(57)【要約】【課題】エピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能な成膜装置と、エピタキシャル成長による成膜による余剰な堆積物を効率的にクリーニングすることが可能となる基板処理方法を提供する。【解決手段】被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器に、成膜の原料となる原料ガスを供給するとともに、前記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装置であって、前記処理容器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、前記処理容器内のクリーニングを行うよう構成されていることを特徴とする成膜装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器に、成膜の原料となる原料ガスを供給するとともに、前記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装置であって、
前記処理容器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、前記処理容器内のクリーニングを行うよう構成されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記クリーニングガスのプラズマ励起は、前記コイルに高周波電力が印加されることにより、行われることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記コイルには、前記被処理基板を誘導加熱する場合に第１の周波数の高周波電力が、前記クリーニングガスをプラズマ励起する場合には第２の周波数の高周波電力がそれぞれ印加されるよう構成されていることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記第２の周波数が前記第１の周波数より高いことを特徴とする請求項３記載の成膜装置。
【請求項５】
前記コイルは、前記処理容器を中心として該処理容器に螺旋状に巻き付けられるように設置されていることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項６】
前記クリーニングを行う場合の前記処理容器内の圧力が、前記エピタキシャル成長による成膜を行う場合の前記処理容器内の圧力より低くなるように調整する圧力調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項７】
前記エピタキシャル成長による成膜では、前記被処理基板上にＳｉＣが成膜されることを特徴とする請求項１乃至６のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項８】
前記クリーニングガスは、Ｈ２、ＨＣｌ、Ａｒ、およびＣｘＦｙ（ｘ、ｙは整数）で表現されるガスのうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至７のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項９】
前記クリーニングガスは、Ｏ２またはＯ元素を含むガスを含むことを特徴とする請求項１乃至８のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項１０】
被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器を有する成膜装置による基板処理方法であって、
成膜の原料となる原料ガスを前記処理容器に供給するとともに、前記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、
前記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、前記処理容器内のクリーニングを行うクリーニング工程と、を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１１】
前記クリーニングガスのプラズマ励起は、前記コイルに高周波電力が印加されることにより、行われることを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記コイルには、前記成膜工程では第１の周波数の高周波電力が、前記クリーニング工程では第２の周波数の高周波電力がそれぞれ印加されることを特徴とする請求項１１記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記第２の周波数が前記第１の周波数より高いことを特徴とする請求項１２記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記クリーニング工程の前記処理容器内の圧力が、前記成膜工程の前記処理容器内の圧力より低くなるように調整されることを特徴とする請求項１０乃至１３のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記成膜工程では、前記被処理基板上にＳｉＣが成膜されることを特徴とする請求項１０乃至１４のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記クリーニングガスは、Ｈ２、ＨＣｌ、Ａｒ、およびＣｘＦｙ（ｘ、ｙは整数）で表現されるガスのうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項１０乃至１５のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記クリーニングガスは、Ｏ２またはＯ元素を含むガスを含むことを特徴とする請求項１０乃至１６のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１８】
前記成膜工程と、前記クリーニング工程とが、連続的に繰り返し実施されることを特徴とする請求項１０乃至１７のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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装置と、当該成膜装置による基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エピタキシャル成長は、基板結晶上に基板結晶と同じ方位関係を有する単結晶を成長させることが可能であるため、様々な場面で用いられてきた。
【０００３】
例えば、Ｓｉのエピタキシャル成長を用いてシリコンウェハを製造する方法（例えば特許文献１、特許文献２参照）が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２３２２７５号公報
【特許文献２】特開２００４−３２３９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、エピタキシャル成長を行う成膜装置では、エピタキシャル成長を行う処理容器の内部に堆積物が蓄積し、パーティクルの発生源となってしまう問題が生じていた。
【０００５】
このため、例えば、いわゆるガスクリーニングによって処理容器内の堆積物を除去する方法が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。しかし、処理容器内にガスを供給して加熱した場合であっても、充分なエッチングレート（クリーニングレート）を得ることは困難である場合があった。このため、実際には処理容器を開放して、いわゆるウェットエッチングなどの手法によるクリーニングを行う必要が生じ、成膜装置の生産性が低下する場合が生じていた。
【０００６】
そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な成膜装置と、基板処理方法を提供することを統括的課題としている。
【０００７】
本発明の具体的な課題は、エピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能な成膜装置と、エピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能となる基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上記の課題を、
請求項１に記載したように、被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器に、成膜の原料となる原料ガスを供給するとともに、前記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装置であって、
前記処理容器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、前記処理容器内のクリーニングを行うよう構成されていることを特徴とする成膜装置により、また、
請求項２に記載したように、
前記クリーニングガスのプラズマ励起は、前記コイルに高周波電力が印加されることにより、行われることを特徴とする請求項１記載の成膜装置により、また、
請求項３に記載したように、
前記コイルには、前記被処理基板を誘導加熱する場合に第１の周波数の高周波電力が、前記クリーニングガスをプラズマ励起する場合には第２の周波数の高周波電力がそれぞれ印加されるよう構成されていることを特徴とする請求項２記載の成膜装置により、また、
請求項４に記載したように、
前記第２の周波数が前記第１の周波数より高いことを特徴とする請求項３記載の成膜装置により、また、
請求項５に記載したように、
前記コイルは、前記処理容器を中心として該処理容器に螺旋状に巻き付けられるように設置されていることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項６に記載したように、
