(57)【要約】      （修正有）【課題】一度に処理する基板の枚数を増大させ、ＧａＮのエピタキシャル膜の生産性を向上させることができる膜の形成方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】エピタキシャル膜を有する基板を処理する基板処理装置において、前記基板処理装置は、前記基板を処理する処理室２０１と、前記処理室内に少なくとも前記エピタキシャル膜を形成する原料ガスとクリーニングガスを供給するガス供給源２４０と、前記処理室内の少なくとも温度と圧力を制御する制御部２８０と、前記制御部は、前記処理室内が予め定められた温度および圧力になると前記処理室内をクリーニングガスを供給するように前記ガス供給源を制御する、ことを特徴とした基板処理装置。【選択図】図２
2013012719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピタキシャル膜を有する基板を処理する基板処理装置において、
前記基板処理装置は、前記基板を処理する処理室と、
前記処理室内に少なくとも前記エピタキシャル膜を形成する原料ガスとクリーニングガスを供給するガス供給ユニットと、
前記処理室内の少なくとも温度と圧力を制御する制御部と、
前記制御部は、前記処理室内が予め定められた温度および圧力になると前記処理室内をクリーニングガスを供給するように前記ガス供給ユニットを制御する、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
半導体基板の基板処理装置における基板処理方法であって、
前記基板処理装置は、前記半導体基板を処理するための処理室を備え、
前記処理室内をクリーニングするための処理室内クリーニング工程と、
前記半導体基板を再生する基板再生工程と、
前記処理室内クリーニング工程と前記基板再生工程のどちらか一方または両方が実施されたときに使用されるクリーニングガスを除去するクリーニングガス除去工程と、
からなることを特徴とする基板処理装置の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）などの化合物半導体のエピタキシャル膜は、処理室内で基板を１枚のサセプタ上に載せて、ヒータを用いて基板を加熱し、処理室内に原料ガスを供給して高温下で成長させている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１７６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成の装置を用いて基板上に膜形成させた場合、原料ガスを噴出する噴出口に反応物が付着してしまい、連続で処理を行うとこの噴出口に付着した反応物の影響を受けてしまうため、成膜量が変動してしまうという問題が生じていた。
また、このような成膜量の変動を防止するために反応炉内のセルフクリーニングを行うと、クリーニングガスが装置の処理室内に残留してしまい、次の処理における膜厚が変動してしまったり、ガスが揮発してしまうという問題が生じていた。
さらに、膜を形成した後に膜からキャリア基板を剥離して再生させる場合、膜から剥離したキャリア基板表面には形成された膜が残留してしまうためキャリア基板を再生するためにはキャリア基板表面を研磨する必要があった。しかし、基板表面上を研磨してしまうと、キャリア基板自体を削ることとなるため、キャリア基板自体の厚さが薄くなってしまい、所定の強度を保てなくなってしまうために廃棄処理されやすくなってしまい、ランニングコストが高くなってしまうという問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、処理室内のセルフクリーニングを可能とすることで膜形成の連続処理を可能とし、さらに膜厚制御が困難な成膜済み基板を再生処理することでコスト低減を図り、生産性を向上させることができる半導体デバイスの製造方法及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のような目的を達成するために本発明に記載した一実施例は、エピタキシャル膜を有する基板を処理する基板処理装置において、前記基板処理装置は、前記基板を処理する処理室と、前記処理室内に少なくとも前記エピタキシャル膜を形成する原料ガスとクリーニングガスを供給するガス供給ユニットと、前記処理室内の少なくとも温度と圧力を制御する制御部と、前記制御部は、前記処理室内が予め定められた温度および圧力になると前記処理室内をクリーニングガスを供給するように前記ガス供給ユニットを制御する、ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の他の一実施例は、半導体基板の基板処理装置における基板処理方法であって、前記基板処理装置は、前記半導体基板を処理するための処理室を備え、前記処理室内をクリーニングするための処理室内クリーニングステップと、前記半導体基板を再生する基板再生ステップと、前記処理室内クリーニング工程と前記基板再生工程のどちらか一方または両方が実施されたときに使用されるクリーニングガスを除去するクリーニングガス除去ステップとからなることを特徴とする
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、生産性を向上させることができる基板の製造方法、半導体デバイスの製造方法および基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。
【図３】本発明の一の実施形態にかかる基板処理装置が備えるインナチューブの斜視図を示している。
【図４】本発明の一の実施形態にかかる基板処理装置が備えるプロセスチューブの横断面図を示している。
【図５】本発明の一実施形態にかかる基板処理方法の一つである基板のクリーニング時におけるガス供給のシーケンス図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第一の実施形態＞
以下に本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
（１）基板処理装置の構成
まず、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０１の構成例について、図１を用いて説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は筐体１１１を備えている。シリコンやＡｌ２Ｏ３（サファイア）等からなるウエハ（基板）２００を筐体１１１内外へ搬送するには、複数のウエハ２００を収納するウエハキャリア（基板収納容器）としてのカセット１１０が使用される。筐体１１１内側の前方（図１中の右側）には、カセットステージ（基板収納容器受渡し台）１１４が設けられている。カセット１１０は、図示しない工程内搬送装置によってカセットステージ１１４上に載置され、また、カセットステージ１１４上から筐体１１１外へ搬出されるように構成されている。
