(57)【要約】【課題】ガス供給路の内部や、処理室下部に付着した付着物を除去することができ、かつ、クリーニングに要する時間を短縮して生産性を向上させることも可能な成膜装置のクリーニング方法を提供すること。【解決手段】クリーニング工程（ステップ１）と、成膜処理工程（ステップ２）とを備え、クリーニング工程が、圧力を第１の圧力帯、並びに温度を第１の温度帯でクリーニングガスを供給することで行うこと（Ｓ１１）、圧力を第１の圧力帯よりも高い第２の圧力帯、温度を第１の温度帯および／又は第１の温度帯よりも高い第２の温度帯でクリーニングガスを供給することで行うこと（Ｓ１２）、圧力を第２の圧力帯よりも低い第３の圧力帯、温度を第２の温度帯でクリーニングガスを供給することで行うこと（Ｓ１３）を含み、クリーニング工程（ステップ１）に連続して、成膜処理工程（ステップ２）を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を収容し、前記被処理基板に対して化合物半導体膜を成膜する成膜処理を施す処理室と、
前記処理室の内部に収容された前記被処理基板を加熱する加熱装置と、
前記処理室の内部の圧力を、処理に必要とされる圧力に調整しながら該処理室の内部を排気することが可能な排気装置と、
前記処理室の内部に連通されるガス供給路を有し、前記処理室の内部に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構とを備えた成膜装置のクリーニング方法であって、
前記成膜装置をクリーニングするクリーニング工程と、前記被処理基板上に化合物半導体膜を成膜する成膜処理工程とを備え、
前記クリーニング工程が、
（１）  前記処理室の内部、および前記処理室の内部に収容された部材をクリーニングする工程と、
（２）  前記処理室の内部、および前記部材それぞれの下部をクリーニングする工程と、
（３）  前記ガス供給路の内部をクリーニングする工程とを具備し、
前記（１）工程は、前記処理室の内部の圧力を第１の圧力帯、並びに前記処理室の内部の温度をクリーニング可能温度以上の第１の温度帯で、前記ガス供給路からクリーニングガスを供給することで行い、
前記（２）工程は、前記処理室の内部の圧力を前記第１の圧力帯よりも高い第２の圧力帯、前記処理室の内部の温度を前記第１の温度帯および／又は前記第１の温度帯よりも高い第２の温度帯で、前記ガス供給路から前記クリーニングガスを供給することで行い、
前記（３）工程は、前記処理室の内部の圧力を前記第２の圧力帯よりも低い第３の圧力帯、前記処理室の内部の温度を前記第２の温度帯で、前記ガス供給路から前記クリーニングガスを供給することで行い、
前記クリーニング工程に連続して、前記成膜処理工程を行うことを特徴とする成膜装置のクリーニング方法。
【請求項２】
前記第１の温度帯は、前記処理室の内部、および前記部材の表面の温度を、これらの表面に付着している付着物を除去可能な温度とする温度帯であり、
前記第２の温度帯は、前記ガス供給路のうち、前記処理室から離れている部分の表面の温度を、この表面に付着している不純物を除去可能な温度とする温度帯であることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項３】
前記第２の圧力帯は、前記処理室の内部の圧力を、前記処理室の内部、および前記部材それぞれの下部の表面に付着している付着物を除去可能な圧力とする圧力帯であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項４】
前記（１）工程から前記（３）工程は、前記処理室の内部の温度を前記第１の温度帯から前記２の温度帯へ上昇させながら順次行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項５】
前記処理室は、前記被処理基板の出し入れを、前記処理室の下部を介して行う構造を持つことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項６】
前記加熱装置は、前記処理室の外側壁周囲を取り囲む構造を持ち、
前記ガス供給路は、前記加熱装置に設けられたスリットを介して前記処理室に連通される構造を持つことを特徴とする請求項５に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項７】
前記ガス供給路は、前記スリットを介して前記処理室に連通されるガイド管と、前記ガイド管に接続され、前記処理ガス供給機構から前記ガイド管の内部に処理に使用するガスを導入するガス導入管とを備えていることを特徴とする請求項６に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項８】
前記ガス導入管の径は前記ガイド管の径よりも細く、前記ガイド管の内部において、前記ガス導入管の外側表面と前記ガイド管の内側表面との間に、隙間があることを特徴とする請求項７に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項９】
前記（３）工程は、前記ガス導入管から、前記クリーニングガスを前記ガイド管の内部に対し、間欠供給する工程を含むことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１０】
前記処理ガス供給機構は、前記ガス供給路とは別に、前記処理室の内部に連通される別のガス供給路を、さらに有し、
前記（３）工程は、前記ガス供給路からの前記クリーニングガスの供給を止め、前記クリーニングガスを、前記別のガス供給路から供給する工程を含むことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１１】
前記化合物半導体膜が、Ｖ族元素として窒素を用いた窒化物半導体膜であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１２】
前記窒化物半導体膜が窒化ガリウム膜であることを特徴とする請求項１１に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１３】
前記化合物半導体膜が窒化ガリウム膜であるとき、
前記（３）工程に続いて、
（４）  前記処理室の内部の圧力を前記第３の圧力帯、並びに前記処理室の温度を前記
第２の温度帯で、前記ガス供給路から前記被処理基板の表面上に成膜される前記窒化ガリウム膜の極性を制御することが可能なクリーニングガスを供給し、前記被処理基板の表面をクリーニングする工程を、さらに具備することを特徴とする請求項１２に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１４】
前記（４）工程で用いられるクリーニングガスが、水素ガスであることを特徴とする請求項１３に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１５】
前記化合物半導体膜が窒化ガリウム膜であるとき、
前記処理室、前記部材、前記ガス供給路は、石英を含んで構成されていることを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１６】
前記（１）工程から前記（３）工程で用いられるクリーニングガスは、塩素ガスであることを特徴とする請求項１５に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１７】
前記被処理基板はサファイヤ基板であることを特徴とする請求項１６に記載の成膜装置のクリーニング方法。
【請求項１８】
被処理基板を収容し、前記被処理基板に対して化合物半導体膜を成膜する成膜処理を施す処理室と、
前記処理室の内部に収容された前記被処理基板を加熱する加熱装置と、
前記処理室の内部の圧力を、処理に必要とされる圧力に調整しながら該処理室の内部を排気することが可能な排気装置と、
前記処理室の内部に連通されるガス供給路を有し、前記処理室の内部に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された成膜装置のクリーニング方法が実施されるように、前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御することを特徴とする成膜装置。
【請求項１９】
前記処理室は、前記被処理基板の出し入れを、前記処理室の下部を介して行う構造を持ち、
前記加熱装置は、前記処理室の外側壁周囲を取り囲む構造を持ち、
前記ガス供給路は、前記加熱装置に設けられたスリットを介して前記処理室に連通される構造を持ち、
前記ガス供給路は、前記スリットを介して前記処理室に連通されるガイド管と、前記ガイド管に接続され、前記処理ガス供給機構から前記ガイド管の内部に処理に使用するガスを導入するガス導入管とを備えていることを特徴とする請求項１８に記載の成膜装置。
【請求項２０】
前記制御装置は、請求項９に記載された成膜装置のクリーニング方法が実施されるように、前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御することを特徴とする請求項１９に記載の成膜装置。
【請求項２１】
前記処理ガス供給機構は、前記ガス供給路とは別に、前記処理室の内部に連通される別のガス供給路を有しているとき、
前記制御装置は、請求項１０に記載された成膜装置のクリーニング方法が実施されるように、前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御することを特徴とする請求項１８に記載の成膜装置。
【請求項２２】
前記ガス導入管の径は前記ガイド管の径よりも細く、前記ガイド管の内部において、前記ガス導入管の外側表面と前記ガイド管の内側表面との間に、隙間があることを特徴とする請求項１９から請求項２１のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項２３】
前記化合物半導体膜が窒化ガリウム膜であるとき、
