(57)【要約】【課題】基板の撮像に基づく基板位置検出において検出誤差を低減することが可能な基板位置検出装置および基板位置検出方法、並びに基板位置検出装置を含む成膜装置を提供する。【解決手段】位置検出対象である基板Ｗを撮像する撮像部１０４と、撮像部１０４と基板Ｗとの間に配置され、基板Ｗに対する撮像部１０４の視野を確保する第１の開口部１０６ａを有する光散乱性のパネル部材１０６と、パネル部材１０６に光を照射する第１の照明部１０８と、撮像部１０４により撮像された基板Ｗの画像から基板Ｗの位置を求める処理部１０４ａとを備える基板位置検出装置１００が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出対象である基板を撮像する撮像部と、
前記撮像部と前記基板との間に配置され、前記基板に対する前記撮像部の視野を確保する第１の開口部を有する光散乱性のパネル部材と、
前記パネル部材に光を照射する第１の照明部と、
前記撮像部により前記第１の開口部を通して撮像された画像から前記基板の位置を求める処理部と
を備える基板位置検出装置。
【請求項２】
前記第１の照明部が、前記パネル部材の前記基板に臨む第１の面に光を照射する、請求項１に記載の基板位置検出装置。
【請求項３】
前記第１の照明部が、前記パネル部材の前記撮像部に臨む第２の面に光を照射する、請求項１に記載の基板位置検出装置。
【請求項４】
前記基板に光を照射する第２の照明部を更に備える、請求項３に記載の基板位置検出装置。
【請求項５】
前記第１の面に光を照射する第１の照明部の光放射部の向きが、前記基板に光を照射するために変更可能である、請求項２に記載の基板位置検出装置。
【請求項６】
前記第１の照明部が白色発光素子を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の基板位置検出装置。
【請求項７】
前記第２の照明部が白色発光素子を含む、請求項４に記載の基板位置検出装置。
【請求項８】
前記白色発光素子が白色発光ダイオードである、請求項６又は７に記載の基板位置検出装置。
【請求項９】
前記パネル部材が光散乱性粒子を含む樹脂により形成される、請求項１から８のいずれか一項に記載の基板位置検出装置。
【請求項１０】
前記パネル部材が、顔料が塗布された透明樹脂板により形成される、請求項１から８のいずれか一項に記載の基板位置検出装置。
【請求項１１】
前記パネル部材がマイクロレンズアレイを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の基板位置検出装置。
【請求項１２】
前記パネル部材の前記第１の面及び前記第２の面のいずれか又は双方が粗面化されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の基板位置検出装置。
【請求項１３】
位置検出対象である基板前記基板を臨む開口と、
前記撮像部が収容される収容領域と、
前記収容領域に気体を導入する導入口と、
前記導入口から導入された気体を排気する排気口と、
を含む筐体を更に備え、
前記パネル部材が、前記筐体内において前記開口と前記収容領域との間に配置され、
前記パネル部材に、前記気体が通過可能な第２の開口部が形成される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の基板位置検出装置。
【請求項１４】
前記撮像部がＣＣＤカメラを含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の基板位置検出装置。
【請求項１５】
位置検出対象である基板をサセプタの載置部に載置する工程と、
前記基板の上方に配置される、開口部を有する光散乱性のパネル部材に光を照射する工程と、
前記開口部を通して、前記光が照射される前記パネル部材により照らされる、前記基板及び前記載置部を含む領域を撮像する工程と、
前記領域の画像に基づいて前記載置部の位置を推定する工程と、
前記領域の画像に基づいて前記基板の位置を推定する工程と、
前記載置部の位置と前記基板の位置とから、前記基板が所定の位置にあるかどうかを判定する工程と
を含む基板位置検出方法。
【請求項１６】
前記載置部の位置を推定する工程が、前記サセプタに設けられる位置検出用マークを検出する工程を含む、請求項１５に記載の基板位置検出方法。
【請求項１７】
前記基板の位置を推定する工程が、前記載置部に載置された前記基板の端部を認識する工程を含む、請求項１５又は１６に記載の基板位置検出方法。
【請求項１８】
容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給するサイクルを実行して反応生成物の層を当該基板上に生成することにより膜を堆積する成膜装置であって、
前記容器に回転可能に設けられたサセプタと、
前記サセプタの一の面に設けられ、前記基板が載置される載置部と、
前記載置部に載置される前記基板の位置を検出する、請求項１から１４のいずれか一項に記載される基板位置検出装置と、
前記一の面に第１の反応ガスを供給するよう構成された第１の反応ガス供給部と、
前記サセプタの回転方向に沿って前記第１の反応ガス供給部から離れた、前記一の面に第２の反応ガスを供給するよう構成された第２の反応ガス供給部と、
前記回転方向に沿って、前記第１の反応ガスが供給される第１の処理領域と前記第２の反応ガスが供給される第２の処理領域との間に位置し、前記第１の処理領域と前記第２の処理領域とを分離する分離領域と、
前記第１の処理領域と前記第２の処理領域とを分離するために、前記容器の中央に位置し、前記一の面に沿って第１の分離ガスを吐出する吐出孔を有する中央領域と、
前記容器を排気するために前記容器に設けられた排気口と、
を備え、
前記分離領域が、第２の分離ガスを供給する分離ガス供給部と、前記第２の分離ガスが前記回転方向に対し前記分離領域から前記処理領域側へ流れることができる狭隘な空間を、前記サセプタの前記一の面に対して形成する天井面と
を含む成膜装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の成膜装置を用いて基板上に膜を堆積する成膜方法であって、
前記容器に回転可能に設けられたサセプタの一の面に設けられ、前記基板が載置される載置部に前記基板を載置する工程と、
前記基板の上方に配置される、開口部を有する光散乱性のパネル部材に光を照射する工程と、
前記開口部を通して、前記光が照射される前記パネル部材により照らされる、前記基板及び前記載置部を含む領域を撮像する工程と、
前記領域の画像に基づいて前記載置部の位置を推定する工程と、
前記領域の画像に基づいて前記基板の位置を推定する工程と、
前記載置部の位置と前記基板の位置とから、前記基板が所定の位置にあるかどうかを判定する工程と、
前記基板が所定の位置にあると判定された場合に、前記基板が載置された前記サセプタを回転する工程と、
第１の反応ガス供給部から前記サセプタの前記一の面へ第１の反応ガスを供給する工程と、
前記サセプタの回転方向に沿って前記第１の反応ガス供給部から離れた第２の反応ガス供給部から前記サセプタの前記一の面へ第２の反応ガスを供給する工程と、
前記第１の反応ガス供給部から前記第１の反応ガスが供給される第１の処理領域と前記第２の反応ガス供給部から前記第１の反応ガスが供給される第２の処理領域との間に位置する分離領域に設けられた分離ガス供給部から、第１の分離ガスを供給し、前記分離領域の天井面と前記サセプタとの間に形成される狭隘な空間において前記回転方向に対し前記分離領域から前記処理領域側に前記第１の分離ガスを流す工程と、
前記容器の中央部に位置する中央部領域に形成される吐出孔から前記一の面に沿って第２の分離ガスを供給する工程と、
前記容器を排気する工程と、
を備える成膜方法。
【請求項２０】
位置検出対象である前記基板が載置されるサセプタを回転する回転駆動機構に設けられ、当該サセプタに設けられた位置検出用マークの位置を検出する検出部を更に備え、
前記処理部が、前記画像から前記位置検出用マークが所定の範囲にあるか否かを検出する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の基板位置検出装置。
【請求項２１】
前記検出部が、前記回転駆動機構に設けられた固定子と、前記回転駆動機構の回転部に設けられ、前記固定子と協働する回転子とを含む、請求項２０に記載の基板位置検出装置。
【請求項２２】
前記載置部の位置を推定する工程が、
前記画像から前記位置検出用マークが前記画像内の所定の範囲にあるか否かを検出する工程と、
前記検出する工程において前記位置検出用マークが所定の範囲に無いと判定された場合に、前記サセプタを回転する回転駆動機構に設けられた検出部の検出結果に基づいて前記位置検出マークが前記所定の範囲内に収まるように前記サセプタの位置を調整する工程と、
前記所定の範囲内に収まった前記位置検出マークの位置を検出し、当該検出結果に基づいて前記位置検出マークを所定の位置に位置するように前記サセプタの位置を調整する工程と
を含む、請求項１６に記載の基板位置検出方法。
【請求項２３】
前記検出部が、前記回転駆動機構に設けられた固定子と、前記回転駆動機構の回転部に設けられ、前記固定子と協働する回転子とを含む、請求項２２に記載の基板位置検出方法。
【請求項２４】
請求項１から１４、２０、および２１のいずれか一項に記載の基板位置検出装置に、請求項１５から１７、２２、および２３のいずれか一項に記載の基板位置検出方法を実施させるプログラム。
【請求項２５】
請求項２４に記載のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２６】
請求項１８に記載の成膜装置に、請求項１９の成膜方法を実施させるプログラム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造装置等に収容される基板の位置を検出する基板位置検出装置、基板位置検出方法、基板位置検出装置を備える成膜装置、この成膜装置を用いる成膜方法、上記の基板位置検出装置に基板位置検出方法を実施させるプログラム、このプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体、上記の成膜装置に成膜方法を実施させるプログラム、及びこのプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造工程においては、成膜装置、エッチング装置、および検査装置を始めとする種々の製造装置内に基板が搬送され、それぞれの装置に応じた処理が基板に対して行われる。基板は、フォークやエンドエフェクタを有する搬送アームによって各装置内へ搬入されるが、装置内においては、所定の位置に正確に配置されなければならない。例えば、成膜装置内で所定の位置からずれてしまうと、基板を均一に加熱することができず、膜質および膜厚の均一性が悪化するという問題が生じる。また、所定の位置からずれていると、処理後に、フォークやエンドエフェクタによって基板を取り出すことができないといった問題も生じ得る。
【０００３】
さらに、膜厚の制御性及び均一性に優れることから注目を集めている分子層（原子層）成膜装置のなかには、原料ガスの交互供給の代わりに基板を高速で回転することにより原料ガスを基板に対して交互に付着させるものがあるが、このような装置において基板が所定の位置にない場合、回転によって基板がとばされるといった問題が生じる。
【０００４】
基板を所定の位置に正確に配置して上記のような問題を解決するため、装置内に複数のレーザセンサ又は光電センサを配置して測定値の変化により位置ずれを検出する方法や（特許文献１参照）、接触式センサを利用して位置ずれを検出する方法がある（特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、１枚の基板に対して複数のレーザセンサを用いる必要があるため、複数の基板を収容する装置においては相当数のレーザセンサが必要となり、装置のコストが上昇してしまう。また、基板とサセプタの相対位置を把握するため、サセプタの位置を検出するためのレーザセンサも必要となり、更なるコスト上昇を招く。さらに、複数のレーザセンサを用いる場合には、光学系が複雑になるという問題も生じる。一方、接触式センサは、基板を加熱する場合には、使用することができない。
【０００６】
これらに対して、基板位置の別の検出方法として、ＣＣＤカメラ等を用いて基板を撮像し、得られた画像に基づいて基板の位置を検出する方法がある（特許文献３参照）。この方法によれば、一台のＣＣＤカメラで基板もサセプタも撮影することができるため、コストを上昇させずに済み、光学系を単純化することができ、さらに遠隔検出が可能であるため基板の加熱の有無によらず使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−００７００９号公報
【特許文献２】特開２００７−１４２０８６号公報
【特許文献３】特開２００１−１１７０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、本発明の発明者らが検討した結果、カメラにより基板を撮影する際、光の照射によって検出誤差が発生し、基板位置を正確に検出することができない場合があることが分かった。
【０００９】
