(57)【要約】【課題】複数の反応ガスの混合を防止し、真空容器を反応ガスに対して耐食保護できる成膜装置を提供する。【解決手段】真空容器１内で第１及び第２の反応ガスを供給して薄膜を成膜する成膜装置において、回転テーブル２と、真空容器１を耐食保護するための保護天板４と、回転テーブル２の周縁から回転中心に向け設けられる第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２と、その間に設けられる第１の分離ガス供給部４１と、第１の反応ガス供給部３１を含み第１の高さＨ１を有する第１の空間Ｐ１と、第２の反応ガス供給部３２を含み第２の高さＨ２を有する第２の空間Ｐ２と、第１の分離ガス供給部４１を含みＨ１及びＨ２より低く設けられる第３の空間Ｄと、真空容器１を耐食保護するために保護天板４と共に回転テーブル２、第１の空間Ｐ１、第２の空間Ｐ２及び第３の空間Ｄを囲繞する真空容器保護部４９とを備える成膜装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内で第１の反応ガス及び第２の反応ガスを含む少なくとも２種類の原料ガスを順番に供給しかつ前記少なくとも２種類の前記原料ガスを順番に供給する供給サイクルを実行することにより薄膜を成膜する成膜装置において、
前記真空容器内に回転可能に設けられ、基板を載置する基板載置部を備える回転テーブルと、
前記真空容器を前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスに対して耐食保護するために、前記回転テーブルの上に対向して設けられる保護天板と、
前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを供給するために、前記回転テーブルの周縁の互いに異なる位置から回転中心に向かって各々設けられる第１の反応ガス供給部及び第２の反応ガス供給部と、
前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスとを分離する第１の分離ガスを供給するために、前記第１の反応ガス供給部と前記第２の反応ガス供給部との間の前記回転テーブルの周縁の位置から回転中心に向かって設けられる第１の分離ガス供給部と、
前記第１の反応ガス供給部を含む前記保護天板の下面であって、前記回転テーブルから第１の高さに設けられる第１の下面の領域と、
前記第１の下面の領域と前記回転テーブルとの間に形成される第１の空間と、
前記第２の反応ガス供給部を含む前記保護天板の下面であって、前記第１の下面の領域と離れた位置に前記回転テーブルから第２の高さに設けられる第２の下面の領域と、
前記第２の下面の領域と前記回転テーブルとの間に形成される第２の空間と、
前記第１の分離ガス供給部を含み前記回転テーブルの回転方向に沿って前記第１の分離ガス供給部の両側に位置する前記保護天板の下面であって、前記回転テーブルから前記第１の高さ及び前記第２の高さより低い第３の高さに設けられる第３の下面の領域と、
前記第３の下面の領域と前記回転テーブルとの間に形成され、前記第１の分離ガス供給部から供給された前記第１の分離ガスが前記第１の空間及び前記第２の空間に流れるための前記第３の高さを有し狭隘な第３の空間と、
前記真空容器を前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスに対して耐食保護するために、前記保護天板と共に前記回転テーブル、前記第１の空間、前記第２の空間及び前記第３の空間を囲繞するように設けられる真空容器保護部と、
前記保護天板の下面であって、前記回転テーブルの回転中心の前記基板載置部側に前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスとを分離する第２の分離ガスを供給する第２の分離ガス供給部が設けられる中心部領域と、
前記第３の空間の両側に吐出される前記第１の分離ガス及び前記中心部領域から吐出される前記第２の分離ガスと共に前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを排気するための排気口と
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記保護天板及び前記真空容器保護部は、石英又はセラミックよりなることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記真空容器の天板と前記保護天板との間に前記真空容器を耐食保護する第１の保護ガスを供給する第１の保護ガス供給部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記真空容器の底面と前記真空容器保護部との間に前記真空容器を保護する第２の保護ガスを供給する第２の保護ガス供給部を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記回転テーブルの回転中心の下側に前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスとを分離する第３の分離ガスを供給する第３の分離ガス供給部を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記真空容器の中心部であって前記保護天板の下面と前記真空容器の底面との間に設けられた支柱と、
前記支柱を囲み、鉛直軸の周りに回転自在な回転スリーブと
を備え、
前記回転スリーブは、前記回転テーブルの回転軸であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記第１の下面の領域に代え、
前記第１の反応ガス供給部を含み、前記回転テーブルから前記第１の高さより低く設けられる第４の下面の領域と、
前記第４の下面の領域に隣接し、前記回転テーブルから前記第１の高さに設けられる第５の下面の領域と
を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記第２の下面の領域に代え、
前記第２の反応ガス供給部を含み、前記回転テーブルから前記第２の高さより低く設けられる第６の下面の領域と、
前記第６の下面の領域に隣接し、前記回転テーブルから前記第２の高さに設けられる第７の下面の領域と
を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記基板載置部に載置された前記基板の表面は前記回転テーブルの表面と同じ高さであるか、前記回転テーブルの前記表面より前記基板の前記表面が低い位置であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記第１の反応ガス供給部、前記第２の反応ガス供給部及び前記第１の分離ガス供給部へガスを各々導入するためのガス導入ポートは、前記回転テーブルの回転中心側又は周縁側に設けられることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記第１の分離ガス供給部には、前記回転テーブルの回転中心側から周縁側に向かって吐出孔が配列されることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記第３の下面の領域であって、該第３の下面の領域に含まれる前記第１の分離ガス供給部の前記吐出孔によって二分される二つの領域は、
前記基板載置部に載置される前記基板の中心が通過する部分の前記回転テーブルの回転方向に沿った幅寸法の各々が５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１１記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記第３の下面の領域における前記保護天板の下面は、平面又は曲面であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記真空容器の底面の周縁であって、前記第１の空間及び前記第２の空間の近くに各々設けられた第１の排気口及び第２の排気口を備えることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記第３の空間の圧力は、前記第１の空間の圧力及び前記第２の空間の圧力より高いことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項１６】
前記真空容器保護部の下に、前記回転テーブルを加熱する加熱部を備えることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項１７】
前記真空容器の外に前記基板の搬入出を行うために、前記真空容器の側面に設けられ、ゲートバルブにより開閉可能な搬送口を備えることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項１８】
前記第３の下面の領域は、前記回転テーブルの回転中心から周縁に位置するほど幅が広い形状を有することを特徴とする請求項１乃至１７の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項１９】
前記第３の下面の領域は、平面視において扇型の形状を有することを特徴とする請求項１乃至１８の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れか一項に記載の成膜装置と、
前記成膜装置に気密に接続され、内部に基板搬送部が設けられた真空搬送室と、
前記真空搬送室に気密に接続され、真空雰囲気と大気雰囲気との間で雰囲気が切換え可能な予備真空室と
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２１】
真空容器を耐食保護するための真空容器保護部で囲繞される空間において第１の反応ガス及び第２の反応ガスを含む少なくとも２種類の原料ガスを順番に供給しかつ前記少なくとも２種類の前記原料ガスを順番に供給する供給サイクルを実行することにより基板上に薄膜を成膜する際に、前記基板が載置される回転テーブル上側の前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスとを分離するための第１の分離ガスを供給する領域における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の天板までの高さを、前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを供給する領域における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さに比べて低くすることによって、前記回転テーブル上面と前記真空容器保護部の前記天板との間に形成される狭隘な空間に前記第１の分離ガスを供給し、前記真空容器保護部の前記天板の下面であって前記回転テーブルの回転中心上側の中心部領域に前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを分離する第２の分離ガスを供給し、前記第１の分離ガス及び前記第２の分離ガスと共に前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを排気することによって、前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを分離して供給しながら薄膜を成膜する成膜方法であって、
前記真空容器内の前記回転テーブルに基板を載置する載置工程と、
前記回転テーブルを回転させる回転工程と、
前記回転テーブルの互いに異なる位置に設けられる第１の反応ガス供給部及び第２の反応ガス供給部の各々から前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを供給し、前記第１の反応ガス供給部と前記第２の反応ガス供給部との間に設けられる第１の分離ガス供給部から前記第１の分離ガスを供給し、前記回転テーブルの回転に伴って前記基板を移動させ、前記基板の表面への前記第１の反応ガスの供給、前記第１の反応ガスの停止、前記第２の反応ガスの供給及び前記第２の反応ガスの停止を繰り返して薄膜を成膜する成膜工程と
を含むことを特徴とする成膜方法。
【請求項２２】
石英又はセラミックよりなる前記真空容器保護部を用いて行うことを特徴とする請求項２１記載の成膜方法。
【請求項２３】
前記真空容器保護部と前記真空容器との間の空間である保護空間に前記真空容器を耐食保護する第１の保護ガスを流通させ、前記保護空間の圧力を前記真空容器保護部で囲繞される空間の圧力より高くして行うことを特徴とする請求項２１又は２２記載の成膜方法。
【請求項２４】
前記第１の反応ガスを供給する際に、前記回転テーブル上側の前記第１の反応ガスを供給する領域の一部であって前記第１の反応ガス供給部を含む部分における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さを、前記第１の反応ガスを供給する領域の他の部分における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さより低くして行うことを特徴とする請求項２１乃至２３の何れか一項に記載の成膜方法。
【請求項２５】
前記第２の反応ガスを供給する際に、前記回転テーブル上側の前記第２の反応ガスを供給する領域の一部であって前記第２の反応ガス供給部を含む部分における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さを、前記第２の反応ガスを供給する領域の他の部分における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さより低くして行うことを特徴とする請求項２１乃至２４の何れか一項に記載の成膜方法。
【請求項２６】
前記回転テーブルに載置された前記基板の表面が、前記回転テーブルの表面と高さが同じであるか又は前記回転テーブルの前記表面より低くなるように、前記回転テーブルに凹部が設けられることを特徴とする請求項２１乃至２５の何れか一項に記載の成膜方法。
【請求項２７】
前記回転テーブルを加熱しながら行うことを特徴とする請求項２１乃至２６の何れか一項に記載の成膜方法。
【請求項２８】
前記真空容器を、前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを各々専用に排気するために設けられた第１の排気口及び第２の排気口を通して排気しながら行うことを特徴とする請求項２１乃至２７の何れか一項に記載の成膜方法。
【請求項２９】
前記真空容器保護部と前記真空容器の底面との間に第２の保護ガスを流通させることを特徴とする請求項２１乃至２８の何れか一項に記載の成膜方法。
【請求項３０】