前記クリーニングを行う場合の前記処理容器内の圧力が、前記エピタキシャル成長による成膜を行う場合の前記処理容器内の圧力より低くなるように調整する圧力調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項７に記載したように、
前記エピタキシャル成長による成膜では、前記被処理基板上にＳｉＣが成膜されることを特徴とする請求項１乃至６のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項８に記載したように、
前記クリーニングガスは、Ｈ２、ＨＣｌ、Ａｒ、およびＣｘＦｙ（ｘ、ｙは整数）で表現されるガスのうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至７のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項９に記載したように、
前記クリーニングガスは、Ｏ２またはＯ元素を含むガスを含むことを特徴とする請求項１乃至８のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項１０に記載したように、
被処理基板を保持する保持台を内部の減圧空間に備えた処理容器を有する成膜装置による基板処理方法であって、
成膜の原料となる原料ガスを前記処理容器に供給するとともに、前記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、
前記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、前記処理容器内のクリーニングを行うクリーニング工程と、を有することを特徴とする基板処理方法により、また、
請求項１１に記載したように、
前記クリーニングガスのプラズマ励起は、前記コイルに高周波電力が印加されることにより、行われることを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法により、また、
請求項１２に記載したように、
前記コイルには、前記成膜工程では第１の周波数の高周波電力が、前記クリーニング工程では第２の周波数の高周波電力がそれぞれ印加されることを特徴とする請求項１１記載の基板処理方法により、また、
請求項１３に記載したように、
前記第２の周波数が前記第１の周波数より高いことを特徴とする請求項１２記載の基板処理方法により、また、
請求項１４に記載したように、
前記クリーニング工程の前記処理容器内の圧力が、前記成膜工程の前記処理容器内の圧力より低くなるように調整されることを特徴とする請求項１０乃至１３のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項１５に記載したように、
前記成膜工程では、前記被処理基板上にＳｉＣが成膜されることを特徴とする請求項１０乃至１４のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項１６に記載したように、
前記クリーニングガスは、Ｈ２、ＨＣｌ、Ａｒ、およびＣｘＦｙ（ｘ、ｙは整数）で表現されるガスのうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項１０乃至１５のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項１７に記載したように、
前記クリーニングガスは、Ｏ２またはＯ元素を含むガスを含むことを特徴とする請求項１０乃至１６のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項１８に記載したように、
前記成膜工程と、前記クリーニング工程とが、連続的に繰り返し実施されることを特徴とする請求項１０乃至１７のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、解決する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能な成膜装置と、エピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能となる基板処理方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、エピタキシャル成長による成膜を用いて形成された半導体装置（ＭＯＳトランジスタ）の構成の一例を示す図である。
【００１１】
図１を参照するに、本図に示す半導体装置１０は、ｎ型半導体であるＳｉＣよりなる基板１上（基板１の表面上）に、エピタキシャル成長による成膜を用いて形成されたｎ型半導体であるＳｉＣ層２が形成された構成となっている。エピタキシャル成長では、基板結晶上に基板結晶と同じ方位関係を有する単結晶を成長させることが可能であるため、前記ＳｉＣ層２は単結晶構造を有している。
【００１２】
前記ＳｉＣ層２には、ｐ型不純物拡散領域３Ａ，３Ｂがそれぞれ形成され、該Ｐ型不純物拡散領域３Ａ，３Ｂ内には、それぞれｎ型不純物拡散領域４Ａ，４Ｂが形成されている。また、対向するように形成される前記ｎ型不純物拡散領域４Ａ，４Ｂの間の前記ＳｉＣ層２上には、ゲート絶縁膜６が形成され、当該ゲート絶縁膜６上には、電極７が形成されている。
