(57)【要約】【課題】本発明は、炭化珪素成膜装置を構成する部材全体から炭化珪素が除去されるクリーニング処理の正しい終点を検知することの可能な炭化珪素除去装置、及び炭化珪素除去方法を提供することを目的とする。【解決手段】処理チャンバ１１内に配置され、表面に炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０が固定され、かつ回転するステージ１３と、フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給部２５と、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部２６と、処理チャンバ１１内にプラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを供給するプラズマ発生部３５と、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面粗さを測定する表面粗さ測定器４１と、表面粗さ測定器４１が連続的に取得する表面粗さデータに基づいて、炭化珪素２１のクリーニング処理の終点を検知する制御部４３と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素成膜装置を用いて基板に炭化珪素膜を成膜時に、堆積物である炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材の表面から、前記炭化珪素を除去する炭化珪素除去装置であって、
前記炭化珪素の除去処理が行われる処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に配置され、表面に前記炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材が固定されると共に、回転するステージと、
フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給部と、
酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、
前記フッ素含有ガス供給部及び前記酸素含有ガス供給部と接続され、前記フッ素含有ガス及び前記酸素含有ガスをプラズマ化させると共に、前記処理チャンバ内に配置された前記炭化珪素成膜装置の部材にプラズマ化した前記フッ素含有ガス、及びプラズマ化した前記酸素含有ガスを供給するプラズマ発生部と、
前記炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材の表面粗さを測定する表面粗さ測定器と、
前記表面粗さ測定器が連続的に取得する表面粗さデータに基づいて、前記炭化珪素のクリーニング処理の終点を検知し、該終点を検知した際、前記炭化珪素のクリーニング処理を停止させる制御部と、
を有することを特徴とする炭化珪素除去装置。
【請求項２】
前記表面粗さ測定器は、非接触式のレーザ式変位計であることを特徴とする請求項１記載の炭化珪素除去装置。
【請求項３】
前記表面粗さ測定器は、前記処理チャンバの上方に配置されており、
前記処理チャンバのうち、前記表面粗さ測定器と対向する部分を貫通するように配置された光透過性窓部材を有することを特徴とする請求項１または２記載の炭化珪素除去装置。
【請求項４】
前記ステージに内設され、前記炭化珪素成膜装置の部材の温度が所定の温度となるように加熱する加熱部を有することを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去装置。
【請求項５】
前記処理チャンバの上部、及び前記プラズマ発生部と接続され、かつ前記処理チャンバ内にプラズマ化した前記フッ素含有ガス、及びプラズマ化した前記酸素含有ガスを導入する導入口を含むクリーニングガス導入管を有し、
前記導入口は、前記ステージの上面と対向するように設けられており、
前記導入口と対向する前記ステージの上面の位置と、該ステージの中心との距離が、前記ステージの直径の半分よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去装置。
【請求項６】
炭化珪素成膜装置を用いて基板に炭化珪素膜を成膜時に、堆積物である炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材の表面から、前記炭化珪素を除去する炭化珪素除去方法であって、
処理チャンバ内に収容されたステージ上に、前記炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材を固定する工程と、
前記ステージを回転させながら、前記処理チャンバ内に、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスを供給して前記炭化珪素の除去を開始すると共に、前記炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材の表面粗さを連続的に測定する工程と、
前記表面粗さの値が予め設定した閾値を所定の時間連続して下回った際、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスの供給を停止して前記炭化珪素の除去を停止する工程と、
を有することを特徴とする炭化珪素除去方法。
【請求項７】
前記閾値として、前記炭化珪素が堆積していない新品の炭化珪素成膜装置の部材の表面粗さの値を用いることを特徴とする請求項６記載の炭化珪素除去方法。
【請求項８】
前記閾値として、前記炭化珪素の表面粗さの５分の１の値を用いることを特徴とする請求項６記載の炭化珪素除去方法。
【請求項９】
前記表面粗さとして、平均表面粗さＲａを用いることを特徴とする請求項６ないし８のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去方法。
【請求項１０】
前記炭化珪素成膜装置の部材の表面粗さの測定は、非接触で行うことを特徴とする請求項６ないし９のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去方法。
【請求項１１】
前記炭化珪素を除去する際、前記ステージ上に固定された前記炭化珪素成膜装置の部材の温度が２５０〜３００℃となるように加熱することを特徴とする請求項６ないし１０のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去方法。
【請求項１２】
前記ステージと対向する位置であって、前記ステージの中心から前記ステージの直径の半分までの領域よりも外側に位置する部分に、前記プラズマ化されたフッ素含有ガス、及び前記プラズマ化された酸素含有ガスを供給することを特徴とする請求項６ないし１１のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素成膜装置の部材に堆積した炭化珪素を除去する炭化珪素除去装置、及び炭化珪素除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
珪素と炭素とからなる炭化珪素は、重要なセラミックス材料として多方面で使用されている。特に、半導体としての性質を有し、低消費電力、高温で動作する素子を製造できることから、例えば、自動車用の電子部品の基幹材料として用いられることが期待されている。
【０００３】
上記炭化珪素を形成する際に使用する炭化珪素成膜装置では、炭化珪素を形成後、炭化珪素成膜装置の部材のうちの１つである処理チャンバ（反応容器）の内壁にも炭化珪素よりなる堆積物が堆積し、該堆積物がパーティクルの発生源となる恐れがあった。
従来、定期的なガスクリーニングによって処理チャンバの内壁に堆積した炭化珪素（堆積層）を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照。）。
