(57)【要約】【課題】昇降ピンを用いてサセプタに基板を載置することにより生じ得る問題を回避できる半導体製造装置、成膜装置、これらに用いられるサセプタ、プログラム、およびコンピュータ可読記憶媒体を提供する。【解決手段】開示する半導体製造装置は、基板Ｗに対して所定の処理を行う容器１２；基板Ｗの裏面周縁部を支持する爪部１０ａを含み、容器内に進退可能な基板搬送アーム１０；および、基板が載置される載置領域２４と、爪部１０ａが載置領域の上面よりも低い位置まで移動できるように設けられた段差部２４ａとを含むサセプタ２；を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記基板の裏面周縁部を支持する爪部を含み、前記容器内に進退可能な基板搬送アーム；
前記容器内に回転可能に設けられるサセプタであって、一の面に画定され前記基板が載置される載置領域と、前記爪部が前記載置領域の上面よりも低い位置まで移動できるように設けられた段差部とを含む当該サセプタ；
前記一の面に第１の反応ガスを供給するよう構成される第１の反応ガス供給部；
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る第２の反応ガス供給部；
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；
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、前記容器の中央部に位置し、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；および
前記容器内を排気するために前記容器に設けられた排気口；
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２】
前記段差部が、前記サセプタに形成される凹部により設けられる、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記サセプタが、上面が前記載置領域の一部を構成し、上方へ突出可能なサセプタプレートを更に備え、
該サセプタプレートが上方へ突出することにより前記段差部が設けられる、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記サセプタプレートが、当該サセプタプレートの上面に直交する方向と交わる面で前記サセプタと接する、請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記爪部が、前記基板の裏面周縁部を支持しているときに前記基板の中央部へ向かう方向に延びる、請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
基板に対して所定の処理を行う容器；
前記基板の裏面周縁部を支持する爪部を含み、前記容器内に進退可能な基板搬送アーム；および
前記基板が載置される載置領域と、前記爪部が前記載置領域の上面よりも低い位置まで移動できるように設けられた段差部とを含むサセプタ；
を備える半導体製造装置。
【請求項７】
前記段差部が、前記サセプタに形成される凹部により設けられる、請求項６に記載の半導体製造装置。
【請求項８】
前記サセプタが、上面が前記載置領域の一部を構成し、上方へ突出可能なサセプタプレートを更に備え、
該サセプタプレートが上方へ突出することにより前記段差部が設けられる、請求項６に記載の半導体製造装置。
【請求項９】
前記サセプタプレートが、当該サセプタプレートの上面に直交する方向と交わる面で前記サセプタと接する、請求項８に記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
前記爪部が、前記基板の裏面周縁部を支持しているときに前記基板の中央部へ向かう方向に延びる、請求項６から９のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
【請求項１１】
半導体製造装置における所定の処理の対象となる基板が載置されるサセプタであって、
前記基板が載置される載置領域と、
前記載置領域に前記基板を載置する基板搬送用アームの当該基板の裏面周縁部を支持する爪部が前記載置領域の上面よりも低い位置まで移動できるように設けられた段差部と
を備えるサセプタ。
【請求項１２】
前記段差部が、前記サセプタに形成される凹部により設けられる、請求項１１に記載のサセプタ。
【請求項１３】
上面が前記載置領域の一部を構成し、上方へ突出可能なサセプタプレートを更に備え、
該サセプタプレートが上方へ突出することにより前記段差部が設けられる、請求項１１に記載のサセプタ。
【請求項１４】
前記サセプタプレートが、当該サセプタプレートの上面に直交する方向と交わる面で前記サセプタと接する、請求項１３に記載のサセプタ。
【請求項１５】
前記爪部が、前記基板の裏面周縁部を支持しているときに前記基板の中央部へ向かう方向に延びる、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のサセプタ。
【請求項１６】
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方法であって、
基板搬送アームに設けられた爪部で前記基板の裏面周縁部を支持し、当該基板搬送アームを前記容器内へ進入させることにより、前記容器内へ基板を搬入するステップと、
前記容器内に回転可能に設けられサセプタであって、一の面に画定され前記基板が載置される載置領域と、前記爪部が前記載置領域の上面よりも低い位置まで移動できるように設けられた段差部とを含む当該サセプタに、前記段差部を利用して前記爪部を前記載置領域の上面より低い位置に移動することにより、当該基板を載置するステップと、
前記基板が載置されたサセプタを回転するステップと、
第１の反応ガス供給部から前記サセプタへ第１の反応ガスを供給するステップと、
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へ第２の反応ガスを供給するステップと、
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の分離ガスを流すステップと、
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第２の分離ガスを供給するステップと、
前記容器を排気するステップと、
を備える成膜方法。
【請求項１７】
前記サセプタが、上面が前記載置領域の一部を構成し、上方へ突出可能なサセプタプレートを更に備え、
