(57)【要約】      （修正有）【課題】排気管に堆積する反応生成物を除去し、メンテナンス性を向上できるエピタキシャル成長装置を提供する。【解決手段】処理室２と排気管１０５と導入管１１１とを有するエピタキシャル成長装置であって排気管１０５は、処理室２に連通されている。導入管１１１は、排気管１０５に連通されている。導入管１１１は、アルカリ性ガスを排気管１０５に導入する。これにより、処理ガスとアルカリ性ガスを反応させ、気化された反応生成物として排出する。【選択図】図１
2017183603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室と、
前記処理室に連通された排気管と、
前記排気管に連通され、アルカリ性ガスを前記排気管に導入する導入管と、
を備えたエピタキシャル成長装置。
【請求項２】
前記処理室に処理ガスを供給する第１のガス供給源と、
前記導入管に前記アルカリ性ガスを供給する第２のガス供給源と、
をさらに備えた
請求項１に記載のエピタキシャル成長装置。
【請求項３】
前記排気管を加熱する加熱部をさらに備えた
請求項１又は２に記載のエピタキシャル成長装置。
【請求項４】
前記排気管の下流側に配されたスクラバーをさらに備えた
請求項１から３のいずれか１項に記載のエピタキシャル成長装置。
【請求項５】
前記アルカリ性ガスは、アンモニアガスを含む
請求項１から４のいずれか１項に記載のエピタキシャル成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、エピタキシャル成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エピタキシャル成長装置では、処理室内の処理ガスが排気管を通って排気される。このとき、エピタキシャル成長装置のメンテナンス性を向上させることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７５７７４８号公報
【特許文献２】特開２００１−２８４２６４号公報
【特許文献３】特表２００８−５４５２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一つの実施形態は、メンテナンス性を向上できるエピタキシャル成長装置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】
【０００５】
一つの実施形態によれば、処理室と排気管と導入管とを有するエピタキシャル成長装置が提供される。排気管は、処理室に連通されている。導入管は、排気管に連通されている。導入管は、アルカリ性ガスを排気管に導入する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態にかかるエピタキシャル成長装置の構成を示す図。
【図２】実施形態における処理室の構成を示す図。
【図３】実施形態におけるスクラバーの構成を示す図。
【図４】実施形態にかかるエピタキシャル成長装置の動作を示す図。
【図５】実施形態にかかるエピタキシャル成長装置の動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるエピタキシャル成長装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
図１は、実施形態にかかるエピタキシャル成長装置１０１の構成を示す図である。エピタキシャル成長装置１０１は、ＣＶＤ法（化学気相成長法）により基板ＷＦにエピタキシャル層を成長させる。エピタキシャル成長装置１０１は、処理室２、ガスボックス１０３、排気管１０５、真空装置６、排気管１０７、及びコントローラ８を有する。
