(57)【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向けて供給し、当該２種類の反応ガスの反応生成物の層を積層して薄膜を形成する成膜装置であって、
前記容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブルと、
前記回転テーブルの回転方向と交わる方向に延び、前記回転テーブルへ向けて第１の反応ガスを供給する第１の反応ガス供給部と、
前記第１の反応ガス供給部から前記回転テーブルの前記回転方向に沿って離間して配置され、前記回転方向と交わる方向に延び、前記回転テーブルへ向けて第２の反応ガスを供給する第２の反応ガス供給部と、
前記容器内において、前記回転テーブル、前記第１の反応ガス供給部、および前記第２の反応ガス供給部を含む成膜空間を画成する、前記容器を構成する材料よりも耐食性に優れる材料で作製される区画部材と、
前記区画部材により画成される前記成膜空間を排気する排気部と、
前記容器内における前記成膜空間の外側の空間にパージガスを供給する第１のパージガス供給部と、
前記成膜空間の圧力と外側の空間の圧力とを測定する第１の圧力測定部と、
第１の開閉バルブを介して前記外側の空間を前記排気部に連通させる第１の配管と、
前記容器内において、前記成膜空間の下方に設けられ、前記回転テーブルを加熱する加熱部と、
前記容器内において、前記加熱部を含む加熱部空間を画成する仕切板と、
前記加熱部空間へパージガスを供給する第２のパージガス供給部と、
前記成膜空間の圧力と前記加熱部空間の圧力とを測定する第２の圧力測定部と、
第２の開閉バルブを介して前記加熱部空間を前記排気部に連通させる第２の配管と、
前記第１の圧力測定部により測定された前記成膜空間の圧力と外側の空間の圧力とを比較し、比較の結果に応じて前記第１の開閉バルブを制御し、前記第２の圧力測定部により測定された前記成膜空間の圧力と前記加熱部空間の圧力とを比較し、比較の結果に応じて前記第２の開閉バルブを制御する制御部と、
前記成膜空間において、前記回転方向に沿って、前記第１の反応ガス供給部と前記第２の反応ガス供給部との間に位置し、分離ガスを供給する分離ガス供給部と、
前記分離ガス供給部の両側に配置されて、前記第１の反応ガス供給部を含む第１の領域と、前記第２の反応ガス供給部を含む第２の領域とへ前記分離ガスを導く分離空間を、前記回転テーブルに対して形成する天井面であって、前記分離ガスによって前記分離空間の圧力が前記第１および前記第２の領域における圧力よりも高くし得るように配置される当該天井面と
を備え、
前記制御部は、前記外側の空間の圧力が前記成膜空間の圧力よりも所定の圧力だけ高くなった場合に、前記第１の開閉バルブを開く
成膜装置。
【請求項２】
前記区画部材が、
前記回転テーブルの下方に配置される下プレート部材と、
前記下プレート部材の上に載置され、前記回転テーブルの外縁を囲む環状部材と、
前記環状部材に支持される上プレート部材と
を含む、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記排気部の第１の排気口が、前記成膜空間内の前記第１の領域に対して設けられ、
前記排気部の第２の排気口が、前記成膜空間内の前記第２の領域に対して設けられる、請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記天井面の下方において前記回転テーブルの外縁と前記区画部材との間に配置されるブロック部材を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
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向けて供給し、当該２種類の反応ガスの反応生成物の層を積層して薄膜を形成する成膜装置で行われる成膜方法であって、
前記容器内に回転可能に設けられる回転テーブルに基板を載置するステップと、
前記回転テーブルの回転方向と交わる方向に延びる第１の反応ガス供給部から、前記回転テーブルへ向けて第１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回転テーブルの前記回転方向に沿って離間して配置され、前記回転方向と交わる方向に延びる第２の反応ガス供給部から、前記回転テーブルへ向けて第２の反応ガスを供給するステップと、
前記容器内において、前記容器を構成する材料よりも耐食性に優れる材料で作製される区画部材により画成され、前記回転テーブル、前記第１の反応ガス供給部、および前記第２の反応ガス供給部を含む成膜空間を排気するステップと、
前記容器内における前記成膜空間の外側の空間にパージガスを供給するステップと、
前記成膜空間の圧力と前記外側の空間の圧力とを測定するステップと、
前記成膜空間の圧力と前記外側の空間の圧力とを比較し、比較の結果に応じて、前記外側の空間を排気部に連通させる第１の配管に設けられる第１の開閉バルブを制御するステップと、
前記容器内において前記成膜空間の下方に設けられ、前記回転テーブルを加熱する加熱部を含む加熱部空間へパージガスを供給するステップと、
前記成膜空間の圧力と前記加熱部空間の圧力とを測定するステップと、
前記成膜空間の圧力と前記加熱部空間の圧力とを比較し、比較の結果に応じて、前記加熱部空間を前記排気部に連通させる第２の配管に設けられる第２の開閉バルブを制御するステップと、
前記成膜空間において、前記回転方向に沿って、前記第１の反応ガス供給部と前記第２の反応ガス供給部との間に位置する分離ガス供給部から分離ガスを供給し、前記分離ガス供給部の両側に配置される天井面により画成される分離空間の圧力を、前記第１の反応ガス供給部を含む第１の領域の圧力と、前記第２の反応ガス供給部を含む第２の領域の圧力とよりも高くするステップと
を含み、
前記第１の開閉バルブを制御するステップは、前記外側の空間の圧力が前記成膜空間の圧力よりも所定の圧力だけ高くなった場合に、前記第１の開閉バルブを開く
成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜装置および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（ＩＣ）の製造プロセスの一つに、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）やＭＬＤ（Molecular Layer Deposition）と呼ばれる成膜方法がある。この成膜方法は、いわゆる回転テーブル式のＡＬＤ装置で行われることが多い。そのようなＡＬＤ装置の一例が、本出願の出願人により提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のＡＬＤ装置では、たとえば５枚の基板が載置される回転テーブルが真空容器内に回転可能に配置されており、回転テーブルの上方には、回転テーブル上の基板に対して第１の反応ガスを供給する第１の反応ガス供給部と、第２の反応ガスを供給する第２の反応ガス供給部とが、回転テーブルの回転方向に沿って離間して設けられている。また、真空容器内には、第１の反応ガス供給部から第１の反応ガスが供給される第１の処理領域と、第２の反応ガス供給部から第２の反応ガスが供給される第２の処理領域とを分離するための分離領域が設けられている。分離領域には、分離ガスを供給する分離ガス供給部と、分離ガス供給部からの分離ガスによって、第１の処理領域や第２の処理領域よりも分離領域を高い圧力に維持するために、回転テーブルに対して狭い空間を提供する天井面とが設けられている。
