(57)【要約】      （修正有）【課題】反応ガスノズルの水平軸に対する傾きを調整することができる技術を提供すること。【解決手段】真空容器内に設けられた基板載置部に対向して水平に伸びるように設けられた反応ガスノズル３１の一端側を前記真空容器の壁部の挿入孔に挿入し、前記反応ガスノズル３１の一端側と真空容器の壁部との間にＯリングｒ１、ｒ２を設けて、このＯリングｒ１、ｒ２により、前記反応ガスノズル３１の一端側を真空容器内部の気密性を維持した状態で固定する。そして反応ノズル３１における前記挿入孔よりも真空容器の内部空間側の部位を下方側から支持する傾き調整機構２５を設け、前記支持位置の高さを調整することにより、前記反応ガスノズル３１の水平軸に対する傾きを調整する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内にて反応ガスを基板の表面に供給することにより薄膜を形成する成膜装置において、
前記真空容器内に設けられ、基板を載置するための基板載置部と、
この基板載置部の表面に対して反応ガスを供給するために、この基板載置部に対向して水平に伸びるように設けられ、その一端側が前記真空容器の壁部の挿入孔に挿入された反応ガスノズルと、
前記基板載置部を前記反応ガスノズルに対して相対的に移動させるための移動手段と、
前記反応ガスノズルの一端側と真空容器の壁部との間に設けられ、前記反応ガスノズルの一端側を真空容器内部の気密性を維持した状態で固定するための封止部材と、
前記反応ガスノズルの水平軸に対する傾きを調整するために、当該反応ノズルにおける前記挿入孔よりも真空容器の内部空間側の部位を下方側から支持すると共に、その支持位置の高さを調整する傾き調整機構と、を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記反応ノズルの一端側は前記真空容器の側周壁に形成された挿入孔に挿入されることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記傾き調整機構は、
ネジ止め用の孔部が形成され、前記反応ガスノズルを下方側から支持する支持部材と、
前記真空容器の内壁を形成する部材に穿孔されたネジ穴と、
前記支持部材の孔部を通って前記ネジ穴に螺合されることにより当該支持部材を前記部材に固定するための傾き調整ネジと、を備え、
前記ネジ穴の上下方向の寸法は、前記傾き調整ネジのネジ軸よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記真空容器の壁部を貫通するように設けられると共に、前記真空容器の外壁に位置調整ネジによりネジ止めされるフランジを備え、前記反応ガスノズルの一端側が挿入されるスリーブと、
このスリーブと前記反応ガスノズルの一端側との間に設けられ、前記反応ガスノズルの一端側を真空容器内部の気密性を維持した状態で固定するための封止部材と、
前記フランジに形成され、前記位置調整ネジが貫通すると共に、上下方向の寸法がこの位置調整ネジのネジ軸よりも大きい位置調整用孔部と、
前記真空容器の外壁に穿孔された、前記位置調整ネジが螺合されるネジ穴と、を備え、
前記フランジが位置調整用孔部を介して位置調整ネジにより前記真空容器にネジ止めされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記傾き調整ネジが螺合するネジ穴が穿孔される真空容器の内壁を形成する部材は、前記真空容器の壁部に設けられたスリーブであることを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【請求項６】
前記反応ガスノズルは、前記基板載置部の表面に夫々第１の反応ガス及び、この第１の反応ガスと反応する第２の反応ガスを供給するために、前記基板載置部に対する反応ガスノズルの相対的移動方向に互いに離れるように設けられた第１の反応ガスノズル及び第２の反応ガスノズルよりなり、
前記第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の処理領域との雰囲気を分離するために前記移動方向においてこれら処理領域の間に位置する分離領域を備え、
前記真空容器内にて互いに反応する第１の反応ガスと第２の反応ガスを順番に基板の表面に供給しかつこの供給サイクルを実行することにより反応生成物の層を多数積層して薄膜を形成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項７】
前記基板載置部はその表面に基板を載置するための基板載置領域が形成された回転テーブルよりなると共に、前記移動手段は当該回転テーブルを鉛直軸周りに回転させる手段よりなり、
前記第１の反応ガスノズル及び第２の反応ガスノズルは、前記回転テーブルの回転方向に互いに離れると共に、前記回転テーブルに対向して当該回転テーブルの径方向に水平に伸びるように、その一端側が前記真空容器の壁部に挿入されることを特徴とする請求項６記載の成膜装置。
【請求項８】
前記分離領域は、分離ガスを供給するための分離ガス供給手段と、この分離ガス供給手段の前記回転方向両側に位置し、当該分離領域から処理領域側に分離ガスが流れるための狭隘な空間を回転テーブルとの間に形成するための天井面と、を備えたことを特徴とする請求項６又は７記載の成膜装置。
【請求項９】
前記分離ガス供給手段は、前記回転テーブルに対向して当該回転テーブルの径方向に伸びるように、その一端側が前記真空容器の壁部に挿入された分離ガスノズルであることを特徴とする請求項８記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記第１の処理領域と第２の処理領域との雰囲気を分離するために真空容器内の中心部に位置し、回転テーブルの基板載置面側に分離ガスを吐出する吐出孔が形成された中心部領域を備えることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記基板載置領域は回転テーブルの回転方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一つに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応ガスを基板の表面に供給することにより基板に薄膜を形成する成膜装置に関する。
【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エハ（以下「ウエハ」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（Ｏ３）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ヘ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装置、手法が要望されている。
【０００５】
そこで例えば特許文献１，２に記載されているように、例えば円形の載置台上に周方向に複数枚の基板を載置し、この載置台を回転させながら前記基板に対して反応ガスを切り替えて供給することにより成膜を行う装置が提案されている。例えば特許文献１には、反応ガスを反応容器の天井部から当該反応容器内に供給すると共に、載置台の周方向に、互いに異なる反応ガスが供給される複数の互いに区画された処理空間を設ける構成が提案されている。
【０００６】
また特許文献２には、チャンバの天井部に、異なる反応ガスを載置台に向かって吐出する例えば２本の反応ガスノズルを設けると共に、前記載置台を回転させ、当該載置台上の基板を反応ガスノズルの下方を通過させることにより、各基板に交互に反応ガスを供給して成膜を行う構成が提案されている。このようなタイプの成膜装置は、反応ガスのパージ工程がなく、また一回の搬入出や真空排気動作で複数枚の基板を処理できるので、これらの動作に伴う時間を削減してスループットを向上させることができる。
【０００７】
しかしながらこのように反応ガスのガスノズルを処理容器の天井部に設ける構成では、例えばメンテナンス時に処理容器から天井部を外す際にガスノズルを全て取り外す必要があり、メンテナンスに要する時間や手間が増大してしまうという懸念が生じる。このため本発明者らは、図２０に示すように、処理容器の側壁に、当該側壁から処理容器の中央部近傍まで水平に伸び出すようにガスノズルを設ける構成について検討している。この図においては、２００は処理容器、２０１はウエハＷを載置して鉛直軸周りに回転する回転テーブル、２０２は回転テーブルを回転させる駆動系、２０３はガスノズル、２０４はガスノズル２０３の取り付け部材を示しており、このガスノズル２０３は、例えば当該ノズルの下面に所定の間隔を開けて多数穿設されたガス供給孔を介して、その下方側へ反応ガスを供給するようになっている。
【０００８】
ところで近年の基板の大型化に伴い、例えばウエハＷの場合には直径が３００ｍｍにもなる基板に対して成膜が行われる。従って既述のようにガスノズル２０３を処理容器２００の側壁に設ける構成では、回転テーブル２０１に載置されたウエハ全面に反応ガスを供給するために、前記側壁から前記回転テーブル２０１の中央近傍までガスノズル２０３を設ける必要があり、ガスノズル２０３の長さが大きくなってしまう。従って処理容器２００の側壁にてガスノズル２０３の基端側を固定すると、ガスノズル２０３の先端側ではモーメントが大きくなり、自重によって下がりやすい。
【０００９】
このため図２１に実線にて示すように、ガスノズル２０３の先端側がその基端側よりも低くなるように傾いてしまい、ガスノズル２０３とウエハＷ表面との距離がノズルの長さ方向において変化してしまう。従ってガスノズル２０３の長さ方向においてガス供給孔からの反応ガスの供給量が均一である場合には、ガスノズル２０３の先端側の方が基端側よりもウエハＷに近づくため、ウエハＷの面内における反応ガスの濃度が不均一になるおそれがある。また反応ガスを効率よくウエハＷに吸着させるためには、ガスノズル２０３をウエハＷに接近させて設けることが好ましく、場合によってはガスノズル２０３の先端がウエハＷに接触するおそれもある。
【００１０】
一方ガスノズル２０３が長いと、ガス供給源に近いガスノズル２０３の基端側の方がその先端側よりもガスの吐出量が多くなり、処理容器２００の中央領域においては周縁領域よりも反応ガスの濃度が低くなることも想定され、このような場合には、積極的にガスノズル２０３の先端側をその基端側よりも回転テーブル２０１側に接近させて、反応ガスと吸着しやすい環境を形成することも検討されている。このようなことから、ガスノズル２０３の水平軸に対する傾きを調整して、ガスノズル２０３の長さ方向におけるウエハＷ表面との距離を調整することができる構成が要請されている。
【００１１】
【特許文献１】特許３１４４６６４号公報：図１、図２、請求項１
【特許文献２】特開２００１−２５４１８１号公報：図１及び図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような事情に基づいて行われたものであり、その目的は、反応ガガスノズルの水平軸に対する傾きを調整することができる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このため本発明の成膜装置は、真空容器内にて反応ガスを基板の表面に供給することにより薄膜を形成する成膜装置において、
前記真空容器内に設けられ、基板を載置するための基板載置部と、
この基板載置部の表面に対して反応ガスを供給するために、この基板載置部に対向して水平に伸びるように設けられ、その一端側が前記真空容器の壁部の挿入孔に挿入された反応ガスノズルと、
前記基板載置部を前記反応ガスノズルに対して相対的に移動させるための移動手段と、
前記反応ガスノズルの一端側と真空容器の壁部との間に設けられ、前記反応ガスノズルの一端側を真空容器内部の気密性を維持した状態で固定するための封止部材と、
前記反応ガスノズルの水平軸に対する傾きを調整するために、当該反応ノズルにおける前記挿入孔よりも真空容器の内部空間側の部位を下方側から支持すると共に、その支持位置の高さを調整する傾き調整機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この際前記反応ノズルの一端側は前記真空容器の側周壁に形成された挿入孔に挿入される。また前記傾き調整機構は、ネジ止め用の孔部が形成され、前記反応ガスノズルを下方側から支持する支持部材と、前記真空容器の内壁を形成する部材に穿孔されたネジ穴と、前記支持部材の孔部を通って前記ネジ穴に螺合されることにより当該支持部材を前記部材に固定するための傾き調整ネジと、を備え、前記ネジ穴の上下方向の寸法は、前記傾き調整ネジのネジ軸よりも大きく形成されたものを用いることができる。
【００１５】
また前記真空容器の壁部を貫通するように設けられると共に、前記真空容器の外壁に位置調整ネジによりネジ止めされるフランジを備え、前記反応ガスノズルの一端側が挿入されるスリーブと、このスリーブと前記反応ガスノズルの一端側との間に設けられ、前記反応ガスノズルの一端側を真空容器内部の気密性を維持した状態で固定するための封止部材と、前記フランジに形成され、前記位置調整ネジが貫通すると共に、上下方向の寸法がこの位置調整ネジのネジ軸よりも大きい位置調整用孔部と、前記真空容器の外壁に穿孔された、前記位置調整ネジが螺合されるネジ穴と、を備え、前記フランジが位置調整用孔部を介して位置調整ネジにより前記真空容器にネジ止めされるように構成してもよい。この際前記傾き調整ネジが螺合するネジ穴が穿孔される真空容器の内壁を形成する部材は、前記真空容器の壁部に設けられたスリーブであってもよい。
【００１６】
前記反応ガスノズルは、前記基板載置部の表面に夫々第１の反応ガス及び、この第１の反応ガスと反応する第２の反応ガスを供給するために、前記基板載置部に対する反応ガスノズルの相対的移動方向に互いに離れるように設けられた第１の反応ガスノズル及び第２の反応ガスノズルよりなり、前記第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の処理領域との雰囲気を分離するために前記移動方向においてこれら処理領域の間に位置する分離領域を備え、前記真空容器内にて互いに反応する第１の反応ガスと第２の反応ガスを順番に基板の表面に供給しかつこの供給サイクルを実行することにより反応生成物の層を多数積層して薄膜を形成するように構成してもよい。
【００１７】
また前記基板載置部はその表面に基板を載置するための基板載置領域が形成された回転テーブルよりなると共に、前記移動手段は当該回転テーブルを鉛直軸周りに回転する手段よりなり、前記第１の反応ガスノズル及び第２の反応ガスノズルは、前記回転テーブルの回転方向に互いに離れると共に、前記回転テーブルに対向して当該回転テーブルの径方向に水平に伸びるように、その一端側が前記真空容器の壁部に挿入されるものであってもよい。
【００１８】
前記分離領域は、分離ガスを供給するための分離ガス供給手段と、この分離ガス供給手段の前記回転方向両側に位置し、当該分離領域から処理領域側に分離ガスが流れるための狭隘な空間を回転テーブルとの間に形成するための天井面と、を備えたものとすることができ、前記分離ガス供給手段は、前記回転テーブルに対向して当該回転テーブルの径方向に伸びるように、その一端側が前記真空容器の壁部に挿入された分離ガスノズルとすることができる。
【００１９】
また前記第１の処理領域と第２の処理領域との雰囲気を分離するために真空容器内の中心部に位置し、回転テーブルの基板載置面側に分離ガスを吐出する吐出孔が形成された中心部領域を備えるようにしてもよいし、基板載置領域は回転テーブルの回転方向に沿って複数設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、水平に伸びる反応ガスノズルの一端側を真空容器の壁部の挿入孔に挿入し、この反応ガスノズルの一端側と前記真空容器の壁部との間に設けられた封止部材により、当該反応ガスノズルを真空容器の気密性を維持した状態で固定するにあたり、反応ガスノズルにおける前記挿入孔よりも真空容器の内部空間側の部位を傾き調整機構により下方側から支持すると共に、その支持位置の高さを調整している。このように反応ガスノズルが真空容器に固定される部位よりも内側において反応ガスノズルの支持位置の高さが調整されるため、反応ガスノズルの水平軸に対する傾きを調整することができる。この傾き調整は、例えば反応ガスノズルの先端側での垂れ下がりを抑えるように調整してもよいし、反応ガスノズルの先端側を基端側よりも基板載置部に近づけるという調整でもよく、このような傾き調整を行うことにより、例えば反応ガスノズルから基板に向けて供給される反応ガスの吸着量を基板の面内において揃える等といった調整を行うことができ、結果として良好な成膜処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態である成膜装置は、図１（図３のＩ−Ｉ’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基板載置部をなす回転テーブル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側に押し付けられていて気密状態を維持しているが、天板１１を容器本体１２から分離するときには図示しない駆動機構により上方に持ち上げられる。
【００２２】
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、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は真空容器１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は本発明の移動手段に相当するものであり、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が真空容器１の底面部１４の下面に気密に取り付けられており、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ている。
【００２３】
回転テーブル２の表面部には、図２及び図３に示すように回転方向（周方向）に沿って複数枚例えば５枚の基板であるウエハを載置するための円形状の凹部２４が設けられている。なお図３には便宜上１個の凹部２４だけにウエハＷを描いてある。ここで図４は、回転テーブル２を同心円に沿って切断しかつ横に展開して示す展開図であり、凹部２４は、図４（ａ）に示すようにその直径がウエハの直径よりも僅かに例えば４ｍｍ大きく、またその深さはウエハの厚みと同等の大きさに設定されている。従ってウエハを凹部２４に落とし込むと、ウエハの表面と回転テーブル２の表面（ウエハが載置されない領域）とが揃うことになる。ウエ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じることから、ウエ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、膜厚の面内均一性を揃える観点から好ましい。ウエハの表面と回転テーブル２の表面との高さを揃えるとは、同じ高さであるかあるいは両面の差が５ｍｍ以内であることをいうが、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ことが好ましい。凹部２４の底面には、ウエハの裏面を支えて当該ウエハを昇降させるための例えば後述する３本の昇降ピン（図１２参照）が貫通する貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００２４】
凹部２４はウエハを位置決めして回転テーブル２の回転に伴な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、本発明の基板載置領域に相当する部位であるが、基板載置領域（ウエハ載置領域）は、凹部に限らず例えば回転テーブル２の表面にウエハの周縁をガイドするガイド部材をウエハの周方向に沿って複数並べた構成であってもよく、あるいは回転テーブル２側に静電チャックなどのチャック機構を持たせてウエハを吸着する場合には、その吸着によりウエハが載置される領域が基板載置領域となる。
【００２５】
図２及び３に示すように真空容器１には、回転テーブル２における凹部２４の通過領域と各々対向する位置に第１の反応ガスノズル３１及び第２の反応ガスノズル３２と２本の分離ガスノズル４１，４２とが真空容器１の周方向（回転テーブル２の回転方向）に互いに間隔をおいて中心部から放射状に伸びている。これら反応ガスノズル３１，３２及び分離ガスノズル４１，４２は例えば真空容器１の側周壁（容器本体１２の側周壁）に取り付けられていて、これらガスノズル３１，３２，４１，４２は真空容器１の側周壁（容器本体１２の側周壁）から中央近傍まで伸びるように水平に設けられている。そして反応ガスノズル３１，３２の下方領域は夫々ＢＴＢＡＳガスをウエハに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１及びＯ３ガスをウエハに吸着させるための第２の処理領域Ｐ２となる。
【００２６】
続いて反応ガスノズル３１，３２及び分離ガスノズル４１，４２の取り付け構造について図５〜図９を用いて説明するが、ここでは反応ガスノズル３１，３２及び分離ガスノズル４１，４２の取り付け構造は同じであるため、反応ガスノズル３１を例にして説明する。図５（ａ）に示すように、真空容器１における容器本体１２の側周壁には、外側から、反応ガスノズル３１を当該側周壁に取り付けるためのスリーブ３４が設けられている。このスリーブ３４はフランジ３６を備え、このフランジ３６を前記真空容器１（容器本体１２）の外壁に位置調整用ネジ３７によりネジ止めして取り付けることにより、真空容器１に固定されるようになっている。この例ではスリーブ３４が、反応ガスノズル３１の一端側が挿入される挿入孔に相当する。
【００２７】
一方前記容器本体１２の側周壁には、前記スリーブ３４を装着するための開口部１ａが形成されている。この例では後述のようにスリーブ３４の取り付け位置が粗調整されるようになっているため、当該開口部１ａの内径Ｌ１はスリーブ３４の外径よりも、粗調整によりスリーブ３４が移動する範囲分若干大きく設定されている。
【００２８】
前記スリーブ３４における真空容器１内に開口する部位３５ａには、反応ガスノズル３１の一端側が真空容器１の内側（真空容器１の内壁側、以下同じ）から挿入されるようになっている。この際反応ガスノズル３１をスムーズに挿入し、かつ後述のように反応ガスノズル３１は真空容器１内においてその基端側が下方側から支持され、この支持位置の高さが調整されて、当該反応ガスノズル３１における水平軸に対する傾きが調整されるようになっているため、当該部位３５ａの内径Ｌ２は反応ガスノズル３１の外径よりも、当該反応ガスノズル３１が微調整により移動する範囲分若干大きく設定されている。またスリーブ３４の内部には真空容器１の外側（真空容器１の外壁側、以下同じ）から内スリーブ３８を介して接続部材３９が挿入され、こうしてスリーブ３４の内部では前記部位３５ａの外側に、内スリーブ３８と接続部材３９とが真空容器１の内側から順に設けられるようになっている。
【００２９】
前記接続部材３９は、反応ガスノズル３１と、当該反応ガスノズル３１に反応ガスを供給するためのガス供給管３１ａとを接続するために設けられており、当該接続部材３９の内部では、その先端部３９ａの内径は反応ガスノズル３１の一端側の外径とほぼ同じに設定されている。
【００３０】
そしてこの例では、前記接続部材３９の内径は前記反応ガスノズル３１の一端側が挿入される領域よりも外側において、前記ガス供給管３１ａの外径よりも狭められ、この狭められた領域３９ｂの外側の領域３９ｃでは前記ガス供給管３１ａの外径とほぼ同じになるように形成されている。これにより接続部材３９では、真空容器１の外側から前記領域３９ｃ内にガス供給管３１ａの先端側が挿入され、当該先端側が前記狭められた領域３９ｂにより形成される段部３９ｄに当接して固定されるようになっている。
【００３１】
またスリーブ３４内における内スリーブ３８の前後には夫々封止部材をなすＯリングｒ１，ｒ２が設けられている。ここで反応ガスノズル３１の一端側をスリーブ３４に挿入すると、反応ガスノズル３１とスリーブ３４との間にＯリングｒ１，ｒ２が介在し、反応ガスノズル３１がその重力によりＯリングｒ１，ｒ２を押圧した状態で固定され、これにより反応ガスノズル３１の一端側は、真空容器１内部の気密性を維持した状態でスリーブ３４に固定されるようになっている。このように当該実施の形態では、封止部材をなすＯリングｒ１，ｒ２はスリーブ３４と反応ガスノズル３１との間に設けられるが、この場合も本発明における「封止部材が反応ガスノズルと真空容器の壁部との間に設けられる」場合に含まれる。
【００３２】
さらに真空容器１の内部には傾き調整機構２５が設けられている。この傾き調整機構２５は、前記反応ガスノズル３１の水平軸に対する傾きを調整するために設けられており、反応ガスノズル３１における前記真空容器１に挿入された部位よりも真空容器１の内部空間側の部位を下方側から支持すると共に、その支持位置の高さを調整するように真空容器１の内部に設けられている。具体的には、前記傾き調整機構２５は、例えば図６に示すように、反応ガスノズル３１を下方側から支持するためのアルミニウム（Ａｌ）製のプレートより構成された支持部材２６と、この支持部材２６に形成されたネジ止め用の孔部２７とを備えており、支持部材２６の上端には、反応ガスノズル３１の下部側が嵌合されるように、前記反応ガスノズル３１の形状に合わせた凹部２８が形成されている。
【００３３】
このような支持部材２６は、例えば傾き調整用ネジ２９により、真空容器１の内部、この例では真空容器１の内壁を形成するスリーブ３４の内壁部３４ａにネジ止めにより固定されている。前記孔部２７及び傾き調整ネジ２９の夫々の大きさは、図６及び図７（真空容器１の内側から見たスリーブ３４と傾き調整機構２５の接続部）に示すように、前記孔部２７の上下方向の寸法は、傾き調整用ネジ２９のネジ軸２９ｂよりも大きく、傾き調整用ネジ２９の頭部２９ａが当該孔部２７を通過しない程度の大きさに設定される。また前記スリーブ３４の内壁部３４ａには、前記傾き調整ネジ２９が螺合されるネジ穴３４ｂが穿孔されており、このネジ穴３４ｂに、前記支持部材２６を前記孔部２７を介して傾き調整ネジ２９によりネジ止めし、この際前記支持部材２６の取り付け位置を上下方向に調整することにより、当該反応ガスノズル３１の水平軸に対する傾きを調整するようになっている。
【００３４】
つまり支持部材２６は孔部２７の上下方向の寸法分だけ、真空容器１側のネジ穴３４ｂに対して上下方向に移動した状態で取り付けられるため、この取り付け位置を調整することによって、反応ガスノズル３１の基端側が当該傾き調整機構２５により持ち上げられる程度が異なり、この傾き調整機構２５により当該反応ガスノズル３１を支持する高さを調整することができるようになっている。
【００３５】
この際、反応ガスノズル３１におけるＯリングｒ１，ｒ２により真空容器１に固定される固定部位よりも真空容器１の内部空間側にて当該反応ガスノズル３１を傾き調整機構２５により支持し、この支持点の高さを調整する際、前記固定点より前記支持点を高くするように高さ調整を行えば、例えば図８（ａ）に示すように、反応ガスノズル３１の基端側（支持点）が、スリーブ３４との隙間の範囲で水平よりも上方側に傾斜するように持ち上げられるため、反応ガスノズル３１の先端が基端側よりも上方側に位置するように反応ガスノズル３１の水平軸に対する傾きが調整される。
【００３６】
一方図８（ｂ）に示すように、前記傾き調整機構２５により固定点より支持点を低くするように高さ調整を行えば、例えば図８（ｂ）に示すように、反応ガスノズル３１の基端側（支持点）が、スリーブ３４との隙間の範囲で水平よりも下方側に傾斜するように支持されるため、反応ガスノズル３１の先端が基端側よりも下方側に位置するように反応ガスノズル３１の水平軸に対する傾きが調整される。
【００３７】
このように反応ガスノズル３１の基端側の支持高さを傾き調整機構２５によって調整すると、反応ガスノズル３１は回転テーブル２の径方向に沿って伸びるように設けられていて、例えば３５０ｍｍ程度と長いため、その先端側では基端側での調整距離よりも上下方向の移動距離が大きくなる。従って前記孔部２７の上下方向の寸法は、反応ガスノズル３１の基端側とスリーブ３４との間の隙間の大きさや反応ガスノズル３１の高さ調整量に応じて決定される。この際反応ガスノズル３１の傾きを調整した場合であっても、内スリーブ３８の前後に夫々Ｏリングｒ１，ｒ２が設けられているため、図８に示すように、これら２個のＯリングｒ１，ｒ２の少なくとも一方が封止部材として作用し、真空容器１内の気密性が維持される。
【００３８】
また前記スリーブ３４のフランジ３６は、前記位置調整用ネジ３７により、位置調整用孔部３６ａを介して真空容器１の外壁にネジ止めにより固定されている。この例では、真空容器１の外壁は前記フランジ３６に対応する部位に凹部１ｂが形成され、この凹部１ｂに前記フランジ３６が取り付けられるようになっている。そしてこの凹部１ｂには前記位置調整ネジ３７に螺合するネジ穴１ｃが穿孔されている。またフランジ３６と凹部１ｂとの接触面には封止部材をなすＯリングｒ３が介在されており、当該スリーブ３４が真空容器１に対して気密性を維持した状態で取り付けられるようになっている。この例ではフランジ３６側にＯリングｒ３配設用の凹部３６ｂが形成されているが、フランジ３６に形成される位置調整用孔部３６ａは、図５（ｂ）の前記フランジ３６を真空容器１の外側から見た図に示すように、Ｏリングｒ３用の凹部３６ｂと干渉しない位置に形成されている。
【００３９】
前記位置調整用孔部３６ａ及び位置調整ネジ３７の夫々の大きさは、図７（ｂ）の前記フランジ３６を真空容器１の外側から見た図に示すように、位置調整用孔部３６ａの上下方向の寸法は、位置調整用ネジ３７のネジ軸３７ｂよりも大きく、位置調整ネジ３７の頭部３７ａが当該孔部３６ａを通過しない程度の大きさに設定される。図７（ｂ）中３６ｃは、スリーブ３４に形成された接続部材３９設置用の開口部である。
【００４０】
こうしてスリーブ３４を真空容器１に取り付ける際には、前記真空容器１の外壁に形成されたネジ穴１ｃに、前記フランジ３６を前記位置調整用孔部３６ａを介して位置調整ネジ３７によりネジ止めし、前記フランジ３６の取り付け位置を粗調整することができるようになっている。つまりフランジ３６は位置調整用孔部３６ａの上下方向の寸法分だけ、真空容器１側のネジ穴１ｃに対して上下方向に移動した状態で取り付けられるため、この取り付け位置を調整することによって、スリーブ３４の位置の高さ調整を行うことができるようになっている。前記位置調整用孔部３６ａの大きさは、スリーブ３４の高さ調整量に応じて決定される。
【００４１】
このような構成では、先ず真空容器１に形成されたスリーブ３４用の開口部１ａに、真空容器１の外部からスリーブ３４を装着し、次いでこのスリーブ３４の内部にＯリングｒ１，ｒ２と内スリーブ３８とを設置した後、接続部材３９を取り付ける。そしてこの接続部材３９に真空容器１の内側から反応ガスノズル３１を装着すると共に、真空容器１の外側からガス供給管３１ａを装着する。次いで反応ガスノズル３１の下部を支持するように傾き調整機構２５を取り付け、反応ガスノズル３１の傾きを調整するが、この際既述のようにスリーブ３４のフランジ３６の取り付け位置を調整することにより、スリーブ３４の傾きを粗調整し、さらに傾き調整機構２５の取り付け位置を調整することにより、例えば反応ガスノズル３１の先端側の垂れ下がりを防止し、反応ガスノズル３１と回転テーブル２の表面との距離が、反応ガスノズル３１の長さ方向に沿ってほぼ一定になるように、反応ガスノズル３１の支持位置の高さを調整して、反応ガスノズル３１の水平軸に対する傾き調整を行う。ここでは反応ガスノズル３１を例にしてその取り付け構造について説明したが、反応ガスノズル３２、分離ガスノズル４１，４２についても反応ガスノズル３１と同様の取り付け構造により、真空容器１に取り付けられている。
【００４２】
前記反応ガスノズル３１，３２は、夫々反応ガス供給管３１ａ，３２ａを介して第１の反応ガスであるＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）ガスのガス供給源及び第２の反応ガスであるＯ３（オゾン）ガスのガス供給源（いずれも図示せず）に接続されており、分離ガスノズル４１，４２はいずれも分離ガス供給管４１ａ，４２ａを介して分離ガスであるＮ２ガス（窒素ガス）のガス供給源（図示せず）に接続されている。この例では、第２の反応ガスノズル３２、分離ガスノズル４１、第１の反応ガスノズル３１及び分離ガスノズル４２がこの順に時計方向に配列されている。
【００４３】
前記分離ガスノズル４１，４２は分離ガス供給手段をなすものであって、前記第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離するための分離領域Ｄを形成するためのものであり、この分離領域Ｄにおける真空容器１の天板１１には図２〜図４に示すように、回転テーブル２の回転中心を中心としかつ真空容器１の内周壁の近傍に沿って描かれる円を周方向に分割してなる、平面形状が扇型で下方に突出した凸状部４が設けられている。分離ガスノズル４１，４２は、この凸状部４における前記円の周方向中央にて当該円の半径方向に伸びるように形成された溝部４３内に収められている。この例では分離ガスノズル４１，４２の中心軸から凸状部４である扇型の両縁（回転方向上流側の縁及び下流側の縁）までの距離は同じ長さに設定されている。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ているが、他の実施形態においては、例えば溝部４３から見て凸状部４における回転テーブル２の回転方向上流側が前記回転方向下流側よりも広くなるように溝部４３を形成してもよい。
【００４４】
従って分離ガスノズル４１，４２における前記周方向両側には、前記凸状部４の下面である例えば平坦な低い天井面４４（第１の天井面）が存在し、この天井面４４の前記周方向両側には、当該天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）が存在することになる。この凸状部４の役割は、回転テーブル２との間に第１の反応ガス及び第２の反応ガスの侵入を阻止してこれら反応ガスの混合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ことにある。
【００４５】
即ち、分離ガスノズル４１を例にとると、回転テーブル２の回転方向上流側からＯ３ガスが侵入することを阻止し、また回転方向下流側からＢＴＢＡＳガスが侵入することを阻止する。「ガスの侵入を阻止する」とは、分離ガスノズル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と回転テーブル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の下方側空間に吹き出し、これにより当該隣接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、隣接空間から凸状部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、多少侵入はするが、両側から夫々侵入したＯ３ガス及びＢＴＢＡＳガスが凸状部４内で混じり合わない状態が確保される場合も意味し、このような作用が得られる限り、分離領域Ｄの役割である第１の処理領域Ｐ１の雰囲気と第２の処理領域Ｐ２の雰囲気との分離作用が発揮できる。従って狭隘な空間における狭隘の程度は、狭隘な空間（凸状部４の下方空間）と当該空間に隣接した領域（この例では第２の天井面４５の下方空間）との圧力差が「ガスが侵入できなくなる」作用を確保できる程度の大きさになるように設定され、その具体的な寸法は凸状部４の面積などにより異なるといえる。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、ガスの侵入阻止は、気相中のガスを意味している。
【００４６】
一方天板１１の下面には、回転テーブル２におけるコア部２１よりも外周側の部位と対向するようにかつ当該コア部２１の外周に沿って突出部５が設けられている。この突出部５は凸状部４における前記回転中心側の部位と連続して形成されており、その下面が凸状部４の下面（天井面４４）と同じ高さに形成されている。図２及び図３は、前記天井面４５よりも低くかつ分離ガスノズル４１，４２よりも高い位置にて天板１１を水平に切断して示している。なお突出部５と凸状部４とは、必ずしも一体であることに限られるものではなく、別体であってもよい。
【００４７】
この例では直径３００ｍｍのウエハＷを被処理基板としており、この場合凸状部４は、回転中心から１４０ｍｍ離れた突出部５との境界部位においては、周方向の長さ（回転テーブル２と同心円の円弧の長さ）が例えば１４６ｍｍであり、ウエハの載置領域（凹部２４）の最も外側部位においては、周方向の長さが例えば５０２ｍｍである。なお図４（ａ）に示すように、当該外側部位において分離ガスノズル４１（４２）の両脇から夫々左右に位置する凸状部４の周方向の長さＬでみれば、長さＬは２４６ｍｍである。
【００４８】
また図４（ａ）に示すように凸状部４の下面即ち天井面４４における回転テーブル２の表面からの高さｈは、例えば０．５ｍｍから１０ｍｍであってもよく、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に設定されている。分離領域Ｄ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、凸状部４の大きさや凸状部４の下面（第１の天井面４４）と回転テーブル２の表面との高さｈを例えば実験などに基づいて設定することになる。
【００４９】
さらに反応ガスノズル３１，３２及び分離ガスノズル４１，４２における真空容器１内に露出する長さは３５０ｍｍ程度であり、例えば真下に向いた例えば口径が０．５ｍｍの吐出孔３３，４０（図４参照）がノズルの長さ方向に沿って例えば１０ｍｍの間隔をおいて配列されている。さらにまた反応ガスノズル３１，３２及び分離ガスノズル４１，４２が、回転テーブル２に対向するようにその長さ方向に沿って水平に設けられている場合には、これらガスノズル３１，３２，４１，４２と回転テーブル２の表面との距離は例えば２ｍｍ程度に設定される。なお分離ガスとしては、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などであってもよく、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。
【００５０】
真空容器１の天板１１の下面、つまり回転テーブル２のウエハ載置領域（凹部２４）から見た天井面は既述のように第１の天井面４４とこの天井面４４よりも高い第２の天井面４５とが周方向に存在するが、図１では、高い天井面４５が設けられている領域についての縦断面を示しており、図１０では、低い天井面４４が設けられている領域についての縦断面を示している。扇型の凸状部４の周縁部（真空容器１の外縁側の部位）は図２及び図１０に示されているように回転テーブル２の外端面に対向するようにＬ字型に屈曲して屈曲部４６を形成している。扇型の凸状部４は天板１１側に設けられていて、容器本体１２から取り外せるようになっていることから、前記屈曲部４６の外周面と容器本体１２との間には僅かに隙間がある。この屈曲部４６も凸状部４と同様に両側から反応ガスが侵入することを防止して、両反応ガスの混合を防止する目的で設けられており、屈曲部４６の内周面と回転テーブル２の外端面との隙間、及び屈曲部４６の外周面と容器本体１２との隙間は、回転テーブル２の表面に対する天井面４４の高さｈと同様の寸法に設定されている。この例においては、回転テーブル２の表面側領域からは、屈曲部４６の内周面が真空容器１の内周壁を構成していると見ることができる。
【００５１】
容器本体１２の内周壁は、分離領域Ｄにおいては図１０に示すように前記屈曲部４６の外周面と接近して垂直面に形成されているが、分離領域Ｄ以外の部位においては、図１に示すように例えば回転テーブル２の外端面と対向する部位から底面部１４に亘って縦断面形状が矩形に切り欠かれて外方側に窪んだ構造になっている。この窪んだ部分を排気領域６と呼ぶことにすると、この排気領域６の底部には図１及び図３に示すように例えば２つの排気口６１，６２が設けられている。これら排気口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に接続されている。なお図１中、６５は圧力調整手段であり、排気口６１，６２毎に設けてもよいし、共通化されていてもよい。排気口６１，６２は、分離領域Ｄの分離作用が確実に働くように、平面で見たときに前記分離領域Ｄの前記回転方向両側に設けられ、各反応ガス（ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガス）の排気を専用に行うようにしている。この例では一方の排気口６１は第１の反応ガスノズル３１とこの反応ガスノズル３１に対して前記回転方向下流側に隣接する分離領域Ｄとの間に設けられ、また他方の排気口６１は、第２の反応ガスノズル３２とこの反応ガスノズル３２に対して前記回転方向下流側に隣接する分離領域Ｄとの間に設けられている。
【００５２】
排気口の設置数は２個に限られるものではなく、例えば分離ガスノズル４２を含む分離領域Ｄと当該分離領域Ｄに対して前記回転方向下流側に隣接する第２の反応ガスノズル３２との間に更に排気口を設置して３個としてもよいし、４個以上であってもよい。この例では排気口６１，６２は回転テーブル２よりも低い位置に設けることで真空容器１の内周壁と回転テーブル２の周縁との間の隙間から排気するようにしているが、真空容器１の底面部に設けることに限られず、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１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。
【００５３】
前記回転テーブル２と真空容器１の底面部１４との間の空間には、図１及び図１２に示すように加熱手段であるヒータユニット７が設けられ、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウエハをプロセスレシピで決められた温度に加熱するようになっている。前記回転テーブル２の周縁付近の下方側には、回転テーブル２の上方空間から排気領域６に至るまでの雰囲気とヒータユニット７が置かれている雰囲気とを区画するためにヒータユニット７を全周に亘って囲むようにカバー部材７１が設けられている。このカバー部材７１は上縁が外側に屈曲されてフランジ形状に形成され、その屈曲面と回転テーブル２の下面との間の隙間を小さくして、カバー部材７１内に外方からガスが侵入することを抑えている。
【００５４】
ヒータユニット７が配置されている空間よりも回転中心寄りの部位における底面部１４は、回転テーブル２の下面の中心部付近、コア部２１に接近してその間は狭い空間になっており、また当該底面部１４を貫通する回転軸２２の貫通穴についてもその内周面と回転軸２２との隙間が狭くなっていて、これら狭い空間は前記ケース体２０内に連通している。そして前記ケース体２０にはパージガスであるＮ２ガスを前記狭い空間内に供給してパージするためのパージガス供給管７２が設けられている。また真空容器１の底面部１４には、ヒータユニット７の下方側位置にて周方向の複数部位に、ヒータユニット７の配置空間をパージするためのパージガス供給管７３が設けられている。
【００５５】
このようにパージガス供給管７２，７３を設けることにより図１１にパージガスの流れを矢印で示すように、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がＮ２ガスでパージされ、このパージガスが回転テーブル２とカバー部材７１との間の隙間から排気領域６を介して排気口６１，６２に排気される。これによって既述の第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との一方から回転テーブル２の下方を介して他方にＢＴＢＡＳガスあるいはＯ３ガスが回り込むことが防止されるため、このパージガスは分離ガスの役割も果たしている。
【００５６】
また真空容器１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続されていて、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスであるＮ２ガスを供給するように構成されている。この空間５２に供給された分離ガスは、前記突出部５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のウエハ載置領域側の表面に沿って周縁に向けて吐出されることになる。この突出部５で囲まれる空間には分離ガスが満たされているので、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との間で回転テーブル２の中心部を介して反応ガス（ＢＴＢＡＳガスあるいはＯ３ガス）が混合することを防止している。即ち、この成膜装置は、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域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、分離ガスがパージされると共に当該回転テーブル２の表面に分離ガスを吐出する吐出口が前記回転方向に沿って形成された中心部領域Ｃを備えているということができる。なおここでいう吐出口は前記突出部５と回転テーブル２との狭い隙間５０に相当する。
【００５７】
更に真空容器１の側壁には図２、図３及び図１２に示すように外部の搬送アーム１０と回転テーブル２との間で基板であるウエハの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されており、この搬送口１５は図示しないゲートバルブにより開閉されるようになっている。また回転テーブル２におけるウエハ載置領域である凹部２４はこの搬送口１５に臨む位置にて搬送アーム１０との間でウエハＷの受け渡しが行われることから、回転テーブル２の下方側において当該受け渡し位置に対応する部位に、凹部２４を貫通してウエ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（図示せず）が設けられる。
【００５８】
またこの実施の形態の成膜装置は、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１００が設けられ、この制御部１００のメモリ内には装置を運転するためのプログラムが格納されている。このプログラムは後述の装置の動作を実行するようにステップ群が組まれており、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクディスクなどの記憶媒体から制御部１００内にインストールされる。
【００５９】
次に上述実施の形態の作用について説明する。先ず図示しない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を介してウエハを回転テーブル２の凹部２４内に受け渡す。この受け渡しは、凹部２４が搬送口１５に臨む位置に停止したときに図１２に示すように凹部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り行われる。このようなウエハＷの受け渡しを回転テーブル２を間欠的に回転させて行い、回転テーブル２の５つの凹部２４内に夫々ウエハＷを載置する。続いて真空ポンプ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、回転テーブル２を時計回りに回転させながらヒータユニット７によりウエハＷを加熱する。詳しくは、回転テーブル２はヒータユニット７により予め例えば３００℃に加熱されており、ウエハ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。ウエハＷの温度が図示しない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の反応ガスノズル３１及び第２の反応ガスノズル３２から夫々ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスを吐出させると共に、分離ガスノズル４１，４２から分離ガスであるＮ２ガスを吐出する。
【００６０】
ウエハＷは回転テーブル２の回転により、第１の反応ガスノズル３１が設けられる第１の処理領域Ｐ１と第２の反応ガスノズル３２が設けられる第２の処理領域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。
【００６１】
このとき分離ガス供給管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５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。この例では反応ガスノズル３１，３２が配置されている第２の天井面４５の下方側の空間に沿った容器本体１２の内周壁においては、既述のように内周壁が切りかかれて広くなっており、この広い空間の下方に排気口６１，６２が位置しているので、第１の天井面４４の下方側の狭隘な空間及び前記中心部領域Ｃの各圧力よりも第２の天井面４５の下方側の空間の圧力の方が低くなる。
【００６２】
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１３に示す。第２の反応ガスノズル３２から下方側に吐出され、回転テーブル２の表面（ウエハＷの表面及びウエハＷの非載置領域の表面の両方）に当たってそ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分離領域Ｄに向かい、扇型の凸状部４の下方側に流入しようとする。ところがこの凸状部４の天井面４４の高さ及び周方向の長さは、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当該天井面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）にも示してあるようにＯ３ガスは扇型の凸状部４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分離ガスノズル４１付近までには到達できるものではなく、分離ガスノズル４１から吐出したＮ２ガスにより回転方向上流側、つまり処理領域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、回転テーブル２の周縁と真空容器１の内周壁との隙間から排気領域６を介して排気口６２に排気される。
【００６３】
また第１の反応ガスノズル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下流側に向かうＢＴＢＡＳガスは、その回転方向下流側に隣接する扇型の凸状部４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２の処理領域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、回転テーブル２の周縁と真空容器１の内周壁との隙間から排気領域６を介して排気口６１に排気される。即ち、各分離領域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、ウエ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凸状部４による低い天井面４４の下方を通過し、成膜に寄与することになる。
【００６４】
更にまた第１の処理領域Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の処理領域Ｐ２のＯ３ガス）は、中心部領域Ｃ内に侵入しようとするが、図１３に示すように当該中心部領域Ｃからは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、こ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。
【００６５】
そして分離領域Ｄにおいては、扇型の凸状部４の周縁部が下方に屈曲され、屈曲部４６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の処理領域Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の処理領域Ｐ２のＯ３ガス）は、回転テーブル２の外側を介して第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。従って２つの分離領域Ｄによって第１の処理領域Ｐ１の雰囲気と第２の処理領域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、両反応ガスこの例ではＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスが雰囲気中においてもウエハ上においても混じり合うことがない。なおこの例では、回転テーブル２の下方側をＮ２ガスによりパージしているため、排気領域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ＢＴＢＡＳガスがＯ３ガスの供給領域に流れ込むといったおそれは全くない。こうして成膜処理が終了すると、各ウエハは搬入動作と逆の動作により順次搬送アーム１０により搬出される。
【００６６】
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径のウエハ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）、ウエハ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の中心部の分離ガス供給管５１からのＮ２ガスの流量は例えば５０００ｓｃｃｍである。また１枚のウエハに対する反応ガス供給のサイクル数、即ちウエハが処理領域Ｐ１，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。
【００６７】
上述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エハＷを配置し、回転テーブル２を回転させて第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域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。そして前記回転方向において第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との間に低い天井面を備えた分離領域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、前記分離領域Ｄの両側に拡散する分離ガス及び前記中心部領域Ｃから吐出する分離ガスと共に前記反応ガスが回転テーブル２の周縁と真空容器の内周壁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個のウエハＷを載置する場合にも適用できる。
