(57)【要約】【課題】円形の基板に対し、周方向に沿って見た特性の均一性が高い薄膜の形成に寄与する成膜装置などを提供する。【解決手段】原料ガスと反応ガスとを反応させて薄膜を形成する成膜装置１において、回転駆動部２２は、基板Ｗを水平に保持する載置台２１を中心軸周りに回転させ、ガス吐出部４は、載置台２１上の基板Ｗと対向する位置から複数のガス吐出孔４４を介して原料ガス、反応ガスを交互に吐出する。制御部６は原料ガス、反応ガスを吐出するサイクル中に、予め設定された回転角度だけ前記載置台を回転させるように回転駆動部２２に制御信号を出力し、前記回転角度は、前記載置台２１を停止して基板Ｗに薄膜を形成した場合に、周方向に沿って見た薄膜の特性の均一性を低下させる要因となる要因領域を特定した結果に基づいて設定される。【選択図】図１
2019087576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に、原料ガスと、前記原料ガスと反応する反応ガスとを交互に供給して円形の基板の表面に反応生成物層を形成するサイクルを複数回実施することにより、前記反応生成物層を堆積させて薄膜を形成する成膜装置において、
基板を水平に保持する載置台と、
前記載置台に保持された基板を中心軸周りに回転させるために、当該載置台を回転駆動する回転駆動部と、
前記原料ガスを供給する原料ガス供給部、及び前記反応ガスを供給する反応ガス供給部に接続されると共に、前記載置台上に保持された基板と対向する位置に設けられ、複数のガス吐出孔が形成されたガス吐出部と、
前記サイクル中に、予め設定された回転角度だけ前記載置台を回転駆動させるように回転駆動部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記回転角度は、前記載置台の回転駆動を停止して基板に対する薄膜の形成を行った場合に、当該基板の周方向に沿って見た薄膜の特性の均一性を低下させる要因となる領域である要因領域を特定した結果に基づいて設定されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記回転角度は、前記要因領域と接するように円形の基板の半径方向に引いた２本の直線が成す扇形の中心角度と揃うように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記載置台の回転駆動を停止して形成された薄膜に複数の前記要因領域が生じるとき、各要因領域について求めた前記扇形の中心角度のうち、最も角度の小さい中心角度と揃うように前記回転角度が設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記要因領域は、前記載置台の回転駆動を停止して基板に対する薄膜の形成を実施し、当該薄膜の特性を計測して得られた基板の面内の特性値分布に基づいて特定したものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記要因領域は、前記成膜装置内の機器の構成または配置に係る設計データに基づいて特定したものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記要因領域は、前記載置台の回転駆動を停止して基板に対する薄膜の形成を行った場合に得られる前記基板の面内の特性値分布を、前記設計データを用いて推定した結果に基づいて特定したものであることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記設計データは、前記ガス吐出部における前記複数のガス吐出孔の配置位置であることを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記特性値分布について、前記基板の中心から半径方向に沿って前記特性値の平均を取り、この結果得られた平均値を基板の周方向に沿って並べた平均値分布を求めたとき、前記要因領域は、前記平均値分布内の平均値が予め設定されたしきい値より大きくなる領域、または前記しきい値より小さくなる領域であることを特徴とする請求項４、６または７のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項９】
前記設計データは、前記載置台に保持された基板の半径方向に沿って見た、当該基板の外周から、前記真空容器の内側壁面までの離間距離であり、前記要因領域は、前記離間距離が予め設定された設定離間距離より小さくなる領域であることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記薄膜を形成する際に実施される前記サイクルの総実施回数と、前記回転角度との積が３６０°よりも小さいとき、前記制御部は、予め決められた回数（但し、前記総実施回数より少ない回数）の前記サイクルを実施する毎に、前記回転角度より大きい角度に予め設定された分散移動角度だけ前記載置台を回転させるように制御信号を出力することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１１】
各々、前記載置台と回転駆動部とガス吐出部とが設けられた複数組の成膜部を備え、
前記制御部は、これら複数組の成膜部から選択した１つの成膜部について求めた前記回転角度と揃えて、全ての成膜部の載置台を回転させるように制御信号を出力することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記複数組の成膜部について前記中心角度を求めた結果、少なくとも一つの成膜部について、薄膜を形成する際に実施される前記サイクルの総実施回数と、前記中心角度との積が３６０°以下であるとき、前記中心角度が最大である成膜部と揃うように各成膜部の回転角度を設定し、
前記中心角度を求めた結果、全ての成膜部について、薄膜を形成する際に実施される前記サイクルの総実施回数と、前記中心角度との積が３６０°よりも大きいとき、前記中心角度が最小である成膜部と揃うように各成膜部の回転角度を設定したことを特徴とする請求項１１に記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記特性は、薄膜の膜厚、誘電率、膜密度からなる特性群から選択されたものであることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１４】
円形の基板に対して薄膜を形成する成膜方法において、
真空容器内に配置された基板に対し、原料ガスと、前記原料ガスと反応する反応ガスとを交互に供給して、前記基板の表面に反応生成物層を形成するサイクルを複数回実施することにより、前記反応生成物層を堆積させて薄膜を形成する工程と、
前記サイクル中に、予め設定された回転角度だけ前記基板を中心軸周りに回転させる工程と、を含み
前記回転角度は、前記基板の回転を停止して薄膜の形成を行った場合に、当該基板の周方向に沿って見た薄膜の特性の均一性を低下させる要因となる領域である要因領域を特定した結果に基づいて設定されていることを特徴とする成膜方法
【請求項１５】
前記回転角度は、前記要因領域と接するように円形の基板の半径方向に引いた２本の直線が成す扇形の中心角度と揃うように設定されていることを特徴とする請求項１４に記載の成膜方法。
【請求項１６】
前記基板の回転を停止して形成された薄膜に複数の前記要因領域が生じるとき、各要因領域について求めた前記扇形の中心角度のうち、最も角度の小さい中心角度と揃うように前記回転角度が設定されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の成膜方法。