【０００４】
このような構成によれば、高い圧力に維持される分離領域によって第１の処理領域と第２の処理領域とが分離されるため、第１の反応ガスと第２の反応ガスとが十分に分離することが可能となる。しかも、回転テーブルを高速に回転した場合であっても、反応ガス同士を分離でき、製造スループットを向上することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５６４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなＡＬＤ装置の回転テーブルには、たとえば直径３００ｍｍまたは４５０ｍｍの基板がたとえば５枚載置されるため、ＡＬＤ装置は比較的大型となる。そのため、比重の大きいステンレススチールよりもアルミニウム等で作製される傾向にある。アルミニウム等で作製する場合には、使用する反応ガスによっては、真空容器の内面が腐食される可能性が、ステンレススチールに比べて高い。腐食を防止するためには、アルミニウム製の真空容器の内面を、石英などの耐蝕性の高い材料で作製したインナーで覆うことが考えられる。
【０００７】
しかし、石英製のインナーは、真空容器に対しネジ等で固定するのが難しいため、真空容器内に載置されるにすぎない。この場合、真空容器内で大きな圧力変動が生じると、インナーがずれ、アルミニウム製の真空容器の内面が腐食性ガスに晒されたり、インナーが破損してパーティクルが発生したりするなどの問題が生じ得る。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑み、耐蝕性の高い材料で作製され、真空容器内に配置されるインナーが真空容器内でずれたり破損したりするのを低減することが可能な原子層（分子層）成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、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向けて供給し、当該２種類の反応ガスの反応生成物の層を積層して薄膜を形成する成膜装置が提供される。この成膜装置は、前記容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブルと、前記回転テーブルの回転方向と交わる方向に延び、前記回転テーブルへ向けて第１の反応ガスを供給する第１の反応ガス供給部と、前記第１の反応ガス供給部から前記回転テーブルの前記回転方向に沿って離間して配置され、前記回転方向と交わる方向に延び、前記回転テーブルへ向けて第２の反応ガスを供給する第２の反応ガス供給部と、前記容器内において、前記回転テーブル、前記第１の反応ガス供給部、および前記第２の反応ガス供給部を含む成膜空間を画成する、前記容器を構成する材料よりも耐食性に優れる材料で作製される区画部材と、前記区画部材により画成される前記成膜空間を排気する排気部と、前記容器内における前記成膜空間の外側の空間にガスを供給する第１のガス供給部と、前記成膜空間の圧力と外側の空間の圧力とを測定する第１の圧力測定部と、第１の開閉バルブを介して前記外側の空間を前記排気部に連通させる第１の配管と、前記容器内において、前記成膜空間の下方に設けられ、前記回転テーブルを加熱する加熱部と、前記容器内において、前記加熱部を含む加熱部空間を画成する仕切板と、前記加熱部空間へパージガスを供給する第２のパージガス供給部と、前記成膜空間の圧力と前記加熱部空間の圧力とを測定する第２の圧力測定部と、第２の開閉バルブを介して前記加熱部空間を前記排気部に連通させる第２の配管と、前記第１の圧力測定部により測定された前記成膜空間の圧力と外側の空間の圧力とを比較し、比較の結果に応じて前記第１の開閉バルブを制御し、前記第２の圧力測定部により測定された前記成膜空間の圧力と前記加熱部空間の圧力とを比較し、比較の結果に応じて前記第２の開閉バルブを制御する制御部と、前記成膜空間において、前記回転方向に沿って、前記第１の反応ガス供給部と前記第２の反応ガス供給部との間に位置し、分離ガスを供給する分離ガス供給部と、前記分離ガス供給部の両側に配置されて、前記第１の反応ガス供給部を含む第１の領域と、前記第２の反応ガス供給部を含む第２の領域とへ前記分離ガスを導く分離空間を、前記回転テーブルに対して形成する天井面であって、前記分離ガスによって前記分離空間の圧力が前記第１および前記第２の領域における圧力よりも高くし得るように配置される当該天井面とを備え、前記制御部は、前記外側の空間の圧力が前記成膜空間の圧力よりも所定の圧力だけ高くなった場合に、前記第１の開閉バルブを開く。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、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向けて供給し、当該２種類の反応ガスの反応生成物の層を積層して薄膜を形成する成膜装置で行われる成膜方法が提供される。この成膜方法は、前記容器内に回転可能に設けられる回転テーブルに基板を載置するステップと、前記回転テーブルの回転方向と交わる方向に延びる第１の反応ガス供給部から、前記回転テーブルへ向けて第１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回転テーブルの前記回転方向に沿って離間して配置され、前記回転方向と交わる方向に延びる第２の反応ガス供給部から、前記回転テーブルへ向けて第２の反応ガスを供給するステップと、前記容器内において、前記容器を構成する材料よりも耐食性に優れる材料で作製される区画部材により画成され、前記回転テーブル、前記第１の反応ガス供給部、および前記第２の反応ガス供給部を含む成膜空間を排気するステップと、前記容器内における前記成膜空間の外側の空間にパージガスを供給するステップと、前記成膜空間の圧力と前記外側の空間の圧力とを測定するステップと、前記成膜空間の圧力と前記外側の空間の圧力とを比較し、比較の結果に応じて、前記外側の空間を排気部に連通させる第１の配管に設けられる第１の開閉バルブを制御するステップと、前記容器内において前記成膜空間の下方に設けられ、前記回転テーブルを加熱する加熱部を含む加熱部空間へパージガスを供給するステップと、前記成膜空間の圧力と前記加熱部空間の圧力とを測定するステップと、前記成膜空間の圧力と前記加熱部空間の圧力とを比較し、比較の結果に応じて、前記加熱部空間を前記排気部に連通させる第２の配管に設けられる第２の開閉バルブを制御するステップと、前記成膜空間において、前記回転方向に沿って、前記第１の反応ガス供給部と前記第２の反応ガス供給部との間に位置する分離ガス供給部から分離ガスを供給し、前記分離ガス供給部の両側に配置される天井面により画成される分離空間の圧力を、前記第１の反応ガス供給部を含む第１の領域の圧力と、前記第２の反応ガス供給部を含む第２の領域の圧力とよりも高くするステップとを含み、前記第１の開閉バルブを制御するステップは、前記外側の空間の圧力が前記成膜空間の圧力よりも所定の圧力だけ高くなった場合に、前記第１の開閉バルブを開く。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、耐蝕性の高い材料で作製され、真空容器内に配置されるインナーが真空容器内でずれたり破損したりするのを低減することが可能な原子層（分子層）成膜装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による成膜装置を模式的に示す上面図である。
