(57)【要約】      （修正有）【課題】ＣＶＤプロセスチャンバの洗浄を効率的に行なう方法を提供する。【解決手段】ガス入口機構がそれぞれ壁（４′）、（５）のいずれかに境を接する１つ又は複数の壁に近いガス入口領域（１）、（３）および壁から離れた少なくとも１つのガス入口領域（２）を有するＣＶＤ反応室のプロセスチャンバ（６）の洗浄方法において、相前後して相互に異なる壁（４′）、（５）の表面領域にエッチングガスが異なる強さで吹き付けられるように、エッチングガスを、時間的に順次に、異なるガス入口領域（１）、（２）、（３）を介しておよび／または異なる流体力学条件下でプロセスチャンバ（６）内に導入する。【選択図】図４
2013207301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバ（６）内で実行されたＣＶＤ工程後における、ＣＶＤ反応室のプロセスチャンバ（６）の壁（４′、５）の洗浄方法であって、この場合、ＣＶＤ工程においてプロセスガスがそれを介してプロセスチャンバ（６）内に導入されるガス入口機構（１、２、３）を介して、エッチングガスがプロセスチャンバ（６）内に導入され、本方法により、ＣＶＤ工程の間に壁（４′、５）上に形成された寄生皮膜が除去され、この場合、ガス入口機構が、それぞれ壁（４′、５）のいずれかに境を接する１つまたは複数の壁に近いガス入口領域（１、３）および壁から離れた少なくとも１つのガス入口領域（２）を有する、ＣＶＤ反応室のプロセスチャンバ（６）の壁（４′、５）の洗浄方法において、
相前後して相互に異なる壁（４′、５）の表面領域にエッチングガスが異なる強さで吹き付けられるように、エッチングガスが、時間的に順次に、異なるガス入口領域（１、２、３）を介しておよび／または異なる流体力学条件下でプロセスチャンバ（６）内に導入され、この場合、ガス入口機構（１、２、３）から離れて配置された表面領域を洗浄するためには、全圧はガス入口機構（１、２、３）に直接隣接する表面領域の洗浄においてよりも低いことを特徴とするＣＶＤ反応室のプロセスチャンバ（６）の壁（４′、５）の洗浄方法。
【請求項２】
プロセスチャンバ（６）が水平方向に貫流されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プロセスチャンバ（６）内のガス流動方向に対して横方向に並列に好ましくは上下に配置されたガス入口領域（１、２、３）であって、ガス入口領域（１、２、３）を介して選択的にエッチングガスが場合によりキャリヤガスと共にまたはキャリヤガスのみがプロセスチャンバ（６）内に導入され、この場合、時間的に相前後するエッチング・ステップにおいてガス入口領域（１、２、３）から異なる距離に配置された壁（４′、５）の表面領域が洗浄されるように、エッチングガス流れの流動パラメータが異なっている、該ガス入口領域（１、２、３）を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ＣＶＤ工程において基板を受け入れるためのサセプタ（４）を形成する、プロセスチャンバ（６）の床（４′）が、加熱装置（９）によって加熱されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
床（４′）に平行に伸長するプロセスチャンバ天井（５）が、加熱装置（１０）により能動的にまたはサセプタ（４）から受動的に加熱されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
エッチングガスとして塩素が、特にキャリヤガスとしての窒素と共に１つまたは複数のガス入口領域（１、２、３）を介してプロセスチャンバ内に導入され、この場合、洗浄されるべき壁（４′、５）の壁温が４００−１２００℃の範囲内にあり、およびエッチング・ステップに先行するＣＶＤ工程がＭＯＣＶＤ工程であり、ＭＯＣＶＤ工程において、ＩＩＩまたはＩＩ族の金属有機化合物およびＶないしＶＩ族の水素化物がキャリヤガスと共にプロセスチャンバ内に導入されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
