(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内において複数の基板を回転テーブル上に載置し、回転テーブルを回転させながらこれら基板の成膜処理を行う成膜方法において、
回転テーブル上に載置された基板間の隙間に、ダミーの被処理体を配置し、
前記被処理体の表面には、パターンが形成され、
前記パターンの粗密度および表面積を変えることで、デポレートを径方向に制御することを特徴とする、成膜方法。
【請求項２】
前記被処理体の表面は、前記基板の表面と同一の材質であることを特徴とする、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
少なくとも前記被処理体は、前記回転テーブルを回転させた際に、回転テーブルの回転中心から最も前記基板に近い点と、最も前記基板から遠い点とが辿る軌跡間に形成される円環状領域に配置されていることを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項４】
処理容器内において複数の基板を回転テーブル上に載置し、回転テーブルを回転させながらこれら基板の成膜処理を行う成膜装置において、
前記回転テーブル上に載置された基板間の隙間の所定位置に、ダミーの被処理体が載置され、
前記被処理体の表面には、パターンが形成され、
前記パターンの粗密度および表面積を変えることで、デポレートが径方向に制御されることを特徴とする、成膜装置。
【請求項５】
前記被処理体の表面は、前記基板の表面と同一の材質からなることを特徴とする、請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
少なくとも前記被処理体は、前記回転テーブルを回転させた際に、回転テーブルの回転中心から最も前記基板に近い点と、最も前記基板から遠い点とが辿る軌跡間に形成される円環状領域に配置されていることを特徴とする、請求項４または５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、処理容器内において複数の基板を回転テーブル上に載置し、回転テーブルを回転させながらこれら基板の成膜処理を行う成膜方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板、たとえば半導体ウエハ（以下「ウエハ」と言う）に薄膜を成膜する場合、従来から、処理容器内に鉛直軸周りに回転自在に構成された回転テーブルを設け、当該回転テーブルに複数のウエハを載置し、回転テーブルを回転させながら成膜処理することが行われている。たとえばＡＬＤ（アトミックレイヤーデポジション：原子層堆積法）の場合には、これら複数のウエハの表面に互いに反応する複数の反応ガスを順番に供給し、反応生成物の層を多数積層して薄膜を形成するようにしている。このような方法によれば、複数のウエハに対して同時に成膜することができるので、枚葉方式に比べる生産効率はよく、しかも回転テーブルを回転させながら各ウエハに対して成膜するので、各ウエハに対しては均一な成膜処理が可能となっている。
【０００３】
しかしながら、発明者らの知見では、確かに各ウエハの相互間のプロファイルは均一であるものの、ウエハの面内の膜厚均一性については依然として問題があった。これを図８、図９に基づいて説明すると、軸線Ｐを回転中心として回転する回転テーブル１０１上に、たとえば５枚のウエハ１０２を周方向に沿って等間隔に載置して処理する場合、たとえば成膜するためのラジカル成分が回転テーブル１０１上に均一に供給されていたとしても、ウエハ１０２の中心よりも回転テーブル１０１の回転中心とウエハ１０２の中心とを結ぶ径方向の両端部の方が、膜厚が厚くなる傾向が確認できた。
【０００４】
図９に示すように、ベアウエハの場合には、ベアウエハのセンターと前記径方向両端部とでは膜厚にさほど差は見られないが、パターンが形成されたウエハの場合には、ウエハのセンターよりも径方向の両端部の方が、膜厚が厚くなる。なお図９において、Ｃｅｎｔｅｒとは、図示のように、ウエハ中心ＰＷと回転テーブル１０１の回転中心である軸線Ｐとを結ぶ径方向の回転テーブル１０１の中心側端部をいい、Ｅｄｇｅとは同径方向のウエハの外側端部である。
【０００５】
