(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に設けられた回転テーブルの上面に回転テーブルの回転方向に沿って複数の基板を載置し、回転テーブルを回転させながら加熱手段により基板を加熱して所定の成膜処理を行う成膜装置であって、
前記加熱手段の温度を測定する接触型の第１温度測定手段と、
前記回転テーブルに載置された基板の温度を測定する非接触型の第２温度測定手段と、
前記第１温度測定手段により測定される第１測定値及び／又は前記第２温度測定手段により測定される第２測定値に基づいて前記加熱手段へ供給する電力を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記基板に対して所定の成膜処理を行う場合、前記第２温度測定手段により測定される第２測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことにより前記加熱手段へ供給する電力を制御し、
前記処理容器に対して前記基板の搬入又は搬出を行う場合、前記第１温度測定手段により測定される第１測定値と前記第２温度測定手段により測定される第２測定値との平均値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことにより前記加熱手段へ供給する電力を制御する、
成膜装置。
【請求項２】
処理容器内に設けられた回転テーブルの上面に回転テーブルの回転方向に沿って複数の基板を載置し、回転テーブルを回転させながら加熱手段により基板を加熱して所定の成膜処理を行う成膜装置であって、
前記加熱手段の温度を測定する接触型の第１温度測定手段と、
前記回転テーブルに載置された基板の温度を測定する非接触型の第２温度測定手段と、
前記第１温度測定手段により測定される第１測定値及び／又は前記第２温度測定手段により測定される第２測定値に基づいて前記加熱手段へ供給する電力を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記基板に対して所定の成膜処理を行う場合、前記第２温度測定手段により測定される第２測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにＰＩＤ制御を行うことにより前記加熱手段へ供給する電力を制御し、
前記処理容器に対して前記基板の搬入又は搬出を行う場合、前記第２温度測定手段により測定される第２測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにＰＩＤ制御を行うことにより前記加熱手段へ供給する電力を制御し、
前記処理容器に対して前記基板の搬入又は搬出を行う場合における温度の昇温や降温に対する反応性が、前記基板に対して所定の成膜処理を行う場合における温度の昇温や降温に対する反応性よりも小さくなるように、前記ＰＩＤ制御のパラメータを変更する、
成膜装置。
【請求項３】
処理容器内に設けられた回転テーブルの上面に回転テーブルの回転方向に沿って複数の基板を載置し、回転テーブルを回転させながら加熱手段により基板を加熱して所定の成膜処理を行う成膜装置であって、
前記加熱手段の温度を測定する接触型の第１温度測定手段と、
前記回転テーブルに載置された基板の温度を測定する非接触型の第２温度測定手段と、
前記第１温度測定手段により測定される第１測定値及び／又は前記第２温度測定手段により測定される第２測定値に基づいて前記加熱手段へ供給する電力を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記基板に対して所定の成膜処理を行う場合、前記第１温度測定手段により測定される第１測定値と前記第２温度測定手段により測定される第２測定値との差を用いて前記第１測定値を補正し、補正された前記第１測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことにより前記加熱手段へ供給する電力を制御し、
前記処理容器に対して前記基板の搬入又は搬出を行う場合、前記第１温度測定手段により測定される第１測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことにより前記加熱手段へ供給する電力を制御する、
成膜装置。
【請求項４】
前記第１温度測定手段は、熱電対であり、
前記第２温度測定手段は、前記基板から放射される赤外線を検出する温度測定手段である、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、処理容器内に設けられた回転テーブルの回転方向に複数のウエハが載置される成膜装置が知られている。
【０００３】