【００１３】
また、前記ｐ型不純物拡散層３Ａ、前記ｎ型不純物拡散領域４Ａ上には、電極５Ａが、同様に、前記ｐ型不純物拡散層３Ｂ、前記ｎ型不純物拡散領域４Ｂ上には、電極５Ｂが形成されている。また、前記基板１の裏面側には、電極８が形成されている。
【００１４】
上記の半導体装置（ＭＯＳトランジスタ）においては、それぞれ前記電極７、前記電極５Ａ，５Ｂ、および前記電極８が、例えば、それぞれ、ゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極として機能する。
【００１５】
上記の半導体装置１０は、従来の、例えばＳｉを用いた半導体装置と比べた場合、いわゆるオン抵抗（ドリフト層の抵抗）を大幅に抑制することが可能になる特徴を有している。このため、電力の利用効率が良好となる効果を奏する。
【００１６】
図２は、半導体材料として用いられる、Ｓｉ、ＧａＡｓ、およびＳｉＣのそれぞれの特性を比較した図である。
【００１７】
図２を参照するに、ＳｉＣは、従来最も一般的に用いられてきたＳｉと比較した場合、絶縁破壊電界強度Ｅｃが１桁以上大きい特徴を有していることがわかる。上記のオン抵抗は、絶縁破壊電界強度の３乗に比例するため、絶縁破壊電界強度Ｅｃの大きいＳｉＣを用いた半導体装置では、オン抵抗を低減して電力の利用効率を良好とすることができる。
【００１８】
また、ＳｉＣは、ＳｉおよびＧａＡｓと比べた場合、バンドギャップが広い特徴を有している。このため、ＳｉＣを用いた半導体装置では、高温での動作が可能になる特徴を有している。例えば、従来のＳｉを用いた半導体装置では、動作の限界温度が１５０℃程度であるのに対し、ＳｉＣを用いた半導体装置では、４００℃以上での高温での動作が可能となる。
【００１９】
このため、ＳｉＣを用いた半導体装置では、例えば従来必要であった半導体装置の冷却手段が不要になったり、または、従来に比べて過酷な条件下において半導体装置を使用することが可能となるメリットがある。
【００２０】
また、大電流を扱ういわゆるパワーデバイスにおいては、抵抗値の小さいＳｉＣを用いることにより、デバイス面積を小さくして当該デバイスを用いた機器の小型化を実現することが可能になる。
【００２１】
上記のＳｉＣは、例えば、エピタキシャル成長により形成することができるが、エピタキシャル成長を行う処理容器内の堆積物が生産性の向上の上で問題となる場合がある。エピタキシャル成長により形成されたＳｉＣは、従来のガスクリーニングでは充分なエッチングレート（クリーニングレート）を確保することができず、堆積物の除去のためには処理容器を開放して、いわゆるウェットエッチングにより除去する必要が生じる場合があった。
【００２２】
また、例えば、ＳｉＣの成膜に用いるガスの組み合わせの一例としては、ＳｉＨ４、Ｈ２に加えて、分解の困難なＣ３Ｈ８などの炭化水素系のガスを添加する場合がある。このため、成膜する場合には被処理基板の温度を増大させることが好ましく、処理容器内を積極的に加熱することが好ましい。例えば、このような被処理基板の加熱は、コイルによる誘導加熱により行われる。
【００２３】
このため、処理容器内壁など被処理基板以外の部分の温度も増大してしまい、処理容器内でのＳｉＣの堆積の量が多くなってしまう場合がある。すなわち、ＳｉＣを成膜する場合には、被処理基板以外の処理容器の内壁の温度を低くする（いわゆるコールドウォール方式とする）ことが困難であり、堆積物の量が多くなってしまう場合があった。
【００２４】
そこで、本発明による成膜装置では、上記の堆積物を除去する（クリーニングする）ために、処理容器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よう構成されている。
【００２５】
このため、クリーニングガスを単に加熱する場合にくらべて、クリーニングガスには高いエネルギーが与えられて励起されることになり、例えば、ラジカルやイオンなどの活性な粒子が大量に生成されることになる。このため、処理容器内の堆積物を効率よく除去することが可能になり、成膜装置の生産性が良好となる。
【００２６】
また、クリーニングガスのプラズマ励起は、成膜する場合に被処理基板を誘導加熱するコイルに高周波電力が印加されることにより、行われる構造とすることが好ましい。この場合、新たにプラズマ励起のための構造を付加する必要がなく、成膜装置の構造が単純となる効果を奏する。
【００２７】
また、前記コイルには、前記被処理基板を誘導加熱する場合に第１の周波数の高周波電力が、前記クリーニングガスをプラズマ励起する場合には第２の周波数の高周波電力が、それぞれ印加されるよう構成されていることが好ましい。この場合、誘導加熱とプラズマ励起の効率が良好となる。すなわち、成膜とクリーニングの場合に、コイルに印加される周波数を、それぞれの場合に効率のよい周波数に切り替えて用いることになる。
【００２８】