前記基板を載置するステップが、前記サセプタプレートを上方へ移動させて前記段差部を形成するステップを更に含む、請求項１６に記載の成膜方法。
【請求項１８】
請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜装置に請求項１６または１７に記載の成膜方法を実行させるプログラム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプログラムを格納した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、成膜装置、半導体製造装置、これらに用いられるサセプタ、プログラム、およびコンピュータ可読記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造には、成膜装置、エッチング装置、熱処理装置を始めとする種々の半導体製造装置が利用される。これらの半導体製造装置においては、半導体基板（ウエハ）は、その半導体製造装置に対応したサセプタに載置される。例えば、成膜装置のなかには、２枚から６枚程度のウエハが平置きされるサセプタを利用するものがある。
【０００３】
そのようなサセプタには、ウエハが載置される領域においてサセプタを貫通して上下動する少なくとも３本の昇降ピンを設けられており、これらにより、ウエハがサセプタ上に載置される。具体的には、先端にフォークが設けられた搬送アームを用いてウエハを載置領域の上方まで搬送し、昇降ピンを上げることによりウエハを搬送アームから昇降ピンに受け取り、搬送アームを引き出した後に、昇降ピンを下げることによりウエハをサセプタに載置している。サセプタを貫通する貫通孔と、これを通して上下動する昇降ピンの一例は特許文献１に記載されている。
【特許文献１】米国特許公報６，６４６，２３５号明細書（図２，図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように構成されるサセプタについて本発明の発明者が検討したところ、昇降ピン用の孔により、以下の不都合が生じることが判明した。すなわち、成膜装置においてはサセプタの裏面への成膜を防止するためにサセプタ裏面にパージガスを流す場合があるが、このパージガスが昇降ピン用の孔を通して表面側へ流出すると、ウエハが僅かにではあっても押し上げられてしまう場合があることが分かった。ウエハが押し上げられると、ウエハがサセプタ上で移動したり、サセプタを回転する場合には、ウエハがサセプタから飛び出したりする事態となりかねない。また、ウエハとサセプタとの間の密着度が低下するため、ウエハ面内の温度均一性が悪化し、堆積される膜の膜質や膜厚の均一性が悪化する可能性がある。さらに、昇降ピン用の孔から流出するパージガスにより、ウエハ面内の昇降ピンに相当する部分の温度が低下してしまうことも予想される。また、パージガスがウエハのエッジから気相中へ流出すれば、原料ガスのガスフローパターンを乱すこととなり、その結果、ウエハ上に堆積される膜の組成、膜厚均一性、および表面モフォロジーが悪化する可能性もある。特に、例えば分子層成膜（原子層成膜とも言う）装置においてガスフローパターンが乱れると、２種以上の原料ガスが気相中で混合してしまい、分子層成膜が阻害される可能性もある。
【０００５】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされ、昇降ピンを用いてサセプタに基板を載置することにより生じ得る問題を回避できる成膜装置、半導体製造装置、これらに用いられるサセプタ、プログラム、および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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明の第１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、基板の裏面周縁部を支持する爪部を含み、容器内に進退可能な基板搬送アーム；容器内に回転可能に設けられるサセプタであって、一の面に画定され基板が載置される載置領域と、爪部が載置領域の上面よりも低い位置まで移動できるように設けられた段差部とを含む当該サセプタ；一の面に第１の反応ガスを供給するよう構成される第１の反応ガス供給部；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る第２の反応ガス供給部；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；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；および、容器内を排気するために容器に設けられた排気口；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。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様の成膜装置であって、段差部が、サセプタに形成される凹部により設けられる成膜装置を提供する。
【０００８】
本発明の第３の態様は、第１の態様の成膜装置であって、サセプタが、上面が載置領域の一部を構成し、上方へ突出可能なサセプタプレートを更に備え、該サセプタプレートが上方へ突出することにより段差部が設けられる成膜装置を提供する。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第３の態様の成膜装置であって、サセプタプレートが、当該サセプタプレートの上面に直交する方向と交わる面でサセプタと接する成膜装置を提供する。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第１から第４のいずれかの態様の成膜装置であって、爪部が、基板の裏面周縁部を支持しているときに基板の中央部へ向かう方向に延びる成膜装置を提供する。
【００１１】
本発明の第６の態様は、基板に対して所定の処理を行う容器；基板の裏面周縁部を支持する爪部を含み、容器内に進退可能な基板搬送アーム；および、基板が載置される載置領域と、爪部が載置領域の上面よりも低い位置まで移動できるように設けられた段差部とを含むサセプタ；を備える半導体製造装置を提供する。
【００１２】
本発明の第７の態様は、第６の態様の半導体装置であって、段差部が、サセプタに形成される凹部により設けられる半導体製造装置を提供する。
【００１３】
本発明の第８の態様は、第６の態様の半導体製造装置であって、サセプタが、上面が載置領域の一部を構成し、上方へ突出可能なサセプタプレートを更に備え、該サセプタプレートが上方へ突出することにより段差部が設けられる半導体製造装置を提供する。
【００１４】
本発明の第９の態様は、第８の態様の半導体製造装置であって、サセプタプレートが、当該サセプタプレートの上面に直交する方向と交わる面でサセプタと接する半導体製造装置を提供する。
【００１５】
本発明の第１０の態様は、第６から第９のいずれかの態様の半導体製造装置であって、爪部が、基板の裏面周縁部を支持しているときに基板の中央部へ向かう方向に延びる半導体製造装置を提供する。
【００１６】
本発明の第１１の態様は、半導体製造装置における所定の処理の対象となる基板が載置されるサセプタであって、基板が載置される載置領域と、載置領域に基板を載置する基板搬送用アームの当該基板の裏面周縁部を支持する爪部が載置領域の上面よりも低い位置まで移動できるように設けられた段差部とを備えるサセプタを提供する。
【００１７】
本発明の第１２の態様は、第１１の態様のサセプタであって、段差部が、サセプタに形成される凹部により設けられるサセプタを提供する。
【００１８】
本発明の第１３の態様は、第１１の態様のサセプタであって、上面が載置領域の一部を構成し、上方へ突出可能なサセプタプレートを更に備え、該サセプタプレートが上方へ突出することにより段差部が設けられるサセプタを提供する。
【００１９】
本発明の第１４の態様は、第１３の態様のサセプタであって、サセプタプレートが、当該サセプタプレートの上面に直交する方向と交わる面でサセプタと接するサセプタを提供する。
【００２０】
本発明の第１５の態様は、第１１から第１４のいずれかの態様のサセプタであって、爪部が、基板の裏面周縁部を支持しているときに基板の中央部へ向かう方向に延びるサセプタを提供する。
【００２１】
本発明の第１６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方法を提供する。この成膜方法は、基板搬送アームに設けられた爪部で前記基板の裏面周縁部を支持し、当該基板搬送アームを前記容器内へ進入させることにより、前記容器内へ基板を搬入するステップと、前記容器内に回転可能に設けられサセプタであって、一の面に画定され前記基板が載置される載置領域と、前記爪部が前記載置領域の上面よりも低い位置まで移動できるように設けられた段差部とを含む当該サセプタに、前記段差部を利用して前記爪部を前記載置領域の上面より低い位置に移動することにより、当該基板を載置するステップと、前記基板が載置されたサセプタを回転するステップと、第１の反応ガス供給部から前記サセプタへ第１の反応ガスを供給するステップと、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へ第２の反応ガスを供給するステップと、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の分離ガスを流すステップと、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第２の分離ガスを供給するステップと、前記容器を排気するステップと、を備える。
【００２２】
本発明の第１７の態様は、第１６の態様の成膜方法であって、上記のサセプタが、上面が前記載置領域の一部を構成し、上方へ突出可能なサセプタプレートを更に備え、前記基板を載置するステップが、前記サセプタプレートを上方へ移動させて前記段差部を形成するステップを更に含む成膜方法を提供する。
【００２３】
本発明の第１８の態様は、第１から４のいずれかの態様の成膜装置に第１６または１７の態様の成膜方法を実行させるプログラムを提供する。
【００２４】
本発明の第１９の態様は、第１８の態様のプログラムを格納したコンピュータ可読記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
昇降ピンを用いてサセプタに基板を載置することにより生じ得る問題を回避できる成膜装置、半導体製造装置、これらに用いられるサセプタ、プログラム、およびコンピュータ可読記憶媒体が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態による成膜装置について、添付図面を参照しながら説明する。
【００２７】
本発明の実施形態による成膜装置３００は、図１（図３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、例えばＯリングなどの封止部材１３を介して容器本体１２に取り付けられ、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。
【００２８】
サセプタ２は、本実施形態においては約２０ｍｍの厚さを有するカーボン板で作製され、約９６０ｍｍの直径を有する円板形状に形成されている。また、サセプタ２の上面、裏面および側面をＳｉＣでコーティングしても良い。図１を参照すると、サセプタ２は、中央に円形の開口部を有しており、開口部の周りで円筒形状のコア部２１により上下から挟まれて保持されている。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（例えば図２に示すように回転方向ＲＤに）回転させる駆動部２３に取り付けられている。この構成により、サセプタ２はその中心を軸に回転することができる。なお、回転軸２２および駆動部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。
【００２９】
図２及び図３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３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上に互いに約７２°の角度間隔で配置されている。
【００３０】
図３を参照すると、各載置部２４は、周縁部において、３つの凹部２４ａを有している。これらの凹部２４ａは、搬送アーム１０に設けられウエハＷを裏面から支持する爪部１０ａを収容可能な寸法を有している。凹部２４ａは、一つの載置部２４に対して、例えば約１２０°の角度間隔で形成して良いが、これに限られない。例えば、凹部２４ａによって真空容器１内のガスフローを乱されることがあっても、その影響がウエハＷ上に現れないような位置に凹部２４ａを形成すると好ましい。換言すると、凹部２４ａの上方からウエハＷへと至るガスの流束がウエハＷの上方を横切る距離をできる限り短くすることが可能な位置に凹部２４ａを配置することが好ましい。このようにすれば、凹部２４ａによりガスフローに乱れが生じても、その影響を最小限に留めることができる。例えば、サセプタ２が図３に示す矢印ＲＤの方向に回転する場合、その回転方向ＲＤの下流側に２つの凹部２４ａを形成することが好ましい。また、サセプタ２の回転方向と真空容器１内のガスフローパターンとを考慮して、ウエハＷに対するガスの流れの方向を求め、これに応じて、凹部２４ａの位置を決定しても良い。さらに、凹部２４ａの位置を決める際には、爪部１０ａによりウエハＷを安定して保持できる間隔を考慮すべきことは言うまでもない。