【０００９】
処理室２は、壁部に囲まれた真空引き可能な空間を含む。処理室２の具体的な構成は、様々な種類の構成が適用可能である。例えば、処理室２には、縦型気相成長炉方式のエピタキシャル炉の構成を適用してもよいし、多角錐台状のサセプタに複数の基板を載置するシリンダ型のエピタキシャル炉の構成を適用してもよいし、円盤状の保持台に１枚の基板を載置する枚葉型のエピタキシャル炉の構成を適用してもよい。
【００１０】
例えば、枚葉型のエピタキシャル炉の構成を適用する場合、処理室２は、図２に示すように構成され得る。図２は、処理室２の構成を示す図である。処理室２は、保持受け２ａ、ランプヒータ２ｂ、アッパードーム２ｃ、処理空間２ｄ、パイロメーター２ｅ、供給口２ｆ、及び排気口２ｇを有する。処理空間２ｄは、供給口２ｆを介して供給バルブ３ｄ，３ｈ，３ｅ（図１参照）にそれぞれ連通され、排気口２ｇを介して排気管１０５（図１参照）に連通されている。保持受け２ａは、その上面に基板ＷＦが載置され得る。ランプヒータ２ｂは、保持受け２ａ上に載置された基板ＷＦを加熱する。ランプヒータ２ｂは、処理室２において、基板ＷＦの表面側と裏面側とにそれぞれ１つ以上配され得る。パイロメーター２ｅは、基板ＷＦの温度を最適測定可能な位置に設置構成される。
【００１１】
例えば、エピタキシャル成長装置１０１の処理室２内の保持受け２ａ上に基板ＷＦを載置した状態で処理空間２ｄ内の圧力を常圧または減圧にする。排気管１０５は、処理空間２ｄと真空装置６とを連通させている。真空装置６は、ブースターポンプ（ＢＰ）６ａ及びドライポンプ（ＤＰ）６ｂを含む。排気管１０５内には、ＡＰＣバルブ５ａ及びゲートバルブ５ｂが配されている。コントローラ８は、ＡＰＣバルブ５ａを開状態に維持しながら処理空間２ｄ内の圧力が目標圧力になるようにＡＰＣバルブ５ａの開度を制御するとともに、真空装置６（ＢＰ６ａ及びＤＰ６ｂ）を動作させて処理空間２ｄ内から排気管１０５経由で排気を行う。
【００１２】
そして、コントローラ８は、基板ＷＦをランプヒータ２ｂにより加熱しながら、供給バルブ３ｄ，３ｈ，３ｅをそれぞれ開き、ガスボックス１０３から供給バルブ３ｄ，３ｈ，３ｅを介して処理空間２ｄ内に処理ガスを供給する。コントローラ８は、例えば、パイロメーター２ｅで測定された基板ＷＦの面内温度が８００〜１２００℃になるようにランプヒータ２ｂのパワーを制御し、基板ＷＦを加熱する。処理ガスは、反応性の材料ガスとキャリアガスと選択成長目的及びチャンバークリーニング用の酸性ガスとを含む。ガスボックス１０３は、材料ガス供給源３ａ、キャリアガス供給源３ｇ、酸性ガス供給源３ｂ、供給バルブ３ｄ，３ｈ，３ｅ、及びマスフローコントローラ３ｋ，３ｌ，３ｍを有する。マスフローコントローラ３ｋ，３ｌ，３ｍは、材料ガス供給源３ａ、キャリアガス供給源３ｇ、酸性ガス供給源３ｂと供給バルブ３ｄ，３ｈ，３ｅとの間に配されている。コントローラ８は、マスフローコントローラ３ｋ，３ｌ，３ｍを介して材料ガス供給源３ａ、キャリアガス供給源３ｇ、酸性ガス供給源３ｂから供給バルブ３ｄ，３ｈ，３ｅへの材料ガス、キャリアガス、及び酸性ガスの供給流量をそれぞれ制御する。これにより、材料ガス供給源３ａ、キャリアガス供給源３ｇ、及び酸性ガス供給源３ｂからそれぞれ所定の流量の材料ガス、キャリアガス、及び酸性ガスが処理空間２ｄ内へ供給される。
【００１３】
