成膜装置及び成膜方法
【課題】第１の反応ガスと第２の反応ガスとの混合を効果的に抑制することにより、回転テーブルの回転速度の増大を通してスループットの向上を図る。
【解決手段】本成膜装置は、回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延び第１及び第２の領域に分ける分離領域であり、第１分離ガスで分離領域を第１及び第２の領域より高圧に維持可能な分離領域；第１分離ガスの回転テーブルの中心から外周への流れを抑制して、分離領域を第１及び第２の領域より高圧に制御する圧力制御部；第１の領域にて回転テーブルへ第１反応ガスを供給する第１反応ガス供給部；第２の領域にて回転テーブルへ第２反応ガスを供給する第２反応ガス供給部；第１反応ガスと分離領域からの第１分離ガスとの両方を合流して第１の領域を通して排気する第１排気口；及び第２反応ガスと分離領域からの第１分離ガスとの両方を合流して第２の領域を通して排気する第２排気口を備える。
【解決手段】本成膜装置は、回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延び第１及び第２の領域に分ける分離領域であり、第１分離ガスで分離領域を第１及び第２の領域より高圧に維持可能な分離領域；第１分離ガスの回転テーブルの中心から外周への流れを抑制して、分離領域を第１及び第２の領域より高圧に制御する圧力制御部；第１の領域にて回転テーブルへ第１反応ガスを供給する第１反応ガス供給部；第２の領域にて回転テーブルへ第２反応ガスを供給する第２反応ガス供給部；第１反応ガスと分離領域からの第１分離ガスとの両方を合流して第１の領域を通して排気する第１排気口；及び第２反応ガスと分離領域からの第１分離ガスとの両方を合流して第２の領域を通して排気する第２排気口を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおける成膜方法として、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）又はＭＬＤ（Molecular Layer Deposition）と呼ばれる方法（以下、ＡＬＤ法と呼ぶ）が知られている。ＡＬＤ法では、真空容器内に第１の反応ガスを供給して基板表面に第１の反応ガスを吸着させる第１反応ガス吸着ステップと、真空容器内から第１の反応ガスをパージする第１パージステップと、第２の反応ガスを供給して基板表面に第２の反応ガスを吸着させる第２反応ガス吸着ステップと、真空容器内から第２の反応ガスをパージする第２パージステップとを有するサイクルを多数回行うことにより、基板上への成膜が行われる。基板表面に交互に吸着する両反応ガスの反応により１層又は複数層の原子層や分子層が形成されるため、サイクル数に応じて膜厚を高精度に制御することができるとともに、膜質の面内均一性も良好な点で、半導体デバイスの微細化に有効な手法として期待されている。
【０００３】
このような成膜方法を実施するための成膜装置として、下記の特許文献１に、反応容器内に設けられ、円板状の形状を有する回転可能なサセプタと、このサセプタと対向するように配置されるガス噴出部とを備える薄膜蒸着装置が開示されている。このガス噴出部は、反応容器の上部中央に配置される１個の円形の中央シャワーヘッドと、ほぼ扇形の形状を有し、中央シャワーヘッドを取り囲むように反応容器の円周方向に配列される１０個の扇状シャワーヘッドとを有している。中央シャワーヘッドに対して対称に配置される２つの扇状シャワーヘッドの一方から第１原料ガスが供給され、他方の扇状シャワーヘッドから第２原料ガスが供給され、残りの扇状シャワーヘッド及び中央シャワーヘッドからパージガスが供給される。また、反応容器の内周壁に沿って複数の排気口が配列され、各シャワーヘッドから供給されるガスは、反応容器の中心から内周壁に向かう方向に放射状に流れて、複数の排気口から排気される。このようにして反応容器内での第１原料ガスと第２原料ガスとの混合を低減しつつ、サセプタの回転によって基板に吸着するガスを切り替えるため、パージステップが不要となる。
【０００４】
また、下記の特許文献２には、チャンバ内に設けられ、４枚の基板が支持される回転可能かつ上下動可能な基板支持プラットフォームと、基板支持プラットフォームの上方に画成される４つの反応スペースとを備える成膜装置が開示されている。この成膜装置においては、基板支持プラットフォームは、支持する基板が各反応スペースの下方に位置するように回転し、静止すると、上方へ移動して、各基板を反応スペースに露出させる。次いで、４つの反応スペースの少なくとも一つの反応スペースに一の反応ガスが所定の期間（パルス状に）供給され、他の反応スペースに他の反応ガスが所定の期間（パルス状に）供給される。その後、反応スペースがパージガスでパージされ、パージを継続しつつ、基板支持プラットフォームが下方に移動し、回転して、各基板を次の反応スペースの下方へ位置させる。次いで、支持基板プラットフォームが上方へ移動して、以下、同じ動作が繰り返される。すなわち、時間軸で見れば、反応ガスとパージガスのいずれかを選択的に流し、反応スペースを同時に流れることがない。また、反応スペースに基板が露出するときには、チャンバの天板部材から下方に延びる下方部材により基板支持プラットフォームがシールされるため、反応スペースに供給される反応ガスは、基板には吸着するが、基板支持プラットフォームに吸着することがない。これにより、基板支持プラットフォーム上への堆積が防止され、パーティクルの発生が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国特許出願公開第２００１−２５４１８１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２１５０３６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示される成膜装置においては、反応容器の内周壁に沿って複数の排気口を配置することによってガスを放射状に流そうとしても、サセプタの回転によってガスが回転方向へ流れてしまうため、特に回転速度を高くした場合には、第１原料ガスと第２原料ガスとの混合を十分に抑えることができない。このため、ＡＬＤ成膜を実現できない事態ともなる。このような事情のため、特許文献１においては、サセプタの回転速度として３ｒｐｍから１０ｒｐｍが例示されているに過ぎない。これでは、スループットの向上という点で十分とは言えない。
