清洁气体及清洁方法技术

本发明专利技术的特征在于，在用于将堆积于基材的含有碳化硅的堆积物去除的清洁中，使用包含七氟化碘的清洁气体，所述基材包含至少一部分具有石墨结构的碳。通过使用上述清洁气体，可以不用蚀刻石墨地将碳化硅去除。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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）通过丙烷气体与娃 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°C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，正在研宄不 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（ClF 3)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
技术实现思路
专利技术要解决的问题 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。 本专利技术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。 用于解决问题的方案 本专利技术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，从而完成了本专利技术。 即，本专利技术为一种清洁气体，其包含用于将堆积于基材的含有碳化硅的堆积物去 除的七氟化碘，所述基材包含至少一部分具有石墨结构的碳。 本专利技术中，作为氧化性气体，可以进一步包含选自由F2、C1F3、COF2、02、03、NO、N02、 N2O及N2O4组成的组中的至少1种气体。 另外，本专利技术中，作为非活性气体，可以进一步包含选自由He、Ne、Ar、Xe、Kr及N2 组成的组中的至少I种。 另外，本专利技术中，基材优选为制造以1500°C以上的高温度制造的碳化硅单晶的装 置的内壁或其附属设备。作为制造碳化硅单晶的装置，为将碳化硅单晶成膜的薄膜形成装 置，薄膜形成装置特别优选为碳化硅外延膜形成装置。另外，附属设备优选为用于设置半导 体晶圆的基座。另外，本专利技术为一种清洁方法，其使用上述清洁气体，边加热基材边将堆积于基材 的含有碳化硅的堆积物去除。 根据本专利技术的清洁气体，可以以充分的清洁速度并且高效地将堆积于包含具有石 墨结构的碳的基材的含有碳化硅的堆积物去除但不蚀刻构成基材的石墨而带来损伤。另 外，使用本专利技术的清洁气体的清洁方法由于与以往的方法相比具有优异的碳化硅的清洁速 度，因此清洁时间短、不会担心影响石墨，可以大幅减轻给石墨带来损伤的程度。【附图说明】 图1为本专利技术的实施例及比较例所使用的清洁装置的示意图。【具体实施方式】 本专利技术的清洁气体的特征在于，包含七氟化碘（以下有时简称为IF7)，以堆积于基 材的含有碳化硅的堆积物作为对象，所述基材包含至少一部分具有石墨结构的碳，对前述 基材不带来损伤地去除堆积物。 以下，关于本专利技术的清洁气体详细地进行说明。 本专利技术所使用的七氟化碘（IF7)可以以工业规模制造而购买使用，没有特别限制。 另外，正 7可以通过以往公知的制造方法而获得，例如，可以通过本申请人申请的日本特开 2009-23896号中记载的制造方法来制造获得。 本专利技术的清洁气体中，通常以七氟化碘的含有率为1~100体积％、优选为10~ 100体积％的范围来使用。可以单独使用七氟化碘，也可以根据适当的目的而添加各种添加 剂。例如，为了调节清洁性能，作为添加剂，可以添加氧化性气体。另外，根据需要也可以添 加非活性气体等。氧化性气体是为了提高清洁速度而添加的。非活性气体是为了减小所使 用的清洁气体的成本、以及调节清洁速度而添加的。 作为氧化性气体，可例示出：02、03、C02、C0C12、COF 2、N20、NO、NO2等含氧气体，F2、 NF3、Cl2、Br 2、I2、YFn(Y = Cl、Br、I、l 彡 n 彡 5)等卤素气体。它之中，优选为 02、N20、N0、 COF2、F2、NF 3、Cl2，特别是02、N20、NO对清洁速度的提高有效（参照实施例）。 氧化性气体的添加量依赖于使用的清洁装置的性能、形状及清洁条件，通常以体 积比计为七氟化碘：氧化性气体=10:90~90:10、优选为30:70~70:30。 还原性气体的添加量为七氟化碘：还原性气体（体积比）=10:1~1:5、优选为 5:1~1:1。添加量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洁气体，其包含用于将堆积于基材的含有碳化硅的堆积物去除的七氟化碘，所述基材包含至少一部分具有石墨结构的碳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大森启之，菊池亚纪应，梅崎智典，
申请(专利权)人：中央硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP