(57)【要約】【課題】チャンバの内面がクリーニングガスに過剰に晒されることなく、サセプタ上の堆積物を除去することが可能な成膜装置及びそのクリーニング方法を提供する。【解決手段】成膜装置は、容器１２内に回転可能に設けられ基板Ｗが載置される基板載置部２４を一の面に有するサセプタ２；上記の一の面に対し原料ガスを供給するガス供給系３１、３２；サセプタ２上方に配置されサセプタ２の上面に向かって開口し逆凹状の空間を画する第１の凹状部材６０ｂと、第１の凹状部材６０ｂ上方に第１の凹状部材６０ｂに向かって開口し第１の凹状部材６０ｂとの間にガス流路を画する第２の凹状部材６０ｃと、逆凹状の空間にクリーニングガスを供給するガス供給部６０ｄ、６０ｅと、ガス流路に連通し容器の外部へ延在する排気管６０ａとを含むクリーニング用構造体６０；及び容器１２に形成され原料ガスを排気する排気口６１、６２；を備える。【選択図】図３
2010153805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給するサイクルを実行して反応生成物の層を当該基板上に生成することにより膜を堆積する成膜装置であって、
前記容器に回転可能に設けられるサセプタ；
前記サセプタの一の面に設けられ、前記基板が載置される基板載置領域；
前記一の面に第１の反応ガスを供給するよう構成される第１の反応ガス供給部；
前記サセプタの回転方向に沿って前記第１の反応ガス供給部から離れ、前記一の面に第２の反応ガスを供給するよう構成される第２の反応ガス供給部；
前記回転方向に沿って、前記第１の反応ガスが供給される第１の処理領域と前記第２の反応ガスが供給される第２の処理領域との間に位置し、前記第１の処理領域と前記第２の処理領域とを分離する分離領域；
前記第１の処理領域と前記第２の処理領域とを分離するために、前記容器の中央部に位置し、前記一の面に沿って第１の分離ガスを吐出する吐出孔を有する中央領域；
前記サセプタの上方において前記一の面に向かって開口して逆凹状の空間を画する第１の凹状部材と、
前記第１の凹状部材との間にガス流路を画するように前記第１の凹状部材を覆う第２の凹状部材と、
前記逆凹状の空間にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、
前記ガス流路に連通し、前記容器の外部へ延在する排気管と、
を含むクリーニング用構造体；および
前記容器内を排気するために前記容器に設けられる排気口；
を備え、
前記分離領域が、第２の分離ガスを供給する分離ガス供給部と、前記第２の分離ガスが前記回転方向に対し前記分離領域から前記処理領域側へ流れることができる狭隘な空間を、前記サセプタの前記一の面に対して形成する天井面と、を含む成膜装置。
【請求項２】
容器内に回転可能に設けられるサセプタ；
前記サセプタの一の面に設けられ、基板が載置される基板載置領域；
前記サセプタの前記一の面に対して、原料ガスを供給する原料ガス供給系；
前記サセプタの上方において前記一の面に向かって開口して逆凹状の空間を画する第１の凹状部材と、
前記第１の凹状部材との間にガス流路を画するように前記第１の凹状部材を覆う第２の凹状部材と、
前記逆凹状の空間にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、
前記ガス流路に連通し、前記容器の外部へ延在する排気管と、
を含むクリーニング用構造体；および
前記原料ガスを排気するために前記容器に設けられる排気口；
を備える成膜装置。
【請求項３】
前記クリーニングガス供給部が前記逆凹状の空間において前記サセプタの前記一の面に沿って延びる第１のガスノズルを含む、請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記クリーニングガス供給部が前記逆凹状の空間において前記サセプタの前記一の面に沿って延びる第２のガスノズルを更に含む、請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記第１のガスノズルから供給されるクリーニングガスがフッ化水素ガスである、請求項３に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記第１のガスノズルから供給されるクリーニングガスが水素ガスであり、前記第２のガスノズルから供給されるクリーニングガスがフッ素ガスである、請求項４に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記第１のガスノズルから供給されるクリーニングガスが塩素ガスであり、前記第２のガスノズルから供給されるクリーニングガスがフッ素ガスである、請求項４に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記逆凹状の空間において前記サセプタの前記一の面に沿って延びる２つの電極と、当該２つの電極の間に高周波電力を供給する高周波電源とを更に備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項９】
成膜装置の容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を一の面に含むサセプタを回転するステップと、
前記サセプタの上方に配置され、該サセプタの前記一の面に向かって開口する第１の凹状部材により区画される逆凹状の空間にクリーニングガスを供給するステップと、
前記第１の凹状部材と、該第１の凹状部材を覆う第２の凹状部材との間に画成されるガス流路を通して前記クリーニングガスを排気するステップと
を備える、成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１０】
前記クリーニングガスを供給するステップが、前記逆凹状の空間において前記サセプタの前記一の面に沿って延びる第１のガスノズルからクリーニングガスを供給するステップを含む、請求項９に記載のクリーニング方法。
【請求項１１】
前記クリーニングガスを供給するステップが、前記逆凹状の空間において前記サセプタの前記一の面に沿って延びる第２のガスノズルからクリーニングガスを供給するステップを更に含む、請求項１０に記載のクリーニング方法。
【請求項１２】
前記第１のガスノズルから供給されるクリーニングガスがフッ化水素ガスである、請求項１０に記載のクリーニング方法。
【請求項１３】
前記第１のガスノズルから供給されるクリーニングガスが水素ガスであり、前記第２のガスノズルから供給されるクリーニングガスがフッ素ガスである、請求項１１に記載のクリーニング方法。
【請求項１４】
前記第１のガスノズルから供給されるクリーニングガスが塩素ガスであり、前記第２のガスノズルから供給されるクリーニングガスがフッ素ガスである、請求項１１に記載のクリーニング方法。
【請求項１５】
前記逆凹状の空間において前記サセプタの前記一の面に沿って延びる２つの電極の間に高周波電力を供給するステップを更に含む、請求項９から１４のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項１６】
成膜装置の容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を一の面に含むサセプタを回転するステップと、
前記サセプタの上方に配置され、該サセプタの前記一の面に向かって開口する第１の凹状部材により区画される逆凹状の空間にクリーニングガスを供給するステップと、
前記第１の凹状部材と、該第１の凹状部材を覆う第２の凹状部材との間に画成されるガス流路を通して前記クリーニングガスを排気するステップと
を備える、成膜装置のクリーニング方法を請求項１または２に記載の成膜装置に実施させるプログラム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置等の製造に用いられる成膜装置、成膜装置のクリーニング方法、並びにこのクリーニング方法を成膜装置に実施させるプログラム及びこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等の製造に用いられる成膜装置においては、基板だけにではなく、基板が載置されるサセプタの上面にも膜が堆積される。堆積プロセスが繰り返されて、サセプタに堆積した膜の厚さが一定程度になると、剥がれてパーティクルを生じる。そのため、所定のクリーニングガスを供給することによりサセプタに堆積した膜を除去するクリーニングが行われる（例えば、特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６７３８３号公報
【特許文献２】特開２００２−３１３７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サセプタのクリーニングに用いるクリーニングガスは、例えば酸化シリコン膜や窒化シリコン膜のエッチングにも使用することができるガスであり、たとえばステンレス鋼やアルミニウムで作製されるチャンバ内面に対しても腐食性を有している。このため、耐腐食性の高い材料でチャンバを作製したり、内面をコーティングしたりする必要が生じ、チャンバの製造コストが上昇してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑み、チャンバの内面がクリーニングガスに過剰に晒されることなく、サセプタ上の堆積物を除去することが可能な成膜装置、成膜装置のクリーニング方法、並びにこのクリーニング方法を成膜装置に実施させるプログラム及びこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の態様は、容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給するサイクルを実行して反応生成物の層を当該基板上に生成することにより膜を堆積する成膜装置を提供する。この成膜装置は、前記容器に回転可能に設けられるサセプタ；前記サセプタの一の面に設けられ、前記基板が載置される基板載置領域；前記一の面に第１の反応ガスを供給するよう構成される第１の反応ガス供給部；前記サセプタの回転方向に沿って前記第１の反応ガス供給部から離れ、前記一の面に第２の反応ガスを供給するよう構成される第２の反応ガス供給部；前記回転方向に沿って、前記第１の反応ガスが供給される第１の処理領域と前記第２の反応ガスが供給される第２の処理領域との間に位置し、前記第１の処理領域と前記第２の処理領域とを分離する分離領域；前記第１の処理領域と前記第２の処理領域とを分離するために、前記容器の中央部に位置し、前記一の面に沿って第１の分離ガスを吐出する吐出孔を有する中央領域；前記サセプタの上方において前記一の面に向かって開口して逆凹状の空間を画する第１の凹状部材と、前記第１の凹状部材との間にガス流路を画するように前記第１の凹状部材を覆う第２の凹状部材と、前記逆凹状の空間にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記ガス流路に連通し、前記容器の外部へ延在する排気管と、を含むクリーニング用構造体；および前記容器内を排気するために前記容器に設けられる排気口；を備える。前記分離領域は、第２の分離ガスを供給する分離ガス供給部と、前記第２の分離ガスが前記回転方向に対し前記分離領域から前記処理領域側へ流れることができる狭隘な空間を、前記サセプタの前記一の面に対して形成する天井面と、を含む。