材料ガスは、基板ＷＦ上でエピタキシャル層を成長させる材料となるガスであり、例えば、シリコン（Ｓｉ）のエピタキシャル層を成長させる場合、シラン系ガスを含む。シラン系ガスは、ＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン、以下ＤＣＳとする）ガスやＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン、以下ＴＣＳとする）ガスなどを含む。キャリアガスは、処理空間２ｄ内の混合状態を保つガスであり、例えば、Ｈ２（水素）ガスを含む。酸性ガスは、基板ＷＦの表面をクリーニングするガスであり、例えば、ＨＣｌ（塩化水素）ガスなどを含む。酸性ガスは、基板ＷＦへの成膜時に、エピタキシャル層成長の選択性を得るために材料ガスとともに基板ＷＦ上に供給される。すなわち、基板ＷＦへの成膜時に、基板ＷＦの表面にエピタキシャル成長を阻害する物質が形成される又は付着することがあるので、酸性ガスで基板ＷＦの表面をクリーニングした状態で基板ＷＦの表面を材料ガスに晒すことで、基板ＷＦへの良好なエピタキシャル成長が可能になる。
【００１４】
例えば、材料ガスがＤＣＳガスである場合、基板ＷＦが８００〜１２００℃に加熱されることで次の数式１に示される反応が起こり、基板ＷＦ上にシリコン（Ｓｉ）のエピタキシャル層が成長される。
ＳｉＨ２Ｃｌ２→Ｓｉ（単結晶）＋２ＨＣｌ↑・・・数式１
【００１５】
処理ガスは、処理空間２ｄ内における滞在時間が短く、その大部分が排気管１０５から真空装置６へ排気される。このとき、排気管１０５の内壁面には、オイリーシランＯＳといわれるシラン系の不要物が堆積されることがある。オイリーシランＯＳは、外側が固形状（紛体状）の殻でありその内側がゲル状（液状）物質で形成され得る。オイリーシランＯＳは、材料ガスが処理空間２ｄ内における成膜反応に用いられずに残留し他のガスと化学反応等を行い生成された残留生成物や、材料ガスと酸性ガスとの反応による生成物を含むことがある。オイリーシランＯＳは、例えば、処理空間２ｄ内で高温になったガスが処理空間２ｄから排出され排気管１０５内でその温度が（例えば、４００℃程度に）低下する箇所で次の数式２〜数式４で示す反応により生成され、ＳｉｘＣｌｙ、ＳｉｘＨｚ、ＳｉｘＣｌｙＨｚなどが重合した高分子化合物を含み得る。数式２〜数式４において、ｋ１〜ｋ４を任意の係数とする。
ＳｉＨ２Ｃｌ２＋ＨＣｌ→ＳｉｘＣｌｙ＋Ｓｉ１−ｘ＋Ｈ２↑＋ｋ１・Ｃｌ２↑
・・・数式２
ＳｉＨ２Ｃｌ２＋ＨＣｌ→ＳｉｘＨｚ＋Ｓｉ１−ｘ＋ｋ２・Ｈ２↑＋Ｃｌ２↑
・・・数式３
ＳｉＨ２Ｃｌ２＋ＨＣｌ→ＳｉｘＣｌｙＨｚ＋Ｓｉ１−ｘ＋ｋ３・Ｈ２↑＋ｋ４・Ｃｌ２↑
・・・数式４
【００１６】
オイリーシランＯＳ（ＳｉｘＣｌｙ、ＳｉｘＨｚ、ＳｉｘＣｌｙＨｚの高分子化合物）は、大気中の水分等との反応性が高く、その取り扱いに安全上注意が必要な物質である。すなわち、オイリーシランＯＳが大気に触れると、オイリーシランＯＳと大気との反応・衝撃で発火・燃焼・爆発などを引き起こすことがある。
【００１７】
オイリーシランＯＳは、排気管１０５の内壁面に堆積され得る。このとき、排気管１０５の閉塞を防ぐためには、エピタキシャル成長装置１０１のメンテナンス、特に排気管１０５のクリーニングメンテナンスを行って、オイリーシランＯＳを酸化により分解して除去することが考えられる。例えば、処理室２におけるエピタキシャル層の生成が完了した後、酸化ガスをガスボックス１０３から処理空間２ｄ経由で排気管１０５に供給する。この場合、ガスボックス１０３は、酸化ガス供給源（図示せず）、酸化ガス用マスフローコントローラ（図示せず）、及び酸化ガス用供給バルブをさらに有する。