JP2014017322A - 成膜装置の運転方法及び成膜装置 - Google Patents

成膜装置の運転方法及び成膜装置 Download PDF

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Abstract

【課題】成膜装置において、基板を載置して公転させる回転テーブルのクリーニングを速やかに行うこと。
【解決手段】回転テーブル２の回転方向に離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々基板に供給する第１の処理ガス供給部３１及び第２の処理ガス供給部３２と、回転テーブルの回転方向において、前記第１の処理ガス供給部と第２の処理ガス供給部との間に設けられる分離領域と、前記回転方向に離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々専ら排気する第１及び第２の真空排気口６２，６３と、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部３５と、を備えた成膜装置を構成する。第１の真空排気口の排気を止め、第２の真空排気口から真空排気を行いながら、前記クリーニングガスを供給する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、基板を公転させながら、互いに反応する処理ガスを基板に順番に供給することにより反応生成物を積層して薄膜を形成する成膜装置の技術分野に関する。
半導体製造工程における成膜技術の一つとして、互いに反応する複数種類の処理を半導体ウエハ（以下ウエハという）の表面に順番に供給して反応生成物を積層するいわゆるＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法がある。このＡＬＤ法を実施する装置として、回転テーブル上に配置した複数のウエハを回転テーブルにより公転させて、各処理ガスが供給される領域を順番に通過させる装置が知られている。この装置では、回転テーブルの回転方向において複数の処理ガスの供給領域の間に、互いの処理ガスが混合することを避ける（互いの処理ガスを分離する）ために、不活性ガス例えば窒素ガスからなる分離ガスが供給される分離領域が設けられる。更に回転テーブルの回転方向において各処理ガスの供給領域の下流側に真空排気口が設けられ、夫々の処理ガスを分離ガスと共に専用に真空排気するように構成されている。
複数の処理ガスの一例としては、ウエハの表面に吸着される原料ガスと、前記原料ガスを酸化あるいは窒化させるガスと、を挙げることができる。ところで回転テーブルの回転に伴って分離ガスが原料ガスの供給領域に流入すると、原料ガスが分離ガスにより希釈されて薄膜の膜厚の面内均一性を低下させる要因になるため、原料ガスの流量を大きくしなければならずコストアップになる。このため特許文献１には、回転テーブルの径方向に伸びるガスノズルの上に整流板を設け、分離ガスがこの整流板の上を乗り越えることにより原料ガスの供給領域に分離ガスが流入することを抑える技術が記載されている。
一方、成膜プロセスを実施すると、ウエハだけでなく回転テーブルの上面にも薄膜が成膜されてしまい、成膜プロセスを繰り返してその膜厚が大きくなると、膜剥がれによりパーティクルが発生する。このため、定期的にクリーニングガスにより回転テーブル上の薄膜を除去することが必要になる。回転テーブルの通過領域の一部は、外部の基板搬送機構によりウエハの受け渡しを行う領域として割り当てられている。この受け渡し領域にはウエハの受け渡しを監視するモニターが配置されていることから、クリーニングガスによるモニターの劣化を避けるために、クリーニングガス供給部の位置は、受け渡し領域から離すことが得策である。そのため例えば原料ガスの供給領域の近傍にクリーニングガス供給部を配置するというレイアウトを採用すると、クリーニングガスが既述のガスノズルの上に設けられた整流板の上を乗り越えてしまい、その分回転テーブルに接触するクリーニングガスの量が減ってしまい、クリーニングに要する時間が長くなるという課題がある。
更にクリーニングガスの供給部の設置位置は、装置のレイアウトなどにより種々の制限を受ける場合がある。このため例えばクリーニングガス供給部が真空排気口に近い場合には、クリーニングガスが真空排気口に直ぐに引き込まれることより、クリーニングガスが回転テーブルに接触している時間が短くなり、やはりクリーニングに長い時間をかけざるを得ないこともある。
特開２０１１−１００９５６号公報
本発明はこのような事情の下になされたものであり、回転テーブルにより基板を公転させて互いに異なる処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って成膜処理を行う装置において、回転テーブルのクリーニングを速やかに行うことができる技術を提供することにある。
本発明は、互いに異なる処理ガスを基板に順番に供給するサイクルを複数回繰り返して反応生成物の層を積層して薄膜を得る成膜装置であって、
真空容器内に配置され、その上に基板を載置して公転させるための回転テーブルと、
前記回転テーブルの回転方向に互いに離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々基板に供給するための第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
成膜処理を行うときの前記回転テーブルの回転方向において、前記第１の処理ガス供給部と第２の処理ガス供給部との間に、各処理ガスを分離するための分離ガスが供給される分離領域と、
前記回転テーブルの回転方向に互いに離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々専ら排気するための第１の真空排気口及び第２の真空排気口と、
前記回転テーブルをクリーニングするためのクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、を備えた成膜装置を運転する方法において、
前記第１の真空排気口の排気を止め、第２の真空排気口から真空排気を行いながら、前記クリーニングガス供給部から真空容器内にクリーニングガスを供給するクリーニング工程を含むことを特徴とする。
他の発明は、互いに異なる処理ガスを基板に順番に供給するサイクルを複数回繰り返して反応生成物の層を積層して薄膜を得る成膜装置において、
真空容器内に配置され、その上に基板を載置して公転させるための回転テーブルと、
前記回転テーブルの回転方向に互いに離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々基板に供給するための第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
成膜処理を行うときの前記回転テーブルの回転方向において、前記第１の処理ガス供給部と第２の処理ガス供給部との間に、各処理ガスを分離するための分離ガスが供給される分離領域と、
