(57)【要約】      （修正有）【課題】膜質のばらつきを抑制しつつ、処理時間を短縮することができる原子層堆積装置を提供する。【解決手段】複数の基板を支持する基板支持部２２０と、基板支持部の周囲から複数の基板を加熱する加熱部２３０と、基板と直交する方向に離間して配置され、薄膜を形成するためのガスを供給する３つのガス供給部３００，３２０，３４０と、ガス供給部から供給されるガスの温度を調節する、３つの温度調節部３０６，３２６，３４６と、温度調節部を個別に制御する温度制御部と、を備え、ガス供給部の各々は、原料ガスを供給するための原料ガス供給管３０２，３２２，３４２と、反応ガスを供給するための反応ガス供給管３０４，３２４，３４４と、を備え、温度制御部は、３つのガス供給部のうち、中心側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、温度調節部を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に薄膜を形成する原子層堆積装置であって、
前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部の周囲から前記複数の基板を加熱する加熱部と、
前記基板と直交する方向に離間して配置される少なくとも３つのガス供給部であって、前記薄膜を形成するためのガスを供給する少なくとも３つのガス供給部と、
前記ガス供給部から供給されるガスの温度を調節する、少なくとも３つの温度調節部と、
前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に調節するために、前記温度調節部を個別に制御する温度制御部と、を備え、
前記ガス供給部の各々は、
前記薄膜の原料である原料ガスを前記基板と平行な方向に供給するための原料ガス供給管と、
前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを前記基板と平行な方向に供給するための反応ガス供給管と、を備え、
前記温度制御部は、前記少なくとも３つのガス供給部のうち、中心側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、前記温度調節部を制御することを特徴とする原子層堆積装置。
【請求項２】
前記基板支持部は、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置に、前記基板の温度を検知する複数の温度検知部を備え、
前記温度制御部は、前記温度検知部が検知した結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記温度調節部を制御する、請求項１に記載の原子層堆積装置。
【請求項３】
基板上に薄膜を形成する原子層堆積装置であって、
前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する基板支持部と、
前記複数の基板を加熱する加熱部と、
前記基板と直交する方向に離間して配置される複数のガス供給部であって、前記薄膜を形成するためのガスを供給する複数のガス供給部と、
前記ガス供給部から供給されるガスの温度を調節する複数の温度調節部と、
前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に調節するために、前記温度調節部を個別に制御する温度制御部と、を備え、
前記ガス供給部の各々は、
前記薄膜の原料である原料ガスを前記基板と平行な方向に供給するための原料ガス供給管と、
前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを前記基板と平行な方向に供給するための反応ガス供給管と、を備え、
前記基板支持部は、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置に、前記基板の温度を検知する複数の温度検知部を備え、
前記温度制御部は、前記温度検知部が検知した結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記温度調節部を制御することを特徴とする原子層堆積装置。
【請求項４】
前記原料ガス供給管から前記原料ガスが供給されるタイミングと、前記反応ガス供給管から前記反応ガスが供給されるタイミングと、を制御するガス制御部を備える、請求項１乃至３のいずれかに記載の原子層堆積装置。
【請求項５】
基板上に薄膜を形成する原子層堆積方法であって、
前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する工程と、
前記複数の基板の周囲から、前記複数の基板を加熱する工程と、
前記基板と直交する方向に離間した少なくとも３つのガス供給部から、前記薄膜を形成するためのガスを前記基板と平行な方向に供給するガス供給工程と、
前記少なくとも３つのガス供給部のうち、中心側に位置するガス供給部から供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部から供給されるガスの温度よりも高くなるように、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する温度制御工程と、
を有することを特徴とする原子層堆積方法。
【請求項６】
前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置で、前記基板の温度を検知する温度検知工程を有し、
前記温度制御工程は、前記温度検知工程で検知された結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する、請求項５に記載の原子層堆積方法。
【請求項７】
