成膜装置的清洁方法以及成膜装置制造方法

成膜装置的清洁方法以及成膜装置制造方法
【专利摘要】提供成膜装置的清洁方法以及成膜装置。成膜装置的清洁方法具备：第一工序，对处理室的内部以及收容在处理室的内部的部件进行清洁；第二工序，对处理室的内部以及部件各自的下部进行清洁；以及第三工序，对气体供给路径的内部进行清洁。在上述第一工序中，将压力设定为第一压力带，将温度设定为第一温度带，从气体供给路径供给清洁气体，在上述第二工序中，一边将压力设定为比第一压力带高的第二压力带，并使温度上升至比第一温度带高的第二温度带，一边从气体供给路径供给清洁气体，在上述第三工序中，一边将压力设定为比第二压力带低的第三压力带，并将温度维持在第二温度带，一边从气体供给路径供给清洁气体。
【专利说明】成膜装置的清洁方法以及成膜装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种成膜装置的清洁方法以及成膜装置。

【背景技术】
[0002] 在化合物半导体中，使用氮（N)作为V族元素的半导体被称为氮化物半导体。氮 化铝（A1N)、氮化镓（GaN)、氮化铟（InN)等为氮化物半导体的代表性例子。
[0003] 其中，尤其是氮化镓在光学应用领域中作为蓝色发光元件而实际应用，在电子设 备应用领域中也作为使用于通信领域等的高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor :HEMT)而实际应用。
[0004] 并且，氮化镓作为宽带隙半导体，具备与碳化硅（Sic)对抗的特性，对于高频特 性、绝缘击穿耐压具备碳化硅以上的潜能。据此，面向实用化的进一步扩大、例如实现高频、 高速、大功率的能够同时覆盖大范围的新设备的研究也在盛行。
[0005] 作为氮化镓的成膜方法，例如已知一种氢化物气相生长法（Hydride Vapor Phase Epitaxy :HVPE)。在典型的HVPE法中，使氯化氢气体（HC1)和金属镓（Ga)在高温环境中反 应而生成三氯化镓气体（GaCl 3)，使三氯化镓气体与氨气（NH3)反应，由此使氮化镓结晶在 蓝宝石基板上气相生长。另外，该HVPE法还有时被称为卤化物气相生长法（Halide Vapor Phase Epitaxy)〇
[0006] 在使氮化镓成膜的成膜装置中，也需要在成膜处理之后对成膜装置的内部（处理 室的内壁、设置于处理室内部的部件）进行清洁。这是由于，随着成膜处理，不仅在被处理 基板上，在处理室的内壁、设置于处理室内部的部件上也附着膜。以往，在使氮化镓成膜的 成膜装置的清洁方法中，使用氯气（Cl 2)来去除所附着的氮化镓。


【发明内容】

[0007] 发明要解决的问是页
[0008] 上述成膜装置是将多个被处理基板沿着水平方向排列在带加热装置的承载器 (susc印tor)上的"卧式批量型成膜装置（基板水平配置型成膜装置）"。
[0009] 最近，提高生产率的要求越来越强烈。因此，如下的立式批量型成膜装置（基板 垂直配置型成膜装置）受到关注：该成膜装置通过将多个被处理基板在高度方向上重叠排 列，能够对更多的被处理基板进行处理。在以氮化镓膜为代表的化合物半导体膜的成膜中， 也正在摸索着向立式批量型成膜装置的转换。
[0010] 为了通过立式批量型成膜装置来进行化合物半导体膜的成膜，课题也多。例如，与 卧式批量型成膜装置相比，立式批量型成膜装置的处理室在高度方向上纵长。在纵长的处 理室的内部坚立地配置有化合物半导体的原料气体所流动的被称为喷射器（injector)的 气体导入管。如果处理室纵长，则气体导入管在纵向上变长。因此，招致以下情况：原料气 体在气体导入管内流动的期间被热分解，在被处理基板上无法使化合物半导体膜成膜。鉴 于这种情形，本申请的发明人们开发出缩短了气体导入管、即气体供给路径的长度的立式 批量型成膜装置。
[0011] 但是，弄清了存在以下情况：缩短了气体供给路径的长度的立式批量型成膜装置 通过现有的清洁方法不能完全去除在气体供给路径的内部附着的附着物。如果气体供给路 径为石英制，则有可能产生由附着物的附着引起的失透、即气体供给路径变脆。
[0012] 并且，立式批量型成膜装置经由设置于处理室下部的开口来进行被处理基板的放 入和取出。处理室下部是使用于处理室下部的绝热的保温筒等所配置的区域，成为无助于 成膜处理的区域。因此，处理室下部尽管是与处理室上部形成一体的空间，但是温度低于处 理室上部。
[0013] 处理室通常为石英制。化合物半导体、例如氮化镓对石英具有生长率温度依赖性。 也就是说，当石英的温度超过"某一温度"时，氮化镓的生长率显著下降。由于这种性质，在 处理室内，在温度低的位置附着的氮化镓厚。因此，还存在难以对处理室下部进行清洁这种 情况。处理室下部是在放入和取出被处理基板时被处理基板所经过的位置。如果在处理室 下部附着很多附着物，则除了处理室失透的可能性变高以外，微粒（particle)落在被处理 基板上的可能性也变高。
[0014] 本发明提供一种能够去除在气体供给路径的内部、处理室下部附着的附着物的成 膜装置的清洁方法以及能够执行该清洁方法的成膜装置。
[0015] 用于解决问题的方案
[0016] 在本发明的第一方式所涉及的成膜装置的清洁方法中，该成膜装置具备：处理室， 其收容被处理基板，对上述被处理基板实施用于使化合物半导体膜成膜的成膜处理；加热 装置，其对收容在上述处理室的内部的上述被处理基板进行加热；排气装置，其能够一边将 上述处理室的内部的压力调整为处理所需的压力，一边对该处理室的内部进行排气；以及 处理气体供给机构，其具有与上述处理室的内部相连通的气体供给路径，将使用于处理的 气体供给至上述处理室的内部，该成膜装置的清洁方法具备以下工序：（1)对上述处理室 的内部以及收容在上述处理室的内部的部件进行清洁；（2)对上述处理室的内部以及上述 部件各自的下部进行清洁；以及（3)对上述气体供给路径的内部进行清洁，其中，在上述工 序（1)中，将上述处理室的内部的压力设定为第一压力带，以及将上述处理室的内部的温 度设定为可清洁温度以上的第一温度带，从上述气体供给路径供给清洁气体，在上述工序 (2)中，一边将上述处理室的内部的压力设定为比上述第一压力带高的第二压力带，并使上 述处理室的内部的温度上升至比上述第一温度带高的第二温度带，一边从上述气体供给路 径供给上述清洁气体，在上述工序（3)中，一边将上述处理室的内部的压力设定为比上述 第二压力带低的第三压力带，并将上述处理室的内部的温度维持在上述第二温度带，一边 从上述气体供给路径供给上述清洁气体。
[0017] 在本发明的第二方式所涉及的成膜装置的清洁方法中，该成膜装置具备：处理室， 其收容被处理基板，对上述被处理基板实施用于使化合物半导体膜成膜的成膜处理；加热 装置，其对收容在上述处理室的内部的上述被处理基板进行加热；排气装置，其能够一边将 上述处理室的内部的压力调整为处理所需的压力，一边对该处理室的内部进行排气；以及 处理气体供给机构，其具有与上述处理室的内部相连通的气体供给路径，将使用于处理的 气体供给至上述处理室的内部，该成膜装置的清洁方法具备以下工序：（1)对上述处理室 的内部以及收容在上述处理室的内部的部件进行清洁；（2)对上述处理室的内部以及上述 部件各自的下部进行清洁；以及（3)对上述气体供给路径的内部进行清洁，其中，在上述 工序（1)中，一边将上述处理室的内部的压力设定为第一压力带，并使上述处理室的内部 的温度从可清洁温度以上的第一温度带上升至比该第一温度带高的第二温度带，一边从上 述气体供给路径供给清洁气体，在上述工序（2)中，一边将上述处理室的内部的压力设定 为比上述第一压力带高的第二压力带，并将上述处理室的内部的温度维持在上述第二温度 带，一边从上述气体供给路径供给上述清洁气体，在上述工序（3)中，一边将上述处理室的 内部的压力设定为比上述第二压力带低的第三压力带，并将上述处理室的内部的温度维持 在上述第二温度带，一边从上述气体供给路径供给上述清洁气体。