この成膜装置は、回転テーブルの径方向に沿って設けられ、処理ガスを供給するガス供給部と、回転テーブルの下部に設けられ、ウエハを加熱するヒータとを備える。そして、ヒータによりウエハを加熱し、ガス供給部により処理ガスを吐出した状態で、回転テーブルを回転させることでウエハに成膜処理が行われる。また、この成膜装置では、ヒータの近傍に設置された熱電対により測定される温度に基づいて、ヒータへ供給する電力を制御することにより温度制御が行われている。
【０００４】
また、従来、処理容器内に設けられた回転テーブルの回転方向に複数のウエハが載置される成膜装置において、非接触型の温度測定手段により回転テーブルやウエハの温度を測定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４８６３４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、ヒータの近傍に設置された熱電対により測定される温度に基づいて、ヒータへ供給する電力を制御する場合には、ウエハにプラズマ処理などの成膜処理を行うと、ウエハの温度と熱電対により測定される温度との間に大きな温度差が生じる場合がある。この温度差は、ウエハがプラズマに曝されているのに対して、熱電対がプラズマに曝されていないために生じると考えられる。
【０００７】
このため、熱電対により測定される温度に基づいて、ヒータへ供給する電力を制御することにより温度制御を行う場合、精度良く温度制御を行うことができないおそれがある。
【０００８】
そこで、上記課題に鑑み、精度良く温度制御を行うことが可能な成膜装置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】
【０００９】
上記目的を達成するため、一実施形態において、成膜装置は、処理容器内に設けられた回転テーブルの上面に回転テーブルの回転方向に沿って複数の基板を載置し、回転テーブルを回転させながら加熱手段により基板を加熱して所定の成膜処理を行う成膜装置であって、前記加熱手段の温度を測定する接触型の第１温度測定手段と、前記回転テーブルに載置された基板の温度を測定する非接触型の第２温度測定手段と、前記第１温度測定手段により測定される第１測定値及び／又は前記第２温度測定手段により測定される第２測定値に基づいて前記加熱手段へ供給する電力を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記基板に対して所定の成膜処理を行う場合、前記第２温度測定手段により測定される第２測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことにより前記加熱手段へ供給する電力を制御し、前記処理容器に対して前記基板の搬入又は搬出を行う場合、前記第１温度測定手段により測定される第１測定値と前記第２温度測定手段により測定される第２測定値との平均値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことにより前記加熱手段へ供給する電力を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本実施形態によれば、精度良く温度制御を行うことが可能な成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】非接触型の温度測定手段によりウエハの温度を測定したときの結果を示すグラフである。
【図２】本実施形態の成膜装置の概略縦断面図である。
【図３】本実施形態の成膜装置の概略平面図である。
【図４】本実施形態の成膜装置における放射温度測定手段を説明する一部断面図である。
【図５】放射温度測定手段の動作を説明する図である。
【図６】回転テーブルと温度測定領域との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１３】
ところで、精度良く温度制御を行う方法として、非接触型の温度測定手段によりウエハの温度を測定し、この測定値に基づいて温度制御を行う方法が考えられる。この方法では、ウエハにプラズマ処理などの成膜処理が行われることで、ウエハの温度と熱電対により測定される温度との間に大きな温度差が生じる場合であっても、非接触型の温度測定手段によりウエハの温度を精度良く測定することができる。そして、この測定されたウエハの温度に基づいて温度制御を行うため、精度良く温度制御を行うことができる。
【００１４】