前記処理室、および前記ガス供給路は、石英を含んで構成されていることを特徴とする請求項１８から請求項２２のいずれか一項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成膜装置のクリーニング方法および成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体において、Ｖ族元素として窒素（Ｎ）を用いた半導体は、窒化物半導体と呼ばれている。窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）などが、窒化物半導体の代表的な例である。
【０００３】
中でも、窒化ガリウムは、光学応用分野において青色発光素子として実用化されており、電子デバイス応用分野においても、通信分野等に用いられる高電子移動度トランジスタ（High  Electron  Mobility  Transistor：ＨＥＭＴ）として実用化されている。
【０００４】
さらに、窒化ガリウムは、ワイドギャップ半導体として、炭化シリコン（ＳｉＣ）に拮抗する特性を備え、高周波特性、絶縁破壊耐圧については炭化シリコン以上のポテンシャルを秘める、とされる。このことから、更なる実用化の拡大、例えば、高周波、高速、ハイパワーといった広範囲を一度にカバーできる新規デバイスの実現に向けての研究も盛んに行われているところである。
【０００５】
窒化ガリウムの成膜方法としては、例えば、特許文献１に記載されているハイドライド気相成長法（Hydride  Vapor  Phase  Epitaxy：ＨＶＰＥ）が知られている。典型的なＨＶＰＥ法は、塩化水素ガス（ＨＣｌ）と、金属ガリウム（Ｇａ）とを高温環境化で反応させて三塩化ガリウムガス（ＧａＣｌ３）を生成し、三塩化ガリウムガスをアンモニアガス（ＮＨ３）と反応させることで、窒化ガリウム結晶をサファイヤ基板上に気相成長させる。また、特許文献１に記載されるＨＶＰＥ法は、ハライド気相成長法（Halide  Vapor  Phase  Epitaxy）と呼ばれることもある。
【０００６】
窒化ガリウムを成膜する成膜装置においても、成膜処理後、成膜装置の内部（処理室の内壁や、処理室内部に設置された部材）のクリーニングは必要である。成膜処理に伴って、被処理基板上だけでなく、処理室の内壁や、処理室内部に設置された部材にも膜が付着するからである。窒化ガリウムを成膜する成膜装置のクリーニング方法は、例えば、特許文献２に記載されている。特許文献２においては、塩素（Ｃｌ２）ガスを用いて付着した窒化ガリウムを除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−６６４９０号公報
【特許文献２】特開２０１３−６２３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２には、複数枚の被処理基板を水平方向に沿って、加熱装置付のサセプタ上に並べる“横型バッチ式成膜装置（基板水平配置型成膜装置）”と、そのクリーニング方法が記載されている。
【０００９】
近時、スループット向上の要求が強まってきている。そのため、複数枚の被処理基板を高さ方向に重ねて並べることにより、より多くの被処理基板に対して処理が可能となる縦型バッチ式成膜装置（基板垂直配置型成膜装置）が注目されている。窒化ガリウム膜に代表される化合物半導体膜の成膜においても、縦型バッチ式成膜装置への転換が模索されつつある。
【００１０】
化合物半導体膜の成膜を縦型バッチ式成膜装置にて行うためには、課題も多い。例えば、縦型バッチ式成膜装置は、処理室が、横型バッチ式成膜装置に比較して高さ方向に縦長になる。縦長の処理室の内部には、化合物半導体の原料ガスが流れるインジェクタと呼ばれるガス導入管が起立して配置される。処理室が縦長になれば、ガス導入管は縦方向に長くなる。このため、原料ガスが、ガス導入管内を流れている間に熱分解してしまい、被処理基板上に化合物半導体膜が成膜されない、という事情を招く。このような事情に鑑み、ガス導入管、即ち、ガス供給路の長さを短くした縦型バッチ式成膜装置が、本願発明者らによって開発されている（特願２０１２−１７３３３４号など）。
【００１１】
しかし、ガス供給路の長さを短くした縦型バッチ式成膜装置は、既知のクリーニング方法では、ガス供給路の内部に付着した付着物を除去しきれない、という事情があることが判明した。ガス供給路が石英製であったならば、付着物の付着に起因した失透、つまりガス供給路が脆くなる可能性が生ずる。
【００１２】
さらに、縦型バッチ式成膜装置は、被処理基板の出し入れを処理室下部に設けられた開口を介して行う。処理室下部は、処理室下部の断熱に使用される保温筒などが配置される領域であり、成膜処理には寄与しない領域となっている。このため、処理室下部は、処理室上部と一体の空間であるにも関わらず、温度は、処理室上部に比較して低くなる。
【００１３】
処理室は石英製が一般的である。化合物半導体、例えば、窒化ガリウムは、石英に対して、成長レート温度依存性を持つ。つまり、石英の温度が“ある温度”を超えると、窒化ガリウムの成長レートは著しく低下する。このような性質から、処理室内において、温度が低いところには、窒化ガリウムが厚く付着する。このため、処理室下部のクリーニングが困難となる、という事情もある。処理室下部は、被処理基板を出し入れする際に、被処理基板が通過するところである。処理室下部に、付着物が多く付着してしまうと、処理室が失透する可能性が高まる他、被処理基板上にパーティクルが落下する、という可能性も高まる。
【００１４】
また、窒化ガリウムによる薄膜は、実際の電子製品の製造プロセスにおいては、３〜５μｍという数μｍのオーダーで成膜される。このため、数十ｎｍオーダーで成膜されるシリコン等の薄膜に比較して、成膜プロセス一回当たりの付着物の累積量が大きい。このため、付着物を除去するためのクリーニングには、相応の長い時間が必要となる。
【００１５】
この発明は、ガス供給路の内部や、処理室下部に付着した付着物を除去することができ、かつ、クリーニングに要する時間を短縮して生産性を向上させることも可能な成膜装置のクリーニング方法およびそのクリーニング方法を実行することが可能な成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明の第１の態様に係る成膜装置のクリーニング方法は、被処理基板を収容し、前記被処理基板に対して化合物半導体膜を成膜する成膜処理を施す処理室と、前記処理室の内部に収容された前記被処理基板を加熱する加熱装置と、前記処理室の内部の圧力を、処理に必要とされる圧力に調整しながら該処理室の内部を排気することが可能な排気装置と、前記処理室の内部に連通されるガス供給路を有し、前記処理室の内部に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構とを備えた成膜装置のクリーニング方法であって、前記成膜装置をクリーニングするクリーニング工程と、前記被処理基板上に化合物半導体膜を成膜する成膜処理工程とを備え、前記クリーニング工程が、（１）前記処理室の内部、および前記処理室の内部に収容された部材をクリーニングする工程と、（２）前記処理室の内部、および前記部材それぞれの下部をクリーニングする工程と、（３）前記ガス供給路の内部をクリーニングする工程とを具備し、前記（１）工程は、前記処理室の内部の圧力を第１の圧力帯、並びに前記処理室の内部の温度をクリーニング可能温度以上の第１の温度帯で、前記ガス供給路からクリーニングガスを供給することで行い、前記（２）工程は、前記処理室の内部の圧力を前記第１の圧力帯よりも高い第２の圧力帯、前記処理室の内部の温度を前記第１の温度帯および／又は前記第１の温度帯よりも高い第２の温度帯で、前記ガス供給路から前記クリーニングガスを供給することで行い、前記（３）工程は、前記処理室の内部の圧力を前記第２の圧力帯よりも低い第３の圧力帯、前記処理室の内部の温度を前記第２の温度帯で、前記ガス供給路から前記クリーニングガスを供給することで行い、前記クリーニング工程に連続して、前記成膜処理工程を行う。
【００１７】
この発明の第２の態様に係る成膜装置は、被処理基板を収容し、前記被処理基板に対して化合物半導体膜を成膜する成膜処理を施す処理室と、前記処理室の内部に収容された前記被処理基板を加熱する加熱装置と、前記処理室の内部の圧力を、処理に必要とされる圧力に調整しながら該処理室の内部を排気することが可能な排気装置と、前記処理室の内部に連通されるガス供給路を有し、前記処理室の内部に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構と、前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、上記第１の態様に係る成膜装置のクリーニング方法が実施されるように、前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、ガス供給路の内部や、処理室下部に付着した付着物を除去することができ、かつ、クリーニングに要する時間を短縮して生産性を向上させることも可能な成膜装置のクリーニング方法およびそのクリーニング方法を実行することが可能な成膜装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法を実施することが可能な縦型バッチ式成膜装置の一例を概略的に示す縦断面図
【図２】図１中のII−II線に沿う水平断面図
【図３】ガス供給路の一例を拡大して示す断面図
【図４】クリーニングガス供給源の一例を示すブロック図
【図５】この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の一例を示す流れ図
【図６】この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の一例を示すタイミングチャート
【図７】成膜処理時およびクリーニング時の処理室の内部の温度分布の一例を示す図
【図８】石英エッチングレートの圧力依存性を示す図
【図９】成膜処理時およびクリーニング時のガイド管の内部の温度分布の一例を示す図
【図１０】この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法を実際のプロセスに適用した場合の一例を示すタイミングチャート