【図２】本発明の実施形態による成膜装置を模式的に示す、図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態による成膜装置を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態による成膜装置を模式的に示す他の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態による成膜装置の内部に配置される上部プレート、分離部材、サイドリングを説明する説明図である。
【図６】本発明の実施形態による成膜装置における分離領域により発揮される効果を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態による成膜装置の断面を模式的に示す、図１のＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】本発明の実施形態による成膜装置の断面を模式的に示す、図１のＩ−ＩＩ線に沿った別の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的とせず、したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定されるべきものである。
【００１４】
図１および図２に示すように、本発明の実施形態による成膜装置は、ほぼ円形の平面形状を有する扁平な真空容器１０と、この真空容器１０内に設けられ、真空容器１０の中心に回転中心を有する回転テーブル２と、を備えている。
【００１５】
真空容器１０は、図２（図１のＩ−Ｉ線の沿った断面図）に示すように、扁平な有底円筒形状を有する容器本体１２と、たとえばＯ−リングなどの封止部材１３を介して容器本体１２の上面に気密に載置される天板１１とを有している。図１に示すように、容器本体１２の周壁部には搬送口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１０Ａにより真空容器１０の中へ、又は真空容器１０から外へと搬送される。この搬送口１５にはゲートバルブ１５ａが設けられ、これにより搬送口１５が開閉される。天板１１および容器本体１２は、金属、たとえばアルミニウム（Ａｌ）で作製されている。
【００１６】
図１を参照すると、回転テーブル２には、ウエハが載置される複数の載置部２４が形成されている。本実施形態では、載置部２４は凹部として構成され、３００ｍｍの直径を有するウエハが載置されるように、その直径よりも例えば４ｍｍ程度大きい内径を有し、そのウエハの厚さとほぼ等しい深さを有している。載置部２４がこのように構成されるため、載置部２４にウエハを載置したときには、ウエハの表面と回転テーブル２の表面（載置部２４が形成されていない領域）とが同じ高さになる。すなわち、ウエハの厚さによる段差が生じないため、回転テーブル２上におけるガスの流れに乱れが生じるのを低減することができる。また、ウエハが載置部２４に収まることとなるため、回転テーブル２が回転しても、載置部２４に載置されるウエハは、回転テーブル２の外方へ飛び出すことなく、載置部２４に留まることができる。
【００１７】
また、回転テーブル２は、中央に円形の開口部を有しており、図２に示すように、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保持されている。コア部２１は、その下部において回転軸２２に固定されており、回転軸２２は駆動部２３に接続されている。コア部２１および回転軸２２は、互いに共通の回転軸を有し、駆動部２３の回転により、回転軸２２およびコア部２１、ひいては回転テーブル２が回転することができる。
【００１８】
なお、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２０ａを介して真空容器１０の底部裏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。
【００１９】
図２に示すように、回転テーブル２の下方にヒータユニット空間Ｓ２が形成されている。ヒータユニット空間Ｓ２は、容器本体１２の中央付近に形成される隆起部Ｒと、容器本体１２の内周に沿って設けられる下ブロック部材７１と、隆起部Ｒおよび下ブロック部材７１により支持され、たとえば石英で作製される円環状の下部プレート７ａとにより画成されている。ヒータユニット空間Ｓ２には、加熱部としてのヒータユニット７が設けられている。ヒータユニット７により、回転テーブル２上のウエハＷが、回転テーブル２を介して所定の温度に加熱される。また、ヒータユニット７は、たとえば同心円状に配置される複数のランプヒータを有して良い。各ランプヒータを独立に制御することにより、回転テーブル２の温度を均一化することができる。
【００２０】
なお、容器本体１２の底部には、容器本体１２の底部を貫通するように所定の間隔をおいて複数のパージガス供給管７３が接続されている。これにより、ヒータユニット空間Ｓ２へたとえば窒素ガスが供給される。
【００２１】
また、図１に示すように、容器本体１２の側壁部の一部が外方に広がっている。広がった領域においては、図２に示すように、容器本体１２の底部を貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔に排気スリーブ６２Ｓが嵌め込まれている。また、容器本体１２の側壁部の他の一部も外方に広がり、広がった領域において、容器本体１２の底部を貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔に排気スリーブ６１Ｓが嵌め込まれている。排気スリーブ６１Ｓ，６２Ｓは、たとえば石英などの耐蝕性に優れた材料で作製されると好ましい。また、本実施形態においては、排気スリーブ６１Ｓ，６２Ｓは、排気管６３を介して、たとえば圧力調整器６５およびターボ分子ポンプ等を含む排気装置６４に別個に接続されており、これにより、真空容器１０内の圧力が調整される。すなわち、排気スリーブ６１Ｓ，６２Ｓは、真空容器１０に対する排気口を画成している。
【００２２】
なお、上述の下部プレート７ａには、排気スリーブ６１Ｓ，６２Ｓに対応する開口が形成されており、したがって、真空容器１０内の排気が下部プレート７ａによって妨げられることはない。
【００２３】
下部プレート７ａの上には、図２に示すように、サイドリング４０２が配置され、サイドリング４０２には上部プレート４０１が載置されている。上部プレート４０１は、コア部２１の上方に開口を有し、この開口には後述する分離部材４０の中央円形部５が挿入されている。このような構成により、真空容器１０内は、成膜空間ＤＳと外側空間Ｓ１とに区画されている。成膜空間ＤＳは、下部プレート７ａ、サイドリング４０２、および上部プレート４０１で囲まれた空間であり、内部には後述する反応ガスノズル３１，３２、分離部材４０、分離ガスノズル４１，４２、および回転テーブル２が配置されている。また、外側空間Ｓ１は、サイドリング４０２、上部プレート４０１、容器本体１２、および天板１１で囲まれた空間である。さらに、真空容器１０内には、上述のヒータユニット空間Ｓ２が区画されている。下部プレート７ａ、サイドリング４０２、および上部プレート４０１は、高い腐食性および耐熱性を有する材料（本実施形態では石英）で作製されている。
