(57)【要約】【課題】組み立てやメンテナンスなどが容易であり、また、ベローズ内への反応ガスの進入を抑制することが可能な成膜装置を提供する。【解決手段】真空雰囲下で基板Ｗの表面に反応ガスを供給して成膜処理が行われる処理容器１内に配置された昇降軸２３は、基板Ｗが載置される載置台２を下面側から支持した状態で上下方向に伸びるように設けられ、処理容器１に設けられた貫通口１５を通って外部の昇降機構に接続されている。ベローズ２３１は、昇降軸２３の周囲を側方から覆って処理容器１内を真空雰囲気に保ち、蓋部材４１は、昇降軸２３を囲むように配置され、パージガス供給部６３ｂは昇降軸２３と蓋部材４１との間の隙間を介して処理容器１へと流れるガスの流れを形成するために、ベローズ２３１内にパージガスを供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空排気部を備え、真空雰囲下で基板の表面に反応ガスを供給して成膜処理が行われる処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板を載置するための載置台と、
前記載置台を下面側から支持した状態で上下方向に伸びるように設けられ、前記処理容器に設けられた貫通口を通って外部の昇降機構に接続された昇降軸と、
前記処理容器と、前記昇降機構との間に設けられ、前記昇降軸の周囲を側方から覆うベローズと、
前記昇降軸の側周面との間に隙間を介して当該昇降軸を囲むように配置され、その下方側空間と上方側空間との連通が前記隙間以外の部位においては阻止されるように全周に亘って処理容器に取り付けられた蓋部材と、
前記昇降軸と蓋部材との間の隙間を介して前記ベローズから処理容器へと流れるガスの流れを形成するために、当該ベローズ内にパージガスを供給するパージガス供給部と、を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記隙間を介して昇降軸を囲む蓋部材の内周面の高さ寸法は、前記貫通口の内周面の高さ寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記蓋部材には、前記昇降軸を囲む内周面の高さ寸法を広げるためのスリーブが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記載置台は、基板を加熱するための加熱部を備え、前記蓋部材の上面には、前記加熱部からの放熱による蓋部材の温度上昇を抑えるために、これら加熱部と蓋部材との間の距離を広げる凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記蓋部材の外周面とベローズの内周面との間に配置され、前記蓋部材の下端部よりも下方側へ伸び出した筒状部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記筒状部材は、その外周面とベローズの内周面との間に隙間が形成されるように配置され、前記パージガス供給部は、当該筒状部材とベローズとの隙間内の上方位置からベローズ内にパージガスを供給することを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記成膜処理が行われる位置にある載置台の側周面との間に隙間を介して当該載置台を囲むように配置され、前記処理容器の内部を、前記反応ガスが供給される上部側の処理空間と、下部側の空間とに分ける囲み部材と、前記処理空間側から前記処理容器内の真空排気を行う真空排気部と、を備え、
前記昇降軸と蓋部材との間の隙間を流れたパージガスは、前記下部側の空間に流入することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記処理容器は、前記載置台との間に反応ガスを拡散させて成膜処理を行うための処理空間を形成し、前記反応ガスが供給されるガス供給孔を備えた天板部を備え、
前記昇降機構は、前記昇降軸を介して、前記処理空間を形成する処理位置と、前記処理位置よりも下方側の位置との間で前記載置台を昇降させ、
前記載置台の上面側にクリーニングガスを供給するための第１のクリーニングガス供給部と、
前記昇降軸に沿って前記載置台の下面側にクリーニングガスを供給するための第２のクリーニングガス供給部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記処理位置よりも下方側に前記載置台を降下させた状態で、前記第２のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給を行うように制御信号を出力する制御部を備えたことを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１０】
さらに、前記制御部は、前記載置台を処理位置まで上昇させて前記第２のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給を行うように制御信号を出力することを特徴とする請求項９に記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記天板部に設けられたガス供給孔に不活性ガスを供給する上部側不活性ガス供給部を備え、前記制御部は、前記第２のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給中、前記上部側不活性ガス供給部からガス供給孔を介して前記処理容器内に不活性ガスを供給するように制御信号を出力することを特徴とする請求項９に記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記処理位置よりも下方側に前記載置台を降下させた状態で、前記第１のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給を行うように制御信号を出力する制御部を備えたことを請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１３】
さらに、前記制御部は、前記載置台を処理位置まで上昇させて前記第１のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給を行うように制御信号を出力することを特徴とする請求項１２に記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記パージガス供給部は不活性ガスを供給可能に構成され、前記制御部は、前記第１のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給中、前記パージガス供給部から前記処理容器内に不活性ガスを供給するように制御信号を出力することを特徴とする請求項１２に記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記第２のクリーニングガス供給部は、パージガス供給部から供給されるパージガスを拡散ガスとして利用し、当該拡散ガスの流れに乗って前記載置台の下面側にクリーニングガスを拡散させる位置にクリーニングガスを供給することを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１６】
前記第１のクリーニングガス供給部は、前記天板のガス供給孔を介して処理容器内にクリーニングガスを供給することを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１７】