しかしながら、非接触型の温度測定手段により測定された測定値に基づいて温度制御を行う場合、例えば、ウエハを処理容器内に搬入する際、処理容器内に搬入された直後のウエハの温度を測定することになる。このため、図１に示すように、処理容器内にウエハを搬入しているとき（図１中の時間ｔ１及び時間ｔ３）には、ウエハに成膜処理を行っているとき（図１中の時間ｔ２）と比較して、非接触型の温度測定手段により測定される温度が大きく変動する。そして、このような大きく変動する測定値に基づいて温度制御が行われるため、ウエハを搬入するときなどには、精度良く温度制御を行うことができない場合がある。
【００１５】
尚、図１は、ヒータへ供給する電力を一定に維持した状態で非接触型の温度測定手段によりウエハの温度を測定したときの結果を示すグラフであり、横軸は時間（分）、縦軸は温度（℃）を示す。また、図１においては、時間ｔ１及び時間ｔ３は処理容器内にウエハを搬入している時間を示し、時間ｔ２は処理容器内でウエハに対して成膜処理を行っている時間を示している。
【００１６】
（成膜装置）
本実施形態の成膜装置の一例について説明する。図２は、本実施形態の成膜装置の概略縦断面図である。図３は、本実施形態の成膜装置の概略平面図である。尚、図３では、説明の便宜上、天板の図示を省略している。
【００１７】
本実施形態の成膜装置１は、概ね円形状の扁平な処理容器１１と、処理容器１１内に水平に設けられた円板状の回転テーブル１２とを備えている。回転テーブル１２は、回転駆動機構１２ａにより周方向に回転自在となっている。尚、図３中の矢印２７は、回転テーブル１２の回転方向を示している。
【００１８】
処理容器１１は、大気雰囲気に設けられ、天板１３と、容器本体１４とを含む真空容器である。容器本体１４の上面の周縁部には、リング状のシール部材１１ａが設けられており、天板１３がシール部材１１ａを介して容器本体１４に気密に取り付けられている。容器本体１４は、処理容器１１の側壁１４ａと底部１４ｂとカバー１４ｃとを含む。カバー１４ｃは、回転駆動機構１２ａを収納し、上面側のフランジ部分が処理容器１１の底部１４ｂの下面に気密に取り付けられている。
【００１９】
回転テーブル１２の上面には、回転テーブル１２の回転方向に沿って５つの凹部１６が形成されている。容器本体１４の側壁１４ａには、図３に示すように、搬送機構２Ａと回転テーブル１２との間においてウエハＷの受け渡しを行うための搬送口１７が形成されている。この搬送口１７は、ゲートバルブ１８により気密に開閉自在となっている。ウエハＷは基板の一例であり、例えばシリコン基板を用いることができる。
【００２０】
回転テーブル１２の上には、それぞれ回転テーブル１２の外周から中心へ向かって伸びる棒状の第１の反応ガスノズル２１、分離ガスノズル２２、第２の反応ガスノズル２３及び分離ガスノズル２４が、この順で周方向に配設されている。これらのガスノズル２１〜２４は下方に開口部を備え、回転テーブル１２の径に沿ってそれぞれガスを供給する。第１の反応ガスノズル２１はＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）ガスを、第２の反応ガスノズル２３はＯ３（オゾン）ガスをそれぞれ吐出する。分離ガスノズル２２、２４はＮ２（窒素）ガスを吐出する。
【００２１】
第１の反応ガスノズル２１の下方領域は、ＢＴＢＡＳガスをウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１である。第２の反応ガスノズル２３の下方領域は、ウエハＷに吸着したＢＴＢＡＳガスに含まれるＳｉ成分をＯ３ガスのプラズマによって酸化させるための第２の処理領域Ｐ２である。分離ガスノズル２２、２４は、それぞれ第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離する分離領域Ｄ１、Ｄ２を形成する。
【００２２】
処理容器１１の天板１３は、下方に突出する扇状の２つの突状部２５を備え、２つの突状部２５は周方向に間隔をおいて形成されている。分離ガスノズル２２、２４は、それぞれ突状部２５にめり込むと共に、突状部２５を周方向に分割するように設けられている。第１の反応ガスノズル２１及び第２の反応ガスノズル２３は、各突状部２５から離れて設けられている。
【００２３】
第２の反応ガスノズル２３の上方には、処理容器１１内に吐出されるＯ３ガスをプラズマ化するためのプラズマ発生部３０が設けられている。プラズマ発生部３０は、金属線等により形成されるアンテナ３１をコイル状に例えば鉛直軸回りに３重に巻き回して構成されている。また、プラズマ発生部３０は、平面視で回転テーブル１２上のウエハＷの直径部分を跨ぐように配置されている。
【００２４】
アンテナ３１は、接続電極３２を介して、整合器３３及び高周波電源３４に接続されている。高周波電源３４は、周波数が例えば１３．５６ＭＨｚ及び出力電力が例えば５０００Ｗの電源である。また、アンテナ３１は、処理容器１１の内部領域から気密に区画されるように設けられている。
