(57)【要約】【課題】複数の処理領域を有する基板処理装置において、各処理領域における処理時間が異なる場合でも対応可能な基板処理装置が提供される。【解決手段】  上記課題を解決するための基板処理装置であって、処理室内に設けられ、複数の基板を円周状に載置可能な基板載置部と、前記基板載置部を所定の角速度で回転させる回転機構と、前記処理室の蓋体の中心から放射状に設けられ、前記処理室を複数に分割する分割構造体と、隣り合う前記分割構造体の間にそれぞれ配されるガス供給領域を有し、前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度は、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記角速度に対応した角度に設定される基板処理装置が提供される。【選択図】図７
2014082463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に設けられ、複数の基板を円周状に載置可能な基板載置部と、
前記基板載置部を所定の角速度で回転させる回転機構と、
前記処理室の蓋体の中心から放射状に設けられ、前記処理室を複数に分割する分割構造体と、
隣り合う前記分割構造体の間にそれぞれ配されるガス供給領域を有し、
前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度は、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記角速度に対応した角度に設定される
基板処理装置。
【請求項２】
前記ガス供給領域のそれぞれにはガス導入機構が設けられ、
前記ガス導入機構は、ガス供給管に接続される上流側導入機構と、ガス噴出孔を具備した下流側導入機構を有し、
前記上流側導入機構と前記下流側導入機構は分離可能である付記２または３記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記下流側導入機構は、前記蓋体に固定される請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記蓋体は、前記処理室の処理室壁から分離可能である請求項１から３のうち、いずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記ガス導入機構には、放射状に形成されるガスガイド部が接続され、前記ガスガイド部は前記蓋体に固定されるよう構成される請求項２から４のうち、いずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
複数の基板が載置される回転可能な基板載置部を有する処理室に搭載される蓋体であって、
円板と、
処理室に搭載した際に前記処理室を複数のガス供給領域に分割し、前記円板の中心から放射状に設けられた分割構造体と、
前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度は、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記基板載置部が回転する角速度に対応した角度に設定される蓋体。
【請求項７】
処理室の蓋体の中心から放射状に設けられた分割構造体によって分割された処理領域と、
複数の基板が載置される回転可能な基板載置部を有し、前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度は、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記角速度に対応した角度に設定されている処理室に複数の基板を搬入する工程と、
前記複数の基板を前記基板載置部に載置する工程と、
前記基板載置部を回転しつつ、前記処理領域にガスを供給する工程と、
前記処理室から基板を搬出する工程と
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス作成工程において、シリコンウエハなどの処理基板を加熱しながら該処理基板の表面に薄膜を形成する基板処理装置、基板処理装置に搭載される蓋体、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体装置を製造する際、基板上に薄膜を形成する基板処理工程が実施されることがある。
【０００３】
薄膜を形成する工程では、形成する薄膜の種類やその膜厚によって様々な処理条件が設定されている。処理条件とは、例えば基板温度、ガスの種類、基板の処理時間、処理室の圧力などである。
【０００４】
前述の基板上に薄膜を形成する工程の一工程を実施する基板処理装置のひとつとして、基板載置台上に載置された複数の基板に対し、同時に薄膜を形成することが可能な薄膜蒸着装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
この薄膜蒸着装置は複数の処理領域に等分割された処理室を有し、それぞれの領域に異なるガス種を供給している。複数の基板が、基板処理装置内で複数に分割された処理領域を通過することで、薄膜を形成している。  
【特許文献１】特表２００８−５２４８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した薄膜蒸着装置では、処理条件の一つである基板の処理時間が各処理領域において一定となってしまう。そのため、例えば、各処理領域において異なる処理時間で基板を処理する場合、所望の膜を形成することは困難であった。そこで、本発明では、各処理領域における処理時間が異なる場合でも対応可能な基板処理装置、基板処理装置に搭載される蓋体及び半導体装置の製造方法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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
処理室内に設けられ、複数の基板を円周状に載置可能な基板載置部と、
前記基板載置部を所定の角速度で回転させる回転機構と、
前記処理室の蓋体の中心から放射状に設けられ、前記処理室を複数に分割する分割構造体と、
隣り合う前記分割構造体の間にそれぞれ配されるガス供給領域を有し、
前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度は、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記角速度に対応した角度に設定される
基板処理装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の態様によれば、
複数の基板が載置される回転可能な基板載置部を有する処理室に搭載される蓋体であって、
円板と、
処理室に搭載した際に前記処理室を複数のガス供給領域に分割し、前記円板の中心から放射状に設けられた分割構造体と、
前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度は、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記基板載置部が回転する角速度に対応した角度に設定される蓋体が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の態様によれば、
処理室の蓋体の中心から放射状に設けられた分割構造体によって分割された処理領域と、
複数の基板が載置される回転可能な基板載置部を有し、前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度は、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記角速度に対応した角度に設定されている処理室に複数の基板を搬入する工程と、
前記複数の基板を前記基板載置部に載置する工程と、
前記基板載置部を回転しつつ、前記処理領域にガスを供給する工程と、
前記処理室から基板を搬出する工程と
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、各処理領域における処理時間が異なる場合でも対応可能な基板処理装置、基板処理装置に搭載される蓋体及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置の横断面概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る反応容器の概略斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る処理炉の横断面概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る処理炉の縦断面概略図であり、図３に示す処理炉のＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る処理ガス供給部から供給された処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部としてのくし型電極の概要構成図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置のコントローラの概略構成図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る処理炉の横断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るガス供給領域における処理時間を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る基板処理工程における成膜工程での基板への処理を示すフロー図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る処理炉の横断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るシャワーヘッドの図である。
【図１３】比較例における処理炉の横断面図である。
【図１４】比較例における処理炉の縦断面図である。
【図１５】比較例における処理炉のガス供給状態を表す横断面図である。
【図１６】比較例におけるガス供給領域における処理時間を示す図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る処理炉の縦断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る処理炉の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（１）基板処理装置の構成
図１は、本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置の横断面図である。なお、本発明が適用される基板処理装置では、半導体基板としての基板２００を搬送するキャリヤとして、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ：以下、ポッドという。）が使用されている。本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置の搬送装置は、真空側と大気側とに分かれている。本明細書中における「真空」とは工業的真空を意味する。なお、説明の便宜上、図１の真空搬送室１０３から大気搬送室１２１へ向かう方向を前側と呼ぶ。