コントローラ８は、供給バルブ３ｄ、供給バルブ３ｈ、及び供給バルブ３ｅを閉状態に維持しながら酸化ガス用マスフローコントローラを所定の流量に制御し、酸化ガス用供給バルブを開き、酸化ガス供給源から所定の流量の酸化ガスを処理空間２ｄ経由で排気管１０５内へ供給する。酸化ガスは、排気管１０５をクリーニングするガスであり、例えば、ＣｌＦ３（三塩化フッ素）を含む。これにより、例えば次の数式５に示す反応が行われれば、オイリーシランＯＳを排気管１０５内で気化でき、排気管１０５を大気開放せずに排気管１０５のクリーニングメンテナンスを行うことが期待できる。数式５においてｋ５〜ｋ８を任意の係数とする。
ＳｉｘＣｌｙＨｚ＋ＣｌＦ３→ｋ５・ＳｉＦ４↑＋ｋ６・ＨＦ↑＋ｋ７・Ｃｌ２↑＋ｋ８・ＨＣｌ↑・・・数式５
【００１８】
しかし、排気管１０５の内壁面に付着したオイリーシランＯＳに酸化ガス（ＣｌＦ３）を接触させてもオイリーシランＯＳの表面近傍（固形状の殻の部分）しか数式５に示す反応が行われない傾向にある。これにより、オイリーシランＯＳを完全に除去しようとすると、排気管１０５に高価な酸化ガス（ＣｌＦ３）を長時間供給し続ける必要があり、排気管１０５のクリーニングメンテナンスにかかるコストが増大しやすく、排気管１０５のクリーニングメンテナンスにかかる時間が長時間化しやすい。このため、エピタキシャル成長装置１０１のメンテナンス性に伴う稼働低下が著しい。
【００１９】
また、酸化ガス（ＣｌＦ３）を長時間供給し続けても、オイリーシランＯＳを十分に除去できずに、大部分のオイリーシランＯＳが排気管１０５の内壁面に付着したままになることがある。排気管１０５の閉塞を防ぐためには、エピタキシャル成長装置１０１のメンテナンス、特に排気管１０５を分解して大気開放するクリーニングメンテナンスが依然として必要となる。このため、排気管１０５のクリーニングメンテナンスにかかる時間が更に長時間化する。
【００２０】
さらに、排気管１０５のクリーニングメンテナンスのために、排気管１０５を分解して大気開放すると、オイリーシランＯＳ自体の大気との反応による爆発に加えて、大気が介在したことで数式５に示す反応が激しい爆発的な反応として行われ得る。このため、排気管１０５のクリーニングメンテナンスの安全性確保が懸念され、この観点からも、エピタキシャル成長装置１０１のメンテナンス性が低下しやすい。
【００２１】
そこで、実施形態では、排気管１０５において材料ガス（ＤＣＳガス）と酸性ガス（ＨＣｌ）とをそれぞれアルカリ性ガス（ＮＨ３ガス）と反応させその生成物（ＮＨ４Ｃｌ）を気化して排気管１０５内から排出することで、エピタキシャル成長装置１０１のメンテナンス性の向上を図る。
【００２２】
具体的には、エピタキシャル成長装置１０１は、導入管１１１、加熱部１０８、及びスクラバー１０９をさらに有する。
【００２３】
導入管１１１は、排気管１０５に連通されている。例えば、排気管１０５における上流側に供給ポート５ｄが設けられ、導入管１１１は供給ポート５ｄに連通されている。これにより、導入管１１１は、排気管１０５における上流側の部分（処理室２側の部分）に連通されている。導入管１１１内には、ゲートバルブ１１１ｂが配されている。
【００２４】
また、導入管１１１は、処理空間２ｄを介さずにガスボックス１０３と排気管１０５との間に配され、処理空間２ｄをバイパスしてガスボックス１０３の一部（アルカリ性ガス供給源３ｉ、マスフローコントローラ３ｎ、供給バルブ３ｊ）と排気管１０５とを連通させている。
【００２５】