基板上に薄膜を形成する原子層堆積方法であって、
前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する工程と、
前記複数の基板を加熱する工程と、
前記基板と直交する方向に離間した複数のガス供給部から、前記薄膜を形成するためのガスを前記基板と平行な方向に供給するガス供給工程と、
前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置で、前記基板の温度を検知する温度検知工程と、
前記温度検知工程で検知された結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記複数のガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する温度制御工程と、
を有することを特徴とする原子層堆積方法。
【請求項８】
前記ガス供給工程は、
前記薄膜の原料である原料ガスを供給する工程と、
前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを供給する工程と、
を有する、請求項５乃至７のいずれかに記載の原子層堆積方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積装置、及び、原子層堆積方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
段差被覆性に優れ、薄膜を均一に形成する技術として、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）が知られている。ＡＬＤ法では、形成しようとする薄膜を構成する元素を主成分とする２種類のガスを基板上に交互に供給し、基板上に原子層単位で薄膜を形成する。ＡＬＤ法では、表面反応の自己停止作用が用いられる。表面反応の自己停止作用とは、原料ガスを供給している間に、１層あるいは数層の原料ガスだけが基板表面に吸着し、余分な原料ガスは成膜に寄与しない作用である。そのため、ＡＬＤ法を用いて原子層単位で繰り返し基板上に薄膜を形成することにより、所望の膜厚の薄膜を形成することができる。
【０００３】
一般的なＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法と比較して、ＡＬＤ法は段差被覆性と膜厚制御性に優れている。そのため、メモリ素子のキャパシタや、「high-kゲート」と呼ばれる絶縁膜の形成にＡＬＤ法を用いることが期待されている。
また、ＡＬＤ法では、３００℃以下の温度で絶縁膜を形成することができる。そのため、液晶ディスプレイなどのようにガラス基板を用いる表示装置において、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の形成にＡＬＤ法を用いることが期待されている。
【０００４】
ＡＬＤ法は、反応の活性化手段の違いにより、熱ＡＬＤ法とプラズマＡＬＤ法とに大別される。熱ＡＬＤ法は、加熱により反応ガスの反応を促進する方法である。また、プラズマＡＬＤ法は、プラズマにより反応ガスの反応を促進する方法である。
【０００５】
従来、熱ＡＬＤ法を用いて、基板１枚毎に原子層を堆積する原子層堆積装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１９７２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＡＬＤ法では、１原子層分の原料ガスを成膜室に供給した後に原料ガスを排気し、１原子層分の反応ガスを成膜室に供給した後に反応ガスを排気するという工程を多数回繰り返すことにより、所望の厚さの薄膜が形成される。そのため、１枚の基板に所望の厚さの薄膜を形成するのに要する時間は長くなり、複数の基板に薄膜を形成するのに要する処理時間が長くなる。
【０００８】
複数の基板を成膜室の内部に配置し、複数の基板に対して同時に成膜を行うことにより、複数の基板に薄膜を形成するのに要する処理時間を短縮することが可能となる。しかし、複数の基板に対して同時に成膜を行う場合、基板が配置された位置の違いに起因して、基板間に温度分布が生じる可能性がある。ＡＬＤ法では、基板の温度によって薄膜の膜質が影響を受けることがあり、成膜された薄膜の膜質にばらつきが生じることがある。
【０００９】
本発明は、膜質のばらつきを抑制しつつ、処理時間を短縮することができる原子層堆積装置、及び、原子層堆積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】
【００１０】
本発明の原子層堆積装置は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積装置であって、前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部の周囲から前記複数の基板を加熱する加熱部と、前記基板と直交する方向に離間して配置される少なくとも３つのガス供給部であって、前記薄膜を形成するためのガスを供給する少なくとも３つのガス供給部と、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を調節する、少なくとも３つの温度調節部と、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に調節するために、前記温度調節部を個別に制御する温度制御部と、を備え、前記ガス供給部の各々は、前記薄膜の原料である原料ガスを前記基板と平行な方向に供給するための原料ガス供給管と、前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを前記基板と平行な方向に供給するための反応ガス供給管と、を備え、前記温度制御部は、前記少なくとも３つのガス供給部のうち、中心側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、前記温度調節部を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、前記基板支持部は、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置に、前記基板の温度を検知する複数の温度検知部を備え、前記温度制御部は、前記温度検知部が検知した結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記温度調節部を制御することが好ましい。
