(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気にて複数種類の処理ガスを順番に基板に供給するサイクルを複数回繰り返して薄膜を形成する真空処理装置において、
真空容器内に設けられ、周方向に沿って基板を載置する複数の基板載置領域を備え、鉛直軸の周りに回転するテーブルと、
前記複数種類のガスを夫々基板に供給するための複数の処理ガス供給部が設けられ、前記テーブルの周方向に沿って配置された複数の処理領域と、
分離ガス供給部が設けられると共に前記複数の処理領域の雰囲気を互いに分離するために各処理領域の間に配置され、分離ガスにより各処理領域の圧力よりも高い圧力の雰囲気に維持される分離領域と、
基板の下面と前記テーブルにおける基板載置領域の表面との間の空間と、この空間の外側領域と、の間でガスを通流させるために基板を前記表面から浮かせた状態で保持する保持部と、
基板を処理温度に維持するために前記テーブルの基板載置領域を加熱するための加熱部と、
前記テーブルの下方領域にパージガスをパージするパージガス供給部と、
前記テーブル上に載置され、外部の基板搬送機構と前記テーブルとの間で基板の受け渡しを行うための基板受け渡し用の部材と、
前記テーブルよりも下方に離れた位置に待機し、基板の受け渡し時にテーブルの孔部を貫通して、前記テーブル上に載置されている基板受け渡し用の部材を、外部の基板搬送機構に対して基板の受け渡しを行うための受け渡し位置まで突き上げる突き上げピンと、を備え、
前記基板受け渡し用の部材がテーブル上に載置されているときには前記孔部を塞ぎ、
前記基板が基板載置領域に載置されているときには、前記基板受け渡し用の部材から浮いた状態にあることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記保持部は、前記基板の下面が、前記基板載置領域の表面から０．８ｍｍ以上の高さとなるように設けられていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記保持部は、前記基板の下面が、前記基板載置領域の表面から１．６ｍｍ以下の高さとなるように設けられていることを特徴とする請求項２記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器内にて基板の表面に対して処理ガスを供給して真空処理する真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスにおいて、半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）等の基板に対して成膜処理やエッチング処理等の真空処理を行う装置の一例として、真空容器の周方向に沿ってウエハの載置台を設けると共に、載置台の上方側に複数の処理ガス供給部を設け、複数のウエハを回転テーブルに載せて公転させながら真空処理を行ういわばミニバッチ式の装置が知られている。この装置は、第１の反応ガス及び第２の反応ガスを交互にウエハに供給して原子層あるいは分子層を積層していく例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）やＭＬＤ（Molecular Layer Deposition）等と呼ばれる手法を行う場合に好適である。
【０００３】
このような装置としては、例えば特許文献１〜４に記載の装置が知られている。これらの装置では、反応ガスがウエハ上で混合しないように処理領域が区画されている。そして、回転可能な円形の載置台上にウエハを複数配置し、載置台を回転させることによりウエハを公転させて処理が行われる。しかしながら、前記ミニバッチ式の装置を用いる場合には、ウエハの載置に関して以下のような課題が考えられる。
【０００４】
例えばＡＬＤ方式で成膜処理を行う場合には、チャンバ内に複数の反応ガスの供給領域を設け、回転テーブルを回転させてウエハに対して順次互に異なる反応ガスを供給することが行われる。この際、チャンバ内は複数のガス領域に区画され、夫々のガス領域では互いにガスの供給流量が異なることから、ガスの供給流量が大きい領域では高圧雰囲気となり、ガスの供給流量が小さい領域では低圧雰囲気となる。
【０００５】
ところで、前記ＡＬＤ方式ではウエハを加熱する必要があり、載置台の内部や下方側に加熱部を設け、当該加熱部により載置台を介してウエハを加熱している。この際、加熱効率を向上させるために、載置台表面にウエハの下面全体が接触するようにウエハを載置台に載置している。しかしながら、ウエハを載置台に面接触させると、ウエハが載置台から浮上して正常な載置位置から移動する現象が発生する場合がある。この現象は、チャンバ内の圧力変動に起因して発生するものと推察される。つまり、微視的に見れば、ウエハ下面と載置台表面との間には微小な隙間が存在しており、ウエハが前記高圧雰囲気を通過したときに前記隙間にガスが入り込み、低圧雰囲気を通過したときに当該ガスが一気に噴き出そうとする。そして、このときのガスの噴き出し圧により載置台上からウエハが浮上して、位置ずれ現象が発生していると考えられる。この際、スループットの向上を図るために回転テーブルを高速回転させると、ウエハに作用する遠心力が大きくなるため、より一層ウエハの移動が発生しやすい。
【０００６】
このように、載置台上においてウエハの位置ずれが発生すると、載置台表面とウエハ下面とが擦れてパーティクルの発生要因となるおそれがある。また、ウエハの処理は予めノッチの向きを揃えて行っており、これにより径方向における面内均一性等の処理の評価を行うことができるが、ウエハの位置ずれによりノッチの向きが変わり、評価の信頼性が低くなるという不具合や、搬送アームとの間でウエハの受け渡しを正常な位置にて行うことができなくなって、ウエハの移載不良を引き起こすなどの不具合の発生が懸念される。ここで、静電チャックを用いることにより、載置台上におけるウエハの移動を抑えることも考えられる。しかしながら、成膜する膜種によっては処理温度が５５０℃を越えることがあり、静電チャックは５５０℃以上になると吸着力が低下してしまうため、この手法によっても上述の懸念は払拭されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許３１４４６６４号公報：図１、図２、請求項１
【特許文献２】米国特許公報７，１５３，５４２号：図６（ａ），（ｂ）
【特許文献３】米国特許公開公報２００６−１７７５７９号公報：図４
【特許文献４】米国特許公報６，８６９，６４１号：図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、基板載置領域における基板の位置ずれの発生を抑えることができる真空処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
真空雰囲気にて複数種類の処理ガスを順番に基板に供給するサイクルを複数回繰り返して薄膜を形成する真空処理装置において、
真空容器内に設けられ、周方向に沿って基板を載置する複数の基板載置領域を備え、鉛直軸の周りに回転するテーブルと、
前記複数種類のガスを夫々基板に供給するための複数の処理ガス供給部が設けられ、前記テーブルの周方向に沿って配置された複数の処理領域と、
分離ガス供給部が設けられると共に前記複数の処理領域の雰囲気を互いに分離するために各処理領域の間に配置され、分離ガスにより各処理領域の圧力よりも高い圧力の雰囲気に維持される分離領域と、
基板の下面と前記テーブルにおける基板載置領域の表面との間の空間と、この空間の外側領域と、の間でガスを通流させるために基板を前記表面から浮かせた状態で保持する保持部と、
基板を処理温度に維持するために前記テーブルの基板載置領域を加熱するための加熱部と、
前記テーブルの下方領域にパージガスをパージするパージガス供給部と、
前記テーブル上に載置され、外部の基板搬送機構と前記テーブルとの間で基板の受け渡しを行うための基板受け渡し用の部材と、
前記テーブルよりも下方に離れた位置に待機し、基板の受け渡し時にテーブルの孔部を貫通して、前記テーブル上に載置されている基板受け渡し用の部材を、外部の基板搬送機構に対して基板の受け渡しを行うための受け渡し位置まで突き上げる突き上げピンと、を備え、
前記基板受け渡し用の部材がテーブル上に載置されているときには前記孔部を塞ぎ、
前記基板が基板載置領域に載置されているときには、前記基板受け渡し用の部材から浮いた状態にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板を基板載置領域に載置するにあたり、当該基板を保持部により基板載置領域の表面から基板を浮かせた状態で保持している。このため、真空容器の内部にて圧力変動が発生したとしても、基板の下面では処理ガスが速やかに通気していく。従って、基板の下面側において局所的にガス圧が高まって基板が持ち上がり、基板載置領域における正常な位置から基板が移動してしまう現象の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】上記の成膜装置に設けられた載置部材を示す平面図と縦断面図である。
【図６】前記載置部材と環状部材を示す斜視図である。
【図７】上記の成膜装置の一部縦断面図である。
【図８】上記の成膜装置の一部縦断面図である。
【図９】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１０】上記の成膜装置の作用を示す縦断面図である。
【図１１】上記の成膜装置の作用を示す斜視図である。
【図１２】上記の成膜装置の他の例を示す平面図と縦断面図である。
【図１３】上記の成膜装置のさらに他の例を示す平面図と縦断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る基板処理装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の真空処理装置を成膜装置に適用した実施の形態について図面を参照しながら説明する。前記成膜装置は、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し、水平面に沿って回転する回転テーブル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。
【００１４】
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、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。この例では、前記回転軸２２及び駆動部２３により回転駆動部が構成されている。
【００１５】
回転テーブル２の表面部には、図２〜図４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。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る。前記凹部２４は、図４（ａ）に示すように、受け渡し時のクリアランスを確保するために、その直径がウエハの直径よりも僅かに例えば２ｍｍ大きく形成されている。
【００１６】
また、図４及び図５に示すように、凹部２４の内部には載置部材２００が、当該載置部材２００の上面が凹部２４内に隠れるように配置されている。この載置部材２００の表面は本発明の基板載置領域に相当するものであり、当該載置部材２００は例えばウエハの直径と同じか僅かに大きく形成されている。この凹部２４の深さや載置部材２００の厚みは、例えばウエハＷを凹部２４に落とし込むと、ウエハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウエハＷが載置されない領域）とが揃うように夫々設定される。こうして凹部２４内の載置部材２００上にウエハＷが載置され、前記回転テーブル２の回転によりウエハＷが公転することになる。
【００１７】
前記載置部材２００の上面には、その上にウエハＷが載置されることにより、載置部材２００の表面からウエハＷを浮かせた状態で保持するための保持部をなす突起２０１が設けられている。この例では、前記突起２０１はウエハの外縁の一部を保持するように、載置部材２００の周縁に沿った８箇所の位置に略等間隔に設けられている。また、突起２０１の上面はウエハを載置するために平らに形成されており、その高さＬ１は、後述するようにプロセス圧力等に応じて適宜設定されるが、例えばプロセス圧力が２６６Ｐａ〜１０６７Ｐａである場合には、０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以上１．６ｍｍ以下に設定されている。このように、高さＬ１を０．８ｍｍ以上に設定するのは、後述する実施例により、ウエハＷの位置ずれ防止に有効である高さが０．８ｍｍ以上であるからである。また、高さＬ１を１．６ｍｍ以下に設定するのは、高さＬ１が高すぎると、後述するヒータから離れてしまうため、ヒータの電力が大きくなってしまうからである。
【００１８】
ここで、真空容器１の側壁には図２及び図３に示すように外部の基板搬送機構１０と回転テーブル２との間で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における凹部２４はこの搬送口１５に臨む受け渡し位置にて外部の基板搬送機構１０との間でウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。
【００１９】
前記載置部材２００は、図５及び図６に示すように、ウエハＷの中央部に対応する中央部材２０２と、この中央部材２０２を囲み、ウエハＷの中央部よりも周縁側の部位に対応する環状の周縁部材２０３とに分割されている。前記中央部材２０２は、前記基板搬送機構１０との間でウエハＷの受け渡しを行うために、後述する突き上げ機構２１０により、回転テーブル２の上方側の受け渡し位置と、当該中央部材２０２の表面と周縁部材２０３の表面とが揃う処理位置との間で昇降自在に構成されている。
【００２０】
前記基板搬送機構１０は、図５及び図６に示すように、ウエハＷの下面側を保持する保持部材をなす２本のフォーク１０ａが基端部１０ｂから伸び出すように構成されている。そして、凹部２４が前記受け渡し位置にあり、前記基板搬送機構１０のフォーク１０ａが当該凹部２４に向けて伸び出してきたときに、図６に示すように、前記中央部材２０２がこれらフォーク１０ａの間の領域を昇降するように構成されている。
【００２１】
さらに、例えば図５及び図６に示すように、回転テーブル２における凹部２４の周囲には、環状部材３００が凹部２４の輪郭を囲むように設けられている。この例では、環状部材３００は、既述の突き上げ機構２１０により回転テーブル２の上方側の受け渡し位置と、その表面が回転テーブル２の表面と揃う処理位置との間で昇降自在に構成されている。また、環状部材３００の上面には複数個例えば４個の爪部３０１が周方向に間隔を開けて設けられている。この爪部３０１は、回転テーブル２の表面よりも例えば１．３ｍｍ高い位置にて、凹部２４の内側に向けて伸び出すように設けられ、その先端側が凹部２４内に載置されたウエハＷの外縁よりも僅かに内側に位置するように設定されている。
【００２２】
前記突き上げ機構２１０は、回転テーブル２の下方側において、凹部２４が前記受け渡し位置にあるときに、中央部材２０２及び環状部材３００を下面から突き上げるように設けられている。このため、この突き上げ機構２１０は、中央部材２０２を突き上げる複数本例えば３本の第１の突き上げピン２１１と、環状部材３００を突き上げる複数本例えば４本の第２の突き上げピン２１２と、これら第１及び第２の突き上げピン２１１，２１２を同時に昇降させる昇降部材２１３とにより構成されている。図５中、２１４及び２１５は、第１及び第２の突き上げピン２１１，２１２を昇降させるために、回転テーブル２に設けられた貫通孔である。
【００２３】
前記第１の突き上げピン２１１と第２の突き上げピン２１２とは、中央部材２０２及び環状部材３００が前記受け渡し位置に上昇したときに、環状部材３００が中央部材２０２の上方側であって、中央部材２０２と基板搬送機構１０との間のウエハＷの受け渡しを妨げない高さに位置するように、夫々のストロークが設定されている。また、これら第１及び第２の突き上げピン２１１，２１２は、下降したときには、その先端が回転テーブル２の下方側に位置し、回転テーブル２の回転を阻害しないように構成されている。なお、図６においては第２の突き上げピン２１２は図示の便宜上省略している。
【００２４】
図２及び図３に説明を戻すと、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の側周壁に取り付けられており、その基端部であるガス導入ポート３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａは当該側壁を貫通している。
【００２５】