【００３１】
また、凹部２４ａは、本実施形態においては楕円形の上面形状を有しているが、これに限られず、円形や矩形などの上面形状を有していても良い。また、凹部２４ａの断面形状は、矩形であっても良いが、サセプタ２上を流れるガスに与える影響を小さくすることができる断面形状とすると好ましい。例えば、凹部２４ａの内側壁は、鉛直方向から所定の角度で傾斜して良い。本実施形態においては、図１０に最も適切に示されるように、サセプタ２の上面から凹部２４ａの底部に向かって、なだらかに傾斜している。「なだらかに傾斜」は、例えば二次関数状や指数関数状に傾斜したり、放物線状に傾斜したりする場合を含む。
【００３２】
図４（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。
【００３３】
容器本体１２の側壁には、図２、図３及び図９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（図９）、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。
【００３４】
搬送アーム１０は、図３に示すように、ほぼ水平に、かつ、互いにほぼ平行に配置される２つのアーム部１０ｂ、１０ｃを有している。一方のアーム部１０ｂには、アーム部１０ｂからほぼＬ字状に垂下する２つの爪部１０ａが設けられ、他のアーム部１０ｃには、アーム部１０ｃからほぼＬ字状に垂下する１つの爪部１０ａが設けられている。これら３つの爪部１０ａによりウエハＷの裏面が支持され、これにより、ウエハＷが搬送可能となる。
【００３５】
アーム部１０ｂを図５を参照しながら説明する。図示のとおり、アーム部１０ｂは、その先端部に爪部１０ａ（便宜上、爪部１０ａ１と記す）を有している。爪部１０ａ１は、アーム部１０ｂの長手方向に対して所定の角度をなしている。具体的には、爪部１０ａ１は、搬送アーム１０がウエハＷを保持しているとき、すなわち、ウエハＷの裏面に接しているときに、ウエハＷのほぼ中心を向いた方向に延びている。一方、もう一つの爪部１０ａ（便宜上、爪部１０ａ２と記す）は、アーム部１０ｂのほぼ中間部に設けられている。爪部１０ａ２もまた、アーム部１０ｂの長手方向に対して所定の角度をなしている。具体的には、爪部１０ａ２は、ウエハＷの裏面に接しているときに、ウエハＷのほぼ中心を向いた方向に延びている。
【００３６】
なお、もう一つのアーム部１０ｃの一つの爪部１０ａは、ウエハＷの裏面に接しているときに、概ねウエハＷの中心を向くように延びるように、アーム部１０ｃの長手方向と所定の角度をなしている。このように、搬送アーム１０に設けられる爪部１０ａはいずれもウエハＷの裏面を支持しているときにウエハＷのほぼ中心を向くことができるため、ウエハＷが安定して保持される。また、いずれの爪部１０ａも、先端に向かって傾斜して（薄くなって）おり、これにより、ウエハＷの裏面に潜り込みやすくなり、ウエハＷを容易に支持することができる。
【００３７】
爪部１０ａのサイズは、爪部１０ａが進入する凹部２４ａを小さくするという観点から、ウエハＷを安定して保持できるかぎりにおいて、できるだけ小さいと好ましい。例えば、ウエハＷの中心に向かう方向に約３ｍｍから約５ｍｍの長さを有し、この方向と直交する方向に約２ｍｍから約３ｍｍの幅を有し、約２ｍｍから約３ｍｍの厚さを有することができる。また、アーム部１０ｂ（１０ｃ）の下面と爪部１０ａの上面（Ｌ字の水平部分の上面）との垂直距離は、ウエハＷを載置部２４に置く際に、アーム部１０ｂ（１０ｃ）がウエハＷに接しないように決定する必要があり、例えば、約１ｍｍから約１．５ｍｍとすると好ましい。
【００３８】
搬送アーム１０は、図示しない駆動機構により、搬送口１５を通して真空容器１内に侵入することができ、真空容器１から後退することができ、また、上下動することもできる。さらに、２つのアーム部１０ｂ、１０ｃは、他の駆動機構により、互いに近づく方向および離れる方向に移動可能である。アーム部１０ｂ、１０ｃの動作については、爪部１０ａと、サセプタ２に形成される凹部２４ａとの関係とともに、後に詳細に説明する。
【００３９】
図２及び図３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が設けられ、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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２〜図４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延びる溝部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。
【００４４】
上記の構成によれば、図４（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。
【００４５】
図４（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。
【００４６】
図１、図２、及び図３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２及び図３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。
【００４７】
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。
【００４８】
本実施形態において、約３００ｍｍの直径を有するウエハ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３）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３）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。
【００４９】
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４（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。
【００５０】