[0018] 本发明的第三方式所涉及的成膜装置具备：处理室，其收容被处理基板，对上述被 处理基板实施用于使化合物半导体膜成膜的成膜处理；加热装置，其对收容在上述处理室 的内部的上述被处理基板进行加热；排气装置，其能够一边将上述处理室的内部的压力调 整为处理所需的压力，一边对该处理室的内部进行排气；处理气体供给机构，其具有与上 述处理室的内部相连通的气体供给路径，将使用于处理的气体供给至上述处理室的内部； 以及控制装置，其对上述加热装置、上述排气装置以及上述处理气体供给机构进行控制，其 中，上述控制装置对上述加热装置、上述排气装置以及上述处理气体供给机构进行控制，使 得实施上述第一方式或第二方式所涉及的成膜装置的清洁方法。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 附图作为本说明书的一部分而被引入并示出本公开的实施方式，与上述一般性说 明和后述的实施方式的详细说明一起说明本公开的概念。
[0020] 图1是概要性地表示能够实施本发明的实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法 的立式批量型成膜装置的一例的纵剖视图。
[0021] 图2是沿图1中的II-II线的水平剖视图。
[0022] 图3是将气体供给路径的一例放大示出的剖视图。
[0023] 图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的一例的流程 图。
[0024] 图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的一例的时间 图。
[0025] 图6是表示成膜处理时和清洁时的处理室内部的温度分布的一例的图。
[0026] 图7是表示石英蚀刻速率的压力依赖性的图。
[0027] 图8是表示成膜处理时和清洁时的引导管内部的温度分布的一例的图。
[0028] 图9是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第一变形例 的时间图。
[0029] 图10是用于说明在成膜装置中新产生的情形的引导管的剖视图。
[0030] 图11是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第二变形例 的时间图。
[0031] 图12是表示第二变形例中的引导管内部的清洁气体的流动的图。
[0032] 图13是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第三变形例 的时间图。
[0033] 图14是表示第三变形例中的引导管内部的清洁气体的流动的图。
[0034] 图15是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第四变形例 的时间图。
[0035] 图16是表示第四变形例中的引导管内部的气体的流动的图。
[0036] 图17是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第五变形例 的时间图。
[0037] 图18是表示本发明的第二实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的一例的流程 图。
[0038] 图19是表示本发明的第二实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的一例的时间 图。

【具体实施方式】
[0039] 下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在以下详细说明中，提供多个详细具体 例以能够充分理解本公开。然而，本领域技术人员不通过这样的详细说明也能够实现本公 开，这是显而易见的。在其它例中，为了避免不容易理解各种实施方式，没有详细示出公知 的方法、过程、系统、结构要素。此外，在整个附图中对相同的部分附加相同的参照标记。
[0040] (第一实施方式）
[0041] (成膜装置）
[0042] 图1是概要性地表示能够实施本发明的实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法 的立式批量型成膜装置的一例的纵剖视图，图2是沿图1中的II-II线的水平剖视图。此 夕卜，图1示出的纵剖面沿图2中的I-Ι线。
[0043] 如图1所示，立式批量型成膜装置（以下称为成膜装置）100具备：有顶棚的圆筒 状的外管101 ;以及被设置于外管101的内侧的、有顶棚的圆筒状的内管102。外管101和 内管102例如为石英制，将内管102的内侧设为处理室103,该处理室103收容被处理基板、 本例中为多个蓝宝石（sapphire)基板1，对所收容的多个蓝宝石基板1 一并实施化合物半 导体膜、例如III-V族化合物半导体膜的成膜处理。在本例中，使III-V族化合物半导体膜、 例如使用氮（N)作为V族元素的氮化物半导体膜、例如氮化镓膜成膜。
[0044] 在内管102的一方侧壁设置有气体导入部104,该气体导入部104将处理气体导入 到处理室103的内部。气体导入部104具备气体扩散空间105a，在气体扩散空间105a中安 装有扩散板l〇5c，该扩散板105c沿着高度方向具有多个向处理室103喷出气体的气体喷出 孔 105b。
[0045] 在内管102的内部配置有气体导入管106a和106b，以将与从气体喷出孔105b喷 出的处理气体不同的处理气体导入到处理室103内。气体导入管106a和106b从内管102 的下部起垂直地坚立。在各气体导入管l〇6a和106b中也沿着高度方向形成有多个气体喷 出孔106c (参照图2)，该气体喷出孔106c向处理室103喷出气体。并且，在内管102的内 部，除了设置有气体导入管l〇6a和106b以外，还设置有温度控制器107 (参照图2)。温度 控制器107监视处理室103内部的温度。温度控制器107也从内管102的下部起垂直地坚 立。
[0046] 在内管102的另一方侧壁形成有排气口，该排气口对处理室103内进行排气。例 如针对处理室103的每个区域设置排气口，在本例中，设置有上级区域排气口 108a、中级区 域排气口 l〇8b以及下级区域排气口 108c这三个排气口。排气口 108a?108c分别与被外 管101和内管102划分的空间相连通。该空间作为排气空间109而发挥功能，排气空间109 通过排气管110与对处理室103内进行排气的排气装置111相连接。排气装置111对处理 室103内部的环境气体进行排气。排气装置111具备如APC那样的压力调节器（未图示）， 能够一边将处理室103内部的压力调节为处理所需的压力、一边对处理室103的内部进行 排气。
[0047] 外管101和内管102被插入到底座部件112的开孔部112a。在底座部件112上 以包围外管101的外侧壁周围的方式设置有加热装置113。加热装置113对收容在处理室 103内的多个蓝宝石基板1进行加热。
[0048] 处理室103的下方成为开口 114。作为基板载置夹具的晶圆舟（boat) 115经由开 口 114被放入到处理室103的内部以及从处理室103的内部被取出。晶圆舟115例如为石 英制，具有石英制的多个支柱116。在支柱116上形成有未图示的槽，通过该槽同时支承多 个蓝宝石基板1。由此，晶圆舟115能够在纵向上载置多个例如50?150个作为被处理基 板的蓝宝石基板1。载置了多个蓝宝石基板1的晶圆舟115被插入到处理室103的内部，由 此在处理室103的内部收容多个蓝宝石基板1。
[0049] 晶圆舟115隔着石英制的保温筒117被载置在台118上。台118例如被支承在贯 通不锈钢制的盖部119的旋转轴120上。在成膜期间，旋转轴120进行旋转来使晶圆舟115 旋转。在晶圆舟115进行旋转的状态下，在载置于晶圆舟115的多个蓝宝石基板1上例如 形成氮化镓膜。