本発明は、このような検討結果から為され、基板の撮像に基づく基板位置検出において検出誤差を低減することが可能な基板位置検出装置、基板位置検出方法、基板位置検出装置を備える成膜装置、この成膜装置を用いる成膜方法、上記の基板位置検出装置に基板位置検出方法を実施させるプログラム、このプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体、上記の成膜装置に成膜方法を実施させるプログラム、及びこのプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、位置検出対象である基板を撮像する撮像部と、撮像部と基板との間に配置され、基板に対する撮像部の視野を確保する第１の開口部を有する光散乱性のパネル部材と、パネル部材に光を照射する第１の照明部と、前記撮像部により前記第１の開口部を通して撮像された画像から前記基板の位置を求める処理部とを備える基板位置検出装置を提供する。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様の基板位置検出装置であって、第１の照明部が、パネル部材の基板に臨む第１の面に光を照射する基板位置検出装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１の態様の基板位置検出装置であって、第１の照明部が、パネル部材の撮像部に臨む第２の面に光を照射する基板位置検出装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第３の態様の基板位置検出装置であって、基板に光を照射する第２の照明部を更に備える基板位置検出装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第２の態様の基板位置検出装置であって、第１の面に光を照射する第１の照明部の光放射部の向きが、基板に光を照射するために変更可能である基板位置検出装置を提供する。
【００１５】
本発明の第６の態様は、第１から５のいずれかの態様の基板位置検出装置であって、第１の照明部が白色発光素子を含む基板位置検出装置を提供する。
【００１６】
本発明の第７の態様は、第４の態様の基板位置検出装置であって、第２の照明部が白色発光素子を含む基板位置検出装置を提供する。
【００１７】
本発明の第８の態様は、第６又は７の態様の基板位置検出装置であって、白色発光素子が白色発光ダイオードである基板位置検出装置を提供する。
【００１８】
本発明の第９の態様は、第１から第８のいずれかの態様の基板位置検出装置であって、パネル部材が光散乱性粒子を含む樹脂により形成される基板位置検出装置を提供する。
【００１９】
本発明の第１０の態様は、第１から第８のいずれかの態様の基板位置検出装置であって、パネル部材が、顔料が塗布された透明樹脂板により形成される基板位置検出装置を提供する。
【００２０】
本発明の第１１の態様は、第１から第８のいずれかの態様の基板位置検出装置であって、パネル部材がマイクロレンズアレイを含む基板位置検出装置を提供する。
【００２１】
本発明の第１２の態様は、第１から第８のいずれかの態様の基板位置検出装置であって、パネル部材の第１の面及び第２の面のいずれか又は双方が粗面化されている基板位置検出装置を提供する。
【００２２】
本発明の第１３の態様は、第１から第１２のいずれかの態様の基板位置検出装置であって、位置検出対象である基板を臨む開口と、撮像部が収容される収容領域と、収容領域に気体を導入する導入口と、導入口から導入された気体を排気する排気口と、を含む筐体を更に備え、パネル部材が、筐体内において開口と収容領域との間に配置され、パネル部材に、気体が通過可能な第２の開口部が形成される基板位置検出装置を提供する。
【００２３】
本発明の第１４の態様は、第１から第１３のいずれかの態様の基板位置検出装置であって、撮像部がＣＣＤカメラを含む基板位置検出装置を提供する。
【００２４】
本発明の第１５の態様は、位置検出対象である基板をサセプタの載置部に載置する工程と、基板の上方に配置される、開口部を有する光散乱性のパネル部材に光を照射する工程と、上記の開口部を通して、光が照射されるパネル部材により照らされる、基板及び載置部を含む領域を撮像する工程と、領域の画像に基づいて載置部の位置を推定する工程と、領域の画像に基づいて基板の位置を推定する工程と、載置部の位置と基板の位置とから、基板が所定の位置にあるかどうかを判定する工程とを含む基板位置検出方法を提供する。
【００２５】
本発明の第１６の態様は、第１５の態様の基板検出方法であって、載置部の位置を推定する工程が、サセプタに設けられる位置検出用マークを検出する工程を含む基板位置検出方法を提供する。
【００２６】
本発明の第１７の態様は、第１５又は第１６の態様の基板位置検出方法であって、基板の位置を推定する工程が、載置部に載置された基板の端部を認識する工程を含む基板位置検出方法を提供する。
【００２７】
本発明の第１８の態様は、容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給するサイクルを実行して反応生成物の層を当該基板上に生成することにより膜を堆積する成膜装置を提供する。この成膜装置は、容器に回転可能に設けられたサセプタと、サセプタの一の面に設けられ、基板が載置される載置部と、載置部に載置される基板の位置を検出する、第１から第１４のいずれかの態様の基板位置検出装置と、一の面に第１の反応ガスを供給するよう構成された第１の反応ガス供給部と、サセプタの回転方向に沿って第１の反応ガス供給部から離れた、一の面に第２の反応ガスを供給するよう構成された第２の反応ガス供給部と、回転方向に沿って、第１の反応ガスが供給される第１の処理領域と第２の反応ガスが供給される第２の処理領域との間に位置し、第１の処理領域と第２の処理領域とを分離する分離領域と、第１の処理領域と第２の処理領域とを分離するために、容器のほぼ中央に位置し、一の面に沿って第１の分離ガスを吐出する吐出孔を有する中央領域と、容器を排気するために容器に設けられた排気口と、を備える。分離領域は、第２の分離ガスを供給する分離ガス供給部と、第２の分離ガスが回転方向に対し分離領域から処理領域側へ流れることができる狭隘な空間を、サセプタの一の面に対して形成する天井面とを含んでいる。
【００２８】
本発明の第１９の態様は、第１８の態様の成膜装置を用いて基板上に膜を堆積する成膜方法を提供する。この成膜方法は、容器に回転可能に設けられたサセプタの一の面に設けられ、基板が載置される載置部に基板を載置する工程と、基板の上方に配置される、開口部を有する光散乱性のパネル部材に光を照射する工程と、開口部を通して、光が照射されるパネル部材により照らされる、基板及び載置部を含む領域を撮像する工程と、領域の画像に基づいて載置部の位置を推定する工程と、領域の画像に基づいて基板の位置を推定する工程と、載置部の位置と基板の位置とから、基板が所定の位置にあるかどうかを判定する工程と、基板が所定の位置にあると判定された場合に、基板が載置されたサセプタを回転する工程と、第１の反応ガス供給部からサセプタの一の面へ第１の反応ガスを供給する工程と、サセプタの回転方向に沿って第１の反応ガス供給部から離れた第２の反応ガス供給部からサセプタの一の面へ第２の反応ガスを供給する工程と、第１の反応ガス供給部から第１の反応ガスが供給される第１の処理領域と第２の反応ガス供給部から第１の反応ガスが供給される第２の処理領域との間に位置する分離領域に設けられた分離ガス供給部から、第１の分離ガスを供給し、分離領域の天井面とサセプタとの間に形成される狭隘な空間において回転方向に対し分離領域から処理領域側に第１の分離ガスを流す工程と、容器の中央部に位置する中央部領域に形成される吐出孔から一の面に沿って第２の分離ガスを供給する工程と、容器を排気する工程と、を備える。
【００２９】
本発明の第２０の態様は、第１から第１４のいずれかの態様の基板位置検出装置であって、位置検出対象である前記基板が載置されるサセプタを回転する回転駆動機構に設けられ、当該サセプタに設けられた位置検出用マークの位置を検出する検出部を更に備え、前記処理部が、前記画像から前記位置検出用マークが所定の範囲にあるか否かを検出する基板位置検出装置を提供する。
【００３０】
本発明の第２１の態様は、第２０の態様の基板位置検出装置であって、前記検出部が、前記回転駆動機構に設けられた固定子と、前記回転駆動機構の回転部に設けられ、前記固定子と協働する回転子とを含む基板位置検出装置を提供する。
【００３１】
本発明の第２２の態様は、第１６の態様の基板位置検出方法であって、前記載置部の位置を推定する工程が、前記画像から前記位置検出用マークが前記画像内の所定の範囲にあるか否かを検出する工程と、前記検出する工程において前記位置検出用マークが所定の範囲に無いと判定された場合に、前記サセプタを回転する回転駆動機構に設けられた検出部の検出結果に基づいて前記位置検出マークが前記所定の範囲内に収まるように前記サセプタの位置を調整する工程と、前記所定の範囲内に収まった前記位置検出マークの位置を検出し、当該検出結果に基づいて前記位置検出マークを所定の位置に位置するように前記サセプタの位置を調整する工程とを含む基板位置検出方法を提供する。
【００３２】
本発明の第２３の態様は、第２２の態様の基板位置検出方法であって、前記検出部が、前記回転駆動機構に設けられた固定子と、前記回転駆動機構の回転部に設けられ、前記固定子と協働する回転子とを含む基板位置検出方法を提供する。
【００３３】
本発明の第２４の態様は、第１から第１４、第２０、および第２１の態様のいずれかの基板位置検出装置に、第１５から第１７、第２２、および第２３の態様のいずれかの基板位置検出方法を実施させるプログラムを提供する。
【００３４】
本発明の第２５の態様は、第２４の態様のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体を提供する。
【００３５】
本発明の第２６の態様は、第１８の態様の成膜装置に、請求項１９の成膜方法を実施させるプログラムを提供する。
【００３６】
本発明の第２７の態様は、第２６の態様のプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の実施形態によれば、基板の撮像に基づく基板位置検出において検出誤差を低減することが可能な基板位置検出装置、基板位置検出方法、基板位置検出装置を備える成膜装置、この成膜装置を用いる成膜方法、上記の基板位置検出装置に基板位置検出方法を実施させるプログラム、このプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体、上記の成膜装置に成膜方法を実施させるプログラム、及びこのプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態による基板位置検出装置を示す模式図
【図２】本発明の実施形態による基板位置検出方法を示すフローチャート
【図３】図１の基板位置検出装置が利用される成膜装置におけるウエハの配置を説明する図
【図４】図１の基板位置検出装置を利用して本発明の実施形態による基板位置検出方法に従って撮像された画像（ｂ）を、位置検出方法の比較のために撮像した画像（ａ）と対比して示す図
【図５】本発明の実施形態による基板位置検出装置及び基板位置検出方法における、ウエハの中心位置の推定を説明する図
【図６】本発明の他の実施形態による基板位置検出装置を模式的に示す図
【図７】図１の基板位置検出装置を備える、本発明の実施形態による成膜装置を示す模式図
【図８】図７の成膜装置の容器本体の内部を示す斜視図
【図９】図７の成膜装置の容器本体の内部を示す上面図
【図１０】図７の成膜装置のガス供給ノズル、サセプタ、及び凸状部との位置関係を示す図
【図１１】図７の成膜装置の一部断面図
【図１２】図７の成膜装置の破断斜視図
【図１３】図７の成膜装置におけるパージガスの流れを示す一部断面図
【図１４】図７の成膜装置の容器本体内へアクセスする搬送アームを示す斜視図
【図１５】図７の成膜装置の容器本体内を流れるガスのフローパターンを示す上面図
【図１６】図７の成膜装置内の突出部の形状を説明する図
【図１７】図７の成膜装置のガス供給ノズルの変形例を示す図
【図１８】図７の成膜装置内の突出部の変形例を示す図
【図１９】図７の成膜装置内の突出部とガス供給ノズルの変形例を示す図
【図２０】図７の成膜装置内の突出部の他の変形例を示す図
【図２１】図７の成膜装置におけるガス供給ノズルの配置位置の変形例を示す図
【図２２】図７の成膜装置内の突出部のまた別の変形例を示す図
【図２３】図７の成膜装置内において、反応ガス供給ノズルに対して突出部を設けた例を示す図
【図２４】図７の成膜装置内の突出部の更に別の変形例を示す図
【図２５】図１の基板位置検出装置を備える、本発明の他の実施形態による成膜装置を示す模式図
【図２６】図７又は図２５の成膜装置を含む基板処理装置を示す模式図
【図２７】本発明の他の実施形態による基板位置検出装置を説明するための模式図
【図２８】本発明の他の実施形態による基板位置検出方法を示すフローチャート
【図２９】本発明の他の実施形態による基板位置検出方法を説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的とせず、したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定されるべきものである。
【００４０】
＜基板位置検出装置＞
図１は、本発明の一実施形態による基板位置検出装置を示す概略図である。図示の通り、本実施形態による基板位置検出装置１０１は、筐体１０２と、筐体１０２内に取り付けられ、位置検出の対象であるウエハＷを撮像するカメラ１０４と、筐体１０２内においてカメラ１０４の下方に配置されるパネル１０６と、パネル１０６に光を照射する光源１０８とを有している。
【００４１】
筐体１０２は、本実施形態においては、位置検出の対象であるウエハＷが収納される成膜装置２００の上に配置される。筐体１０２は、下部に開口部を有し、この開口部を覆う透明な窓１０２ａを有している。また、筐体１０２には、上方の側壁において配管１０２ｂが接続され、下方の側壁において配管１０２ｃが接続されている。図１中に二点鎖線の矢印で示すように、例えば清浄空気を配管１０２ｂから流して配管１０２ｃから排気することにより、筐体１０２内に取り付けられたカメラ１０４を冷却することができる。また、位置検出時にウエハＷが加熱されている場合には、輻射熱により窓１０２ａが加熱され、これにより陽炎が生じて画像がぼやけることがある。しかし、上記の清浄空気により窓１０２ａをも冷却することができ、陽炎による画像のぼやけを低減することができる。
【００４２】
カメラ１０４は、撮像素子として電荷結合素子（ＣＣＤ）を有しており、筐体１０２の上方部に筐体１０２の開口部および窓１０２ａを望むように取り付けられている。この構成により、カメラ１０４は、窓１０２ａと、成膜装置２００の天板１１に気密に設けられたビューポート２０１とを通して、成膜装置２００内のサセプタ２に載置されるウエハＷを撮像することができる。