前記載置台は、この載置台の上面側周縁部にて係止され、前記載置台との間に隙間を介して当該載置台の側周面を側方から囲む環状のカバー部材を備え、このカバー部材の前記載置台の上面側周縁部との接触部には、クリーニングガスを進入させるための溝部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１８】
前記クリーニングガスの供給は、前記真空排気部により真空排気された処理容器内にて行われ、前記第２のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給は、前記第１のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給時よりも高い圧力雰囲気下で行うように制御信号を出力する制御部を備えたことを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１９】
前記真空排気部は、前記処理空間から、前記載置台と天板部との隙間を介して側方にガスを排気することを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板への成膜が行われる処理容器の下部に設けられたベローズへの反応ガスの到達を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板である例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」と言う）に成膜を行う手法として、真空雰囲気が形成された処理容器内にウエハを配置し、その表面で反応ガスを反応させて堆積物を堆積させるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や、互いに反応する複数種類の反応ガスをウエハに対して順番に供給してこれらのガスをウエハの表面に吸着させながら堆積物を堆積させるＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＭＬＤ（Ｍｕｌｔｉ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（以下、これらを総合してＡＬＤ法と称する）などと呼ばれる方法が知られている。【０００３】
これらの成膜処理を実施する成膜装置のうち、処理対象のウエハを１枚ずつ載置台上に載置して成膜処理を行う枚葉式の成膜装置には、操作内容（例えば成膜処理や外部の搬送機構との間でウエハの受け渡し）に応じて載置台の高さ位置を上下に移動させるものがある。このとき、処理容器内における発塵防止などの観点から、載置台の昇降機構は処理容器の外部に配置される場合があり、載置台は、処理容器に設けられた貫通口を通って処理容器の外部に突出させた昇降軸を介して昇降機構に接続される。そして、貫通口の口縁部と昇降機構との間に、伸縮自在なベローズを設けることにより処理容器の気密を保ち、内部を真空雰囲気に維持している。【０００４】
ここで上述の貫通口は、例えば昇降軸の直径よりも十数ｍｍ〜数十ｍｍ程度大きな径を持つものを形成しておくと、昇降軸や処理容器本体などの機器同士の接触を避け、組み立てやメンテナンスを容易することができる。一方、昇降軸と貫通口との間隔が広がると、処理容器からベローズ内に反応ガスが進入し、ベローズの内表面に反応生成物が堆積しやすくなる。ベローズはその伸縮に合わせて変形するため、この際、反応生成物が剥がれてパーティクルが発生すると、ウエハの汚染源となってしまうおそれがある。【０００５】
この点について例えば引用文献１には、成膜対象の被処理基板を鉛直軸回りに回動自在、及び上下自在に保持する基板保持台を備えた成膜装置が記載されている。この成膜装置は、基板保持台に接続された回動軸が上下する空間をベローズ等の隔壁により密閉した構成となっている。しかしながら、当該引用文献１には、基板保持台を回動自在、及び上下自在に保持しつつ、処理容器内の空間とベローズ内の空間とを隔離する隔壁の具体的な構成は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１５１４８９号公報：段落０１００、図１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、組み立てやメンテナンスなどが容易であり、また、ベローズ内への反応ガスの進入を抑制することが可能な成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の成膜装置は、真空排気部を備え、真空雰囲下で基板の表面に反応ガスを供給して成膜処理が行われる処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板を載置するための載置台と、
前記載置台を下面側から支持した状態で上下方向に伸びるように設けられ、前記処理容器に設けられた貫通口を通って外部の昇降機構に接続された昇降軸と、
前記処理容器と、前記昇降機構との間に設けられ、前記昇降軸の周囲を側方から覆うベローズと、
前記昇降軸の側周面との間に隙間を介して当該昇降軸を囲むように配置され、その下方側空間と上方側空間との連通が前記隙間以外の部位においては阻止されるように全周に亘って処理容器に取り付けられた蓋部材と、
前記昇降軸と蓋部材との間の隙間を介して前記ベローズから処理容器へと流れるガスの流れを形成するために、当該ベローズ内にパージガスを供給するパージガス供給部と、を備えたことを特徴とする。【０００９】
前記成膜装置は、下記の構成を備えていても良い。
（ａ）前記隙間を介して昇降軸を囲む蓋部材の内周面の高さ寸法は、前記貫通口の内周面の高さ寸法よりも大きいこと。  
（ｂ）前記蓋部材には、前記昇降軸を囲む内周面の高さ寸法を広げるためのスリーブが設けられていること。  
（ｃ）前記載置台は、基板を加熱するための加熱部を備え、前記蓋部材の上面には、前記加熱部からの放熱による蓋部材の温度上昇を抑えるために、これら加熱部と蓋部材との間の距離を広げる凹部が形成されていること。
（ｄ）前記蓋部材の外周面とベローズの内周面との間に配置され、前記蓋部材の下端部よりも下方側へ伸び出した筒状部材を備えていること。前記筒状部材は、その外周面とベローズの内周面との間に隙間が形成されるように配置され、前記パージガス供給部は、当該筒状部材とベローズとの隙間内の上方位置からベローズ内にパージガスを供給すること。
（ｅ）前記成膜処理が行われる位置にある載置台の側周面との間に隙間を介して当該載置台を囲むように配置され、前記処理容器の内部を、前記反応ガスが供給される上部側の処理空間と、下部側の空間とに分ける囲み部材と、前記処理空間側から前記処理容器内の真空排気を行う真空排気部と、を備え、前記昇降軸と蓋部材との間の隙間を流れたパージガスは、前記下部側の空間に流入すること。【００１０】
（ｆ）前記処理容器は、前記載置台との間に反応ガスを拡散させて成膜処理を行うための処理空間を形成し、前記反応ガスが供給されるガス供給孔を備えた天板部を備え、
前記昇降機構は、前記昇降軸を介して、前記処理空間を形成する処理位置と、前記処理位置よりも下方側の位置との間で前記載置台を昇降させ、前記載置台の上面側にクリーニングガスを供給するための第１のクリーニングガス供給部と、前記昇降軸に沿って前記載置台の下面側にクリーニングガスを供給するための第２のクリーニングガス供給部と、を備えたこと。  