【００１２】
本発明の原子層堆積装置は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積装置であって、前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する基板支持部と、前記複数の基板を加熱する加熱部と、前記基板と直交する方向に離間して配置される複数のガス供給部であって、前記薄膜を形成するためのガスを供給する複数のガス供給部と、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を調節する複数の温度調節部と、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に調節するために、前記温度調節部を個別に制御する温度制御部と、を備え、前記ガス供給部の各々は、前記薄膜の原料である原料ガスを前記基板と平行な方向に供給するための原料ガス供給管と、前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを前記基板と平行な方向に供給するための反応ガス供給管と、を備え、前記基板支持部は、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置に、前記基板の温度を検知する複数の温度検知部を備え、前記温度制御部は、前記温度検知部が検知した結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記温度調節部を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、前記原料ガス供給管から前記原料ガスが供給されるタイミングと、前記反応ガス供給管から前記反応ガスが供給されるタイミングと、を制御するガス制御部を備えることが好ましい。
【００１４】
本発明の原子層堆積方法は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積方法であって、前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する工程と、前記複数の基板の周囲から、前記複数の基板を加熱する工程と、前記基板と直交する方向に離間した少なくとも３つのガス供給部から、前記薄膜を形成するためのガスを前記基板と平行な方向に供給するガス供給工程と、前記少なくとも３つのガス供給部のうち、中心側に位置するガス供給部から供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部から供給されるガスの温度よりも高くなるように、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する温度制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置で、前記基板の温度を検知する温度検知工程を有し、前記温度制御工程は、前記温度検知工程で検知された結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御することが好ましい。
【００１６】
本発明の原子層堆積方法は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積方法であって、前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する工程と、前記複数の基板を加熱する工程と、前記基板と直交する方向に離間した複数のガス供給部から、前記薄膜を形成するためのガスを前記基板と平行な方向に供給するガス供給工程と、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置で、前記基板の温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記複数のガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する温度制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、前記ガス供給工程は、前記薄膜の原料である原料ガスを供給する工程と、前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを供給する工程と、を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の原子層堆積装置、及び、原子層堆積方法によれば、膜質のばらつきを抑制しつつ、処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の原子層堆積装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】基板支持部の一例を示す平面図である。