図６は、図３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６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。
【００５１】
図３に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である図１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３参照）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。
【００５２】
図３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。
【００５３】
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。
【００５４】
図１、図２及び図７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。
【００５５】
再び図１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。
【００５６】
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８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。
【００５７】
図８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３００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。
【００５８】
また、この実施形態による成膜装置３００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３００の動作状況を表示するディスプレイや、成膜装置３００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。
【００５９】
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。
【００６０】
次に、本実施形態の成膜装置３００の動作（成膜方法）について説明する。 
（ウエハ搬入工程）
始めに、ウエハＷがサセプタ２上に載置される工程について、図１０および図１１を参照しつつ説明する。まず、サセプタ２を回転して載置部２４を搬送口１５に整列させ、ゲートバルブ（図示せず）を開く。次に、図１０（ａ）に示すように、ウエハＷが搬送アーム１０の３つの爪部１０ａ（図１０（ａ）では２つの爪部１０ａのみを図示）により裏面から支持され、搬送口１５を通して真空容器１内に搬入され、載置部２４の上方に保持される（図９を参照）。このとき、搬送アーム１０のアーム部１０ｂ、１０ｃは、図１１（ａ）に示すように、互いに近づく方向に移動しており、これにより、爪部１０ａがウエハＷの裏面に接してウエハＷを支持している。次いで、図１０（ｂ）に示すように、搬送アーム１０が下方へ移動し、爪部１０ａが載置部２４の凹部２４ａに入り込むことにより載置部２４の上面よりも低い位置に達すると、ウエハＷの裏面が載置部２４の上面に接するとともに、爪部１０ａがウエハＷの裏面から離れる。続いて、図１１（ｂ）に示すように、搬送アーム１０のアーム部１０ｂ、１０ｃが互いに離れる方向へ移動する。これにより、爪部１０ａはウエハＷのエッジの外側に位置することとなる（図１０（ｃ））。そして、搬送アーム１０は、上方へ移動し（図１０（ｄ））、真空容器１から引き抜かれる。これにより、一枚のウエハＷの載置部２４への載置動作が終了する。
【００６１】
（成膜工程）
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、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。次に、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。
【００６２】
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。
【００６３】
（ウエハ搬出工程）
成膜終了後、真空容器１内をパージする。次いで、ウエハＷが、図１０および図１１を参照しつつ説明した搬入動作と逆の動作により搬送アーム１０により真空容器１から順次搬出される。すなわち、載置部２４が搬送口１５に整列し、ゲートバルブが開いた後、搬送アーム１０がウエハＷの上方にまで進入する。このとき、搬送アーム１０のアーム部１０ｂ、１０ｃは互いに離れる方向に移動している。すなわち、搬送アーム１０の爪部１０ａは、ウエハＷのエッジの外側に相当する位置にある。次に、搬送アーム１０が下方に移動して、爪部１０ａが凹部２４ａ内に入り、アーム部１０ｂ、１０ｃが互いに近づく方向へ移動する。次いで、搬送アーム１０が上方に移動すると、ウエハＷは爪部１０ａにより裏面から支持されて、上方へ持ち上げられる。この後、搬送アーム１０が真空容器１内から退出し、例えば、他の搬送アームにウエハＷを受け渡し、一のウエハＷの搬出が終了する。続けて、上記の動作が繰り返されて、サセプタ２上のすべてのウエハＷが搬出される。
【００６４】
以上のように、本発明の実施形態による成膜装置３００においては、サセプタ２の載置部２４のエッジに沿って凹部２４ａを設け、搬送アーム１０の爪部１０ａを凹部２４ａに収容可能としたので、ウエハＷを裏面から支持する爪部１０ａを凹部２４ａに収容することにより、ウエハＷを載置部２４に載置することができる。また、爪部１０ａを凹部２４ａに収容し、ウエハＷの裏面を支持させることにより、ウエハＷをサセプタ２から取り出すことができる。このように、昇降ピンでウエハＷを持ち上げる必要がないため、昇降ピンも昇降ピンが上下動する貫通孔も不要であり、貫通孔に起因するウエハの移動やウエハ面内の温度均一性の悪化といった問題が生じることがない。
【００６５】
なお、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。
【００６６】
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１２を参照しながら説明する。図１２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。
【００６７】
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１２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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