【００４３】
また、カメラ１０４には制御部１０４ａが電気的に接続されている。制御部１０４ａにより、カメラ１０４の動作（オン／オフ、焦点合わせ、撮像等）が制御されるとともに、カメラ１０４により得られた画像データが処理される。この処理には、画像データからウエハＷやサセプタ２の位置を求める演算処理が含まれる。また、制御部１０４ａが、所定の入出力装置（図示せず）を通して記憶媒体に記憶されたプログラムをダウンロードし、このプログラムに従って、カメラ１０４や光源１０８などの各構成を制御することにより、後述する基板位置検出方法が実施される。
【００４４】
パネル１０６は、本実施形態においては、白色顔料が塗布された乳白色のアクリル板から作製され、筐体１０２内においてカメラ１０４と窓１０２ａとの間に取り付けられている。パネル１０６のほぼ中央には開口部１０６ａが形成されており、開口部１０６ａを通して、カメラ１０４は成膜装置２００内のウエハＷおよびその周辺を撮像することができる。したがって、開口部１０６ａの位置および大きさは、カメラ１０４がウエハＷおよびその周辺の領域、具体的には、ウエハ位置の検出に利用されるウエハＷのエッジと、サセプタ２に形成される位置検出用マーク２ａ（後述）とを撮像できるように決定して良く、また、パネル１０６とカメラ１０４との距離をも考慮に入れて決定して良い。
【００４５】
また、パネル１０６には、カメラ１０４によるウエハＷ等の撮像を妨げない位置において、一又は複数の開口部１０６ｂが形成されている。開口部１０６ｂは、筐体１０２に接続される配管１０２ａから供給される清浄空気の流れを促進するために設けられる。
【００４６】
光源１０８は、本実施形態においては、パネル１０６と窓１０２ａとの間において筐体１０２の内側壁に取り付けられている。このため、光源１０８は、パネル１０６の下面に光を照射することができ、また、パネル１０６の開口部１０６ａを通してカメラ１０４に光が照射されることない。光源１０８は、上下方向に旋回可能に取り付けられても良く、さらに、所定のモータ等を設けて照射方向の切り替えができるようにすると好ましい。このようにすれば、択一的に、光源１０８の上方のパネル１０６に光を照射するか、光源１０８の下方のウエハＷに光を照射することができる。
【００４７】
光源１０８は、本実施形態においては、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）１０８ａを含み、また、白色ＬＥＤに電力を供給する電源１０８ｂを有している。電源１０８ｂは出力電圧を変えることができ、これにより、パネル１０６により間接的に光照射されるウエハＷへの照度を調整することができる。照度の調整により、カメラ１０４は、より鮮明な画像を撮像することが可能となる。
【００４８】
以上のように構成された、本発明の一実施形態による基板位置検出装置１０１が奏する効果・利点は、以下の基板位置検出方法の説明より明らかとなる。
【００４９】
＜基板位置検出方法＞
図１〜図５を参照しながら、本発明の一実施形態による基板位置検出方法を説明する。ここでは、上述の基板位置検出装置１０１を用い、成膜装置２００内に搬入されてサセプタ２に載置されるウエハＷの位置を検出する場合を説明する。なお、成膜装置２００で用いられるサセプタ２は、図３に示すとおり、５枚のウエハが載置される載置部２４を等角度間隔（約７２°）で有している。ウエハの位置検出は、例えばウエハを成膜装置２００内に搬入し所定の載置部に載置したときに行われ、１ランに搬入される５枚以下のウエハのそれぞれについて逐次行われる。また、載置部２４は、例えば、ウエハＷの直径よりも大きい内径を有する円形の凹部であって良い。具体的には、約３００ｍｍ（１２インチ）の直径を有するウエハＷに対し、凹状の載置部２４の内径は例えば約３０４ｍｍ〜約３０８ｍｍであって良い。
【００５０】
まず、ステップＳ２１（図２）において、ウエハＷが、フォークを有する搬送アーム（図示せず）により、成膜装置２００のチャンバ１２（図１）内に搬入され、サセプタ２に設けられた貫通孔を通して昇降可能な昇降ピン１６（図３）によって搬送アームから載置部２４に載置される。次に、このウエハＷは、サセプタ２の回転により、基板位置検出装置１０１のカメラ１０４により撮像される位置（以下、撮像位置という）に移動される。
【００５１】
次いで、基板位置検出装置１０１の光源１０８が点灯し、パネル１０６の下面に光が照射される。そして、基板位置検出装置１０１のカメラ１０４により、ウエハＷのエッジを含む領域とその周辺のサセプタ２とが撮像され（ステップＳ２２）、制御部１０４ａにより画像データが収集される。カメラ１０４により得られた画像の一例を示すと、図４（ｂ）のとおりである。図示のとおり、ウエハＷはほぼ一様に白色で示され、サセプタ２は黒色で表されている。なお、図中、ウエハＷに見える黒い長方形は、パネル１０６の開口部１０６ｂである。
【００５２】
続けて、制御部１０４ａにより、成膜装置２００のサセプタ２に設けられた位置検出用マーク２ａが検出される。この検出は、予め制御部１０４ａに記憶された位置検出用マーク２ａの形状又は模様等に基づいた画像処理により行うことができる。さらに、検出された位置検出用マーク２ａの位置に基づいて、検出対象のウエハＷが載置される載置部２４の中心位置が推定される（ステップＳ２３）。この推定のためには、例えば図５に示すように、位置検出マーク２ａが、位置検出マーク２ａの中心と載置部２４の中心Ｃとが所定の軸上に位置するように形成されていると好ましい。このようにすれば、予め決定された、位置検出マーク２ａの中心から距離により、載置部２４の中心Ｃの位置を容易に推定することができる。
【００５３】
次に、制御部１０４ａは、カメラ１０４により得られた画像において、ウエハＷのエッジラインを認識する。この認識は、制御部１０４ａに予め備えられたエッジ認識機能を利用して行って良い。次いで、例えばエッジラインに接する複数の接線とその接点において交差する直線が交わる点（座標）を求めることにより、ウエハＷの中心ＷＯ（図５）の位置を推定することができる（ステップＳ２４）。
【００５４】
次いで、推定されたウエハＷの中心ＷＯの位置と載置部２４の中心Ｃの位置との距離ｄが求められる。ここで、図５に示す座標軸において、載置部２４の中心Ｃが点（ＸＣ，ＹＣ）で表され、ウエハＷの中心ＷＯが点（ＸＷ，ＹＷ）で表されるとすると、
ｄ２＝（（ＸＷ−ＸＣ）２＋（ＹＷ−ＹＣ）２）／ＣＦ２  ・・・式（１）
という関係式が成り立つ。式（１）において、ＣＦは換算係数であり、例えばＣＣＤ上の画素間の距離に対する実際の寸法の比を表している。
【００５５】
この後、式（１）に基づいて求めた距離ｄを用いて、ウエハＷが所定の範囲内にあるかどうかが判定される（ステップＳ２５）。例えば、Ｄｗｍｍの直径を有するウエハＷに対して、載置部２４が凹部であって、その内径がＤ０ｍｍである場合、
０≦ｄ２≦Ｌ２  ・・・式（２）
Ｌ＝（Ｄ０−Ｄｗ）／２  ・・・式（３）
という関係を満たすときは、ウエハＷの中心ＷＯは、載置部２４の中心Ｃを中心とする半径Ｌの円Ｒの内側に入ることとなる。すなわち、この場合、ウエハＷは載置部２４に収まっていることとなり、ウエハＷの位置は所定の範囲内にあると判定される。
【００５６】
なお、ウエハＷを載置部２４へ載置する場合に、昇降ピン１６を用いずに、エンドエフェクタを有する搬送アームを使用するときは、エンドエフェクタのサイズに応じて、
０≦ｄ２≦Ｌ１２  ・・・式（４）
Ｌ１＜Ｌ＝（Ｄ０−Ｄｗ）／２  ・・・式（５）
という関係式を用いて、ウエハＷの位置は所定の範囲内にあるかどうかを判定しても良い。
【００５７】
また、上記の撮像、中心推定、および判定が行われる間、成膜装置２００においては、撮像等の処理が行われたウエハＷが載置される載置部２４に隣接する載置部２４に次のウエハＷが載置される。これにより、時間の無駄なく、ウエハＷの位置検出およびウエハＷの搬入が可能となり、スループットの低下を防ぐことができる。
【００５８】
距離ｄが所定の範囲内にある場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、制御部１０４ａから成膜装置２００に対してウエハＷの搬入が終了したかどうかが問い合わされ（ステップＳ２６）、残りのウエハＷがあるとの情報を得た場合には、ステップＳ２２へ戻る。すなわち、成膜装置２００のサセプタ２が回転し、次のウエハＷが撮像位置に移動されて、そのウエハＷのエッジとその周辺領域が撮像され、この後、このウエハＷに対してステップＳ２５までが行われる。以降、サセプタ２に載置されるすべてのウエハＷに対して位置検出が終了するまで、同様にステップＳ２１〜Ｓ２５が繰り返される。
【００５９】
また、距離ｄが所定の範囲内にないと判定された場合は（ステップＳ２５：ＮＯ）、制御部１０４ａからアラームが発せられ、制御部１０４ａから成膜装置２００に対して動作の中止を求める信号が送信され（ステップＳ２７）、これにより成膜装置２００が待機状態となる。この場合、成膜装置２００の操作者により、所定の手順に従って、所定の位置にないと判定されたウエハＷを所定の位置に載置するといった手動作業が行われる。
【００６０】
ステップＳ２６において、残りのウエハＷがない、すなわち、すべての（５枚の）ウエハＷが所定の位置にあると判定されると（ステップＳ２６：ＮＯ）、成膜装置２００において、ウエハＷの上に所定の膜が成膜される（ステップＳ２８）。成膜が終了すると、搬送アームによりウエハＷが成膜装置２００のチャンバ１２から搬出される。ただし、搬出の前に、ステップＳ２１〜Ｓ２７に倣って、再度、ウエハＷの位置検出を行っても良い。成膜後の位置検出は、成膜中にサセプタ２が回転することによりウエハＷの位置がずれた場合に、例えばエンドエフェクタを有する搬送アームがウエハＷを掴むことができないという事態を防止する点で有効である。
【００６１】
以下、図４（ａ）および図４（ｂ）を比較しながら、本実施形態による基板位置検出方法の効果及び利点を説明する。図４（ａ）は、比較のため、ウエハＷとその周辺領域に対して直接に光を照射し撮像した画像を示す。この場合、ウエハＷは黒く表示されている。このため、サセプタ２の載置部２４の内周壁により生じる影、かつ／又は、ウエハＷの厚さにより生じる影と、ウエハＷのエッジとが重なると、ウエハＷのエッジを正確に認識することができない。その結果、ウエハＷの中心、ひいてはウエハＷの位置を正確に把握することができなくなってしまう。また、ウエハＷのエッジは、外向きに傾斜しているため、この傾斜面から強い反射光が生じる場合がある。そうすると、画像上ではウエハＷのエッジの一部が強く光って見えることとなり、エッジの円弧形状が歪んでしまい、ウエハＷの中心を正確に推定することができない事態ともなる。
【００６２】
一方、本発明の実施形態による基板位置検出方法によれば、図４（ｂ）に示すように、ウエハＷは白色で表示されている。この理由は以下のとおりである。パネル１０６は上述の通り白色顔料が塗布されたアクリル板で作製されているため、パネル１０６の下面（ウエハＷを望む面）に対して光源１０８から光を照射すると、パネル１０６の全体がほぼ一様に白色に発光することとなる。このとき、パネル１０６の下方に配置されるウエハＷは、ほぼ一様に白色に発光するパネル１０６に照らされるため、または、このように発光するパネル１０６が映るため、一様に白色に見える。したがって、カメラ１０４により撮影される画像においても、ウエハＷのエッジを含む領域が一様に光って見える。一方、ウエハＷが載置されるサセプタ２は、カーボンやＳｉＣコートカーボンから作製されることもあって、パネル１０６からの光に照らされても黒く見える。したがって、ウエハＷとサセプタ２との間に大きなコントラストが生じる。また、パネル１０６から、光が種々の方向からウエハＷおよびサセプタ２に到達するため、ウエハＷや載置部２４による影が生じにくい。したがって、ウエハＷのエッジは明瞭に認識され、検出誤差の低減が防止される。
【００６３】
また、パネル１０６が全面で一様に発光しているため、ウエハＷのエッジからの強い反射が無く、エッジからの反射光に伴う検出誤差が生じることもない。さらに、ウエハ表面からの強い反射光もなく、カメラ１０４においてフレアなどが発生することもないため、ウエハＷのエッジを明瞭に認識することが可能となる。
【００６４】
以上から、本発明の実施形態による基板位置検出装置及び基板位置検出方法の効果及び利点が理解される。
＜基板位置検出装置を備える成膜装置＞
以下、本発明の実施形態による上述の基板位置検出装置を備える、本発明の他の実施形態による成膜装置について、図７から図２５を参照しながら説明する。
【００６５】
本発明の実施形態による成膜装置２００は、図７（図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図）に示すように平面形状が概ね円形である扁平な真空容器１と、この真空容器１内に設けられ、当該真空容器１の中心に回転中心を有するサセプタ２と、を備えている。真空容器１は天板１１が容器本体１２から分離できるように構成されている。天板１１は、内部の減圧状態により封止部材例えばＯリング１３を介して容器本体１２側に押し付けられ、これにより真空容器１が気密に密閉される。一方、天板１１を容器本体１２から分離する必要があるときは、図示しない駆動機構により上方に持ち上げられる。
【００６６】
また、天板１１には、例えば石英ガラスを用いて作製されるビューポート２０１が、Ｏリング等の図示しない封止部材により真空容器１に対して気密に設けられている。天板１１の上面には、ビューポート２０１に対して窓１０２ａが向かい合うように、基板位置検出装置１０１が着脱可能に取り付けられている。基板位置検出装置１０１の構成は上述のとおりである。基板位置検出装置１０１を用いて、本発明の実施形態による上述の基板位置検出方法を実施することにより、成膜装置２００内のサセプタ２（後述）に載置されるウエハＷ（図７）の位置を検出することができる。
【００６７】