【００２５】
回転テーブル１２の下方には、ヒータ２０が設けられている。ヒータ２０は、回転テーブル１２に載置されるウエハＷを加熱する加熱手段の一例である。具体的には、ヒータ２０は、回転テーブル１２の回転中心を中心として同心円状に配置されている。ヒータ２０としては、金属線ヒータ、モリブデンヒータ、カーボンワイヤヒータ等の抵抗加熱ヒータや誘導加熱ヒータ等を用いることができる。
【００２６】
処理容器１１の加熱領域は、回転テーブル１２の径方向において温度制御をするために複数のゾーンに区画されている。図２では、処理容器１１の加熱領域は、回転テーブル１２の回転中心に近い側から順に３つのゾーンＺａ、ゾーンＺｂ、ゾーンＺｃに区画されている。また、各ゾーンＺａ、Ｚｂ、Ｚｃに対応させて、ヒータ２０は３つのゾーン加熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃに区分されて、それぞれが個別に制御可能になっている。尚、図２においては、処理容器１１の加熱領域が３つのゾーンに区画されている場合を示すが、処理容器１１の加熱領域は３つのゾーンに区画されている形態に限定されるものではなく、処理容器１１の大きさ、ウエハＷの大きさ等に応じて定めることができる。
【００２７】
各ゾーン加熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの近傍には、この温度を測定するための３つの熱電対３ａ、３ｂ、３ｃが設けられている。以下、３つの熱電対３ａ、３ｂ、３ｃを単に熱電対３ともいう。
【００２８】
熱電対３は、ヒータ２０の温度を測定する接触型の第１温度測定手段の一例である。具体的には、各熱電対３ａ、３ｂ、３ｃの一端は、容器本体１４の下方から容器本体１４の底部１４ｂを気密に貫通して回転テーブル１２の下方に挿入されている。各熱電対３ａ、３ｂ、３ｃの他端は、制御手段５に接続されており、各熱電対３ａ、３ｂ、３ｃにより測定される測定値は、制御手段５へ入力される。
【００２９】
容器本体１４の底部１４ｂには、突状部２５の下方の分離領域Ｄ１と分離領域Ｄ２との間の領域から回転テーブル１２の径方向外側へ向かった位置に開口した排気口２６が設けられている。排気口２６は、ＢＴＢＡＳガス、Ｏ３ガス、Ｎ２ガス等を排気するためのものであり、バタフライバルブ等の圧力調整部が開設された排気管により、真空ポンプに接続されている。
【００３０】
天板１３の下面における中心部領域の空間２８には、Ｎ２ガスが供給され、供給されたＮ２ガスがリング状に下方に突出した突出部２９の下方を介して回転テーブル１２の径方向外側に供給される。これにより、中心部領域においてＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとが混合されることを抑制することができる。図３では、矢印により成膜処理の際の各ガスの流れを示している。また、図示は省略しているが、カバー１４ｃ内及び回転テーブル１２の下面側にもＮ２ガスが供給され、反応ガスがパージされるようになっている。
【００３１】
次に、天板１３及び回転テーブル１２の縦断側面を拡大して示す図４も参照しながら説明する。図４は、本実施形態の成膜装置における放射温度測定手段を説明する一部断面図である。具体的には、図４は、第１の反応ガスノズル２１が設けられる第１の処理領域Ｐ１と、第１の処理領域Ｐ１の回転方向上流側に隣り合う分離領域Ｄ２との間の断面を示している。
【００３２】
天板１３には、図３に鎖線で示す位置に、回転テーブル１２の径方向に伸びたスリット４１が開口しており、このスリット４１の上下を覆うように下側窓４２、上側窓４３が設けられている。これら下側窓４２、上側窓４３は回転テーブル１２の上面側から放射される赤外線を透過させて、放射温度測定手段４による温度の測定ができるように例えばサファイアにより構成されている。尚、回転テーブル１２の上面側とはウエハＷの上面側も含む。
【００３３】
スリット４１の上方には、放射温度測定手段４が設けられている。放射温度測定手段４は、回転テーブル１２が回転している状態で、回転テーブル１２に載置されたウエハＷの温度を測定する非接触型の第２温度測定手段の一例である。
【００３４】
図４中の回転テーブル１２の上面から放射温度測定手段４の下端までの高さＨは、例えば５００ｍｍである。この放射温度測定手段４は、回転テーブル１２の温度測定領域から放射される赤外線を後述の検出部４０１に導き、検出部４０１がその赤外線の量に応じた測定値を取得する。従って、この測定値は取得された箇所の温度により異なり、取得された測定値は、順次、制御手段５に送信される。
【００３５】
次に、放射温度測定手段４の動作について、図５を参照しながら説明する。図５は、放射温度測定手段の動作を説明する図である。