【００１２】
カセット１１０は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０を基板処理を行うために移動する方向、すなわち筐体１１１の後方（図１中の左側）に向けて縦方向に９０度回転させ、カセット１１０内のウエハ２００を水平姿勢とさせ、カセット１１０のウエハ出し入れ口を筐体１１１内の後方を向かせることが可能なように構成されている。
【００１３】
筐体１１１内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収納容器載置棚）１０５が設置されている。カセット棚１０５には、複数段、複数列にて複数個のカセット１１０が保管されるように構成されている。カセット棚１０５には、後述するウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。また、カセットステージ１１４の上方には、予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１１０を保管するように構成されている。
【００１４】
カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収納容器搬送装置）１１８が設けられている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収納容器昇降機構）１１８ａと、カセット１１０を保持したまま水平移動可能な搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収納容器搬送機構）１１８ｂと、を備えている。これらカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連携動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、予備カセット棚１０７、移載棚１２３の間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。
【００１５】
カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設けられている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させるウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂと、を備えている。なお、ウエハ移載装置１２５ａは、ウエハ２００を水平姿勢で保持するツイーザ（基板移載用治具）１２５ｃを備えている。これらウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連携動作により、ウエハ２００を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして後述するボート（基板保持具）２１７へ装填（チャージング）したり、ウエハ２００をボート２１７から脱装（ディスチャージング）して移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりするように構成されている。
【００１６】
筐体１１１の後部上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端には開口（炉口）が設けられ、かかる開口は炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。なお、処理炉２０２の構成については後述する。
【００１７】
処理炉２０２の下方には、ボート２１７を昇降させて処理炉２０２内外へ搬送する昇降機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台には、連結具としてのアーム１２８が設けられている。アーム１２８上には、ボート２１７を垂直に支持するとともに、ボートエレベータ１１５によりボート２１７が上昇したときに処理炉２０２の下端を気密に閉塞する蓋体としての円盤状のシールキャップ２１９が水平姿勢で設けられている。
【００１８】
ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ２００を、水平姿勢で、かつその中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に保持するように構成されている。ボート２１７の詳細な構成については後述する。
【００１９】
カセット棚１０５の上方には、供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット１３４ａが設けられている。クリーンユニット１３４ａは、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。
【００２０】
また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびボートエレベータ１１５側と反対側である筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するよう供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。図示しない前記クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａ及びボート２１７の周囲を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるように構成されている。
【００２１】
（２）基板処理装置の動作
次に、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の動作について説明する。
【００２２】
まず、カセット１１０が、図示しない工程内搬送装置によって、ウエハ２００が垂直姿勢となりカセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させられる。その結果、カセット１１０内のウエハ２００は水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口は筐体１１１内の後方を向く。
【００２３】
カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡されて一時的に保管された後、カセット棚１０５又は予備カセット棚１０７から移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。