また、図８及び図１２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。
【００７２】
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。
【００７３】
この実施形態による成膜装置３００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３００によれば、成膜装置３００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３００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。
【００７４】
なお、本実施形態による成膜装置３００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。
【００７５】
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３００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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
以下に、凸状部４（又は天井面４４）のサイズを再び例示する。図１３（ａ）及び図１３（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天井面４４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。
【００８０】
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１４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。
【００８１】
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１５（ａ）に示すように凹面状に湾曲してよいし、図１５（ｂ）に示すように凸面形状にしてもよく、また図１５（ｃ）に示すように波型状に構成してもよい。
【００８２】
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１６（ａ）から（ｃ）に示すように配列してもよい。
【００８３】
図１６（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１６（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１６（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。
【００８４】
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１７（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１７（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１７（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１７（ｄ）に示すとおり、凸状部４のサセプタ２（図１）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１）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１７（ａ）から図１７（ｄ）において、点線は凸状部４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に収容される分離ガス供給ノズル４１（４２）（図２）は真空容器１の中央部、例えば突出部５（図１）から伸びる。
【００８５】
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。
【００８６】
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１８に示すように配置されても良い。図１８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。
【００８７】
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１９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。
【００８８】
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２０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１６（ａ）から図１６（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。
【００８９】
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２１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。
【００９０】
なお、凸状部４００を、図１６（ａ）から図１６（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。
【００９１】
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２２のように構成されても良い。図２２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。
【００９２】
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。
【００９３】
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２２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。
【００９４】
図２２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。
【００９５】
本発明の実施形態による成膜装置３００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。
