(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に搬送口から搬入され、載置台に受け渡された基板に対して、前記載置台に対向する処理ガス供給部から処理ガスを基板に供給すると共に、前記載置台の載置面を加熱しながら真空雰囲気下で処理ガスにより成膜処理を行う成膜装置において、
前記載置台を、基板が処理ガスにより処理される処理位置と、前記搬送口から進入する外部の搬送機構との間で基板の受け渡しが行われる受け渡し位置と、の間で昇降させるための昇降機構と、
前記載置台を隙間を介して取り囲み、前記基板の処理を行っているときに当該載置台と共に、前記真空容器内を載置台よりも上方の上部空間とその下方側の下部空間とに区画するための囲み部分と、
前記載置台に載置された基板と前記処理ガス供給部との間に形成される処理領域よりも外側に位置すると共に、前記上部空間に連通し、前記処理領域を真空排気するための真空排気路と、
前記処理領域から真空排気路までのガスの通流空間に露出する部位を、反応物が付着して付着物を形成する温度よりも高い温度に加熱するために、前記ガスの通流空間を構成する部材に設けられた加熱手段と、
この加熱手段と、前記下部空間を囲む前記真空容器の下側部分と、の間に設けられた断熱部と、を備え、前記搬送口は前記真空容器の下側部分の側壁に形成されたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記下部空間にパージガスを供給するためのパージガス供給路を備え、パージガスは前記載置台と囲み部分との間の前記隙間から前記上部空間に流入す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】
前記囲み部分は、前記処理位置にある載置台の側周面に近接してこれを囲むように前記真空容器の内壁から環状に突出する環状突出部により構成された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】
前記真空排気路の一部は、前記処理領域の周囲に沿って配置された排気ダクトとして構成され、この排気ダクトには、処理領域の周方向に沿って当該処理領域からの排気流が流入する排気口が形成されてい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】
前記排気ダクトは、前記処理領域を囲むように環状に形成されてい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】
前記排気口は、横方向に伸びるスリット状に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記排気ダクトには、真空排気を行うための排気管が接続されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項８】
前記排気ダクトの下面側には、前記断熱部としての断熱部材が設けられていることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項９】
前記真空容器の下側部分は、上面が開口した扁平な下側容器として構成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記下側容器の直ぐ上の真空容器を構成する部材は、当該下側容器の上端面の内方寄りの領域にシール部材を介して接触し、
前記真空容器を構成する部材と前記下側容器の上端面の外方寄りの領域との間には、大気に解放された断熱部をなす空気層を形成する隙間が形成されている請求項９に記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記加熱手段により加熱される前記ガスの通流空間に露出する部位の温度は２３０℃以上であ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】
前記処理領域と前記真空排気路との間には、通流コンダクタンスを小さくして真空容器の周方向における排気の均一化を図るための部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記載置台は、載置台本体と、この載置台本体を覆いかつ当該載置台本体に着脱自在に装着されるカバー部材と、を備えてい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】
前記処理ガスの供給は、原料ガスを供給して基板に吸着させる段階と、この原料ガスと反応する反応ガスを供給して基板上に反応生成物を生成する段階と、を交互に行うと共に、これら両段階の間に、処理領域をパージガスによりパージする段階が行われるように制御信号を出力する制御部を備えていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１５】
真空容器内にて載置台上の基板に対して真空雰囲気下で処理ガスを供給して成膜処理を行う成膜方法において、
前記真空容器の側壁の搬送口から外部の搬送機構により、受け渡し位置に置かれた載置台に基板を受け渡す工程と、
前記載置台を前記受け渡し位置から処理位置まで上昇させ、当該載置台を隙間を介して取り囲こむ囲み部分と当該載置台とにより、前記真空容器内を載置台よりも上方の上部空間とその下方側の下部空間とに区画する工程と、
基板を成膜温度まで加熱して、その上方から基板に対して処理ガスを供給する工程と、
この工程を行いながら、前記載置台に載置された基板と前記処理ガス供給部との間に形成される処理領域よりも外側に位置する真空排気路から前記処理領域を真空排気する工程と、
前記処理ガスを供給する工程時に、前記処理領域から真空排気路までのガスの通流空間に露出する部位を加熱するために当該ガスの通流空間を構成する部材に設けられた加熱手段と、前記下部空間を囲む前記真空容器の下側部分と、の間を断熱しながら、前記通流空間に露出する部位を、反応物が付着して付着物を形成する温度よりも高い温度に前記加熱手段により加熱する工程と、を含み、前記搬送口は前記真空容器の下側部分の側壁に形成されたことを特徴とする成膜方法。
【請求項１６】
前記処理領域のガスが前記下部空間に入り込むことを防止するために当該下部空間にパージガスを供給する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の成膜方法。
【請求項１７】
前記ガスの通流空間に露出する部位の温度は２３０℃以上であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の成膜方法。
【請求項１８】
処理領域から排気された排気流を、前記処理領域の側方に当該処理領域の周方向に沿って形成された真空排気路を介して、この真空排気路に接続された排気管に排出する工程を含むことを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれか一つに記載の成膜方法。
【請求項１９】
成膜処理を行う成膜装置に用いられ、コンピュータ上で動作するプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項１５ないし１８のいずれか一つに記載された成膜方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して真空雰囲気下で処理ガスを供給することにより、基板上に当該処理ガスの反応生成物を成膜する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおける成膜手法として、基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）等の表面に真空雰囲気下で第１の処理ガス（原料ガス）を吸着させた後、供給するガスを第２の処理ガス（反応ガス）に切り替えて、両ガスの反応により１層あるいは少数層の原子層や分子層を形成し、このサイクルを複数回行うことにより、これらの層を積層して、基板上への成膜を行うプロセスが知られている。このプロセスは、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）やＭＬＤ（Molecular Layer Deposition）などと呼ばれており、サイクル数に応じて膜厚を高精度にコントロールすることができると共に、膜質の面内均一性も良好であり、半導体デバイスの薄膜化に対応できる有効な手法である。
【０００３】
この方法を実施するために、例えば特許文献１には、処理容器（真空容器）の左側面から右側面へ向けて（または右側面から左側面へ向けて）２種類の処理ガスを交互に流すことで、処理容器内に載置された基板の表面に成膜を行う成膜装置が記載されている。このように基板の一方側から他方側に処理ガスを通流させるサイドフロー方式を採用する場合には、膜厚や膜質の横方向における偏りを抑えるため、成膜処理は例えば２００℃程度の比較的低温の温度雰囲気下にて行われる。
【０００４】
一方、例えば酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）などの高誘電体材料を成膜する場合には、第１の処理ガス（原料ガス）として、例えばＴＥＭＡＺ（テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム）ガス等が用いられ、第２の処理ガス（反応ガス）としてオゾンガス等が用いられる。ここでＴＥＭＡＺガスのような原料ガスは、分解温度が高いため、例えば２８０℃程度の高温にて成膜がおこなわれるが、こうした高温条件のもとでは反応の進み方が速く、一度のサイクルで成膜される膜厚が厚くなる傾向がある。特にサイドフロー方式の場合には基板の表面におけるガスの移動距離が長いことから、例えばガスの供給側では膜厚が厚くなり、排気側では膜厚が薄くなる等、良好な膜厚の面内均一性が得られないおそれがある。
【０００５】
また、スループットを向上させるために、例えば反応ガスであるオゾンガスの供給時間を短くした場合には、オゾンガスの供給源から離れるに従い、オゾンガスの酸化力が弱まる（オゾンガスが消費される）ので、基板上に吸着した高誘電体材料を十分に酸化することができないおそれがあり、その場合には例えばウエハ内に作成される半導体デバイス間におけるリーク電流の値がばらついてしまうといった問題もある。
【０００６】
このようなサイドフロー方式の問題点を解決するため、例えば通常のＣＶＤ装置に用いられるガスシャワーヘッド（特許文献２参照）を用いて、基板の中央部上方側から処理ガスを供給し、未反応の処理ガス及び反応副生成物を処理容器の底部から排気する方法が検討されている。このようなガスの供給排気方法によれば、供給された処理ガスは基板の中央から周縁に向かって流れるので、サイドフロー方式と比べてガスの移動距離が短く、成膜後の膜厚や膜質について高い面内均一性が得られると期待できる。
【０００７】
ここでシャワーヘッドを用いて処理ガスを供給する上述の方式において良好な成膜処理を行うためには、基板とシャワーヘッドとを接近させて基板とシャワーヘッドとの間の処理領域を狭くする手法が得策であることを把握している。しかしながら、基板をシャワーヘッドに近接させると外部の搬送機構と基板の載置台との間で基板の受け渡しを行うスペースがなくなってしまう。また処理領域の側方において処理容器の側壁に搬送口が設けられていると、処理領域の中心から見て周囲の環境が軸方向で非対称になって、プロセスの面内均一性を阻害する要因になる。このため前記搬送口を処理領域よりも低い位置に形成し、基板の処理位置と基板の受け渡し位置との間で載置台を昇降させることができるように処理容器の高さを確保する必要がある。
【０００８】
また処理容器の内壁に反応生成物や反応副生成物といった反応物が堆積しないように、処理ガスが触れる領域を、反応物が付着する温度以上（反応物が気化する温度）に加熱する必要がある。一般にＣＶＤを行う枚葉の処理容器では、処理容器の内壁の加熱温度は高々２００℃程度であったが、ＺｒやＳｔの酸化物のような高誘電体材料においては、反応物の気化する温度が高いため、処理領域の側壁からその下方の搬送口を含む領域を介して底壁に至るまで処理容器を例えば２８０℃程度にまで加熱する必要がある。
【０００９】
しかしながらこのように処理容器全体を高温に加熱すると、載置台を昇降させるための駆動系や基板を搬入する搬送口のゲートバルブの駆動系のグリース、更にまた処理容器内を気密にするための樹脂製のシール部材であるＯリングが劣化する。また、市販の圧力計の耐熱性は、せいぜい２００℃ぐらいまでなので、処理容器全体を２８０℃程度まで加熱する場合には、処理容器内の圧力測定についても困難になってくるといった問題もある。更にまた既述のように載置台を昇降させることから処理容器が大型化してくると、基板の処理容器全体を高温に加熱すると、加熱に要するエネルギーが大きくなるという課題もある。
【特許文献１】特開２００４−６７３３号公報：第００５６段落、図８
【特許文献２】特開２００６−２９９２９４号公報：第００２１段落〜第００２６段落
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、その目的は膜厚の面内均一性や膜質の良好な成膜処理行いつつ、装置の熱的劣化を抑えることのできる成膜装置、成膜方法及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、真空容器内に搬送口から搬入され、載置台に受け渡された基板に対して、前記載置台に対向する処理ガス供給部から処理ガスを基板に供給すると共に、前記載置台の載置面を加熱しながら真空雰囲気下で処理ガスにより成膜処理を行う成膜装置において、
前記載置台を、基板が処理ガスにより処理される処理位置と、前記搬送口から進入する外部の搬送機構との間で基板の受け渡しが行われる受け渡し位置と、の間で昇降させるための昇降機構と、
前記載置台を隙間を介して取り囲み、前記基板の処理を行っているときに当該載置台と共に、前記真空容器内を載置台よりも上方の上部空間とその下方側の下部空間とに区画するための囲み部分と、
前記載置台に載置された基板と前記処理ガス供給部との間に形成される処理領域よりも外側に位置すると共に、前記上部空間に連通し、前記処理領域を真空排気するための真空排気路と、
前記処理領域から真空排気路までのガスの通流空間に露出する部位を、反応物が付着して付着物を形成する温度よりも高い温度に加熱するために、前記ガスの通流空間を構成する部材に設けられた加熱手段と、
この加熱手段と、前記下部空間を囲む前記真空容器の下側部分と、の間に設けられた断熱部と、を備え、前記搬送口は前記真空容器の下側部分の側壁に形成されたことを特徴とする。  
本発明は、前記下部空間にパージガスを供給するためのパージガス供給路を備え、パージガスは前記載置台と囲み部分との間の前記隙間から前記上部空間に流入する構成とすることが好ましい。
【００１２】
本発明の具体的な態様の例を下記に列挙する。  
前記囲み部分は、例えば前記処理位置にある載置台の側周面に近接してこれを囲むように前記真空容器の内壁から環状に突出する環状突出部により構成される。前記真空容器の下側部分は、上面が開口した扁平な下側容器として構成される。前記真空排気路の一部は、前記処理領域の周囲に沿って配置された排気ダクトとして構成されると共に、例えば前記下側容器の上に断熱部を介して設けられる。前記排気ダクトは、前記処理領域を囲むように環状に形成される。前記排気ダクトには、処理領域からの排気流が流入する横方向に伸びるスリット状の排気口が形成される。前記排気ダクトには、真空排気を行うための排気管が接続される。前記排気ダクトの下面側には、前記断熱部としての断熱部材が設けられる。前記断熱部は、空気層を含む。
【００１３】
前記下側容器の直ぐ上の部材は、当該下側容器の上端面の内方寄りの領域にシール部材を介して接触し、当該部材と前記下側容器の上端面の外方寄りの領域との間に、大気に解放された空気層を形成する隙間が形成される。前記加熱手段により加熱される前記ガスの通流空間に露出する部位の温度は２３０℃以上である。前記処理領域と前記真空排気路との間には、通流コンダクタンスを小さくして真空容器の周方向における排気の均一化を図るための部材が設けられる。前記載置台は、載置台本体と、この載置台本体を覆いかつ当該載置台本体に着脱自在に装着されるカバー部材と、を備えている。
【００１４】
本発明は、例えば既述のＡＬＤ（あるいはＭＬＤ）により成膜処理する場合に適用できる。この場合、原料ガスを供給して基板に吸着させる段階と、この原料ガスと反応する反応ガスを供給して基板上に反応生成物を生成する段階と、を交互に行うと共に、これら両段階の間に、処理領域をパージガスによりパージする段階が行われるように制御信号を出力する制御部を備えた構成とすることができる。また本発明は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）に適用してもよい。
【００１５】
更に本発明方法は、真空容器内にて載置台上の基板に対して真空雰囲気下で処理ガスを供給して成膜処理を行う成膜方法において、
前記真空容器の側壁の搬送口から外部の搬送機構により、受け渡し位置に置かれた載置台に基板を受け渡す工程と、
前記載置台を前記受け渡し位置から処理位置まで上昇させ、当該載置台を隙間を介して取り囲こむ囲み部分と当該載置台とにより、前記真空容器内を載置台よりも上方の上部空間とその下方側の下部空間とに区画する工程と、
基板を成膜温度まで加熱して、その上方から基板に対して処理ガスを供給する工程と、
この工程を行いながら、前記載置台に載置された基板と前記処理ガス供給部との間に形成される処理領域よりも外側に位置する真空排気路から前記処理領域を真空排気する工程と、
前記処理ガスを供給する工程時に、前記処理領域から真空排気路までのガスの通流空間に露出する部位を加熱するために当該ガスの通流空間を構成する部材に設けられた加熱手段と、前記下部空間を囲む前記真空容器の下側部分と、の間を断熱しながら、前記通流空間に露出する部位を、反応物が付着して付着物を形成する温度よりも高い温度に前記加熱手段により加熱する工程と、を含み、前記搬送口は前記真空容器の下側部分の側壁に形成されたことを特徴とする。
【００１６】
この場合、前記処理領域のガスが前記下部空間に入り込むことを防止するために当該下部空間にパージガスを供給する工程を含むことが好ましい。
更にまた他の発明は、成膜処理を行う成膜装置に用いられ、コンピュータ上で動作するプログラムを格納した記憶媒体であって、前記プログラムは上述したいずれかの成膜方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、
イ．真空容器内を処理領域を含む上部空間とそれよりも下方側の下部空間とに区画すると共に、前記下部空間を囲む前記真空容器の下側部分の側壁に搬送口を形成し、
ロ．処理領域よりも外側位置にて上部空間に連通するように真空排気路を形成し、ガスの通流空間に露出する部位を、付着物防止のために加熱手段により高い温度に加熱し、
ハ．前記下側部分と前記加熱手段との間に断熱部を設けて、当該下側部分を熱的に分離している。  
従って、前記下部空間には処理領域からのガスや反応物が流れ込みにくいので、下側部分を付着物防止のために高温に加熱しなくて済み、断熱部により上側部分から熱的に切り分けることで例えば常温にすることができることから、
例えば載置台を昇降させるための駆動系や搬送口のゲートバルブの駆動系のグリースの劣化を解消することができ、また圧力計の耐熱限界に起因する真空容器内の圧力測定の困難性を解消することができる。更にまた真空容器全体を加熱しなくて済むことから、加熱に必要なエネルギー量が削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態である成膜装置１の構成について図１〜図４を参照しながら説明する。本実施の形態に係る成膜装置１は、例えば第１の処理ガスとして、ストロンチウム（Ｓｒ）を含む原料ガス（以下、Ｓｒ原料という）及びチタン（Ｔｉ）を含む原料ガス（以下、Ｔｉ原料という）を用い、第２の処理ガスとして反応ガスであるオゾンガスを用いて、ＡＬＤプロセスによりこれらの処理ガスを反応させて、基板であるウエハ表面に高誘電体材料であるチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３、以下ＳＴＯと略記する）の薄膜を成膜する機能を備えている。
【００１９】
図１の縦断面図に示すように、この成膜装置１は、真空容器をなす処理容器２と、当該処理容器２内に設置され、基板であるウエハＷを載置するための載置台を構成するステージ３１と、このステージ３１と対向するように処理容器２の上部に設けられ、処理ガス供給部を構成するガスシャワーヘッド４０と、を備えている。ここで本実施の形態では後述のようにステージ３１がステージカバー３６で覆われていることから、詳しくはステージ３１が載置台本体に相当し、ステージ３１とステージカバー３６とにより載置台３００が構成されていることになる。
【００２０】
ステージ３１は、例えば窒化アルミニウムや石英等から構成され、例えば扁平な円板状に形成されている。ステージ３１の内部には、載置台３００の載置面を加熱することにより、ウエハＷを成膜温度まで昇温するためのステージヒータ３２が埋設されている。このステージヒータ３２は、例えばシート状の抵抗発熱体より構成されていて、電源部６８より電力を供給することによりステージ３１上に載置されたウエハＷを例えば２８０℃で加熱することができる。なおステージ３１内には図示しない静電チャックが設けられており、ステージ３１上に載置されたウエハＷを静電吸着して固定することができるようになっている。
【００２１】
ステージ３１は、柱状の支持部材３３によって例えば下面側中央部を支持されており、当該支持部材３３は昇降機構３０によって昇降されるように構成されている。そしてこの支持部材３３を昇降させることによりステージ３１は、ウエハＷが処理ガスにより処理される処理位置と、外部の搬送機構との間でウエハＷの受け渡しが行われる受け渡し位置と、の間を例えば最長８０ｍｍ程度昇降することができる。
【００２２】
図１に示すように支持部材３３は、処理容器２の底面部、詳しくは後述の下側部分を構成する下側容器２２の底面部を貫通し、既述の昇降機構３０によって昇降される昇降板２３に接続されていると共に、この昇降板２３と下側容器２２との間はベローズ２４によって気密に接合されている。
【００２３】
またステージ３１は、ウエハＷの裏面を支えて当該ウエハＷをステージ３１の載置面より昇降させるための例えば３本の昇降ピン３４を備えている。これらの昇降ピン３４は、例えば図１に示すようにステージ３１をウエハＷの処理位置まで移動させた状態で、各昇降ピン３４の扁平な頭部がステージ３１の上面にて係止され、その下端部がステージ３１の底面から飛び出すように、ステージ３１を上下方向に貫通した状態で取り付けられている。
【００２４】
ステージ３１を貫通した各昇降ピン３４の下方側には、リング状の昇降部材３５が設けられていて、ステージ３１をウエハＷの受け渡し位置まで降下させた状態で昇降部材３５を昇降させ、各昇降ピン３４を押し上げたり降下させたりすることにより、これら昇降ピン３４に支持されたウエハＷをステージ３１の載置面より昇降させることができる。
【００２５】
またステージ３１の上面及び側面は、ステージ３１表面への反応物の堆積を抑えるための、例えば石英製の着脱自在なカバー部材（デポシールドなどと呼ばれている）であるステージカバー３６によって覆われている。当該ステージカバー３６の上面中央領域には、ウエハＷよりやや大きな径を有する円形の凹部が形成されており、ステージカバー３６上の載置面に載置されるウエハＷの位置決めを行うことができる。
【００２６】
ここでステージカバー３６の上面側における、既述の昇降ピン３４が貫通している位置には、昇降ピン３４の頭部を格納するための開口部が設けられている。このため、図１に示すようにウエハＷの処理位置までステージ３１を移動させた状態では、ステージカバー３６上面と各昇降ピン３４の頭部上面とがほぼ面一となって、ステージ３１の上面に平坦なウエハＷ載置面が形成されるようになっている。更に、当該ステージカバー３６の側壁部は、図１に示すようにステージ３１の下方側まで延伸されていて、ステージ３１の下方領域を側面から取り囲むスカート部３６１を形成しており、ステージ３１本体と一体の側周面を構成している。
【００２７】
次に、ガスシャワーヘッド４０について説明する。図１に示すようにガスシャワーヘッド４０は、ステージ３１と対向するように、処理容器２の天壁を構成する部材として成膜装置１に組み込まれている。そして、これらガスシャワーヘッド４０とウエハＷとの間に形成される空間がウエハＷに対する成膜処理の行われる処理領域１０となる。
【００２８】
個別の図示は省略してあるが、ガスシャワーヘッド４０は、例えばアルミニウム製の複数の円板部材や環状部材を組み合わせて形成されており、これらの部材には溝部や穿孔部が予め設けられている。そして互いの溝部や穿孔部が組み合わされることにより、ガスシャワーヘッド４０の内部には、図１に示すようにガス供給孔４０１〜４０４や、ガス供給空間４１〜４４、並びにこれらを互いに接続するガス流路４６等が形成されている。
【００２９】
詳細にはガスシャワーヘッド４０は、図１に示すように、ウエハＷの中央部に対向する中央領域４０ａと、ウエハＷの周縁部に対向する周縁領域４０ｂとに区画されており、中央領域４０ａのシャワーヘッド４０は各種の原料ガス（Ｓｒ原料、Ｔｉ原料）及び反応ガス（オゾンガス）並びにパージガス（Ａｒガス）を処理領域１０に供給する役割を果たす一方で、周縁領域４０ｂのシャワーヘッド４０はパージガスのみを供給する役割を果たしている。
【００３０】
中央領域４０ａのガスシャワーヘッド４０内部には、図１に示すように、ガス供給孔４０１〜４０３へと個別に各種のガスを供給するためのガス供給空間４１〜４３が、上下方向に区画された状態で積層されている。各々のガス供給空間４１〜４３は、例えば扁平な円筒状の空間内に、当該空間の天井面と床面とを結ぶ多数の細い柱状部材４５が列設された構造となっている。従って、図１の断面図では各ガス供給空間４１〜４３は水平方向に多数の空間に分割されているように見えるが、実際には各段のガス供給空間４１〜４３は、水平方向に連通している。なお柱状部材４５は、ガスシャワーヘッド４０内を移動する熱の伝熱性を高める役割を果たすと共に、その内部には上段側のガス供給空間４１、４２からのガスをガス供給孔４０１、４０２へと送るためのガス流路４６が形成されている。
【００３１】
これらのガス供給空間４１〜４３のうち、最上段のＳｒ原料供給空間４１はＳｒ原料及びパージガスをＳｒ原料供給孔４０１へと供給する役割を果たし、中段のＴｉ原料供給空間４２はＴｉ原料及びパージガスをＴｉ原料供給孔４０２へと供給する役割を果たす。また、最下段のオゾンガス供給空間４３からはオゾンガス及びパージガスがオゾンガス供給孔４０３へと供給されるようになっている。そしてこれらのガス供給孔４０１〜４０３を通過した各種のガスは、ステージ３１上に載置されたウエハＷの中央部上方の処理領域１０へと供給されることになる。こうしてこのガスシャワーヘッド４０は、Ｓｒ原料、Ｔｉ原料及びオゾンガスを独立して処理容器２内に供給するポストミックスタイプのガス供給部として構成されている。
【００３２】
一方、周縁領域４０ｂのガスシャワーヘッド４０内部には、既述の中央領域４０ａのガス供給空間４１〜４３を取り囲む環状の空間であるパージガス供給空間４４が設けられている。このパージガス供給空間４４はパージガスをパージガス供給孔４０４へと供給する役割を果たす。パージガス供給孔４０４を通過したパージガスは、ステージ３１上のウエハＷの周縁部上方の処理領域１０へと供給されることとなる。
【００３３】
ここで図３に示すように、ガスシャワーヘッド４０の上面は、加熱手段の一部を構成し、シート状の抵抗発熱体等よりなるシャワーヘッドヒータ４７で覆われていて既述の電源部６８より電力を供給することによりガスシャワーヘッド４０全体を加熱することができるようになっている。この結果、処理ガスの通流する空間である処理領域１０に露出したガスシャワーヘッド４０の下面は、例えば２５０℃以上に加熱され、処理ガスの反応物の付着を防止することができる。なお図示の便宜上、図３以外の図へのシャワーヘッドヒータ４７の記載は省略した。
【００３４】
また図１に示すように、例えばガスシャワーヘッド４０の上面には夫々のガス供給空間４１〜４４へと各種のガスを供給するガス供給路５１〜５４が接続されており、Ｓｒ原料供給空間４１はＳｒ原料供給路５１と、Ｔｉ原料供給空間４２はＴｉ原料供給路５２と、オゾンガス供給空間４３はオゾンガス供給路５３と、またパージガス供給空間４４はパージガス供給路５４と、夫々接続されている。更にこれらの各ガス供給路５１〜５４は図４のガス供給経路図に示すように、上流側で夫々各種のガス供給源６１〜６４と接続されている。