その理由は、図８に示したように、回転テーブル１０１を回転させながら処理すると、各ウエハ１０２のセンターの方が前記径方向の両端部よりも、トータル的にラジカル成分が消費される量が多いため、結果的に希薄になってしまい、単位面積当たりのラジカル成分の単位時間当たりの付着量がセンターの方で少なくなるからである。そしてベアウエハの場合にはあまり問題とならないが、パターンが形成されたウエハの場合には、パターンに基づく微小な凹凸がウエハ表面に形成されているため、ベアウエハの場合よりも反応面積が例えば１０倍程度も広くなり、消費量の差が顕著になってしまうからである。
【０００６】
この点に関し、回転テーブル上の複数のウエハに対して同時に成膜処理する場合、各ウエハにおける膜厚の均一性を改善する技術として、ウエハの周辺部に環状の温度制御手段を配置することが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２４９５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、各ウエハの面内の温度を制御することで成膜する膜の均一性を向上させるものであり、前記したようなウエハのセンターと前記径方向の両端部での成膜種などの消費量の差異に起因した、膜厚の不均一に対しては直接対応できないという問題があった。またガスの流れやプラズマ分布を制御して前記不均一に対応してこれを改善させる方法は、困難である。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、回転テーブル上の複数のウエハに対して同時に成膜処理などの処理を行う場合、ラジカル成分などの成膜種や処理の活性種などが、回転テーブルの回転中心とウエハ中心とを結ぶ径方向のウエハ両端部とセンターとで均一に付着するようにして、処理の均一性を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明は、処理容器内において複数の基板を回転テーブル上に載置し、回転テーブルを回転させながらこれら基板の成膜処理を行う成膜方法において、回転テーブル上に載置された基板間の隙間に、ダミーの被処理体を配置し、前記被処理体の表面には、パターンが形成され、前記パターンの粗密度および表面積を変えることで、デポレートを径方向に制御することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、回転テーブル上に並べて載置された基板間の隙間に、ダミーの被処理体が配置されているので、例えば成膜処理における成膜種やラジカル成分は、基板のみならず、ダミーの被処理体においても消費される。したがって、回転テーブルを回転させて処理を行う場合、回転テーブル上に載置された基板のセンターと回転中心に向かう径方向両端部において、従来のような消費量の差異に起因した膜厚の不均一を改善することができる。
【００１２】
前記ダミーの被処理体の表面は、前記基板の表面と同一の材質であることが好ましい。
【００１４】
さらにまた少なくとも前記被処理体は、前記回転テーブルを回転させた際に、回転テーブルの回転中心から最も前記基板に近い点と、最も前記基板から遠い点とが辿る軌跡間に形成される円環状（リング状）領域に配置されていてもよい。
【００１５】
本発明の成膜装置は、処理容器内において複数の基板を回転テーブル上に載置し、回転テーブルを回転させながらこれら基板の成膜処理を行う成膜装置において、前記回転テーブル上に載置された基板間の隙間の所定位置に、ダミーの被処理体が載置され、前記被処理体の表面には、パターンが形成され、前記パターンの粗密度および表面積を変えることで、デポレートが径方向に制御されることを特徴としている。
【００１６】
かかる場合も、前記被処理体の表面は、前記基板の表面と同一の材質からなることが好ましい。
【００１８】
さらにまた、少なくとも前記被処理体は、前記回転テーブルを回転させた際に、回転テーブルの回転中心から最も前記基板に近い点と、最も前記基板から遠い点とが辿る軌跡間に形成される円環状（リング状）領域に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回転テーブル上の複数の基板に対して同時に成膜処理などの処理を行う場合、ラジカル成分などの成膜種や処理の活性種などが、回転テーブルの回転中心と基板中心とを結ぶ径方向の基板両端部と基板中心部とで均一に付着させることができ、処理の均一性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態にかかる基板処理装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１に示す基板処理装置から処理容器の上部部材を取り除いた状態を示す平面図である。