【図３】実施形態の原子層堆積方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、基板上に薄膜が形成される工程を示す図である。
【図５】実施形態の原子層堆積装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】基板支持部の一例を示す平面図である。
【図７】実施形態の原子層堆積方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の原子層堆積装置及び原子層堆積方法を、実施形態に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
（原子層堆積装置）
まず、図１を参照して、原子層堆積装置の概略構成を説明する。図１は、本実施形態の原子層堆積装置の一例を示す概略構成図である。図１の上下方向は鉛直方向を示す。本実施形態の原子層堆積装置は、複数の基板に対して、原料ガスと反応ガス（酸化ガス）を供給することにより、基板上に原子層単位で酸化層を堆積し、薄膜を形成する。図１に示されるように、本実施形態の原子層堆積装置は、アウターチャンバ２００と、インナーチャンバ２１０と、少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０と、少なくとも３つの温度調節部３０６，３２６，３４６と、原料ガス供給部３６０と、反応ガス供給部３７０と、温度制御部３８０と、ガス制御部３９０と、排気部４００と、を備える。
【００２１】
インナーチャンバ２１０は、アウターチャンバ２００の内部に設けられている。また、インナーチャンバ２１０は、基板１００と直交する方向（鉛直方向）に離間して、複数の基板１００を支持する基板支持部２２０を備える。図１に示される例では、基板支持部２２０は、８枚の基板１００を支持する。
【００２２】
ここで、図２を参照して、基板支持部２２０の構成を説明する。図２は、基板支持部２２０の構成の一例を示す平面図である。図２に示されるように、基板支持部２２０の平面図は、櫛歯状となっている。例えば、櫛歯状の基板支持部２２０に対応する形状の基板載置部を備えるフォークリフトを用いて、図２の破線で示される位置に基板１００が載置される。
【００２３】
図１に戻り、インナーチャンバ２１０には、基板支持部２２０の周囲から複数の基板１００を加熱する加熱部２３０が取り付けられている。図１では、基板支持部２２０の鉛直上方と鉛直下方の加熱部２３０しか示されていないが、図１の紙面手前側と奥側に位置するインナーチャンバ２１０の側面にも加熱部が取り付けられている。
【００２４】
次に、ガス供給部３００，３２０，３４０について説明する。本実施形態の原子層堆積装置は、薄膜を形成するためのガスをインナーチャンバ２１０の内部に供給するガス供給部を、少なくとも３つ備える。図１に示される例の原子層堆積装置は、３つのガス供給部３００，３２０，３４０を備える。少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０は、基板１００と直交する方向に離間して設けられる。
【００２５】
ガス供給部３００は、原料ガス供給管３０２と、反応ガス供給管３０４と、を備える。原料ガス供給管３０２は、薄膜の原料である原料ガスを基板１００と平行な方向に供給する。また、反応ガス供給管３０４は、原料ガスと反応して薄膜を形成する反応ガスを基板１００と平行な方向に供給する。
同様に、ガス供給部３２０は、原料ガス供給管３２２と、反応ガス供給管３２４と、を備える。また、ガス供給部３４０は、原料ガス供給管３４２と、反応ガス供給管３４４と、を備える。
【００２６】
原料ガス供給管３０２，３２２，３４２は、原料ガス供給部３６０と接続されている。原料ガス供給部３６０は、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介して、インナーチャンバ２１０の内部に原料ガスを供給する。原料ガス供給部３６０が供給する原料ガスは、例えば、ＴＭＡ（Tri-Methyl-Aluminum）である。
【００２７】
また、反応ガス供給管３０４，３２４，３４４は、反応ガス供給部３７０と接続されている。反応ガス供給部３７０は、反応ガス供給管３０４，３２４，３４４を介して、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガスを供給する。反応ガス供給部３７０が供給する反応ガスは、例えば、オゾンである。
【００２８】
なお、原料ガス供給部３６０や反応ガス供給部３７０は、更に、インナーチャンバ２１０の内部にパージガスを供給することもできる。パージガスは、例えば、窒素やアルゴンである。原料ガス供給部３６０や反応ガス供給部３７０は、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２や反応ガス供給管３０４，３２４，３４４を用いてパージガスを供給してもよいし、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２や反応ガス供給管３０４，３２４，３４４とは異なる管を用いてパージガスを供給してもよい。
【００２９】
ここで、ガス供給部３００，３２０，３４０には、温度調節部３０６，３２６，３４６がそれぞれ取り付けられている。温度調節部３０６，３２６，３４６は、ガス供給部３００，３２０，３４０から供給されるガスの温度をそれぞれ調節する。
【００３０】
温度制御部３８０は、ガス供給部３００，３２０，３４０から供給されるガスの温度を個別に調節するために、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する。温度制御部３８０は、少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０のうち、中心側に位置するガス供給部３２０によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部３００，３４０によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する。