壁温が５００−１０００℃の範囲内にあることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
流動方向においてガス入口領域（１、２、３）に直接隣接する表面領域を洗浄するために、エッチングガスが、洗浄されるべき壁（４′、５）に直接境を接するガス入口領域（１、３）のみを介してまたは主としてこのガス入口領域（１、３）を介して、プロセスチャンバ内に導入されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
ガス入口領域（１、２、３）から離れて配置されたプロセスチャンバ（６）の表面領域を洗浄するために、エッチングガスが、壁に近いガス入口領域（１、３）から離れて配置されたガス入口領域（２）のみを介して、プロセスチャンバ（６）内に導入されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
エッチングガスが、主として１つまたは複数の中央ガス領域（２）を介して、プロセスチャンバ（６）内に導入されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
壁に近いガス入口領域（１、３）を介して、拡散バリヤを形成するキャリヤガスのみがプロセスチャンバ（６）内に導入されることを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
ガス入口領域（１、２、３）に直接隣接するプロセスチャンバ床（４′）の表面領域を洗浄するために、プロセスチャンバ内の垂直方向温度勾配に基づいて渦流が形成されるように流動パラメータが選択されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
ガス入口領域（１、２）に直接隣接するプロセスチャンバ床（４′）の表面領域を洗浄するために、プロセスチャンバ天井（５）に隣接するガス入口領域（３）を介して５−１５ｓｌｍのキャリヤガス流れおよび３ｓｌｍより小さいエッチングガス流れが導入され、床（４′）に隣接するガス入口領域（１）を介して５−１５ｓｌｍのキャリヤガス流れが導入され、および中央ガス入口領域（２）を介して１５−２５ｓｌｍのキャリヤガス流れが０．５−３ｓｌｍのエッチングガス流れと共に導入され、この場合、全圧が４００ｍｂａｒより大きいことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
ガス入口領域（１、２、３）に直接隣接する、プロセスチャンバ床（４′）の表面領域のみならずプロセスチャンバ天井（５）の表面領域もまた洗浄するために、プロセスチャンバ天井（５）に隣接するガス入口領域（３）を介して５−１５ｓｌｍのキャリヤガス流れが０．５−４ｓｌｍのエッチングガス流れと共に流動し、プロセスチャンバ床（４′）に直接隣接するガス入口領域（１）を介して５−１５ｓｌｍのキャリヤガス流れが０．５−３ｓｌｍのエッチングガス流れと共に流動し、および中央ガス入口領域（２）を介して１５−２５ｓｌｍのキャリヤガスのみが流動し、この場合、全圧が５００ｍｂａｒより低いことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
ガス入口領域（１、２、３）から離れて配置された、特に基板ホルダ（８）の下流側における、プロセスチャンバ床（４′）の表面領域のみならずプロセスチャンバ天井（５）の表面領域もまた洗浄するために、プロセスチャンバ天井（５）に直接隣接するガス入口領域（３）を介して１０−５０ｓｌｍのキャリヤガス流れが０．５ｓｌｍより小さいエッチングガス流れと共に流動し、プロセスチャンバ床（４′）に直接隣接するガス入口領域（１）を介して２０−５０ｓｌｍのキャリヤガス流れのみが流動し、および中央ガス入口領域（２）を介して２０−５０ｓｌｍのキャリヤガス流れが０．５−５ｓｌｍのエッチングガス流れと共に流動し、この場合、全圧が５０−２００ｍｂａｒの範囲内にあることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