【００１４】
（真空側の構成）
クラスタ型の基板処理装置１００は、その内部を真空状態などの大気圧未満の圧力（例えば１００Ｐａ）に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成された第１搬送室としての真空搬送室１０３を備えている。真空搬送室１０３の筐体１０１は、平面視が例えば六角形で、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。
【００１５】
真空搬送室１０３の筐体１０１を構成する六枚の側壁のうち、前側に位置する二枚の側壁には、ゲートバルブ１２６，ゲートバルブ１２７を介して，ロードロック室１２２，ロードロック室１２３が真空搬送室１０３と連通可能にそれぞれ設けられている。
【００１６】
真空搬送室１０３の他の四枚の側壁のうち、二枚の側壁には、ゲートバルブ２４４ａ，ゲートバルブ２４４ｂを介して、プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂが真空搬送室１０３と連通可能にそれぞれ設けられている。プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂは、後述する処理ガス供給部、不活性ガス供給部、排気部等が設けられている。プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂは、後述するように、１つの反応容器内に複数の処理領域及び処理領域と同数のパージ領域が交互に配列されている。そして、反応容器２０３内に設けられる基板支持部としてのサセプタ（基板載置部、回転トレーともいう）２１７を回転させて、基板である基板２００が処理領域及びパージ領域を交互に通過するように構成されている。このような構成とすることで、基板２００に処理ガス及び不活性ガスが交互に供給され、次のような基板処理が為される。具体的には、基板２００上へ薄膜を形成する処理や、基板２００表面を酸化、窒化、炭化等する処理や、基板２００表面をエッチングする処理等の各種基板処理が為される。
【００１７】
真空搬送室１０３の残りの二枚の側壁には、ゲートバルブ２４４ｃ，ゲートバルブ２４４ｄを介して、冷却室２０２ｃ，冷却室２０２ｄが真空搬送室１０３と連通可能にそれぞれ設けられている。
【００１８】
真空搬送室１０３内には、第１搬送機構としての真空搬送ロボット１１２が設けられている。真空搬送ロボット１１２は、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３と、プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂと、冷却室２０２ｃ，冷却室２０２ｄとの間で、例えば２枚の基板２００（図１中、点線で示す）を同時に搬送可能に構成されている。真空搬送ロボット１１２は、エレベータ１１５によって、真空搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降可能に構成されている。また、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３のゲートバルブ１２６，ゲートバルブ１２７、プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂのゲートバルブ２４４ａ，ゲートバルブ２４４ｂ、冷却室２０２ｃ，冷却室２０２ｄのゲートバルブ２４４ｃ，ゲートバルブ２４４ｄのそれぞれの近傍には、基板２００の有無を検知する図示しない基板検知センサが設けられている。基板検知センサを基板検知部とも呼ぶ。
【００１９】
ロードロック室１２２，ロードロック室１２３は、内部が真空状態などの大気圧未満の圧力（減圧）に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成されている。即ち、ロードロック室の前側には、ゲートバルブ１２８，ゲートバルブ１２９を介して、後述する第２搬送室としての大気搬送室１２１が設けられている。このため、ゲートバルブ１２６からゲートバルブ１２９を閉じてロードロック室１２２，ロードロック室１２３内部を真空排気した後、ゲートバルブ１２６，ゲートバルブ１２７を開けることで、真空搬送室１０３の真空状態を保持しつつ、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３と真空搬送室１０３との間で基板２００を搬送可能にしている。また、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３は、真空搬送室１０３内へ搬入する基板２００を一時的に収納する予備室として機能する。この際、ロードロック室１２２内では基板載置部１４０上に、ロードロック室１２３内では基板載置部１４１上にそれぞれ基板２００が載置されるように構成されている。
【００２０】
（大気側の構成）
基板処理装置１００の大気側には、略大気圧下で用いられる、第２搬送室としての大気搬送室１２１が設けられている。即ち、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３の前側（真空搬送室１０３と異なる側）には、ゲートバルブ１２８，ゲートバルブ１２９を介して、大気搬送室１２１が設けられている。なお、大気搬送室１２１は、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３と連通可能に設けられている。
【００２１】
大気搬送室１２１には、基板２００を移載する第２搬送機構としての大気搬送ロボット１２４が設けられている。大気搬送ロボット１２４は、大気搬送室１２１に設けられた図示しないエレベータによって昇降されるように構成されているとともに、図示しないリニアアクチュエータによって左右方向に往復移動されるように構成されている。また、大気搬送室１２１のゲートバルブ１２８，ゲートバルブ１２９の近傍には、基板２００の有無を検知する図示しない基板検知センサが設けられている。基板検知センサを基板検知部とも呼ぶ。
【００２２】
また、大気搬送室１２１内には、基板２００の位置補正装置として、ノッチ合わせ装置１０６が設けられている。ノッチ合わせ装置１０６は、基板２００の結晶方向や位置合わせ等を基板２００のノッチで把握し、その把握した情報を元に基板２００の位置を補正する。なお、ノッチ合わせ装置１０６の代わりに、図示しないオリフラ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｆｌａｔ）合わせ装置が設けられてもよい。そして、大気搬送室１２１の上部には、クリーンエアを供給する図示しないクリーンユニットが設けられている。
【００２３】
大気搬送室１２１の筐体１２５の前側には、基板２００を大気搬送室１２１内外に搬送する基板搬送口１３４と、ポッドオープナ１０８とが設けられている。基板搬送口１３４を挟んで、ポッドオープナ１０８と反対側、即ち筐体１２５の外側にはロードポート（Ｉ／Ｏステージ）１０５が設けられている。ロードポート１０５上には、複数枚の基板２００を収納するポッド１０９が載置されている。また、大気搬送室１２１内には、基板搬送口１３４を開閉する蓋１３５や、ポッド１０９のキャップ等を開閉させる開閉機構１４３と、開閉機構１４３を駆動する開閉機構駆動部１３６とが設けられている。ポッドオープナ１０８は、ロードポート１０５に載置されたポッド１０９のキャップを開閉することにより、ポッド１０９に対する基板２００の出し入れを可能にする。また、ポッド１０９は図示しない搬送装置（ＲＧＶ）によって、ロードポート１０５に対して、搬入（供給）および搬出（排出）されるようになっている。
【００２４】
主に、真空搬送室１０３、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３、大気搬送室１２１、及びゲートバルブ１２６からゲートバルブ１２９により、本実施形態に係る基板処理装置１００の搬送装置が構成される。
【００２５】
また、基板処理装置１００の搬送装置の構成各部には、後述する制御部２２１が電気的に接続されている。そして、上述した構成各部の動作を、それぞれ制御するように構成されている。
【００２６】
（基板搬送動作）
次に、本実施形態に係る基板処理装置１００内における基板２００の搬送動作を説明する。なお、基板処理装置１００の搬送装置の構成各部の動作は、制御部２２１によって制御される。
【００２７】
まず、例えば２５枚の未処理の基板２００を収納したポッド１０９が、図示しない搬送装置によって基板処理装置１００に搬入される。搬入されたポッド１０９は、ロードポート１０５上に載置される。開閉機構１４３は、蓋１３５及びポッド１０９のキャップを取り外し、基板搬送口１３４及びポッド１０９の基板出入口を開放する。
【００２８】
ポッド１０９の基板出入口を開放すると、大気搬送室１２１内に設置されている大気搬送ロボット１２４は、ポッド１０９から基板２００を１枚ピックアップして、ノッチ合わせ装置１０６上へ載置する。
【００２９】
ノッチ合わせ装置１０６は、載置された基板２００を、水平の縦横方向（Ｘ方向，Ｙ方向）及び円周方向に動かして、基板２００のノッチ位置等を調整する。ノッチ合わせ装置１０６で１枚目の基板２００の位置を調整中に、大気搬送ロボット１２４は、２枚目の基板２００をポッド１０９からピックアップして大気搬送室１２１内に搬入し、大気搬送室１２１内で待機する。
【００３０】
ノッチ合わせ装置１０６により１枚目の基板２００の位置調整が終了した後、大気搬送ロボット１２４は、ノッチ合わせ装置１０６上の１枚目の基板２００をピックアップする。大気搬送ロボット１２４は、そのとき大気搬送ロボット１２４が保持している２枚目の基板２００を、ノッチ合わせ装置１０６上へ載置する。その後、ノッチ合わせ装置１０６は、載置された２枚目の基板２００のノッチ位置等を調整する。
【００３１】
次に、ゲートバルブ１２８が開けられ、大気搬送ロボット１２４は、１枚目の基板２００をロードロック室１２２内に搬入し、基板載置部１４０上に載置する。この移載作業中には、真空搬送室１０３側のゲートバルブ１２６は閉じられており、真空搬送室１０３内の減圧雰囲気は維持されている。１枚目の基板２００の基板載置部１４０上への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、ロードロック室１２２内が図示しない排気装置によって負圧になるよう排気される。
【００３２】
以降、大気搬送ロボット１２４は、上述の動作を繰り返す。但し、ロードロック室１２２が負圧状態の場合、大気搬送ロボット１２４は、ロードロック室１２２内への基板２００の搬入を実行せず、ロードロック室１２２の直前位置で停止して待機する。
【００３３】