【請求項１７】
前記基板の回転を停止して基板に対する薄膜の形成を実施し、当該薄膜の特性を計測して得られた基板の面内の特性値分布について、前記基板の中心から半径方向に沿って前記特性値の平均を取り、この結果得られた平均値を基板の周方向に沿って並べた平均値分布を求めたとき、前記要因領域は、前記平均値分布内の平均値が予め設定されたしきい値より大きくなる領域、または前記しきい値より小さくなる領域であることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか一つに記載の成膜方法。
【請求項１８】
前記真空容器内に設けられ、各々、前記薄膜を形成する工程が実施される基板を収容した複数組の成膜部に対し、これら複数組の成膜部から選択した１つの成膜部について求めた前記回転角度と揃えて、全ての成膜部に収容された基板に対して、前記基板を中心軸周りに回転させる工程を実施することを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれか一つに記載の成膜方法。
【請求項１９】
前記複数組の成膜部について前記中心角度を求めた結果、少なくとも一つの成膜部について、前記薄膜を形成する工程にて実施される前記サイクルの総実施回数と、前記中心角度との積が３６０°以下であるとき、前記中心角度が最大である成膜部と揃うように各成膜部の回転角度を設定し、
前記中心角度を求めた結果、全ての成膜部について、前記薄膜を形成する工程にて実施される前記サイクルの総実施回数と、前記中心角度との積が３６０°よりも大きいとき、前記中心角度が最小である成膜部と揃うように各成膜部の回転角度を設定したことを特徴とする請求項１８に記載の成膜方法。
【請求項２０】
前記特性は、薄膜の膜厚、誘電率、膜密度からなる特性群から選択されたものであることを特徴とする請求項１４ないし１９のいずれか一つに記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円形の基板に薄膜を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程にて円形の基板である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）に成膜を行う手法として、互いに反応する原料ガスと反応ガスとを交互に供給し、これら原料ガスと反応ガスとの反応生成物をウエハに堆積させて薄膜を形成する、いわゆるＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法やＭＬＤ（Molecular Layer Deposition）法（以下、これらを総合してＡＬＤ法と称する）などと呼ばれる方法が知られている。
【０００３】
ＡＬＤ法は、ウエハの表面に吸着した原料ガスと反応ガスとを反応させることにより、反応生成物である単分子層や単原子層を堆積させていくので、ウエハの面内で膜厚などの特性が均一な薄膜を形成することが可能な技術である。
【０００４】
その一方で、ＡＬＤ法といえども原料ガスや反応ガスの流れの偏りや、活性の高い反応ガスを得るために用いるプラズマ形成領域の偏りなどの影響を受け、ウエハの面内で薄膜の特性がわずかながら不均一になる場合もある。
この点、近年の半導体装置の微細化の要求から、ますます面内均一性の高い薄膜の形成が求められている。
【０００５】
ここで例えば薄膜の膜厚分布がお椀を伏せたような形状となっている場合のように、ウエハの径方向に沿って見た薄膜の特性に分布が生じている一方、周方向に沿って見た特性は均一である場合には、後段の処理（膜厚分布の場合はエッチング処理など）により特性の分布を補正できる場合がある。  
一方で、ウエハの周方向に沿って特性の分布が生じている場合には、後段の処理を利用した分布の補正はより困難となってしまう。
【０００６】
この点、特許文献１には、回転テーブルに複数枚のウエハを載置し、これらのウエハを回転テーブルの回転軸周りに公転させて、互いに離間して設けられた吸着領域及び酸化領域を繰り返し通過させて成膜を行うにあたり、例えば吸着領域を通過させる際に、ウエハを保持するウエハホルダを自転させる技術が記載されている。  
また特許文献２には、ウエハを水平姿勢で多段に積載したボートと、ボートの高さ方向に沿って伸びるように配設されたノズルとを反応管内に配置し、ボート（ウエハ）を回転させながらノズルからガスを供給してウエハを加熱することにより膜を形成する縦型熱処理炉が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−９２１５６号公報：請求項１、段落００４２、図９、１０
【特許文献２】国際公開第２００５／０８８６９２号： 請求項１、段落００１９、００２０、００２４、図１、２、３Ｃ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の特許文献１に記載の技術では、回転テーブルの回転とウエハホルダの自転とを同期させないことにより、また特許文献２に記載の技術ではガスの供給タイミングとウエハの回転周期とを同期させないことにより、各々、ウエハに形成される膜の周方向の面内均一性を向上させている。  
一方で特許文献１、２には、基板に形成される膜の特性を周方向に沿って見たときに、その均一性を低下させている要因を具体的に特定して基板の回転の決定に反映する技術は記載されていない。
【０００９】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、円形の基板に対し、周方向に沿って見た特性の均一性が高い薄膜の形成に寄与する成膜装置及び、成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の成膜装置は、真空容器内に、原料ガスと、前記原料ガスと反応する反応ガスとを交互に供給して円形の基板の表面に反応生成物層を形成するサイクルを複数回実施することにより、前記反応生成物層を堆積させて薄膜を形成する成膜装置において、
基板を水平に保持する載置台と、
前記載置台に保持された基板を中心軸周りに回転させるために、当該載置台を回転駆動する回転駆動部と、
前記原料ガスを供給する原料ガス供給部、及び前記反応ガスを供給する反応ガス供給部に接続されると共に、前記載置台上に保持された基板と対向する位置に設けられ、複数のガス吐出孔が形成されたガス吐出部と、
前記サイクル中に、予め設定された回転角度だけ前記載置台を回転駆動させるように回転駆動部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記回転角度は、前記載置台の回転駆動を停止して基板に対する薄膜の形成を行った場合に、当該基板の周方向に沿って見た薄膜の特性の均一性を低下させる要因となる領域である要因領域を特定した結果に基づいて設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、基板の回転を停止した状態で薄膜の形成を行った場合に、基板の周方向に沿って見た薄膜の特性の均一性を低下させる要因となる要因領域と対応させて基板の回転角度を決定する。この結果、基板の面内で要因領域を適切に移動させながら薄膜を形成することが可能となり、前記周方向に均一性の高い薄膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る成膜装置の縦断側面図である。