コンピュータに請求項２１乃至２９の何れか一項に記載の成膜方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、基板処理装置、成膜方法及びこの成膜方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体に係り、特に少なくとも２種類の原料ガスを交互に供給して薄膜を成膜する成膜装置、基板処理装置、成膜方法及びこの成膜方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおける成膜手法として、基板である半導体ウェハ（以下「ウェハ」という）等の表面に真空雰囲気下で第１の反応ガスを吸着させた後、供給するガスを第２の反応ガスに切り替えて、両ガスの反応により１層あるいは複数層の原子層や分子層を形成し、このサイクルを多数回行うことにより、これらの層を積層して、基板上への成膜を行うプロセスが知られている。このプロセスは、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）やＭＬＤ（Molecular Layer Deposition）などと呼ばれており、サイクル数に応じて膜厚を高精度にコントロールすることができると共に、膜質の面内均一性も良好であり、半導体デバイスの薄膜化に対応できる有効な手法である。
【０００３】
このような成膜方法が好適である例としては、例えばゲート酸化膜に用いられる高誘電体膜の成膜が挙げられる。一例を挙げると、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を成膜する場合には、第１の反応ガス（原料ガス）として、例えばビスターシャルブチルアミノシラン（以下「ＢＴＢＡＳ」という）ガス等が用いられ、第２の反応ガス（酸化ガス）としてオゾンガス等が用いられる。
【０００４】
このような成膜方法を実施する装置としては、真空容器の上部中央にガスシャワーへッドを備えた枚葉の成膜装置を用いて、基板の中央部上方側から反応ガスを供給し、未反応の反応ガス及び反応副生成物を処理容器の底部から排気する方法が検討されている。ところで上記の成膜方法は、パージガスによるガス置換に長い時間がかかり、またサイクル数も例えば数百回にもなることから、処理時間が長いという問題があり、高スループットで処理できる成膜装置、成膜方法が要望されている。
【０００５】
このような背景から、複数枚の基板を真空容器内の回転テーブルに回転方向に配置して成膜処理を行う装置が以下のように既に知られている。
【０００６】
特許文献１には、扇平な円筒状の真空容器を左右に分離し、左側領域及び右側領域に半円の輸郭に沿って形成された排気口が上向きに排気するように設けられると共に、左側半円の輪郭と右側半円の輪郭の間、つまり真空容器の直径領域には分離ガスの吐出孔が形成された分離領域を有する成膜装置の例が開示されている。右側半円領域及び左側半円領域には互いに異なる原料ガスの供給領域が形成され、真空容器内の回転テーブルが回転することでワークピースが右側半円領域、分離領域及び左側半円領域を通過すると共に、両原料ガスは排気口から排気される。そして分離ガスが供給される分離領域の天井は原料ガスの供給領域よりも低くなっている。
【０００７】
特許文献２には、ウェハ支持部材（回転テーブル）の上に回転方向に沿って４枚のウェハを等距離に配置する一方、ウェハ支持部材と対向するように第１の反応ガス吐出ノズル及び第２の反応ガス吐出ノズルを回転方向に沿って等距離に配置しかつこれらノズルの間にパージノズルを配置し、ウェハ支持部材を水平回転させる構成を有する成膜装置の例が開示されている。各ウェハはウェハ支持部材により支持され、ウェハの表面はウェハ支持部材の上面からウェハの厚さだけ上方に位置している。また各ノズルはウェハ支持部材の径方向に伸びるように設けられ、ウェハとノズルとの距離は０．１ｍｍ以上であることが記載されている。真空排気はウェハ支持部材の外縁と処理容器の内壁との間から行われる。このような装置によれば、パージガスノズルの下方がいわばエアーカーテンの役割を果たすことで第１の反応ガスと第２の反応ガスとの混合を防止している。
【０００８】
特許文献３には、真空容器内を隔壁により周方向に複数の処理室に分割すると共に、隔壁の下端に対して細隙を介して回転可能な円形の載置台を設けて、この載置台上にウェハを複数配置する構成の例が開示されている。
【０００９】
特許文献４には、円形のガス供給板を周方向に８つに区切り、ＡｓＨ３ガスの供給口、Ｈ２ガスの供給口、ＴＭＧガスの供給口及びＨ２ガスの供給口を９０度ずつずらして配置し、さらにこれらガス供給口の間に排気口を設け、このガス供給板と対向させてウェハを支持したサセプタを回転させる成膜方法の例が開示されている。
【００１０】
また特許文献５には、回転テーブルの上方領域を十字に４つの垂直壁で仕切り、こうして仕切られた４つの載置領域にウェハを載置すると共に、ソースガスインジェクタ、反応ガスインジェクタ、パージガスインジェクタを回転方向に交互に配置して十字のインジェクタユニットを構成し、これらインジェクタを前記４つの載置領域に順番に位置させるようにインジェクタユニットを水平回転させかつ回転テーブルの周辺から真空排気する構成を有する成膜装置の例が開示されている。
【００１１】
更にまた、特許文献６（特許文献７、８）には、ターゲット（ウェハに相当する）に複数のガスを交互に吸着させる原子層ＣＶＤ方法を実施するにあたり、ウェハを載置するサセプタを回転させ、サセプタの上方からソースガスとパージガスとを供給する装置が記載されている。段落００２３から００２５には、チャンバの中心から放射状に隔壁が延びており、隔壁の下に反応ガスまたはパージガスをサセプタに供給するガス流出孔が設けられていること、隔壁からのガス流出孔から不活性ガスを流出させることでガスカーテンを形成することが記載されている。排気に関しては段落００５８に初めて記載され、この記載によると、ソースガスとパージガスとを夫々排気チャンネル３０ａ、３０ｂから別々に排気するようになっている。
【特許文献１】米国特許公報７，１５３，５４２号
【特許文献２】特開２００１−２５４１８１号公報
【特許文献３】特許３１４４６６４号公報
【特許文献４】特開平４−２８７９１２号公報
【特許文献５】米国特許公報６，６３４，３１４号
【特許文献６】特開２００７−２４７０６６号公報
【特許文献７】米国特許公開公報２００７−２１８７０１号
【特許文献８】米国特許公開公報２００７−２１８７０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上記の特許文献に開示されている成膜装置及び成膜方法を用い、複数枚の基板を真空容器内の回転テーブルに回転方向に配置して成膜処理を行う場合、次のような問題があった。
【００１３】
特許文献１に開示された成膜装置及び成膜方法を用いる場合、分離ガスの吐出孔と反応ガスの供給領域との間に上向きの排気口を設け、反応ガスをこの排気口から分離ガスと共に排気する手法を採用しているため、ワークピースに吐出された反応ガスが上向き流となって排気口から吸い込まれ、パーティクルの巻上げを伴い、ウェハへのパーティクル汚染を引き起こしやすいという問題があった。
【００１４】
特許文献２に開示された成膜装置及び成膜方法を用いる場合、ウェハ支持部材が回転していることもあって、パージガスノズルからのエアーカーテン作用だけではその両側の反応ガスが通過してしまい、特に回転方向上流側からエアーカーテン中を拡散してしまうことは避けられないという問題があった。更にまた第１の反応ガス吐出ノズルから吐出した第１の反応ガスは回転テーブルに相当するウェハ支持部材の中心部を介して容易に第２の反応ガス吐出ノズルからの第２の反応ガス拡散領域に到達してしまうという問題があった。このように第１の反応ガスと第２の反応ガスとがウェハ上で混合されてしまうと、ウェハ表面に反応生成物が付着し、良好なＡＬＤ（あるいはＭＬＤ）処理ができなくなるという問題があった。
【００１５】
特許文献３に開示された成膜装置及び成膜方法を用いる場合、隔壁と載置台あるいはウェハとの間の隙間からプロセスガスが隣の処理室に拡散し、また複数の処理室の間に排気室を設けているので、ウェハがこの排気室を通るときに上流側及び下流側の処理室からのガスが当該排気室にて混合されてしまう。従って、ＡＬＤ方式の成膜手法には適用できないという問題があった。
【００１６】
特許文献４に開示された成膜装置及び成膜方法を用いる場合、２つの反応ガスの分離に対して現実的な手段が何ら開示されておらず、サセプタの中心付近においては勿論のこと、実際には中心付近以外においてもＨ２ガスの供給口の配列領域を介して２つの反応ガスが混合されてしまうという問題があった。更にまたウェハの通過領域と対向する面に排気口を設けると、サセプタ表面からのパーティクルの巻上げなどによりウェハのパーティクル汚染が起こりやすいという致命的な問題もあった。
【００１７】
特許文献５に開示された成膜装置及び成膜方法を用いる場合、各載置領域にソースガスあるいは反応ガスを供給した後、パージガスノズルにより当該載置領域の雰囲気をパージガスで置換するために長い時間がかかるし、また一の載置領域から垂直壁を越えて隣接する載置領域にソースガスあるいは反応ガスが拡散して、両ガスが載置領域にて反応するおそれが大きいという問題があった。
【００１８】
特許文献６（特許文献７、８）に開示された成膜装置及び成膜方法を用いる場合、パージガスコンパートメントにおいて両側のソースガスコンパートメントにおけるソースガスの混じりあいを避けられず、反応生成物が発生してウェハへのパーティクル汚染が生じるという問題があった。
【００１９】
更に、特許文献１乃至５に開示された成膜装置及び成膜方法を用いる場合、第１の反応ガスとしてＣｌ等を含んだ腐食性を有する反応ガスを供給して成膜を行う場合、又は成膜後に第１の反応ガスを供給するノズルからＣｌ等を含んだ腐食性を有するクリーニングガスを供給してクリーニングを行う場合、真空容器の天板等のアルミニウム材よりなる部分が腐食されてしまうという問題があった。
【００２０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板の表面に互いに反応する複数の反応ガスを順番に供給して反応生成物の層を多数積層して薄膜を形成するにあたり、高いスループットが得られ、基板上にて複数の反応ガスが混合されることを防止して良好な処理を行うことができ、真空容器を反応ガス又はクリーニングガスに対して耐食保護することができる成膜装置、成膜方法及びこの方法を実施するプログラムを格納した記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００２２】
第１の発明は、真空容器内で第１の反応ガス及び第２の反応ガスを含む少なくとも２種類の原料ガスを順番に供給しかつ前記少なくとも２種類の前記原料ガスを順番に供給する供給サイクルを実行することにより薄膜を成膜する成膜装置において、前記真空容器内に回転可能に設けられ、基板を載置する基板載置部を備える回転テーブルと、前記真空容器を前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスに対して耐食保護するために、前記回転テーブルの上に対向して設けられる保護天板と、前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを供給するために、前記回転テーブルの周縁の互いに異なる位置から回転中心に向かって各々設けられる第１の反応ガス供給部及び第２の反応ガス供給部と、前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスとを分離する第１の分離ガスを供給するために、前記第１の反応ガス供給部と前記第２の反応ガス供給部との間の前記回転テーブルの周縁の位置から回転中心に向かって設けられる第１の分離ガス供給部と、前記第１の反応ガス供給部を含む前記保護天板の下面であって、前記回転テーブルから第１の高さに設けられる第１の下面の領域と、前記第１の下面の領域と前記回転テーブルとの間に形成される第１の空間と、前記第２の反応ガス供給部を含む前記保護天板の下面であって、前記第１の下面の領域と離れた位置に前記回転テーブルから第２の高さに設けられる第２の下面の領域と、前記第２の下面の領域と前記回転テーブルとの間に形成される第２の空間と、前記第１の分離ガス供給部を含み前記回転テーブルの回転方向に沿って前記第１の分離ガス供給部の両側に位置する前記保護天板の下面であって、前記回転テーブルから前記第１の高さ及び前記第２の高さより低い第３の高さに設けられる第３の下面の領域と、前記第３の下面の領域と前記回転テーブルとの間に形成され、前記第１の分離ガス供給部から供給された前記第１の分離ガスが前記第１の空間及び前記第２の空間に流れるための前記第３の高さを有し狭隘な第３の空間と、前記真空容器を前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスに対して耐食保護するために、前記保護天板と共に前記回転テーブル、前記第１の空間、前記第２の空間及び前記第３の空間を囲繞するように設けられる真空容器保護部と、前記保護天板の下面であって、前記回転テーブルの回転中心の前記基板載置部側に前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスとを分離する第２の分離ガスを供給する第２の分離ガス供給部が設けられる中心部領域と、前記第３の空間の両側に吐出される前記第１の分離ガス及び前記中心部領域から吐出される前記第２の分離ガスと共に前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを排気するための排気口とを備えることを特徴とする。
【００２３】
第２の発明は、第１の発明に係る成膜装置において、前記保護天板及び前記真空容器保護部は、石英又はセラミックよりなることを特徴とする。
【００２４】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る成膜装置において、前記真空容器の天板と前記保護天板との間に前記真空容器を耐食保護する第１の保護ガスを供給する第１の保護ガス供給部を備えることを特徴とする。
【００２５】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記真空容器の底面と前記真空容器保護部との間に前記真空容器を保護する第２の保護ガスを供給する第２の保護ガス供給部を備えることを特徴とする。
【００２６】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記回転テーブルの回転中心の下側に前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスとを分離する第３の分離ガスを供給する第３の分離ガス供給部を備えることを特徴とする。
【００２７】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記真空容器の中心部であって前記保護天板の下面と前記真空容器の底面との間に設けられた支柱と、前記支柱を囲み、鉛直軸の周りに回転自在な回転スリーブとを備え、前記回転スリーブは、前記回転テーブルの回転軸であることを特徴とする。
【００２８】
第７の発明は、第１乃至第６の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記第１の下面の領域に代え、前記第１の反応ガス供給部を含み、前記回転テーブルから前記第１の高さより低く設けられる第４の下面の領域と、前記第４の下面の領域に隣接し、前記回転テーブルから前記第１の高さに設けられる第５の下面の領域とを備えることを特徴とする。