【００３５】
詳細には、Ｓｒ原料供給路５１はＳｒ原料供給源６１と接続されていて、当該供給源６１には、例えば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）やＳｒ（Ｍｅ５Ｃｐ）２（ビスペンタメチルシクロペンタジエニエルストロンチウム）等の液体Ｓｒ原料が貯留されており、このＳｒ原料が供給路に押し出され、気化器６１１により気化されてＳｒ原料供給路５１へと供給されるようになっている。
【００３６】
Ｔｉ原料供給路５２はＴｉ原料供給源６２と接続されていて、当該供給源６２には、例えばＴｉ（ＯｉＰｒ）２（ＴＨＤ）２（チタニウムビスイソプロポキサイドビステトラメチルヘプタンジオナト）やＴｉ（ＯｉＰｒ）（チタニウムテトライソプロポキサイド）等のＴｉ原料が貯留されており、Ｓｒ原料の場合と同様に気化器６２１によってＴｉ原料が供給されるようになっている。
【００３７】
また、オゾンガス供給路５３は例えば周知のオゾナイザ等により構成されるオゾンガス供給源６３、パージガス供給路５４はアルゴンガスボンベ等により構成されるパージガス供給源６４に夫々接続されていて、夫々の供給路５３、５４にオゾンガス及びアルゴンガスを供給できる。また、Ｓｒ原料供給路５１、Ｔｉ原料供給路５２、オゾンガス供給路５３は夫々経路の途中で分岐してパージガス供給源６４へと接続されており、それぞれの処理ガスに替えてパージガスを供給することができる。また各ガス供給路５１〜５４とガス供給源６１〜６４との間には、バルブ、流量計等からなる流量制御機器群６５が介設されており、後述する制御部７からの指示に基づいて各種のガスの供給量が制御される。
【００３８】
次に、処理容器２の構成について説明する。当該処理容器２は、各部の駆動系グリースの劣化や圧力計の耐熱限界等の問題等を解消するため、処理容器２の加熱範囲をできるだけ狭くした構成となっている。以下、その構成について詳細に説明する。
【００３９】
本実施の形態に係る処理容器２は、図１、図２に示すように扁平な椀形の下側容器２２の上に環状に形成された排気ダクト２１を積み重ねた構成となっている。この下側容器２２は、特許請求の範囲の下側部分に相当するものであり、例えばアルミニウム等により構成され、その底面には貫通孔２２１が設けられていて、既述したステージ３１の支持部材３３を貫通させるようになっている。また当該貫通孔２２１の周囲には、例えば４箇所にパージガス供給路２２２が設けられていて、パージガス供給源６６から供給された窒素ガス等のパージガスを下側容器２２内に送り込むことができる。
【００４０】
下側容器２２の側壁部２２３には、図１中に破線で示したように、外部の搬送機構によりウエハＷの搬入出を行う搬送口２８が設けられており、当該搬送口２８は図示しないゲートバルブによって開閉されるようになっている。なお、このゲートバルブの駆動機構にはグリースが利用されている。また下側容器２２の側壁部２２３は、その上面に後述の排気ダクト２１を積み重ねることができる厚みを備えており、当該側壁部２２３の上面は平坦になっている。
【００４１】
排気ダクト２１は真空排気路の一部をなし、図２の縦断斜視図に示すように、例えばアルミニウム製の角状のダクトを湾曲させて形成された環状体として構成されており、当該環状体の内径及び外径は、既述の下側容器２２の側壁部２２３の内径及び外径とほぼ同サイズに構成されている。また当該排気ダクト２１の処理領域に近い側の壁面を内壁面、処理領域から遠い側の壁面を外壁面と夫々呼ぶことにすると、内壁面上端部には、図２に示すように横方向に伸びるスリット状の排気口である真空排気口２１１が間隔を置いて周方向に沿って複数配列されている。また排気ダクト２１の外壁面の例えば一箇所には真空排気路を構成する排気管２９が接続されている。そして例えば図２に示すように排気管２９に接続された真空ポンプ６７を利用して、排気管２９、排気ダクト２１を介し、各真空排気口２１１からの真空排気を行うことができるようになっている。
【００４２】
また排気ダクト２１外壁面の下面側及び上面側には、図３に示すようにシート状の抵抗発熱体等よりなり、加熱手段を構成するダクトヒータ２１４が設けられていて、電源部６８より供給される電力により例えば排気ダクト２１全体を２３０℃に加熱し、排気ダクト２１内への反応物の付着を防止できるようになっている。なお図示の便宜上、図３以外の図へのダクトヒータ２１４の記載は省略した。また図２に示した２１３は排気ダクト２１の強度保持用の支柱であり、例えば互いに周方向に隣接する真空排気口２１１同士の間に位置するように、排気ダクト２１の内に列設されている。
【００４３】
また排気ダクト２１は、図１に示すように上面側から外壁面及び下面側にかけての外周部が断熱部をなす断熱部材２１２により覆われている。ここで下側容器２２と排気ダクト２１との積層部分の構造について説明すると、下側容器２２の上端面の内側には全周に亘って、その上面が水平な突起部２２４が形成され、この突起部２２４の上に、排気ダクト２１の内壁面側の下端部に例えば一体的に設けられた例えばアルミニウムからなる中間リング体２５２の下面が接触し、これらが樹脂製のシール部材であるＯリング２５３を介して気密に接合されている。なお、図示の便宜上、図１以外の図においてはＯリング２５３の記載は省略してある。
【００４４】
そして排気ダクト２１と下側容器２２とがこのように気密に接合された状態においては断熱部材２１２の下面と下側容器２２の上面における突起部２２４の外側との間は隙間２５４が空いており、この隙間２５４の外側寄りには、排気ダクト２１を支持するために複数の支持部材２５１が周方向に間隔を置いて設けられている。従ってこの隙間２５４は大気に連通する空気層であり、この空気層と断熱部材２１２とにより断熱部を構成している。
【００４５】
以上に説明したように処理容器２の上側部分の一部をなす排気ダクト２１は、断熱部を介して下側容器２２の上に積み重ねられている。言い換えれば排気ダクト２１と下側容器２２とは互いに断熱された状態で一体となり、処理容器２を構成している。そして排気ダクト２１の内壁面に設けられた複数の真空排気口２１１は、ガスシャワーヘッド４０とステージ３１との間に形成された処理領域１０を含む上部空間に開口しているので、これらの真空排気口２１１より処理領域１０の真空排気を行うことができる。
【００４６】
更に処理容器２の内部には、図１、図２に示すようにステージ３１と協働して下側容器２２内の空間である下部空間を、処理領域１０を含む載置台３００よりも上部の上部空間から区画するための環状突出部であるインナーブロック２６が設けられている。このインナーブロック２６は、例えばアルミニウムにより形成されたリング状部材であって、下側容器２２の側壁部２２３内壁面と、ステージ３１の側周面との間の空間に装填できるサイズに形成されている。
【００４７】