次に、上記の成膜装置の構成の一例について、また、上記の成膜とクリーニングを含む基板処理方法の一例について、図面に基づき、説明する。
【実施例１】
【００２９】
図３は、本発明の実施例１による成膜装置１００を模式的に示した図である。図３を参照するに、本実施例による成膜装置１００は、内部に内部空間１０１ａが画成される、略直方体状（略筐体状）の処理容器１０１を有する構造となっている。前記内部空間１０１ａには、被処理基板Ｗを保持する保持台１１５が設置されている。前記保持台１１５は、支持部１１６により支持され、当該支持部１１６は、駆動手段１１７により上下に、または回転するように駆動される構造になっている。
【００３０】
また、前記処理容器１０１には、例えば真空ポンプなどの排気手段１１４と、例えばコンダクタンス可変バルブよりなる圧力調整手段１１３が設置された排気ライン１１２が接続され、前記内部空間１０１ａを、所定の減圧状態（圧力）に調整することが可能になっている。また、前記処理容器１０１には、圧力計１１１が設置され、前記圧力調整手段１１３による処理容器内の圧力の調整は、前記圧力計１１１によって測定される圧力に対応して実施される。
【００３１】
前記処理容器１０１は、中空の四角柱状の処理容器本体１０１Ａと、当該四角柱の開口部に接合される側壁部１０１Ｂより構成されている。前記処理容器本体１０１Ａの外側には、前記処理容器本体１０１Ａを中心として該処理容器本体１０１Ａに螺旋状に巻き付けられるように、被処理基板を誘導加熱するコイル１０２が設置されている。
【００３２】
上記の構造を有しているため、前記コイル１０２に高周波電力が印加されることによって、前記内部空間１０１ａに保持された前記被処理基板Ｗを、効率的に、また温度の均一性を良好に加熱することが可能になっている。この場合、前記コイル１０２には、第１の高周波電源１０４から、第１の周波数の高周波電力が印加される。また、当該処理容器本体１０１Ａは、温度上昇に耐えるとともに、誘電損失が少ない材料（例えば石英など）より構成されることが好ましい。
【００３３】
また、前記処理容器１０１には、ガス供給手段１０６が設置されている。前記ガス供給手段１０６には、前記処理容器１０１内に、エピタキシャル成長による成膜の原料となる原料ガス、または、処理容器内のクリーニングを行うためのクリーニングガスを供給するガス穴１０６Ａが形成されている。
【００３４】
また、前記ガス供給手段１０６には、ガスライン１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄ，１０７Ｅ，１０７Ｆおよび１０７Ｇが接続された、ガスライン１０７が接続されている。
【００３５】
前記ガスライン１０７Ａには、質量流量コントローラ（ＭＦＣ）１０８Ａとバルブ１０９Ａが設置されるとともに、例えばＳｉＨ４ガスを供給するガス供給源１１０Ａに接続されて、例えばＳｉＨ４ガスを前記処理容器１０１内に供給可能に構成されている。同様に、前記ガスライン１０７Ｂ〜１０７Ｇには、それぞれ、質量流量コントローラ（ＭＦＣ）１０８Ｂ〜１０８Ｇと、バルブ１０９Ｂ〜１０９Ｇが設置されている。また、前記ガスライン１０７Ｂ〜１０７Ｇは、それぞれ、例えばＣ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガス、ＨＣｌガス、Ｃ５Ｆ８ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスを供給するガス供給源１１０Ｂ〜１１０Ｆに接続されている。
【００３６】
例えば、前記被処理基板Ｗ上に、エピタキシャル成長による成膜を行う場合には、成膜のための原料ガスとして、前記ガスライン１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃから、ＳｉＨ４ガス、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガスを前記処理容器１０１内に供給する。この場合、前記被処理基板Ｗを、前記コイル１０２を用いた誘導加熱により、加熱する。
【００３７】
また、前記処理容器１０１内をクリーニングする場合には、前記ガスライン１０７Ｃ〜１０７Ｇから、Ｈ２ガス、ＨＣｌガス、Ｃ５Ｆ８ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスを前記処理容器１０１内に供給する。クリーニングガスは、Ｈ２ガス、ＨＣｌガス、Ｃ５Ｆ８ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスのうち、いずれか１つが供給されるようにするか、または複数のガス（例えば全てのガス）が同時に供給されるようにしてもよい。この場合、Ｈ２ガスは、成膜とクリーニングの双方に用いることが可能である。
【００３８】
本実施例による成膜装置１００の場合、前記処理容器１０１内のクリーニングを行う場合に、当該クリーニングガスを前記処理容器１０１内でプラズマ励起してクリーニングに用いることが特徴である。このため、クリーニングガスを単に加熱する場合にくらべて、クリーニングガスには高いエネルギーが与えられて励起されることになり、例えば、ラジカルやイオンなどの活性な粒子が大量に生成されることになる。このため、処理容器内の堆積物（例えばＳｉＣ）を効率よく除去することが可能になり、成膜装置の生産性が良好となる。