ガス入口領域（１、２、３）に直接隣接する表面領域とガス入口領域（１、２、３）から離れた表面領域との間に位置する、プロセスチャンバ床（４′）およびプロセスチャンバ天井（５）の表面領域を洗浄するために、プロセスチャンバ天井（５）に直接隣接するガス入口領域（３）を介して１０−２５ｓｌｍのキャリヤガス流れのみが流動し、床（４′）に直接隣接するガス入口領域（１）を介して１０−２５ｓｌｍのキャリヤガス流れのみが流動し、および中央ガス入口領域（２）を介して２０−５０ｓｌｍのキャリヤガス流れが０．５−５ｓｌｍのエッチングガス流れと共に流動し、この場合、全圧が６００ｍｂａｒより低いことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスチャンバ内で実行されたＣＶＤ工程後における、ＣＶＤ反応室のプロセスチャンバの壁の洗浄方法であって、この場合、ガス入口機構を介してエッチングガスがプロセスチャンバ内に導入され、本方法によりＣＶＤ工程の間に壁上に形成された寄生皮膜が除去される、ＣＶＤ反応室のプロセスチャンバの壁の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ＨＶＰＥ法並びにＭＯＣＶＤ法におけるＩＩＩ−ＩＶ族の半導体膜の堆積方法を記載している。ここに記載のプロセスチャンバは回転対称装置であり、この場合、対称中心内にガス入口機構が配置され、ガス入口機構は上下に配置された複数のガス入口領域を有し、成長工程においてガス入口領域を介して相互に異なるプロセスガスがプロセスチャンバ内に流入する。プロセスガスは、半径方向内側に位置するガス入口機構からプロセスチャンバを包囲するガス出口リングまでプロセスチャンバを貫流し、ガス出口リングを介してプロセスガスはプロセスチャンバを離れる。成膜工程の実行およびプロセスチャンバからの基板の取出し後に、ガス入口領域を介してエッチングガス、例えばＨＣｌまたはＣｌ２がプロセスチャンバ内に導入可能である。このエッチングガスにより、サセプタの壁上即ちプロセスチャンバ天井上およびサセプタ上の寄生皮膜が除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ国特許出願公開第１０２００７００９１４５Ａ１号明細書
【特許文献２】ドイツ国特許出願公開第１０２００４００９１３０Ａ１号明細書
【特許文献３】ドイツ国特許出願公開第１０２０１１０５４５６６Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、プロセスチャンバの洗浄を効率的に実行することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項に記載の本発明により解決される。はじめに且つ本質的に、洗浄方法を時間的に順次のステップにおいて実行することが提案され、この場合、相互に異なるステップにおいて、プロセスチャンバの壁の相互に異なる表面領域が洗浄される。このために、相前後する相互に異なる壁の表面領域にエッチングガスが異なる強さで吹き付けられるように、エッチングガスが、時間的に順次に、相互に異なるガス入口領域を介してプロセスチャンバ内に導入される。相互に異なるエッチング・ステップにおいて、エッチングガスが本質的に少なくとも集中的に選択された表面部分のみに当たるように、プロセスチャンバ内の流動比率が設定される。これは、全圧変化、キャリヤガスの質量流量変化、プロセスチャンバ内のガスの流速変化により調節され、および／またはエッチングガスがそれを介してプロセスチャンバ内に導入される入口領域選択並びにエッチングガスの質量流量選択により調節されて行われる。本発明の好ましい一形態において、特許文献１ないしは特許文献２から既知のようなプロセスチャンバが使用される。プロセスチャンバは回転中心内のガス入口機構およびプロセスチャンバをリング形状に包囲するガス出口機構を備えた回転対称形状を有している。プロセスチャンバの半径は約３０ｃｍである。プロセスチャンバの高さは約２−３ｃｍの範囲内にある。ガス入口機構は垂直方向に上下に配置された複数のガス入口領域を有している。