(57)【要約】      （修正有）【課題】基板を載置するための基板載置部材を回転テーブルに着脱自在に設けることにより、前記回転テーブルにおける基板載置面の表面粗さが適切な範囲から外れた場合に容易に対応できる基板処理装置を提供する。【解決手段】真空容器内に設けられ、水平面に沿って回転する回転テーブル２に形成された凹部２４の内部に、基板をなすウエハＷを載置するための基板載置部材２００を着脱自在に設ける。この基板載置部材２００には、回転テーブル２の回転時に遠心力によるウエハＷの移動を規制する位置規制部２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃが設けられている。基板載置部材２００は着脱自在に設けられているので、回転テーブル２の回転時にウエハＷの移動がある場合や、クリーニングによって基板載置部材２００の表面が荒れ、表面粗さが適切な範囲から外れた場合には、基板載置部材２００を交換する。【選択図】図６
2011119408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内にて基板の表面に対して処理ガスを供給することにより真空処理する基板処理装置において、
前記真空容器内に設けられ、水平面に沿って回転する回転テーブルと、
この回転テーブルの回転により基板が公転するように当該回転テーブルに周方向に沿って複数設けられ、基板がその内部に載置される基板載置用の凹部と、
前記回転テーブルに設けられ、回転テーブルの回転時に遠心力による基板の移動を規制する位置規制部と、
前記回転テーブルにおける基板の載置領域側の面に、処理ガスを供給するための処理ガス供給手段と、
前記真空容器内を排気する真空排気手段と、を備え、
前記回転テーブルは、前記凹部毎に着脱自在に設けられると共に、少なくとも凹部の底面部を構成する基板載置部材を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
外部の基板搬送機構との間で基板の受け渡しを行うために、基板載置部材を突き上げる突き上げ機構と、
前記回転テーブルに設けられ、前記突き上げ機構が通過し、基板載置部材が突き上げられていないときには当該基板載置部材により塞がれる貫通孔と、
前記回転テーブルの下方側にパージガスを供給する手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板載置部材は、外部の基板搬送機構が基板載置部材との間で基板の受け渡しを行うために、基板載置部材の上面側に基板搬送機構が入り込む溝が形成されていることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板載置部材は、基板の中央部に対応する中央部分と、この中央部分を囲み、基板の中央部よりも周縁側の部位に対応する環状の周縁部分とに分割され、前記突き上げ機構は、基板載置部材の中央部分を突き上げることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
【請求項５】
外部の基板搬送機構との間で基板の受け渡しを行うために、基板を突き上げる基板突き上げ機構と、
前記基板載置部材と、前記回転テーブルにおける基板載置部材の下方側部位とに設けられ、前記基板突き上げ機構が通過する貫通孔と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器内にて、基板が載置された回転テーブルを回転させながら、前記基板の表面に対して処理ガスを供給して真空処理する基板処理装置に関する。
【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、圧力の高い領域から圧力の低い領域に進入すると、圧力の高い領域を通過したときにウエハの裏面に回りこんだ圧力の高いガスにより載置台からウエハが飛び出すおそれがある。
【０００５】
このためテーブルにおけるウエハ載置面の表面粗さを調整して、前記載置面とウエハとの密着性を高めることを検討している。ところで前記載置台に対してウエハの受け渡しを行う際には、昇降ピンによりウエハを載置台に対して昇降させる構成が考えられるが、前記載置面とウエハとの密着性を高めるために前記載置面を鏡面にすると、密着力が大きくなり過ぎ、前記昇降ピンでウエハを突き上げたときに割れてしまう懸念がある。従ってウエハとの密着性を高めながら、ウエハの受け渡しを円滑に行うために、ウエハ載置面の表面粗さの適切化が必要である。
【０００６】
一方、載置台を高速で回転させる場合には、遠心力が大きくなるので、既述のように密着性を高めたとしてもウエハが受け渡し時の位置から外側にずれ、この際ウエハとの摩擦により、ウエハ載置面が擦れてしまうおそれがある。また成膜処理では、所定のタイミングでクリーニング処理を行う必要があり、このクリーニングは、真空容器内の付着物を除去するものであるので、フッ素を含むガス等の腐食性の強いガスをクリーニングガスとして用いることが多い。このためクリーニング回数が多くなると、載置台の表面が損傷することも考えられる。従って載置台の表面粗さの最適化を図ったとしても、処理を繰り返して行うと、既述の要因により、前記表面粗さが適切な範囲から外れてしまう懸念がある。
【０００７】
更にまたＡＬＤ方式では複数の反応ガスの混合を防ぐために真空容器内に分離ガスを供給する必要があり、載置台の下方側をパージすることを検討している。この際ウエハの受け渡しのために昇降ピンの通過孔を載置台に形成すると、パージガスの流量が大きい場合にはウエハが浮いてしまう。このためパージガスの流量をあまり大きくとれないという問題も発生する。またこのような課題はＡＬＤに限られず、例えばＣＶＤを行う場合にテーブルの下方へのガスの回り込みを防止するために載置台の下方側をパージする場合にも同様である。
【０００８】
【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】
【０００９】
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、基板を載置するための基板載置部材を回転テーブルに着脱自在に設けることにより、前記回転テーブルにおける基板載置面の表面粗さが適切な範囲から外れた場合に容易に対応できる基板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】
【００１０】
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することにより真空処理する基板処理装置において、
前記真空容器内に設けられ、水平面に沿って回転する回転テーブルと、
前記回転テーブルの回転により基板が公転するように、当該回転テーブルに着脱自在に設けられ、基板を載置するための基板載置部材と、
前記回転テーブル又は基板載置部材に設けられ、回転テーブルの回転時に遠心力による基板の移動を規制する位置規制部と、
前記回転テーブルにおける基板の載置領域側の面に、処理ガスを供給するための処理ガス供給手段と、
前記真空容器内を排気する真空排気手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板を載置するための基板載置部材を回転テーブルに着脱自在に設けているので、基板との摩擦やクリーニングにより基板載置部材の表面粗さが適切な範囲から外れた場合に新たな基板載置部材に交換する等、前記表面粗さを適切な範囲に維持するにあたり、容易に対応できる。