（ｇ）前記処理位置よりも下方側に前記載置台を降下させた状態で、前記第２のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給を行うように制御信号を出力する制御部を備えたこと。さらに、前記制御部は、前記載置台を処理位置まで上昇させて前記第２のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給を行うように制御信号を出力すること。前記天板部に設けられたガス供給孔に不活性ガスを供給する上部側不活性ガス供給部を備え、前記制御部は、前記第２のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給中、前記上部側不活性ガス供給部からガス供給孔を介して前記処理容器内に不活性ガスを供給するように制御信号を出力すること  
（ｈ）前記処理位置よりも下方側に前記載置台を降下させた状態で、前記第１のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給を行うように制御信号を出力する制御部を備えたこと。さらに、前記制御部は、前記載置台を処理位置まで上昇させて前記第１のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給を行うように制御信号を出力すること。前記パージガス供給部は不活性ガスを供給可能に構成され、前記制御部は、前記第１のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給中、前記パージガス供給部から前記処理容器内に不活性ガスを供給するように制御信号を出力すること。【００１１】
（ｉ）前記第２のクリーニングガス供給部は、パージガス供給部から供給されるパージガスを拡散ガスとして利用し、当該拡散ガスの流れに乗って前記載置台の下面側にクリーニングガスを拡散させる位置にクリーニングガスを供給すること。  
（ｊ）前記第１のクリーニングガス供給部は、前記天板のガス供給孔を介して処理容器内にクリーニングガスを供給すること。  
（ｋ）前記載置台は、この載置台の上面側周縁部にて係止され、前記載置台との間に隙間を介して当該載置台の側周面を側方から囲む環状のカバー部材を備え、このカバー部材の前記載置台の上面側周縁部との接触部には、クリーニングガスを進入させるための溝部が設けられていること。  
（ｌ）前記クリーニングガスの供給は、前記真空排気部により真空排気された処理容器内にて行われ、前記第２のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給は、前記第１のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給時よりも高い圧力雰囲気下で行うように制御信号を出力する制御部を備えたこと。  
（ｍ）前記真空排気部は、前記処理空間から、前記載置台と天板部との隙間を介して側方にガスを排気すること。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、蓋部材を用いて、処理容器に設けられた貫通口と、載置台の昇降軸との間を塞ぐので、これら貫通口と昇降軸と間隔に余裕を持たせ、組み立てやメンテナンスのしやすい成膜装置とすることができる。また、成膜装置の使用時には、前記蓋部材と昇降軸との間に隙間が形成されるようにしながら貫通口と昇降軸との間の開口を塞ぎ、下方側のベローズから処理容器へと流れるパージガスの流れを形成する。このため、ベローズの内側の空間に反応ガスが進入しにくくなり、ベローズの内表面への反応生成物の堆積を抑制してパーティクルの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る成膜装置の縦断側面図である。
【図２】前記成膜装置内に設けられている載置台の拡大縦断面図である。
【図３】前記成膜装置を構成する処理容器の底部に設けられた蓋部材等の斜視図である。
【図４】前記ベローズと処理容器との接続部における縦断面図である。
【図５】ベローズ内にパージガスを供給するリング部材の底面図である。
【図６】前記成膜装置の第１の作用説明図である。
【図７】前記成膜装置の第２の作用説明図である。
【図８】前記蓋部材の他の例を示す説明図である。
【図９】前記蓋部材のさらに別の例を示す説明図である。
【図１０】前記成膜装置のクリーニング動作の第１の作用説明図である。
【図１１】前記成膜装置のクリーニング動作の第２の作用説明図である。
【図１２】前記成膜装置のクリーニング動作の第３の作用説明図である。
【図１３】前記成膜装置のクリーニング動作の第４の作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態に係わる成膜装置の構成について、図１を参照して説明する。本成膜装置は、成膜対象であり、例えば直径が３００ｍｍの円形のウエハＷ（基板）の表面に、互いに反応する反応ガスである四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガス（原料ガス）とアンモニア（ＮＨ３）ガス（窒化ガス）とを交互に供給してＡＬＤ法により窒化チタン（ＴｉＮ）膜を成膜する装置として構成されている。
【００１５】
図１に示すように成膜装置は、アルミニウム等の金属により構成され、平面形状が概ね円形の真空容器であり、ウエハＷに対する成膜処理が行われる処理容器１と、この処理容器１内に設けられ、ウエハＷが載置される載置台２と、載置台２と対向するように設けられ、載置台２との間に処理空間３１２を形成するための天板部３１と、を備えている。処理容器１の側面には、載置台２との間でウエハＷの受け渡しを行う際に、外部の真空搬送室に設けられたウエハ搬送機構を処理容器１内に進入させるための搬入出口１１と、この搬入出口１１を開閉するゲートバルブ１２とが設けられている。
【００１６】
前記搬入出口１１よりも上部側の位置には、アルミニウム等の金属からなり、縦断面の形状が角型のダクトを円環状に湾曲させて構成した排気ダクト１３が、処理容器１の本体を構成する側壁の上に積み重なるように設けられている。排気ダクト１３の内周面は、周方向に沿って処理容器１内に向けて開口しており、処理空間３１２から流れ出たガスはこの開口を介して排気ダクト１３内に排気される。排気ダクト１３の外壁面には排気口１３２が形成されており、この排気口１３２には真空ポンプなどからなる排気部６５が接続されている。排気部６５は、処理容器１に設けられた不図示の圧力計と接続されており、圧力計の指示結果に基づいて排気量を増減することにより、処理容器内の圧力調節を行うことができる。排気口１３２や排気部６５は、処理空間３１２内の真空排気を行う真空排気部に相当する。
【００１７】
処理容器１内には、前記排気ダクト１３の内側の位置に載置台２が配置される。載置台２は、ウエハＷよりも一回り大きい円板からなり、セラミックスや金属により構成されている。載置台２の内部には、ウエハＷを例えば３５０℃〜４５０℃の成膜温度に加熱するための加熱部であるヒーター２１が埋設されている。また必要に応じて、ウエハＷを当該載置台２の上面側の載置領域内に固定するための図示しない静電チャックを設けても良い。
【００１８】
載置台２は、当該載置台２の側周面との間に隙間を介してこの側周面を側方から囲む環状の載置台カバー部材２２を備えている。載置台カバー部材２２は例えばアルミナなどからなり、上下端が各々開口する扁平な円筒形状の筒状部２２１を備えると共に、筒状部２２１の上端部が周方向に亘って内側に向かって屈曲して屈曲部２２２を形成している（図２）。この屈曲部２２２は、載置台２の上面側周縁部にて係止されており、当該屈曲部２２２の厚み寸法は、ウエハＷの厚み寸法よりも厚くなっている。
【００１９】
さらにこの載置台カバー部材２２は、後述のクリーニングガスによる載置台２のクリーニング効果を高めるため、載置台２の周縁部と接触する屈曲部２２２の下面側に、周方向に沿って、クリーニングガスを進入、拡散させるための溝部２２３が設けられている。  