【００２４】
カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、ウエハ出し入れ口を通じてカセット１１０からピックアップされ、ウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連続動作によって移載室１２４の後方にあるボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載機構１２５は、カセット１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。
【００２５】
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端が、炉口シャッタ１４７によって開放される。続いて、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、ウエハ２００群を保持したボート２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）される。ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。かかる処理については後述する。処理後は、ウエハ２００およびカセット１１０は、上述の手順とは逆の手順で筐体１１１の外部へ払出される。
【００２６】
（３）処理炉の構成
続いて、本発明の一実施形態にかかる処理炉２０２の構成について、図２、図３、及び、図４を参照しながら説明する。
【００２７】
（処理室）
本発明の一実施形態にかかる処理炉２０２は、反応管としてのプロセスチューブ２０５と、マニホールド２０９とを備えている。プロセスチューブ２０５は、基板としてのウエハ２００が収容されるインナチューブ２０４と、インナチューブ２０４を取り囲むアウタチューブ２０３と、から構成される。インナチューブ２０４及びアウタチューブ２０３は、それぞれ例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端が閉塞され、下端が開放された円筒形状となっている。マニホールド２０９は、例えばＳＵＳ等の金属材料から構成され、上端及び下端が開放された円筒形状となっている。インナチューブ２０４及びアウタチューブ２０３は、マニホールド２０９により下端側から縦向きに支持されている。インナチューブ２０４、アウタチューブ２０３、及びマニホールド２０９は、互いに同心円状に配置されている。マニホールド２０９の下端（炉口）は、上述したボートエレベータ１１５が上昇した際に、シールキャップ２１９により気密に封止されるように構成されている。マニホールド２０９の下端とシールキャップ２１９との間には、インナチューブ２０４内を気密に封止するＯリングなどの封止部材（図示しない）が設けられている。
【００２８】
インナチューブ２０４の内部にはウエハ２００を処理する処理室２０１（基板処理領域）が形成されている。インナチューブ２０４内（処理室２０１内）には基板保持具としてのボート２１７が下方から挿入されるように構成されている。インナチューブ２０４及びマニホールド２０９の内径は、ウエハ２００を装填したボート２１７の最大外形よりも大きくなるように構成されている。
【００２９】
ボート２１７は、上下で一対の端板２１７ｃと、一対の端板２１７ｃの間に垂直に架設された複数本（例えば３本）の支柱２１７ａと、を備えている。端板２１７ｃ及び支柱２１７ａは、石英や炭化珪素等の耐熱性を有する非金属材料から構成されている。各支柱２１７ａには、複数の保持溝２１７ｂが、支柱２１７ａの長手方向に沿って等間隔に配列するようにそれぞれ形成されている。各支柱２１７ａは、各支柱２１７ａに形成された保持溝２１７ｂが互いに対向するようにそれぞれ配置されている。各保持溝２１７ｂにウエハ２００の外周部を挿入することにより、複数枚（例えば７５枚から１００枚）のウエハ２００が、略水平姿勢で所定の隙間（基板ピッチ間隔）をもって多段に保持されるように構成されている。このように複数枚のウエハ２００を縦方向に配置することにより、処理する基板の枚数を増大させ、生産性を向上させることができる。
【００３０】
また、ボート２１７は、熱伝導を遮断する断熱キャップ２１８上に搭載されている。断熱キャップ２１８は、回転軸２５５により下方から支持されている。回転軸２５５は、インナチューブ２０４内の気密を保持しつつ、シールキャップ２１９の中心部を貫通するように設けられている。シールキャップ２１９の下方には、回転軸２５５を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７により回転軸２５５を回転させることにより、インナチューブ２０４内の気密を保持したまま、複数枚のウエハ２００を搭載したボート２１７を回転させることが出来るように構成されている。
【００３１】
プロセスチューブ２０５（アウタチューブ２０３）の外周には、プロセスチューブ２０５と同心円状に加熱機構としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７の外周部及び上端には、断熱材２０７ａが設けられている。
また、アウタチューブ２０３内には処理室２０１内の温度を検出する温度検出体としての温度検センサ（図示せず）が設けられている。
【００３２】
（予備室及びガスノズル）
インナチューブ２０４の側壁には、ウエハ２００が積載される方向（鉛直方向）に沿って、インナチューブ２０４の側壁よりもインナチューブ２０４の径方向外側（アウタチューブ２０３の側壁側）に突出した予備室２０１ａが設けられている。予備室２０１ａと処理室２０１との間には隔壁が設けられておらず、予備室２０１ａ内と処理室２０１内とはガスの流通が可能なように連通している。
【００３３】
予備室２０１ａ内には、第１のガスノズル２３３ａと、第２のガスノズル２３３ｂとが、インナチューブ２０４の周方向に沿ってそれぞれ配設されている。第１のガスノズル２３３ａ及び第２のガスノズル２３３ｂは、垂直部と水平部とを有するＬ字形状にそれぞれ構成されている。第１のガスノズル２３３ａ及び第２のガスノズル２３３ｂの垂直部は、ウエハ２００が積層される方向に沿って、予備室２０１ａ内にそれぞれ配設（延在）されている。第１のガスノズル２３３ａ及び第２のガスノズル２３３ｂの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通するようにそれぞれ設けられている。
【００３４】
第１のガスノズル２３３ａ及び第２のガスノズル２３３ｂの垂直部側面には、第１のガス噴出口２４８ａ及び第２のガス噴出口２４８ｂが、ウエハ２００が積層される方向（鉛直方向）に沿ってそれぞれ複数個ずつ開設されている。
