JP2020029591A - 原子層堆積装置および成膜方法 - Google Patents

原子層堆積装置および成膜方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板上に形成される膜の膜質を向上する。【解決手段】原子層堆積装置は、チャンバ２と、チャンバ２内に配置され、基板３を搭載するためのステージ４と、チャンバ２の側壁に設けられた開口部１１と、開口部１１に接続された開閉部１２と、チャンバ２内に配置された移動可能な防着部材１９と、を含んでいる。開口部１１は、基板３を搬送するための開口部である。防着部材１９は、開閉部１２が閉じられた状態で、開口部１１を覆う位置に配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、原子層堆積装置および成膜方法に関する。
基板上に膜を形成する手法として、原子層堆積法がある。原子層堆積法では、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。
特開２０１８−０３７５０８号公報（特許文献１）には、原子層成長装置に関する技術が記載されている。
特開２０１８−３７５０８号公報
原子層堆積装置では、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が、その反面で、除去することが困難な場所にも膜が形成される懸念がある。このため、原子層堆積装置では、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。
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。
一実施の形態によれば、原子層堆積装置は、チャンバと、前記チャンバ内に配置され、基板を搭載するためのステージと、前記チャンバの側壁に設けられた開口部と、前記開口部に接続された開閉部と、前記チャンバ内に配置された移動可能な第１の防着部材と、を含んでいる。前記開口部は、前記基板を搬送するための開口部である。前記第１の防着部材は、前記開閉部が閉じられた状態で、前記開口部を覆う位置に配置される。
一実施の形態によれば、成膜方法は、（ａ）チャンバの開口部を通して、前記チャンバ内に基板を搬入する工程、（ｂ）前記チャンバの外側に配置され、かつ、前記開口部に接続された開閉部を閉じる工程、（ｃ）前記チャンバ内に配置された防着部材を、前記開口部を覆う位置に移動させる工程、および、（ｄ）前記チャンバ内の前記基板上に原子層堆積法を用いて膜を形成する工程、を含む。
一実施の形態によれば、基板上に形成される膜の膜質を向上させることができる。
一実施の形態における成膜装置を模式的に示す断面図である。 一実施の形態における成膜装置を模式的に示す断面図である。 一実施の形態における成膜装置を模式的に示す断面図である。 一実施の形態における成膜装置のチャンバの断面図である。 一実施の形態における成膜装置のチャンバの断面図である。 一実施の形態における成膜装置のチャンバの断面図である。 一実施の形態における成膜装置を用いた成膜工程を示す工程フロー図である。 一実施の形態における成膜装置を用いた成膜工程を示す説明図である。 図８に続く成膜工程を示す説明図である。 図９に続く成膜工程を示す説明図である。 図１０に続く成膜工程を示す説明図である。 図１１に続く成膜工程を示す説明図である。 図１２に続く成膜工程を示す説明図である。 図１３に続く成膜工程を示す説明図である。 図１４と同じ成膜工程を示す説明図である。 図１４および図１５に続く成膜工程を示す説明図である。 図１６に続く成膜工程を示す説明図である。 図１７に続く成膜工程を示す説明図である。 図１８に続く成膜工程を示す説明図である。 成膜工程における成膜処理ステップの説明図である。 図１９に続く成膜工程を示す説明図である。 図２１に続く成膜工程を示す説明図である。 図２２に続く成膜工程を示す説明図である。 図２３に続く成膜工程を示す説明図である。 図２４に続く成膜工程を示す説明図である。 図２５に続く成膜工程を示す説明図である。
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
（実施の形態）
＜成膜装置の全体構成について＞
本実施の形態における成膜装置１の全体構成について、図１〜図６を参照して説明する。図１〜図３は、本実施の形態における成膜装置１の全体構成を模式的に示す断面図である。図１は、成膜装置１のステージ４の上面（サセプタ４ａの上面）に略平行な断面（横断面）であり、図２および図３は、成膜装置１のステージ４の上面に略垂直な断面（縦断面）であり、図１のＡ−Ａ線の位置での断面が、図２にほぼ対応し、図１のＢ−Ｂ線の位置での断面が、図３にほぼ対応している。また、図４〜図６は、成膜装置１のチャンバ２の断面図であり、チャンバだけが示されている。図４〜図６は、ステージ４の上面に略平行な断面であるが、断面の高さ位置が互いに相違しており、図２に矢印で示される高さ位置ｈ１でのチャンバ２の断面が、図４にほぼ対応し、図２に矢印で示される高さ位置ｈ２でのチャンバ２の断面が、図５にほぼ対応し、図２に矢印で示される高さ位置ｈ３でのチャンバ２の断面が、図６にほぼ対応している。図１の断面は、図６と同様に、図２に矢印で示される高さ位置ｈ３での断面にほぼ対応している。なお、図１、図４〜図６に示されているＸ方向およびＹ方向は、いずれも成膜装置１のステージ４の上面に略平行な方向であり、Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交している。
成膜装置（原子層堆積装置）１は、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition：原子層堆積）法を用いて成膜を行う成膜装置であり、ＡＬＤ装置（原子層堆積装置）またはＡＬＤ成膜装置とみなすことができる。また、本実施の形態では、成膜装置１として、プラズマＡＬＤ法を用いて成膜を行うプラズマＡＬＤ装置（プラズマ原子層堆積装置）を使用する場合について説明する。プラズマＡＬＤ装置においては、反応活性を高めるために、プラズマ放電を行って反応ガスをプラズマ化する。このため、プラズマＡＬＤ装置では、プラズマ放電を行うため、平行平板電極などが使用される。
以下、成膜装置１の全体構成について、具体的に説明する。
図１〜図６に示されるように、成膜装置１は、ＡＬＤ法による成膜（成膜処理）が行われるチャンバ（成膜室、成膜容器）２を有している。チャンバ２は、チャンバ内に配置された基板３に対する成膜処理を行うための成膜容器（チャンバ）である。チャンバ２は、天板部２ａと、底板部２ｂと、天板部２ａと底板部２ｂとを繋ぐ（連結する）側壁部２ｃと、を有している。天板部２ａにより、チャンバ２の上面が形成され、底板部２ｂにより、チャンバ２の底面が形成され、側壁部（側壁）２ｃにより、チャンバ２の側面が形成される。
なお、本実施の形態において、「チャンバ２の上面」と言うときは、「チャンバ２の内側（内面）における上面」のことを指し、「チャンバ２の側面」と言うときは、「チャンバ２の内側（内面）における側面」のことを指し、「チャンバ２の底面」と言うときは、「チャンバ２の内側（内面）における底面」のことを指すものとする。
また、図１〜図６には、チャンバ２の平面形状が略矩形である場合が示されている。この場合、チャンバ２は、４つの側面１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを有しており、側面１０ａと側面１０ｂとは、互いに対向し、側面１０ｃと側面１０ｄとは互いに対向している。側面１０ａと側面１０ｃとにより角部が形成され、側面１０ａと側面１０ｄとにより角部が形成され、側面１０ｂと側面１０ｃとにより角部が形成され、側面１０ｂと側面１０ｄとにより角部が形成される。チャンバ２の側面１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、チャンバ２の側壁部２ｃにより形成されており、すなわち、チャンバ２の側壁部２ｃは、互いに対向する一対の側面１０ａ，１０ｂと、互いに対向する一対の側面１０ｃ，１０ｄとを有している。側面１０ａ，１０ｂのそれぞれは、Ｘ方向に略垂直で、かつ、Ｙ方向に略平行である。また、側面１０ｃ，１０ｄのそれぞれは、Ｙ方向に略垂直で、かつ、Ｘ方向に略平行である。側面１０ａ，１０ｂと、側面１０ｃ，１０ｄとは、互いに直交している。すなわち、側面１０ａは、側面１０ｃ，１０ｄのそれぞれと直交し、また、側面１０ｂは、側面１０ｃ，１０ｄのそれぞれと直交している。他の形態として、チャンバ２の平面形状が円形状の場合もあり得る。
チャンバ２内には、処理対象物である基板３を搭載（配置）するためのステージ４が配置されている。ステージ４は、基板３を保持するためのサセプタ（基板保持体）４ａと、サセプタ４ａを支持するステージ本体部４ｂと、を有している。ステージ本体部４ｂは、チャンバ２の底板部２ｂ上に配置されて、その底板部２ｂに固定されている。ステージ本体部４ｂ上にサセプタ４ａが配置されて支持（保持）されている。基板３は、サセプタ４ａ上に配置されて保持されている。サセプタ４ａは、導電性を有している。ステージ４（より特定的にはサセプタ４ａ）は、下部電極としての機能も有している。また、ステージ４は、ヒータ（図示せず）などを備えており、ステージ４上に配置した基板３を加熱し、基板３の温度を所望の温度に調整することができるようになっている。例えば、成膜処理時に、ステージ４上に保持される基板３は、５０〜２００℃程度に加熱される。基板３としては、種々の基板を用いることができるが、例えば、半導体基板、ガラス基板、またはフレキシブル基板などを用いることができる。
ここでは、ステージ本体部４ｂとサセプタ４ａとを合わせたものをステージ４とみなしているが、別の見方をすると、ステージ本体部４ｂをステージとみなし、そのステージ上にサセプタ４ａが配置され、そのサセプタ４ａ上に基板３が搭載されるとみなすこともできる。
チャンバ２内には、ステージ４（サセプタ４ａ）の上方に上部電極（平板電極）５が配置されている。チャンバ２内において、上部電極５は、ステージ４（サセプタ４ａ）の上方に配置され、従って、ステージ４上に配置された基板３の上方に配置されている。このため、チャンバ２内において、上部電極５は、ステージ４（サセプタ４ａ）と対向するように、配置されている。上部電極５とサセプタ４ａとは、互いに対向し、サセプタ４ａの上部電極５に対向する側の主面（上面）上に、基板３が配置される。上部電極５と、下部電極（ここではサセプタ４ａ）とにより、平行平板電極が構成される。上部電極５は、チャンバ２の天板部２ａに支持（保持）されている。