【０００４】
特許文献１には、化学反応装置の反応容器の内壁に付着した炭化珪素を三フッ化塩素ガスにより除去する炭化珪素の除去方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、成膜の原料となる原料ガスを処理容器に供給するとともに、被処理基板をコイルにより誘導加熱することで、該被処理基板上にエピタキシャル成長による成膜を行う成膜工程と、処理容器内にクリーニングガスを供給するとともに、該クリーニングガスをプラズマ励起することで、処理容器内のクリーニングを行うクリーニング工程と、を有する基板処理方法が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、反応チャンバ内に、反応ガスを供給するとともに、反応チャンバ内に配置した基材表面上に堆積膜を形成するＣＶＤ装置において、ＣＶＤ装置によって基板の成膜処理を行なった後に、含フッ素化合物を含んだフッ素系のクリーニングガスをリモートプラズマ発生装置によってプラズマ化し、プラズマ化したクリーニングガスを、反応チャンバ内に導入して、反応チャンバ内に付着した副生成物を除去することを特徴とするＣＶＤ装置のクリーニング方法が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、堆積チャンバをクリーニングするための方法であって、堆積チャンバ外の遠隔チャンバと堆積チャンバとの間に差圧が生じるように、堆積チャンバ外の遠隔チャンバ内に前駆体ガスを供給する供給のステップと、３０００〜１２０００ワットの出力を用いて遠隔チャンバ内で前駆体ガスを活性化して反応種を形成する前駆体活性化のステップと、反応種を遠隔チャンバから堆積チャンバ内に流入させる、流入のステップと、を有し、前駆体活性化のステップでは、遠隔活性源（リモートアクティベーションソース）を用いることを特徴とするチャンバのクリーニング方法が開示されている。
【０００８】
特許文献５には、ＣＶＤ処理容器をクリーニングするにあたり、処理容器中のラジカル発光強度を測定してクリーニングの終点を検出する終点検出方法であって、クリーニングの進行に従い減少するラジカルの発光強度Ｄ と、増加するラジカルの発光強度Ｉとの比Ｄ／Ｉを求め、その時間変化から終点の検出を行なうことを特徴とするクリーニングの終点検出方法が開示されている。
【０００９】
特許文献６には、先行処理工程で表面に堆積された堆積層の厚みを測定することで処理工程のエンドポイントを決定する方法であって、表面と同一平面にて、前記堆積層厚を測定するように設計されたセンサーを提供するステップと、堆積層厚を変化させるようにプラズマ処理チャンバをプラズマに曝露するステップと、時間の関数として前記堆積層厚を決定するステップと、堆積層厚の実質的に安定した測定値で特徴付けられ、その開始がエンドポイントを表す堆積層厚の安定状態の条件を確認するステップと、を有するエンドポイントの決定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１２９７２４号公報
【特許文献２】特開２００９−１１７３９９号公報
【特許文献３】特開２００２−２８０３７６号公報
【特許文献４】特許第３６９３７９８号公報
【特許文献５】特開２００６−８６３２５号公報
【特許文献６】特表２００８−５３６３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１，２に開示された方法では、反応容器内や処理容器内に堆積した堆積物が除去されたことを検知する終点検知システムを用いていない。
このため、確実に堆積物を除去するために、長時間のクリーニング処理を行った場合、該クリーニング処理により、反応容器及び処理容器が損傷（破損）してしまうという問題があった。
【００１２】
ところで、炭化珪素成膜装置で炭化珪素膜を成膜する場合、チャンバを１５００℃程度に加熱するため、チャンバ及びチャンバ内の部材を炭化珪素や炭素等の高耐熱材料を用いて構成している。
このため、特許文献３，４に開示された方法を用いて、炭化珪素よりなる堆積物が付着した部材のクリーニング処理（堆積物の除去処理）を行うと、該部材のうち、堆積物が付着していない部分が損傷してしまうという問題があった。
【００１３】
特許文献５に開示された方法では、ラジカルの発光強度から終点検出を行う間接的な方法であるため、堆積物のうち、部材の表面と接触し、かつ部材の表面に対して強固に付着した部分の除去が終了する前に、終点が検出されてしまう。
つまり、終点検出の精度が悪いため、部材の表面に薄い厚さの堆積物が残存してしまうという問題があった。
【００１４】
炭化珪素よりなる堆積物の平均表面粗さＲａは、数十μｍ〜数百μｍ程度であるため、場所によっては、堆積物の厚さが大きく異なる。
このため、特許文献６に開示された方法では、正確な堆積物の厚さを測定することが困難なため、精度良く終点を検出することが困難であった。
【００１５】
つまり、特許文献１〜６に開示された方法では、炭化珪素成膜装置を構成する部材全体から炭化珪素が除去されるクリーニング処理の正しい終点を検知することができなかった。
【００１６】
そこで、本発明は、炭化珪素成膜装置を構成する部材全体から炭化珪素が除去されるクリーニング処理の正しい終点を検知することの可能な炭化珪素除去装置、及び炭化珪素除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、炭化珪素成膜装置を用いて基板に炭化珪素膜を成膜時に、堆積物である炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材の表面から、前記炭化珪素を除去する炭化珪素除去装置であって、前記炭化珪素の除去処理が行われる処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配置され、表面に前記炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材が固定されると共に、回転するステージと、フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給部と、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、前記フッ素含有ガス供給部及び前記酸素含有ガス供給部と接続され、前記フッ素含有ガス及び前記酸素含有ガスをプラズマ化させると共に、前記処理チャンバ内に配置された前記炭化珪素成膜装置の部材にプラズマ化した前記フッ素含有ガス、及びプラズマ化した前記酸素含有ガスを供給するプラズマ発生部と、前記炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材の表面粗さを測定する表面粗さ測定器と、前記表面粗さ測定器が連続的に取得する表面粗さデータに基づいて、前記炭化珪素のクリーニング処理の終点を検知し、該終点を検知した際、前記炭化珪素のクリーニング処理を停止させる制御部と、を有することを特徴とする炭化珪素除去装置が提供される。
【００１８】
また、請求項２に係る発明によれば、前記表面粗さ測定器は、非接触式のレーザ式変位計であることを特徴とする請求項１記載の炭化珪素除去装置が提供される。
【００１９】
また、請求項３に係る発明によれば、前記表面粗さ測定器は、前記処理チャンバの上方に配置されており、前記処理チャンバのうち、前記表面粗さ測定器と対向する部分を貫通するように配置された光透過性窓部材を有することを特徴とする請求項１または２記載の炭化珪素除去装置が提供される。
【００２０】
また、請求項４に係る発明によれば、前記ステージに内設され、前記炭化珪素成膜装置の部材の温度が所定の温度となるように加熱する加熱部を有することを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去装置が提供される。
【００２１】