【００６８】
また回転テーブル２の径方向に伸びる第１の反応ガスノズル３１及び第２の反応ガスノズル３２の基端側を、上下方向に移動自在に構成された傾き調整機構２５により下方側から支持しているので、これら第１及び第２の反応ガスノズル３１，３２における水平軸に対する傾きを調整することができる。つまり第１及び第２の反応ガスノズル３１，３２の一端側を真空容器１の側周壁に挿入して固定する構成では、反応ガスノズル３１，３２と真空容器１の側周壁との間にはこれらガスノズル３１，３２をスムーズに挿入するために隙間が形成されており、この隙間を埋めて気密性を保持するためにＯリングが設けられる。
【００６９】
このためこれら反応ガスノズル３１，３２の一端側はＯリングにより支持されることになる。しかしながら前記Ｏリングは弾性体により形成されるため、側周壁に挿入されたガスノズル３１，３２の一端側でこれら反応ガスノズル３１，３２の全荷重を支える構成では、前記Ｏリングに反応ガスノズル３１，３２の全荷重がかかり、Ｏリングが変形してしまう。従って反応ガスノズル３１，３２の一端側における固定点では、反応ガスノズル３１，３２が下方側に傾斜した状態で固定されてしまうが、反応ガスノズル３１，３２は長いため、その先端側のモーメントが大きくなり、固定点における傾斜がわずかであっても、先端側においては垂れ下がりの程度が大きくなってしまう。
【００７０】
従って傾き調整機構２５により真空容器内における反応ガスノズル３１，３２の基端側であって、固定部位よりも真空容器の内部空間側の部位を下方側から支持すると、反応ガスノズル３１，３２はＯリングｒ１、ｒ２のみならず当該傾き調整機構２５によっても支持され、これらＯリングｒ１，ｒ２や傾き調整機構２５にかかる荷重が分散される上、当該傾き調整機構２５の支持部材２６はアルミニウムより構成され、反応ガスノズル３１，３２の荷重がかかっても変形しないため、反応ガスノズル３１，３２の基端側をしっかりと支えることができる。
【００７１】
また傾き調整機構２５は上下方向に取り付け位置を調整できるように構成されているため、反応ガスノズル３１，３２の固定点よりも内側の支持点における支持位置の高さ調整を行うと、既述のように反応ガスノズル３１，３２の水平軸に対する傾きを調整することができる。このため反応ガスノズル３１，３２の先端側の垂れ下がりを抑えるように傾き調整を行った場合には、反応ガスノズル３１，３２の長さ方向において前記回転テーブル２表面に載置されたウエハＷ表面との距離を揃えることができる。従って当該反応ガスノズル３１，３２から回転テーブル２表面に向けて吐出される反応ガスの供給量が反応ガスノズル３１，３２の長さ方向において均一な場合には、ウエハＷの面内における当該反応ガスノズル３１，３２から供給される反応ガスの濃度を揃えることができ、これにより例えば反応ガスノズルから基板に向けて供給される反応ガスの吸着量を基板の面内において揃える等といった調整を行うことができ、結果として良好な成膜処理を行うことができる。
【００７２】
さらに反応ガスノズル３１，３２が長く、ガス供給源に近いガスノズル３１，３２の基端側の方が先端側よりもガスの吐出量が多くなり、真空容器１の中央領域においては周縁領域よりも反応ガスの濃度が低くなるおそれがある場合には、例えば図１４に示すように、第１及び第２の反応ガスノズル３１，３２の先端側を基端側よりも前記回転テーブル２表面に載置されたウエハ表面に近づけるように、反応ガスノズル３１，３２の傾きを調整するようにしてもよい。このようにすると、反応ガスノズル３１，３２の先端側を基端側よりもウエハＷ表面に接近させて、反応ガスと吸着しやすい環境が形成されるので、ウエハＷの面内において均一な成膜処理を行うこともでき、結果として良好な成膜処理を行うことができる。
【００７３】
このようなＡＬＤやＭＬＤ処理を行う場合には、反応ガスノズル３１，３２をウエハＷに対して速やかに吸着させるために、これらのガスノズル３１，３２をウエハＷに接近して設けることが好ましいが、このように反応ガスノズル３１，３２の水平軸に対する傾きを調整することによって、反応ガスをウエハＷの面内において均一に吸着させる環境を形成しやすく、また反応ガスノズル３１，３２の先端が垂れ下がってウエハＷと接触するといったことも抑えられるため、本発明の構成は特に有効である。
【００７４】
またスリーブ３４のフランジ３６を真空容器１に取り付ける際にも、既述のように位置調整用孔部３６ａを介して位置調整ネジ３７によりネジ止めすることにより、前記フランジ３６の取り付け位置を上下方向に調整することができる。このため反応ガスノズル３１，３２の傾き調整を行う際には、当該スリーブ３４の取り付け位置の粗調整と、傾き調整機構２５による取り付け位置の微調整を組み合わせて行うことにより、調整幅を大きくすることができて、精度の高い調整を行うことができる。またスリーブ３４の取り付け位置を予め調整してから、傾き調整機構２５により反応ガスノズル３１，３２の傾きを微調整することにより、傾き調整機構２５によって行う調整範囲がよってある程度限られるため、当該傾き調整を容易に行うことができる。
【００７５】
以上において本発明では、図１５及び図１６に示すように、反応ガスノズル３１，３２を真空容器１内における中央部にて支持するように設けてもよい。この例では、反応ガスノズル３１，３２は真空容器１の中心部において回転テーブル２の中央部側から周縁部側に向けて伸び出すように水平に設けられ、図１５に示す例では例えば天板１１の突出部５に反応ガスノズル３１，３２の基端側が装着されるようになっている。前記突出部５の外壁には反応ガスノズル３１，３２の一端側が装着される挿入孔をなす凹部５ａが形成されると共に、天板１１の内部には前記凹部５ａを介して反応ガスノズル３１，３２と接続されるガス流路５ｂが形成され、このガス流路５ｂの他端側は天板１１の外部に開口し、接続部５ｃを介して反応ガス供給管３１ａ，３２ａに接続されている。そして反応ガスノズル３１，３２は、突出部５に設けられた傾き調整機構２５Ａによりその基端側が下方側から支持されて、水平軸に対する傾きが調整されるようになっている。図中ｒ４，ｒ５はＯリングである。
【００７６】
また図１６に示す例では、例えば天板１１に反応ガスノズル３１，３２の一端側が装着されるようになっている。前記天板１１の下面には反応ガスノズル３１，３２の一端側が装着される挿入孔をなす凹部１１ａが形成されると共に、天板１１内部には前記凹部１１ａを介して反応ガスノズル３１，３２と接続されるガス流路１１ｂが形成され、このガス流路１１ｂの他端側は天板１１の外部に開口し、接続部１１ｃを介して反応ガス供給管３１ａ，３２ａに接続されている。そして反応ガスノズル３１，３２は、突出部５に設けられた傾き調整機構２５Ｂによりその基端側が下方側から支持されて、水平軸に対する傾きが調整されるようになっている。図中ｒ６，ｒ７はＯリングである。前記傾き調整機構２５Ａ,２５Ｂは上述の傾き調整機構２５と同様に構成されている。
【００７７】
さらに本発明では、分離ガスノズル４１，４２については必ずしも本発明の取り付け構造を採用する必要はなく、分離ガスノズル４１，４２の両側に凸状部４４が配置されている上述の構成に限らず、図１７に示すように凸状部４の内部に分離ガスの通流室４７を回転テーブル２の直径方向に伸びるように形成し、この通流室４７の底部に長さ方向に沿って多数のガス吐出孔４０が穿設される構成を採用してもよい。さらにまたウエハを加熱するための加熱手段としては抵抗発熱体を用いたヒータに限られずランプ加熱装置であってもよく、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いし、上下両方に設けてもよい。
【００７８】
以上の実施の形態では、回転テーブル２の回転軸２２が真空容器１の中心部に位置し、回転テーブル２の中心部と真空容器１の上面部との間の空間に分離ガスをパージしているが、本発明は図１８に示すように構成してもよい。図１８の成膜装置においては、真空容器１の中央領域の底面部１４が下方側に突出していて駆動部の収容空間８０を形成していると共に、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の底部と真空容器１の前記凹部８０ａの上面との間に支柱８１を介在させて、第１の反応ガスノズル３１からのＢＴＢＡＳガスと第２の反応ガスノズル３２からのＯ３ガスとが前記中心部を介して混ざり合うことを防止している。
【００７９】
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を設けてこの回転スリーブ８１に沿ってリング状の回転テーブル２を設けている。そして前記収容空間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の下部の外周に形成されたギヤ部８５を介して当該回転スリーブ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。また前記収容空間８０の底部にパージガス供給管７４を接続すると共に、前記凹部８０ａの側面と回転スリーブ８２の上端部との間の空間にパージガスを供給するためのパージガス供給管７５を真空容器１の上部に接続している。図１８では、前記凹部８０ａの側面と回転スリーブ８２の上端部との間の空間にパージガスを供給するための開口部は左右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（パージガス供給口）の配列数を設計することが好ましい。