加熱部１０８は、排気管１０５を加熱する。加熱部１０８は、排気管１０５における少なくとも内壁面を加熱するように構成されている。加熱部１０８は、ヒータ１０８ａ，１０８ｂを有する。例えば、ヒータ１０８ａ，１０８ｂは、排気管１０５の壁面に接触しながら排気管１０５の長手方向に延びている。あるいは、例えば、ヒータ１０８ａ，１０８ｂは、排気管１０５の壁部における内壁面近傍に埋め込まれながら排気管１０５の長手方向に延びていてもよい。また、排気管１０５におけるヒータ１０８ａ，１０８ｂの外側の領域に又は排気管１０５の外側に断熱材（図示せず）が配置されていてもよい。これにより、加熱部１０８は、直接的に又は排気管１０５を介した熱伝導により、排気管１０５の内側を通過するガスを加熱できる。コントローラ８は、例えば、排気管１０５の内壁面の温度が２００〜４００℃（２００℃以上且つ４００℃以下）になるようにヒータ１０８ａ，１０８ｂのパワーを制御する。
【００２６】
ガスボックス１０３は、アルカリ性ガス供給源３ｉ、マスフローコントローラ３ｎ、及び供給バルブ３ｊをさらに有する。導入管１１１は、マスフローコントローラ３ｎ及び供給バルブ３ｊ経由でアルカリ性ガス供給源３ｉに連通され得る。マスフローコントローラ３ｎは、アルカリ性ガス供給源３ｉと供給バルブ３ｊとの間に配されている。導入管１１１は、アルカリ性ガス供給源３ｉがマスフローコントローラ３ｎ、供給バルブ３ｊ、及び導入管１１１経由で排気管１０５に連通された際に、マスフローコントローラ３ｎにより制御された流量でアルカリ性ガスを排気管１０５に導入する。処理空間２ｄ内で高温になり処理室２から排出された処理ガスは、排気管１０５内で温度が低下し得る。アルカリ性ガスは、その温度が（例えば４００℃より）低下した処理ガスに反応させるべきガスであり、例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガスである。アルカリ性ガスは、供給バルブ３ｊ及びゲートバルブ１１１ｂが開状態になった際に、処理室２を経由せずに、アルカリ性ガス供給源３ｉからマスフローコントローラ３ｎ、供給バルブ３ｊ及び導入管１１１を通って排気管１０５に導入される。
【００２７】
例えば、アルカリ性ガスがＮＨ３ガスである場合、ＮＨ３ガスが排気管１０５に導入されることで処理ガス（ＤＣＳガス、ＨＣｌガス）との間で次の数式６、数式７に示される反応が起こり、排気管１０５が２００〜４００℃に加熱されることで反応生成物（ＮＨ４Ｃｌ）が気化される。
ＳｉＨ２Ｃｌ２＋２ＮＨ３→Ｓｉ＋２ＮＨ４Ｃｌ↑・・・数式６
ＨＣｌ＋ＮＨ３→ＮＨ４Ｃｌ↑・・・数式７
ＮＨ３ガスは、ＤＣＳガス（ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス）及びＨＣｌガスのそれぞれに対して反応強度が強く、数式６、数式７に示される反応生成物（ＮＨ４Ｃｌ）は、容易に生成され得る。また、数式６の反応では、Ｓｉが、中間生成体（微粒子）として形成され、気化された反応生成物とともに排気管１０５内から排出され得る。
【００２８】
すなわち、排気管１０５内で数式２〜数式４に示す反応が行われる前に数式６、数式７に示す反応を起こさせることでオイリーシランＯＳの生成を抑制できる。また、数式６、数式７に示す反応による反応生成物（ＮＨ４Ｃｌ）は、加熱により気化可能であるため、オイリーシランＯＳに比べて取扱いが楽である。排気管１０５の２００〜４００℃への加熱により反応生成物（ＮＨ４Ｃｌ）を気化させることで反応生成物及び他の物質（Ｓｉの微粒子）を排気管１０５内から排出させ排気管１０５内に堆積させないようにすることができる。これにより、排気管１０５を分解することなくインラインでのクリーニングメンテナンスを行うことができる。
【００２９】