【０００７】
本発明の第２の態様は、容器内に回転可能に設けられるサセプタ；前記サセプタの一の面に設けられ、基板が載置される基板載置領域；前記サセプタの前記一の面に対して、原料ガスを供給する原料ガス供給系；前記サセプタの上方において前記一の面に向かって開口して逆凹状の空間を画する第１の凹状部材と、前記第１の凹状部材との間にガス流路を画するように前記第１の凹状部材を覆う第２の凹状部材と、前記逆凹状の空間にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記ガス流路に連通し、前記容器の外部へ延在する排気管と、を含むクリーニング用構造体；および前記原料ガスを排気するために前記容器に設けられる排気口；を備える成膜装置を提供する。
【０００８】
本発明の第３の態様は、成膜装置の容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を一の面に含むサセプタを回転するステップと、前記サセプタの上方に配置され、該サセプタの前記一の面に向かって開口する第１の凹状部材により区画される逆凹状の空間にクリーニングガスを供給するステップと、前記第１の凹状部材と、該第１の凹状部材を覆う第２の凹状部材との間に画成されるガス流路を通して前記クリーニングガスを排気するステップとを備える、成膜装置のクリーニング方法を提供する。
【０００９】
本発明の第４の態様は、成膜装置の容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を一の面に含むサセプタを回転するステップと、前記サセプタの上方に配置され、該サセプタの前記一の面に向かって開口する第１の凹状部材により区画される逆凹状の空間にクリーニングガスを供給するステップと、前記第１の凹状部材と、該第１の凹状部材を覆う第２の凹状部材との間に画成されるガス流路を通して前記クリーニングガスを排気するステップとを備える、成膜装置のクリーニング方法を第１または第２の態様の成膜装置に実施させるプログラムを提供する。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第４の態様のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、反応容器の内面がクリーニングガスに過剰に晒されることなく、サセプタ上の堆積物を除去することが可能な成膜装置、成膜装置のクリーニング方法、並びにこのクリーニング方法を成膜装置に実施させるプログラム及びこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による成膜装置を示す模式図
【図２】図１の成膜装置の容器本体の内部を示す斜視図
【図３】図１の成膜装置の容器本体の内部を示す上面図
【図４】図１の成膜装置のガス供給ノズル、サセプタ、及び凸状部との位置関係を示す図
【図５】図１の成膜装置に設けられるクリーニングノズルの構成を説明する図
【図６】図１の成膜装置の一部断面図
【図７】図１の成膜装置の破断斜視図
【図８】図１の成膜装置におけるパージガスの流れを示す一部断面図
【図９】図１の成膜装置の容器本体内へアクセスする搬送アームを示す斜視図
【図１０】図１の成膜装置の容器本体内を流れるガスのフローパターンを示す上面図
【図１１】図１の成膜装置内の凸状部の形状を説明する図
【図１２】図１の成膜装置のガス供給ノズルの変形例を示す図
【図１３】図１の成膜装置内の凸状部の変形例を示す図
【図１４】図１の成膜装置内の凸状部とガス供給ノズルの変形例を示す図
【図１５】図１の成膜装置内の凸状部の他の変形例を示す図
【図１６】図１の成膜装置におけるガス供給ノズルの配置位置の変形例を示す図
【図１７】図１の成膜装置内の凸状部のまた別の変形例を示す図
【図１８】図１の成膜装置内において、反応ガス供給ノズルに対して突出部を設けた例を示す図
【図１９】本発明の他の実施形態による成膜装置を示す模式図
【図２０】図５に示すクリーニングノズルの変形例を説明する図
【図２１】図１または図１９の成膜装置を含む基板処理装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態による成膜装置について、添付図面を参照しながら説明する。
【００１４】
本発明の実施形態による成膜装置３００は、図１（図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図）に示すように平面形状が概ね円形である扁平な真空容器１と、この真空容器１内に設けられ、当該真空容器１の中心に回転中心を有するサセプタ２と、を備えている。真空容器１は天板１１が容器本体１２から分離できるように構成されている。天板１１は、例えばＯリングなどの封止部材１３を介して容器本体１２に取り付けられ、これにより真空容器１が気密に密閉される。一方、天板１１を容器本体１２から分離する必要があるときは、図示しない駆動機構により上方に持ち上げられる。天板１１および容器本体１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で作製することができる。
【００１５】
サセプタ２は、本実施形態においては約２０ｍｍの厚さを有するカーボン板で作製され、約９６０ｍｍの直径を有する円板形状に形成されている。また、サセプタ２の上面、裏面および側面をＳｉＣでコーティングしても良い。図１を参照すると、サセプタ２は、中央に円形の開口部を有しており、開口部の周りで円筒形状のコア部２１により上下から挟まれて保持されている。コア部２１は、鉛直方向に伸びる回転軸２２の上端に固定されている。回転軸２２は容器本体１２の底面部１４を貫通し、その下端が当該回転軸２２を鉛直軸回りに（例えば図２に示すように回転方向ＲＤに）回転させる駆動部２３に取り付けられている。この構成により、サセプタ２はその中心を軸に回転することができる。なお、回転軸２２および駆動部２３は、上面が開口した筒状のケース体２０内に収納されている。このケース体２０はその上面に設けられたフランジ部分２０ａを介して真空容器１の底面部１４の下面に気密に取り付けられており、これにより、ケース体２０の内部雰囲気が外部雰囲気から隔離されている。
【００１６】
図２及び図３に示すように、サセプタ２の上面に、それぞれウエハＷが載置される複数（図示の例では５つ）の円形凹部状の載置部２４が形成されている。ただし、図３ではウエハＷを１枚のみを示している。載置部２４は、サセプタ２上に互いに約７２°の角度間隔で配置されている。
【００１７】
図４（ａ）を参照すると、載置部２４と載置部２４に載置されたウエハＷとの断面が図示されている。この図に示すように、載置部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに大きい、例えば４ｍｍ大きい直径と、ウエハＷの厚さに等しい深さとを有している。したがって、ウエハＷが載置部２４に載置されたとき、ウエハＷの表面は、サセプタ２の載置部２４を除く領域の表面と同じ高さにある。仮に、ウエハＷとその領域との間に比較的大きい段差があると、その段差によりガスの流れに乱流が生じ、ウエハＷ上での膜厚均一性が影響を受ける。このため、２つの表面が同じ高さにある。「同じ高さ」は、ここでは高さの差が約５ｍｍ以下であることを意味するが、その差は、加工精度が許す範囲でできるだけゼロに近くすべきである。
【００１８】
容器本体１２の側壁には、図２、図３及び図９に示すように、搬送口１５が形成されている。ウエハＷは、搬送口１５を通して搬送アーム１０により真空容器１の中へ（図９）、又は真空容器１から外へと搬送される。この搬送口１５にはゲートバルブ（図示せず）が設けられ、これにより搬送口１５が開閉される。
【００１９】
図２及び図３を参照すると、サセプタ２の上方に第１の反応ガス供給ノズル３１、第２の反応ガス供給ノズル３２、及び分離ガス供給ノズル４１，４２が設けられ、これらは、所定の角度間隔で半径方向に延在している。この構成により、載置部２４は、ノズル３１，３２，４１，及び４２の下を通過することができる。図示の例では、第２の反応ガス供給ノズル３２、分離ガス供給ノズル４１、第１の反応ガス供給ノズル３１、及び分離ガス供給ノズル４２がこの順に時計回りに配置されている。これらのガスノズル３１，３２，４１，４２は、容器本体１２の周壁部を貫通し、ガス導入ポート３１ａ，３２ａ，４１ａ，４２ａである端部を容器本体１２の外周壁に取り付けることにより、支持されている。ガスノズル３１，３２，４１，４２は、図示の例では、真空容器１の周壁部から真空容器１内へ導入されているが、環状の突出部５（後述）から導入しても良い。この場合、突出部５の外周面と天板１１の外表面とに開口するＬ字型の導管を設け、真空容器１内でＬ字型の導管の一方の開口にガスノズル３１（３２，４１，４２）を接続し、真空容器１の外部でＬ字型の導管の他方の開口にガス導入ポート３１ａ（３２ａ、４１ａ、４２ａ）を接続することができる。
【００２０】
図示していないが、反応ガス供給ノズル３１は、第１の反応ガスであるビスターシャルブチルアモノシラン（ＢＴＢＡＳ）のガス供給源に接続され、反応ガス供給ノズル３２は、第２の反応ガスであるオゾン（Ｏ３）のガス供給源に接続されている。
【００２１】
