(57)【要約】【課題】基板上に形成される膜の膜質劣化を抑制する。【解決手段】プラズマ原子層成長装置１は、成膜容器１Ａの第１側壁に設けられたクリーニングガス供給口としても機能する原料ガス供給口１４と、成膜容器１Ａの第１側壁と対向する第２側壁に設けられたクリーニングガス排気口としても機能する原料ガス排気口１５とを備える。【選択図】図６
2019033236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜容器と、
前記成膜容器の下面に配置された下部電極と、
前記成膜容器の上面に配置され、かつ、前記下部電極との間でプラズマ放電を発生させるための上部電極と、
前記下面と前記上面とに交差する前記成膜容器の第１側壁に設けられたガス供給口と、
前記下面と前記上面とに交差し、かつ、前記第１側壁と対向する前記成膜容器の第２側壁に設けられたガス排気口と、
前記成膜容器と前記下部電極との両方に接する第１防着部材と、
前記成膜容器と前記上部電極との両方に接する第２防着部材と、
を備える、原子層成長装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原子層成長装置において、
前記成膜容器と前記下部電極との間には、隙間が存在し、
前記第１防着部材は、前記隙間を塞ぐ、原子層成長装置。
【請求項３】
基板を保持するための下部電極と、
前記下部電極と対向する対向面を有し、かつ、前記下部電極との間でプラズマ放電を発生させるための上部電極と、
前記下部電極の上方空間であって、かつ、前記上部電極の下方空間から構成される成膜空間を含む成膜容器と、
前記下部電極の下方空間と前記成膜空間との間に設けられた下方防着部材と、
前記上部電極に取り付けられた上方防着部材と、
前記成膜容器の第１側壁に設けられ、かつ、前記成膜空間と連通する原料ガス供給口と、
前記成膜容器の前記第１側壁と対向する前記成膜容器の第２側壁に設けられ、かつ、前記成膜空間と連通する原料ガス排気口と、
を備え、
前記成膜容器は、
前記下部電極が配置される下面と、
前記上部電極が配置される上面と、
を有し、
前記第１側壁は、前記下面と前記上面と交差し、
前記第２側壁も、前記下面と前記上面と交差する、原子層成長装置。
【請求項４】
請求項３に記載の原子層成長装置において、
前記原料ガス供給口は、反応ガス供給口を兼ね、
前記原料ガス排気口は、反応ガス排気口を兼ねる、原子層成長装置。
【請求項５】
基板を保持するための第１電極と、
前記第１電極と対向する対向面を有し、かつ、前記第１電極との間でプラズマ放電を発生させるための第２電極と、
前記第１電極および前記第２電極を内包する成膜容器と、
前記成膜容器の第１側壁に設けられたクリーニングガス供給口と、
前記成膜容器の前記第１側壁と対向する前記成膜容器の第２側壁に設けられたクリーニングガス排気口と、
を備え、
前記成膜容器は、
前記第１電極が配置される第１面と、
前記第２電極が配置される第２面と、
を有し、
前記第１側壁は、前記第１面と前記第２面と交差し、
前記第２側壁も、前記第１面と前記第２面と交差する、原子層成長装置。
【請求項６】
請求項５に記載の原子層成長装置において、
前記原子層成長装置は、前記クリーニングガス供給口と連通するクリーニングガス供給部を有する、原子層成長装置。
【請求項７】
請求項６に記載の原子層成長装置において、
前記クリーニングガス供給部は、ラジカルを発生させる、原子層成長装置。
【請求項８】
請求項５に記載の原子層成長装置において、
前記クリーニングガス供給口は、原料ガス供給口を兼ねる、原子層成長装置。
【請求項９】
請求項５に記載の原子層成長装置において、
前記成膜容器の内部には、前記クリーニングガス供給口から前記成膜容器の内部に供給されたクリーニングガスの流れを制御する整流板が設けられている、原子層成長装置。
【請求項１０】
基板を保持するための第１電極と、
前記第１電極と対向する対向面を有し、かつ、前記第１電極との間でプラズマ放電を発生させるための第２電極と、
前記第１電極および前記第２電極を内包する成膜容器と、
前記成膜容器の第１側壁に設けられた原料ガス供給口と、
前記成膜容器の前記第１側壁に設けられた反応ガス供給口と、
前記成膜容器の前記第１側壁と対向する第２側壁に設けられた排気口と、
を備え、
前記成膜容器は、
前記第１電極が配置される第１面と、
前記第２電極が配置される第２面と、
を有し、
前記第１側壁は、前記第１面と前記第２面と交差し、
前記第２側壁も、前記第１面と前記第２面と交差する、原子層成長装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の原子層成長装置において、
前記原料ガス供給口の内寸サイズは、前記反応ガス供給口の内寸サイズよりも大きい、原子層成長装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の原子層成長装置において、
前記原料ガス供給口は、クリーニングガス供給口を兼ね、
前記反応ガス供給口は、クリーニングガス供給口を兼ねる、原子層成長装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の原子層成長装置において、
前記クリーニングガス供給口は、クリーニングガス供給部と連通し、
前記クリーニングガス供給部は、ラジカルを発生させる、原子層成長装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載の原子層成長装置において、
前記原料ガス供給口は、クリーニングガス供給口を兼ね、
前記反応ガス供給口は、クリーニングガス排気口を兼ねる、原子層成長装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の原子層成長装置において、
前記クリーニングガス供給口は、クリーニングガス供給部と連通し、
前記クリーニングガス供給部は、ラジカルを発生させる、原子層成長装置。
【請求項１６】
成膜空間に基板を配置する成膜容器を含む、原子層成長装置であって、
前記原子層成長装置は、
前記成膜容器の内壁に設けられた複数のクリーニングガス用ポートと、
前記複数のクリーニングガス用ポートのそれぞれと接続され、かつ、クリーニングガスを流す配管経路部と、
前記配管経路部に設けられ、かつ、開閉可能な複数のバルブと、
を備え、
前記複数のバルブのそれぞれは、前記複数のクリーニングガス用ポートのそれぞれに対応して設けられ、
前記原子層成長装置は、前記複数のバルブのそれぞれの開閉を制御することによって、前記成膜空間の内部でのクリーニングガスの流れを制御する制御部と接続可能に構成されている、原子層成長装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の原子層成長装置において、
前記配管経路部は、クリーニングガス供給部と連通し、
前記クリーニングガス供給部は、ラジカルを発生させる、原子層成長装置。
【請求項１８】
基板を保持するための下部電極と、
前記下部電極と対向する対向面を有し、かつ、前記下部電極との間でプラズマ放電を発生させるための上部電極と、
前記下部電極の上方空間であって、かつ、前記上部電極の下方空間から構成される成膜空間を含む成膜容器と、
前記下部電極の下方空間と前記成膜空間との間に設けられた下方防着部材と、
前記上部電極の上方空間と前記成膜空間との間に設けられた上方防着部材と、
前記成膜容器の第１側壁に設けられ、かつ、前記成膜空間と連通する原料ガス供給口と、
前記成膜容器の前記第１側壁と対向する前記成膜容器の第２側壁に設けられ、かつ、前記成膜空間と連通する原料ガス排気口と、
を備え、
前記成膜容器は、
前記下部電極が配置される下面と、
前記上部電極が配置される上面と、
を有し、
前記第１側壁は、前記下面と前記上面と交差し、
前記第２側壁も、前記下面と前記上面と交差する、原子層成長装置を使用した成膜方法であって、
（ａ）前記原料ガス供給口から原料ガスを前記成膜空間の内部に導入する工程、
（ｂ）前記原料ガス排気口から前記原料ガスを排気する工程、
を備える、原子層成長装置を使用した成膜方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の原子層成長装置を使用した成膜方法において、
前記原料ガス供給口は、反応ガス供給口を兼ね、
前記原料ガス排気口は、反応ガス排気口を兼ね、
前記原子層成長装置を使用した成膜方法は、さらに、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記反応ガス供給口から反応ガスを前記成膜空間の内部に導入する工程、
（ｄ）前記反応ガス排気口から前記反応ガスを排気する工程、
を有する、原子層成長装置を使用した成膜方法。
【請求項２０】
（ａ）成膜容器の第１側壁に設けられたクリーニングガス供給口からラジカルを含むクリーニングガスを前記成膜容器の内部に導入する工程、
（ｂ）前記成膜容器の前記第１側壁と対向する第２側壁に設けられたクリーニングガス排気口から前記クリーニングガスを排気する工程、
を備える、原子層成長装置のクリーニング方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の原子層成長装置のクリーニング方法において、
前記クリーニングガス供給口は、原料ガスを前記成膜容器の内部に導入する原料ガス供給口としての機能も有する、原子層成長装置のクリーニング方法。
【請求項２２】
原子層成長装置を使用した成膜方法であって、
（ａ）成膜容器の第１側壁に設けられた原料ガス供給口から原料ガスを前記成膜容器の内部に導入する工程、
（ｂ）前記成膜容器の前記第１側壁と対向する第２側壁に設けられた排気口から前記原料ガスを排気する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記成膜容器の前記第１側壁に設けられた反応ガス供給口から反応ガスを前記成膜容器の内部に導入する工程、
（ｄ）前記成膜容器の前記第１側壁と対向する前記第２側壁に設けられた排気口から前記反応ガスを排気する工程、
を備える、原子層成長装置を使用した成膜方法。
【請求項２３】
基板を保持するための第１電極と、
前記第１電極と対向する対向面を有し、かつ、前記第１電極との間でプラズマ放電を発生させるための第２電極と、
前記第１電極および前記第２電極を内包する成膜容器と、
前記成膜容器の第１側壁に設けられた原料ガス供給口と、
前記成膜容器の前記第１側壁に設けられた反応ガス供給口と、
前記成膜容器の前記第１側壁と対向する第２側壁に設けられた排気口と、
を備え、
前記成膜容器は、
前記第１電極が配置される第１面と、
前記第２電極が配置される第２面と、
を有し、
前記第１側壁は、前記第１面と前記第２面と交差し、
前記第２側壁も、前記第１面と前記第２面と交差する、原子層成長装置のクリーニング方法であって、
（ａ）前記原料ガス供給口から前記成膜容器の内部にラジカルを含むクリーニングガスを前記成膜容器の内部に導入し、かつ、前記反応ガス供給口から前記成膜容器の内部にラジカルを含むクリーニングガスを前記成膜容器の内部に導入する工程、
（ｂ）前記排気口から前記クリーニングガスを排気する工程、
を備える、原子層成長装置のクリーニング方法。
【請求項２４】
基板を保持するための第１電極と、
前記第１電極と対向する対向面を有し、かつ、前記第１電極との間でプラズマ放電を発生させるための第２電極と、