流動方向においてガス出口機構の後方に接続された真空ポンプにより、プロセスチャンバ内の全圧は１ｍｂａｒを下回る値および９００ｍｂａｒの間の範囲内で変化可能である。垂直方向に上下に配置されたガス入口領域の各々に、個々に制御可能なエッチングガス供給配管が設けられている。各エッチングガス供給配管を介して、キャリヤガスと共にエッチングガスが予め選択された質量流量でプロセスチャンバ内に導入可能である。したがって、エッチングガスは１つまたは複数の部分ガス流量に分割されてプロセスチャンバ内に導入され、この場合、部分ガス流量とは、１つの選択されたガス入口領域のみを介してのエッチングガス流量とも理解される。部分ガス流量は、時間的に順次のエッチング・ステップにおいてガス入口領域から異なる距離に配置された表面領域が洗浄されるように、その作用において相互に異なっている。ＭＯＣＶＤ成膜法においては、場所ごとの成長率は、それぞれの場所のガス入口機構からの半径方向距離の関数として著しく異なっている。特許文献２は、ガス入口領域の直後の入口領域内において、成長率は、下流方向に半径方向距離と共に著しく増大し、次に最大値に到達し且つさらに半径方向外方に向かって定常的に低下することを記載している。したがって、ＭＯＣＶＤ工程後に除去されるべき最も厚い寄生皮膜は、基板がサセプタの上向き表面上に置かれている本来の成長領域の直前に位置する。従来技術から既知のように、エッチングの間にプロセスチャンバ内に一定のエッチングガス流れが導入された場合、最も厚い皮膜の範囲内において最大エッチングガス不足が発生するので、下流側に位置する領域が場合により完全には洗浄されないことになる。本発明の方法により、流体力学パラメータは、個々の表面部分に異なる強さでエッチングガスが吹き付けられるように設定される。例えばガス入口機構から最も遠い下流側に位置する表面領域がエッチングされるべき場合、拡散バリヤを発生させるために、最下部に位置するガス入口領域内にはキャリヤガスのみが導入される。洗浄工程は、増大された水平方向ガス速度で且つプロセスチャンバ内の比較的低い全圧で行われる。全圧は約１００ｍｂａｒであることが好ましい。全圧は１００ｍｂａｒを下回っていてもよい。プロセスチャンバ内を通過して、全ガス流量は５０−２００ｓｌｍの範囲内で流動する。エッチングガスは、本質的に、中央ガス入口領域のみを介してプロセスチャンバ内に導入される。それにもかかわらず、最上部に位置するガス入口領域を介して、僅かなエッチングガス流れがプロセスチャンバ内に導入されてもよい。この場合、サセプタに直接隣接して位置するガス入口領域を介して導入された、拡散バリヤとして働くエッチングガスのないガス流れが重要である。プロセスチャンバの洗浄においてプロセスチャンバ天井もまた能動的に即ち固有の加熱装置によって加熱された場合、プロセスチャンバ天井に直接隣接して位置するガス入口領域を介して同様にエッチングガスのないキャリヤガス流れがプロセスチャンバ内に導入されてもよく、エッチングガスのないキャリヤガス流れは、このとき本質的に中央ガス入口領域のみを介して導入されたエッチングガスに対する拡散バリヤを提供する。中央ガス入口領域を介して流動する質量流量は、プロセスチャンバ壁に直接隣接するガス入口領域を介してプロセスチャンバ内に流入するガス流れより大きくてもよい。特にガス入口領域に近い表面領域を洗浄するためには、この場合、プロセスチャンバ内にほぼ抛物線状の流動プロフィルを有する層流ガス流れが形成される。しかしながら、本発明により、プロセスチャンバ壁に直接隣接するガス入口領域を介して、中央ガス入口領域を介して流動する質量流量と等しいかまたは場合によりそれより大きいガス流量が流動するように行われてもよい。この組合せは、特に、遠く離れたプロセスチャンバ壁の表面領域が洗浄されるべきときに有利である。プロセスチャンバ壁に近いガス入口領域を介しての増大されたキャリヤガス流れは、中央ガス入口領域内のみに導入されたエッチングガスに対して拡散バリヤを形成する。最下部ガス入口領域を介してのエッチングガスのないキャリヤガスの導入によってプロセスチャンバの下部壁に対する拡散バリヤが形成されるので、エッチングガス好ましくは塩素は、下流側の最も厚い皮膜を有する領域の表面まで到達する。