【００２０】
図１に示すように、前記排気ダクト１３の開口部の下端位置には、当該排気ダクト１３と載置台２との間の隙間を埋めるように載置台２を囲み、処理容器１の内部を上部側の空間（処理空間３１２）と下部側の空間（ボトムエリア１０）とに分ける囲み部材であるインナーリング１３１が設けられている。このインナーリング１３１は、例えばアルミニウムにより形成されたリング状の部材であって、前記載置台カバー部材２２の側周面を、隙間を介して囲むように配置される筒状部１３１ａを備えている。インナーリング１３１は例えば石英製のリングカバーによりその上面側を覆っても良い。
【００２１】
載置台２の下面側中央部には、処理容器１の底面を貫通し、上下方向に伸びる棒状の昇降軸２３が接続されている。この昇降軸２３の下端部は、処理容器１の下方側に水平に配置された板状の昇降板２３２、シリンダロッド２３３を介して、このシリンダロッド２３３を突没させるモーター部２４に接続されている。昇降板２３２やシリンダロッド２３３、モーター部２４は、昇降軸２３の昇降機構を構成している。昇降機構は、昇降軸２３を上下に移動させることにより、ウエハＷへの成膜が行われる処理位置と、この処理位置の下方側であって、搬入出口１１から進入してきたウエハ搬送機構との間でウエハＷを受け渡す受け渡し位置（図１に一点鎖線で記載してある）との間で載置台２を昇降させる。
【００２２】
図１、図４に示すように、処理容器１の底面には、昇降軸２３を通すための貫通口１５が設けられており、昇降軸２３は、この貫通口１５の内側を通って処理容器１の下方位置にて昇降板２３２に接続されている。貫通口１５の開口径は、例えば昇降軸２３の側周面を、貫通口１５の内周面から１０〜５０ｍｍ程度内側の位置に配置することが可能な程度の大きさとなっている。貫通口１５が設けられた処理容器１内を真空雰囲気に保つため、貫通口１５の口縁部と昇降板２３２との間には、処理容器１内の雰囲気を外部と区画し、昇降板２３２の昇降動作に伴って伸び縮みするベローズ２３１が、昇降軸２３の周囲を側方から覆うように設けられている。
【００２３】
載置台２の下方側には、外部のウエハ搬送機構とのウエハＷの受け渡し時に、ウエハＷを下面側から支持して持ち上げる例えば３本の支持ピン２５が設けられている。支持ピン２５は、昇降機構２６に接続されて昇降自在となっており、載置台２を上下方向に貫通する貫通孔２０１を介して載置台２の上面から支持ピン２５を突没させることにより、ウエハ搬送機構との間でのウエハＷの受け渡しを行う。
【００２４】
排気ダクト１３の上面側には、円形の開口を塞ぐように円板状の支持板３２が設けられており、これら排気ダクト１３と支持板３２との間には処理容器１内を気密に保つためのＯリング１３３が設けられている。支持板３２の下面側には、処理空間３１２に反応ガスや置換ガスを供給するための開口部３１５を備えた天板部３１が設けられており、天板部３１はボルト３２３によって支持板３２に支持固定されている。
【００２５】
天板部３１の下面側には凹部が形成されており、この凹部には中央側から外周側へ向けて末広がりの形状の傾斜面が形成されている。この傾斜面のさらに外側には、環状で平坦な先端部３１４が設けられている。  
載置台２を処理位置まで上昇させたとき、天板部３１は、載置台２に設けられた載置台カバー部材２２の上面と、先端部３１４の下面とが互いに対向するように配置される。天板部３１の凹部と載置台２の上面とによって囲まれた空間は、ウエハＷに対する成膜が行われる処理空間３１２となる。
【００２６】
また図１に示すように、天板部３１の先端部３１４の下面と、載置台カバー部材２２の屈曲部の上面との間には隙間が形成されるように載置台２の処理位置の高さが設定されている。前記排気ダクト１３は、この隙間に向けて開口し、処理空間３１２に供給された反応ガスを側方に向けて排気する。
【００２７】
天板部３１の前記凹部の中央部には、処理空間３１２内へ反応ガスを供給するためのガス供給路３１１が形成されている。ガス供給路３１１は、天板部３１の中央部を上下方向に貫通し、その下端部には載置台２へ向けて下方側に開口する開口部３１５（ガス供給孔）が形成されている。この開口部３１５の下方側には、ガス供給路３１１から供給された反応ガスを衝突させて、処理空間３１２内に分散させるための分散板３３が設けられている。
【００２８】
分散板３３は、例えば円形の板材からなり、その上面側中央部は、支持板３２の下面から伸びる支持棒３３１によって支持されている。ガス供給路３１１の開口部３１５を真下から見たとき、分散板３３は、この開口部３１５を覆うように当該開口部３１５の下方側に配置されている。
【００２９】
一方、ガス供給路３１１の上流側は、ガス供給路３１１にアンモニアガス及び置換用の窒素ガスを供給するためのアンモニア供給路３２１と、ガス供給路３１１に四塩化チタンガス及び置換用の窒素ガスを供給するための四塩化チタン供給路３２２とに分岐している。
【００３０】
アンモニア供給路３２１及び四塩化チタン供給路３２２は、配管を介してアンモニアガス供給源６２、四塩化チタンガス供給源６４に接続されており、これらの配管は、各々途中で分岐して共通の窒素ガス供給源６３ａに接続されている。各配管には、ガスの給断を行う開閉バルブ６０２と、ガス供給量の調整を行う流量調整部６０１とが設けられている。
【００３１】
上述の成膜装置は、処理容器１内の機器に付着した反応生成物を除去するために、載置台２の上面側及び下面側に各々別の位置からクリーニングガスを供給する機構を備えている。
本例の成膜装置において、載置台２の上面側へは、既述のガス供給路３１１を介してクリーニングガスが供給される。
【００３２】
詳細には、成膜時にアンモニアガスや四塩化チタンガス等の供給が行われるアンモニア供給路３２１、四塩化チタン供給路３２２の配管が各々分岐して共通のクリーニングガス供給源６１ａに接続されている。本例ではクリーニングガスとして三フッ化塩素（ＣｌＦ３）を用いる例を示す。各配管には、ガスの給断を行う開閉バルブ６０２と、ガス供給量の調整を行う流量調整部６０１とが設けられている。載置台２の上面側から処理容器１内にクリーニングガスを供給するという観点において、ガス供給路３１１、アンモニア供給路３２１、四塩化チタン供給路３２２、クリーニングガス供給源６１ａ等は、本実施の形態における第１のクリーニングガス供給部に相当する。
【００３３】
上述の構成を備えた成膜装置には、処理容器１内に供給された反応ガスが貫通口１５と昇降軸２３との間を通過してベローズ２３１の内表面に到達することによる反応生成物の堆積を抑制する機構が設けられている。  
以下、当該機構の構成について説明する。
【００３４】
ベローズ２３１への反応ガスの到達を抑えるため、貫通口１５には、処理容器１の本体と昇降軸２３との間に挿入され、貫通口１５を塞ぐ蓋部材４１と、この蓋部材４１とベローズとの間に配置される筒状部材４２と、処理容器１の底面に配置され、これら蓋部材４１、筒状部材４２を支持するリング部材４３と、が設けられている（図３、図４）。
【００３５】
蓋部材４１は、処理容器１の底面に設けられた貫通口１５と、昇降軸２３との間の空間を塞ぐ筒状の部材である。蓋部材４１の本体を成す円筒部４１４の上端にはフランジ部４１１が形成されており、蓋部材４１はこのフランジ部４１１の下面をリング部材４３に係止させて前記貫通口１５と昇降軸２３との間に配置される。
【００３６】