【００２４】
次に、図３から図５までを参照しながら、上部プレート４０１、分離部材４０、およびサイドリング４０２について詳しく説明する。図３は、真空容器１０を示す斜視図であり、便宜上、天板１１を取り外した状態を示している。図示のとおり、上部プレート４０１は、容器本体１２の内部において、容器本体１２の側壁部上面よりも低く位置している。上部プレート４０１はほぼ円形の上面形状を有し、その直径は、容器本体１２内の回転テーブル２の直径より大きく、容器本体１２の内径よりも小さい。このため、上部プレート４０１は、容器本体１２の内周面との間に僅かな間隙を残している。また、図５（ａ）に示すように、上部プレート４０１の外周には２つの舌状部４０１Ｒが形成されており、これらが排気スリーブ６１Ｓ，６２Ｓが配置される領域の上方を覆うこととなる。
【００２５】
図４は、真空容器１０を示す別の斜視図であり、天板１１および上部プレート４０１を取り外した状態を示している。図示のとおり、分離部材４０は、ほぼ円形の上面形状を有する中央円形部５と、中央円形部５に結合する扇部４Ａ，４Ｂとを有している。中央円形部５は、回転テーブル２を固定するコア部２１（図２参照）の上方に位置しており、扇部４Ａ，４Ｂは、中央円形部５から容器本体１２の内周面に向かう方向に沿って幅が広くなるほぼ扇形の上面形状を有している。図５（ｂ）に示すように、扇部４Ａ，４Ｂは、真空容器１０内において回転テーブル２と対向する側（下側）に、溝部４３を有している。溝部４３には後述する分離ガスノズル４１，４２が収容される。また、中央円形部５は、図２から分かるとおり、コア部２１の外形に沿って下側から窪み、後述のとおりコア部２１に対応している。さらに、中央円形部５の中央部には貫通孔が設けられている。この貫通孔は、図２に示すように天板１１を貫通する分離ガス供給管５１に対応して設けられている。
【００２６】
また、分離部材４０の中央円形部５は、扇部４Ａ，４Ｂの上側の面より突出し、上部プレート４０１の中央の開口に嵌合する一方、扇部４Ａ，４Ｂは、上部プレート４０１の下面に接している（図２の扇部４Ｂを参照）。ただし、扇部４Ａ，４Ｂは回転テーブル２とは離れており、したがって、回転テーブル２の回転が扇部４Ａ，４Ｂに妨げられることはない。扇部４Ａ，４Ｂが上部プレート４０１の下面に接するよう配置されるため、回転テーブル２に対して、扇部４Ａ，４Ｂのある領域においては低い天井面４４が形成され、扇部４Ａ，４Ｂの無い領域においては高い天井面４５が形成されている（図２参照）。ここで、天井面４５は上部プレート４０１の下面に相当する。
【００２７】
なお、分離部材４０は、下部プレート７ａ上に設けられた支持ロッド（図示せず）により支持されている。分離部材４０と、サイドリング４０２上に載置される上部プレート４０１とを位置決めするため、上部プレート４０１の下面側に分離部材４０を嵌め込むことができる凹部を形成しても良い。
【００２８】
サイドリング４０２は、図５（ｃ）に示すように、上から見るとほぼリング状の形状を有している。サイドリング４０２の外径は、上部プレート４０１の外径と同一か僅かに小さく、これにより、上部プレート４０１を支持することができる。また、容器本体１２における側壁部が外方へ広がっている領域に対応して、上部プレート４０１に舌状部４０１Ｒが設けられているため、サイドリング４０２においても、これに対応して外方に広がった２つの湾曲部４０２Ｒが形成されている。さらに、サイドリング４０２には、容器本体１２の側壁部に形成される搬送口１５に対応した開口４０２ｏも形成されている。また、サイドリング４０２には、後述する反応ガスノズル３１，３２および分離ガスノズル４１，４２が通り抜ける開口４０２Ｈを有している。
【００２９】
図４を再び参照すると、容器本体１２には、その側壁部を貫通し、所定の継ぎ手部材により容器本体１２対して気密に取り付けられる分離ガスノズル４１、反応ガスノズル３１、分離ガスノズル４２、および反応ガスノズル３２が設けられている。これらのノズル３１，３２，４１，４２は、容器本体１２を上から見て時計回りにこの順に配列され、真空容器１０の半径方向に沿って回転テーブル２の上面とほぼ平行に延びている。また、これらのうち分離ガスノズル４１，４２は、上述の分離部材４０の扇部４Ａ，４Ｂに形成された溝部４３（図５（ｂ）参照）に収容され、反応ガスノズル３１，３２は、容器本体１２において分離部材４０の扇部４Ａ，４Ｂがない領域に設けられている。具体的には、反応ガスノズル３１は、排気口を構成する排気スリーブ６１Ｓに対して、回転テーブル２の回転方向上流側に配置され、反応ガスノズル３２は、排気口を構成する排気スリーブ６２Ｓに対して、回転テーブル２の回転方向上流側に配置されている。より具体的には、図１に示すように、回転テーブル２の回転方向Ａに沿って、反応ガスノズル３１、排気スリーブ６１Ｓ、および扇部４Ｂがこの順に配置され、反応ガスノズル３２、排気スリーブ６２Ｓ、および扇部４Ａがこの順に配置されている。なお、説明の便宜上、反応ガスノズル３１が設けられる領域を第１の領域４８１といい、反応ガスノズル３２が設けられている領域を第２の領域４８２という。
【００３０】
また、分離ガスノズル４１，４２は、回転テーブル２の表面に向けて分離ガスを吐出する吐出孔（図６の参照符号４１ｈ）を有している。吐出孔４１ｈは、本実施形態においては、約０．５ｍｍの口径を有し、分離ガスノズル４１（４２）の長さ方向に沿って約１０ｍｍの間隔で配列されている。反応ガスノズル３１，３２にも、これらの長さ方向に約１０ｍｍの間隔で配列され、約０．５ｍｍの口径を有し、下向きに開口する複数の吐出孔（図６の参照符号３３）が形成されている。
【００３１】
分離ガスノズル４１，４２は、分離ガスを供給する分離ガス供給源（図示せず）に接続されている。分離ガスはチッ素（Ｎ２）ガスや不活性ガスであって良く、また、成膜に影響を与えないガスであれば、分離ガスの種類は特に限定されない。本実施形態においては、分離ガスとしてＮ２ガスが利用される。また、本実施形態では、反応ガスノズル３１には、酸化シリコン膜のシリコン原料であるビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）の供給源が接続され、反応ガスノズル３２には、ＢＴＢＡＳを酸化して酸化シリコンを生成する酸化ガスとしてのオゾンガス（Ｏ３）の供給源が接続されている。
【００３２】
次に、図１の補助線ＡＬに沿った断面図である図６を参照しながら、分離部材４０の機能について説明する。  
図６に示すように、回転テーブル２と扇部４Ｂとにより、高さｈ１（扇部４Ｂの下面４４の回転テーブル２の表面からの高さ）を有する分離空間Ｈが形成されている。高さｈ１は、例えば０．５ｍｍから１０ｍｍであると好ましく、できる限り小さくすると更に好ましい。ただし、回転テーブル２の回転ぶれによって回転テーブル２が天井面４４に衝突するのを避けるため、高さｈ１は３．５ｍｍから６．５ｍｍ程度であると好ましい。一方、扇部４Ｂの両側には、上述のとおり、高い天井面４５（上部プレート４０１の下面）で画成される領域がある。天井面４５の高さ（回転テーブル２から上部プレート４０１までの高さ）は、たとえば１５ｍｍ〜１５０ｍｍである。
【００３３】