従来技術において発生する塩素損失は、この流動パラメータにより低減される。プロセスチャンバの床即ちサセプタのみが加熱されるとき、それで十分である。プロセスチャンバ天井はサセプタの放射加熱によって受動的に加熱される。サセプタの壁温は４００−１２００℃の範囲内にある。サセプタの壁温は５００−１０００℃の範囲内にあることが好ましい。キャリヤガスとしてのＮ２内において、エッチングガスとしてＣｌ２が使用される。洗浄工程に対して時間的に先行する成膜工程においてトリメチル・ガリウムおよびアンモニア窒化ガリウムの導入によって堆積が行われる場合、Ｃｌ２とＧａＮとの間において発熱エッチング反応が行われ、発熱エッチング反応において、窒化ガリウムは、揮発性の塩化ガリウムに変換される。本発明の方法により、半径方向外方領域が選択的にエッチング可能であるだけではない。エッチング作用は、適切なプロセス・パラメータにより、流動方向にガス入口領域に直接隣接する領域上に限定することもまた可能である。このために、好ましくは４００ｍｂａｒより大きい比較的高い圧力において比較的小さいキャリヤガス流れがプロセスチャンバ内に導入される。この場合、キャリヤガス流れは２５−６０ｓｌｍの範囲内にある。この流体力学パラメータにおいて、ガス入口領域の範囲内にプロセスチャンバ天井の方向に渦流が形成される。この渦流は揚力に基づくものであり且つプロセスチャンバ天井に沿ってガスの逆流を形成する。この渦流はプロセスチャンバ内に導入されたガス流れの動的下降運動を形成する。入口領域のみを洗浄するためには、中央ガス入口領域および場合により僅かではあるが上部ガス入口領域を介して塩素がプロセスチャンバ内に導入される。渦流は、中央ガス入口領域を介して導入されたプロセスガスをサセプタの表面に圧着させる。この場合、プロセスチャンバ内のガス圧は４００ｍｂａｒより大きい値である。この値は８００ｍｂａｒに達してもよい。全圧は５００ｍｂａｒを下回る値に低下した場合、これにより渦流形成が解消される。層流においては、流動方向に対して横方向の質量流れは本質的に拡散によって行われる。ガス入口領域に直接境を接する上部表面領域のみならず下部表面領域もまた洗浄するためには、このような層流条件下においてエッチングガスはプロセスチャンバ壁に直接隣接するガス入口領域のみを介して導入される。中央ガス入口領域を介しては、本質的にキャリヤガスのみないしは主としてキャリヤガスが流動する。プロセスチャンバの中央領域を洗浄するためには、エッチングガスは中央ガス入口領域のみを介してプロセスチャンバ内に導入される。これもまた、６００ｍｂａｒより低い圧力において行われる。この場合もまた、流動比率は、層流が形成されるように設定されている。しかしながら、この場合、全圧はプロセスチャンバの半径方向外方領域が洗浄されるべき条件においてよりも明らかに大きい。この結果、流速は、プロセスチャンバの半径方向外方領域が洗浄されるべき条件においてよりも明らかに低くなる。この流体力学プロセス・パラメータによりプロセスチャンバの壁に近い領域内のみに限定された有効な拡散層が形成されるので、拡散層は入口領域の範囲内のみに顕著な作用を示す。したがって、本発明による方法において、拡散バリヤないしは目的に適った渦流形成により、プロセスチャンバはそのままで、選択された場所が洗浄される。この場合、拡散バリヤないしは渦流形成は、流速と、およびエッチングガスがそれを介してプロセスチャンバ内に導入される入口領域の選択と、により調節される。流速は特に全圧の変化によって調節される。
【０００６】
以下に本発明の実施例が添付図面により説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、図２において線Ｉ−Ｉで示された、プロセスチャンバの断面図を示す。
【図２】図２は、中心の周りにリング状に配置された複数の基板ホルダ（７、８）を有するサセプタの平面図を示す。
【図３】図３は、プロセスチャンバの半径方向外方領域のみが洗浄されるように流体力学パラメータが選択されている、エッチング・ステップの略図を示す。
【図４】図４は、本質的にサセプタの入口領域のみが洗浄されるように流体力学パラメータが選択されている、図３に類似の略図を示す。