サセプタ２は、中心部にて円筒形状のコア部２１に固定され、このコア部２１は、鉛直方向に伸びる回転軸２２の上端に固定されている。回転軸２２は容器本体１２の底面部１４を貫通し、その下端が当該回転軸２２を鉛直軸回りにこの例では時計方向に回転させる駆動部２３に取り付けられている。回転軸２２及び駆動部２３は、上面が開口した筒状のケース体２０内に収納されている。このケース体２０はその上面に設けられたフランジ部分２０ａを介して真空容器１の底面部１４の下面に気密に取り付けられており、これにより、ケース体２０の内部雰囲気が外部雰囲気から隔離されている。
【００６８】
図８及び図９に示すように、サセプタ２の上面に、それぞれウエハＷが載置される複数（図示の例では５つ）の円形凹部状の載置部２４が形成されている。ただし、図９ではウエハＷを１枚のみを示している。載置部２４は、サセプタ２に互いに約７２°の角度間隔で配置されている。
【００６９】
ここで、図１０（ａ）を参照すると、載置部２４と載置部２４に載置されたウエハＷとの断面が図示されている。この図に示すように、載置部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに大きい、例えば４ｍｍ大きい直径と、ウエハＷの厚さに等しい深さとを有している。したがって、ウエハＷが載置部２４に載置されたとき、ウエハＷの表面は、サセプタ２の載置部２４を除く領域の表面と同じ高さにある。仮に、ウエハＷとその領域との間に比較的大きい段差があると、その段差によりガスの流れに乱流が生じ、ウエハＷ上での膜厚均一性が影響を受ける。このため、２つの表面が同じ高さにある。「同じ高さ」は、ここでは高さの差が約５ｍｍ以下であることを意味するが、その差は、加工精度が許す範囲でできるだけゼロに近くすべきである。
【００７０】
また、載置部２４の底には、３つの貫通孔（図示せず）が形成されており、これらを通して３つの昇降ピン１６（図１４参照）が昇降する。昇降ピン１６は、ウエハＷの裏面を支え、ウエハＷを昇降させる。
【００７１】
容器本体１２の側壁には、図８、図９及び図１４に示すように、搬送口１５が形成されている。ウエハＷは、搬送口１５を通して搬送アーム１０により真空容器１の中へ、又は真空容器１から外へと搬送される。この搬送口１５にはゲートバルブ（図示せず）が設けられ、これにより搬送口１５が開閉される。一の載置部２４が搬送口１５に整列し、ゲートバルブが開くと、ウエハＷは、搬送アーム１０により真空容器１内へ搬送され、搬送アーム１０から載置部２４に置かれる。ウエハＷを搬送アーム１０から載置部２４へ降ろすため、また、載置部２４から持ち上げるために、昇降ピン１６（図１４）が設けられており、昇降ピン１６は昇降機構（図示せず）によって、サセプタ２の載置部２４に形成された貫通孔を通して昇降される。このようにして、ウエハＷが載置部２４に載置される。
【００７２】
ここで、基板位置検出装置１０１と、サセプタ２、載置部２４、及び搬送口１５との平面的な位置関係を説明すると、図９に示すように、基板位置検出装置１０１は搬送口１５の中心から約７２°ずれた位置に配置されている。これにより、サセプタ２の５つの載置部２４のうちの一つが搬送口１５に整列したとき、その載置部２４の隣の載置部２４が基板位置検出装置１０１の下方に位置する。したがって、搬送口１５に整列した載置部２４にウエハＷを載置する間に、その隣の載置部２４に載置されたウエハＷのエッジとその周辺領域は、カメラ１０４（図１）の視野Ｆに入り、上述の基板位置検出方法により、そのウエハＷが所定の位置にあるかどうかを判定することができる。換言すると、一のウエハＷについて位置検出を行っている間に、隣の載置部２４へ他のウエハＷを載置することができる。このようにして、５枚のウエハＷが載置部２４に順次載置され、位置検出が行われるため、基板位置検出に伴うスループットの低下を低減することが可能となる。
【００７３】
図８及び図９を参照すると、サセプタ２の上方に第１の反応ガス供給ノズル３１、第２の反応ガス供給ノズル３２、及び分離ガス供給ノズル４１，４２を含み、これらは、所定の角度間隔で半径方向に延在している。この構成により、載置部２４は、ノズル３１，３２，４１，及び４２の下を通過することができる。図示の例では、第２の反応ガス供給ノズル３２、分離ガス供給ノズル４１、第１の反応ガス供給ノズル３１、及び分離ガス供給ノズル４２がこの順に時計回りに配置されている。これらのガスノズル３１，３２，４１，４２は、容器本体１２の周壁部を貫通し、ガス導入ポート３１ａ，３２ａ，４１ａ，４２ａである端部を壁の外周壁に取り付けることにより、支持されている。ガスノズル３１，３２，４１，４２は、図示の例では、真空容器１の周壁部から真空容器１内へ導入されているが、環状の突出部５（後述）から導入しても良い。この場合、突出部５の外周面と天板１１の外表面とに開口するＬ字型の導管を設け、真空容器１内でＬ字型の導管の一方の開口にガスノズル３１（３２，４１，４２）を接続し、真空容器１の外部でＬ字型の導管の他方の開口にガス導入ポート３１ａ（３２ａ、４１ａ、４２ａ）を接続することができる。
【００７４】
図示していないが、反応ガス供給ノズル３１は、第１の反応ガスであるビスターシャルブチルアモノシラン（ＢＴＢＡＳ）のガス供給源に接続され、反応ガス供給ノズル３２は、第２の反応ガスであるオゾン（Ｏ３）のガス供給源に接続されている。
【００７５】
反応ガス供給ノズル３１、３２には、下方側に反応ガスを吐出するための吐出孔３３がノズルの長さ方向に間隔を置いて配列されている。本実施形態においては、吐出孔３３は、約０．５ｍｍの口径を有し、反応ガス供給ノズル３１、３２の長さ方向に沿って約１０ｍｍの間隔で配列されている。また、反応ガス供給ノズル３１の下方領域はＢＴＢＡＳガスをウエハに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１であり、反応ガス供給ノズル３２の下方領域はＯ３ガスをウエハに吸着させるための第２の処理領域Ｐ２である。
【００７６】
一方、分離ガス供給ノズル４１，４２は、チッ素ガス（Ｎ２）のガス供給源（図示せず）に接続されている。分離ガス供給ノズル４１、４２は、下方側に分離ガスを吐出するための吐出孔４０を有している。吐出孔４０は、長さ方向に所定の間隔で配置されている。本実施形態においては、吐出孔４０は、約０．５ｍｍの口径を有し、分離ガス供給ノズル４１、４２の長さ方向に沿って約１０ｍｍの間隔で配列されている。
【００７７】
分離ガス供給ノズル４１、４２は、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離するよう構成される分離領域Ｄに設けられている。各分離領域Ｄにおいては、真空容器１の天板１１に、図８〜図１０に示すように、凸状部４が設けられている。凸状部４は、扇形の上面形状を有しており、その頂部は真空容器１の中心に位置し、円弧は容器本体１２の内周壁の近傍に沿って位置している。また、凸状部４は、凸状部４が二分割されるように半径方向に伸びる溝部４３を有している。溝部４３には分離ガス供給ノズル４１（４２）が収容されている。分離ガス供給ノズル４１（４２）の中心軸と扇形の凸状部４の一方の辺との間の距離は、分離ガス供給ノズル４１（４２）の中心軸と扇形の凸状部４の他方の辺との間の距離とほぼ等しい。なお、溝部４３は、本実施形態では、凸状部４を二等分するように形成されるが、他の実施形態においては、例えば、凸状部４におけるサセプタ２の回転方向上流側が広くなるように、溝部４３を形成しても良い。
【００７８】
上記の構成によれば、図１０（ａ）に示すように、分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側には平坦な低い天井面４４（第１の天井面）があり、低い天井面４４の両側方には高い天井面４５（第２の天井面）がある。凸状部４（天井面４４）は、第１及び第２の反応ガスが凸状部４とサセプタ２との間に侵入するのを阻止して混合するのを阻止するための狭隘な空間である分離空間を形成する。
【００７９】
図１０（ｂ）を参照すると、サセプタ２の回転方向に沿って反応ガス供給ノズル３２から凸状部４に向かって流れるＯ３ガスが当該空間へ侵入するのが阻止され、またサセプタ２の回転方向と反対方向に沿って反応ガス供給ノズル３１から凸状部４に向かって流れるＢＴＢＡＳガスが当該空間へ侵入するのが阻止される。「ガスが侵入するのが阻止される」とは、分離ガス供給ノズル４１から吐出した分離ガスであるＮ２ガスが第１の天井面４４とサセプタ２の表面との間に拡散して、この例では当該第１の天井面４４に隣接する第２の天井面４５の下方側の空間に吹き出し、これにより第２の天井面４５の下方側空間からのガスが侵入できなくなることを意味する。そして「ガスが侵入できなくなる」とは、第２の天井面４５の下方側空間から凸状部４の下方側空間に全く入り込むことができない場合のみを意味するのではなく、反応ガスの一部が侵入しても、その反応ガスが分離ガス供給ノズル４１に向かって更に進むことができず、よって、混ざり合うことができないことも意味する。すなわち、このような作用が得られる限り、分離領域Ｄは、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離することとなる。また、ウエハに吸着したガスについては当然に分離領域Ｄ内を通過することができる。したがって、ガスの侵入阻止は、気相中のガスを意味している。
【００８０】
図７から図９を参照すると、天板１１の下面には、内周縁がコア部２１の外周面に面するように配置された環状の突出部５が設けられている。突出部５は、コア部２１よりも外側の領域においてサセプタ２と対向している。また、突出部５は、凸状部４と一体に形成され、凸状部４の下面と突出部５の下面とは一の平面を形成している。すなわち、突出部５の下面のサセプタ２からの高さは、凸状部４の下面（天井面４４）と高さと等しい。この高さは、後に高さｈと言及される。ただし、突出部５と凸状部４は、必ずしも一体でなくても良く、別体であっても良い。なお、図８及び図９は、凸状部４を真空容器１内に残したまま天板１１を取り外した真空容器１の内部構成を示している。
【００８１】
本実施形態においては、分離領域Ｄは、凸状部４となるべき扇形プレートに溝部４３を形成して、分離ガス供給ノズル４１（４２）を溝部４３に配置することにより形成される。しかし、２つの扇形プレートが分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に配置されるように、これら２つの扇形プレートを天板１１の下面にネジで取り付けるようにしても良い。
【００８２】
本実施形態において、直径約３００ｍｍを有するウエハＷが真空容器１内で処理されることとなる場合、凸状部４は、サセプタの回転中心から１４０ｍｍ離れた内側の円弧ｌｉ（図９）に沿った例えば１４０ｍｍの周方向長さと、サセプタ２の載置部２４の最外部に対応する外側の円弧ｌｏ（図９）に沿った例えば５０２ｍｍの周方向長さとを有する。また、外側の円弧ｌｏに沿った、凸状部４の一側壁から溝部４３の直近の側壁までの周方向長さは、約２４６ｍｍである。
【００８３】
また、凸状部４の下面、即ち、天井面４４の、サセプタ２の表面から測った高さｈ（図１０（ａ））は、例えば約０．５ｍｍから約１０ｍｍであって良く、約４ｍｍであると好適である。また、サセプタ２の回転数は例えは１ｒｐｍ〜５００ｒｐｍに設定されている。分離領域Ｄの分離機能を確保するためには、処理真空容器１内の圧力やサセプタ２の回転数などに応じて、凸状部４の大きさや凸状部４の下面（第１の天井面４４）とサセプタ２の表面との高さｈを例えば実験などを通して設定してよい。なお分離ガスとしては、本実施形態ではＮ２ガスだが、分離ガスが酸化シリコンの成膜に影響を与えない限りにおいて、ＨｅやＡｒガスなどの不活性ガスや水素ガスなどであってもよい。
【００８４】
図１１は、図９のＡ−Ａ線に沿った断面図の半分を示し、ここには凸状部４と、凸状部４と一体に形成された突出部５が図示されている。図１１を参照すると、凸状部４は、その外縁においてＬ字状に屈曲する屈曲部４６を有している。凸状部４は天板１１に取り付けられ天板１１とともに容器本体１２から分離され得るため、屈曲部４６とサセプタ２との間及び屈曲部４６と容器本体１２との間に僅かな隙間があるが、屈曲部４６は、サセプタ２と容器本体１２との間の空間を概ね埋めており、反応ガス供給ノズル３１ａからの第１の反応ガス（ＢＴＢＡＳ）と反応ガス供給ノズル３２ａからの第２の反応ガス（オゾン）とがこの隙間を通して混合するのを防止する。屈曲部４６と容器本体１２との間の隙間、及び屈曲部４６とサセプタ２との間に僅かな隙間は、上述のサセプタから凸状部４の天井面４４までの高さｈとほぼ同一の寸法とされている。図示の例において、屈曲部４６のサセプタ２の外周面に面する側壁が、分離領域Ｄの内周壁を構成している。
【００８５】
図９に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である図７を再び参照すると、容器本体１２は、サセプタ２の外周面に対向する容器本体１２の内周部に凹み部を有している。これ以降、この凹み部を排気領域６と称する。排気領域６の下方には、排気口６１（他の排気口６２については図９参照）が設けられ、これらには他の排気口６２についても使用され得る排気管６３を介して真空ポンプ６４に接続されている。また、排気管６３には圧力調整器６５が設けられている。複数の圧力調整器６５を、対応する排気口６１，６２に対して設けてもよい。
【００８６】
図９を再び参照すると、排気口６１は、上方から見て、第１の反応ガス供給ノズル３１と、第１の反応ガス供給ノズル３１に対してサセプタ２の時計回転方向の下流に位置する凸状部４との間に配置されている。この構成により、排気口６１は、実質的に、第１の反応ガス供給ノズル３１からのＢＴＢＡＳガスを専ら排気することができる。一方、排気口６２は、上方から見て、第２の反応ガス供給ノズル３２と、第２の反応ガス供給ノズル３２に対してサセプタ２の時計回転方向の下流に位置する凸状部４との間に配置されている。この構成により、排気口６２は、実質的に、第２の反応ガス供給ノズル３２からのＯ３ガスを専ら排気することができる。したがって、このように構成される排気口６１、６２は、分離領域ＤがＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとが混合するのを防止するのを補助することができる。
【００８７】