【図２】前記成膜装置の一部分解斜視図である。
【図３】周方向に沿って見た膜厚の均一性を低下させる要因となる、要因領域の説明図である。
【図４】ウエハ面内の膜厚の分布から得られる平均値分布図である。
【図５】要因領域の例を示す説明図である。
【図６】前記成膜装置を用いたプラズマＡＬＤのシーケンス図である。
【図７】ウエハを回転させながら薄膜を形成する様子を示す作用図である。
【図８】前記薄膜の形成結果を示す模式図である。
【図９】ウエハの回転の手法の変形例を示す説明図である。
【図１０】複数の要因領域が存在する平均値分布図である。
【図１１】複数の要因領域が存在する場合の薄膜を形成する様子を示す作用図である。
【図１２】要因領域が小さい場合のウエハの回転のさせ方の例を示す説明図である。
【図１３】成膜装置の設計データから要因領域を特定する手法に係る説明図である。
【図１４】前記設計データより特定した要因領域に基づいて得られる平均値分布の模式図である。
【図１５】成膜装置の設計データから要因領域を特定する他の手法に係る説明図である。
【図１６】複数の成膜部におけるウエハの回転角度の決定手法に係る第１の説明図である。
【図１７】複数の成膜部におけるウエハの回転角度の決定手法に係る第２の説明図である。
【図１８】ウエハの回転を停止して形成された薄膜の膜厚分布図である。
【図１９】前記膜厚分布の測定結果に基づいて得られた平均値分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態に係る成膜装置について、例えば円形の基板であるウエハＷに対し、プラズマＡＬＤにより成膜を行う例について説明する。  
図１に示すように、例えば成膜装置１は、金属製の天井部材１０１及び容器本体１０２により構成された、横断面形状が矩形の処理容器（真空容器）１０を備えている。処理容器１０の側壁には、ウエハＷを搬入出するために設けられ、ゲートバルブ１２により開閉自在な搬入出口１１が形成されている。
【００１４】
処理容器１０の底面には、処理容器１０内の真空排気を行うための排気口１５が設けられている。排気口１５は、圧力調整部１８が介設された排気管１６を介して真空ポンプ１７に接続されている。
【００１５】
処理容器１０内には、搬入出口１１から見て、手前側に配置された成膜部１３ａ（１３ｂ）と、奥手側配置された成膜部１４ａ（１４ｂ）との組が、搬入出口１１から見て左右に並べて２組配置されている。  
即ち、本例の成膜装置１は、４つの成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを備えている。
【００１６】
成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは共通の構成を備えているので、成膜部１３ａを例に挙げて説明する。  
図１に示すように、成膜部１３ａは、ウエハＷを水平に保持する載置台２１と、当該載置台２１を回転駆動する駆動部２２と、載置台２１に保持されたウエハＷに対して、原料ガス及び反応ガスを供給するガス吐出部であるガスシャワーヘッド４と、を備えている。
【００１７】
本例の載置台２１は、扁平な円板状に形成された金属からなり、薄膜を形成する対象のウエハＷを水平に保持する。載置台２１には、ウエハＷを加熱するための、抵抗発熱体より構成されるヒータ２３が埋設され、ウエハＷを６０℃〜４５０℃程度の範囲内の温度に加熱することができる。  
また載置台２１は、反応ガスをプラズマ化するための平行平板の下部電極としての機能を備え、図示しない接地ラインを介して接地されている。
【００１８】
駆動部２２は、載置台２１の下面側中央部に接続された駆動軸２２１を介して載置台２１を鉛直軸回りに回転駆動する。この結果、前記鉛直軸とウエハＷの中心とを揃え、載置台２１に載置されたウエハＷを中心軸周りに回転させることができる。載置台２１を回転させる機能に関し、駆動部２２は本例の回転駆動部を構成している。  
また駆動部２２は、ウエハＷの処理を行う処理位置と、外部の搬送機構との間でウエハＷの受け渡しを行う受け渡し位置（図１中に破線で示してある）との間で載置台２１を昇降させることもできる。
【００１９】
処理容器１０の底面には、ウエハＷの受け渡し用の受け渡しピン２０が設けられている。載置台２１を受け渡し位置まで下降させると、載置台２１に形成された貫通孔２４を突き抜けて、受け渡しピン２０が突出した状態となり、外部の搬送機構との間でのウエハＷの受け渡しを行うことができる。  
図１中の符号２５は、処理容器１０内を気密に保ちつつ、駆動軸２２１を回転自在に保持する軸受部である。
【００２０】
ガスシャワーヘッド４は、後述の区画部材２６を介して容器本体１０２に支持され、処理位置にある載置台２１（載置台２１に保持されたウエハＷ）と対向する位置に配置されている。ガスシャワーヘッド４は、扁平な金属製の皿状のシャワープレート４２の上面側を金属製の蓋体４１で塞ぎ、その内部にガスの通流室４３を形成した構成となっている。ガスシャワーヘッド４の周囲に設けられた天井部材１０１と容器本体１０２との間は、絶縁部材３１により絶縁されている。  
蓋体４１には、ガス供給路５が接続される一方、シャワープレート４２には、多数のガス吐出孔４４が形成され、通流室４３内に流入したガス（原料ガスや反応ガス、パージガス）を下方側に向けて吐出する。
【００２１】
さらにガスシャワーヘッド４は、既述の平行平板の上部電極を構成し、整合器３２を介して高周波電源３３に接続されている。ガスシャワーヘッド（上部電極）４と載置台（下部電極）２１との間に高周波電力を印加すると、容量結合によりガス（本例では反応ガス）をプラズマ化することができる。
【００２２】
ガスシャワーヘッド４（蓋体４１）に接続されたガス供給路５は上流側で分岐し、原料ガス供給部５１、パージガス供給部５２、反応ガス供給部５３に接続されている。図１中Ｖ１〜Ｖ３は開閉バルブであり、Ｍ１〜Ｍ３は流量調整部である。  
成膜される膜に応じて、原料ガス、反応ガスは適宜、適切な物質が選択される。ＳｉＯ２膜の薄膜を形成する場合、原料ガスとしては、例えばＳｉ２Ｃｌ６、Ｓｉ２Ｈ６、ＨＣＤＳ（ヘキサクロロジシラン）、ＴＤＭＡＳ（トリジメチルアミノシラン）、ＢＤＥＡＳ（ビスジエチルアミノシラン）などのシリコン（Ｓｉ）を含むガスが用いられる。反応ガスとして、酸化ガスである酸素（Ｏ２）ガスやオゾン（Ｏ３）ガスなどが用いられる。パージガスとしては、アルゴン（Ａｒ）ガスなどの不活性ガスが用いられる。
【００２３】
図１においては、成膜部１３ａ（または１３ｂ）側の各ガス供給部５１、５２、５３と、成膜部１４ａ（または１４ｂ）側の各ガス供給部５１、５２、５３とを、別々に設けた例を示してある。但し、共通の各ガス供給部５１、５２、５３から、各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂのガスシャワーヘッド４にガスの供給を行う構成を採用してもよい。
【００２４】
さらに図１、２に示すように、各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂには、処理位置にある載置台２１の上面（ウエハＷの載置面）とガスシャワーヘッド４の下面との間に互いに区画された処理領域Ａ１〜Ａ４を形成すると共に、シャワープレート４２と容器本体１０２とを絶縁する絶縁部材製の区画部材２６が設けられている。  