反応ガス供給ノズル３１、３２には、下方側に反応ガスを吐出するための吐出孔３３がノズルの長さ方向に間隔を置いて配列されている。本実施形態においては、吐出孔３３は、約０．５ｍｍの口径を有し、反応ガス供給ノズル３１、３２の長さ方向に沿って約１０ｍｍの間隔で配列されている。また、反応ガス供給ノズル３１の下方領域はＢＴＢＡＳガスをウエハに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１であり、反応ガス供給ノズル３２の下方領域はＯ３ガスをウエハに吸着させるための第２の処理領域Ｐ２である。
【００２２】
一方、分離ガス供給ノズル４１，４２は、チッ素ガス（Ｎ２）のガス供給源（図示せず）に接続されている。分離ガス供給ノズル４１、４２は、下方側に分離ガスを吐出するための吐出孔４０を有している。吐出孔４０は、長さ方向に所定の間隔で配置されている。本実施形態においては、吐出孔４０は、約０．５ｍｍの口径を有し、分離ガス供給ノズル４１、４２の長さ方向に沿って約１０ｍｍの間隔で配列されている。
【００２３】
分離ガス供給ノズル４１、４２は、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離するよう構成される分離領域Ｄに設けられている。各分離領域Ｄにおいては、真空容器１の天板１１に、図２〜図４に示すように、凸状部４が設けられている。凸状部４は、扇形の上面形状を有しており、その頂部は真空容器１の中心に位置し、円弧は容器本体１２の内周壁の近傍に沿って位置している。また、凸状部４は、凸状部４が二分割されるように半径方向に延びる溝部４３を有している。溝部４３には分離ガス供給ノズル４１（４２）が収容されている。分離ガス供給ノズル４１（４２）の中心軸と扇形の凸状部４の一方の辺との間の距離は、分離ガス供給ノズル４１（４２）の中心軸と扇形の凸状部４の他方の辺との間の距離とほぼ等しい。なお、溝部４３は、本実施形態では、凸状部４を二等分するように形成されるが、他の実施形態においては、例えば、凸状部４におけるサセプタ２の回転方向上流側が広くなるように、溝部４３を形成しても良い。
【００２４】
上記の構成によれば、図４（ａ）に示すように、分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側には平坦な低い天井面４４（第１の天井面）があり、低い天井面４４の両側方には高い天井面４５（第２の天井面）がある。凸状部４（天井面４４）は、第１及び第２の反応ガスが凸状部４とサセプタ２との間に侵入するのを阻止して混合するのを阻止するための狭隘な空間である分離空間を形成する。
【００２５】
図４（ｂ）を参照すると、サセプタ２の回転方向に沿って反応ガス供給ノズル３２から凸状部４に向かって流れるＯ３ガスが当該空間へ侵入するのが阻止され、またサセプタ２の回転方向と反対方向に沿って反応ガス供給ノズル３１から凸状部４に向かって流れるＢＴＢＡＳガスが当該空間へ侵入するのが阻止される。「ガスが侵入するのが阻止される」とは、分離ガス供給ノズル４１から吐出した分離ガスであるＮ２ガスが第１の天井面４４とサセプタ２の表面との間に拡散して、この例では当該第１の天井面４４に隣接する第２の天井面４５の下方側の空間に吹き出し、これにより第２の天井面４５の下方側空間からのガスが侵入できなくなることを意味する。そして「ガスが侵入できなくなる」とは、第２の天井面４５の下方側空間から凸状部４の下方側空間に全く入り込むことができない場合のみを意味するのではなく、反応ガスの一部が侵入しても、その反応ガスが分離ガス供給ノズル４１に向かって更に進むことができず、よって、混ざり合うことができないことも意味する。すなわち、このような作用が得られる限り、分離領域Ｄは、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離することとなる。また、ウエハに吸着したガスについては当然に分離領域Ｄ内を通過することができる。したがって、ガスの侵入阻止は、気相中のガスを意味している。
【００２６】
再び図１を参照すると、真空容器１内の高い天井面４５にクリーニングノズル６０が取り付けられている。天板１１の天井面４５には開口１１ａが形成されており、開口１１ａを通してクリーニングノズル６０の排気管６０ａが外部へ突き出ている。したがって、真空容器１（天板１１）の上面図である図５（ａ）には、排気管６０ａが見えている。排気管６０ａは、例えば、後述する排気管６３に合流して真空ポンプ６４に繋がっている。
【００２７】
以下、図５（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図に相当する図５（ｂ）を参照しながら、クリーニングノズル６０について説明する。図５（ｂ）に示すように、排気管６０ａは、Ｏリングなどのシール部材Ｒを介して天板１１の開口１１ａに対して気密に固定されている。排気管６０ａの下端部には、外側フード（hood）部材６０ｂが接続されている。外側フード部材６０ｂは、図５（ｂ）に示すように、逆凹状の形状を有し、サセプタ２に向かって開口している。また、外側フード部材６０ｂは、図２および図３に示すように、概ねサセプタ２の半径方向に沿って、突出部５（後述）からサセプタ２の外周端まで延びている。換言すると、外側フード部材６０ｂは、突出部５からサセプタ２の外周端まで延びる中空の直方体の６面のうち、サセプタ２に面する面を除去することにより得られる形状を有している。また、外側フード部材６０ｂは、例えば石英ガラスやアルミナから作製することができる。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、外側フード部材６０ｂの内側には、内側フード部材６０ｃが配置され、外側フード部材６０ｂと内側フード部材６０ｃとの間には空間が形成されている。内側フード部材６０ｃは、外側フード部材６０ｂと同様に、逆凹状の形状を有し、サセプタ２に向かって開口している。また、内側フード部材６０ｃは、概ねサセプタ２の半径方向に沿って延びており、その長さは、外側フード部材６０ｂとほぼ等しいか、または僅かに短くて良い。また、内側フード部材６０ｃは、例えば石英ガラスから作製することができる。
【００２９】
内側フード部材６０ｃとサセプタ２の上面とで概ね囲まれる逆凹状の空間には、ガスノズル６０ｄ、６０ｅが配置されている。ガスノズル６０ｄ、６０ｅは、サセプタ２の上面と平行に、かつ、内側フード部材６０ｃの長手方向に沿って延びている。ガスノズル６０ｄ、６０ｅは、例えば石英ガラスから作製することができる。また、ガスノズル６０ｄには、ガスノズル６０ｅの方向に開口する複数の孔６０ｆが長手方向に沿って形成され、ガスノズル６０ｅには、ガスノズル６０ｄの方向に開口する複数の孔６０ｇが長手方向に沿って形成されている。孔６０ｆ、６０ｇの内径は例えば約０．５ｍｍとすることができ、その間隔は例えば約１０ｍｍとすることができる。
【００３０】
また、ガスノズル６０ｄ、６０ｅは、図２および図３に示すとおり、反応ガス供給ノズル３１、３２と同様、容器本体１２の周壁部を貫通し、ガス導入ポートである端部を外周壁に取り付けることにより、支持されている。また、ガスノズル６０ｄ、６０ｅのガス導入ポートは、所定のガス供給部（図示せず）と接続されている。ガス供給部は、所定のクリーニングガスを貯留するガスシリンダ等を有し、これから、ガスノズル６０ｄ、６０ｅへクリーニングガスを供給する。また、ガス供給部とガスノズル６０ｄ、６０ｅとの間の配管には、例えば質量流量制御器（ＭＦＣ）などの流量制御器が設けられ、これにより、流量制御されたクリーニングガスがガスノズル６０ｄ、６０ｅへ供給される。
【００３１】
なお、クリーニングガスには、例えばフッ化水素ガスのように、それだけで反応性（エッチング性または腐食性）を有するガスだけでなく、そのものは反応性を有しないものの他のガスと化合することにより反応性を有するガスを発生させるガスも含まれる。
【００３２】
本実施形態においては、ガスノズル６０ｄからフッ素（Ｆ２）ガスが供給され、ガスノズル６０ｅから水素（Ｈ２）ガスが供給されるように、ガス供給部、配管、および流量制御器等が構成されている。
【００３３】
クリーニングノズル６０の作用については、本発明の実施形態による、クリーニングノズル６０を用いたクリーニング方法とともに後述する。
【００３４】
図１、図２、及び図３を参照すると、天板１１の下面には、内周縁がコア部２１の外周面に面するように配置された環状の突出部５が設けられている。突出部５は、コア部２１よりも外側の領域においてサセプタ２と対向している。また、突出部５は、凸状部４と一体に形成され、凸状部４の下面と突出部５の下面とは一の平面を形成している。すなわち、突出部５の下面のサセプタ２からの高さは、凸状部４の下面（天井面４４）と高さと等しい。この高さは、後に高さｈと言及される。ただし、突出部５と凸状部４は、必ずしも一体でなくても良く、別体であっても良い。なお、図２及び図３は、凸状部４を真空容器１内に残したまま天板１１を取り外した真空容器１の内部構成を示している。
【００３５】
本実施形態においては、分離領域Ｄは、凸状部４となるべき扇形プレートに溝部４３を形成して、分離ガス供給ノズル４１（４２）を溝部４３に配置することにより形成される。しかし、２つの扇形プレートが分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に配置されるように、これら２つの扇形プレートを天板１１の下面にネジで取り付けるようにしても良い。
【００３６】
本実施形態において、約３００ｍｍの直径を有するウエハＷが真空容器１内で処理されることとなる場合、凸状部４は、サセプタの回転中心から１４０ｍｍ離れた内側の円弧ｌｉ（図３）に沿った例えば１４０ｍｍの周方向長さと、サセプタ２の載置部２４の最外部に対応する外側の円弧ｌｏ（図３）に沿った例えば５０２ｍｍの周方向長さとを有する。また、外側の円弧ｌｏに沿った、凸状部４の一側壁から溝部４３の直近の側壁までの周方向長さは、約２４６ｍｍである。
【００３７】
また、凸状部４の下面、即ち、天井面４４の、サセプタ２の表面から測った高さｈ（図４（ａ））は、例えば約０．５ｍｍから約１０ｍｍであって良く、約４ｍｍであると好適である。また、サセプタ２の回転数は例えは１ｒｐｍ〜５００ｒｐｍに設定されている。分離領域Ｄの分離機能を確保するためには、処理真空容器１内の圧力やサセプタ２の回転数などに応じて、凸状部４の大きさや凸状部４の下面（第１の天井面４４）とサセプタ２の表面との高さｈを例えば実験などを通して設定してよい。なお分離ガスとしては、本実施形態ではＮ２ガスだが、分離ガスが酸化シリコンの成膜に影響を与えない限りにおいて、ＨｅやＡｒガスなどの不活性ガスや水素ガスなどであってもよい。