【００８０】
図１８の実施の形態では、回転テーブル２側から見ると、前記凹部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及び支柱８１により、真空容器１の中心部に位置する中心部領域が構成される。
【００８１】
本発明は、２種類の反応ガスを用いることに限られず、１種類の成膜ガスを用いて基板上に薄膜を形成する場合や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３種類以上の反応ガスを用いる場合には、例えば第１の反応ガスノズル、分離ガスノズル、第２の反応ガスノズル、分離ガスノズル、第３の反応ガスノズル及び分離ガス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。また本発明の基板載置部は、反応ガスノズルと相対的に移動自在に移動するように構成すればよく、基板載置部は回転テーブルに限定されるものではない。
【００８２】
また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[トリス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]、ＴＥＭＨＦ[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)[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。
【００８３】
以上述べた成膜装置を用いた基板処理装置について図１９に示しておく。図１９中、１０１は例えば２５枚のウエハを収納するフープと呼ばれる密閉型の搬送容器、１０２は搬送アーム１０３が配置された大気搬送室、１０４、１０５は大気雰囲気と真空雰囲気との間で雰囲気が切り替え可能なロードロック室（予備真空室）、１０６は、２基の搬送アーム１０７が配置された真空搬送室、１０８、１０９は本発明の成膜装置である。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、大気搬送室１０２に接続された後、図示しない開閉機構により蓋が開けられて搬送アーム１０３により当該搬送容器１０１内からウエハが取り出される。次いでロードロック室１０４（１０５）内に搬入され当該室内を大気雰囲気から真空雰囲気に切り替え、その後搬送アーム１０７によりウエハが取り出されて成膜装置１０８、１０９の一方に搬入され、既述の成膜処理がされる。このように例えば５枚処理用の本発明の成膜装置を複数個例えば２個備えることにより、いわゆるＡＬＤ（ＭＬＤ）を高いスループットで実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態に係る成膜装置の縦断面を示す図３のＩ−Ｉ’線断面図である。
【図２】上記の成膜装置の内部の概略構成を示す斜視図である。
【図３】上記の成膜装置の横断平面図である。
【図４】上記の成膜装置における処理領域及び分離領域を示す縦断面図である。
【図５】反応ガスノズルの取り付け構造を示す縦断面図である。
【図６】反応ガスノズルを示す斜視図である。
【図７】反応ガスノズルの取り付け構造を示す正面図及び背面図である。
【図８】反応ガスノズルの取り付け例を示す縦断面図である。
【図９】反応ガスノズルの取り付け例を示す縦断面図である。
【図１０】上記の成膜装置の一部を示す縦断面図である。
【図１１】分離ガスあるいはパージガスの流れる様子を示す説明図である。
【図１２】上記の成膜装置の一部破断斜視図である。
【図１３】第１の反応ガス及び第２の反応ガスが分離ガスにより分離されて排気される様子を示す説明図である。
【図１４】反応ガスノズルの取り付け例の他の例を示す縦断面図である。分離領域に用いられる凸状部の寸法例を説明するための説明図である。
【図１５】本発明の上記以外の実施の形態に係る成膜装置の一部を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の上記以外の実施の形態に係る成膜装置の一部を示す縦断面図である。
【図１７】分離領域の他の例を示す縦断面図である。
【図１８】本発明の上記以外の実施の形態に係る成膜装置を示す縦断面図である。
【図１９】本発明の成膜装置を用いた基板処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図２０】回転する載置台を備えると共に、反応ガスノズルが処理容器の側周壁に設けられる成膜装置の一例を示す平面図と断面図である。
【図２１】上記成膜装置における反応ガスノズルを占めす一部断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１          真空容器          
Ｗ          ウエハ
１１        天板
１２        容器本体
１５        搬送口          
２          回転テーブル
２１        コア部
２４        凹部（基板載置領域）
２５        傾き調整機構
２６        支持部材
２７        孔部
２８        凹部
２９        傾き調整ネジ
３１        第１の反応ガスノズル
３２        第２の反応ガスノズル
３４        スリーブ
３５        筒状体
３６        フランジ
３７        位置調整ネジ
３８        内スリーブ
３９        接続部材
Ｐ１        第１の処理領域
Ｐ２        第２の処理領域
Ｄ          分離領域
Ｃ          中心部領域
４          凸状部
４１，４２  分離ガスノズル
４４        第１の天井面
４５        第２の天井面
５          突出部
５１        分離ガス供給管
６          排気領域
６１，６２  排気口
７          ヒータユニット
７２〜７５  パージガス供給管
８１        支柱
８２        回転スリーブ
【図１】
2010135510.tif 000003
【図２】
2010135510.tif 000004
【図３】
2010135510.tif 000005
【図４】
2010135510.tif 000006
【図５】
2010135510.tif 000007
【図６】
2010135510.tif 000008
【図７】
2010135510.tif 000009
【図８】
2010135510.tif 000010
【図９】
2010135510.tif 000011
【図１０】
2010135510.tif 000012
【図１１】
2010135510.tif 000013
【図１２】
2010135510.tif 000014
【図１３】
2010135510.tif 000015
【図１４】
2010135510.tif 000016
【図１５】
2010135510.tif 000017
【図１６】
2010135510.tif 000018
【図１７】
2010135510.tif 000019
【図１８】
2010135510.tif 000020
【図１９】
2010135510.tif 000021
【図２０】
2010135510.tif 000022
【図２１】
2010135510.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月6日(2009.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010135510.tif 000024
【図２】
2010135510.tif 000025
【図３】
2010135510.tif 000026
【図４】
2010135510.tif 000027
【図５】
2010135510.tif 000028
【図６】
2010135510.tif 000029
【図７】
2010135510.tif 000030
【図８】
2010135510.tif 000031
【図９】
2010135510.tif 000032
【図１０】
2010135510.tif 000033
【図１１】
2010135510.tif 000034
【図１２】
2010135510.tif 000035
【図１３】
2010135510.tif 000036
【図１４】
2010135510.tif 000037
【図１５】
2010135510.tif 000038
【図１６】
2010135510.tif 000039
【図１７】
2010135510.tif 000040
【図１８】
2010135510.tif 000041
【図１９】
2010135510.tif 000042
【図２０】
2010135510.tif 000043
【図２１】
2010135510.tif 000044