【００３６】
図５に示すように、放射温度測定手段４は、５０Ｈｚで回転するサーボモータからなる回転体４０２を備えている。この回転体４０２は平面視において三角形状に構成され、回転体４０２の３つの各側面は反射面４０３〜４０５として構成されている。図５に示すように、回転体４０２が回転軸４０６の周りに回転することで、ウエハＷを含む回転テーブル１２における温度測定領域４１０の赤外線を、図５中の矢印で示すように反射面４０３〜４０５のいずれかで反射させて検出部４０１に導くと共に温度測定領域４１０の位置を回転テーブル１２の径方向に移動させてスキャン（走査）する。
【００３７】
検出部４０１は１つの反射面から連続して所定回数（例えば１２８回）赤外線を取り込むことにより、回転テーブル１２の径方向の所定箇所（例えば１２８箇所）の温度を検出できるように構成されている。そして、回転体４０２の回転により反射面４０３〜４０５が順次赤外線の光路上に位置することによりスキャンは回転テーブル１２の内側から外側方向へ向けて繰り返し行うことができ、このスキャン速度は１５０Ｈｚである。すなわち、放射温度測定手段４は、１秒間に１５０回のスキャンを行うことができる。また、温度測定領域４１０はその径が５ｍｍのスポットである。スキャンは、回転テーブル１２においてウエハＷが載置される凹部１６よりも更に内側の位置から、回転テーブル１２の外周端に至る範囲で行われる。尚、図４中の鎖線４４、４５は回転テーブル１２の最も内周側、最も外周側にそれぞれ移動した温度測定領域４１０から放射温度測定手段４に向かう赤外線を示している。
【００３８】
放射温度測定手段４によるスキャンは、回転テーブル１２が回転している状態で行われる。回転テーブル１２の回転速度は、この例では２４０回転／分である。図６は、回転テーブル１２と温度測定領域４１０との関係を示した平面図である。尚、図６中４１１は、回転テーブル１２が回転している状態で、回転テーブル１２の内側から外側へ向かってｎ回目（ｎは整数）にスキャンを行ったときの温度測定領域４１０の列（スキャンライン）を示している。図６中４１２はｎ＋１回目（ｎは整数）にスキャンを行ったときのスキャンラインを示している。回転テーブル１２の回転により、回転テーブル１２の回転中心Ｃを中心として、スキャンライン４１１、４１２は回転テーブル１２の回転速度に応じた角度θ１だけ中心角が互いにずれる。このように回転テーブル１２を回転させながらスキャンを繰り返すことで、回転テーブル１２の多数の位置の測定値を順次取得する。尚、図６中の矢印２７は、回転テーブル１２の回転方向を示している。
【００３９】
制御手段５は、熱電対３により測定される測定値及び／又は放射温度測定手段４により測定される測定値に基づいて、ヒータ駆動手段６を駆動して、ヒータ２０へ供給する電力を制御する。熱電対３により測定される測定値は第１測定値の一例であり、放射温度測定手段４により測定される測定値は第２測定値の一例である。
【００４０】
尚、図２において、記憶手段７は、後述するＰＩＤ制御のパラメータ等を記憶するメモリである。
【００４１】
（成膜方法）
本実施形態の成膜装置による成膜方法の一例について説明する。
【００４２】
＜搬入工程＞
まず、搬送口１７に設けられたゲートバルブ１８を開き、処理容器１１の外部から搬送機構２Ａにより搬送口１７を介してウエハＷを回転テーブル１２の凹部１６内に受け渡す。この受け渡しは、凹部１６が搬送口１７に臨む位置に停止したときに凹部１６の底面の貫通孔を介して処理容器１１の底部側から不図示の昇降ピンが昇降することにより行われる。このようなウエハＷの受け渡しを、回転テーブル１２を間欠的に回転させて行い、回転テーブル１２の５つの凹部１６内にそれぞれウエハＷを載置する。
【００４３】
＜成膜工程＞
次に、ゲートバルブ１８を閉じ、排気口２６に接続された不図示の真空ポンプにより処理容器１１内を引き切りの状態にする。分離ガスノズル２２、２４から分離ガスであるＮ２ガスを所定流量で吐出し、回転テーブル１２の中心部領域の空間２８にＮ２ガスを所定流量で供給する。これに伴い、排気口２６に接続された不図示の圧力調整手段により処理容器１１内を予め設定した圧力に調整する。
【００４４】
次に、回転テーブル１２を時計回り（図３中、矢印２７で示す方向）に回転させながらヒータ２０によりウエハＷを例えば４００℃に加熱し、第１の反応ガスノズル２１からはＢＴＢＡＳガスを供給し、第２の反応ガスノズル２３からはＯ３ガスを供給する。また、プラズマ発生部３０では、高周波電源３４により、アンテナ３１に対して所定の出力の高周波電力を印加する。
【００４５】