前記第１電極および前記第２電極を内包する成膜容器と、
前記成膜容器の第１側壁に設けられた原料ガス供給口と、
前記成膜容器の前記第１側壁に設けられた反応ガス供給口と、
を備え、
前記成膜容器は、
前記第１電極が配置される第１面と、
前記第２電極が配置される第２面と、
を有し、
前記第１側壁は、前記第１面と前記第２面と交差し、
前記第２側壁も、前記第１面と前記第２面と交差する、原子層成長装置のクリーニング方法であって、
（ａ）前記原料ガス供給口から前記成膜容器の内部にラジカルを含むクリーニングガスを導入する工程、
（ｂ）前記クリーニングガスを前記反応ガス供給口から前記前記成膜容器の外部に排気する工程、
を備える、原子層成長装置のクリーニング方法。
【請求項２５】
成膜空間に基板を配置する成膜容器を含み、
前記成膜容器の内壁に設けられた複数のクリーニングガス用ポートと、
前記複数のクリーニングガス用ポートのそれぞれと接続され、かつ、クリーニングガスを流す配管経路部と、
前記配管経路部に設けられ、かつ、開閉可能な複数のバルブと、
を備え、
前記複数のバルブのそれぞれは、前記複数のクリーニングガス用ポートのそれぞれに対応して設けられ、
前記複数のバルブのそれぞれの開閉を制御する制御部と接続可能に構成された、原子層成長装置のクリーニング方法であって、
（ａ）前記制御部が、前記複数のバルブのそれぞれの開閉を制御することにより、前記クリーニングガスの供給経路と、前記クリーニングガスの排気経路とを設定する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程によって設定される前記クリーニングガスの前記供給経路を通じて、前記成膜容器の内部に前記クリーニングガスを供給する工程、
（ｃ）前記（ａ）工程によって設定される前記クリーニングガスの前記排気経路を通じて、前記成膜容器の外部に前記クリーニングガスを排気する工程、
を備える、原子層成長装置のクリーニング方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の原子層成長装置のクリーニング方法において、
前記クリーニングガスは、ラジカルを含む、原子層成長装置のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子層成長装置並びに原子層成長装置を使用した成膜方法および原子層成長装置のクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００２−２８０３７６号公報（特許文献１）には、シャワーヘッドを有するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置のクリーニング方法が記載されている。
【０００３】
特開２０１４−２１０９４６号公報（特許文献２）には、原子層堆積装置に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８０３７６号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
原子層成長法は、原料ガスと反応ガスとを基板上に交互に供給することにより、基板上に原子層単位で膜を形成する成膜方法である。この原子層成長法は、原子層単位で膜を形成することから、段差被覆性や膜厚制御性に優れているという利点を有している。一方、原子層成長法を具現化する原子層成長装置では、段差被覆性に優れている利点の裏返しとして、除去することが困難な場所にも容易に膜が形成されやすい。このことから、原子層成長装置では、除去することが困難な場所に形成された膜の剥離に起因する異物の発生によって、基板上に形成される膜の膜質が劣化することが懸念される。
【０００６】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態における原子層成長装置は、成膜容器の第１側壁に設けられたクリーニングガス供給口と、成膜容器の第１側壁と対向する第２側壁に設けられたクリーニングガス排気口とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
一実施の形態によれば、基板上に形成される膜の膜質劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】関連技術におけるプラズマ原子層成長装置の模式的な構成を示す図である。
【図２】実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置の模式的な全体構成を示す図である。
【図３】成膜容器内の構成を模式的に示す断面図と、この断面図に対応し、かつ、主に、成膜容器の内壁と下部電極と防着部材との配置関係を示す平面図とを合わせて示す図である。
【図４】実施の形態１におけるプラズマ原子層成長方法を説明するフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、基板上に膜を形成する工程を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置の模式的な全体構成を示す図である。
【図７】成膜容器の内部に整流板を搭載した基材を配置した状態を模式的に示す平面図である。
【図８】整流板を搭載した基材の模式的な構成を示す斜視図である。
【図９】成膜空間に整流板を搭載した基材を配置した状態を模式的に示す立体斜視図である。
【図１０】実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置の全体構成を示す模式図である。
【図１１】実施の形態３におけるプラズマ原子層成長工程を説明する図である。
【図１２】図１１に続くプラズマ原子層成長工程を説明する図である。
【図１３】図１２に続くプラズマ原子層成長工程を説明する図である。
【図１４】図１３に続くプラズマ原子層成長工程を説明する図である。
【図１５】実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置の成膜容器の内壁に不必要な膜が形成されている状態を示す模式図である。
【図１６】実施の形態４におけるプラズマ原子層成長装置２のクリーニング技術を説明する図である。
【図１７】実施の形態５におけるクリーニング方法を説明する図である。
【図１８】実施の形態５における特徴点を説明する図である。
【図１９】実施の形態６におけるプラズマ原子層成長装置の模式的な全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために、平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００１１】
（実施の形態１）
＜原子層成長装置に特有の事情＞
例えば、プラズマＣＶＤ装置では、基板を保持する下部電極と、下部電極と対向配置される上部電極との間に複数の原料ガスを供給しながら、下部電極と上部電極との間にプラズマ放電を生じさせる。これにより、プラズマＣＶＤ装置では、プラズマ放電で生じた活性種（ラジカル）による化学反応により、基板上に膜を形成する。このとき、プラズマＣＶＤ装置では、主にプラズマ放電が形成されている領域（放電空間）に膜が形成される。これは、プラズマＣＶＤ装置で使用される原料ガスとして、放電空間に局在化させるために拡散しにくい性質を有している原料ガスが使用されるとともに、複数の原料ガスからプラズマ放電によって活性種（ラジカル）が生じて初めて膜材料が形成されるからである。したがって、プラズマＣＶＤ装置では、放電空間から離れた場所（プラズマ放電が生じない場所）には膜が形成されにくい傾向を示すことになる。
【００１２】
これに対し、例えば、プラズマ原子層成長装置では、基板を保持する下部電極と、下部電極と対向配置される上部電極との間に、原料ガスと反応ガスとを交互に供給し、かつ、反応ガスを供給する際にプラズマ放電することにより、基板上に原子層単位で膜を形成する。このとき、プラズマ原子層成長装置では、原子層単位で膜を形成することにより、段差被覆性に優れた膜を形成することができる。特に、プラズマ原子層成長装置では、段差被覆性を良好にするため、原料ガスとして拡散しやすい材料が使用されるとともに、それぞれのガス（原料ガスやパージガスや反応ガス）が成膜容器内に充分に拡散するだけの時間を確保しながら、それぞれのガスを交互に供給している。このため、例えば、原料ガスや反応ガスは、基板上だけでなく、成膜容器の隅々まで行き渡ることになる。さらには、プラズマ原子層成長装置においては、反応ガスをプラズマ放電させることにより活性種（ラジカル）を形成して、この活性種と基板に吸着した原料ガスとが反応して膜が形成されるだけでなく、プラズマ放電によって活性種（ラジカル）が生じない状態においても、原料ガスと反応ガスとが反応しやすい傾向がある。したがって、プラズマ原子層成長装置では、プラズマ放電が生じていない成膜容器の微細な隙間においても、原料ガスと反応ガスが反応して膜が形成されることになる。つまり、原子層成長装置では、（１）原子層単位で膜を形成すること、（２）成膜容器の隅々まで原料ガスや反応ガスが行き渡ること、（３）プラズマ放電が生じていない場所でも原料ガスと反応ガスとが反応しやすいこと、という特徴を有する結果、微細な隙間にも膜が形成されることになる。
【００１３】
このようにプラズマ原子層成長装置においては、基板上だけでなく、微細な隙間を含む成膜容器内の隅々まで膜が形成されてしまうという性質があることになる。そこで、以下では、まず、プラズマ原子層成長装置に関する関連技術について説明する。その後、関連技術に存在する改善の余地について説明した後、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置について説明することにする。
【００１４】
＜関連技術の説明＞
図１は、関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００の模式的な構成を示す図である。図１において、関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００は、成膜容器１００Ａを有している。そして、成膜容器１００Ａ内には、下部電極１０１を含むステージが配置されており、この下部電極１０１上に基板１０が搭載されている。また、基板１０の端部を覆うようにマスク２０が配置されている。さらに、成膜容器１００Ａ内には、下部電極１０１上に搭載された基板１０と対向する位置に上部電極１０２が配置されている。このとき、下部電極１０１上に配置された基板１０と上部電極１０２とによって挟まれた空間が成膜空間１０３となる。
【００１５】
次に、図１に示すように、成膜容器１００Ａの左側の側壁には、原料ガス供給口１０４が設けられており、この原料ガス供給口１０４と連通するようにインジェクタ１０６が配置されている。このインジェクタ１０６には、原料ガス供給経路１０６Ａと、パージガス供給経路１０６Ｂと、反応ガス供給経路１０６Ｃと、パージガス供給経路１０６Ｄとが接続されている。ここで、原料ガス供給経路１０６Ａは、図示しない原料ガス供給部と接続されている一方、パージガス供給経路１０６Ｂは、図示しないパージガス供給部と接続されている。同様に、反応ガス供給経路１０６Ｃは、図示しない反応ガス供給部と接続されている一方、パージガス供給経路１０６Ｄは、図示しないパージガス供給部と接続されている。そして、図１に示すように、成膜容器１００Ａの左側の側壁と対向する右側の側壁には、ガス排気口１０５が設けられており、このガス排気口１０５は、ガス排気経路１０７を介して、排気部１０８と接続されている。