【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基板載置部材を示す斜視図である。
【図６】前記基板載置部材を示す平面図と縦断面図である。
【図７】上記の成膜装置の一部破断斜視図である。
【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平面図である。
【図１１】上記の成膜装置の作用を示す縦断面図である。
【図１２】上記の成膜装置の作用を示す縦断面図である。
【図１３】第１の反応ガス及び第２の反応ガスが分離ガスにより分離されて排気される様子を示す説明図である。
【図１４】基板載置部材の他の例を示す斜視図である。
【図１５】前記基板載置部材を示す平面図と縦断面図である。
【図１６】基板載置部材のさらに他の例を示す平面図と縦断面図である。
【図１７】本発明の上記以外の実施の形態に係る成膜装置を示す縦断面図である。
【図１８】本発明の成膜装置を用いた基板処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図１９】本発明の他の例を示す縦断面図である。
【図２０】本発明のさらに他の例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】
本発明の基板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。
【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。なお図２には凹部２４にウエハＷを載置していない状態、図３には凹部２４にウエハＷを載置した状態を描いてある。ここで図４は、回転テーブル２を同心円に沿って切断しかつ横に展開して示す展開図である。
【００１６】
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。また例えば図４〜図６に示すように、凹部２４の内部には基板載置部材２００が、当該基板載置部材２００の上面が凹部２４内に隠れるように配置されている。この基板載置部材２００は、凹部２４に対して着脱自在に設けられることから、このときのクリアランスを確保するために、その直径は凹部２４の直径よりも僅かに例えば１ｍｍ小さく、かつウエハの直径よりも僅かに例えば６ｍｍ大きく形成されている。
【００１７】
また凹部２４の深さや基板載置部材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内の基板載置部材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。
【００１８】
この基板載置部材２００の複数個所例えば３カ所には位置規制部２０１（２０１ａ〜２０１ｃ）が設けられている。これら位置規制部２０１は、回転テーブル２が回転したときに、遠心力によるウエハＷの移動を規制するものである。ウエハＷは前記遠心力により回転テーブル２の周縁側に移動するので、この例では、前記位置規制部２０１は、ウエハＷにおける回転テーブル２の周縁側の側面と当接して、当該ウエハＷの位置を規制するように設けられている。そして基板載置部材２００が凹部２４内の所定の位置にある場合に、ウエハＷが位置規制部２０１に当接したときには、当該ウエハＷの中心と凹部２４の中心と揃った状態でウエハＷの位置が規制されるように、位置規制部２０１ａ〜２０１ｃの取り付け位置が設定されている。
【００１９】
さらに基板載置部材２００には、外部の基板搬送機構１０が当該基板載置部材２００との間でウエハＷの受け渡しを行うために、その上面側に基板搬送機構１０が入り込む溝２０２が形成されている。この例では、前記基板搬送機構１０は、ウエハＷの裏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、フォーク１０ａと基板載置部材２００との間でウエハＷの受け渡しを行うときには、前記基端部１０ｂが、基板載置部材２００の外側に位置するように構成されている。また前記フォーク１０ａは進退自在及び昇降自在に構成され、基板載置部材２００との間でウエハＷの受け渡しを行うときには、ウエハＷを保持したフォーク１０ａが基板載置部材２００に形成された溝２０２内において進退する動作が行われる。このため前記溝２０２の深さは、フォーク１０ａがウエハＷの受け渡し時に当該溝２０２内において進退移動ができる程度に設定される。
【００２０】
また前記位置規制部２０１ａ〜２０１ｃは、基板載置部材２００と基板搬送機構１０との間でウエハＷの受け渡しを行うときに、当該受け渡し動作を阻害しない位置に設けられている。このため、例えば図６に示すように、前記基板載置部材２００における、回転テーブル２の周縁側において、２本の溝２０２の間に位置規制部２０１ｂが設けられ、溝２０２の左右方向（図６中Ｙ方向）の両側に夫々位置規制部２０１ａ，２０１ｃが設けられるように構成されている。
【００２１】
ここで真空容器１の側壁には図２、図３及び図７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に臨む位置にて前記基板搬送機構１０との間でウエハＷの受け渡しが行われることから、回転テーブル２の下方側において当該受け渡し位置に対応する部位に、凹部２４に設けられた貫通孔２０３を貫通して基板載置部材２００を裏面から突き上げる突き上げ機構２０４が設けられている。この突き上げ機構２０４は、複数本例えば３本の突き上げピン２０５とこれら突き上げピン２０５を昇降させる昇降部材２０６とにより構成されている。なお突き上げピン２０５は、基板載置部材２００の突き上げを行わないときには、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。
【００２２】
また基板載置部材２００は凹部２４よりも若干小さく形成されると共に、後述するようにウエハＷを受け渡し時には基板載置部材２００が突き上げ機構２０４により凹部２４の底面から突き上げられることから、基板載置部材２００と凹部２４との接合面には、基板載置部材２００を凹部２４に対して所定の位置に位置決めするために位置決め部材２０７が設けられている。この例では位置決め部材２０７は、基板載置部材２００の下面に形成された凸部２０８と、凹部２４の底面における凸部２０８に対応する位置に形成された位置決め用凹部２０９とにより構成されている。前記凸部２０８及び位置決め用凹部２０９は、前記突き上げピン２０５と干渉しない位置に形成される。なお凹部２４と基板載置部材２００との大きさの関係や、基板載置部材２００の大きさや厚み、基板載置部材２００の裏面側の表面粗さ等によって、凹部２４内において基板載置部材２００の移動しない場合や、移動量が僅かである場合、基板載置部材２００が多少移動しても、ウエハＷの受け渡し動作やウエハＷの処理について影響がない場合には、この位置決め部材２０７は必ずしも設ける必要はない。
【００２３】