【００２９】
第８の発明は、第１乃至第７の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記第２の下面の領域に代え、前記第２の反応ガス供給部を含み、前記回転テーブルから前記第２の高さより低く設けられる第６の下面の領域と、前記第６の下面の領域に隣接し、前記回転テーブルから前記第２の高さに設けられる第７の下面の領域とを備えることを特徴とする。
【００３０】
第９の発明は、第１乃至第８の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記基板載置部に載置された前記基板の表面は前記回転テーブルの表面と同じ高さであるか、前記回転テーブルの前記表面より前記基板の前記表面が低い位置であることを特徴とする。
【００３１】
第１０の発明は、第１乃至第９の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記第１の反応ガス供給部、前記第２の反応ガス供給部及び前記第１の分離ガス供給部へガスを各々導入するためのガス導入ポートは、前記回転テーブルの回転中心側又は周縁側に設けられることを特徴とする。
【００３２】
第１１の発明は、第１乃至第１０の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記第１の分離ガス供給部には、前記回転テーブルの回転中心側から周縁側に向かって吐出孔が配列されることを特徴とする。
【００３３】
第１２の発明は、第１１の発明に係る成膜装置において、前記第３の下面の領域であって、該第３の下面の領域に含まれる前記第１の分離ガス供給部の前記吐出孔によって二分される二つの領域は、前記基板載置部に載置される前記基板の中心が通過する部分の前記回転テーブルの回転方向に沿った幅寸法の各々が５０ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００３４】
第１３の発明は、第１乃至第１２の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記第３の下面の領域における前記保護天板の下面は、平面又は曲面であることを特徴とする。
【００３５】
第１４の発明は、第１乃至第１３の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記真空容器の底面の周縁であって、前記第１の空間及び前記第２の空間の近くに各々設けられた第１の排気口及び第２の排気口を備えることを特徴とする。
【００３６】
第１５の発明は、第１乃至第１４の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記第３の空間の圧力は、前記第１の空間の圧力及び前記第２の空間の圧力より高いことを特徴とする。
【００３７】
第１６の発明は、第１乃至第１５の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記真空容器保護部の下に、前記回転テーブルを加熱する加熱部を備えることを特徴とする。
【００３８】
第１７の発明は、第１乃至第１６の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記真空容器の外に前記基板の搬入出を行うために、前記真空容器の側面に設けられ、ゲートバルブにより開閉可能な搬送口を備えることを特徴とする。
【００３９】
第１８の発明は、第１乃至第１７の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記第３の下面の領域は、前記回転テーブルの回転中心から周縁に位置するほど幅が広い形状を有することを特徴とする。
【００４０】
第１９の発明は、第１乃至第１８の何れか一つの発明に係る成膜装置において、前記第３の下面の領域は、平面視において扇型の形状を有することを特徴とする。
【００４１】
第２０の発明に係る基板処理装置は、第１乃至第１９の何れか一つの発明に係る成膜装置と、前記成膜装置に気密に接続され、内部に基板搬送部が設けられた真空搬送室と、前記真空搬送室に気密に接続され、真空雰囲気と大気雰囲気との間で雰囲気が切換え可能な予備真空室とを備えることを特徴とする。
【００４２】
第２１の発明は、真空容器を耐食保護するための真空容器保護部で囲繞される空間において第１の反応ガス及び第２の反応ガスを含む少なくとも２種類の原料ガスを順番に供給しかつ前記少なくとも２種類の前記原料ガスを順番に供給する供給サイクルを実行することにより基板上に薄膜を成膜する際に、前記基板が載置される回転テーブル上側の前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスとを分離するための第１の分離ガスを供給する領域における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の天板までの高さを、前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを供給する領域における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さに比べて低くすることによって、前記回転テーブル上面と前記真空容器保護部の前記天板との間に形成される狭隘な空間に前記第１の分離ガスを供給し、前記真空容器保護部の前記天板の下面であって前記回転テーブルの回転中心上側の中心部領域に前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを分離する第２の分離ガスを供給し、前記第１の分離ガス及び前記第２の分離ガスと共に前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを排気することによって、前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを分離して供給しながら薄膜を成膜する成膜方法であって、前記真空容器内の前記回転テーブルに基板を載置する載置工程と、前記回転テーブルを回転させる回転工程と、前記回転テーブルの互いに異なる位置に設けられる第１の反応ガス供給部及び第２の反応ガス供給部の各々から前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを供給し、前記第１の反応ガス供給部と前記第２の反応ガス供給部との間に設けられる第１の分離ガス供給部から前記第１の分離ガスを供給し、前記回転テーブルの回転に伴って前記基板を移動させ、前記基板の表面への前記第１の反応ガスの供給、前記第１の反応ガスの停止、前記第２の反応ガスの供給及び前記第２の反応ガスの停止を繰り返して薄膜を成膜する成膜工程とを含むことを特徴とする。
【００４３】
第２２の発明は、第２１の発明に係る成膜方法において、石英又はセラミックよりなる前記真空容器保護部を用いて行うことを特徴とする。
【００４４】
第２３の発明は、第２１又は第２２の発明に係る成膜方法において、前記真空容器保護部と前記真空容器との間の空間である保護空間に前記真空容器を耐食保護する第１の保護ガスを流通させ、前記保護空間の圧力を前記真空容器保護部で囲繞される空間の圧力より高くして行うことを特徴とする。
【００４５】
第２４の発明は、第２１乃至第２３の何れか一つの発明に係る成膜方法において、前記第１の反応ガスを供給する際に、前記回転テーブル上側の前記第１の反応ガスを供給する領域の一部であって前記第１の反応ガス供給部を含む部分における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さを、前記第１の反応ガスを供給する領域の他の部分における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さより低くして行うことを特徴とする。
【００４６】
第２５の発明は、第２１乃至第２４の何れか一つの発明に係る成膜方法において、前記第２の反応ガスを供給する際に、前記回転テーブル上側の前記第２の反応ガスを供給する領域の一部であって前記第２の反応ガス供給部を含む部分における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さを、前記第２の反応ガスを供給する領域の他の部分における前記回転テーブル上面から前記真空容器保護部の前記天板までの高さより低くして行うことを特徴とする。
【００４７】
第２６の発明は、第２１乃至第２５の何れか一つの発明に係る成膜方法において、前記回転テーブルに載置された前記基板の表面が、前記回転テーブルの表面と高さが同じであるか又は前記回転テーブルの前記表面より低くなるように、前記回転テーブルに凹部が設けられることを特徴とする。
【００４８】
第２７の発明は、第２１乃至第２６の何れか一つの発明に係る成膜方法において、前記回転テーブルを加熱しながら行うことを特徴とする。
【００４９】
第２８の発明は、第２１乃至第２７の何れか一つの発明に係る成膜方法において、前記真空容器を、前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスを各々専用に排気するために設けられた第１の排気口及び第２の排気口を通して排気しながら行うことを特徴とする。
【００５０】
第２９の発明は、第２１乃至第２８の何れか一つの発明に係る成膜方法において、前記真空容器保護部と前記真空容器の底面との間に第２の保護ガスを流通させることを特徴とする。
【００５１】
第３０の発明は、コンピュータに第２１乃至第２９の何れか一つの発明に係る成膜方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、高いスループットが得られ、基板上にて複数の反応ガスが混合されることを防止して良好な処理を行うことができ、真空容器を反応ガス又はクリーニングガスに対して耐食保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
（第１の実施の形態）
図１乃至図１０を参照し、本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置及び成膜方法を説明する。
【００５４】
初めに、図１乃至図９を参照し、本実施の形態に係る成膜装置の構成を説明する。
【００５５】
図１は、本実施の形態に係る成膜装置の構成を模式的に示す縦断面図である。図１は、図３におけるＢ−Ｂ線に伴う縦断面図である。図２は、本実施の形態に係る成膜装置の構成を模式的に示す斜視図である。図３は、本実施の形態に係る成膜装置の構成を模式的に示す横断平面図である。図２及び図３は、真空容器１の天板１１が分離された状態における斜視図及び横断平面図である。図４は、本実施の形態に係る成膜装置を説明するための図であり、第１乃至第３の空間を示す断面図である。図４は、回転テーブルを含み回転テーブルより上側の部分を同心円に沿って切断し横に展開して示す展開図である。図５は、本実施の形態に係る成膜装置を説明するための図であり、第１の反応ガス供給部を示す斜視図である。図６は、本実施の形態に係る成膜装置を説明するための図であり、第３の下面部の寸法例を説明するための横断面図及び縦断面図である。図７は、本実施の形態に係る成膜装置の一部を説明するための図であり、図３におけるＡ−Ａ線に伴う縦断面図である。図８は、本実施の形態に係る成膜装置の一部を第２の分離ガス、第３の分離ガス及び第２の保護ガスが流れる様子を説明するための図であり、図３におけるＢ−Ｂ線に伴う縦断面図である。図９は、本実施の形態に係る成膜装置の一部を示す破断斜視図である。図１０は、本実施の形態に係る成膜装置の制御部の構成を模式的に示す図である。
【００５６】
図１乃至図３に示されるように、本実施の形態に係る成膜装置は、真空装置１並びに真空容器１に収容される回転テーブル２、第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス供給部３２、第１の分離ガス供給部４１、４２、保護天板４及び真空容器保護部４９を有する。
【００５７】
真空容器１は、図１乃至図３に示されるように、平面形状が略円形で扁平な形状を有する。真空容器１は、天板１１、容器本体１２、Ｏリング１３、底面部１４を有する。
【００５８】
天板１１は、容器本体１２から分離可能に備えられる。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側に押し付けられ気密状態を維持する。また、天板１１が容器本体１２から分離される場合、図示しない駆動機構により上方に持ち上げられる。
【００５９】
次に、真空容器１に収容される各部分のうち、回転テーブル２と、天板１１より下側であって、回転テーブル２よりも上側に設けられる部分を説明する。即ち、回転テーブル２、第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス供給部３２、第１の分離ガス供給部４１，４２、保護天板４、第２の分離ガス供給部５１について説明する。
【００６０】
回転テーブル２は、図１に示されるように、真空容器１の中心に回転中心を有するように設けられる。回転テーブル２は、ケース体２０、コア部２１、回転軸２２、駆動部２３、凹部２４を備える。
【００６１】
回転テーブル２は、中心部にて円筒形状のコア部２１に固定され、コア部２１は、鉛直方向に伸びる回転軸２２の上端に固定される。回転軸２２は真空容器１の底面部１４を貫通し、その下端が回転軸２２を鉛直軸周りに時計方向に回転させる駆動部２３に取付けられる。回転軸２２及び駆動部２３は、上面が開口した円筒状のケース体２０に収納される。ケース体２０は、ケース体２０の上面に設けられたフランジ部分が真空容器１の底面部１４の下面に気密に取付けられ、ケース体２０の内部雰囲気と外部雰囲気との気密状態が維持される。
【００６２】
凹部２４は、図２及び図３に示されるように、回転方向（周方向）に沿って複数枚例えば５枚の基板であるウェハを載置するために、回転テーブル２の表面部に設けられる。凹部２４は、円形状の形状を有する。凹部２４は、ウェハを位置決めして回転テーブル２の回転に伴う遠心力により飛び出さないようにするためのものであり、本発明の基板載置部に相当する。なお図３には便宜上１個の凹部２４だけにウェハＷを図示する。
【００６３】
凹部２４は、図４（ａ）に示されるように、凹部２４の直径がウェハの直径よりも僅かに例えば４ｍｍ大きく、またその深さはウェハの厚みと同等の大きさに設定される。従って、ウェハを凹部２４に落とし込むと、ウェハの表面と回転テーブル２の表面（ウェハが載置されない領域）との高さが揃う。ウェハの表面と回転テーブル２の表面との間の高さの差が大きいとその段差部分で圧力変動が生ずるので、膜厚の面内均一性を揃えるためには、ウェハの表面と回転テーブル２の表面との高さを揃えることが必要である。ウェハの表面と回転テーブル２の表面との高さを揃えることは、凹部２４（基板載置部）に載置されたウェハ（基板）の表面が回転テーブル２の表面と同じ高さであるか、回転テーブル２の表面よりウェハ（基板）の表面が低い位置であることを意味するが、加工精度などに応じてできるだけ両面の高さの差をゼロに近づけるのがよく、両面の高さは５ｍｍ以内がよい。凹部２４の底面には、ウェハの裏面を支えてウェハを昇降させるために、例えば図９を用いて後述するような３本の昇降ピンが貫通する貫通孔が形成される。