なお、第１のガス噴出口２４８ａ及び第２のガス噴出口２４８ｂは、複数枚のウエハ２００のそれぞれに対応する位置（高さ位置）に開設されている。
また、第１のガス噴出口２４８ａ及び第２のガス噴出口２４８ｂの開口径は、インナチューブ２０４内のガスの流量分布や速度分布を適正化するように適宜調整することができ、下部から上部にわたって同一としてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくしてもよい。
さらに、第１のガスノズル２３３ａ及び第２のガスノズル２３３ｂはそれぞれ１本ずつ設置してもよいし、複数本ずつ設置されていてもよい。
【００３５】
（ガス供給ユニット）
マニホールド２０９の側壁から突出した第１のガスノズル２３３ａの水平端（上流側）には、第１のガス供給管２４３ａが接続されている。第１のガス供給管２４３ａの上流側には、開閉バルブ２４１ａ及び開閉バルブ２４１ｂ、開閉バルブ２４１ｃが設けられている。また、開閉バルブ２４１ａの上流には、流量コントローラ（以下、「ＭＦＣ」と呼ぶ。）２４２ａを介して、アンモニア（ＮＨ３）の供給源２４０ａが設けられている。更に、開閉バルブ２４１ｂの上流には、ＭＦＣ２４２ｂを介した水素（Ｈ２）ガスの供給源２４０ｂと、ＭＦＣ２４２ｃを介した窒素（Ｎ２）ガスの供給源２４０ｃが設けられている。
【００３６】
一方、第２のガスノズル２３３ｂの水平端（上流側）には、第２のガス供給管２４３ｂが接続されている。第２のガス供給管２４３ｂの上流側には、開閉バルブ２４１ｄ及び開閉バルブ２４１ｅ及び開閉バルブ２４１ｆが設けられている。また、開閉バルブ２４１ｄの上流には、ＭＦＣ２４２ｄを介して塩化水素ガス（ＨＣＬ）の供給源２４０ｄが設けられており、さらに、開閉バルブ２４１ｆの上流には、ＭＦＣ２４２ｆを介して、不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ））の供給源２４０ｆが設けられている。開閉バルブ２４１ｅの上流には、ガリウム原料となる例えば塩化ガリウム（ＧａＣｌ３）が貯蔵されるタンク２４５が設けられている。塩化ガリウムは、常温では固体であるが、融点である７８℃以上に加熱することにより、液化され貯蔵されている。また、このタンク２４５には、不活性ガス（例えばＡｒ）がＭＦＣ２４２ｇ及び開閉バルブ２４１ｇを介して供給される。タンク２４５内の液体状の塩化ガリウムから蒸発した気体状の塩化ガリウムガスは、タンク２４５に供給されるキャリアガスとしての不活性ガスと共に開閉バルブ２４１ｅを介して第２のガス供給管２４３ｂに供給される。
【００３７】
ここで、一般的には、ガリウム（Ｇａ）の原料ガスとしては上記した塩化ガリウム以外に、トリメチルガリウム（以下、「ＴＭＧ」と呼ぶ。」やトリエチルガリウム（以下、「ＴＥＧ」と呼ぶ。）といった有機金属系の原料ガスを用いることが多い。その一方で、本発明のように複数のウェハを縦方向に並べ、生産性の向上を実現しようとする場合、複数ウェハ間の面間均一性を保つためには、縦方向に延在するガスノズルを設ける必要がある。この場合、上述の有機金属系の原料ガスを用いると原料ガスの下流側（処理室の上部側）に到達する途中で、熱により分解してしまい、原料ガスの上流側と下流側で反応速度が制御できない。そこで、本発明では、高温でも原料が分解しにくいガリウムの塩化物（例えば、ＧａＣｌ３）を用いる。これにより、生産性を向上させた上で、面間均一性が高いＧａＮ膜を形成することが可能になる。
【００３８】
また、第１のガスノズルには、アンモニアガスとともに水素ガスと窒素ガスが供給できる構成となっており、アンモニアガスの濃度が調整可能となっている。また、第２のガスノズルには、ＧａＣｌ３とともに希釈用の不活性ガスを供給する構成となっており、ＧａＣｌ３の濃度が調整可能となっている。
ここで、上述したガス供給ユニットとは、少なくとも第１のガス供給管２４３ａ、第２のガス供給管２４３ｂ、ガス供給源２４０ａ、ガス供給源２４０ｂ、ガス供給源２４０ｃ、ガス供給源２４０ｄ、ガス供給源２４０ｅ、ガス供給源２４０ｆ、開閉バルブ２４１ａ、開閉バルブ２４１ｂ、開閉バルブ２４１ｃ、開閉バルブ２４１ｄ、開閉バルブ２４１ｅ、開閉バルブ２４１ｆ、開閉バルブ２４１ｇ、ＭＦＣ２４２ａ、ＭＦＣ２４２ｂ、ＭＦＣ２４２ｃ、ＭＦＣ２４２ｄ、ＭＦＣ２４２ｅ、ＭＦＣ２４２ｆ、ＭＦＣ２４２ｇのうち、何れか１つ以上を含んだ構成を示している。
【００３９】
（ガス排気部及びガス排気口）
インナチューブ２０４の側壁には、ウエハ２００が積載される方向に沿って、インナチューブ２０４の側壁の一部を構成するガス排気部２０４ｂが設けられている。ガス排気部２０４ｂは、インナチューブ２０４内に収容されたウエハ２００を挟んで、インナチューブ２０４内に配設された複数本のガスノズルと対向する位置に設けられている。また、インナチューブ２０４の周方向におけるガス排気部２０４ｂの幅は、インナチューブ２０４内に配設された複数本のガスノズルにおける両端のガスノズル間の幅よりも広くなるように構成されている。本実施形態において、ガス排気部２０４ｂは、ウエハ２００を挟んで第１のガスノズル２３３ａ及び第２のガスノズル２３３ｂと対向する位置（第１のガスノズル２３３ａ及び第２のガスノズル２３３ｂと１８０度反対側の位置）に設けられている。また、インナチューブ２０４の周方向におけるガス排気部２０４ｂの幅は、第１のガスノズル２３３ａと第２のガスノズル２３３ｂとの間の距離よりも広くなるように構成されている。
【００４０】
ガス排気部２０４ｂの側壁にはガス排気口２０４ａが開設されている。ガス排気口２０４ａは、ウエハ２００を挟んで気化ガス噴出口２４８ａ及び反応ガス噴出口２４８ｂと対向する位置（例えば、気化ガス噴出口２４８ａ及び反応ガス噴出口２４８ｂと約１８０度反対側の位置）に開設されている。本実施形態にかかるガス排気口２０４ａは、穴形状であって、複数枚のウエハ２００のそれぞれに対応する位置（高さ位置）に開設されている。従って、アウタチューブ２０３とインナチューブ２０４とに挟まれる空間２０３ａは、ガス排気口２０４ａを介してインナチューブ２０４内の空間に連通することになる。なお、ガス排気口２０４ａの穴径は、インナチューブ２０４内のガスの流量分布や速度分布を適正化するように適宜調整することができ、例えば、下部から上部にわたって同一としてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくしてもよい。
【００４１】