このような基板載置部材２００は例えば石英やアルミナ、窒化アルミニウム、サファイア等により形成されており、その表面（基板載置面）の表面粗さはプロセスに応じて、夫々適切な範囲に設定される。例えば既述のように、凹部２４はウエハよりも大きく形成されていることから、回転テーブル２を例えば２４０ｒｐｍ程度の回転数にて高速で回転させるプロセスでは、ウエハの移動を抑えるために密着力を確保することが必要であるので、密着力を優先して前記表面粗さの適切化を図るようにしてもよい。また基板載置部材２００とウエハＷの密着力が大きくなり過ぎると、フォーク１０ａがウエハを受け取るときにウエハの破損を招くおそれがあることから、ある程度の密着力を確保しながら、ウエハの受け渡しを円滑に行うように、前記表面粗さの適切化を図るようにしてもよい。さらに回転テーブル２を例えば１０ｒｐｍ程度の回転数にて低速で回転させるプロセスでは、フォーク１０ａへのウエハの受け渡しを円滑に行うことを優先して、前記表面粗さの適切な範囲を設定してもよい。このようにウエハの受け渡し易さを優先する場合には、基板載置部材２００の表面に微細な凹凸を例えばエンボス加工により形成するようにしてもよい。
【００２４】
基板載置部材２００の裏面の表面粗さについてもプロセスに応じて適切な範囲に設定される。この場合には、基板載置部材２００は突き上げピン２０５により凹部２４から突き上げられることから、この動作を円滑に行うことができるように表面粗さの適切化を図るようにしてもよい。この際、例えば基板載置部材２００の裏面に微細な凹凸をエンボス加工により施すようにしてもよい。また凹部２４と基板載置部材２００の密着力を高めることを優先して表面粗さの適切化を図るようにしてもよいし、凹部２４に対する密着力と、基板載置部材２００の突き上げ動作の行い易さとの両方を考慮して表面粗さの適切化を図るようにしてもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
ガスノズル３１、３２、４１、４２は図示の例では、真空容器１の周壁部から真空容器１内に導入されているが、後述する環状の突出部５から導入してもよい。この場合、突出部５の外周面と天板１１の外表面とに開口するＬ字型の導管を設け、真空容器１内でＬ字型の導管の一方の開口にガスノズル３１、（３２、４１、４２）を接続し、真空容器１の外部でＬ字型の導管の他方の開口にガス導入ポート３１ａ（３２ａ、４１ａ、４２ａ）を接続する構成を採用することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
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が長さ方向に間隔を置いて穿設されている。反応ガスノズル３１、３２は処理ガス供給手段に相当し、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。
【００２９】
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、この分離領域Ｄにおける真空容器１の天板１１には図２〜図４に示すように、回転テーブル２の回転中心を中心としかつ真空容器１の内周壁の近傍に沿って描かれる円を周方向に分割してなる、平面形状が扇型で下方に突出した凸状部４が設けられている。分離ガスノズル４１、４２は、この凸状部４における前記円の周方向中央にて当該円の半径方向に伸びるように形成された溝４３内に収められている。即ち分離ガスノズル４１、（４２）の中心軸から凸状部４である扇型の両縁（回転方向上流側の縁及び下流側の縁）までの距離は同じ長さに設定されている。なお、溝４３は、本実施形態では凸状部４を二等分するように形成されているが、他の実施形態においては、例えば溝４３から見て凸状部４における回転テーブル２の回転方向上流側が前記回転方向下流側よりも広くなるように溝４３を形成してもよい。
【００３０】
従って分離ガスノズル４１、４２における前記周方向両側には、前記凸状部４の下面である例えば平坦な低い天井面４４（第１の天井面）が存在し、この天井面４４の前記周方向両側には、当該天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）が存在することになる。この凸状部４の役割は、回転テーブル２との間に第１の反応ガス及び第２の反応ガスの侵入を阻止してこれら反応ガスの混合を阻止するための狭隘な空間である分離空間を形成することにある。
【００３１】
即ち、分離ガスノズル４１を例にとると、回転テーブル２の回転方向上流側からＯ３ガスが侵入することを阻止し、また回転方向下流側からＢＴＢＡＳガスが侵入することを阻止する。「ガスの侵入を阻止する」とは、分離ガスノズル４１から吐出した分離ガスであるＮ２ガスが第１の天井面４４と回転テーブル２の表面との間に拡散して、この例では当該第１の天井面４４に隣接する第２の天井面４５の下方側空間に吹き出し、これにより当該隣接空間からのガスが侵入できなくなることを意味する。そして「ガスが侵入できなくなる」とは、隣接空間から凸状部４の下方側空間に全く入り込むことができない場合のみを意味するのではなく、多少侵入はするが、両側から夫々侵入したＯ３ガス及びＢＴＢＡＳガスが凸状部４内で混じり合わない状態が確保される場合も意味し、このような作用が得られる限り、分離領域Ｄの役割である第１の処理領域Ｐ１の雰囲気と第２の処理領域Ｐ２の雰囲気との分離作用が発揮できる。従って狭隘な空間における狭隘の程度は、狭隘な空間（凸状部４の下方空間）と当該空間に隣接した領域（この例では第２の天井面４５の下方空間）との圧力差が「ガスが侵入できなくなる」作用を確保できる程度の大きさになるように設定され、その具体的な寸法は凸状部４の面積などにより異なるといえる。またウエハに吸着したガスについては当然に分離領域Ｄ内を通過することができ、ガスの侵入阻止は、気相中のガスを意味している。
【００３２】
一方天板１１の下面には、回転テーブル２におけるコア部２１よりも外周側の部位と対向するようにかつ当該コア部２１の外周に沿って突出部５が設けられている。この突出部５は凸状部４における前記回転中心側の部位と連続して形成されており、その下面が凸状部４の下面（天井面４４）と同じ高さに形成されている。図２及び図３は、前記天井面４５よりも低くかつ分離ガスノズル４１、４２よりも高い位置にて天板１１を水平に切断して示している。なお突出部５と凸状部４とは、必ずしも一体であることに限られるものではなく、別体であってもよい。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
真空容器１の天板１１の下面、つまり回転テーブル２のウエハ載置領域（凹部２４）から見た天井面は既述のように第１の天井面４４とこの天井面４４よりも高い第２の天井面４５とが周方向に存在するが、図１では、高い天井面４５が設けられている領域についての縦断面を示しており、図８では、低い天井面４４が設けられている領域についての縦断面を示している。扇型の凸状部４の周縁部（真空容器１の外縁側の部位）は図２及び図８に示されているように回転テーブル２の外端面に対向するようにＬ字型に屈曲して屈曲部４６を形成している。扇型の凸状部４は天板１１側に設けられていて、容器本体１２から取り外せるようになっていることから、前記屈曲部４６の外周面と容器本体１２との間には僅かに隙間がある。この屈曲部４６も凸状部４と同様に両側から反応ガスが侵入することを防止して、両反応ガスの混合を防止する目的で設けられており、屈曲部４６の内周面と回転テーブル２の外端面との隙間、及び屈曲部４６の外周面と容器本体１２との隙間は、回転テーブル２の表面に対する天井面４４の高さｈと同様の寸法に設定されている。この例においては、回転テーブル２の表面側領域からは、屈曲部４６の内周面が真空容器１の内周壁を構成していると見ることができる。
【００３７】