また、搬入出口１１から見て手前側と奥手側とに配置された成膜部１３ａ、１４ａを収容する空間の間、及び成膜部１３ｂ、１４ｂを収容する空間は、各々、連通路１９を介して連通している。
【００２５】
上述の構成により、例えば前後に２枚のウエハＷを保持可能なウエハ保持部を備えた外部の搬送機構（不図示）を用い、搬入出口１１、及び連通路１９を介して手前側の成膜部１３ａ（１３ｂ）、及び奥手側の成膜部１４ａ（１４ｂ）が収容された空間にウエハ保持部を進入させ、各載置台２１との間で２枚のウエハＷの受け渡し動作を並行して行うことができる。  
例えばウエハの搬送機構は、２組のウエハ保持部を備え、各ウエハ保持部は前後に２枚ずつウエハＷを保持し、合計４枚のウエハＷを保持可能なものを用いてもよい。
【００２６】
成膜装置１には、制御部６が設けられている。制御部６は、プログラムを格納した記憶媒体及びＣＰＵからなるコンピュータとして構成されている。プログラムには制御部６から成膜装置１の各部に制御信号を送り、各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの載置台２１に保持されたウエハＷの表面にプラズマＡＬＤにより薄膜を形成する処理を実行するための命令（ステップ群）が組まれている。  
具体的には、載置台２１の昇降及び回転、各開閉バルブＶ１〜Ｖ３の開閉、高周波電源３３のオンオフ、ヒータ２３によるウエハＷの温度制御などが、上記のプログラムによって制御される。これらプログラムは、例えば、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）などの記憶媒体に格納されて制御部６にインストールされる。
【００２７】
上述の構成を備えた成膜装置１は、各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂにて形成される薄膜の特性がウエハＷの面内で変化する分布を有している場合であっても、ウエハＷの周方向に沿って見たときには均一な特性が得られるように、ウエハＷを予め設定された回転角度で回転させながら薄膜の形成を行う。  
ウエハＷを回転させることにより、周方向の均一性を高めることが可能な特性としては、薄膜の膜厚、誘電率、膜密度からなる特性群から選択されたものを例示することができる。
【００２８】
以下、図３、４を参照しながら薄膜の特性の一種である膜厚に着目して回転角度を決定する手法について説明する。なお、回転角度の設定手法は、いずれの成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂにおいても同様なので、以下、成膜部１３ａの例を挙げて説明する。
【００２９】
図３（ａ）は、成膜部１３ａに設けられたウエハＷの回転（載置台２１の回転駆動）を停止して薄膜の形成を行ったときに得られる膜厚の分布の一例を模式的に示している。  
図３（ａ）に示す膜厚分布では、同図に向かってウエハＷの右下の領域に、膜厚の厚い部分が形成されている。このため、ウエハＷの周方向に沿って見たとき、均一な膜厚分布となっていない。
【００３０】
一方で、膜厚分布の形状は、機器の特性などの影響を受けて成膜装置１毎に相違し、また各成膜装置１内おいても成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ毎に相違することもある。このような場合に、異なる成膜装置１間で一律の回転角度を設定しても、周方向の膜厚の均一性を十分に向上させることができないおそれもある。  
そこで本例の成膜装置１は、ウエハＷの回転を停止した状態で実際に薄膜を形成し、この薄膜から測定した膜厚分布を元に当該薄膜の評価を行い、回転角度を決定する。
【００３１】
図３〜５を参照しながら薄膜の評価手法について説明する。  
始めに、成膜装置１を用いてウエハＷを静止させた状態で、後段の動作説明にて詳述するプラズマＡＬＤを実施し、薄膜の形成を実施する（静止成膜工程）。次いで、ウエハＷに形成された薄膜の各位置における膜厚を計測して、ウエハＷの面内の膜厚分布（特性値分布）を得る（図３（ａ）、特性値分布取得工程）。
【００３２】
ここで図３（ａ）のウエハＷ内に記した閉曲線は、膜厚が等しい箇所を結んだ等膜厚線を示し、その内部領域の膜厚は、図３中に併記した凡例に基づいて異なっている。  
また、符号Ｒ１を付した領域は、予め設定したしきい値（例えば膜厚の平均値や、最小膜厚と最大膜厚との間の中間値、工程管理上、設定されている膜厚の上限値など）よりも膜厚が厚い領域を示している。
【００３３】
得られた膜厚分布について、図３（ｂ）に矢印を示す、ウエハＷの半径方向に沿って膜厚の平均値を取り、この結果得られた膜厚平均値をウエハＷの周方向に沿って並べた平均値分布を求める（平均値分布取得工程）。  
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す膜厚分布について半径方向に沿って膜厚の平均値を取り、環状の平均値分布として視覚的に示した模式図である。
【００３４】
図３（ｂ）に模式的に示した平均値分布をグラフにしたものが図４である。図４の横軸は、ウエハＷ内の所定の位置に設定した半径からの角度、縦軸は半径方向に沿って取った膜厚平均値を示している。  
図４に示すグラフにしきい値ｋの横線を引くと、当該平均値分布において膜厚平均値がしきい値より大きくなる領域を特定することができる。本例の薄膜の評価方法では、膜厚平均値がしきい値より大きくなる領域を、ウエハＷの周方向に沿って見た薄膜の膜厚の均一性を低下させる要因となる要因領域Ｆとして特定する（要因領域特定工程）。
【００３５】
図５中にハッチを付して示したように、ウエハＷ面内の要因領域は扇形の領域として特定することができる。そして当該扇形（要因領域Ｆ）と接する２つの半径が成す中心角度Δθと揃えて、ＡＬＤの１サイクルあたりのウエハＷ（載置台２１）の回転角度を設定する。
【００３６】
ここで本実施の形態において、「中心角度Δθと揃うように回転角度を設定する」とは、これらの角度が厳密に一致している場合に加えて、要因領域Ｆの扇形の中心角度Δθに対し、ウエハＷの回転角度が±５％の範囲内でずれている場合（０．９５Δθ≦回転角度≦１．０５Δθ）も含んでいる（後述する他の実施形態においても同じ）。  
また回転角度は、例えば同じ条件下で複数枚のウエハＷに対して薄膜の形成を行い、上述の手法で求めた複数の中心角度Δθの平均値を採用してよい。
【００３７】
ここで既述のように、図４に示す膜厚の分布は、ウエハＷの半径方向に沿って取った平均値なので、要因領域Ｆに対し、しきい値よりも膜厚が厚い領域Ｒ１を重ねて示すと、図５に示すように領域Ｒ１は要因領域Ｆからはみ出した状態となる。  
制御部６は、上述の手法により求めた回転角度Δθに基づいてウエハＷの回転（載置台２１の回転駆動）を実行するように駆動部２２に対して制御信号を出力する。
【００３８】
以下、図６〜８も参照しながら、本例の成膜装置１の作用について説明する。  
先ず、処理容器１０内が所定の圧力となるまで真空排気を行うと共に、各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの載置台２１を受け渡し位置まで降下させる。次いで、ゲートバルブ１２を開き、処理容器１０に隣接する真空雰囲気の搬送室から搬送機構のウエハ保持部（不図示）を処理容器１０内に進入させ、ウエハ保持部に前後に並べて保持されたウエハＷを各載置台２１の上方位置まで搬送する。
【００３９】