【００３９】
また、クリーニングガスのプラズマ励起は、成膜する場合に被処理基板を誘導加熱する前記コイル１０２に、第２の高周波電源１０５により、第２の周波数の高周波電力が印加されることにより、行われる構造となっている。このため、前記コイル１０２は、被処理基板の加熱とクリーニングガスのプラズマ励起の機能を兼ねることになり、成膜装置の構造が単純となっている。
【００４０】
また、前記第１の高周波電源１０４と前記第２の高周波電源１０５は、接続切り替え手段１０３を介して前記コイル１０２に接続されている。前記接続切り替え手段１０３は、前記コイル１０２に接続される高周波電源を前記第１の高周波電源１０４、または、前記第２の高周波電源１０５のいずれかとなるように切り替え可能に構成されている。
【００４１】
すなわち、前記コイル１０２には、前記被処理基板Ｗを誘導加熱する場合には、前記コイル１０２に前記第１の高周波電源１０４が接続されて第１の周波数の高周波電力が印加され、また、前記クリーニングガスをプラズマ励起する場合には前記コイル１０２に前記第２の高周波電源１０５が接続されて第２の周波数の高周波電力が印加される。
【００４２】
例えば、前記第１の高周波電源１０４の周波数は、低周波（１５ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度）であることが好ましい。この場合に、効率的に被処理基板を誘導加熱することが可能となる。
【００４３】
一方で、前記第２の高周波電源１０５の周波数は、前記第１の高周波電源１０４の周波数よりも高い（高周波である）ことが好ましい。例えば、前記第２の高周波電源１０５の周波数は、２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚとすることが好ましい。この場合、前記処理容器１０１内でのプラズマ励起が容易となる。すなわち、本実施例による成膜装置１００では、成膜とクリーニングの場合に、前記コイル１０２に印加される周波数を、それぞれの場合に効率のよい周波数に切り替えて用いることになる。
【００４４】
また、成膜の場合とクリーニングの場合において、前記処理容器１０１内の圧力は、前記圧力調整手段１１３により、例えば以下に示すように適宜調整されることが好ましい。
【００４５】
例えば、前記処理容器１０１内に、ＳｉＨ４ガス、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガスを供給してエピタキシャル成長による成膜を行う場合、当該処理容器１０１内の圧力は、例えば、６０Ｔｏｒｒ〜７５０Ｔｏｒｒとすることが好ましく、残留ドナー濃度低減のためには、当該圧力を１００Ｔｏｒｒ以下とすることがさらに好ましい。
【００４６】
また、例えば、前記処理容器１０１内に、Ｈ２ガス、ＨＣｌガス、Ｃ５Ｆ８ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスのうち、いずれか１つのガスか、または、複数のガス（例えば全てのガス）を同時に供給して、当該ガスをプラズマ励起してクリーニングする場合、当該処理容器１０１内の圧力は、上記の成膜時の圧力より低い圧力（例えば０．０１Ｔｏｒｒ〜２０Ｔｏｒｒ）とすることが好ましい。この場合、プラズマ励起が容易となり、効率よくクリーニングを行うことが可能となる。
【００４７】
また、上記の成膜装置１００において、成膜やクリーニングに係る処理、例えば上記のバルブの開閉や、流量制御、保持台の制御、圧力調整手段の制御、真空排気、高周波電力の切り替え手段などの動作は、たとえばレシピと呼ばれるプログラムに基づき、動作される。この場合、これらの動作は、ＣＰＵ１２１を有する、制御装置１２０よって制御される。これらの接続配線は図示を省略している。
【００４８】
前記制御装置１２０は、ＣＰＵ１２１と、上記のプログラムを記憶した記憶媒体１２２、キーボードなどの入力部１２３、表示部１２６、ネットワークなどに接続するための通信部１２５、およびメモリ１２４を有している。
【００４９】
次に、上記の成膜装置１００を用いた、成膜とクリーニングを含む基板処理方法の一例に関して、図４のフローチャートに基づき、説明する。
【００５０】
まず、ステップ１（図中Ｓ１と表記、以下同様）において、被処理基板Ｗをゲートバルブ（図示せず）より、前記処理容器１０１内に搬入する。
【００５１】
次に、ステップ２において、成膜工程を実施する。この場合、前記バルブ１０９Ａ〜１０９Ｃを開放し、前記ＭＦＣ１０８Ａ〜１０８Ｃで流量を調整して、前記処理容器１０１内に、成膜の原料ガスである、ＳｉＨ４ガス、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガスを供給する。この場合、先に説明したように、前記処理容器１０１内の圧力は、６０Ｔｏｒｒ〜７５０Ｔｏｒｒとすることが好ましく、残留ドナー濃度低減のためには、当該圧力を１００Ｔｏｒｒ以下とすることがさらに好ましい。また、前記コイル１０２には、前記第１の高周波電源１０４から高周波電力（例えば１５ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ）を印加して、前記被処理基板Ｗを誘導加熱する。前記被処理基板Ｗは、例えば、１５００℃〜１６００℃程度に加熱される。