容器本体１２の内周壁は、分離領域Ｄにおいては図８に示すように前記屈曲部４６の外周面と接近して垂直面に形成されているが、分離領域Ｄ以外の部位においては、図１に示すように例えば回転テーブル２の外端面と対向する部位から底面部１４に亘って縦断面形状が矩形に切り欠かれて外方側に窪んだ構造になっている。この窪んだ部分を排気領域６と呼ぶことにすると、この排気領域６の底部には図１及び図３に示すように例えば２つの排気口６１、６２が設けられている。これら排気口６１、６２は各々排気管６３を介して真空排気手段である例えば共通の真空ポンプ６４に接続されている。なお図１中、６５は圧力調整手段であり、排気口６１、６２ごとに設けてもよいし、共通化されていてもよい。排気口６１、６２は、分離領域Ｄの分離作用が確実に働くように、平面で見たときに前記分離領域Ｄの前記回転方向両側に設けられ、各反応ガス（ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガス）の排気を専用に行うようにしている。この例では一方の排気口６１は第１の反応ガスノズル３１とこの反応ガスノズル３１に対して前記回転方向下流側に隣接する分離領域Ｄとの間に設けられ、また他方の排気口６１は、第２の反応ガスノズル３２とこの反応ガスノズル３２に対して前記回転方向下流側に隣接する分離領域Ｄとの間に設けられている。
【００３８】
排気口の設置数は２個に限られるものではなく、例えば分離ガスノズル４２を含む分離領域Ｄと当該分離領域Ｄに対して前記回転方向下流側に隣接する第２の反応ガスノズル３２との間に更に排気口を設置して３個としてもよいし、４個以上であってもよい。この例では排気口６１、６２は回転テーブル２よりも低い位置に設けることで真空容器１の内周壁と回転テーブル２の周縁との間の隙間から排気するようにしているが、真空容器１の底面部に設けることに限られず、真空容器１の側壁に設けてもよい。また排気口６１、６２は、真空容器１の側壁に設ける場合には、回転テーブル２よりも高い位置に設けるようにしてもよい。このように排気口６１、６２を設けることにより回転テーブル２上のガスは、回転テーブル２の外側に向けて流れるため、回転テーブル２に対向する天井面から排気する場合に比べてパーティクルの巻上げが抑えられるという観点において有利である。
【００３９】
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７及び図８に示すように加熱手段であるヒータユニット７が設けられ、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウエハをプロセスレシピで決められた温度に加熱するようになっている。前記回転テーブル２の周縁付近の下方側には、回転テーブル２の上方空間から排気領域６に至るまでの雰囲気とヒータユニット７が置かれている雰囲気とを区画するためにヒータユニット７を全周に亘って囲むようにカバー部材７１が設けられている。このカバー部材７１は上縁が外側に屈曲されてフランジ形状に形成され、その屈曲面と回転テーブル２の下面との間の隙間を小さくして、カバー部材７１内に外方からガスが侵入することを抑えている。
【００４０】
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。これらパージガス供給管７２，７３は本発明のパージガス供給手段に相当する。
【００４１】
このようにパージガス供給管７２、７３を設けることにより図９にパージガスの流れを矢印で示すように、ケース体２０内からヒータユニット７の配置空間に至るまでの空間がＮ２ガスでパージされ、このパージガスが回転テーブル２とカバー部材７１との間の隙間から排気領域６を介して排気口６１、６２に排気される。これによって既述の第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との一方から回転テーブル２の下方を介して他方にＢＴＢＡＳガスあるいはＯ３ガスが回り込むことが防止されるため、このパージガスは分離ガスの役割も果たしている。
【００４２】
また真空容器１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続されていて、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスであるＮ２ガスを供給するように構成されている。この空間５２に供給された分離ガスは、前記突出部５と回転テーブル２との狭い隙間５０を介して回転テーブル２のウエハ載置領域側の表面に沿って周縁に向けて吐出されることになる。この突出部５で囲まれる空間には分離ガスが満たされているので、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との間で回転テーブル２の中心部を介して反応ガス（ＢＴＢＡＳガスあるいはＯ３ガス）が混合することを防止している。即ち、この成膜装置は、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との雰囲気を分離するために回転テーブル２の回転中心部と真空容器１１とにより区画され、分離ガスがパージされると共に当該回転テーブル２の表面に分離ガスを吐出する吐出口が前記回転方向に沿って形成された中心部領域Ｃを備えているということができる。なおここでいう吐出口は前記突出部５と回転テーブル２との狭い隙間５０に相当する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。この受け渡しについて図１０〜図１３を参照して説明する。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１１（ａ）に示すように、凹部２４の底面の貫通孔２０３を介して真空容器１の底部側から突き上げピン２０５を上昇させて、基板載置部材２００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。
【００４５】
一方、図１０（ａ）、図１１（ａ）に示すように、ウエハＷを保持したフォーク１０ａを、基板載置部材２００の上方側において第１の位置まで侵入させる。この第１の位置とは、ウエハＷの中心を凹部２４の中心よりも回転テーブル２の回転中心側に例えば１ｍｍ程度偏心させた状態で、フォーク１０ａによりウエハＷを基板載置部材２００に受け渡す位置である。前記基板載置部材２００はウエハＷよりも大きく形成されていることから、この第１の位置でウエハＷを基板載置部材２００に受け渡すことができる。
【００４６】
次いで図１１（ｂ）に示すように、フォーク１０ａを下降させてウエハＷを基板載置部材２００に受け渡し、フォーク１０ａを溝２０２内において退行させる。これにより例えば図１０（ａ）や図１１（ｃ）に示すように、ウエハＷの中心を基板載置部材２００の中心よりも前記回転中心側に編心させた状態でウエハＷが基板載置部材２００に受け渡されることになる。この状態では、ウエハＷにおける回転テーブル２の周縁側の側部は位置規制部２０１に当接していない。このように偏心させて状態でウエハＷを基板載置部材２００に受け渡す理由は、ウエハＷの側部を初めから位置規制部２０１に接触するように基板載置部材２００にウエハＷを受け渡すと、ウエハＷの側部と位置規制部２０１との摩擦により、ウエハＷと位置規制部２０１の接触部分が傷付いたり、これによってパーティクルが発生するおそれがあるからである。
【００４７】