図４に示すように、蓋部材４１は、昇降軸２３の側周面と円筒部４１４の内周面との間に隙間が形成されるように配置されており、昇降軸２３は蓋部材４１の内側を上下方向に自由に移動することができる。昇降軸２３及び蓋部材４１の配置状態を言い替えて説明すると、蓋部材４１は昇降軸２３の側周面との間に隙間を介して昇降軸２３を囲むように配置され、その下方側空間（ベローズ２３１内の空間）と上方側空間（処理容器１内の空間）との連通が前記隙間以外の部位においては阻止されるように全周に亘って処理容器１に取り付けられているといえる。
【００３７】
また蓋部材４１は、ヒーター２１を備えた載置台２からの放熱（熱輻射や後述の窒素ガスを介した熱伝達等）による温度上昇を抑えるため、円筒部４１４のフランジ部４１１側の内周面を拡径させることにより凹部４１２が形成されている。この凹部４１２を設けることにより、載置台２と蓋部材４１の表面との距離が広がり、載置台の２放熱によるフランジ部４１１の温度上昇を抑えることができる。また、昇降軸２３の側周面と円筒部４１４の内周面とが隙間を介して対向する領域の高さ寸法をできるだけ広げ、且つ、蓋部材４１の蓄熱量が大きくなりすぎないようにするために、円筒部４１４の下部側には、円筒部４１４の本体よりも厚さ寸法の小さいスリーブ４１７が形成されている。
【００３８】
昇降軸２３と蓋部材４１（円筒部４１４）との間の隙間の寸法は、例えば１〜５ｍｍである。また、当該隙間を介して昇降軸２３に対向する蓋部材４１の高さ寸法（凹部４１２の底面からスリーブ４１７の下端までの距離）は、貫通口１５の内周面の高さ寸法（処理容器１の肉厚寸法）よりも大きくすることが好ましい。これにより、処理容器１内の反応ガスが、ベローズ２３１内に、より進入しにくくなる。
【００３９】
次いで図３に示すように、筒状部材４２は、円筒状の本体部４２２の上端にフランジ部４２１を設けた構造となっており、筒状部材４２は、このフランジ部４２１をリング部材４３に係止させることにより前記蓋部材４１と、ベローズ２３１との間に配置される。図４に示すように筒状部材４２は、蓋部材４１、筒状部材４２を所定位置に配置したとき、筒状部材４２の下端部が蓋部材４１（スリーブ４１７）の下端部よりも下方側に位置する高さ寸法となっている。これにより、昇降軸２３と蓋部材４１との隙間の出口からベローズ２３１の内壁面までの距離を広げ、進入した反応ガスのベローズ２３１の内壁面への到達を抑えている。
【００４０】
リング部材４３は、処理容器１の底面上の前記貫通口１５の周囲に配置、固定され、蓋部材４１及び筒状部材４２のフランジ部４１１、４２１を係止させてこれらの部材４１、４２を支持する。リング部材４３の上面側内周縁部には、リング部材４３の上面と蓋部材４１のフランジ部４１１の下面との間に筒状部材４２のフランジ部４２１を嵌め込んで固定するための段差部４３３が設けられている。
【００４１】
図５に示すように、リング部材４３の下面には、ベローズ２３１の内側にパージガスである不活性ガス、例えば窒素ガスを供給するための溝部が形成されている。この溝部が形成されたリング部材４３を処理容器１の底面上に固定することにより、これら溝部と処理容器１とで囲まれた空間が窒素ガス流路４３５となる。以下、説明の便宜上、この溝部自体も窒素ガス流路４３５と呼ぶ。
【００４２】
窒素ガス流路４３５の基端側に設けられたポート部４３５ａは、処理容器１に形成された窒素ガス供給路１４２に接続され、この窒素ガス供給路１４２は配管を介して窒素ガス供給源６３ｂに接続されている。この配管にはガス給断用の開閉バルブ６０２と、流量の調整を行う流量調整部６０１とが設けられている点は、天板部３１側の窒素ガス供給源６３ａと同様である。なお、図示や説明の便宜上、本例の成膜装置では窒素ガス供給源６３ａ、６３ｂを別体として構成した場合について示したが、必要に応じてこれらを共通化しても良いことは勿論である。
【００４３】
窒素ガス流路４３５の末端には、リング部材４３の内周面に向けて開口する４個の窒素ガス吐出孔４３２が設けられている。これらの窒素ガス吐出孔４３２は、リング部材４３の内周面の周方向に沿ってほぼ等間隔で配置されている。ここで窒素ガス流路４３５はポート部４３５ａから各窒素ガス吐出孔４３２までの流路長が互いに略等しく、流路のコンダクタンスが揃うように分岐している。  
窒素ガス供給源６３ｂや窒素ガス供給路１４１、窒素ガス流路４３５、窒素ガス吐出孔４３２等は、本実施の形態のパージガス供給部に相当する。  
【００４４】
図４等に示すように、窒素ガス吐出孔４３２から吐出された窒素ガスは、処理容器１の貫通口１５と筒状部材４２との隙間の上部位置へ供給され、この隙間内を上方側から下方側へと流れる。このように、ベローズ２３１に沿って流れる窒素ガスの流れを形成することにより、ベローズ２３１の内壁面への反応ガスの付着を抑えることもできる。
【００４５】
以上に説明したように、蓋部材４１やリング部材４３は、ベローズ２３１内への反応ガスの進入を抑えるために設けられている。本例の成膜装置においては、これら蓋部材４１、リング部材４３を利用して載置台２の下面側へのクリーニングガスの供給を行う。  
クリーニングガスの供給に関し、リング部材４３の下面には、載置台２の下面側へ向けてクリーニングガスを処理容器１内に供給するための溝部が形成されている。この溝部と処理容器１とで囲まれた空間はクリーニングガス流路４３４となる（以下、当該溝部もクリーニングガス流路４３４と呼ぶ）。
【００４６】
クリーニングガス流路４３４の基端側に設けられたポート部４３４ａは、処理容器１に形成されたクリーニングガス供給路１４１に接続され、このクリーニングガス供給路１４１は、開閉バルブ６０２や流量調整部６０１が設けられた配管を介してクリーニングガスである三フッ化塩素の供給を行うクリーニングガス供給源６１ｂに接続されている。なお、図示や説明の便宜上、本例の成膜装置ではクリーニングガス供給源６１ａ、６１ｂを別体として構成した場合について示したが、必要に応じてこれらを共通化しても良い。
【００４７】
窒素ガス流路４３５の場合と同様に、クリーニングガス流路４３４についても流路長が互いに略等しく流路のコンダクタンスが揃うように４本に分岐し、その末端部は蓋部材４１のフランジ部４１１内に形成されたクリーニングガス導入路４１５と、クリーニングガス流路４３４とを接続する接続流路４３１につながっている。接続流路４３１の末端部は、リング部材４３の上面に開口し、蓋部材４１のフランジ部４１１下面に開口するクリーニングガス導入路４１５と接続される。
【００４８】
クリーニングガス導入路４１５は、前記フランジ部４１１内を径方向内側へと横方向に伸び、拡径部４１２の上端部に位置する傾斜面に向けて開口している。この開口部は、処理容器１内にクリーニングガスを吐出するクリーニングガス吐出孔４１３に相当する。クリーニングガス吐出孔４１３は、前記拡径部４１２の傾斜面の周方向に沿って、ほぼ等間隔で配置されている。
【００４９】
載置台２の下面側から処理容器１内にクリーニングガスを供給するという観点において、クリーニングガス導入路４１５、接続流路４３１、クリーニングガス流路４３４、クリーニングガス供給路１４１、クリーニングガス供給源６１ｂは、本実施の形態における第２のクリーニングガス供給部に相当する。なお、図示の便宜上、図４以外の縦断面図においては、クリーニングガス導入路４１５、接続流路４３１、クリーニングガス流路４３４、窒素ガス流路４３５、クリーニングガス供給路１４１及び窒素ガス供給路１４２の記載は適宜、省略してある。
【００５０】
図３に示すように蓋部材４１は、中心軸方向に沿って２分割された部材から構成されている。例えば成膜装置の組み立て時には、予め筒状部材４２、リング部材４３が配置された貫通口１５に、載置台２を支持した昇降軸２３を挿入して昇降機構との接続を行う。その後、昇降軸２３を側方側から挟むように蓋部材４１を構成する部材を配置し、これらの部材をネジ４１６などで締結した後、蓋部材４１を所定の位置に配置する。貫通口１５と昇降軸２３との間隔に余裕を持たせることにより成膜装置の組み立てやその後のメンテナンスがしやすくなる。