また、請求項５に係る発明によれば、前記処理チャンバの上部、及び前記プラズマ発生部と接続され、かつ前記処理チャンバ内にプラズマ化した前記フッ素含有ガス、及びプラズマ化した前記酸素含有ガスを導入する導入口を含むクリーニングガス導入管を有し、前記導入口は、前記ステージの上面と対向するように設けられており、前記導入口と対向する前記ステージの上面の位置と、該ステージの中心との距離が、前記ステージの直径の半分よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去装置が提供される。
【００２２】
また、請求項６に係る発明によれば、炭化珪素成膜装置を用いて基板に炭化珪素膜を成膜時に、堆積物である炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材の表面から、前記炭化珪素を除去する炭化珪素除去方法であって、処理チャンバ内に収容されたステージ上に、前記炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材を固定する工程と、前記ステージを回転させながら、前記処理チャンバ内に、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスを供給して前記炭化珪素の除去を開始すると共に、前記炭化珪素が堆積した前記炭化珪素成膜装置の部材の表面粗さを連続的に測定する工程と、前記表面粗さの値が予め設定した閾値を所定の時間連続して下回った際、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスの供給を停止して前記炭化珪素の除去を停止する工程と、を有することを特徴とする炭化珪素除去方法が提供される。
【００２３】
また、請求項７に係る発明によれば、前記閾値として、前記炭化珪素が堆積していない新品の炭化珪素成膜装置の部材の表面粗さの値を用いることを特徴とする請求項６記載の炭化珪素除去方法が提供される。
【００２４】
また、請求項８に係る発明によれば、前記閾値として、前記炭化珪素の表面粗さの５分の１の値を用いることを特徴とする請求項６記載の炭化珪素除去方法が提供される。
【００２５】
また、請求項９に係る発明によれば、前記表面粗さとして、平均表面粗さＲａを用いることを特徴とする請求項６ないし８のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去方法が提供される。
【００２６】
また、請求項１０に係る発明によれば、前記炭化珪素成膜装置の部材の表面粗さの測定は、非接触で行うことを特徴とする請求項６ないし９のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去方法が提供される。
【００２７】
また、請求項１１に係る発明によれば、前記炭化珪素を除去する際、前記ステージ上に固定された前記炭化珪素成膜装置の部材の温度が２５０〜３００℃となるように加熱することを特徴とする請求項６ないし１０のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去方法が提供される。
【００２８】
また、請求項１２に係る発明によれば、前記ステージと対向する位置であって、前記ステージの中心から前記ステージの直径の半分までの領域よりも外側に位置する部分に、前記プラズマ化されたフッ素含有ガス、及び前記プラズマ化された酸素含有ガスを供給することを特徴とする請求項６ないし１１のうち、いずれか１項記載の炭化珪素除去方法が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の炭化珪素除去装置によれば、フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給部と、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、フッ素含有ガス供給部及び酸素含有ガス供給部と接続され、フッ素含有ガス及び酸素含有ガスをプラズマ化させると共に、処理チャンバ内に配置された炭化珪素成膜装置の部材にプラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを供給するプラズマ発生部と、を有することにより、堆積物である炭化珪素に含まれる珪素成分がプラズマ化されたフッ素含有ガスにより選択的に除去され、該炭化珪素に含まれる炭素成分がプラズマ化された酸素含有ガスにより選択的に除去されるため、炭化珪素成膜装置の部材の表面に堆積した炭化珪素を精度良く除去することが可能となる。これにより、炭化珪素成膜装置の部材の表面全体を露出させることが可能となる。
【００３０】
また、処理チャンバ内に配置され、表面に炭化珪素が堆積した炭化珪素成膜装置の部材が固定されると共に、回転するステージと、炭化珪素が堆積した炭化珪素成膜装置の部材の表面粗さを測定する表面粗さ測定器と、を有することにより、炭化珪素のクリーニング時（炭化珪素の除去時）において、炭化珪素成膜装置の部材の表面（炭化珪素が残存している場合は、炭化珪素成膜装置の部材に付着した炭化珪素の表面）の一部の狭い領域ではなく、広い領域の表面粗さを測定することが可能となる。
【００３１】
そして、表面粗さ測定器が連続的に取得する表面粗さデータに基づいて、炭化珪素のクリーニング処理の終点を検知し、該クリーニング処理の終点を検知した際、炭化珪素のクリーニング処理を停止させる制御部を有することにより、炭化珪素成膜装置の部材の表面のうち、広い領域の表面粗さに基づいて、炭化珪素のクリーニング処理の終点を検知することが可能となる。
これにより、炭化珪素成膜装置の部材の表面に堆積した炭化珪素が完全に除去された時点を炭化珪素のクリーニング処理の終点として検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係る炭化珪素除去装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る炭化珪素除去方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図３】実施例のクリーニング処理開始直後の炭化珪素の表面粗さを示す図である。
【図４】実施例のクリーニング処理終了付近のサンプルの表面の表面粗さを示す図である。
【図５】比較例のデータを取得する際に使用した炭化珪素除去装置の概略構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の炭化珪素除去装置の寸法関係とは異なる場合がある。
【００３４】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る炭化珪素除去装置の概略構成を模式的に示す図である。図１では、処理チャンバ１１内の構成（但し、回転軸１６を除く）を断面図で示す。
【００３５】
図１を参照するに、本実施の形態の炭化珪素除去装置１０は、処理チャンバ１１と、ステージ１３と、加熱部１４と、回転軸１６と、回転駆動部１７と、光透過性窓部材１８と、フッ素含有ガス供給部２５と、酸素含有ガス供給部２６と、クリーニングガス供給ライン２８と、第１のバルブ３１と、第２のバルブ３２と、プラズマ発生部３５と、クリーニングガス導入管３６と、表面粗さ測定器４１と、制御部４３と、排気ライン４６と、真空ポンプ４７と、を有する。
炭化珪素除去装置１０は、炭化珪素を成膜する炭化珪素成膜装置とは別の装置である。
【００３６】
処理チャンバ１１は、処理チャンバ１１の上部１１−１に形成された貫通部１１Ａを有する。貫通部１１Ａは、処理チャンバ１１の上部１１−１のうち、表面粗さ測定器４１の光照射及び受光部４１Ａと対向する部分を貫通するように配置されている。
処理チャンバ１１は、反応空間Ａを区画している。処理チャンバ１１は、ステージ１３、ステージ１３の上面１３ａに固定され、かつ堆積物である炭化珪素２１（例えば、３Ｃ−ＳｉＣ）が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０、及び回転軸１６を収容している。