【図５】図５は、入口領域においてサセプタのみならずプロセスチャンバ天井もまた洗浄されるように流体力学パラメータが選択されている、図３に類似の略図を示す。
【図６】図６は、プロセスチャンバの中央領域のみが洗浄されるように流体力学パラメータが設定されている、図３に類似の略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
外部に対してガス気密をなして閉鎖された反応室ハウジングの内部にプロセスチャンバ６が存在する。プロセスチャンバ６はプロセスチャンバ床４′を有し、プロセスチャンバ床４′はプロセスチャンバ６の方向を向くサセプタ４の表面によって形成されている。サセプタ４はほぼ円形ディスク形状を有し、円形ディスク形状は中心の周りに円形状に配置された基板ホルダ７、８を含み、基板ホルダ７、８は、成膜工程の間に回転駆動される円形皿を形成する。サセプタ４の下側に加熱装置９が存在し、加熱装置９によりサセプタ４は成膜温度ないしは洗浄温度に加熱可能である。サセプタの直径は約６０ｃｍの値である。プロセスチャンバ高さ、即ちプロセスチャンバ床４′からプロセスチャンバ天井５までの間隔は２−３ｃｍの範囲内にある。プロセスチャンバ天井５を加熱するために、プロセスチャンバ天井５の上側に他の加熱装置１０が配置されていてもよい。しかしながら、この加熱装置１０はオプションであり且つ一般にはＭＯＣＶＤ工程においては必要ではない。ＭＯＣＶＤ工程においては、プロセスチャンバ天井５は加熱されたサセプタ４からの放射によって受動的に加熱される。
【０００９】
図１は垂直方向に上下に配置された３つのガス入口領域１、２、３を示し、この場合、各ガス入口領域はそれらに個々に付属されたガス供給配管を介してエッチングガス源と接続されている。個々のガス供給配管は弁および質量流量制御装置を有し、これにより、各ガス入口領域１、２、３内に個々にエッチングガス部分流量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３が供給可能である。図示されていない実施例において、上下に位置する３つより多いガス入口領域が設けられている。さらに、ガス入口領域は相互に異なる高さを有していてもよく、例えば、中央ガス入口領域２は両方の外側ガス入口領域１、３よりも大きい高さ領域で伸長していてもよい。
【００１０】
特許文献２または特許文献３に記載されているように、成膜工程において、ＮＨ３ないしはＴＭＧａと共に水素がプロセスチャンバ内に導入される。プロセスガスの導入は、成長領域の直前において最大成長率が形成され且つ成長率は半径方向外方に向かってできるだけ線形に下降する。成膜工程の間に、基板上のみならず基板によって覆われていないサセプタ４およびプロセスチャンバ天井５の表面部分上においてもまた皮膜が形成される。成膜ステップが終了して基板がプロセスチャンバ６から取り除かれたのちに、プロセスチャンバは洗浄される。これはプロセスチャンバ内へのＣｌ２の導入によって行われる。Ｃｌ２は、キャリヤガス、この場合はＮ２またはアルゴンと共に、プロセスチャンバ内に導入される。
【００１１】
洗浄工程は複数のステップ内で行われ、この場合、各ステップにおいては、プロセスチャンバ床４′ないしはプロセスチャンバ天井５の位置的に選択された表面領域のみが洗浄される。エッチング・ステップは、相互に異なるプロセスチャンバの半径方向部分が洗浄されるように選択されていることが好ましい。例えば、第１のエッチング・ステップにより入口領域のみが、第２のエッチング・ステップにより中央領域が、および第３のエッチング・ステップにより最も遠い下流側に位置する領域が洗浄されてもよい。個々の洗浄ステップは、異なるガス入口領域１、２、３を介して異なる圧力および全ガス流量においてエッチングガスの異なる部分ガス組合せがプロセスチャンバ内に導入されることによって、異なっている。したがって、エッチング・ステップは、プロセスチャンバ内の流速によってもまた異なっている。流れは層流であってもよく、層流は、エッチングガスが流れに対して横方向に形成された拡散バリヤの先を越さなければならないような垂直方向プロフィルを有している。しかしながら、プロセスチャンバ内に目的に適った渦流が発生されてもよい。