[0050] 盖部119打开和关闭开口 114。在盖部119的贯通部处例如设置有磁性流体密封 件121，气密地密封旋转轴120并能够旋转地支承该旋转轴120。另外，在盖部119的周边部 与例如内管102的下端部之间例如介有由0型环构成的密封部件122,保持处理室103内部 的密封性。旋转轴120例如安装于被晶圆舟升降机等升降机构（未图示）所支承的臂123 的顶端。由此，晶圆舟115和盖部119等一体地在高度方向上升降而被插入到处理室103 以及从处理室103被取出。
[0051] 成膜装置100具有处理气体供给机构130。处理气体供给机构130具有与处理室 103的内部相连通的气体供给路径124a?124d，经由气体供给路径124a?124d将使用于 处理的气体供给至处理室103的内部。
[0052] 本例的处理气体供给机构130包括氢化物（Hydride)气体供给源131a、载气供给 源131b以及氯化物（chloride)气体供给源131c。
[0053] 氢化物气体供给源131a经由流量控制器（MFC) 132a和开闭阀133a而与气体导入 管106a和106b相连接。气体导入管106a和106b构成向处理室103的内部供给氢化物 气体的气体供给路径124d。本例的氢化物气体供给源131a经由气体导入管106a和106b 将作为氢化物气体的氨（NH3)气体供给至处理室103的内部。氨气包含作为V族元素的氮 (N)。
[0054] 载气供给源131b经由流量控制器（MFC) 132b而与开闭阀133b的一端相连接。载 气的一例为非活性气体，作为非活性气体的例子可列举氮气（N2)。
[0055] 开闭阀133b的另一端与氯化物气体供给源131c相连接。旁通开闭阀133c的另 一端与开闭阀133d的一端相连接。开闭阀133d的另一端与向处理室103的内部供给氯化 物气体的各气体供给路径124a?124c相连接。
[0056] 氯化物气体供给源131c构成为包括恒温槽134以及对恒温槽134进行加热的加 热器135。在恒温槽134中收容固体氯化物。在本例中，将固体三氯化镓（GaCl 3)作为固体 氯化物收容于恒温槽134。恒温槽134与上述开闭阀133b的另一端相连接，并且经由开闭 阀133f而与上述开闭阀133d的一端相连接。
[0057] 当将固体氯化物、例如固体三氯化镓收容于恒温槽134并使用加热器135将固体 三氯化镓加热至温度85°C左右时，固体三氯化镓溶解而产生三氯化镓的蒸气。通过打开开 闭阀133b来将载气导入到恒温槽134,由此三氯化镓的蒸气与载气、本例中为氮气一起经 由开闭阀133f、133d和气体供给路径124a?124c被导入到气体导入部104。三氯化镓的 蒸气经由气体导入部104被供给至处理室103的内部。
[0058] 这样，从气体导入部104沿着蓝宝石基板1的成膜面供给包含构成要成膜的化合 物半导体的一个元素的气体，并且从气体导入管l〇6a和106b沿着蓝宝石基板1的成膜面 供给包含构成上述要成膜的化合物半导体的与上述一个元素不同的其它元素的气体。在本 例中，上述一个元素为III族元素的镓（Ga)，上述其它元素为V族元素的氮（N)。而且，所 成膜的化合物半导体膜为III-V族化合物，是还作为氮化物半导体的一种的氮化镓（GaN) 膜。
[0059] 在图3中放大示出气体供给路径124a?124c的一例。
[0060] 如图3所示，气体供给路径124a?124c具备引导管125以及与引导管125相连 接的气体导入管126。引导管125例如为石英制。沿水平方向设置引导管125。引导管125 的一端经由设置于加热装置113的狭缝113a(参照图2)而与气体导入部104、本例中为气 体扩散空间105a相连接。引导管125的另一端与基部127相连接。基部127起到将引导 管125的另一端堵塞、并且将气体导入管126插入到引导管125的内部的作用。在本例中， 气体导入管126通过基部127的中央部分被插入到引导管125的内部。由此，气体导入管 126的一端通向引导管125的内部，另一端与开闭阀133d相连接。气体导入管126的直径 比引导管125的直径细，在引导管125的内部，在气体导入管126的外侧表面与引导管125 的内侧表面之间产生间隙。
[0061] 例如，关于如三氯化镓气体那样热分解温度低且在处理室103内需要较大的消耗 量的气体，例如通过沿水平方向配置引导管125来缩短从气体供给源、例如氯化物气体供 给源131c至处理室103的导流距离。通过缩短导流距离，能够抑制例如引导管125的内部、 气体导入部104的内部以及处理室103内部的活性度下降。由此，例如减少三氯化镓气体 的热分解，能够在维持高活性度的状态下将三氯化镓气体供给至处理室103内，能够使三 氯化镓气体更有效地有助于化合物半导体膜的成膜。
[0062] 另外，与其相反地，关于例如氨气那样需要高活化能的气体，将导流距离延长。在 本例中，使氨气在纵长的处理室103内从内管102的下部起垂直坚立的气体导入管106a、 106b中导流。通过延长导流距离，对氨气进一步施加热能量，能够得到能够进一步提高活性 度的优点。由此，例如能够将氨气以更高的活性度供给至处理室103内，还能够使氨气更有 效地有助于化合物半导体膜的成膜。
[0063] 另外，载气供给源131b经由流量控制器（MFC) 132b还与旁通开闭阀133c的一端 和开闭阀133e的一端相连接。从载气供给源131b供给的非活性气体、例如氮气除了起到作 为将氯化物气体拾取并运送的载气的作用以外，还能够用作以下的吹扫气体（purge gas): 通过关闭开闭阀133b而打开芳通开闭阀133c和开闭阀133d以及/或者开闭阀133e，该吹 扫气体对气体供给路径124a?124d的内部、气体导入部104的内部、气体导入管106a和 106b的内部以及处理室103的内部进行吹扫。
[0064] 例如，关闭开闭阀133b而打开芳通开闭阀133c、开闭阀133d以及开闭阀133e。 通过这样，经由气体供给路径124a?124d将气体供给至气体导入部104以及气体导入管 106a和106b这两者，能够对气体供给路径124a?124d的内部、气体导入部104的内部、气 体导入管106a和106b的内部以及处理室103的内部进行吹扫。
[0065] 另外，关闭开闭阀133b、133e而打开芳通开闭阀133c和开闭阀133d。通过这样， 将气体供给至气体供给路径124a?124c和气体导入部104,能够对气体供给路径124a? 124c的内部、气体导入部104的内部以及处理室103的内部进行吹扫。
[0066] 另外，关闭开闭阀133b、133c而打开开闭阀133e。通过这样，将气体供给至气体供 给路径124d以及气体导入管106a和106b，能够对气体供给路径124d的内部、气体导入管 106a和106b的内部以及处理室103的内部进行吹扫。
[0067] 并且，成膜装置100具有清洁气体供给机构140。清洁气体供给机构140具备清洁 气体供给源141。清洁气体供给源141经由流量控制器142a和开闭阀143a而与气体供给 路径124a?124c相连接。由此，将使用于清洁处理的清洁气体（cleaning gas)经由气体 供给路径124a?124c、气体导入部104供给至处理室103的内部。另外，本例的清洁气体 供给源141经由流量控制器142b和开闭阀143b而与气体供给路径124d相连接。由此，还 能够将使用于清洁处理的清洁气体经由气体供给路径124d、气体导入管106a、106b供给至 处理室103的内部。
[0068] 在成膜装置100上连接有控制装置150。控制装置150例如具备由微处理器（计 算机）构成的过程控制器151，过程控制器151控制成膜装置100的各结构部。在过程控制 器151上连接有用户接口 152和存储部153。