【００３７】
炭化珪素成膜装置の部材２０に堆積した炭化珪素２１を除去する際、処理チャンバ１１内（言い換えれば、反応空間Ａ）には、クリーニングガス導入管３６を介して、クリーニングガスとしてプラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスが供給される。
このため、処理チャンバ１１は、フッ素含有ガスに対して十分な耐性のある材料により構成されている。
【００３８】
ここで、炭化珪素成膜装置の部材２０について説明する。炭化珪素成膜装置の部材２０を構成する材料としては、例えば、バルクの炭化珪素（具体的には、例えば、炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ）の焼結体）を用いることができる。
バルクの炭化珪素（具体的には、例えば、炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ）の焼結体）の表面（言い換えれば、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ）は、炭化珪素２１（例えば、３Ｃ−ＳｉＣ）の表面２１ａの粗さ（平均表面粗さＲａで５０〜２００μｍ程度）よりも表面の粗さが小さい面とされている。
具体的には、バルクの炭化珪素（例えば、炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ）の焼結体）の表面は、平均表面粗さＲａで０．１〜１０μｍ程度とされている。
【００３９】
このように、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ（言い換えれば、バルクの炭化珪素（例えば、炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ）の焼結体）の表面）の表面粗さと、除去すべき炭化珪素２１（例えば、３Ｃ−ＳｉＣ）の表面２１ａの粗さは、大きく異なる。
【００４０】
そこで、本発明では、除去すべき堆積物である炭化珪素２１の表面２１ａと、炭化珪素２１を除去するエッチングにより、損傷させたくない炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａと、の表面粗さの違いに着目して、炭化珪素２１が除去された時点（言い換えれば、炭化珪素２１の除去の終点）を検知する。
炭化珪素成膜装置の部材２０としては、例えば、炭化珪素膜が成膜される基板（図示せず）が載置されるサセプタを例示することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、炭化珪素成膜装置の部材２０の材料の一例として、バルクの炭化珪素を用いた場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、ＳｉＣコートカーボン（グラファイト基材の表面をＳｉＣでコーティングしたもの）を用いてもよい。ＳｉＣコートカーボンの平均表面粗さＲａは、１０〜３０μｍ程度である。
【００４２】
ステージ１３は、円盤形状とされており、処理チャンバ１１内に収容されている。ステージ１３の上面１３ａは、平坦な面とされている。
ステージ１３の底部は、回転軸１６の上端部と接続されている。これにより、回転駆動部１７により、回転軸１６が所定の回転数で回転させられた際、ステージ１３、及びステージ１３上に固定された炭化珪素成膜装置の部材２０も回転する。
【００４３】
したがって、炭化珪素２１のクリーニング時（炭化珪素２１の除去時）において、表面粗さ測定器４１は、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ（炭化珪素２１が残存している場合は、炭化珪素成膜装置の部材２０に付着した炭化珪素２１の表面２１ａ）の一部の狭い領域ではなく、広い領域の表面粗さを測定することが可能となる。
【００４４】
加熱部１４は、ステージに内設されている。加熱部１４は、ステージ１３上に固定され、かつ炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０の温度が所定の温度（具体的には、例えば、２５０〜３００℃の温度）となるように加熱する。加熱部１４としては、例えば、ヒーターを用いることができる。
【００４５】
このように、炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０の温度が２５０〜３００℃の温度となるように加熱することで、炭化珪素２１のクリーニング時において、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスと炭化珪素２１との反応を促進して、クリーニング性能を向上させることができる。
【００４６】
なお、６００℃よりも高い温度で炭化珪素成膜装置の部材２０を加熱すると、炭化珪素成膜装置の部材２０が熱変化するため、好ましくない。
また、６００℃よりも高い温度で炭化珪素成膜装置の部材２０を加熱すると、処理チャンバ１１とプラズマ化されたフッ素含有ガス及び酸素含有ガス（クリーニングガス）とが反応するため好ましくない。
【００４７】
回転軸１６は、その状端部がステージ１３の底部と接続されており、他端部が回転駆動部１７と接続されている。
回転駆動部１７は、ステージ１３の下方に配置されている。回転駆動部１７は、回転軸１６の下端部と接続されている。回転駆動部１７は、回転軸１６を介して、ステージ１３上に固定された炭化珪素成膜装置の部材２０を所定の回転数で回転させる。
【００４８】
光透過性窓部材１８は、貫通部１１Ａを塞ぐように配置されている。光透過性窓部材１８は、処理チャンバ１１内に収容された炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ（炭化珪素２１が残存している場合は、炭化珪素２１の表面２１ａ）に、光照射及び受光部４１Ａの光（例えば、レーザ光）を照射するための部材である。
【００４９】
光透過性窓部材１８を構成する材料としては、例えば、石英、サファイア、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、セレン化亜鉛、フッ化マグネシウム等を用いることができる。
プラズマ化されたフッ素含有ガス及び酸素含有ガスに対する耐食性、耐熱性、及び光照射及び受光部４１Ａから照射されるレーザ光の透過率を考慮すると、光透過性窓部材１８を構成する材料としては、サファイアが最も好ましい。
【００５０】
フッ素含有ガス供給部２５は、クリーニングガス供給ライン２８から分岐した第１の分岐ライン２８−１と接続されている。フッ素含有ガス供給部２５は、第１の分岐ライン２８−１を介して、プラズマ発生部３５と接続されている。
フッ素含有ガス供給部２５は、第１の分岐ライン２８−１及び第１のバルブ３１を介して、プラズマ発生部３５にフッ素含有ガスを供給する。フッ素含有ガスは、堆積物である炭化珪素２１に含まれる珪素（珪素成分）を除去する。
【００５１】
フッ素含有ガスとしては、例えば、フッ素(Ｆ２−ＧＷＰ：０)、フッ化水素(ＨＦ−ＧＷＰ：０)、ハイドロフルオロカーボン(ＣｘＨｙＦｚ（ｘ，ｙ，ｚは１以上の整数）、例えば、ＣＨ３Ｆ−ＧＷＰ−９７)のうち、少なくとも１つを含むガスを用いることができる。
【００５２】
なお、フッ素含有ガスとして、例えば、フルオロカーボン(ＣＦ４−ＧＷＰ：７，３９０，Ｃ２Ｆ６−ＧＷＰ：１２，２００)や六フッ化硫黄(ＳＦ６−ＧＷＰ：２２，８００)、三フッ化窒素(ＮＦ３−ＧＷＰ：１７，２００)、三フッ化塩素(ＣｌＦ３−ＧＷＰ：０)、二フッ化カルボニル(ＣＯＦ２−ＧＷＰ：１)等を使用してもよい。
しかしながら、これらのガスは、温暖化係数(ＧＷＰ)の大きなガスであるため、温暖化の観点からあまり好ましくない。温暖化の観点から、フッ素含有ガスとしては、ＧＷＰ値の小さいＦ２やＨＦ等の低環境負荷ガスが好ましい。