前記回転テーブルの回転方向に互いに離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々専ら排気するための第１の真空排気口及び第２の真空排気口と、
前記回転テーブルをクリーニングするためのクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、
前記第１の真空排気口の排気を止め、第２の真空排気口から真空排気を行うステップと、この状態で前記クリーニングガス供給部から真空容器内にクリーニングガスを供給するステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明は、回転テーブルにより基板を公転させて第１の処理ガス及び第２の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って成膜処理を行うと共に、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々専ら排気するための第１の真空排気口及び第２の真空排気口を備えた成膜装置を対象としている。そしてこの成膜装置において、前記回転テーブルをクリーニングガスによりクリーニングするときに、第１の真空排気口の排気を止め、第２の真空排気口から真空排気を行うようにしている。従って、装置のレイアウトや構造上、クリーニングガスが第１の真空排気口側に吸引されることによりクリーニングガスが回転テーブルに接触する量が少なくなるという不具合を回避することができ、速やかにクリーニングを行うことができる。
本発明の成膜装置の縦断側面図である。 前記成膜装置の概略横断斜視図である。 前記成膜装置の横断平面図である。 前記成膜装置の周方向における縦断側面図である。 前記成膜装置の周方向における縦断側面図である。 前記成膜装置に設けられる第１の処理ガスノズルのノズルカバーの斜視図である。 前記ノズルカバーの概略平面図である。 前記成膜装置に設けられるプラズマ処理部の分解斜視図である。 成膜処理時におけるガス流を示す説明図である。 前記成膜装置に設けられる回転テーブルのクリーニング処理時のガス流を示す説明図である。 他の成膜装置の横断平面図である。 クリーニングガスノズルを他の位置に設けた例を示す成膜装置の横断平面図である。 評価試験の結果を示す模式図である。 評価試験の結果を示す模式図である。 評価試験の結果を示す模式図である。 評価試験の結果を示す模式図である。 評価試験の結果を示す模式図である。
本発明の実施の形態の成膜装置１について、図１〜図３を参照して説明する。図１、図２、図３は夫々成膜装置１の縦断側面図、概略断面斜視図、横断平面図である。この成膜装置１は、真空容器１１と、その内部に水平に設けられた回転テーブル（サセプタ）２とを備えている。成膜装置１は、前記回転テーブル２に載置されたウエハＷに対する成膜処理と、当該成膜処理によって回転テーブル２に付着する膜を除去するためのクリーニング処理と、を実行する。
成膜処理の概略を説明しておくと、真空容器１１内を排気しながら回転テーブル２により公転しているウエハＷに対して、互いに反応する２種類の処理ガスを順番に供給してＡＬＤ法によりＳｉＯ2（酸化シリコン）の薄膜を形成した後、この薄膜をプラズマにより改質する。前記回転テーブル２に載置されたウエハＷが、薄膜形成用のガスが供給される処理領域と、プラズマによる改質領域とを繰り返し交互に通過することにより、薄膜の形成とプラズマ改質とが交互に繰り返し行われてウエハＷに所望の厚さの膜が形成される。クリーニング処理の概略としては、真空容器１１内を排気しながら回転テーブル２にクリーニングガスを供給して前記膜の除去を行う。
成膜装置１の各部について説明すると、前記真空容器１１は大気雰囲気中に設けられており、上記の各処理中に、その内部が真空雰囲気とされる。真空容器１１は概ね円形に構成されており、石英からなる天板１２と、真空容器１１の側壁及び底部をなす容器本体１３とにより構成されている。図１中１１ａは、真空容器１１内を気密に保つためのシール部材である。
天板１２の中央部は下方に向けて突出した凸部１４をなし、真空容器１１の中心部にて前記回転テーブル２を支持する支持部２１と共にガス流路１５を備えた中心部領域Ｃを構成している。図中１６はガス流路１５にパージガスであるＮ2（窒素）ガスを供給する供給管である。ガス流路１５から回転テーブル２の表面上に外周へ向けて前記Ｎ２ガスが供給され、当該中心部領域Ｃにおいて互いに異なる処理ガス同士が混ざり合うことが防がれる。
回転テーブル２は前記支持部２１から外方に広がるように円形に構成されている。回転テーブル２は、支持部２１下方の回転駆動機構２２により、その中心軸周りに周方向に回転する。回転テーブル２の表面側（一面側）には、前記回転方向に沿って５つの基板載置領域である凹部２３が形成されており、この凹部２３にウエハＷが載置される。そして、回転テーブル２の回転により凹部２３のウエハＷが前記中心軸周りに公転する。
凹部２３の通過領域と各々対向する位置には、各々例えば石英からなる５本のノズル３１、３２、３３、４１、４２が真空容器１１の周方向に互いに間隔をおいて配置されており、これら各ノズル３１、３２、３３、４１、４２は、例えば真空容器１１の外周壁から前記中心部領域Ｃに向かって水平に伸びるように各々設けられている。この例では第１の処理ガスノズル３１、第１の分離ガスノズル４１、第２の処理ガスノズル３２、プラズマ発生用ガスノズル３３及び第２の分離ガスノズル４２が、この順で時計回りに配設されている。
各ノズル３１、３２、３３、４１、４２は、流量調整バルブなどを備えた以下の各ガス供給源に夫々接続されている。即ち、第１の処理ガスノズル３１は、Ｓｉ（シリコン）を含む第１の処理ガス例えばＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン、ＳｉＨ2（ＮＨ−Ｃ（ＣＨ3）3）2）ガスなどの供給源３０Ａに接続されている。第２の処理ガスノズル３２は、第２の処理ガス例えばオゾン（Ｏ3）ガスと酸素（Ｏ2）ガスとの混合ガスの供給源（詳しくはオゾナイザーの設けられた酸素ガス供給源）３０Ｂに接続されている。
プラズマ発生用ガスノズル３３は、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスと酸素ガスとの混合ガスからなるプラズマ発生用ガスの供給源３０Ｃに接続されている。第１の分離ガスノズル４１及び第２の分離ガスノズル４２は、分離ガスであるＮ２ガスのガス供給源３０Ｄ、３０Ｄに各々接続されている。ところで、上記ガス供給源３０Ａ〜３０Ｃは各ガスノズル３１〜３３が成膜処理時に接続されるガス供給源であり、クリーニング処理時には、ガスノズル３１〜３３もガス供給源３０Ｄに接続され、パージガスとしてＮ2ガスを吐出する。これは、クリーニングガスによりガスノズル３１〜３３がエッチングされることを防ぐためである。