【０００７】
また、特許文献２に開示される成膜方法においては、反応スペースのパージに時間がかかり、基板支持プラットフォームの回転／静止及び上下動が繰り返され、反応ガスとパージガスが間欠的に供給されるため、スループットを向上することは難しい。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされ、第１の反応ガスと第２の反応ガスとの混合を効果的に抑制することによって、回転テーブルの回転速度を増大しても混合抑制効果を維持することができ、もってスループットの向上に寄与し得る、回転テーブル式の分子層成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜装置が提供される。この成膜装置は、容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブル；回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延びて容器内を少なくとも第１の領域及び第２の領域に分ける分離領域であって、当該分離領域に供給される第１の分離ガスにより、分離領域の圧力を第１の領域及び第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持可能に構成される当該分離領域；第１の分離ガスが回転テーブルの中心から外周の方向へ流れるのを抑制することにより、分離領域の圧力を第１の領域及び第２の領域の圧力よりも高い圧力に制御する圧力制御部；第１の領域に配置され、回転テーブルに向けて第１の反応ガスを供給する第１の反応ガス供給部；第２の領域に配置され、回転テーブルに向けて第２の反応ガスを供給する第２の反応ガス供給部；第１の領域に供給される第１の反応ガスと、分離領域からの第１の分離ガスとの両方を合流して第１の領域を通して排気するための第１の排気口；及び第２の領域に供給される第２の反応ガスと、分離領域からの第１の分離ガスとの両方を合流して第２の領域を通して排気するための第２の排気口を備える。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜方法が提供される。この成膜方法は、容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブルに基板を載置し、回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延びて容器内を少なくとも第１の領域及び第２の領域に分ける分離領域に対して第１の分離ガスを供給して、分離領域の圧力を第１の領域及び第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持し、第１の領域に配置される第１の反応ガス供給部から回転テーブルに向けて第１の反応ガスを供給し、第２の領域に配置される第２の反応ガス供給部から回転テーブルに向けて第２の反応ガスを供給し、第１の領域に供給される第１の反応ガスと、分離領域からの第１の分離ガスとの両方を合流させて第１の領域を通して排気し、第２の領域に供給される第２の反応ガスと、分離領域からの第１の分離ガスとの両方を合流させて第２の領域を通して排気する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、第１の反応ガスと第２の反応ガスとの混合を効果的に抑制することによって、回転テーブルの回転速度を増大しても混合抑制効果を維持することができ、もってスループットの向上に寄与し得る、回転テーブル式の分子層成膜装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による成膜装置の断面図である。
【図２】図１の成膜装置の内部の概略構成に示す斜視図である。
【図３】図１の成膜装置の平面図である。
【図４】図１の成膜装置における分離領域、第１の領域及び第２の領域の一例を示す断面図である。
【図５】図１の成膜装置に設けられる、分離ガスが回転テーブルの中心から外周へ流れるのを抑制する屈曲部を示す説明図である。
【図６】分離領域のサイズを説明するための図である。
【図７】図１の成膜装置の分離領域における圧力について行ったシミュレーションの結果を示す図である。
【図８】図１の成膜装置の分離領域における圧力の分布を模式的に示す図である。
【図９】図１の成膜装置の他の断面図である。
【図１０】図１の成膜装置を示す一部破断斜視図である。
【図１１】図１の成膜装置における反応ガスノズル及びノズルカバーの構成図である。
【図１２】図１１のノズルカバーが取り付けられた反応ガスノズルを説明する図である。
【図１３】図１の成膜装置の真空容器内のガスフローパターンを示す他の説明図である。
【図１４】図１の成膜装置の他の断面図である。
【図１５】図１の成膜装置のまた別の断面図である。
【図１６】図１の成膜装置で使用され得る整流板を示す平面図である。
【図１７】図１６に示す整流板を示す断面図である。
【図１８】図１の成膜装置の分離領域における圧力について行ったシミュレーションの結果を示す図であり、排気口の相違による圧力分布を比較する図である。
【図１９】図１の成膜装置における反応ガスノズル及び分離ガスノズルの変形例を示す図である。
【図２０】図１の成膜装置における反応ガスノズル及び分離ガスノズルの他の変形例を示す図である。
【図２１Ａ】図１の成膜装置における分離領域の他の変形例を示す図である。
【図２１Ｂ】図２１ＡにおけるＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図２２】図２１の変形例の更なる変形例を示す図である。
【図２３】図２１の変形例の更なる変形例を示す図である。
【図２４】図１の成膜装置における分離領域の他の変形例を示す図である。
【図２５】図１の成膜装置における分離領域の他の変形例を示す図である。
【図２６】図１の成膜装置における分離領域の変形例を示す図である。
【図２７】図１の成膜装置における分離領域の他の変形例を示す図である。