反応ガスノズル３１、３２は、夫々第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。
【００２６】
反応ガスノズル３１、３２には、図４に示すように、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配列されている。また分離ガスノズル４１、４２には、下方側に分離ガスを吐出するための吐出孔４０がノズルの長さ方向に間隔を置いて穿設されている。これら反応ガスノズル３１、３２は処理ガス供給部に相当し、その下方領域は夫々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。
【００２７】
分離ガスノズル４１、４２は、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、分離ガス供給部に相当する。この分離領域Ｄは、後述するように前記第１及び第２の処理領域Ｐ１、Ｐ２の圧力よりも高い圧力の雰囲気に設定される。また、前記分離領域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天井部材をなす凸状部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４３内に収められている。
【００２８】
このように分離ガスノズル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。
【００２９】
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。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。
【００３０】
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。
【００３１】
真空容器１の天板１１の下面、つまり回転テーブル２のウエハの載置領域（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７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。前記凸状部４の周縁部（真空容器１の外縁側の部位）は図２及び図７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。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。
【００３２】
また、容器本体１２の内周壁は、分離領域Ｄにおいては図７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る。
【００３３】
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７に示すように加熱部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して回転テーブル２の下方領域へのガスの侵入を抑えるために、ヒータユニット７を全周に亘って囲むようにリング状のカバー部材７１が設けられている。このカバー部材７１は、回転テーブル２の外縁部及び当該外縁部よりも外周側を下方側から臨むように設けられた内側部材７１ａと、この内側部材７１ａと真空容器１の内壁面との間に設けられた外側部材７１ｂと、を備えている。この外側部材７１ｂは、既述の排気口６１、６２の上方側においてはこれら排気口６１、６２と回転テーブル２の上方領域とを連通させるために例えば円弧状に切りかかれて排気領域６をなし、屈曲部４６の下方側においては上端面が当該屈曲部４６に近接するように配置されている。
【００３４】
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。このヒータユニット７と回転テーブル２との間には、当該ヒータユニット７が設けられた領域へのガスの侵入を抑えるために、既述の外側部材７１ｂの内周壁から突出部１２ａの上端部との間を周方向に亘って接続する例えば石英からなる覆い部材７ａが設けられている。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
さらに図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。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。
【００３８】
また分離ガスノズル４１（４２）は、真下に向いた例えば口径が０．５ｍｍの吐出孔４０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。また反応ガスノズル３１、３２についても、真下に向いた例えば口径が０．５ｍｍの吐出孔３３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。
【００３９】
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などの記憶媒体から制御部１００内にインストールされる。
【００４０】
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、外部から基板搬送機構１０により搬送口１５を介してウエハＷを回転テーブル２の凹部２４内に受け渡す。この際、先ず、ウエハＷの受け渡しを行う凹部２４を搬送口１５に臨む位置に停止させ、図８に示すように、凹部２４の底面の貫通孔２１４，２１５を介して真空容器１の底部側から第１及び第２の突き上げピン２１１，２１２を共に上昇させて、中央部材２０２及び環状部材３００を回転テーブル２の上方側の受け渡し位置に上昇させる。この位置では、環状部材３００は、図示のように、中央部材２０２の上方側であって、中央部材２０２と基板搬送機構１０との間でのウエハＷの受け渡しを妨げない高さにある。