【００９６】
また、本発明の実施形態による成膜装置３００は、上記のサセプタ２の代わりに、サセプタ２００を有して良い。サセプタ２００は、サセプタ２に形成されていた凹部２４ａ（図３）を有しておらず、図２３（ａ）に示すように、円形凹部状の載置部２４のほぼ中央にサセプタプレート２０１を有している点で、サセプタ２と異なり、寸法、載置部２４の数や大きさなどの点で同一である。
【００９７】
サセプタプレート２０１は、円形の上面形状を有しており、載置部２４と同心円状に配置されている。また、サセプタプレート２０１の直径は、例えば、ウエハＷの直径よりも約４ｍｍから約１０ｍｍ小さくすることができる。サセプタプレート２０１は、図２３（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である図２３（ｂ）に示すように、略Ｔ字状の断面形状を有しており、サセプタ２００の載置部２４を貫通する段状の開口２０２に隙間無く嵌り込む。これにより、サセプタプレート２０１は、サセプタプレート２０１の上面（載置部２４の上面）に平行な環状の面と、大小２つの外周面とによって、サセプタ２００と接することとなる。サセプタ２００とサセプタプレート２０１が隙間無く嵌り込むことに加え、複数の面、特にサセプタプレート２０１の上面に平行な面でサセプタ２００とサセプタプレート２０１が接するため、例えばサセプタ２００の裏面（載置部２４の無い面）に対してパージガスを流す場合であっても、サセプタ２００の裏面側から上面側へパージガスが流れるのを防止することができる。したがって、パージガスの上面側への流出に起因するウエハＷの移動、ウエハＷ面内の温度均一性の悪化という問題が生じることはない。
【００９８】
また、サセプタプレート２０１の下方には、駆動装置２０３が配置され、駆動装置２０３の上部には支持棒２０４が取り付けられている。支持棒２０４は、例えば同一円の円周上に１２０°の等角度間隔で配置されている。駆動装置２０３によって支持棒２０４が上方に移動すると、サセプタプレート２０１は支持棒２０４により上方へ押し上げられ、支持棒２０４が下方へ移動すると、サセプタプレート２０１も下方へ移動し、サセプタ２００の段状の開口２０２に収まる。また、サセプタプレート２０１が最も低い位置にあるとき（開口２０２に収まっているとき）、サセプタプレート２０１の上面２０１ａは、載置部２４の上面（サセプタプレート２０１の部分を除く）と同一の平面を形成している。このため、ウエハＷの裏面の全体が載置部２４（サセプタプレート２０１を含む）に接することとなり、ウエハＷの温度の面内均一性が良好に保たれる。
【００９９】
なお、駆動装置２０３および支持棒２０４は、真空容器１に設けられた搬送口１５に載置部２４が整列したときの、その載置部２４の下方に位置している。また、支持棒２０４は、サセプタ２００の下方に配置されるヒータユニット７に衝突しないように設けられることは勿論である。例えば、ヒータユニット７が複数の環状ヒータエレメントを含む場合、支持棒２０４は、環状ヒータエレメントの間を通ってサセプタプレート２０１の裏面に達することができる。
【０１００】
次に、搬送アーム１０により、ウエハＷをサセプタ２００に載置する動作について図２４を参照しながら説明する。なお、図２４においては、支持棒２０４と駆動装置２０３は省略する。 
まず、サセプタ２００の一の載置部２４が搬送口１５に配列すると、サセプタプレート２０１が上方に持ち上げられ、これにより、サセプタプレート２０１の上面と載置部２４の上面（サセプタプレート２０１を除く部分）との間に段差が生じる（図２４（ａ））。
【０１０１】
次に、ウエハＷを保持した搬送アーム１０が真空容器１（図１）内に進入し、ウエハＷを載置部２４（サセプタプレート２０１）の上方に保持する（図２４（ｂ））。図示のとおり、ウエハＷは搬送アーム１０の爪部１０ａにより裏面から支持されている。
【０１０２】
続いて、搬送アーム１０が下方へ移動すると、ウエハＷの裏面がサセプタプレート２０１の上面に接するとともに、爪部１０ａはウエハＷの裏面から離れる（図２４（ｃ））。次に、搬送アーム１０のアーム部１０ｂ、１０ｃが互いに離れる方向に移動することにより、爪部１０ａがウエハＷのエッジの外側に位置する（図２４（ｄ））。この後、搬送アーム１０が上方に移動して、真空容器から引き抜かれ（図２４（ｅ））、サセプタプレート２０１が下方に移動してサセプタ２００に設けられた開口２０２に収まる（図２４（ｄ））。
【０１０３】
以上の動作がすべての載置部２４について行われ、すべてのウエハＷがサセプタ２００に載置される。また、ウエハＷをサセプタ２００から取り出す場合には、上記の動作と逆の動作が行われる。
【０１０４】
上記のように、サセプタプレート２０１が上方に移動することにより、サセプタプレート２０１の上面と載置部２４の上面（サセプタプレート２０１を除く部分）との間に段差が生じるため、この段差を利用して、搬送アーム１０の爪部１０ａからサセプタプレート２０１へとウエハＷを受け渡すことができる。
【０１０５】
なお、サセプタプレート２０１の上面形状は、円形に限らず、爪部１０ａがサセプタプレート２０１の上面より低い位置へ移動させることができる限りにおいて、楕円形、正方形、長方形、または三角形であって良い。
【０１０６】
また、サセプタプレート２０１の断面形状はＴ字形状に限らず、例えば、逆円錐台形状であっても良い。すなわち、サセプタプレート２０１の側面がサセプタプレート２０１の上面に対して傾斜していて良い。この場合、サセプタ２００の開口２０２は、すり鉢状（内周面の直径が下方に向かう方向に沿って小さくなるように内周面が傾斜した形状）とすべきことは言うまでもない。このようにしても、サセプタ２００の裏面へ流すパージガスが、サセプタ２００の開口２０２とサセプタプレート２０１との隙間を通して上面側へ流出するのが防止される。さらに、図２３（ｂ）において、サセプタ２００の段状の開口２０２がサセプタ２００の上面と平行な面において環状の溝部を有し、サセプタプレート２０１がこの溝部に嵌り込む環状の凸部を有していても良い。これにより、サセプタ２００の裏面からのパージガスが上面側へ流出するのを確実に防止することが可能となる。
【０１０７】
また、サセプタ２００を用いる場合、搬送アーム１０は上下動可能で無くても良い。すなわち、サセプタプレート２０１が上方に移動して、搬送アーム１０の爪部１０ａをサセプタプレート１０の上面よりも低く位置させることにより、搬送アーム１０からサセプタプレート２０１へウエハＷを移送することができる。
【０１０８】