【００５１】
以上に説明した構成を備えた成膜装置は、図１に示すように制御部７と接続されている。制御部７は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には成膜装置の作用、即ち載置台２上に載置されたウエハＷを処理位置まで上昇させ、処理空間３１２内に予め決められた順番で反応ガス及び置換用のガスを供給してＴｉＮの成膜を実行し、またクリーニングガスを用いて処理容器１内のクリーニングを行う動作の制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
【００５２】
続いて、本成膜装置を用いてＴｉＮの成膜を行う作用について図４、６、７を参照しながら説明する。なお、図６、図７では、クリーニングガス供給源６１ａ、６１ｂや、これらクリーニングガス供給源６１ａ、６１ｂに接続された流路の記載は省略してある。
まず、予め処理容器１内を真空雰囲気に減圧した後、図６に示すように載置台２を受け渡し位置まで降下させる。そして、ゲートバルブ１２を開放し、搬入出口１１と接続された真空搬送室に設けられたウエハ搬送機構の搬送アームを進入させ、支持ピン２５との間でウエハＷの受け渡しを行う。しかる後、支持ピン２５を降下させ、ヒーター２１によって既述の成膜温度に加熱された載置台２上にウエハＷを載置する。
【００５３】
このとき、図４、図６に示すように、窒素ガス供給源６３ｂからはベローズ２３１内へと例えば１００〜５０００ｓｃｃｍ（０℃、１気圧基準）の範囲の１５００ｓｃｃｍの窒素ガスが供給されている。窒素ガス吐出孔４３２からベローズ２３１内に流れ込んだ窒素ガスは、筒状部材４２の外周面とベローズ２３１の内周面との間に形成された隙間内を上から下へ向かって流れる。窒素ガスはやがて筒状部材４２の下端部に到達し、ベローズ２３１の内側の空間全体に広がると共に、その一部は昇降軸２３と蓋部材４１との隙間内に流入する。そして窒素ガスは、この隙間を介して処理容器１のボトムエリア１０内に流れ込み、処理容器１内を上昇して排気口１３２より排気される。
【００５４】
載置台２上にウエハＷが載置されたら、ゲートバルブ１２を閉じ、載置台２を処理位置まで上昇させて処理空間３１２を形成すると共に、処理容器１内の圧力調整を行う。次いで、所定の温度まで加熱されたウエハＷの表面に、ガス供給路３１１を介して四塩化チタンガス→窒素ガス→アンモニアガス→窒素ガスの順に反応ガス（四塩化チタンガス、アンモニアガス）と置換用のガス（窒素ガス）との供給を繰り返す（図７）。この結果、ウエハＷに吸着した反応ガスが互いに反応して窒化チタン（ＴｉＮ）の分子層が形成され、この分子層が積層されて窒化チタン膜が成膜される。なお、図７には四塩化チタンガスを処理空間３１２へと供給している状態を示してある。
【００５５】
ここでウエハＷの成膜時、ヒーター２１により載置台２の温度が上昇しても、蓋部材４１の上面に凹部４１２を形成し、載置台２と蓋部材４１との距離を広げたことにより、載置台２からの放熱に起因する蓋部材４１の温度上昇が抑えられる。この結果、蓋部材４１を構成する部材の温度上昇に起因する腐食の発生を抑えることができる。
【００５６】
ウエハＷの成膜中も、ベローズ２３１内には引き続き窒素ガス供給源６３ｂから窒素ガスが供給され、この窒素ガスが昇降軸２３と蓋部材４１との隙間を通ってボトムエリア１０内に供給されている。そして、処理位置まで上昇させた載置台２の周囲には、インナーリング１３１が配置されていることから、処理容器１内は、載置台２及びインナーリング１３１の上部側の空間（処理空間３１２や排気ダクト１３内の空間）と下部側の空間（ボトムエリア１０）とに区画された状態となっている。
【００５７】
ボトムエリア１０に流れ込んだ窒素ガスは、載置台２とインナーリング１３１との隙間を介して排気ダクト１３内に流れ込み、外部へと排出される。このように、載置台２の上下の空間を区画する載置台２とインナーリング１３１との間に窒素ガスを流すことにより、処理空間３１２や排気ダクト１３内を流れる反応ガスのボトムエリア１０内への進入が抑えられる。
【００５８】
従って、ベローズ２３１側から見ると、本例の成膜装置は、載置台２とインナーリング１３１との隙間を流れる窒素ガスの流れと、昇降軸２３と蓋部材４１との隙間を流れる窒素ガスの流れとにより、反応ガスの進入を二重に抑えているといえる。
【００５９】
さらに、これらの窒素ガスの流れに逆らって、反応ガスの一部が下方側へと進入してきたとしても、昇降軸２３と蓋部材４１との間の隙間の高さの寸法が上下方向に広がっていることから、ベローズ２３１内まで反応ガスが到達しにくい。そして、仮に原料ガスの一部がベローズ２３１内に進入したとしても、筒状部材４２がベローズ２３１の内側に配置されていることにより、可動部を有するベローズ２３１への反応ガスの到達を抑え、反応生成物の付着に起因するパーティクルの発生を抑えることができる。また、筒状部材４２とベローズ２３１との隙間を流れる窒素ガスの流れもベローズ２３１の内壁面への反応ガスの到達を抑える効果がある。
【００６０】
こうして上述の反応ガスや置換ガスの供給サイクルを数十回〜数百回程度繰り返し、所望の膜厚の窒化チタンの膜を成膜したら、ガスの供給を停止し、処理容器１内の真空排気を停止して載置台２を降下させ、ゲートバルブ１２を開いてウエハＷを取り出す。
【００６１】
本実施の形態に係る成膜装置によれば以下の効果がある。成膜装置の使用時には、蓋部材４１と昇降軸２３との間に隙間が形成されるようにしながら貫通口１５と昇降軸２３との間の開口を塞ぎ、下方側のベローズ２３１から処理容器１へと流れる窒素ガス（パージガス）の流れを形成する。このため、ベローズ２３１の内側の空間に反応ガスが進入しにくくなり、ベローズ２３１の内表面への反応生成物の堆積を抑制してパーティクルの発生を抑えることができる。
【００６２】
ここで蓋部材４１に凹部４１２やスリーブ４１７を設けたり、蓋部材４１とベローズ２３１との間に筒状部材４２を設けたりすることは必須の要件ではない。例えば図８に示すように、凹部４１２やスリーブ４１７を備えていない蓋部材４１ａを配置し、また筒状部材４２の配置を省略しても良い。
【００６３】
また図９は、円板形状の蓋部材４１ｂの上面側及び下面側にスリーブ４１７を設け、この蓋部材４１ｂを貫通口１５の下面側の口縁部にネジ留め等により取り付けた例を示している。このときスリーブ４１７は、蓋部材４１ｂの上面側のみに設けても良い。また、ベローズ２３１内に窒素ガスを導入する位置を変更しても良く、図９には、昇降板２３２から窒素ガスを供給する例を示してある。
【００６４】
続いて、処理容器１内のクリーニングを行う作用について図１、２、４、１０〜１３を参照しながら説明する。
先に説明した成膜動作を繰り返し行うと、処理容器１の内壁や機器の表面に反応ガスに起因する反応生成物が堆積してパーティクル発生の原因となるおそれがある。そこで、所定時間毎や所定枚数毎にクリーニングを実行する。
【００６５】
クリーニングは、載置台２上にウエハＷを載置していない状態で処理容器１内を真空排気し、例えば６６．７〜６６６．６Ｐａ（０．５〜５Ｔｏｒｒ）の範囲の２６６．６Ｐａ（２Ｔｏｒｒ）に圧力調節を行う。そして図１０に示すように、載置台２を処理位置よりも下方側に位置させ、インナーリング１３１よりも上方側の空間（載置台２を処理位置に移動させたとき、処理空間３１２となる空間や排気ダクト１３内の空間）と、ボトムエリア１０とを連通させる。