【００４１】
そして、ウエハＷを保持したフォーク１０ａを、中央部材２０２の上方側に進入させる。なお、環状部材３００の突き上げピン２１２は、当該フォーク１０ａの進入を妨げない位置に設けられている。次いで、フォーク１０ａを下降させてウエハＷを中央部材２０２に受け渡し、フォーク１０ａを中央部材２０２の下方側まで下降させた後、退行させる。そして、第１及び第２の突き上げピン２１１，２１２を下降させることにより、中央部材２０２及び環状部材３００を前記処理位置（図５に示す位置）まで下降させ、こうして突起２０１にウエハＷを受け渡す。
【００４２】
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ると共に、ウエハＷの受け渡しを行う凹部２４を搬送口１５に臨む位置に停止させて、同様に回転テーブル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。
【００４３】
ここで、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。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９に示す。
【００４６】
前記第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。
【００４７】
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Ｐ２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。
【００４８】
こうして、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Ｗ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。
【００４９】
更にまた、図９に示すように中心部領域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ＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスの侵入が阻止され、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、ＢＴＢＡＳガスが第２の処理領域Ｐ２に流入することや、Ｏ３ガスが第１の処理領域Ｐ１に流入することが阻止される。
【００５０】
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。
【００５１】
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２６６Ｐａ〜１０６７Ｐａこの例では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。
【００５２】
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基板搬送機構１０により搬出される。このウエハＷの搬出は次のようにして行う。先ず図示しないゲートバルブを開くと共に、ウエハＷを搬出する凹部２４を搬送口１５に臨む位置に停止させる。そして、凹部２４の底面の貫通孔２１４，２１５を介して真空容器１の底部側から突き上げピン２１１，２１２を上昇させて、ウエハＷを突起２０１から中央部材２０２により受け取り、当該中央部材２０２及び環状部材３００を回転テーブル２の上方側の受け渡し位置まで上昇させる。
【００５３】
一方、基板搬送機構１０のフォーク１０ａを中央部材２０２の下方側に進入させてから中央部材２０２の上方側まで上昇させる。こうして基板搬送機構１０は、中央部材２０２からフォーク１０ａ上にウエハＷを受け取って、ゲートバルブを介して真空容器１の外へ搬出する。この後、突き上げピン２１１，２１２を回転テーブル２の下方側に下降させ、中央部材２０２及び環状部材３００を前記処理位置まで下降させる。この後、回転テーブル２を回転させて、次にウエハＷの受け渡しを行う凹部２４を搬送口１５に臨む位置に停止させて、同様に凹部２４からウエハＷを搬出する。このようなウエハＷの搬出を回転テーブル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内から夫々ウエハＷを搬出する。
【００５４】
上述の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。
【００５５】
ところで、前記分離領域Ｄは、第１及び第２の処理領域Ｐ１，Ｐ２に比べて、回転テーブル２の表面と天井面との高さが小さい。このため分離領域Ｄ内の空間は、第１及び第２の処理領域Ｐ１，Ｐ２内の空間よりもかなり狭くなっている。一方、分離ガスであるＮ２ガスの流量は、反応ガスであるＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスの流量に比べて多いため、分離領域Ｄ内は、第１及び第２の処理領域Ｐ１，Ｐ２内の圧力に比べて圧力が高い雰囲気に維持されており、分離領域Ｄと第１及び第２の処理領域Ｐ１，Ｐ２との間では圧力差が生じている。
【００５６】