【００３８】
図６は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図の半分を示し、ここには凸状部４と、凸状部４と一体に形成された突出部５が図示されている。図６を参照すると、凸状部４は、その外縁においてＬ字状に屈曲する屈曲部４６を有している。凸状部４は天板１１に取り付けられ天板１１とともに容器本体１２から分離され得るため、屈曲部４６とサセプタ２との間及び屈曲部４６と容器本体１２との間に僅かな隙間があるが、屈曲部４６は、サセプタ２と容器本体１２との間の空間を概ね埋めており、反応ガス供給ノズル３１ａからの第１の反応ガス（ＢＴＢＡＳ）と反応ガス供給ノズル３２ａからの第２の反応ガス（オゾン）とがこの隙間を通して混合するのを防止する。屈曲部４６と容器本体１２との間の隙間、及び屈曲部４６とサセプタ２との間に僅かな隙間は、上述のサセプタから凸状部４の天井面４４までの高さｈとほぼ同一の寸法とされている。図示の例において、屈曲部４６のサセプタ２の外周面に面する側壁が、分離領域Ｄの内周壁を構成している。
【００３９】
図３に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である図１を再び参照すると、容器本体１２は、サセプタ２の外周面に対向する容器本体１２の内周部に凹み部を有している。これ以降、この凹み部を排気領域６と称する。排気領域６の下方には、排気口６１（他の排気口６２については図３参照）が設けられ、これらには他の排気口６２についても使用され得る排気管６３を介して真空ポンプ６４に接続されている。また、排気管６３には圧力調整器６５が設けられている。複数の圧力調整器６５を、対応する排気口６１，６２に対して設けてもよい。
【００４０】
図３を再び参照すると、排気口６１は、上方から見て、第１の反応ガス供給ノズル３１と、第１の反応ガス供給ノズル３１に対してサセプタ２の時計回転方向の下流に位置する凸状部４との間に配置されている。この構成により、排気口６１は、実質的に、第１の反応ガス供給ノズル３１からのＢＴＢＡＳガスを専ら排気することができる。一方、排気口６２は、上方から見て、第２の反応ガス供給ノズル３２と、第２の反応ガス供給ノズル３２に対してサセプタ２の時計回転方向の下流に位置する凸状部４との間に配置されている。この構成により、排気口６２は、実質的に、第２の反応ガス供給ノズル３２からのＯ３ガスを専ら排気することができる。したがって、このように構成される排気口６１、６２は、分離領域ＤがＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとが混合するのを防止するのを補助することができる。
【００４１】
本実施形態では、２つの排気口が容器本体１２に設けられているが、他の実施形態では、３つの排気口が設けられてもよい。例えば、第２の反応ガス供給ノズル３２と、第２の反応ガス供給ノズル３２に対してサセプタ２の時計回転方向の上流に位置する分離領域Ｄとの間に追加の排気口を設けてもよい。また、更に追加の排気口をどこかに設けてもよい。図示の例では、排気口６１、６２はサセプタ２よりも低い位置に設けることで真空容器１の内周壁とサセプタ２の周縁との間の隙間から排気するようにしているが、容器本体１２の側壁に設けてもよい。また、排気口６１，６２を容器本体１２の側壁に設ける場合、排気口６１，６２はサセプタ２よりも高く位置して良い。この場合、ガスはサセプタ２の表面に沿って流れ、サセプタ２の表面より高く位置する排気口６１，６２へ流れ込む。したがって、真空容器１内のパーティクルが吹き上げられないという点で、排気口が例えば天板１１に設けられた場合に比べて、有利である。
【００４２】
図１、図２及び図７に示すように、サセプタ２と容器本体１２の底部１４との間の空間には、加熱部としての環状のヒータユニット７が設けられ、これにより、サセプタ２上のウエハＷがサセプタ２を介してプロセスレシピで決められた温度に加熱される。また、カバー部材７１が、サセプタ２の下方においてサセプタ２の外周の近くに、ヒータユニット７を取り囲むように設けられ、ヒータユニット７が置かれている空間が、ヒータユニット７の外側の領域から区画されている。カバー部材７１は上端にフランジ部７１ａを有し、フランジ部７１ａは、カバー部材７１内にガスが流入することを防止するため、サセプタ２の下面とフランジ部との間に僅かな間隙が維持されるように配置される。
【００４３】
再び図１を参照すると、底部１４は、環状のヒータユニット７の内側に隆起部を有している。隆起部の上面は、サセプタ２及びコア部２１に接近しており、隆起部の上面とサセプタ２との間、及び隆起部の上面とコア部２１の裏面との間に僅かな隙間を残している。また、底部１４は、回転軸２２が通り抜ける中心孔を有している。この中心孔の内径は、回転軸２２の直径よりも僅かに大きく、フランジ部２０ａを通してケース体２０と連通する隙間を残している。パージガス供給管７２がフランジ部２０ａの上部に接続されている。また、ヒータユニット７が収容される領域をパージするため、複数のパージガス供給管７３が所定の角度間隔でヒータユニット７の下方の領域に接続されている。
【００４４】
このような構成により、回転軸２２と底部１４の中心孔との間の隙間、コア部２１と底部１４の隆起部との間の隙間、及び底部１４の隆起部とサセプタ２の裏面との間の隙間を通して、パージガス供給管７２からヒータユニット空間へＮ２パージガスが流れる。また、パージガス供給管７３からヒータユニット７の下の空間へＮ２ガスが流れる。そして、これらのＮ２パージガスは、カバー部材７１のフランジ部７１ａとサセプタ２の裏面との間の隙間を通して排気口６１へ流れ込む。Ｎ２パージガスのこのような流れは、図８に矢印で示してある。Ｎ２パージガスは、第１（第２）の反応ガスがサセプタ２の下方の空間を回流して第２（第１）の反応ガスと混合するのを防止する分離ガスとして働く。
【００４５】
図８を参照すると、真空容器１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続され、これにより、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスであるＮ２ガスが供給される。この空間５２に供給された分離ガスは、突出部５とサセプタ２との狭い隙間５０を通して、サセプタ２の表面に沿って流れ、排気領域６に到達する。この空間５２と隙間５０は分離ガスが満たされているので、サセプタ２の中心部を介して反応ガス（ＢＴＢＡＳ、Ｏ３）が混合することがない。即ち、本実施形態の成膜装置３００は、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離するためにサセプタ２の回転中心部と真空容器１とにより画成され、分離ガスをサセプタ２の上面に向けて吐出する吐出孔を有するように構成される中心領域Ｃが設けられている。なお、図示の例では、吐出孔は突出部５とサセプタ２との狭い隙間５０に相当する。
【００４６】
また、この実施形態による成膜装置３００には、装置全体の動作のコントロールを行うための制御部１００が設けられている。この制御部１００は、例えばコンピュータで構成されるプロセスコントローラ１００ａと、ユーザインタフェース部１００ｂと、メモリ装置１００ｃとを有する。ユーザインタフェース部１００ｂは、成膜装置３００の動作状況を表示するディスプレイや、成膜装置３００の操作者がプロセスレシピを選択したり、プロセス管理者がプロセスレシピのパラメータを変更したりするためのキーボードやタッチパネル（図示せず）などを有する。
【００４７】
メモリ装置１００ｃは、プロセスコントローラ１００ａに種々のプロセスを実施させる制御プログラム、プロセスレシピ、及び各種プロセスにおけるパラメータなどを記憶している。また、これらのプログラムには、例えば後述するクリーニング方法を行わせるためのステップ群を有しているものがある。これらの制御プログラムやプロセスレシピは、ユーザインタフェース部１００ｂからの指示に従って、プロセスコントローラ１００ａにより読み出されて実行される。また、これらのプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体１００ｄに格納され、これらに対応した入出力装置（図示せず）を通してメモリ装置１００ｃにインストールしてよい。コンピュータ可読記憶媒体１００ｄは、ハードディスク、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、フレキシブルディスク、半導体メモリなどであってよい。また、プログラムは通信回線を通してメモリ装置１００ｃへダウンロードしてもよい。
【００４８】
次に、本実施形態の成膜装置３００の動作（成膜方法）について説明する。まず、載置部２４が搬送口１５に整列するようにサセプタ２が回転して、ゲートバルブ（図示せず）を開く。次に、搬送アーム１０により搬送口１５を介してウエハＷを容器１へ運ぶ。ウエハＷは、昇降ピン１６により受け取られ、搬送アーム１０が容器１から引き抜かれた後に、昇降機構（図示せず）により駆動される昇降ピン１６によって載置部２４へと下げられる。上記一連の動作が５回繰り返されて、５枚のウエハＷがサセプタ２に搭載される。続いて、真空容器１内が真空ポンプ６４および圧力調整器６５により予め設定した圧力に維持される。サセプタ２が上から見て時計回りに回転を開始する。サセプタ２は、ヒータユニット７により前もって所定の温度（例えば３００℃）に加熱されており、ウエハＷがこのサセプタ２に載置されることで加熱される。ウエハＷが加熱され、所定の温度に維持されたことが温度センサ（図示せず）により確認された後、第１の反応ガス（ＢＴＢＡＳ）が第１の反応ガス供給ノズル３１を通して第１の処理領域へ供給され、第２の反応ガス（Ｏ３）が第２の反応ガス供給ノズル３２を通して第２の処理領域Ｐ２へ供給される。加えて、分離ガス（Ｎ２）が供給される。
【００４９】