次いで図１１（ｃ）に示すように、突き上げピン２０５を下降させて、ウエハＷが載置された基板載置部材２００を凹部２４内に収納する。このとき基板載置部材２００は、その凸部２０８が凹部２４の位置決め用凹部２０９に嵌合するように凹部２４内に収納される。このようなウエハＷの受け渡しを回転テーブル２を間欠的に回転させると共に、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。
【００４８】
この回転テーブル２の回転により、図１０（ｂ）、図１２（ａ）に示すように凹部２４内のウエハＷは遠心力により外方へ移動し、その側部が位置規制部２０１に当接する位置で停止する。この位置は既述のように、ウエハＷの中心と基板載置部材２００及び凹部２４の中心とが揃う位置である。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。
【００４９】
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。
【００５０】
このとき分離ガス供給管５１からも分離ガスであるＮ２ガスを供給し、これにより中心部領域Ｃから、即ち突出部５と回転テーブル２の中心部との間から回転テーブル２の表面に沿ってＮ２ガスが吐出する。この例では反応ガスノズル３１、３２が配置されている第２の天井面４５の下方側の空間に沿った容器本体１２の内周壁においては、既述のように内周壁が切りかかれて広くなっており、この広い空間の下方に排気口６１、６２が位置しているので、第１の天井面４４の下方側の狭隘な空間及び前記中心部領域Ｃの各圧力よりも第２の天井面４５の下方側の空間の圧力の方が低くなる。ガスを各部位から吐出したときのガスの流れの状態を模式的に図１３に示す。第２の反応ガスノズル３２から下方側に吐出され、回転テーブル２の表面（ウエハＷの表面及びウエハＷの非載置領域の表面の両方）に当たってその表面に沿って回転方向上流側に向かうＯ３ガスは、その上流側から流れてきたＮ２ガスに押し戻されながら回転テーブル２の周縁と真空容器１の内周壁との間の排気領域６に流れ込み、排気口６２により排気される。
【００５１】
また第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の表面に当たってその表面に沿って回転方向下流側に向かうＯ３ガスは、中心部領域Ｃから吐出されるＮ２ガスの流れと排気口６２の吸引作用により当該排気口６２に向かおうとするが、一部は下流側に隣接する分離領域Ｄに向かい、扇型の凸状部４の下方側に流入しようとする。ところがこの凸状部４の天井面４４の高さ及び周方向の長さは、各ガスの流量などを含む運転時のプロセスパラメータにおいて当該天井面４４の下方側へのガスの侵入を防止できる寸法に設定されているため、図４（ｂ）にも示してあるようにＯ３ガスは扇型の凸状部４の下方側にほとんど流入できないかあるいは少し流入したとしても分離ガスノズル４１付近までには到達できるものではなく、分離ガスノズル４１から吐出したＮ２ガスにより回転方向上流側、つまり処理領域Ｐ２側に押し戻されてしまい、中心部領域Ｃから吐出されているＮ２ガスと共に、回転テーブル２の周縁と真空容器１の内周壁との隙間から排気領域６を介して排気口６２に排気される。
【００５２】
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。即ち、各分離領域Ｄにおいては、雰囲気中を流れる反応ガスであるＢＴＢＡＳガスあるいはＯ３ガスの侵入を阻止するが、ウエハ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。
【００５３】
更にまた第１の処理領域Ｐ１のＢＴＢＡＳガス（第２の処理領域Ｐ２のＯ３ガス）は、中心部領域Ｃ内に侵入しようとするが、図１３に示すように当該中心部領域Ｃからは分離ガスが回転テーブル２の周縁に向けて吐出されているので、この分離ガスにより侵入が阻止され、あるいは多少侵入したとしても押し戻され、この中心部領域Ｃを通って第２の処理領域Ｐ２（第１の処理領域Ｐ１）に流入することが阻止される。
【００５４】
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、例えばガＢＴＢＡＳ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。
【００５５】
ここで処理パラメータの一例について記載しておくと、回転テーブル２の回転数は、３００ｍｍ径のウエハＷを被処理基板とする場合例えば１ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ、プロセス圧力は例えば１０６７Ｐａ（８Ｔｏｒｒ）、ウエハＷの加熱温度は例えば３５０℃、ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスの流量は例えば夫々１００ｓｃｃｍ及び１００００ｓｃｃｍ、分離ガスノズル４１、４２からのＮ２ガスの流量は例えば２００００ｓｃｃｍ、真空容器１の中心部の分離ガス供給管５１からのＮ２ガスの流量は例えば５０００ｓｃｃｍである。また１枚のウエハに対する反応ガス供給のサイクル数、即ちウエハが処理領域Ｐ１、Ｐ２の各々を通過する回数は目標膜厚に応じて変わるが、多数回例えば６００回である。
【００５６】
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。そして図１２（ｂ）に示すように、凹部２４の底面の貫通孔２０３を介して真空容器１の底部側から突き上げピン２０５を上昇させて、基板載置部材２００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。
【００５７】
一方、図１０（ｃ）、図１２（ｂ）に示すように、基板搬送機構１０のフォーク１０ａを基板載置部材２００の溝２０２の内部において、第２の位置まで侵入させる。この第２の位置とは、ウエハＷの中心と凹部２４の中心とを揃えた状態でフォーク１０ａが基板載置部材２００からウエハＷを受け取る位置である。既述のように、成膜処理時には回転テーブル２の回転によりウエハＷはその中心が凹部２４の中心と揃った状態で位置規制され、フォーク１０ａが基板載置部材２００にウエハＷを受け渡した位置から外方にずれた状態にあるので、フォーク１０ａによる受け取り位置を前記第１の位置から外方へずらす必要がある。
【００５８】
次いで図１２（ｃ）に示すように、フォーク１０ａを基板載置部材２００の上方側に上昇させ、こうして基板載置部材２００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２０５を回転テーブル２の下方側に下降させ、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。
【００５９】
上述の例では、凹部２４にウエハＷを受け渡すときには、フォーク１０ａを第１の位置まで進入させ、凹部２４からウエハＷを受け取るときには、フォーク１０ａを第２の位置まで進入させている。これら第１の位置と第２の位置とは、フォーク１０ａの進退方向の位置であるので、フォーク１０ａの進退方向の移動距離を制御することにより、第１の位置と第２の位置の夫々の位置にフォーク１０ａを進入させることができる。また実際には、第１の位置と第２の位置とのフォーク１０ａの進退方向の距離の差は１ｍｍ程度である。このためこれらの位置のいずれにおいても、フォーク１０ａが溝２０２内を通過できるように前記溝２０２の形状が設定されている。
【００６０】