上部電極５には、高周波電源６が電気的に接続されている。高周波電源６によって上部電極５に、従って上部電極５とステージ４（より特定的にはサセプタ４ａ）との間に、高周波電力を印加することができ、それによって、上部電極５とステージ４（より特定的にはサセプタ４ａ）との間に、高周波電界を発生させることができる。サセプタ４ａは、好ましくは、接地電位（グランド電位）に接続されている。上部電極５とステージ４（サセプタ４ａ）との間の空間７が、プラズマ（プラズマ放電）が生成される空間（放電空間、プラズマ放電空間、プラズマ生成空間）となる。高周波電源６は、チャンバ２の外に配置することができる。なお、上部電極５に後述の防着部材２３を取り付けている場合は、空間７は、防着部材２３とステージ４（サセプタ４ａ）との間の空間とみなすこともできる。
また、チャンバ２には、チャンバ２内にガスを導入（供給）するためのガス導入部（ガス供給部、ガス導入用開口部、開口部）８と、チャンバ２内からガスを排気（排出）するためのガス排気部（ガス排出部、排気用開口部、開口部）９と、が設けられている。ガス導入部８およびガス排気部９は、いずれもチャンバ２の側壁部２ｃに設けられている。ガス導入部８からチャンバ２内に導入されるガスは、原料ガスやパージガスや反応ガスである。チャンバ２のガス排気部９は、配管を通じて真空ポンプ（図示せず）などに接続されており、ガス排気部９を介してチャンバ２内からガスを排気（排出）するとともに、チャンバ２内を所定の圧力に制御できるようになっている。すなわち、チャンバ２内は、真空に維持することもでき、また、所望の圧力に制御することもできる。
ガス導入部８およびガス排気部９のそれぞれは、側壁部２ｃに設けられた開口部であるが、チャンバ２の側壁部２ｃにおいて、ガス導入部８とガス排気部９とは、互いに対向する位置（ここではＹ方向に対向する位置）に設けられている。具体的には、チャンバ２の互いに対向する側面１０ｃ，１０ｄのうち、一方（ここでは側面１０ｃ）にガス導入部８が設けられ、他方（ここでは側面１０ｄ）にガス排気部９が設けられている。すなわち、ガス導入部８を構成する開口部は、チャンバ２の側壁部２ｃにおいて、側面１０ｃを形成する部分の側壁部２ｃを貫通し、ガス排気部９を構成する開口部は、チャンバ２の側壁部２ｃにおいて、側面１０ｄを形成する部分の側壁部２ｃを貫通している。ガス導入部８およびガス排気部９のそれぞれの少なくとも一部は、上部電極５とステージ４（サセプタ４ａ）との間の空間７と同じ高さ位置にあることが好ましい。
ガス導入部８から導入されたガス（原料ガス、パージガス、反応ガス）は、チャンバ２内の上記空間７を通って、ガス排気部９から排気される。すなわち、ガス導入部８からチャンバ２内に導入されたガスは、ガス導入部８からガス排気部９に向けて流れるため、ガス導入部８とガス排気部９との間にある上記空間７を通過する。このため、成膜処理（後述のステップＳ２）の際には、上記空間７に、原料ガス、パージガス、および反応ガスを供給する（流す）ことができる。
また、チャンバ２には、基板３を出し入れするための開口部（基板搬送用開口部）１１が設けられている。開口部１１は、チャンバ２の側壁部２ｃに設けられている。具体的には、開口部１１は、チャンバ２の側面１０ａに設けられている。すなわち、開口部１１は、チャンバ２の側壁部２ｃにおいて、側面１０ａを形成する部分の側壁部２ｃを貫通している。開口部１１は、基板３の搬送用の開口部であり、開口部１１からチャンバ２内に基板３が搬入され、また、開口部１１からチャンバ２外へ基板３が搬出される。チャンバ２の開口部１１の少なくとも一部は、上部電極５とステージ４（サセプタ４ａ）との間の空間７と同じ高さ位置にある。
チャンバ２の開口部１１には、開閉部（開閉機構、ゲートバルブ）１２が接続されている。開閉部１２は、チャンバ２の外側に配置されている。開閉部１２としては、例えばゲートバルブを好適に用いることができる。開閉部１２は、開閉部１２の開状態（開閉部１２を開けた状態）と閉状態（開閉部１２を閉じた状態）とを切り換えることができる。開閉部１２が開状態であれば、固体や気体が開閉部１２を通過することができ、開閉部１２が閉状態であれば、固体や気体は開閉部１２を通過することができない。この開閉部１２を介して、開口部１１に基板搬送経路（搬送室）１３が接続（連結）されている。すなわち、開口部１１と基板搬送経路１３との間に開閉部１２が存在している。チャンバ２と基板搬送経路１３とは、開閉部１２によって区画されている。基板搬送経路１３は、チャンバ２の外に配置されている。
開閉部１２は、開閉部１２の開状態と閉状態とを切り換えることができ、それによって、開口部１１の実質的な開閉を制御することができる。すなわち、開閉部１２を閉状態にすると、開口部１１は、閉状態の開閉部１２によって閉じられた（塞がれた）状態になり、従って、チャンバ２内の空間と、基板搬送経路１３の空間とは、閉状態の開閉部１２によって遮られた状態（連続的に繋がってはいない状態）になる。この状態では、チャンバ２内と基板搬送経路１３との間で、固体（例えば基板３）や気体（ガス）の移動はできない。
一方、開閉部１２を開状態にすると、開口部１１は開閉部１２によって遮られず（塞がれず）、チャンバ２内の空間と、基板搬送経路１３の空間とは、開口部１１および開状態の開閉部１２を介して、連続的に繋がった状態になる。この状態では、チャンバ２内と基板搬送経路１３との間で、開口部１１および開状態の開閉部１２を通して、固体（例えば基板３）や気体（ガス）の移動が可能である。
このように、チャンバ２の側壁に設けられた開口部１１の形状は変化しないが、開口部１１に接続された開閉部１２の開状態と閉状態とを切り換えることで、開口部１１の実質的な開閉を制御することができる。
基板搬送経路１３は、基板３の搬入および搬出に用いられる経路（空間）である。基板搬送経路１３は、開閉部１２と搬送室とを繋ぐ搬送経路（搬送空間）であってもよいが、基板搬送経路１３自身が搬送室であってもよい。基板搬送経路１３から、開状態の開閉部１２および開口部１１を介して、チャンバ２内に基板３を搬入することができ、また、チャンバ２から開口部１１および開状態の開閉部１２を介して、基板搬送経路１３に基板３を搬出することができる。
成膜装置１は、チャンバ２内において、サセプタ４ａを貫通し、上下移動（昇降移動）が可能なリフトピン（ピン、昇降ピン）１４を有している。サセプタ４ａおよびステージ本体部４ｂは、リフトピン１４用の孔（貫通孔）を有しており、この孔をリフトピン１４が挿通している。リフトピン１４によって、基板３を上下移動（昇降移動）させることができる。リフトピン１４は、基板３をステージ４（サセプタ４ａ）から持ち上げて、チャンバ２内の基板搬出入高さ位置に基板３を移送するために用いられる。
リフトピン１４は、複数設けることが好ましいが、基板３を安定して移動させることができるように、リフトピン１４を３本以上設けることがより好ましい。複数のリフトピン１４の下端は、共通の支持部材１５に連結されており、この支持部材１５には、シャフト１６が連結されている。
成膜装置１は、リフトピン１４を昇降（上下移動、昇降移動）させるための駆動機構（昇降機構、動作機構、駆動部）１７を有しており、シャフト１６が、この駆動機構１７に接続されている。駆動機構１７は、チャンバ２の外側に設けられている。駆動機構１７によってシャフト１６を上下移動させることにより、シャフト１６に連結された支持部材１５を上下移動させ、それによって、支持部材１５に連結された複数のリフトピン１４を上下移動させることができる。なお、チャンバ２外に位置する部分のシャフト１６は、ベローズチューブ（図示せず）を通すことができる。
リフトピン１４は、下降位置（リフトピン１４が下降した位置）と上昇位置（リフトピン１４が上昇した位置）との間を上下に移動することができる。リフトピン１４が下降位置にあるときは、リフトピン１４の頂部（上面）は、サセプタ４ａの上面と同じ高さ位置にあるか、あるいは、サセプタ４ａの上面よりも低く、従って、サセプタ４ａの上面からリフトピン１４は突出しない。リフトピン１４が上昇位置にあるときは、リフトピン１４の頂部（上面）は、サセプタ４ａの上面よりも高く、サセプタ４ａの上面からリフトピン１４が突出する。本実施の形態では、ステージ４（ステージ本体部４ｂ）をチャンバ２（底板部２ｂ）に固定しているため、サセプタ４ａの高さ位置は一定であり、リフトピン１４を上下に移動させることにより、基板３の高さ位置を変えることができる。
成膜装置１は、チャンバ２内において、上下移動（昇降移動）が可能な支持台（防着部材支持台）１８と、支持台１８に取り付けられた防着部材（防着板）１９と、を有している。支持台１８とその支持台１８に取り付けられた防着部材１９とは、チャンバ２内に配置されており、かつ、チャンバ２内において移動可能である。防着部材１９は、基板３上に所望の膜を形成する際に、チャンバ２の開口部１１や開閉部１２に不要な膜が形成される（付着する）のを抑制または防止するために、設けられている。支持台１８には、シャフト２０が連結されている。
支持台１８および防着部材１９のうち、支持台１８がチャンバ２の側壁部２ｃに近い側に位置し、防着部材１９がチャンバ２の側壁部２ｃから遠い側に位置している。すなわち、支持台１８および防着部材１９のうち、上記空間７やステージ４に対向するのは防着部材１９であり、チャンバ２の側壁部２ｃに対向するのは、支持台１８である。他の形態として、支持台１８を縮小または省略することもでき、その場合は、図１および図２において、支持台１８と防着部材１９とを合わせたもののほぼ全体を、防着部材１９とすることができる。
成膜装置１は、防着部材１９を昇降（上下移動、昇降移動）させるための駆動機構（昇降機構、動作機構、駆動部）２１も有しており、シャフト２０が、この駆動機構２１に接続されている。駆動機構２１は、チャンバ２の外側に設けられている。駆動機構２１によってシャフト２０を上下移動（昇降）させることにより、シャフト２０に連結された支持台１８を上下移動（昇降）させ、それによって、支持台１８に取り付けられた防着部材１９を上下移動（昇降）させることができる。なお、チャンバ２外に位置する部分のシャフト２０は、ベローズチューブ（図示せず）を通すことができる。
成膜装置１は、駆動機構１７，２１を制御する制御部２２を有している。制御部２２は、チャンバ２の外部に設けることができる。制御部２２によって駆動機構１７，２１が制御され、それによって、リフトピン１４の上下移動や支持台１８および防着部材１９の上下移動が制御される。駆動機構１７，２１としては、例えばエアシリンダなどを用いることができる。
支持台１８とそれに取り付けられた防着部材１９は、下降位置（支持台１８および防着部材１９が下降した位置）と上昇位置（支持台１８および防着部材１９が上昇した位置）との間を上下に移動することができる。本実施の形態では、防着部材１９は、チャンバ２に固定されておらず、支持台１８と一緒に防着部材１９を上下に移動させることにより、防着部材１９の高さ位置を変えることができる。