なお、仮に、排気管１０５の温度が２００℃より低いと、反応生成物が気化しにくく、反応生成物が排気管１０５内に残留して排気管１０５を閉塞させる可能性がある。排気管１０５の温度が４００℃より高いと、次の数式８で示す反応が行われ得、意図しない所定の膜（例えば、シリコン窒化膜）が排気管１０５の内壁面に生成され、排気管１０５を閉塞させる可能性がある。
３ＳｉＨ２Ｃｌ２＋４ＮＨ３→Ｓｉ３Ｎ４＋６ＨＣｌ↑＋６Ｈ２↑・・・数式８
また、仮に、アルカリ性ガス（ＮＨ３ガス）が処理室２を通って排気管１０５へ導入されると、処理室２の基板ＷＦ上で数式８に示す反応が行われ得るので、意図しない所定の膜（例えば、シリコン窒化膜）が基板ＷＦ上に形成され基板ＷＦへのエピタキシャル層の成長が阻害される可能性がある。
【００３０】
排気管１０５内で気化された反応生成物（ＮＨ４Ｃｌ）及び他の物質（Ｓｉの微粒子）は、排気管１０５及び真空装置６経由で排出されるが、外部に排出する前に除害を行うことが望まれる。そのため、排気管１０７における上流側の排気管７ａ及び下流側の排気管７ｂの間にスクラバー１０９を挿入し、スクラバー１０９で反応生成物を液体に溶解して排気ガスから除去する。
【００３１】
スクラバー１０９は、反応生成物（ＮＨ４Ｃｌ）及び他の物質（Ｓｉの微粒子）を含む排気ガスを排気管１０５、真空装置６、及び排気管７ａ経由で受け、反応生成物を溶解させやすい液体（例えば、純水）と排気ガスを接触させることで反応生成物を排気ガスから除去する。また、スクラバー１０９は、他の物質（Ｓｉの微粒子）を、液体（例えば、純水）と反応させ酸化物（ＳｉＯ２）にしてフィルターに吸着させることで除去する。スクラバー１０９の構成は、例えば、排気ガスに液体を噴霧するジェット式スクラバーの構成が適用されてもよいし、液体に排気ガスをくぐらせる湿式スクラバーの構成が適用されてもよい。
【００３２】
湿式スクラバーの構成が適用された場合、スクラバー１０９は、図３に示すように構成され得る。図３は、スクラバー１０９の構成を示す図である。
【００３３】
スクラバー１０９は、ファン１０９ｋ、インレット管１０９ｃ、洗浄液プール１０９ｊ、上流側スクラバー室１０９ｄ、フィルター１０９ｇ、洗浄液ポンプ１０９ｅ、シャワーノズル１０９ｆ、下流側スクラバー室１０９ｈ、及びアウトレット管１０９ｉを有する。ファン１０９ｋは、排気管７ａに連通された吸い込み口１０９ｋ１から吸い込んだ排気ガスを、インレット管１０９ｃに連通された吹き出し口１０９ｋ２から吹き出す。ファン１０９ｋから吹き出された排気ガスは、インレット管１０９ｃを通って上流側スクラバー室１０９ｄに導入される。
【００３４】
洗浄液プール１０９ｊには、反応生成物を溶解させやすい液体としての洗浄液（例えば、純水）が溜まっている。洗浄液ポンプ１０９ｅは、洗浄液プール１０９ｊに溜まった洗浄液を汲み上げてシャワーノズル１０９ｆへ供給する。シャワーノズル１０９ｆは、フィルター１０９ｇに向けて洗浄液を噴射させてフィルター１０９ｇに洗浄液を含ませる。フィルター１０９ｇは、多孔質状の布や繊維体等で構成され得る。上流側スクラバー室１０９ｄに導入された排気ガスは、フィルター１０９ｇの隙間を通過する際にフィルター１０９ｇに含まれた洗浄液と接触し、反応生成物が洗浄液に溶解され得る。また、他の物質（Ｓｉの微粒子）が洗浄液と接触して酸化物（ＳｉＯ２）になり、酸化物がフィルター１０９ｇに付着することで除去される。これにより、反応生成物及び他の物質が除去された排気ガスが、下流側スクラバー室１０９ｈに導入され、アウトレット管１０９ｉを介して排気管７ｂへ排出される。
【００３５】