ロードロック室１２２内が予め設定された圧力値（例えば１００Ｐａ）に減圧されると、ゲートバルブ１２６が開けられて、ロードロック室１２２と真空搬送室１０３とが連通される。続いて、真空搬送室１０３内に配置された真空搬送ロボット１１２は、基板載置部１４０から１枚目の基板２００をピックアップして、真空搬送室１０３内に搬入する。
【００３４】
真空搬送ロボット１１２が基板載置部１４０から１枚目の基板２００をピックアップした後、ゲートバルブ１２６が閉じられ、ロードロック室１２２内が大気圧に復帰させられ、ロードロック室１２２内に次の基板２００を搬入するための準備が行われる。それと並行して、所定の圧力（例えば１００Ｐａ）にあるプロセスチャンバ２０２ａのゲートバルブ２４４ａが開けられ、真空搬送ロボット１１２が１枚目の基板２００をプロセスチャンバ２０２ａ内に搬入する。この動作をプロセスチャンバ２０２ａ内に基板２００が任意の枚数（例えば５枚）搬入されるまで繰り返す。プロセスチャンバ２０２ａ内への任意の枚数（例えば５枚）の基板２００の搬入が完了したら、ゲートバルブ２４４ａが閉じられる。そして、プロセスチャンバ２０２ａ内に後述するガス供給部から処理ガスが供給され、基板２００に所定の処理が施される。
【００３５】
プロセスチャンバ２０２ａにおいて所定の処理が終了し、後述するようにプロセスチャンバ２０２ａ内で基板２００の冷却が終了すると、ゲートバルブ２４４ａが開けられる。その後、真空搬送ロボット１１２によって、処理済の基板２００がプロセスチャンバ２０２ａ内から真空搬送室１０３へ搬出される。搬出された後、ゲートバルブ２４４ａが閉じられる。
【００３６】
続いて、ゲートバルブ１２７が開けられ、プロセスチャンバ２０２ａから搬出した基板２００は、ロードロック室１２３内へ搬入されて、基板載置部１４１上に載置される。なお、ロードロック室１２３は、図示しない排気装置によって、予め設定された圧力値に減圧されている。そして、ゲートバルブ１２７が閉じられ、ロードロック室１２３に接続された図示しない不活性ガス供給部から不活性ガスが導入され、ロードロック室１２３内の圧力が大気圧に復帰させられる。
【００３７】
ロードロック室１２３内の圧力が大気圧に復帰させられると、ゲートバルブ１２９が開けられる。続いて、大気搬送ロボット１２４が基板載置部１４１上から処理済みの基板２００をピックアップして大気搬送室１２１内に搬出した後、ゲートバルブ１２９が閉じられる。その後、大気搬送ロボット１２４は、大気搬送室１２１の基板搬送口１３４を通して、処理済の基板２００をポッド１０９に収納する。ここで、ポッド１０９のキャップは、最大２５枚の基板２００が戻されるまでずっと開け続けていてもよく、空きのポッド１０９に収納せずに基板を搬出してきたポッド１０９に戻してもよい。
【００３８】
前述の工程によってポッド１０９内の全ての基板２００に所定の処理が施され、処理済みの２５枚の基板２００のすべてが所定のポッド１０９へ収納されると、ポッド１０９のキャップと、基板搬送口１３４の蓋１３５とが開閉機構１４３によって閉じられる。その後、ポッド１０９は、ロードポート１０５上から次の工程へ、図示しない搬送装置によって搬送される。以上の動作が繰り返されることにより、基板２００が２５枚ずつ順次処理される。
【００３９】
（２）プロセスチャンバの構成
続いて、本実施形態に係る処理炉としてのプロセスチャンバ２０２ａの構成について、主に図２から図４を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る反応容器の概略斜視図である。図３は、本実施形態に係る処理炉の横断面概略図である。図４は、本実施形態に係る処理炉の縦断面概略図であり、図３に示す処理炉のＡ−Ａ’線断面図である。なお、プロセスチャンバ２０２ｂについては、プロセスチャンバ２０２ａと同様に構成されているため、説明を省略する。
【００４０】
（反応容器）
図２から図４に示すように、処理炉としてのプロセスチャンバ２０２ａは、円筒状の処理室壁２０３ａと後述する蓋体３００と底壁２０３ｂで構成される気密を維持する反応容器２０３を備えている。反応容器２０３内には、基板２００の処理空間２０１が形成されている。反応容器２０３内の処理空間２０１の上側には、中心部から放射状に延びる４枚の仕切板２０５が設けられている。
【００４１】
４枚の仕切板（分割構造体）２０５は、処理空間２０１を、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂに仕切る（分割する）ように構成されている。即ち、４枚の仕切板２０５は処理空間２０４を、反応容器２０３内を第１の処理領域２０１ａと、第１のパージ領域２０４ａと、第２の処理領域２０１ｂと、第２のパージ領域２０４ｂとに分割する分割構造体として用いられる。好適には、処理空間は２つ以上の処理領域に分割するように２つ以上の分割構造体が構成されると良い。この仕切板２０５は、反応容器２０３の蓋となる円板３００に、円板３００の中心から放射状に取り付けられる。円板３００は、仕切板間の角度が任意に設定できるよう、取り付け可能な構造となっている。
【００４２】
なお、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂは、後述するサセプタ２１７の回転方向に沿って、この順番に配列するように、即ち処理領域とパージ領域とが交互に配列されるように構成されている。換言すれば、隣り合う分割構造体の間に、ガス供給領域である第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂが配される。
【００４３】
後述するように、サセプタ２１７を回転させることで、サセプタ２１７上に載置された基板２００は、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂの順に移動することとなる。また、後述するように、第１の処理領域２０１ａ内には第１のガスとしての第１の処理ガスが供給され、第２の処理領域２０１ｂ内には第２のガスとしての第２の処理ガスが供給され、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内には、不活性ガスが供給されるように構成されている。そのため、サセプタ２１７を回転させることで、基板２００上には、第１の処理ガス、不活性ガス、第２の処理ガス、不活性ガスがこの順に供給されることとなる。サセプタ２１７及びガス供給系の構成については後述する。
【００４４】
仕切板２０５の端部と反応容器２０３の側壁２０３ａとの間には、所定の幅の隙間が設けられており、この隙間をガスが通過できるように構成されている。この隙間を介し、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内から第１の処理領域２０１ａ内及び第２の処理領域２０１ｂ内に向けて不活性ガスを噴出させるようにする。このようにすることで、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内への処理ガスの侵入を抑制することができ、処理ガスの反応や、その反応による異物の生成を抑制する。
【００４５】
（サセプタ）
図２から図４に示すように、仕切板２０５の下側、即ち処理空間２０１内の底側中央には、反応容器２０３の径方向中心に回転軸の中心を有し、所望の角速度で回転するように構成されたサセプタ２１７が設けられている。サセプタ２１７を基板支持部とも呼ぶ。サセプタ２１７は、基板２００の金属汚染を低減することができるように、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セラミックス、石英等の非金属材料で形成されている。なお、サセプタ２１７は、反応容器２０３とは電気的に絶縁されている。サセプタ２１７の上方には、サセプタ２１７と対向する様に、反応容器２０３の蓋として機能する蓋体３００が設けられている。この蓋体３００は処理室壁２０３ａから取り外し可能に構成され、仕切板２０５が取り付けられている。
【００４６】
サセプタ２１７の外周と処理室壁２０３ａとの間には、後述する排気管２３１に連通するガス排気空間２１１が設けられ、この空間を介してガスが排気される。
【００４７】
サセプタ２１７は、反応容器２０３内にて、複数枚（本実施形態では例えば５枚）の基板２００を同一面上に、かつ同一円周上に並べて支持するように構成されている。ここで、同一面上とは、完全な同一面に限られるものではない。例えば、サセプタ２１７を上面から見たときに、図２及び図３に示すように、複数枚の基板２００が互いに重ならないように並べられていればよい。
【００４８】
なお、サセプタ２１７表面における基板２００の支持位置には、図示しない円形状の凹部を設けてもよい。この凹部は、その直径が基板２００の直径よりもわずかに大きくなるように構成することが好ましい。この凹部内に基板２００を載置することにより、基板２００の位置決めを容易に行うことができる。また、サセプタが回転する際、基板２００に遠心力が発生するが、基板２００を凹部内に載置することで、遠心力による基板２００の位置ずれを防ぐことができる。
【００４９】
図４に示すように、サセプタ２１７には、サセプタ２１７を昇降させる昇降機構２６８が設けられている。サセプタ２１７には、貫通孔２１７ａが複数設けられている。上述の反応容器２０３の底面には、基板突き上げピン２６６が複数設けられている。基板突き上げピン２６６は、反応容器２０３内への基板２００の搬入・搬出時に、基板２００を突き上げて、基板２００の裏面を支持する。貫通孔２１７ａ及び基板突き上げピン２６６は、基板突き上げピン２６６が上昇させられた時、又は昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられた時に、基板突き上げピン２６６がサセプタ２１７とは非接触な状態で貫通孔２１７ａを突き抜けるように、互いに配置されている。
【００５０】
昇降機構２６８には、サセプタ２１７を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７の図示しない回転軸は、サセプタ２１７に接続されており、回転機構２６７を作動させることでサセプタ２１７を回転させることができるように構成されている。回転機構２６７には、後述する制御部２２１が、カップリング部２６７ａを介して接続されている。カップリング部２６７ａは、回転側と固定側との間を金属ブラシ等により電気的に接続するスリップリング機構として構成されている。これにより、サセプタ２１７の回転が妨げられないようになっている。制御部２２１は、サセプタ２１７を所定の速度で所定時間回転させるように、回転機構２６７への通電具合を制御するように構成されている。上述したように、サセプタ２１７を回転させることにより、サセプタ２１７上に載置された基板２００は、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ及び第２のパージ領域２０４ｂをこの順番に移動することとなる。
【００５１】
（加熱部）
サセプタ２１７の内部には、加熱部としてのヒータ２１８が一体的に埋め込まれており、基板２００を加熱できるように構成されている。ヒータ２１８に電力が供給されると、基板２００表面が所定温度（例えば室温から１０００℃程度）にまで加熱されるようになっている。なお、ヒータ２１８は、サセプタ２１７に載置されたそれぞれの基板２００を個別に加熱するように、同一面上に複数（例えば５つ）設けてもよい。