支持台１８および防着部材１９が下降位置にあるときは、支持台１８および防着部材１９はチャンバ２の開口部１１よりも低い位置になり、従って、支持台１８および防着部材１９は、チャンバ２の開口部１１を覆わない（塞がない、重ならない）位置になる。開口部１１からチャンバ２内への基板３の搬入や開口部１１からチャンバ２外への基板３の搬出を行う際には、支持台１８および防着部材１９は下降位置にある。このため、支持台１８および防着部材１９が邪魔にならずに、開口部１１からチャンバ２内への基板３の搬入や開口部１１からチャンバ２外への基板３の搬出を行うことができる。
支持台１８および防着部材１９が上昇位置にあるときは、防着部材１９はチャンバ２の開口部１１とほぼ同じ高さ位置になり、従って、防着部材１９は、チャンバ２の開口部１１を覆う（塞ぐ、重なる）位置になる。支持台１８および防着部材１９が上昇位置にあるときは、支持台１８および防着部材１９が邪魔になるため、開口部１１を通した基板３の搬送は行うことができない。このため、支持台１８および防着部材１９が上昇位置にあるときは、開口部１１からチャンバ２内への基板３の搬入や開口部１１からチャンバ２外への基板３の搬出は行わない。ステージ４（サセプタ４ａ）上に配置された基板３に対して成膜処理を行う際には、支持台１８および防着部材１９は上昇位置にある。基板３に対して成膜処理を行う際には、防着部材１９がチャンバ２の開口部１１を覆うことで、チャンバ２の開口部１１や開閉部１２に不要な膜が形成されてしまうのを抑制または防止することができる。
他の形態として、支持台１８および防着部材１９が下降位置にあるときに、防着部材１９が、チャンバ２の開口部１１を覆う位置となり、支持台１８および防着部材１９が上昇位置にあるときに、防着部材１９が、チャンバ２の開口部１１を覆わない位置となるようにすることもできる。この場合は、基板３に対して成膜処理を行う際には、支持台１８および防着部材１９は下降位置にあり、チャンバ２内への基板３の搬入や基板３外への基板３の搬出を行う際には、支持台１８および防着部材１９は上昇位置にある。しかしながら、本実施の形態のように、支持台１８および防着部材１９が上昇位置にあるときに、防着部材１９が、チャンバ２の開口部１１を覆う位置となる方が、より好ましい。そうすることにより、チャンバ２の寸法（縦方向の寸法）を縮小しやすくなる。
防着部材１９は、着脱可能である。すなわち、支持台１８から防着部材１９を容易に取り外すことができ、また、支持台１８に防着部材１９を容易に取り付けることができる。このため、メンテナンス時などに、支持台１８から防着部材１９を取り外し、防着部材１９をクリーニング処理してから、支持台１８に防着部材１９を再度取り付けることができる。
支持台１８および防着部材１９は、上下移動が可能であるが、チャンバ２の側壁部２ｃに沿って移動するようになっている。具体的には、開口部１１は、チャンバ２の側面１０ａに設けられているため、支持台１８および防着部材１９は、チャンバ２の側面１０ａに沿って移動することができる。チャンバ２の側壁部２ｃ（側面１０ａ）に沿って支持台１８および防着部材１９が移動するため、上部電極５やステージ４が邪魔にならずに、支持台１８および防着部材１９を移動させることができ、また、支持台１８および防着部材１９を設けたことによりチャンバ２が大型化してしまうのを抑制または防止することができる。
成膜装置１は、チャンバ２内において、防着部材１９以外の防着部材２３，２４，２５，２６も有している。防着部材１９，２３，２４，２５，２６のうち、チャンバ２内を移動可能に構成されているのは、防着部材１９だけである。
防着部材（上部電極防着部材、防着板）２３は、上部電極５の下面側に設けられており、上部電極５の下面（主面）および側面を覆っている。なお、上部電極５の下面は、上部電極５において、ステージ４（サセプタ４ａ）に対向する側の主面である。防着部材２３は、基板３上に所望の膜を形成する際に、上部電極５の下面や側面に不要な膜が形成される（付着する）のを抑制または防止するために、設けられている。
防着部材（防着板）２４は、支持部材２７を介してチャンバ２の側壁部２ｃ（より特定的には側面１０ｂ）に支持されて固定されている。すなわち、チャンバ２内において、防着部材２４は、チャンバ２の側面１０ｂ側に配置されており、チャンバ２の側面１０ｂの一部を覆っている。
防着部材（防着板）２５は、支持部材２８を介してチャンバ２の側壁部２ｃ（より特定的には側面１０ｃ）に支持されて固定されている。すなわち、チャンバ２内において、防着部材２５は、チャンバ２の側面１０ｃ側に配置されており、チャンバ２の側面１０ｃの一部を覆っている。
防着部材（防着板）２６は、支持部材２９を介してチャンバ２の側壁部２ｃ（より特定的には側面１０ｄ）に支持されて固定されている。すなわち、チャンバ２内において、防着部材２６は、チャンバ２の側面１０ｄ側に配置されており、チャンバ２の側面１０ｄの一部を覆っている。防着部材２４，２５，２６は、基板３上に所望の膜を形成する際に、チャンバ２の側壁部２ｃ（側面１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）に不要な膜が形成される（付着する）のを抑制または防止するために、設けられている。
防着部材２３，２４，２５，２６は、着脱可能である。すなわち、上部電極５から防着部材２３を容易に取り外すことができ、また、上部電極５に防着部材２３を容易に取り付けることができる。また、チャンバ２の側壁部２ｃから防着部材２４，２５，２６を容易に取り外すことができ、また、チャンバ２の側壁部２ｃに防着部材２４，２５，２６を容易に取り付けることができる。このため、メンテナンス時などに、防着部材２３，２４，２５，２６を取り外し、防着部材２３，２４，２５，２６をクリーニング処理してから、防着部材２３，２４，２５，２６を再度取り付けることができる。
チャンバ２内において、防着部材２４は、開口部１１とは反対側の位置に配置されている。このため、支持台１８および防着部材１９が上昇位置となり、防着部材１９がチャンバ２の開口部１１を覆う（塞ぐ）位置になると、チャンバ２内において、防着部材１９と防着部材２４とは、互いに対向する位置に配置された状態になる。防着部材２４と、開口部１１を覆う位置に配置された防着部材１９とは、サセプタ４ａおよび上部電極５を挟んで対向している。また、防着部材２５と防着部材２６とは、サセプタ４ａおよび上部電極５を挟んで対向している。
基板３に対する成膜処理を行う際には、防着部材１９が上昇位置にあるため、サセプタ４ａおよび上部電極５を挟んで対向するように防着部材１９と防着部材２４とが配置されている。すなわち、サセプタ４ａおよび上部電極５を挟んで対称な位置に防着部材１９と防着部材２４とが配置されている。これにより、ガス導入部８からチャンバ２内に導入した原料ガスや反応ガスの流れの偏りを防ぐことができるため、基板３上に均一な膜を容易かつ的確に形成することができる。
平面視において、防着部材１９，２４，２５，２６は、上部電極５（防着部材２３）を囲み、また、空間７を囲み、また、サセプタ４ａを囲んでいる。防着部材１９が上昇位置にあるとき、防着部材１９，２４，２５，２６のそれぞれは、サセプタ４ａ、防着部材２３および空間７と対向している。このため、防着部材１９が上昇位置にあるとき、空間７は、上部電極５（防着部材２３）と、サセプタ４ａと、防着部材１９，２４，２５，２６とで囲まれた状態になっている。但し、防着部材２５は、ガス導入部８を塞いでおらず、また、防着部材２６は、ガス排気部９を塞いでいない。このため、空間７とガス導入部８との間、および空間７とガス排気部９との間は、防着部材１９，２４，２５，２６で遮られずに連続的に（空間的に）つながっている。一方、防着部材１９が上昇位置にあるとき、空間７と開口部１１との間には、防着部材１９が配置され、その防着部材１９で遮られている。なお、「平面視」とは、サセプタ４ａの上面または上部電極５の下面と平行な平面で見た場合を言う。
支持台１８および防着部材１９は、上下に移動する際に、チャンバ２の側壁部２ｃやステージ４や防着部材２３と接触しないようにすることが好ましい。これにより、支持台１８および防着部材１９を上下に移動する際に、支持台１８または防着部材１９が他の部材とこすれてしまうのを防ぎ、異物の発生を防止できる。但し、支持台１８および防着部材１９を、チャンバ２の側壁部２ｃやステージ４や防着部材２３から離間させ過ぎると、その隙間から原料ガスや反応ガスが拡散して不要な膜が形成される懸念があり、また、チャンバ２の大型化を招く虞がある。この観点で、支持台１８および防着部材１９を合わせたものと、チャンバ２の側壁部２ｃとの隙間（ここでは支持台１８と側面１０ａとの間の間隔）は、０．５〜１０ｍｍが好適であり、２ｍｍ程度が最も好適である。また、支持台１８および防着部材１９を合わせたものと、ステージ４との隙間（ここでは防着部材１９とステージ４との間の間隔）は、０．５〜１０ｍｍが好適であり、２ｍｍ程度が最も好適である。また、支持台１８および防着部材１９が上昇位置にあるときに、支持台１８および防着部材１９を合わせたものと、防着部材２３との隙間（ここでは防着部材１９と防着部材２３との間の間隔）は、０．５〜１０ｍｍが好適であり、２ｍｍ程度が最も好適である。
また、防着部材２４，２５，２６のそれぞれと、ステージ４（サセプタ４ａ）との間の間隔は、０．５〜１０ｍｍが好適であり、２ｍｍ程度が最も好適である。また、防着部材２４，２５，２６のそれぞれと、防着部材２３との間の間隔は、０．５〜１０ｍｍが好適であり、２ｍｍ程度が最も好適である。これにより、防着部材２４，２５，２６とステージ４（サセプタ４ａ）との間の隙間や、防着部材２４，２５，２６と防着部材２３との間の隙間から、原料ガスや反応ガスが拡散するのを抑制して、不要な膜が形成されるのを抑制または防止しやすくなり、また、チャンバ２の大型化を防ぐことができる。また、成膜装置１の製造（組立）も容易になる。
また、チャンバ２には、チャンバ２内に不活性ガスを導入（供給）する不活性ガス導入部（不活性ガス供給部、不活性ガス供給口、開口部）３１が設けられている。このように、成膜装置１には、原料ガスやパージガスや反応ガスを導入するガス導入部８の他に、不活性ガスを導入する不活性ガス導入部３１が別個に設けられている。不活性ガス導入部３１からチャンバ２内に導入する不活性ガスとして、窒素ガスを用いる場合もあり得る。不活性ガス導入部３１は、チャンバ２の側壁部２ｃに設けられている。
不活性ガス導入部３１は、防着部材１９の表面に不活性ガスを供給するための不活性ガス導入部３１ａ，３１ｂと、防着部材２４の表面に不活性ガスを供給するための不活性ガス導入部３１ｃ，３１ｄと、防着部材２５の表面に不活性ガスを供給するための不活性ガス導入部３１ｅ，３１ｆと、防着部材２６の表面に不活性ガスを供給するための不活性ガス導入部３１ｇ，３１ｈと、を含んでいる。