回転テーブル２の回転方向に沿った縦断側面図である図４も参照する。ところで、成膜処理とクリーニング処理とでは回転テーブル２の回転方向について異なっており、成膜処理では時計回りに回転テーブル２が回転し、クリーニング処理では反時計回りに回転テーブル２が回転する。以降、特に記載しない限り回転方向上流側、回転方向下流側とは、成膜処理における回転方向上流側、回転方向下流側を夫々指すものとして成膜装置１の説明を続ける。
ガスノズル３１、３２、３３、４１、４２の例えば下面側には、ガス吐出口３４が各ガスノズルの長さ方向に沿って多数形成されており、各ガス供給源３０Ａ〜３０Ｄから供給されるガスが、当該吐出口３４から吐出される。中心部領域Ｃから吐出されるパージガスにより、回転テーブル２の中心部側において処理ガスの濃度が低くなることを防ぐために第１の処理ガスノズル３１では周縁部側に比べて中心部側に多くの吐出口３４が設けられ、多くの流量で処理ガスを供給できるように構成されている。プラズマ発生用ガスノズル３３の吐出口３４は、回転方向上流側からの後述のプラズマ処理領域へのガスの進入を防ぐために、回転方向上流側へ向けて斜め下方にガスを吐出する。
真空容器１１の天板１２は、下方に突出する扇状の２つの凸部４３を備え、凸部４３は周方向に間隔をおいて形成されている。分離ガスノズル４１、４２は各々凸部４３にめり込み、当該凸部４３を周方向に分割するように設けられている。つまり、分離ガスノズル４１、４２おける回転テーブル２の周方向両側には、前記凸部４３の下面である低い天井面４４（第１の天井面）が配置されている。そして、この天井面４４の前記周方向両側には、当該天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）が配置されている。
前記第１の天井面４４の下方は、第１の処理ガスと第２の処理ガスとの混合を阻止するための分離領域として構成されており、分離ガスノズル４１、４２が設けられる分離領域を夫々Ｄ１、Ｄ２とする。成膜処理時に分離ガスノズル４１、４２から前記分離領域Ｄ１、Ｄ２に供給されたＮ2ガス（分離ガス）が、分離領域Ｄ１、Ｄ２を夫々周方向に広がり、第１及び第２の処理ガス及びプラズマ発生用ガスを後述の真空排気口６２、６３へと押し流す。図５は、成膜処理時におけるガスの流れを矢印で示している。
第１の処理ガスノズル３１には、図６に示すように当該第１の処理ガスノズル３１を長さ方向に亘って覆う石英からなるノズルカバー５１が設けられている。第１の処理ガスノズル３１の前記吐出口３４が設けられる領域は角型に形成され、ノズルカバー５１はこの角型部の上側、回転方向両側及び回転テーブル２の中心側を囲うカバー本体５２を備えている。カバー本体５２の下端から、回転方向上流側、下流側に夫々水平な整流板５３、５４が突き出ている。図４に示す整流板５３、５４の回転テーブル２からの高さｈ１は、例えば０．５〜３ｍｍ程度である。整流板５３、５４は回転テーブル２の外側に向かうほど大きく突き出ており、ノズルカバー５１は平面視概ね扇状に構成されている。整流板５３、５４の回転テーブル２の外周側は下方に屈曲され、当該回転テーブル２の外周に対向する対向部５５を形成している。なお、図中５６、５７は、装置１の中心部領域Ｃ、真空容器１１の底部に対して夫々ノズルカバー５１を支持する支持部である。
整流板５３、５４は、第１の処理ガスノズル３１から吐出される第１の処理ガスをウエハＷに沿って通流させ、ウエハＷと当該第１の処理ガスとの反応性を高くする役割を有する。即ち、第１の処理ガスノズル３１、及びこれら整流板５３、５４の下方領域は、第１の処理ガスをウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１をなす。また、整流板５３は、第２の分離ガスノズル４２から第１の処理領域Ｐ１に向けて流れる分離ガスをノズルカバー５１の上方の通流空間５８にガイドし、当該分離ガスが第１の処理領域Ｐ１へ進入することを防ぐ役割も有しており（図５参照）、それによって第１の処理領域Ｐ１の第１の処理ガスの濃度の低下を抑えている。図４に示す通流空間５８の高さｈ２は例えば５〜１５ｍｍである。
また、前記カバー本体５２における回転テーブル２の中心側の壁部及び前記対向部５５は、中心部領域Ｃから回転テーブル２の周端に向けて供給されるパージガスにより第１の処理領域Ｐ１に供給された第１の処理ガスが当該周端に押し流されることを防ぐ役割を有しており、これによって回転テーブル２の半径方向における第１の処理ガス濃度の均一性を高くしている。
図７の概略平面図を参照してノズルカバー５１の寸法の一例を示しておくと、整流板５３における回転方向上流側の外形線と、第１の処理ガスノズル３１の伸長方向とのなす角αは例えば１５°である。また、整流板５４における回転方向下流側の外形線と、第１の処理ガスノズル３１の伸長方向とのなす角βは前記αよりも大きく、例えば２２．５°である。整流板５３、５４の回転テーブル２の外縁部の上方の円弧の長さ寸法ｕ１、ｕ２は、例えば夫々１２０ｍｍ、１８０ｍｍである。整流板５４により第１の処理ガスノズル３１から第１の真空排気口６２に向かう第１の処理ガスの流れが阻害されないように、整流板５４の回転方向下流側の外形線と、回転テーブル２の中心Ｏと第１の真空排気口６２の回転方向下流側の端部とを結ぶ線（図中鎖線で表示）とのなす角γは０°以上に設定され、この例では７．５°である。つまり、第１の真空排気口６２は第１の処理ガス供給部をなすノズルカバー５１よりも、第１の分離領域Ｄ１側に設けられる。
続いて真空容器１１に設けられるプラズマ処理部７１について、各部の分解斜視図である図８も参照しながら説明する。プラズマ処理部７１は、金属線からなるコイル状のアンテナ７２を備え、図３に示すように平面で見た時に回転テーブル２の中央部側から外周部側に亘ってウエハＷの通過領域を跨ぐように配置されている。アンテナ７２は、回転テーブル２の半径方向に沿って伸びる帯状の領域を囲むように概略八角形をなしている。また、このアンテナ７２は、整合器７３を介して周波数が例えば１３．５６ＭＨｚ及び出力電力が例えば５０００Ｗの高周波電源７４に接続されている。
既述のプラズマ発生用ガスノズル３３の上方側にて、天板１２は平面で見て概略扇形に開口している。この開口部は、例えば石英などからなる筐体７５によって気密に塞がれており、前記アンテナ７２が真空容器１１の内部から気密に区画されている。この筐体７５は、その周縁部が周方向に亘ってフランジ状に水平に伸び出すと共に、中央部が真空容器１１の内部領域に向かって窪むように形成されており、この筐体７５の内側に前記アンテナ７２が収納されている。図中７６は押圧部材であり、筐体７５の周縁部を下方側に向かって押圧する。７７は、プラズマ処理部７１と整合器７３及び高周波電源７４とを電気的に接続するための接続電極である。
筐体７５の下面は、当該筐体７５の下方領域への分離ガス及び第２の処理ガスの侵入を阻止するために、外縁部が周方向に亘って下方側（回転テーブル２側）に向かって垂直に伸び出して、ガス規制用の突起部７９を形成している。そして、この突起部７９の内周面及び筐体７５の下面により囲まれた領域には、既述のプラズマ発生用ガスノズル３３が収納されている。この突起部７９に囲まれた領域は、前記改質領域であるプラズマ処理領域Ｐ３をなす。