【００１２】
図３は、プロセスチャンバ天井の半径方向外方領域のみならずプロセスチャンバ床の半径方向外方領域もまた選択的に洗浄するために設定されたプロセス・パラメータを示す。集中的に洗浄されるべき選択表面部分が図３−６において破線で示されている。外方領域を洗浄するために（図３）、流体力学パラメータは、少なくともサセプタ４の上部に拡散バリヤが形成されるように選択される。渦流が阻止される比較的高い流速で作業が行われる。エッチング工程は比較的低い全圧において行われる。比較的低い全圧は約１００ｍｂａｒである。十分に厚い拡散バリヤを形成するために、最下部ガス入口１を介して２０−５０ｓｌｍの窒素流れが導入される。中央ガス入口２を介して２０−５０ｓｌｍのキャリヤガス流れが導入される。最上部に位置するガス入口領域を介して１０−５０ｓｌｍのキャリヤガス流れが導入される。Ｃｌ２は本質的に中央ガス入口領域のみを介して導入され且つその量は０．５−５ｓｌｍ（場合によってより小さくてもよい）である。しかしながら、最上部に位置するガス入口領域内の塩素分圧は、上記の量においてより低くてもよい。オプションとして、最上部ガス入口領域を介して、０．５ｓｌｍより小さい僅かなＣｌ２流れがプロセスチャンバ内に導入されてもよい。最下部ガス入口領域１を介してはエッチングガスがプロセスチャンバ内に導入されないので、気相の中央領域から壁に向かって拡散が制御された塩素の質量流量が形成される。
【００１３】
図４は、ガス入口領域に直接隣接するプロセスチャンバ床４′のみを洗浄するために設定されたプロセス・パラメータを示す。洗浄工程は、４００ｍｂａｒより大きい例えば６００ｍｂａｒであってもよいより高い圧力で行われる。揚力によって形成される渦流がガス入口領域の直接下流側に形成されるように、流速は低く設定される。ガス渦流はガス流れの中心領域から出発して天井に向けられ、且つそこに僅かなガス逆流を形成する。この渦流は、中央ガス入口領域から流出したガスの下向きの流れ成分を形成する。このプロセス・パラメータにおいては、Ｃｌ２は、中央ガス入口領域のみを介して、場合により上部ガス入口領域を介してもまた導入される。渦流は、Ｃｌ２がガス入口領域の直接下流側後方においてプロセスチャンバ床の表面に対して圧着されるように働く。したがって、最下部に位置するガス入口領域１を介してはＣｌ２がプロセスチャンバ内に導入される必要はない。上部および下部ガス入口領域１、３を介しての全ガス流量はこの場合５−１５ｓｌｍである。中央ガス入口領域２を介して１５−２５ｓｌｍの窒素がプロセスチャンバ内に導入される。中央ガス入口領域２を介して０．５−３ｓｌｍの塩素がプロセスチャンバ内に導入される。この場合もまた、塩素流量はより小さい値をとってもよい。
【００１４】
入口領域内において上部プロセスチャンバ壁のみならず下部プロセスチャンバ壁もまた洗浄するために、多少ともより低いプロセスチャンバ圧が選択される。プロセスチャンバ圧は５００ｍｂａｒより小さい値とすべきである。例えば２００または３００ｍｂａｒであってもよい。上部および下部ガス入口領域内に、５−１５ｓｌｍのキャリヤガス流量が設定される。中央ガス入口領域２を介して、１５−２５ｓｌｍの窒素がプロセスチャンバ内に導入されてもよい。この場合もまた、塩素ガス流れは０．５−３ｓｌｍ（場合によってより小さくてもよい）である。この場合、流動パラメータは、顕著な渦流が発生しないように選択されている。このプロセス・パラメータにおいては、塩素は、本質的に、ガス入口領域に直接接続するプロセスチャンバ領域内のみにおいて消費される。この場合、エッチングガスは、壁に近い両方のガス入口領域１、３のみを介してプロセスチャンバ内に導入されるが、中央ガス入口領域２を介しては導入されない。
【００１５】