本実施形態では、２つの排気口が容器本体１２に設けられているが、他の実施形態では、３つの排気口が設けられてもよい。例えば、第２の反応ガス供給ノズル３２と、第２の反応ガス供給ノズル３２に対してサセプタ２の時計回転方向の上流に位置する分離領域Ｄとの間に追加の排気口を設けてもよい。また、更に追加の排気口をどこかに設けてもよい。図示の例では、排気口６１、６２はサセプタ２よりも低い位置に設けることで真空容器１の内周壁とサセプタ２の周縁との間の隙間から排気するようにしているが、容器本体１２の側壁に設けてもよい。また、排気口６１，６２を容器本体１２の側壁に設ける場合、排気口６１，６２はサセプタ２よりも高く位置して良い。この場合、ガスはサセプタ２の表面に沿って流れ、サセプタ２の表面より高く位置する排気口６１，６２へ流れ込む。したがって、真空容器１内のパーティクルが吹き上げられないという点で、排気口が例えば天板１１に設けられた場合に比べて、有利である。
【００８８】
図７、図１１及び図１２に示すように、サセプタ２と容器本体１２の底部１４との間の空間には、加熱部としての環状のヒータユニット７が設けられ、これにより、サセプタ２上のウエハＷがサセプタ２を介してプロセスレシピで決められた温度に加熱される。また、カバー部材７１が、サセプタ２の下方においてサセプタ２の外周の近くに、ヒータユニット７を取り囲むように設けられ、ヒータユニット７が置かれている空間が、ヒータユニット７の外側の領域から区画されている。カバー部材７１は上端にフランジ部７１ａを有し、フランジ部７１ａは、カバー部材７１内にガスが流入することを防止するため、サセプタ２の下面とフランジ部との間に僅かな間隙が維持されるように配置される。
【００８９】
再び図７を参照すると、底部１４は、環状のヒータユニット７の内側に隆起部を有している。隆起部の上面は、サセプタ２と隆起部との間及び隆起部とコア部２１とに接近しており、隆起部の上面とサセプタ２との間、及び隆起部の上面とコア部２１の裏面との間に僅かな隙間を残している。また、底部１４は、回転軸２２が通り抜ける中心孔を有している。この中心孔の内径は、回転軸２２の直径よりも僅かに大きく、フランジ部２０ａを通してケース体２０と連通する隙間を残している。パージガス供給管７２がフランジ部２０ａの上部に接続されている。また、ヒータユニット７が収容される領域をパージするため、複数のパージガス供給管７３が所定の角度間隔でヒータユニット７の下方の領域に接続されている。
【００９０】
このような構成により、回転軸２２と底部１４の中心孔との間の隙間、コア部２１と底部１４の隆起部との間の隙間、及び底部１４の隆起部とサセプタ２の裏面との間の隙間を通して、パージガス供給管７２からヒータユニット空間へＮ２パージガスが流れる。また、パージガス供給管７３からヒータユニット７の下の空間へＮ２ガスが流れる。そして、これらのＮ２パージガスは、カバー部材７１のフランジ部７１ａとサセプタ２の裏面との間の隙間を通して排気口６１へ流れ込む。Ｎ２パージガスのこのような流れは、図１３に矢印で示してある。Ｎ２パージガスは、第１（第２）の反応ガスがサセプタ２の下方の空間を回流して第２（第１）の反応ガスと混合するのを防止する分離ガスとして働く。
【００９１】
図１３を参照すると、真空容器１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続され、これにより、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスであるＮ２ガスが供給される。この空間５２に供給された分離ガスは、突出部５とサセプタ２との狭い隙間５０を通して、サセプタ２の表面に沿って流れ、排気領域６に到達する。この空間５３と隙間５０は分離ガスが満たされているので、サセプタ２の中心部を介して反応ガス（ＢＴＢＡＳ、Ｏ３）が混合することがない。即ち、本実施形態の成膜装置２００は、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離するためにサセプタ２の回転中心部と真空容器１とにより画成され、分離ガスをサセプタ２の上面に向けて吐出する吐出口を有するように構成される中心領域Ｃが設けられている。なお、図示の例では、吐出口は突出部５とサセプタ２との狭い隙間５０に相当する。
【００９２】
また、この実施形態による成膜装置２００には、装置全体の動作のコントロールを行うための制御部１００が設けられている。この制御部１００は、例えばコンピュータで構成されるプロセスコントローラ１００ａと、ユーザインタフェース部１００ｂと、メモリ装置１００ｃとを有する。ユーザインタフェース部１００ｂは、成膜装置２００の動作状況を表示するディスプレイや、成膜装置２００の操作者がプロセスレシピを選択したり、プロセス管理者がプロセスレシピのパラメータを変更したりするためのキーボードやタッチパネル（図示せず）などを有する。
【００９３】
メモリ装置１００ｃは、プロセスコントローラ１００ａに種々のプロセスを実施させる制御プログラム、プロセスレシピ、及び各種プロセスにおけるパラメータなどを記憶している。また、これらのプログラムは、例えば後述する動作を行わせるためのステップ群を有している。これらの制御プログラムやプロセスレシピは、ユーザインタフェース部１００ｂからの指示に従って、プロセスコントローラ１００ａにより読み出されて実行される。また、これらのプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体１００ｄに格納され、これらに対応した入出力装置（図示せず）を通してメモリ装置１００ｃにインストールしてよい。コンピュータ可読記憶媒体１００ｄは、ハードディスク、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、フレキシブルディスク、半導体メモリなどであってよい。また、プログラムは通信回線を通してメモリ装置１００ｃへダウンロードしてもよい。
【００９４】
また、成膜装置２００の制御部１００は、基板位置検出装置１０１の制御部１０４ａと信号を送受信する。例えば、成膜装置２００の制御部１００は、基板位置検出装置１０１の制御部１０４ａから基板位置検出が行われていないウエハＷについての問い合わせを示す信号を受信した場合、例えば残りのウエハＷの有無を示す信号を基板位置検出装置１０１の制御部１０４ａに対して送信する。また、基板位置検出装置１０１の制御部１０４ａから、ウエハＷが所定の位置に無いことを示す信号を受信した場合、成膜装置２００の制御部１００は、成膜装置２００の動作を停止し、成膜装置２００を待機状態へ移行させる。さらに、成膜装置２００の制御部１００は、基板位置検出装置１０１に上述の基板位置検出方法を実施させるプログラムであって所定のコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラムを所定の入出力装置から読み込んで、このプログラムに従って、基板位置検出装置１０１の制御部１０４ａを通して基板位置検出装置１０１に基板位置検出方法を実施させても良い。また、成膜装置２００の制御部１００は、基板位置検出装置１０１に上述の基板位置検出方法を実施させるプログラムを所定のコンピュータ可読記憶媒体から読み込んで、基板位置検出装置１０１の制御部１０４ａへ転送することも可能である。この場合、基板位置検出装置１０１の制御部１０４ａが、そのプログラムに従って基板位置検出装置１０１の種々の構成を制御し、上述の基板位置検出方法が実施される。
【００９５】
次に、本実施形態の成膜装置２００の動作（成膜方法）について説明する。第一に、載置部２４が搬送口１５に整列するようにサセプタ２を回転して、ゲートバルブ（図示せず）を開く。第二に、搬送アーム１０により搬送口１５を介してウエハＷを真空容器１へ運ぶ。ウエハＷは、昇降ピン１６により受け取られ、搬送アーム１０が真空容器１から引き抜かれた後に、昇降機構（図示せず）により駆動される昇降ピン１６によって載置部２４へと下げられる。これにより、ウエハＷが当該載置部２４へ載置される。
【００９６】
次いで、サセプタ２が約７２°回転し、ウエハＷと、ウエハＷが載置された載置部２４とが基板位置検出装置１０１の下方へ位置される。そして、このウエハＷに対して、上述の基板位置検出方法が行われる。また、この間に、搬送アーム１０及び昇降ピン１６が作動して、この載置部２４に隣接し搬送口１５に面する載置部２４へウエハＷが載置される。
【００９７】
上記一連の動作が５回繰り返され、５枚のウエハＷがサセプタ２上の所定の位置に載置されたことが確認された後、または、所定の位置にないと判定されたウエハＷが所定の位置に載置された後、真空ポンプ６４により真空容器１内が予め設定した圧力に真空引きされる。サセプタ２が上から見て時計回りに回転を開始する。サセプタ２は、ヒータユニット７により前もって所定の温度（例えば３００℃）に加熱されており、ウエハＷがこのサセプタ２に載置されることで加熱される。ウエハＷが加熱され、所定の温度に維持されたことが温度センサ（図示せず）により確認された後、第１の反応ガス（ＢＴＢＡＳ）が第１の反応ガス供給ノズル３１を通して第１の処理領域へ供給され、第２の反応ガス（Ｏ３）が第２の反応ガス供給ノズル３２を通して第２の処理領域Ｐ２へ供給される。加えて、分離ガス（Ｎ２）が供給される。
【００９８】
ウエハＷが第１の反応ガス供給ノズル３１の下方の第１の処理領域Ｐ１を通過するときに、ウエハＷの表面にＢＴＢＡＳ分子が吸着し、第２の反応ガス供給ノズル３２の下方の第２の処理領域Ｐ２と通過するときに、ウエハＷの表面にＯ３分子が吸着され、Ｏ３によりＢＴＢＡＳ分子が酸化される。したがって、ウエハＷがサセプタ２の回転により、領域Ｐ１、Ｐ２の両方を一回通過すると、ウエハＷの表面に酸化シリコンの一分子層が形成される。次いで、ウエハＷが領域Ｐ１、Ｐ２を交互に複数回通過し、所定の膜厚を有する酸化シリコン膜がウエハＷの表面に堆積される。所定の膜厚を有する酸化シリコン膜が堆積された後、ＢＴＢＡＳガスとオゾンガスを停止し、サセプタ２の回転を停止する。そして、ウエハＷは搬入動作と逆の動作により順次搬送アーム１０により真空容器１から搬出される。また、必要に応じて、搬出の前に上述の基板位置検出方法を行っても良い。
【００９９】
また、上記の成膜動作中、離ガス供給管５１からも分離ガスであるＮ２ガスが供給され、これにより中心領域Ｃから、即ち、突出部５とサセプタ２との間の隙間５０からサセプタ２の表面に沿ってＮ２ガスが吐出される。この実施形態では、第２の天井面４５の下の空間であって反応ガス供給ノズル３１（３２）が配置されている空間は、中心領域Ｃ、及び第１の天井面４４とサセプタ２との間の狭隘な空間よりも低い圧力を有している。これは、天井面４５の下の空間に隣接して排気領域６が設けられ、その空間は排気領域６を通して直接に排気されるからである。また、狭隘な空間が、反応ガス供給ノズル３１（３２）が配置されている空間、または第１（第２）の処理領域Ｐ１（Ｐ２）と狭隘な空間との間の圧力差が高さｈによって維持され得るように形成されているためでもある。
【０１００】
次に、ガスノズル３１，３２，４１，４２から真空容器１内へ供給されたガスのフローパターンを図１５を参照しながら説明する。図１５は、フローパターンを模式的に示す図である。図示のとおり、第２の反応ガス供給ノズル３２から吐出されたＯ３ガスの一部は、サセプタ２の表面（及びウエハＷの表面）に当たって、その表面に沿ってサセプタ２の回転方向と逆の方向に流れる。次いで、このＯ３ガスは、サセプタ２の回転方向の上流側から流れてきたＮ２ガスに押し戻され、サセプタ２の周縁と真空容器１の内周壁の方へ向きを変える。最後に、Ｏ３ガスは、排気領域６に流れ込み、排気口６２を通して真空容器１から排気される。
【０１０１】
第２の反応ガス供給ノズル３２から吐出されたＯ３ガスの他の部分は、サセプタ２の表面（及びウエハＷの表面）に当たって、その表面に沿ってサセプタ２の回転方向と同じ方向に流れる。この部分のＯ３ガスは、主に、中心領域Ｃから流れるＮ２ガスと排気口６２を通した吸引力によって、排気領域６に向かって流れる。一方、この部分のＯ３ガスの少量部分が、第２の反応ガス供給ノズル３２に対してサセプタ２の回転方向の下流側に位置する分離領域Ｄに向かって流れ、天井面４４とサセプタ２との間の隙間に入る可能性がある。しかし、その隙間の高さｈが意図した成膜条件下で当該隙間への流入を阻止する程度の高さに設定されているため、Ｏ３ガスはその隙間に入るのが阻止される。喩え、少量のＯ３ガスがその隙間に流れ込んだとしても、そのＯ３ガスは、分離領域Ｄの奥まで流れることができない。隙間に流れ込んだ少量のＯ３ガスは、分離ガス供給ノズル４１から吐出された分離ガスによって押し戻される。したがって、図１５に示すように、サセプタ２の上面を回転方向に沿って流れる実質的にすべてのＯ３ガスが、排気領域６へ流れ排気口６２によって排気される。
【０１０２】
同様に、第１の反応ガス供給ノズル３１から吐出され、サセプタ２の回転方向と反対の方向にサセプタ２の表面に沿って流れる一部のＢＴＢＡＳガスは、第１の反応ガス供給ノズル３１に対して回転方向上流側に位置する凸状部４の天井面４４とサセプタ２との間の隙間に流れ込むことが防止される。喩え少量のＢＴＢＡＳガスが流れ込んだとしても、分離ガス供給ノズル４１から吐出されるＮ２ガスによって押し戻される。押し戻されたＢＴＢＡＳガスは、分離ガス供給ノズル４１からのＮ２ガスと中心領域Ｃから吐出されているＮ２ガスと共に、サセプタ２の外周縁と真空容器１の内周壁とに向かって流れ、排気領域６を介して排気口６１を通して排気される。
【０１０３】
第１の反応ガス供給ノズル３１から下方側に吐出され、サセプタ２の回転方向と同じ方向にサセプタ２の表面（及びウエハＷの表面）に沿って流れる他の部分のＢＴＢＡＳガスは、第１の反応ガス供給ノズル３１に対して回転方向下流側に位置する凸状部４の天井面４４とサセプタ２との間に流れ込むことができない。喩え少量のＢＴＢＡＳガスが流れ込んだとしても、分離ガス供給ノズル４２から吐出されるＮ２ガスによって押し戻される。押し戻されたＢＴＢＡＳガスは、分離領域Ｄの分離ガス供給ノズル４２からのＮ２ガスと中心領域Ｃから吐出されているＮ２ガスと共に、排気領域６に向かって流れ、排気口６１により排気される。
【０１０４】