不活性ガス導入部３１ａ，３１ｂは、チャンバ２の側面１０ａに設けられており、かつ、防着部材１９が上昇位置にあるときにその防着部材１９の近くに位置するように、配置されている。従って、不活性ガス導入部３１ａ，３１ｂは、開口部１１の近くに配置されている。なぜなら、不活性ガス導入部３１からチャンバ２内へ不活性ガスを導入する際には
（すなわち後述のステップＳ２を行う際には）、防着部材１９は上昇位置にあり、上昇位置の防着部材１９が開口部１１を覆っているからである。不活性ガス導入部３１ａ，３１ｂのうち、不活性ガス導入部３１ａは、開口部１１よりも高い位置（上側）に配置されており、不活性ガス導入部３１ｂは、開口部１１よりも低い位置（下側）に配置されている。防着部材１９が開口部１１を覆っている状態で、不活性ガス導入部３１ａ，３１ｂを介して防着部材１９の表面に不活性ガスを供給することができる。
不活性ガス導入部３１ｃ，３１ｄは、チャンバ２の側面１０ｂに設けられ、かつ、防着部材２４の近くに配置されている。不活性ガス導入部３１ｃ，３１ｄのうち、不活性ガス導入部３１ｃは不活性ガス導入部３１ｄよりも高い位置（上側）に配置されている。不活性ガス導入部３１ｃ，３１ｄを介して防着部材２４の表面に不活性ガスを供給することができる。
不活性ガス導入部３１ｅ，３１ｆは、チャンバ２の側面１０ｃに設けられ、かつ、防着部材２５の近くに配置されている。不活性ガス導入部３１ｅ，３１ｆのうち、不活性ガス導入部３１ｅは不活性ガス導入部３１ｆよりも高い位置（上側）に配置されている。不活性ガス導入部３１ｅ，３１ｆを介して防着部材２５の表面に不活性ガスを供給することができる。
不活性ガス導入部３１ｇ，３１ｈは、チャンバ２の側面１０ｄに設けられ、かつ、防着部材２６の近くに配置されている。不活性ガス導入部３１ｇ，３１ｈのうち、不活性ガス導入部３１ｇは不活性ガス導入部３１ｈよりも高い位置（上側）に配置されている。不活性ガス導入部３１ｇ，３１ｈを介して防着部材２６の表面に不活性ガスを供給することができる。
不活性ガス導入部３１ａ，３１ｂはチャンバ２の側面１０ａに形成され、不活性ガス導入部３１ｃ，３１ｄはチャンバ２の側面１０ｂに形成され、不活性ガス導入部３１ｅ，３１ｆはチャンバ２の側面１０ｃに形成され、不活性ガス導入部３１ｇ，３１ｈはチャンバ２の側面１０ｄに形成されている。不活性ガス導入部３１ａの高さ位置と不活性ガス導入部３１ｃの高さ位置と不活性ガス導入部３１ｅの高さ位置と不活性ガス導入部３１ｇの高さ位置とは、ほぼ同じである。また、不活性ガス導入部３１ｂの高さ位置と不活性ガス導入部３１ｄの高さ位置と不活性ガス導入部３１ｆの高さ位置と不活性ガス導入部３１ｈの高さ位置とは、ほぼ同じである。このため、チャンバ２内において、不活性ガス導入部３１ｃは、不活性ガス導入部３１ａと対向する位置に配置され、不活性ガス導入部３１ｄは、不活性ガス導入部３１ｂと対向する位置に配置され、不活性ガス導入部３１ｇは、不活性ガス導入部３１ｅと対向する位置に配置され、不活性ガス導入部３１ｈは、不活性ガス導入部３１ｆと対向する位置に配置されている。
図５からも分かるように、チャンバ２の側面１０ａにおいて、不活性ガス導入部３１ｂは複数設けられ、例えば、Ｙ方向に複数の不活性ガス導入部３１ｂが所定の間隔で配列している。また、チャンバ２の側面１０ａにおいて、図５の不活性ガス導入部３１ｂと同様に、不活性ガス導入部３１ａも複数設けられ、例えば、Ｙ方向に複数の不活性ガス導入部３１ａが所定の間隔で配列している。このため、側面１０ａを形成するチャンバ２の側壁部２ｃにおいて、不活性ガス導入部３１（３１ａ，３１ｂ）は、開口部１１の上下に複数形成されており、すなわち、開口部１１の上と下とにそれぞれ複数形成されている。
また、図５からも分かるように、チャンバ２の側面１０ｂにおいて、不活性ガス導入部３１ｄは複数設けられ、例えば、Ｙ方向に複数の不活性ガス導入部３１ｄが所定の間隔で配列している。また、チャンバ２の側面１０ｂにおいて、図５の不活性ガス導入部３１ｄと同様に、不活性ガス導入部３１ｃも複数設けられ、例えば、Ｙ方向に複数の不活性ガス導入部３１ｃが所定の間隔で配列している。
また、図５からも分かるように、チャンバ２の側面１０ｃにおいて、不活性ガス導入部３１ｆは複数設けられ、例えば、Ｘ方向に複数の不活性ガス導入部３１ｆが所定の間隔で配列している。また、チャンバ２の側面１０ｃにおいて、図５の不活性ガス導入部３１ｆと同様に、不活性ガス導入部３１ｅも複数設けられ、例えば、Ｘ方向に複数の不活性ガス導入部３１ｅが所定の間隔で配列している。
また、図５からも分かるように、チャンバ２の側面１０ｄにおいて、不活性ガス導入部３１ｈは複数設けられ、例えば、Ｘ方向に複数の不活性ガス導入部３１ｈが所定の間隔で配列している。また、チャンバ２の側面１０ｄにおいて、図５の不活性ガス導入部３１ｈと同様に、不活性ガス導入部３１ｇも複数設けられ、例えば、Ｘ方向に複数の不活性ガス導入部３１ｇが所定の間隔で配列している。不活性ガス導入部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈは、シャワーヘッド構造を有することができる。
＜成膜工程について＞
成膜装置１を用いた成膜工程（ＡＬＤ法による成膜工程）について、図７〜図２６を参照して説明する。図７は、成膜装置１を用いた成膜工程を示す工程フロー図である。図８〜図１９，図２１〜図２６は、成膜装置１を用いた成膜工程を示す説明図（断面図）であり、このうち、図８〜図１４および図２１〜図２６には、上記図２に対応する断面が示され、図１５〜図１９には、上記図３に対応する断面が示されている。図２０は、成膜工程における成膜処理ステップ（ステップＳ２）の説明図である。
成膜装置１を用いた成膜工程は、次のようにして行うことができる。
まず、成膜処理を行う処理対象物である基板３を、成膜装置１のチャンバ２内に搬入する（図７のステップＳ１）。このステップＳ１（基板搬入ステップ）は、具体的には、次のようにして行うことができる。
まず、図８に示されるように、基板搬送用のロボットアーム（基板搬送用ハンド）４１に基板３を配置または保持し、搬送室などから基板搬送経路１３に基板３を搬送する。これにより、ロボットアーム４１に配置（保持）された基板３が、基板搬送経路１３内で待機した状態になる。この段階では、開閉部１２は、閉状態である。また、リフトピン１４は下降位置にあり、支持台１８および防着部材１９も下降位置にある。
次に、開閉部１２を開く。これにより、開閉部１２が閉状態から開状態に切り換えられ、それによって、チャンバ２内の空間と、基板搬送経路１３の空間とが、開口部１１および開状態の開閉部１２を介して、連続的に（空間的に）繋がった状態になる。
次に、図９に示されるように、ロボットアーム４１を動かすことにより、ロボットアーム４１に配置（保持）された基板３を、開口部１１からチャンバ２内に搬入する。開閉部１２は開状態であるため、ロボットアーム４１および基板３は、開閉部１２および開口部１１を通過してチャンバ２内に入ることができる。基板３は、ロボットアーム４１によって水平方向に移動し、ステージ４の上方の位置（より特定的にはサセプタ４ａの上方の位置）に移動する。支持台１８および防着部材１９は下降位置にあるため、チャンバ２の開口部１１の下端よりも防着部材１９の上端や支持台１８の上端が低く、防着部材１９や支持台１８が邪魔にならずに、開口部１１からチャンバ２内への基板３の搬入を行うことができる。この段階では、リフトピン１４は下降位置にあり、サセプタ４ａの上面からリフトピン１４は突出していない。また、チャンバ２の開口部１１の少なくとも一部は、ステージ４（サセプタ４ａ）と上部電極５との間の空間７と同じ高さ位置にあるため、開口部１１からチャンバ２内に入れたロボットアーム４１および基板３を、ステージ４（サセプタ４ａ）と上部電極５との間の空間７に容易に配置させることができる。
次に、図１０に示されるように、制御部２２により駆動機構１７を制御し、駆動機構１７によってシャフト１６を上昇させることで、シャフト１６に連結された支持部材１５を上昇させ、それによって、支持部材１５に連結されたリフトピン１４を上昇させる。すなわち、リフトピン１４を下降位置から上昇位置に移動させる。これにより、サセプタ４ａの上面からリフトピン１４が突出し、ロボットアーム４１に配置（保持）された基板３の下面にリフトピン１４が接触して、その基板３を持ち上げる（押し上げる）。基板３は、リフトピン１４によって支えられるとともに、ロボットアーム４１から離れた（浮いた）状態になる。
次に、図１１に示されるように、ロボットアーム４１がチャンバ２外の基板搬送経路１３に戻る。すなわち、ロボットアーム４１は、開口部１１および開状態の開閉部１２を通ってチャンバ２外に移動する。基板３は、リフトピン１４によって支えられているため、ロボットアーム４１が基板搬送経路１３に戻っても、基板３は、チャンバ２内でリフトピン１４によって支えられた状態を維持している。
次に、開閉部１２を閉じる。これにより、開閉部１２が開状態から閉状態に切り換えられ、それによって、チャンバ２内の空間と、基板搬送経路１３の空間とが、閉状態の開閉部１２によって遮られた状態になる。
次に、図１２に示されるように、制御部２２により駆動機構１７を制御し、駆動機構１７によってシャフト１６を下降させることで、シャフト１６に連結された支持部材１５を下降させ、それによって、支持部材１５に連結されたリフトピン１４を下降させる。すなわち、リフトピン１４を上昇位置から下降位置に移動させる。これにより、リフトピン１４によって支えられた基板３も、リフトピン１４と一緒に下降する。リフトピン１４が下降すると、リフトピン１４の頂部（上面）は、サセプタ４ａの上面よりも低くなり、すなわちサセプタ４ａの上面からリフトピン１４が突出していない状態になる。このため、リフトピン１４と一緒に下降した基板３は、サセプタ４ａの上面と接触し、その後は、リフトピン１４の頂部（上面）が基板３から離間し、基板３はリフトピン１４ではなくサセプタ４ａで支えられた状態になる。すなわち、基板３は、サセプタ４ａの上面と接触し、そのサセプタ４ａ上に配置された状態になる。
次に、図１３に示されるように、制御部２２により駆動機構２１を制御し、駆動機構２１によってシャフト２０を上昇させることで、シャフト２０に連結された支持台１８を上昇させる。これにより、支持台１８に取り付けられている防着部材１９も、支持台１８と一緒に上昇する。すなわち、支持台１８および防着部材１９を、下降位置から上昇位置に移動させる。これにより、防着部材１９はチャンバ２の開口部１１とほぼ同じ高さ位置になり、従って、防着部材１９は、チャンバ２の開口部１１を覆う（塞ぐ）位置になる。
このようにして、ステップＳ１（基板搬入ステップ）を行うことができる。ステップＳ１を行うことにより、チャンバ２内に基板３が搬入され、チャンバ２内のステージ４（サセプタ４ａ）上にその基板３が配置される。