また、搬送アーム１０は、ウエハＷを支持する場合に搬送アーム１０ｂ、１０ｃが互いに近づき、ウエハＷを放す場合に互いに離れる方向に移動することができるように構成されているが、他の実施形態においては、例えば、搬送アーム１０ｂ、１０ｃが、長手方向を回転軸方向として、互いに異なる向きに自転することできるように構成されても良い。例えば、図１０（ｃ）において、アーム部１０ｂ、１０ｃが互いに離れる方向へ移動するのではなく、アーム部１ｂが反時計回りに自転し、アーム部１０ｃが時計回りに自転することによって爪部１０ａをウエハＷのエッジの外側へ位置するようにしても構わない。この場合には、アーム部１０ｂ、１０ｃおよび爪部１０ａがウエハＷに触れないように、これらの形状を変更する必要があることは言うまでもない。
【０１０９】
本発明の実施形態による成膜装置３００は、基板処理装置に組み込むことができ、その一例が図２５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。
【０１１０】
なお、本発明の実施形態として分子層成膜のための成膜装置について説明したが、本発明は、これに限らず、成膜する膜の種類（絶縁膜、導電性膜（金属膜）など）や、化学堆積法や物理堆積法などの区別によらず、種々の成膜装置に適用することができる。また、本発明は、エッチング装置や熱処理装置を始めとする半導体製造装置に適用することも可能である。
【０１１１】
また、上記の実施形態においては、サセプタ２，２００の載置部２４は円形凹部状に形成されているが、これに限定されず、例えばサセプタ２について図２６（ａ）に示すように、円形凹部を形成することなく、少なくとも３個の位置決めピン２４０を設けることにより、ウエハＷが載置される載置部を画成しても良い。載置部２４が円形凹部により形成される場合は、図２６（ｃ）に示すように、ウエハＷと円形凹部との間の隙間Ｇ（クリアランス）により、ウエハＷ上に堆積される膜の膜厚均一性が悪化する可能性があるが、図２６（ｂ）に示すように、位置決めピン２４０によれば、そのような隙間Ｇが形成されることがないため、膜厚均一性の悪化を避けることができる。なお、図示は省略するが、この場合であっても、サセプタ２において、搬送アーム１０に設けられウエハＷを裏面から支持する爪部１０ａを収容可能な凹部２４ａが載置部に形成されるべきことは勿論である。
【０１１２】
さらに、３個の爪部１０ａを有する搬送アーム１０を例示したが、爪部１０ａの数はこれに限定されることなく、任意に変更可能である。例えば、図２７に示すように、搬送アーム１０は、２つの爪部１０ａを有する２つのアーム部１０ｂから構成されて良い。これによれば、合計４個の爪部１０ａによりウエハＷが支持されることとなる。この場合、爪部１０ａは、ウエハＷの中心を向いている必要はなく、例えば、搬送アーム１０ｂ、１０ｂに直交する方向に向いて良い。これによっても、搬送アーム１０は、ウエハＷを確実に搬送することができる。
【０１１３】
また、図２８に示すように、駆動装置２０３は、３本の支持棒２０４を上下方向に移動するだけでなく、回転可能に構成しても良い。駆動装置２０３をこのように構成し、例えば、サセプタプレート２０１の裏面に支持棒２０４がそれぞれ嵌合する凹部を設ければ、膜の堆積中にサセプタプレート２０１を回転させることができる。この結果、サセプタ２００の回転とサセプタプレート２０１の回転とにより、ウエハＷを自公転させることも可能となり、ウエハＷ面内の膜の均一性を更に向上することができる。また、例えば、成膜終了後に、サセプタプレート２０１をサセプタ２００から持ち上げたときに、ウエハＷのオリエーションフラットやノッチが所定の方向を向くようにサセプタプレート２０１を適宜回転すれば、ウエハカセット１０１内にウエハＷの向きを揃えて収容することができる。そのため、後の工程におけるアライメント作業を省略すること可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施形態による成膜装置を示す模式図
【図２】図１の成膜装置の容器本体の内部を示す斜視図
【図３】図１の成膜装置の容器本体の内部を示す上面図
【図４】図１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５】図１の成膜装置の搬送アームの一のアーム部を示す斜視図
【図６】図１の成膜装置の一部断面図
【図７】図１の成膜装置の破断斜視図
【図８】図１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９】図１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１０】図１の成膜装置のサセプタへウエハを搬入する動作を説明する図
【図１１】図１の成膜装置の搬送アームの動作を説明する図
【図１２】図１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１３】図１の成膜装置内の突出部の形状を説明する図
【図１４】図１の成膜装置のガス供給ノズルの変形例を示す図
【図１５】図１の成膜装置内の突出部の変形例を示す図
【図１６】図１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１７】図１の成膜装置内の突出部の他の変形例を示す図
【図１８】図１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１９】図１の成膜装置内の突出部のまた別の変形例を示す図
【図２０】図１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２１】図１の成膜装置内の突出部の更に別の変形例を示す図
【図２２】本発明の他の実施形態による成膜装置を示す模式図
【図２３】図１または図２２の成膜装置のサセプタの変形例を示す図
【図２４】図２３のサセプタにウエハを載置する動作を説明する図
【図２５】図１または図２２の成膜装置を含む基板処理装置を示す模式図
【図２６】サセプタの変形例を示す図
【図２７】搬送アームの変形例を示す図
【図２８】サセプタの他の変形例を示す図
【符号の説明】
【０１１５】
３００・・・成膜装置、２，２００・・・サセプタ、２４・・・載置部、２４ａ・・・凹部、１０・・・搬送アーム、１０ａ・・・爪部、１０ｂ，１０ｃ・・・アーム部、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、２０１・・・サセプタプレート、Ｗ・・・ウエハ。
【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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