筐体７５とアンテナ７２との間には、上面側が開口する概略箱型のファラデーシールド８１が配置されており、このファラデーシールド８１は、導電性の板状体である金属板により構成されると共に接地されている。このファラデーシールド８１の底面には、アンテナ７２において発生する電界及び磁界（電磁界）のうち電界成分が下方のウエハＷに向かうことを阻止すると共に、磁界をウエハＷに到達させるために、多数のスリット８２が形成されている。このスリット８２は、アンテナ７２の巻回方向に対して直交する方向に伸びるように形成されており、アンテナ７２に沿うように周方向に亘って当該アンテナ７２の下方位置に設けられている。図８中、８３はファラデーシールド８１とアンテナ７２とを絶縁する絶縁板であり、８４は、ファラデーシールド８１を筐体７５のフランジに支持するための支持部材である。
他の真空容器１１の各部について説明すると、図１、３、６などに示すように、回転テーブル２の外周側において当該回転テーブル２の下方には、真空容器１１の周に沿ってリング部材６１が配置されている。このリング部材６１は、クリーニングガスから真空容器１１の側壁を保護する。なお、図６に示すように実際には真空容器１１の側壁は、外壁１５Ａと、当該外壁１５Ａをクリーニングガスから保護する内壁１５Ｂとを備えるが、他の図では図の煩雑化を防ぐためにこれら外壁１５Ａ、内壁１５Ｂを一体に描いている。
リング部材６１には、互いに周方向に離間して第１の真空排気口６２、第２の真空排気口６３が設けられている。第１の真空排気口６２は、既述のようにその回転方向下流側の端部がノズルカバー５１よりも第１の分離領域Ｄ１に寄った位置に設けられている。第２の真空排気口６３は、前記プラズマ処理領域Ｐ３よりも第２の分離領域Ｄ２に寄った位置に設けられている。第１の真空排気口６２は第１の処理ガス、プラズマ発生用ガス及び分離ガスを排気し、第２の真空排気口６３は、第２の処理ガス及び分離ガスを排気する。つまり、第１の処理ガス、第２の処理ガスは、夫々第１の真空排気口６２、第２の真空排気口６３によって専ら排気される。
真空排気口６２、６３は各々排気管６４を介して真空排気機構である真空ポンプ６５に接続されている。各排気管６４にはバタフライバルブなどの圧力調整部６６が介設され、真空排気口６２、６３からの各排気量が独立して制御される。また、図３、４中の６７は、リング部材６１に形成された溝であり、第２の真空排気口６３からプラズマ処理部７１の回転方向上流側へ向かって周方向に形成されている。溝６７は、第２の処理ガスノズル３２から供給される第２の処理ガスと、分離ガスノズル４１から供給される分離ガスとを、第２の真空排気口６３へガイドする役割を有する。
第２の処理ガスノズル３２の下方領域は第２の処理ガスが供給され、ウエハＷに吸着された第１の処理ガスと当該第２の処理ガスとを反応させるための第２の処理領域Ｐ２をなす。この第２の処理領域Ｐ２の回転方向下流側とプラズマ処理部７１の回転方向上流側との間は、ウエハＷの受け渡し領域Ｓ１として構成され、この受け渡し領域Ｓ１に臨むように真空容器１１の側壁にウエハＷの搬送口１７が形成されている。搬送口１７はゲートバルブ１８により開閉自在に構成されており、ウエハＷの搬入出を行う搬送機構２４が真空容器１１内に対して進退することができる。図示は省略しているが、受け渡し領域Ｓ１の回転テーブル２の下方には昇降ピンが設けられている。この昇降ピンが回転テーブル２の凹部２３の孔２５を介して回転テーブル２表面に突没し、それによって凹部２３と搬送機構２４との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
真空容器１１の外部において、受け渡し領域Ｓ１の上方にはＣＣＤカメラからなるモニター２６が設けられている。天板１２において、前記受け渡し領域Ｓ１の上側は、例えば石英からなる検出窓１９として構成されている。この検出窓１９を介してモニター２６は、前記搬送機構２４により真空容器１１により搬送されるウエハＷを撮像する。それによって装置１のユーザは受け渡し領域Ｓ１においてウエハＷの受け渡しが適切に行われているか否かを確認することができる。
ノズルカバー５１の回転方向上流側、且つ第２の分離領域Ｄ２の回転方向下流側にはクリーニングガス供給部をなすクリーニングガスノズル３５が設けられる。このクリーニングガスノズル３５は、回転テーブル２の外周から周縁部に向かって伸びる棒状に形成され、他のガスノズルと同様のガス供給源３０Ｅに接続されている。このガス供給源３０Ｅから例えばＣｌＦ3などのフッ素系のクリーニングガスが、クリーニングガスノズル３５に供給され、当該クリーニングガスノズル３５の先端部から回転テーブル２の中心部側に向けて吐出される。
背景技術の項目で説明したように、クリーニングガスが受け渡し領域Ｓ１に供給されると、前記検出窓１９がクリーニングガスにより曇り、ウエハＷの検出を行うことができなくなるおそれがあるため、クリーニングガスノズル３５は、この受け渡し領域Ｓ１にクリーニングガスが供給されないように設けられる。この例では、回転方向に見て第２の真空排気口６３よりも第１の真空排気口６２に近い位置に設けられている。クリーニングガスノズル３５は真空容器１１に着脱自在であり、例えば成膜処理時には取り外される。
さらに、真空容器１１の他の各部を説明する。図１に示すように回転テーブル２の下方には回転テーブル２から離れた位置にヒータ２７が設けられている。ヒータ２７の回転テーブル２への輻射熱により回転テーブル２が昇温し、載置されたウエハＷが加熱される。図中２８は、ヒータ２７の配置空間をＮ2ガスによりパージするためのパージガス供給管である。また、真空容器１１の底部中央を覆うケース体２０には、回転テーブル２の下方中央部から周縁部へ向けてＮ2ガスをパージガスとして供給するパージガス供給部２９が設けられている。
この成膜装置１には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部７が設けられており、この制御部７には後述のように成膜処理と、クリーニング処理とを実行するプログラムが格納されている。このプログラムは、装置１の各部に制御信号を送信して、各部の動作を制御する。具体的には、各ガス供給源３０Ａ〜３０Ｅから各ガスノズルへのガスの給断、高周波電源７４のオンオフによるプラズマの形成及び形成の停止、回転駆動機構２２による回転テーブル２の回転速度の制御、圧力調整部６６による各真空排気口６２、６３からの排気量の調整などの各動作を制御する。前記プログラムにおいては、これらの動作を制御して後述の各処理が実行されるようにステップ群が組まれている。当該プログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの記憶媒体から制御部７内にインストールされる。