【００５２】
サセプタ２１７には温度センサ２７４が設けられている。ヒータ２１８及び温度センサ２７４には、電力供給線２２２を介して、温度調整器２２３、電力調整器２２４及びヒータ電源２２５が電気的に接続されている。温度センサ２７４により検出された温度情報に基づいて、ヒータ２１８への通電具合が制御されるように構成されている。
【００５３】
（ガス供給部）
反応容器２０３の上方には、第１の処理ガス導入機構２５１と、第２の処理ガス導入機構２５２と、不活性ガス導入機構２５３と、を備えるガス供給機構２５０が設けられている。ガス供給機構２５０は、反応容器２０３の上側に開設された開口に気密に設けられている。第１の処理ガス導入機構２５１の側壁には、第１のガス噴出口２５４が設けられている。第２の処理ガス導入機構２５２の側壁には、第２のガス噴出口２５５が設けられている。不活性ガス導入機構２５３の側壁には、第１の不活性ガス噴出口２５６及び第２の不活性ガス噴出口２５７がそれぞれ対向するように設けられている。第１のガス噴出口２５４、第２のガス噴出口２５５、第１の不活性ガス噴出口２５６及び第２の不活性ガス噴出口２５７は例えば網目構造やスリットで構成されている。ガス供給機構２５０は、第１の処理ガス導入機構２５１から第１の処理領域２０１ａ内に第１の処理ガスを供給し、第２の処理ガス導入機構２５２から第２の処理領域２０１ｂ内に第２の処理ガスを供給し、不活性ガス導入機構２５３から第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内に不活性ガスを供給するように構成されている。ガス供給機構２５０は、各処理ガス及び不活性ガスを混合させずに個別に供給することができる。また、ガス供給機構２５０は、各処理ガス及び不活性ガスを併行して供給することができるように構成されている。
【００５４】
第１の処理ガス導入機構２５１は、後述する第１のガス供給管２３２ａに接続される上流側導入機構２５１ａと、第１のガス噴出口２５４を具備し、蓋体３００に固定される下流側導入機構２５１ｂとを有する。下流側導入機構２５１ｂはバッファ空間を有する。バッファ空間を形成する壁には第１のガス噴出口２５４が設けられ、第１のガスを均一に噴出するよう構成される。上流側導入機構２５１ａと下流側導入機構２５１ｂは分離可能であって、それらを組み合わせることで第１のガス導入機構２５１を構成する。下流側導入機構２５１ｂは蓋体３００に取り付けられる。上流側導入機構２５１ａと下流側導入機構２５１ｂは分離可能であるため、メンテナンス時は、上流側導入機構をガス供給管に固定しつつ、蓋体３００と下流側導入機構が一体となって、処理室から取り外し可能な構造となっている。
【００５５】
第２のガス導入機構２５２は、後述するガス供給管２３２ｂに接続される上流側導入機構２５２ａと、第２のガス噴出口２５５を具備し、蓋体３００に固定される下流側導入機構２５２ｂとを有する。下流側導入機構２５２ｂはバッファ空間を有する。バッファ空間を形成する壁には第２のガス噴出口２５５が設けられ、第２のガスを均一に噴出するよう構成される。上流側導入機構２５２ａと下流側導入機構２５２ｂは分離可能であって、それらを組み合わせることで第２のガス導入機構２５２を構成する。下流側導入機構２５２ｂは蓋体３００に取り付けられる。上流側導入機構２５２ａと下流側導入機構２５２ｂは分離可能であるため、メンテナンス時は、上流側導入機構２５２ａをガス供給管に固定しつつ、蓋体３００と下流側導入機構２５２ｂが一体となって、処理室から取り外し可能な構造となっている。
【００５６】
第三のガス導入機構２５３は、後述するガス供給管２３２ｃに接続される上流側導入機構２５３ａと、第１の不活性ガス噴出口２５６及び第２の不活性ガス噴出口２５７を具備し、蓋体３００に固定される下流側導入機構２５３ｂとを有する。下流側導入機構２５３ｂはバッファ空間を有する。バッファ空間を形成する壁には第１の不活性ガス噴出口２５６及び第２の不活性ガス噴出口２５７が設けられ、不活性ガス噴出口から不活性ガスを均一に噴出するよう構成される。上流側導入機構２５３ａと下流側導入機構２５３ｂは分離可能であって、それらを組み合わせることで第２のガス導入機構２５３を構成する。下流側導入機構２５３ｂは蓋体３００に取り付けられる。上流側導入機構２５３ａと下流側導入機構２５３ｂは分離可能であるため、メンテナンス時は、上流側導入機構２５３ａをガス供給管に固定しつつ、蓋体３００と下流側導入機構２５３ｂが一体となって、処理室から取り外し可能な構造となっている。メンテナンス時は、蓋体３００と一体となって処理室から取り外し可能な構造となっている。
【００５７】
下流ガス導入機構２５１ｂ、下流ガス導入機構２５２ｂ、下流ガス導入機構２５３ｂそれぞれは、供給するガスの種類、形成する膜、形成方法等の処理条件によって、バッファ空間の容積や噴出口の位置、噴出口の大きさなどが変更可能である。
【００５８】
ここでは、下流ガス導入機構２５１ｂ、下流ガス導入機構２５２ｂ、下流ガス導入機構２５３ｂをそれぞれ別の部品として説明したが、メンテナンス時にガス供給管とガス導入機構が分離できる構造であれば良く、一体であっても良い。
【００５９】
また、上流側導入機構と下流側導入機構の二つの部品でガス導入機構を説明したが、それに限るものでは無く、上流側導入機構と下流側導入機構の間に、それぞれの構成を接続する部品があっても良い。
【００６０】
（処理ガス供給部）
第１の処理ガス導入機構２５１の上流側には、第１のガス供給管２３２ａが接続されている。第１のガス供給管２３２ａの上流側には、上流方向から順に、原料ガス供給源２３３ａ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２３４ａ、及び開閉弁であるバルブ２３５ａが設けられている。
【００６１】
第１のガス供給管２３２ａからは、第１のガス（第１の処理ガス）として、例えば、シリコン含有ガスが、マスフローコントローラ２３４ａ、バルブ２３５ａ、第１のガス導入部２５１及び第１のガス噴出口２５４を介して、第１の処理領域２０１ａ内に供給される。シリコン含有ガスとしては、例えばトリシリルアミン（（ＳｉＨ３）３Ｎ、略称：ＴＳＡ）ガスを用いることができる。なお、第１の処理ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良いが、ここでは気体として説明する。第１の処理ガスが常温常圧で液体の場合は、原料ガス供給源２３３ａとマスフローコントローラ２３４ａとの間に、図示しない気化器を設ければよい。
【００６２】
なお、シリコン含有ガスとしては、ＴＳＡの他に、例えば有機シリコン材料であるヘキサメチルジシラザン（Ｃ６Ｈ１９ＮＳｉ２、略称：ＨＭＤＳ）、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）、ビスターシャリブチルアミノシラン（ＳｉＨ２（ＮＨ（Ｃ４Ｈ９））２、略称：ＢＴＢＡＳ）等を用いることができる。
【００６３】
第２の処理ガス導入機構２５２の上流側には、第２のガス供給管２３２ｂが接続されている。第２のガス供給管２３２ｂの上流側には、上流方向から順に、原料ガス供給源２３３ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２３４ｂ、及び開閉弁であるバルブ２３５ｂが設けられている。
【００６４】
第２のガス供給管２３２ｂからは、第２のガス（第２の処理ガス）として、例えば酸素含有ガスである酸素（Ｏ２）ガスが、マスフローコントローラ２３４ｂ、バルブ２３５ｂ、第２の処理ガス導入機構２５２及び第２のガス噴出口２５５を介して、第２の処理領域２０１ｂ内に供給される。第２の処理ガスである酸素ガスは、上述のプラズマ生成部２０６によりプラズマ状態とされ、基板２００に供給される。なお、第２の処理ガスである酸素ガスは、ヒータ２１８の温度及び反応容器２０３内の圧力を所定の範囲に調整し、熱で活性化させてもよい。なお、酸素含有ガスとしては、オゾン（Ｏ３）ガスや水蒸気（Ｈ２Ｏ）を用いてもよい。
【００６５】
主に、第１の処理ガス導入機構２５１、第１のガス供給管２３２ａ、マスフローコントローラ２３４ａ及びバルブ２３５ａにより、第１の処理ガス供給部（シリコン含有ガス供給系ともいう）が構成される。なお、原料ガス供給源２３３ａ、第１の処理ガス導入機構２５１、第１のガス噴出口２５４を、第１の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。また、主に、第２の処理ガス導入機構２５２、第２のガス供給管２３２ｂ、マスフローコントローラ２３４ｂ及びバルブ２３５ｂにより、第２の処理ガス供給部（酸素含有ガス供給系ともいう）が構成される。なお、原料ガス供給源２３３ｂ、第２の処理ガス導入機構２５２、第２のガス噴出口２５５を、第２の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。そして、主に、第１のガス供給系及び第２のガス供給系により、処理ガス供給部が構成される。
第１の処理ガス供給部と第２の処理ガス供給部を処理ガス供給部と呼ぶ。
【００６６】
（不活性ガス供給部）
不活性ガス導入機構２５３の上流側には、第１の不活性ガス供給管２３２ｃが接続されている。第１の不活性ガス供給管２３２ｃの上流側には、上流方向から順に、不活性ガス供給源２３３ｃ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２３４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３５ｃが設けられている。
【００６７】
第１の不活性ガス供給管２３２ｃからは、不活性ガスとして、例えば窒素（Ｎ２）ガスが、マスフローコントローラ２３４ｃ、バルブ２３５ｃ、不活性ガス導入機構２５３、第１の不活性ガス噴出口２５６及び第２の不活性ガス噴出口２５７を介して、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内にそれぞれ供給される。第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内に供給される不活性ガスは、後述する成膜工程（Ｓ１０６）ではパージガスとして作用する。なお、不活性ガスとしては、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。
【００６８】
第１のガス供給管２３２ａのバルブ２３５ａよりも下流側には、第２の不活性ガス供給管２３２ｄの下流端が接続されている。第２の不活性ガス供給管２３２ｄの上流端は、第１の不活性ガス供給部のマスフローコントローラ２３４ｃとバルブ２３５ｃとの間に接続されている。第２の不活性ガス供給管２３２ｄには、開閉弁であるバルブ２３５ｄが設けられている。
【００６９】
また、第２のガス供給管２３２ｂのバルブ２３５ｂよりも下流側には、第３の不活性ガス供給管２３２ｅの下流端が接続されている。第３の不活性ガス供給管２３２ａの上流端は、第１の不活性ガス供給部のマスフローコントローラ２３４ｃとバルブ２３５ｃとの間に接続されている。第３の不活性ガス供給管２３２ｅには、開閉弁であるバルブ２３５ｅが設けられている。