【図３】図１および図２における基板処理装置のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１の基板処理装置の回転テーブルの平面図である。
【図５】ダミーの被処理体の有無に依拠した径方向のウエハ上のラジカルの消費量を示すグラフである。
【図６】ベアウエハのみ、パターンが形成されたウエハのみ、パターンが形成されたウエハにダミーの被処理体を併用した場合の、各ウエハの回転テーブルの中心とウエハ中心とを結ぶ径方向の膜厚の分布を示すグラフである。
【図７】回転テーブル上に配置されるダミーの被処理体の配置領域を示す説明図である。
【図８】従来の基板処理装置の回転テーブルの平面図である。
【図９】従来の基板処理装置で成膜処理したときのベアウエハとパターンウエハとにおける膜厚分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態にかかる基板処理装置１０の構成を概略的に示す平面図であり、図２は、図１に示す基板処理装置１０から処理容器１２の上部部材を取り除いた状態を示す平面図であり、図３は、図１および図２における基板処理装置１０のＡ−Ａ断面図である。この基板処理装置１０は、プラズマによって反応を促進させるＰＥＡＬＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式の装置として構成されている。
【００２２】
図１に示すように、この基板処理装置１０の処理容器１２は、軸線Ｐを中心とする略円筒状の容器である。処理容器１２は、処理室Ｃを内部に備える。処理室Ｃは、噴射部１６ａを備えたユニットＵを含む。処理容器１２は、例えばアルマイト処理またはＹ２Ｏ３（酸化イットリウム）の溶射処理等の耐プラズマ処理が内面に施されたＡｌ（アルミニウム）等の金属で形成される。基板処理装置１０は、処理容器１２内に複数のプラズマ生成部２２を有する。それぞれのプラズマ生成部２２は、処理容器１２の上方に、マイクロ波を出力するアンテナ２２ａを備える。アンテナ２２ａの数は、図１に図示するものに限定されず、適宜選択できる。
【００２３】
図２に示すように、基板処理装置１０は、上面に複数の基板載置領域１４ａが形成された回転テーブル１４を有している。回転テーブル１４は、軸線Ｐを中心軸とする略円板状の部材である。回転テーブル１４の上面には、ウエハＷを載置する基板載置領域１４ａが、軸線Ｐを中心として同心円状に複数（図２の例では５個）形成される。ウエハＷは基板載置領域１４ａ内に配置され、基板載置領域１４ａは、回転テーブル１４が回転した際、ウエハＷがズレないようにウエハＷを支持する。基板載置領域１４ａは、略円状のウエハＷと略同形状の略円状の凹部である。基板載置領域１４ａの凹部の直径Ｗｄは、基板載置領域１４ａに載置されるウエハＷの直径と略同一である。より詳述すれば、基板載置領域１４ａの凹部の直径Ｗｄは、載置されるウエハＷが凹部に嵌合し、回転テーブル１４が回転しても、遠心力によりウエハＷが嵌合位置から移動しないようにウエハＷを固定する程度であればよい。
【００２４】
処理容器１２の外縁には、ロボットアーム等の搬送装置を介して、ウエハＷを処理室Ｃへ搬入し、ウエハＷを処理室Ｃから搬出するゲートバルブＧが設けられている。また図２に示したように、回転テーブル１４の外縁の下方には、排気口２２ｈが設けられている。排気口２２ｈには排気装置５２が接続されている。基板処理装置１０は、排気装置５２の動作を制御することにより、処理室Ｃ内の圧力を、目的とする圧力に維持することができる。
【００２５】
図３に示すように、処理容器１２は、下部部材１２ａおよび上部部材１２ｂを有する。下部部材１２ａは、上方に開口した略筒形状を有し、略円環状の処理室Ｃを形成するため、側壁および底壁とによって構成された凹部を有する。上部部材１２ｂは、略筒形状を有し、下部部材１２ａの凹部の上部開口を塞ぐことによって処理室Ｃを形成する蓋体として機能する。下部部材１２ａと上部部材１２ｂとの間の外周部には、処理室Ｃを密閉するための弾性封止部材、例えばＯリングが設けられてもよい。
【００２６】
処理容器１２により形成される処理室Ｃの内部には、回転テーブル１４が設けられている。回転テーブル１４は、駆動機構２４によって軸線Ｐを中心に回転駆動される。駆動機構２４は、モータ等の駆動装置２４ａおよび回転軸２４ｂを有し、処理容器１２の下部部材１２ａに取り付けられる。