次に、上記の成膜装置１によりウエハＷに成膜処理を行うプロセスについて説明する。先ず、ゲートバルブ１８を開いた状態で回転テーブル２が間欠的に回転されながら、搬送口１７を介して搬送機構２４によりウエハＷが受け渡し領域Ｓ１に順次搬送され、回転テーブル２の５つの各凹部２３にウエハＷが載置される。次いで、真空ポンプ６５により第１及び第２の真空排気口６２、６３から排気が行われ、真空容器１１内が引き切りの状態にされる。この排気に並行して、回転駆動機構２２により回転テーブル２が例えば２ｒｐｍ〜２４０ｒｐｍで時計回りに回転されながら、ヒータ２７によりウエハＷが例えば３００℃に加熱される。
続いて、処理ガスノズル３１、３２から第１の処理ガスであるＢＴＢＡＳガス、第２の処理ガスであるＯ3ガス及びＯ2ガスが夫々吐出されると共に、プラズマ発生用ガスノズル３３からプラズマ発生用ガスであるＡｒガス及びＯ2ガスが吐出される。また、分離ガスノズル４１、４２から分離ガスであるＮ2ガスが吐出されると共に、中心部領域Ｃ、パージガス供給管２８及びパージガス供給部２９から夫々パージガスであるＮ2ガスが吐出される。各分離ガスノズル４１、４２から供給されるＮ2ガスの流量は、例えば３〜１０Ｌ／分である。そして、各圧力調整部６６により第１及び第２の真空排気口６２、６３からの各排気量が制御され、真空容器１１内が予め設定した処理圧力に調整されると共に、アンテナ７２に対して高周波電力が供給される。
ウエハＷの表面では、回転テーブル２の回転によって第１の処理領域Ｐ１において第１の処理ガスが吸着し、次いで第２の処理領域Ｐ２においてウエハＷ上に吸着した第１の処理ガスと第２の処理ガスとの反応が起こり、反応生成物としてＳｉＯ2の分子層が１層あるいは複数層形成される。この時、反応生成物中には、例えば第１の処理ガスに含まれる残留基のため、水分（ＯＨ基）や有機物などの不純物が含まれている場合がある。
一方、プラズマ処理部７１の下方側では、高周波電源７４から供給される高周波電力により発生した電界及び磁界のうち電界は、ファラデーシールド８１により反射あるいは吸収（減衰）されて、真空容器１１内への到達が阻害される（遮断される）。磁界は、ファラデーシールド８１のスリット８２を通過して、筐体７５の底面を介して真空容器１１内に到達する。従って、プラズマ発生用ガスノズル３３から吐出されたプラズマ発生用ガスは、スリット８２を介して通過してきた磁界によって活性化されて、例えばイオンやラジカルなどのプラズマが生成する。
そして、磁界により発生したプラズマ（活性種）がウエハＷの表面に接触すると、前記反応生成物の改質処理が行われる。具体的には、例えばプラズマがウエハＷの表面に衝突することにより、例えばこの反応生成物から前記不純物が放出されたり、反応生成物内の元素が再配列されて緻密化（高密度化）が起こる。こうして回転テーブル２の回転を続けることにより、ウエハＷ表面への第１の処理ガスの吸着、ウエハＷ表面に吸着した第１の処理ガスの成分の反応及び反応生成物のプラズマ改質がこの順番で繰り返し行われ、ＳｉＯ2の分子層が積層される。
図９は真空容器１１の横断面図であり、図５と同様にこの成膜処理時の各部のガス流を矢印で示している。これら図５、図９に示すように、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との間の第１及び第２の分離領域Ｄ１、Ｄ２に分離ガスを供給しているので、第１の処理ガスと、第２の処理ガス及びプラズマ発生用ガスとの混合が阻止されるように、各ガスが排気される。更に、回転テーブル２の下方側にパージガスを供給しているため、回転テーブル２の下方側に拡散しようとするガスは、前記パージガスにより第１及び第２の真空排気口６２、６３側へと押し戻される。また、既述したように分離ガスノズル４１から第１の処理領域Ｐ１に向かって流れる分離ガスはノズルカバー５１に乗り上げ、このノズルカバー５１上から第１の真空排気口６２に向かって流れて排気される。回転テーブル２が所定の回数回転し、所望の膜厚のＳｉＯ2膜が形成されると各ガスの供給が停止して、ウエハＷは搬入時とは逆の動作で成膜装置１から搬出される。
続いて、クリーニング処理について説明する。この説明での回転方向上流側、下流側は、当該クリーニング処理時の回転方向上流側、下流側を夫々指す。クリーニングガスノズル３５を真空容器１１に取り付けておき、また、ガスノズル３１〜３３は、各処理ガス及びプラズマ発生用ガスの供給源３０Ａ〜３０Ｃとの接続を遮断し、その代わりにＮ2ガス供給源３０Ｄに接続しておく。第１の真空排気口６２からの排気を停止し、第２の真空排気口６２から所定の量で排気が行われると共に、回転駆動機構２２により回転テーブル２が例えば５ｒｐｍで反時計回りに回転されながらヒータ２７により当該回転テーブル２が例えば５５０℃に加熱される。そして、第１及び第２の分離ガスノズル４１、４２から分離ガスが吐出されると共に、ガスノズル３１〜３３、中心部領域Ｃ、パージガス供給管２８及びパージガス供給部２９から夫々パージガスが吐出される。このとき第１の分離ガスノズル４１から供給される分離ガスの流量は、例えば成膜処理時と同じ３〜１０Ｌ／分であり、第２の分離ガスノズル４２から供給される分離ガスの流量もこの例では成膜処理時と同じ３Ｌ／分〜１０Ｌ／分である。これらの分離ガス及びパージガスの供給と共に、クリーニングガスノズル３５からクリーニングガスの吐出が行われる。
図１０にはクリーニング処理時の各ガスの流れを矢印で示している。クリーニングガスは、回転テーブル２に付着したＳｉＯ2膜をエッチングしながら、回転テーブル２の中心部へ向けて吐出される。その一方で、第２の真空排気口６３からの排気により、第１の分離領域Ｄ１に供給された分離ガスが、ノズルカバー５１を乗り上げてクリーニングガスの供給領域Ａに向かう。また、処理ガスノズル３１から供給されたパージガスも同様にクリーニングガスの供給領域Ａに向かう。このように供給領域Ａに向かったパージガス及び分離ガスであるＮ2ガスによって回転方向下流側に押し流されること、第１及び第２の真空排気口６２、６３のうち第２の真空排気口６３のみから排気が行われていること、及び回転テーブル２が供給領域Ａから真空排気口６３へ向けて回転していることから、回転テーブル２上に供給されたクリーニングガスは前記第２の真空排気口６３へ向けて流れ、回転方向上流側、つまりノズルカバー５１へ向かって流れることが抑えられる。
このようにクリーニングガスと、クリーニングガスを押し流したＮ2ガスとは、第２の分離ガスノズル４２が設けられる第２の分離領域Ｄ２を通過し、当該第２の分離領域Ｄ２に供給された分離ガスと合流して、さらに回転方向下流側へと流れ、前記第２の真空排気口６３から排気される。また、分離ガスノズル４１から分離領域Ｄ１を回転方向上流側に向かって流れた分離ガスは、第２の処理ガスノズル３２から吐出されるパージガス、プラズマ発生用ガスノズル３３から吐出されるパージガスに合流して、前記クリーニングガスと共に第２の真空排気口６３から除去される。