【００５３】
酸素含有ガス供給部２６は、クリーニングガス供給ライン２８から分岐した第２の分岐ライン２８−２と接続されている。酸素含有ガス供給部２６は、第２の分岐ライン２８−２を介して、プラズマ発生部３５と接続されている。
酸素含有ガス供給部２６は、第２の分岐ライン２８−２及び第２のバルブ３２を介して、プラズマ発生部３５に酸素含有ガスを供給する。酸素含有ガスは、炭化珪素２１に含まれる炭素（炭素成分）を除去する。
【００５４】
酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、窒素酸化物(ＮｘＯｙ（ｘ，ｙは１以上の整数）)、水蒸気（Ｈ２Ｏ）のうち、少なくとも１つを含むガスを用いることができる。
【００５５】
クリーニングガス供給ライン２８は、その一端が第１及び第２の分岐ライン２８−１，２８−２に分岐されており、他端がプラズマ発生部３５と接続されている。
クリーニングガス供給ライン２８は、フッ素含有ガス及び／または酸素含有ガスをプラズマ発生部３５に供給するためのラインである。
【００５６】
第１のバルブ３１は、第１の分岐ライン２８−１に設けられている。第１のバルブ３１は、フッ素含有ガスを供給するか否かの選択や、フッ素含有ガスの供給量の調整を行うためのバルブである。
第２のバルブ３２は、第２の分岐ライン２８−２に設けられている。第２のバルブ３２は、酸素含有ガスを供給するか否かの選択や、酸素含有ガスの供給量の調整を行うためのバルブである。
【００５７】
プラズマ発生部３５は、クリーニングガス供給ライン２８を介して、フッ素含有ガス供給部２５、及び酸素含有ガス供給部２６と接続されている。炭化珪素２１のクリーニング処理を行う際、プラズマ発生部３５には、クリーニングガス供給ライン２８を介して、フッ素含有ガス及び／または酸素含有ガスが供給される。
【００５８】
プラズマ発生部３５は、フッ素含有ガス及び／または酸素含有ガスをプラズマ化させると共に、プラズマ化されたフッ素含有ガス及び／またはプラズマ化された酸素含有ガスを処理チャンバ１１内に供給する。
【００５９】
なお、クリーニングガスであるフッ素含有ガス及び酸素含有ガスを効率良くプラズマ化させるために、フッ素含有ガス及び酸素含有ガスに放電ガスとして、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ等の不活性ガスを添加してもよい。
【００６０】
クリーニングガス導入管３６は、その一端がプラズマ発生部３５と接続され、他端が処理チャンバ１１の上部１１−１を貫通するように配置されている。
クリーニングガス導入管３６は、反応空間Ａに露出され、ステージ１３の上面１３ａと対向する導入口３６Ａを有する。導入口３６Ａは、例えば、プラズマ化されたフッ素含有ガスとプラズマ化された酸素含有ガスとが混合されたクリーニングガスを処理チャンバ１１内に導入する。
【００６１】
導入口３６Ａは、導入口３６Ａと対向するステージ１３の上面１３ａの位置Ｂと、ステージ１３の中心Ｃとの距離Ｄが、ステージ１３の直径Ｒの半分（＝Ｒ／２）よりも大きくなる位置に配置されている。
【００６２】
このように、プラズマ化されたフッ素含有ガスとプラズマ化された酸素含有ガスとが混合されたクリーニングガスを処理チャンバ１１内に導入する導入口３６Ａを、導入口３６Ａと対向するステージ１３の上面１３ａの位置Ｂと、ステージ１３の中心Ｃと、の距離Ｄが、ステージ１３の直径Ｒの半分（＝Ｒ／２）よりも大きくなる位置に配置することで、クリーニングガスを炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０全体に行き渡らせることができる。
【００６３】
表面粗さ測定器４１は、光照射及び受光部４１Ａを有する。表面粗さ測定器４１は、光照射及び受光部４１Ａと光透過性窓部材１８とが対向するように、処理チャンバ１１の上方に配置されている。
【００６４】
光照射及び受光部４１Ａは、光透過性窓部材１８を介して、処理チャンバ１１内に収容された炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ（炭化珪素２１が残存している場合は、炭化珪素２１の表面２１ａ）に光（例えば、レーザ光）を照射すると共に、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ（炭化珪素２１が残存している場合は、炭化珪素２１の表面２１ａ）に反射された光（例えば、レーザ光）を受光する。
【００６５】
表面粗さ測定器４１は、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ（炭化珪素２１が残存している場合は、炭化珪素２１の表面２１ａ）に反射された光（例えば、レーザ光）を解析することで、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａまたは炭化珪素２１の表面２１ａの表面粗さに関するデータを取得する。
【００６６】
表面粗さ測定器４１は、制御部４３と電気的に接続されている。表面粗さ測定器４１は、クリーニング処理開始から連続的に測定する炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａまたは炭化珪素２１の表面２１ａの表面粗さに関するデータを制御部４３にリアルタイムで送信する。
【００６７】
また、炭化珪素２１のクリーニング時（炭化珪素２１の除去時）において、炭化珪素成膜装置の部材２０が固定されたステージ１３が回転することで、表面粗さ測定器４１は、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ（炭化珪素２１が残存している場合は、炭化珪素成膜装置の部材２０に付着した炭化珪素２１の表面２１ａ）の一部の狭い領域ではなく、広い領域の表面粗さを測定することが可能となる。
【００６８】
これにより、制御部４３は、表面粗さ測定器４１が測定した広い領域の表面粗さのデータに基づいて、平均表面粗さＲａを算出し、該平均表面粗さＲａに基づいて、炭化珪素２１の除去が完了したか否かについて、判定することが可能となる。
よって、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ全体から炭化珪素２１が確実に除去された時点を炭化珪素２１のクリーニングの終点として検知することができる。
【００６９】
つまり、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ全体から炭化珪素２１が除去されるクリーニング処理の正しい終点を検知することができる。
これにより、従来の炭化珪素のクリーニング処理の終点検知後に、残存する炭化珪素２１（堆積物）を除去するためのオバークリーニングが不要となるため、炭化珪素２１のクリーニング処理による炭化珪素成膜装置の部材２０の損傷を抑制できる。
【００７０】
上記表面粗さ測定器４１としては、例えば、非接触式のレーザ式変位計を用いることができる。このように、表面粗さ測定器４１として非接触式のレーザ式変位計を用いることにより、処理チャンバ１１の外部に表面粗さ測定器４１を配置することが可能となるので、クリーニングガスにより、表面粗さ測定器４１が損傷することを抑制できる。
【００７１】
制御部４３は、加熱部１４、回転駆動部１７、フッ素含有ガス供給部２５、酸素含有ガス供給部２６、第１のバルブ３１、第２のバルブ３２、プラズマ発生部３５、及び表面粗さ測定器４１と電気的に接続されており、炭化珪素除去装置１０の制御全般を行う。
【００７２】
制御部４３は、記憶部４３Ａと、演算部４３Ｂと、表示部４３Ｃと、を有する。記憶部４３Ａには、予め入力された炭化珪素除去装置１０を動作させるためのプログラム、炭化珪素２１の除去（言い換えれば、クリーニング処理）を停止するか否かの判定を行うための閾値Ｅ（予め設定した閾値）、炭化珪素２１の除去を停止する際の判断基準となる閾値Ｅを連続して下回る時間（所定の時間Ｆ）等が格納されている。