【００７０】
第３の不活性ガス供給管２３２ｅからは、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、マスフローコントローラ２３４ｃ、バルブ２３５ｅ、第２のガス供給管２３２ｂ、第２の処理ガス導入機構２５２及び第２のガス噴出口２５５を介して、第２の処理領域２０１ｂ内に供給される。第２の処理領域２０１ｂ内に供給される不活性ガスは、第１の処理領域２０１ａ内に供給される不活性ガスと同様に、成膜工程（Ｓ１０６）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
【００７１】
主に、第１の不活性ガス供給管２３２ｃ、マスフローコントローラ２３４ｃ及びバルブ２３５ｃにより第１の不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２３３ｃ、不活性ガス導入機構２５３、第１の不活性ガス噴出口２５６、第２の不活性ガス噴出口２５７を、第１の不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。また、主に、第２の不活性ガス供給管２３２ｄ及びバルブ２３５ｄにより第２の不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２３３ｃ、マスフローコントローラ２３４ｃ、第１のガス供給管２３２ａ、第１のガス導入部２５１及び第１のガス噴出口２５４を、第２の不活性ガスに含めて考えてもよい。また、主に、第３の不活性ガス供給管２３２ｅ及びバルブ２３５ｅにより第３の不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２３３ｃ、マスフローコントローラ２３４ｃ、第２のガス供給管２３２ｂ、第２の処理ガス導入機構２５２及び第２のガス噴出口２５５を、第３の不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。そして、主に、第１の不活性ガス供給部、第２の不活性ガス供給部、第３の不活性ガス供給部により、不活性ガス供給部が構成される。
【００７２】
（プラズマ生成部）
図３に示すように、第２の処理領域２０１ｂの上方には、供給された処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部２０６が設けられている。プラズマ状態とすることで、低温で基板２００の処理を行うことができる。プラズマ生成部２０６は、図５に示すように、少なくとも一対の対向するくし型電極２０７ａ，２０７ｂを備えている。くし型電極２０７ａ，２０７ｂには、絶縁トランス２０８の二次側出力が電気的に接続されている。高周波電源２０９の出力する交流電力が、整合器２１０を介してくし型電極２０７ａ，２０７ｂに供給されると、くし型電極２０７ａ，２０７ｂの周辺にプラズマが生成されるように構成されている。
【００７３】
くし型電極２０７ａ，２０７ｂは、サセプタ２１７に支持された基板２００の処理面から５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の高さ位置に、基板２００の処理面と対向するように配置することが好ましい。このように、くし型電極２０７ａ，２０７ｂを基板２００の処理面の極近傍に設けると、活性化させた処理ガスが基板２００に到達する前に失活してしまうことを抑制できる。
【００７４】
なお、くし型電極２０７ａ，２０７ｂの電極の本数や、幅、各電極の間隔は、処理条件等により適宜変更できる。また、プラズマ生成部２０６の構成は、第２の処理領域２０１ｂ内にくし型電極２０７ａ，２０７ｂを備える上述の構成に限定されない。即ち、サセプタ２１７に支持された基板２００の処理面にプラズマを供給できるものであればよく、処理ガス供給部の途中等に設けられたリモートプラズマ機構であってもよい。リモートプラズマ機構を用いた場合、第２の処理領域２０１ｂを小さくすることが可能となる。
【００７５】
プラズマ生成部は、少なくとも一対の対向するくし型電極２０７ａ，２０７ｂを備え、主にくし型電極２０７ａ，２０７ｂ、絶縁トランス２０８、整合器２１０で構成される。尚、プラズマ生成部に高周波電源２０９を含めても良い。
【００７６】
（排気部）
図４に示すように、反応容器２０３には、処理領域２０１ａ，２０１ｂ内及びパージ領域２０４ａ，２０４ｂ内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、反応容器２０３内（処理領域２０１ａ，２０１ｂ内及びパージ領域２０４ａ，２０４ｂ内）の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５、及び圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されており、反応容器２０３内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。なお、ＡＰＣバルブ２４３は、弁を開閉して反応容器２０３内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４３、及び圧力センサ２４５により排気部が構成される。なお、真空ポンプ２４６を排気部に含めて考えてもよい。
【００７７】
（制御部）
図６に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ２２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、内部バス２２１ｅを介して、ＣＰＵ２２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置２２８が接続されている。
【００７８】
記憶装置２２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２２１ｃ内には、基板処理装置１００の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や処理条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２２１ｂは、ＣＰＵ２２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００７９】
Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、上述のマスフローコントローラ２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、バルブ２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃ、２３５ｄ、２３５ｅ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、ヒータ２１８、温度センサ２７４、回転機構２６７、昇降機構２６８、高周波電源２０９、整合器２１０、ヒータ電源２２５等に接続されている。
【００８０】
ＣＰＵ２２１ａは、記憶装置２２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２２８からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、マスフローコントローラ２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃ、２３５ｄ、２３５ｅの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉及び圧力センサ２４５に基づく圧力調整動作、温度センサ２７４に基づくヒータ２１８の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動・停止、回転機構２６７の回転速度調節動作、昇降機構２６８の昇降動作、高周波電源２０９の電力供給、ヒータ電源２２５による電力供給等の制御を行ったり、整合器２１０によるインピーダンス制御を行うように構成されている。
【００８１】
なお、コントローラ２２１は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２２９を用意し、係る外部記憶装置２２９を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２２１を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２２９を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２２９を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置２２１ｃや外部記憶装置２２９は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２２９単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００８２】
続いて、図７、図８を用いて、本発明の実施形態に係る蓋体３００、分割構造体（仕切り板）、サセプタが回転する角速度、各領域における処理時間の関係について、具体的に説明する。ここでは説明の便宜上、プラズマ生成部の記載を省略して説明する。また、ここでは、説明の便宜上次のように各構成要件の番号を次のように置き換えて説明する。具体的には、ガス供給領域として第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂを用いて説明したが、ここでは第１の処理領域２０１ａをガス供給領域Ａ、第１のパージ領域２０４ａをガス供給領域Ｂ、第２の処理領域２０１ｂをガス供給領域Ｃ、第２のパージ領域２０４ｂをガス供給領域Ｄに置き換えて説明する。同様に、４枚の仕切板（分割構造体）２０５を仕切板５３、仕切り板５４、仕切り板５５、仕切り板５６に置き換えて説明する。同様に、基板２００を基板９に置き換えて説明する。
【００８３】
図７は蓋体３００に設けられた仕切板（分割構造体）５３、仕切り板５４、仕切り板５５、仕切り板５６で区画されたガス供給領域と、各領域における基板２００の通過時間の関係が判るように示した図である。領域Aへは、下流ガス導入機構２５１ｂのバッファ空間、第１のガス噴出孔２５４を介してガスが供給される。領域Ｂへは、下流ガス導入機構２５３ｂのバッファ空間、第１の不活性ガス噴出口２５６を介して不活性ガスが供給される。領域Ｃへは、下流ガス導入機構２５２ｂのバッファ空間、第２のガス噴出孔２５５を介してガスが供給される。領域Ｄへは、下流ガス導入機構２５３ｂのバッファ空間、第１の不活性ガス噴出口２５７を介して不活性ガスが供給される。
【００８４】
図８は、基板を主体とした場合のガス供給タイミングチャートである。各ガス供給領域を基板が通過する時間が異なる場合、換言すれば基板がガスに曝される時間が異なる場合を想定している。
【００８５】