【００２７】
回転軸２４ｂは、軸線Ｐを中心軸線とし、処理室Ｃの内部まで延びている。回転軸２４ｂは、駆動装置２４ａから伝達される駆動力により軸線Ｐを中心に回転する。回転テーブル１４は、中央部分が回転軸２４ｂにより支持されている。したがって回転テーブル１４は、軸線Ｐを中心に、回転軸２４ｂの回転に従って回転する。なお、処理容器１２の下部部材１２ａと駆動機構２４との間には、処理室Ｃを密閉するＯリング等の弾性封止部材が設けられていてもよい。
【００２８】
処理室Ｃ内部の回転テーブル１４の下方には、基板載置領域１４ａに載置されたウエハＷを加熱するためのヒータ２６が設けられている。このヒータ２６によって、回転テーブル１４を加熱することでウエハＷは加熱される。ウエハＷは、処理容器１２に設けられたゲートバルブＧを介して、図示しないロボットアーム等の搬送装置（図示せず）により処理室Ｃに搬送されて基板載置領域１４ａに載置され、また当該搬送装置によってゲートバルブＧを介して処理室Ｃから取り出される。
【００２９】
処理室Ｃは、軸線Ｐを中心とする円周上に配列された第１の領域Ｒ１（図２参照）および第２の領域Ｒ２を形成する。基板載置領域１４ａに載置されたウエハＷは、回転テーブル１４の回転にともない、第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２を順に通過する。
【００３０】
回転テーブル１４の上面に対面するように、第１のガス供給部１６が配置されている。第１のガス供給部１６は、噴射部１６ａを備えている。処理室Ｃに含まれる領域のうち、噴射部１６ａに対面する領域が第１の領域Ｒ１となる。
【００３１】
噴射部１６ａは、複数の噴射口１６ｈを備える。第１のガス供給部１６は、複数の噴射口１６ｈを介して第１の領域Ｒ１へ前駆体ガスを供給する。前駆体ガスが第１の領域Ｒ１に供給されることにより、第１の領域Ｒ１を通過するウエハＷの表面に、前駆体ガスの原子または分子が化学的に吸着する。前駆体ガスとしては、例えば、ＤＣＳ（ジクロロシラン）やモノクロロシラン、トリクロロシラン等が例示できる。
【００３２】
第１の領域Ｒ１の上方には、回転テーブル１４の上面に対面するように、排気部１８の排気口１８ａが設けられている。排気口１８ａは、噴射部１６ａの周囲に設けられている。排気部１８は、真空ポンプなどの排気装置３４の動作により、排気口１８ａを介して処理室Ｃ内のガスを排気する。
【００３３】
第１の領域Ｒ１の上方には、回転テーブル１４の上面に対面するように、第２のガス供給部２０の噴射口２０ａが設けられている。噴射口２０ａは、排気口１８ａの周囲に設けられている。第２のガス供給部２０は、噴射口２０ａを介して第１の領域Ｒ１へパージガスを供給する。第２のガス供給部２０によって供給されるパージガスは、例えばＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスである。パージガスがウエハＷの表面に噴射されることにより、ウエハＷに過剰に化学的に吸着した前駆体ガスの原子または分子（残留ガス成分）がウエハＷから除去される。これにより、ウエハＷの表面に、前駆体ガスの原子または分子が化学的に吸着した原子層または分子層が形成されることになる。
【００３４】
基板処理装置１０は、噴射部１６ａ、排気口１８ａ、噴射口２０ａを含むユニットＵを備える。すなわち、噴射部１６ａ、排気口１８ａ、および噴射口２０ａは、ユニットＵを構成する部位として形成される。ユニットＵは、処理容器１２の上部部材１２ｂの下面に当接するように処理容器１２に取り付けられている。
【００３５】
処理容器１２の上部部材１２ｂにはガス供給路１２ｐが設けられている。ガス供給路１２ｐには、弁１６ｖおよびマスフローコントローラ等の流量制御器１６ｃを介して、前駆体ガスのガス供給源１６ｇが接続される。また、ガス供給路１２ｐの下端は、空間１６ｄに接続される。空間１６ｄには噴射部１６ａの噴射口１６ｈが接続されている。
【００３６】
処理容器１２の上部部材１２ｂにはガス供給路１２ｒが設けられている。ガス供給路１２ｒには、弁２０ｖおよびマスフローコントローラ等の流量制御器２０ｃを介して、パージガスのガス供給源２０ｇが接続される。ガス供給路１２ｒの下端は、空間２０ｄに通じており、その下端は、噴射口２０ａとして機能する。
【００３７】