【図２８】図１１のノズルカバーの変形例を示す図である。
【図２９】反応ガスノズルの変形例を示す図である。
【図３０】反応ガスノズルの他の変形例を示す図である。
【図３１】本発明の他の実施形態による成膜装置の断面図である。
【図３２】本発明の実施形態による成膜装置を含む基板処理装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的とせず、したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定されるべきものである。
【００１４】
本発明の実施形態による成膜装置は、図１（図３のＡ−Ａ線に沿った断面図）及び図２に示すように、概ね円形の平面形状を有する扁平な真空容器１と、この真空容器１内に設けられ、真空容器１の中心に回転中心を有する回転テーブル２と、を備える。真空容器１は、容器本体１２と、これから分離可能な天板１１とから構成されている。天板１１は、例えばＯリングなどの封止部材１３を介して容器本体１２に取り付けられ、これにより真空容器１が気密に密閉される。天板１１及び容器本体１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で作製することができる。
【００１５】
図１を参照すると、回転テーブル２は、中央に円形の開口部を有しており、開口部の周りで円筒形状のコア部２１により上下から挟まれて保持されている。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は容器本体１２の底面部１４を貫通し、その下端が当該回転軸２２を鉛直軸回りに回転させる駆動部２３に取り付けられている。この構成により、回転テーブル２はその中心軸を回転中心として回転することができる。なお、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を介して真空容器１の底面部１４の下面に気密に取り付けられており、これにより、ケース体２０の内部雰囲気が外部雰囲気から隔離されている。
【００１６】
図２及び図３に示すように、回転テーブル２の上面に、それぞれウエハＷが載置される複数（図示の例では５つ）の円形凹部状の載置部２４が等角度間隔で形成されている。ただし、図３ではウエハＷを１枚のみを示している。
【００１７】
図４（ａ）を参照すると、載置部２４と載置部２４に載置されたウエハＷとの断面が示されている。図示のとおり、載置部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに（例えば４ｍｍ）大きい直径と、ウエハＷの厚さに等しい深さとを有している。載置部２４の深さとウエハＷの厚さがほぼ等しいため、ウエハＷが載置部２４に載置されたとき、ウエハＷの表面は、回転テーブル２の載置部２４を除く領域の表面とほぼ同じ高さになる。仮に、ウエハＷとその領域との間に比較的大きい段差があると、その段差によりガスの流れに乱流が生じ、ウエハＷ上での膜厚均一性が影響を受ける。この影響を低減するため、２つの表面がほぼ同じ高さにある。「ほぼ同じ高さ」は、高さの差が約５ｍｍ以下であって良いが、加工精度が許す範囲でできるだけゼロに近いと好ましい。
【００１８】
図２から図４を参照すると、回転テーブル２の回転方向（例えば図３の矢印ＲＤ）に沿って互いに離間した２つの凸状部４が設けられている。図２及び図３では天板１１を省略しているが、凸状部４は、図４に示すように天板１１の下面に取り付けられている。また、図３から分かるように、凸状部４は、ほぼ扇形の上面形状を有しており、その頂部は真空容器１のほぼ中心に位置し、円弧は容器本体１２の内周壁に沿って位置している。さらに、図４（ａ）に示すように、凸状部４は、その下面４４が回転テーブル２から高さｈ１（後述）に位置するように配置される。これにより、凸状部４と回転テーブル２との間には、空間Ｈが形成されている。
【００１９】
また、図４を参照すると、凸状部４は、凸状部４が二分割されるように半径方向に延びる溝部４３を有し、溝部４３には分離ガスノズル４１（４２）が収容されている。溝部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るが、他の実施形態においては、例えば、凸状部４における回転テーブル２の回転方向上流側が広くなるように溝部４３を形成しても良い。分離ガスノズル４１（４２）は、図３に示すように、容器本体１２の周壁部から真空容器１内へ導入され、その基端部であるガス導入ポート４１ａ（４２ａ）を容器本体１２の外周壁に取り付けることにより支持されている。
【００２０】
分離ガスノズル４１（４２）は、分離ガスのガス供給源（図示せず）に接続されている。分離ガスはＮ２ガスや不活性ガスであって良く、また、成膜に影響を与えないガスであれば、分離ガスの種類は特に限定されない。本実施形態においては、分離ガスとしてチッ素（Ｎ２）ガスが利用される。また、分離ガスノズル４１（４２）は、回転テーブル２の表面に向けてＮ２ガスを吐出するための吐出孔４０（図４）を有している。吐出孔４０は、長さ方向に所定の間隔で配置されている。本実施形態においては、吐出孔４０は、約０．５ｍｍの口径を有し、分離ガスノズル４１（４２）の長さ方向に沿って約１０ｍｍの間隔で配列されている。なお、分離ガスノズル４１（４２）は、吐出孔４０に代わり、回転テーブル２に向かって開口し、分離ガスノズル４１（４２）の長手方向に延びるスリットを有してもよい。
【００２１】
図１から図３を再び参照すると、上述の凸状部４は、コア部２１を取り囲むように天板１１の下面に取り付けられた環状の突出部５に結合されている。これにより、回転テーブル２の外縁端から中心を通って他の外縁端にまで広がり、真空容器１内を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂ（図２及び図３参照）に分ける分離部材が構成されている。突出部５は回転テーブル２と対向し、これにより突出部５と回転テーブル２との間に上述の空間Ｈと連通する狭い空間５０が形成されている。本実施形態においては、空間５０の下面の回転テーブル２からの高さｈ１５（図５参照）は、空間Ｈの高さｈ１よりも僅かに低い。なお、他の実施形態においては、高さｈ１５とｈ１は等しくても良く、また、突出部５と凸状部４は一体に形成されても、別体として形成されて結合されても良い。なお、図２及び図３は、凸状部４を真空容器１内に残したまま天板１１を取り外した真空容器１の内部を示している。