次いで、受け渡しピン２０を介して載置台２１にウエハＷを受け渡し、処理容器１０内からウエハ保持部を退出させた後、ゲートバルブ１２を閉じる。次いで、各載置台２１を処理位置まで上昇させて処理領域Ａ１〜Ａ４を形成する。また、載置台２１のヒータ２３によってウエハＷを所定の温度に加熱する。
【００４０】
以下、本例の成膜装置１は、図６に示すタイムチャートに基づきプラズマＡＬＤを実施する。  
本例のプラズマＡＬＤは、ウエハＷに原料ガスを吸着させる原料供給ステップＳ１と、処理領域Ａ１〜Ａ４から原料ガスをパージする第１のパージステップＳ２と、プラズマにより反応ガスの活性種を発生させて原料ガスと反応させる反応ステップＳ３と、原料ガスを供給する前に処理領域Ａ１〜Ａ４をパージする第２のパージステップＳ４との４つのステップを一つのサイクルとして構成される。そして、これらのステップＳ１〜Ｓ４よりなるサイクルを予め設定された回数だけ繰り返して行うことで、原料ガスと反応ガスとの交互供給により生成する反応生成物（本例ではシリコン酸化物の層）をウエハＷの表面に堆積させて、所定の膜厚の薄膜（本例ではＳｉＯ２膜）を形成する。
【００４１】
上述のプラズマＡＬＤのシーケンスを実施するため、成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂでは、各々パージガス供給用の開閉バルブＶ２及び反応ガス供給用の開閉バルブＶ３を開き、パージガス供給部５２から例えばＡｒガス、反応ガス供給部５３から例えばＯ２ガスを供給する。続いて、原料ガス供給用の開閉バルブＶ１を開き、原料ガス供給部５１から、ガスシャワーヘッド４を介して処理領域Ａ１〜Ａ４に原料ガスを吐出し、ウエハＷに原料ガス分子（シリコン原子を含み、シリコンプリカーサとなる分子）を吸着させる（原料供給ステップＳ１）。
【００４２】
続いて、開閉バルブＶ１を閉じ、ウエハＷへの原料ガスの供給を停止する一方で、Ａｒガス、Ｏ２ガスの供給は継続する。これらＡｒガス、Ｏ２ガスにより、ウエハＷに吸着されないまま各処理領域Ａ１〜Ａ４に残留していた原料ガスは、処理領域Ａ１〜Ａ４からパージされる（第１のパージステップＳ２）。
【００４３】
しかる後、高周波電源３３をオンにすると、処理領域Ａ１〜Ａ４に継続供給されているＯ２ガスやＡｒガスがプラズマ化され、Ｏ２の活性種が生成する。当該活性種がウエハＷの表面に到達すると、ウエハＷに吸着されている原料ガスが酸化されて、反応生成物としてシリコン酸化物が形成される（反応ステップＳ３）。  
然る後、高周波電源３３をオフにすると共に、引き続きＡｒガス、Ｏ２ガスの供給が続けられることにより、処理領域Ａ１〜Ａ４に残留している活性種がパージされる（第２のパージステップＳ４）。
【００４４】
上述のステップＳ１〜Ｓ４よりなるサイクルを予め設定された回数である数十回〜数百回、繰り返して行うことで、ウエハＷの表面に薄膜（ＳｉＯ２膜）を形成する。
【００４５】
そして、本例の成膜装置１においては、上述のサイクルの期間中に、中心軸周りにウエハＷを回転させることにより、薄膜の膜厚を周方向に均一にする動作を実行する。  
即ち制御部６の記憶媒体には、図３〜５を用いて説明した回転角度ΔθでウエハＷを回転させるための載置台２１の単位時間当たりの回転数の設定情報が記憶されている。そして、当該設定情報に基づいて駆動部２２に対し回転数の設定が行われる。
【００４６】
例えば、図６に示す１サイクルの期間中、継続してウエハＷの回転を継続する場合には、当該１サイクルの開始（原料供給ステップＳ１）から終了（第２のパージステップＳ４）までに要する時間をｔｃｙｃｌｅ［秒］としたとき、ウエハＷの単位時間当たりの回転数ｒ１［ｒｐｍ］は、下記（１）式から求められる。
ｒ１＝（Δθ／３６０°）／（ｔｃｙｃｌｅ／６０）    …（１）
【００４７】
また、図３（ａ）に示す膜厚分布の形成に最も影響がある期間に限定してウエハＷを回転させてもよい。例えば、ウエハＷに原料ガスを吸着させる原料供給ステップＳ１の期間中にのみウエハＷを回転させ、残りの期間中はウエハＷの回転を停止することもできる。  
この場合に、原料供給ステップＳ１の時間をｔＳ１［秒］としたとき、ウエハＷの単位時間当たりの回転数ｒ２［ｒｐｍ］は、下記（２）式から求められる。  
ｒ２＝（Δθ／３６０°）／（ｔＳ１／６０）    …（２）
【００４８】
各サイクルにて、上述の回転数でウエハＷを回転させるとき、例えば１回目のサイクルでは、図７（ａ）に模式的に示すように、膜厚が厚くなる領域Ｒ１が回転角度Δθ分だけ回転移動して形成される軌跡に対応した領域Ｒ’において、相対的に膜厚が厚くなる。
【００４９】
次いで、２回目のサイクルでは、図７（ｂ）に示すように、さらに領域Ｒ１が回転角度Δθ分だけ回転移動することにより、膜厚が厚くなる領域Ｒ’はウエハＷの周方向に向けて広がる。  
こうして、ウエハＷを回転角度θだけ回転させながら、サイクルを数十回〜数百回、繰り返して行うと、図８に模式的に示すように膜厚が厚くなる領域Ｒ’は、ウエハＷの中心周りに円環状に広がり、周方向に均一な膜厚の分布を形成することができる。
【００５０】
なお、図７、８を用いて説明した例では、ＡＬＤのサイクル中にウエハＷを回転させることにより、領域Ｒ１をウエハＷの中心周りに回転させた軌跡に対応して、膜厚が厚くなる領域Ｒ’が形成される場合について説明した。
但し、ウエハＷの回転をパージステップＳ２、Ｓ３の期間中にのみ行う場合などでは、ウエハＷの回転方向に向けて領域Ｒ１が広がる軌跡を描かない場合もある。
【００５１】
この場合においても、図７（ａ）、（ｂ）中に破線で示すように、スタンプを押すように膜厚が厚くなる領域Ｒ１が少しずつ重ね合わせられながら、当該領域Ｒ１の形成位置が環状に移動することにより、図８に示す円環に近い形状の膜厚が厚い領域Ｒ’を形成することができる。
【００５２】
以上に説明したウエハＷの回転動作（載置台２１の回転駆動動作）を実施しながら、予め設定された回数のサイクルを実行し、所定の膜厚（ウエハＷの面内の平均膜厚）を有する薄膜を形成したら、最後のパージステップＳ４の後、ウエハＷの回転、及び載置台２１の加熱を停止し、処理位置から受け渡し位置まで各載置台２１を降下させる。  
しかる後、ゲートバルブ１２を開いて外部のウエハ保持部を進入させ、搬入時とは反対の動作により、薄膜が形成されたウエハＷを搬出して次のウエハＷの搬入を待つ。
【００５３】
本実施の形態に係る成膜装置１によれば以下の効果がある。ウエハＷの回転を停止した状態で薄膜の形成を行った場合に、ウエハＷの周方向に沿って見た薄膜の特性（例えば膜厚）の均一性を低下させる要因となる要因領域Ｆと対応させてウエハＷの回転角度を決定する。この結果、ウエハＷの面内で要因領域Ｆを適切に移動させながら薄膜を形成することが可能となり、周方向に均一性の高い薄膜を得ることができる。
【００５４】
ここで、図３〜５を用いて説明した例では、平均値分布内おける膜厚などの平均値がしきい値より大きくなる領域を薄膜の特性の均一性を低下させる要因となる要因領域Ｆとして特定した例について説明した。  
但し、平均値がしきい値より大きくなる領域を要因領域Ｆとすることは必須の要件ではない。例えば、ウエハＷの周方向に沿って見たとき、一部分に、薄膜の特性が小さくなる領域（例えば膜厚が薄くなる領域）が形成される場合には、平均値がしきい値より小さくなる領域を要因領域Ｆとして設定し、回転角度Δθを求めてもよい。
【００５５】
図９は、ＡＬＤのサイクル中に回転角度ΔθだけウエハＷを回転させる際のバリエーションを示している。  