【００７３】
閾値Ｅとしては、炭化珪素２１が堆積していない新品の炭化珪素成膜装置の部材２０の平均表面粗さＲａの値や、炭化珪素成膜装置の部材２０に堆積した炭化珪素２１の平均表面粗さＲａの５分の１の値等を用いることができる。
【００７４】
上記所定の時間Ｆは、炭化珪素成膜装置の部材２０の大きさに依存する。炭化珪素成膜装置の部材２０が大きい場合には、所定の時間Ｆとして長い時間を設定し、炭化珪素成膜装置の部材２０が小さい場合には、所定の時間Ｆとして短い時間を設定する。
例えば、炭化珪素成膜装置の部材２０の大きさが縦１ｃｍ×横１ｃｍ×高さ１ｃｍの場合、上記所定の時間Ｆは、３分とすることができる。
【００７５】
このように、所定の時間Ｆ、表面粗さ測定器４１が測定する平均表面粗さＲａが閾値Ｅを連続して下回った際、炭化珪素２１の除去処理を停止させることにより、確実に、炭化珪素２１の除去処理の終点を検知することができる。
【００７６】
演算部４３Ｂは、表面粗さ測定器４１が測定した表面粗さのデータに基づいて、平均表面粗さＲａを求める。そして、演算部４３Ｂは、平均表面粗さＲａ、閾値Ｅ、及び所定の時間Ｆに基づいて、炭化珪素２１の除去が終了したか否かの判定を行う。
また、演算部４３Ｂは、表面粗さ測定器４１が測定した表面粗さデータを用いて、後述する図３及び図４に示すようなグラフを作成する。
表示部４３Ｃは、炭化珪素除去装置１０の運転条件や後述する図３及び図４に示すグラフ等を表示する。表示部４３Ｃとしては、例えば、液晶画面を用いることができる。
【００７７】
排気ライン４６は、処理チャンバ１１内に存在するガスを処理チャンバ１１の外に排気するためのラインである。排気ライン４６の一端は、処理チャンバ１１の下部１１−２を貫通するように、下部１１−２と接続されている。
真空ポンプ４７は、排気ライン４６に設けられている。真空ポンプ４７は、処理チャンバ１１内に存在するガスを排気するためのポンプである。
【００７８】
本実施の形態の炭化珪素除去装置によれば、フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給部２５と、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部２６と、フッ素含有ガス供給部２５及び酸素含有ガス供給部２６と接続され、フッ素含有ガス及び酸素含有ガスをプラズマ化させると共に、処理チャンバ１１内に配置された炭化珪素成膜装置の部材２０にプラズマ化したフッ素含有ガス、及びプラズマ化した酸素含有ガスを供給するプラズマ発生部３５と、を有することで、堆積物である炭化珪素２１に含まれる珪素成分がプラズマ化されたフッ素含有ガスにより選択的に除去され、炭化珪素２１に含まれる炭素成分がプラズマ化された酸素含有ガスにより選択的に除去される。
これにより、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａに堆積した炭化珪素２１が精度良く除去されるため、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ全体を露出させることが可能となる。
【００７９】
また、処理チャンバ１１内に配置され、表面２０ａに炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０が固定されると共に、回転するステージ１３と、炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０の表面粗さを測定する表面粗さ測定器４１と、を有することにより、炭化珪素２１のクリーニング時（炭化珪素２１の除去時）において、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ（炭化珪素２１が残存している場合は、炭化珪素成膜装置の部材２０に堆積した炭化珪素２１の表面２１ａ）の一部の狭い領域ではなく、広い領域の表面粗さを測定することが可能となる。
【００８０】
そして、表面粗さ測定器４１が連続的に取得する表面粗さデータに基づいて、平均表面粗さＲａを算出し、平均表面粗さＲａ、閾値Ｅ，及び所定の時間Ｆに基づいて、炭化珪素２１のクリーニング処理の終点を検知し、該終点を検知した際、炭化珪素２１のクリーニング処理を停止させる制御部４３を有することにより、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａのうち、広い領域の表面粗さに基づいて、炭化珪素２１のクリーニング処理の終点を検知することが可能となる。
したがって、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａに堆積した炭化珪素２１が完全に除去された時点を炭化珪素２１のクリーニング処理の終点として検知することができる。
【００８１】
これにより、従来の炭化珪素のクリーニング処理の終点検知後に、残存する炭化珪素２１（堆積物）を除去するためのオバークリーニングが不要となるため、炭化珪素２１のクリーニング処理による炭化珪素成膜装置の部材２０の損傷を抑制できる。
【００８２】
なお、図１では、一例として、表面粗さ測定器４１の位置を固定した場合を例に挙げて説明したが、例えば、ステージ１３の半径方向に対して表面粗さ測定器４１が往復運動するように表面粗さ測定器４１を移動させる駆動部（図示せず）を設け、移動する表面粗さ測定器４１の光照射及び受光部４１Ａと対向するように光透過性窓部材１８を配置させてもよい。
【００８３】
この場合、炭化珪素成膜装置の部材２０に付着した炭化珪素２１の表面２１ａ、及び炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａのより広い領域の表面粗さを測定することが可能となる。これにより、炭化珪素２１のクリーニング処理の終点検知の精度をより高めることができる。
【００８４】
図２は、本発明の実施の形態に係る炭化珪素除去方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
次に、図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る炭化珪素除去方法について説明する。
【００８５】
始めに、図２に示す処理が開始されると、ＳＴＥＰ１では、炭化珪素成膜装置（図示せず）の成膜チャンバ（図示せず）から堆積物である炭化珪素２１が堆積した炭化珪素除去部材２０（図１参照）を取り出す。
【００８６】
次いで、ＳＴＥＰ２では、図１に示す炭化珪素除去装置１０の処理チャンバ１１内のステージ１３上に、炭化珪素２１が堆積した炭化珪素除去装置の部材２０を固定する。
その後、所定の回転速度（例えば、５〜１０ｒｐｍ）でステージ１３を回転させながら、加熱部１４により、炭化珪素除去装置の部材２０の温度が所定の温度（例えば、２５０℃〜３００℃の範囲内の温度）となるように加熱する。
【００８７】
このとき、ステージ１３が回転することで、ステージ１３上に固定された炭化珪素除去装置の部材２０も回転する。
また、炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０の温度が２５０℃〜３００℃の範囲内の温度となるように加熱することで、炭化珪素２１のクリーニング時において、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスと炭化珪素２１との反応を促進して、クリーニング性能を向上させることができる。
【００８８】
なお、あまり高い温度（例えば、６００℃よりも高い温度）で炭化珪素成膜装置の部材２０を加熱すると、炭化珪素成膜装置の部材２０が熱変化するため、好ましくない。
また、あまり高い温度（例えば、６００℃よりも高い温度）で炭化珪素成膜装置の部材２０を加熱すると、処理チャンバ１１とプラズマ化されたフッ素含有ガス及び酸素含有ガス（クリーニングガス）とが反応するため好ましくない。