例えば、温度制御部３８０は、温度調節部３０６と温度調節部３４６を５０℃に制御し、温度調節部３２６を１５０℃に制御する。
【００３１】
ガス制御部３９０は、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２からインナーチャンバ２１０の内部に原料ガスが供給されるタイミングを制御する。また、ガス制御部３９０は、反応ガス供給管３０４，３２４，３４４からインナーチャンバ２１０の内部に原料ガスが供給されるタイミングを制御する。ガス制御部３９０が原料ガスや反応ガスを供給するタイミングを制御する具体的な方法は、後述する。
【００３２】
排気部４００は、インナーチャンバ２１０の内部の原料ガスや反応ガスを排気する。排気部４００は、例えば、ドライポンプである。
以上が本実施形態の原子層堆積装置の概略構成である。
【００３３】
（原子層堆積方法）
次に、図３、図４を参照して、上述した原子層堆積装置を用いた原子層堆積方法について説明する。図３は、本実施形態の原子層堆積方法の一例を示すフローチャートである。また、図４（ａ）〜（ｄ）は、基板１００の上に薄膜が形成される工程を示す図である。
【００３４】
まず、ガス供給部３００，３２０，３４０から供給されるガスの温度を個別に調節するために、温度制御部３８０が、少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０のうち、中心側に位置するガス供給部３２０によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部３００，３４０によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する（ステップＳ１０１）。
【００３５】
次に、原料ガス供給部３６０が、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介してインナーチャンバ２１０の内部に原料ガスを供給する（ステップＳ１０２）。原料ガス供給部３６０が原料ガスを供給するタイミングは、ガス制御部３９０により制御される。原料ガス供給部３６０は、例えば、１秒間、インナーチャンバ２１０の内部に原料ガスを供給する。
図４（ａ）に示されるように、ステップＳ１０２によって、インナーチャンバ２１０の内部に原料ガス１１０が供給され、基板１００の上に原料ガス１１０が吸着して吸着層１０２が形成される。
【００３６】
次に、原料ガス供給部３６０が、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介してインナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する（ステップＳ１０３）。原料ガス供給部３６０がパージガス１１２を供給するタイミングは、ガス制御部３９０により制御される。原料ガス供給部３６０は、例えば、３０秒間、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する。また、排気部４００が、インナーチャンバ２１０の内部の原料ガス１１０やパージガス１１２を排気する。
図４（ｂ）に示されるように、ステップＳ１０３によって、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２が供給され、基板１００の上に吸着していない原料ガス１１０がインナーチャンバ２１０からパージされる。
【００３７】
次に、反応ガス供給部３７０が、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガス１１４を供給する（ステップＳ１０４）。反応ガス供給部３７０が反応ガス１１４を供給するタイミングは、ガス制御部３９０により制御される。反応ガス供給部３７０は、例えば、５秒間、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガス１１４を供給する。
図４（ｃ）に示されるように、ステップＳ１０４によって、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガス１１４が供給され、吸着層１０２と反応ガス１１４とが反応し、酸化層１０４が形成される。
【００３８】
次に、反応ガス供給部３７０が、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する（ステップＳ１０５）。反応ガス供給部３７０は、例えば、３０秒間、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する。また、排気部４００が、インナーチャンバ２１０の内部の反応ガス１１４やパージガス１１２を排気する。
図４（ｄ）に示されるように、ステップＳ１０５によって、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２が供給され、反応ガス１１４がインナーチャンバ２１０からパージされる。
【００３９】
以上説明したステップＳ１０１〜Ｓ１０５により、基板１００の上に一原子層分の酸化層１０４が形成される。以下、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を所定回数繰り返すことにより、所望の膜厚の酸化層１０４を形成することができる。また、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を繰り返すことにより、原料ガス供給部３６０は、原料ガスを間欠的に供給する。また、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を繰り返すことにより、反応ガス供給部３７０は、反応ガスを間欠的に供給する。