例えばＡＬＤの１サイクルの期間中のウエハＷの正味の回転角度がΔθとなるように、一旦、回転角度がΔθとなる位置を行き過ぎてから、逆回転させてもよい（図９（ａ））。
【００５６】
また、１サイクルの一部（例えば原料供給ステップＳ１の期間中）に、回転角度Δθの一部（同図中に実線の矢印で示す回転角度）を回転させ、同サイクルの一部（例えば反応ステップＳ３の期間中）に、残り（同図中に実線の矢印で示す回転角度）を回転させてもよい（図９（ｂ））。
【００５７】
さらにここで、図１０、１１に例示するように、ウエハＷの回転を停止した状態で形成した薄膜より得られた特性値分布に基づき、既述の平均値分布を求めたところ、平均値の値がしきい値以上（またはしきい値以下でもよい。図１０にはしきい値以上の例を示してある）の領域である要因領域Ｆが複数個生じる場合がある。  
この場合には、各要因領域Ｆについて求めた扇形の中心角度（図１０、１１（ａ）に示す例ではΔθ１、Δθ２）のうち、最も角度の小さい中心角度（同図に示す例ではΔθ２）と揃うように回転角度が設定される。
【００５８】
最も角度の小さい中心角度と揃えて回転角度を設定することにより、ウエハＷに形成される薄膜の特性値（例えば膜厚）が大きくなる、または小さくなる２つの領域Ｒ１１、Ｒ１２が形成されるとき、面積が小さい方の領域Ｒ１２について、前後のサイクルで形成された領域Ｒ１２を確実に重ね合わせながら移動させることができる。この結果、双方の領域Ｒ１１、Ｒ１２について、各サイクルにて形成された膜厚の厚い領域が離れ離れにならず、周方向に見て膜厚の均一性が高い円環状の領域Ｒ’（図８参照）を形成することが可能となる。
【００５９】
一方で、ＡＬＤのサイクルの総実施回数Ｎと、回転角度Δθとの積が３６０°よりも小さいときは、図８に示す円環状の領域Ｒ’を形成することができない。この場合には、制御部６は、図１２に示すように、予め決められた回数ｎ（但し、総実施回数Ｎより少ない回数）のサイクルを実施する毎に、回転角度Δθより大きい角度に予め設定された分散移動角度ΔΘだけ載置台２１を回転させてもよい。
【００６０】
ＡＬＤのサイクルの総実施回数Ｎに対して、予め設定された回数「ｎ＝Ｎ／Ｘ（但し、Ｘは２以上の整数）」毎に分散移動角度ΔΘ分の移動を実施する場合には、分散移動角度ΔΘは「ΔΘ＝（３６０°／Ｘ）−（Δθ×ｎ）」より求めることができる。
【００６１】
ここで、ウエハＷの周方向に沿って見た薄膜の特性の均一性を低下させる要因となる要因領域は、ウエハＷの回転を停止した状態で実際に薄膜の形成を行うこと以外の手法によっても特定することができる。  
図１３、１４は、実際の薄膜形成に替えて、成膜装置１の設計データを用いて要因領域の特定を行う手法に係る説明図である。
【００６２】
図１３は、成膜装置１の成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂに設けられているガスシャワーヘッド４のシャワープレート４２の設計データ（例えば三次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）データ）のＸ−Ｙ平面図である。  
ウエハＷに原料ガス分子を吸着させるＡＬＤを用いた薄膜形成においては、ウエハＷの表面に吸着した後の原料ガス分子の単位面積あたりの濃度分布や反応ガスの流れが成膜後の薄膜の特性に影響を与える場合がある。そして、これらの影響要因は、シャワープレート４２におけるガス吐出孔４４の配置位置に応じて変化することもある。
【００６３】
即ち、ウエハＷの回転を停止した状態で、当該ウエハＷと対向する位置に配置されたガスシャワーヘッド４（シャワープレート４２）から原料ガスが吐出されると、原料ガスや反応ガスは流れの勢いを保ったままウエハＷの表面に到達する。この結果、ガス吐出孔４４の直下の領域では、ウエハＷの表面に吸着する原料ガスの濃度が高く、また反応ガスも比較的高い濃度で供給されることにより、吸着後の原料ガス分子と反応ガスの活性種との反応も進行しやすい。
【００６４】
一方、ガス吐出孔４４の直下の周囲領域では、ウエハＷとの衝突により原料ガスや反応ガスの流れの勢いが減殺され。直下領域と比べると、原料ガス分子と活性種との反応が進行しにくい場合もある。
【００６５】
上述のメカニズムにより、ガス吐出孔４４の直下領域では薄膜の膜厚が厚く、膜密度が大きくなる一方、その周囲領域では、直下領域と比較して膜厚が薄く、膜密度が小さくなる傾向を示す成膜装置１もある。  
このような場合には、シャワープレート４２内におけるガス吐出孔４４の配置位置を示す設計データが、ウエハＷの表面に形成される薄膜の特性を示すことになるので、当該設計データを用いて薄膜の特性値分布を推定することができる。
【００６６】
即ち、予備実験や流体シミュレーションなどにより、ガス吐出孔４４の配置の他、開孔径やシャワープレート４２の下面とウエハＷとの距離、隣り合って配置されるガス吐出孔４４間の距離などの設計因子と、ウエハＷの表面に形成される薄膜の特性値の関係を予め把握しておく。そして、シャワープレート４２の設計データに基づき、ウエハＷの表面に形成される薄膜の特性値分布を推定する。
【００６７】
特性値分布を推定したら、図３〜５を用いて説明した手法と同じ要領で、ウエハＷの半径方向に沿って特性値の平均値を取り、この結果得られた平均値をウエハＷの周方向に沿って並べた平均値分布を求める。
図１３に示すように、例えばシャワープレート４２が円板状の部材から構成されている場合には、シャワープレート４２内におけるガス吐出孔４４の配置がそのままウエハＷの表面の特性値の分布に対応すること（既述のようにガス吐出孔４４の直下にて薄膜が厚く、高密度となるなど）もある。
【００６８】
図１４は、上述の手法により、例えば薄膜の誘電率平均値εについて求めた平均値分布のイメージを示す模式図である（図１３を用いて実際に得られた平均値分布ではない）。図１４に示すグラフにしきい値ｋ’の横線を引き、誘電率平均値がしきい値より大きくなる領域（または小さくなる領域）を特定することにより、要因領域Ｆの中心角度Δθを求め、ウエハＷの回転角度を決定することができる。図１４においては、平均誘電率がしきい値ｋ’よりも多くなる領域を要因領域として特定した例を示してある。
【００６９】
図１４に示すように、複数の要因領域が特定される場合には、これらの要因領域のうち、最も角度の小さい中心角度と揃うように回転角度の設定を行ってもよい点は、図１０、１１を用いて説明した例と同様である。
【００７０】
この他、成膜装置１の設計データは、ウエハＷの周方向に沿って並べた平均値分布を求める手法以外の要因領域の特定にも活用できる。  
図１５は、図１を用いて説明した成膜装置１の横断平面を示している。当該横断の設計データからは、載置台２１（載置台２１に載置されたウエハＷ、以下、図１５の説明において同じ）の半径方向に沿って見た、載置台２１の外周から、処理容器１０の内側壁面までの離間距離を求めることができる。
【００７１】
平行平板間に反応ガスのプラズマを形成する成膜装置１においては、前記離間距離がプラズマの強度分布に影響を及ぼす場合がある。即ち、処理容器１０の内側壁面が近い領域ではウエハＷの面内で見たとき、相対的にプラズマが強く、内壁面が遠い領域ではプラズマが弱くなる傾向を示す場合がある。このプラズマ強度の分布は、ウエハＷの表面に形成される薄膜の特性値分布に影響を及ぼす。
【００７２】