[0069] 用户接口 152具备输入部和显示部，该输入部包括用于操作员为了管理成膜装置 100而进行命令的输入操作等的触摸面板显示器、键盘等，该显示部包括将成膜装置100的 运转状况进行可视化显示的显示器等。
[0070] 存储部153存储有所谓的工艺制程（process recipe)，该工艺制程包含用于在过 程控制器151的控制下实现由成膜装置100执行的各种处理的控制程序、用于使成膜装置 100的各结构部执行与处理条件相应的处理的程序。工艺制程被存储在存储部153中的存 储介质。存储介质可以是硬盘、半导体存储器，也可以是CD-R0M、DVD、快闪存储器等便携式 介质。另外，也可以从其它装置例如经由专用线路适当地传送工艺制程。
[0071] 根据需要，根据来自用户接口 152的操作员的指示等从存储部153读出工艺制程， 由过程控制器151执行按照所读出的工艺制程的处理，由此成膜装置100在过程控制器151 的控制下执行所要求的处理。
[0072] 能够将本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法有效应用于具有图 1?图3示出的结构的成膜装置100。接着，详细说明本发明的第一实施方式所涉及的成膜 装置的清洁方法。
[0073] (清洁方法）
[0074] 图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的一例的流程 图，图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的一例的时间图。
[0075] 首先，如图4和图5中的步骤1所示，对处理室103的内部以及收容在处理室103 的内部的部件进行清洁。在此，在本说明书中，将处理室103的内部定义为除了内管102的 内侧壁面以外还包括暴露在排气空间109的内管102的外侧壁面、外管101的内侧壁面。另 夕卜，在本说明书中，将部件定义为包括晶圆舟115、保温筒117、气体导入管106a、106b以及 温度控制器107等。
[0076] 在步骤1中，将处理室103内部的压力设定为对于处理室103内部和部件的清洁 来说最佳的第一压力带P1。第一压力带P1的一例为ITorr (133Pa =在本说明书中将ITorr 定义为133Pa)以上且10Torr(1330Pa)以下。在这种第一压力带P1下，在处理室103内部 的位置中收容蓝宝石基板1的位置处，附着物的蚀刻的均匀性特别良好。另外，在如压力为 ITorr以上且lOTorr以下那样压力为较低值时，与压力为较高值时相比，更能够从细微的 部分、例如形成于晶圆舟115的支柱116的槽、内管102中收容气体导入管106a、106b的部 分等高效率地蚀刻附着物。在本例中，将处理室103内部的压力设定为ITorr。
[0077] 另外，在步骤1中，将处理室103内部的温度设定为对于处理室103内部和部件的 清洁来说最佳的第一温度带T1。第一温度带T1为能够蚀刻附着物的温度、即可清洁温度 以上的温度带。在本例中，外管101、内管102以及晶圆舟115等为石英制。另外，成膜装 置1〇〇为使氮化镓（GaN)膜成膜的装置，因此主要的附着物为GaN。能够对附着在石英上的 GaN进行蚀刻的温度还被蚀刻时间所控制，大约为500°C?550°C。在将蚀刻时间设定为作 为清洁时间适当的时间的情况下，如果大约600°C以上，则能够可靠地蚀刻附着在石英上的 GaN。基于该观点，在本例中，将600°C视为可清洁温度。而且，将第一温度带T1设为600°C 以上且小于900°C，在本例中，将处理室103内部的温度设定为800°C。
[0078] 在步骤1中，如果处理室103内部的压力以ITorr稳定而内部温度达到800°C，则 在将温度维持在第一温度带T1、本例中维持在800°C的状态下，从作为气体供给路径的气 体导入部104以及气体导入管106a、106b供给清洁气体。清洁气体的一例为包含氯的气体。 清洁气体只要是包含能够蚀刻GaN的氯的气体即可。例如，也可以是包含氯化氢（HC1)的 气体。但是，包含HC1的气体具有还原石英的作用，有可能蚀刻石英。因此，在本例中，为了 抑制石英的还原，选择了氯气（Cl 2)作为清洁气体。Cl2气体也可以使用非活性气体、例如 氮气（N2)等稀释。（：1 2气体几乎不会还原石英。即，Cl2气体几乎不会蚀刻石英。
[0079] 这样，在步骤1中，在温度800°C、压力ITorr下，将Cl2气体从气体导入部104以 及气体导入管l〇6a、106b持续供给规定时间。由此，对处理室103的内部以及收容在处理 室103的内部的部件进行清洁。
[0080] 另外，化合物半导体、例如GaN对石英具有生长率温度依赖性。也就是说，当石英 的温度超过"某一温度"时，GaN的生长率显著下降。根据本申请发明人的研究发现，当石英 的温度超过"800°C "时，石英上的GaN的生长率显著下降。根据这种性质，在GaN的成膜处 理时，在处理室103的内部，温度为"800°C"以下的位置附着的GaN厚。
[0081] 成膜装置100为立式批量型成膜装置。在立式批量型成膜装置中，在处理室103 的下部例如配置保温筒117等。这种处理室103的下部区域为无助于成膜处理的区域。也 就是说，处理室103的下部尽管是与收容蓝宝石基板1的处理室103的上部形成一体的空 间，但是温度低于处理室103的上部。因此，在处理室103的下部附着的GaN厚。图6示出 其样子。
[0082] 图6是表示成膜处理时和清洁时的处理室103内部的温度分布的一例的图。
[0083] 如图6所示，在GaN的成膜处理时，将处理室103内部的温度例如设定为1000°C。 因此，在成膜处理时，收容蓝宝石基板1的处理室103的上部的温度保持在1000°C。然而， 处理室103的下部的温度低于1000°C，在更接近盖部119的位置还产生低于800°C的部位。 在温度低于800°C的部位（由参照标记200表示的部位），附着厚的GaN。
[0084] 另外，如图6中也示出的那样，在步骤1中进行清洁时，将处理室103内部的温度 设定为800°C，而在进行清洁时处理室103的下部的温度当然也低于800°C。而且，在由参 照标记200表示的部位处，低于作为可清洁温度的600°C。因此，导致在由参照标记200表 示的部位处难以进行清洁。
[0085] 因此，在第一实施方式中，接着步骤1，对处理室103的内部和上述部件各自的下 部进行清洁（步骤2)。
[0086] 在步骤2中，将处理室103内部的压力设定为比第一压力带P1高的第二压力带 P2。基于以下想法使压力上升以对处理室103内部的下部和上述部件的下部进行清洁。
[0087] 图7是表示石英的蚀刻速率的压力依赖性的图。
[0088] 图7所示的数据是使用以1:1的比例混合氟化氢（HF)与氟（F2)得到的气体对石 英进行干蚀刻时得到的数据。虽然与本例中的使用Cl 2气体对GaN进行干蚀刻有所不同， 但是均为同样的干蚀刻，因此在本例中也呈现相同的趋势。在图7中示出，与将处理室103 内部的压力设定为50Torr(6650Pa)来进行干蚀刻时相比，设定为150Torr(19950Pa)来进 行干蚀刻时更能够蚀刻到处理室103内部的下部区域。也就是说，当替换为本例时，通过使 压力上升，能够对处理室103内部的下部区域进行清洁。
[0089] 基于这种想法，在步骤2中，将处理室103内部的压力设定为比步骤1中的第一 压力带P1高的第二压力带P2。反复进行试验的结果得出，第二压力带P2的一例优选为 100Torr(13300Pa)以上且140Torr(18620Pa)以下。在本例中，将处理室103内部的压力设 定为 120Torr(15960Pa)。