上述実施の形態によれば、回転テーブル２の回転方向に複数のウエハＷを配置し、回転テーブル２を回転させて第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを順番に通過させていわゆるＡＬＤ（あるいはＭＬＤ）を行うようにしているため、高いスループットで成膜処理を行うことができる。そして前記回転方向において第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との間に低い天井面を備えた分離領域Ｄを設けると共に回転テーブル２の回転中心部と真空容器１とにより区画した中心部領域Ｃから回転テーブル２の周縁に向けて分離ガスを吐出し、前記分離領域Ｄの両側に拡散する分離ガス及び前記中心部領域Ｃから吐出する分離ガスと共に前記反応ガスが回転テーブル２の周縁と真空容器の内周壁との隙間を介して排気されるため、両反応ガスの混合を防止することができ、この結果良好な成膜処理を行うことができるし、回転テーブル２上において反応生成物が生じることが全くないか極力抑えられ、パーティクルの発生が抑えられる。なお本発明は、回転テーブル２に１個のウエハＷを載置する場合にも適用できる。
【００６１】
また凹部２４におけるウエハＷ裏面と接触する領域を、凹部２４に対して着脱自在な基板載置部材２００により構成しているので、当該基板載置部材２００の表面粗さが適切な範囲から外れた場合に交換でき、基板載置面を適切な表面粗さに維持するための対応が容易となる。ここで既述のようにウエハＷは遠心力により外方へ移動して位置決めされるので、基板載置部材２００の表面は当該ウエハＷの移動により擦れ、荒れやすい。さらにクリーニングにおいて、腐食性の強いクリーニングガスを用いることによって、クリーニング回数が多くなると、基板載置部材２００の表面が荒れることもある。このように基板載置部材２００の表面が荒れた場合には、基板載置部材２００のみを交換すればよいので、回転テーブル２の表面全体を調整したり、交換する場合に比べて、容易に対応することができる。このため装置が稼働できない時間が短くて済み、スループットの低下を回避することができる。
【００６２】
ここで基板載置部材２００の表面を荒れたままにしておくと、ウエハＷと基板載置部材２００との密着性が低下して、ウエハＷが回転の遠心力により凹部２４から飛び出しやすくなったり、ウエハＷと基板載置部材２００との界面に隙間が生じ、ここにガスが入り込んでくることから、ウエハＷの浮揚が発生しやすくなる。この浮揚の原因については次のように考えられる。ウエハＷは第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の順に移動していくが、分離ガスの供給流量が大きいため、分離領域Ｄにおいて前記ウエハＷと基板載置部材２００との界面に分離ガスが入り込みやすい。次いでウエハＷは処理領域を通過するが、反応ガスの供給流量は小さいので、当該領域では圧力が小さく、このときの圧力差によって前記ウエハＷと基板載置部材２００との界面に入り込んだ分離ガスが噴き出していく。この分離ガスが噴き出す力により、ウエハＷが凹部２４から浮き上がり、浮揚してしまうと考えられる。
【００６３】
また基板載置部材２００は回転テーブル２に着脱自在に設けられることから、プロセスに応じて基板載置部材２００の表面粗さの適切化を図ることにより、基板載置部材２００の交換によって、基板載置面の表面粗さをプロセスに応じて最適なものにすることができる。これにより例えば回転テーブル２を高速回転させるプロセスでは、基板載置部材２００とウエハＷとの密着性を高めて、遠心力が作用することによって発生するウエハＷの飛び出しを抑えることができる。また表面粗さの調整により、基板載置部材２００とウエハＷとの密着性を確保しながら、基板載置部材２００からフォーク１０ａによりウエハＷを受け取るときに、ウエハＷの破損を起こさずに円滑な受け渡しを行うこともできる。基板載置部材２００を設けない場合には、凹部２４の底面が基板載置面となるため、凹部２４の表面粗さを適切な範囲に調整することが必要である。しかしながらの場合には表面粗さはある範囲に固定されてしまうため、プロセスによっては不都合な表面粗さになる場合もある。従って基板載置部材２００を着脱自在に設け、プロセスに適応した表面粗さを選択できるように構成することは有効である。
【００６４】
さらに基板載置部材２００の表面粗さを適切な範囲に維持しやすいので、前記表面粗さが例えばウエハＷと基板載置部材２００との密着性を高めて、ウエハＷと基板載置部材２００との界面の隙間が小さくなるように設定されている場合には、ウエハＷと基板載置部材２００との界面の隙間への反応ガスの侵入が抑えられ、ウエハＷ裏面への成膜を抑制することができる。さらにまた基板載置部材２００には、位置規制部２０１が設けられているので、回転テーブル２の回転時に遠心力が作用してウエハＷが移動しても、当該ウエハＷの位置を規制できる。ここでウエハＷの中心と凹部２４の中心とが揃うようにウエハＷの位置を規制した場合には、ウエハＷと凹部２４の位置関係がウエハＷの周方向において揃うので、処理条件が周方向に均一になり、より均一性の高い処理を行うことができる。
【００６５】
またこの例においては、図６に示すように、基板載置部材２００は、凹部２４の底面に形成された突き上げピン２０５の貫通孔２０３を塞ぐように、前記凹部２４内に設けられている。この基板載置部材２００は例えば石英により構成され、ウエハＷに比べて厚みが大きいことから、基板載置部材２００が錘の役目を果たし、前記貫通孔２０３から流出したパージガスによってウエハＷが凹部２４から浮揚するおそれがない。このためウエハＷの浮揚を抑えて、パージガスを大きな供給量で供給することができる。このようにパージガスの供給量を大きくとると、回転テーブル２の下方側への処理ガスの回り込みが抑えられ、ＡＬＤやＣＶＤを行った場合に、不要な場所への膜の付着が抑えられる。
【００６６】
さらに成膜装置をクリーニングする場合には、基板載置部材２００を外して、基板載置部材２００については別途クリーニングするようにしてもよい。この場合には、基板載置部材２００にクリーニングガスが曝されないので、クリーニングガスによる基板載置部材２００の表面の荒れを防ぐことができる。さらにまた基板載置部材２００が凹部２４に対して着脱自在に設けられることから、基板載置部材２００と回転テーブル２とを互いに異なる材料で形成することができ、材料選択の自由度が高まる。例えば基板載置部材２００は表面の荒れの発生を抑制するために、耐食性の大きい材料例えば石英やアルミナ、窒化アルミニウム、サファイア等のセラミックスにより構成し、回転テーブル２は耐食性よりも熱伝導性を優先して例えばカーボンや石英、アルミナ、窒化アルミニウム等により構成するようにしてもよい。
【００６７】
続いて本発明の他の実施の形態について図１４及び図１５を用いて説明する。この例では、基板載置部材２１０は、ウエハＷの中央部に対応する中央部分２１１と、この中央部分２１１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分２１２とに分割されている。また前記中央部分２１１は、突き上げ機構２１３により、回転テーブル２の上方側の受け渡し位置と、当該中央部分２１１の表面と周縁部分２１２の表面とが揃う位置との間で昇降自在に構成されている。図中２１４は、凹部２４の底面に形成された突き上げ機構２１３の通過領域をなす貫通孔である。この際前記中心部分２１１は、２本のフォーク１０ａの間から昇降できるようにその大きさが設定されている。基板載置部材２１０に形成された位置規制部２０１ａ〜２０１ｃに対しては、上述の実施の形態と同様に形成されている。