【００６４】
なお、基板載置部は、凹部に限らず、例えば回転テーブル２の表面にウェハの周縁をガイドするガイド部材をウェハの周方向に沿って複数並べた構成でもあってもよく、或いは回転テーブル２側に静電チャックなどのチャック機構を設けた構成であってもよい。回転テーブル２側にチャック機構を設けてウェハを吸着する場合には、吸着によりウェハが載置される領域が基板載置部となる。
【００６５】
第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス供給部３２、及び２本の第１の分離ガス供給部４１、４２は、図２及び図３に示されるように、第１の反応ガス及び第２の反応ガスを供給するために、回転テーブル２における凹部２４の基板載置部と各々対向する位置に、真空容器１の周縁（回転テーブル２の周縁）の互いに異なる位置から回転中心に向かって各々設けられる。第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス供給部３２、及び２本の第１の分離ガス供給部４１、４２は、下方側に反応ガスを吐出するための吐出孔が長さ方向に間隔を置いて穿設されるノズルである。
【００６６】
第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス供給部３２、及び２本の第１の分離ガス供給部４１、４２は、例えば真空容器１の側壁に取り付けられ、その基端部であるガス導入ポート３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａは側壁を貫通する。本実施の形態では、一部図５に示されるように、ガス導入ポート３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａは真空容器１の側壁から導入されているが、環状の突出部５３（後述）から導入しても良い。この場合、突出部５３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第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス供給部３２、及び２本の第１の分離ガス供給部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。
【００６７】
第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２には、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、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穿設される。本実施の形態では、例えば、第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス供給部３２を構成するガスノズルの長さ方向に沿って、真下に向いた例えば口径が０．５ｍｍの吐出孔が１０ｍｍの間隔で穿設される。
【００６８】
第１の分離ガス供給部４１、４２には、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、下方側に分離ガスを吐出するための吐出孔４０が長さ方向に間隔を置いて穿設される。本実施の形態では、例えば、第１の分離ガス供給部４１、４２を構成するガスノズルの長さ方向に沿って、真下に向いた例えば口径が０．５ｍｍの吐出孔が１０ｍｍの間隔で穿設される。
【００６９】
第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス供給部３２は、真空容器１の外部に配設される第１の反応ガスのガス供給源及び第２の反応ガスのガス供給源に接続され、第１の分離ガス供給部４１、４２は、真空容器１の外部に配設される第１の分離ガスのガス供給源に接続される。本実施の形態では、第２の反応ガス供給部３２、第１の分離ガス供給部４１、第１の反応ガス供給部３１及び、第１の分離ガス供給部４２が、この順に時計方向に配置される。
【００７０】
本実施の形態では、第１の反応ガスとして、例えばＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）ガスを用いることができる。また、第２の反応ガスとして、例えばＯ３（オゾン）ガスを用いることができる。更に、第１の分離ガスとして、例えばＮ２（窒素）ガスを用いることができる。なお、第１の分離ガスは、Ｎ２ガスに限られずＡｒ等の不活性ガスを用いることができるが、不活性ガスに限らず水素ガス等であってもよく、成膜処理に影響を与えないガスであれば、ガスの種類に関しては特に限定されるものではない。
【００７１】
保護天板４は、図１に示されるように、真空容器１の天板１１と回転テーブル２との間に、回転テーブル２に対向して設けられる。保護天板４は、真空容器１を第１の反応ガス及び第２の反応ガスに対して耐食保護するためのものである。保護天板４は、例えば石英又はセラミックよりなる。
【００７２】
保護天板４の下面は、図２乃至図４（ｂ）に示されるように、回転テーブル２の上面と距離Ｈ１だけ離れた面である第１の下面部（第１の下面の領域）４５、回転テーブル２の上面と距離Ｈ２だけ離れた面である第２の下面部（第２の下面の領域）４５ａ、及び第１の下面部４５と第２の下面部４５ａとの間に形成され、回転テーブルの上面と距離Ｈ３だけ離れた面である第３の下面部（第３の下面の領域）４４の３つの領域と、第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａにおいて、各々の領域の回転中心側に隣接する突出部５３、更にコア部２１に対応する回転中心側部５を有する。
【００７３】
第１の下面部４５、第２の下面部４５ａ及び第３の下面部４４は、各々第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス供給部３２、及び第１の分離ガス供給部４１を含む保護天板４の下面の領域である。なお、第３の下面部４４は、第１の分離ガス供給部４１によって二分されている。
【００７４】
また、保護天板４の下面である第１の下面部４５、第２の下面部４５ａ及び２つの第３の下面部４４の４つの領域の各々は、図２乃至図４（ｂ）に示されるように、回転テーブル２との間に、第１の空間Ｐ１、第２の空間Ｐ２及び２つの第３の空間Ｄを形成する。
【００７５】
保護天板４の第１の下面部４５は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、第１の反応ガス供給部３１を含む保護天板４の下面の領域である。第２の下面部４５ａは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、第２の反応ガス供給部３２を含む保護天板４の下面の領域である。第３の下面部４４は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、第１の分離ガス供給部４１、４２を含む保護天板４の下面の領域である。また、第１の分離ガス供給部４１、４２の中心軸から扇形の形状を有する第３の下面部４４の回転テーブル２の順回転方向及び逆回転方向における両縁までの距離は、同じ長さに設定される。
【００７６】
このとき、保護天板４の第３の下面部４４は、各々第１の分離ガス供給部４１、４２に対する回転テーブル２の回転方向上流側において、回転テーブル２の周縁に位置する部位ほど幅を大きくすることができる。回転テーブル２が回転することによって、回転テーブル２の周縁に近い部位ほど、回転方向上流側から第３の下面部４４に向かうガスの流れが速いためである。本実施の形態では、直径３００ｍｍのウェハＷを被処理基板としており、第３の下面部４４の周方向の長さ（回転テーブル２と同心円の円弧の長さ）は、回転中心から１４０ｍｍ離れた突出部５３に近い部位において例えば１４６ｍｍであり、凹部２４（基板載置部）の最も外側の位置において例えば５０２ｍｍである。なお、図４（ａ）に示されるように、この最も外側の位置において第１の分離ガス供給部４１（４２）の両端から夫々左右に位置する保護天板４の第３の下面部４４の周方向の長さＬでみれば、長さＬは２４６ｍｍである。
【００７７】
第１の反応ガス供給部３１を含む保護天板４の第１の下面部４５は、図１及び図４（ａ）に示されるように、回転テーブル２から第１の高さＨ１に設けられる。第２の反応ガス供給部３２を含む第２の下面部４５ａは、図１及び図４（ａ）に示されるように、回転テーブル２から第２の高さＨ２に設けられる。第１の分離ガス供給部４１を含む第３の下面部４４は、図４（ａ）に示されるように、回転テーブル２から第３の高さＨ３に設けられる。第３の高さＨ３は、第１の高さＨ１及び第２の高さＨ２よりも低い。また、第１の高さＨ１と第２の高さＨ２との大小関係は、特に限定されるものではないが、例えばＨ１＝Ｈ２とすることができる。従って、本実施の形態では、Ｈ３＜Ｈ１＝Ｈ２とすることができる。
【００７８】
即ち、図４（ａ）に示されるように、第１の分離ガス供給部４１における回転方向両側には、回転テーブル２から第３の高さＨ３に設けられる保護天板４の下面である第３の下面部４４が存在し、第３の下面部４４の回転方向両側には、第３の下面部４４より高い第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａが存在する。換言すれば、第１の分離ガス供給部４１における回転方向両側には、第３の空間Ｄが存在し、第３の空間Ｄの回転方向両側には、第１の空間Ｐ１及び第２の空間Ｐ２が存在する。同様に、第１の空間Ｐ１の反対側及び第２の空間Ｐ２の反対側との間には、第３の空間Ｄが存在する。
【００７９】
ここで、第３の空間Ｄの役割である第１の空間Ｐ１の雰囲気と第２の空間Ｐ２の雰囲気との分離作用について説明する。
【００８０】
第３の下面部４４は、第１の分離ガス供給部４１と組合せることによって、第３の空間Ｄに第１の反応ガス及び第２の反応ガスの侵入を阻止し、第１の反応ガスと第２の反応ガスとの混合を阻止するためのものである。即ち、第３の空間Ｄにおいては、回転テーブル２の逆回転方向側からの第２の反応ガスの侵入が阻止され、回転テーブル２の順回転方向側からの第１の反応ガスの侵入も阻止される。「ガスの侵入が阻止される」とは、第１の分離ガス供給部４１から吐出した第１の分離ガスが第３の空間Ｄに拡散し、隣接する第２の下面部４５ａの下方側空間である第２の空間Ｐ２に吹き出し、これにより隣接する第１の空間Ｐ１及び第２の空間Ｐ２からのガスが侵入できないことを意味する。そして「ガスが侵入できない」とは、隣接する第１の空間Ｐ１及び第２の空間Ｐ２から第３の空間Ｄにガスが全く入り込むことができない状態のみを意味するのではなく、多少侵入はするが、両側から夫々侵入した第１の反応ガス及び第２の反応ガスが第３の空間Ｄで混合されない状態も意味する。これらの状態が得られる限り、第３の空間Ｄの役割である第１の空間Ｐ１の雰囲気と第２の空間Ｐ２の雰囲気との分離作用が確保される。なお、ウェハに吸着したガスは、第３の空間Ｄ内を通過することができるため、「ガスの侵入」におけるガスとは、気相中のガスを意味する。
【００８１】
また図４（ａ）に示されるように、保護天板４の第３の下面部４４の回転テーブル２からの高さＨ３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。この場合、回転テーブル２の回転数は例えば１ｒｐｍ〜５００ｒｐｍに設定される。第３の下面部４４の分離機能を確保するためには、回転テーブル２の回転数の使用範囲などに応じて、第３の下面部４４の大きさや第３の下面部の回転テーブル２からの高さＨ３を例えば実験などに基づいて設定することになる。なお第１の分離ガスとしては、Ｎ２ガスに限られずＡｒガスなどの不活性ガスを用いることができるが、不活性ガスに限らず水素ガスであってもよく、成膜処理に影響を与えないガスであれば、ガスの種類に関しては特に限定されるものではない。
【００８２】
そして第１の分離ガス供給部４１（４２）の両側に各々位置する狭隘な空間を形成する第３の下面部４４は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に第１の分離ガス供給部４１を代表して示すように、ウェハＷの中心ＷＯが通過する部分の回転テーブル２の回転方向に沿った幅寸法（ウェハ中心ＷＯが通る経路に対応する円弧の長さ）Ｌとしてウェハ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、ウェハ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。第３の下面部４４の両側から第３の下面部４４の下方である第３の空間Ｄ（第１の高さＨ１及び第２の高さＨ２よりも低い第３の高さＨ３を有する狭隘な空間）に反応ガスが侵入することを有効に阻止するためには、幅寸法Ｌが短い場合には、それに応じて第３の下面部４４と回転テーブル２との間の距離である第３の高さＨ３も小さくする必要がある。更に、第３の下面部４４と回転テーブル２との間の距離である第３の高さＨ３をある寸法に設定したとすると、回転テーブル２の回転中心から離れる程、回転テーブル２の速度が速くなってくるので、反応ガスの侵入阻止効果を得るために要求される幅寸法Ｌは、回転中心から離れる程長くなる。このような観点から考察すると、ウェハＷの中心ＷＯが通過する部分における幅寸法Ｌが５０ｍｍよりも小さいと、第３の下面部４４と回転テーブル２との距離である第３の高さＨ３をかなり小さくする必要があるため、回転テーブル２を回転したときに回転テーブル２あるいはウェハＷと第３の下面部４４との衝突を防止するために、回転テーブル２の振れを極力抑える工夫が要求される。更にまた回転テーブル２の回転数が高い程、第３の下面部４４の上流側から第３の下面部４４の下方側に反応ガスが侵入しやすくなるので、幅寸法Ｌを５０ｍｍよりも小さくすると、回転テーブル２の回転数を低くしなければならず、スループットの点で得策ではない。従って、幅寸法Ｌが５０ｍｍ以上であることが好ましい。しかし、第３の下面部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ェハサイズに従って調整して良い。また、狭隘な空間である第３の空間Ｄが、第３の空間Ｄから第１（第２）の空間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（第３の空間Ｄ）の高さ（第３の高さ）Ｈ３もまた、使用されるプロセスパラメータやウェハサイズに加えて、たとえば第３の下面部４４の面積に応じて調整してよい。
【００８３】
