[发明专利]清洁气体及清洁方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于将堆积于基材的含有碳化硅的堆积物去除的清洁气体及清洁方法。

背景技术

碳化硅(SiC)作为重要的陶瓷材料在多方面被使用。近年来，碳化硅的外延生长技术受到瞩目，特别是从其介质击穿电压的高度、高温操作时的可靠性出发，正在开发低电力消耗的晶体管等用途。

能够用于这样用途的碳化硅必须为高纯度的单晶。作为大型的碳化硅单晶的制造方法，已知有：使用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition法)通过丙烷气体与硅烷气体等的化学反应而进行膜生长的方法；以单甲基硅烷作为CVD法的原料而进行膜生长的方法。

对于使用这些CVD法制作高纯度的碳化硅(SiC)单晶，在碳化硅成膜时需要1500℃以上的非常高的温度。因此，反应容器的内壁、设置晶圆的基座等的装置材质使用高耐热性的材料，主要使用包含石墨的材质(例如，专利文献1)。

另外，利用CVD法的膜生长中，石墨制的反应容器的内壁、基座等并不期望的部位也附着并堆积了碳化硅。这些堆积于不期望的部分的碳化硅的微粒有时剥离/脱落，落到/附着到碳化硅薄膜的生长表面，成为阻碍晶体生长、或发生缺陷的原因。因此，必须定期除掉堆积于反应容器的内壁的碳化硅。作为其去除方法，以往在碳化硅堆积于反应容器的内壁的情况下，采用使用工具进行剥离去除、或者定期更换容器之类的方法。

所堆积的碳化硅的除掉和反应容器的更换等需要花费极长的操作时间，需要将反应器长期向大气开放，因此成为成品率恶化等生产率也受到影响的原因。因此，正在研究不用开放装置而使用有效去除无机物质的气体，将附着于装置内部的碳化硅在化学上去除的清洁方法。

专利文献1、2中，公开了一种在放置于基座的晶圆上形成SiC外延膜的半导体制造装置，作为去除附着于基座的SiC膜的清洁气体，记载了使用包含三氟化氯(ClF₃)的气体。

另外，专利文献3中，公开了一种使三氟化氯气体与碳化硅的表面接触并蚀刻碳化硅的表面的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-28385号公报

专利文献2：日本特开2012-54528号公报

专利文献3：日本特开2005-129724公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1～3公开的三氟化氯气体是不需要等离子体激发而仅利用加热等热激发就能够有效去除碳化硅的优异的清洁气体。然而，在成膜装置的反应容器等的清洁中，三氟化氯由于腐蚀等的反应性高，因此存在反应容器的材质受到限制的问题，通常使用与三氟化氯不显著发生反应的材质。

三氟化氯由于与石墨容易发生反应，因此使用三氟化氯气体来清洁构成SiC成膜装置的石墨制的反应容器、基座时，存在不仅作为去除目的物的碳化硅被去除，甚至连构成反应容器、基座的石墨的表面也被去除而使石墨受损的问题。

为了改善该问题，专利文献1、2中作为石墨制的反应容器、基座，使用了将碳化硅(SiC)利用CVD法在石墨的表面覆盖的装置。在该情况下，采用如下方法：通过管理在石墨的表面预先覆盖的碳化硅(致密的多晶)和成膜时堆积的碳化硅(非致密的多晶)的蚀刻速率，从而防止所覆盖的碳化硅(致密的多晶)的蚀刻。

然而，专利文献1、2记载的方法中，清洁处理的管理容易变得繁琐，难以完全地防止石墨表面所覆盖的碳化硅(致密的多晶)的蚀刻，在重复清洁处理的时候致使基底的石墨露出，结果存在石墨受损的问题。

可见在碳化硅的外延生长技术受到瞩目中，对于碳化硅成膜时堆积于基座、反应容器的内壁的碳化硅的清洁方法，从使用的基座、反应容器的材质、清洁效率、以及清洁方法的管理容易度等综合性的观点出发，尚不充分，需要进一步的改善。

本发明是鉴于上述问题而做成的，其目的在于提供堆积于包含石墨材质的基材的含有碳化硅的堆积物的清洁处理中，能够以充分的碳化硅的清洁速度来去除碳化硅但不蚀刻石墨而带来损伤的清洁气体及清洁方法。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述课题，发现使包含七氟化碘的气体与堆积于包含具有石墨结构的碳的基材的碳化硅进行接触时，可以相对于石墨而言优先地去除碳化硅但不蚀刻构成基材的石墨而带来显著损伤，从而完成了本发明。