ステップＳ１において、開閉部１２を閉じる工程（図１２）と、リフトピン１４を上昇位置から下降位置に移動させる工程（図１２）と、防着部材１９を下降位置から上昇位置に移動させる工程（図１３）とは、この順で行うことが好ましいが、他の形態として、順序を入れ替えることもできる。但し、開閉部１２を閉じる工程（図１２）と、リフトピン１４を上昇位置から下降位置に移動させる工程（図１２）と、防着部材１９を下降位置から上昇位置に移動させる工程（図１３）とは、図１１のようにロボットアーム４１を基板搬送経路１３に戻した後で、かつ、後述のステップＳ２を行う前に行う必要がある。
次に、チャンバ２内のステージ４（サセプタ４ａ）上に配置された基板３に対して成膜処理を行う（図７のステップＳ２）。このステップＳ２（成膜処理ステップ）は、具体的には、次のようにして行うことができる。
まず、図１４および図１５に示されるように、不活性ガス導入部３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ）からチャンバ２内に、不活性ガスを導入（供給）する。不活性ガス導入部３１からチャンバ２内に導入する不活性ガスとして、窒素ガスを用いる場合もあり得る。上述のように、不活性ガス導入部３１は、不活性ガス導入部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈを含んでいる。なお、図１４および図１５では、不活性ガス導入部３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ）からチャンバ２内へ導入される不活性ガスの流れを、矢印を用いて模式的に示してある。不活性ガス導入部３１からチャンバ２内へ導入された不活性ガスは、ガス排気部９から排気される。不活性ガス導入部３１からチャンバ２内への不活性ガスの導入は、後述の第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップでも継続される。
次に、以下に説明する第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを、複数サイクル繰り返すことで、基板３の表面上に、所望の膜（例えば酸化アルミニウム膜）を所望の厚さに形成することができる。以下、具体的に説明する。
まず、第１ステップ（原料ガス供給ステップ）として、図１６に示されるように、原料ガスをガス導入部８からチャンバ２内に導入（供給）する。酸化アルミニウム膜を成膜する場合は、原料ガスとしては、例えばＴＭＡ（Trimethylaluminium：トリメチルアルミニウム）ガスを用いることができる。ガス導入部８からチャンバ２内に導入された原料ガスは、主として、上部電極５とステージ４（サセプタ４ａ）との間の空間７を通って、ガス排気部９から排気される。第１ステップを行うと、ステージ４（サセプタ４ａ）上に配置された基板３の表面上に、原料ガスの分子が吸着する。すなわち、基板３の表面に、原料ガスの吸着層が形成される（図２０の（ｂ）参照）。
なお、図２０の（ａ）には、ステップＳ１でチャンバ２内に搬入されてステージ４上に配置された基板３が示されている。また、図２０の（ｂ）には、第１ステップを行うことにより、基板３上の空間に原料ガス６１（ガス導入部８から供給された原料ガス）と不活性ガス６２（不活性ガス導入部３１から供給された不活性ガス）とが供給され、基板３の表面に原料ガスの吸着層６３が形成された状態が示されている。
次に、第２ステップ（パージステップ）として、チャンバ２内への原料ガスの導入を停止し、図１７に示されるように、パージガスをガス導入部８からチャンバ２内に導入（供給）する。パージガスとしては、不活性ガスを好適に用いることができ、窒素ガス（Ｎ2ガス）を用いる場合もあり得る。パージガスを導入することで、基板３の表面に吸着していた原料ガス分子（原料ガスの吸着層）は残存するが、それ以外の原料ガス（基板３に吸着していない原料ガス）は、パージガスと一緒にガス排気部９からチャンバ２外に排気される（パージされる）。ガス導入部８からチャンバ２内に導入されたパージガスは、主として、上部電極５とステージ４（サセプタ４ａ）との間の空間７を通って、ガス排気部９から排気される。
なお、図２０の（ｃ）には、第２ステップを行うことにより、基板３上の空間にパージガス６４（ガス導入部８から供給されたパージガス）と不活性ガス６２（不活性ガス導入部３１から供給された不活性ガス）とが供給され、基板３の表面の吸着層６３は残存している状態が示されている。
次に、第３ステップ（反応ガス供給ステップ）として、図１８に示されるように、反応ガスをガス導入部８からチャンバ２内に導入（供給）する。酸化アルミニウム膜を成膜する場合は、反応ガスとしては、例えばＯ2ガス（酸素ガス）を用いることができる。ガス導入部８からチャンバ２内に導入された反応ガスは、主として、上部電極５とステージ４（サセプタ４ａ）との間の空間７を通って、ガス排気部９から排気される。そして、高周波電源６により、上部電極５に、従って上部電極５とステージ４（より特定的にはサセプタ４ａ）との間に、高周波電力を印加する。これにより、上部電極５とステージ４（サセプタ４ａ）との間にプラズマ放電が発生し、空間７の反応ガス（ここではＯ2ガス）はプラズマ化して、反応ガスにラジカル（活性種）が生成され、基板３の表面に吸着していた原料ガス分子（原料ガスの吸着層）が反応ガスと反応する。これにより、基板３の表面に、原料ガスの吸着層と反応ガス（反応ガスのプラズマ）との反応層である酸化アルミニウムの原子層（一層）が形成される。
なお、図２０の（ｄ）には、第３ステップを行うことにより、基板３上の空間に反応ガス６５（ガス導入部８から供給された反応ガス）と不活性ガス６２（不活性ガス導入部３１から供給された不活性ガス）とが供給され、基板３の表面に、吸着層６３と反応ガスとの反応層である原子層６６が形成された状態が示されている。
次に、第４ステップ（パージステップ）として、チャンバ２内への反応ガスの導入と上部電極５への高周波電力の印加を停止し、図１９に示されるように、パージガスをガス導入部８からチャンバ２内に導入（供給）する。パージガスとしては、不活性ガスを好適に用いることができ、窒素ガス（Ｎ2ガス）を用いる場合もあり得る。パージガスを導入することで、反応ガスは、パージガスと一緒にガス排気部９からチャンバ２外に排気される（パージされる）。ガス導入部８からチャンバ２内に導入されたパージガスは、主として、上部電極５とステージ４（サセプタ４ａ）との間の空間７を通って、ガス排気部９から排気される。
なお、図２０の（ｄ）には、第４ステップを行うことにより、基板３上の空間にパージガス６７（ガス導入部８から供給されたパージガス）と不活性ガス６２（不活性ガス導入部３１から供給された不活性ガス）とが供給され、基板３の表面の原子層６６は残存している状態が示されている。
このような第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを、複数サイクル繰り返すことで、基板３の表面上に、所望の膜（例えば酸化アルミニウム膜）を所望の厚さに形成することができる。例えば、第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを、３０サイクル繰り返せば、３０層の原子層からなる膜が形成され、また、第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを、６０サイクル繰り返せば、６０層の原子層からなる膜が形成されることになる。
第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを、複数サイクル繰り返すことで、基板３の表面上に所望の膜を形成した後、不活性ガス導入部３１からチャンバ２内への不活性ガスの導入を停止する。なお、ステップＳ２（成膜処理ステップ）を行っている間は、支持台１８および防着部材１９は上昇位置にあり、リフトピン１４は下降位置にあり、開閉部１２は閉状態である。
このようにして、ステップＳ２の成膜処理ステップを行うことで、基板３に所望の膜を成膜した後、基板３を、成膜装置１のチャンバ２内からチャンバ２外に搬出する（図７のステップＳ３）。このステップＳ３（基板搬出ステップ）は、具体的には、次のようにして行うことができる。
まず、図２１に示されるように、制御部２２により駆動機構２１を制御し、駆動機構２１によってシャフト２０を下降させることで、シャフト２０に連結された支持台１８を下降させる。これにより、支持台１８に取り付けられている防着部材１９も、支持台１８と一緒に下降する。すなわち、支持台１８および防着部材１９を、上昇位置から下降位置に移動させる。これにより、支持台１８および防着部材１９はチャンバ２の開口部１１よりも低い位置になり、従って、支持台１８および防着部材１９は、チャンバ２の開口部１１を覆わない（塞がない）位置になる。
次に、図２２に示されるように、制御部２２により駆動機構１７を制御し、駆動機構１７によってシャフト１６を上昇させることで、シャフト１６に連結された支持部材１５を上昇させ、それによって、支持部材１５に連結されたリフトピン１４を上昇させる。すなわち、リフトピン１４を下降位置から上昇位置に移動させる。これにより、サセプタ４ａの上面からリフトピン１４が突出し、サセプタ４ａ上に配置された基板３の下面にリフトピン１４が接触して、その基板３を持ち上げる（押し上げる）。基板３は、リフトピン１４によって支えられるとともに、サセプタ４ａの上面よりも高い位置に移動し、サセプタ４ａから離れた（浮いた）状態になる。
次に、開閉部１２を開く。これにより、開閉部１２が閉状態から開状態に切り換えられ、それによって、チャンバ２内の空間と、基板搬送経路１３の空間とが、開口部１１および開状態の開閉部１２を介して、連続的に（空間的に）繋がった状態になる。
次に、図２３に示されるように、ロボットアーム４１を動かすことにより、ロボットアーム４１を開口部１１からチャンバ２内に進入させる。開閉部１２は開状態であるため、ロボットアーム４１は、開閉部１２および開口部１１を通過してチャンバ２内に入ることができる。ロボットアーム４１は、リフトピン１４によって持ち上げられている基板３の下にロボットアーム４１が位置するように、水平方向に移動する。この段階では、基板３は、リフトピン１４によって支えられ、かつ、ロボットアーム４１よりも高い位置にある。このため、基板３の下方にロボットアーム４１があるが、基板３はロボットアーム４１から離間している。支持台１８および防着部材１９は下降位置にあるため、チャンバ２の開口部１１の下端よりも防着部材１９の上端や支持台１８の上端が低く、防着部材１９や支持台１８が邪魔にならずに、開口部１１からチャンバ２内へロボットアーム４１が侵入することができる。