従って、回転テーブル２の回転により、ウエハを第１の処理領域Ｐ１→分離領域Ｄ→第２の処理領域Ｐ２→分離領域Ｄの順番で移動させると、低圧雰囲気と高圧雰囲気とを交互に通過していくことになり、ウエハから見れば圧力変動が大きい。この際、真空容器内には既述のようなガスの流れが形成されており、ウエハＷは突起２０１により、載置部材２００の表面から浮かせた状態で保持されているので、高圧雰囲気である分離領域Ｄを通過する際に、図１０（ａ）に示すように、ウエハＷと載置部材２００表面との間の空間にウエハＷの外周側からガスが侵入してくる。一方、低圧雰囲気である第１及び第２の処理領域Ｐ１，Ｐ２を通過する際には、前記圧力差によって、図１０（ｂ）に示すように、前記ウエハＷと載置部材２００との空間のガスが外周側から噴き出していく。このように、ウエハＷを突起２０１により保持することにより、ウエハＷの下面と載置部材２００の表面との間の空間と、この空間の外側領域との間でガスが通流する。
【００５７】
この際、ウエハは突起２０１により載置部材２００から０．８ｍｍ以上浮上するように保持されているので、図１０（ｂ）に示すように、前記ガスは、ウエハと載置部材２００との間を速やかに通り抜けていく。このため、ウエハの面内の一部において局所的にガスの噴き出し圧力が大きくなるといったことが抑えられるので、ウエハが突起２０１から浮上することが防止される。また、突起２０１は、ウエハの周方向に略等間隔に設けられているので、ガスはウエハの外周からウエハと載置部材２００との間に入り込み、図１１に示すように、ウエハの外周から略放射状に噴出していく。これにより、ガスの噴き出し圧力がウエハの周方向においてほぼ揃えられ、よりウエハの下面において局所的にガスの噴き出し圧力が大きくなるといったことが抑えられてウエハが突起２０１から浮上することが防止される。このため、仮に回転テーブル２を例えば３００ｒｐｍ程度の高い回転数で回転させ、ウエハに作用する遠心力が大きくなる場合であっても、ウエハが突起２０１上の所定位置から動く現象の発生を抑えることができる。
【００５８】
ところで、本発明者らは、ウエハＷが載置部材２００上で移動する現象は、回転テーブル２の回転速度よりも、真空容器１内における圧力変動が大きいことに起因して発生すると推察している。回転テーブル２を２ｒｐｍ程度の低速で回転させた場合であっても、分離領域Ｄと処理領域Ｐ１，Ｐ２との圧力差が大きい場合には、ウエハＷの移動が認められる一方、回転テーブル２を３００ｒｐｍ程度の高速で回転させても、分離領域Ｄと処理領域Ｐ１，Ｐ２との圧力差が小さい場合には、ウエハＷの移動が認められないからである。
【００５９】
一方、分離領域Ｄと処理領域Ｐ１，Ｐ２の圧力差は、分離領域Ｄの高さや、真空処理室１内の圧力によって決まってくる。従って、分離領域Ｄにおける回転テーブル２の表面と天井面との高さが０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、プロセス圧力が２６６Ｐａ〜１０６７Ｐａの場合には、後述の実施例より明らかなように、突起２０１が０．８ｍｍ以上であれば、ウエハの位置ずれを防止することができると捉えている。
【００６０】
そして、このようにウエハの位置ずれを防止できることにより、載置部材２００表面とウエハ下面とが擦れることによるパーティクルの発生を抑えることができる。さらに、搬送アームとの間でウエハの受け渡しを正常な位置にて行うことができるため、ウエハの移載不良を引き起こすことなく搬送アームが受け取り、当該ウエハＷをノッチの向きや位置を揃えた状態で次工程に受け渡すことができる。このように、成膜処理の間にノッチの向きが変わるといったことがないので、ウエハＷの径方向における面内均一性等の処理の評価を行う場合には、高い信頼性を確保することができる。
【００６１】
また、ウエハＷを載置部材２００の表面から浮上させているので、高温状態の載置部材２００上にウエハＷを載置する場合であっても、ウエハＷの急激な昇温を緩和することができ、ウエハＷの急激な温度変化による変形の発生を抑制できる。但し、載置部材２００とウエハＷとの距離が１．６ｍｍ以下に設定されているので、載置部材２００からの輻射熱がウエハＷに伝播しやすく、ヒータユニット７の出力の増大を抑えて、十分にウエハＷを加熱することができる。
【００６２】
ところで、既述のように、突起２０１上にウエハＷを保持させることにより、通常はウエハＷの浮上や位置ずれを防止していても、何らかの原因で圧力変動が大きくなってウエハＷに大きな力が作用し、ウエハＷがある凹部２４から飛び出す現象が発生するおそれがある。そこで、上述の例では、ウエハＷの上方側において、ウエハＷの外側から当該ウエハＷの外縁よりも内側に向って伸びる爪部３０１をウエハＷの周方向に間隔をおいて設けることにより、このウエハＷの飛び出しを防止している。つまり、ウエハＷが何らかの原因により凹部２４から飛び出そうとすると、前記爪部３０１に衝突して、結果として当該凹部２４内にウエハＷが戻ることになる。このため、ある凹部２４から飛び出したウエハＷが他の領域のウエハＷに衝突したり、回転テーブル２の回転を妨げるといったことが抑えられ、不具合の発生を最小限に留めることができる。
【００６３】
続いて、本発明の他の実施の形態について図１２を用いて説明する。この例の保持部は、凹部２４の内壁から内側に向けて水平に伸びる保持片として構成され、この保持片２２１は、凹部２４の底面から所定の高さ位置において、凹部２４の周方向に間隔を開けて設けられている。この例では、保持片２２１の上面にウエハＷの下面側周縁部が載置され、当該保持片２２１は、凹部２４の底面とウエハＷの下面との間の距離が、例えば０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下になるように、その高さ位置が設定されている。