次に、エピタキシャル成長装置１０１の動作について図１、図４、図５を用いて説明する。図４、図５は、それぞれ、エピタキシャル成長装置１０１の動作を示す図である。図１は、エピタキシャル成長装置１０１の構成を示す図であるが、エピタキシャル成長装置１０１の動作を示す図として流用する。
【００３６】
図１に示すように、コントローラ８は、エピタキシャル成長装置１０１の処理スケジュール情報とレシピ情報とに基づき、成膜処理の開始タイミングより第１の時間前から、ゲートバルブ１１１ｂを開き、アルカリ性ガスを排気管１０５に導入するとともに加熱部１０８による加熱を開始する。例えば、コントローラ８は、マスフローコントローラ３ｎを所定の流量に制御し、供給バルブ３ｄ，３ｈ，３ｅを閉状態に維持した状態で供給バルブ３ｊを開き、アルカリ性ガス供給源３ｉを導入管１１１経由で排気管１０５に連通させる。これにより、マスフローコントローラ３ｎで制御された流量でアルカリ性ガスが排気管１０５に導入される。第１の時間は、排気管１０５にアルカリ性ガスが充填されるとともに排気管１０５の温度が目標温度（例えば、２００〜４００℃）に安定する時間として予め実験的に決められ得る。
【００３７】
成膜処理の開始タイミングになると、図４に示すように、コントローラ８は、マスフローコントローラ３ｋ，３ｌ，３ｍを所定の流量に制御し、供給バルブ３ｄ，３ｈ，３ｅをそれぞれ開く。これにより、材料ガス供給源３ａ、キャリアガス供給源３ｇ、及び酸性ガス供給源３ｂからそれぞれ所定の流量の材料ガス、キャリアガス、及び酸性ガスが処理空間２ｄ内へ供給される。コントローラ８は、例えば、パイロメーター２ｅで測定された基板ＷＦの面内温度が８００〜１２００℃になるようにランプヒータ２ｂのパワーを制御し、基板ＷＦを加熱する。これにより、例えば数式１に示される反応が起こり、基板ＷＦ上にシリコン（Ｓｉ）のエピタキシャル層が成長される。
【００３８】
このとき、コントローラ８は、マスフローコントローラ３ｎで流量を制御しながらアルカリ性ガス供給源３ｉを導入管１１１経由で排気管１０５に連通させてアルカリ性ガスを排気管１０５に導入する動作を継続させている。これにより、排気管１０５内で数式６、数式７に示す反応が起こるので、オイリーシランＯＳの生成を抑制できる。図４では、数式６、数式７に示す反応による反応生成物（ＮＨ４Ｃｌ）及び他の物質（Ｓｉの微粒子）を丸い粒で示している。また、コントローラ８は、加熱部１０８による排気管１０５の加熱を継続させている。これにより、数式６、数式７に示す反応による反応生成物を気化させ反応生成物及び他の物質（Ｓｉの微粒子）を排気管１０５内から排出させることができる（図４の破線矢印参照）ので、排気管１０５を分解することなくインラインでのクリーニングメンテナンスを行うことができる。気化された反応生成物及び他の物質を含む排気ガスは、排気管１０５、真空装置６、排気管７ａ経由でスクラバー１０９に導かれ、スクラバー１０９で除害される。除害された、すなわち反応生成物及び他の物質が除去された排気ガスは、排気管７ｂから外部へ排出される。
【００３９】
成膜処理の完了タイミングになると、図５に示すように、コントローラ８は、供給バルブ３ｄ，３ｈ，３ｅを閉状態にし、処理空間２ｄへの処理ガスの供給を停止する。
【００４０】