【００６６】
次いで圧力調節を行いながら、ヒーター２１にて載置台２をクリーニング用の温度（例えば１８０〜３００℃の範囲の２００℃）に調節し、ガス供給路３１１を介して、クリーニングガスを例えば５〜１０００ｓｃｃｍ（０℃、１気圧基準）の範囲の１２０ｓｃｃｍの流量で処理容器１内に供給する。また、図１０、図１１には示していないが、クリーニングガスには、窒素ガス供給源６３ａから希釈ガスとして例えば１０〜２０００ｓｃｃｍの範囲の２８０ｓｃｃｍの窒素ガスが供給、混合されている。
【００６７】
ここで、図１０、図１１においては、アンモニア供給路３２１、四塩化チタン供給路３２２内のクリーニングも行うため、これらの供給路３２１、３２２の双方を介してガス供給路３１１へ向けてクリーニングガスを供給する例を示した。但し、ガス供給路３１１へのクリーニングガスの供給は、これら双方の供給路３２１、３２２を用いる場合に限られない。必要に応じていずれか一方の供給路３２１、３２２のみを用いても良いし、これらの供給路３２１、３２２を順番に切り替えて使用しても良い。
【００６８】
ガス供給路３１１を介し、下方側に移動している載置台２の上面側から処理容器１内にクリーニングガスを供給すると、クリーニングガスはインナーリング１３１の内側を通って処理容器１内全体に拡散する。そして、処理容器１の内壁や天板部３１、インナーリング１３１、載置台２等の各機器にクリーニングガスが接触して反応生成物が除去される。
【００６９】
このとき、処理容器１の底面側においては、例えば１００〜５０００ｓｃｃｍの範囲の１５００ｓｃｃｍの窒素ガスが窒素ガス供給源６３ｂより供給され、クリーニングの対象ではないベローズ２３１内へのクリーニングガスの進入を抑えている。よって、載置台２の上面側からクリーニングガスを供給している期間中において、昇降軸２３と蓋部材４１との隙間には、パージガス供給部（窒素ガス供給源６３ｂや窒素ガス供給路１４１、窒素ガス流路４３５、窒素ガス吐出孔４３２等）から不活性ガスが供給されているといえる。
【００７０】
こうして図１０に示した状態で所定時間クリーニングを行ったら、処理容器１内の圧力設定、及びクリーニングガスや希釈ガス、底面側からの窒素ガスの供給量は変えずに、載置台２を処理位置まで移動させる（図１１）。これにより、クリーニングガスが載置台２に直接吹き付けられ、反応生成物が付着しやすい載置台２の上面を念入りにクリーニングすることができる。なお、載置台２を処理位置に移動させることにより、載置台２とインナーリング１３１との隙間のコンダクタンスが低下し、ボトムエリア１０の圧力が上昇する場合には、ベローズ２３１側から供給される窒素ガスの供給量を適宜低減してもよい。
【００７１】
処理位置における載置台２の上面側からのクリーニングガスの供給を所定時間実行したら、ガス供給路３１１からのクリーニングガスの供給を停止し、再び載置台２を処理位置よりも下方側に移動させる（図１２）。そして、処理容器１内の圧力設定値を例えば６６．７〜６６６．６Ｐａ（０．５〜５Ｔｏｒｒ）の範囲であって、上面側からクリーニングガスを供給する際の圧力よりも高い５３３．３Ｐａ（４Ｔｏｒｒ）に設定する。
【００７２】
またベローズ２３１側からの窒素ガスの供給を例えば１００〜５０００ｓｃｃｍの範囲の１９００ｓｃｃｍに調節すると共に、クリーニングガス供給源６１ｂから例えば５〜１０００ｓｃｃｍの範囲の４００ｓｃｃｍのクリーニングガスを供給する。このように窒素ガス、クリーニングガスの双方を同時に供給すると、図４に示すように、蓋部材４１のクリーニングガス吐出孔４１３から、昇降軸２３側へ向けて径方向内側へクリーニングガスが吐出される。しかる後、クリーニングガスは、昇降軸２３と蓋部材４１との隙間を介して昇降軸２３の側周面をシース状に囲むように吐出された窒素ガスの流れに合流し、昇降軸２３が伸びる方向に沿って上方側へ向けて拡散していく。
【００７３】
こうして、昇降軸２３に沿って上昇するクリーニングガスは、当該昇降軸２３によって支持されている載置台２の下面に到達し、載置台２に沿って径方向外側に向けて広がる（図１２）。この結果、上面側からの供給ではクリーニングガスが十分に行き渡らなかった載置台２の下面側の領域にクリーニングガスを接触させて、この領域の反応生成物を除去することができる。下面側のクリーニングを行う際の載置台２の高さ位置は、図１に一点鎖線で示したウエハＷの受け渡し位置に限らず、クリーニングガスの吐出位置に近い、受け渡し位置よりもさらに下方側の高さ位置にてクリーニングを行っても良い。
【００７４】
載置台２の下面側からクリーニングガスを供給する期間中において、昇降軸２３と蓋部材４１との隙間には、パージガス供給部（窒素ガス供給源６３ｂや窒素ガス供給路１４１、窒素ガス流路４３５、窒素ガス吐出孔４３２等）から、クリーニングガスを拡散させるための拡散ガスが供給されているといえる。また、この拡散用の窒素ガスは、クリーニングガスを希釈する希釈ガスとしての役割も兼ねている。
【００７５】
また、載置台２の下面側からクリーニングガスを供給する際の処理容器１内の圧力を、上面側からの供給時よりも高い圧力に設定していることにより、載置台２と載置台カバー部材２２との間に十分にクリーニングガスを進入させて反応生成物の除去が十分でない領域を低減することができる。特に、図２に示したように、載置台２と接触する屈曲部２２２の下面側の溝部２２３に対して、高い圧力で下面側からクリーニングガスを供給することにより、溝部２２３内にクリーニングガスが進入しやすくなる。従来、溝部２２３を備えない載置台カバー部材２２を用いた場合には載置台２と屈曲部２２２との接触領域のクリーニングは困難であった。これに対して、溝部２２３を設けた載置台カバー部材２２を用いることにより、当該領域に形成された反応生成物を除去できることは、実験的に確認している。
【００７６】
またここで、クリーニングガスと反応生成物との反応は、通常、発熱反応である場合が多く、クリーニング時の反応圧の上昇は、反応熱の増大による機器の温度上昇につながる。よって、反応生成物が多い載置台２の上面側へのクリーニングガスの供給時は比較的低圧の条件下で行い、機器の温度上昇を抑制する。上面側のクリーニングの後は、処理容器１内の反応生成物もある程度少なくなっているので、クリーニング圧力を上昇させても機器の温度上昇は小さい。そこで、反応生成物の除去がしにくい領域にクリーニングガスを進入させる載置台２の下面側へのクリーニングガス供給のタイミングにてクリーニング圧力を上げることにより、効果的なクリーニングを実施することができる。
【００７７】
以上に説明した、載置台２の下面側からクリーニングガスを供給してクリーニングを行っているタイミングにおいて、天板部３１側ではガス供給路３１１から処理容器内に窒素ガスを供給する。これは、既にクリーニングを終えたガス供給路３１１やアンモニア供給路３２１、四塩化チタン供給路３２２内への処理容器内のガス（反応生成物の分解成分が含まれている）の進入を防ぎ、これらの供給路３１１、３２１、３２２を清浄な状態に維持するためである。よって、この期間中において、ガス供給路３１１やアンモニア供給路３２１、四塩化チタン供給路３２２、窒素ガス供給源６３ａ等は、本実施の形態の上部側不活性ガス供給部としての役割を果たしている。
【００７８】