また、ガス排気部２０４ｂの下端の高さ位置は、処理室２０１内に搬入されるウエハ２００のうち最下端のウエハ２００の高さ位置に対応させることが好ましい。同様に、ガス排気部２０４ｂの上端の高さ位置は、処理室２０１内に搬入されるウエハ２００のうち最上端のウエハ２００の高さ位置に対応させることが好ましい。ウエハ２００の存在しない領域にまでガス排気部２０４ｂが設けられていると、ウエハ２００間を流れるべきガスがウエハ２００の存在しない領域に流れてしまい、上述のサイドフロー／サイドベント方式の効果が減少してしまう場合があるからである。
【００４２】
（排気ユニット）
マニホールド２０９の側壁には排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、上流側から順に、圧力検出器としての圧力センサ２４５、圧力調整器としてのＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ２３１ａ、真空排気装置としての真空ポンプ２３１ｂ、排気ガス中から有害成分を除去する除害設備２３１ｃが設けられている。真空ポンプ２３１ｂを作動させつつ、ＡＰＣバルブ２３１ａの開閉弁の開度を調整することにより、インナチューブ２０４内を所望の圧力とすることが可能なように構成されている。主に、排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２３１ａ、真空ポンプ２３１ｂ、除害設備２３１ｃにより、排気ユニットが構成される。
【００４３】
上述したように、アウタチューブ２０３とインナチューブ２０４とに挟まれる空間２０３ａは、ガス排気口２０４ａを介してインナチューブ２０４内の空間に連通している。そのため、第１のガスノズル２３３ａ或いは第２のガスノズル２３３ｂを介してインナチューブ２０４内にガスを供給しつつ、排気ユニットによりアウタチューブ２０３とインナチューブ２０４とに挟まれる空間２０３ａを排気することにより、第１のガス噴出口２４８ａ及び第２のガス噴出口２４８ｂからガス排気口２０４ａへと向かう水平方向のガス流１０が、インナチューブ２０４内に生成される。
【００４４】
（コントローラ）
制御部であるコントローラ２８０は、ヒータ２０７、ＡＰＣバルブ２３１ａ、真空ポンプ２３１ｂ、回転機構２６７、ボートエレベータ２１５、開閉バルブ２４１、ＭＦＣ２４２等にそれぞれ接続されている。コントローラ２８０により、ヒータ２０７の温度調整動作、ＡＰＣバルブ２３１ａの開閉及び圧力調整動作、真空ポンプ２３１ｂの起動・停止、回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ２１５の昇降動作、開閉バルブ２４１の開閉動作、ＭＦＣ２４２の流量調整等の制御が行われる。
【００４５】
（基板処理工程）
次に図５を用いて、本発明のＬＥＤ等の半導体デバイスの製造工程の一つである基板の製造工程の一実施形態を説明する。なお、以下の基板の製造工程では、キャリア基板としてサファイア基板を使用した製造工程を一例として記載したものであり、上述した基板処理装置の夫々の部材をコントローラ２８０が制御することに行われる。
【００４６】
各工程については、後に詳述するが、本実施例における基板処理工程は、主に（１）基板表面をクリーニングする基板表面処理工程、（２）ＧａＮのアモルファス薄膜を形成する初期層形成工程、（３）初期層の上にＧａＮのエピタキシャル層（以下、「エピ層」と呼ぶ。）を形成するエピ層形成工程の順で行われる。
【００４７】
ここで、アモルファス薄膜を形成する初期層形成工程において、エピ層形成工程に使用されるガリウムの塩化物の代表であるＧａＣｌ３及びＮＨ３を用いると、ＧａＣｌ３のＮＨ３との反応は爆発的であり、また、その成膜レートは２０ｎｍ／ｍｉｎ程度と非常に高速であるため、膜厚の制御性が悪くなる可能性がある。そこで、本実施例では、この膜厚の制御性を考慮し、初期層形成工程において、ガリウム塩化物ガス（例えばＧａＣｌ３）とアンモニアガスを同時に供給せずに、間にパージを挟んで供給するように行う。より具体的には、ＧａＣｌ３を含むガスを供給しＧａＣｌ３分子を基板に飽和吸着させるステップ１、不活性ガスを供給、もしくは、真空引きにて、基板に吸着せずに炉内等に残留するＧａＣｌ３を取り除くステップ２、ＮＨ３を含むガスを供給して基板に吸着しているＧａＣｌ３と反応させＧａＮ膜を形成するステップ３、不活性ガスを供給、もしくは、真空引きにて炉内に残留するＮＨ３を取り除くステップ４のサイクルを繰り返すことにより初期層を形成するようにしている。これにより、エピ層形成工程と同じ原料ガスを用いながらも、膜厚の制御性を向上させることができる。なお、上記４つのステップを１回行うことにより所望の膜厚を実現できるのであれば繰り返す必要はない。
【００４８】
以下、各工程について詳述する。ここで、図５に記載されている各イベントは、Ｌｏａｄは後述する基板搬入工程を示し、Ｐｕｍｐは後述する減圧工程と大気圧に復帰させる昇圧処理を示し、Ｔｅｍｐ
ｕｐは後述する昇温工程を示し、ＨＣｌ Ｃｌｅａｎｉｎｇはエピ層形成工程後の後述する処理室内クリーニング工程を示し、Ｔｅｍｐ  ｄｏｗｎはクリーニング工程後と後述するパージ処理後の降温処理を示し、ＮＨ３  Ｐｕｒｇｅは後述するクリーニングガス除去工程を示し、Ａｆｔｅｒ  Ｐｕｒｇｅは後述するパージ処理を示し、Ｕｎｌｏａｄは基板搬入工程によって搬入されたボートを搬出する処理を示している。
（基板搬入工程）
まず、複数枚のウエハ２００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７を、ボートエレベータ２１５によって持ち上げてインナチューブ２０４内に搬入（ボートローディング）する。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００４９】
（減圧及び昇温工程）
続いて、インナチューブ２０４内（処理室２０１内）が所望の処理圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２３１ｂにより排気する。この際、圧力センサ２４５で測定した圧力に基づき、ＡＰＣバルブ２３１ａの開度をフィードバック制御する。また、ウエハ２００表面が所望の処理温度となるようにヒータ２０７への通電量を調整する。この際、温度センサが検出した温度情報に基づき、ヒータ２０７への通電具合をフィードバック制御する。そして、回転機構２６７により、ボート２１７及びウエハ２００を回転させる。
【００５０】
なお、減圧及び昇温工程終了時の条件としては、例えば、以下が例示される。
処理圧力：１３３〜１３３００Ｐａ、好ましくは１３３０〜６６５０Ｐａ
処理温度：８００〜１２００℃、好ましくは９００〜１１００℃
【００５１】
（基板表面処理工程）
次に処理室２０１内が所望の温度で安定した後、開閉バルブ２４１ｂを開け、エッチングガスとしての水素ガスを第１のガスノズル２３３ａを介して処理室２０１に供給し、基板表面のクリーニングを行う。水素ガスの流量は、ＭＦＣ２４２ｂを制御することにより定められる。