更にインナーブロック２６には、上面外周部に外側へ広がる突起縁２６２が設けられており、当該突起縁２６２を既述の中間リング体２５２にて係止させることにより、下側容器２２の内壁面から環状に突出した状態で固定されている。また、インナーブロック２６の固定されている高さ位置は、搬送口２８の上端よりも高い位置、言い替えると外部の搬送機構とのウエハＷの受け渡し位置よりも高い位置に設定されている。
【００４８】
図３に示すように、インナーブロック２６の上面には例えば同心円状に２本のシースヒータ２６３が埋設されており、当該シースヒータ２６３も電源部６８より供給される電力により例えばインナーブロック２６を２３０℃に加熱し、その表面への反応物の付着を防止する加熱手段を構成している。そしてインナーブロック２６の突起縁２６２と中間リング体２５２との間には、これらが室温の時には僅かな隙間が形成されているが、インナーブロック２６がステージ３１からの熱輻射により加熱された時には、インナーブロック２６の熱膨張により突起縁２６２と中間リング体２５２は密接するようになされて、インナーブロック２６の熱を排気ダクト２１側に逃がしてインナーブロック２６の過加熱を防止している。またインナーブロック２６は、表面への反応物の堆積を抑えるための石英製のブロックカバー２６１により覆われている。
【００４９】
ここでステージ３１とブロックカバー２６１との位置関係について詳細に説明すると、ステージ３１が処理位置にあるときに当該ステージ３１を覆う前記ステージカバー３６の側面（スカート部３６１の側面）と前記ブロックカバー２６１の側面との間の隙間は例えば２ｍｍであり、処理領域のガスが下部空間に拡散しにくい状態になっている。この状態は特許請求の範囲に記載した、上部空間と下部空間とが区画された状態に相当する。またインナーブロック２６と石英製のブロックカバー２６１とは、この例では特許請求の範囲に記載した、隙間を介して載置台を囲む囲み部分に相当する。
【００５０】
更に排気ダクト２１の内壁面に形成された真空排気口２１１と処理領域１０との間のリング状の空間１１の入口側には、この空間の通流コンダクタンスを小さくすることにより、当該処理領域１０からみて処理容器２の周方向における排気の均一化を計るための部材であるバッフルリング２７が配設されている。図１、図２に示すように、バッフルリング２７は断面が逆Ｌ字状に形成されたリング部材であって、ガスシャワーヘッド４０の周縁部底面に固定されている。この結果処理領域１０の周囲には、ガスシャワーヘッド４０の周縁部から下方に伸びる環状の突縁部２７１が配置されることになるため、処理領域１０より排気されるガスは、この突縁部２７１とインナーブロック２６との間に形成された狭い空間を通り、その後排気口２１１に向けて上昇することになる。従って処理領域からの排気流は突縁部２７１の下方の狭い領域を介して屈曲するため、通流コンダクタンスがさらに小さくなる。
【００５１】
また成膜装置１は、既述の各ヒータ２１４、２６３、３２、４７による加熱動作やガス供給源６１〜６３からのガス供給、ステージ３１の昇降動作等を制御する制御部７を備えている。制御部７は例えば図示しないＣＰＵとプログラムとを備えたコンピュータからなり、このプログラムには当該成膜装置１によってウエハＷへの成膜処理を行うのに必要な制御、例えば既述の各ヒータ２１４、２６３、３２、４７の温度制御やガス供給源６１〜６３からの各種ガス供給の給断や供給量調整に係る制御、ステージ３１の昇降動作制御等についてのステップ（命令）群が組まれている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
【００５２】
次に、上述の実施の形態に係る成膜装置１の作用について説明する。先ず搬送口２８のゲートバルブを開け、外部の搬送機構を搬送口２８より進入させて処理容器２内にウエハＷを搬入する。次いで昇降ピン３４を介して、受け渡し位置にあるステージ３１上にウエハＷを載置して不図示の静電チャックによりステージ３１上に吸着する。このとき、図３に示した加熱手段を構成するヒータ２１４、２６３により排気ダクト２１及びインナーブロック２６の表面が例えば各々２３０℃まで加熱され、またヒータ４７によりガスシャワーヘッド４０の表面が例えば２５０℃まで加熱されている。次いで搬送口２８のゲートバルブを閉じて処理容器２内を気密な状態とした後、真空ポンプ６７により排気ダクト２１を介して処理容器２内を引き切りの状態とする。
【００５３】
このとき既述のようにインナーブロック２６はウエハＷの受け渡し位置よりも高い位置に固定されているので、図５に示すようにステージ３１をウエハＷの受け渡し位置まで降下させた状態においては、下側容器２２内の空間は処理領域１０と連通した（区画されていない）状態となっている。このため、上述の真空排気においては下側容器２２内を含む処理容器２内全体が真空排気される。
【００５４】
処理容器２内が所定の圧力まで真空排気されたら、真空排気を継続したままウエハＷの載置されたステージ３１を処理位置まで上昇させる。本実施の形態に係る成膜装置１は、例えば図６（ａ）に示すようにガスシャワーヘッド４０の下面とウエハＷの上面との間の距離「ｈ」が４０ｍｍとなる最も低い（距離「ｈ」が長い）処理位置から、図６（ｂ）に示すように「ｈ＝８ｍｍ」となる最も高い（距離「ｈ」が短い）処理位置まで、処理位置を上下方向に自在に変更することができる。そして距離「ｈ」が４０ｍｍとなる最も低い処理位置における処理領域１０の体積をＶ１とし、リング状空間１１の体積をＶ２とした場合、Ｖ１＜Ｖ２となっており、処理領域１０のガスを速やかに排気ダクト２１へ送ることができるため、ガスの置換時間を短くすることができる。
【００５５】
ここでガスシャワーヘッド４０の下面とウエハＷの上面との間の距離「ｈ」と成膜処理との関係について簡単に説明すると、図６（ｂ）に示したように距離「ｈ」を短くした場合には処理領域１０の容積は小さくなり、各原料ガスの使用量を抑えることができる。また当該処理領域１０をパージする時間も短縮されて成膜処理全体に要する時間も短くすることができる。このようなメリットがある一方で、各原料ガス供給孔４０１、４０２とウエハＷとの間の距離が短くなりすぎると、これら供給孔４０１、４０２の形状が成膜された膜に転写されてしまい、膜厚の不均一な膜となってしまうという問題もある。そこで本実施の形態に係る成膜装置１は、例えば成膜条件を指定したレシピに応じて最適な処理位置を予め記憶しており、その成膜処理において選択されたレシピに規定されている処理位置までステージ３１を上昇させるように構成されている。
【００５６】
このような動作により図５に示した受け渡し位置から、図６（ａ）あるいは図６（ｂ）の処理位置までステージ３１を上昇させると、ステージカバー３６の側周面、あるいは当該側周面から延伸されたスカート部３６１がインナーブロック２６に取り囲まれた状態となって、ステージ３１上方の処理領域１０と、下側容器２２内の空間とが、ステージ３１及びインナーブロック２６により遮られて互いに区画された状態となる。
【００５７】
このようにして処理領域１０と下側容器２２内の空間とが区画されたら、パージガス供給路２２２より下側容器２２内へのパージガス導入を開始する。そしてステージヒータ３２によりウエハＷの温度が例えば２８０℃まで加熱された後、ＳＴＯの成膜処理を開始する。なお、図５、図６、図８の各図においては、図示の便宜上ステージヒータ３２の記載は省略してある。また以下の作用説明では、ウエハＷの処理位置が図６（ａ）に示した位置にある場合を例にとって説明を進める。
【００５８】
ＡＬＤプロセスによるＳＴＯの成膜処理は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すガス供給シーケンスに基づいて実行される。図７（ａ）〜（ｃ）の各図に示した白抜きのカラムは各ガス供給路５１〜５３の処理ガス（Ｓｒ原料、Ｔｉ原料、オゾンガス）の流量を示し、また図７（ａ）〜（ｄ）の斜線のハッチで塗りつぶしたカラムは、各ガス供給路５１〜５４のパージガスの供給量を示している。また図８（ａ）、（ｂ）は、これらのシーケンス実行中の成膜装置１内の各ガスの流れを模式的に示している。なお図示の便宜上、図８（ａ）、（ｂ）においては、中央領域４０ａにガスを供給する各ガス供給空間４１〜４３やガス供給孔４０１〜４０３を総括的に処理ガス供給機構４８として破線で示し、また周縁領域４０ｂにパージガスを供給するパージガス供給路５４やパージガス供給孔４０４等を総括的にパージガス供給機構４９として破線で示してある。
【００５９】
ガス供給シーケンスによれば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、まずＳｒ原料の供給と、Ｔｉ原料の供給とを同時に行う（原料ガス供給工程）。また図７（ｃ）、（ｄ）に示すように原料ガスの逆流を防止するため、オゾンガス供給路５３とパージガス供給路５４からは少量のパージガスを流す。このときの処理容器２内では、図８（ａ）に示すようにガスシャワーヘッド４０の中央領域４０ａからＳｒ原料とＴｉ原料とが異なる供給孔４０１、４０２から別々に供給され、処理領域１０内で混合（ポストミックス）された後、ステージ３１上のウエハＷの中央部に到達する。このとき処理領域１０の周囲には、排気ダクト２１に設けられた真空排気口２１１が当該処理領域１０を取り囲むように配置されているので、ウエハＷ中央部に到達した原料ガスはこれらの真空排気口２１１に向かってウエハＷの中央部から周縁部へと流れていく。このようにウエハＷの中央部から周縁部に原料ガスが流れることにより、原料ガスの移動距離が短くなって、各原料ガスの分子をウエハＷの径方向に均一に吸着させることができる。
【００６０】
またリング状空間１１の入口には、既述のように処理領域１０から真空排気口２１１までの空間の通流コンダクタンスを小さくするためのバッフルリング２７が設けられているので、図２に示したように排気ダクト２１の一箇所に設けられた排気管２９を介して各真空排気口２１１からの真空排気を行う場合であっても、処理領域１０に対する吸引力が処理容器２（真空排気口２１１）の周方向において均一化される。このため、ウエハＷの中央部から周縁部に向かって流れていく原料ガスの流れは、一方向に偏ることなくウエハＷの周方向に均一化されて、各原料ガスの分子はウエハＷの周方向にも均一に吸着し、全体として面内で均一な吸着層が形成される。
【００６１】
また本実施の形態に係る成膜装置１では、各原料ガス（第１の処理ガス）が処理領域１０を流れる際に、ステージ３１やインナーブロック２６が処理領域１０を含む上部空間と下側容器２２内部の下部空間とを区画しているので、原料ガスが下側容器２２内の空間へと流入することを抑え、反応付着物の形成を防止することができる。特に下側容器２２側にはパージガス供給路２２２よりパージガスが供給され、処理領域１０側では真空排気口２１１への真空排気がおこなわれているため、図８（ａ）に示すように、ステージ３１とインナーブロック２６との隙間には下側容器２２から真空排気口２１１へと流れるパージガスの流れが形成され、原料ガスの下側容器２２側への流入を阻止する効果が一層高められる。ここで、ステージ３１とインナーブロック２６との隙間を流れるパージガスは、ペクレ数「Ｐｅ」が「Ｐｅ≧２０」となるように、パージガス供給路２２２からのパージガスの供給量を調整すると、逆拡散による原料ガスの下側容器２２側への流れ込みを防止することができる。ここでＰｅ＝Ｖｓ・Ｌｓ／Ｄであり、Ｖｓはステージ３１とインナーブロック２６との隙間を流れるパージガスの流速、Ｌｓは前記隙間の長さ、Ｄは原料ガスの拡散定数である。
【００６２】
一方、原料ガスの流れる通流空間（処理領域１０、バッフルリング２７とインナーブロック２６との間のリング状空間１１や排気ダクト２１内の空間）を構成する部材には、当該通流空間に露出する部位を加熱するための各種ヒータ２１４、２６３、３２、４７が設けられている。このため、これら通流空間に露出する部位を、反応物が付着して付着物を形成する温度よりも高い温度に加熱することにより、やはり反応付着物の形成を防止できる。通流空間に露出する部位の温度としては、少なくとも２００℃以上、好ましくは２３０℃以上、さらに好ましくは２５０℃以上である。
【００６３】
このようにして所定時間が経過し、ウエハＷ上に原料ガスの吸着層を形成したら、原料ガスの供給を停止し、図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｄ）に示すようにＳｒ原料供給路５１、Ｔｉ原料供給路５２及びパージガス供給路５４からパージガスを供給して、処理領域１０並びに処理ガス供給機構４８内部に残存する原料ガスをパージする（原料ガスパージ工程）。また図７（ｃ）に示すようにオゾンガス供給路５３からは少量のパージガスを流している。このとき処理容器２内では、図８（ｂ）に示すようにガスシャワーヘッド４０の中央領域４０ａと周縁領域４０ｂとから同時にパージガスが供給されるため、例えばこれらの領域のいずれか一方のみからパージガスを供給する場合に比べてパージガス量が多くなり、短い時間で原料ガスのパージを終えることができる。また、この期間中もステージ３１、インナーブロック２６によって処理領域１０と下側容器２２内の空間とが区画されると共にステージ３１、インナーブロック２６の隙間にパージガスが流れているので、排気される原料ガスが下側容器２２側へと流れ込むこともほとんどない。
【００６４】
処理領域１０内のパージを終えたら、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｄ）に示すようにＳｒ原料供給路５１、Ｔｉ原料供給路５２、パージガス供給路５４からは少量のパージを継続して、後段で供給されるオゾンガスの処理ガス供給機構４８内への進入を防止する。次いで、図７（ｃ）に示すようにオゾンガス供給路５３からのオゾンガスの供給を行う（オゾンガス供給工程）。このとき処理容器２内では、図８（ａ）に示すように既述の原料ガス供給の場合とほぼ同様の挙動にてオゾンガスが処理領域１０内を流れ、ウエハＷの表面に既に吸着している吸着層の原料ガスとオゾンとがステージヒータ３２からの熱エネルギーにより反応して、ＳＴＯの分子層が形成される。
【００６５】