保護天板４の突出部５３は、第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａにおいて、図１に示されるように、各々の領域の回転中心側と、コア部２１の外周側との間にあって、回転テーブル２と対向する領域である。また、保護天板４の突出部５３は、２つの第３の下面部４４において、図７に示されるように、各々の領域の回転中心側と連続して一体に形成され、その下面は第３の下面部４４と同じ高さに形成される。ただし、保護天板４の突出部５３と第３の下面部４４は、必ずしも一体でなくても良く、別体であっても良い。
【００８４】
保護天板４の回転中心側部５は、突出部５３の回転中心側に位置する領域である。本実施の形態において、回転中心側部５と突出部５３との境界は、例えば回転中心から１４０ｍｍの半径を有する円周上に設けることができる。
【００８５】
第２の分離ガス供給部５１は、図１及び図７に示されるように、真空容器１の天板１１を貫通し、保護天板４の中心部に接続される。第２の分離ガス供給部５１は、保護天板４とコア部２１との間の空間である中心部領域Ｃに第２の分離ガスを供給するためのものである。第２の分離ガスとして、特に限定されるものはないが、例えばＮ２ガスが用いられる。
【００８６】
中心部領域Ｃに供給された第２の分離ガスは、突出部５３と回転テーブル２との狭い隙間５０を介して回転テーブル２の基板載置部側の表面に沿って周縁に向けて吐出される。突出部５３で囲まれる空間には第２の分離ガスが満たされるので、第１の空間Ｐ１と第２の空間Ｐ２との間で回転テーブル２の中心部を介して第１の反応ガスと第２の反応ガスとが混合することを阻止する。即ち、成膜装置は、第１の空間Ｐ１と第２の空間Ｐ２との雰囲気を分離するために回転テーブル２の回転中心部と真空容器１１とにより区画され、第２の分離ガスが供給されると共に回転テーブル２の表面に分離ガスを吐出する吐出口が回転方向に沿って形成された中心部領域Ｃを備える。なお、吐出口は突出部５３と回転テーブル２との狭い隙間５０に相当する。
【００８７】
次に、真空容器１に収容される各部分のうち、回転テーブル２の外周面側及び回転テーブル２の下側であって底面部１４よりも上側にある部材について説明する。即ち、真空容器保護部４９、容器本体１２、排気空間６について説明する。
【００８８】
真空容器保護部４９は、図１及び図７に示されるように、保護天板４の下側に設けられ、保護天板４と共に回転テーブル２、第１の空間Ｐ１、第２の空間Ｐ２及び第３の空間Ｄを囲繞するように設けられる。真空容器保護部４９は、真空容器１を第１の反応ガス及び第２の反応ガスに対して耐食保護するためのものである。真空容器保護部４９は、保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂよりなる。保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂは、保護天板４と同様に、例えば石英又はセラミックよりなる。
【００８９】
保護円筒４９ａは、図１及び図７に示されるように、回転テーブル２と容器本体１２との間において、回転テーブル２の外端面に対向するように設けられる。また、保護底板４９ｂは、図１及び図７に示されるように、回転テーブル２と容器本体１２との間において、回転テーブル２の下面に対向するように設けられる。
【００９０】
保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂは、保護天板４と同様に、回転テーブル２の外周側を回り込んで第１の反応ガス及び第２の反応ガスが互いに混入することを阻止すると共に、第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２から腐食性を有する反応ガス又はクリーニングガスを供給した場合に真空容器１を耐食保護する目的で設けられる。ただし、保護天板４、保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂは、互いに分離して取り外すことができるため、保護天板４、保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂの間には僅かに隙間がある。
【００９１】
容器本体１２の内周壁は、第３の空間Ｄにおいて、図７に示されるように、保護円筒４９ａの外周面と接近して対向するように垂直面として形成される。また、容器本体１２の内周壁は、第３の空間Ｄ以外の部位においても、図１に示されるように、保護円筒４９ａの外周面と接近して対向するように垂直面として形成されるが、内周壁の下端における部位から底面部１４を貫通するように縦断面形状が矩形に切り欠かれた構造を有する。この切り欠かれた部分は、後述する排気空間６である。
【００９２】
第１の保護ガス供給部５５は、図１に示されるように、真空容器１の容器本体１２の内周壁において、保護円筒４９ａの外周面に対向する位置であって回転方向の複数個所に設けられる。第１の保護ガス供給部５５は、真空容器１の天板１１と保護天板４との間に真空容器１を耐食保護する第１の保護ガスを供給するためのものである。具体的には、第１の保護ガスは、真空容器１の天板１１と保護天板４との隙間に供給され、真空容器１の天板１１が耐食保護される。また、第１の保護ガスは、真空容器１の容器本体１２の内周壁と真空容器保護部４９の保護円筒４９ａとの隙間にも供給され、真空容器１の容器本体１２が耐食保護される。第１の保護ガスとして、特に限定されるものではないが、例えばＮ２ガスが用いられる。
【００９３】
ここで、第１の保護ガスが真空容器１を保護する保護作用について説明する。
【００９４】
保護天板４、保護円筒４９ａ、保護底板４９ｂは、回転テーブル２、第１の空間Ｐ１、第２の空間Ｐ２、第３の空間Ｄを囲繞するように設けられる。保護天板４、保護円筒４９ａ、保護底板４９ｂが取外し可能に当接された状態で構成されるため、保護天板４、保護円筒４９ａ、保護底板４９ｂの間に隙間がある。
【００９５】
保護天板４及び保護円筒４９ａと真空容器１の天板１１及び容器本体１２との間の圧力が、保護天板４、保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂで囲繞される空間の圧力より高くなるように、保護天板４及び保護円筒４９ａと真空容器１の天板１１及び容器本体１２との間に第１の保護ガスを供給することによって、第１の反応ガス及び第２の反応ガスが保護天板４及び保護円筒４９ａと真空容器１の天板１１及び容器本体１２との間に侵入することを阻止することができる。具体的には、第１の保護ガス供給部５５から供給する第１の保護ガスの供給量、及び後述する真空排気手段の排気量とを調節することにより、保護天板４及び保護円筒４９ａと真空容器１の天板１１及び容器本体１２との間の圧力を、保護天板４、保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂで囲繞される空間の圧力より高くすることができ、例えば１００Ｐａ高くすることができる。
【００９６】
第１の反応ガス又は第２の反応ガスとして塩素等を含む反応ガスを用いて成膜を行う場合、又は第１の反応ガス供給部３１又は第２の反応ガス供給部３２を通して第１の反応ガス又は第２の反応ガスの代わりに塩素等を含むクリーニングガスを用いて回転テーブル２等のクリーニングを行う場合、第１の保護ガスを供給することによって、真空容器１の天板１１及び容器本体１２を第１の反応ガス及び第２の反応ガスに対して耐食保護することができる。
【００９７】
排気空間６の底部には、図１及び図３に示されるように、例えば２つの排気口６１、６２が設けられる。排気口６１、６２は各々排気管６３を介して真空排気手段である例えば共通の真空ポンプ６４に接続される。また、排気口６１と真空ポンプ６４との間において、圧力調整手段６５が排気管６３に設けられる。圧力調整手段６５は、排気口６１、６２ごとに設けてもよいし、共通化されてもよい。排気口６１、６２は、第３の空間Ｄの分離作用が確実に働くように、平面視において第３の空間Ｄの回転方向両側に設けられ、第１の反応ガス及び第２の反応ガスの排気を専用に行う。本実施の形態において、一方の排気口６１は、第１の反応ガス供給部３１と、第１の反応ガス供給部３１に対して回転方向下流側に隣接する第３の空間Ｄとの間に設けられ、他方の排気口６２は、第２の反応ガス供給部３２と、第２の反応ガス供給部３２に対して回転方向下流側に隣接する第３の空間Ｄとの間に設けられる。
【００９８】
排気口の設置数は２個に限られるものではなく、例えば第１の分離ガス供給部４２を含む第３の空間Ｄと第３の空間Ｄに対して回転方向下流側に隣接する第２の反応ガス供給部３２との間に更に排気口を設置して３個としてもよく、４個以上であってもよい。この例では排気口６１、６２は、真空容器１の底面部１４であって回転テーブル２よりも低い位置に設けることで真空容器１の内周壁と保護円筒４９ａとの隙間、保護天板４と保護円筒４９ａとの隙間、及び保護円筒４９ａと保護底板４９ｂとの隙間から排気するようにしているが、真空容器１の底面部１４に設けることには限られず、真空容器１の側壁に設けてもよい。また、排気口６１、６２は、真空容器の側壁に設ける場合には、回転テーブル２よりも高い位置に設けるようにしてもよい。このように排気口６１、６２を設けることにより、回転テーブル２上のガスは、回転テーブル２の外側に向けて流れるため、回転テーブル２に対向する天井面から排気する場合に比べてパーティクルの巻上げが抑えられるという観点において有利である。
【００９９】
次に、真空容器１に収容される各部分のうち、真空容器保護部４９より下側であって真空容器１の底面部１４までの部分を説明する。即ち、ヒータユニット（加熱部）７、カバー部７１、底面部１４、第３の分離ガス供給部７２、第２の保護ガス供給部７３を説明する。
【０１００】
ヒータユニット７は、図１及び図５に示されるように、回転テーブル２と、真空容器１の底面部１４との間の空間に設けられる。ヒータユニット７は、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウェハをプロセスレシピで決められた温度に加熱するためのものである。ヒータユニット７は、回転テーブル２の下方側に設ける代わりに、回転テーブル２の上方側に設けてもよく、上下両側に設けてもよい。また、ヒータユニット７は、抵抗発熱体を用いるものに限られることはなく、赤外線ランプを用いるものでもよい。なお、ヒータユニット７の下半分の部分には、ヒータユニット７から発生した熱のうち、下側へ向かって発生された熱を上側に反射して熱効率を向上させるためのリフレクタ（反射板）が設けられてもよい。
【０１０１】
カバー部７１は、回転テーブル２の周縁側且つ下方側において、回転テーブル２の下方空間と排気空間６とを区画すると共に、真空容器保護部４９の保護底板４９ｂを載置するために設けられる。また、カバー部７１は、ヒータユニット７を全周に亘って囲むように形成される。カバー部７１は、保護底板４９ｂと当接され、カバー部７１の内周側に第１の反応ガス及び第２の反応ガスが侵入することを防止する。
【０１０２】
底面部１４は、ヒータユニット７が配置される空間より回転中心側の部位において、回転テーブル２の下面の中心部付近及びコア部２１に、狭い隙間をもって接近する。底面部１４は、底面部１４を貫通する回転軸２２の貫通孔においても、貫通孔の内周面と回転軸２２との隙間は狭い。また、貫通孔はケース体２０に連通する。
【０１０３】
第３の分離ガス供給部７２は、ケース体２０に設けられる。第３の分離ガス供給部７２は、第３の分離ガスを狭い空間内に供給するためものである。第３の分離ガスとして、特に限定されるものではないが、例えばＮ２ガスが用いられる。
【０１０４】
第２の保護ガス供給部７３は、真空容器１の底面部１４において、ヒータユニット７の下方側の位置であって回転方向の複数個所に設けられる。第２の保護ガス供給部７３は、ヒータユニット７が配置される空間に第２の保護ガスを供給するためのものである。第２の保護ガスとして、特に限定されるものではないが、例えばＮ２ガスが用いられる。
【０１０５】
図８に第３の分離ガス及び第２の保護ガスの流れを矢印で示すように、第３の分離ガス供給部７２、第２の保護ガス供給部７３を設けることにより、ケース体２０内からヒータユニット７の配置空間に至るまでの空間に例えばＮ２ガスが供給され、Ｎ２ガスが回転テーブル２とカバー部７１との隙間から排気空間６を介して排気口６１、６２に排気される。これによって、第１空間Ｐ１及び第２の空間Ｐ２の一方から回転テーブル２の下方を介して他方に第１の反応ガス及び第２の反応ガスが回り込むことが阻止されるため、第３の分離ガスは、分離ガスとしての作用を有する。また、第１の空間Ｐ１及び第２の空間Ｐ２から保護底板４９ｂの下方にあるヒータユニット７の配置された空間に第１の反応ガス及び第２の反応ガスが侵入することを阻止することができるため、第２の保護ガスは、第１の反応ガス及び第２の反応ガスがヒータユニット７に吸着されるのを防ぐ作用も有する。
【０１０６】
次に、真空容器１の外部に設けられる部分及び外部に設けられる部分との搬送のための部分について説明する。
【０１０７】
真空容器１の側壁には、図２、図３及び図９に示されるように、外部の搬送アーム１０と回転テーブル２との間でウェハの受け渡しを行うための搬送口１５が形成され、搬送口１５は図示しないゲートバルブにより開閉される。回転テーブル２における基板載置部である凹部２４は、搬送口１５の位置にて搬送アーム１０との間でウェハＷの受け渡しが行われることから、回転テーブル２の下方側において受け渡し位置に対応する部位に、凹部２４を貫通してウェハを裏面から持ち上げるための受け渡し用の昇降ピン１６の昇降機構が設けられる。
【０１０８】
また、本実施の形態に係る成膜装置は、図１及び図３に示されるように、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１００が設けられる。制御部１００には、図１０に示されるように、ＣＰＵを備え成膜装置の各部を制御するプロセスコントローラ１００ａと、ユーザインターフェース部１００ｂと、記憶部１００ｃとが設けられる。
【０１０９】
ユーザインターフェース部１００ｂは、工程管理者が成膜装置を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、成膜装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成される。
【０１１０】
記憶部１００ｃには、成膜装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ１００ａの制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウェア）や処理条件データ等が記憶されたレシピが格納される。そして、必要に応じて、ユーザインターフェース部１００ｂからの指示等により任意のレシピを記憶部１００ｃから呼び出してプロセスコントローラ１００ａに実行させることで、プロセスコントローラ１００ａの制御下で、成膜装置での所望の処理が行われる。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読み取り可能なプログラム記録媒体（例えば、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、フロッピーディスク等）に格納された状態のものをプロセスコントローラ１００ａにインストールして利用したり、或いは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させオンラインで利用したりすることも可能である。