そこで図１５に示す例では、載置台２１から処理容器１０の側壁までの離間距離が予め設定された設定離間距離Ｄよりも小さくなる領域を要因領域ＦＡ１、ＦＡ２として特定している。同図中に破線で示す円は、載置台２１の外周から前記設定離間距離Ｄだけ離れた位置を示している。  
本例においても、各要因領域ＦＡ１、ＦＡ２と接する２つの半径が成す中心角度ΔθＡ１、ΔθＡ２と揃えて、成膜部１３ａ、１４ａにおけるウエハＷ（載置台２１）の回転角度の設定が行われる。
【００７３】
ここで、図１５を用いて説明した例のように、各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂに対して特定される回転角度が互いに異なる場合がある。また、ウエハＷの回転を停止した状態で形成した薄膜より得た特性値分布を用いて回転角度を求める場合においても、成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ毎に回転角度が異なる状況は発生し得る。  
このような場合には、成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ毎に異なる回転角度を設定して薄膜の形成を行ってよい。
【００７４】
一方で、多数の成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂにて、異なる回転角度の設定を行うことは、載置台２１の回転数の設定管理などが煩雑になり過ぎるおそれもある。特に、共通の搬送室に複数の成膜装置１を接続した成膜システムにおいては、システム内に設けられる載置台２１の台数が数十台にも及ぶ場合があり、回転数の設定管理の問題がますます大きくなってしまう。
【００７５】
そこで、例えば共通の成膜装置１内に設けられた成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂにおいては、各々について特定された回転角度が異なっている場合であっても、これらに共通の回転角度を設定してもよい。
【００７６】
共通の回転角度を選択するルールとして、例えば図１６に示すように、各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの中心角度Δθ１〜Δθ４を求めた結果、少なくとも一つの成膜部（図１６に示す例では成膜部１３ａ）について、薄膜を形成する際に実施されるサイクルの総実施回数Ｎと、中心角度Δθ１との積が３６０°以下であるとき、中心角度が最大ΔθＭＡＸである成膜部（図１６に示す例では成膜部１４ａ）と揃うように各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの回転角度Δθ３を設定する。
【００７７】
上記ルールに基づいて全ての成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの回転角度を設定することにより、中心角度Δθ１が小さい成膜部１３ａにおける特性値が大きくなる／小さくなる領域Ｒ１が移動する範囲を狭い範囲に集中させないようにすることができる。この結果、当該領域Ｒ１がウエハＷの中心の周りを分散して移動することにより、ウエハＷの周方向に均一性の高い特性値分布を有する環状の領域Ｒ’（図８参照）を得ることができる。
【００７８】
一方で、例えば図１７に示すように、各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの中心角度Δθ１〜Δθ４を求めた結果、全ての成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂについて、薄膜を形成する際に実施されるサイクルの総実施回数Ｎと、中心角度Δθ１〜Δθ４との積が３６０°よりも大きいとき、中心角度が最小ΔθＭＩＮである成膜部（図１７に示す例では、成膜部１３ａ）と揃うように各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの回転角度Δθ１を設定する。
【００７９】
最小の回転角度Δθ１を選択し、各ウエハＷにて特性値が大きくなる／小さくなる領域Ｒ１の重なりをできるだけ大きくすることにより、ウエハＷの周方向の均一性がさらに高い特性値分布を有する環状の領域Ｒ’（図８参照）を形成することができる。
【００８０】
上述の図１６、１７を用いて説明した手法において、全ての成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの回転角度を揃える基準となった中心角度ΔθＭＡＸやΔθＭＩＮは、ウエハＷの周方向に沿って見た薄膜の特性の均一性を低下させる要因となる領域を前記周方向に分散させながら薄膜を形成するための回転角度に相当している。
【００８１】
ここで、前記回転角度を決定する手法は、図３〜５、１３〜１５を用いて説明した各手法に限定されない。例えば成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂにてウエハＷの回転を停止した状態で薄膜の形成を行い、各薄膜について膜厚分布を求める（後述の図１８参照）。  
そして、各薄膜について、予め設定したしきい値より膜厚が厚くなる領域Ｒ２、またはしきい値より膜厚が薄くなる領域Ｒ２’を特定し、例えば面積が最小の領域Ｒ２またはＲ２’について、当該領域Ｒ２、Ｒ２’の面積が５０％ずつ重なるように、膜厚が厚くなる領域Ｒ２、または膜厚が薄くなる領域Ｒ２’をウエハＷの周方向へ向けて分散させるための回転角度Δθ１〜Δθ４を算出する。そして、これらの回転角度Δθ１〜Δθ４について、図１６、１７を用いて説明した判断基準に基づき、ΔθＭＡＸまたはΔθＭＩＮとなる回転角度を選択し、全ての成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの回転角度を揃えて薄膜の形成を行ってもよい。
【００８２】
また、図１６、１７を用いて説明した手法に限定されず、例えば成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの中心角度Δθ１〜Δθ４の平均値と揃うように各成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの回転角度ΔθＡＶＥを設定するなど、他の手法により求めた回転角度に基づいて各載置台２１の回転角度を揃えてもよいことは勿論である。
【００８３】
ここでウエハＷの回転（載置台２１の回転駆動）は、全てのサイクルにて実施しなくてもよい。例えばＡＬＤのサイクルを複数回実施する毎に、当該複数回のサイクルの組内の特定のサイクルの実施中のみに、ウエハＷを回転角度Δθだけ回転をさせてもよい。
【００８４】
図７〜１５を用いて説明した回転角度Δθの決定手法は、複数の成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを備えた成膜装置１だけではなく。１つの成膜部１３ａのみを備えた成膜装置１にも適用することができる。  
また本法は、プラズマＡＬＤに限らず、熱ＡＬＤにも適用することができる。
【００８５】
この他、成膜部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂに設ける吐出部の構成は、図１、１３を用いて説明した円板状のガスシャワーヘッド４に限定されない。  