【００２２】
図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面の約半分を示す図である。図示のとおり、コア部２１と真空容器１の天板１１との間に空間５２が形成されている。空間５２は、上記の空間５０と連通しており、これにより、２つの凸状部４の下方の空間Ｈは空間５０及び５２を通して互いに連通している。また、天板１１の中心部には、分離ガス供給管５１が接続されており、これにより、天板１１とコア部２１との間の空間５２にＮ２ガスが供給される。
【００２３】
再び図２及び図３を参照すると、第１の領域４８Ａにおいて容器本体１２の周壁部から回転テーブル２の半径方向に反応ガスノズル３１が導入され、第２の領域４８Ｂにおいて容器本体１２の周壁部から回転テーブル２の半径方向に反応ガスノズル３２が導入されている。これらの反応ガスノズル３１，３２は、分離ガスノズル４１，４２と同様に、基端部であるガス導入ポート３１ａ，３２ａを容器本体１２の外周壁に取り付けることにより支持されている。なお、反応ガスノズル３１，３２は、半径方向に対して所定の角度をなすように導入されてもよい。第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂは、図４に示すように、凸状部の下面（天井面４４）よりも高い天井面４５（天板１１の下面）を有している。
【００２４】
図示を省略するが、反応ガスノズル３１は、第１の反応ガスのガス供給源に接続され、反応ガスノズル３２は、第２の反応ガスのガス供給源に接続されている。第１の反応ガス及び第２の反応ガスとしては後に述べる組み合わせを始めとして種々のガスを使用できるが、本実施形態においては、第１の反応ガスとしてビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）ガスが利用され、第２の反応ガスとしてオゾン（Ｏ３）ガスが利用される。なお、以下の説明において、反応ガスノズル３１の下方の領域を、ＢＴＢＡＳガスをウエハに吸着させるための処理領域Ｐ１といい、反応ガスノズル３２の下方の領域を、Ｏ３ガスをウエハに吸着したＢＴＢＡＳガスと反応（酸化）させるための処理領域Ｐ２という場合がある。
【００２５】
また、反応ガスノズル３１，３２は、回転テーブル２の上面（ウエハの載置部２４がある面）に向けて反応ガスを吐出するための複数の吐出孔３３を有している（図４参照）。本実施形態においては、吐出孔３３は約０．５ｍｍの口径を有し、反応ガスノズル３１，３２の長さ方向に沿って約１０ｍｍの間隔で配列されている。反応ガスノズル３１（３２）は、吐出孔３３に代わり、回転テーブル２に向かって開口し、反応ガスノズル３１（３２）の長手方向に延びるスリットを有してもよい。また、反応ガスノズル３１にはノズルカバー３４が取り付けられている。ノズルカバー３４ついては、後に説明する。
【００２６】
以上の構成において、分離ガスノズル４１（４２）からＮ２ガスが吐出されると、このＮ２ガスは凸状部４と回転テーブル２との間の空間Ｈへ至り、空間Ｈの圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持することができる。これに加えて、分離ガスノズル５１から空間５２へＮ２ガスが供給されると、このＮ２ガスは空間５２から突出部５と回転テーブル２との空間５０へ至り、空間５０の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂによりも高く維持することができる。このようにして、回転テーブル２及び突出部５の間の空間５０と、コア部２１及び天井板１１の間の空間５２と、これらによって連通する、２つの凸状部４及び回転テーブル２の間の２つの空間Ｈとからなり、高い圧力を有して第１の領域４８Ａと第２の領域４８Ｂとを分ける分離空間が提供される。以下、説明の便宜上、第１の領域４８Ａに対して回転テーブル２の回転方向上流側に位置する凸状部４に対応する領域を分離領域Ｄ１、第１の領域４８Ａに対して回転テーブル２の回転方向下流側に位置する凸状部４に対応する領域を分離領域Ｄ２、突出部５に対応する円形の領域を中心分離領域Ｃと呼ぶ（図２及び３等参照）。
【００２７】
ここで、上記の構成において、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃの下方の分離空間の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持することを確認するため、真空容器１内の圧力分布についてシミュレーションを行った。このシミュレーションは、
・分離ガスノズル４１，４２からのＮ２ガスの供給量： 各１２，５００ｓｃｃｍ
・分離ガス供給管５１からのＮ２ガスの供給量： ５，０００ｓｃｃｍ
・回転テーブル２の回転速度： ２４０ｒｐｍ
という条件で行った。
【００２８】
図７に示すとおり、供給されるＮ２ガスにより、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃにおいては、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力に比べて圧力が高くなっている。また、例えば分離領域Ｄ１においては、回転テーブル２の周方向に沿って中央に向かう方向に沿って圧力が高くなっており、反応ガスノズル４１の直下かつ回転テーブル２の外周付近での圧力が最も高くなっている。なお、添付の図７においては、カラー表示を白黒表示に変換したため、圧力の高い範囲（例えば５２．８Ｐａ）と低い範囲（例えば５．２３Ｐａ）とが同じ白色にて表示されているが、カラー表示によるシミュレーションの結果は、上述のとおりである。
【００２９】