上述のように、分離領域Ｄは、ＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスが分離領域Ｄへ流れ込むのを防止するか、分離領域Ｄへ流れ込むＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスの量を十分に低減するか、または、ＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスを押し戻すことができる。ウエハＷに吸着したＢＴＢＡＳ分子とＯ３分子は、分離領域Ｄを通り抜けるのを許され、膜の堆積に寄与する。
【０１０５】
また、図１３及び図１５に示すように、中心領域Ｃからは分離ガスがサセプタ２の外周縁に向けて吐出されているので、第１の処理領域Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の処理領域Ｐ２のＯ３ガス）は、中心領域Ｃへ流入することができない。喩え、第１の処理領域Ｐ１の少量のＢＴＢＡＳ（第２処理領域Ｐ２のＯ３ガス）が中心領域Ｃへ流入したとしても、そのＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）はＮ２ガスにより押し戻され、第１の処理領域Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の処理領域Ｐ２のＯ３ガス）が、中心領域Ｃを通って第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）に流入することが阻止される。
【０１０６】
また、第１の処理領域Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の処理領域Ｐ２のＯ３ガス）は、サセプタ２と容器本体１２の内周壁との間の空間を通して第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）に流入することも阻止される。これは、屈曲部４６が凸状部４から下向きに形成され、屈曲部４６とサセプタ２との隙間、及び屈曲部４６と容器本体１２の内周壁との間の隙間が、凸状部４の天井面４４のサセプタ２からの高さｈと同じくらい小さいため、２つの処理領域の間の連通を実質的に回避しているからである。したがって、ＢＴＢＡＳガスは、排気口６１から排気され、Ｏ３ガスは排気口６２から排気されて、これら２つの反応ガスが混合することはない。また、サセプタ２の下方の空間は、パージガス供給管７２，７３から供給されるＮ２ガスによりパージされている。したがって、ＢＴＢＡＳガスは、サセプタ２の下方を通してプロセス領域Ｐ２へと流れ込むことはできない。
【０１０７】
この実施形態による成膜装置２００における好適なプロセスパラメータを以下に掲げる。
・サセプタ２の回転速度：  １−５００ｒｐｍ（ウエハＷの直径が３００ｍｍの場合）
・真空容器１の圧力：  １０６７ Ｐａ（８ Ｔｏｒｒ）
・ウエハ温度：  ３５０℃
・ＢＴＢＡＳガスの流量：  １００ ｓｃｃｍ
・Ｏ３ガスの流量：  １００００ ｓｃｃｍ
・分離ガス供給ノズル４１，４２からのＮ２ガスの流量：  ２００００ ｓｃｃｍ
・分離ガス供給管５１からのＮ２ガスの流量：  ５０００ ｓｃｃｍ
・サセプタ２の回転数：  ６００回転（必要な膜厚による）
この実施形態による成膜装置２００によれば、成膜装置２００が、ＢＴＢＡＳガスが供給される第１の処理領域と、Ｏ３ガスが供給される第２の処理領域との間に、低い天井面４４を含む分離領域Ｄを有しているため、ＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）が第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）へ流れ込むのが防止され、Ｏ３ガス（ＢＴＢＡＳガス）と混合されるのが防止される。したがって、ウエハＷが載置されたサセプタ２を回転させて、ウエハＷを第１の処理領域Ｐ１、分離領域Ｄ、第２の処理領域Ｐ２、及び分離領域Ｄを通過させることにより、酸化シリコン膜の分子層成膜が確実に実施される。また、ＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）が第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）へ流れ込みＯ３ガス（ＢＴＢＡＳガス）と混合するのを更に確実に防止するため、分離領域Ｄは、Ｎ２ガスを吐出する分離ガス供給ノズル４１，４２を更に含む。さらに、この実施形態による成膜装置２００の真空容器１は、Ｎ２ガスが吐出される吐出孔を有する中心領域Ｃを有しているため、中心領域Ｃを通ってＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）が第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）へ流れ込みＯ３ガス（ＢＴＢＡＳガス）と混合されるのを防止することができる。さらにまた、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスが混合されないため、サセプタ２への酸化シリコンの堆積が殆ど生じず、よって、パーティクルの問題を低減することができる。
【０１０８】
なお、本実施形態による成膜装置２００においては、サセプタ２は５つの載置部２４を有し、対応する５つの載置部２４に載置された５枚のウエハＷを一回のランで処理することができるが、５つの載置部２４のうちの一つに１枚のウエハＷを載置しても良いし、サセプタ２に載置部２４を一つのみ形成しても良い。
【０１０９】
さらに、酸化シリコン膜の分子層成膜に限定されず、成膜装置２００によって窒化シリコン膜の分子層成膜を行うこともできる。窒化シリコン膜の分子層成膜のための窒化ガスとしては、アンモニア（ＮＨ３）やヒドラジン（Ｎ２Ｈ２）などを利用することができる。
【０１１０】
また、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜の分子層成膜のための原料ガスとしては、ＢＴＢＡＳに限らず、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）、トリスジメチルアミノシラン（３ＤＭＡＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）などを利用することができる。
【０１１１】
さらにまた、本発明の実施形態による成膜装置及び成膜方法においては、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜に限らず、窒化シリコン（ＮＨ３）の分子層成膜、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の分子層成膜、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（ＴＥＭＡＺ）とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の分子層成膜、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム（ＴＥＭＡＨｆ）とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）の分子層成膜、ストロンチウムビステトラメチルヘプタンジオナト（Ｓｒ（ＴＨＤ）２）とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）の分子層成膜、チタニウムメチルペンタンジオナトビステトラメチルヘプタンジオナト（Ｔｉ（ＭＰＤ）（ＴＨＤ））とＯ３又は酸素プラズマとを用いた酸化チタニウム（ＴｉＯ）の分子層成膜などを行うことができる。
【０１１２】
サセプタ２の外周縁に近いほど大きい遠心力が働くため、例えば、ＢＴＢＡＳガスは、サセプタ２の外周縁に近い部分において、大きい速度で分離領域Ｄへ向かう。したがって、サセプタ２の外周縁に近い部分では天井面４４とサセプタ２との間の隙間にＢＴＢＡＳガスが流入する可能性が高い。そこで、凸状部４の幅（回転方向に沿った長さ）を外周縁に向うほど広くすれば、ＢＴＢＡＳガスがその隙間に入りにくくすることができる。この観点からは、本実施形態において上述したように、凸状部４が扇形の上面形状を有すると好ましい。
【０１１３】
以下に、凸状部４（又は天井面４４（図１１））のサイズを再び例示する。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）を参照すると、分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に狭隘な空間を形成する凸状部４は、ウエハ中心ＷＯが通る経路に対応する円弧の長さＬとしてウエハＷの直径の約１／１０〜約１／１の長さであって良く、約１／６以上であると好ましい。具体的には、ウエハＷが３００ｍｍの直径を有している場合、この長さＬは、約５０ｍｍ以上が好ましい。この長さＬが短い場合、天井面４４（図１１）とサセプタ２との間の狭隘な空間の高さｈは、反応ガスが狭隘な空間へ流れ込むのを効果的に防止するため、低くしなければならない。しかし、長さＬが短くなり過ぎて、高さｈが極端に低くなると、サセプタ２が天井面４４に衝突し、パーティクルが発生してウエハの汚染が生じたり、ウエハが破損したりする可能性がある。したがって、サセプタ２の天井面４４に衝突するのを避けるため、サセプタ２の振動を抑える、又はサセプタ２を安定して回転させるための方策が必要となる。一方、長さＬを短くしたまま狭隘な空間の高さｈを比較的大きく維持する場合には、天井面４４とサセプタ２との間の狭隘な空間に反応ガスが流れ込むのを防止するため、サセプタ２の回転速度を低くしなければならず、製造スループットの点でむしろ不利になる。これらの考察から、ウエハ中心ＷＯの経路に対応する円弧に沿った、天井面４４の長さＬは、約５０ｍｍ以上が好ましい。しかし、凸状部４又は天井面４４のサイズは、上記のサイズに限定されることなく、使用されるプロセスパラメータやウエハサイズに従って調整して良い。また、狭隘な空間が、分離領域Ｄから処理領域Ｐ１（Ｐ２）への分離ガスの流れが形成される程度の高さを有している限りにおいて、上述の説明から明らかなように、狭隘な空間の高さｈもまた、使用されるプロセスパラメータやウエハサイズに加えて、たとえば天井面４４の面積に応じて調整して良い。
【０１１４】
また、上記の実施形態においては、凸状部４に設けられた溝部４３に分離ガス供給ノズル４１（４２）が配置され、分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に低い天井面４４が配置されている。しかし、他の実施形態においては、分離ガス供給ノズル４１の代わりに、図１７に示すように凸状部４の内部においてサセプタ２の直径方向に伸びる流路４７を形成し、この流路４７の長さ方向に沿って複数のガス吐出孔４０を形成し、これらのガス吐出孔４０から分離ガス（Ｎ２ガス）を吐出するようにしてもよい。
【０１１５】
分離領域Ｄの天井面４４は平坦面に限られるものではなく、図１８（ａ）に示すように凹面状に湾曲してよいし、図１８（ｂ）に示すように凸面形状にしてもよく、また図１８（ｃ）に示すように波型状に構成してもよい。
【０１１６】
また、凸状部４は中空であって良く、中空内に分離ガスを導入するように構成しても良い。この場合、複数のガス吐出孔３３を、図１９（ａ）から図１９（ｃ）に示すように配列してもよい。
【０１１７】
図１９（ａ）を参照すると、複数のガス吐出孔３３は、それぞれ傾斜したスリットの形状を有している。これらの傾斜スリット（複数のガス吐出孔３３）は、サセプタ２の半径方向に沿って隣接するスリットと部分的にオーバーラップしている。図１９（ｂ）では、複数のガス吐出孔３３は、それぞれ円形である。これらの円形の孔（複数のガス吐出孔３３）は、全体としてサセプタ２の半径方向に沿って伸びる曲がりくねった線に沿って配置されている。図１９（ｃ）では、複数のガス吐出孔３３は、それぞれ円弧状のスリットの形状を有している。これらの円弧状スリット（複数のガス吐出孔３３）は、サセプタ２の半径方向に所定の間隔で配置されている。
【０１１８】
また、本実施形態では凸状部４はほぼ扇形の上面形状を有するが、他の実施形態では、図２０（ａ）に示す長方形、又は正方形の上面形状を有して良い。また、凸状部４は、図２０（ｂ）に示すように、上面は全体として扇形であり、凹状に湾曲した側面４Ｓｃを有していても良い。加えて、凸状部４は、図２０（ｃ）に示すように、上面は全体として扇形であり、凸状に湾曲した側面４Ｓｖを有していても良い。さらにまた、図２０（ｄ）に示すとおり、凸状部４のサセプタ２（図７）の回転方向ｄの上流側の部分が凹状の側面４Ｓｃを有し、凸状部４のサセプタ２（図７）の回転方向ｄの下流側の部分が平面状の側面４Ｓｆを有していても構わない。なお、図２０（ａ）から図２０（ｄ）において、点線は凸状部４に形成された溝部４３（図１０（ａ）、図１０（ｂ））を示している。これらの場合、溝部４３に収容される分離ガス供給ノズル４１（４２）（図８）は真空容器１の中央部、例えば突出部５（図７）から伸びる。
【０１１９】
ウエハを加熱するためのヒータユニット７は、抵抗発熱体の代わりに、加熱ランプを有して構成されてもよい。また、ヒータユニット７は、サセプタ２の下方側に設ける代わりにサセプタ２の上方側に設けてもよいし、上下両方に設けてもよい。
【０１２０】
処理領域Ｐ１，Ｐ２及び分離領域Ｄは、他の実施形態においては図２１に示すように配置されても良い。図２１を参照すると、第２の反応ガス（例えば、Ｏ３ガス）を供給する第２の反応ガス供給ノズル３２が、搬送口１５よりもサセプタ２の回転方向上流側であって、搬送口１５と分離ガス供給ノズル４２との間に設置されている。このような配置であっても、各ノズル及び中心領域Ｃから吐出されるガスは、概ね、同図において矢印で示すように流れて、両反応ガスの混合が防止される。したがって、このような配置であっても、適切な分子層成膜を実現することができる。
【０１２１】