【００８９】
次いで、ＳＴＥＰ３では、処理チャンバ１１内へのプラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスが混合されたガス（クリーニングガス）の供給を開始すると共に、表面粗さ測定器４１による炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａに堆積した炭化珪素２１の表面２１ａの表面粗さの測定が開始される。
表面粗さ測定器４１が測定した炭化珪素２１の表面２１ａの表面粗さに関するデータは、制御部４３にリアルタイムで送信される。
【００９０】
この段階は、炭化珪素２１を除去する工程の初期であるため、炭化珪素２１は、ほとんど除去されていない。また、炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０は、回転しているため、炭化珪素２１の表面２１ａの狭い領域に関する表面粗さではなく、炭化珪素２１の表面２１ａの広い領域に関する表面粗さのデータを取得することができる。
【００９１】
また、クリーニングガスとして、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスを混合したガスを用いることで、プラズマ化されたフッ素含有ガスにより炭化珪素２１に含まれる珪素成分を除去し、プラズマ化された酸素含有ガスにより炭化珪素２１に含まれる炭素成分を除去することが可能となるので、炭化珪素２１の除去性能を向上できる。
【００９２】
なお、上記ＳＴＥＰ３の説明では、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスを混合したガスをエッチングガスとして供給する場合を例に挙げて説明したが、例えば、プラズマ化されたフッ素含有ガスを供給する第１のステップ（炭化珪素２１に含まれる珪素成分を除去するステップ）と、プラズマ化された酸素含有ガスを供給する第２のステップ（炭化珪素２１に含まれる炭素成分を除去するステップ）と、を交互に繰り返し行ってもよい。
この場合、プラズマ化されたフッ素含有ガス、及びプラズマ化された酸素含有ガスを混合したガスをエッチングガスとして用いる場合と同様な効果を得ることができる。
【００９３】
次いで、ＳＴＥＰ４では、ＳＴＥＰ３で説明した炭化珪素２１の除去処理、及び表面粗さ測定を継続する。この段階では、クリーニングガスによる炭化珪素２１の除去が進行しているため、炭化珪素２１で覆われて部分が除去されて、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａが露出される。
よって、表面粗さ測定器４１は、炭化珪素成膜装置の部材２０に残存する炭化珪素２１の表面２１ａの表面粗さと、炭化珪素２１が除去されることで露出された炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａの表面粗さと、を測定することとなる。
この段階においても炭化珪素成膜装置の部材２０は、所定の回転数で回転している。
【００９４】
次いで、ＳＴＥＰ５では、表面粗さ測定器４１が測定した表面粗さに基づき得られる平均表面粗さＲａの値が、制御部４３の記憶部４３Ａに格納された閾値Ｅよりも小さくなったか否かの判定が行われる。
ＳＴＥＰ５において、平均表面粗さＲａの値が閾値Ｅよりも小さくなったと判定（Ｙｅｓと判定（肯定判定））された際、処理はＳＴＥＰ６へと進む。
また、ＳＴＥＰ５において、平均表面粗さＲａの値が閾値Ｅ以上であると判定（Ｎｏと判定（否定判定））された際、処理はＳＴＥＰ４へと戻る。
【００９５】
閾値Ｅとしては、例えば、炭化珪素２１が堆積していない新品の炭化珪素成膜装置の部材２０の平均表面粗さＲａの値や、炭化珪素成膜装置の部材２０に堆積した炭化珪素２１の平均表面粗さＲａの５分の１の値等を用いることができる。
【００９６】
次いで、ＳＴＥＰ６では、制御部４３において、連続して平均表面粗さＲａが閾値Ｅよりも小さくなった時間が所定の時間Ｆに到達したか否かの判定が行われる。
ＳＴＥＰ６において、連続して平均表面粗さＲａが閾値Ｅよりも小さくなった時間が所定の時間Ｆに到達したと判定（Ｙｅｓと判定（肯定判定））された際、処理はＳＴＥＰ７へと進む。
また、ＳＴＥＰ６において、連続して平均表面粗さＲａが閾値Ｅよりも小さくなった時間が所定の時間Ｆに到達していないと判定（Ｎｏと判定（否定判定））された際、処理はＳＴＥＰ４へと戻る。
【００９７】
上記所定の時間Ｆは、炭化珪素成膜装置の部材２０の大きさによって適宜設定することができる。
このように、所定の時間Ｆ、表面粗さ測定器４１が測定する平均表面粗さＲａが閾値Ｅを連続して下回った際、炭化珪素２１の除去処理を停止することにより、炭化珪素２１の除去の終点を確実に検知することができる。
【００９８】
次いで、ＳＴＥＰ７では、ＳＴＥＰ６において、連続して平均表面粗さＲａが閾値Ｅよりも小さくなった時間が所定の時間Ｆに到達したと判定されると、制御部４３が、ステージ１３の回転、加熱部１４による炭化珪素成膜装置の部材２０の加熱、表面粗さ測定器４１による表面粗さ測定、フッ素含有ガスの供給、及び酸素含有ガスの供給を停止させる。
これにより、炭化珪素２１の除去処理が終了する。
【００９９】
次いで、ＳＴＥＰ８では、処理チャンバ１１から炭化珪素２１が除去された炭化珪素成膜装置の部材２０を取り出す。これにより、図２に示す本実施の形態に係る炭化珪素除去方法の処理が終了する。
【０１００】
本実施の形態の炭化珪素除去方法によれば、プラズマ化させたフッ素含有ガス、及びプラズマ化させた酸素含有ガスを混合したガスをクリーニングガスとして用いることで、堆積物である炭化珪素２１に含まれる珪素成分がプラズマ化されたフッ素含有ガスにより選択的に除去され、炭化珪素２１に含まれる炭素成分がプラズマ化された酸素含有ガスにより選択的に除去される。
これにより、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａに堆積した炭化珪素２１が精度良く除去されるため、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ全体を露出させることが可能となる。
【０１０１】
また、炭化珪素２１を除去する工程において、炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０が固定されたステージ１３を回転させながら、炭化珪素２１が堆積した炭化珪素成膜装置の部材２０の表面粗さを測定することにより、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａ（炭化珪素２１が残存している場合は、炭化珪素成膜装置の部材２０に堆積した炭化珪素２１の表面２１ａ）の一部の狭い領域ではなく、広い領域の表面粗さを測定することが可能となる。
【０１０２】
そして、表面粗さ測定器４１が連続的に取得する表面粗さから得られる平均表面粗さＲａが閾値Ｅを連続的に下回った時間が所定の時間Ｆに到達した際に炭化珪素２１のクリーニング処理の終点を検知することで、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａのうち、広い領域の表面粗さに基づいて、炭化珪素２１のクリーニング処理の終点を検知することが可能となる。
これにより、炭化珪素成膜装置の部材２０の表面２０ａに堆積した炭化珪素２１が完全に除去された時点を炭化珪素２１のクリーニング処理の終点として検知することができる。
【０１０３】
また、従来の炭化珪素のクリーニング処理の終点検知後に、残存する炭化珪素２１（堆積物）を除去するためのオバークリーニングが不要となるため、炭化珪素２１のクリーニング処理による炭化珪素成膜装置の部材２０の損傷を抑制できる。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、炭化珪素除去装置１０の処理チャンバ１１内で炭化珪素２１のクリーニング処理を実施する場合（エクサイチュー方式(Ｅｘ−Ｓｉｔｕ)）を例に挙げて説明したが、炭化珪素成膜装置の成膜チャンバ（図示せず）内で本実施の形態の炭化珪素除去方法を行ってもよい。