排気路１８ｑは、上端が、処理容器１２の上部部材１２ｂに設けられた排気路１２ｑと接続される。排気路１２ｑは、真空ポンプ等の排気装置３４に接続される。排気路１８ｑは、空間１８ｄに通じている。
【００３８】
噴射口２０ａからパージガスが噴射されると、排気口１８ａより回転テーブル１４の表面に沿ってパージガスが排気される。これにより、第１の領域Ｒ１に供給される前駆体ガスが第１の領域Ｒ１外に漏れ出すことを抑制する。また噴射口２０ａからパージガスを噴射して排気口１８ａより回転テーブル１４の面に沿ってパージガスを排気するので、第２の領域Ｒ２に供給する反応ガスまたは反応ガスのラジカル等が、第１の領域Ｒ１内に侵入することを抑制する。すなわち、基板処理装置１０においては、第２のガス供給部２０からのパージガスの噴射および排気部１８からの排気により、第１の領域Ｒ１と、第２の領域Ｒ２とが雰囲気的に分離される。
【００３９】
基板処理装置１０は、第２の領域Ｒ２の上方である上部部材１２ｂの開口ＡＰに、回転テーブル１４の上面に対面するように設けられたプラズマ生成部２２を備えている。プラズマ生成部２２は、アンテナ２２ａと、アンテナ２２ａにマイクロ波および反応ガスを供給する同軸導波管２２ｂとを有する。上部部材１２ｂには例えば３つの開口ＡＰが形成され、基板処理装置１０は、図１に示したように、例えば３つのプラズマ生成部２２を備えている。
【００４０】
プラズマ生成部２２は、反応ガスおよびマイクロ波を第２の領域Ｒ２へ供給して、第２の領域Ｒ２において反応ガスのプラズマを生成する。反応ガスに窒素含有ガスを用いた場合、ウエハＷに化学的に吸着した原子層または分子層を窒化させることができる。反応ガスとしては、例えばＮ２（窒素）またはＮＨ３（アンモニア）等の窒素含有ガスを用いることができる。
【００４１】
プラズマ生成部２２には、開口ＡＰを閉塞するようにアンテナ２２ａが気密に配置されている。アンテナ２２ａは、天板４０、スロット板４２、遅波板４４、および冷却プレート４６を有している。天板４０は、誘電体で形成された角の丸い略正三角形状の部材であり、例えばアルミナセラミック等で形成される。天板４０は、その下面が処理容器１２の上部部材１２ｂに形成された開口ＡＰから第２の領域Ｒ２に露出するように上部部材１２ｂによって支持されている。天板４０の下面には、天板４０の外縁に沿って第１のリブ４０ａが形成され、さらにその内側に略円状の第２のリブ４０ｂが形成される。第２のリブ４０ｂの内側には、下方に突出した突出部４０ｃが設けられており、突出部４０ｃの略中央には、厚み方向に貫通する噴射口４０ｄが形成されている。
【００４２】
天板４０の下面には、第１のリブ４０ａおよび第２のリブ４０ｂ等により凹凸が形成されているが、天板４０の下面はフラットな面であってもよい。これにより、コンタミネーションを防止するために天板４０の下面に形成するコーティング膜の密着性を向上させることができる。
【００４３】
天板４０の上面には、スロット板４２が配置されている。スロット板４２は、角の丸い略正三角形状に形成された板状の金属製部材である。スロット板４２には、軸線Ｐの方向において天板４０の噴射口４０ｄと重なる位置に開口が設けられている。また、スロット板４２には、複数のスロット対が形成されている。各スロット対には、互いに直交または交差する二つのスロット孔が含まれている。これらスロット対は、スロット板４２の面内に半径の異なる同心円状に周方向に複数形成されている。
【００４４】
スロット板４２の上面には遅波板４４が設けられている。遅波板４４は、誘電体で形成された角の丸い略正三角形状の部材であり、例えばアルミナセラミック等により形成される。遅波板４４には、同軸導波管２２ｂの外側導体６２ｂを配置するための略円筒状の開口が設けられる。
【００４５】
遅波板４４の上面には冷却プレート４６が設けられている。冷却プレート４６は、その内部に形成された流路を流通する冷媒により、遅波板４４を介してアンテナ２２ａを冷却する。冷却プレート４６の表面は金属製である。冷却プレート４６上には冷却プレート４６の全面または複数の部分を遅波板４４に押圧する押圧部４７が設けられている。押圧部４７は、例えばスパイラルスプリングガスケット等のバネを用いて構成することができる。
【００４６】