【００４０】
一般に、本実施形態のように、基板支持部２２０の周囲に設けられた加熱部２３０によって複数の基板１００を加熱する場合、中心側に配置された基板は、鉛直上方側に配置された基板や鉛直下方側に配置された基板に比べて、加熱されにくい。そのため、基板が配置される位置によって成膜時の温度が異なり、例えば、膜厚などの膜質にばらつきが生じやすくなる。
【００４１】
これに対し、本実施形態では、少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０のうち、中心側に位置するガス供給部３２０によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部３００，３４０によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、温度制御部３８０が温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する。そのため、加熱部２３０によって加熱されにくい中心側に配置された基板には、加熱部２３０によって加熱されやすい鉛直上方側に配置された基板や鉛直下方側に配置された基板に供給されるガスよりも高温のガスが供給される。その結果、成膜時の基板の温度分布を低減することが可能となり、膜質のばらつきを低減することができる。そのため、本実施形態によれば、膜質のばらつきを抑制しつつ、処理時間を短縮することができる。
【００４２】
なお、上述した実施形態では、原子層堆積装置が基板上に原子層単位で酸化層を堆積し、薄膜を形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反応ガス供給部３７０が窒素ガスを供給し、基板上に原子層単位で窒化層を堆積し、薄膜を形成する場合にも、本発明を適用することができる。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
次に、図５を参照して、第２の実施形態の原子層堆積装置の概略構成を説明する。図５は、本実施形態の原子層堆積装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態の原子層堆積装置の基本的な構成は、上述した第１の実施形態と同様である。そのため、以下の説明では、第１の実施形態と同様の部分の説明は省略し、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
【００４４】
本実施形態の原子層堆積装置は、アウターチャンバ２００と、インナーチャンバ２１０と、複数のガス供給部３００，３２０，３４０と、複数の温度調節部３０６，３２６，３４６と、原料ガス供給部３６０と、反応ガス供給部３７０と、温度制御部３８０と、ガス制御部３９０と、排気部４００と、を備える。
【００４５】
インナーチャンバ２１０は、アウターチャンバ２００の内部に設けられている。また、インナーチャンバ２１０は、基板１００と直交する方向（鉛直方向）に離間して、複数の基板１００を支持する基板支持部２２０を備える。図５に示される例では、基板支持部２２０は、８枚の基板１００を支持する。
【００４６】
ここで、図６を参照して、本実施形態の基板支持部２２０の構成を説明する。図６は、基板支持部２２０の構成の一例を示す平面図である。図６に示されるように、基板支持部２２０の基本的な形状は、図２を参照して説明した第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と異なり、本実施形態の基板支持部２２０は、基板の温度を検知する温度検知部２２２を備える。温度検知部２２２は、例えば、熱電対である。温度検知部２２２は、基板１００の中央付近の温度を検知する位置に設けられることが好ましい。
本実施形態の基板支持部２２０は、８枚の基板１００の温度をそれぞれ検知するために、各基板１００が載置される位置毎に、温度検知部２２２を備える。
温度検知部２２２が検知した結果は、温度制御部３８０へ供給される。
【００４７】
本実施形態のガス供給部３００，３２０，３４０、温度調節部３０６，３２６，３４６、原料ガス供給部３６０、反応ガス供給部３７０、ガス制御部３９０、排気部４００は、上述した第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４８】
本実施形態の温度制御部３８０は、温度検知部２２２が検知した結果に基づいて、複数の基板１００の温度分布を低減するように、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する。
【００４９】
次に、図７を参照して、本実施形態の原子層堆積装置を用いた原子層堆積方法について説明する。図７は、本実施形態の原子層堆積方法の一例を示すフローチャートである。
まず、温度検知部２２２が基板１００の温度を検知する（ステップＳ２０１）。また、温度検知部２２２は、基板１００の温度を検知した結果を、温度制御部３８０へ供給する。
【００５０】
次に、温度制御部３８０が、温度検知部２２２が検知した結果に基づいて、複数の基板１００の温度分布を低減するように、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する（ステップＳ２０２）。
【００５１】