例えば、特開２００９−２２４７７５に記載されている、小型の半球状や小型の扁平な円板状のガス吐出部をウエハＷの中心部上方位置に配置してもよい。また、特開２０１７−１５５３３９、特開２０１６−１５６０９４に記載されているように、ウエハＷと対向する位置に複数個設けられ、各々、ガスの吐出を行う小型の円筒状のヘッド部を覆うように、円板状、あるいは円環状のガスシャワーヘッドを設ける２段吐出型の構成を採用してもよい。
【００８６】
さらには、特開２０１６−９２１５６に記載されている回転テーブルに設けられたウエハＷの載置台２１を回転（自転）させる際に、上述の回転角度Δθの設定手法を採用してもよい。
【００８７】
この他、本例の成膜装置１を用いて実施可能な処理は、ウエハＷへの成膜に限られない。  
一般に成膜装置１のプロセスの運用において、成膜プロセスの均一性向上や、パーティクル発生量の低減を行う目的で、初めて成膜を行う処理容器１０や、クリーニングを実施した直後の処理容器１０内に配置されている機器の表面（例えば処理容器１０の内壁面や載置台２１の上面）に、数百ナノメートル〜数マイクロメートルの薄膜を形成するプリコート処理を行う場合がある。
【００８８】
このプリコート処理時において、載置台２１の表面に形成される薄膜の膜厚にばらつきがあると、載置台２１を平行平板の下部電極として用いた反応ガスのプラズマ形成が不均一となり、ウエハＷの成膜結果に悪影響を及ぼすおそれもある。特に、クリーニングを実施してから、次のクリーニングを実施するまでの期間中、ウエハＷで覆われていない載置台２１の表面では、累積的に膜厚が増加する。このため、プリコート処理時に載置台２１の表面に形成される膜厚のばらつきの影響が増幅されて、より不均一なプラズマが形成されてしまうおそれもある。
【００８９】
そこで、図３〜１７を用いて説明した各実施の形態に係る手法を成膜装置１に対するプリコート処理の実施時に適用してもよい。即ち、事前に載置台２１の回転を停止した状態でプリコート処理を実施した結果や、成膜装置１の設計データに基づき、載置台２１に形成される薄膜の均一性を低下させる要因領域を特定し、当該要因領域と対応させてプリコート処理の期間中の載置台２１の回転角度を特定する。そして、ＡＬＤ法により薄膜を形成する場合には、プリコート処理中の各サイクル実施時に、前記回転角度分ずつ載置台２１を回転させることにより、載置台２１の周方向に沿って均一な薄膜を形成することができる。
【００９０】
また、成膜装置１においては、処理容器１０に反応性の高いクリーニングガスを供給することにより、処理容器１０内に配置された機器の表面に堆積した薄膜の除去を行うクリーニング処理が実施される。  
このクリーニング処理の際に載置台２１の面内で不均一に薄膜の除去反応が進行すると、載置台２１の表面の一部の領域だけオーバーエッチングが進行したり、反対に一部の領域にだけ薄膜が残存したりするおそれもある。
【００９１】
そこで、「反応生成物を形成するサイクル」に替えて、ウエハＷに対する成膜の合間に、所定のインターバルで繰り返し実施される各クリーニング処理を「サイクル」と見立てて本発明を適用してもよい。この場合には、事前に載置台２１の回転を停止した状態でクリーニング処理を実施した結果や設計データに基づき載置台２１の面内でクリーニング処理の面内均一性を低下させる要因領域を特定し、当該要因領域と対応させてクリーニング処理の期間中の載置台２１の回転角度を特定する。  
そして、繰り返し実施されるクリーニング処理の各実施期間中に、前記回転角度分ずつ載置台２１を回転させることにより、載置台２１の周方向に沿って均一なクリーニング処理を実施することが可能となる。
【００９２】
なお、インターバルで繰り返し実施される処理を「サイクル」と見立てて当該処理の実施期間中に回転角度分だけ載置台２１を回転させる手法は、処理容器１０内のクリーニング処理に限らず、プリコート処理に適用してもよい。この場合には、プリコート処理がＡＬＤ法を採用しているか、連続的に原料ガスや反応ガスを供給して薄膜の形成を行うＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を採用しているかによらず、各プリコート処理の実施期間中に、前記回転角度分ずつ載置台２１を回転させる。
【実施例】
【００９３】
（実験）
ウエハＷの回転を停止した状態でプラズマＡＬＤを行い、形成された薄膜の膜厚について、平均値分布を求めた。
Ａ．実験条件
（実施例１）
図１を用いて説明した例と同様に、載置台２１とガスシャワーヘッド４とを備える枚葉式の成膜装置を用い、プラズマＡＬＤ法によりウエハＷの表面にＳｉＯ２膜を形成した。形成されたＳｉＯ２膜について、ウエハＷの面内の膜厚分布を測定したのち、当該膜厚分布について、ウエハＷの半径方向に沿って膜厚の平均値を取り、得られた膜厚平均値をウエハＷの周方向に沿って並べた平均値分布を求め、要因領域Ｆの中心角度を特定した。
【００９４】
Ｂ．実験結果  
図１８にＳｉＯ２膜の膜厚分布を示す。実際の膜厚分布図は、膜厚に応じて異なる色彩が割り当てられたカラー図面となっているが、図示の制約上、ここではグレースケールパターンで示してある。  
当該膜厚分布図によると、図面に向かってウエハＷの左下側に膜厚の厚い領域、ウエハＷの右上側に膜厚の薄い領域が形成され、ウエハＷの周方向に沿って見たとき不均一な膜厚分布となっている。
【００９５】
図１８に示す膜厚分布についての平均膜厚分布図を図１９に示す。同図においては、図１８のウエハＷ面内において１２時の方向（図１８に向かってウエハＷの中心から上向きの方向）を０°としている。  
当該平均膜厚分布図によれば、ウエハＷの左下側の膜厚の厚い領域とほぼ対応して、しきい値（平均膜厚ｋ＝３７６．６Å）よりも平均膜厚が大きい領域が存在することを確認できる。そこでこの領域を、ウエハＷの周方向に沿って見た場合の、ＳｉＯ２膜の膜厚の均一性を低下させる要因領域Ｆとして特定することにより、要因領域の中心角度Δθと揃えて、ウエハＷ（載置台２１）の回転角度を設定できることが確認できた。
【符号の説明】
【００９６】
Ｆ          要因領域
Ｗ          ウエハ
１          成膜装置
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ
成膜部
２１        載置台
２２        駆動部
４          ガスシャワーヘッド
４４        ガス吐出孔
６          制御部
【図１】
2019087576.tif 000003
【図２】
2019087576.tif 000004
【図３】
2019087576.tif 000005
【図４】
2019087576.tif 000006
【図５】
2019087576.tif 000007
【図６】
2019087576.tif 000008
【図７】
2019087576.tif 000009
【図８】
2019087576.tif 000010
【図９】
2019087576.tif 000011
【図１０】
2019087576.tif 000012
【図１１】
2019087576.tif 000013
【図１２】
2019087576.tif 000014
【図１３】
2019087576.tif 000015
【図１４】
2019087576.tif 000016
【図１５】
2019087576.tif 000017
【図１６】
2019087576.tif 000018
【図１７】
2019087576.tif 000019
【図１８】
2019087576.tif 000020
【図１９】
2019087576.tif 000021