【００５２】
（初期層形成工程）
続いて、インナーチューブ２０４内（処理室２０１内）が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプやＡＰＣバルブ２３１ａを制御する。また、並行して、インナーチューブ２０４内の温度を所望の温度となるように制御する。
具体的には、予め設定されたクリーニング時間が経過すると、処理室２０１内の温度を次の工程における処理温度、例えば、５００℃以上７００℃以下の間の所定温度までの降温がなされる。また、水素ガスは引き続き処理室２０１内へ供給され、所望の圧力になるように真空排気される。この際も、減圧及び昇温工程時同様、圧力センサ、温度センサによる検出値に基づいてフィードバック制御がなされ温度及び圧力管理が行われる。
なお、所望の圧力、及び、温度は、以下が例示される。
処理圧力：６６〜１３３３０Ｐａ、好ましくは６６〜１３３３Ｐａ、
処理温度：４５０〜６５０℃、好ましくは５５０℃
【００５３】
所望の圧力、及び、温度に安定した後、初期層となる下地用バッファ膜の形成を行うために原料ガスの供給を開始する。本実施例では、まず始めに、開閉バルブ２４１ｅ、２４１ｆを開放し、第２のガスノズル２３３ｂを介して、ガリウム塩化物ガス（例えば、ＧａＣｌ３）及び、必要であれば希釈用の不活性ガス（例えば、Ａｒ）をＭＦＣ２４２ｆを介して供給する（ガリウム原料ガス供給工程）。なお、ガリウム塩化物ガスは、液体状のガリウム塩化物が貯蔵されたタンク２４５にＭＦＣ２４２ｇ、開閉バルブ２４１ｇを介してキャリアガス（例えば、Ａｒ）を供給することにより、タンク内で気化しているガリウム塩化物ガスをキャリアガスとともに運び出すことで供給される。
【００５４】
ここで、所定時間、ガリウム塩化物を含むガスを流すことにより、基板表面にＧａＣｌ３が吸着する。次に開閉バルブ２４１ｆ、２４１ｅを閉じ、真空ポンプ及びＡＰＣバルブ２３１ａを制御することにより、処理室２０１内にあるガリウム塩化物ガス及び希釈用不活性ガスをパージする（パージ工程）。なお、パージ工程では、開閉バルブ２４１ｆを閉じずに、または開閉バルブ２４１ｃを開放して、あるいはその両方によって不活性ガスである窒素ガス（Ｎ２）を供給してもよい。
【００５５】
ガリウム塩化物ガスを排気後、開閉バルブ２４１ａ、２４１ｂを開放し、アンモニアガス（ＮＨ３）、及び、必要であれば水素ガス（Ｈ２）を供給する。ＮＨ３ガス及び水素ガスの流量は、ＭＦＣ２４２ａ、２４２ｂにより制御される。これにより、基板表面に吸着したＧａＣｌ３のうち塩素原子がＮＨ３の窒素原子と置換され、基板表面にはＧａＮ膜が形成される（アンモニアガス供給工程）。なお、置換された塩素原子は、水素原子と反応しＨＣｌの形で排気される。
【００５６】
続いて、開閉バルブ２４１ａ、２４１ｂを閉じ、真空ポンプ及びＡＰＣバルブ２３１ａを制御することにより、処理室２０１内にあるアンモニア及び水素ガスをパージする（パージ工程）。なお、パージ工程では、開閉バルブ２４１ｆを閉じずに、または開閉バルブ２４１ｃを開放して、あるいはその両方によって不活性ガスである窒素ガス（Ｎ２）を供給してもよい。
【００５７】
以上の”ガリウム原料ガス供給工程”→”パージ工程”→”アンモニアガス供給工程”→”パージ工程”の一連の工程を繰り返し行うことで所望の厚さ（例えば、１０〜１００ｎｍ、好ましくは２０〜５０ｎｍ）の初期層を形成する。なお、初期層は、温度の低い領域で形成されるためアモルファス状態で形成される。
【００５８】
初期層形成工程における条件の例示は以下の通りである。
ＧａＣｌ３  流量  ５  〜  ５００  ｓｃｃｍ
（キャリアＡｒ  １０  〜  ５０００  ｓｃｃｍ）
希釈Ａｒ  流量  １００  〜  ５０００  ｓｃｃｍ
ＮＨ３  流量  １００  〜  ５００００  ｓｃｃｍ
Ｈ２  流量  １００  〜  ５００００  ｓｃｃｍ
【００５９】
（エピ層形成工程）
続いて、インナーチューブ２０４内（処理室２０１内）が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプやＡＰＣバルブ２３１ａを制御する。また、並行して、インナーチューブ２０４内の温度を所望の温度となるように制御する。なお、所望の圧力、及び、温度は、以下が例示される。
処理圧力：２０〜１３３００Ｐａ、好ましくは２６６０Ｐａ、
処理温度：８５０〜１１５０℃、好ましくは１０５０℃
【００６０】
所望の圧力、及び、温度に安定した後、開閉バルブ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄを開放することにより、ガリウム塩化物ガス、希釈用不活性ガス、アンモニアガス、水素ガスを並行して供給する。これにより、ガリウム塩化物ガス及びアンモニアガスが反応し、初期層形成時と比較して速い速度でＧａＮエピタキシャル層（以下、「エピ層」と呼ぶ。」が形成される。エピ層形成工程は、所望の厚さのエピ層が形成されるまで続けられる。
【００６１】
エピ層形成工程における条件の例示は以下の通りである。
圧力  ２０  〜  １３３００Ｐａ
温度  ８５０  〜  １１５０℃
ＧａＣｌ３  流量  ５  〜  ５００  ｓｃｃｍ
（キャリアＡｒ  １０  〜  ５０００  ｓｃｃｍ）
希釈Ａｒ  流量  １００  〜  ５００００  ｓｃｃｍ
ＮＨ３  流量  １００  〜  ５００００  ｓｃｃｍ
Ｈ２  流量  １００  〜  ５００００  ｓｃｃｍ
【００６２】
（昇圧工程、基板搬出工程）
ウエハ２００上に所望の厚さのＧａＮ膜を形成した後、ＡＰＣバルブ２３１ａの開度を小さくし、プロセスチューブ２０５内（インナチューブ２０４内及びアウタチューブ２０３内）の圧力が大気圧とする。そして、基板搬入工程とほぼ逆の手順により、成膜済のウエハ２００をインナチューブ２０４内から搬出する。
【００６３】
以上の工程で基板上にＧａＮ膜を形成することにより、基板を縦方向に並べ処理を行う、所謂縦型バッチ式基板処理装置によるＧａＮ膜の形成が可能となる。
【００６４】
処理室内及びキャリア基板表面のクリーニングについて、さらに図５を用いて説明する。
【００６５】
（処理室内クリーニング工程）
エピ層形成後、処理室２０１内のセルフクリーニングを行う。処理室２０１内のクリーニングを実施する場合には、ウエハ２００を未実装の状態、またはダミーウエハを実装した状態のボート２１７を処理室２０１に搬送し、処理室２０１がボート搬入によって封止された状態になると処理室２０１内を所定の温度まで昇温し、さらに雰囲気を所定の圧力まで強め、クリーニングを実施可能な処理室２０１内の条件とする。
処理室２０１内が予め定められた条件となると、反応ガスである塩素系ガス（例えばＨＣl）と水素ガス（Ｈ２）、並びに窒素ガス（Ｎ２）を供給し、処理室内部品表面に付着したＧａＮ膜を含めた付着物が完全にエッチングされるまで反応ガスを供給し続ける。