ウエハＷが第１の反応ガス供給ノズル３１の下方の第１の処理領域Ｐ１を通過するときに、ウエハＷの表面にＢＴＢＡＳ分子が吸着し、第２の反応ガス供給ノズル３２の下方の第２の処理領域Ｐ２と通過するときに、ウエハＷの表面にＯ３分子が吸着され、Ｏ３によりＢＴＢＡＳ分子が酸化される。したがって、ウエハＷがサセプタ２の回転により、領域Ｐ１、Ｐ２の両方を一回通過すると、ウエハＷの表面に酸化シリコンの一分子層が形成される。次いで、ウエハＷが領域Ｐ１、Ｐ２を交互に複数回通過し、所定の膜厚を有する酸化シリコン膜がウエハＷの表面に堆積される。所定の膜厚を有する酸化シリコン膜が堆積された後、ＢＴＢＡＳガスとオゾンガスを停止し、サセプタ２の回転を停止する。そして、ウエハＷは搬入動作と逆の動作により順次搬送アーム１０により容器１から搬出される。
【００５０】
なお、上記の成膜動作中、分離ガス供給管５１からも分離ガスであるＮ２ガスが供給され、これにより中心領域Ｃから、即ち、突出部５とサセプタ２との間の隙間５０からサセプタ２の表面に沿ってＮ２ガスが吐出される。この実施形態では、第２の天井面４５の下の空間であって反応ガス供給ノズル３１（３２）が配置されている空間は、中心領域Ｃ、及び第１の天井面４４とサセプタ２との間の狭隘な空間よりも低い圧力を有している。これは、天井面４５の下の空間に隣接して排気領域６が設けられ、その空間は排気領域６を通して直接に排気されるからである。また、狭隘な空間が、反応ガス供給ノズル３１（３２）が配置されている空間、または第１（第２）の処理領域Ｐ１（Ｐ２）と狭隘な空間との間の圧力差が高さｈによって維持され得るように形成されているためでもある。
【００５１】
次に、ガスノズル３１，３２，４１，４２から真空容器１内へ供給されたガスのフローパターンを図１０を参照しながら説明する。図１０は、フローパターンを模式的に示す図である。ただし、図１０において、クリーニングノズル６０は省略している。図示のとおり、第２の反応ガス供給ノズル３２から吐出されたＯ３ガスの一部は、サセプタ２の表面（及びウエハＷの表面）に当たって、その表面に沿ってサセプタ２の回転方向と逆の方向に流れる。次いで、このＯ３ガスは、サセプタ２の回転方向の上流側から流れてきたＮ２ガスに押し戻され、サセプタ２の周縁と真空容器１の内周壁の方へ向きを変える。最後に、Ｏ３ガスは、排気領域６に流れ込み、排気口６２を通して真空容器１から排気される。
【００５２】
第２の反応ガス供給ノズル３２から吐出されたＯ３ガスの他の部分は、サセプタ２の表面（及びウエハＷの表面）に当たって、その表面に沿ってサセプタ２の回転方向と同じ方向に流れる。この部分のＯ３ガスは、主に、中心領域Ｃから流れるＮ２ガスと排気口６２を通した吸引力によって、排気領域６に向かって流れる。一方、この部分のＯ３ガスの少量部分が、第２の反応ガス供給ノズル３２に対してサセプタ２の回転方向の下流側に位置する分離領域Ｄに向かって流れ、天井面４４とサセプタ２との間の隙間に入る可能性がある。しかし、その隙間の高さｈが意図した成膜条件下で当該隙間への流入を阻止する程度の高さに設定されているため、Ｏ３ガスはその隙間に入るのが阻止される。喩え、少量のＯ３ガスがその隙間に流れ込んだとしても、そのＯ３ガスは、分離領域Ｄの奥まで流れることができない。隙間に流れ込んだ少量のＯ３ガスは、分離ガス供給ノズル４１から吐出された分離ガスによって押し戻される。したがって、図１０に示すように、サセプタ２の上面を回転方向に沿って流れる実質的にすべてのＯ３ガスが、排気領域６へ流れ排気口６２によって排気される。
【００５３】
同様に、第１の反応ガス供給ノズル３１から吐出され、サセプタ２の回転方向と反対の方向にサセプタ２の表面に沿って流れる一部のＢＴＢＡＳガスは、第１の反応ガス供給ノズル３１に対して回転方向上流側に位置する凸状部４の天井面４４とサセプタ２との間の隙間に流れ込むことが防止される。喩え少量のＢＴＢＡＳガスが流れ込んだとしても、分離ガス供給ノズル４１から吐出されるＮ２ガスによって押し戻される。押し戻されたＢＴＢＡＳガスは、分離ガス供給ノズル４１からのＮ２ガスと中心領域Ｃから吐出されているＮ２ガスと共に、サセプタ２の外周縁と真空容器１の内周壁とに向かって流れ、排気領域６を介して排気口６１を通して排気される。
【００５４】
第１の反応ガス供給ノズル３１から下方側に吐出され、サセプタ２の回転方向と同じ方向にサセプタ２の表面（及びウエハＷの表面）に沿って流れる他の部分のＢＴＢＡＳガスは、第１の反応ガス供給ノズル３１に対して回転方向下流側に位置する凸状部４の天井面４４とサセプタ２との間に流れ込むことができない。喩え少量のＢＴＢＡＳガスが流れ込んだとしても、分離ガス供給ノズル４２から吐出されるＮ２ガスによって押し戻される。押し戻されたＢＴＢＡＳガスは、分離領域Ｄの分離ガス供給ノズル４２からのＮ２ガスと中心領域Ｃから吐出されているＮ２ガスと共に、排気領域６に向かって流れ、排気口６１により排気される。
【００５５】
上述のように、分離領域Ｄは、ＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスが分離領域Ｄへ流れ込むのを防止するか、分離領域Ｄへ流れ込むＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスの量を十分に低減するか、または、ＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスを押し戻すことができる。ウエハＷに吸着したＢＴＢＡＳ分子とＯ３分子は、分離領域Ｄを通り抜けるのを許され、膜の堆積に寄与する。
【００５６】
また、図８及び図１０に示すように、中心領域Ｃからは分離ガスがサセプタ２の外周縁に向けて吐出されているので、第１の処理領域Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の処理領域Ｐ２のＯ３ガス）は、中心領域Ｃへ流入することができない。喩え、第１の処理領域Ｐ１の少量のＢＴＢＡＳ（第２処理領域Ｐ２のＯ３ガス）が中心領域Ｃへ流入したとしても、そのＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）はＮ２ガスにより押し戻され、第１の処理領域Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の処理領域Ｐ２のＯ３ガス）が、中心領域Ｃを通って第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）に流入することが阻止される。
【００５７】
また、第１の処理領域Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の処理領域Ｐ２のＯ３ガス）は、サセプタ２と容器本体１２の内周壁との間の空間を通して第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）に流入することも阻止される。これは、屈曲部４６が凸状部４から下向きに形成され、屈曲部４６とサセプタ２との隙間、及び屈曲部４６と容器本体１２の内周壁との間の隙間が、凸状部４の天井面４４のサセプタ２からの高さｈと同じくらい小さいため、２つの処理領域の間の連通を実質的に回避しているからである。したがって、ＢＴＢＡＳガスは、排気口６１から排気され、Ｏ３ガスは排気口６２から排気されて、これら２つの反応ガスが混合することはない。また、サセプタ２の下方の空間は、パージガス供給管７２，７３から供給されるＮ２ガスによりパージされている。したがって、ＢＴＢＡＳガスは、サセプタ２の下方を通してプロセス領域Ｐ２へと流れ込むことはできない。
【００５８】
この実施形態による成膜装置３００における好適なプロセスパラメータを以下に掲げる。
・サセプタ２の回転速度：  １−５００ｒｐｍ（ウエハＷの直径が３００ｍｍの場合）
・真空容器１の圧力：  １０６７ Ｐａ（８ Ｔｏｒｒ）
・ウエハ温度：  ３５０℃
・ＢＴＢＡＳガスの流量：  １００ ｓｃｃｍ
・Ｏ３ガスの流量：  １００００ ｓｃｃｍ
・分離ガス供給ノズル４１，４２からのＮ２ガスの流量：  ２００００ ｓｃｃｍ
・分離ガス供給管５１からのＮ２ガスの流量：  ５０００ ｓｃｃｍ
・サセプタ２の回転数：  ６００回転（必要な膜厚による）
この実施形態による成膜装置３００によれば、成膜装置３００が、ＢＴＢＡＳガスが供給される第１の処理領域と、Ｏ３ガスが供給される第２の処理領域との間に、低い天井面４４を含む分離領域Ｄを有しているため、ＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）が第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）へ流れ込むのが防止され、Ｏ３ガス（ＢＴＢＡＳガス）と混合されるのが防止される。したがって、ウエハＷが載置されたサセプタ２を回転させて、ウエハＷを第１の処理領域Ｐ１、分離領域Ｄ、第２の処理領域Ｐ２、及び分離領域Ｄを通過させることにより、酸化シリコン膜の分子層成膜が確実に実施される。また、ＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）が第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）へ流れ込みＯ３ガス（ＢＴＢＡＳガス）と混合するのを更に確実に防止するため、分離領域Ｄは、Ｎ２ガスを吐出する分離ガス供給ノズル４１，４２を更に含む。さらに、この実施形態による成膜装置３００の真空容器１は、Ｎ２ガスが吐出される吐出孔を有する中心領域Ｃを有しているため、中心領域Ｃを通ってＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）が第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）へ流れ込みＯ３ガス（ＢＴＢＡＳガス）と混合されるのを防止することができる。
【００５９】
上述のとおり、本発明の実施形態による成膜装置３００においては、反応ガスが気相中で混合することが殆ど無く、したがって、真空容器１の内壁面等への膜の堆積を極力低減することが可能である。しかし、サセプタ２には、第１の処理領域Ｐ１を通過するときに第１の反応ガス（例えばＢＴＢＡＳガス）のガス分子等が吸着し、第２の処理領域Ｐ２を通過するときに第２の反応ガス（例えばＯ３ガス）のガス分子等が吸着し得るため、これらの反応ガスの反応生成物（上記の例では酸化シリコン）が堆積する可能性がある。サセプタ２に堆積した反応生成物質の厚さが所定の厚さを超えると、剥離してパーティクルが発生することとなるが、本発明の実施形態による成膜装置３００においては、クリーニングノズル６０が設けられているため、これにより、堆積した反応生成物質を除去することが可能である。以下、クリーニングノズル６０を利用し、サセプタ２上に堆積した酸化シリコンを除去するクリーニング方法について説明する。なお、このクリーニング方法は、例えば成膜装置３００における一ラン毎に行っても良いし、所定回数のランの後に行っても良い。また、このクリーニング方法は、メモリ装置１００ｃに格納され、クリーニング方法を実施するために成膜装置３００の各部品または部材を適宜動作させるステップ群を含む、クリーニングのためのプログラムが、プロセスコントローラ１００ａにおいて実行されることによって、成膜装置３００において実施される。