【００６８】
この基板載置部材２１０では、例えば中心部分２１１の表面粗さと、周縁部分２１２の表面粗さとを互いに異なるように設定してもよい。この例では、中心部分２１１の表面は微細な凹凸をエンボス加工により形成し、周縁部分２１２の表面は鏡面加工が施されている。但し中心部分２１１及び周縁部分２１２の表面は互いに同じ表面粗さに調整してもよい。また中心部分２１１及び周縁部分２１２の裏面の表面粗さは互いに同じ表面粗さに調整してもよいし、異なる表面粗さに調整してもよい。
【００６９】
このような基板載置部材２１０に対して基板搬送機構１０からウエハＷを受け渡すときは、中心部分２１１を突き上げ機構２１３により凹部２４から上昇させ、ウエハＷを保持したフォーク１０ａを、２本のフォーク１０ａの間に中心部分２１１が位置する状態で、前記第１の位置まで進入させる。次いでフォーク１０ａを中心部分２１１と回転テーブル２との間に下降させることにより、中心部分２１１上に、ウエハＷの中心が凹部２４の中心よりも回転テーブル２の中心側に偏心した状態でウエハＷを受け渡す。そしてフォーク１０ａを退行させてから、ウエハＷを保持した中心部分２１１を下降させることにより、凹部２４内の基板載置部材２１０上にウエハＷを載置する。この後回転テーブル２を回転させることにより、回転の遠心力によってウエハＷを外方へ移動させ、ウエハＷの側部を位置規制部２０１に当接させる。こうしてウエハＷの中心が凹部２４の中心と揃うようにウエハＷの位置を規制する。
【００７０】
また基板載置部材２１０から基板搬送機構１０にウエハＷを受け渡すときは、ウエハＷを保持した中心部分２１１を突き上げ機構２１３により凹部２４から上昇させ、次いで回転テーブル２と中心部分２１１との間に、フォーク１０ａを、２本のフォーク１０ａの間に中心部分２１１が位置するように前記第２の位置まで進入させる。そしてフォーク１０ａを中心部分２１１よりも上昇させることにより、フォーク１０ａ上にウエハＷを受け渡す。この場合においても、ウエハＷをフォーク１０ａに受け渡すときのフォーク１０ａの進入位置と、ウエハＷをフォーク１０ａにより受け取るときのフォーク１０ａの進入位置とは異なるが、フォーク１０ａの進退方向の移動距離の調整により対応できる。
【００７１】
このような構成では、中心部分２１１と周縁部分２１２とのウエハＷ載置面の表面粗さを互いに異なる粗さに調整しているので、ウエハＷが遠心力により外方へ移動するときには中心部分２１１上を移動させる際の摩擦力を小さくしてウエハ裏面における傷の発生を抑え、ウエハＷが遠心力により外方に移動した後は、周縁部分２１２によりウエハＷと凹部２４との密着性を確保して、飛び出しを防止することができる。また周縁部分２１２の裏面側の表面粗さを凹部２４表面との密着性を確保するように調整した場合には、基板載置部材２１０の裏面側へのガスの侵入をより抑えることができ、これによりウエハＷの浮揚やウエハＷ裏面への成膜を抑制することができる。さらに基板載置部材２１０は着脱自在に構成されているので、上述の実施の形態と同様に、基板載置部材２１０の基板載置面の表面粗さが適切な範囲から外れた場合には交換すればよく、対応が容易である。さらにまた基板載置部材２１０を取り外して、成膜装置のクリーニングを行うことができる。またこの例においても、凹部２４の底面に形成された突き上げ機構の貫通孔を塞ぐように、前記凹部２４に対して基板載置部材２００が設けられているので、ウエハＷの浮揚を抑えながらパージガスを大きな流量で供給することができる。
【００７２】
続いて本発明のさらに他の実施の形態について図１６を用いて説明する。この例では、ウエハＷを基板載置部材２２０に対して昇降させる基板突き上げ機構２３０を備えており、この基板突き上げ機構２３０は、ウエハの裏面側を支持して昇降させる昇降ピン２３１と、当該昇降ピン２３１の昇降させる昇降部材２３２とにより構成されている。基板載置部材２２０は、溝２０２が形成されておらず、昇降ピン２３１の貫通孔２２１が形成されている以外は、図５の基板載置部材２００と同様に構成されている。図１６（ｂ）中２３３は凹部２４の底部に形成された昇降ピン２３１の貫通孔である。前記昇降ピン２３１は、２本のフォーク１０ａの間から昇降できるようにその位置や大きさが設定されている。
【００７３】
このような基板載置部材２２０に対して基板搬送機構１０からウエハＷを受け渡すときは、昇降ピン２３１を回転テーブル２の上方側まで上昇させ、ウエハＷを保持したフォーク１０ａを、２本のフォーク１０ａの間に昇降ピン２３１が位置するように前記第１の位置まで進入させ、次いで下降させる。こうして昇降ピン２３１上に、ウエハＷの中心が凹部２４の中心よりも回転テーブル２の中心側に偏心した状態でウエハＷを受け渡す。そしてフォーク１０ａを退行させてから、ウエハＷを保持した昇降ピン２３１１を下降させることにより、凹部２４内の基板載置部材２２０上にウエハＷを載置する。この後回転テーブル２を回転させることにより、回転の遠心力によってウエハＷを外方へ移動させ、ウエハＷの側部を位置規制部２０１に当接させる。こうしてウエハＷの中心が凹部２４の中心と揃うようにウエハＷの位置を規制する。
【００７４】
また基板載置部材２２０からフォーク１０ａにウエハＷを受け渡すときは、昇降ピン２３１を凹部２４から上昇させ、ウエハＷと回転テーブル２との間において、フォーク１０ａを前記第２の位置まで進入させる。次いでフォーク１０ａを上昇させることにより、フォーク１０ａ上にウエハＷを受け渡す。この場合においても、ウエハＷをフォーク１０ａに受け渡すときのフォーク１０ａの進入位置と、ウエハＷをフォーク１０ａにより受け取るときのフォーク１０ａの進入位置とは異なるが、フォーク１０ａの進退方向の移動距離の調整により対応できる。
【００７５】
このような構成においても、基板載置部材２２０が着脱自在に設けられているので、基板載置部材２２０の表面粗さが適切な範囲から外れた場合には交換することができ、ウエハ載置面の表面粗さを適切な範囲に維持しやすい。さらに基板載置部材２２０とウエハＷの密着性が高くなるように、基板載置部材２２０の表面粗さを調整した場合には、ウエハ裏面への成膜を抑えることができる。またクリーニングの際に、基板載置部材２２０のみを外して洗浄できる。
【００７６】
また本発明では分離ガスノズル４１、４２の両側に凸状部４４が配置されている上述の構成に限らず、凸状部４の内部に分離ガスの通流室を回転テーブル２の直径方向に伸びるように形成し、この通流室の底部に長さ方向に沿って多数のガス吐出孔が穿設される構成を採用してもよい。またウエハを加熱するための加熱手段としては抵抗発熱体を用いたヒータに限られずランプ加熱装置であってもよく、回転テーブル２の下方側に設ける代わりに回転テーブル２の上方側に設けてもよいし、上下両方に設けてもよい。
【００７７】
以上の実施の形態では、回転テーブル２の回転軸２２が真空容器１の中心部に位置し、回転テーブル２の中心部と真空容器１の上面部との間の空間に分離ガスをパージしているが、本発明は図１７に示すように構成してもよい。図１７の成膜装置においては、真空容器１の中央領域の底面部１４が下方側に突出していて駆動部の収容空間８０を形成していると共に、真空容器１の中央領域の上面に凹部８０ａが形成され、真空容器１の中心部において収容空間８０の底部と真空容器１の前記凹部８０ａの上面との間に支柱８１を介在させて、第１の反応ガスノズル３１からのＢＴＢＡＳガスと第２の反応ガスノズル３２からのＯ３ガスとが前記中心部を介して混ざり合うことを防止している。