こうして所定時間オゾンガスを供給したらオゾンガスの供給を停止して、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すようにオゾンガス供給路５３、パージガス供給路５４からパージガスを供給して、処理領域１０並びに処理ガス供給機構４８内部に残存するオゾンガスをパージする（オゾンガスパージ工程）。また図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、Ｓｒ原料供給路５１、Ｔｉ原料供給路５２からは少量のパージガスを継続して流している。このとき処理容器２内では既述の図８（ｂ）とほぼ同様の経路でパージガスが流れ、比較的短時間で処理領域１０内に残存するオゾンガスを排除することができる。
【００６６】
図７に示すように、以上に説明した４つの工程を１サイクルとすると、当該サイクルを予め決められた回数、例えば１００回繰り返してＳＴＯの分子層を多層化し、所定の膜厚を備えたＳＴＯ膜の成膜を完了する。このように原料ガス供給工程、原料ガスパージ工程、オゾンガス供給工程、オゾンガスパージ工程の各工程において、本来大流量で流すガス流路以外のガス流路からも必ず小流量のパージガスを流すようにしている。
【００６７】
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。  
処理位置にある載置台３００を取り囲むようにインナーブロック２６を設けることにより、処理領域を含む上部空間とそれよりも下部空間とに区画することで、処理領域からのガスが下部空間に流れ込みにくくなる。そして更に下部空間にパージガスを供給することで、インナーブロック２６と載置台３００との間の隙間から処理領域のガスが下部空間に拡散することをより一層抑えている。このため下側容器２２を付着物防止のために高温に加熱しなくて済む。そして下側容器２２と排気ダクト２１との間を断熱し、インナーブロック２６と下側容器２２との接合部の接合面積を小さくし、こうして下側容器２２を熱的に分離していることから、下側容器２２は例えば常温にすることができ、上部空間に露出する部位のように高温にはならない。
【００６８】
ゲートバルブにより開閉される搬送口２８は、いわば冷たいこの下側容器２２に設けられていることから、搬送口のゲートバルブの駆動系や載置台３３を昇降させるための駆動系のグリースの熱的劣化を解消することができる。また図示していないが処理容器２内の圧力を測定する圧力計が下側容器２に設けられていることから、圧力計の耐熱限界の問題も解消され、圧力測定に支障を及ぼすことがない。更にまた処理容器２全体を加熱しなくて済むことから、加熱に必要なエネルギー量が削減される利点もある。
【００６９】
また、ガスシャワーヘッド４０からウエハＷにガスを供給し、処理領域を囲む真空排気口２１１から真空排気しているため、ＡＬＤにおける処理ガスの切り替わり時に大流量でパージガスを流しても速やかに排気することができ、このためＡＬＤの処理ガスの切り替えサイクルを早めることができ、スループットの向上を図ることができる。
【００７０】
上述の成膜装置１ではＳｒ原料とＴｉ原料を第１の処理ガス（原料ガス）とし、オゾンガスを第２の処理ガス（反応ガス）としてＳＴＯの薄膜を成膜する場合について説明したが、当該成膜装置１にて成膜可能な薄膜の種類はこれに限定されるものではない。例えばＴＥＭＡＺを原料ガス、オゾンガスや水蒸気を反応ガスとして酸化ジルコニウムの薄膜を成膜するプロセス等に適用してもよい。また当該成膜装置１に適用可能なプロセスの種類もＡＬＤやＭＬＤに限定されるものではなく、原料ガスと反応ガスとを連続供給する通常タイプのＣＶＤプロセスにも本発明の装置を適用できる。
【００７１】
なお上述の実施の形態においては、処理容器２の内壁から環状に突出するようにインナーブロック２６を設け、当該インナーブロック２６の環内にステージ３１の側周面を内接させることにより、処理領域１０と下側容器２２内部とを区画するように構成しているが、インナーブロック２６を設けずにこれらの空間を区画するようにしてもよい。例えば図９に示した成膜装置１においては下側容器２２の側壁部２２３の径を小さくし、当該側壁部２２３をステージ３１の側周面に近接させて取り囲む囲み部分とすることにより処理領域１０と下側容器２２内部の空間とを区画している。このような場合には図１０の拡大図に示すように、下側容器２２にもガスの通流空間に露出する部位が生じるので、かかる部位を例えば石英製のカバー部材２２５で覆い、当該カバー部材２２５の下面側に加熱手段であるヒータ２２６を設けたりして下側容器２２に反応物が付着するのを防止するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】実施の形態に係る成膜装置の縦断面図である。
【図２】上記成膜装置の処理容器部分の縦断斜視図である。
【図３】上記成膜装置の拡大縦断面図である。
【図４】上記成膜装置のガス供給経路図である。
【図５】上記成膜装置の第１の作用図である。
【図６】上記成膜装置の第２の作用図である。
【図７】上記成膜装置による成膜処理におけるガス供給シーケンス図である。
【図８】上記成膜装置の第３の作用図である。
【図９】上記成膜装置の変形例の縦断面図である。
【図１０】上記変形例の拡大図である。
【符号の説明】
【００７３】
Ｗ          ウエハ
１          成膜装置
２          処理容器
７          制御部
１０        処理領域
２１        排気ダクト
２２        下側容器
２３        昇降板
２４        ベローズ
２６        インナーブロック
２７        バッフルリング
２８        搬送口
２９        排気管
３０        昇降機構
３１        ステージ
３２        ステージヒータ
３３        支持部材
３４        昇降ピン
３５        昇降部材
３６        ステージカバー
４０        ガスシャワーヘッド
４０ａ      中央領域
４０ｂ      周縁領域
４８        処理ガス供給機構
４９        パージガス供給機構
２１１      真空排気口
２１２      断熱部材
２１３      支柱
２１４      ダクトヒータ
２２１      貫通孔
２２２      パージガス供給路
２２３      側壁部
２２４      突起部
２２５      カバー部材
２２６      ヒータ
２５１      支持部材
２５２      中間リング体
２５３      Ｏリング
２５４      隙間
２６１      ブロックカバー
２６２      突起縁
２６３      シースヒータ
２７１      突縁部
３００      載置台
３６１      スカート部
【図１】
0005347294.tif 000002
【図２】
0005347294.tif 000003
【図３】
0005347294.tif 000004
【図４】
0005347294.tif 000005
【図５】
0005347294.tif 000006
【図６】
0005347294.tif 000007
【図７】
0005347294.tif 000008
【図８】
0005347294.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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