【００６０】
まず、分離ガス供給ノズル４１および４２からＮ２ガスを流すと共に、真空ポンプ６４および圧力調整器６５により真空容器１内が所定の圧力に維持される。この圧力は、例えば１３３．３Ｐａから５０ｋＰａとすることができる。
【００６１】
次に、サセプタ２を回転させる。回転数は、サセプタ２上の酸化シリコンの厚さ、その酸化シリコンの除去レート（エッチングレート）、およびクリーニングガスの濃度等を考慮して設定することができ、例えば１０ｒｐｍ以下とすることができる。また、使用するクリーニングガスによっては、サセプタ２を所定の温度に加熱しても良い。
【００６２】
次いで、クリーニングノズル６０の排気管６０ａを通してクリーニングノズル６０の内側の空間を排気しつつ、この空間に対して、ガス供給部（図示せず）からガスノズル６０ｄを通してＦ２ガスを供給し、ガスノズル６０ｅを通してＨ２ガスを供給する。これらのガスは、内側フード部材６０ｃの内側の空間（逆凹状の空間）において気相中で反応し、フッ酸（ＨＦ）が生成される。生成されたＨＦによりサセプタ２の上面に堆積された酸化シリコンが分解されて除去される。また、ＨＦと酸化シリコンの反応生成物や、未反応のＨＦ、Ｈ２、およびＦ２といったガスは、外側フード部材６０ｂと内側フード部材６０ｃとの間の空間（ガス流路）と排気管６０ａを通して排気される。また、このガス流路には、喩え僅かではあっても、排気管６０ａを通した排気によって外側フード部材６０ｂの外側からＮ２ガスが流れ込む。このため、ＨＦやＦ２などの反応性のガスが真空容器１内へ拡散することは殆ど無い。なお、真空容器１内の圧力を比較的高くすれば、クリーニングノズル６０の外側へクリーニングガスが流出するのを抑えることができる点で有利である。換言すると、クリーニングノズル６０内の圧力が真空容器１内の圧力よりも低くなるように、排気管６０ａを通した排気を調整すると好ましい。
【００６３】
クリーニングガスを流してから所定の時間（クリーニング時間）が経過した後、ガスノズル６０ｄ、６０ｅからガスの供給を停止し、真空容器１内のパージを行う。このパージは、所定の時間、分離ガス供給ノズル４１、４２からＮ２ガスを供給し続けることにより行うことができる。パージ終了後、サセプタ２の回転を停止し、Ｎ２ガスの供給を停止することにより、クリーニングが終了する。
【００６４】
上述のとおり、本発明の実施形態による成膜装置３００においては、サセプタ２の上面に近接してクリーニングノズル６０が設けられ、これからサセプタ２の上面にクリーニングガスが提供されるので、サセプタ２上の堆積物を除去することができる。すなわち、真空容器１を分解しなくてもサセプタ２上の堆積物を除去することができるため、ターンアラウンド・タイム（ＴＡＴ）を低減することができる。しかも、クリーニングノズル６０は、ガスノズル６０ｄ、６０ｅから供給されるクリーニングガスが、サセプタ２の上面に到達した後、内側フード部材６０ｃにより区画される空間（ガスノズル６０ｄ、６０ｅが延在する空間）の両側に開口したガス流路から排気されるように構成されるため、真空容器１内に拡散することがない。したがって、クリーニングガスによって、たとえばアルミニウムのような金属により作製される真空容器１の内面が腐食されるといった問題を回避することが可能である。仮に、クリーニングノズル６０が無いとすれば、クリーニングガスが真空容器１内の全体に広がるため、真空容器１の内面の全体をクリーニングガスから保護する処置が必要となるが、クリーニングノズル６０によれば、そのような処置は不要となり、メンテナンスコストを低減することができる。さらに、クリーニングガスを内側フード部材６０ｃにより区画される空間に留めることができるため、クリーニングガスの濃度を比較的高くすることが可能である。したがって、クリーニングの効率を高くすることができ、クリーニングに要する時間の短縮を通して、製造スループットの向上に貢献することができる。
【００６５】
ここで、クリーニングノズル６０の構成について追加の説明をする。外側フード部材６０ｂの開口端部とサセプタ２の上面との間の隙間Ｇ１（図５（ｂ））の高さは、例えば約１ｍｍ以上約４ｍｍ以下であると好ましい。約４ｍｍより高いと、ガスノズル６０ｄ、６０ｅから吐出されるクリーニングガスがガス流路から排気されず、隙間Ｇ１を通して真空容器１内へ拡散されやすくなり、約１ｍｍより低いと、外側フード部材６０ｂがサセプタ２の上面に接触し、パーティクルを発生するためである。
【００６６】
さらに、外側フード部材６０ｂと内側フード部材６０ｃとの間の間隔、すなわち、これらの間に形成される空間（ガス流路）の幅は、例えば約５ｍｍから約１０ｍｍであると好ましい。また、内側フード部材６０ｃとサセプタ２の上面との間の隙間Ｇ２（図５（ｂ））の高さは、例えば約２ｍｍから約５ｍｍであって良い。また、クリーニングガスをガス流路へ流入し易くするため、隙間Ｇ２の高さ≧隙間Ｇ１の高さといった関係を有していると好ましい。
【００６７】
なお、本実施形態による成膜装置３００においては、サセプタ２は５つの載置部２４を有し、対応する５つの載置部２４に載置された５枚のウエハＷを一回のランで処理することができるが、５つの載置部２４のうちの一つに１枚のウエハＷを載置しても良いし、サセプタ２に載置部２４を一つのみ形成しても良い。
【００６８】
さらに、酸化シリコン膜の分子層成膜に限定されず、成膜装置３００によって窒化シリコン膜の分子層成膜を行うこともできる。窒化シリコン膜の分子層成膜のための窒化ガスとしては、アンモニア（ＮＨ３）やヒドラジン（Ｎ２Ｈ２）などを利用することができる。
【００６９】
また、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜の分子層成膜のための原料ガスとしては、ＢＴＢＡＳに限らず、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、トリスジメチルアミノシラン（３ＤＭＡＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）などを利用することができる。
【００７０】
さらにまた、本発明の実施形態による成膜装置及び成膜方法においては、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜に限らず、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の分子層成膜、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（ＴＥＭＡＺ）とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の分子層成膜、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム（ＴＥＭＡＨｆ）とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）の分子層成膜、ストロンチウムビステトラメチルヘプタンジオナト（Ｓｒ（ＴＨＤ）２）とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）の分子層成膜、チタニウムメチルペンタンジオナトビステトラメチルヘプタンジオナト（Ｔｉ（ＭＰＤ）（ＴＨＤ））とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化チタニウム（ＴｉＯ）の分子層成膜などを行うことができる。
【００７１】
サセプタ２の外周縁に近いほど大きい遠心力が働くため、例えば、ＢＴＢＡＳガスは、サセプタ２の外周縁に近い部分において、大きい速度で分離領域Ｄへ向かう。したがって、サセプタ２の外周縁に近い部分では天井面４４とサセプタ２との間の隙間にＢＴＢＡＳガスが流入する可能性が高い。そこで、凸状部４の幅（回転方向に沿った長さ）を外周縁に向うほど広くすれば、ＢＴＢＡＳガスがその隙間に入りにくくすることができる。この観点からは、本実施形態において上述したように、凸状部４が扇形の上面形状を有すると好ましい。
【００７２】
以下に、凸状部４（又は天井面４４）のサイズを再び例示する。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を参照すると、分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に狭隘な空間を形成する凸状部４（天井面４４）は、ウエハ中心ＷＯが通る経路に対応する円弧の長さＬとしてウエハＷの直径の約１／１０〜約１／１の長さであって良く、約１／６以上であると好ましい。具体的には、ウエハＷが３００ｍｍの直径を有している場合、この長さＬは、約５０ｍｍ以上が好ましい。この長さＬが短い場合、天井面４４とサセプタ２との間の狭隘な空間の高さｈは、反応ガスが狭隘な空間へ流れ込むのを効果的に防止するため、低くしなければならない。しかし、長さＬが短くなり過ぎて、高さｈが極端に低くなると、サセプタ２が天井面４４に衝突し、パーティクルが発生してウエハの汚染が生じたり、ウエハが破損したりする可能性がある。したがって、サセプタ２の天井面４４に衝突するのを避けるため、サセプタ２の振動を抑える、又はサセプタ２を安定して回転させるための方策が必要となる。一方、長さＬを短くしたまま狭隘な空間の高さｈを比較的大きく維持する場合には、天井面４４とサセプタ２との間の狭隘な空間に反応ガスが流れ込むのを防止するため、サセプタ２の回転速度を低くしなければならず、製造スループットの点でむしろ不利になる。これらの考察から、ウエハ中心ＷＯの経路に対応する円弧に沿った、天井面４４の長さＬは、約５０ｍｍ以上が好ましい。しかし、凸状部４又は天井面４４のサイズは、上記のサイズに限定されることなく、使用されるプロセスパラメータやウエハサイズに従って調整して良い。また、狭隘な空間が、分離領域Ｄから処理領域Ｐ１（Ｐ２）への分離ガスの流れが形成される程度の高さを有している限りにおいて、上述の説明から明らかなように、狭隘な空間の高さｈもまた、使用されるプロセスパラメータやウエハサイズに加えて、たとえば天井面４４の面積に応じて調整して良い。