なお、反応ガスノズル３１，３２は、回転テーブル２からも天板１１の下面（天井面４５）からも離れて設けられている。反応ガスノズル３１，３２と回転テーブル２の表面との間隔は０．５ｍｍから４ｍｍであって良い。また、回転テーブル２の回転ぶれを考慮し、この間隔を３．５ｍｍから６．５ｍｍ程度としても良い。
【００３４】
分離ガスノズル４２から窒素（Ｎ２）ガスを供給すると、このＮ２ガスは分離空間Ｈから第１の領域４８１と第２の領域４８２とに向かって流れる。分離空間Ｈの高さが上記のように第１および第２の領域４８１，４８２に比べて低いため、分離空間Ｈにおける圧力を第１および第２の領域４８１，４８２における圧力よりも容易に高く維持することができる。換言すると、第１および第２の領域４８１，４８２における圧力よりも分離空間Ｈにおける圧力を高く維持することができるように、扇部４Ｂの高さおよび幅、並びに分離ガスノズル４１からのＮ２ガスの供給量を決定すると好ましい。この決定のため、ＢＴＢＡＳガスおよびＯ３ガスの流量や回転テーブル２の回転速度等を考慮すると更に好ましい。このようにすれば、分離空間Ｈは、第１および第２の領域４８１，４８２に対して圧力障壁を提供することができ、これにより、第１領域４８１および第２の領域４８２を確実に分離することができる。
【００３５】
すなわち、図６において、反応ガスノズル３１からＢＴＢＡＳガスが供給され、回転テーブル２の回転により扇部４Ｂに向かって流れても、分離空間Ｈに形成される圧力障壁により、分離空間Ｈを通り抜けて第２の領域４８２へ到達することはできない。反応ガスノズル３２から供給されるＯ３ガスもまた扇部４Ａ（図１）の下方の分離空間Ｈに形成される圧力障壁により、分離空間Ｈを通り抜けて第１の領域４８１へ到達することはできない。すなわち、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスが分離空間Ｈを通して混合するのを効果的に抑制することができる。このように、扇部４Ｂの下面（低い天井面）４４と、扇部４Ａの溝部４３（図５（ｂ））に収容され、Ｎ２ガスを供給する分離ガスノズル４２とにより、第１の領域４８１と第２の領域４８２とを分離する分離領域が形成されている。同様に、扇部４Ａの下面４４と、分離ガスノズル４１とによっても分離領域が形成されている。
【００３６】
再び図２を参照すると、分離部材４０の中央円形部５は、回転テーブル２を固定するコア部２１を取り囲むとともに、回転テーブル２の表面に近接している。図示の例では、中央円形部５の下面は、扇部４Ａ（４Ｂ）の下面４４とほぼ同じ高さにあり、したがって、中央円形部５の最下面の回転テーブル２からの高さは、下面４４の高さｈ１と同一である。また、コア部２１および中央円形部５の間隔と、コア部２１の外周と中央円形部５の内周との間隔も、高さｈ１とほぼ同等に設定されている。一方、分離ガス供給管５１が、天板１１を気密に貫通し、中央円形部５の上部中央の開口に対応するように設けられており、Ｎ２ガスが供給される。このＮ２ガスによって、コア部２１と中央円形部５との間の空間、コア部２１の外周と中央円形部５の内周との間の空間、および中央円形部５と回転テーブル２との間の空間５０（以下、説明の便宜上、これらの空間を中央空間と呼ぶ場合がある）は、第１および第２の領域４８１，４８２に比べて、高い圧力を有することができる。すなわち、中央空間は、第１および第２の領域４８１，４８２に対して圧力障壁を提供することができ、これにより、第１および第２の領域４８１，４８２を確実に分離することができる。すなわち、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスが中央空間を通して混合するのを効果的に抑制することができる。
【００３７】
また、図２に示すように、隆起部Ｒの上面と回転テーブル２の裏面との間、および隆起部Ｒの上面とコア部２１の裏面との間に僅かな隙間が形成されている。また、容器本体１２の底部は、回転軸２２が通り抜ける中心孔を有し、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。フランジ部２０ａの上部には、パージガス供給管７２が接続されている。このような構成により、パージガス供給管７２からのＮ２ガスは、回転軸２２と容器本体１２の底部の中心孔との間の隙間、コア部２１と隆起部Ｒとの間の隙間、及び隆起部Ｒと回転テーブル２の裏面との間の隙間を通り、回転テーブル２と下部プレート７ａとの間の空間を流れて、排気口６１，６２から排気される。すなわち、パージガス供給管７２からのＮ２ガスは、これらの隙間の圧力を高く維持することができ、ＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）が回転テーブル２の下方の空間を通してＯ３ガス（ＢＴＢＡＳガス）と混合するのを抑制する分離ガスとして働く。
【００３８】
また、図１および図２を参照すると、扇部４Ａの下方において回転テーブル２と容器本体１２の側壁部との間に上ブロック部材４６Ａが設けられ、扇部４Ｂの下方において回転テーブル２と容器本体１２の側壁部との間に上ブロック部材４６Ｂが設けられている（図２には上ブロック部材４６Ｂのみを示す）。上ブロック部材４６Ａ（または４６Ｂ）は、扇部４Ａ（４６Ｂ）と一体に設けられても良いし、別体として形成されて扇部４Ａ（または４６Ｂ）の下面に取り付けられても良いし、下部プレート７ａ上に載置されてもよい。ただし、扇部４Ａ，４Ｂが石英で形成される場合、上ブロック部材４６Ａ，４６Ｂは別体として形成されて下部プレート７ａ上に載置されると好ましい。
【００３９】
図２に示すように、上ブロック部材４６Ｂ（または４６Ａ）は、回転テーブル２とサイドリング４０２との間の空間を概ね埋めており、ＢＴＢＡＳガスおよびＯ３ガスが、この空間を通して、第１の領域４８１と第２の領域４８２との間で流通し、互いに混合するのを阻止する。上ブロック部材４６Ｂとサイドリング４０２との間の隙間、および上ブロック部材４６Ｂと回転テーブル２との間の隙間は、例えば、回転テーブル２から扇部４の天井面４４までの高さｈ１とほぼ同一であって良い。また、上ブロック部材４６Ｂ（または４６Ａ）があるため、分離ガスノズル４１（または４２）からのＮ２ガスは、回転テーブル２の外側に向かって流れ難くなる。すなわち、上ブロック部材４６Ｂ（または４６Ａ）は、分離空間Ｈ（扇部４Ａの下面４４と回転テーブル２との間の空間）の圧力を高く維持するのに資する。
【００４０】
なお、上ブロック部材４６Ｂ（または４６Ａ）と回転テーブル２との間の隙間は、回転テーブル２の熱膨張を考慮し、回転テーブル２が後述のヒータユニットにより加熱された場合に、上記の間隔（ｈ１程度）となるように設定することが好ましい。
【００４１】
本発明の発明者らの検討によれば、以上の構成により、回転テーブル２が例えば約２４０ｒｐｍの回転速度で回転した場合であっても、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとをより確実に分離することができることが分かっている。
【００４２】
再び図３および図４を参照すると、容器本体１２の側壁部には配管４７ａが接続されている。具体的には、配管４７ａは、容器本体１２の側壁部に形成された貫通孔に対して所定の継ぎ手部材により気密に接続されている。また、配管４７ａは、容器本体１２の外側ではバルブ４７Ｖ１を介して配管４７ｃに接続され、配管４７ｃは、排気スリーブ６２Ｓが接続される排気管６３に合流している。バルブ４７Ｖ１は、いわゆるノーマリークローズタイプの空気作動バルブであって良い。空気圧の印加によりバルブ４７Ｖ１が開くと、配管４７ａおよび配管４７ｃを介して、真空容器１０内の外側空間Ｓ１と排気管６３とが連通する。なお、図３および図４には図示されていないが、容器本体１２の側壁部には、外側空間Ｓ１内の圧力を測定する圧力ゲージ（後述）が取り付けられている。
【００４３】
また、容器本体１２の底部には配管４７ｂが接続されている。具体的には、配管４７ｂは、容器本体１２の底部に形成された貫通孔に対して所定の継ぎ手部材により気密に挿入され、その先端は、上述のヒータユニット空間Ｓ２に開口している。また、配管４７ｂは、容器本体１２の外側ではバルブ４７Ｖ２を介して配管４７ｃに接続されている。図示のとおり、本実施形態において配管４７ｃは分岐管であり、分岐した２つの枝管の一方にバルブ４７Ｖ１が接続され、他方にバルブ４７Ｖ２が接続されている。枝管と反対側の端部は排気管６３に合流している。バルブ４７Ｖ２もまた、いわゆるノーマリークローズタイプの空気作動バルブであって良く、空気圧の印加によりバルブ４７Ｖ２が開くと、配管４７ｂおよび配管４７ｃを介して、ヒータユニット空間Ｓ２と排気管６３とが連通する。なお、図３および図４には図示されていないが、容器本体１２の底部には、ヒータユニット空間Ｓ２内の圧力を測定する圧力ゲージ（後述）が取り付けられている。
【００４４】
次に、図７を参照しながら、配管４７ａ、４７ｃ、バルブ４７Ｖ１、および圧力ゲージの機能について説明する。図７は図１のＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。Ｎ２ガス源ＮＳ１から流量制御器ＭＦＣ１により流量制御されたＮ２ガスが外側空間Ｓ１に供給され、これに加えて、Ｎ２ガス源ＮＳ２からのＮ２ガスが、流量制御器ＭＦＣ２で流量制御され、圧力制御器ＰＣＶで圧力制御されて外側空間Ｓ１に供給される。このＮ２ガス供給のための配管は、上述の配管４７ａ等と同様に設けることができる。圧力制御を伴うＮ２ガス供給により、外側空間Ｓ１の圧力Ｐｏは成膜空間ＤＳの圧力Ｐｄよりもたとえば約１Ｔｏｒｒから約５Ｔｏｒｒ高く維持することができ、よって、成膜空間ＤＳ内の反応ガスが外側空間Ｓ１へ流れ出すのを抑制することができる。外側空間Ｓ１の圧力Ｐｏは、圧力ゲージＰＧ１により測定される。圧力ゲージＰＧ１は、たとえば静電容量型圧力計であり、測定される圧力に対応した信号を出力することができる。圧力ゲージＰＧ１（以下に説明する他の圧力ゲージも同様）は、上述の配管４７ａ等と同様にして容器本体１２に取り付けることができる。
【００４５】
一方、排気管６３には圧力ゲージＰＧＡが設けられ、排気管６３内の圧力が測定される。圧力ゲージＰＧＡによる圧力測定点は、排気スリーブ６１Ｓ（または６２Ｓ）の直下であり、したがって、圧力ゲージＰＧＡにより測定される圧力は、成膜空間ＤＳ内の圧力Ｐｄにほぼ等しい。圧力ゲージＰＧＡもまた、たとえば静電容量型圧力計であり、測定される圧力に対応した信号を出力することができる。  
圧力ゲージＰＧ１および圧力ゲージＰＧＡから制御部１００（後述）に対し圧力に応じた信号が出力される。信号を入力した制御部１００は、圧力ゲージＰＧ１からの信号Ｓ１と圧力ゲージＰＧＡからの信号ＳＡとを比較する。たとえば信号Ｓ１の電圧が「信号ＳＡの電圧＋所定の閾値電圧」を超えたと判断された場合に、すなわち、外側空間Ｓ１内の圧力Ｐｏが成膜空間ＤＳ内の圧力Ｐｄよりも所定の圧力（たとえば１Ｔｏｒｒ）だけ高くなったと判断された場合に、バルブ４７Ｖ１に対して空気圧が印加される。これによりバルブ４７Ｖ１が開くと、配管４７ａおよび配管４７ｃを介して外側空間Ｓ１と排気管６３とが連通し、外側空間Ｓ１内のＮ２ガスが排気管６３へ流れる。したがって、外側空間Ｓ１の圧力Ｐｏが低下する。圧力Ｐｏの低下に伴い、信号Ｓ１の電圧が「信号ＳＡの電圧＋所定の閾値電圧」以下となると、バルブ４７Ｖ１が閉じ、外側空間Ｓ１の圧力Ｐｏが成膜空間ＤＳの圧力Ｐｄよりも適度に高い状態が維持されることとなる。
【００４６】
仮に外側空間Ｓ１内の圧力Ｐｏが過剰に高くなると、上部プレート４０１に過大な圧力が加わり、上部プレート４０１が破損するおそれがあるが、上記の構成によれば、外側空間Ｓ１内のＮ２ガスを排気管６３へ流して外側空間Ｓ１内の圧力の上昇を防ぐことができる。したがって、上部プレート４０１が破損されるのを阻止することが可能となる。
【００４７】
なお、図７に示すように、圧力ゲージＰＧ１と並列に圧力ゲージＰＧ２が設けられている。圧力ゲージＰＧ１およびＰＧ２は、たとえば定格（または測定可能範囲）が異なっており、本実施形態においては、圧力ゲージＰＧ１の定格は１３３ＫＰａであり、圧力ゲージＰＧ２の定格は１．３３ＫＰａである。成膜空間ＤＳの圧力Ｐｄに応じて外側空間Ｓ１の圧力Ｐｏが設定されるが、本実施形態のように圧力ゲージＰＧ１およびＰＧ２を設けることにより、成膜圧力に適した圧力ゲージを選択することが可能となる。排気管６３に対して設けられる圧力ゲージＰＧＡについても、同様の意図から、圧力ゲージＰＧＢ，ＰＧＣが設けられている。本実施形態では、圧力ゲージＰＧＡの定格は１３３ＫＰａであり、圧力ゲージＰＧＢの定格は１３．３ＫＰａであり、圧力ゲージＰＧＣの定格は１．３３ＫＰａである。
【００４８】
次に、図８を参照しながら、配管４７ｂ、４７ｃ、バルブ４７Ｖ２、および圧力ゲージの機能について説明する。図８に示すように、Ｎ２ガス源ＮＳ３から流量制御器ＭＦＣ３により流量制御されたＮ２ガスがパージガス供給管７２を通してヒータユニット空間Ｓ２に供給される。これにより、ヒータユニット空間Ｓ２の圧力Ｐｈは成膜空間ＤＳの圧力Ｐｄよりもたとえば約１Ｔｏｒｒから約５Ｔｏｒｒ高く維持することができる。このため、成膜空間ＤＳ内の反応ガスがヒータユニット空間Ｓ２へ流入するのを抑制することができる。ヒータユニット空間Ｓ２の圧力Ｐｈは、圧力ゲージＰＧ３により測定される。圧力ゲージＰＧ３は、圧力ゲージＰＧ１等と同様に、たとえば静電容量型圧力計であり、測定される圧力に対応した信号を出力することができる。
【００４９】
圧力ゲージＰＧ３からの信号も、圧力ゲージＰＧ１，ＰＧＡ等からの信号と同様に、制御部１００（後述）に対して出力される。信号を入力した制御部１００は、圧力ゲージＰＧ３からの信号Ｓ３と圧力ゲージＰＧＡからの信号ＳＡとを比較する。たとえば信号Ｓ３の電圧が「信号ＳＡの電圧＋所定の閾値電圧」を超えたと判断された場合に、すなわち、ヒータユニット空間Ｓ２内の圧力が成膜空間ＤＳ内の圧力Ｐｄよりも所定の圧力だけ高くなったと判断された場合に、バルブ４７Ｖ２に対して空気圧が印加される。これによりバルブ４７Ｖ２が開くと、配管４７ｂおよび配管４７ｃを介してヒータユニット空間Ｓ２と排気管６３とが連通し、ヒータユニット空間Ｓ２内のＮ２ガスが排気管６３へ流れる。したがって、ヒータユニット空間Ｓ２の圧力Ｐｈが低下する。圧力Ｐｈの低下に伴い、電圧Ｓ３が「信号ＳＡの電圧＋所定の閾値電圧」以下となると、バルブ４７Ｖ１が閉じ、ヒータユニット空間Ｓ２の圧力Ｐｈが成膜空間ＤＳの圧力Ｐｄよりも適度に高い状態が維持されることとなる。
【００５０】
仮にヒータユニット空間Ｓ２内の圧力が過剰に高くなると、下部プレート７ａには下から押し上げるような過大な圧力が加わり、下部プレート７ａがずれたり破損したりするだけでなく、下部プレート７ａ上に載置されるサイドリング４０２や上部プレート４０１までもずれたり破損されるおそれがある。しかし、上記の構成によれば、ヒータユニット空間Ｓ２内のＮ２ガスを排気管６３へ流してヒータユニット空間Ｓ２内の圧力の上昇を防ぐことができるため、下部プレート４０２等のずれや破損を阻止することが可能となる。