【図１１】成膜装置において新たに生じた事情を説明するためのガイド管の断面図
【図１２】この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の第１の変形例を示すタイミングチャート
【図１３】第１の変形例におけるガイド管の内部のクリーニングガスの流れを示す図
【図１４】この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の第２の変形例を示すタイミングチャート
【図１５】第２の変形例におけるガイド管の内部のクリーニングガスの流れを示す図
【図１６】この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の第３の変形例を示すタイミングチャート
【図１７】第３の変形例におけるガイド管の内部のガスの流れを示す図
【図１８】この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の第４の変形例を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図にわたり、共通の部分には共通の参照符号を付す。
【００２１】
（成膜装置）
図１はこの発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法を実施することが可能な縦型バッチ式成膜装置の一例を概略的に示す縦断面図、図２は図１中のII−II線に沿う水平断面図である。なお、図１に示す縦断面は図２中のＩ−Ｉ線に沿うものである。
【００２２】
図１に示すように、縦型バッチ式成膜装置（以下成膜装置という）１００は、有天井の円筒状の外管１０１と、外管１０１の内側に設けられ、有天井の円筒状の内管１０２とを備えている。外管１０１および内管１０２は、例えば、石英製であり、内管１０２の内側を、被処理基板、本例では複数のサファイヤ基板１を収容し、収容された複数のサファイヤ基板１に対して一括した化合物半導体膜、例えば、III−Ｖ族化合物半導体膜の成膜処理を施す処理室１０３とする。本例においては、III−Ｖ族化合物半導体膜、例えば、Ｖ族元素として窒素（Ｎ）を用いた窒化物半導体膜、例えば、窒化ガリウム膜を成膜する。
【００２３】
内管１０２の側壁の一方には、処理室１０３の内部に処理ガスを導入するガス導入部１０４が設けられている。ガス導入部１０４はガス拡散空間１０５ａを備え、ガス拡散空間１０５ａには、処理室１０３に向けてガスを吐出させるガス吐出孔１０５ｂを高さ方向に沿って複数有した拡散板１０５ｃが取り付けられている。
【００２４】
内管１０２の内部には、ガス吐出孔１０５ｂから吐出される処理ガスとは別の処理ガスを処理室１０３内に導入するために、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂが配置されている。ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂは、内管１０２の下部から垂直に起立する。ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂそれぞれにも、処理室１０３に向けてガスを吐出するガス吐出孔１０６ｃ（図２参照）が高さ方向に沿って複数形成されている。さらに、内管１０２の内部には、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂのほか、温度制御器１０７が設けられている（図２参照）。温度制御器１０７は、処理室１０３の内部の温度をモニタする。温度制御器１０７もまた、内管１０２の下部から垂直に起立する。
【００２５】
内管１０２の側壁の他方には、処理室１０３内を排気する排気口が形成されている。排気口は、例えば、処理室１０３のゾーン毎に設けられ、本例においては、上段ゾーン排気口１０８ａ、中段ゾーン排気口１０８ｂ、および下段ゾーン排気口１０８ｃの３つが設けられている。排気口１０８ａ〜１０８ｃはそれぞれ、外管１０１と内管１０２とによって区画された空間に連通している。空間は排気空間１０９として機能し、排気空間１０９は排気管１１０を通じて、処理室１０３内を排気する排気装置１１１に接続される。排気装置１１１は、処理室１０３の内部の雰囲気を排気する。排気装置１１１は、ＡＰＣのような圧力調節器（図示せず）を備えており、処理室１０３の内部の圧力を、処理に必要とされる圧力に調節しながら、処理室１０３の内部を排気することが可能とされている。
【００２６】
外管１０１および内管１０２は、ベース部材１１２の開孔部１１２ａに挿入されている。ベース部材１１２には、外管１０１の外側壁周囲を取り囲むように加熱装置１１３が設けられている。加熱装置１１３は、処理室１０３内に収容された複数枚のサファイヤ基板１を加熱する。
【００２７】
処理室１０３の下方は開口１１４となっている。基板載置治具であるボート１１５は、開口１１４を介して処理室１０３の内部に出し入れされる。ボート１１５は、例えば、石英製であり、石英製の複数本の支柱１１６を有している。支柱１１６には、図示せぬ溝が形成されており、この溝により、複数枚のサファイヤ基板１が一度に支持される。これにより、ボート１１５は、被処理基板として複数枚、例えば、５０〜１５０枚のサファイヤ基板１を、縦方向に複数枚載置することができる。複数枚のサファイヤ基板１を載置したボート１１５が、処理室１０３の内部に挿入されることで、処理室１０３の内部には、複数のサファイヤ基板１が収容される。
【００２８】
ボート１１５は、石英製の保温筒１１７を介してテーブル１１８の上に載置される。テーブル１１８は、例えば、ステンレススチール製の蓋部１１９を貫通する回転軸１２０上に支持される。成膜している間、回転軸１２０は回転してボート１１５を回転させる。ボート１１５が回転した状態で、ボート１１５に載置された複数のサファイヤ基板１には、例えば、窒化ガリウム膜が成膜される。
【００２９】
蓋部１１９は、開口１１４を開閉する。蓋部１１９の貫通部には、例えば、磁性流体シール１２１が設けられ、回転軸１２０を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部１１９の周辺部と、例えば、内管１０２の下端部との間には、例えば、Ｏリングよりなるシール部材１２２が介設され、処理室１０３の内部のシール性を保持している。回転軸１２０は、例えば、ボートエレベータ等の昇降機構（図示せず）に支持されたアーム１２３の先端に取り付けられている。これにより、ボート１１５および蓋部１１９等は、一体的に高さ方向に昇降されて処理室１０３に対して挿脱される。
【００３０】
成膜装置１００は、処理ガス供給機構１３０を有している。処理ガス供給機構１３０は、処理室１０３の内部に連通されるガス供給路１２４ａ〜１２４ｄを有し、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｄを介して処理に使用するガスを、処理室１０３の内部に供給する。
【００３１】
本例の処理ガス供給機構１３０は、ハイドライド（水素化物）ガス供給源１３１ａ、キャリアガス供給源１３１ｂ、およびクロライド（塩化物）ガス供給源１３１ｃを含んでいる。
【００３２】
ハイドライドガス供給源１３１ａは、流量制御器（ＭＦＣ）１３２ａおよび開閉弁１３３ａを介して、ガス導入管１０６に接続されている。ガス導入管１０６は、処理室１０３の内部に、ハイドライドガスを供給するガス供給路１２４ｄを構成する。本例のハイドライドガス供給源１３１ａは、ガス導入管１０６を介してハイドライドガスとしてアンモニア（ＮＨ３）ガスを、処理室１０３の内部に供給する。アンモニアガスはＶ族元素として窒素（Ｎ）を含む。
【００３３】
キャリアガス供給源１３１ｂは、流量制御器（ＭＦＣ）１３２ｂを介して開閉弁１３３ｂの一端に接続されている。キャリアガスの一例は不活性ガスであり、不活性ガスの例としては窒素（Ｎ２）ガスを挙げることができる。
【００３４】
開閉弁１３３ｂの他端は、クロライドガス供給源１３１ｃに接続されている。バイパス開閉弁１３３ｃの他端は開閉弁１３３ｄの一端に接続されている。開閉弁１３３ｄの他端は、処理室１０３の内部に、クロライドガスを供給するガス供給路１２４ａ〜１２４ｃのそれぞれに接続されている。
【００３５】
クロライドガス供給源１３１ｃは、恒温槽１３４と、恒温槽１３４を加熱するヒータ１３５とを含んで構成される。恒温槽１３４には固体塩化物が収容される。本例では、固体塩化物として固体三塩化ガリウム（ＧａＣｌ３）が恒温槽１３４に収容される。恒温槽１３４は上記開閉弁１３３ｂの他端に接続されるとともに、開閉弁１３３ｆを介して上記開閉弁１３３ｄの他端に接続される。
【００３６】
固体塩化物、例えば、固体三塩化ガリウムを恒温槽１３４に収容し、ヒータ１３５を用いて固体三塩化ガリウムを温度８５℃程度に加熱すると、固体三塩化ガリウムは溶解され、三塩化ガリウムの蒸気が発生する。三塩化ガリウムの蒸気は、開閉弁１３３ｂを開き、恒温槽１３４にキャリアガスを導入することにより、キャリアガス、本例では窒素ガスとともに、開閉弁１３３ｆ、１３３ｄ、およびガス供給路１２４ａ〜１２４ｃを介してガス導入部１０４に導入される。三塩化ガリウムの蒸気は、ガス導入部１０４を介して処理室１０３の内部に供給される。
【００３７】
このようにガス導入部１０４からは、成膜しようとする化合物半導体を構成する一の元素を含むガスが、また、ガス導入管１０６からは、上記成膜しようとしている化合物半導体を構成し、上記一の元素とは異なる別の元素を含むガスが、サファイヤ基板１の成膜面に沿って供給される。本例においては、上記一の元素がIII族元素のガリウム（Ｇａ）であり、上記別の元素がＶ族元素の窒素（Ｎ）である。そして、成膜される化合物半導体膜は、III−Ｖ族化合物であり、窒化物半導体の一種でもある窒化ガリウム（ＧａＮ）膜である。
【００３８】
図３に、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの一例を拡大して示す。  