本実施例においては、例えば仕切板５３と仕切板５４との間のガス供給領域Ａで基板２００が通過する時間、即ちガス供給領域Ａでの基板２００の処理時間を１ｓとする。仕切板５４と仕切板５５との間のガス供給領域Ｂで基板２００が通過する時間、即ちガス供給領域Ｂでの基板２００の処理時間を０．８ｓとする。仕切板５５と仕切板５６との間のガス供給領域Ｃで基板２００が通過する時間、即ちガス供給領域Ｃでの基板２００の処理時間を０．２ｓとする。仕切板５６と仕切板５３との間のガス供給領域Ｄで基板２００が通過する時間、即ちガス供給領域Ｄでの基板２００の処理時間を０．４ｓとする。
【００８６】
これらの処理時間の比率は、５：４：１：２となる。ガス供給領域Ａからガス供給領域Ｄの角度をそれぞれのガス供給領域での処理時間の比率で全領域分である３６０度を分割すると、ガス供給領域Ａは１５０度、ガス供給領域Ｂは１２０度、ガス供給領域Ｃは３０度、ガス供給領域Ｄは６０度となる。このように、ガス供給領域を介した隣り合う分割構造体が成すそれぞれの角度は、それぞれのガス供給領域を通過する時間に比例した角度に設定される。
【００８７】
仕切板５３から仕切り板５６で分割される各ガス供給ガス供給領域Ａから領域Ｄを、各仕切板の位置を調節して、各領域での過剰処理時間を排除したものを図８に示す。このようにすることで、処理時間に応じた適切な通過時間とすることができる。その結果、本実施例では１回転（１サイクル）の時間を２．４ｓとすることができた。従って、後述する比較例の１サイクルにかかる時間４ｓに対し、１．６ｓ短縮することができた。これにより、回転トレー２０の回転を従来の１５回転／分から２５回転／分に速くすることができるため、１バッチ辺りのスループットを高くすることが可能となる。さらには、余剰処理時間を排除することが可能であるため、その余剰時間で消費していたガスの浪費を抑えることができる。
【００８８】
このように、３６０度を、各領域における処理時間の比率で分割し、各ガス供給領域をなす角度θを設定する。このように、分割構造体の成す角度を適切に設定することにより、過剰な処理時間をなくし、一サイクルにかかる処理時間を最短化（最適化）することができる。
【００８９】
他の膜種を形成する際には、他の膜種を形成する処理条件に合わせて分割構造体の成す角度が設定された蓋体３００に交換する。このような構成とすることで、蓋体を交換するのみで、様々な膜種形成プロセスに対応することができる。
【００９０】
さらには、このとき下流側導入機構２５１ｂ、下流側導入機構２５２ｂ、下流側導入機構２５３ｂも合わせて交換しても良い。合わせて交換することで、より適切にプロセス条件を調整することができる。
【００９１】
なお、図７においては、各領域の回転角は各領域を構成する仕切板の厚さの中央から隣接する仕切板の中央までの角度としているが、仕切板の側面と隣接する仕切板の側面とのなす角度をこの回転角としても良いことは言うまでもない。
【００９２】
また、分割構造体５３、分割構造体５４、分割構造体５５、分割構造体５６とガス供給領域は交互に設けられている。このような構造により連続しての処理が可能となるため、スループットを高めることができる。
【００９３】
（３）基板処理工程
続いて、第１実施形態にかかる半導体製造工程の一工程として、上述した反応容器２０３を備えるプロセスチャンバ２０２ｂを用いて実施される基板処理工程について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、第１実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図であり、図１０は、第１実施形態に係る基板処理工程における成膜工程での基板への処理を示すフロー図である。なお、以下の説明において、基板処理装置１０のプロセスチャンバ２０２の構成各部の動作は、コントローラ２２１により制御される。
【００９４】
ここでは、第１のガスとして、シリコン含有ガスであるトリシリルアミン（ＴＳＡ）を用い、第２の処理ガスとして、酸素含有ガスである酸素ガスを用い、基板２００上に絶縁膜として酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜、以下、単にＳｉＯ膜ともいう）を形成する例について説明する。
【００９５】
（基板搬入・載置工程（Ｓ１０２））
まず、基板２００の搬送位置まで基板突き上げピン２６６を上昇させ、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａに基板突き上げピン２６６を貫通させる。その結果、基板突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ２４４ａを開き、第１の基板移載機１１２を用いて、反応容器２０３内に所定枚数（例えば５枚）の基板２００（処理基板）を搬入する。そして、サセプタ２１７の図示しない回転軸を中心として、各基板２００が重ならないように、サセプタ２１７の同一面上に載置する。これにより、基板２００は、サセプタ２１７の表面から突出した基板突き上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。
【００９６】
反応容器２０３内に基板２００を搬入したら、第１の基板移載機１１２を反応容器２０３外へ退避させ、ゲートバルブ２４４ａを閉じて反応容器２０３内を密閉する。その後、基板突き上げピン２６６を下降させて、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂの各底面のサセプタ２１７に設けられた載置部２１７ｂ上に基板２００を載置する。
【００９７】
なお、基板２００を反応容器２０３内に搬入する際には、排気部により反応容器２０３内を排気しつつ、不活性ガス供給部から反応容器２０３内にパージガスとしてのＮ２ガスを供給することが好ましい。即ち、真空ポンプ２４６を作動させ、ＡＰＣバルブ２４３を開けることにより、反応容器２０３内を排気しつつ、少なくとも第１の不活性ガス供給部のバルブ２３５ｃを開けることにより、反応容器２０３内にＮ２ガスを供給することが好ましい。これにより、処理領域２０１内へのパーティクルの侵入や、基板２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。ここで、さらに第２の不活性ガス供給部及び第三の不活性ガス供給部から不活性ガスを供給してもよい。なお、真空ポンプ２４６は、少なくとも基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）から後述する基板搬出工程（Ｓ１１２）が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。
【００９８】
（昇温・圧力調整工程（Ｓ１０４））
続いて、サセプタ２１７の内部に埋め込まれたヒータ２１８に電力を供給し、基板２００の表面が所定の温度（例えば２００℃以上であって４００℃以下）となるように加熱する。この際、ヒータ２１８の温度は、温度センサ２７４により検出された温度情報に基づいてヒータ２１８への通電具合を制御することによって調整される。
【００９９】
なお、シリコンで構成される基板２００の加熱処理では、表面温度を７５０℃以上にまで加熱すると、基板２００の表面に形成されたソース領域やドレイン領域等に不純物の拡散が生じ、回路特性が劣化し、半導体デバイスの性能が低下してしまう場合がある。基板２００の温度を上述のように制限することにより、基板２００の表面に形成されたソース領域やドレイン領域における不純物の拡散、回路特性の劣化、半導体デバイスの性能の低下を抑制できる。
【０１００】
また、反応容器２０３内が所望の圧力（例えば０．１Ｐａから３００Ｐａ、好ましくは２０Ｐａから４０Ｐａ）となるように、反応容器２０３内を真空ポンプ２４６によって真空排気する。この際、反応容器２０３内の圧力は図中省略の圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４３の開度をフィードバック制御する。
【０１０１】
また、基板２００を加熱しつつ、回転機構２６７を作動して、サセプタ２１７の回転を開始させる。この際、サセプタ２１７の回転速度はコントローラ２２１によって制御される。サセプタ２１７を回転させることにより、基板２００は、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂの順に移動を開始し、各領域を基板２００が通過する。
【０１０２】
（成膜工程（Ｓ１０６））
次に、第１の処理領域２０１ａ内に第１の処理ガスとしてＴＳＡガスを供給し、第２の処理領域２０１ｂ内に第２の処理ガスとしての酸素ガスを供給して、基板２００上にＳｉＯ膜を成膜する工程を例に、成膜工程を説明する。なお、以下の説明では、ＴＳＡガス、酸素ガス、不活性ガスを併行してそれぞれの領域に供給する。換言すれば、ＴＳＡガスの供給、酸素ガスの供給、不活性ガスの供給は、少なくとも基板に対する処理が完了する間は継続して行われる。第１の処理ガスであるＴＳＡガスは原料ガスとも呼ぶ。第二の処理ガスである酸素ガスは原料ガスと反応する性質を有するため、反応ガスとも呼ぶ。
【０１０３】
基板２００を加熱して所望とする温度に達し、サセプタ２１７が所望とする回転速度に到達したら、少なくともバルブ２３５ａ，バルブ２３５ｂ及びバルブ２３５ｃを同時に開け、処理ガス及び不活性ガスの処理領域２０１及びパージ領域２０４への供給を開始する。
【０１０４】
即ち、バルブ２３５ａを開けて第１の処理領域２０１ａ内にＴＳＡガスを供給し、バルブ２３５ｂを開けて第２の処理領域２０１ｂ内に酸素ガスを供給することで、処理ガス供給部から処理ガスを供給する。さらにバルブ２３５ｃを開けて第１のパージ領域２０４ａ及び第２のパージ領域２０４ｂ内に不活性ガスであるＮ２ガスを供給することで、不活性ガス供給部から不活性ガスを供給する。
【０１０５】
第１の処理領域２０１ａや第２の処理領域２０１ｂには、基板処理に影響する量の不活性ガスが混入しないよう、処理ガスの供給量を調整する。このようにすると、処理領域における基板処理において、不活性ガスが基板２００に形成された膜と供給されたガスとの間の反応を邪魔することがないので、不活性ガスが処理領域に供給される場合と比べ、成膜速度を高くすることができる。
【０１０６】
このとき、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して反応容器２０３内の圧力を、例えば１０Ｐａから１０００Ｐａの範囲内の圧力とする。このときヒータ２１８の温度は、基板２００の温度が、例えば２００℃から４００℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。
【０１０７】
圧力を調整する際、バルブ２３５ａを開け、第１のガス供給管２３２ａから第１のガス導入機構２５１及び第１のガス噴出口２５４を介して第１の処理領域２０１ａにＴＳＡガスを供給しつつ、排気管２３１から排気する。このとき、ＴＳＡガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３２ｃを調整する。なお、マスフローコントローラ２３２ｃで制御するＴＳＡガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍから５０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