冷却プレート４６、遅波板４４、スロット板４２、および天板４０は、押圧部４７の押圧力により互いに密着している。これにより、大気圧やプラズマからの熱により天板４０が変形しようとしても、冷却プレート４６、遅波板４４、スロット板４２、および天板４０は、密着し続けることができる。その結果、アンテナ２２ａは、冷却プレート４６を介して効率よく放熱することができる。また、冷却プレート４６を介したアンテナ２２ａの放熱により、アンテナ２２ａの変形は抑制される。そして、スロット板の変形が抑制されることにより、第２の領域Ｒ２へ放射されるマイクロ波によって形成される電磁界分布の変動は抑制される。
【００４７】
同軸導波管２２ｂは、中空の略円筒状の内側導体６２ａおよび外側導体６２ｂを備えている。内側導体６２ａは、アンテナ２２ａの上方から遅波板４４の開口およびスロット板４２の開口を貫通している。内側導体６２ａ内の空間６４は、天板４０の噴射口４０ｄに連通している。また、内側導体６２ａの上端には、弁６２ｖおよびマスフローコントローラ等の流量制御部６２ｃを介して、反応ガスのガス供給源６２ｇが接続されている。弁６２ｖから同軸導波管２２ｂへ供給された反応ガスは、内側導体６２ａ内の空間６４および天板４０の噴射口４０ｄを介して、第２の領域Ｒ２に供給される。このガス供給源６２ｇには、たとえばプラズマ励起用のＡｒガスが用意されている。
【００４８】
基板処理装置１０は、導波管６０および高周波発生器６８を有する。高周波発生器６８は、例えば１ＭＨｚ〜３ＴＨｚの帯域に含まれる高周波を発生させる。本実施の形態において、高周波発生器６８は、３００ＭＨｚ〜３ＴＨｚの周波数帯域に含まれるマイクロ波（例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波）を発生させる。高周波発生器６８が発生したマイクロ波は、導波管６０を介して同軸導波管２２ｂに伝搬し、内側導体６２ａと外側導体６２ｂとの隙間を伝搬する。そして、遅波板４４内を伝搬したマイクロ波は、スロット板４２のスロット孔から天板４０へ伝搬し、天板４０から第２の領域Ｒ２へ放射される。
【００４９】
また、第２の領域Ｒ２には、反応ガス供給部２２ｃからも反応ガスが供給される。反応ガス供給部２２ｃは、処理容器１２の上部部材１２ｂ内側に複数設けられ、例えば開口ＡＰの周囲に配置される。反応ガス供給部２２ｃは反応ガスを天板４０の下方に向けて噴射する。反応ガス供給部２２ｃには、弁５０ｖおよびマスフローコントローラ等の流量制御部５０ｃを介して、反応ガスのガス供給源５０ｇが接続される。
【００５０】
プラズマ生成部２２は、天板４０の噴射口４０ｄおよび反応ガス供給部２２ｃの噴射部５０ｂにより第２の領域Ｒ２に反応ガスを供給し、アンテナ２２ａにより第２の領域Ｒ２にマイクロ波を放射する。これにより、第２の領域Ｒ２において反応ガスプラズマが生成される。
【００５１】
また、図３に示すように、基板処理装置１０は、基板処理装置１０の各構成要素を制御するための制御部７０を備えている。制御部７０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御装置、メモリ等の記憶装置、入出力装置等を備えるコンピュータであってもよい。制御部７０は、メモリに記憶された制御プログラムに従ってＣＰＵが動作することにより、基板処理装置１０の各構成要素を制御する。
【００５２】
制御部７０は、回転テーブル１４の回転速度を制御する制御信号を駆動装置２４ａへ送信する。また、制御部７０は、ウエハＷの温度を制御する制御信号をヒータ２６に接続された電源へ送出する。また、制御部７０は、前駆体ガスの流量を制御する制御信号を弁１６ｖおよび流量制御器１６ｃへ送出する。また、制御部７０は、排気口１８ａに接続される排気装置３４の排気量を制御する制御信号を排気装置３４へ送信する。
【００５３】
制御部７０は、パージガスの流量を制御する制御信号を弁２０ｖおよび流量制御器２０ｃへ送信する。また、制御部７０は、マイクロ波のパワーを制御する制御信号をマイクロ波発生器６８へ送信する。また、制御部７０は、反応ガスの流量を制御する制御信号を弁５０ｖ、弁６２ｖ、流量制御部５０ｃ、および流量制御部６２ｃへ送信する。また、制御部７０は、排気口２２ｈからの排気量を制御する制御信号を排気装置５２へ送信する。
【００５４】
そして図４に示したように、回転テーブルである回転テーブル１４上における基板載置領域１４ａ、１４ａ間の隙間には、ダミーの被処理体用の収容凹部となるスロット１４ｂ、１４ｃが設けられている。スロット１４ｂは、回転テーブル１４の外周側に周方向に沿って等間隔で５か所に配置されている。スロット１４ｃは、回転テーブル１４の内周側に周方向に沿って等間隔で５か所に配置されている。本実施の形態では、スロット１４ｂ、１４ｃとも各々平面視で二等辺三角形の形状を有しており、スロット１４ｃは、スロット１４ｂよりも小さい。もちろんこれらスロット１４ｂ、１４ｃの形状は、そのような三角形の形状に限定されるものではなく、任意の形状のものとすることができる。