[0090] 并且，在本例中，为了进一步提高清洁效果，除了使压力上升以外，追加了温度的 辅助。如果温度上升，则蚀刻GaN的效果提高。因此，在本例的步骤2中，使处理室103内 部的温度上升至比第一温度带T1高的第二温度带T2。然后，一边使处理室103内部的温度 从第一温度带T1上升至第二温度带T2, 一边从作为气体供给路径的气体导入部104以及 气体导入管106a、106b供给清洁气体、本例中为Cl2气体。由于在本例中将第一温度带T1 设为600°C以上且小于900°C，因此将第二温度带T2的一例设为900°C以上。基于实际应 用的观点的上限温度大概优选为ll〇〇°C以下。在本例中，设定为处理室103内部的温度从 800°C上升至1000°C。1000°C这种温度为对GaN膜进行成膜处理时的成膜温度。在进行清 洁时，当使处理室103内部的温度例如上升至与成膜温度相同的温度时，例如图6中的箭头 A所示，在低于作为可清洁温度的600°C的部位，也能够提高到600°C以上的温度。因此，在 由参照标记200表示的部位处，也能够可靠地进行清洁。
[0091] 这样，在步骤2中，使温度从800°C上升至1000°C，并且使压力从ITorr上升至 120Torr，将Cl2气体从气体导入部104以及气体导入管106a、106b持续供给直到温度达到 1000°C为止的时间。由此，分别对处理室103内部的下部和上述部件的下部进行清洁。
[0092] 在第一实施方式中，接着步骤2而进行步骤3。进行步骤3的理由如下。
[0093] 在成膜装置100中，为了将热分解温度低的GaCl3气体以减少热分解而维持高活 性度的状态导入到处理室103的内部，沿水平方向配置有引导管125。通过设为这种结构， 能够得到以下优点：GaCl 3气体的导流距离缩短，能够将GaCl3气体以减少热分解而维持高 活性度的状态导入到处理室103的内部。
[0094] 然而，引导管125由于沿水平方向配置，因此必须经由设置于加热装置113的狭缝 113a而与气体导入部104进行连接。图8中示出成膜处理时和清洁时的引导管内部的温度 分布的一例。
[0095] 如图8所示，引导管125穿过设置于加热装置113的狭缝113a，因此接收来自加 热装置113的热。因此，引导管125的温度上升。认为，当在GaN膜的成膜处理时将处理室 103内部的温度设定为1000°C时，处于狭缝113a的部分的引导管125的温度例如上升至约 1000°C左右。随着引导管125远离加热装置113,引导管125的温度逐渐下降。引导管125 为石英制。如上所述，GaN对石英具有生长率温度依赖性。当石英的温度超过800°C时，GaN 的生长率显著下降。相反，当石英的温度变为800°C以下时，GaN的生长率上升。因此，在引 导管125的内部，在成膜处理时温度超过800°C的区域201内，几乎不会附着GaN。相反，在 成膜处理时温度为800°C以下的区域202内附着很多GaN。
[0096] 在成膜处理时，在引导管125的内部流过作为GaN膜的原料气体之一的6&(：1 3气 体，但是不会流过作为另一个原料气体的NH3气体。因此，在引导管125的内部GaN理应不 生长且也不附着。然而，实际上，在引导管125的内部也确认出GaN的附着。好像从气体导 入管106a、106b供给的NH 3气体虽少但会旋入引导管125的内部。而且，少许的GaN的附 着逐渐累积，GaN的附着不久发展到能够目视的程度。GaN对石英带来的应力（stress)大。 弓丨导管125为石英制的细管。当在这种引导管125的内部附着能够目视的程度的厚的GaN 时，由于从GaN带来的应力，有可能使引导管125产生裂纹（crack)。根据这种情形，还希望 对在气体供给路径124a?124c的内部、本例中为引导管125的内部附着的GaN进行清洁。
[0097] 因此，在第一实施方式中，接着步骤2,对气体供给路径124a?124c的内部进行清 洁（步骤3)。
[0098] 在步骤3中，将处理室103内部的压力设定为比第二压力带P2低的第三压力 带P3。在本例中，作为第三压力带P3的一例，设为与第一压力带P1相同的ITorr以上且 lOTorr以下。将压力设为比第二压力带P2低的理由在于，与压力较高的情况相比，更容易 对细微的部分进行清洁。具体地说，在步骤3中，将处理室103内部的压力设定为ITorr。
[0099] 另外，在步骤3中，将处理室103内部的温度维持在第二温度带T2。维持在第二温 度带T2的理由如下。
[0100] 在进行清洁时，将处理室103内部的温度设定为800°C。由此，处于狭缝113a的部 分的引导管125的温度上升至大约800°C左右。然而，随着引导管125远离加热装置113， 引导管125的温度下降。因此，在引导管125的内部，产生低于可清洁温度600°C的区域。 在低于可清洁温度600°C的区域中难以进行清洁。
[0101] 但是，当将处理室103内部的温度维持在第二温度带T2时，能够使得在引导管125 的内部不存在低于可清洁温度600°C的区域。例如，如果将处理室103内部的温度维持在步 骤2中设定的成膜温度即1000°C，则如图8中的箭头B所示，在引导管125的内部不存在低 于可清洁温度600°C的区域。
[0102] 如果处理室103的内部温度达到1000°C而内部压力以ITorr稳定，则在将温度维 持在第二温度带T2、本例中维持在1000°C的状态下，将清洁气体从气体导入部104 (具体地 说气体导入管126)以及气体导入管106a、106b持续供给规定时间。由此，对气体供给路径 124a?124c的内部、本例中为引导管125的内部进行清洁。
[0103] 如果步骤3结束，则停止供给清洁气体，将处理室103内部的温度从第二温度带T2 下降，结束清洁工序。
[0104] 如果是这种第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法，则在接着步骤1的步骤 2中，一边使处理室103内部的压力从第一压力带P1上升至第二压力带P2并且使处理室 103内部的温度从第一温度带T1上升至第二温度带T2, 一边供给清洁气体，由此能够通过 清洁来去除在处理室103内部的下部附着的附着物以及在设置于处理室103内部的部件的 下部附着的附着物。
[0105] 另外，在步骤3中，一边使处理室103内部的压力从第二压力带P2下降至第三压 力带P3并且使处理室103内部的温度维持在第二温度带T2, 一边供给清洁气体，由此能够 通过清洁来去除在气体供给路径124a?124c的内部附着的附着物。
[0106] 另外，通过由控制装置150执行上述步骤1?步骤3,能够得到能够执行第一实施 方式所涉及的成膜装置的清洁方法的成膜装置1〇〇。
[0107] 因而，根据第一实施方式，能够得到能够去除在气体供给路径的内部、处理室的内 部、设置于处理室内部的部件各自的下部附着的附着物的成膜装置的清洁方法以及能够执 行该清洁方法的成膜装置。
[0108] 接着，说明第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的几个变形例。
[0109] 〈第一变形例〉
[0110] 图9是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第一变形例 的时间图。
[0111] 在第一实施方式的一例中，在步骤1和步骤3中，将温度分别维持在800°C和 1000°C。然而，在步骤1和步骤3中，未必需要将温度维持在某一温度。
[0112] 例如还能够设为如下：如图9所示，在步骤1中，使处理室103内部的温度在第一 温度带T1的范围内上升，在步骤3中，使处理室103内部的温度在第二温度带T2的范围内 下降。
[0113] 即使这样使处理室103内部的温度在第一温度带T1的范围内和第二温度带T2的 范围内发生变化，也能够得到与第一实施方式的一例相同的优点。
[0114] 〈第二变形例〉
[0115] 图10是用于说明在成膜装置100中新产生的情形的引导管的剖视图。
[0116] 在进一步使用成膜装置100持续进行了 GaN的成膜处理的结果，如图10所示，在 气体导入管126的外侧表面与引导管125的内侧表面之间产生的间隙中也确认出GaN的附 着（由图10的参照标记203表示的部位）。从气体导入管106a、106b供给的NH 3气体虽更 微量但会旋入上述间隙。