また、既に述べたように、２枚の扇形プレートが分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に位置されるように、天板１１の下面にネジで取り付けることにより、分離領域Ｄを構成してよい。図２２は、このような構成示す平面図である。この場合、凸状部４と分離ガス供給ノズル４１（４２）との間の距離や、凸状部４のサイズは、分離領域Ｄの分離作用を効率よく発揮するため、分離ガスや反応ガスの吐出レートを考慮して決定して良い。
【０１２２】
上述の実施の形態では、第１の処理領域Ｐ１及び第２の処理領域Ｐ２は、分離領域Ｄの天井面４４よりも高い天井面４５を有する領域に相当している。しかし、第１の処理領域Ｐ１及び第２の処理領域Ｐ２の少なくとも一方は、反応ガス供給ノズル３１（３２）の両側でサセプタ２に対向し、天井面４５よりも低い他の天井面を有してもよい。当該天井面とサセプタ２との間の隙間にガスが流れ込むのを防止するためである。この天井面は、天井面４５よりも低く、分離領域Ｄの天井面４４と同じくらい低くてもよい。図２３は、そのような構成の一例を示している。図示のとおり、扇状の凸状部３０は、Ｏ３ガスが供給される第２の処理領域Ｐ２に配置され、反応ガス供給ノズル３２が凸状部３０に形成された溝部（図示せず）に配置されている。言い換えると、この第２の処理領域Ｐ２は、ガスノズルが反応ガスを供給するために使用されるが、分離領域Ｄと同様に構成されている。なお、凸状部３０は、図１９（ａ）から図１９（ｃ）に一例を示す中空の凸状部と同様に構成されても良い。
【０１２３】
また、分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に狭隘な空間を形成するために低い天井面（第１の天井面）４４が設けられる限りにおいて、他の実施形態では、上述の天井面、つまり、天井面４５より低く、分離領域Ｄの天井面４４と同じくらい低い天井面が、反応ガス供給ノズル３１，３２の両方に設けられ、天井面４４に到達するまで延びていても良い。換言すると、凸状部４の代わりに、他の凸状部４００が天板１１の下面に取り付けられていて良い。図２４を参照すると、凸状部４００は、ほぼ円盤状の形状を有し、サセプタ２の上面のほぼ全体と対向し、ガスノズル３１，３２，４１，４２がそれぞれ収容され半径方向に延びる４つのスロット４００ａを有し、かつ、凸状部４００の下に、サセプタ２にする狭隘な空間を残している。その狭隘な空間の高さは、上述の高さｈと同程度であって良い。凸状部４００を使用すると、反応ガス供給ノズル３１（３２）から吐出された反応ガスは、凸状部４００の下で（又は狭隘な空間において）反応ガス供給ノズル３１（３２）の両側に拡散し、分離ガス供給ノズル４１（４２）から吐出された分離ガスは、凸状部４００の下で（又は狭隘な空間において）分離ガス供給ノズル４１（４２）の両側に拡散する。この反応ガスと分離ガスは狭隘な空間において合流し、排気口６１（６２）を通して排気される。この場合であっても、反応ガス供給ノズル３１から吐出された反応ガスは、反応ガス供給ノズル３２から吐出された反応ガスと混合することはなく、適切な分子層成膜を実現できる。
【０１２４】
なお、凸状部４００を、図１９（ａ）から図１９（ｃ）のいずれかに示す中空の凸状部４を組み合わせることにより構成し、ガスノズル３１，３２，３３，３４及びスリット４００ａを用いずに、反応ガス及び分離ガスを、対応する中空凸状部４の吐出孔３３からそれぞれガスを吐出するようにしても良い。
【０１２５】
また、凸状部４００を例えば石英から作製すると好ましい。このようにすれば、凸状部４００を通して、基板位置検出装置１０１により、ウエハＷの位置を検出することが可能となる。
【０１２６】
上記の実施形態では、サセプタ２を回転する回転シャフト２２は、真空容器１の中央部に位置している。また、コア部２１と天板１１との間の空間５２は、反応ガスが中央部を通して混合するのを防止するため、分離ガスでパージされている。しかし、真空容器１は、他の実施形態において図２５のように構成されても良い。図２５を参照すると、容器本体１２の底部１４は、中央開口を有し、ここには収容ケース８０が気密に取り付けられている。また、天板１１は、中央凹部８０ａを有している。支柱８１が収容ケース８０の底面に載置され、支柱８１の状端部は中央凹部８０ａの底面にまで到達している。支柱８１は、第１の反応ガス供給ノズル３１から吐出される第１の反応ガス（ＢＴＢＡＳ）と第２の反応ガス供給ノズル３２から吐出される第２の反応ガス（Ｏ３）とが真空容器１の中央部を通して互いに混合するのを防止する。
【０１２７】
また、天板１１には、例えば石英ガラスを用いて作製されるビューポート２０１が、Ｏリング等の図示しない封止部材により真空容器１に対して気密に設けられている。天板１１の上面には、ビューポート２０１に対して窓１０２ａが向かい合うように、基板位置検出装置１０１が着脱可能に取り付けられている。基板位置検出装置１０１の構成は上述のとおりである。基板位置検出装置１０１を用いて、本発明の実施形態による上述の基板位置検出方法を実施することにより、成膜装置２００内のサセプタ２（後述）に載置されるウエハＷ（図７）の位置を検出することができる。
【０１２８】
また、回転スリーブ８２が、支柱８１を同軸状に囲むように設けられている。回転スリーブ８２は、支柱８１の外面に取り付けられた軸受け８６，８８と、収容ケース８０の内側面に取り付けられた軸受け８７とにより支持されている。さらに、回転スリーブ８２は、その外面にギヤ部８５が取り付けられている。また、環状のサセプタ２の内周面が回転スリーブ８２の外面に取り付けられている。駆動部８３が収容ケース８０に収容されており、駆動部８３から延びるシャフトにギヤ８４が取り付けられている。ギヤ８４はギヤ部８５と噛み合う。このような構成により、回転スリーブ８２ひいてはサセプタ２が駆動部８３により回転される。
【０１２９】
パージガス供給管７４が収容ケース８０の底に接続され、収容ケース８０へパージガスが供給される。これにより、反応ガスが収容ケース８０内へ流れ込むのを防止するために、収容ケース８０の内部空間を真空容器１の内部空間よりも高い圧力に維持することができる。したがって、収容ケース８０内での成膜が起こらず、メンテナンスの頻度を低減できる。また、パージガス供給管７５が、真空容器１の上外面から凹部８０ａの内壁まで至る導管７５ａにそれぞれ接続され、回転スリーブ８２の上端部に向けてパージガスが供給される。このパージガスのため、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスは、凹部８０ａの内壁と回転スリーブ８２の外面との間の空間を通して混合することができない。図２５には、２つのパージガス供給管７５と導管７５ａが図示されているが、供給管７５と導管７５ａの数は、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとの混合が凹部８０ａの内壁と回転スリーブ８２の外面との間の空間近傍において確実に防止されるように決定されて良い。
【０１３０】
図２５の実施の形態では、凹部８０ａの側面と回転スリーブ８２の上端部との間の空間は、分離ガスを吐出する吐出孔に相当し、そしてこの分離ガス吐出孔、回転スリーブ８２及び支柱８１により、真空容器１の中心部に位置する中心領域が構成される。
【０１３１】
本発明の実施形態による成膜装置２００においては、２種類の反応ガスを用いることに限られず、３種類以上の反応ガスを順番に基板上に供給しても良い。その場合には、例えば第１の反応ガス供給ノズル、分離ガス供給ノズル、第２の反応ガス供給ノズル、分離ガス供給ノズル、第３の反応ガス供給ノズル及び分離ガス供給ノズルの順番で真空容器１の周方向に各ガスノズルを配置し、各分離ガス供給ノズルを含む分離領域を既述の実施の形態のように構成すればよい。
【０１３２】
以上説明した、本発明の実施形態による成膜装置２００によれば、上述の本発明の実施形態による基板位置検出装置を備えているため、検出誤差が低減されることなく、ウエハＷの位置を検出することができる。
【０１３３】
本発明の実施形態による成膜装置は、基板処理装置に組み込むことができ、その一例が図２６に模式的に示されている。基板処理装置は、搬送アーム１０３が設けられた大気搬送室１０２と、雰囲気を真空と大気圧との間で切り替え可能なロードロック室（準備室）１０５と、２つの搬送アーム１０７ａ、１０７ｂが設けられた搬送室１０６と、本発明の実施形態にかかる成膜装置１０８，１０９とを含む。また、この処理装置は、たとえばＦＯＵＰなどのウエハカセット１０１が載置されるカセットステージ（図示せず）を含んでいる。ウエハカセット１０１は、カセットステージの一つに運ばれ、カセットステージと大気搬送室１０２との間の搬入出ポートに接続される。次いで、開閉機構（図示せず）によりウエハカセット（ＦＯＵＰ）１０１の蓋が開けられて、搬送アーム１０３からウエハカセット１０１からウエハが取り出される。次に、ウエハはロードロック室１０４（１０５）へ搬送される。ロードロック室１０４（１０５）が排気された後、ロードロック室１０４（１０５）内のウエハは、搬送アーム１０７ａ（１０７ｂ）により、真空搬送室１０６を通して成膜装置１０８，１０９へ搬送される。成膜装置１０８，１０９では、上述の方法でウエハ上に膜が堆積される。基板処理装置は、同時に５枚のウエハを主要可能な２つの成膜装置１０８，１０９を有しているため、高いスループットで分子層成膜を行うことができる。
【０１３４】
以上、幾つかの実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は開示された実施形態に限定されさるものではなく、添付の特許請求の範囲に照らし種々の変形や変更が可能である。
【０１３５】
例えば、本発明の実施形態による基板位置検出装置およびこれを用いた基板位置検出方法は、各種半導体製造装置においてウエハが載置されるサセプタの原点位置（初期位置）の調整に利用するために変形しても良い。以下、図２７から図２９を参照しながら、原点位置の調整について説明する。
【０１３６】
図２７は、図１に示す成膜装置２００のサセプタ回転機構を拡大して示す概略図である。図示のとおり、本発明の基板位置検出装置１０１（図１）が配置される成膜装置２００は、サセプタ２の裏面中央部に接続される回転軸２２と、回転軸２２に接続され、回転軸２２を介してサセプタ２を回転する駆動部２３と、回転軸２２および駆動部２３をチャンバ１２に対して密封するケース体２０とを有している。また、回転軸２２とチャンバ１２との間には磁性流体を利用したシール部材２２ａが配置され、これにより、ケース体２０内の雰囲気がチャンバ１２内の雰囲気から分離されている。ケース体２０の内壁面には、固定子としてのフォトセンサＰが取り付けられている。フォトセンサＰは、上片部Ｐ１と、下片部Ｐ２と、上片部Ｐ１および下片部Ｐ２を結合する中間部Ｐ３とを有するコの字型の形状を有しており、上片部Ｐ１の下面には、下向きに光を発する発光素子ＰＬが設けられ、下片部Ｐ２の上面には、発光素子からの光を受光する受光素子ＰＤが設けられている。一方、回転軸２２の外周面には回転子としての遮光ピン（キッカー）ＬＢが取り付けられている。遮光ピンＬＢの取り付け高さは、遮光ピンＬＢが回転軸２２の回転に従って回転したときに、フォトセンサＰの上片部Ｐ１と下片部Ｐ２との間を通過するように決定されている。これにより、遮光ピンＬＢは、上片部Ｐ１と下片部Ｐ２との間を通過する際に、発光素子ＰＬから受光素子ＰＤへ向かう光を遮ることとなる。光が遮られると、フォトセンサＰからの出力信号が変化するため、この変化から、遮光ピンＬＢがフォトセンサＰを通過したことが把握される。すなわち、遮光ピンＬＢの取り付け位置と、サセプタ２の所定の位置とを関連付けておくことにより、フォトセンサＰからの出力信号の変化により、サセプタ２の所定の位置を把握することが可能となる。具体的には、遮光ピンＬＢの取り付け位置（回転軸２２の外周面の周方向に沿った位置）を例えばサセプタ２の位置検出用マーク２ａのいずれかに一致させておくと好ましい。これによれば、遮光ピンＬＢがフォトセンサＰの上片部Ｐ１と下片部Ｐ２との間に位置したときの位置検出用マーク２ａの位置を把握することができる。また、サセプタ２の位置検出用マーク２ａのそれぞれに対応する５つの遮光ピンＬＢを回転軸２２に取り付けても良い。
【０１３７】
このような構成と上述の基板位置検出装置１０１（図１）とにより、図２８に示すように、サセプタ２の原点位置を調整することができる。まず、ステップＳ２１において、サセプタ２の載置部２４の一つにウエハＷが載置され、ステップＳ２２においてカウンタｍがゼロに設定される。次に、このウエハＷのエッジ領域が基板位置検出装置１０１の観察視野に入るようにサセプタ２が回転される。この後、ウエハＷのエッジを含んだ領域が撮像されて、制御部１０４ａ（図１）において位置検出用マーク２ａが許容範囲内にあるか否かが判定される（ステップＳ２２１）。具体的には、位置検出用マーク２ａが、図２のステップＳ２１における「載置部２４の中心位置の推定」を適正に行うことができる適正位置からは外れているものの、調整により適正位置へ移動可能な範囲（許容範囲）にあるか否かが判定される。この許容範囲は、例えば、基板位置検出装置１０１の観察視野の全域（ただし、適正位置を除く）と設定しても良いし、適正位置から所定距離の範囲に設定しても良い。
【０１３８】
位置検出用マーク２ａが許容範囲に無い場合（ステップＳ２２１の「ＮＯ」）、基板位置検出装置１０１の制御部１０４ａから成膜装置の制御部へ指令信号が出力され、これにより、サセプタ２が回転を開始し、フォトセンサＰと遮光ピンＬＢとにより、位置検出用マーク２ａが許容範囲内に入るように停止する（ステップＳ２２２）。すなわち、フォトセンサＰと遮光ピンＬＢとを利用した粗い位置決めが行われる。次に、カウンタｍが１だけ増加し（ステップＳ２２３）、カウンタｍが３以上か否かが判断されて（ステップＳ２２４）、カウンタｍが２以下の場合には、この手順はステップ２２０に戻る（ステップＳ２２３の「ＮＯ」）。
【０１３９】