【００５５】
そして各スロット１４ｂには、同形同大のダミーの被処理体ＯＤが収容されており、また各スロット１４ｃには、同形同大のダミーの被処理体ＩＤが収容されている。本実施の形態では、成膜対象のウエハＷ１〜Ｗ５がシリコンウエハであるので、これらダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤの材質も同じシリコンからなる。また成膜対象のウエハＷ１〜Ｗ５は、表面にパターンが形成されたものであるので、各ダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤの表面にも、パターンが形成されたものが使用されている。
【００５６】
実施の形態にかかる基板処理装置１０は、以上のように構成されており、ウエハＷ１〜Ｗ５に対して、例えば表面にＳｉＮを成膜するプロセスについて説明すると、まず第１の領域Ｒ１においては、ＤＣＳといった前駆体ガスが第１のガス供給部１６によって供給される。これにより、前駆体ガスに含まれるＳｉがウエハＷ上に化学的に又は物理的に吸着される。
【００５７】
次いで、回転テーブル１４の回転に伴い、ウエハＷは第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との間を通過する。このとき、ウエハＷは、第２のガス供給部２０によって供給されるパージガスに晒される。これによって、ウエハＷに過剰に化学吸着しているＳｉを含有する前駆体ガスがウエハＷの表面から取り除かれる。
【００５８】
さらに回転テーブル１４の回転に伴い、ウエハＷは第２の領域Ｒ２内に移動する。第２の領域Ｒ２においては、プラズマ生成部２２が、第２の領域Ｒ２に反応ガスを供給し、当該第２の領域Ｒ２にマイクロ波を供給する。これによって、第２の領域Ｒ２において反応ガスのプラズマが生成される。この例では、ウエハＷに化学吸着された前駆体ガスを窒化させるため、窒素を含むＮ２ガス、ＮＨ３ガス、ＮＯ、ＮＯ２等が反応ガスとして使用される。この反応ガスのプラズマにより、ウエハＷの表面に化学吸着した前駆体ガスが窒化される。
【００５９】
このようにウエハＷは、回転テーブル１４の回転により、前駆体ガスによる処理工程、パージ工程、及び窒化処理工程を繰り返し受ける。これにより、ウエハＷ上にシリコン窒化膜が形成される。また同時並行的にウエハＷ１〜Ｗ５が順次、かつ繰り返して処理されていく。
【００６０】
そして上記成膜処理の際には、回転テーブル１１上のウエハＷ１〜Ｗ５のみならず、ダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤの表面にも同様に成膜処理がなされる。すなわち、最初に供給されたラジカルはウエハＷ１〜Ｗ５の表面のみならず、スロット１４ｂ、１４ｃに載置されているダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤの表面にも供給されて、消費される。したがって回転テーブル１４を回転させている間、回転テーブル１４上のウエハＷ１〜Ｗ５とダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤの表面においては、単位面積当たり同レベルのラジカルが付着し、その後のパージを経た後の反応ガスの供給時においても、単位面積当たり同レベルの成膜種が付着する。これによって、ウエハＷ１〜Ｗ５の面内の径方向の膜厚、すなわち、図４におけるＣｅｎｔｅｒとＥｄｇｅの膜厚も等しくなり、径方向の膜厚の均一性が向上する。
【００６１】
図５は、ダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤがある場合とない場合の径方向でのウエハ上のラジカルの消費量を示すグラフであるが、ダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤがない場合には、ウエハの両端部でのラジカルの消費量がウエハの中心部より少ないが、ダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤがセットされた場合には、ラジカルの消費量は、両端部、センターとも同レベルであり、全体としてフラットとなっている。