次に、図２４に示されるように、制御部２２により駆動機構１７を制御し、駆動機構１７によってシャフト１６を下降させることで、シャフト１６に連結された支持部材１５を下降させ、それによって、支持部材１５に連結されたリフトピン１４を下降させる。すなわち、リフトピン１４を上昇位置から下降位置に移動させる。これにより、リフトピン１４によって支えられた基板３も、リフトピン１４と一緒に下降するが、基板３の下面がロボットアーム４１と接触した後は、基板３はリフトピン１４ではなくロボットアーム４１で支えられた状態になる。そして、リフトピン１４の頂部（上面）は、基板３から離間し、サセプタ４ａの上面よりも低くなり、すなわちサセプタ４ａの上面からリフトピン１４が突出していない状態になる。基板３は、ロボットアーム４１の上面と接触し、ロボットアーム４１上に配置された状態になる。
次に、図２５に示されるように、ロボットアーム４１がチャンバ２外の基板搬送経路１３に戻る。すなわち、ロボットアーム４１は、開口部１１および開状態の開閉部１２を通ってチャンバ２外に移動する。基板３は、ロボットアーム４１上に配置されているため、ロボットアーム４１と一緒に基板３は、開口部１１および開状態の開閉部１２を通ってチャンバ２外（基板搬送経路１３）に搬出される。支持台１８および防着部材１９は下降位置にあるため、チャンバ２の開口部１１の下端よりも防着部材１９の上端や支持台１８の上端が低く、防着部材１９や支持台１８が邪魔にならずに、開口部１１からチャンバ２外への基板３の搬出を行うことができる。また、チャンバ２の開口部１１の少なくとも一部は、ステージ４（サセプタ４ａ）と上部電極５との間の空間７と同じ高さ位置にあるため、ステージ４（サセプタ４ａ）と上部電極５との間の空間７に配置された基板３を、開口部１１からチャンバ２外に容易に移動させることができる。
次に、図２６に示されるように、開閉部１２を閉じる。これにより、開閉部１２が開状態から閉状態に切り換えられ、それによって、チャンバ２内の空間と、基板搬送経路１３の空間とが、閉状態の開閉部１２によって遮られた状態になる。
ステップＳ３において、防着部材１９を上昇位置から下降位置に移動させる工程（図２１）と、リフトピン１４を下降位置から上昇位置に移動させる工程（図２２）と、開閉部１２を開ける工程（図２３）とは、この順で行うことが好ましいが、他の形態として、順序を入れ替えることもできる。但し、防着部材１９を上昇位置から下降位置に移動させる工程（図２１）と、リフトピン１４を下降位置から上昇位置に移動させる工程（図２２）と、開閉部１２を開ける工程（図２３）とは、ステップＳ２を行った後で、かつ、図２３のようにロボットアーム４１をチャンバ２内に挿入する前に行う必要がある。
このようにして、ステップＳ３（基板搬出ステップ）を行うことができる。ステップＳ３を行うことにより、成膜処理が行われた基板３をチャンバ２外に搬出することができる。チャンバ２から基板搬送経路１３へ搬出された基板３は、基板３に対する次の処理を行うために、次の製造装置に搬送される。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３を通して、チャンバ２内におけるサセプタ４ａの高さ位置は同じである。
＜検討の経緯について＞
ＡＬＤ法を用いて成膜を行う成膜装置（ＡＬＤ装置）においては、成膜を行うためのチャンバ内のステージ上に基板を配置し、その基板上に所望の膜を形成する。このため、成膜処理を行うためには、処理対象物である基板をチャンバ内に搬入し、また、成膜処理が終了したら、基板をチャンバ外に搬出する必要がある。
発明者が当初検討したのは、チャンバ内のステージの上下移動を可能とし、ステージを下降させた位置で、チャンバ内に基板を搬入してステージ上にその基板を配置してから、ステージを上昇させ、ステージが上昇した位置でステージ上の基板にＡＬＤ法に基づく成膜処理を施すことである。これを、以下では、第１検討例と称することとする。
しかしながら、ステージの大きさや重量はかなり大きいことから、上述した第１検討例の場合には、大きくて重いステージの上下移動を可能にするために、ステージの上下移動を行うための駆動機構が大きく、複雑になってしまい、成膜装置の大型化や高コスト化を招いてしまう。
そこで、本発明者は、チャンバ内のステージの上下移動を行わなくとも、チャンバ内への基板の搬入とその基板への成膜処理を行えるようにすることを検討した。この場合、ステージはチャンバに固定されており、チャンバ内に基板を搬入してステージ上にその基板を配置してから、ステージ上の基板にＡＬＤ法に基づく成膜処理を施すことになる。このため、チャンバ内への基板の搬入から、成膜処理を行い、チャンバから基板を搬出するまで、チャンバ内のステージの高さ位置は一定となる。しかしながら、この場合には、次のような課題が発生することが、本発明者の検討により分かった。
すなわち、チャンバには基板を搬送するための開口部（基板搬送用開口部）を設ける必要があるが、成膜処理の間は、その基板搬送用開口部は閉じておく必要がある。このため、チャンバにおける基板搬送用開口部には、ゲートバルブのような開閉機構を接続する必要がある。しかしながら、ステージの上下移動を行わない場合は、チャンバにおける基板搬送空間（基板の搬送に用いる空間）と成膜空間（成膜に用いる空間）とが、一致する。別の見方をすると、ステージの上下移動は行わない場合は、チャンバ内への基板搬入時とチャンバ内での成膜処理時とでチャンバ内のステージの高さ位置は同じであるため、チャンバにおける基板搬送用開口部の位置は、成膜処理時の基板の高さ位置に近くなる。このため、チャンバ内のステージ上の基板にＡＬＤ法に基づく成膜処理を施した際に、原料ガスや反応ガスが基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構（ゲートバルブ）にも供給されやすく、それゆえ、基板搬送用開口部や開閉機構（ゲートバルブ）にも、膜が形成されやすくなってしまう。
ＡＬＤ法では、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、その基板上に原子層単位で膜を形成する。原料ガスと反応ガスとを基板上に交互に供給すると、その原料ガスと反応ガスは、チャンバの基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構（ゲートバルブ）にも供給されてしまい、その基板搬送用開口部や開閉機構にも膜が形成される虞がある。特に、チャンバ内でステージの上下移動を行わない場合は、チャンバにおける基板搬送用開口部の位置は、チャンバ内のステージ上の基板上に原料ガスや反応ガスを供給した際に、その原料ガスや反応ガスが基板搬送用開口部にも供給されやすくなるような位置となってしまう。
上述した第１検討例の場合は、チャンバの下部を、基板搬送空間として用い、チャンバの上部を、成膜空間として用い、基板を搭載したステージを基板搬送空間（チャンバの下部）と成膜空間（チャンバの上部）との間で移動させる。この場合は、チャンバにおいて、基板搬送空間（チャンバの下部）と成膜空間（チャンバの上部）とが分かれているため、両者を区画することができる。この場合、基板搬送用開口部は、チャンバの基板搬送空間（チャンバの下部）に対して設けられるため、チャンバの成膜空間からは離れており、また、基板搬送空間（チャンバの下部）と成膜空間（チャンバの上部）とを区画することもできるため、基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構（ゲートバルブ）には、膜は形成されにくい。
それに対して、ステージの上下移動を行わない場合は、チャンバにおける基板搬送空間と成膜空間とが一致するため、基板搬送用開口部の位置が成膜空間に近く、ＡＬＤ法に基づく成膜処理を行った際に、基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構（ゲートバルブ）にも、膜が形成されやすい。
チャンバにおける基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構（ゲートバルブ）にも、膜が形成されてしまうと、次のような不具合が生じる虞がある。すなわち、チャンバにおける基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構（ゲートバルブ）に形成された膜の膜厚が厚くなると、その膜の一部が剥離して異物となり、基板上に形成される膜の膜質（品質）を劣化させる要因となる。このため、基板上に形成される膜の膜質（品質）を向上するためには、チャンバにおける基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構（ゲートバルブ）に形成された膜を除去する必要がある。
この点に関し、例えば、チャンバ内に、ＮＦ3ガスなどから構成されるクリーニングガスを導入してドライエッチングを実施することにより、基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構に形成された膜を除去することも考えられるが、ドライエッチングでは、十分な除去が期待できない。ウェットエッチングは、十分な除去能力を有しているが、チャンバ内にエッチンング液を導入することは困難であるため、チャンバにおける基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構をウェットエッチングで洗浄することは困難である。また、チャンバにおける基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構（ゲートバルブ）は、チャンバから取り外すこと自体が難しいため、取り外してウェットエッチングで洗浄することも困難である。このように、原子層堆積装置では、除去することが困難な場所（ここでは基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構）にも膜が形成される懸念があり、その除去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。
このため、チャンバにおける基板搬送用開口部やそれに接続された開閉機構（ゲートバルブ）に膜が形成されるのを防止して、チャンバ内の基板上に形成される膜の膜質（品質）を向上させることが望まれる。
＜主要な特徴と効果について＞
本実施の形態の成膜装置（原子層堆積装置）１は、基板３に対する成膜処理を行うためのチャンバ２と、チャンバ２内に配置され、基板３を搭載するためのステージ４と、を含んでいる。成膜装置１は、チャンバ２の側壁部２ｃに設けられた基板搬送用の開口部１１と、チャンバ２の外側に配置され、かつ、開口部１１に接続された開閉部１２と、チャンバ２内に配置された移動可能な防着部材１９と、を更に含んでいる。