【００１６】
以上のように構成されている関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００では、以下に示すような動作を実施することにより、基板１０上に膜を形成する。まず、図示しない原料ガス供給部から、原料ガス供給経路１０６Ａとインジェクタ１０６と原料ガス供給口１０４とを通って、成膜容器１００Ａの成膜空間１０３に原料ガスが供給される。そして、成膜空間１０３に供給された原料ガスは、ガス排気口１０５からガス排気経路１０７を通って、排気部１０８から排気される。続いて、図示しないパージガス供給部から、パージガス供給経路１０６Ｂとインジェクタ１０６と原料ガス供給口１０４とを通って、成膜容器１００Ａの成膜空間１０３にパージガスが供給される。そして、成膜空間１０３に供給されたパージガスは、ガス排気口１０５からガス排気経路１０７を通って、排気部１０８から排気される。これにより、パージガスで、残存する原料ガスを取り除くことができる。続いて、図示しない反応ガス供給部から、反応ガス供給経路１０６Ｃとインジェクタ１０６と原料ガス供給口１０４とを通って、成膜容器１００Ａの成膜空間１０３に反応ガスが供給される。このとき、下部電極１０１と上部電極１０２との間に高周波電圧を印加する。この結果、下部電極１０１と上部電極１０２との間に挟まれた成膜空間１０３に供給された反応ガスがプラズマ化する。これにより、基板１０上に膜が形成される。その後、図示しないパージガス供給部から、パージガス供給経路１０６Ｄとインジェクタ１０６と原料ガス供給口１０４とを通って、成膜容器１００Ａの成膜空間１０３にパージガスが供給される。そして、成膜空間１０３に供給されたパージガスは、ガス排気口１０５からガス排気経路１０７を通って、排気部１０８から排気される。これにより、パージガスで、残存する反応ガスを取り除くことができる。以上のように関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００を動作させることにより、基板１０上に膜を形成することができる。
【００１７】
＜改善の検討＞
ここで、＜原子層成長装置に特有の事情＞の欄で説明したように、プラズマ原子層成長装置においては、基板上だけでなく、微細な隙間を含む成膜容器内の隅々まで膜が形成されてしまうという性質がある。特に、図１に示すように、関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００では、下部電極（ステージ）１０１の下方空間１１０が、成膜空間１０３と連通していることから、下部電極（ステージ）１０１の下方空間１１０に接する部材にまで膜が形成されてしまう。そして、下方空間１１０に接する部材に付着した膜の膜厚が厚くなると、付着した膜の一部が下方空間１１０に接する部材から剥離して異物となる。この異物は、基板１０上に形成される膜の膜質を劣化させる要因となる。このことから、関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００では、下部電極（ステージ）１０１の下方空間１１０が成膜空間１０３と連通することに起因して、基板１０上に形成される膜の膜質（品質）を向上する観点から改善の余地が存在するのである。そこで、本実施の形態１では、基板１０上に形成される膜の膜質（品質）を向上する観点から、関連技術におけるプラズマ原子層成長装置に存在する改善の余地に対する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態１における技術的思想について説明することにする。
【００１８】
＜プラズマ原子層成長装置の構成＞
図２は、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１の模式的な全体構成を示す図である。図２に示すように、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１は、成膜容器１Ａを有している。この成膜容器１Ａの内部には、基板１０を保持するための下部電極１１を含むステージが配置されている。そして、成膜容器１Ａの内部には、基板１０を搭載した下部電極１１と対向する対向面を有し、かつ、下部電極１１との間でプラズマ放電を発生させるための上部電極１２が配置されている。このとき、下部電極１１と上部電極１２との間に挟まれた空間が成膜空間１３となる。すなわち、成膜容器１Ａは、下部電極１１の上方空間であって、かつ、上部電極１２の下方空間から構成される成膜空間１３を含むように構成されている。
【００１９】
さらに、図２に示すように、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１は、下部電極（ステージ）１１の下方空間１１０と成膜空間１３との間に設けられた下方防着部材１９Ａを有している。この下方防着部材１９Ａによって、下部電極１１の下方空間１１０は、成膜空間１３から隔離される。また、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１では、下部電極１１と対向する上部電極１２の対向面に上方防着部材１９Ｂが取り付けられている。
【００２０】
このように、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１は、成膜容器１Ａと、成膜容器１Ａの下面に配置された下部電極１１と、成膜容器１Ａの上面に配置され、かつ、下部電極１１との間でプラズマ放電を発生させるための上部電極１２とを備える。そして、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１は、下面と上面とに交差する成膜容器１Ａの側面２００Ａ（図２の左側の側壁）に設けられた原料ガス供給口１４と、下面と上面とに交差し、かつ、側面２００Ａと対向する成膜容器１Ａの側面２００Ｂに設けられた原料ガス排気口１５とを備える。さらに、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１は、成膜容器１Ａと下部電極１１の両方に接する下方防着部材１９Ａと、成膜容器１Ａと上部電極１２の両方に接する上方防着部材１９Ｂとを備える。ここで、図２に示すように、成膜容器１Ａと下部電極１１との間には、隙間が存在し、下方防着部材１９Ａは、隙間を塞ぐように配置されている。
【００２１】
図３は、成膜容器１Ａ内の構成を模式的に示す断面図と、この断面図に対応し、かつ、主に、成膜容器１Ａの内壁と下部電極１１と下方防着部材１９Ａの配置関係を示す平面図とを合わせて示す図である。図３の平面図に示すように、成膜容器１Ａに内包されるように下部電極１１が配置されており、成膜容器１Ａと下部電極１１との間には、隙間が存在する。そして、図３の平面図に示すように、下方防着部材１９Ａ（ドットを付している構成要素）は、成膜容器１Ａと下部電極１１の端部との両方に接触するように配置されており、下方防着部材１９Ａは、成膜容器１Ａと下部電極１１との間に生じている隙間を覆うように配置されている。このように、本実施の形態１においては、下方防着部材１９Ａによって、成膜容器１Ａと下部電極１１との間に生じている隙間は、密閉されている。
【００２２】
次に、図２に示すように、成膜容器１Ａの右側の側壁には、成膜空間１３と連通する原料ガス供給口１４が形成されている。一方、成膜容器１Ａの右側の側壁と対向する左側の側壁には、成膜空間１３と連通する原料ガス排気口１５が形成されている。原料ガス供給口１４は、インジェクタ１６と接続されており、このインジェクタ１６は、原料ガス供給経路１６Ａと、パージガス供給経路１６Ｂと、反応ガス供給経路１６Ｃと、パージガス供給経路１６Ｄと接続されている。そして、原料ガス供給経路１６Ａは、図示しない原料ガス供給部と接続されている一方、パージガス供給経路１６Ｂは、図示しないパージガス供給部と接続されている。同様に、反応ガス供給経路１６Ｃは、図示しない反応ガス供給部と接続されている一方、パージガス供給経路１６Ｄは、図示しないパージガス供給部と接続されている。したがって、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１において、原料ガス供給口１４は、反応ガス供給口としても機能するとともに、パージガス供給口としても機能することになる。一方、原料ガス排気口１５は、ガス排気経路１７と接続されており、このガス排気経路１７は、排気部１８と接続されている。ここで、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１において、原料ガス排気口１５は、反応ガス排気口としても機能するとともに、パージガス排気口としても機能することになる。
【００２３】
＜原子層成長方法＞
本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１は、上記のように構成されており、以下では、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１を使用した原子層成長方法について説明する。
【００２４】
図４は、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長方法を説明するフローチャートであり、図５（ａ）〜図５（ｅ）は、基板上に膜を形成する工程を模式的に示す図である。
【００２５】
まず、図５（ａ）に示す基板１０を準備した後、図２に示すプラズマ原子層成長装置１の下部電極１１（ステージ）上に基板１０を搭載する（図４のＳ１０１）。続いて、プラズマ原子層成長装置１の原料ガス供給部から原料ガス供給経路１６Ａとインジェクタ１６と原料ガス供給口１４とを介して、成膜容器１Ａの内部に原料ガスを供給する（図４のＳ１０２）。このとき、原料ガスは、例えば、０．１秒間、成膜容器１Ａの内部に供給される。これにより、図５（ｂ）に示すように、成膜容器１Ａ内に原料ガスＳＧが供給され、かつ、基板１０上に原料ガスＳＧが吸着して吸着層ＡＢＬが形成される。
【００２６】
続いて、原料ガスの供給を停止した後、パージガス供給部からパージガス供給経路１６Ｂとインジェクタ１６と原料ガス供給口１４とを介して、パージガスを成膜容器１Ａの内部に供給する（図４のＳ１０３）。これにより、パージガスは、成膜空間１３に供給される一方、原料ガスは、原料ガス排気口１５とガス排気経路１７とを介して、排気部１８から成膜容器１Ａの外部に排出される。パージガスは、例えば，０．１秒間、成膜容器１Ａの内部に供給される。そして、排気部１８は、例えば、２秒間、成膜容器１Ａ内の原料ガスやパージガスを排気する。これにより、図５（ｃ）に示すように、成膜容器１Ａ内にパージガスＰＧ１が供給され、かつ、基板１０上に吸着していない原料ガスＳＧが成膜容器１Ａからパージされる。
【００２７】
次に、反応ガス供給部から反応ガス供給経路１６Ｃとインジェクタ１６と原料ガス供給口１４とを介して、反応ガスを成膜容器１Ａの内部に供給する（図４のＳ１０４）。これにより、反応ガスは、成膜空間１３に供給される。反応ガスは、例えば，１秒間、成膜容器の内部に供給される。この反応ガスを供給した後、図２に示す上部電極１２と下部電極１１との間に放電電圧を印加することにより、プラズマ放電を生じさせる（図４のＳ１０５）。この結果、反応ガスに活性種（ラジカル）が生成される。このようにして、図５（ｄ）に示すように、成膜容器内に反応ＲＡＧが供給され、かつ、基板１０上に吸着している吸着層が反応ガスＲＡＧと化学反応することにより、原子層ＡＴＬからなる薄膜層が形成されることになる。