【００７３】
また、上記の実施形態においては、凸状部４に設けられた溝部４３に分離ガス供給ノズル４１（４２）が配置され、分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に低い天井面４４が配置されている。しかし、他の実施形態においては、分離ガス供給ノズル４１の代わりに、図１２に示すように凸状部４の内部においてサセプタ２の直径方向に伸びる流路４７を形成し、この流路４７の長さ方向に沿って複数のガス吐出孔４０を形成し、これらのガス吐出孔４０から分離ガス（Ｎ２ガス）を吐出するようにしてもよい。
【００７４】
分離領域Ｄの天井面４４は平坦面に限られるものではなく、図１３（ａ）に示すように凹面状に湾曲して良いし、図１３（ｂ）に示すように凸面形状にしても良く、また図１３（ｃ）に示すように波型状に構成しても良い。
【００７５】
また、凸状部４は中空であって良く、中空内に分離ガスを導入するように構成しても良い。この場合、複数のガス吐出孔３３を、図１４（ａ）から図１４（ｃ）に示すように配列してもよい。
【００７６】
図１４（ａ）を参照すると、複数のガス吐出孔３３は、それぞれ傾斜したスリットの形状を有している。これらの傾斜スリット（複数のガス吐出孔３３）は、サセプタ２の半径方向に沿って隣接するスリットと部分的にオーバーラップしている。図１４（ｂ）では、複数のガス吐出孔３３は、それぞれ円形である。これらの円形の孔（複数のガス吐出孔３３）は、全体としてサセプタ２の半径方向に沿って伸びる曲がりくねった線に沿って配置されている。図１４（ｃ）では、複数のガス吐出孔３３は、それぞれ円弧状のスリットの形状を有している。これらの円弧状スリット（複数のガス吐出孔３３）は、サセプタ２の半径方向に所定の間隔で配置されている。
【００７７】
また、本実施形態では凸状部４はほぼ扇形の上面形状を有するが、他の実施形態では、図１５（ａ）に示す長方形、又は正方形の上面形状を有して良い。また、凸状部４は、図１５（ｂ）に示すように、上面は全体として扇形であり、凹状に湾曲した側面４Ｓｃを有していても良い。加えて、凸状部４は、図１５（ｃ）に示すように、上面は全体として扇形であり、凸状に湾曲した側面４Ｓｖを有していても良い。さらにまた、図１５（ｄ）に示すとおり、凸状部４のサセプタ２（図１）の回転方向ｄの上流側の部分が凹状の側面４Ｓｃを有し、凸状部４のサセプタ２（図１）の回転方向ｄの下流側の部分が平面状の側面４Ｓｆを有していても構わない。なお、図１５（ａ）から図１５（ｄ）において、点線は凸状部４に形成された溝部４３（図４（ａ）、図４（ｂ））を示している。これらの場合、溝部４３に収容される分離ガス供給ノズル４１（４２）（図２）は真空容器１の中央部、例えば突出部５（図１）から伸びる。
【００７８】
ウエハを加熱するためのヒータユニット７は、抵抗発熱体の代わりに、加熱ランプを有して構成されてもよい。また、ヒータユニット７は、サセプタ２の下方側に設ける代わりにサセプタ２の上方側に設けてもよいし、上下両方に設けてもよい。
【００７９】
処理領域Ｐ１，Ｐ２及び分離領域Ｄは、他の実施形態においては図１６に示すように配置されても良い。図１６を参照すると、第２の反応ガス（例えば、Ｏ３ガス）を供給する第２の反応ガス供給ノズル３２が、搬送口１５よりもサセプタ２の回転方向上流側であって、搬送口１５と分離ガス供給ノズル４２との間に設置されている。このような配置であっても、各ノズル及び中心領域Ｃから吐出されるガスは、概ね、同図において矢印で示すように流れて、両反応ガスの混合が防止される。したがって、このような配置であっても、適切な分子層成膜を実現することができる。
【００８０】
また、既に述べたように、２枚の扇形プレートが分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に位置されるように、天板１１の下面にネジで取り付けることにより、分離領域Ｄを構成してよい。図１７は、このような構成示す平面図である。この場合、凸状部４と分離ガス供給ノズル４１（４２）との間の距離や、凸状部４のサイズは、分離領域Ｄの分離作用を効率よく発揮するため、分離ガスや反応ガスの吐出レートを考慮して決定して良い。
【００８１】
上述の実施の形態では、第１の処理領域Ｐ１及び第２の処理領域Ｐ２は、分離領域Ｄの天井面４４よりも高い天井面４５を有する領域に相当している。しかし、第１の処理領域Ｐ１及び第２の処理領域Ｐ２の少なくとも一方は、反応ガス供給ノズル３１（３２）の両側でサセプタ２に対向し、天井面４５よりも低い他の天井面を有してもよい。当該天井面とサセプタ２との間の隙間にガスが流れ込むのを防止するためである。この天井面は、天井面４５よりも低く、分離領域Ｄの天井面４４と同じくらい低くてもよい。図１８は、そのような構成の一例を示している。図示のとおり、扇状の凸状部３０は、Ｏ３ガスが供給される第２の処理領域Ｐ２に配置され、反応ガス供給ノズル３２が凸状部３０に形成された溝部（図示せず）に配置されている。言い換えると、この第２の処理領域Ｐ２は、ガスノズルが反応ガスを供給するために使用されるが、分離領域Ｄと同様に構成されている。なお、凸状部３０は、図１４（ａ）から図１４（ｃ）に一例を示す中空の凸状部と同様に構成されても良い。
【００８２】
上記の実施形態では、サセプタ２を回転する回転シャフト２２は、真空容器１の中央部に位置している。また、コア部２１と天板１１との間の空間５２は、反応ガスが中央部を通して混合するのを防止するため、分離ガスでパージされている。しかし、真空容器１は、他の実施形態において図１９のように構成されても良い。図１９を参照すると、容器本体１２の底部１４は、中央開口を有し、ここには収容ケース８０が気密に取り付けられている。また、天板１１は、中央凹部８０ａを有している。支柱８１が収容ケース８０の底面に載置され、支柱８１の状端部は中央凹部８０ａの底面にまで到達している。支柱８１は、第１の反応ガス供給ノズル３１から吐出される第１の反応ガス（ＢＴＢＡＳ）と第２の反応ガス供給ノズル３２から吐出される第２の反応ガス（Ｏ３）とが真空容器１の中央部を通して互いに混合するのを防止する。
【００８３】
また、回転スリーブ８２が、支柱８１を同軸状に囲むように設けられている。回転スリーブ８２は、支柱８１の外面に取り付けられた軸受け８６，８８と、収容ケース８０の内側面に取り付けられた軸受け８７とにより支持されている。さらに、回転スリーブ８２は、その外面にギヤ部８５が取り付けられている。また、環状のサセプタ２の内周面が回転スリーブ８２の外面に取り付けられている。駆動部８３が収容ケース８０に収容されており、駆動部８３から延びるシャフトにギヤ８４が取り付けられている。ギヤ８４はギヤ部８５と噛み合う。このような構成により、回転スリーブ８２ひいてはサセプタ２が駆動部８３により回転される。
【００８４】
パージガス供給管７４が収容ケース８０の底に接続され、収容ケース８０へパージガスが供給される。これにより、反応ガスが収容ケース８０内へ流れ込むのを防止するために、収容ケース８０の内部空間を真空容器１の内部空間よりも高い圧力に維持することができる。したがって、収容ケース８０内での成膜が起こらず、メンテナンスの頻度を低減できる。また、パージガス供給管７５が、真空容器１の上外面から凹部８０ａの内壁まで至る導管７５ａにそれぞれ接続され、回転スリーブ８２の上端部に向けてパージガスが供給される。このパージガスのため、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスは、凹部８０ａの内壁と回転スリーブ８２の外面との間の空間を通して混合することができない。図１９には、２つのパージガス供給管７５と導管７５ａが図示されているが、供給管７５と導管７５ａの数は、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとの混合が凹部８０ａの内壁と回転スリーブ８２の外面との間の空間近傍において確実に防止されるように決定されて良い。
【００８５】
図１９に示す、本発明の他の実施形態による成膜装置では、凹部８０ａの側面と回転スリーブ８２の上端部との間の空間は、分離ガスを吐出する吐出孔に相当し、そしてこの分離ガス吐出孔、回転スリーブ８２及び支柱８１により、真空容器１の中心部に位置する中心領域が構成される。
【００８６】
また、図１９を参照すると、高い天井面４５とサセプタ２との間にクリーニングノズル６０が配置されている。このクリーニングノズル６０は、上述のものと同一の構成を有している。したがって、図１９に示す、本発明の他の実施形態による成膜装置においても、本発明の実施形態による成膜装置３００が有する効果と同一の効果を得ることができる。
【００８７】
また、本発明の実施形態による成膜装置３００においては、２種類の反応ガスを用いることに限られず、３種類以上の反応ガスを順番に基板上に供給しても良い。その場合には、例えば第１の反応ガス供給ノズル、分離ガス供給ノズル、第２の反応ガス供給ノズル、分離ガス供給ノズル、第３の反応ガス供給ノズル及び分離ガス供給ノズルの順番で真空容器１の周方向に各ガスノズルを配置し、各分離ガス供給ノズルを含む分離領域を既述の実施の形態のように構成すればよい。
【００８８】
本発明の実施形態による成膜装置３００（図１等）および他の実施形態による成膜装置（例えば図１９）におけるクリーニングノズル６０は、上述のものに限らず、種々に変更可能である。例えば、クリーニングノズル６０の取り付け位置は、図示の位置に限られず、反応ガス供給ノズル３１、３２からのガスの流れを阻害しない位置であれば、任意に決定することができる。また、図示の例では、クリーンノズル６０は、１つの排気管６０ａを有しているが、２つ以上の排気管６０ａを有しても良い。また、排気管６０ａは、円筒状でなく、スリット状であっても良い。なお、排気管６０ａの数および形状を変更する場合であっても、それに応じて、クリーニングノズル６０を真空容器１に対して気密に取り付けるべきことは言うまでもない。また、外側フード部材６０ｂを天板１１の高い天井面４５に直接に取り付けて良いことは勿論である。
【００８９】