[0117] 然而，上述间隙位于气体导入管126的气体喷出口 126a的后侧。因此，难以将很 多清洁气体从气体导入管126送入到上述间隙。因而，难以对上述间隙进行清洁。
[0118] 在第二变形例中，对于位于气体导入管126的气体喷出口 126a的后侧且在气体导 入管126的外侧表面与引导管125的内侧表面之间产生的间隙，送入很多清洁气体，可靠地 对上述间隙进行清洁。
[0119] 图11是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第二变形例 的时间图。此外，在图11中仅示出与清洁气体的供给有关的定时。与温度有关的定时以及 与压力有关的定时可以与图5示出的定时相同。
[0120] 如图11所示，在第二变形例中，在步骤3中，停止从气体导入部104供给清洁气体 (OFF :断），仅从气体导入管106a、106b供给清洁气体（0N :通）。在图12中示出第二变形 例中的引导管125内部的清洁气体的流动。
[0121] 如图12所示，在第二变形例中，仅从气体导入管106a和106b供给清洁气体。因 此，从气体导入管106a和106b供给的清洁气体经由气体导入部104被供给至引导管125 的内部。如图12中的参照标记C所示，清洁气体的流动的方向与从气体导入管126喷出时 的清洁气体的流动的方向相反。因此，与从气体导入管126供给清洁气体时相比，能够对上 述间隙送入更多的清洁气体。
[0122] 因而，根据第二变形例，能够得到以下优点：能够对位于气体导入管126的气体喷 出口 126a的后侧且在气体导入管126的外侧表面与引导管125的内侧表面之间产生的间 隙可靠地进行清洁。
[0123] 〈第三变形例〉
[0124] 第三变形例也与第二变形例同样地，用于对在气体导入管126的外侧表面与引导 管125的内侧表面之间产生的间隙可靠地进行清洁。
[0125] 图13是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第三变形例 的时间图。此外，在图13中仅示出与清洁气体的供给有关的定时。与温度有关的定时以及 与压力有关的定时可以与图5示出的定时相同。
[0126] 如图13所示，在第三变形例中，在步骤3中，将从气体导入部104进行的清洁气体 的供给、即从气体导入管126进行的清洁气体的供给设为将供给（0N :通）和停止（OFF :断） 交替地反复的间歇供给。
[0127] 从气体导入管106a、106b进行的清洁气体的供给还能够在步骤3中也继续进行， 但是如图13所示，在步骤3中，也可以停止从气体导入管106a、106b进行的清洁气体的供 给。
[0128] 在第三变形例中，从气体导入管126间歇地供给清洁气体。因此，与持续流通清洁 气体的情况相比，能够弄乱引导管125内部的清洁气体的流动。在从气体导入管126持续流 通清洁气体时，引导管125内部的清洁气体的流动成为层流而稳定。因此，在上述间隙中， 清洁气体滞留而停滞。因此，新鲜的清洁气体难以不断地持续供给至上述间隙。这种滞留 成为难以将很多清洁气体从气体导入管126送入到上述间隙的原因之一。
[0129] 图14是表示第三变形例中的引导管125内部的清洁气体的流动的图。
[0130] 如图14所示，在从气体导入管126间歇地供给清洁气体的第三变形例中，将清洁 气体的供给（0N :通）与停止（OFF :断）交替地反复。因此，引导管125内部的清洁气体的 流动变得不稳定。也就是说，如图14中的参照标记D所示，可以说成为接近湍流的状态。如 果成为接近湍流的状态，则与以层流稳定的情况相比，能够降低清洁气体滞留在上述间隙 中的可能性。因此，能够将新鲜的清洁气体不断地供给至上述间隙。
[0131] 因而，在第三变形例中，也与第二变形例同样地能够得到以下优点：能够对间隙可 靠地进行清洁。
[0132] 〈第四变形例〉
[0133] 第四变形例与第三变形例同样地是在步骤3中从气体导入部104、本例中为气体 导入管126间歇地供给清洁气体的例子。
[0134] 图15是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第四变形例 的时间图，图16的（A)?图16的（D)是表示第四变形例中的引导管内部的气体流动的图。
[0135] 如图15所示，在步骤3中间歇地供给清洁气体来进行清洁的情况下，还能够同时 使用循环吹扫步骤。
[0136] 首先，在第四变形例中进行抽真空。由此，引导管125的内部被抽真空（图16的 ㈧）。
[0137] 接着，从气体导入部104、本例中为气体导入管126以及气体导入管106a和106b 供给清洁气体。此时，由于引导管125的内部被抽真空，因此引导管125内部的压力低于在 步骤3中设定的第三压力带P3。因此，当从气体导入管126供给清洁气体时，清洁气体还旋 入气体导入管126的外侧表面与引导管125的内侧表面之间产生的间隙，使得引导管125 内部的压力成为第三压力带P3(图16的（B))。
[0138] 接着，停止供给清洁气体，再次进行抽真空。由此，引导管125的内部再次被抽真 空，排出由清洁气体气化的附着物（图16的（C))。
[0139] 接着，从气体导入部104、本例中为气体导入管126以及气体导入管106a和106b 供给吹扫气体。吹扫气体为非活性气体，例如为队气体。该队气体例如能够使用从图1所 示的成膜装置100所具备的载气供给源131b供给的气体。此时，由于引导管125的内部也 被抽真空，因此成为比第三压力带P3低的压力。因此，吹扫气体旋入上述间隙，使得引导管 125内部的压力成为第三压力带P3(图16的（D))。接着，停止供给吹扫气体。
[0140] 这样，在第四变形例中，将以下过程作为"1周期"，
[0141] (1)抽真空（排气）
[0142] (2)清洁
[0143] (3)抽真空（排气）
[0144] ⑷吹扫
[0145] 反复多次进行该"1周期"，由此对气体供给路径124a?124c的内部、本例中特别 是引导管125的内部进行清洁。
[0146] 在这种第四变形例中，也与第二、第三变形例同样地，能够对气体导入管126的外 侧表面与引导管125的内侧表面之间产生的间隙供给新鲜的清洁气体。而且，在第四变形 例中，与第二、第三变形例相比，进一步进行清洁气体的排气和清洁气体的吹扫。因此，能够 得到以下优点：与第二、第三变形例相比，能够从上述间隙的内部更可靠地吹出气化后的附 着物，能够对上述间隙进行清洁度更良好的清洁。
[0147] 另外，在第四变形例中示出了与第三变形例不同地从气体导入管106a和106b供 给清洁气体、吹扫气体的例子。对此，也可以与第三变形例同样地，在步骤3中，停止从气体 导入管106a和106b供给清洁气体、吹扫气体。
[0148] 但是，当在步骤3中从气体导入管106a和106b也供给清洁气体、吹扫气体时，能 够进一步得到以下优点：在步骤3中，能够抑制有可能在气体导入管106a和106b的内部产 生的二次附着物的附着。
[0149] 〈第五变形例〉
[0150] 第五变形例也是在步骤3中从气体导入部104、本例中为气体导入管126间歇地供 给清洁气体的例子。
[0151] 图17是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的第五变形例 的时间图。
[0152] 如图17所示，第五变形例与第四变形例的不同点在于，将从气体导入部104(气体 导入管126)供给清洁气体和吹扫气体的过程E与从气体导入管106a和106b供给清洁气 体和吹扫气体的过程F在" 1周期"中错开而交替地进行过程E与过程F。
[0153] 如第五变形例那样，从气体导入部104 (气体导入管126)供给清洁气体和吹扫气 体的过程E与从气体导入管106a和106b供给清洁气体和吹扫气体的过程F也能够不同时 进行而交替地进行。