【００２８】
続いて、反応ガスの供給を停止した後、パージガス供給部からパージガス供給経路１６Ｄとインジェクタ１６と原料ガス供給口１４とを介して、パージガスを成膜容器１Ａの内部に供給する（図４のＳ１０６）。これにより、パージガスは、成膜空間１３に供給される一方、反応ガスは、原料ガス排気口１５とガス排気経路１７とを介して、排気部１８から成膜容器の外部に排出される。反応ガスは、例えば，０．１秒間、成膜容器１Ａの内部に供給される。そして、排気部１８は、例えば、２秒間、成膜容器１Ａ内の反応ガスやパージガスを排気する。これにより、図５（ｅ）に示すように、成膜容器１Ａ内にパージガスＰＧ２が供給され、かつ、反応に使用されない余分な反応ガスＲＡＧが成膜容器１Ａからパージされる。
【００２９】
以上のようにして、基板１０上に一層の原子層ＡＴＬからなる薄膜層が形成される。その後、上述したステップ（図４のＳ１０２〜図４のＳ１０５）を所定回数繰り返すことにより（図４のＳ１０７）、複数の原子層ＡＴＬからなる薄膜層を形成する。これにより、成膜処理が終了する（図４のＳ１０８）。以上のようにして、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１によって、基板１０上に原子層単位で膜を形成することができる。
【００３０】
＜実施の形態１における特徴＞
次に、本実施の形態１における特徴点について説明する。本実施の形態１における第１特徴点は、例えば、図２に示すように、下部電極１１の下方に位置する下方空間１１０と、下部電極１１の上方に位置する成膜空間１３との間に下方防着部材１９Ａを設ける点にある。すなわち、本実施の形態１における第１特徴点は、下方防着部材１９Ａによって、下部電極１１の下方に位置する下方空間１１０を成膜空間１３から分離する点にある。これにより、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１によれば、下部電極１１の下方に位置する下方空間１１０に接する部材への不必要な膜の形成を抑制できる。
【００３１】
例えば、＜原子層成長装置に特有の事情＞の欄で説明したように、プラズマ原子層成長装置においては、基板上だけでなく、微細な隙間を含む成膜容器内の隅々まで膜が形成されてしまうという性質がある。したがって、図１に示す関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００のように、下部電極（ステージ）１０１の下方空間１１０が、成膜空間１０３と連通している場合、下部電極（ステージ）１０１の下方空間１１０に接する部材にまで膜が形成されてしまうことになる。そして、下方空間１１０に接する部材に付着した膜の膜厚が厚くなると、付着した膜の一部が下方空間１１０に接する部材から剥離して異物となる。この異物は、基板１０上に形成される膜の膜質を劣化させる要因となる。
【００３２】
この点に関し、図２に示す本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１では、下方防着部材１９Ａによって、下部電極１１の下方に位置する下方空間１１０が、下部電極１１の上方に位置する成膜空間１３と分離されている。この結果、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１によれば、下方防着部材１９Ａによって、下方空間１１０への原料ガスおよび反応ガスの侵入を遮断することができる。このことは、下方空間１１０に接する部材への不必要な膜の形成が抑制されることを意味する。これにより、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１によれば、下方空間１１０に接する部材に付着した膜の剥離に起因する異物の発生ポテンシャルを低減することができ、この異物に起因して、基板１０上に形成される膜の膜質が劣化することを効果的に抑制することができる。
【００３３】
ただし、下方防着部材１９Ａによって、下部電極１１の下方に位置する下方空間１１０を成膜空間１３から分離したとしても、原子層成長方法では、微細な隙間にも膜が形成されやすいという性質があることから、下方防着部材１９Ａと下部電極１１との間にわずかな隙間が存在すると、このわずかな隙間を介して、下方空間１１０の内部に原料ガスおよび反応ガスが侵入する可能性がある。このとき、下方防着部材１９Ａによって、下部電極１１の下方に位置する下方空間１１０を成膜空間１３から分離したとしても、下方空間１１０の圧力が、成膜空間１３の圧力よりも低いと、下方防着部材１９Ａとステージ（下部電極１１）との間に生じるわずかな隙間を介して、圧力の高い成膜空間１３から圧力の低い下方空間に原料ガスおよび反応ガスが流入するポテンシャルが高くなる。
【００３４】
例えば、成膜空間１３には、原料ガスや反応ガスやパージガスが供給される一方、下方防着部材１９Ａによって、成膜空間１３から分離された下方空間１１０には、原料ガスや反応ガスやパージガスは供給されない。したがって、何らの対策も施さなければ、必然的に、下方空間１１０の圧力は、成膜空間１３の圧力よりも低くなると考えられる。したがって、下方空間１１０の圧力が成膜空間１３の圧力よりも低い場合には、上述した本実施の形態１における第１特徴点を採用したとしても、下方空間１１０に接する部材への不必要な膜が形成される確率が存在する。そこで、下方防着部材１９Ａによって、下方空間１１０を成膜空間１３から分離するという第１特徴点を採用することを前提として、下方空間１１０の圧力を成膜空間１３の圧力よりも大きくすることが考えられる。ところが、下方空間１１０の圧力を成膜空間１３の圧力よりも高くすると、今度は、何らかの原因で下方空間１１０に存在する異物が成膜空間１３に入り込むポテンシャルが大きくなる。このことから、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１では、下方防着部材１９Ａによって、下方空間１１０を成膜空間１３から分離するという第１特徴点を採用することを前提として、下方空間１１０の圧力を成膜空間１３の圧力と同等としている。つまり、本実施の形態１における第２特徴点は、上述した第１特徴点を前提として、下方空間１１０の圧力を成膜空間１３の圧力と同等とする点にある。これにより、本実施の形態１における第２特徴点によれば、上述した第１特徴点による利点を継承しながら、原料ガスおよび反応ガスの下方空間１１０への流入ポテンシャルをさらに低くすることができるとともに、下方空間１１０から成膜空間１３への異物の流入ポテンシャルを低減できる。
【００３５】
以上のことから、本実施の形態１における第１特徴点と第２特徴点とを採用する場合には、第１特徴点と第２特徴点とによってもたらされる相乗効果によって、基板１０上に形成される膜の膜質向上を効果的に図ることができる。
【００３６】
続いて、本実施の形態１における第３特徴点は、例えば、図２に示すように、下部電極１１と対向する上部電極１２の対向面（下面）に上方防着部材１９Ｂを取り付ける点にある。これにより、本実施の形態１における第３特徴点によれば、上部電極１２自体に不必要な膜が形成されてしまうことを抑制できる。
【００３７】
例えば、上部電極１２自体に上方防着部材１９Ｂを取り付けない場合、上部電極１２自体に不必要な膜が形成されてしまうことになる。この場合、上部電極１２自体から膜が剥離して異物が発生し、この異物が上部電極１２の下方に位置する下部電極１１上に搭載された基板１０上に降り注がれることになる。この結果、異物が基板１０に付着することによって、基板１０上に形成される膜の膜質低下を招くことになる。このことから、基板１０上に形成される膜の膜質低下を抑制するために、上部電極１２自体に形成された不必要な膜を除去する必要がある。
【００３８】
ここで、例えば、上部電極１２自体をプラズマ原子層成長装置１から取り外して、上部電極１２に付着した不必要な膜をウェットエッチングにより除去することが考えられる。ところが、上部電極１２をプラズマ原子層成長装置１から取り外して、ウェットエッチングを施した後、再び、プラズマ原子層成長装置１に上部電極１２を取り付けると、上部電極１２の取り付け位置が以前の取り付け位置と異なることになる。この場合、上部電極１２と下部電極１１との間のプラズマ放電の状態が変化する。つまり、上部電極１２を取り外して、ウェットエッチングで上部電極１２に形成された不必要な膜を除去する方法では、上部電極１２自体の取り付け位置を再現できなくなる結果、上部電極１２の取り付け位置が変わり、プラズマ放電の状態に代表される成膜条件が変化してしまう。この場合、基板１０上に形成される膜の品質が変動するおそれがある。さらには、上部電極１２自体に付着した不必要な膜をウェットエッチングにより除去する方法では、成膜容器１Ａ内を大気圧に開放した後、プラズマ原子層成長装置１の成膜容器１Ａから上部電極１２を取り出す必要があり、メンテナンス作業性が低下することになる。
【００３９】
そこで、本実施の形態１では、下部電極１１と対向する上部電極１２の対向面（下面）に上方防着部材１９Ｂを取り付けている。これにより、本実施の形態１によれば、上部電極１２自体に不必要な膜が形成されることを抑制できる。すなわち、本実施の形態１における第３特徴点を採用すると、不必要な膜は、上部電極１２自体に形成されるのではなく、上部電極１２に取り付けられた上方防着部材１９Ｂに形成されることになる。この場合、不必要な膜が形成された上方防着部材１９Ｂを上部電極１２から取り外して、上方防着部材１９Ｂに形成された不必要な膜を除去することになる。すなわち、本実施の形態１における第３特徴点によれば、上部電極１２自体をプラズマ原子層成長装置１から取り外す必要がなくなるので、プラズマ放電条件に代表される成膜条件の変化を伴うことなく、異物の発生ポテンシャルを低減することができる。つまり、本実施の形態１における第３特徴点によれば、成膜条件の変動に起因して、基板１０上に形成される膜の膜質変動を抑制しながら、異物の発生ポテンシャルを低減することができる。さらに、本実施の形態１における第３特徴点によれば、上部電極１２から上方防着部材１９Ｂを取り外すだけで、上部電極１２自体をプラズマ原子層成長装置１から取り外す必要はないことから、メンテナンス作業性を向上することもできるという顕著な効果を得ることができる。
【００４０】
次に、本実施の形態１における第４特徴点は、下方防着部材１９Ａと上方防着部材１９Ｂとを並行に配置することによって、成膜空間１３におけるガスの流れをスムーズにする点にある。特に、原子層成長法では、基板１０上へ形成される膜の膜厚均一性を向上させるためには、成膜空間１３へのガス（原料ガス、パージガス、反応ガス）の供給と、成膜空間１３からのガス（原料ガス、パージガス、反応ガス）の排出をスムーズに行なうことが重要である。さらには、原子層成長法で原子層単位での良好な成膜を実現するためには、ガスの流れやすさを示すコンダクタンスを大きくすることが重要である。
【００４１】