エッチングの所定の時間が経過すると反応ガスの供給をやめ、不活性ガスを供給して処理室２０１内の雰囲気を置換する。
雰囲気置換後、所定の温度まで降温し、圧力を大気圧まで復帰させる。
この工程を行うことで処理室内部品表面の付着物がエッチングされ、付着物による成膜処理への影響を抑止することが可能となる。
以上の処理室内のクリーニング工程は、ＧａＮ膜を形成処理後に毎回実施してもよく、所定回数おきに実施してもよい。
【００６６】
処理室内クリーニング工程における条件の例示は以下の通りである。
圧力  ０．５  〜  ５００Ｔｏｒｒ
温度  ８００  〜  １０５０℃
ＨＣｌ  流量  ０．０５  〜  ５．００  ｓｌｍ
Ｎ２  流量  ０  〜  １０  ｓｌｍ
Ｈ２  流量  ０  〜  １０  ｓｌｍ
ここで、上述した処理室内クリーニング工程における条件のうち、特に圧力が５〜４００Ｔｏｒｒ、温度が８００〜１０００℃の範囲で実施することが好適である。
【００６７】
（キャリア基板再生工程）
処理室２０１内のクリーニング工程が終了すると、ＧａＮ膜剥離後のキャリア基板の再生工程を行う。
処理室２０１内のクリーニング工程終了後、ＧａＮ膜剥離後のキャリア基板を実装したボートを処理室２０１に搬送し、処理室２０１がボート搬入によって封止された状態になると処理室２０１を所定の温度へ昇温し、処理室内雰囲気を所定の圧力まで高め、所定の条件とする。
処理室２０１内が予め定められた条件となると、反応ガスである塩化系ガス（例えばＨＣl）と水素ガス（Ｈ２）、並びに窒素ガス（Ｎ２）を供給し、処理室内部品表面に付着したＧａＮ膜を含めた付着物が完全にエッチングされるまで反応ガスを供給し続ける。
エッチングの所定の時間が経過すると反応ガスの供給をやめ、不活性ガスを供給して処理室２０１内の雰囲気を置換する。
雰囲気置換後、所定の温度まで降温し、圧力を大気圧まで復帰させる。
以上の工程を行うことでキャリア基板上のＧａＮ膜がエッチングされることとなり、キャリア基板の再生やプロセス工程として運用する事が可能となる。
【００６８】
キャリア基板再生工程における条件の例示は以下の通りである。
圧力  ０．５  〜  ５００  Ｔｏｒｒ
温度  ８００  〜  １０５０  ℃
ＨＣｌ  流量  ０．０５  〜  ５．００  ｓｌｍ
Ｎ２  流量  ０  〜  １０  ｓｌｍ
Ｈ２  流量  ０  〜  １０  ｓｌｍ
ここで、上述した処理室内クリーニング工程における条件のうち、特に圧力が５〜５００Ｔｏｒｒ、温度が８５０〜１０００℃の範囲で実施することが好適である。
【００６９】
（クリーニングガス除去工程）
上記の処理室内クリーニング工程と、キャリア基板再生工程が終了すると、これらの工程で使用した反応ガスにより処理室内部品やキャリア基板へ付着した塩素系ガス（Ｃｌ元素）を除去する工程を行う。
キャリア基板再生工程が終了すると、アンモニアガス（ＮＨ３）の供給を始める。
供給されたアンモニアガスは処理室内部品やキャリア基板へ付着した塩素系ガスと反応して塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）を形成する。
その後、形成された塩化アンモニウムを揮発させるために処理室内の圧力、温度、アンモニアガス流量、窒素ガス流量を所定の条件にしてパージ処理させることで耐熱性非金属部材やキャリア基板表面へのＣｌ付着を低減させる。
揮発した塩化アンモニウムを排気させるため、不活性ガスにより処理室内の雰囲気を置換し、その後、降温させ、圧力を大気圧に復帰させる。
【００７０】
クリーニングガス除去工程における条件の例示は以下の通りである。
圧力  ０．５  〜  ５０  Ｔｏｒｒ
温度  ６００  〜  ８００  ℃
ＮＨ３  流量  ０．０５  〜  ５．００  ｓｌｍ
Ｎ２  流量  ０  〜  １０  ｓｌｍ
【００７１】
＜第二の実施形態＞
次に本発明の第二の実施形態について説明する。
第二の実施形態は、予めＧａＮ膜を成膜し、ＧａＮ膜とキャリア基板との剥離を終えた基板を用いて再度サファイア基板を再生し、再生したサファイア基板にＧａＮ膜を形成させる点で第一の実施形態と異なる。
すなわち、ＧａＮ膜の形成プロセスの工程としてサファイア基板の再生工程を組み入れることで一度の処理でサファイア基板の再生とＧａＮ膜の形成を行う事が可能となる。
換言すればサファイア基板の再生工程後に通常通りのＧａＮ膜を形成する工程を続けて処理する事でサファイア基板の再生と再生されたサファイア基板を用いてＧａＮ膜を形成する事が可能となる。
【００７２】
具体的には、まず処理室２０１内のクリーニング工程を実施する。処理室２０１内のクリーニングが終了すると、次にＧａＮ膜とキャリア基板との剥離を終えた使用済みキャリア基板再生工程を実施し、キャリア基板再生工程終了後、クリーニングガス工程を実施する。ここで、処理室内クリーニング工程、キャリア基板再生工程、クリーニングガス工程における各工程の処理条件、処理手順などは上述した第一の実施形態と同じであるため、詳述することを省略する。
【００７３】
以上のように、エピ膜を成膜した後に行う処理室内のセルフクリーニングと、膜厚制御できなかった成膜済み基板を処理室のセルフクリーニングと同じ工程でエッチングをかけることによって、エッチング条件を変更するだけで処理することが可能となり、プロセス工程として用いることが可能となる。
また、セルフクリーニングにより処理室部品表面へ付着した塩素ガスをアンモニアガスによる後処理をする事によって、次の処理への影響を抑制することが可能となる。
さらに、基板処理装置に用いるウエハを使用済みのサファイア基板を使用し、始めにキャリア基板再生処理を行うことによって、ＧａＮ膜剥離後のサファイア基板の搬出等を行うことなく、一連のプロセス工程として基板処理を行うことが可能となるため、基板処理のスループット向上にも寄与することが可能となる。
【００７４】
＜第三の実施形態＞
次に本発明の第三の実施形態について説明する。
第三の実施形態は、第一の実施形態で使用したクリーニングガスをＨＣｌガスからＣｌ２ガスに変更して供給する点で第一の実施形態と異なる。
すなわち、クリーニングガスをＨＣｌガスからＣｌ２ガスへと変更して供給する事で低温でクリーニングを行う事が可能となり、効率よくサファイア基板再生を行う事が可能となる。
【００７５】
具体的には、第一の実施形態と同様、エピ層形成後、処理室２０１内クリーニング工程、キャリア基板再生工程、クリーニングガス除去工程を行い、サファイア基板を再生させる。ここで、クリーニングガス除去工程の処理条件は第一の実施例と同一である。
【００７６】
Ｃｌ２ガスを供給することによって以下の連鎖反応が引き起こされ、ＨＣｌを周到したエッチング特性でエッチングレートの向上を図ることができる。