【００６２】
そしてこのような背景の下、ベアウエハのみ（ダミーの被処理体なし）、パターンが形成されたウエハのみ（ダミーの被処理体なし）、パターンが形成されたウエハにダミーの被処理体を併用した場合の、各ウエハの回転テーブル１４の中心と基板中心とを結ぶ径方向の膜厚の分布を図６に示す。
【００６３】
この結果からわかるように、ベアウエハのみの場合には、ウエハにおける回転テーブル１１の外縁側端部（Ｅｄｇｅ）から回転テーブル１４の中心側端部（Ｃｅｎｔｅｒ）に行くにつれてデポレートが若干低下する傾向にあるが、パターンが形成されたウエハのみ（ダミーの被処理体なし）の場合には、回転テーブル１４の両端部となるＥｄｇｅ、Ｃｅｎｔｅｒからウエハの中心に向かうにつれて、デポレートが低下する傾向にある。これに対して、パターンが形成されたウエハにダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤを併用した場合には、ほぼフラットな特性が得られている。したがって、パターンが形成されたウエハにダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤを併用した場合、すなわち実施の形態にかかる基板処理装置１０を用いてＰＥＡＬＤによる成膜処理した場合には、ウエハ内の膜厚の均一性は向上する。
【００６４】
なおダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤは、図７に示したように、回転テーブル１４を回転させた際の、ウエハＷの回転テーブル１４の回転中心側の端部Ｃｅｎｔｅｒと、当該端部Ｃｅｎｔｅｒの径方向の反対側の端部Ｅｄｇｅとが辿る軌跡間の円環状領域Ｓに、少なくともその一部または全部がかかるように配置されていればよい。即ち、回転テーブル１４の回転中心からＰから、載置しているウエハＷまでの最も近い地点と遠い地点との間の円環状領域Ｓに、ダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤの一部または全部が配置されていればよい。また外周側のダミーの被処理体ＯＤ、内周側のダミーの被処理体ＩＤは、状況に応じていずれか一方でも配置すればよく、また双方を設置する場合には、表面のパターンは、双方同一の疎密度であってもよく、また相互に異なった粗密度であってもよい。
【００６５】
前記実施の形態は、ＰＥＡＬＤ方式の成膜処理であったが、これに限らず本発明は、ガスと熱によるＡＬＤ方式の成膜処理、さらには各種のプラズマ処理においても適用できる。プラズマソースは、処理容器の外部でプラズマを生成するリートプラズマ形式のものであってもよい。また実施の形態で用いられた処理容器は、減圧可能な真空容器であったが、大気圧下で処理を行う処理容器であってもよい。また回転テーブル上に載置する基板の枚数は、必要に応じて任意に選択できる。
【００６６】
また前記実施の形態では、ダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤの表面には、パターンが形成されているが、このパターンの粗密度、表面積を変えることで、デポレートを径方向に制御できる。またダミーの被処理体ＯＤ、ＩＤの表面の材質については、必ずしも処理対象であるウエハと同一の材質でなくてもよい。
【００６７】
前記実施の形態では、基板としてウエハを用いたが、これに限らずガラス基板であってもよく、さらに基板の形状についても円形でなくともよく、矩形のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、処理容器内に設けられている回転テーブル上に複数の基板を載置して同時に処理を行うバッチ式の基板処理に有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１０    基板処理装置
１２    処理容器
１４    回転テーブル
１４ａ  基板載置領域
１４ｂ、１４ｃ    スロット
１６    第１のガス供給部
１８    排気部
２０    第２のガス供給部
２２    プラズマ生成部
Ｗ１〜Ｗ５    ウエハ
ＯＤ、ＩＤ    ダミーの被処理体
【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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