【０１０８】
また、バルブ２３５ｂを開け、第２のガス供給管２３３ａから第２のガス導入機構２５２及び第２のガス噴出口２５５を介して第２の処理領域２０１ｂに酸素ガスを供給しつつ、排気管２３１から排気する。このとき、酸素ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３３ｃを調整する。なお、マスフローコントローラ２３３ｃで制御する酸素ガスの供給流量は、例えば１０００ｓｃｃｍから１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
【０１０９】
また、バルブ２３５ａ、バルブ２３５ｂ、バルブ２３５ｃを開け、パージガスとしての不活性ガスであるＮ２ガスを、第１の不活性ガス供給管２３４ａから不活性ガス導入機構２５３、第１の不活性ガス噴出口２５６及び第２の不活性ガス噴出口２５７を介して第１のパージ領域２０４ａ及び第２のパージ領域２０４ｂにそれぞれ供給しつつ排気する。このとき、Ｎ２ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３４ｃを調整する。なお、仕切板２０５の端部と反応容器２０３の側壁との隙間を介し、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内から第１の処理領域２０１ａ内及び第２の処理領域２０１ｂ内に向けて不活性ガスを噴出させることで、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内への処理ガスの侵入を抑制することができる。
【０１１０】
ガスの供給開始と共に、第２の処理領域２０１ｂの上方に設けられたプラズマ生成部２０６に高周波電源２０９から高周波電力を供給する。第２の処理領域２０１ｂ内に供給され、プラズマ生成部２０６の下方を通過した酸素ガスは、第２の処理領域２０１ｂ内でプラズマ状態となり、これに含まれる活性種が基板２００に供給される。
【０１１１】
酸素ガスは反応温度が高く、上述のような基板２００の処理温度、反応容器２０３内の圧力では反応しづらいが、第１実施形態のように酸素ガスをプラズマ状態とし、これに含まれる活性種を供給するようにすると、例えば４００℃以下の温度帯でも成膜処理を行うことができる。なお、第１の処理ガスと第２の処理ガスとで要求する処理温度が異なる場合、処理温度が低い方の処理ガスの温度に合わせてヒータ２１８を制御し、処理温度を高くする必要のある他方の処理ガスを、プラズマ状態として供給するとよい。このようにプラズマを利用することにより基板２００を低温で処理することができ、例えばアルミニウム等の熱に弱い配線等を有する基板２００に対する熱ダメージを抑制することが可能となる。また、処理ガスの不完全反応による生成物等の異物の発生を抑制することができ、基板２００上に形成する薄膜の均質性や耐電圧特性等を向上させることができる。また、プラズマ状態とした酸素ガスの高い酸化力によって、酸化処理時間を短縮することができる等、基板処理の生産性を向上させることができる。
【０１１２】
上述したように、サセプタ２１７を回転させることにより、基板２００は、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂの順に移動を繰り返す。その際、例えば図７に記載されているように、サセプタの一部は第１の処理領域２０１ａを1秒で通過し、第１のパージ領域２０４ａを０．８秒で通過し、第２の処理領域２０１ｃを０．２秒で通過し、第２のパージ領域を０．４秒で通過するよう設定する。
【０１１３】
各領域を通過する際、図１０に示すように、基板２００には、ＴＳＡガスの供給、Ｎ２ガスの供給（パージ）、プラズマ状態とされた酸素ガスの供給、Ｎ２ガスの供給（パージ）が交互に所定回数実施される。ここで、成膜処理シーケンスの詳細について、図１０を用いて説明する。
【０１１４】
（第１の処理ガス領域通過（Ｓ２０２））
まず、第１の処理領域２０１ａを通過した基板２００表面及びサセプタ２１７の基板が載置されていない部分にＴＳＡガスが供給され、基板２００上にシリコン含有層が形成される。
第１の処理領域２０１ａには、第１の処理ガス導入機構２５１から第１のガス噴出口２５４を通して、水平方向にガスが噴出される。
【０１１５】
（第１のパージ領域通過（Ｓ２０４））
次に、シリコン含有層が形成された基板２００が第１のパージ領域２０４ａを通過する。このとき、第１のパージ領域を通過する基板２００に対して不活性ガスであるＮ２ガスが供給される。
【０１１６】
（第２の処理ガス領域通過（Ｓ２０６））
次に、第２の処理領域２０１ｂを通過した基板２００及びサセプタ２１７の基板が載置されていない部分に酸素ガスが供給される。基板２００上にはシリコン酸化層（ＳｉＯ層）が形成される。即ち、酸素ガスは、第１の処理領域２０１ａで基板２００上に形成されたシリコン含有層の少なくとも一部と反応する。これにより、シリコン含有層は酸化されて、シリコン及び酸素を含むＳｉＯ層へと改質される。
第２の処理領域２０１ｂには、第２の処理ガス導入機構２５２から第２のガス噴出口２５５を通して、水平方向にガスが噴出される。
【０１１７】
（第２のパージ領域通過（Ｓ２０８））
そして、第２の処理領域２０１ｂでＳｉＯ層が形成された基板２００が第２のパージ領域２０４ｂを通過する。このとき、第２のパージ領域を通過する基板２００に対して不活性ガスであるＮ２ガスが供給される。
【０１１８】
（サイクル数の確認（Ｓ２１０））
このように、サセプタ２１７の１回転を１サイクルとし、即ち第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ及び第２のパージ領域２０４ｂの基板２００の通過を１サイクルとし、このサイクルを少なくとも１回以上行うことにより、基板２００上に所定膜厚のＳｉＯ膜を成膜することができる。
ここでは、前述のサイクルを所定回数実施したか否かを確認する。
サイクルを所定の回数実施した場合、所望の膜厚に到達できたと判断し、成膜処理を終了する。サイクルを所定の回数実施しなかった場合、即ち所望の膜厚に到達できなかったと判断し、Ｓ２０２に戻りサイクル処理を継続する。
【０１１９】
Ｓ２１０にて、前述のサイクルを所定回数実施し、基板２００上に所望の膜厚のＳｉＯ膜が形成されたと判断した後、少なくともバルブ２３５ａ及びバルブ２３５ｂを閉じ、ＴＳＡガス及び酸素ガスの第１の処理領域２０１ａ及び第２の処理領域２０１ｂへの供給を停止する。このとき、プラズマ生成部２０６への電力供給も停止する。さらに、ヒータ２１８の通電量を制御して温度を低くするか、あるいはヒータ２１８への通電を停止する。更に、サセプタ２１７の回転を停止する。
【０１２０】
（基板搬出工程（Ｓ１０８））
成膜工程１０６が終了したら、次のように基板を搬出する。
まず、基板突き上げピン２６６を上昇させ、サセプタ２１７の表面から突出させた基板突き上げピン２６６上に基板２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４ａを開き、第１の基板移載機１１２を用いて基板２００を反応容器２０３の外へ搬出し、第１実施形態に係る基板処理工程を終了する。なお、上記において、基板２００の温度、反応容器２０３内の圧力、各ガスの流量、プラズマ生成部２０６に印加する電力、処理時間等の処理条件等は、改質対象の膜の材料や膜厚等によって任意に調整する。
【０１２１】
＜本発明の第２の実施形態＞
図７を利用して、第２の実施の形態を説明する。
ここでは、ガス供給領域Ａからガス供給領域Ｄまでの各領域における処理時間の比率をサセプタ（回転トレーまたは回転機構ともいう）２０が角速度ωで回転する。更に、基板９の、ある一点(例えば基板の中心点)がｎ番目のガス供給領域を通過する時間をｔｎとし、ｎ番目のガス供給領域の角度をθｎとする。このとき、時間Ｔで一周させるとすると、θｎは角速度ωと処理時間ｔｎの積として表すことができる。このような構成とすると、再現性良く処理ガスの種類による処理時間に応じたガス供給領域に設定することができるので、異なるプロセスに変更した場合でも過剰な処理時間を削減することが可能となり、スループットを高めることができる。
【０１２２】
図１１は、処理領域の形成をシャワーヘッドで行う場合を示したものである。ガス供給領域Ａは、仕切板５３、仕切り板５６を含むシャワーヘッド２９で構成され、ガス供給領域Ｂは、仕切板５３、仕切り板５４により挟まれた領域で構成され、ガス供給領域Ｃは、仕切板５４、仕切り板５５を含むシャワーヘッド３０で構成され、ガス供給領域Ｄは、仕切板５５、仕切り板５６ではさまれた領域で構成されている。このようにシャワーヘッドを用いた場合にはガスが噴出する小穴と基板の距離が近いため、より均一な処理が実現できる。
【０１２３】
図１２は、シャワーヘッド２９を斜め下から見た斜視図である。処理ガスは複数の小穴５８から供給される。処理ガスが周囲に漏れるのを抑制するため仕切板５９がシャワーヘッド２９の複数の小穴５８を囲むように設けてある。
【０１２４】
このように、反応室内部のガス供給領域を形成する仕切板の位置を変えて複数のガス供給領域の大きさを可変とすることで各領域における過剰処理時間を削減し、基板の処理能力を向上する事が出来る。  
【０１２５】
＜第３の実施例＞
続いて、図１７、１８を用いて第３の実施例を説明する。第１の実施例ではガス噴出口から各領域に供給していたが、第３の実施例では、図１７、図１８に記載のように、ガス噴出口にノズルを設ける点で異なる。第１の実施例と同番号の構成は本実施例においても同様の構成であるので、説明を省略する。本実施例の説明では、相違点を中心に以下に説明する。
【０１２６】
図１８に記載のようにそれぞれの処理領域にガスガイド部としてのノズル２５８が設けられる。ノズル２５８の内、ノズル２５８ａの一端には第１のガス噴出口２５４が接続される。ノズル２５８ｂの一端には第２のガス噴出口２５５が接続される。ノズル２５８ｃの一端には第１の不活性ガス噴出口２５６が接続される。ノズル２５８（ｄ）の一端には第２の不活性ガス噴出口２５７が接続される。各ノズルの他端はノズル固定部２５９によって蓋体３００に固定される。ノズル固定部２５９がノズルを固定することによって、経年変化によりノズルが変形したとしても、ノズルと基板載置面（基板載置部の表面）との距離を常に一定にし、基板処理条件を一定にすることを可能とする。従って、再現性良く基板処理が可能となる。
【０１２７】
ノズル固定部２５９は、ウエハ９が通過する経路２６０の外周と対向する天井面に設けられており、ノズル２５８は処理領域中心から放射状に延伸するように構成される。ウエハ９が通過する経路とは一点差線の範囲であり、基板載置部２１７が回転した際のウエハ９の経路である。
【０１２８】
ノズル２５８の先端はウエハ通過経路２６０よりも外周に到達するよう構成され、ノズルに設けられた噴出孔の内、最端の噴出孔がウエハ通過経路２６０よりも外周となるようノズル固定部２５９で蓋体３００に固定される。ノズル２５８に設けられたガス噴出孔によって基板載置部の外周にガスを導くことができるため、基板載置部の外周においても内周と同様にガスを供給することができる。従って、実施例１の構成と比較し、基板面内に対してより均一にガスを供給することが可能となる。