図３に示すように、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃは、ガイド管１２５と、ガイド管１２５に接続されたガス導入管１２６とを備えている。ガイド管１２５は、例えば、石英製である。ガイド管１２５は水平方向に設けられている。ガイド管１２５の一端は、加熱装置１１３に設けられたスリット１１３ａ（図２参照）を介してガス導入部１０４、本例ではガス拡散空間１０５ａに接続される。ガイド管１２５の他端は基部１２７に接続されている。基部１２７は、ガイド管１２５の他端を塞ぐとともに、ガス導入管１２６をガイド管１２５の内部へ挿入する役目を果たす。本例では、基部１２７の中央部分を通じてガス導入管１２６が、ガイド管１２５の内部へと挿入されている。これにより、ガス導入管１２６の一端はガイド管１２５の内部へと通じ、他端は開閉弁１３３ｄに接続される。ガス導入管１２６の径は、ガイド管１２５の径よりも細く、ガイド管１２５の内部において、ガス導入管１２６の外側表面とガイド管１２５の内側表面との間には隙間が生じている。
【００３９】
例えば、三塩化ガリウムガスのように、熱分解温度が低く、かつ、処理室１０３内において比較的大きな消費量を必要とするガスについては、ガス供給源、例えば、クロライドガス供給源１３１ｃから処理室１０３までの助走距離を、例えば、ガイド管１２５を、水平方向に配置することによって短くする。助走距離を短くすることで、例えば、ガイド管１２５の内部、ガス導入部１０４の内部、および処理室１０３内部においての活性度の低下を抑制できる。これにより、例えば、三塩化ガリウムガスの熱分解を少なくし、高い活性度を維持したままで処理室１０３内に供給でき、三塩化ガリウムガスをより効率的に化合物半導体膜の成膜に寄与させることが可能となる。
【００４０】
また、例えば、アンモニアガスのように、高い活性化エネルギーが必要なガスについては、反対に助走距離を長くする。本例では、アンモニアガスを、縦に長い処理室１０３内に、内管１０２の下部から垂直に起立するガス導入管１０６ａ、１０６ｂ中を助走させる。助走距離を長くすることで、アンモニアガスには熱エネルギーがさらに加えられるようになり、活性度をさらに向上させることができる、という利点を得ることができる。これにより、例えば、アンモニアガスをより高い活性度で処理室１０３内に供給でき、アンモニアガスをより効率的に化合物半導体膜の成膜に寄与させることも可能となる。
【００４１】
また、キャリアガス供給源１３１ｂは、流量制御器（ＭＦＣ）１３２ｂを介してバイパス開閉弁１３３ｃの一端、および開閉弁１３３ｅの一端にも接続されている。キャリアガス供給源１３１ｂから供給される不活性ガス、例えば、窒素ガスは、クロライドガスをピックアップして運ぶキャリアガスとしての役目のほか、開閉弁１３３ｂを閉じ、バイパス開閉弁１３３ｃと開閉弁１３３ｄ、および／又は開閉弁１３３ｅを開くことで、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｄの内部、ガス導入部１０４の内部、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂの内部、並びに処理室１０３の内部をパージするパージガスとしても利用することができる。
【００４２】
例えば、開閉弁１３３ｂを閉じ、バイパス開閉弁１３３ｃ、開閉弁１３３ｄ、および開閉弁１３３ｅを開く。このようにすると、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｄを介して、ガス導入部１０４、並びにガス導入管１０６ａおよび１０６ｂの双方にガスが供給され、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｄの内部、ガス導入部１０４の内部、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂの内部、並びに処理室１０３の内部をパージすることができる。
【００４３】
また、開閉弁１３３ｂ、１３３ｅを閉じ、バイパス開閉弁１３３ｃ、および開閉弁１３３ｄを開く。このようにすると、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃ、およびガス導入部１０４にガスが供給され、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの内部、ガス導入部１０４の内部、並びに処理室１０３の内部をパージすることができる。
【００４４】
また、開閉弁１３３ｂ、１３３ｃを閉じ、開閉弁１３３ｅを開く。このようにすると、ガス供給路１２４ｄ、およびガス導入管１０６ａおよび１０６ｂにガスが供給され、ガス供給路１２４ｄの内部、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂの内部、並びに処理室１０３の内部をパージすることができる。
【００４５】
さらに、成膜装置１００は、クリーニングガス供給機構１４０を有している。クリーニングガス供給機構１４０は、クリーニングガス供給源１４１を備えている。クリーニングガス供給源１４１は、流量制御器１４２ａおよび開閉弁１４３ａを介して、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃに接続されている。これにより、クリーニング処理に使用するクリーニングガスは、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃ、ガス導入部１０４を介して処理室１０３の内部に供給される。また、本例のクリーニングガス供給源１４１は、流量制御器１４２ｂおよび開閉弁１４３ｂを介して、ガス供給路１２４ｄに接続されている。これにより、クリーニング処理に使用するクリーニングガスは、ガス供給路１２４ｄ、ガス導入管１０６ａ、１０６ｂを介して処理室１０３の内部に供給することもできる。
【００４６】
図４は、クリーニングガス供給源１４１の一例を示すブロック図である。  
図４に示すように、本例のクリーニングガス供給源１４１は、処理室の１０３の内部、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの内部をクリーニングするクリーニングガスの供給源（以下Ｃｌ２ガス供給源）１４４ａと、成膜処理の開始前にサファイヤ基板１の表面をクリーニングするクリーニングガスの供給源（以下Ｈ２ガス供給源）１４４ｂとを備えている。
【００４７】
処理室の１０３の内部、及びガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの内部をクリーニングするクリーニングガスの一例は、塩素（Ｃｌ２）ガスである。Ｃｌ２ガスは、処理室の１０３の内部、及びガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの内部に付着するであろう窒化ガリウム（ＧａＮ）を、例えば、ＧａＣｌ３やＮ２のガスとして気化させる。これにより、ＧａＮをエッチングすることが可能である。さらに、Ｃｌ２ガスは、処理室の１０３の内部、及びガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの材料である石英（ＳｉＯ２）や、被処理基板の材料であるサファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）については、ほとんどエッチングすることがないガスである。このようなＣｌ２ガスは、一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法に使用されるクリーニングガスとして好適なガスの一つである。
【００４８】
サファイヤ基板１の表面をクリーニングするクリーニングガスの一例は、水素（Ｈ２）ガスである。Ｈ２ガスは、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）を、例えば、Ａｌ２ＯやＨ２Ｏのガスとして気化させる。これにより、サファイヤをエッチングすることが可能である。また、Ｈ２ガスによってサファイヤ基板１の表面を高温でクリーニングすると、サファイヤ基板１の表面上に成膜されるＧａＮ膜の極性を制御、例えば、ＧａＮ膜の極性を、Ｇａ極性とするかＮ極性とするかを制御することもできる。ＧａＮ膜を成膜する前に、サファイヤ基板１の表面上に成膜されるＧａＮ膜の極性を制御しておくことで、サファイヤ基板１の表面上には、例えば、結晶性に優れた単結晶ＧａＮ膜を成膜することが可能となる。このようなＨ２ガスは、一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法に使用されるクリーニングガスとして好適なガスの一つである。
【００４９】
Ｃｌ２ガス供給源１４４ａは、開閉弁１４５ａおよび１４５ｂを介して、流量制御器（ＭＦＣ）１４２ａおよび１４２ｂに接続されている。これにより、Ｃｌ２ガス供給源１４４ａは、Ｃｌ２ガスをガス供給路１２４ａ〜１２４ｄを介して、処理室１０３の内部に供給することができる。
【００５０】
また、Ｈ２ガス供給源１４４ｂは、開閉弁１４６ａおよび１４６ｂを介して、流量制御器（ＭＦＣ）１４２ａおよび１４２ｂに接続されている。これにより、Ｈ２ガス供給源１４４ｂは、Ｈ２ガスをガス供給路１２４ａ〜１２４ｄを介して、処理室１０３の内部に供給することができる。
【００５１】
成膜装置１００には制御装置１５０が接続されている。制御装置１５０は、例えば、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ１５１を備えており、成膜装置１００の各構成部の制御は、プロセスコントローラ１５１が行う。プロセスコントローラ１５１には、ユーザーインターフェース１５２と、記憶部１５３とが接続されている。
【００５２】
ユーザーインターフェース１５２は、オペレータが成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うためのタッチパネルディスプレイやキーボードなどを含む入力部、および成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどを含む表示部を備えている。
【００５３】