この点に関し、例えば、図１に示す関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００では、成膜空間１０３が下方空間１１０と連通していることから、下方空間１１０へのガスの回り込みが発生する。この結果、図１に示す関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００では、下方空間１１０へのガスの回り込みに起因して、成膜空間１０３を流れるガスに乱流が発生しやすくなる。このことは、図１に示す関連技術におけるプラズマ原子層成長装置１００では、成膜空間１０３を流れるガスの流れに変動が生じやすくなる。この結果、基板１０上へ形成される膜の膜厚変動が懸念されるとともに、成膜空間１０３を流れるガスのコンダクタンスが低下するおそれもある。
【００４２】
これに対し、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１では、例えば、図２に示すように、下方空間１１０を密閉する下方防着部材１９Ａと、上部電極１２の対向面（下面）に取り付けられる上方防着部材１９Ｂとを並行に配置している。これにより、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１では、下方空間１１０へのガスの回り込みが発生しないため、成膜空間１３を流れるガスに乱流が発生しにくくなる。このことは、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１では、成膜空間１３を流れるガスの流れを一定にすることができることを意味する。この結果、基板１０上へ形成される膜の膜厚均一性を向上できる。さらには、本実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１によれば、成膜空間１３におけるガスの流れをスムーズにすることができるため、成膜空間１３を流れるガスのコンダクタンスを向上することができる。この結果、原子層単位での良好な成膜を実現することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、下方空間に接する部材に不必要な膜が形成されることを抑制することを通じて、成膜容器内の異物の発生ポテンシャルを低減することによって、基板上に形成される膜の膜質向上を図る技術的思想について説明した。本実施の形態２では、前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１の構成を採用しながら、さらに、成膜容器に形成された不必要な膜を除去することを通じて、成膜容器内の異物の発生ポテンシャルを低減することによって、基板上に形成される膜の膜質向上を図る技術的思想について説明する。具体的に、本実施の形態２では、前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置にクリーニング機構を設ける例について説明する。
【００４４】
図６は、本実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置１の模式的な全体構成を示す図である。図６において、本実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置１は、インジェクタ１６にクリーニングガス供給部３０が接続されている点で、図２に示す前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１と相違する。
【００４５】
図６において、クリーニングガス供給部３０は、フッ素を含むクリーニングガスをプラズマ化するように構成されており、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスを生成するように構成されている。そして、本実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置１は、クリーニングガス供給部３０で生成されたフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを原料ガス供給口１４から成膜空間１３に導入するように構成され、その後、クリーニングガスを原料ガス排気口１５とガス排気経路１７を介して、排気部１８から排気するように構成されている。このことから、本実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置１においては、原料ガス供給口１４は、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜空間１３に導入するクリーニングガス供給口としても機能する。同様に、原料ガス排気口１５は、クリーニングガスを成膜容器１Ａの外部に排気するクリーニングガス排気口としても機能することになる。
【００４６】
本実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置１では、成膜空間１３に接する部材に形成された不必要な膜がクリーニングガスに含まれるフッ素ラジカルと化学反応をすることによりガス化されて、ガス化された生成物が成膜空間１３から排気部１８を介して成膜容器１Ａの外部に排気される。この結果、本実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置１によれば、成膜容器１Ａの内部に形成された不必要な膜を除去することができる。したがって、本実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置１によれば、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスで、成膜容器１Ａに形成された不必要な膜を除去することができ、これによって、成膜容器１Ａ内の異物の発生ポテンシャルを低減することができる。このことから、本実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置１によれば、基板１０上に形成される膜の膜質向上を図ることができる。つまり、本実施の形態２におけるプラズマ原子層成長装置１は、下方空間に接する部材に不必要な膜が形成されることを抑制するという前記実施の形態１におけるアプローチに加えて、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスで成膜容器１Ａに形成された不必要な膜を除去するというアプローチとの相乗効果によって、成膜容器１Ａ内の異物の発生ポテンシャルを低減することができる。このため、本実施の形態２によれば、基板１０上に形成される膜の膜質向上を図ることができる。
【００４７】
＜実施の形態２における特徴＞
次に、本実施の形態２における特徴点について説明する。本実施の形態２における第５特徴点は、例えば、図６に示すように、成膜容器１Ａの外部に設けられたクリーニングガス供給部３０において、クリーニングガスをプラズマ化して、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスを生成した後、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器１Ａ内の成膜空間１３に導入する点にある。つまり、本実施の形態２における第５特徴点は、いわゆるリモートプラズマを使用して成膜容器１Ａ内のクリーニングを実施する点にある。
【００４８】
これにより、本実施の形態２によれば、成膜容器１Ａの隅々にまで形成された不必要な膜を効果的に除去することができる。
【００４９】
なお、本明細書でいう「リモートプラズマ」とは、成膜容器１Ａの内部でプラズマを発生させるのではなく、成膜容器１Ａの外部に設けられたプラズマ供給部でプラズマを生成し、このプラズマ供給部で生成されたプラズマを成膜容器１Ａの内部に供給する構成態様を意味している。
【００５０】
ここで、例えば、成膜容器１Ａの内部にクリーニングガスを導入した後、成膜容器１Ａ内に配置されている下部電極１１と上部電極１２との間に高周波電圧を印加することにより、クリーニングガスをプラズマ化して、成膜容器１Ａ内のクリーニングを実施することが考えられる。ただし、この場合、成膜容器１Ａの内部のうち、下部電極１１と上部電極１２とに挟まれた成膜空間１３にだけプラズマ化されたクリーニングガスが局在することになる。したがって、このクリーニング方法では、下部電極１１と上部電極１２とに挟まれた成膜空間１３の近傍に存在する部材に付着した不要な膜を除去することができる一方、成膜空間１３から離れた成膜容器１Ａの隅々にまで形成された不要な膜を充分に除去することが困難になる。なぜなら、このクリーニング方法では、プラズマ化されたクリーニングガスが下部電極１１と上部電極１２とに挟まれた成膜空間１３の近傍に局在する結果、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまでプラズマ化されたクリーニングガスが行き渡らないからである。特に、＜原子層成長装置に特有の事情＞の欄で説明したように、プラズマ原子層成長装置１においては、基板１０上だけでなく、微細な隙間を含む成膜容器１Ａ内の隅々まで膜が形成されてしまうという性質がある。このことから、プラズマ原子層成長装置１においては、成膜容器１Ａの隅々の箇所までクリーニングをすることが重要なのである。この点に関し、成膜容器１Ａ内に配置されている下部電極１１と上部電極１２との間に高周波電圧を印加することにより、クリーニングガスをプラズマ化して、成膜容器１Ａ内のクリーニングを実施するクリーニング方法では、成膜容器１Ａの隅々の箇所までクリーニングを実施することが困難となる。すなわち、このクリーニング方法は、成膜容器１Ａに形成された不必要な膜を除去することを通じて、成膜容器１Ａ内の異物の発生ポテンシャルを低減することによって、基板１０上に形成される膜の膜質向上を図る技術的思想を実現する上で充分なクリーニング方法とは言えないのである。
【００５１】
これに対し、いわゆるリモートプラズマを使用して成膜容器１Ａ内のクリーニングを実施するという本実施の形態２における第５特徴点によれば、成膜空間１３から離れた成膜容器１Ａの隅々にまで形成された不要な膜を充分に除去することが可能となる。なぜなら、リモートプラズマを使用したクリーニング方法では、予めフッ素ラジカルが生成されたクリーニングガスを成膜容器１Ａ内に導入するため、成膜容器１Ａ内でクリーニングガスをプラズマ化するクリーニング方法に比べて、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまでフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを行き渡らせることが可能となるからである。これにより、本実施の形態２におけるクリーニング方法によれば、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまで形成された不要な膜を充分に除去することができる。以上のことから、リモートプラズマを使用した本実施の形態２におけるクリーニング方法は、成膜容器１Ａに形成された不必要な膜を除去することを通じて、成膜容器１Ａ内の異物の発生ポテンシャルを低減することによって、基板１０上に形成される膜の膜質向上を図る技術的思想を実現する上で充分なクリーニング方法と言えるのである。
【００５２】