次いで、ステップＳ２２０において、ウエハＷのエッジを含んだ領域が撮像されて、位置検出用マーク２ａが許容範囲内にあるか否かが再び判定される（ステップＳ２２１）。位置検出用マーク２ａが許容範囲内にあると判定された場合は（ステップＳ２２１の「ＹＥＳ」）、ステップＳ２２５に進み、位置検出用マーク２ａが許容範囲内から適正位置に至るように位置調整が行われる。この位置調整は、例えば、図２９に示すように行うことができる。図２９は、ステップＳ２２５において基板位置検出装置１０１で撮像された画像を模式的に示す図であり、ステップＳ２２１において許容範囲内にあると判定された位置検出用マーク２ａが符号２ａ２で示されている。この位置検出用マーク２ａ２を適正位置（原点）２ａ１へ移動させるため、まず、位置検出用マーク２ａ２の許容範囲内における位置（例えば座標）が検出される。当該検出結果に基づいて、サセプタ２の中心Ｃと、予め記憶されている適正位置２ａ１とを結ぶ線と位置検出用マーク２ａ２との距離Ｘ〔dots〕が計算される。位置検出用マーク２ａ２の位置と、サセプタ２の中心Ｃと、適正位置２ａ１とにより決まる角度をθとすると、
（Ｒ×Ａ）×ｓｉｎθ＝Ｘ  ・・・式（６）
ここで、
Ｒ：サセプタ２の中心Ｃと位置検出用マーク２ａとの間の既知の距離〔mm〕
Ａ：単位長さ当たりのドット数〔dots/mm〕
という関係が成り立つ。これより、角度θは、
θ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ／（Ｒ×Ａ））  ・・・式（７）
で与えられる。このようにして求めた角度θだけサセプタ２を回転することによって、位置検出用マーク２ａ２を適正位置２ａ１に配置することが可能となる。例えば、サセプタ２を回転する駆動部２がパルスモータで構成され、９万パルスでサセプタ２が一回転するとすれば、θ×２５０〔パルス〕のパルス数をパルスモータに供給することにより、位置検出用マーク２ａ２は適正位置２ａ１に配置に配置される。 
この後、図２に示すフローチャートのステップＳ２３へ進み、以下、図２のフローチャートに従ってウエハＷの位置の検出が行われる。
【０１４０】
一方、ステップＳ２２１において、位置検出用マーク２ａが許容範囲内に無いと判定された場合は（ステップＳ２２１の「ＮＯ」）、ステップＳ２２２からＳ２２４が繰り返されて、再びステップＳ２２０に戻る。そして、ウエハＷのエッジを含んだ領域が撮像されて、位置検出用マーク２ａが許容範囲内にあるか否かが判定される。位置検出用マーク２ａが許容範囲内にあると判定されると（ステップＳ２２１の「ＹＥＳ」）、ステップ２２５において上述の位置調整が行われ、位置検出用マーク２ａが許容範囲内に無いと判定されると（ステップＳ２２１の「ＮＯ」）、ステップＳ２２２からＳ２２４が繰り返される。
【０１４１】
ここで、ステップＳ２２３においてカウンタｍが４となった場合は、ステップＳ２２４において「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ２７において、アラームが発せられて、制御部１０４ａから成膜装置２００に対して動作の中止を求める信号が送信され、これにより成膜装置２００が待機状態となる。すなわち、フォトセンサＰと遮光ピンＬＢとを利用した粗い位置決めが３回行われて、それでも尚、位置検出用マーク２ａが許容範囲内に入らない場合、成膜装置２００が待機状態になる。この場合、成膜装置２００の操作者により、所定の手順に従った復旧作業が行われる。
【０１４２】
この変形例の基板位置検出装置１０１および基板位置検出方法によれば、基板位置が検出されるべき成膜装置２００等の半導体製造装置に簡単なフォトセンサＰと遮光ピン（キッカー）ＬＢを設けるだけで、基板位置検出装置１０１および基板位置検出方法により、ウエハが載置されるサセプタ２の原点位置を簡便に調整することが可能となる。異なる方法として、基板位置検出装置の制御部または半導体製造装置の制御部にサセプタ原点位置情報を格納しておき、この情報に基づいて原点位置を検出し調整するといった方法も考えられるが、位置検出および位置調整のためのアルゴリズムが複雑になる可能性がある。これに対し、変形例の基板位置検出装置１０１および基板位置検出方法では、基板位置検出のための基板位置検出装置１０１と基板位置検出方法の軽微な変更により、サセプタ２の原点位置検出を行うことができるという利点がある。
【０１４３】
また、一般的には、フォトセンサＰおよび遮光ピンＬＢのみによっても、サセプタ２の原点位置を調整することができるが、本発明の実施形態による成膜装置２００に設けられたサセプタ２は、５枚の１２インチウエハを載置できる程の直径を有しているため、直径が小さい回転軸２２に取り付けられた遮光ピンＬＢとこれに対応して配置されたフォトセンサＰとにより位置調整しても、サセプタ２の外周部における誤差を無視することができない。これを解決するためには、遮光ピンＬＢをサセプタ２の外周部に取り付ければ良いとも思えるが、サセプタ２が高温となるため、遮光ピンＬＢによって光路が遮られるようにフォトセンサＰをサセプタ２内に設置することはできない。しかし、上述のフォトセンサＰ、遮光ピンＬＢ、および基板位置検出装置１０１によれば、フォトセンサＰを適切な環境のもとに配置しつつ、サセプタ２の位置を正確に検出することが可能となる。
【０１４４】
また、図２８に示す変形例の基板位置検出方法は、ウエハをチャンバ１２内へ搬入し、サセプタ２の載置部２４に載置するとき、すなわち、載置部２４が搬送口１５に整列するようにサセプタ２を位置決めするときに利用するために更に変形することができる。言い換えると、図２８のフローチャートのステップＳ２１０からＳ２２４（Ｓ２７）をステップＳ２１の前に行うこととし、ステップＳ２２０においてはサセプタ２の載置部２４のエッジおよび位置検出用マーク２ａを撮像すれば良い（この時点ではウエハＷは載置されていない）。
【０１４５】
なお、フォトセンサＰの代わりに機械的なスイッチを用い、回転軸２２に取り付けられたピンが回転する際に、当該スイッチをＯＮにするようにしても構わない。
【０１４６】
また、本発明の実施形態による基板位置検出装置１０１の他の変形例としては、以下のものがある。上述の基板位置検出装置１０１において、光源１０８は、パネル１０６と窓１０２ａの間に配置されていたが、図６に示すように、パネル１０６の上方において筐体１０２の内側壁に光源１０９を取り付け、光源１０９からパネル１０６の上面（カメラ１０４に望む面）に光を照射しても良い。光源１０９は、光源１０８と同様に白色ＬＥＤを含んでいる。この場合であっても、パネル１０６は光散乱性を有しているため、照射光は、パネル１０６内を透過する際に種々の角度に散乱され、パネルの両面の間での多重反射も生じることもあって、パネル１０６の全面がほぼ同一の光強度で発光することとなる。したがって、本発明の実施形態による基板位置検出装置の効果が発揮される。なお、図６に示すように、光源１０９だけでなく、パネル１０６と窓１０２ａとの間の光源１０８も設けておいて良い。後述のとおり、サセプタ２の位置検出の際に、この光源１０８によりウエハＷに光を直接に照射しても良い。
【０１４７】
パネル１０６は、上記に実施形態においては、白色顔料が塗布された乳白色のアクリル板で作製されたが、これに限らず、パネル１０６によりウエハＷが一様に光って見える限り種々の材料から作製して良い。例えば、パネル１０６は、シリカ粒子やシリコーンポリマー粒子などの光散乱粒子を含む樹脂により作製して良く、表面が粗面化された樹脂板又はガラス板で作製しても良い。勿論、透明な樹脂板やガラス板からパネル１０６を作製し、一面又は両面を粗面化しても良い。粗面化は、例えばサンドブラスト、砥石等を用いる機械的研削、又はエッチングにより行うことができる。また、表面にマイクロレンズアレイが形成された樹脂板やガラス板からパネル１０６を形成しても良い。なお、パネル１０６は、上記の実施形態においては、白色顔料が塗布された乳白色のアクリル板から作製されたが、パネル１０６によりウエハＷに間接的に光照射される限りにおいて、アクリル板に塗布される顔料の色は白色に限定されない。
【０１４８】
また、パネル１０６は平板である必要はなく、カメラ１０４にウエハＷおよびその周辺を撮像させる開口部１０６ａを有する限り、ドーム状、円錐台状、又は角錐台状（上下の向きを問わず）であっても良い。
【０１４９】
また、パネル１０６に光を照射する光源は、パネル１０６の側面から光を照射するようにしても良い。この場合、パネル１０６のいずれかの表面にマイクロレンズアレイが形成されていると、パネル１０６がほぼ一様に発光する観点から、好ましい。
【０１５０】
さらに、光源がパネル１０６と一体に設けられても良い。例えば、光散乱性を有し中央に開口部１０６ａを有する一の部材と他の部材との間に、発光面が当該一の部材に面するように複数個の白色ＬＥＤ（チップ）を配置し、各ＬＥＤ（チップ）に電力を供給できるように配線し、両部材を貼り合わせることにより、パネル１０６を作製しても良い。この構成によっても、各白色ＬＥＤ（チップ）に電力を供給することによって、光散乱性を有する一の部材をほぼ一様に発光させることができる。この場合、光散乱性を有する一の部材が上記のパネル１０６に該当する。また、この例において、他の部材は、光散乱性を有していても良く、有していなくても良い。さらに、他の部材の一の部材に面する面が光反射性を有していても良い。
【０１５１】
上述の基板位置検出方法のステップＳ２２において、光源１０８によりパネル１０６の下面を照射してウエハＷのエッジとその周辺領域を撮像し、サセプタ２の位置検出用マーク２ａを検出したが、位置検出用マーク２ａを検出する場合には、光源１０８をウエハＷの方に向け、ウエハＷのエッジとその周辺領域に直接に光を照射しても良い。このようにすると、位置検出用マーク２ａをより精度良く検出することが可能となる。なお、パネル１０６の上面又は側面に光を照射する場合、又は、光源がパネル１０６と一体化されている場合、位置検出用マーク２ａの検出の際に、パネル１０６と窓１０２ａの間に設けた光源１０８から（図６参照）ウエハＷのエッジおよびその周辺に光を直接に照射すると好ましい。
【０１５２】
本発明の実施形態による基板位置検出方法においては、サセプタ２に形成された位置検出用マーク２ａに基づいてサセプタ２の載置部２４の中心位置Ｃを推定したが、他の実施形態においては、載置部２４のエッジの形状から中心位置Ｃを推定しても良い。また、ウエハＷのエッジと載置部２４のエッジとの間隔に基づいて、ウエハＷが所定の位置に載置されているかを判定しても良い。
【０１５３】
さらに、ウエハＷの載置部２４は、凹部に限定されることなく、サセプタ２上に所定の角度間隔で配置されウエハＷの端部を押さえるガイド部材によっても形成され得る。たとえば、ウエハＷの載置部２４は、静電チャックを有していても良い。この場合であっても、例えば位置検出用マーク２ａを検出することにより、ウエハＷの中心位置ＷＯが位置すべき位置（載置部２４の中心位置Ｃ）を推定することができ、ウエハＷのエッジを検出することにより得たウエハＷの実際の中心位置ＷＯを推定し、両者を比較することにより、ウエハＷが所定の位置に載置されているかを判定することができる。
【０１５４】
また、上記の実施形態において、カメラ１０４として、ＣＣＤカメラを用いたが、これに限らず、ＣＭＯＳカメラであって良い。また、カメラ１０４はビデオカメラであっても良い。 
光源１０８は、白色ＬＥＤ１０８ａでなく、ハロゲンランプ、キセノンランプなどを含んで良い。また、光源１０８の発光色は、白色に限らず、光源１０８からの光に対してカメラが感度を有していれば、何色であっても良い。例えば、白色光以外では、黄色、橙色または緑色といった比較的明度の高い色を有する光が好ましい。
【０１５５】
本発明の実施形態による基板位置検出装置は、位置検出の対象であるウエハＷが収容される半導体製造装置の上方に配置される必要はなく、その製造装置内のウエハＷのエッジおよびその周辺を撮像することができる位置に配置して良いことは言うまでもない。また、筐体１０２の開口部とこれを覆う窓１０２ａは、筐体１０２の下部に限らず、位置検出の対象であるウエハＷが収容される装置との関係に応じて筐体１０２の他の部位に設け、窓１０２ａを通してカメラ１０４によりウエハＷのエッジおよびその周辺を撮像しても良い。さらに、筐体１０２は必ずしも必要でなく、ウエハＷのエッジおよびその周辺を撮像することができるように、半導体製造装置に対してカメラ１０４、パネル１０６、および光源１０８を取り付けても良い。
【０１５６】
また、本発明の実施形態による基板位置検出装置は、成膜装置だけでなく、エッチング装置や熱処理装置を始めとする種々の半導体製造装置に適用することが可能である。また、本発明の実施形態による基板位置検出装置および基板位置検出方法によれば、ベアウエハに限らず、種々のプロセスにより回路が形成されたウエハＷの位置を検出するために適用することが可能である。なお、半導体製造装置のサセプタは、カーボン等から作製される必要はなく、石英や金属などで作製されても良い。このような材料から作製される場合であっても、サセプタに載置されるウエハＷはパネル１０６により光照射されて一様に光って見える一方、ウエハとサセプタとの表面の相違により、両者の間でのコントラストを維持することできるため、精度良くウエハ位置を検出することが可能である。
【０１５７】
さらに、本発明の実施形態による基板位置検出装置は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に使用する製造装置において、ＦＰＤ基板の位置を検出するためにも使用することが可能である。
【０１５８】
また、種々の変形例を説明したが、これらの変形例は種々に組み合わせて上述の実施形態に適用して良いことは、当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【０１５９】
１００・・・基板位置検出装置、１０２・・・筐体、１０４・・・カメラ、１０４ａ・・・制御部、１０６・・・パネル、１０８，１０９・・・光源、２００・・・成膜装置、２・・・サセプタ、１０・・・搬送アーム、２４・・・載置部、４・・・凸状部、５・・・突出部、３１，３２・・・反応ガス供給ノズル、４１，４２・・・分離ガス供給ノズル、Ｗ・・・ウエハ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図４】
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