【００５１】
なお、図８に示すように、上記の理由により、圧力ゲージＰＧ３と並列に圧力ゲージＰＧ４が設けられている。また、圧力ゲージＰＧ１〜ＰＧ４および圧力ゲージＰＧＡ〜ＰＧＢの直前に、対応するバルブを設けて使用しない圧力ゲージについては、バルブを閉めて圧力ゲージを保護すると好ましい。
【００５２】
再び図１を参照すると、本実施形態による成膜装置には、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、成膜装置の動作状況を表示するディスプレイや、成膜装置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。
【００５３】
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には、例えば後述する成膜方法を行わせるためのステップ群を有しているものがある。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制御部１００により実行される。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。
【００５４】
次に、これまでに参照した図面を適宜参照しながら、本実施形態の成膜装置の動作（成膜方法）について説明する。まず、回転テーブル２を回転し、載置部２４の一つを搬送口１５に整列させ、ゲートバルブ１５ａを開ける。次に、搬送アーム１０Ａにより搬送口１５（開口４０２ｏ）を通して真空容器１０内へウエハＷが搬入され、載置部２４の上方に保持される。次いで、ウエハＷは、搬送アーム１０Ａと、載置部２４内にて突没可能な図示しない昇降ピンによりとの協働動作により、載置部２４に載置される。上記一連の動作が５回繰り返されて、回転テーブル２の５個の載置部２４にそれぞれウエハＷが載置され、ゲートバルブ１５ａが閉まり、ウエハＷの搬送が終了する。
【００５５】
次に、真空容器１０内が排気装置６４により排気されると共に、分離ガスノズル４１，４２、分離ガス供給管５１、パージガス供給管７２，７３からＮ２ガスが供給され、圧力調整器６５によって真空容器１０（成膜空間ＤＳ）内の圧力が予め設定した圧力に維持される。同時に、外側空間Ｓ１にＮ２ガスが供給され、外側空間Ｓ１の圧力Ｐｏが成膜空間ＤＳ（図２）の圧力よりも僅かに高く維持される。次いで、回転テーブル２が上から見て時計回りに回転を開始する。回転テーブル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が加熱され、所定の温度に維持された後、ＢＴＢＡＳガスが反応ガスノズル３１を通して第１の領域４８１へ供給され、Ｏ３ガスが反応ガスノズル３２を通して第２の領域４８２へ供給される。
【００５６】
この状況において、反応ガスノズル３１（図１参照）からのＢＴＢＡＳガスは、分離ガスノズル４１から扇部４Ａと回転テーブル２との間の空間（図６に示す分離空間Ｈ）を通って第１の領域４８１へと流れ出すＮ２ガスと、分離ガス供給管５１（図２参照）からコア部２１と回転テーブル２との間の空間を通って第１の領域４８１へと流れ出すＮ２ガスと、分離ガスノズル４２から扇部４Ｂと回転テーブル２との間の空間（分離空間Ｈ）を通って第１の領域４８１へと流れ出すＮ２ガスとともに排気口６１から排気される。一方、反応ガスノズル３２からのＯ３ガスは、分離ガスノズル４２から扇部４Ｂと回転テーブル２との間の分離空間を通って第２の領域４８２へと流れ出すＮ２ガスと、分離ガス供給管５１からコア部２１と回転テーブルとの間の空間を通って第２の領域４８２へと流れ出すＮ２ガスと、分離ガスノズル４１から扇部４Ａと回転テーブル２との間の分離空間を通って第２の領域４８２へと流れ出すＮ２ガスとともに排気口６２から排気される。
【００５７】
ウエハＷが反応ガスノズル３１の下方を通過するときに、ウエハＷの表面にＢＴＢＡＳ分子が吸着し、反応ガスノズル３２の下方を通過するときに、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、回転テーブル２の回転によってウエハＷが第１の領域４８１および第２の領域４８２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（又は２以上の分子層）が形成される。これが繰り返され、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Ｏ３ガスの供給を停止し、回転テーブル２の回転を停止する。そして、ウエハＷは搬入動作と逆の動作により、搬送アーム１０Ａにより真空容器１０から搬出され、成膜プロセスが終了する。
【００５８】
本発明の実施形態の成膜装置によれば、扇部４Ａ，４Ｂと回転テーブル２との間の分離空間Ｈ（図６参照）の高さｈ１は、第１の領域４８１および第２の領域４８２の高さに比べて低いため、分離ガスノズル４１，４２からのＮ２ガスの供給により、第１の領域４８１および第２の領域４８２における圧力よりも分離空間Ｈの圧力を高く維持することができる。したがって、第１の領域４８１と第２の領域４８２との間に圧力障壁が提供され、これにより第１の領域４８１と第２の領域４８２とを容易に分離することが可能となる。よって、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスが真空容器１０内の気相中で混合されることは殆ど無い。
【００５９】
なお、反応ガスノズル３１，３２が回転テーブル２の上面に近接し、上部プレート４０１から離間しているため（図６参照）、分離空間Ｈから第１の領域４８１および第２の領域４８２へ流出したＮ２ガスは、反応ガスノズル３１，３２と上部プレート４０１との間の空間を流れ易い。したがって、反応ガスノズル３１から供給されるＢＴＢＡＳガス、および反応ガスノズル３２から供給されるＯ３ガスがＮ２ガスによって大幅に希釈されることはない。故に、ウエハＷに反応ガスを効率よく付着させることが可能となり、反応ガスの利用効率を高くすることができる。
【００６０】
また、本発明の実施形態による成膜装置では、扇部４Ａ，４Ｂの下方、かつ回転テーブル２とサイドリング４０２の内周面との間に、上ブロック部材４６Ａ，４６Ｂが配置されているため、分離ガスノズル４１，４２からのＮ２ガスが、回転テーブル２とサイドリング４０２の内周面との間へ流出することは殆どなく、よって、分離空間Ｈにおける圧力を高く維持することが可能となる。
【００６１】
また、本発明の実施形態による成膜装置においては、真空容器１０の天板１１および容器本体１２がたとえばアルミニウムで作製される場合であっても、下部プレート７ａ、サイドリング４０２、および上部プレート４０１により成膜空間ＤＳ（図２）が画成され、反応ガスが成膜空間ＤＳ内に限定され得る。したがって、アルミニウム製の天板１１および容器本体１２の内面が反応ガスに晒されることは殆ど無く、よって、天板１１および容器本体１２を保護することができる。さらに、成膜空間ＤＳの圧力よりも外側空間Ｓ１およびヒータユニット空間Ｓ２の圧力を高く維持することができるため、反応ガスをより確実に成膜空間ＤＳに限定することができる。
【００６２】