続いて、本実施の形態２における第６特徴点は、リモートプラズマを使用したクリーニング方法を採用することを前提として、例えば、図６に示すように、横方向からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器１Ａの内部に導入して、横方向からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器１Ａの外部に排気する点にある。具体的に、本実施の形態２では、成膜容器１Ａの左側の側壁に設けられた原料ガス供給口１４からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器１Ａの内部に導入した後、成膜容器１Ａの左側の側壁と対向する右側の側壁に設けられた原料ガス排気口１５からクリーニングガスを排気する。これにより、本実施の形態２によれば、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまで形成された不要な膜を充分に除去することができる。
【００５３】
例えば、リモートプラズマを使用したクリーニング方法を採用したとして、成膜容器１Ａの上部からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器１Ａの内部に導入する構成が考えられる。ところが、成膜容器１Ａの上部からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器１Ａの内部に導入すると、必然的に、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスは、下部電極１１を含むステージに吹き付けられた後、成膜容器１Ａの横方向に拡散することになる。このとき、フッ素ラジカルは、ステージなどの障害物に当たると失活する性質を有する。例えば、フッ素ラジカルが活性状態のまま成膜容器１Ａの隅々の箇所に行き渡れば、活性状態のフッ素ラジカルと、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまで形成された不要な膜との反応が促進されるため、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまで形成された不要な膜を充分に除去することができる。一方、フッ素ラジカルが失活した状態になると、たとえ、フッ素ラジカルが成膜容器１Ａの隅々の箇所に行き渡ったとしても、失活状態のフッ素ラジカルと、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまで形成された不要な膜との反応が促進されにくくなるため、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまで形成された不要な膜を充分に除去することができなくなる。このことから、成膜容器１Ａの上部からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器１Ａの内部に導入するクリーニング方法では、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまで形成された不要な膜を充分に除去することができなくなるのである。
【００５４】
これに対し、横方向からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器１Ａの内部に導入して、横方向からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器１Ａの外部に排気する本実施の形態２におけるクリーニング方法では、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスは、ステージに代表される障害物に当たることなく、スムーズに成膜容器１Ａの内部を流れる。このことは、本実施の形態２における第６特徴点を採用したクリーニング方法によれば、フッ素ラジカルを失活状態にすることなく、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまで、活性状態のフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを行き渡らせることができることを意味する。したがって、本実施の形態２における第６特徴点によれば、活性状態のフッ素ラジカルと、成膜容器１Ａの隅々の箇所にまで形成された不要な膜との化学反応が促進されるため、成膜容器１Ａの隅々にまで形成された不要な膜を充分に除去できる。
【００５５】
特に、本実施の形態２における第６特徴点を採用したクリーニング方法では、原料ガス供給口１４がクリーニングガス供給口として機能し、かつ、原料ガス排気口１５がクリーニングガス排気口として機能する。このことは、本実施の形態２におけるクリーニング方法では、成膜容器１Ａを流れる原料ガスと同じ経路でフッ素ラジカルを含むクリーニングガスが流れる構成になることを意味する。この結果、本実施の形態２におけるクリーニング方法によれば、原料ガスの流れる状態に対応して形成された不必要な膜は、原料ガスと同じ流れで成膜容器１Ａ内を流れるフッ素ラジカルを含むクリーニングガスによって確実に除去することができるのである。
【００５６】
＜変形例＞
続いて、実施の形態２における変形例について説明する。図７は、成膜容器１Ａの内部に整流板４０ａを搭載した基材４０を配置した状態を模式的に示す平面図である。また、図８は、整流板４０ａを搭載した基材４０の模式的な構成を示す斜視図であり、図９は、成膜空間１３に整流板４０ａを搭載した基材４０を配置した状態を模式的に示す立体斜視図である。図７と図９とに示すように、インジェクタ１６から原料ガス供給口（クリーニングガス供給口）１４を介して、成膜容器１Ａの内部にフッ素ラジカルを含むクリーニングガスが導入される。このとき、成膜容器１Ａの内部に導入されたフッ素ラジカルを含むクリーニングガスの流れる方向は、基材４０上に配置された整流板４０ａによって制御される。これにより、本変形例におけるプラズマ原子層成長装置では、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスが届きにくい場所にも、整流板４０ａによって、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスが流れ込むように誘導される。この結果、本変形例におけるプラズマ原子層成長装置では、成膜容器１Ａの隅々にまで形成された不要な膜を充分に除去することができる。その後、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスは、原料ガス排気口（クリーニングガス排気口）１５を介して、ガス排気経路１７から排気される。
【００５７】
（実施の形態３）
＜さらなる改善の検討＞
例えば、図２に示すように、前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１では、原料ガス供給口１４から原料ガスを成膜空間１３に導入し、かつ、同一の原料ガス供給口１４から反応ガスを成膜空間１３に導入している。このことから、前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１では、原料ガス供給口１４を原料ガスと反応ガスとが流れることから、原料ガス供給口１４の近傍領域では、反応ガスをプラズマ化することはないにしても、原料ガスと反応ガスとが反応して、わずかでも不必要な膜が形成される可能性がある。そして、原料ガス供給口１４の近傍領域に形成された不必要な膜が剥離すると、原料ガスや反応ガスの流れに沿って、成膜空間１３内に剥離した膜からなる異物が侵入する可能性がある。この場合、この異物が基板１０上に付着すると、基板１０上に形成される膜の膜質劣化が引き起こされるおそれがある。すなわち、前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１においては、同一の原料ガス供給口１４から原料ガスと反応ガスとを成膜空間１３内に供給することに起因して、原料ガス供給口１４の近傍領域に不必要な膜が形成されるポテンシャルが高くなる。この結果、前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１においては、この不必要な膜が剥離することによって生じる異物が基板１０上に付着することによって、基板１０上に形成される膜も膜質が劣化する観点から改善の余地が存在するのである。そこで、本実施の形態３では、前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１に存在する改善の余地に対する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置について説明する。
【００５８】
＜プラズマ原子層成長装置＞
図１０は、本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２の全体構成を示す模式図である。図１０に示す本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２の全体構成は、図２に示す前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置１の全体構成とほぼ同様であるため、主に相違点を中心に説明する。
【００５９】
図１０において、本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２では、インジェクタ１６の内部に仕切り板５０が設けられている。具体的に、図１０に示すように、本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２では、インジェクタ１６の内部空間が、仕切り板５０によって一方の空間と他方の空間とに分離されている。そして、図１０に示すように、仕切り板５０で分離された一方の空間には、原料ガス供給経路１６Ａとパージガス供給経路１６Ｂとが接続されており、成膜容器２Ａの右側の側壁には、仕切り板５０で分離された一方の空間と連通する原料ガス供給口１４ａが設けられている。一方、図１０に示すように、仕切り板５０で分離された他方の空間には、反応ガス供給経路１６Ｃとパージガス供給経路１６Ｄとが接続されており、成膜容器２Ａの右側の側壁には、仕切り板５０で分離された他方の空間と連通する反応ガス供給口１４ｂが設けられている。すなわち、本実施の形態３においては、成膜容器２Ａの右側の側壁に互いに異なる原料ガス供給口１４ａと反応ガス供給口１４ｂとが設けられている。以上のようにして、本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２が構成されていることになる。
【００６０】
＜実施の形態３における特徴＞