[0154] 在这种第五变形例中也与第二?第四变形例同样地，能够得到以下优点：能够对 气体导入管126的外侧表面与引导管125的内侧表面之间产生的间隙供给新鲜的清洁气 体，因此能够对上述间隙进行清洁。
[0155] 另外，根据第五变形例，交替地进行上述过程E与过程F。因此，在过程F中，能够 使引导管125的内部产生与参照图12说明的过程E相反方向的清洁气体的流动。因而，能 够得到以下优点：与第四变形例相比，能够对上述间隙送入更多清洁气体。
[0156] (第二实施方式）
[0157] (清洁方法）
[0158] 图18是表示本发明的第二实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的一例的流程 图，图19是表示本发明的第二实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法的一例的时间图。
[0159] 如图18和图19所示，第二实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法与图4和图5 示出的第一实施方式的不同点在于步骤la和步骤2a。说明步骤la和步骤2a。
[0160] 首先，在步骤la中，对处理室103的内部以及收容在处理室103的内部的部件进 行清洁。在第二实施方式中，以下那样进行步骤la。
[0161] 在步骤la中，将处理室103内部的压力设定为对于处理室103内部和部件的清洁 来说最佳的第一压力带P1。第一压力带P1的一例与第一实施方式同样地是ITorr以上且 lOTorr以下。在本例中，将处理室103内部的压力设定为ITorr。
[0162] 并且，在步骤la中，使处理室103内部的温度从可清洁温度以上的第一温度带T1 上升至比第一温度带T1高的第二温度带T2。在本例中，与第一实施方式同样地，将可清洁 温度视为600°C。而且，将第一温度带T1设为600°C以上且小于900°C。
[0163] 而且，在步骤la中，如果处理室103内部的压力以ITorr稳定而内部温度达到 600°C，则从作为气体供给路径的气体导入部104以及气体导入管106a、106b开始供给清洁 气体。并且，一边使温度从第一温度带T1上升至第二温度带T2, 一边从气体导入部104以 及气体导入管l〇6a、106b供给清洁气体。第二温度带T2的一例与第一实施方式同样地是 900°C以上且1KKTC以下。在本例中，将处理室103内部的温度设定为600°C至1000°C。
[0164] 这样，在步骤la中，将压力设为ITorr，一边使温度从600°C上升至1000°C，一边将 清洁气体、例如Cl 2气体从气体导入部104以及气体导入管106a、106b持续供给直到温度 达到1000°C为止的时间。由此，对处理室103的内部以及收容在处理室103内部的部件进 行清洁。
[0165] 接着步骤la，在步骤2a中，对处理室103的内部以及上述部件各自的下部进行清 洁。
[0166] 在步骤2a中，将处理室103内部的压力设定为比第一压力带P1高的第二压力带 P2。第二压力带P2的一例与第一实施方式同样地是lOOTorr以上且140Torr以下。在本 例中，将处理室103内部的压力设定为120Torr。
[0167] 并且，在步骤2a中，将处理室103内部的温度维持在第二温度带T2。在本例中，将 处理室103内部的温度维持在1000°C。
[0168] 而且，在步骤2a中，如果处理室103内部的压力以120Torr稳定，则一边将内部温 度维持在1000°C，一边将清洁气体从作为气体供给路径的气体导入部104以及气体导入管 106a、106b持续供给规定时间。由此，分别对处理室103内部的下部以及上述部件的下部进 行清洁。
[0169] 如果步骤2a结束，则进入步骤3。步骤3可以是与第一实施方式相同的过程。因 此，省略其说明。
[0170] 通过这种第二实施方式所涉及的成膜装置的清洁方法，也能够得到与第一实施方 式相同的优点。
[0171] 另外，在第二实施方式中，在对处理室103的内部以及收容在处理室103的内部的 部件进行清洁的步骤la时，如果处理室103内部的温度达到可清洁的温度，则开始供给清 洁气体。然后，在继续供给清洁气体的状态下，使处理室103内部的温度上升至第二温度带 T2。因此，与第一实施方式相比，能够将步骤la所需的时间设定为与第一实施方式相同或 者比第一实施方式短的时间。
[0172] 并且，在第二实施方式中，在分别对处理室103内部的下部以及收容在处理室103 内部的部件的下部进行清洁的步骤2a的期间，将处理室103内部的温度维持在比第一温度 带T1高的第二温度带T2。因此，与第一实施方式相比，能够将步骤2a所需的时间设定为比 第一实施方式短的时间。
[0173] 因而，根据第二实施方式，能够得到以下优点：与第一实施方式相比，能够进一步 缩短成膜装置100的清洁所需的时间。
[0174] 此外，在第二实施方式中，也能够应用在第一实施方式中说明的第一?第五变形 例。
[0175] 以上，按照第一、第二实施方式说明了本发明，但是本发明并不限定于这些实施方 式，在不脱离其宗旨的范围内能够进行各种变形。
[0176] 例如，在上述实施方式中，将用于使化合物半导体膜成膜的被处理基板设为蓝宝 石基板1，但是被处理基板并不限定于蓝宝石基板1。例如，还能够使用Sic基板、Si基板 等。
[0177] 另外，在上述实施方式中，作为化合物半导体膜的成膜方法、例如氮化镓膜的成膜 方法，示出了使固体三氯化镓气化并拾取三氯化镓气体来与载气一起运送到处理室103的 例子。这种成膜方法是被称为氯化物输送LPCVD法（Chloride transport LP-CVD)的方法。 然而，化合物半导体膜的成膜方法并不限定于上述实施方式，还能够使用HVPE法、M0CVD 法。
[0178] 另外，在上述实施方式中，为了使化合物半导体膜成膜，将包含构成化合物半导体 的一个元素的氯化物气体供给至处理室103,但是也可以根据要成膜的化合物半导体膜，代 替氯化物气体而使用氢化物气体。
[0179] 而且，在上述实施方式中，作为化合物半导体膜而例示了氮化物半导体膜、例如氮 化镓膜，但是能够将本发明应用为使除氮化镓膜以外的氮化物半导体膜、III-V族化合物半 导体膜成膜的成膜装置、使II-IV族化合物半导体膜成膜的成膜装置的清洁方法。
[0180] 根据本发明，能够提供一种能够去除在气体供给管的内部、处理室下部附着的附 着物的成膜装置的清洁方法以及能够执行该清洁方法的成膜装置。
[0181] 应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性的，并非进行限制。实际上 能够通过各种方式来具体实现上述实施方式。另外，上述实施方式在不脱离所附的权利要 求书及其主旨的范围内能够以各种方式进行省略、替换、变更。本发明的范围意图包含所附 的权利要求书及其均等的含义和范围内的所有变更。
[0182] 本公开基于2013年4月26日申请的日本专利申请第2013-093931号的优先权的 利益，该日本申请的全部内容在此作为参照文献被引入。
【权利要求】
1. 一种成膜装置的清洁方法，该成膜装置具备： 处理室，其收容被处理基板，对上述被处理基板实施用于使化合物半导体膜成膜的成 膜处理； 加热装置，其对收容在上述处理室的内部的上述被处理基板进行加热； 排气装置，其能够一边将上述处理室的内部的压力调整为处理所需的压力，一边对该 处理室的内部进行排气；以及 处理气体供给机构，其具有与上述处理室的内部相连通的气体供给路径，将使用于处 理的气体供给至上述处理室的内部， 该成膜装置的清洁方法具备以下工序： (1) 对上述处理室的内部以及收容在上述处理室的内部的部件进行清洁； (2) 对上述处理室的内部以及上述部件各自的下部进行清洁；以及 (3) 对上述气体供给路径的内部进行清洁， 其中，在上述工序（1)中，将上述处理室的内部的压力设定为第一压力带，以及将上述 处理室的内部的温度设定为可清洁温度以上的第一温度带，从上述气体供给路径供给清洁 气体， 在上述工序（2)中，一边将上述处理室的内部的压力设定为比上述第一压力带高的第 二压力带，并使上述处理室的内部的温度上升至比上述第一温度带高的第二温度带，一边 从上述气体供给路径供给上述清洁气体， 在上述工序（3)中，一边将上述处理室的内部的压力设定为比上述第二压力带低的第 三压力带，并将上述处理室的内部的温度维持在上述第二温度带，一边从上述气体供给路 径供给上述清洁气体。