【０１１１】
次に、図９、図１１及び図１２を用いて本実施の形態に係る成膜装置を用いた成膜方法について説明する。
【０１１２】
図１１は、本実施の形態に係る成膜装置を用いた成膜方法の手順を説明するための工程図である。また、図１２は、本実施の形態に係る成膜装置を用いた成膜方法を説明するための図であり、第１の反応ガス、第２の反応ガス及び第１の分離ガスが流れる様子を示す図である。図１２は、図３と同様に、真空容器１の天板１１が分離された状態における平面図である。
【０１１３】
本実施の形態における成膜方法は、図１１に示されるように、真空容器内の回転テーブルに基板を載置する載置工程と、回転テーブルを回転させる回転工程と、第１の反応ガス供給部及び第２の反応ガス供給部の各々から第１の反応ガス及び第２の反応ガスを供給し、第１の分離ガス等を供給し、回転テーブル２の回転に伴って基板を移動させ、基板の表面への第１の反応ガスの供給、第１の反応ガスの停止、第２の反応ガスの供給及び第２の反応ガスの停止を繰り返して薄膜を成膜する成膜工程と、第１の反応ガス供給部及び第２の反応ガス供給部からの第１の反応ガス及び第２の反応ガスの供給を停止し、基板の加熱を停止し、各分離ガス、各保護ガスの供給を停止し、回転テーブルの回転を停止し、基板を搬送アームにより搬出する搬出工程を含む。
【０１１４】
初めに、載置工程を行う。載置工程は、図１１のステップＳ１１に示されるように、真空容器内の回転テーブルに基板を載置する工程である。
【０１１５】
具体的には、図９に示されるように、ゲートバルブを開き、外部から搬送アーム１０により搬送口１５を介してウェハＷを回転テーブル２の凹部２４に受け渡す。この受け渡しは、図９に示されるように、凹部２４が搬送口１５に臨む位置に停止したときに、凹部２４の底面の貫通孔を介して真空容器の底部側から昇降ピン１６が昇降することによって行われる。このようなウェハＷの受け渡しを回転テーブル２を間欠的に回転させながら行い、回転テーブル２の５つの凹部２４内に夫々ウェハＷを載置する。
【０１１６】
次に、回転工程を行う。回転工程は、図１１のステップＳ１２に示されるように、回転テーブル２を回転させる工程である。
【０１１７】
次に、成膜工程を行う。成膜工程は、図１１のステップＳ１３乃至ステップＳ１７に示されるように、第１の保護ガス供給部、第２の保護ガス供給部の各々から第１の保護ガス及び第２の保護ガスを供給する工程（Ｓ１３）と、第１の分離ガス供給部、第２の分離ガス供給部及び第３の分離ガス供給部の各々から第１の分離ガス、第２の分離ガス及び第３の分離ガスを供給する工程（Ｓ１４）と、ヒータユニットにより基板を加熱する工程（Ｓ１５）と、第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２の各々から第１の反応ガス及び第２の反応ガスを供給する工程（Ｓ１６）と、回転テーブル２の回転に伴って基板を移動させ、基板の表面への第１の反応ガスの供給、第１の反応ガスの停止、第２の反応ガスの供給及び第２の反応ガスの停止を繰り返して薄膜を成膜する工程（Ｓ１７）とを含む。
【０１１８】
まず、真空ポンプ６４により真空容器１内を予め設定した圧力に真空引きすると共に、第１の保護ガス供給部３１、第２の保護ガス供給部３２の各々から第１の保護ガス及び第２の保護ガスであるＮ２を供給する（Ｓ１３）。
【０１１９】
次に、第１の分離ガス供給部、第２の分離ガス供給部及び第３の分離ガス供給部の各々から第１の分離ガス、第２の分離ガス及び第３の分離ガスであるＮ２を供給する（Ｓ１４）。
【０１２０】
次に、ヒータユニットによりウェハＷを加熱する（Ｓ１５）。この工程では、ウェハＷが回転テーブル２に載置された後、ヒータユニット７により例えば３００℃に加熱される。一方、回転テーブル２が、ヒータユニット７により予め例えば３００℃に加熱されており、ウェハＷがこの回転テーブル２に載置されることで加熱される工程を行うこともできる。
【０１２１】
次に、第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２の各々から第１の反応ガス及び第２の反応ガスを供給する（Ｓ１６）。ウェハＷの温度が温度センサにより設定温度になったことを確認した後、第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２から夫々ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスを吐出させる。
【０１２２】
なお、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６は、順を追って行う方法に限定されるものではなく、順番を入替えて開始することも可能であり、同時に開始することも可能である。例えば、第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２から夫々ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスを吐出させると共に、第１の分離ガス供給部４１、４２から第１の分離ガスであるＮ２ガスを吐出するような手順で行うことも可能である。
【０１２３】
このようにして、ステップＳ１３乃至ステップＳ１６の工程を行うことにより、回転テーブル２の回転に伴って基板を移動させ、基板の表面への第１の反応ガスの供給、第１の反応ガスの停止、第２の反応ガスの供給及び第２の反応ガスの停止を繰り返して薄膜を成膜する（Ｓ１７）。
【０１２４】
ウェハＷは回転テーブル２の回転により、第１の反応ガス供給部３１が設けられる第１の空間Ｐ１と第２の反応ガス供給部３２が設けられる第２の空間Ｐ２とを交互に通過するため、ＢＴＢＡＳガスが吸着し、次いでＯ３ガスが吸着して、ＢＴＢＡＳ分子が酸化されて酸化シリコンの分子層が１層あるいは複数層形成され、こうして酸化シリコンの分子層が順次積層されて所定の膜厚のシリコン酸化膜が成膜される。
【０１２５】
このとき第２の分離ガス供給部５１からも分離ガスであるＮ２ガスを供給し、これにより中心部領域Ｃから即ち突出部５３と回転テーブル２の中心部との間から回転テーブル２の表面に沿ってＮ２ガスが吐出する。この例では第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２が配置される第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａの下方側の空間に沿った真空容器１の内周壁においては、既述したように内周壁が切り欠かれて広くなっており、この広い空間の下方には排気口６１、６２が位置しているので、第３の下面部４４の下方側の狭隘な空間及び中心部領域Ｃの各圧力よりも第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａの下方側の空間の圧力の方が低くなる。この、第３の下面部４４の下方側の空間及び中心部領域Ｃの各圧力よりも第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａの下方側の空間の圧力の方が低くなるのは、第３の下面部４４の下方側の狭隘な空間が、第１（第２）の反応ガス供給部３１（３２）が配置されている空間、または第１（第２）の空間Ｐ１（Ｐ２）と狭隘な空間との間の圧力差が第３の高さＨ３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。
【０１２６】
ガスを各部位から吐出したときのガスの流れの状態を模式的に図１２に示す。第２の反応ガス供給部３２から下方側に吐出され、回転テーブル２の表面（凹部２４に載置されたウェハＷの表面、ウェハＷの載置されない凹部２４及び凹部２４以外の表面）に当たり、回転テーブル２の表面に沿って回転方向上流側に向かうＯ３ガスは、回転方向上流側から流れてきたＮ２ガスに押し戻されながら、保護天板４の外周側と保護円筒４９ａの上端側との隙間又は保護円筒４９ａの下端側と保護底板４９ｂとの外周側との隙間を通って排気空間６に流れ込み、排気口６２により排気される。
【０１２７】
また第２の反応ガス供給部３２から下方側に吐出され、回転テーブル２の表面に当たり、回転テーブル２の表面に沿って回転方向下流側に向かうＯ３ガスは、中心部領域Ｃから吐出されるＮ２ガスの流れと排気口６２の吸引作用により当該排気口６２に向かおうとするが、一部は下流側に隣接する第３の空間Ｄに向かい、扇型の第３の下面部４４の下方側に流入しようとする。ところがこの第３の下面部４４の高さ及び回転方向の長さは、各ガスの流量などを含む運転時のプロセスパラメータにおいて第３の下面部４４の下方側へのガスの侵入を防止できる寸法に設定されているため、図４（ｂ）にも示されるように、Ｏ３ガスは扇型第３の下面部４４の下方側にほとんど流入できないかあるいは少し流入したとしても第１の分離ガス供給部４１付近までには到達できるものではなく、第１の分離ガス供給部４１から吐出したＮ２ガスにより回転方向上流側、つまり第２の空間Ｐ２側に押し戻されてしまい、中心部領域Ｃから吐出されているＮ２ガスと共に、保護天板４の外周側と保護円筒４９ａの上端側との隙間又は保護円筒４９ａの下端側と保護底板４９ｂとの外周側との隙間を通って排気空間６を介して排気口６２に排気される。
【０１２８】
また第１の反応ガス供給部３１から下方側に吐出され、回転テーブル２の表面に沿って回転方向上流側及び下流側に夫々向かうＢＴＢＡＳガスは、その回転方向上流側及び下流側に隣接する扇型の第３の下面部４４の下方側に全く侵入できないかあるいは侵入したとしても第１の空間Ｐ１側に押し戻され、中心部領域Ｃから吐出されているＮ２ガスと共に、保護天板４の外周側と保護円筒４９ａの上端側との隙間又は保護円筒４９ａの下端側と保護底板４９ｂとの外周側との隙間を通って排気空間６を介して排気口６１に排気される。即ち、各第３の空間Ｄにおいては、雰囲気中を流れる反応ガスであるＢＴＢＡＳガスあるいはＯ３ガスの侵入を阻止するが、ウェハに吸着されているガス分子はそのまま分離領域つまり扇型の第３の下面部４４の下方を通過し、成膜に寄与することになる。
【０１２９】
更にまた第１の空間Ｐ１のＢＴＢＡＳガス及び第２の空間Ｐ２のＯ３ガスは、中心部領域Ｃ内に侵入しようとするが、図８及び図１２に示されるように、中心部領域Ｃからは第２の分離ガスが回転テーブル２の周縁に向けて吐出されているので、第２の分離ガスにより侵入が阻止され、あるいは多少侵入したとしても押し戻され、この中心部領域Ｃを通って第１の空間Ｐ１及び第２の空間Ｐ２に流入することが阻止される。
【０１３０】
そして第３の空間Ｄにおいては、保護円筒４９ａと回転テーブル２の外端面との間の隙間が既述のように狭くなっていてガスの通過を実質阻止しているので、第１の空間Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の空間Ｐ２のＯ３ガス）は、回転テーブル２の外側を介して第２の空間Ｐ２（第１の空間Ｐ１）に流入することも阻止される。従って２つの第３の空間Ｄによって第１の空間Ｐ１の雰囲気と第２の空間Ｐ２の雰囲気とが完全に分離され、ＢＴＢＡＳガスは排気口６１に、またＯ３ガスは排気口６２に夫々排気される。この結果、第１の反応ガスＢＴＢＡＳガス及び第２の反応ガスＯ３ガスは、雰囲気中においてもウェハ上においても交じり合うことがない。なおこの例では、第２の分離ガスであるＮ２ガスが、回転テーブル２の下方側に供給されるため、排気空間６に流入したガスが回転テーブル２の下方側を潜り抜けて、例えば第２の反応ガスであるＢＴＢＡＳガスが第２の反応ガスであるＯ３ガスの供給領域に流れ込むといったおそれも全くない。
【０１３１】
更に、保護天板４及び保護円筒４９ａと真空容器１の天板１１及び容器本体１２との間に第１の保護ガスを供給することによって、保護天板４及び保護円筒４９ａと真空容器１の天板１１及び容器本体１２との間の圧力を、保護天板４、保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂで囲繞される空間の圧力より例えば１００Ｐａ高くすることができ、第１の反応ガス及び第２の反応ガスが保護天板４及び保護円筒４９ａと真空容器１の天板１１及び容器本体１２との間に侵入することを阻止することができる。
【０１３２】
なお、保護天板４及び保護円筒４９ａと真空容器１の天板１１及び容器本体１２との間の圧力、保護天板４、保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂで囲繞される空間の圧力を圧力計を用いて計測し、監視することによって、保護天板４及び保護円筒４９ａと真空容器１の天板１１及び容器本体１２との間の圧力を、保護天板４、保護円筒４９ａ及び保護底板４９ｂで囲繞される空間の圧力より１００Ｐａ高くすることができる。こうして、第１の反応ガス及び第２の反応ガスを互いに分離し、真空容器１を耐食保護しながら、成膜を行うことができる。
【０１３３】
成膜処理の後、搬出工程を行う。搬出工程は、図１１のステップＳ１８乃至ステップＳ２０に示されるように、第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２からの第１の反応ガス及び第２の反応ガスの供給を停止する工程（Ｓ１８）と、基板の加熱を停止し、第１の分離ガス、第２の分離ガス及び第３の分離ガスの供給を停止し、第１の保護ガス及び第２の保護ガスの供給を停止し、回転テーブル２の回転を停止する工程（Ｓ１９）と、基板を搬送アーム１０により搬送口１５を通して搬出する工程（Ｓ２０）とを含む。
【０１３４】
また、複数回の成膜処理が終了した後、成膜装置内の不要な堆積物をクリーニングするクリーニング処理を行う。このとき、回転テーブル２等不要な部分に堆積された不要な堆積物をエッチングするためのエッチャントとして機能する腐食性の反応ガスを第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２から供給する。エッチングガスとして、塩素等を含む腐食性を有するガスが用いられるが、回転テーブル２、第１の空間Ｐ１、第２の空間Ｐ２及び第３の空間Ｄが、保護天板４及び真空容器保護部４９によって囲繞され、保護天板４及び真空容器保護部４９と真空容器１との間に腐食性の反応ガスが侵入しないようになっているため、真空容器１を腐食劣化させることなくクリーニング処理を行うことができる。
【０１３５】
ここで処理パラメータの一例について記載しておくと、回転テーブル２の回転数は、３００ｍｍ径のウェハＷを被処理基板とする場合、例えば１ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ、プロセス圧力は例えば１０６７Ｐａ（８Ｔｏｒｒ）、ウェハＷの加熱温度は例えば３５０℃、ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスの流量は例えば夫々１００ｓｃｃｍ及び１００００ｓｃｃｍ、分離ガスノズル４１、４２からのＮ２ガスの流量は例えば２００００ｓｃｃｍ、真空容器１の中心部の第２の分離ガス供給部５１からのＮ２ガスの流量は例えば５０００ｓｃｃｍである。また１枚のウェハに対する反応ガス供給のサイクル数、即ちウェハが第１の空間Ｐ１及び第２の空間Ｐ２の各々を通過する回数は目標膜厚に応じて変わるが、多数回例えば６００回である。