次に、本実施の形態３における特徴点について説明する。本実施の形態３における第７特徴点は、例えば、図１０に示すように、成膜容器２Ａの内部に原料ガスを導入する原料ガス供給口１４ａと、成膜容器２Ａの内部に反応ガスを導入する反応ガス供給口１４ｂとが互いに別の構成要素として設けられている点にある。これにより、本実施の形態３によれば、原料ガスは、成膜容器２Ａに設けられた原料ガス供給口１４ａから成膜容器２Ａの内部に導入される一方、反応ガスは、成膜容器２Ａに設けられた反応ガス供給口１４ｂから成膜容器２Ａの内部に導入される。このことから、本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２では、原料ガスと反応ガスとが同じ供給口から成膜容器２Ａの内部に導入されるのではなく、原料ガスと反応ガスとが異なる別の供給口から導入されるため、供給口の近傍領域における不必要な膜の生成が抑制される。この結果、本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２によれば、前記実施の形態１におけるプラズマ原子層成長装置に比べて、基板１０上に形成される膜の膜質劣化を引き起す原因となる不必要な膜の形成ポテンシャルをさらに低減することができる。
【００６１】
続いて、本実施の形態３における第８特徴点は、例えば、図１０に示すように、原料ガス供給口１４ａの内寸サイズが、反応ガス供給口１４ｂの内寸サイズよりも大きい点にある。これにより、原料ガスが流れる原料ガス供給経路１６Ａのコンダクタンスを向上することができる。この結果、本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２によれば、大きな流量の原料ガスをスムーズに原料ガス供給経路１６Ａからインジェクタ１６と原料ガス供給口１４ａを介して成膜容器２Ａの内部に導入することができる。つまり、プラズマ原子層成長装置２では、基板１０上に原料ガスをスムーズに流すことが重要であることから、原料ガスが流れる原料ガス供給経路１６Ａのコンダクタンスを大きくするために、原料ガス供給口１４ａの内寸サイズを反応ガス供給口１４ｂの内寸サイズよりも大きくしているのである。これにより、本実施の形態３における第８特徴点によれば、基板１０上に形成される膜の膜厚均一性を向上しやすくなる。
【００６２】
＜原子層成長方法＞
本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２は、上記のように構成されており、以下に、このプラズマ原子層成長装置２を使用した原子層成長方法について、図面を参照しながら説明することにする。
【００６３】
まず、図１１に示すように、図示しない原料ガス供給部から供給された原料ガスは、原料ガス供給経路１６Ａとインジェクタ１６とを通った後、成膜容器２Ａに設けられた原料ガス供給口１４ａから成膜空間１３に導入される。その後、原料ガスは、下部電極１１上に配置された基板１０上から原料ガス排気口１５とガス排気経路１７とを通って、排気部１８から成膜容器２Ａの外部に排気される。
【００６４】
次に、図１２に示すように、図示しないパージガス供給部から供給されたパージガスは、パージガス供給経路１６Ｂとインジェクタ１６とを通った後、成膜容器２Ａに設けられた原料ガス供給口１４ａから成膜空間１３に導入される。その後、パージガスは、下部電極１１上に配置された基板１０上から原料ガス排気口１５とガス排気経路１７とを通って、排気部１８から成膜容器２Ａの外部に排気される。
【００６５】
続いて、図１３に示すように、図示しない反応ガス供給部から供給された反応ガスは、反応ガス供給経路１６Ｃとインジェクタ１６とを通った後、成膜容器２Ａに設けられた反応ガス供給口１４ｂから成膜空間１３に導入される。その後、反応ガスは、下部電極１１上に配置された基板１０上から原料ガス排気口１５とガス排気経路１７とを通って、排気部１８から成膜容器２Ａの外部に排気される。
【００６６】
さらに、図１４に示すように、図示しないパージガス供給部から供給されたパージガスは、パージガス供給経路１６Ｄとインジェクタ１６とを通った後、成膜容器２Ａに設けられた反応ガス供給口１４ｂから成膜空間１３に導入される。その後、パージガスは、下部電極１１上に配置された基板１０上から原料ガス排気口１５とガス排気経路１７とを通って、排気部１８から成膜容器２Ａの外部に排気される。
【００６７】
以上のようにして、本実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２を使用することにより、基板１０上に原子層単位で膜を形成することができる。
【００６８】
（実施の形態４）
本実施の形態４では、前記実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２の構成を前提として、さらに、成膜容器に形成された不必要な膜を除去することを通じて、成膜容器内の異物の発生ポテンシャルを低減することによって、基板上に形成される膜の膜質向上を図る技術的思想について説明する。具体的に、本実施の形態４では、前記実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置をクリーニングする技術について説明する。
【００６９】
図１５は、前記実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２の成膜容器２Ａの内壁に不必要な膜が形成されている状態を示す模式図である。図１５に示すように、前記実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２では、例えば、成膜容器２Ａの底面側に膜６０ａが形成され、かつ、原料ガス供給口１４ａの周囲近傍および反応ガス供給口１４ｂの周囲近傍に膜６０ｂが形成され、かつ、上部電極１２の下面側に膜６０ｃが形成されている状態が模式的に図示されている。このように、前記実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２で成膜処理を続けると、成膜容器２Ａの内部に不必要な膜が形成される。
【００７０】
そこで、本実施の形態４では、成膜容器２Ａの内部に不必要な膜が形成された前記実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２をクリーニングする技術的思想について説明することにする。
【００７１】
図１６は、本実施の形態４におけるプラズマ原子層成長装置２のクリーニング技術を説明する図である。図１６において、本実施の形態４におけるプラズマ原子層成長装置２は、仕切り板５０が設けられたインジェクタ１６と連通するクリーニングガス供給部３０を有している。そして、本実施の形態４におけるプラズマ原子層成長装置２では、クリーニングガス供給部３０から供給されたフッ素ラジカルを含むクリーニングガスは、仕切り板５０が設けられたインジェクタ１６の内部を通って、原料ガス供給口１４ａから成膜空間１３に導入されるとともに、反応ガス供給口１４ｂからも成膜空間１３に導入される。つまり、本実施の形態４において、原料ガス供給口１４ａは、クリーニングガス供給口として機能するとともに、反応ガス供給口１４ｂも、クリーニングガス供給口として機能する。
【００７２】
このように、本実施の形態４におけるプラズマ原子層成長装置２では、原料ガス供給口１４ａと反応ガス供給口１４ｂの両方からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを導入することにより、例えば、図１５に示す成膜容器２Ａの内部に形成された不必要な膜である膜６０ａ〜６０ｃを効果的に除去することができる。この結果、本実施の形態４によれば、異物の発生ポテンシャルを低減できる前記実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２の構成を前提として、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスで、成膜容器２Ａに形成された不必要な膜を除去することができる。したがって、本実施の形態４によれば、成膜容器２Ａ内の異物の発生ポテンシャルをさらに低減することができる。このことから、本実施の形態４におけるプラズマ原子層成長装置２によれば、基板１０上に形成される膜の膜質向上を図ることができる。
【００７３】
（実施の形態５）
＜コスト低減に着目した改善の検討＞
前記実施の形態４におけるクリーニング方法では、図１６に示すように、原料ガス供給口１４ａと反応ガス供給口１４ｂの両方からフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを導入している。このため、成膜容器２Ａの内部に導入されるフッ素ラジカルを含むクリーニングガスの流量が多くなることから、成膜容器２Ａの内部に付着した不必要な膜を充分に除去できる利点がある。ところが、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスの流量を多くすると、コストの上昇を招くことになる。そこで、本実施の形態５では、コスト低減に着目して、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスの流量を少なくしながらも、効率良く成膜容器２Ａの内部に付着した不必要な膜を除去する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態５における技術的思想について説明する。
【００７４】
＜実施の形態５におけるクリーニング方法＞
図１７は、本実施の形態５におけるクリーニング方法を説明する図である。図１７において、本実施の形態５において、クリーニングガス供給部３０から供給されたフッ素ラジカルを含むクリーニングガスは、原料ガス供給口１４ａを通って、成膜空間１３に導入され、その後、原料ガス排気口１５とガス排気経路１７を通って、排気部１８から排気される。このように、本実施の形態５におけるクリーニング方法は、互いに別の原料ガス供給口１４ａと反応ガス供給口１４ｂとを備える前記実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２の構成を前提として、反応ガス供給口１４ｂからはフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを導入せずに、原料ガス供給口１４ａからだけフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを導入している。これにより、原料ガス供給口１４ａだけでなく、反応ガス供給口１４ｂからもフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜空間１３に導入する前記実施の形態４におけるクリーニング方法に比べて、原料ガス供給口１４ａだけからフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを導入する本実施の形態５におけるクリーニング方法によれば、クリーニングガスの流量を低減することができる。このことは、本実施の形態５におけるクリーニング方法によれば、コスト低減を図ることができることを意味する。以上のことから、互いに別の原料ガス供給口１４ａと反応ガス供給口１４ｂとを備える前記実施の形態３におけるプラズマ原子層成長装置２のクリーニング方法として、本実施の形態５におけるクリーニング方法を採用することにより、クリーニングに掛かるコストを削減することができる。
【００７５】