【００６４】
この例では、ウエハＷが保持片２２１の上に載置されると、ウエハＷの下面と凹部２４の底面との間及び、ウエハＷの外縁と凹部２４の内壁の間には、夫々空間が形成される。従って、処理ガスは凹部２４とウエハＷとの空間からウエハＷの下面側に入り込み、再び凹部２４とウエハＷとの空間から通気していく。これにより、ウエハＷが真空容器１内にて圧力が互いに異なる領域を繰り返し通過していく場合であっても、ウエハＷの下面側において局所的にガスの噴き出し圧力が高まる現象が抑えられ、この噴き出し圧力に起因するウエハＷの持ち上げが防止される。このため、回転の遠心力が作用したとしても、ウエハＷの位置ずれが起こりにくくなる。
【００６５】
続いて、本発明のさらに他の実施の形態について図１３を用いて説明する。この例の保持部はリング部材２２２として構成され、このリング部材２２２の上にウエハＷが載置されるようになっている。このリング部材２２２は、例えばウエハＷの下面側周縁部を保持するように設けられ、その下面の複数個所には、当該リング部材２２２を載置部材２００上に浮かせた状態で保持するための足部２３３がリング部材２２２の周方向に沿って間隔を開けて形成されている。また、リング部材２２２の高さは、載置部材２００の表面とウエハＷの下面との間の距離が、例えば０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下になるように設定されている。
【００６６】
この例では、ウエハＷがリング部材２２２の上に載置されると、ウエハＷの下面と載置部材２００の表面との間に空間が形成される。従って、処理ガスはリング部材２２２の足部２２３の間を介してウエハＷの下面側に入り込み、再びリング部材２２２の外側に通気していく。これにより、ウエハＷが真空容器１内にて圧力の異なる領域を繰り返し通過していく場合であっても、ウエハＷの下面側において局所的にガスの噴き出し圧力が高まる現象が抑えられ、この噴き出し圧力に起因するウエハＷの持ち上げが防止される。このため、回転の遠心力が作用したとしても、ウエハＷの位置ずれが起こりにくくなる。
【００６７】
以上において、本発明は、図１４に示す真空処理装置８にも適用できる。図１４中８０は、その表面にウエハＷを載置する基板載置領域を備えた載置台８１であり、その内部には、ウエハＷを載置台８１を介して処理温度に温調する温調部をなすヒータ８２が設けられている。このような載置台８１は例えば平面形状が円形に形成され、その平面形状の大きさは、例えばウエハＷとほぼ同じ大きさに設定されている。
【００６８】
また、載置台８１の表面には、ウエハＷの下面と当該載置台表面との間の空間と、この空間の外側領域と、の間でガスを通流させるために、ウエハＷを前記表面から浮かせた状態で保持する保持部が設けられている。この例の保持部は、載置台８１の外縁近傍に周方向に沿って間隔を開けて設けられた突起８３よりなり、この突起８３上にウエハＷが載置されるように構成されている。この突起８３の高さは、載置台８１の表面とウエハＷの下面との距離が例えば０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下になるように設定されている。
【００６９】
図中８４は、ガスシャワーヘッド状に構成された処理ガス供給部であり、その下面には多数のガス供給孔８４ａが形成されている。また、この処理ガス供給部８４には、供給路８４ｂを介して第１の反応ガスであるＢＴＢＡＳガスの供給源８５ａと、第２の反応ガスであるＯ３ガスの供給源８５ｂと、分離ガスであるＮ２ガスの供給源８５ｃとに接続されている。図中８６ａ〜８６ｃは、流量調整部である。これら処理ガスの供給源８５ａ〜８５ｃと、流量調整部８６ａ〜８６ｃとにより処理ガス供給系が構成されている。
【００７０】
また、図中８６は真空容器８０の内部を真空排気する真空ポンプ、８７は真空容器内の圧力を調整する圧力調整部、８８は載置台８１の突起８３と図示しない外部の搬送機構との間でウエハＷの受け渡しを行うために、ウエハＷを載置台８１の表面に対して昇降させる昇降ピン機構、８８ａはベローズ機構、８９は真空容器８０に対してウエハＷの搬入出を行うための搬入出口、８９ａはこの搬入出口を開閉するゲートバルブである。
【００７１】
さらに、当該真空処理装置８は制御部１１０を備えており、この制御部１１０は、真空容器８０内の圧力を第１の圧力雰囲気とし、次いで第１の圧力よりも圧力が低い第２の圧力雰囲気とするように前記圧力調整部８７を制御するプログラムを備えている。また、制御部１１０は、ヒータ８２や処理ガス供給系に制御指令を出力して、後述する成膜処理プロセスを実行するプログラムを備えている。
【００７２】
このような基板処理装置８では、ウエハＷを図示しない搬送手段により搬入出口８８を介して載置台８１の上方側に搬入し、昇降ピン機構８８との協働作業により、当該載置台８１の突起８３上に受け渡す。そして、真空容器８０内を真空ポンプ８６により真空排気し、圧力調整部８７により所定の圧力雰囲気に維持する一方、処理ガス供給部８４によりＢＴＢＡＳガスを供給して、ウエハＷの表面にＢＴＢＡＳガスを吸着させる。次いで、ＢＴＢＡＳガスの供給を停止し、真空容器８０内を真空引きする。
【００７３】