【０１３６】
本実施の形態によれば、回転テーブル２の回転方向に複数のウェハＷを配置し、回転テーブル２を回転させて第１の空間Ｐ１と第２の空間Ｐ２とを順番に通過させていわゆるＡＬＤ（あるいはＭＬＤ）を行うようにしているため、高いスループットで成膜処理を行うことができる。そして回転方向において第１の空間Ｐ１と第２の空間Ｐ２との間に低い天井面を備えた第３の空間Ｄを設けると共に回転テーブル２の回転中心部と真空容器１とにより区画した中心部領域Ｃから回転テーブル２の周縁に向けて分離ガスを吐出し、第３の空間Ｄの両側に拡散する分離ガス及び中心部領域Ｃから吐出する分離ガスと共に、反応ガスが、保護天板４と保護円筒４９ａとの隙間及び保護円筒４９ａと保護底板４９ｂとの隙間を介して排気されるため、両反応ガスの混合を防止することができ、この結果良好な成膜処理を行うことができるし、回転テーブル２上において反応生成物が生じることが全くないか極力抑えられ、パーティクルの発生が抑えられる。なお本発明は、回転テーブル２に１個のウェハＷを載置する場合にも適用できる。
【０１３７】
また、本発明によれば、保護天板４及び真空容器保護部４９によって真空容器１が耐食保護されているため、塩素等を含む腐食性を有するガスを用いて、回転テーブル等のクリーニングを行うことができる。
【０１３８】
本発明で適用される処理ガスとしては、上述の例の他に、ＤＣＳ（ジクロロシラン）、ＨＣＤ（ヘキサクロロジシラン）、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、３ＤＭＡＳ（トリジメチルアミノシラン）、ＴＥＭＡＺ（テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム）、ＴＥＭＡＨ（テトラキスエチルメチルアミノハフニウム）、Ｓｒ（ＴＨＤ）２（ストロンチウムビステトラメチルヘプタンジオナト）、Ｔｉ（ＭＰＤ）（ＴＨＤ）２（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）、モノアミノシランなどを挙げることができる。
【０１３９】
また、シリコン酸化膜の代わりにシリコン窒化膜を形成することもでき、この場合、ＳｉＨ２Ｃｌ２等の塩素を含む腐食性を有するガスを第１の反応ガス及び第２の反応ガスとして用いることができる。また、回転テーブル等のクリーニングを行う場合、ＣｌＦ３等の塩素を含む腐食性を有するガスを第１の反応ガス供給部及び第２の反応ガス供給部から供給することができる。
【０１４０】
以上、本実施の形態に係る成膜装置によれば、高いスループットが得られ、基板上にて複数の反応ガスが混合されることを防止して良好な処理を行うことができ、真空容器を複数の反応ガスに対して耐食保護することができる。
【０１４１】
なお、本実施の形態に係る成膜装置において、２種類の反応ガスを用いる例を示すが、本発明は、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する場合にも適用することができる。例えば第１の反応ガス、第２の反応ガス及び第３の反応ガスの３種類のガスを反応ガスとして用いる場合、第１の反応ガス供給部、第１の分離ガス供給部、第２の反応ガス供給部、第１の分離ガス供給部、第３の反応ガス供給部及び第１の分離ガス供給部の順番になるように真空容器１の周方向に各ガス供給部を配置し、各ガス供給部を含む保護天板４の下面の領域が形成されるように配置することができる。
（第１の実施の形態の第１の変形例）
次に、図１３を参照し、本発明の第１の実施の形態の第１の変形例に係る成膜装置を説明する。
【０１４２】
図１３は、本変形例に係る成膜装置を説明するための図であり、第３の下面部における保護天板の形状の他の例を示す縦断面図である。ただし、以下の文中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある（以下の変形例、実施の形態についても同様）。
【０１４３】
本変形例に係る成膜装置は、第３の空間Ｄにおける保護天板４の内部に第１の分離ガスの通流室４７が回転テーブル２の半径方向に形成される点で、第１の実施の形態に係る成膜装置と相違する。
【０１４４】
図１３を参照するに、第１の実施の形態において、第１の分離ガス供給部の両側に第３の下面が配設されるよう、第１の分離ガス供給部に対応した部分に溝が形成されるのと相違し、本変形例においては、第３の空間Ｄにおける保護天板４の内部に第１の分離ガスの通流室４７が回転テーブル２の半径方向に形成され、通流室４７の底部に長さ方向に沿って多数のガス吐出孔４０が穿設される。
【０１４５】
従って、通流室４７の他に、第１の分離ガス供給部を新たに設ける必要がなく、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができると共に部品点数を減らすことができる。
【０１４６】
なお、本変形例では、第１の分離ガス供給部が第３の下面部４４を形成する保護天板４に埋め込まれる例を示したが、第３の空間Ｄ及び第１の分離ガス供給部の組み合わせ構造については、真空容器１の天板１１と保護天板４との間に第１の反応ガス及び第２の反応ガスが侵入しないのであれば、保護天板４４を、第１の分離ガス供給部において２つの部分に分割し、第１の分離ガス供給部を両側から挟みこむような配置をとることもできる。
（第１の実施の形態の第２の変形例）
次に、図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）を参照し、本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係る成膜装置を説明する。
【０１４７】
図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）は、本変形例に係る成膜装置を説明するための図であり、第３の下面部における保護天板の下面の形状の他の例を示す縦断面図である。
【０１４８】
本変形例に係る成膜装置は、第３の空間Ｄにおける第３の下面部が曲面である点で、第１の実施の形態に係る成膜装置と相違する。
【０１４９】
図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）を参照するに、第１の実施の形態において、第１の分離ガス供給の両側における第３の下面部は平面であるのと相違し、本変形例においては、第１の分離ガス供給部４１の両側における第３の下面部４４は曲面である。
【０１５０】
第３の下面部４４は、第１の反応ガス及び第２の反応ガスを分離することができるのであれば、第１の実施の形態のように平面である場合に限られるものではなく、図１４（ａ）に示されるように凹面でもよく、図１４（ｂ）に示されるように凸面でもよく、図１４（ｃ）に示されるように波型形状でもよい。例えば、図１４（ａ）に示されるように凹面である場合、第３の下面部４４が第１の下面部４５又は第２の下面部４５ａと隣接する端部において、回転テーブル２から第３の下面部４４までの高さを低くすることができるため、第３の下面部４４への第１の反応ガス及び第２の反応ガスの侵入をより効率良く阻止することができる。また、例えば、図１４（ｂ）に示されるように凸面である場合、凸面の頂点に対応する第３の下面部４４において、回転テーブル２から第３の下面部４４までの高さを低くすることができるため、第３の下面部４４への第１の反応ガス及び第２の反応ガスの侵入をより効率良く阻止することができる。また、例えば、図１４（ｃ）に示されるように波型形状である場合、図１４（ｂ）に示されるような凸面の頂点を複数設けることに対応するため、第３の下面部４４への第１の反応ガス及び第２の反応ガスの侵入をより効率良く阻止することができる。
（第１の実施の形態の第３の変形例）
次に、図１５Ａ（ａ）乃至図１５Ｂ（ｇ）を参照し、本発明の第１の実施の形態の第３の変形例に係る成膜装置を説明する。
【０１５１】
図１５Ａ（ａ）乃至図１５Ａ（ｃ）は、本変形例に係る成膜装置を説明するための図であり、第１の反応ガス供給部のガス吐出孔の形状の他の例を示す底面図である。また、図１５Ｂ（ｄ）乃至図１５Ｂ（ｇ）は、本発明の第１の実施の形態の第３の変形例に係る成膜装置を説明するための図であり、第３の下面部の形状の他の例を示す底面図である。なお、図１５Ａ（ａ）乃至図１５Ａ（ｃ）においては、第３の下面部４４及び吐出孔３３の配置位置が図示される。
【０１５２】
本変形例に係る成膜装置は、第１の分離ガス供給部に形成される吐出孔が、回転テーブル２の周縁から回転中心に直線状に配列されない点で、第１の実施の形態に係る成膜装置と相違する。
【０１５３】
図１５Ａ（ａ）乃至図１５Ａ（ｃ）を参照するに、第１の分離ガス供給部に形成される吐出孔３３が、第１の実施の形態において、回転テーブルの周縁から回転中心に直線状に並ぶように配置されるのと相違し、本変形例においては、回転テーブル２の周縁から回転中心に直線状に並ぶように配置されない。
【０１５４】
吐出孔３３は、基板に対して第１の分離ガスを均一に供給することができるのであれば、第１の実施の形態のように回転テーブル２の周縁から回転中心に直線状に並ぶように配置されるのに限定されるものではなく、以下のように配置されてもよい。
【０１５５】
図１５Ａ（ａ）に示されるように、回転テーブル２の直径に対して斜めに向いた矩形形状を有するスリットからなる多数の吐出孔３３が、直径方向に所定の間隔をおいて配置される。また、図１５Ａ（ｂ）に示されるように、多数の円形形状を有する吐出孔３３が蛇行するように配置される。また、図１５Ａ（ｃ）に示されるように、多数の円弧形状を有するスリットからなる吐出孔３３が回転テーブル２の回転中心に対し同心に配置される。
【０１５６】
また、第３の下面部４４は中空であって良く、中空内に第１の分離ガスを導入するように構成しても良い。この場合も、複数のガス吐出孔３３を、図１５Ａ（ａ）、図１５Ａ（ｂ）、図１５Ａ（ｃ）に示すように配列することができる。
【０１５７】
また、本変形例では、第３の下面部４４はほぼ扇形の上面形状を有するが、図１５Ｂ（ｄ）に示す長方形、又は正方形の上面形状を有して良い。また、第３の下面部４４は、図１５Ｂ（ｅ）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４４Ｓｃを有していても良い。加えて、第３の下面部４４は、図１５Ｂ（ｆ）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４４Ｓｖを有していても良い。さらにまた、図１５Ｂ（ｇ）に示すとおり、第３の下面部４４の回転テーブル２（図１）の回転方向の上流側の部分が凹状の側面４４Ｓｃを有し、第３の下面部４４の回転テーブル２（図１）の回転方向の下流側の部分が平面状の側面４４Ｓｆを有していても構わない。なお、図１５Ｂ（ｄ）から図１５Ｂ（ｇ）において、点線は第３の下面部４４に形成された溝部４３（図４（ａ）、図４（ｂ））を示している。これらの場合、溝部４３に収容される第１の分離ガス供給部４１、４２（図２）は真空容器１の中央部、例えば突出部５３（図１）から伸びる。
【０１５８】
このように吐出孔３３が配置されることによって、第３の下面部４４において第１の分離ガスがより均一に供給されるため、第３の下面部４４への第１の反応ガス及び第２の反応ガスの侵入をより効率良く阻止することができる。
（第１の実施の形態の第４の変形例）
次に、図１６を参照し、本発明の第１の実施の形態の第４の変形例に係る成膜装置を説明する。
【０１５９】
図１６は、本変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す横断平面図である。また、図１６は、真空容器１の天板１１が分離された状態における平面図である。
【０１６０】
本変形例に係る成膜装置は、第２の反応ガス供給部が搬送口よりも回転テーブルの回転方向上流側に設けられる点で、第１の実施の形態に係る成膜装置と相違する。
【０１６１】
図１６を参照するに、第１の実施の形態において、第２の反応ガス供給部が搬送口よりも回転テーブルの回転方向下流側に設けられるのと相違し、本変形例においては、第２の反応ガス供給部３２が搬送口１５よりも回転テーブル２の回転方向上流側に設けられる。
【０１６２】
このようなレイアウトであっても、第１の反応ガスと第２の反応ガスをより効率良く分離することができると共に、第１の分離ガスの第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａへの侵入を阻止することができるため、第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａにおいて、各々第１の反応ガス及び第２の反応ガスをより効率良くウェハに供給することができる。
（第１の実施の形態の第５の変形例）
次に、図１７を参照し、本発明の第１の実施の形態の第５の変形例に係る成膜装置を説明する。
【０１６３】
図１７は、本変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す横断平面図である。また、図１７は、真空容器１の天板１１が分離された状態における平面図である。
【０１６４】
本変形例に係る成膜装置は、第３の下面部が周方向に２つに分割され、その間に第１の分離ガス供給部が設けられる点で、第１の実施の形態に係る成膜装置と相違する。
【０１６５】
図１７を参照するに、第１の実施の形態において、第３の下面部の全ての部分で回転テーブルから保護天板の下面までの高さが同じであるのと相違し、本変形例においては、第１の分離ガス供給部４１、４２を含み、回転テーブル２から第３の高さＨ３より高く設けられる第３の下面部４４ａと、第３の下面部４４ａに隣接し、回転テーブルから第３の高さＨ３に設けられる第３の下面部４４ｂとを備える。
【０１６６】
このような領域を設けることによって、第１の反応ガスと第２の反応ガスをより効率良く分離することができると共に、第１の分離ガスの第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａへの侵入を阻止することができるため、第１の下面部４５及び第２の下面部４５ａにおいて、各々第１の反応ガス及び第２の反応ガスをより効率良くウェハに供給することができる。
【０１６７】
なお、第３の下面部４４ｂと第１の分離ガス供給部４１、４２との距離や、第３の下面部４４ｂの形状及び大きさは、第１の反応ガス、第２の反応ガス及び第１の分離ガスの吐出流量等を考慮して最適に設計することができる。
（第１の実施の形態の第６の変形例）
次に、図１８を参照し、本発明の第１の実施の形態の第６の変形例に係る成膜装置を説明する。
【０１６８】
図１８は、本変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【０１６９】
本変形例に係る成膜装置は、第２の下面部に代え、第６の下面部と第７の下面部とを備える点で、第１の実施の形態に係る成膜装置と相違する。
【０１７０】