第１の真空排気口６２からの排気を停止している理由について説明する。このクリーニング処理において第１の真空排気口６２からの排気を行うとすると、クリーニングガスノズル３５から吐出されたクリーニングガスは、ガスノズル３５の位置が第２の真空排気口６３よりも第１の真空排気口６２に近いため、その多くが第１の真空排気口６２へ向けて流れることになる。しかし、ガスノズル３５から第１の真空排気口６２へ至るまでにノズルカバー５１が設けられており、前記クリーニングガスは第２の分離ガスノズル４２から供給されたＮ2ガスと共にノズルカバー５１に乗り上げて、前記第１の真空排気口６２へ向かう。つまり、回転テーブル２との接触時間が比較的短くなってしまうし、ノズルカバー５１がエッチングされてしまう。しかし、この実施の形態のように第１の真空排気口６２の排気を停止することで、ノズルカバー５１へのクリーニングガスの乗り上げによる当該クリーニングガスの回転テーブル２に対する接触時間の低下を防ぐことができるし、前記ノズルカバー５１のエッチングを防ぐことができる。
クリーニング処理の説明に戻ると、回転テーブル２の回転が続けられ、ガスノズル３５からクリーニングガスが供給される領域が回転テーブル２の周方向にずれていき、回転テーブル２全体にクリーニングガスが供給され、当該回転テーブル２全体でＳｉＯ2膜が除去される。クリーニングガスの供給開始後、所定の時間が経過すると、各ガスの供給を停止してクリーニング処理を停止する。その後は、ガスノズル３１〜３３を各ガス供給源３０Ａ〜３０Ｃに接続して、上記の成膜処理を再開する。
上記のように、この成膜装置１において第１の真空排気口６２の排気を停止してクリーニング処理を行うことで、ノズルカバー５１によってクリーニングガスと回転テーブル２との接触が阻害されることが防がれ、クリーニングガスの回転テーブル２への接触時間を長くすることができる。従って、クリーニング処理に要する時間の短縮化及びクリーニングガスの低流量化を図ることができる。その結果として、成膜装置１の生産性の向上と、クリーニングガスの使用量を低下させることよる装置の運用コストの低減とを図ることができる。また、クリーニングガスによるノズルカバー５１のエッチングが抑制されるため、整流板５３、５４と回転テーブル２との間隔が大きくなることが抑えられる。それによって、ウエハＷ間、あるいは同じウエハＷの面内において成膜均一性が低下したり、ＢＴＢＡＳガスの成分であるＳｉ化合物のウエハＷへの堆積量が低下したりすることが防がれる。また、ノズルカバー５１の交換頻度を低下させることができるので、この点からも装置の生産性の向上と、運用コストの低減とを図ることができる。さらに、この例ではクリーニングガスは、第１の真空排気口６２よりも遠い、第２の真空排気口６２へ流れて排気されるので、このことによってもクリーニングガスの回転テーブル２に対する接触時間が長くなり、クリーニング時間の短縮化及びクリーニングガスの低流量化を図ることができる。
なお、クリーニングガスが第２の分離領域Ｄ２を通過する際に、この第２の分離領域Ｄ２の天井面４４がエッチングされる。しかし、この天井面４４と回転テーブル２との距離が大きくなっても第１の処理ガスと第２の処理ガスとを隔離する性能は大きな影響を受けない。即ち前記ノズルカバー５１のエッチングに比べて、前記天井面４４のエッチングは成膜処理に与える影響が少ないので、本実施形態のクリーニング処理が有効である。
上記の例では、クリーニング処理時に第２の分離ガスノズル４２から成膜時と同程度の流量のＮ2ガスを供給しているが、成膜処理時よりも少ない流量、例えば０．５Ｌ／分〜５Ｌ／分のＮ2ガスを供給するようにしてもよい。そのようにすることで、第２の分離ガスノズル４２から、クリーニングガスの供給領域Ａに向かうＮ2ガスの量が少なくなるので、当該供給領域Ａのクリーニングガスの濃度が低くなることが抑えられ、さらに効率よくクリーニング処理を行うことができる。また、上記のクリーニング処理では回転テーブル２を成膜処理時とは逆に回転させることにより、クリーニングガスがノズルカバー５１に向かうことをより確実に防いでいるが、成膜処理時と同方向に回転させてもよい。
クリーニング処理として上記の回転テーブル２のクリーニング処理（第１のクリーニング処理）を行った後あるいは第１のクリーニング処理を行う前に、第１の処理ガスノズル３１及びノズルカバー５１に付着したＢＴＢＡＳガスによるＳｉ化合物を除去するクリーニング処理（第２のクリーニング処理）を行ってもよい。この第２のクリーニング処理では、第１の真空排気口６２及び第２の真空排気口６３の両方から排気を行うと共に回転テーブル２を成膜処理時と同様に時計回りに回転させる。そして、第１のクリーニング処理と同様に回転テーブル２を加熱し、第２の処理ガスノズル３２、プラズマ発生用ガスノズル３３、分離ガスノズル４１、４２、中心部領域Ｃ、パージガス供給管２８及びパージガス供給部２９から夫々Ｎ2ガスを吐出すると共に、クリーニングガスノズル３５からクリーニングガスを吐出する。第１の処理ガスノズル３１からのガス供給は停止させておく。あるいは、第１の処理ガスノズル３１に設けられた前記ガス吐出口３４が、クリーニングガスによりエッチングされたり、クリーニングされたSｉＯ2膜の残渣を含むガスが前記ガス吐出口３４から流入したりすることを防止するために、当該第１の処理ガスノズル３１からも０．０５Ｌ／分〜０．５Ｌ／分程度の少量のＮ2ガスを供給する。
第１の真空排気口６２から排気が行われていること、及び回転テーブル２がガスノズル３５側からノズルカバー５１側に向かって回転していることから、クリーニングガスは当該ノズルカバー５１に向かって流れる。その一部はノズルカバー５１に乗り上げて第１の真空排気口６２から排気され、その一部はノズルカバー５１の下方を通過して第１の真空排気口６２から排気される。これによって、ノズルカバー５１及び第１の処理ガスノズル３１に付着した前記Ｓｉ化合物がエッチングされ、第１の真空排気口６２から除去される。他の各ガスノズル及び中心部領域Ｃなどから吐出される各ガスは、成膜処理時と同様に第１及び第２の真空排気口６２、６３から除去される。なお、前記Ｓｉ化合物は回転テーブル２に付着したＳｉＯ2膜よりエッチングされやすいため、この第２のクリーニング処理に要する時間は比較的短い。
他の成膜装置の例について説明する。図１１には成膜装置８の横断平面図を示している。成膜装置１との差異点としては、第２の処理ガスノズル３２が第２の処理ガスとしてＯ2ガスを吐出するように構成されること、前記Ｏ2ガスをプラズマ化するプラズマ処理部９１が設けられること、分離領域Ｄ２が設けられていないことが挙げられる。プラズマ処理部９１はプラズマ処理部７１と同様に構成されており、プラズマ処理部７１の筐体７５がプラズマ発生用ガスノズル３３を囲うのと同様に、プラズマ処理部９１の筐体７５は前記第２の処理ガスノズル３２を囲い、プラズマ処理領域Ｐ４を形成する。