2. 根据权利要求1所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述第一温度带是将上述处理室的内部和上述部件的表面的温度设为能够去除在上 述处理室的内部和上述部件的表面附着的附着物的温度的温度带， 上述第二温度带是将上述气体供给路径中从上述处理室分离的部分的表面的温度设 为能够去除在上述分离的部分的表面附着的杂质的温度的温度带。
3. 根据权利要求1所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述第二压力带是将上述处理室的内部的压力设为能够去除在上述处理室的内部和 上述部件各自的下部的表面附着的附着物的压力的压力带。
4. 根据权利要求1所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述处理室具有经由上述处理室的下部来进行上述被处理基板的放入和取出的结构。
5. 根据权利要求4所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述加热装置具有包围上述处理室的外侧壁周围的结构， 上述气体供给路径具有经由设置于上述加热装置的狭缝而与上述处理室相连通的结 构。
6. 根据权利要求5所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述气体供给路径具备引导管和气体导入管，上述引导管经由上述狭缝而与上述处理 室相连通，上述气体导入管与上述引导管相连接，将使用于处理的气体从上述处理气体供 给机构导入到上述引导管的内部。
7. 根据权利要求6所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述气体导入管的直径比上述引导管的直径细， 在上述引导管的内部，在上述气体导入管的外侧表面与上述引导管的内侧表面之间存 在间隙。
8. 根据权利要求6所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述工序（3)包括以下工序：将上述清洁气体从上述气体导入管间歇地供给至上述引 导管的内部。
9. 根据权利要求6所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述处理气体供给机构除了上述气体供给路径以外还具有与上述处理室的内部相连 通的其它气体供给路径， 上述工序（3)包括以下工序：停止从上述气体供给路径供给上述清洁气体，从上述其 它气体供给路径供给上述清洁气体。
10. 根据权利要求1所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述化合物半导体膜为使用氮作为V族元素的氮化物半导体膜。
11. 根据权利要求10所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述氮化物半导体膜为氮化镓膜。
12. 根据权利要求11所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 在上述化合物半导体膜为氮化镓膜时，上述处理室、上述部件、上述气体供给路径构成 为包含石英。
13. 根据权利要求12所述的成膜装置的清洁方法，其特征在于， 上述清洁气体为氯气。
14. 一种成膜装置的清洁方法，该成膜装置具备： 处理室，其收容被处理基板，对上述被处理基板实施用于使化合物半导体膜成膜的成 膜处理； 加热装置，其对收容在上述处理室的内部的上述被处理基板进行加热； 排气装置，其能够一边将上述处理室的内部的压力调整为处理所需的压力，一边对该 处理室的内部进行排气；以及 处理气体供给机构，其具有与上述处理室的内部相连通的气体供给路径，将使用于处 理的气体供给至上述处理室的内部， 该成膜装置的清洁方法具备以下工序： (1) 对上述处理室的内部以及收容在上述处理室的内部的部件进行清洁； (2) 对上述处理室的内部以及上述部件各自的下部进行清洁；以及 (3) 对上述气体供给路径的内部进行清洁， 其中，在上述工序（1)中，一边将上述处理室的内部的压力设定为第一压力带，并使上 述处理室的内部的温度从可清洁温度以上的第一温度带上升至比该第一温度带高的第二 温度带，一边从上述气体供给路径供给清洁气体， 在上述工序（2)中，一边将上述处理室的内部的压力设定为比上述第一压力带高的第 二压力带，并将上述处理室的内部的温度维持在上述第二温度带，一边从上述气体供给路 径供给上述清洁气体， 在上述工序（3)中，一边将上述处理室的内部的压力设定为比上述第二压力带低的第 三压力带，并将上述处理室的内部的温度维持在上述第二温度带，一边从上述气体供给路 径供给上述清洁气体。
15. -种成膜装置，具备： 处理室，其收容被处理基板，对上述被处理基板实施用于使化合物半导体膜成膜的成 膜处理； 加热装置，其对收容在上述处理室的内部的上述被处理基板进行加热； 排气装置，其能够一边将上述处理室的内部的压力调整为处理所需的压力，一边对该 处理室的内部进行排气； 处理气体供给机构，其具有与上述处理室的内部相连通的气体供给路径，将使用于处 理的气体供给至上述处理室的内部；以及 控制装置，其对上述加热装置、上述排气装置以及上述处理气体供给机构进行控制， 其中，上述控制装置对上述加热装置、上述排气装置以及上述处理气体供给机构进行 控制，使得实施根据权利要求1所述的成膜装置的清洁方法。
16. 根据权利要求15所述的成膜装置，其特征在于， 上述处理室具有经由上述处理室的下部来进行上述被处理基板的放入和取出的结构， 上述加热装置具有包围上述处理室的外侧壁周围的结构， 上述气体供给路径具有经由设置于上述加热装置的狭缝而与上述处理室相连通的结 构， 上述气体供给路径具备引导管和气体导入管，上述引导管经由上述狭缝而与上述处理 室相连通，上述气体导入管与上述引导管相连接，将使用于处理的气体从上述处理气体供 给机构导入到上述引导管的内部。
17. 根据权利要求16所述的成膜装置，其特征在于， 上述控制装置对上述加热装置、上述排气装置以及上述处理气体供给机构进行控制， 使得实施包括以下工序的成膜装置的清洁方法：将清洁气体从上述气体导入管间歇地供给 至上述引导管的内部。
18. 根据权利要求16所述的成膜装置，其特征在于， 上述处理气体供给机构除了上述气体供给路径以外还具有与上述处理室的内部相连 通的其它气体供给路径， 上述控制装置对上述加热装置、上述排气装置以及上述处理气体供给机构进行控制， 使得实施包括以下工序的成膜装置的清洁方法：停止从上述气体供给路径供给上述清洁气 体，从上述其它气体供给路径供给上述清洁气体。
19. 根据权利要求16所述的成膜装置，其特征在于， 上述气体导入管的直径比上述引导管的直径细， 在上述引导管的内部，在上述气体导入管的外侧表面与上述引导管的内侧表面之间存 在间隙。
20. 根据权利要求15所述的成膜装置，其特征在于， 在上述化合物半导体膜为氮化镓膜时，上述处理室和上述气体供给路径构成为包含石 英。
【文档编号】C23C16/44GK104120405SQ201410171684
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】梅泽好太, 渡边要介 申请人:东京毅力科创株式会社