【００５２】
ここで、前記被処理基板Ｗ上に、例えば図１のＳｉＣ層２に相当する、単結晶のＳｉＣ層が形成される。また、ＳｉＣ層にドーピングする場合、ＳｉＣ層をｎ型とする場合にはＮ２ガス、ｐ型とする場合には、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を原料ガスに添加すればよい。
【００５３】
成膜が完了すると、前記バルブ１０９Ａ〜１０９Ｃを閉じて、前記コイル１０２への高周波電力の印加を停止する。
【００５４】
次に、ステップ３において、ゲートバルブ（図示せず）を開放して、前記被処理基板Ｗを、前記処理容器１０１内から搬出する。
【００５５】
次に、ステップ４において、クリーニング工程を実施する。この場合、前記バルブ１０９Ｃ〜１０９Ｇのうち、必要なバルブを開放し、ＭＦＣで流量を調整して、前記処理容器１０１内に、クリーニングガスを供給する。当該クリーニングガスは、先に説明したように、例えば、Ｈ２ガス、ＨＣｌガス、Ｃ５Ｆ８ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスのうち、いずれか１つが供給されるようにするか、または複数のガス（例えば全てのガス）が同時に供給されるようにする。この場合、先に説明したように、前記処理容器１０１内の圧力は、ステップ２の場合よりも低いこと（例えば０．０１Ｔｏｒｒ〜２０Ｔｏｒｒ）が好ましい。また、前記コイル１０２には、前記第２の高周波電源１０５から、ステップ２の場合よりも高い周波数（例えば２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）の高周波電力を印加して、前記処理容器１０１内に供給された、当該クリーニングガスをプラズマ励起する。
【００５６】
また、ステップ２とステップ４において前記コイル１０２に印加される高周波電力の周波数を同じ（一定）にして、前記処理容器１０１内の圧力を、ステップ２よりもステップ４において低くなるようにしてプラズマを励起するようにしてもよい。この場合、プラズマ励起がされやすいガスを先に処理容器内に導入し、プラズマ励起後にクリーニングガスを導入するようにしてもよい。
【００５７】
当該クリーニングガスがプラズマ励起されることで、例えば、Ｈ２ガス、ＨＣｌガス、Ｃ５Ｆ８ガスが活性化されて、ラジカルまたはイオンが大量に生成され、処理容器内の堆積物（ＳｉＣ）のクリーニング（エッチング）が促進される。また、上記のガスのうち、例えばＣ５Ｆ８ガスに換えて、他のＣＦ系のガス（ＣｘＦｙ（ｘ、ｙは整数）で表現されるガス）を用いてもよい。
【００５８】
また、クリーニングガスにＡｒガスが添加されていると、プラズマ励起に伴い生成されるＡｒイオンによるスパッタエッチの効果により、クリーニングが促進する。
【００５９】
また、クリーニングガスに、Ｏ２またはＯ元素を含むガス（例えばＣＯ２など）が添加されていると、Ｃ元素を含む、ＳｉＣのような膜をクリーニングする場合に特に好適である。
【００６０】
上記の工程において、クリーニングの完了後、開放していたバルブを閉じて、前記コイル１０２への高周波電力の印加を停止する。
【００６１】
次に、ステップ５において、必要に応じて、前記処理容器１０１内へのコーティング成膜を行う。例えば、クリーニング後に前記処理容器１０１の内壁面などに、クリーニング直後にコーティング成膜を行うとパーティクルの発生がさらに抑制され、好適となる場合がある。また、このようなコーティング成膜（本ステップ５）は、省略することも可能である。
【００６２】
次に、処理をステップ１に戻して、別の被処理基板を前記処理容器１０１内に搬入し、ステップ１〜ステップ４（必要に応じてステップ５）の処理を繰り返す。
【００６３】
このようにして、本実施例による基板処理方法を実施することができる。
【００６４】
上記の基板処理方法によれば、処理容器内の堆積物を効率よく除去して、成膜工程とクリーニング工程とを連続的に、また繰り返し実施することが可能となる。このため、基板処理（成膜）の効率が良好となり、成膜装置の生産性を高く維持することが可能となる。また、上記の基板処理方法を連続的に、かつ効率的に実施する場合には、上記の成膜装置１００を、例えば次に示すように、真空搬送室などに接続して用いることが好ましい。
【００６５】
図５は、上記の成膜装置１００を用いて構成した基板処理装置１０００の構成の一例である。図５を参照するに、本図に示す成膜装置１０００は、被処理基板が搭載されたホルダー（図示せず）が載置されるポート２０５Ａ〜２０５Ｃと、当該ホルダーの搬送エリアであるローダ２０３を有している。
【００６６】