ガスノズル６０ｄ、６０ｅにそれぞれ形成された孔６０ｆ、６０ｇの開口方向は、上述の方向に限定されることなく、例えばサセプタ２の上面の方向であっても良い。また、外側フード部材６０ｂと内側フード部材６０ｃは、本実施形態においては、コの字型の断面を有しているが、他の実施形態においては、サセプタ２の上面に向かって開口したＵ字状、Ｖ字状、またはＣ字状の断面を有していても良い。
【００９０】
また、本実施形態による成膜装置３００を用いて成膜を行っている場合には、クリーニングガスを流すべきではないが、クリーニングガスの代わりに例えばＮ２ガスまたは不活性ガスをガスノズル６０ｄ、６０ｅから流し、ガス流路（外側フード部材６０ｂと内側フード部材６０ｃとの間の空間）と排気管６０ａとを通してＮ２ガスを排気することも可能である。このようにすれば、反応ガス（例えばＢＴＢＡＳとＯ３）の混合をより確実に防ぐことができる。
【００９１】
クリーニングノズル６０のガスノズル６０ｄ、６０ｅから供給されるクリーニングガスは、本実施形態による成膜装置３００で堆積される膜に応じて適宜選択されて良いことは言うまでもない。例えば、成膜装置３００を窒化シリコン膜の成膜に使用する場合、クリーニングガスとしては、Ｈ２ガスおよびＦ２ガスの組み合わせの他に、ＣｌＦ３を使用することができる。また、ＣｌＦ３を酸化シリコン膜の除去に用いることも可能であり、さらに、酸化シリコン膜の除去にはＨＦガスを用いても良い。なお、ＣｌＦ３やＨＦなど、一種類のガスを用いる場合は、２つのガスノズル６０ｄ、６０ｅの両方から供給しても良いし、いずれか一方から供給しても良い。また、クリーニングノズル６０は、１本のガスノズルのみを有していても良い。この構成は、例えばＣｌＦ３やＨＦをクリーニングガスとして用いる場合に好ましい。
【００９２】
さらに、クリーニングガスとして、塩素（Ｃｌ２）ガスかつ／又はフッ素（Ｆ２）ガスを用いても良い。この場合、Ｃｌ２ガスをガスノズル６０ｄ、６０ｅの一方から供給し、Ｆ２ガスを他方から供給しても良い。また、Ｃｌ２ガスのみをガスノズル６０ｄ、６０ｅの両方またはいずれか一方から供給しても良いし、Ｆ２ガスのみをガスノズル６０ｄ、６０ｅの両方またはいずれか一方から供給しても良い。さらに、クリーニングノズル６０が１本のガスノズルのみを有する場合に、このガスノズルからＣｌ２ガスおよびＦ２ガスの一方を供給しても良い。さらにまた、Ｃｌ２ガスとＦ２ガスの混合ガスをガスノズル６０ｄ、６０ｅの両方またはいずれか一方から供給しても良いし、クリーニングノズル６０が１本のガスノズルのみを有する場合に、１本のガスノズルから供給しても良い。
【００９３】
また、クリーニングガスとしてＮＦ３を用いることも可能である。ただし、ＮＦ３は、そのまま供給したのでは反応性が低く、サセプタ２上の堆積物を十分に除去することができないため、プラズマにより活性化する必要がある。これを可能とするクリーニングノズル６０の構成について以下に説明する。図２０は、クリーニングノズルの変形例を説明する図であって、クリーニングノズル６０に設けられるプラズマ発生器６００を示す斜視図である。すなわち、図２０に示すプラズマ発生器６００と、この外側に設けられる外側フード部材６０ｂとにより、変形例のクリーニングノズル６０が構成される。
【００９４】
図２０に示すように、プラズマ発生器６００は、外側フード部材６０ｂの長手方向に延びる外枠６０１と、外枠６０１内を第１室と第２室に分割する隔壁６０６と、隔壁６０６により分割される第１室において外枠６０１の長手方向に延び、互いに平行な２つの電極６０４、６０５と、隔壁６０６により分割される第２室において外枠６０１の長手方向に延びるガスノズル６０２と、を有している。
【００９５】
外枠６０１は、内側フード部材６０ｃ（図５（ｂ））と同様な凹状部材と、本例では、この凹状部材の開口をカバーするカバー部材とを有している。
【００９６】
ガスノズル６０２は、ガスノズル６０ｄ、６０ｅと同様に、容器本体１２の側周壁を貫通して導入されており、基端（ガス導入ポート）においてＮＦ３供給源（図示せず）に接続されている。また、ガスノズル６０２には、隔壁６０６を向いて開口する複数の孔６０３が設けられ、ＮＦ３供給源からのＮＦ３がこれらの孔６０３を通して第２室に供給される。
【００９７】
隔壁６０６は、その上部において、所定の長さのスリットＳが形成されている。これにより、ガスノズル６０２により第２室に供給されたＮＦ３ガスは、第１室へと徐々に流出する。
【００９８】
第１室に設けられた２つの電極６０４、６０５は、容器本体１２の側周壁に取り付けられた電流導入端子（図示せず）を介して高周波電源（図示せず）が接続され、この電源から２つの電極の間に高周波電力が印加される。高周波電力の周波数は、例えば９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ又は８．３ＧＨｚであって良い。このような周波数を有する高周波電力を電極６０４、６０５に印加することにより、電極６０４、６０５の間の空間に高周波電界が生じる。そして、この高周波電界により、ガスノズル６０２からスリットＳを通して電極６０４、６０５の間へ至ったＮＦ３ガスが活性化され、電極６０４、６０５の間の空間にプラズマが生成される。また、第１室の２つの電極６０４、６０５の下方には、スリットＧが形成されており、プラズマ中の活性な分子種がスリットＧを通してサセプタ２の上面に供給される（図５（ｂ）を参照）。このようにして供給された活性な分子種により、サセプタ２上の堆積物が分解されて除去される。また、未反応の活性な分子種（特に寿命の長いもの）や、堆積物が分解されて生じた生成物等は、プラズマ発生器６００とその外側に配置された外側フード部材６０ｂとの間の空間（ガス流路）、および排気管６０ａから排気される。さらに、外側フード部材６０ｂとサセプタ２との間の隙間Ｇ１から外部のＮ２ガス等もガス流路に吸い込まれる。このため、活性な分子種が真空容器１内に拡散することは殆ど無い。
【００９９】
なお、プラズマ発生器６００には、ＮＦ３ガスに限らず、除去する堆積物に応じて、例えばＣ２Ｆ６ガスやＣ３Ｆ６ガスをプラズマ発生器６００のガスノズル６０２へ供給しても良い。また、クリーニングガスとして塩素（Ｃｌ２）ガス若しくはフッ素（Ｆ２）ガスまたはこれらの混合ガスをガスノズル６０２へ供給しても良い。
【０１００】
また、図示の例では、プラズマ発生器６００の内部は第１室と第２室に分割されているが、追加の隔壁６０６を設けて、第１室の隣に（第３室、第１室、および第２室のように並ぶように）第３室を設けても良い。そして、第３室にもガスノズル６０２を設け、このガスノズル６０２から第３室へクリーニングガスを供給しても良い。このようにすれば、例えば、第２室のガスノズル６０２へＣｌ２ガスを供給し、第３室のガスノズル６０２へＦ２ガスを供給すれば、Ｃｌ２ガスおよびＦ２ガスは、第１室で混合され、第１室内の電極６０４、６０５の間の空間に生成されるプラズマにより活性化され、活性な分子種がスリットＧを通してサセプタ２の上面に供給される。
【０１０１】
また、クリーニングノズル６０（プラズマ発生器６００を有するものを含む、以下同じ）をＭＬＤ装置である成膜装置３００に設ける例を説明したが、ＭＬＤ装置に限定されない。例えば、気密に維持される容器内に回転可能に設けられ、一の面に基板が載置される基板載置部を有するサセプタと、サセプタの一の面に対して、原料ガスを供給する原料ガス供給系と、原料ガスを排気するため、容器に形成される排気口とを有する成膜装置にクリーニングノズル６０を設けることができる。そして、成膜装置の容器内においてサセプタの上方に配置され、該サセプタの上面に向かって開口する第１の凹状部材により区画される逆凹状の空間にクリーニングガスを供給し、サセプタを回転し、第１の凹状部材と、該第１の凹状部材の上方に配置される第２の凹状部材との間に区画されるガス流路を通してクリーニングガスを排気するようにすれば、クリーニングノズル６０が有する効果を発揮させることが可能である。
【０１０２】
また、本発明の実施形態による成膜装置３００（変形例を含む）は、基板処理装置に組み込むことができ、その一例が図２１に模式的に示されている。基板処理装置は、搬送アーム１０３が設けられた大気搬送室１０２と、雰囲気を真空と大気圧との間で切り替え可能なロードロック室（準備室）１０５と、２つの搬送アーム１０７ａ、１０７ｂが設けられた搬送室１０６と、本発明の実施形態にかかる成膜装置１０８，１０９とを含む。また、この処理装置は、たとえばＦＯＵＰなどのウエハカセット１０１が載置されるカセットステージ（図示せず）を含んでいる。ウエハカセット１０１は、カセットステージの一つに運ばれ、カセットステージと大気搬送室１０２との間の搬入出ポートに接続される。次いで、開閉機構（図示せず）によりウエハカセット（ＦＯＵＰ）１０１の蓋が開けられて、搬送アーム１０３からウエハカセット１０１からウエハが取り出される。次に、ウエハはロードロック室１０４（１０５）へ搬送される。ロードロック室１０４（１０５）が排気された後、ロードロック室１０４（１０５）内のウエハは、搬送アーム１０７ａ（１０７ｂ）により、真空搬送室１０６を通して成膜装置１０８，１０９へ搬送される。成膜装置１０８，１０９では、上述の方法でウエハ上に膜が堆積される。基板処理装置は、同時に５枚のウエハを主要可能な２つの成膜装置１０８，１０９を有しているため、高いスループットで分子層成膜を行うことができる。
【０１０３】
本発明は、具体的に開示された実施形態および変形例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲の要旨内で変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
３００・・・成膜装置、２・・・サセプタ、２４・・・載置部、１０・・・搬送アーム、４・・・凸状部、５・・・突出部、３１，３２・・・反応ガス供給ノズル、４１，４２・・・分離ガス供給ノズル、６０・・・クリーニングノズル、６０ａ・・・排気管、６０ｂ・・・外側フード部材、６０ｃ・・・内側フード部材、６０ｄ，６０ｅ・・・ガスノズル、６００・・・プラズマ発生器、６０３・・・ガスノズル、６０４，６０５・・・電極、Ｗ・・・ウエハ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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