この場合、本実施の形態の炭化珪素除去方法と同様な効果を得ることができる。
【０１０５】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１０６】
（実施例）
実施例では、図１に示す炭化珪素除去装置１０を用いて、ＳｉＣコートカーボンよりなり、かつ炭化珪素（堆積物）が厚く堆積したサンプル（炭化珪素成膜装置の部材２０に相当するサンプル）を用いて、炭化珪素の除去処理を行った。
炭化珪素（堆積物）が厚く堆積したサンプルのサイズ（炭化珪素（堆積物）の厚さ０．２ｍｍを含むサイズ）は、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×厚さ２．３ｍｍとした。
ＳｉＣコートカーボンを別の加熱装置内に設置し、１５００℃の高温とされた該加熱装置内に、ケイ素含有ガスであるＳｉＨ４、及び炭素含有ガスであるＣ３Ｈ８）を導入することで、サンプルに炭化珪素を堆積させた。
【０１０７】
高周波印加電力は、１０００Ｗ（２．５６ＧＨｚ）とした。処理チャンバ１１内のサンプルの温度は、３００℃とした。処理チャンバ１１内の圧力は、２ｔｏｒｒ（２６６．６Ｐａ）とした。
エッチングガスとしては、流量が１００ｓｃｃｍのフッ素ガス（フッ素含有ガス）、流量が５００ｓｃｃｍの酸素ガス、及び流量が５００ｓｃｃｍアルゴンガスを混合したガスを用いた。ステージ１３の回転数は、５ｒｐｍ（１分間に５回転）とした。
表面粗さ測定器４１としては、株式会社キーエンス社製のＬＴ−９０３０Ｍを用いた。
上記クリーニング条件を用いて、合計で１０分の炭化珪素の除去処理を行った。
【０１０８】
表１に、表面粗さ測定器４１を用いて測定したサンプルの表面及び／またはサンプルの表面に堆積した炭化珪素の平均表面粗さＲａを測定した結果を示す。
表１に示すように、平均表面粗さＲａは、クリーニング処理開始直後、クリーニング処理開始から１分後、クリーニング処理開始から５分後、及びクリーニング処理開始から１０分後に測定した。
【０１０９】
【表１】
2015037134.tif 000003
【０１１０】
図３に、クリーニング処理開始直後の炭化珪素の表面粗さを示し、図４にクリーニング処理終了付近のサンプルの表面粗さを示す。
【０１１１】
また、株式会社キーエンス社製のレーザ式膜厚測定器であるＶＫ−９５００を用いて、クリーニング処理開始前のサンプルの厚さ、クリーニング処理開始前のサンプルに堆積した炭化珪素の厚さ、クリーニング処理開始から１０分後のサンプルの厚さ、及びクリーニング処理開始から１０分後のサンプルに堆積した炭化珪素の厚さを測定した。この結果を表２に示す。
【０１１２】
【表２】
2015037134.tif 000004
【０１１３】
表1を参照するに、クリーニング処理を１０分した後の表面粗さＲａは、２４．８μｍであった。
表２を参照するに、クリーニング処理前のサンプルの厚さ、及び１０分間のクリーニング処理後のサンプルの厚さから、クリーニング処理によるサンプルの厚さの減少は、０．２％程度であり、サンプル（言い換えれば、炭化珪素成膜装置の部材）のエッチング量は、非常に少ないことが確認できた。
また、１０分間のクリーニング処理後の炭化珪素の厚さは、０．０μｍであり、炭化珪素がサンプルの表面に残存していないことが確認できた。
【０１１４】
次に、炭化珪素が堆積していないサンプルの平均表面粗さＲａが２５μｍであったので、これを閾値Ｅとして採用し、かつ所定の時間Ｆを３分として、上記炭化珪素が堆積したサンプルと同様なサンプルに付着した炭化珪素の除去処理を行い、残存する炭化珪素の厚さを測定したところ、炭化珪素の厚さが、０μｍであった。
これにより、上記閾値Ｅ及び所定の時間を用いて、炭化珪素の終点の検知を行うことができることが確認できた。
【０１１５】
（比較例）
図５は、比較例のデータを取得する際に使用した炭化珪素除去装置の概略構成を模式的に示す図である。図５において、図１に示す炭化珪素除去装置１０と同一構成部分には、同一符号を付す。また、図５では、処理チャンバ１１内の構成（但し、回転軸１６を除く）を断面図で示す。
【０１１６】
比較例では、実施例で使用したサンプルと同様な材質及び形状とされたサンプルを準備し、実施例と同様な手法により、該サンプルの表面に炭化珪素を堆積させ、その後、図５に示す炭化珪素除去装置５０を用いて、炭化珪素の除去を行った。ここで、図５に示す炭化珪素除去装置５０について簡単に説明する。
【０１１７】
炭化珪素除去装置５０は、図１に示す炭化珪素除去装置１０を構成する貫通部１１Ａ、光透過性窓部材１８、及び表面粗さ測定器４１に替えて、接続配管５１及び発光モニター５２を有すること以外は、炭化珪素除去装置１０と同様に構成される。
接続配管５１は、処理チャンバ１１と発光モニター５２とを接続している。発光モニター５２は、制御部４３と電気的に接続されている。発光モニター５２としては、浜松ホトニクス社製のＣ７４６０を用いた。
【０１１８】
比較例では、クリーニング処理中において、酸素ラジカルが炭化珪素の除去に消費されて発光強度が減少し、クリーニング処理が終わると酸素ラジカルの消費が止まり、酸素ラジカルの発光強度が増加することを利用して、クリーニング処理（言い換えれば、炭化珪素の除去処理）の終点検知を行った。
【０１１９】
また、株式会社キーエンス社製のレーザ式顕微鏡であるＶＫ−９５００を用いて、クリーニング処理開始前のサンプルの厚さ、クリーニング処理開始前のサンプルに堆積した炭化珪素の厚さ、クリーニング処理開始から１０分後のサンプルの厚さ、及びクリーニング処理開始から１０分後のサンプルに堆積した炭化珪素の厚さを測定した。この結果を表３に示す。
【０１２０】
【表３】
2015037134.tif 000005
【０１２１】
表３を参照するに、１０分間のクリーニング処理後の炭化珪素の厚さが１９．２μｍとなっていることから（堆積物である炭化珪素が残存していることから）、発光モニター５２を使用した終点検知では、正しい終点を検知することができないことが分かった。
これは、炭化珪素にのうち、サンプルの表面に対して強固に密着した部分のエッチングレートがかなり遅く、除去することが困難なため、酸素ラジカルの消費量が低下することで、炭化珪素が完全に除去されていなくても発光強度が上昇し、終点であると検知してしまったと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、炭化珪素成膜装置の部材に堆積した炭化珪素を除去する炭化珪素除去装置、及び炭化珪素除去方法に関する。
に適用できる。
【符号の説明】
【０１２３】
１０，５０…炭化珪素除去装置、１１…処理チャンバ、１１Ａ…貫通部、１１−１…上部、１１−２…下部、１３…ステージ、１３ａ…上面、１４…加熱部、１６…回転軸、１７…回転駆動部、１８…光透過性窓部材、２０…炭化珪素成膜装置の部材、２０ａ，２１ａ…表面、２１…炭化珪素、２５…フッ素含有ガス供給部、２６…酸素含有ガス供給部、２８…クリーニングガス供給ライン、２８−１…第１の分岐ライン、２８−２…第２の分岐ライン、３１…第１のバルブ、３２…第２のバルブ、３５…プラズマ発生部、３６…クリーニングガス導入管、３６Ａ…導入口、４１…表面粗さ測定器、４１Ａ…光照射及び受光部、４３…制御部、４３Ａ…記憶部、４３Ｂ…演算部、４３Ｃ…表示部、４６…排気ライン、４７…真空ポンプ、５１…接続配管、５２…発光モニター、Ａ…反応空間、Ｂ…位置、Ｃ…中心、Ｄ…距離、Ｅ…閾値、Ｆ…所定の時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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