反時計回りに第１の処理領域Ｐ１、分離領域Ｄ１、プラズマ処理領域Ｐ４、プラズマ処理領域Ｐ３が設けられており、成膜処理時に回転テーブル２は当該反時計回りに回転する。それによって、ウエハＷにおいて、第１の処理領域Ｐ１におけるＢＴＢＡＳガスの付着、プラズマ処理領域Ｐ４におけるＳｉＯ2膜の形成、プラズマ処理領域Ｐ３における改質処理が順に行われる。プラズマ処理部７１には比較的大きな流量でプラズマ発生用ガスが供給されており、プラズマ処理領域Ｐ３を介して第１の処理ガスと第２の処理ガスとが混合されることが阻止される。つまりこの成膜装置８におけるプラズマ処理領域Ｐ３は、分離領域とプラズマ処理領域とを兼用している。
前記回転方向において、プラズマ処理領域Ｐ３の下流側且つ第１の処理領域Ｐ１の上流側に第１の真空排気口６２が設けられ、分離領域Ｄ１の下流側且つプラズマ処理領域Ｐ４の上流側に第２の真空排気口６３が設けられる。成膜処理時には第１の処理ガスノズル３１からの第１の処理ガス及びプラズマ発生用ガスノズル３３からのプラズマ発生用ガスが、第１の真空排気口６２により排気される。そして、第２の処理ガスノズル３２からの第２の処理ガスが第２の真空排気口６３により排気される。
この例では第１の処理領域Ｐ１の回転方向下流側且つ分離領域Ｄ１の回転方向上流側にクリーニングガスノズル３５が設けられている。クリーニングガスノズル３５から見て、ノズルカバー５１が成膜処理時の回転方向上流側に設けられているため、当該ノズルカバー５１のエッチングを避けるためにクリーニング処理時にも成膜処理時と同方向に回転テーブル２が回転する。そして、クリーニング処理時には成膜装置１と同様に、第１の真空排気口６２からの排気が停止され、第２の真空排気口６３からの排気が行われた状態とされる。このようにプラズマ処理部はいくつ設けてもよいし、プラズマ処理部を備えていない装置にも本発明は適用することができる。
ところで、上記の各装置１、８において、第２の処理ガスを排気する真空排気口６３、分離領域Ｄ（Ｄ１またはＤ２）、ノズルカバー５１、第１の処理ガスを排気する第１の真空排気口６２が周方向にこの順で配置されるが、クリーニングガスノズル３５の位置についてはノズルカバー５１と第２の真空排気口６３との間の領域にガスを吐出できればよい。従って、上記の各例のように分離領域Ｄとノズルカバー５１との間にクリーニングガスノズル３５を設けることには限られない。
例えば成膜装置１において、図１２に示すように第２の分離領域Ｄ２にクリーニングガスノズル３５を設けてもよい。この例においてクリーニングガスノズル３５は、第１及び第２の分離ガスノズル４１、４２と同様に、下方の供給領域Ａにクリーニングガスを吐出する。図１２の例では第２の分離領域Ｄ２において第２の分離ガスノズル４２よりも成膜処理時の回転方向下流側にクリーニングガスノズル３５を設けているが、回転方向上流側に配置してもよい。また、第２の分離領域Ｄ２と第２の真空排気口６３との間にガスの供給領域Ａが形成されるようにクリーニングガスノズル３５を設けてもよい。ただし、ガスノズル３５と第２の真空排気口６３との距離が近いと、回転テーブル２おけるクリーニングガスの濃度が低くなるため、上記のように第２の分離領域Ｄ２の下流側にクリーニングガスを供給することが好ましい。また、後述の評価試験で示すように、ノズルカバー５１を設けない装置においても上記のクリーニング処理を行うことで回転テーブル２上のクリーニングガスの濃度を高くすることができるので、本発明は当該装置にも適用できる。
（評価試験）
本発明に関連して行われた成膜装置１のクリーニング処理のシミュレーションによる評価試験について説明する。評価試験１として、真空容器１１内の圧力を５０Ｔｏｒｒ、温度を５５０℃に設定し、回転テーブル２の回転速度は５ｒｐｍに設定した。中心部領域ＣからのＮ2ガス供給量、パージガス供給部２９からのＮ2ガス供給量を夫々２ｓｌｍ、４．３ｓｌｍに設定し、第１及び第２の分離ガスノズル４１、４２からのＮ2ガス供給量を２．５ｓｌｍに設定した。また、第１の処理ガスノズル４１において、回転テーブル２の周端側から中心部側に向かう周端側領域、中間領域、中心部側領域からのＮ2ガスノズル供給量を０．０５ｓｌｍ、０．１ｓｌｍ、０．５ｓｌｍに夫々設定した。そして、クリーニングガスノズル３５からは流量１ｓｌｍでＦ２ガスが吐出されるように設定し、第１の処理領域Ｐ１の周囲のフッ素の質量割合の分布について解析した。
この解析は、回転テーブル２から１ｍｍ離れた高さ位置の分布と、回転テーブル２から７ｍｍ離れた高さ位置の分布とについて夫々行った。回転テーブル２から１ｍｍ離れた高さ位置はノズルカバー５１の下方位置であり、回転テーブル２から７ｍｍ離れた高さ位置はノズルカバー５１の上方位置である。ただし、この評価試験１では上記の実施形態と異なり、第１及び第２の真空排気口６２、６３から排気が行われるように設定した。
図１３、図１４は評価試験１の結果を示しており、図１３が回転テーブル２から１ｍｍ離れた高さ位置のフッ素の質量分布であり、図１４が回転テーブル２から７ｍｍ離れた高さ位置のフッ素の質量分布である。各図では真空容器１１内を、前記質量分布の範囲に応じて等高線で区画して示している。そして、質量割合が５０％より低く４５％以上である領域を黒色で塗りつぶし、４５％より低く４０％以上である領域に網目模様を付し、４０％より低く３０％以上である領域に斜線を付して夫々示している。また、３０％より低く２０％以上である領域に比較的多数の点を付し、２０％より低く５％以上である領域に比較的少数の点を付している。５％より低い領域にはこれらの模様を付していない。これら図１３、１４から、Ｆ2ガスはノズルカバー５１の下方に流れることが抑えられ、その多くがノズルカバー５１上を乗り越えて第１の真空排気口６２に向かうことが分かる。
評価試験２として、処理ガスノズル３１にノズルカバー５１が設けられないように設定した他は評価試験１と同様に設定を行い、評価試験１と同様の解析を行った。図１５、図１６は評価試験２の結果を示しており、図１５が回転テーブル２から１ｍｍ離れた高さ位置のフッ素の質量分布であり、図１６が回転テーブル２から７ｍｍ離れた高さ位置のフッ素の質量分布である。評価試験１の結果と合わせると、ノズルカバー５１を設けることで回転テーブル２上に供給されるＦ2ガスの濃度分布が低くなることが分かる。
続いて、評価試験３について示す。評価試験１との差異点は、上記の実施形態と同様に、クリーニング処理時に第１の真空排気口６２からの排気を行わないことである。また、他の差異点としては、中心部領域ＣからのＮ2ガス供給量、パージガス供給部２９からのＮ2ガス供給量を夫々６ｓｌｍ、１３ｓｌｍに設定し、第１及び第２の分離ガスノズル４１、４２からのＮ2ガス供給量を５ｓｌｍに設定し、第１の処理ガスノズル３１、第２の処理ガスノズル３２、プラズマ発生用ガスノズル３３からのＮ2ガス流量を夫々０．５ｓｌｍ、２ｓｌｍ、２．０５ｓｌｍに設定したことである。この評価試験３では回転テーブル２全体のフッ素の質量分布を算出した。
図１７は評価試験３により得られたガス濃度分布を、他の評価試験の各図と同様に示したものであり、回転テーブル２から１ｍｍの高さ位置の分布である。評価試験１に比べて、比較的高いガス濃度である領域が回転テーブル２上に広く形成されていることが分かる。また、評価試験２と比べても比較的高いガス濃度の領域が回転テーブル２上に広く形成されている。従って、これらの評価試験１〜３から、上記の実施形態のように第１の真空排気口６２からの排気を停止させることで、回転テーブル２上におけるクリーニングガスの濃度を高くし、効率よくクリーニング処理を行うことができることが分かる。そして、当該処理はノズルカバー５１を設けた場合に、ノズルカバー５１へのクリーニングガスの乗り上げを防ぐことができるため、特に有効であることが示された。