そして、ウエハＷが第１の処理領域Ｐ１を通過したときに、原料ガスであるＢＴＢＡＳガスが第１の反応ガスノズル２１から供給されてウエハＷの表面に吸着する。表面にＢＴＢＡＳガスが吸着したウエハＷは、回転テーブル１２の回転により分離ガスノズル２２を有する分離領域Ｄ１を通過してパージされた後、第２の処理領域Ｐ２に入る。
【００４６】
第２の処理領域Ｐ２では、第２の反応ガスノズル２３からＯ３ガスが供給され、ＢＴＢＡＳガスに含まれるＳｉ成分がＯ３ガスにより酸化され、反応生成物であるＳｉＯ２（二酸化ケイ素）がウエハＷの表面に堆積する。第２の処理領域Ｐ２を通過したウエハＷは、分離ガスノズル２４を有する分離領域Ｄ２を通過してパージされた後、再び第１の処理領域Ｐ１に入る。
【００４７】
第１の処理領域Ｐ１では、第１の反応ガスノズル２１からＢＴＢＡＳガスが供給され、再びＢＴＢＡＳガスがウエハＷの表面に吸着する。
【００４８】
以上のように、ウエハＷの表面では、回転テーブル１２の回転によって第１の処理領域Ｐ１においてＢＴＢＡＳガスが吸着し、第２の処理領域Ｐ２においてウエハＷ上に吸着したＢＴＢＡＳガスが、Ｏ３ガスのプラズマによって酸化される。これにより、ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）の分子層が１層又は複数層形成されて反応生成物が形成される。
【００４９】
尚、成膜処理の際には、分離ガスノズル２２、２４から分離領域Ｄ１、Ｄ２に供給されるＮ２ガスが、分離領域Ｄ１、Ｄ２を周方向に広がり、回転テーブル１２上でＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとが混合されることを抑制する。また、余剰のＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスを排気口２６へと押し流す。また、回転テーブル１２の中心部領域の空間２８に供給されたＮ２ガスが、リング状に下方に突出した突出部２９の下方を介して回転テーブル１２の径方向外側に供給され、中心部領域においてＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとが混合されることを抑制する。また、図示は省略しているが、カバー１４ｃ内及び回転テーブル１２の下面側にもＮ２ガスが供給され、ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスがパージされる。
【００５０】
＜搬出工程＞
ウエハＷの表面に所望の膜厚の反応生成物が形成された後、処理容器１１へのガスの供給が停止され、回転テーブル１２の回転が停止され、処理容器１１内にウエハＷを搬入したときの手順と逆の手順により、処理容器１１内からウエハＷを搬出する。
【００５１】
以上により、本実施形態の成膜装置による成膜方法が終了する。
【００５２】
（温度制御方法）
本実施形態の成膜装置による温度制御方法について説明する。
【００５３】
本実施形態では、搬入工程、成膜工程及び搬出工程において、図２に示すように、放射温度測定手段４によりウエハＷの温度が測定されて、その測定値が制御手段５へ入力される。また、熱電対３によりヒータ２０の温度が測定されて、その測定値が制御手段５へ入力される。
【００５４】
本実施形態の成膜装置による温度制御方法は、制御手段５が、ウエハＷに対して所定の成膜処理を行う場合と、処理容器１１に対してウエハＷの搬入又は搬出を行う場合とにおいて、ヒータ２０へ供給する電力の制御方法を変更することを特徴とする。以下では、制御手段５によるヒータ２０へ供給する電力の制御方法の具体的な例について説明するが、以下の例に限定されるものではない。
【００５５】
〔第１実施形態〕
本実施形態では、制御手段５は、ウエハＷに対して所定の成膜処理を行う場合、放射温度測定手段４により測定される測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。また、制御手段５は、処理容器１１に対してウエハＷの搬入又は搬出を行う場合、熱電対３により測定される測定値と放射温度測定手段４により測定される測定値とに基づいて算出される算出値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。
【００５６】
具体的には、成膜工程では、制御手段５は、放射温度測定手段４により測定される測定値が予め定められた所定の温度（例えば、４００℃）に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ駆動手段６を駆動し、ヒータ２０へ供給する電力を制御する。
【００５７】