さらにまた、本発明の実施形態による成膜装置においては、外側空間Ｓ１の圧力Ｐｏが排気管６３内の圧力よりも過剰に高くなる場合に、配管４７ａ、バルブ４７Ｖ１、および配管４７ｃを通して外側空間Ｓ１と排気管６３とを連通させ、外側空間Ｓ１の圧力Ｐｏを低下させることができるため、上部プレート４０１が破損されることはない。さらに、ヒータユニット空間Ｓ２内の圧力が排気管６３内の圧力よりも過剰に高くなる場合に、配管４７ｂ、バルブ４７Ｖ２、および配管４７ｃを通してヒータユニット空間Ｓ２と排気管６３とを連通させ、ヒータユニット空間Ｓ２の圧力を低下させることができるため、下部プレート７ａが破損されることはない。
【００６３】
また、排気口としての排気スリーブ６１Ｓが第１の領域４８１対して設けられ、排気口としての排気スリーブ６２Ｓが第２の領域４８２に対して設けられているため、第１の領域４８１及び第２の領域４８２の圧力を分離空間Ｈ（扇部４Ａ，４Ｂと回転テーブル２との間の空間）の圧力よりも低くすることができる。また、排気スリーブ６１Ｓは、反応ガスノズル３１と、この反応ガスノズル３１に対して回転テーブル２の回転方向Ａに沿った下流側に位置する扇部４Ｂとの間において、扇部４Ｂに近接して設けられている。排気スリーブ６２Ｓは、反応ガスノズル３２と、この反応ガスノズル３２に対して回転テーブル２の回転方向Ａに沿った下流側に位置する扇部４Ａとの間において、扇部４Ａに近接して設けられている。これにより、反応ガスノズル３１から供給されるＢＴＢＡＳガスはもっぱら排気スリーブ６１Ｓを通して排気され、反応ガスノズル３２から供給されるＯ３ガスはもっぱら排気スリーブ６２Ｓを通して排気される。すなわち、このような排気スリーブ６１Ｓ，６２Ｓの配置は、両反応ガスの分離に寄与する。
【００６４】
以上、幾つかの実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は開示した実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変更及び変形をすることができる。
【００６５】
たとえば、分離部材４０（扇部４Ａ，４Ｂおよび中央円形部５）は、石英でなくセラミック材料により作製してよい。また、厚い石英板から分離部材４０を作製するのではなく、扇部４Ａ，４Ｂの下面４４および溝部４３の形状が得られるように薄い石英板を加工して扇部４Ａ，４Ｂを作製し、別途作製した中央円形部５に取り付けるようにしても良い。  
また、扇部４Ａ，４Ｂの溝部４３は、上述の実施形態では、扇部４Ａ，４Ｂ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、扇部４Ａ，４Ｂにおける回転テーブル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。
【００６６】
なお、扇部４Ａ，４Ｂの回転テーブル２の回転方向に沿った長さは、たとえば、回転テーブル２の内側の載置部２４に載置されるウエハの中心が通る経路に対応する円弧の長さで、ウエハＷの直径の約１／１０〜約１／１、好ましくは約１／６以上であると好ましい。これにより、分離空間Ｈを高い圧力に維持するのが容易になる。
【００６７】
また、上部プレート４０１、サイドリング４０２、および下部プレート７ａも石英でなくセラミック材料により作製してよい。また、セラミック材料に限らず、天板１１や容器本体１２を構成する材料よりも耐食性に優れる材料により上部プレート４０１、サイドリング４０２、および下部プレート７ａを形成しても良い。ただし、下部プレート７ａは、ヒータユニット７により回転テーブル２を加熱するため、ヒータユニット７からの放射を透過する材料で作製する必要がある。
【００６８】
なお、上述の下部プレート７ａは、成膜空間ＤＳを画成する部材の一部であると共に、ヒータユニット空間７を画成する一部でもあるが、場合によっては、成膜空間ＤＳを画成する部材としての下部プレート７ａとは別に、ヒータユニット空間７を画成する部材を設けて良い。
【００６９】
また、反応ガスノズル３１，３２を容器本体１２の周壁から導入するのではなく、真空容器１０の中心側から導入しても良い。さらに、反応ガスノズル３１，３２は、半径方向に対して所定の角度をなすように導入されてもよい。
【００７０】
さらに、圧力ゲージＰＧ１と圧力ゲージＰＧＡとに代わり、外側空間Ｓ１と排気管６３内の空間（または成膜空間ＤＳ）との差圧を検出する差圧計を用いても良く、圧力ゲージＰＧ３と圧力ゲージＰＧＡとに代わり、ヒータユニット空間Ｓ１と排気管６３内の空間（または成膜空間ＤＳ）との差圧を検出する差圧計を用いても良い。
【００７１】
また、配管４７ａ、バルブ４７Ｖ１、および配管４７ｃは、外側空間Ｓ１と排気管６３とを連通するように設けられるのではなく、外側空間Ｓ１と成膜空間ＤＳとを連通するように設けられても良い。これによっても、外側空間Ｓ１は成膜空間ＤＳを介して排気装置６４に連通し得る。
【００７２】
また、外側空間Ｓ１に供給されるガスは、Ｎ２ガスに限定されることはない。たとえば、Ｎ２ガス源ＮＳ１およびＮＳ２の代わりに、パージガスを供給するガス源を用いて、外側空間Ｓ１にパージガスを供給しても良い。パージガスは、たとえば、Ｎ２ガスの他、ＨｅやＡｒなどの希ガスであって良く、また、場合によってはＨ２ガスであっても良い。
【００７３】
さらに、パージガス供給管７２，７３からも、Ｎ２ガスに限定されることなく、パージガスとして利用可能なガス（たとえば希ガスやＨ２ガス）を供給して良い。
【００７４】
本発明の実施形態による成膜装置は、酸化シリコン膜の成膜に限らず、窒化シリコンの分子層成膜にも適用することができる。また、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とＯ３ガス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（ＴＥＭＡＺｒ）とＯ３ガス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（ＴＥＭＡＨ）とＯ３ガス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ガス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ガスを用いた酸化チタン（ＴｉＯ２）の分子層成膜などを行うことができる。また、Ｏ３ガスではなく、酸素プラズマを利用することも可能である。これらのガスの組み合わせを用いても、上述の効果が奏されることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７５】
Ｗ・・・ウエハ、２・・・回転テーブル、５・・・中央円形部、７・・・ヒータユニット、７ａ・・・下部プレート、１０・・・真空容器、１１・・・天板、１２・・・容器本体、２１・・・コア部、２４・・・載置部、３１，３２・・・反応ガスノズル、４０・・・分離部材、４０１・・・上部プレート、４０２・・・サイドリング、４８１・・・第１の領域、４８２・・・第２の領域、Ｈ・・・分離空間、４１，４２・・・分離ガスノズル、４Ａ，４Ｂ・・・扇部、４６Ａ，４６Ｂ・・・上ブロック部材、５１・・・分離ガス供給管、６１，６２・・・排気口、７２，７３・・・パージガス供給管。
【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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