コントローラ８は、成膜処理の完了タイミングから第２の時間が経過するまで、マスフローコントローラ３ｎで流量を制御しながらアルカリ性ガス供給源３ｉを導入管１１１経由で排気管１０５に連通させてアルカリ性ガスを排気管１０５に導入する動作を継続させている。これにより、排気管１０５内に残留するガスに対して数式６、数式７に示す反応を起こさせ気化により排出させることができる（図５の破線矢印参照）。第２の時間は、排気管１０５内に残留するガスに対して数式６、数式７に示す反応が十分に行われる時間として予め実験的に決められ得る。コントローラ８は、成膜処理の完了タイミングから第２の時間が経過すると、供給バルブ３ｊ及びゲートバルブ１１１ｂを閉じて、アルカリ性ガスを排気管１０５に導入する動作を完了させる。
【００４１】
以上のように、実施形態では、エピタキシャル成長装置１０１において、アルカリ性ガスを排気管１０５における上流側に導入し、処理ガスに含まれた材料ガス（ＤＣＳガス）と酸性ガス（ＨＣｌガス）とをそれぞれアルカリ性ガス（ＮＨ３ガス）と反応させる。これにより、排気管１０５内におけるオイリーシランＯＳの生成を抑制できるので、排気管１０５のクリーニングメンテナンスを安全化することができる。また、高価な酸化ガス（ＣｌＦ３）を長時間供給し続ける必要がないので、排気管１０５のクリーニングメンテナンスにかかるコスト及び時間を低減できる。この結果、エピタキシャル成長装置１０１のメンテナンス性を著しく向上できる。
【００４２】
また、実施形態では、エピタキシャル成長装置１０１において、加熱部１０８により排気管１０５を加熱し、処理ガスとアルカリ性ガスとの反応生成物を気化する。これにより、反応生成物（ＮＨ４Ｃｌ）及び他の物質（Ｓｉの微粒子）を排気管１０５内から排出できるので、排気管１０５を分解することなくインラインでのクリーニングメンテナンスを行うことができる。したがって、この観点からも、エピタキシャル成長装置１０１のメンテナンス性を向上できる。
【００４３】
なお、アルカリ性ガスは、ＮＨ３ガスに限定されず、処理ガスに含まれた材料ガス（ＤＣＳガス）と酸性ガス（ＨＣｌガス）とのそれぞれと反応して気化が容易な反応生成物を生成するガスであれば、他のガスも含み得る。
【００４４】
また、アルカリ性ガス供給源３ｉから導入管１１１を介した排気管１０５へのアルカリガス導入時に導入管１１１内の圧力が排気管１０５の圧力より高くなるため、排気管１０５から導入管１１１へのガスの逆流は起こりにくいが、エピタキシャル成長装置１０１は、排気管１０５から導入管１１１へのガスの逆流を防げるように構成されていてもよい。例えば、導入管１１１内にゲートバルブ１１１ｂに代えて又はゲートバルブ１１１ｂに加えて逆止弁（図示せず）を設けることでガスの逆流を防げるようにしてもよい。
【００４５】
また、エピタキシャル成長装置１０１の動作において、排気管１０５へのアルカリ性ガスの導入は、処理空間２ｄにおける複数回の成膜処理について連続的に行われてもよい。例えば、処理空間２ｄから基板ＷＦが搬出され他の基板ＷＦが処理空間２ｄに搬入される期間においても、コントローラ８は、排気管１０５へのアルカリ性ガスの導入を継続させることができる。これにより、排気管１０５内に残留するガスに対して数式６、数式７に示す反応が確実に行われるようにすることができる。
【００４６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４７】
２  処理室、１０１  エピタキシャル成長装置、３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎ  マスフローコントローラ、１０５  排気管、１１１  導入管。
【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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