【００７８】
回転テーブル２を回転させる機構については、支柱８１を囲むように回転スリーブ８２を設けてこの回転スリーブ８１に沿ってリング状の回転テーブル２を設けている。そして前記収容空間８０にモータ８３により駆動される駆動ギヤ部８４を設け、この駆動ギヤ部８４により、回転スリーブ８２の下部の外周に形成されたギヤ部８５を介して当該回転スリーブ８２を回転させるようにしている。８６、８７及び８８は軸受け部である。また前記収容空間８０の底部にパージガス供給管７４を接続すると共に、前記凹部８０ａの側面と回転スリーブ８２の上端部との間の空間にパージガスを供給するためのパージガス供給管７５を真空容器１の上部に接続している。図１７では、前記凹部８０ａの側面と回転スリーブ８２の上端部との間の空間にパージガスを供給するための開口部は左右２箇所に記載してあるが、回転スリーブ８２の近傍領域を介してＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとが混じり合わないようにするために、開口部（パージガス供給口）の配列数を設計することが好ましい。
【００７９】
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。
【００８０】
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]、ＴＥＭＨＦ[テトラキスエチルメチルアミノハフニウム]、Ｓｒ(ＴＨＤ)２  [ストロンチウムビステトラメチルヘプタンジオナト]、Ｔｉ(ＭＰＤ)(ＴＨＤ)[チタニウムメチルペンタンジオナトビステトラメチルヘプタンジオナト]、モノアミノシランなどを挙げることができる。
【００８１】
以上述べた成膜装置を用いた基板処理装置について図１８に示しておく。図１８中、１０１は例えば２５枚のウエハを収納するフープと呼ばれる密閉型の搬送容器、１０２は基板搬送機構１０３が配置された大気搬送室、１０４、１０５は大気雰囲気と真空雰囲気との間で雰囲気が切り替え可能なロードロック室（予備真空室）、１０６は、２基の基板搬送機構１０７が配置された真空搬送室、１０８、１０９は本発明の成膜装置である。搬送容器１０１は図示しない載置台を備えた搬入搬出ポートに外部から搬送され、大気搬送室１０２に接続された後、、図示しない開閉機構により蓋が開けられて基板搬送機構１０３により当該搬送容器１０１内からウエハが取り出される。次いでロードロック室１０４（１０５）内に搬入され当該室内を大気雰囲気から真空雰囲気に切り替え、その後基板搬送機構１０７によりウエハが取り出されて成膜装置１０８、１０９の一方に搬入され、既述の成膜処理がされる。このように例えば５枚処理用の本発明の成膜装置を複数個例えば２個備えることにより、いわゆるＡＬＤ（ＭＬＤ）を高いスループットで実施することができる。
【００８２】
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、各種アニール等の真空処理を行うようにしてもよい。位置規制部は、回転テーブルの回転時に遠心力による基板の移動を規制するものであれば、その形状や取り付け部位は上述の例に限らず、図１９（ａ）に示すように回転テーブル２の凹部２４の内壁が位置規制部を兼用する構成でもよい。また回転テーブル２における凹部２４の内側に限らず、図１９（ｂ）に示すように凹部２４の外側に位置規制部２４０を設けるようにしてもよい。また凹部２４の底面を構成するタイプの基板載置部材の大きさは、基板と同じであっても基板よりも大きくてもよいし、基板搬送機構１０との間で基板の受け渡しを行うことができることができれば、基板より小さくてもよい。
また回転テーブル２に設けられた凹部は、少なくともその底面部が基板載置部材で構成されていればよく、図２０に示すように、基板載置部材２５０を兼用する基板載置用の凹部２５１を回転テーブル２に着脱自在に設けるようにしてもよい。この際、図２０（ａ）に示すように回転テーブル２に基板載置部材２５０と合わせた形状の孔部２５２を形成して、この孔部２５２を塞ぐように基板載置部材２５０を設けるようにしてもよいし、図２０（ｂ）に示すように、回転テーブル２に設けられた凹部２４に、基板載置用の凹部２５１が設けられた基板載置部材２５０を設けるようにしてもよい。図２０は、基板突き上げ機構２３０によりウエハＷを突き上げて、基板搬送機構１０との間でウエハＷの受け渡しを行う構成であるが、図２０（ｂ）の例では上述の実施の形態と同様に基板載置部材２５０を突き上げ機構により突き上げて基板搬送機構１０との間でウエハＷの受け渡しを行うようにしてもよい。ここで基板載置用の凹部に載置される基板は、その上面が回転テーブル２の表面よりも低くなるように載置してもよいし、その上面が回転テーブル２の表面よりも高くなるように載置してもよい。
【００８３】
本発明において、「回転テーブルに基板載置部材が着脱自在に設けられる」とは、回転テーブルに基板載置部材が置かれている場合の他、回転テーブル及び基板載置部材の一方に凸部、他方に凹部を設け、これらが互いに嵌合している場合、回転テーブル及び基板載置部材が互いに係合している場合や、ネジ等の止着部材により互いに固定されている場合も含まれる。また「貫通孔が基板載置部材により塞がれる」とは、パージガスの圧力が高い場合に、基板載置部材とウエハＷとの両方の重量によって貫通孔を塞ぐ場合も含まれる。この場合には基板の搬入出時には、基板載置部材の重量によって貫通孔を塞ぐように、パージガスの供給を停止するか、供給量を少なくすればよい。
【００８４】
さらにまた位置規制部の形状や材質によっては、基板を当該基板の側部が位置規制部に接触する状態で基板載置部材に受け渡すようにしてもよく、この場合には、基板の中心を凹部の中心から偏心させた状態で基板を基板載置部材に受け渡す必要はない。また位置規制部は、必ずしも基板の中心と凹部の中心とが揃うように基板の位置を規制する必要はない。さらにまた、外部の基板搬送機構が基板載置部材との間で基板の受け渡しを行うために、基板載置部材の上面側に基板搬送機構が入り込むための溝は切り欠きであってもよい。さらにまた基板搬送機構としては、基板の上面側を静電吸着して搬送するタイプのものを用いてもよい。この場合には基板載置部材を上昇させたり、基板突き上げ機構を用いることなく、基板載置部材に対して基板の受け渡しを行うことができる。
【符号の説明】
【００８５】
１          真空容器
Ｗ          ウエハ
１１        天板
１２        容器本体
１５        搬送口
２          回転テーブル
２１        コア部
２４        凹部
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
２００      基板載置部材
２０１      位置規制部
２０２      溝
２０３      貫通孔
２０４      突き上げ機構
【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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【図１９】
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【図２０】
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