特に、本実施の形態５におけるクリーニング方法では、反応ガス供給口１４ｂではなく、原料ガス供給口１４ａからフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを導入している。なぜなら、原料ガス供給口１４ａの内寸サイズは、反応ガス供給口１４ｂの内寸サイズよりも大きく、原料ガス供給口１４ａから成膜容器２Ａの内部にフッ素ラジカルを含むクリーニングガスをスムーズに供給することが可能であるからである。すなわち、クリーニングを効率良く実施する観点からは、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスをスムーズに成膜容器２Ａの内部に導入し、かつ、速やかに、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスを原料ガス排気口１５から排気することが重要であるからである。
【００７６】
さらに、フッ素ラジカルは、内壁に衝突すると失活して、クリーニング効果を発揮できなくなる。したがって、原料ガス供給口１４ａよりも内寸サイズの小さな反応ガス供給口１４ｂから成膜容器２Ａの内部にフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを導入すると、成膜容器２Ａの内部に供給される前段階で反応ガス供給口１４ｂと連通する配管の内壁に衝突する確率が高くなり、フッ素ラジカルが失活する可能性が高くなる。このため、原料ガス供給口１４ａよりも内寸サイズの小さな反応ガス供給口１４ｂから成膜容器２Ａの内部にフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを導入する場合には、成膜容器２Ａの内部に付着している不必要な膜の除去効率が低下することになる。
【００７７】
これに対し、本実施の形態５では、反応ガス供給口１４ｂの内寸サイズよりも大きな内寸サイズを有する原料ガス供給口１４ａからフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器２Ａの内部に導入している。このことから、反応ガス供給口１４ｂから成膜容器２Ａの内部にフッ素ラジカルを導入する場合よりも、フッ素ラジカルが失活する確率が低くなる、このことは、本実施の形態５におけるクリーニング方法では、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスの流量を低減することによるコスト削減を図りながら、成膜容器２Ａの内部に付着している不必要な膜の除去効率の低下を抑制することができる。
【００７８】
＜副作用＞
ただし、本実施の形態５におけるクリーニング方法を採用する場合、以下に示す副作用が生じる。以下では、この副作用について説明する。
【００７９】
図１７において、原料ガス供給口１４ａからだけフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器２Ａの内部に導入する場合、反応ガス供給口１４ｂの周囲近傍に形成されている膜６０ｂを除去しにくくなる。なぜなら、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスは、図１７の太矢印で示すように、原料ガス供給口１４ａから原料ガス排気口１５に向って一直線状に流れるからである。すなわち、本実施の形態５におけるクリーニング方法を採用すると、反応ガス供給口１４ｂの周囲近傍に、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスが行き渡らなくなる結果、反応ガス供給口１４ｂの周囲近傍に形成された不必要な膜（膜６０ｂと膜６０ｃ）が除去されにくくなるのである。すると、反応ガス供給口１４ｂの周囲近傍に残存する不必要な膜が剥離して異物となり、この異物が基板上に付着することに起因して、基板上に形成される膜の膜質低下を招くことになる。したがって、本実施の形態５におけるクリーニング方法を採用するにあたっては、さらなる工夫が必要とされる。以下では、この実施の形態５における工夫点について説明する。
【００８０】
＜実施の形態５における特徴＞
本実施の形態５における第９特徴点は、まず、図１７に示すように、原料ガス供給口１４ａから成膜容器２Ａの内部にフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを導入して、原料ガス排気口１５から成膜容器２Ａの外部にクリーニングガスを排気する工程と合わせて、以下に示す工程を実施する点にある。具体的に、本実施の形態５における第９特徴点は、図１８に示すように、原料ガス供給口１４ａからフッ素ラジカルを含むクリーニングガスを成膜容器２Ａの内部に導入した後、反応ガス供給口１４ｂからクリーニングガスを成膜容器２Ａの外部に排気する点にある。これにより、本実施の形態５によれば、反応ガス供給口１４ｂの周囲近傍に残存する不必要な膜を効果的に除去することができる。つまり、本実施の形態５では、原料ガス供給口１４ａは、クリーニングガス供給口を兼ねる一方、反応ガス供給口１４ｂは、クリーニングガス排気口を兼ねるように構成される。これにより、本実施の形態５におけるクリーニング方法では、本実施の形態５における第９特徴点を組み込むことで、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスの流量を低減することによるコスト削減を図りながら、成膜容器２Ａの内部に付着している不必要な膜を充分に除去することができる。つまり、本実施の形態５におけるクリーニング方法に存在する副作用を、本実施の形態５における第９特徴点を採用することにより抑制することができ、これによって、コスト削減と、基板上に形成される膜の膜質向上とを両立することができる。
【００８１】
（実施の形態６）
＜実施の形態６における基本思想＞
本実施の形態６における基本思想は、フッ素ガスを含むクリーニングガスを成膜容器の内部に供給する供給経路を複数設けるとともに、クリーニングガスを成膜容器の外部に排気する排気経路を複数設けることを前提とする。そして、本実施の形態６における基本思想は、プラズマ原子層成長装置に設けられた制御部によって、供給経路の切り替えと排気経路の切り替えとを実施することによって、成膜容器内のフッ素ラジカルを含むクリーニングガスの流れを制御する思想である。このような本実施の形態６における基本思想によれば、単一のクリーニングガスの流れでは、クリーニングガスが行き届かない場所（デッドスペース）にも、クリーニングガスの流れを変化させることができる結果、クリーニングガスが行き届かない場所を無くすことができる。このことは、本実施の形態６における基本思想を採用することによって、デッドスペースにおける不必要な膜の取り残しが低減されることを意味する。これにより、本実施の形態６における基本思想によれば、成膜容器の内部に形成された不必要な膜の除去を充分に行なうことができる。以下では、この本実施の形態６における基本思想を具現化するプラズマ原子層成長装置の模式的な構成について、図面を参照しながら説明することにする。
【００８２】
＜プラズマ原子層成長装置の構成＞
図１９は、本実施の形態６におけるプラズマ原子層成長装置３の模式的な全体構成を示す図である。図１９において、本実施の形態６におけるプラズマ原子層成長装置３は、成膜空間１３に基板を配置する成膜容器３Ａを含む。そして、本実施の形態６におけるプラズマ原子層成長装置３は、成膜容器３Ａの内壁に設けられた複数のクリーニングガス用ポート７０と、複数のクリーニングガス用ポート７０のそれぞれと接続され、かつ、クリーニングガスを流す配管経路部７５とを備える。この配管経路部７５は、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスを生成するクリーニングガス供給部３０と接続されている。
【００８３】
さらに、本実施の形態６におけるプラズマ原子層成長装置３は、複数のクリーニングガス用ポート７０のそれぞれに対応して設けられ、かつ、開閉可能な複数のバルブ８０のそれぞれと、複数のバルブ８０のそれぞれの開閉を制御する制御部９０とを備える。このとき、制御部９０は、複数のバルブ８０のそれぞれの開閉を制御することによって、成膜空間１３の内部でのクリーニングガスの流れを制御するように構成されている。
【００８４】
具体的に、本実施の形態６におけるプラズマ原子層成長装置３を使用したクリーニング方法では、まず、プラズマ原子層成長装置３に設けられた制御部９０が、複数のバルブ８０のそれぞれの開閉を制御することにより、クリーニングガスの供給経路と、クリーニングガスの排気経路とを設定する。その後、プラズマ原子層成長装置３は、制御部９０によって設定されたクリーニングガスの供給経路を通じて、成膜容器３Ａの内部にクリーニングガスを供給する。そして、プラズマ原子層成長装置３は、制御部９０によって設定されたクリーニングガスの排気経路を通じて、成膜容器３Ａの外部にクリーニングガスを排気する。その後、例えば、一定時間が経過した後、制御部９０による複数のバルブ８０のそれぞれの開閉が切り換えられる。そして、切り換えられたクリーニングガスの供給経路と、切り換えられたクリーニングガスの排気経路とによって、成膜容器３Ａの内部におけるクリーニングガスの流れを変化さえることができる。この結果、本実施の形態６におけるクリーニング方法によれば、クリーニングガスが行き届かない場所を無くすことができる。したがって、本実施の形態６におけるプラズマ原子層成長装置３を利用したクリーニング方法によれば、成膜容器３Ａの内部に形成された不必要な膜の除去を充分に行なうことができる。つまり、本実施の形態６におけるプラズマ原子層成長装置３を利用したクリーニング方法によれば、成膜容器３Ａの内部に付着した不必要な膜の取り残しを低減することができる。これにより、本実施の形態６におけるプラズマ原子層成長装置３を利用したクリーニング方法によれば、剥離した膜からなる異物が基板上に付着することを低減できるため、基板上に形成される膜の膜質の向上を図ることができる。
【００８５】
なお、本実施の形態６では、制御部９０をプラズマ原子層成長装置３内に設ける例について説明したが、本実施の形態６における基本思想は、これに限らず、例えば、制御部９０をプラズマ原子層成長装置３の外部に設けるように構成してもよい。
【００８６】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８７】
１  プラズマ原子層成長装置
１Ａ  成膜容器
２  プラズマ原子層成長装置
２Ａ  成膜容器
３  プラズマ原子層成長装置
３Ａ  成膜容器
１１  下部電極
１２  上部電極
１３  成膜空間
１４  原料ガス供給口
１５  原料ガス排気口
１９Ａ  下方防着部材
１９Ｂ  上方防着部材
３０  クリーニングガス供給部
４０ａ  整流板
７０  クリーニングガス用ポート
７５  配管経路部
８０  バルブ
９０  制御部
【図１】
2019033236.tif 000003
【図２】
2019033236.tif 000004
【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】
2019033236.tif 000009
【図８】
2019033236.tif 000010
【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】
2019033236.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2019033236.tif 000018
【図１７】
2019033236.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2019033236.tif 000021