搬入工程及び搬出工程では、制御手段５は、熱電対３により測定される測定値と放射温度測定手段４により測定される測定値とに基づいて算出される算出値が予め定められた所定の温度（例えば、４００℃）に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ駆動手段６を駆動し、ヒータ２０へ供給する電力を制御する。熱電対３により測定される測定値と放射温度測定手段４により測定される測定値とに基づいて算出される算出値としては、例えば、熱電対３により測定される測定値と放射温度測定手段４により測定される測定値との平均値とすることができる。また例えば、比例（ＲＡＴＩＯ）制御とすることができる。
【００５８】
このように、本実施形態では、制御手段５は、成膜工程においては、放射温度測定手段４により測定される測定値に基づいてヒータ２０へ供給する電力を制御する。また、制御手段５は、搬入工程及び搬出工程においては、熱電対３により測定される測定値に基づいてヒータ２０へ供給する電力を制御する。このため、成膜工程では、精度良く測定されたウエハの温度に基づいて温度制御を行うことができ、また、搬入工程及び搬出工程では、温度制御に用いる測定値が大きく変動することを抑制でき、安定した温度制御を行うことができる。
【００５９】
〔第２実施形態〕
本実施形態では、制御手段５は、ウエハＷに対して所定の成膜処理を行う場合、放射温度測定手段４により測定される測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。また、制御手段５は、処理容器１１に対してウエハＷの搬入又は搬出を行う場合、熱電対３により測定される測定値及び放射温度測定手段４により測定される測定値を参照することなく、ヒータ２０へ供給する電力を制御する。
【００６０】
具体的には、成膜工程では、制御手段５は、放射温度測定手段４により測定される測定値が予め定められた所定の温度（例えば、４００℃）に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ駆動手段６を駆動し、ヒータ２０へ供給する電力を制御する。
【００６１】
搬入工程及び搬出工程では、制御手段５は、予め定められた所定の電力となるように、ヒータ２０へ供給する電力を制御する。
【００６２】
このように、本実施形態では、制御手段５は、成膜工程においては、放射温度測定手段４により測定される測定値に基づいてヒータ２０へ供給する電力を制御する。また、制御手段５は、搬入工程及び搬出工程においては、予め定められた所定の電力となるように、ヒータ２０へ供給する電力を制御する。このため、成膜工程では、精度良く測定されたウエハの温度に基づいて温度制御を行うことができ、また、搬入工程及び搬出工程では、ヒータ２０へ供給する電力が大きく変動することを抑制でき、安定した温度制御を行うことができる。
【００６３】
〔第３実施形態〕
本実施形態では、制御手段５は、ウエハＷに対して所定の成膜処理を行う場合、放射温度測定手段４により測定される測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにＰＩＤ制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。また、制御手段５は、処理容器１１に対してウエハＷの搬入又は搬出を行う場合、放射温度測定手段４により測定される測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにＰＩＤ制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。さらに、制御手段５は、ウエハＷに対して所定の成膜処理を行う場合と、処理容器１１に対してウエハＷの搬入又は搬出を行う場合とにおいて、ＰＩＤ制御のパラメータを変更する。
【００６４】
具体的には、搬入工程及び搬出工程における温度の昇温や降温に対する反応性が成膜工程における温度の昇温や降温に対する反応性よりも小さくなるように、ＰＩＤ制御のパラメータを変更する。
【００６５】
このように、本実施形態では、制御手段５は、成膜工程、搬入工程及び搬出工程においては、放射温度測定手段４により測定される測定値に基づいてヒータ２０へ供給する電力を制御する。また、制御手段５は、搬入工程及び搬出工程における温度の昇温や降温に対する反応性が成膜工程における温度の昇温や降温に対する反応性よりも小さくなるように、ＰＩＤ制御のパラメータを変更する。このため、成膜工程では、精度良く測定されたウエハの温度に基づいて温度制御を行うことができ、また、搬入工程及び搬出工程では、ヒータ２０へ供給する電力が大きく変動することを抑制でき、安定した温度制御を行うことができる。
【００６６】
〔第４実施形態〕