また、図８に模式的に示すように、分離領域Ｄ１の空間Ｈでは、分離ガス供給ノズル３１の直下で圧力が最も高く、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ向かう方向に沿って圧力が徐々に低下する。それでもなお、例えば図８（ｂ）に示すように、第１の領域４８ＡにＢＴＢＡＳガスを供給することにより第１の領域４８Ａの圧力がＰＡとなり、第２の領域４８ＢにＯ３ガスを供給することにより第２の領域４８Ｂの圧力がＰＢとなった場合であっても、空間Ｈの圧力を超えることは殆ど無く、したがって、この高い圧力を乗り越えてＢＴＢＡＳガスが第２の領域４８Ｂに到達することはできず、Ｏ３ガスが第１の領域４８Ａに到達することはできない。故に、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとの気相中における混合を抑制することが可能となる。
【００３０】
また、分離領域Ｄ１，Ｄ２の空間Ｈと中心分離領域Ｃの空間５０の圧力が第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高いことから、Ｎ２ガスは、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ向かって流れる。言い換えると、凸状部４及び突出部５は、分離ガスノズル４１，４２及び分離ガス供給管５１からのＮ２ガスを第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ案内する。このようにして、本実施形態では、分離空間の圧力をＮ２ガスにより高くしてＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスに対する圧力障壁を提供するとともに、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ流れるＮ２ガスによってＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスに対するカウンターフローを提供することにより、両反応ガスの分離が実現されている。これにより、回転テーブル２が例えば約２００ｒｐｍから３００ｒｐｍの範囲の回転速度で回転した場合であっても、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとをより確実に分離することができることが確認されている。すなわち、回転テーブル２の回転速度を速くすることにより、スループットを向上することができる。
【００３１】
なお、本実施形態においては、主に天井面４４及び４５の高さの相違により、空間Ｈ及び空間５０の容積は第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの容積よりも小さくなっている。これも、分離空間の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力より高く維持することに寄与している。
【００３２】
ここで、低い天井面４４の回転テーブル２の上面から測った高さｈ１（図４（ａ））等の具体的な寸法を例示する。高さｈ１は、分離ガスノズル４１（４２）からのＮ２ガスの供給量にもよるが、空間Ｈの圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高くできるように設定される。高さｈ１は例えば０．５ｍｍから１０ｍｍであると好ましく、できる限り小さくすると更に好ましい。ただし、回転テーブル２の回転ぶれによって回転テーブル２が天井面４４に衝突するのを避けるため、高さｈ１は３．５ｍｍから６．５ｍｍ程度であって良い。また、突出部５の回転テーブル２の上面から測った高さｈ１５もまた例えば０．５ｍｍから１０ｍｍであると好ましく、できる限り小さくすると更に好ましい。回転テーブル２の中心部近傍での回転ぶれが小さいことを考慮すれば、高さｈ１５は高さｈ１よりも小さくて良い。具体的には、高さｈ１５は１．０ｍｍから３．０ｍｍ程度であって良い。さらに、回転テーブル２の上面から、凸状部４の溝部４３に収容される分離ガスノズル４１（４２）の下端までの高さｈ２（図４（ａ））は０．５ｍｍから４ｍｍであって良い。
【００３３】
また、凸状部４は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えば、ウエハ中心ＷＯが通る経路に対応する円弧の長さＬがウエハＷの直径の約１／１０〜約１／１、好ましくは約１／６以上であると好ましい。これにより、分離空間を確実に高い圧力に維持することが可能となる。なお、本実施形態では、分離ガスノズル４１（４２）は、Ｎ２ガスの供給量を考慮して約１３ｍｍ（外径）のパイプを用いており、そのため、凸状部４の溝部４３の幅は約１３ｍｍから１５ｍｍである。このように溝部４３の幅をも考慮して上記の長さＬを決定するとより好ましい。また、回転テーブル２の外周に近いほど大きい遠心力が働くため、例えば、ＢＴＢＡＳガスは、回転テーブル２の外周に近い部分において、大きい速度で分離領域Ｄへ向かう。したがって、回転テーブル２の外周縁に近い部分では凸状部４の下方の空間ＨにＢＴＢＡＳガスが侵入する可能性が高い。このため、凸状部４の幅（回転方向に沿った長さ）を回転テーブル２の外周に向うほど広くすると好ましい。
【００３４】
再び図５を参照すると、凸状部４は、その外縁においてＬ字状に屈曲する屈曲部４６を有している。屈曲部４６は、回転テーブル２と容器本体１２との間の空間を概ね埋めている。屈曲部４６と容器本体１２との間の隙間、及び屈曲部４６と回転テーブル２との間の隙間は、例えば、回転テーブル２から凸状部４の天井面４４までの高さｈ１と同じかこれより小さくて良い。ただし、容器本体１２と回転テーブル２の間の間隔は、回転テーブル２の熱膨張を考慮し、回転テーブル２が後述のヒータユニットにより加熱された場合にｈ１程度となるように設定することが好ましい。このような構成により、第１の領域４８Ａにおいて反応ガスノズル３１から供給されたＢＴＢＡＳガスが、真空容器１２の内周面と回転テーブル２との間の空間を通して第２の領域４８Ｂへ流れるのが阻止され、逆にＯ３ガスが第２の領域４８Ｂから当該空間を通して第１の領域４８Ａへ流れるのを阻止される。また、屈曲部４６があるため、分離ガスノズル４１，４２（図３等）からのＮ２ガスは、回転テーブル２の外側に向かっては流れ難い。すなわち、屈曲部４６は、分離空間の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力より高く維持することに寄与している。なお、屈曲部４６の下方にブロック部材７１ｂを設ければ、分離ガスが回転テーブル２の下方まで流れるのを更に抑制することができるため、更に好ましい。