本実施の形態の主要な特徴のうちの一つは、チャンバ２内に移動可能な防着部材１９を配置したことと、防着部材１９は、開閉部１２が閉じられた状態で、開口部１１を覆う位置に配置されることである。
本実施の形態では、チャンバ２内に移動可能な防着部材１９を配置しているため、この防着部材１９は、基板搬送用の開口部１１を覆う位置と、基板搬送用の開口部１１を覆わない位置とを移動可能である。このため、開口部１１を通してチャンバ２内に基板３を搬入する際や、開口部１１からチャンバ２の外に基板３を搬出する際には、防着部材１９を、基板搬送用の開口部１１を覆わない位置に配置し、防着部材１９が邪魔になることなく、開口部１１を通して基板３の搬入および搬出を行うことができる。また、チャンバ２内の基板３に対する成膜処理（上記ステップＳ２）を行う際には、開口部１１に接続された開閉部１２を閉じ、かつ、防着部材１９は、基板搬送用の開口部１１を覆う位置に配置することで、基板搬送用の開口部１１やそれに接続された開閉部１２に膜が形成されてしまうのを、抑制または防止することができる。
ＡＬＤ法では、原料ガスと反応ガスとを基板３上に交互に供給することにより、その基板３上に原子層単位で膜を形成する。本実施の形態とは異なり、防着部材１９を設けなかった場合には、原料ガスと反応ガスとを基板３上に交互に供給すると、その原料ガスと反応ガスは、チャンバ２の基板搬送用の開口部１１やそれに接続された開閉部１２にも供給されてしまい、その開口部１１や開閉部１２にも膜が形成される虞がある。本実施の形態では、チャンバ２の基板搬送用の開口部１１を防着部材１９が覆う（塞ぐ）ことにより、成膜用の原料ガスや反応ガスが、チャンバ２の基板搬送用の開口部１１やそれに接続された開閉部１２に供給されてしまうのを抑制または防止でき、開口部１１や開閉部１２に膜が形成されるのを抑制または防止することができる。
防着部材１９は、容易に着脱可能である。このため、メンテナンス時には防着部材１９を取り外し、取り外した防着部材１９に対してウェット洗浄（ウェットエッチング）などによるクリーニング処理を施してから、再度その防着部材１９を取り付けることができる。このため、基板３に成膜処理を施した際に、防着部材１９に膜が形成されたとしても、防着部材１９に形成された膜は、メンテナンス時のクリーニング処理で容易かつ的確に除去することができる。このため、基板搬送用の開口部１１や開閉部１２に形成される膜に起因した異物の発生を抑制または防止できるので、基板３上に形成される膜の膜質（品質）を向上させることができる。
また、防着部材１９は、開閉部１２が閉じられた状態で、チャンバ２の開口部１１を覆う位置に配置される。開閉部１２が閉じられた状態では、チャンバ２内への基板３の搬入やチャンバ２からの基板３の搬出は行うことができないため、防着部材１９を、チャンバ２の開口部１１を覆う位置に配置しても、防着部材１９が基板３の搬入や搬出を邪魔しないで済む。そして、防着部材１９を、チャンバ２の開口部１１を覆う位置に配置していることで、チャンバ２内の基板３に対する成膜処理（上記ステップＳ２）を行う際に、チャンバ２の開口部１１や開閉部１２に膜が形成されてしまうのを、抑制または防止することができる。このため、本実施の形態の成膜装置１においては、開閉部１２が閉じられた状態で、防着部材１９は、チャンバ２の開口部１１を覆う位置に配置される。
また、本実施の形態では、開閉部１２が開けられ、かつ、防着部材１９が開口部１１を覆わない位置に配置された状態で、開口部１１からチャンバ２内への基板３の搬入や、開口部１１からチャンバ２外への基板３の搬出が行われる。これにより、開閉部１２および防着部材１９が邪魔にならずに、開口部１１からチャンバ２内へ基板３を的確に搬入することができ、また、開口部１１からチャンバ２外へ基板３を的確に搬出することができる。また、本実施の形態では、開閉部１２が閉じられ、かつ、防着部材１９が開口部１１を覆う位置に配置された状態で、チャンバ２内の基板３に対する成膜処理（上記ステップＳ２）が行われる。これにより、基板３に所望の膜を的確に形成することができるとともに、チャンバ２の開口部１１や開閉部１２に膜が形成されてしまうのを、的確に抑制または防止することができる。
また、本実施の形態では、チャンバ２内の基板３に対する成膜処理（上記ステップＳ２）を行う際には、チャンバ２の開口部１１の少なくとも一部は、サセプタ４ａと上部電極５との間の空間７と同じ高さ位置にあり、かつ、防着部材１９が開口部１１を覆っている。チャンバ２内の基板３に対する成膜処理（上記ステップＳ２）を行う際に、チャンバ２の開口部１１の少なくとも一部が、サセプタ４ａと上部電極５との間の空間７と同じ高さ位置にあると、成膜用の原料ガスや反応ガスが、チャンバ２の開口部１１や開閉部１２にも供給されやすくなり、チャンバ２の開口部１１や開閉部１２にも膜が形成されやすくなる。しかしながら、本実施の形態では、チャンバ２内の基板３に対する成膜処理（上記ステップＳ２）を行う際に、チャンバ２の開口部１１の少なくとも一部が、サセプタ４ａと上部電極５との間の空間７と同じ高さ位置にあっても、防着部材１９が開口部１１を覆っていることで、チャンバ２の開口部１１や開閉部１２にも膜が形成されるのを抑制または防止することができる。
また、本実施の形態では、チャンバ２内に基板３を搬入する際と、チャンバ２外に基板３を搬出する際とにおいて、チャンバ２の開口部１１の少なくとも一部は、ステージ４（サセプタ４ａ）と上部電極５との間の空間７と同じ高さ位置にある。これにより、開口部１１からチャンバ２内に搬入した基板３を、ステージ４（サセプタ４ａ）上に容易に配置させることができ、また、ステージ４（サセプタ４ａ）上に配置した基板３を開口部１１からチャンバ２外に容易に搬出することができる。
また、本実施の形態では、チャンバ２内のステージ４の上下移動を行わずに、チャンバ２内への基板３の搬入と、その基板３への成膜処理と、チャンバ２外への基板３の搬出とを行うことができる。このため、上記ステップＳ１とステップＳ２とステップＳ３とにおいて、ステージ４（サセプタ４ａ）は移動せず、ステージ４（サセプタ４ａ）の高さ位置は同じである。これにより、ステージ４の上下移動を行うための駆動機構は不要となるため、成膜装置１の小型化や低コスト化を図ることができる。また、支持台１８および防着部材１９の合計の重さは、ステージ４全体の重さよりも軽いため、支持台１８および防着部材１９を上下移動させるための駆動機構２１は、ステージ４を上下移動させる場合に必要となる駆動機構よりも小さくすることができる。このため、ステージ４を上下移動させる代わりに、防着部材１９を上下移動させることを採用すれば、成膜装置１の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、本実施の形態では、チャンバ２内のステージ４の上下移動を行わずに、チャンバ２内への基板３の搬入と、その基板３への成膜処理と、チャンバ２外への基板３の搬出とを行うことから、チャンバ２における基板搬送空間（基板３の搬送に用いる空間）と成膜空間（成膜に用いる空間）とが一致し、上記空間７がこれに該当する。これを反映して、開口部１１を通じた基板３の搬送を行いやすくするために、チャンバ２の開口部１１の少なくとも一部は、ステージ４（サセプタ４ａ）と上部電極５との間の空間７と同じ高さ位置にするが、この状態は、上記ステップＳ１とステップＳ２とステップＳ３とで維持される。このため、チャンバ２における開口部１１の位置は、基板３に対する成膜処理の際に、膜が形成されやすい位置になってしまうが、本実施の形態では、そのような位置の開口部１１を防着部材１９で覆うことで、基板３に所望の膜を形成することができるとともに、チャンバ２の開口部１１や開閉部１２に膜が形成されてしまうのを抑制または防止することができる。
また、上記ステップＳ２では、不活性ガス導入部３１からチャンバ２内へ不活性ガスを導入しながら、上記第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップが行われる。不活性ガス導入部３１ａ，３１ｂからチャンバ２内に導入（供給）された不活性ガスは、防着部材１９の表面に供給される。具体的には、不活性ガス導入部３１ａからチャンバ２内に導入された不活性ガスは、主として防着部材１９と防着部材２３との間の隙間を通って空間７に流れ、ガス排気部９から排気される。また、不活性ガス導入部３１ｂからチャンバ２内に導入された不活性ガスは、主として防着部材１９とステージ４（サセプタ４ａ）との間の隙間を通って空間７に流れ、ガス排気部９から排気される。これにより、原料ガスや反応ガスが、防着部材１９と防着部材２３との間の隙間や、防着部材１９とステージ４（サセプタ４ａ）との間の隙間を通って拡散するのを抑制または防止できるため、チャンバ２やステージ４に対する不要な膜の形成を抑制または防止しやすくなる。
また、不活性ガス導入部３１ｃ，３１ｄからチャンバ２内に導入（供給）された不活性ガスは、防着部材２４の表面に供給される。具体的には、不活性ガス導入部３１ｃからチャンバ２内に導入された不活性ガスは、主として防着部材２４と防着部材２３との間の隙間を通って空間７に流れ、ガス排気部９から排気される。また、不活性ガス導入部３１ｄからチャンバ２内に導入された不活性ガスは、主として防着部材２４とステージ４（サセプタ４ａ）との間の隙間を通って空間７に流れ、ガス排気部９から排気される。これにより、原料ガスや反応ガスが、防着部材２４と防着部材２３との間の隙間や、防着部材２４とステージ４（サセプタ４ａ）との間の隙間を通って拡散するのを抑制または防止できるため、チャンバ２やステージ４に対する不要な膜の形成を抑制または防止しやすくなる。
また、不活性ガス導入部３１ｅ，３１ｆからチャンバ２内に導入（供給）された不活性ガスは、防着部材２５の表面に供給される。具体的には、不活性ガス導入部３１ｅからチャンバ２内に導入された不活性ガスは、主として防着部材２５と防着部材２３との間の隙間を通って空間７に流れ、ガス排気部９から排気される。また、不活性ガス導入部３１ｆからチャンバ２内に導入された不活性ガスは、主として防着部材２５とステージ４（サセプタ４ａ）との間の隙間を通って空間７に流れ、ガス排気部９から排気される。これにより、原料ガスや反応ガスが、防着部材２５と防着部材２３との間の隙間や、防着部材２５とステージ４（サセプタ４ａ）との間の隙間を通って拡散するのを抑制または防止できるため、チャンバ２やステージ４に対する不要な膜の形成を抑制または防止しやすくなる。
また、不活性ガス導入部３１ｇ，３１ｈからチャンバ２内に導入（供給）された不活性ガスは、防着部材２６の表面に供給される。具体的には、不活性ガス導入部３１ｇからチャンバ２内に導入された不活性ガスは、主として防着部材２６と防着部材２３との間の隙間を通って空間７に流れ、ガス排気部９から排気される。また、不活性ガス導入部３１ｈからチャンバ２内に導入された不活性ガスは、主として防着部材２６とステージ４（サセプタ４ａ）との間の隙間を通って空間７に流れ、ガス排気部９から排気される。これにより、原料ガスや反応ガスが、防着部材２６と防着部材２３との間の隙間や、防着部材２６とステージ４（サセプタ４ａ）との間の隙間を通って拡散するのを抑制または防止できるため、チャンバ２やステージ４に対する不要な膜の形成を抑制または防止しやすくなる。