この後、真空容器８０内に処理ガス供給部８４によりＮ２ガスを供給する一方、圧力調整部８７により真空容器８０内を第１の圧力雰囲気に維持して、真空容器８０内をＮ２ガスによりパージする。次にＮ２ガスの供給を停止して、真空容器８０を真空引きし、圧力調整部８７により真空容器８０内を前記第１の圧力雰囲気よりも低い第２の圧力雰囲気に維持する。続いて、真空容器８０内に処理ガス供給部８４によりＯ３ガスを供給する一方、圧力調整部８７により真空容器８０内を所定の圧力雰囲気に維持する。これにより、ウエハＷにはＯ３ガスが吸着し、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る。次に０３ガスの供給を停止して、真空容器８０を真空引きする。こうして、ＢＴＢＡＳガス、Ｎ２ガス及びＯ３ガスを順番にウエハＷに供給するサイクルを複数回繰り返すことにより、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。そして、成膜処理後のウエハＷは、昇降ピン機構８８により上昇させ、外部の搬送機構により、真空容器８０の外部に搬出する。
【００７４】
このような構成においても、載置台８１表面とウエハ下面との間に空間が形成されているので、真空容器８０内において、処理ガスがウエハの下面側の空間を通気していく。ここで、Ｎ２ガスにてパージする際には、Ｎ２ガスを大流量で供給するため、第１の圧力雰囲気と、真空引きを行う第２の圧力雰囲気との間で圧力変動が大きくなる。しかしながら、このように圧力変動が大きい場合であっても、ウエハＷの下面側において局所的にガスの噴き出し圧力が高まる現象が抑えられ、この噴き出し圧力に起因するウエハＷの位置ずれが防止される。
【００７５】
以上において、本発明は、前記テーブルと、前記複数の処理領域の各々及び分離領域とを、ウエハＷがこれら領域を順次通過するように相対的に鉛直軸周りに回転させるように構成すればよく、テーブル側を鉛直軸周りに回転させる構成のみならず、処理ガス供給部及び分離ガス供給部側を鉛直軸周りに回転させる構成にも適用できる。また、保持部の形状は上述の構成には限られず、ウエハＷと基板載置領域との間に隙間を形成する構成であれば、ウエハＷの下面側の周縁部を保持する構成の他、ウエハＷの下面側の中央部を保持する構成であってもよい。また、ウエハＷは載置部材２００に載置する構成に限られず、凹部２４に直接ウエハＷを載置する場合にも適用できる。この場合には凹部２４の表面が基板載置領域に相当する。
【００７６】
また、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。その場合には、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。
【００７７】
本発明で適用される反応ガスとしては、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]、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)[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。
【００７８】
以上において、本発明の基板処理装置では、ＡＬＤ（ＭＬＤ）処理の他に、ＣＶＤ処理を行うようにしてもよいし、熱酸化処理や各種アニール処理等の真空処理を行うようにしてもよい。
【実施例】
【００７９】
図５に示す載置部材２００を備えた図１に示す真空処理装置を用い、プロセス圧を１０６７Ｐａ（８Ｔｏｒｒ）、ウエハＷの加熱温度：３５０℃、ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスの流量：夫々１００ｓｃｃｍ及び１００００ｓｃｃｍ、Ｎ２ガスの流量：２００００ｓｃｃｍ、分離ガス供給管５１からのＮ２ガスの流量：５０００ｓｃｃｍの条件の下、突起２０１の高さＬ１（載置部材２００の表面とウエハＷ下面との距離）を０ｍｍ、０．３ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍと変え、ウエハＷの位置ずれが起こるか否かを目視にて確認した。この際、位置ずれの発生を確実に目視にて確認するために、回転テーブル２を２ｒｐｍの回転数で回転させた。
【００８０】
この結果、前記高さＬ１が０ｍｍ及び０．３ｍｍの場合には、ウエハＷの位置ずれが確認できたが、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍの場合にはいずれもウエハＷの位置ずれは見られなかった。また、高さＬ１が０．３ｍｍの場合には、０ｍｍの場合よりも位置ずれの程度が小さいことが認められた。また、突起２０１の高さを０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍのときに、回転テーブル２を３００ｒｐｍの回転数で高速回転させ、回転開始時と停止時との間のウエハＷの位置を目視にて確認したが、いずれもウエハＷの移動は認められなかった。これにより、上述のプロセス条件の下では、突起２０１の高さが０．８ｍｍ以上であれば、ウエハＷの位置ずれが抑えられることが確認された。
【符号の説明】
【００８１】
１、８      真空容器
Ｗ          ウエハ
２          回転テーブル
２４        凹部
３１        第１の反応ガスノズル
３２        第２の反応ガスノズル
６１、６２  排気口
７          ヒータユニット
７２〜７５  パージガス供給管
８１        載置台
８２        ヒータ
８３        突起
８４        処理ガス供給部
１００，１１０  制御部
２００      載置部材
２０１      突起
２１０      突き上げ機構
３００      環状部材
３０１      爪部
【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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