また、前記ローダ２０３は、被処理基板が投入されるロードロック２０２Ａ，２０２Ｂに接続されており、さらに該ロードロック２０２Ａ，２０２Ｂは、搬送アームなどの搬送手段（図示せず）を内部に備えた真空搬送室２０１と接続されている。
【００６７】
前記真空搬送室２０１には、先に示した成膜装置１００の処理容器１０１が接続されている。なお、前記成膜装置１００の、処理容器１０１以外の構造（コイル、高周波電源、排気ライン、ガスラインなど）は図示を省略している。
【００６８】
前記ローダ２０５Ａ〜２０５Ｃのいずれかに載置されたホルダー（被処理基板）は、前記ローダ２０３を介して前記ロードロック２０２Ａ，または前記ロードロック２０２Ｂに投入される。さらに、被処理基板は、該ロードロック室２０２Ａ，２０２Ｂのいずれかから、前記真空搬送室２０１を経て、前記成膜装置１００（処理容器１０１）に搬送される構造になっている。また、必要に応じて、前記ローダ２０３に設置された位置合わせ機構２０４を用いて、被処理基板の位置合わせを行うことも可能である。
【００６９】
前記成膜装置１００で成膜が完了した被処理基板は、再び前記真空搬送室２０１を介して前記ロードロック２０２Ａ，または前記ロードロック２０２Ｂのいずれかに搬送され、さらに前記ローダ２０３を介して前記ポート２０５Ａ〜２０５Ｃのいずれかに戻される。
【００７０】
また、前記処理容器１０１のクリーニングは、例えば、被処理基板を１回処理する毎に実施するようにする。または、成膜の累積膜厚に応じて、定期的に実施するようにしてもよい。
【００７１】
このように、前記成膜装置１００（処理容器１０１）に、真空搬送室などの被処理基板の搬送手段を接続して用いることで、被処理基板の成膜工程とクリーニング工程を連続的に、効率よく実施することが可能となる。
【００７２】
また、例えば、基板処理装置１０００は上記の構成に限定されず、様々に変形・変更することが可能である。例えば、前記真空搬送室２０１に接続される成膜装置１００（処理容器１０１）は、２つの場合に限定されず、例えば、３つまたは４つ接続されるようにしてもよい。さらに、前記真空搬送室２０１に、前記成膜装置１００以外の基板処理に係る装置を接続するようにしてもよい。このようにして、必要に応じて基板処理装置の構成を変更し、基板処理（成膜）の効率が良好となるようにすることが可能である。
【００７３】
また、処理容器内（前記処理容器１０１内）でプラズマを発生させるという技術（図４のステップ４に相当する工程）は、基板の前処理に適用することも可能である。例えば、ＳｉＣ基板製造工程で発生する研磨傷や加工変質層は、エピタキシャル成長に大きな影響を与える。そこで、上記のステップ４に相当する工程を実施することで、当該研磨傷や加工変質層を取り除くことが可能となり、ステップ４に相当する工程を、簡素なＩｎ−ｓｉｔｕ前処理として用いることが可能である。
【００７４】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、エピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能な成膜装置と、エピタキシャル成長による成膜が行われる処理容器内を効率的にクリーニングすることが可能となる基板処理方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】エピタキシャル成長による成膜を用いて形成された半導体装置の一例である。
【図２】半導体材料の特性を比較した図である。
【図３】本発明の実施例１による成膜装置を模式的に示した図である。
【図４】本発明の実施例１による基板処理方法を示した図である。
【図５】図３の成膜装置を用いた基板処理装置の構成例である。
【符号の説明】
【００７７】
１００  成膜装置
１０１  処理容器
１０１Ａ  処理容器本体
１０１Ｂ  側壁部
１０２  コイル
１０３  切り替え手段
１０４，１０５  高周波電源
１０６  ガス供給手段
１０６Ａ  ガス穴
１０７，１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄ，１０７Ｅ，１０７Ｆ，１０７Ｇ  ガスライン
１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ，１０８Ｄ，１０８Ｅ，１０８Ｆ，１０８Ｇ  ＭＦＣ
１０９Ａ，１０９Ｂ，１０９Ｃ，１０９Ｄ，１０９Ｅ，１０９Ｆ，１０９Ｇ  バルブ
１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｆ，１１０Ｆ，１１０Ｇ  ガス供給源
１１１  圧力計
１１２  排気ライン
１１３  圧力調整手段
１１４  排気手段
１１５  保持台
１１６  支持部
１１７  駆動手段
１２０  制御手段
１２１  ＣＰＵ
１２２  記憶媒体
１２３  入力部
１２４  メモリ
１２５  通信部
１２６  表示部
【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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