上述のように図１２に示した状態で所定時間クリーニングを行ったら、処理容器１内の圧力設定、及びクリーニングガスや拡散ガス、天板部３１側からの窒素ガスの供給量は変えずに、載置台２を処理位置まで移動させる（図１３）。これにより、ベローズ２３１側へ移動していた昇降軸２３が処理容器１内に露出し、当該領域のクリーニングを行うことができる。なお、この場合においても載置台２を処理位置に移動させることにより、載置台２とインナーリング１３１との隙間のコンダクタンスが低下し、ボトムエリア１０の圧力が上昇する場合には、ベローズ２３１側から供給される窒素ガスの供給量を適宜低減しても良い。また、載置台２を処理位置よりも少し下方側へ移動させてインナーリング１３１との隙間を広げても良い。
【００７９】
本実施の形態に係る成膜装置によれば以下の効果がある。ウエハＷが載置される載置台２の上面側から処理容器１内にクリーニングガスを供給する第１のクリーニングガス供給部（ガス供給路３１１、アンモニア供給路３２１、四塩化チタン供給路３２２、クリーニングガス供給源６１ａ等）に加え、載置台２を下面側から支持する昇降軸２３に沿って当該載置台２の下面側にクリーニングガスを供給する第２のクリーニングガス供給部（クリーニングガス導入路４１５、接続流路４３１、クリーニングガス流路４３４、クリーニングガス供給路１４１、クリーニングガス供給源６１ｂ等）を備えている。このため、第１のクリーニングガス供給部から供給されたクリーニングガスが到達しにくい載置台２の下面側に直接クリーニングガスを当て、当該領域を効果的にクリーニングすることができる。
【００８０】
ここで、第１、第２のクリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給の順番、クリーニング時の載置台２の位置は、図１０〜図１３を用いて説明した順番で実行する場合に限らず、これらの順番を適宜、入れ替えてもよい。また、図１０〜図１３を用いて説明した例のように、第１、第２のクリーニングガス供給部から順番にクリーニングガスを供給することによりクリーニングを行うことは必須ではない。例えば、載置台２を処理位置の下方側へ下げた状態で、第１、第２のクリーニングガス供給部から同時にクリーニングガスを供給した後、載置台２を処理位置まで移動させ、引き続き上面側、下面側のクリーニングを同時に行い、クリーニング時間の短縮を図っても良い。このとき、載置台２を処理位置まで移動させたときよりも、下方側へ下げたときに処理容器１内の圧力が高くなるようにして、載置台カバー部材２２の溝部２２３を介した載置台２周縁部のクリーニングを進行させやすくしてもよい。さらにまた、載置台２を処理位置の下方側と処理位置とに移動させてクリーニングを行うことも必ずしも行わなくても良い。例えば、載置台２を処理位置よりも下方側へ移動させた状態で固定し、第１、第２のクリーニングガス供給部から順番に、または同時にクリーニングガスを供給しても良い。
【００８１】
天板部３１の構成についても図１等に示した例に限定されるものではない。例えば分散板３３を備えない開口部３１５から直接、反応ガスや置換ガスを供給しても良いし、分散板３３に替えて、多数のガス供給孔が設けられた扁平な椀状の部材で開口部３１５を覆っても良い。この他、凹部を備えた天板部３１に替えて、下面が平坦な天板部３１の全面に多数のガス供給孔を分散して配置したシャワーヘッドタイプの天板部３１を載置台２に対向させて配置しても良い。
【００８２】
次いで、第２のクリーニングガス供給部のバリエーションについて述べると、載置台２の下面側に、支持部２３に沿ってクリーニングガスを供給する手法は、図４に示した例のように支持部２３の側周面に沿って流れる拡散ガスに向けてクリーニングガスを合流させ、拡散させる場合に限られない。例えば、支持部２３の周囲の処理容器１底面に、クリーニングガスを吐出するガス吐出孔を設け、このガス吐出孔から上方側へ向けて支持部２３に沿ってクリーニングガスを供給しても良い。
【００８３】
処理容器１内の機器等について、インナーリング１３１を設けることは必須でなく、処理位置に位置する載置台２よりも上方側の空間（処理空間３１２等）とボトムエリア１０とを連通させても良い。真空排気部による排気位置も天板部３１と載置台２との隙間の側方から排気を行う図１等に示した例の他、天井部側に排気口１３２を設けても良い。また、インナーリング１３１を用いない場合には処理位置にある載置台２よりも下方側に位置する処理容器の側壁面に排気口１３２を設けることもできる。  
そして、パージガスとして用いる不活性ガスは、窒素ガスの例に限られるものではなく、アルゴンガスやヘリウムガスを用いても良い。
【００８４】
さらに本発明の成膜装置では、既述のＴｉＮ膜の成膜の他に、金属元素、例えば周期表の第３周期の元素であるＡｌ、Ｓｉ等、周期表の第４周期の元素であるＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ等、周期表の第５周期の元素であるＺｒ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ等、周期表の第６周期の元素であるＢａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ等の元素を含む膜を成膜しても良い。ウエハＷ表面に吸着させる金属原料としては、これらの金属元素の有機金属化合物や無機金属化合物などを反応ガス（原料ガス）として用いる場合が挙げられる。金属原料の具体例としては、上述のＴｉＣｌ４の他に、ＢＴＢＡＳ（（ビスターシャルブチルアミノ）シラン）、ＤＣＳ（ジクロロシラン）、ＨＣＤ（ヘキサジクロロシラン）、ＴＭＡ(トリメチルアルミニウム)、３ＤＭＡＳ（トリスジメチルアミノシラン）などが挙げられる。  
クリーニングガスの種類も成膜される膜の種類に応じて適宜選択され、Ｆ２などのハロゲン系ガスを用いることができる。
【００８５】
また、ウエハＷの表面に吸着した原料ガスを反応させて、所望の膜を得る反応には、例えばＯ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ等を利用した酸化反応、Ｈ２、ＨＣＯＯＨ、ＣＨ３ＣＯＯＨ等の有機酸、ＣＨ３ＯＨ、Ｃ２Ｈ５ＯＨ等のアルコール類等を利用した還元反応、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２等を利用した炭化反応、ＮＨ３、ＮＨ２ＮＨ２、Ｎ２等を利用した窒化反応等の各種反応を利用しても良い。
【００８６】
更に、反応ガスとして、３種類の反応ガスや４種類の反応ガスを用いても良い。  
一方で、ウエハＷの表面に成膜を行う手法は、ＡＬＤ法に限られるものではない。例えば金属ソースを処理容器１内に連続的に供給し、加熱されたウエハＷの表面で金属ソースを分解させて薄膜を得る熱ＣＶＤ法や、金属ソースと反応ガスなどをプラズマの存在下で活性化して反応させ連続的な成膜を行うプラズマＣＶＤ法などの各種のＣＶＤ法を実行する成膜装置にも本発明は適用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
Ｗ          ウエハ
１          処理容器
１５        貫通口
２          載置台
３１        天板部
１４１      窒素ガス供給路
２３        昇降軸
２３１      ベローズ
２３２      昇降板
４１、４１ａ、４１ｂ
蓋部材
４１２      凹部
４１７      スリーブ
４２        筒状部材
４３        リング部材
６３ａ、６３ｂ
窒素ガス供給源
【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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【国際調査報告】
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