【００３５】
一方、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂにおいては、容器本体１２の内周壁は、図３、図９及び図１０に示すように外方側に窪み、排気領域６が形成されている。この排気領域６の底部には、例えば排気口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を介して真空排気装置である例えば共通の真空ポンプ６４に接続されている。これにより、主として第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂが排気される。すなわち、このような排気口６１，６２の配置により、分離空間の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高くし易くなる。
【００３６】
再び図１を参照すると、排気管６３には圧力調整器６５が設けられ、これにより真空容器１内の圧力が調整される。複数の圧力調整器６５を、対応する排気口６１，６２に対して設けてもよい。また、排気口６１，６２は、排気領域６の底部（真空容器１の底部１４）に限らず、真空容器の容器本体１２の周壁部に設けても良い。また、排気口６１，６２は、排気領域６における天板１１に設けても良い。ただし、天板１１に排気口６１，６２を設ける場合、真空容器１内のガスが上方へ流れるため、真空容器１内のパーティクルが巻き上げられて、ウエハＷが汚染されるおそれがある。このため、排気口６１，６２は、図示のように底部に設けるか、容器本体１２の周壁部に設けると好ましい。また、排気口６１，６２を底部に設ければ、排気管６３、圧力調整器６５、及び真空ポンプ６４を真空容器１の下方に設置することができるため、成膜装置のフットプリントを縮小する点で有利である。
【００３７】
図１、図５及び図９等に示すように、回転テーブル２と容器本体１２の底部１４との間の空間には、加熱部としての環状のヒータユニット７が設けられ、これにより、回転テーブル２上のウエハＷが、回転テーブル２を介して所定の温度に加熱される。また、ブロック部材７１ａが、回転テーブル２の下方及び外周の近くに、ヒータユニット７を取り囲むように設けられるため、ヒータユニット７が置かれている空間がヒータユニット７の外側の領域から区画されている。ブロック部材７１ａより内側にガスが流入することを防止するため、ブロック部材７１ａの上面と回転テーブル２の下面との間に僅かな間隙が維持されるように配置される。ヒータユニット７が収容される領域には、この領域をパージするため、複数のパージガス供給管７３が、容器本体１２の底部を貫通するように所定の角度間隔をおいて接続されている。なお、ヒータユニット７の上方において、ヒータユニット７を保護する保護プレート７ａが、ブロック部材７１ａと、後述する隆起部Ｒとにより支持されており、これにより、ヒータユニット７が設けられる空間にＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスが仮に流入したとしても、ヒータユニット７を保護することができる。保護プレート７ａは、例えば石英から作製すると好ましい。
【００３８】
図９を参照すると、底部１４は、環状のヒータユニット７の内側に隆起部Ｒを有している。隆起部Ｒの上面は、回転テーブル２及びコア部２１に接近しており、隆起部の上面Ｒと回転テーブル２の裏面との間、及び隆起部の上面とコア部２１の裏面との間に僅かな隙間を残している。また、底部１４は、回転軸２２が通り抜ける中心孔を有している。この中心孔の内径は、回転軸２２の直径よりも僅かに大きく、フランジ部２０ａを通してケース体２０と連通する隙間を残している。パージガス供給管７２がフランジ部２０ａの上部に接続されている。
【００３９】
このような構成により、図９に矢印で示すように、回転軸２２と底部１４の中心孔との間の隙間、コア部２１と底部１４の隆起部Ｒとの間の隙間、及び底部１４の隆起部Ｒと回転テーブル２の裏面との間の隙間を通して、パージガス供給管７２から回転テーブル２の下の空間へＮ２ガスが流れる。また、パージガス供給管７３からヒータユニット７の下の空間へＮ２ガスが流れる。そして、これらのＮ２ガスは、ブロック部材７１ａと回転テーブル２の裏面との間の隙間を通して排気口６１へ流れ込む。このように流れるＮ２ガスは、ＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）の反応ガスが回転テーブル２の下方の空間を回流してＯ３ガス（ＢＴＢＡＳガス）と混合するのを防止する分離ガスとして働く。
【００４０】
なお、図９は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である図１の左半分に相当し、第１の領域４８Ａを示しているため、凸状部４が無い。一方、突出部５は、図９においても図示されており、回転テーブル２の中央近傍において第１の領域４８Ａを区画している。この場合においても、突出部５と回転テーブル２との間の空間５０の圧力は、分離ガス供給管５１からのＮ２ガスによって、第１の領域４８Ａの圧力よりも高く維持される。これにより、図９中に矢印で示すように空間５０から第１の領域４８Ａに向かって回転テーブル２の上面に沿ってＮ２ガスが流出する。
【００４１】
図２、図３及び図１０を参照すると、容器本体１２の周壁部には搬送口１５が形成されている。ウエハＷは、搬送口１５を通して搬送アーム１０により真空容器１の中へ、又は真空容器１から外へと搬送される。この搬送口１５にはゲートバルブ（図示せず）が設けられ、これにより搬送口１５が開閉される。また、凹部２４の底面には３つの貫通孔（図示せず）が形成されており、これらの貫通孔を通して３本の昇降ピン１６（図１０参照）が上下動することができる。昇降ピン１６は、ウエハＷの裏面を支えて当該ウエハＷを昇降させ、ウエハＷの搬送アーム１０との間で受け渡しを行う。
【００４２】