次に、原料ガス供給部３６０が、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介してインナーチャンバ２１０の内部に原料ガスを供給する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３は、第１の実施形態のステップＳ１０２と同様である。
次に、原料ガス供給部３６０が、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介してインナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４は、第１の実施形態のステップＳ１０３と同様である。
【００５２】
次に、反応ガス供給部３７０が、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガス１１４を供給する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５は、第１の実施形態のステップＳ１０４と同様である。
次に、反応ガス供給部３７０が、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６は、第１の実施形態のステップＳ１０５と同様である。
【００５３】
以上説明したステップＳ２０１〜Ｓ２０６により、基板１００の上に一原子層分の酸化層１０４が形成される。以下、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６を所定回数繰り返すことにより、所望の膜厚の酸化層１０４を形成することができる。また、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６を繰り返すことにより、原料ガス供給部３６０は、原料ガスを間欠的に供給する。また、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６を繰り返すことにより、反応ガス供給部３７０は、反応ガスを間欠的に供給する。
【００５４】
本実施形態の温度制御部３８０は、酸化層１０４を成膜する初期の段階では、例えば、温度調節部３０６と温度調節部３４６を５０℃に制御し、温度調節部３２６を１５０℃に制御する。
その後、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６を繰り返すことにより、加熱部２３０によって加熱されにくい中心側に配置された基板の温度と、加熱部２３０によって加熱されやすい鉛直上方側に配置された基板や鉛直下方側に配置された基板の温度との差は、次第に小さくなる。
そのため、本実施形態の温度制御部３８０は、酸化層１０４の成膜が進むにつれて、ガス供給部３００，３４０によって供給されるガスの温度と、ガス供給部３２０によって供給されるガスの温度との差が小さくなるように、各温度調節部３０６，３２６，３４６を制御する。例えば、温度調節部３０６と温度調節部３４６を５０℃に制御し、温度調節部３２６を１００℃に制御する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、温度検知部２２２が基板１００の温度を検知した結果に基づいて、複数の基板１００の温度分布を低減するように、温度制御部３８０が温度調節部３０６，３２６，３４６を制御する。そのため、成膜時の基板の温度分布のばらつきをより低減することが可能となり、膜質のばらつきを低減することができる。その結果、本実施形態によれば、膜質のばらつきを抑制しつつ、処理時間を短縮することができる。
【００５６】
なお、第２の実施形態では、原子層堆積装置が３つのガス供給部３００，３２０，３４０を備える例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、原子層堆積装置が複数（少なくとも２つ）のガス供給部を備える場合にも、本発明を適用することができる。
【００５７】
また、第２の実施形態では、加熱部２３０が基板支持部２２０の周囲から複数の基板１００を加熱する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、加熱部２３０が基板支持部２２０の鉛直下方から複数の基板１００を加熱する場合にも、本発明を適用することができる。
この場合、鉛直下方に配置された基板１００は加熱部２３０によって加熱されやすいのに対し、鉛直上方に配置された基板１００は加熱部２３０によって加熱されにくい。そのため、鉛直上方に位置するガス供給部３００によって供給されるガスの温度が、鉛直下方に位置するガス供給部３４０によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、温度制御部３８０が各温度調節部３０６，３２６，３４６を制御することが望ましい。
【００５８】
以上、本発明の原子層堆積装置、及び、原子層堆積方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５９】
１００  基板
１０２  吸着層
１０４  酸化層
１１０  原料ガス
１１２  パージガス
１１４  反応ガス
２００  アウターチャンバ
２１０  インターチャンバ
２２０  基板支持部
２２２  温度検知部
２３０  加熱部
３００，３２０，３４０  ガス供給部
３０２，３２２，３４２  原料ガス供給管
３０４，３２４，３４４  反応ガス供給管
３０６，３２６，３４６  温度調節部
３６０  原料ガス供給部
３７０  反応ガス供給部
３８０  温度制御部
３９０  ガス制御部
４００  排気部
【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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