記憶部１５３は、成膜装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ１５１の制御にて実現するための制御プログラムや、成膜装置１００の各構成部に処理条件に応じた処理を実行させるためのプログラムを含んだ、いわゆるプロセスレシピが格納される。プロセスレシピは、記憶部１５３の中の記憶媒体に記憶される。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、プロセスレシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して適宜伝送させるようにしてもよい。
【００５４】
プロセスレシピは、必要に応じてユーザーインターフェース１５２からのオペレータの指示等にて記憶部１５３から読み出され、読み出されたプロセスレシピに従った処理をプロセスコントローラ１５１が実行することで、成膜装置１００は、プロセスコントローラ１５１の制御のもと、要求された処理を実行する。
【００５５】
この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法は、図１〜図４に示したような構成を持つ成膜装置１００に対して有効に適用することができる。引き続き、この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の詳細について説明する。
【００５６】
（クリーニング方法）
図５はこの発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の一例を示す流れ図、図６はこの発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の一例を示すタイミングチャートである。
【００５７】
図５および図６に示すように、一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法は、成膜処理工程（ステップ２）の前に、クリーニング工程（ステップ１）を行う。クリーニング工程（ステップ１）の前には、例えば、ＧａＮ膜の成膜処理が行なわれるサファイヤ基板１を保持したボート１１５を、処理室１０３の内部に搬入しておく。このように、一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法は、処理室１０３の内部に、成膜処理が行なわれるサファイヤ基板１を収容した状態で行われる。
【００５８】
・クリーニング工程（ステップ１）
クリーニング工程（ステップ１）においては、まず、処理室１０３の内部、および処理室の内部に収容された部材をクリーニングする（ステップＳ１１）。ここで、本明細書においては、処理室１０３の内部とは、内管１０２の内側壁面の他、排気空間１０９に露呈する内管１０２の外側壁面、外管１０１の内側壁面を含む、と定義する。また、本明細書においては、部材とは、ボート１１５、保温筒１１７、ガス導入管１０６ａ、１０６ｂ、および温度制御器１０７などを含む、と定義する。
【００５９】
ステップＳ１１においては、処理室１０３の内部の圧力を、処理室１０３の内部、および部材のクリーニングに最適となる第１の圧力帯Ｐ１に設定する。第１の圧力帯Ｐ１の一例は、１Ｔｏｒｒ（１３３Ｐａ＝本明細書では１Ｔｏｒｒを１３３Ｐａと定義する）以上１０Ｔｏｒｒ（１３３０Ｐａ）以下である。このような第１の圧力帯Ｐ１においては、処理室１０３の内部における位置のうち、サファイヤ基板１が収容される位置において、付着物のエッチングの均一性が、特に良好となる。また、圧力が１Ｔｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ以下のように、圧力が比較的低い値であるときには、圧力が比較的高い値であるときに比較して、細かな部分、例えば、ボート１１５の支柱１１６に形成された溝や、内管１０２のうち、ガス導入管１０６ａ、１０６ｂを収容する部分などから、付着物を効率良くエッチングすることが可能となる。本例では、処理室１０３の内部の圧力を１Ｔｏｒｒに設定した。
【００６０】
また、ステップＳ１１においては、処理室１０３の内部の温度を、処理室１０３の内部、および部材のクリーニングに最適となる第１の温度帯Ｔ１に設定する。第１の温度帯Ｔ１は、付着物のエッチングが可能となる温度、即ち、クリーニング可能温度以上となる温度帯である。本例においては、外管１０１、内管１０２、およびボート１１５などは石英製である。また、成膜装置１００が窒化ガリウム（ＧａＮ）膜を成膜する装置であることから、主たる付着物は、ＧａＮとなる。石英上に付着したＧａＮをエッチングすることが可能となる温度は、エッチング時間にも左右されるがほぼ５００℃〜５５０℃である。エッチング時間を、クリーニング時間として適切となる時間に設定した場合には、およそ６００℃以上であれば、石英上に付着したＧａＮを確実にエッチングすることができる。この観点から、本例では６００℃をクリーニング可能温度と見なした。そして、第１の温度帯Ｔ１は６００℃以上９００℃未満とし、本例では、処理室１０３の内部の温度を、１０００℃まで上昇させる過程において、６００℃以上になった時点からステップＳ１１を開始するようにした。
【００６１】
ステップＳ１１において、処理室１０３の内部の圧力が１Ｔｏｒｒで安定し、内部の温度が６００℃に達したら、温度を第１の温度帯Ｔ１で維持、本例では６００℃以上９００℃未満の範囲に維持したまま、ガス供給路であるガス導入部１０４、およびガス導入管１０６ａ、１０６ｂからクリーニングガスを供給する。クリーニングガスの一例は、塩素を含むガスである。クリーニングガスは、ＧａＮをエッチングすることが可能な塩素を含むガスであればよい。例えば、塩化水素（ＨＣｌ）を含むガスであってもよい。しかし、ＨＣｌを含むガスは石英を還元してしまう作用があり、石英をエッチングしてしまう可能性がある。このため、本例では、石英の還元を抑制するために、クリーニングガスとして塩素（Ｃｌ２）ガスを選んだ。Ｃｌ２ガスは、不活性なガス、例えば、窒素（Ｎ２）ガスなどで希釈してもよい。Ｃｌ２ガスは、石英を還元することはほとんどない。即ち、Ｃｌ２ガスは、石英をほとんどエッチングすることがない。また、Ｃｌ２ガスは、処理室１０３の内部に収容されているサファイヤ基板１についても、ほとんどエッチングすることがない。
【００６２】
このように、ステップＳ１１においては、圧力を第１の圧力帯Ｐ１、温度を第１の温度帯Ｔ１で、Ｃｌ２ガスを、ガス導入部１０４、およびガス導入管１０６ａ、１０６ｂから所定の時間供給し続ける。これにより、処理室１０３の内部、および処理室の内部に収容された部材がクリーニングされる。
【００６３】
ところで、化合物半導体、例えば、ＧａＮは、石英に対して、成長レート温度依存性を持つ。つまり、石英の温度が“ある温度”を超えると、ＧａＮの成長レートが著しく低下するのである。本願発明者らの研究によれば、石英の温度が“８００℃”を超えると、石英上でのＧａＮの成長レートが著しく低下することが見いだされている。このような性質から、ＧａＮの成膜処理の際、処理室１０３の内部において、温度が“８００℃”以下になってしまうところには、ＧａＮが厚く付着する。
【００６４】
成膜装置１００は、縦型バッチ式成膜装置である。縦型バッチ式成膜装置においては、処理室１０３の下部に、例えば、保温筒１１７などが配置される。このような処理室１０３の下部の領域は、成膜処理には寄与しない領域である。つまり、処理室１０３の下部は、サファイヤ基板１が収容される処理室１０３の上部と一体の空間であるにも関わらず、温度は、処理室１０３の上部に比較して低くなる。このため、処理室１０３の下部には、ＧａＮが厚く付着する。その様子を図７に示す。
【００６５】
図７は、成膜処理時およびクリーニング時の処理室１０３の内部の温度分布の一例を示す図である。
【００６６】
図７に示すように、ＧａＮの成膜処理の際、処理室１０３の内部の温度は、例えば、１０００℃に設定される。このため、成膜処理時、サファイヤ基板１が収容されている処理室１０３の上部の温度は１０００℃に保たれている。しかしながら、処理室１０３の下部の温度は１０００℃よりも低くなり、より蓋部１１９に近いところにおいては８００℃を下回る箇所も生ずることになる。温度が８００℃を下回った箇所（参照符号２００により示される箇所）においては、ＧａＮが厚く付着することになる。
【００６７】
また、ステップＳ１１におけるクリーニング時、処理室１０３の内部の温度は、８００℃以下の６００℃以上約７００℃以下程度の温度帯に設定される。このため、図７にも示されているように、たとえ、処理室１０３の内部の温度を８００℃に設定したとしても、クリーニング時には、処理室１０３の下部の温度は８００℃よりも低くなる。そして、参照符号２００により示す箇所においては、クリーニング可能温度である６００℃を下回ってしまう。このため、参照符号２００により示す箇所においては、クリーニングをすることが困難になってしまう。
【００６８】
そこで、一実施形態においては、ステップＳ１１に続いて、処理室１０３の内部、および上記部材それぞれの下部をクリーニングする（ステップＳ１２）。
【００６９】
ステップＳ１２においては、処理室１０３の内部の圧力を、第１の圧力帯Ｐ１よりも高い第２の圧力帯Ｐ２に設定する。処理室１０３の内部における下部、および上記部材の下部をクリーニングするために、圧力を上昇させることは、以下の知見に基づく。
【００７０】
図８は、石英のエッチングレートの圧力依存性を示す図である。  
図８に示すデータは、フッ化水素（ＨＦ）とフッ素（Ｆ２）とを１：１で混合したガスを用いて、石英をドライエッチングした際に得られたデータである。本例におけるＣｌ２ガスを用いて、ＧａＮをドライエッチングするものとは異なるが、同じドライエッチングであるから、本例においても同様の傾向を示す。図８には、処理室１０３の内部の圧力を５０Ｔｏｒｒ（６６５０Ｐａ）に設定してドライエッチングするよりも、１５０Ｔｏｒｒ（１９９５０Ｐａ）に設定してドライエッチングした方が、処理室１０３の内部の下部の領域までエッチングできることが示されている。つまり、本例に置き換えると、圧力を上昇させることによって、処理室１０３の内部の下部の領域をクリーニングすることが可能である、ということになる。