本実施形態では、制御手段５は、ウエハＷに対して所定の成膜処理を行う場合、熱電対３により測定される測定値と放射温度測定手段４により測定される測定値とに基づいて算出される算出値を用いて、熱電対３により測定される測定値を補正し、その補正された測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。また、制御手段５は、処理容器１１に対してウエハＷの搬入又は搬出を行う場合、熱電対３により測定される測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。
【００６７】
具体的には、制御手段５は、予め成膜工程における成膜条件ごとにウエハＷの温度を熱電対３と放射温度測定手段４とにより測定し、これらの測定値の差を算出しておく。そして、成膜工程では、制御手段５は、この算出値を用いて熱電対３により測定される測定値を補正し、その補正された測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。
【００６８】
このように、本実施形態では、制御手段５は、成膜工程においては、予め成膜条件ごとに算出しておいた熱電対３により測定される測定値と放射温度測定手段４により測定される測定値との差を用いて、熱電対３により測定される測定値を補正し、その補正された測定が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。また、制御手段５は、搬入工程及び搬出工程においては、熱電対３により測定される測定値が予め定められた所定の温度に維持されるようにフィードバック制御を行うことによりヒータ２０へ供給する電力を制御する。このため、成膜工程では、精度良く測定されたウエハの温度に基づいて温度制御を行うことができ、搬入工程及び搬出工程では、ヒータ２０へ供給する電力が大きく変動することを抑制でき、安定した温度制御を行うことができる。
【００６９】
以上、成膜装置を実施例によって説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【００７０】
例えば、本実施形態では、回転テーブル１２の回転方向を時計回りとしたが、これに限定されるものではない。回転テーブル１２の回転方向は、時計回りでも反時計回りでも良く、本実施形態における第１の処理領域Ｐ１、分離領域Ｄ１、第２の処理領域Ｐ２、分離領域Ｄ２をこの順にウエハＷが処理される構成であれば良い。
【００７１】
また、分離ガスノズル２２、２４から吐出される分離ガスとして、Ｎ２ガスを使用したが、これに限定されず、Ａｒガス等の不活性ガスを使用しても良い。
【００７２】
また、第１の反応ガスノズル２１から吐出されるガスとして、ＢＴＢＡＳガスを使用したが、これに限定されず、例えば、３ＤＭＡＳ［トリスジメチルアミノシラン］、ＤＣＳ［ジクロロシラン］、ＨＣＤ［ヘキサクロロジシラン］、モノアミノシラン等のシリコン含有ガスや、ＴｉＣｌ４［四塩化チタン］、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]、ＴＭＡ［トリメチルアルミニウム］、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］等の金属含有ガスを使用しても良い。
【００７３】
また、第２の反応ガスノズル２３から吐出されるガスとして、Ｏ３ガスを使用したが、これに限定されず、例えば、ＮＯｘ［酸化窒素］、Ｈ２Ｏ等の酸素含有ガスや、Ｎ２、ＮＨ３［アンモニア］、Ｎ２Ｈ４［ヒドラジン］、ＣＨ６Ｎ２［メチルヒドラジン］等の窒素含有ガスを使用しても良い。
【００７４】
なお、例えば、第１の反応ガスノズル２１から吐出されるガスとしてシリコン含有ガスを用い、第２の反応ガスノズル２３から吐出されるガスとして窒素含有ガスを用いる場合には、ＳｉＮ等の窒化膜が形成される。また、例えば、第１の反応ガスノズル２１から吐出されるガスとしてチタン含有ガスを用い、第２の反応ガスノズル２３から吐出されるガスとして窒素含有ガスを用いる場合には、ＴｉＮ等の窒化膜が形成される。
【００７５】
また、第２の反応ガスノズル２３から吐出されるガスをプラズマ化し、ウエハＷの表面をプラズマ処理する形態について説明したが、これに限定されず、第２の反応ガスノズル２３から吐出されるガスをプラズマ化することなく供給する形態であっても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１    成膜装置
１１  処理容器
１２  回転テーブル
２０  ヒータ
３    熱電対
４    放射温度測定手段
５    制御手段
Ｗ    ウエハ
【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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