・Ｃｌ２（気体）→  ２Ｃｌ（熱分解）
・Ｈ２（気体）＋Ｃｌ２（気体）→  ＨＣｌ（気体）＋（Ｈ）＋（Ｃｌ）
・２ＧａＮ（固体）＋２ＨＣｌ（気体）→  ２ＧａＣｌ（気体）＋Ｈ２（気体）＋Ｎ２（気体）
・２ＧａＮ（固体）＋Ｃｌ２（気体）→  ２ＧａＣｌ（気体）＋Ｎ２（気体）
・２ＧａＮ（固体）＋２Ｈ２（気体）→  Ｇａ＋ＧａＨ（気体）＋１／２Ｎ２（気体）＋ＮＨ３（気体）
【００７７】
また、処理室内クリーニング工程における条件の例示は以下の通りである。
圧力  ０．５  〜  ４００Ｔｏｒｒ
温度  ６００  〜  ９５０℃
Ｃｌ２  流量  ０．０５  〜  ５．００  ｓｌｍ
Ｎ２  流量  ０  〜  １０  ｓｌｍ
Ｈ２  流量  ０  〜  １０  ｓｌｍ
ここで、上述した処理室内クリーニング工程における条件のうち、特に圧力が５〜４００Ｔｏｒｒの範囲で実施することが好適である。
【００７８】
また、キャリア基板再生工程における条件の例示は以下の通りである。
圧力  ０．５  〜  ５００  Ｔｏｒｒ
温度  ６５０  〜  １０５０  ℃
Ｃｌ２  流量  ０．０５  〜  ５．００  ｓｌｍ
Ｎ２  流量  ０  〜  １０  ｓｌｍ
Ｈ２  流量  ０  〜  １０  ｓｌｍ
ここで、上述した処理室内クリーニング工程における条件のうち、特に圧力が５〜５００Ｔｏｒｒの範囲で実施することが好適である。
【００７９】
以上のように第三の実施例において、使用するクリーニングガスをＣｌ２とすることで処理温度を低温とすることが可能となり、安全に高効率でサファイア基板を再生することが可能となる。
また、Ｃｌ２ガスを単独で供給する事も可能であるが、Ｈ２ガスと同時に供給することでＨＣｌを周到したエッチング特性をもって効率向上させることも可能となる。
【００８０】
以上、実施例に従って本発明を説明してきたが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、本発明は、所謂縦型バッチ式基板処理装置を用いたＧａＮ膜の形成を検討する過程において創生されたものであるため、縦型バッチ式基板処理装置を例示して説明した。しかしながら、一枚ずつ処理する所謂枚葉式装置や、平面状に複数の基板を並べる多枚葉式装置であっても、本発明を用いることによって連続処理が可能となるため、基板処理のスループットが向上すると考えられる。
また、処理室内クリーニング工程とキャリア基板再生工程とは一定の条件の下で同時に行う事も可能である。
【００８１】
以下、本実施例に含まれる発明の態様を例示する。
（付記１）
半導体製造装置にて基板上へ厚膜ＧａＮ膜を形成した場合、クリーニングガスのＨＣｌを一定条件下で供給することにより、成膜後の耐熱性非金属部材の表面へ付着した付着物を除去することが可能な半導体製造装置。
これにより、ＧａＮ成膜後、処理室内のセルフクリーニングを行うことを可能とし、連続して成膜処理を行うことが可能となる。
【００８２】
（付記２）
付記１において、成膜後の耐熱性非金属部材の表面へ付着した付着物を除去した後、ＧａＮ膜を剥離させた後の基板をクリーニングガスのＨＣｌを用いてクリーニングすることにより、基板表面に付着したＧａＮ膜を除去することが可能な半導体製造装置。
これにより、キャリア基板を研磨することなく効率よく再生させることが可能となる。
【００８３】
（付記３）
付記１または付記２において、クリーニングの条件は減圧とすることを特徴とする半導体製造装置。
これにより、ＧａＮ膜から脱離した副生成物を素早く排気させ、さらに金属部品へのダメージを低減させる制御が可能となる。
【００８４】
（付記４）
半導体装置の製造方法であって、前記基板処理装置は、前記半導体基板を処理するための処理室を備え、前記処理室内をクリーニングするための処理室内クリーニング工程と、前記半導体基板を再生する基板再生工程と、前記処理室内クリーニング工程と前記基板再生工程のどちらか一方または両方が実施されたときに使用されるクリーニングガスを除去するクリーニングガス除去ステップと、からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００８５】
（付記５）
付記４において、前記クリーニングガスはＨＣｌまたはＣｌ２を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００８６】
（付記６）
付記４および付記５において、前記処理室内クリーニング工程を行う前に処理室内を減圧する減圧工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００８７】
（付記７）
エピタキシャル膜を有する基板を処理する基板処理装置において、前記基板処理装置は、前記基板を処理する処理室と、前記処理室内で前記基板にエピタキシャル膜を形成するためのエピタキシャル膜形成手段と、前記形成手段により前記処理室内に付着した付着物をクリーニングするクリーニング手段と、前記処理室内の少なくとも温度および圧力を制御する制御手段と、前記制御手段は、前記クリーニング手段によって前記処理室内が予め定められた温度および圧力になると前記処理室内をクリーニングするためのクリーニングガスを供給するように制御する、ことを特徴とする基板処理装置。
【００８８】
（付記８）
付記７において、前記エピタキシャル膜を有する基板は、ＧａＮ膜を有するサファイア基板であることを特徴とする基板処理装置。
【００８９】
（付記９）
エピタキシャル膜を有する基板を処理する基板処理装置において、前記基板処理装置は、前記基板を処理する処理室と、前記処理室内に少なくとも前記エピタキシャル膜を形成する原料ガスと、クリーニングガスを供給するガス供給ユニットと、前記処理室内の少なくとも温度と圧力を制御する制御部と、前記制御部は、前記処理室内が予め定められた温度および圧力になると前記処理室内をクリーニングガスを供給するように前記ガス供給ユニットを制御する、ことを特徴とする基板処理装置。
【符号の説明】
【００９０】
１０１：基板処理装置、２００：ウエハ（基板）、２０１：処理室、２０１ａ：予備室、２０３：アウタチューブ、２０４：インナチューブ、２０４ａ：ガス排気口、２０４ｂ：ガス排気部、２０５：プロセスチューブ、２３３ａ：気化ガスノズル、２３３ｂ：反応ガスノズル、２４８ａ：気化ガス噴出口、２４８ｂ：反応ガス噴出口、２８０：コントローラ（制御部）
【図１】
2013012719.tif 000003
【図２】
2013012719.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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