【００７１】
このような知見から、ステップＳ１２においては、処理室１０３の内部の圧力を、ステップ１における第１の圧力帯Ｐ１よりも高い第２の圧力帯Ｐ２に設定する。第２の圧力帯Ｐ２の一例は、試行を繰り返した結果、１００Ｔｏｒｒ（１３３００Ｐａ）以上１４０Ｔｏｒｒ（１８６２０Ｐａ）以下が好適であった。本例では、処理室１０３の内部の圧力を１２０Ｔｏｒｒ（１５９６０Ｐａ）に設定した。
【００７２】
さらに、本例においては、クリーニング効果をさらに高めるために、圧力の上昇に加え、温度によるアシストを加えた。もちろん、ステップＳ１２は、第１の温度帯Ｔ１の範囲の温度で行うことも可能であるが、温度が上がれば、ＧａＮをエッチングする効果が高まる。そこで、本例のステップＳ１２においては、処理室１０３の内部の温度を、第１の温度帯Ｔ１から、第１の温度帯Ｔ１よりも高い第２の温度帯Ｔ２へ上昇させながら、ガス供給路であるガス導入部１０４、およびガス導入管１０６ａ、１０６ｂからクリーニングガス、本例ではＣｌ２ガスを供給する。第２の温度帯Ｔ２の一例は、本例では第１の温度帯Ｔ１を６００℃以上９００℃未満としたことから、９００℃以上とする。実用的な観点に基づく上限温度としては１１００℃以下が好ましいであろう。本例では、処理室１０３の内部の温度が６００℃から１０００℃に上昇するように設定している。本例では、ステップＳ１２の全てが、第１の温度帯Ｔ１の範囲で行われるようにしているが、もちろん、ステップＳ１２を第１の温度帯Ｔ１の範囲から第２の温度帯Ｔ２の範囲にかけて行うようにしてもよいし、ステップＳ１２の全てを第２の温度帯Ｔ２の範囲で行うようにしてもよい。１０００℃という温度は、ＧａＮ膜を成膜処理する際の成膜温度、およびＧａＮ膜の成膜処理前に行われるサファイヤ基板１の表面をクリーニングする際のクリーニング温度である。ステップＳ１２におけるクリーニング時において、処理室１０３の内部の温度を、例えば、成膜温度と同様の温度に向けて上昇させると、例えば、図７中の矢印Ａに示されるように、クリーニング可能温度である６００℃を下回っていた箇所においても、６００℃以上の温度に引き上げることが可能となる。このため、参照符号２００により示す箇所においても、クリーニングを確実に行うことができる。
【００７３】
このように、ステップＳ１２においては、圧力を第１の圧力帯Ｐ１よりも高い第２の圧力帯Ｐ２、温度を第１の温度帯Ｔ１および／又は第２の温度帯Ｔ２で、Ｃｌ２ガスを、ガス導入部１０４、およびガス導入管１０６ａ、１０６ｂから、所定の時間供給し続ける。これにより、処理室１０３の内部の下部、および上記部材の下部がそれぞれクリーニングされる。
【００７４】
一実施形態においては、ステップＳ１２に続いてステップＳ１３を行う。ステップＳ１３を行う理由は、以下の通りである。
【００７５】
成膜装置１００では、熱分解温度が低いＧａＣｌ３ガスを、熱分解を少なくし、高い活性度を維持したまま、処理室１０３の内部へ導くために、ガイド管１２５を水平方向に配置している。このような構成とすることで、ＧａＣｌ３ガスの助走距離が短くなり、ＧａＣｌ３ガスを、熱分解が少なく、高い活性度を維持したままで処理室１０３の内部へ導くことができる、という利点を得ることができる。
【００７６】
しかしながら、ガイド管１２５は水平方向に配置されるため、加熱装置１１３に設けられたスリット１１３ａを介してガス導入部１０４に接続されなければならない。成膜処理時およびクリーニング時のガイド管の内部の温度分布の一例を図９に示す。
【００７７】
図９に示すように、ガイド管１２５は、加熱装置１１３に設けられたスリット１１３ａを通るため、加熱装置１１３からの熱を受ける。このため、ガイド管１２５の温度が上がる。ＧａＮ膜の成膜処理時、処理室１０３の内部の温度を１０００℃に設定すると、スリット１１３ａの部分にあるガイド管１２５の温度は、例えば、約１０００℃付近まで上昇する、と考えられる。ガイド管１２５が加熱装置１１３から離れるに連れ、ガイド管１２５の温度は低下していく。ガイド管１２５は石英製である。上述した通り、ＧａＮは、石英に対して、成長レート温度依存性を持つ。石英の温度が８００℃を超えると、ＧａＮの成長レートが著しく低下する。反対に石英の温度が８００℃以下になると、ＧａＮの成長レートが上昇する。このため、ガイド管１２５の内部において、成膜処理時に８００℃を超える温度となる領域２０１には、ＧａＮはほとんど付着しない。反対に、成膜処理時に８００℃以下となる領域２０２には、ＧａＮが多く付着する。
【００７８】
ガイド管１２５の内部には、成膜処理時、ＧａＮ膜の原料ガスの一つであるＧａＣｌ３ガスは流れるが、もう一つの原料ガスとなるＮＨ３ガスは流れない。このため、ガイド管１２５の内部にはＧａＮは成長せず、付着もしないはずである。ところが、実際には、ガイド管１２５の内部にもＧａＮの付着が確認された。ガス導入管１０６ａ、１０６ｂから供給されたＮＨ３ガスが、ガイド管１２５の内部に、僅かではあるが廻りこんできているようである。そして、わずかなＧａＮの付着が累積していき、やがては目視可能になるほど、ＧａＮの付着が進んでしまう。ＧａＮは、石英に及ぼすストレスが大きい。ガイド管１２５は石英製の細い管である。このようなガイド管１２５の内部に、目視可能なほどに、ＧａＮが厚く付着してしまうと、ＧａＮから及ぼされるストレスによって、ガイド管１２５にクラックが入る可能性がでてくる。このような事情から、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの内部、本例ではガイド管１２５の内部に付着したＧａＮもクリーニングしたい。
【００７９】
そこで、一実施形態においては、ステップＳ１２に続いて、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの内部をクリーニングする（ステップＳ１３）。
【００８０】
ステップＳ１３においては、処理室１０３の内部の圧力を、第２の圧力帯Ｐ２よりも低い第３の圧力帯Ｐ３に設定する。本例では第３の圧力帯Ｐ３の一例として、第１の圧力帯Ｐ１と同じ１Ｔｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ以下とした。圧力を、第２の圧力帯Ｐ２よりも低くする理由は、圧力が比較的高い場合に比較して、細かな部分をクリーニングしやすいためである。具体的には、ステップＳ１３においては、処理室１０３の内部の圧力を１Ｔｏｒｒに設定した。
【００８１】
また、ステップＳ１３においては、処理室１０３の内部の温度を、例えば、１０００℃に向かって上昇させながら、第２の温度帯Ｔ２の範囲で維持する時間帯を設定する。第２の温度帯Ｔ２の範囲で維持する時間帯を設定する理由は以下のとおりである。
【００８２】
クリーニング時、処理室１０３の内部の温度が、例えば、８００℃に達したとする。これにより、スリット１１３ａの部分にあるガイド管１２５の温度は約８００℃付近まで上昇する。しかしながら、ガイド管１２５が加熱装置１１３から離れるに連れ、ガイド管１２５の温度は低下する。このため、ガイド管１２５の内部においては、クリーニング可能温度６００℃を下回る領域が発生する。クリーニング可能温度６００℃を下回った領域では、クリーニングが困難となる。
【００８３】
しかし、処理室１０３の内部の温度を、第２の温度帯Ｔ２の範囲で維持する時間帯を設けると、ガイド管１２５の内部において、クリーニング可能温度６００℃を下回る領域を無くすことが可能となる。例えば、処理室１０３の内部の温度を、成膜温度である１０００℃に向かって上昇させていけば、図９中の矢印Ｂに示すように、ガイド管１２５の内部において、クリーニング可能温度６００℃を下回る領域は無くなる。
【００８４】
処理室１０３の内部の温度が１０００℃に向かって上昇し続け、第３の圧力帯Ｐ３、温度を第２の温度帯Ｔ２の範囲に維持する時間を設定したまま、ガス導入部１０４（具体的にはガス導入管１２６）、およびガス導入管１０６ａ、１０６ｂからクリーニングガスを所定の時間供給し続ける。
【００８５】
このように、ステップＳ１３においては、圧力を第２の圧力帯Ｐ２よりも低い第３の圧力帯Ｐ３、温度を第２の温度帯Ｔ２で維持される時間帯を設定して、Ｃｌ２ガスを、ガス導入部１０４、およびガス導入管１０６ａ、１０６ｂから、所定の時間供給し続ける。これにより、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの内部、本例では、ガイド管１２５の内部がクリーニングされる。もちろん、ステップＳ１３の全てを第２の温度帯Ｔ２の範囲で行うようにしてもよい。
【００８６】
なお、本例のステップＳ１３においては、ステップＳ１３の開始時点においては、処理室１０３の内部の温度が第１の温度帯Ｔ１の範囲にある。このようにステップＳ１３の開始時点においては、温度が第１の温度帯Ｔ１の範囲にあってもよい。最終的に第２の温度帯Ｔ２の範囲に上昇し、第２の温度帯Ｔ２で維持される時間帯があればよい。もちろん、処理室の内部の温度が、第２の温度帯Ｔ２に上昇しきってから、ステップＳ１３を開始するようにしてもよい。
【００８７】
ステップＳ１３が終了したら、クリーニングガスの供給を止め、成膜処理工程（ステップ２）へと移行する。  
・成膜処理工程（ステップ２）
成膜処理工程については、様々な成膜手法を利用することが可能であるが、本例では、サファイヤ基板１の表面のクリーニング（ステップＳ２１）、アモルファスＧａＮバッファ層の形成（ステップＳ２２）、および単結晶ＧａＮ薄膜の成長（ステップＳ２３）の順で、サファイヤ基板１上に、ＧａＮ薄膜を成膜する例を示す。
【００８８】
まず、ステップＳ２１に示すように、被処理基板、本例では、サファイヤ基板１の表面をクリーニングする。サファイヤ基板１は、ステップ１におけるクリーニング工程後も引き続き処理室１０３の内部に収容されているものである。
【００８９】