【０１２９】
基板載置部の外周においても内周と同様にガスを供給することができるので、実施例１において、第１の処理領域に供給するガスと第二の処理領域のガスの反応性が高い場合に発生するウエハ載置部外周のガスの不足を抑制することができる。ここでいうガスの不足とは、処理領域の中央から供給されたガスの多くが、内周において反応してしまい、その結果外周まで十分なガスが届かないことを言う。この場合、ウエハ面内において、外周と内周で膜厚が異なってしまうという問題が起きる。これに対して、本実施例では、内周と外周の膜厚差を抑制し、ウエハ面内を均一に処理することができる。
【０１３０】
また、ノズル２５８は蓋体３００に固定されているので、実施例１の形態から本実施例のノズルやノズル固定部が搭載された蓋体３００を交換することで、基板載置部外周においてガスの不足が懸念されるプロセスに対して、容易に対応することが可能となる。
【０１３１】
尚、ここではノズルをガスガイド部の一例として説明したが、それに限るものではなく、ガスを外周まで導く構造であれば良い。例えば、凹状の溝を放射状に延伸させるような構造としても良い。
【０１３２】
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１３３】
更には、本実施形態においては、４つの分割構造を用いて説明したが、それに限らず、形成する膜種やそのプロセスに応じた数であれば良く、４つより多くてもよい。
【０１３４】
また、本実施形態においては、分割構造体として仕切り板を用いていたが、隣り合う処理ガス供給領域間でガスを混合させないような構造であればよい。例えば、パージガス供給領域の天井を低くしてパージガスの流速を高める構造や、パージガス専用の排気部を設けて、処理ガスを混合させないようなガス流れを設ける構造でも良い。
【０１３５】
また、本実施形態においては、ガス供給領域を挟む複数の分割構造体が成す角度を固定していたが、それに限るものではなく、例えば角度を可変するよう構成しても良い。このような構造とすることで、据付後においてもそれぞれのガス供給領域の大きさを変化させることができ、また、それぞれのガス供給領域における基板へのガス供給時間を調整することができる。
【０１３６】
また、角度を可変するよう構成する場合、ガス供給領域を挟む分割構造体全ての角度を個別に調整可能とする構造としてもよい。このような構造とすることで、各ガス供給領域においてフレキシブルな処理が可能となる。また、対象のガス供給領域のみ分割構造体間の角度を調整することができ、調整対象となる分割構造体の角度が変わった場合に、領域の大きさが変化するガス供給領域と領域の大きさが変化しないガス供給領域とを設定することが可能となる。換言すれば、分割構造体の角度を変化させた場合に影響を受けない他のガス供給領域における基板の通過時間を変えることなく、対象のガス供給領域のみ基板の通過時間を調整することができる。
【０１３７】
続いて、本実施形態の比較例について説明する。
【０１３８】
比較例の枚葉装置について図１３から図１６を用いて説明する。図１３、図１４は回転トレー２０の上に載置した複数の基板９を、トレー２０（基板載置台）を回転しながら基板９の表面に薄膜を成膜する装置の断面を示したものである。
【０１３９】
図１３は回転トレー２０側から反応室１の上側の構造を見た図１４のｄ−ｄ´矢視図で、図１４は反応室１内部の回転トレー２０及びヒータ６などを含めて示した図１３のｃ−ｃ´矢視図である。
【０１４０】
反応室１は反応室壁３で気密に構成され、反応室１の下部には回転トレー２０上の基板９を加熱するためのヒータ６が設けてある。該ヒータ６の上部には回転トレー２０が回転可能に設けてあり、回転駆動部１９が回転軸２１を駆動することで回転トレー２０を回転する構造となっている。
【０１４１】
反応室１の上部には処理領域を分けるために仕切り板３１から３４が設けてあり、各仕切板の下面と回転トレー２０の隙間を狭くすることでそれぞれの処理区域に供給される異なる種類のガスが混合し難い構造となっている。各仕切板と回転トレー２０との距離は１から３ｍｍ程度とする。反応室１内の各処理領域へのガスの供給は反応室１の上部に設けたガス供給ノズル２８から行う。またガス供給ノズル２８へのガス供給は反応室の外側に設けた複数のガス導入口１０から行う。
【０１４２】
反応室１の側面には反応室に導入されたガスを排気するための排気口１５が設けてある。
【０１４３】
図１５は図１４のｅ−ｅ´矢視図で仕切板３１から３４で区画されたガス供給領域と各領域における基板９の通過時間の関係が判るように示した図である。図１６は各ガス供給ガス供給領域ＡからＤにおける処理時間と基板９が各ガス供給領域を通過する時間との関係を示したタイミングチャートである。３５、３６、３７、３８は、各ガス供給領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおける処理必要時間であり、それぞれ、１ｓ、０．８ｓ、０．２ｓ、０．４ｓである。また、４１、４２、４３は各ガス供給領域Ｂ、Ｃ、Ｄにおける、実際の処理には不必要な過剰処理時間であり、それぞれ０．２ｓ、０．８ｓ、０．６ｓである。
【０１４４】
ガス供給ポート１０から導入された処理ガスはガス供給ノズル２８に設けたバッファ室４８を経由して小穴４９から各ガス供給領域に供給される。該小穴４９から供給された処理ガスはガス流れ１１からガス流れ１４に示す方向に流れて排気口から排気される。
【０１４５】
図１５でガス供給領域Ｄにある基板９は矢印３９の方向に１回転する間にガス供給領域Ａ、ガス供給領域Ｂ、ガス供給領域Ｃ、ガス供給領域Ｄの順で処理が行われるが各領域で必要な処理時間は異なるため最も長い処理が必要な領域に合わせて回転トレー２０の回転数が決められる。
【０１４６】
しかしながら、本比較例では、図１５に示すように、処理必要時間に対応しない状態で、各ガス供給領域ＡからＤを９０度ずつに等分割しているため、回転トレーの回転速度は各領域での処理時間のうち最も長い処理時間に合わせる必要がある。この場合は各領域で１秒とする必要があるため、回転トレー２０が一回転（処理１サイクル）に４秒必要となるため、回転トレー２０は、１５回転／分とする必要があった。
【０１４７】
これに対し、本実施形態によれば、処理条件の一つである基板の処理時間が各処理領域においてフレキシブルに対応できるので、各処理領域において異なる処理時間で基板を処理する場合でも、所望の成膜に対応可能である。
【０１４８】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１４９】
（付記１）
本発明の一態様によれば、処理室内に設けられ、複数の基板を円周状に載置可能な基板載置部と、
前記基板載置部を所定の角速度で回転させる回転機構と、
前記処理室の蓋体の中心から放射状に設けられ、前記処理室を複数に分割する分割構造体と、
隣り合う前記分割構造体の間にそれぞれ配されるガス供給領域を有し、
前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度は、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記角速度に対応した角度に設定される
基板処理装置。
【０１５０】
（付記２）
前記蓋体は、取り外し可能な構造である付記１に記載の基板処理装置。
【０１５１】
（付記３）  
前記ガス供給領域のそれぞれにはガス導入機構が設けられ、
前記ガス導入機構は、ガス供給管に接続される上流側導入機構と、ガス噴出孔を具備した下流側導入機構を有し、
前記上流側導入機構と前記下流側導入機構は分離可能である付記２または３記載の基板処理装置。
【０１５２】
（付記４）
前記下流側導入機構は、前記蓋体に固定される付記３に記載の基板処理装置。
【０１５３】
（付記５）
前記蓋体は、前記処理室の処理室壁から分離可能である付記２から４のうち、いずれかに記載の基板処理装置。
【０１５４】
（付記６）
前記ガス導入機構には、放射状に形成されるガスガイド部が接続され、前記ガスガイド部は前記蓋体に固定されるよう構成される付記３から５のうち、いずれかに記載の基板処理装置。
【０１５５】
（付記７）
処理室内に設けられ、複数の基板を円周状に載置可能な基板載置部と、
前記基板載置部を回転させる回転機構と、
前記処理室の蓋体の中心から放射状に設けられた、前記処理室を複数に分割する分割構造体と、
隣り合う前記分割構造体の間にそれぞれ配されるガス供給領域を有し、
前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成すそれぞれの角度は、前記基板載置部の一部が前記それぞれのガス供給領域を通過する時間に比例した角度に設定される基板処理装置。
【０１５６】
（付記８）
前記それぞれのガス供給領域を通過する時間は、それぞれのガス供給領域毎に異なるよう設定される付記６に記載の基板処理装置。
【０１５７】
（付記９）
前記蓋体は、前記処理室の処理室壁から分離可能である付記６または付記７に記載の基板処理装置。
【０１５８】
（付記１０）
複数の基板が載置される回転可能な基板載置部を有する処理室に搭載される蓋体であって、
円板と、
処理室に搭載した際に前記処理室を複数のガス供給領域に分割し、前記円板の中心から放射状に設けられた分割構造体と、
前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度が、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記基板載置部が回転する角速度に対応した角度に設定される蓋体。
【０１５９】
（付記１１）
処理室の蓋体の中心から放射状に設けられた分割構造体によって分割された処理領域と、複数の基板が載置される回転可能な基板載置部を有し、前記ガス供給領域の一つを介して隣り合う前記分割構造体が成す角度は、前記基板載置部の一部が前記ガス供給領域を通過する時間と前記角速度に対応した角度に設定されている処理室に複数の基板を搬入する工程と、
前記複数の基板を前記基板載置部に載置する工程と、
前記基板載置部を回転しつつ、前記処理領域にガスを供給する工程と、
前記処理室から基板を搬出する工程と
を有する半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１６０】
９    基板
２９    シャワーヘッド
３５    処理時間
４１    過剰処理時間
４２    過剰処理時間
４３    過剰処理時間
５８    小穴
５３    仕切板（分割構造体）
５４    仕切板（分割構造体）
５５    仕切板（分割構造体）
５６    仕切板（分割構造体）
２００    基板
２０１    処理室
２０３    反応容器
２０５    仕切板（分割構造体）
２１７    基板載置部（サセプタ、回転トレー）
３００    蓋体
【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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