Ａ クリーニングガス供給領域
Ｄ 分離領域
Ｗ ウエハ
Ｐ１、Ｐ２ 処理領域
Ｐ３ プラズマ処理領域
１ 成膜装置
１１ 真空容器
２ 回転テーブル
３１、３２ 処理ガスノズル
３３ プラズマ発生用ガスノズル
３５ クリーニングガスノズル
４１、４２ 分離ガスノズル
７ 制御部

Claims (9)

  1. 互いに異なる処理ガスを基板に順番に供給するサイクルを複数回繰り返して反応生成物の層を積層して薄膜を得る成膜装置であって、
    真空容器内に配置され、その上に基板を載置して公転させるための回転テーブルと、
    前記回転テーブルの回転方向に互いに離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々基板に供給するための第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
    成膜処理を行うときの前記回転テーブルの回転方向において、前記第１の処理ガス供給部と第２の処理ガス供給部との間に、各処理ガスを分離するための分離ガスが供給される分離領域と、
    前記回転テーブルの回転方向に互いに離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々専ら排気するための第１の真空排気口及び第２の真空排気口と、
    前記回転テーブルをクリーニングするためのクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、を備えた成膜装置を運転する方法において、
    前記第１の真空排気口の排気を止め、第２の真空排気口から真空排気を行いながら、前記クリーニングガス供給部から真空容器内にクリーニングガスを供給するクリーニング工程を含むことを特徴とする成膜装置の運転方法。
  2. 前記第１の処理ガス供給部は、前記回転テーブルの周縁部と中央部との間に亘って伸びるガスノズルと、分離ガスがその上面側を流れるようにこのガスノズルの長さ方向に沿って設けられた整流板と、を含むことを特徴とする請求項１記載の成膜装置の運転方法。
  3. 前記分離領域は、成膜処理を行うときの前記回転テーブルの回転方向において、前記第１の処理ガス供給部の下流側と第２の処理ガス供給部の上流側との間、及び前記第２の処理ガス供給部の下流側と第１の処理ガス供給部の上流側との間に夫々設けられた第１の分離領域及び第２の分離領域を備え、
    前記第１の真空排気口は、第１の処理ガス供給部よりも第１の分離領域側に設けられ、前記第２の真空排気口は前記第２の処理ガス供給部よりも第２の分離領域側に設けられ、
    前記クリーニングガス供給部は、前記回転方向において前記第１の処理ガス供給部よりも上流側でかつ前記第２の真空排気口よりも下流側に設けられたことを特徴とする請求項２記載の成膜装置の運転方法。
  4. 前記第２の処理ガス供給部よりも下流側でかつ第２の分離領域の上流側に設けられ、基板上の反応生成物を改質するための改質領域を備え、
    前記第２の処理ガス供給部と前記改質領域との間は、外部の基板搬送機構との間で基板が受け渡される領域として構成され、
    前記クリーニングガス供給部は、前記改質領域よりも下流側に位置していることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置の運転方法。
  5. 前記クリーニングガス供給部は、前記回転テーブルの回転方向において第２の真空排気口よりも第１の真空排気口の近くに位置していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の成膜装置の運転方法。
  6. 前記クリーニング工程は、前記回転テーブルを成膜処理を行うときの回転方向とは逆向きに回転させて行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の成膜装置の運転方法。
  7. 互いに異なる処理ガスを基板に順番に供給するサイクルを複数回繰り返して反応生成物の層を積層して薄膜を得る成膜装置において、
    真空容器内に配置され、その上に基板を載置して公転させるための回転テーブルと、
    前記回転テーブルの回転方向に互いに離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々基板に供給するための第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
    成膜処理を行うときの前記回転テーブルの回転方向において、前記第１の処理ガス供給部と第２の処理ガス供給部との間に、各処理ガスを分離するための分離ガスが供給される分離領域と、
    前記回転テーブルの回転方向に互いに離れて設けられ、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを夫々専ら排気するための第１の真空排気口及び第２の真空排気口と、
    前記回転テーブルをクリーニングするためのクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、
    前記第１の真空排気口の排気を止め、第２の真空排気口から真空排気を行うステップと、この状態で前記クリーニングガス供給部から真空容器内にクリーニングガスを供給するステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする成膜装置。
  8. 前記第１の処理ガス供給部は、前記回転テーブルの周縁部と中央部との間に亘って伸びるガスノズルと、分離ガスがその上面側を流れるようにこのガスノズルの長さ方向に沿って設けられた整流板と、を含むことを特徴とする請求項７記載の成膜装置。
  9. 前記分離領域は、成膜処理を行うときの前記回転テーブルの回転方向において、前記第１の処理ガス供給部の下流側と第２の処理ガス供給部の上流側との間、及び前記第２の処理ガス供給部の下流側と第１の処理ガス供給部の上流側との間に夫々設けられた第１の分離領域及び第２の分離領域を備え、
    前記第１の真空排気口は、第１の処理ガス供給部よりも第１の分離領域側に設けられ、前記第２の真空排気口は前記第２の処理ガス供給部よりも第２の分離領域側に設けられ、
    前記クリーニングガス供給部は、前記回転方向において前記第１の処理ガス供給部よりも上流側でかつ前記第２の真空排気口よりも下流側に設けられたことを特徴とする請求項７または８記載の成膜装置。
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