まず、ステップＳ２１においては、例えば、処理室１０３の内部の圧力を第３の圧力帯Ｐ３に、処理室１０３の内部の温度を第２の温度帯Ｔ２に維持する。そして、サファイヤ基板１の表面をクリーニングするクリーニングガスを、ガス供給路であるガス導入部１０４、およびガス導入管１０６ａ、１０６ｂから供給する。クリーニングガスの一例は、サファイヤ基板１をエッチング可能であるとともに、サファイヤ基板１上に成膜されるＧａＮ膜の極性を制御することが可能なガスである。そのようなガスの一例は、水素（Ｈ２）ガスである。ＧａＮ膜の成膜の前に、サファイヤ基板１の表面を、例えば、圧力１Ｔｏｒｒ、温度１０００℃でＨ２ガスによるクリーニングを行うと、サファイヤ基板１の表面上に成膜されるＧａＮ膜の極性を制御、例えば、ＧａＮ膜の極性を、Ｇａ極性とするかＮ極性とするかを制御することができる。サファイヤ基板１の表面をクリーニングする際の第２の温度帯Ｔ２は、１０００℃に限られるものではなく、９００℃以上１１００℃以下であればよい。
【００９０】
次に、処理室１０３の内部の温度を降温し、第２の温度帯Ｔ２よりも低い第３の温度帯とする。第３の温度帯における温度の一例は、５００℃である。処理室１０３の内部の圧力が１Ｔｏｒｒ、処理室１０３の内部の温度が５００℃で安定したら、ＧａＣｌ３ガスを含むクロライドガスをガス導入部１０４から供給し、ＮＨ３ガスを含むハイドライドガスをガス導入管１０６ａ、１０６ｂから供給する。このようにして、表面がクリーニングされたサファイヤ基板１の表面上に、アモルファスＧａＮバッファ層を形成する（ステップＳ２２）。なお、アモルファスＧａＮバッファ層は、これから成長される単結晶ＧａＮ薄膜の結晶性を向上させるための層である。このようなアモルファスＧａＮバッファ層を形成する際の第３の温度帯は５００℃に限られるものではなく、例えば、４００℃以上６００℃以下であればよい。
【００９１】
次に、処理室１０３の内部の温度を昇温し、第３の温度帯よりも高い第４の温度帯とする。第４の温度帯にける温度の一例は、１０００℃である。処理室１０３の内部の圧力が１Ｔｏｒｒ、処理室１０３の内部の温度が１０００℃で安定したら、ＧａＣｌ３ガスを含むクロライドガスをガス導入部１０４から供給し、ＮＨ３ガスを含むハイドライドガスをガス導入管１０６ａ、１０６ｂから供給する。このようにして、アモルファスＧａＮバッファ層の上に、単結晶ＧａＮ薄膜を成長させる（ステップＳ２３）。なお、単結晶ＧａＮ薄膜を成長させる際の第４の温度帯は１０００℃に限られるものではなく、例えば、９００℃以上１１００℃以下であればよい。
【００９２】
ステップＳ２３が終了したら、処理室１０３の内部の温度を、例えば、ボート１１５を搬出可能な温度となるまで降温し、成膜処理工程（ステップ２）が終了したサファイヤ基板１を保持したボート１１５を、処理室１０３の内部から搬出する。
【００９３】
図１０は、この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法を実際のプロセスに適用した場合の一例を示すタイミングチャートである。
【００９４】
図１０に示すように、実際の電子製品、例えば、ＨＥＭＴなどの化合物半導体装置や、青色発光素子などの化合物半導体発光素子の製造プロセスにおいては、ボート搬出・搬入工程（ステップ０）、クリーニング工程（ステップ１）、成膜処理工程（ステップ２）、そして、ボート搬出・搬入工程（ステップ０）を繰り返して行うこととなる。
【００９５】
このような一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法であると、ステップＳ１１に続くステップＳ１２において、処理室１０３の内部の圧力を第１の圧力帯Ｐ１よりも高い第２の圧力帯Ｐ２、処理室１０３の内部の温度を第１の温度帯Ｔ１および／又は第１の温度帯Ｔ１よりも高い第２の温度帯Ｔ２で、クリーニングガスを供給する。これにより、処理室１０３の内部の下部に付着した付着物、および処理室１０３の内部に設置された部材の下部に付着した付着物をクリーニングにより、除去することができる。
【００９６】
また、ステップＳ１３において、処理室１０３の内部の圧力を第２の圧力帯Ｐ２よりも低い第３の圧力帯Ｐ３、温度を第２の温度帯Ｔ２でクリーニングガスを供給する。この際、温度については第１の温度帯Ｔ１となる範囲があっても、最終的には第２の温度帯Ｔ２となる範囲があればよい。これにより、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの内部に付着した付着物をクリーニングにより、除去することができる。
【００９７】
このようなステップＳ１１〜Ｓ１３を含むクリーニング工程（ステップ１）に連続して、成膜処理工程（ステップ２）を行い、クリーニング工程（ステップ１）と成膜処理工程（ステップ２）とを繰り返しつつ、化合物半導体膜、例えば、ＧａＮ薄膜の成膜処理を行う。これにより、成膜されるＧａＮ薄膜の膜厚が数μｍと厚く、成膜プロセス一回当たりの付着物の累積量が大きい場合であっても、クリーニングに要する時間を短縮することができる、という利点を得ることができる。
【００９８】
また、上記ステップ１〜ステップ２を、制御装置１５０によって実行させることで、一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法を実行することが可能な成膜装置１００を得ることができる。
【００９９】
したがって、この発明の一実施形態によれば、ガス供給路の内部や、処理室下部に付着した付着物を除去することができ、かつ、クリーニングに要する時間を短縮して生産性を向上させることも可能な成膜装置のクリーニング方法およびそのクリーニング方法を実行することが可能な成膜装置を得ることができる。
【０１００】
次に、一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の変形例のいくつかを、説明する。
【０１０１】
＜第１の変形例＞
図１１は、成膜装置１００において、新たに生じた事情を説明するためのガイド管の断面図である。
【０１０２】
さらに、成膜装置１００を用いて、ＧａＮの成膜処理を続けていったところ、図１１に示すように、ガス導入管１２６の外側表面とガイド管１２５の内側表面との間に生じている隙間にも、ＧａＮの付着が確認された（図１１の参照符号２０３により示す箇所）。ガス導入管１０６ａ、１０６ｂから供給されたＮＨ３ガスが、上記隙間に、さらに微量ではあるが、廻りこんできているようである。
【０１０３】
しかしながら、上記隙間は、ガス導入管１２６のガス吐出口１２６ａよりも後ろ側にある。このため、上記隙間に、ガス導入管１２６から、多くのクリーニングガスを送りこむことは困難である。したがって、上記隙間のクリーニングは難しい。
【０１０４】
第１の変形例は、ガス導入管１２６のガス吐出口１２６ａよりも後ろ側にあり、ガス導入管１２６の外側表面とガイド管１２５の内側表面との間に生じている隙間に対して、多くのクリーニングガスを送り込み、上記隙間に対するクリーニングを確実に行おう、とするものである。
【０１０５】
図１２は、この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の第１の変形例を示すタイミングチャートである。なお、図１２には、クリーニングガスの供給に関するタイミングのみを示すことにする。温度に関するタイミング、並びに圧力に関するタイミングは、図６に示したタイミングと同様のものでよい。
【０１０６】
図１２に示すように、第１の変形例においては、ステップＳ１３において、ガス導入部１０４からのクリーニングガスの供給を停止し（ＯＦＦ）、ガス導入管１０６ａ、１０６ｂのみから、クリーニングガスを供給する（ＯＮ）。図１３に、第２の変形例におけるガイド管１２５の内部のクリーニングガスの流れを示す。
【０１０７】
図１３に示すように、第１の変形例においては、クリーニングガスは、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂのみから供給される。このため、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂから供給されたクリーニングガスは、ガイド管１２５の内部へ、ガス導入部１０４を介して供給されるようになる。クリーニングガスの流れは、図１３中の参照符号Ｃに示すように、ガス導入管１２６から吐出されたときのクリーニングガスの流れとは、反対方向になる。このため、上記隙間に対して、ガス導入管１２６からクリーニングガスを供給したときに比較して、より多くのクリーニングガスを送り込むことが可能となる。
【０１０８】
したがって、第１の変形例によれば、ガス導入管１２６のガス吐出口１２６ａよりも後ろ側にあり、ガス導入管１２６の外側表面とガイド管１２５の内側表面との間に生じている隙間に対するクリーニングを、確実に行うことができる、という利点を得ることができる。
【０１０９】
＜第２の変形例＞
第２の変形例もまた、第１の変形例と同様に、ガス導入管１２６の外側表面とガイド管１２５の内側表面との間に生じている隙間に対するクリーニングを確実に行おう、とするものである。
【０１１０】
図１４は、この発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の第２の変形例を示すタイミングチャートである。なお、図１４には、クリーニングガスの供給に関するタイミングのみを示すことにする。温度に関するタイミング、並びに圧力に関するタイミングは、図６に示したタイミングと同様のものでよい。
【０１１１】
図１４に示すように、第２の変形例においては、ステップＳ１３において、ガス導入部１０４からのクリーニングガスの供給、つまりガス導入管１２６からのクリーニングガスの供給を、供給（ＯＮ）と停止（ＯＦＦ）とを交互に繰り返す間欠供給としたものである。
【０１１２】
ガス導入管１０６ａ、１０６ｂからのクリーニングガスの供給は、ステップＳ１３においても続けることも可能であるが、図１４に示すように、ステップＳ１３においては、ガス導入管１０６ａ、１０６ｂからのクリーニングガスの供給は、停止するようにしてもよい。
【０１１３】
第２の変形例においては、クリーニングガスが、ガス導入管１２６から間欠供給される。このため、クリーニングガスを流し続ける場合に比較して、ガイド管１２５の内部におけるクリーニングガスの流れを乱すことができる。ガス導入管１２６から、クリーニングガスを流し続けると、ガイド管１２５の内部におけるクリーニングガスの流れは層流となって安定してしまう。このため、上記隙間においては、クリーニングガスが滞留し、淀んでしまう。このため、新鮮なクリーニングガスがたえず供給され続けることが難くなる。このような滞留が、上記隙間にガス導入管１２６から多くのクリーニングガスを送りこむことは困難である、という理由の一つになっている。