図６は、プロセスチャンバの中央部分を洗浄するために設定された流体力学パラメータを示す。この場合もまた、塩素がほぼ中央領域内に到達するように、即ち洗浄されるべき表面４′、５に遅れて到達するように、拡散層によって調節される。この場合もまた、図３に示された変更態様においてよりも低い圧力が設定される。圧力は６００ｍｂａｒより低く、例えば３００−４００ｍｂａｒの範囲内であってもよい。流速は、渦流が回避されるように選択される。上部ガス入口領域３および下部ガス入口領域１内において１０−２５ｓｌｍのキャリヤガス流量が使用される。中央ガス入口領域内において２０−５０ｓｌｍの窒素が供給される。この場合、反応ガス例えばＣｌ２は中央入口内のみにおいて導入される。この場合、Ｃｌ２流量は０．５−５ｓｌｍ（場合によってより小さくてもよい）である。
【００１６】
上記の洗浄ステップは相互に任意の順序で実行されてもよい。上記の洗浄ステップが、３つの領域のみではなく、流動方向に相前後して位置する複数の領域が選択的に洗浄されるように、他の洗浄ステップにより補足されてもよい。例えば、第１のエッチング・ステップにおいて流動方向にガス入口領域から最も遠く離れた領域を洗浄し、次に、ステップごとに、対応する流動パラメータの選択によってガス入口領域に直接隣接して位置する領域に近づいていくことが可能である。しかしながら、はじめにガス入口領域に最も近くに位置する領域が洗浄され、それに続いて、ステップごとに、さらに遠くに離れて位置するプロセスチャンバの領域が洗浄されるように、プロセスチャンバのステップごとの洗浄が流動方向に行われることが好ましい。この方法においては、第１のエッチング・ステップにおいて、第１の回転可能基板ホルダ７の手前のガス入口領域および一部回転可能基板ホルダ８の領域もまたエッチングされる。第２の工程ステップにおいて、次にガス入口領域に隣接して位置する回転可能基板ホルダ７のその他の領域が洗浄される。しかしながら、この工程ステップにおいては、ガス出口領域に隣接する回転可能基板ホルダ８が位置する領域もまた一部洗浄される。最後に、半径方向外方領域、即ち、ガス出口領域に隣接する回転可能基板ホルダ８が位置する領域が洗浄される。ここでは、エッチングガスとして塩素のみが記載されている。Ｃｌ２の代わりに、他のハロゲン、他のハロゲン化合物、例えばＨＣｌまたはＨ２が、あるいは他の適切な各反応ガスが使用されてもよい。中央ガス入口領域のみを介して導入されたエッチングガスが最外方の領域の手前で顕著な洗浄作用を有してそこで消費されることを回避するために、壁に近いガス入口領域を介しての増大されたキャリヤガス流量により拡散バリヤが形成される。壁に近いガス入口領域を介して導入されたキャリヤガス流れは、中央ガス入口領域を介してプロセスチャンバ内に導入された、エッチングガスがそれによって搬送されるキャリヤガス流れに対応していてもよい。このとき、ほぼ抛物線状の流動プロフィルとは掛け離れた流動プロフィルが形成され、この流動プロフィルにおいて、壁に近い領域内の流速は、抛物線状の流動プロフィルにおいてよりも大きくなる。
【００１７】
開示された全ての特徴は（それ自身）発明の進歩性を有している。したがって、付属の／添付の優先権資料の開示内容（先行出願のコピー）もまた、これらの資料の特徴を本出願の請求の範囲内に組み込むことを目的として、その内容が全て本出願の開示内に含められるものである。従属請求項は、特にこれらの請求項に基づいて部分出願を可能にするために、自由に選択できる併記されたその文章内において、独自に発明力のある従来技術の変更態様を示している。
【符号の説明】
【００１８】
１、２、３   ガス入口領域
４    サセプタ
４′   壁／プロセスチャンバ床
５    壁／プロセスチャンバ天井
６    プロセスチャンバ
７    回転可能基板ホルダ（ガス入口領域に隣接）
８    回転可能基板ホルダ（ガス出口領域に隣接）
９、１０   加熱装置
Ｐｔｏｔ   全圧
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３  エッチングガス部分流量
【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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【図６】
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