次に、図１１を参照しながら、反応ガスノズル３１，３２に取り付けられるノズルカバー３４を説明する。ノズルカバー３４は、反応ガスノズル３１，３２の長手方向に沿って延び、コ字型の断面形状を有する基部３５を有している。基部３５は、反応ガスノズル３１，３２を覆うように配置されている。基部３５における上記長手方向に延びる２つの開口端の一方には、整流板３６Ａが取り付けられ、他方には、整流板３６Ｂが取り付けられている。
【００４３】
図１１（ｂ）に明瞭に示されるように、本実施形態においては、整流板３６Ａ，３６Ｂは、反応ガスノズル３１，３２の中心軸に対して左右対称に形成されている。また、整流板３６Ａ，３６Ｂの回転テーブル２の回転方向に沿った長さは、回転テーブル２の外周部に向かうほど長くなっており、このため、ノズルカバー３４は、概ね扇形状の平面形状を有している。ここで、図１１（ｂ）に点線で示す扇の開き角度は、分離領域Ｄ１，Ｄ２の凸状部４のサイズをも考慮して決定されるが、例えば５°以上９０°未満であると好ましく、具体的には例えば８°以上１０°未満であると更に好ましい。
【００４４】
図１２は、真空容器１の内部を、反応ガスノズル３１の長手方向外側から見た図である。図示のとおり、上述のように構成されるノズルカバー３４は、整流板３６Ａ，３６Ｂが回転テーブル２の上面に対してほぼ平行に近接するように、反応ガスノズル３１，３２に取り付けられている。ここで、例えば高い天井面４５の回転テーブル２の上面からの高さ１５ｍｍ〜１５０ｍｍに対して、整流板３６Ａの回転テーブル２の上面からの高さｈ３は例えば０．５ｍｍ〜４ｍｍであって良く、ノズルカバー３４の基部３５と高い天井面４５との間隔ｈ４は例えば１０ｍｍ〜１００ｍｍであって良い。また、回転テーブル２の回転方向に対して反応ガスノズル３１，３２の上流側に整流板３６Ａが配置され、下流側に整流板３６Ｂが配置されている。このような構成により、凸状部４と回転テーブル２との間の空間Ｈから第１の領域４８Ａへ流れ出るＮ２ガスは、整流板３６Ａによって、反応ガスノズル３１の上方の空間へ流れ、下方の処理領域Ｐ１へ侵入し難くなるため、反応ガスノズル３１からのＢＴＢＡＳガスのＮ２ガスによる希釈が抑制される。
【００４５】
なお、回転テーブル２の回転による遠心効果のため、Ｎ２ガスは回転テーブル２の外縁近傍において大きなガス流速を有し得るから、外縁近傍においては第１の空間へのＮ２ガスの侵入抑制効果が低下するとも思われる。しかし、図１１（ｂ）に示すように、整流板３６Ａは、回転テーブル２の外縁部に向かうに従って幅が広くなるため、Ｎ２ガスの侵入抑制効果の低下を相殺することができる。
【００４６】
再び図３を参照すると、この実施形態による成膜装置には、装置全体の動作のコントロールを行うための制御部１００が設けられている。この制御部１００は、例えばコンピュータで構成されるプロセスコントローラ１００ａと、ユーザインタフェース部１００ｂと、メモリ装置１００ｃとを有する。ユーザインタフェース部１００ｂは、成膜装置の動作状況を表示するディスプレイや、成膜装置の操作者がプロセスレシピを選択したり、プロセス管理者がプロセスレシピのパラメータを変更したりするためのキーボードやタッチパネル（図示せず）などを有する。
【００４７】
メモリ装置１００ｃは、プロセスコントローラ１００ａに種々のプロセスを実施させる制御プログラム、プロセスレシピ、及び各種プロセスにおけるパラメータなどを記憶している。また、これらのプログラムには、例えば後述するクリーニング方法を行わせるためのステップ群を有しているものがある。これらの制御プログラムやプロセスレシピは、ユーザインタフェース部１００ｂからの指示に従って、プロセスコントローラ１００ａにより読み出されて実行される。また、これらのプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体１００ｄに格納され、これらに対応した入出力装置（図示せず）を通してメモリ装置１００ｃにインストールしてよい。コンピュータ可読記憶媒体１００ｄは、ハードディスク、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、フレキシブルディスク、半導体メモリなどであってよい。また、プログラムは通信回線を通してメモリ装置１００ｃへダウンロードしてもよい。
【００４８】
次に、既出の図面を適宜参照しながら、本実施形態の成膜装置の動作（成膜方法）について説明する。まず、載置部２４が搬送口１５（図１０）に整列するように回転テーブル２が回転して、ゲートバルブ（図示せず）を開く。次に、搬送アーム１０により搬送口１５を介してウエハＷを真空容器１内へ搬入される。ウエハＷは、昇降ピン１６により受け取られ、搬送アーム１０が容器１から引き抜かれた後に、昇降機構（図示せず）により駆動される昇降ピン１６によって載置部２４へと下げられる。上記一連の動作が５回繰り返されて、５枚のウエハＷが対応する凹部２４に載置される。
【００４９】
続いて、分離ガスノズル４１，４２からＮ２ガスが供給され、分離ガス供給管５１及びパージガス供給管７２，７３からもＮ２ガスが供給されるとともに、真空ポンプ６４及び圧力調整器６５（図１）により、真空容器１内が予め設定した圧力に維持される。同時に又は引き続いて、回転テーブル２が上から見て時計回りに回転を開始する。回転テーブル２は、ヒータユニット７により前もって所定の温度（例えば３００℃）に加熱されており、これにより、この回転テーブル２に載置されるウエハＷが加熱される。ウエハＷが加熱され、所定の温度に維持された後、まず、Ｏ３ガスが反応ガスノズル３２を通して処理領域Ｐ２へ供給され、次いで、ＢＴＢＡＳガスが反応ガスノズル３１を通して処理領域Ｐ１へ供給される。
【００５０】
ウエハＷが反応ガスノズル３１の下方の処理領域Ｐ１を通過するときに、ウエハＷの表面にＢＴＢＡＳ分子が吸着し、反応ガスノズル３２の下方の処理領域Ｐ２と通過するときに、ウエハＷの表面にＯ３分子が吸着され、Ｏ３によりＢＴＢＡＳ分子が酸化される。したがって、回転テーブル２の回転により、ウエハＷが処理領域Ｐ１、Ｐ２の両方を一回通過すると、ウエハＷの表面に酸化シリコンの一分子層（又は２以上の分子層）が形成される。次いで、ウエハＷが処理領域Ｐ１、Ｐ２を交互に複数回通過し、所定の膜厚を有する酸化シリコン膜がウエハＷの表面に堆積される。所定の膜厚を有する酸化シリコン膜が堆積された後、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスの供給を停止し、回転テーブル２の回転を停止する。そして、ウエハＷは搬入動作と逆の動作により順次搬送アーム１０により容器１から搬出され、成膜プロセスが終了する。