【０１１４】
図１５は、第２の変形例におけるガイド管１２５の内部のクリーニングガスの流れを示す図である。
【０１１５】
図１５に示すように、クリーニングガスを、ガス導入管１２６から間欠供給する第２の変形例では、クリーニングガスの供給（ＯＮ）と停止（ＯＦＦ）とを交互に繰り返す。このため、ガイド管１２５の内部におけるクリーニングガスの流れは安定しなくなる。つまり、図１５中の参照符号Ｄに示すように、いわば乱流に近い状態となる。乱流に近い状態となれば、層流で安定してしまう場合に比較して、上記隙間にクリーニングガスが滞留する可能性を低くすることができる。このため、上記隙間に新鮮なクリーニングガスをたえず供給することが可能となる。
【０１１６】
したがって、第２の変形例においても、第１の変形例と同様に、隙間に対するクリーニングを、確実に行うことができる、という利点を得ることができる。
【０１１７】
＜第３の変形例＞
第３の変形例は、第２の変形例と同様に、ステップＳ１３において、クリーニングガスをガス導入部１０４、本例ではガス導入管１２６から間欠供給する例である。
【０１１８】
図１６はこの発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の第３の変形例を示すタイミングチャート、図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）は第３の変形例におけるガイド管の内部のガスの流れを示す図である。
【０１１９】
図１６に示すように、ステップＳ１３においてクリーニングガスを間欠供給してクリーニングを行う場合には、サイクルパージステップを併用することも可能である。
【０１２０】
まず、第３の変形例においては真空引きを行う。これにより、ガイド管１２５の内部が真空引きされる（図１７（Ａ））。
【０１２１】
次に、ガス導入部１０４、本例ではガス導入管１２６と、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂとから、クリーニングガスを供給する。この際、ガイド管１２５の内部は真空引きされているので、ガイド管１２５の内部の圧力は、ステップＳ１３において設定される第３の圧力帯Ｐ３よりも低くなっている。このため、クリーニングガスをガス導入管１２６から供給すると、クリーニングガスは、ガイド管１２５の内部の圧力が第３の圧力帯Ｐ３となるように、ガス導入管１２６の外側表面とガイド管１２５の内側表面との間に生じている隙間にも廻り込むようになる（図１７（Ｂ））。
【０１２２】
次に、クリーニングガスの供給を停止し、再度、真空引きを行う。これにより、ガイド管１２５の内部は、再度、真空引きされ、クリーニングガスによって気化された付着物は排気される（図１７（Ｃ））。
【０１２３】
次に、ガス導入部１０４、本例ではガス導入管１２６と、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂとから、パージガスを供給する。パージガスは、不活性ガスであり、例えば、Ｎ２ガスである。このＮ２ガスは、例えば、図１に示した成膜装置１００が備えるキャリアガス供給源１３１ｂから供給されるものを利用することができる。この際にも、ガイド管１２５の内部は、真空引きされているため、第３の圧力帯Ｐ３よりも低い圧力となっている。このため、パージガスは、ガイド管１２５の内部の圧力が第３の圧力帯Ｐ３となるように、上記隙間に廻り込む（図１７（Ｄ））。次いで、パージガスの供給を停止する。
【０１２４】
このように、第３の変形例においては、
(１)  真空引き（排気）
(２)  クリーニング
(３)  真空引き（排気）
(４)  パージ
の手順を“１サイクル”とし、この“１サイクル”を複数回繰り返すことで、ガス供給路１２４ａ〜１２４ｃの内部、本例では、特に、ガイド管１２５の内部をクリーニングする。
【０１２５】
このような第３の変形例においても、第１、第２の変形例と同様に、ガス導入管１２６の外側表面とガイド管１２５の内側表面との間に生じている隙間に対して、新鮮なクリーニングガスを供給することができる。しかも、第３の変形例においては、第１、第２の変形例に比較して、クリーニングガスの排気、およびクリーニングガスのパージをさらに行う。このため、第１、第２の変形例に比較して、上記隙間の内部から、気化した付着物をより確実に追い出すことができ、上記隙間に対して、より清浄度が良好となるクリーニングが可能となる、という利点を得ることができる。
【０１２６】
また、第３の変形例においては、第２の変形例と異なり、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂからクリーニングガスやパージガスを供給する例を示した。これは、第２の変形例と同様に、ステップＳ１３において、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂからクリーニングガスやパージガスの供給を停止するようにしてもよい。
【０１２７】
ただし、ステップＳ１３において、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂからも、クリーニングガスやパージガスを供給するようにすると、ステップＳ１３において、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂの内部に発生する可能性がある二次的な付着物の付着を抑制できる、という利点を、さらに得ることができる。
【０１２８】
＜第４の変形例＞
第４の変形例もまた、ステップＳ１３において、クリーニングガスを、ガス導入部１０４、本例ではガス導入管１２６から間欠供給する例である。
【０１２９】
図１８はこの発明の一実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の第４の変形例を示すタイミングチャートである。
【０１３０】
図１８に示すように、第４の変形例が、第３の変形例と異なるところは、ガス導入部１０４（ガス導入管１２６）からクリーニングガスおよびパージガスを供給する手順Ｅと、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂからクリーニングガスおよびパージガスを供給する手順Ｆとを“１サイクル”の中でずらし、手順Ｅと手順Ｆとを交互に行うようにしたことである。
【０１３１】
第４の変形例のように、ガス導入部１０４（ガス導入管１２６）からクリーニングガスおよびパージガスを供給する手順Ｅと、ガス導入管１０６ａおよび１０６ｂからクリーニングガスおよびパージガスを供給する手順Ｆとは、同時に行わず、交互に行うようにすることも可能である。
【０１３２】
このような第４の変形例においても、第１〜３の変形例と同様に、ガス導入管１２６の外側表面とガイド管１２５の内側表面との間に生じている隙間に対して、新鮮なクリーニングガスを供給することができるので、上記隙間のクリーニングが可能となる、という利点を得ることができる。
【０１３３】
また、第４の変形例によれば、上記手順Ｅと手順Ｆとを交互に行う。このため、手順Ｆにおいては、ガイド管１２５の内部に、図１７を参照して説明したような手順Ｅとは反対方向のクリーニングガスの流れを生じさせることができる。したがって、第３の変形例に比較して、上記隙間に対し、より多くのクリーニングガスを送り込むことできる、という利点を得ることができる。
【０１３４】
以上、この発明を一実施形態に従って説明したが、この発明は、一実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。また、この発明の実施形態は、上記一実施形態が唯一の実施形態でもない。
【０１３５】
例えば、上記一実施形態においては、化合物半導体膜を成膜するための被処理基板を、サファイヤ基板１としたが、被処理基板は、サファイヤ基板１に限られるものではない。例えば、ＳｉＣ基板や、Ｓｉ基板なども用いることができる。
【０１３６】
また、上記一実施形態においては、化合物半導体膜の成膜方法、例えば、窒化ガリウム膜の成膜方法として、固体三塩化ガリウムを気化させ、三塩化ガリウムガスをピックアップして処理室１０３にキャリアガスとともに運ぶ例を示した。このような成膜方法は、クロライド輸送ＬＰＣＶＤ法（Chloride  transport  ＬＰ−ＣＶＤ）とも呼ばれている方法である。しかしながら、化合物半導体膜の成膜方法は、上記実施形態に限られるものではなく、ＨＶＰＥ法や、ＭＯＣＶＤ法を用いることも可能である。
【０１３７】
また、上記実施形態においては、化合物半導体膜を成膜するために、化合物半導体を構成する一の元素を含むクロライドガスを処理室１０３に供給するようにしたが、成膜しようとする化合物半導体膜に応じて、クロライドガスに代えてハイドライドガスとしてもよい。
【０１３８】
そして、上記実施形態においては、化合物半導体膜として窒化物半導体膜、例えば、窒化ガリウム膜を例示したが窒化ガリウム膜以外の窒化物半導体膜やIII−Ｖ族化合物半導体膜を成膜する成膜装置や、II−IV族化合物半導体膜を成膜する成膜装置のクリーニング方法として、この発明を適用することができる。  
その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１０１…外管、１０２…内管、１０３…処理室、１０４…ガス導入部、１０６ａ、１０６ｂ…ガス導入管、１１１…排気装置、１１３…加熱装置、１１３ａ…スリット、１１５…ボート、１２４ａ〜１２４ｄ…ガス供給路、１２５…ガイド管、１２６…ガス導入管、１３０…処理ガス供給機構、１４０…クリーニングガス供給機構、１５０…制御装置。
【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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