図１８を参照するに、第１の実施の形態において、第２の下面部の全ての部分で回転テーブルから保護天板の下面までの高さが同じであるのと相違し、本変形例においては、第２の下面部に代え、第２の反応ガス供給部３２を含み、回転テーブル２から第２の高さＨ２より低く設けられる第６の下面部４５ｂと、第６の下面部４５ｂに隣接し、回転テーブル２から第２の高さＨ２に設けられる第７の下面部４５ａとを備える。
【０１７１】
従って、第６の下面部４５ｂは、第１の分離ガス供給部４１又は４２の代わりに第２の反応ガス供給部３２を設けた以外は、第３の下面部４４と全く同様である。
【０１７２】
このように、第６の下面部４５ｂを設けることによって、第１の反応ガスと第２の反応ガスをより効率良く分離することができると共に、第１の分離ガス及び第１の反応ガスの第６の下面部４５ｂへの侵入を阻止することができるため、第６の下面部４５ｂにおいて、第２の反応ガスをより効率良くウェハに供給することができる。
【０１７３】
なお、第６の下面部４５ｂは、図１５Ａ（ａ）から図１５Ａ（ｃ）に一例を示す中空の第３の下面部４４と同様に構成されても良い。
【０１７４】
また、本変形例では、第２の下面部に代え、第６の下面部と第７の下面部とを備えるが、第１の下面部に代え、第１の反応ガス供給部を含み、回転テーブルから第１の高さＨ１より低く設けられる第４の下面部と、第４の下面部に隣接し、回転テーブルから第１の高さＨ１に設けられる第５の下面部とを備えることもできる。第４の下面部を設けることによっても、第１の反応ガスと第２の反応ガスをより効率良く分離することができると共に、第１の分離ガス及び第１の反応ガスの第４の下面部への侵入を阻止することができるため、第４の下面部において、第１の反応ガスをより効率良くウェハに供給することができる。
（第１の実施の形態の第７の変形例）
次に、図１９を参照し、本発明の第１の実施の形態の第７の変形例に係る成膜装置を説明する。
【０１７５】
図１９は、本変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す横断平面図である。また、図１９は、真空容器の天板が分離された状態における平面図である。
【０１７６】
本変形例に係る成膜装置は、第１の反応ガス供給部及び第２の反応ガス供給部の両側にも低い天井が設けられる点で、第１の実施の形態に係る成膜装置と相違する。
【０１７７】
図１９を参照するに、第１の実施の形態において、第１の分離ガス供給部の両側に狭隘な空間を形成するために第１の下面部及び第２の下面部より低い天井面である第３の下面部が設けられるのと相違し、本変形例においては、第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２の両側にも第３の下面部と同様に低い天井面である第３の下面部４４ｃ〜４４ｆが設けられ、これら第３の下面部４４ｃ〜４４ｆが連続する構成を有する。
【０１７８】
図１９に示されるように、第１の分離ガス供給部４１（４２）、第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２が設けられる領域以外は、回転テーブル２に対向する領域全面において、第３の下面部が設けられる構成を有する。この構成は、別の見方をすれば、第１の分離ガス供給部４１（４２）の両側の第３の下面部４４が第１及び第２の反応ガス供給部３１、３２まで広がった例である。この場合には、第１の分離ガス供給部４１（４２）の両側に第１の分離ガスが拡散し、第１の反応ガス供給部３１及び第２の反応ガス供給部３２の両側に第１の反応ガス及び第２の反応ガスが拡散し、両ガスが第３の下面部４４ｃ〜４４ｆの下方側であって第３の下面部４４ｃ〜４４ｆと回転テーブル２との間の空間（狭隘な空間）にて合流するが、これらのガスは第１（第２）の反応ガス供給部３１（３２）と第１の分離ガス供給部４２（４１）との間に位置する排気口６１（６２）から排気される。このように、本変形例においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１７９】
なお、第３の下面部４４ｃ〜４４ｆは、図１５Ａ（ａ）から図１５Ａ（ｃ）のいずれかに示す中空の下面部を組合わせることにより構成し、第１の反応ガス供給部３１、第２の反応ガス３２、第１の分離ガス供給部４１、４２を用いずに、第１の反応ガス、第２の反応ガス及び分離ガスを、対応する中空の第３の下面部４４ｃ〜４４ｆ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。
（第１の実施の形態の第８の変形例）
次に、図２０を参照し、本発明の第１の実施の形態の第８の変形例に係る成膜装置を説明する。
【０１８０】
図２０は、本変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【０１８１】
本変形例に係る成膜装置は、真空容器の中心部において真空容器の底面部と保護天板との間に支柱を介在させて反応ガスの混合を防止する点で、第１の実施の形態に係る成膜装置と相違する。
【０１８２】
図２０を参照するに、第１の実施の形態において、回転テーブルの回転軸は真空容器の中心部に設けられ、回転テーブルの中心部と保護天板との間の空間に分離ガスがパージされるのと相違し、本変形例においては、真空容器１の中央領域の上面に凹部８０ａが形成され、真空容器１の中心部において収容空間８０の底部と凹部８０ａの上面との間に支柱８１が設けられる。
【０１８３】
図２０に示されるように、真空容器１の中央領域の底面部１４が下方側に突出され、駆動部の収容空間８０が形成されると共に、真空容器１の中央領域の上面に凹部８０ａが形成され、真空容器１の中心部において収容空間８０の底部と凹部８０ａの上面との間に保護天板４を介して支柱８１を介在させることによって、第１の反応ガス供給部３１からのＢＴＢＡＳガスと第２の反応ガス供給部３２からのＯ３ガスとが中心部を介して混ざり合うことを防止している。
【０１８４】
回転テーブル２を回転させる機構については、支柱８１を囲むように回転スリーブ８２を設け、この回転スリーブ８２に沿ってリング状の回転テーブル２を設けている。そして収容空間８０にモータ８３により駆動される駆動ギヤ部８４を設け、この駆動ギヤ部８４により、回転スリーブ８２を回転させるようにしている。８６、８７及び８８は軸受け部である。また収容空間８０の底部に第３の分離ガスを供給する第３の分離ガス供給部７２を接続すると共に、凹部８０ａの側面と回転スリーブ８２の上端部との間の空間に第２の分離ガスを供給するための第２の分離ガス供給部５１を真空容器１の上部に接続している。図２０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に第２の分離ガスを供給するための開口部５１ａは、左右２箇所に記載してあるが、回転スリーブ８２の近傍領域を介してＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとが混じり合わないようにするために、開口部５１ａ（第２の分離ガス供給部５１）の配列数を設計することが好ましい。
【０１８５】
また、図２０の実施の形態では、回転テーブル２側から見ると、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、支柱８１及び保護天板４により、真空容器１の中心部に位置する中心部領域Ｃが構成される。
（第２の実施の形態）
次に、図２１を参照し、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置を説明する。
【０１８６】
図２１は本実施の形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す平面図である。
【０１８７】
図２１に示されるように、本実施の形態に係る基板処理装置は、搬送容器１０１、大気搬送室１０２、搬送アーム１０３、ロードロック室（本発明における予備真空室に該当する）１０４、１０５、真空搬送室１０６、搬送アーム１０７、成膜装置１０８、１０９を備える。
【０１８８】
搬送容器１０１は、例えば２５枚のウェハを収納するフープと呼ばれる密閉型の搬送容器である。大気搬送室１０２は、搬送アーム１０３が配置される大気搬送室である。ロードロック室１０４、１０５は、大気雰囲気と真空雰囲気との間で雰囲気が切換え可能である。真空搬送室１０６は、２基の搬送アーム１０７が配置された真空搬送室である。成膜装置１０８、１０９は、本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置である。
【０１８９】
搬送容器１０１は、図示しない載置台を備えた搬入搬出ポートに外部から搬送され、設置される。搬送容器１０１が設置された後、図示しない開閉機構により大気搬送室１０２の蓋が開けられ、搬送アーム１０３によって搬送容器１０１内からウェハが取出される。搬送容器１０１内から取出されたウェハは、ロードロック室１０４又は１０５内に搬入される。次に、ロードロック室１０４又は１０５の内部が大気雰囲気から真空雰囲気に切り換えられる。次に、搬送アーム１０７によってウェハがロードロック室１０４又は１０５から取出され、成膜装置１０８又は１０９に搬入される。その後、成膜装置１０８又は１０９において、既述した成膜方法を行うことにより、成膜処理が施される。
【０１９０】
本実施の形態では、本発明の第１の実施の形態に係る例えば５枚処理用の成膜装置を複数個例えば２個備えることにより、ＡＬＤ又はＭＬＤの成膜処理を高いスループットで実施することが可能である。
【０１９１】
また、本実施の形態では、本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置１０８、１０９を用いるため、成膜装置の内部において回転テーブル、第１の空間、第２の空間、第３の空間を囲繞するように保護天板及び真空容器保護部が設けられることにより、真空容器を第１の反応ガス及び第２の反応ガスに対して耐食保護することが可能である。
【０１９２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置の構成を模式的に示す横断平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置を説明するための図であり、第１乃至第３の空間を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置を説明するための図であり、第１の反応ガス供給部を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置を説明するための図であり、第３の下面部の寸法例を説明するための横断面図及び縦断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置の一部を説明するための図であり、図３におけるＡ−Ａ線に伴う縦断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置の一部を第２の分離ガス、第３の分離ガス及び第２の保護ガスが流れる様子を説明するための図であり、図３におけるＢ−Ｂ線に伴う縦断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置の一部を示す破断斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置の制御部の構成を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置を用いた成膜方法の手順を説明するための工程図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置を用いた成膜方法を説明するための図であり、第１の反応ガス、第２の反応ガス及び第１の分離ガスが流れる様子を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の第１の変形例に係る成膜装置を説明するための図であり、第３の下面部における保護天板の形状の他の例を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係る成膜装置を説明するための図であり、第３の下面部における保護天板の下面の形状の他の例を示す縦断面図である。
【図１５Ａ】本発明の第１の実施の形態の第３の変形例に係る成膜装置を説明するための図であり、第１の反応ガス供給部のガス吐出孔の形状の他の例を示す底面図である。
【図１５Ｂ】本発明の第１の実施の形態の第３の変形例に係る成膜装置を説明するための図であり、第３の下面部の形状の他の例を示す底面図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態の第４の変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す横断平面図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態の第５の変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す横断平面図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態の第６の変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態の第７の変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す横断平面図である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態の第８の変形例に係る成膜装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【０１９４】
１  真空容器
２  回転テーブル
４  保護天板
５  回転中心側部
６  排気空間
７  ヒータユニット
１１  天板
１２  容器本体
１５  搬送口
２１  コア部
２４  凹部
３１  第１の反応ガス供給部
３２  第２の反応ガス供給部
３３、４０  吐出孔
４１、４２  第１の分離ガス供給部
４４  第３の下面部（第３の下面の領域）
４５  第１の下面部（第１の下面の領域）
４５ａ  第２の下面部（第２の下面の領域）
４７  通流室
４９  真空容器保護部
４９ａ  保護円筒
４９ｂ  保護底板
５１  第２の分離ガス供給部
５３  突出部
５５  第１の保護ガス供給部
６１、６２  排気口
７２  第３の分離ガス供給部
７３  第２の保護ガス供給部
Ｗ  ウェハ
Ｐ１  第１の空間
Ｐ２  第２の空間
Ｃ  中心部領域
Ｄ  第３の空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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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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