また、上記ステップＳ２で基板３上に形成する膜は、種々の材料膜を選択することができる。但し、上記ステップＳ２で基板３上に形成する膜が、酸化アルミニウム膜（代表的にはＡｌ2Ｏ3膜）、酸化ハフニウム膜（代表的にはＨｆＯ2膜）、酸化タンタル膜（代表的にはＴａ2Ｏ5膜）、酸化チタン膜（代表的にはＴｉＯ2膜）または酸化ジルコニウム膜（代表的にはＺｒＯ2膜）である場合に、本実施の形態の成膜装置１を用いれば、その効果は極めて大きい。なぜなら、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化タンタル膜、酸化チタン膜または酸化ジルコニウム膜は、ドライエッチングによるクリーニングでは除去しにくいからである。この場合、防着部材１９を用いて、チャンバ２の開口部１１や開閉部１２への不要な膜の形成を防止するとともに、防着部材１９に形成された不要な膜は、メンテナンス時に防着部材１９を取り外してからウェット洗浄（ウェットエッチング）によるクリーニング処理を施すことで、容易かつ的確に除去することができる。
＜成膜工程の適用例＞
ステップＳ２で基板３上に形成される膜は、有機ＥＬ素子の発光層を保護する保護膜の一部を構成する膜として形成することができる。この場合、基板３は、例えばガラス基板またはフレキシブル基板である。特に、酸化アルミニウム膜は、有機ＥＬ素子用の保護膜として優れているため、有機ＥＬ素子用の保護膜として酸化アルミニウム膜をステップＳ２で基板３上に形成することができる。例えば、ＴＭＡガスを原料ガスとして使用し、かつ、酸素ガスを反応ガスとして使用し、かつ、窒素ガスをパージガスとして使用することにより、酸化アルミニウム膜を基板３上に形成することができる。
また、ステップＳ２で基板３上に形成される膜は、電界効果トランジスタ（半導体素子）のゲート絶縁膜を構成する膜として形成することもできる。この場合、基板３は、例えば半導体基板である。この場合、基板３上に形成される膜は、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化タンタル膜、酸化チタン膜または酸化ジルコニウム膜だけでなく、酸化シリコン膜に代表される様々な種類の膜とすることができる。
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。
１ 成膜装置
２ チャンバ
２ａ 天板部
２ｂ 底板部
２ｃ 側壁部
３ 基板
４ ステージ
４ａ サセプタ
４ｂ ステージ本体部
５ 上部電極
６ 高周波電源
７ 空間
８ ガス導入部
９ ガス排気部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 側面
１１ 開口部
１２ 開閉部
１３ 基板搬送経路
１４ リフトピン
１５，２７，２８，２９ 支持部材
１６，２０ シャフト
１７，２１ 駆動機構
１８ 支持台
１９，２３，２４，２５，２６ 防着部材
２２ 制御部
３１，３１ａ〜３１ｈ 不活性ガス導入部
４１ ロボットアーム
６１ 原料ガス
６２ 不活性ガス
６３ 吸着層
６４，６７ パージガス
６５ 反応ガス
６６ 原子層

Claims (25)

  1. 以下を含む原子層堆積装置：
    基板に対する成膜処理を行うためのチャンバ；
    前記チャンバ内に配置された、前記基板を搭載するためのステージ；
    前記チャンバの側壁に設けられた、前記基板の搬送用の開口部；
    前記チャンバの外側に配置され、かつ、前記開口部に接続された開閉部；および
    前記チャンバ内に配置された移動可能な第１の防着部材、
    ここで、前記第１の防着部材は、前記開閉部が閉じられた状態で、前記開口部を覆う位置に配置される。
  2. 前記ステージ上に配置されたサセプタ；および
    前記チャンバ内に配置され、前記サセプタとの間に高周波電界を発生させる電極、
    を含み、
    前記基板は前記サセプタ上に搭載される請求項１記載の原子層堆積装置。
  3. 前記第１の防着部材は、前記チャンバ内において、前記チャンバの側壁に沿って移動可能である請求項１または２記載の原子層堆積装置。
  4. 前記チャンバの外側に昇降機構を有し、
    前記昇降機構によって前記第１の防着部材が昇降される請求項１から３のいずれか１項に記載の原子層堆積装置。
  5. 前記チャンバの前記側壁には、前記チャンバ内に原料ガス、パージガスおよび反応ガスを供給するためのガス供給部が形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の原子層堆積装置。
  6. 前記チャンバの前記側壁には、排気のためのガス排気部が形成されている請求項５記載の原子層堆積装置。
  7. 前記チャンバの前記側壁において、前記ガス供給部と前記ガス排気部とは、互いに対向する位置に配置されている請求項６記載の原子層堆積装置。
  8. 前記チャンバの前記側壁は、互いに対向する一対の第１側面と、互いに対向する一対の第２側面とを有し、
    前記開口部は、前記一対の第１側面の一方に形成され、
    前記ガス供給部は、前記一対の第２側面の一方に形成され、
    前記ガス排気部は、前記一対の第２側面の他方に形成されている請求項６記載の原子層堆積装置。
  9. 前記一対の第１側面と前記一対の第２側面とは、互いに直交している請求項８記載の原子層堆積装置。
  10. 前記チャンバの前記側壁には、第１の不活性ガス供給口が形成され、
    前記第１の防着部材が前記開口部を覆っている状態で、前記第１の不活性ガス供給口を介して前記第１の防着部材の表面に不活性ガスが供給可能である請求項１から９のいずれか１項に記載の原子層堆積装置。
  11. 前記第１の不活性ガス供給口は前記開口部の上下に複数形成されている請求項１０記載の原子層堆積装置。
  12. 前記チャンバの前記側壁は、互いに対向する一対の第１側面と、互いに対向する一対の第２側面とを有し、
    前記開口部は、前記一対の第１側面の一方に形成され、
    前記一対の第１側面の他方に第２の防着部材が配置され、
    前記第２の防着部材と、前記開口部を覆う位置に配置された前記第１の防着部材とは、前記サセプタおよび前記電極を挟んで対向する請求項２記載の原子層堆積装置。
  13. 前記電極の主面及び側面を覆うように第３の防着部材が配置されている請求項２記載の原子層堆積装置。
  14. 前記チャンバの前記一対の第１側面の前記他方には、第２の不活性ガス供給口が形成され、
    前記第２の不活性ガス供給口を介して前記第２の防着部材の表面に不活性ガスを供給可能である請求項１２記載の原子層堆積装置。
  15. 前記サセプタを貫通するリフトピンを更に含み、
    前記リフトピンによって前記基板を昇降可能である請求項２記載の原子層堆積装置。
  16. 前記基板は、半導体基板、ガラス基板、またはフレキシブル基板である請求項１から１５のいずれか１項に記載の原子層堆積装置。
  17. 前記基板に対する成膜処理を行う際には、前記チャンバの前記開口部の少なくとも一部は、前記サセプタと前記電極との間の空間と同じ高さ位置にあり、かつ、前記第１の防着部材が前記開口部を覆っている請求項２記載の原子層堆積装置。
  18. 前記開閉部が開けられ、かつ、前記第１の防着部材が前記開口部を覆わない位置に配置された状態で、前記開口部から前記チャンバ内への前記基板の搬入が行われ、
    前記開閉部が閉じられ、かつ、前記第１の防着部材が前記開口部を覆う位置に配置された状態で、前記チャンバ内の前記基板に対する成膜処理が行われる請求項１記載の原子層堆積装置。
  19. 以下の工程を含む原子層堆積法による成膜方法：
    （ａ）チャンバの開口部を通して、前記チャンバ内に基板を搬入する工程；
    （ｂ）前記（ａ）工程の後、前記チャンバの外側に配置され、かつ、前記開口部に接続された開閉部を閉じる工程；
    （ｃ）前記（ａ）工程の後、前記チャンバ内に配置された防着部材を、前記開口部を覆う位置に移動させる工程；および
    （ｄ）前記（ｂ）工程および前記（ｃ）工程の後、前記チャンバ内の前記基板上に原子層堆積法を用いて膜を形成する工程。
  20. 前記（ｄ）工程では、
    （ｄ１）前記チャンバ内に原料ガスを導入する工程、
    （ｄ２）前記（ｄ１）工程の後、前記チャンバ内に第１パージガスを導入する工程、
    （ｄ３）前記（ｄ２）工程の後、前記チャンバ内に反応ガスを導入する工程、
    （ｄ４）前記（ｄ３）工程の後、前記チャンバ内に第２パージガスを導入する工程、
    を複数サイクル繰り返すことにより、前記膜が形成される請求項１９記載の成膜方法。
  21. 前記（ｄ４）工程では、高周波電力により前記反応ガスがプラズマ化される請求項２０記載の成膜方法。
  22. 前記（ａ）工程では、前記チャンバ内に搬入された前記基板は、前記チャンバ内のサセプタ上に配置され、
    前記（ｄ４）工程では、前記チャンバ内において、前記サセプタの上方に配置された電極と前記サセプタとの間に前記高周波電力が印加され、
    前記（ｄ）工程において、前記チャンバの前記開口部の少なくとも一部は、前記サセプタと前記電極との間の空間と同じ高さ位置にある請求項２１記載の成膜方法。
  23. 前記（ａ）工程では、前記チャンバ内に搬入された前記基板は、前記チャンバ内のサセプタ上に配置され、
    前記（ａ）工程、前記（ｂ）工程、前記（ｃ）工程および前記（ｄ）工程で、前記サセプタの高さ位置は同じである請求項１９記載の成膜方法。
  24. （ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記チャンバ内の前記防着部材を、前記開口部を覆わない位置に移動させる工程；
    （ｆ）前記（ｄ）工程の後、前記開閉部を開ける工程；
    （ｇ）前記（ｅ）工程および前記（ｆ）工程の後、前記チャンバの前記開口部を通して、前記チャンバの外に前記基板を搬出する工程、
    を更に含む請求項１９から２３のいずれか１項に記載の成膜方法。
  25. 前記（ｄ）工程で、前記基板上に形成された前記膜は、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化タンタル膜、酸化チタン膜または酸化ジルコニウム膜である請求項１９から２４のいずれか１項に記載の成膜方法。
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