【００５１】
次に、図１３を参照しながら、真空容器１内のガスのフローパターンを説明する。分離領域Ｄ１の分離ガスノズル４１から吐出されるＮ２ガスは、回転テーブル２の半径方向とほぼ直交するように、凸状部４と回転テーブル２との間の空間Ｈ（図４（ａ）参照）から第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへと流出する。また、分離ガス供給管５１（図５、図９等）からのＮ２ガスは、突出部５の外周の法線方向に中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ流出する。
【００５２】
分離領域Ｄ１から第１の領域４８Ａへ流出するＮ２ガスは、反応ガスノズル３１に取り付けられたノズルカバー３４と天井面４５との間の空間を主として流れて、第１の領域４８Ａに設けられた排気口６１へ流れ込む。また、中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａへ流出するＮ２ガスは、回転テーブル２のほぼ半径方向に沿って流れて排気口６１へ流れ込む。さらに、分離領域Ｄ２から第１の領域４８Ａへ流出するＮ２ガスは、主として、反応ガスノズル３１に到達する前に排気口６１により吸引されて、排気口６１へ流れ込む。このように、分離ガスとしてのＮ２ガスは、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａを通って排気口６１から排気される。
【００５３】
反応ガスノズル３１及び反応ガスノズル３２は、回転テーブル２に載置したウエハWの表面近傍から、ウエハＷに対してＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスをそれぞれ供給する。本実施形態では、反応ガスノズル３１及び反応ガスノズル３２は、上記の通りに設けられるノズルカバー３４を有し、ウエハWの表面近傍からウエハWの表面に向けて反応ガスを供給するが、ノズルカバー３４を有していない場合でも、ウエハWの表面近傍からウエハＷに対してＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスをそれぞれ供給すると好ましい。また、他の実施形態においては、反応ガスノズル３１及び反応ガスノズル３２の代わりに、ウエハWの表面近傍からウエハＷに対して反応ガスを供給するインジェクター又はシャワーヘッドを用いても良い。このようにウエハWの表面近傍からウエハWに向けて反応ガスを供給すれば、ウエハWの表面における反応ガスの濃度を直接制御することができる。仮に、第１の領域４８Ａ（又は第２の領域４８Ｂ）において、天井面４５の近くに設置したノズル（図示せず）又は天板１１に設けられた貫通孔（図示せず）から反応ガスを導入すると、第１の領域４８Ａ（又は第２の領域４８Ｂ）全体に反応ガスを拡散してしまい、ウエハWの表面における反応ガス濃度が低下する。このため、ＢＴＢＡＳガスの吸着（又はＯ３ガスによる、ウエハＷに吸着したＢＴＢＡＳガスの酸化）が不完全となり、成膜速度の低下を招く。また、多量のＢＴＢＡＳガス（又はＯ３ガス）が成膜に寄与しないまま排気口６１（６２）から排気されるため、反応ガスの使用効率が低く不経済である。
【００５４】
また、第１の領域４８Ａの反応ガスノズル３１から吐出されるＢＴＢＡＳガスは、ノズルカバー３４の基部３５の内部の空間から、主に整流板３６Ｂの下方の空間を通って回転テーブル２の上面に沿って流出する。そして、このＢＴＢＡＳガスは、分離領域Ｄ２からのＮ２ガスと、中心分離領域ＣからのＮ２ガスとの流れにより、流れの方向が規制されるとともに、分離領域Ｄ１からのＮ２ガスとともに排気口６１に吸引される。このため、ＢＴＢＡＳガスが、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃを通り抜けて第２の領域４８Ｂへ到達することはほぼ不可能である。また、整流板３６Ａ，３６Ｂが回転テーブル２に近接して配置されているため、Ｎ２ガスは反応ガスノズル３１の上方へ流れ、反応ガスノズル３１の下の空間に侵入し難い。このため、ＢＴＢＡＳガスの分離ガスによる希釈が低減される。
【００５５】
一方、分離領域Ｄ２から第２の領域４８Ｂへ流れ出たＮ２ガスは、中心分離領域ＣからのＮ２ガスにより外側へ流されながらも、排気口６２に向かって流れ、これに流入する。また、第２の領域４８Ｂの反応ガスノズル３２から吐出されるＯ３ガスもまた同様に流れて排気口６２へ流入する。
【００５６】
なお、反応ガスノズル３２にはノズルカバー３４を設けない場合、Ｎ２ガスは第２の領域４８Ｂの反応ガスノズル３２の下方の処理領域Ｐ２を通過し得るため、反応ガスノズル３２から吐出されるＯ３ガスが希釈される可能性がある。しかし、本実施形態においては、第２の領域４８が第１の領域よりも広く、反応ガスノズル３２を排気口６２からできる限り離して配置しているため、Ｏ３ガスは、反応ガスノズル３２から吐出されて排気口６２に流入するまでの間に、ウエハＷ上に吸着したＢＴＢＡＳ分子と十分に反応（酸化）することができる。すなわち、本実施形態においては、Ｏ３ガスのＮ２ガスによる希釈の影響は限定的である。
【００５７】
また、反応ガスノズル３２から吐出されたＯ３ガスの一部は、分離領域Ｄ２へ向かって流れ得るが、分離領域Ｄ２の空間Ｈは、上述のとおり、第２の領域４８Ｂに比べて圧力が高いため、そのＯ３ガスは分離領域Ｄ２へ侵入することができず、分離領域Ｄ２からのＮ２ガスとともに流れて排気口６２へ至る。また、反応ガスノズル３２から排気口６２へ向かって流れるＯ３ガスの一部が、分離領域Ｄ１へ向かって流れ得るが、上記と同様に、この分離領域Ｄ１へ侵入することができない。すなわち、Ｏ３ガスは、分離領域Ｄ１，Ｄ２を通り抜けて第１の領域４８Ａへ到達することができず、よって、両反応ガスの混合が抑制される。
【００５８】
図１３に矢印で示すとおり、第１の領域４８ＡにおいてＢＴＢＡＳガスとＮ２ガスとが合流した気流が形成され、この気流が第１の領域４８Ａを回転テーブル２の回転方向に沿って流れて、第１の流域４８Ａの外側に設けられた排気口６１を経由して排気される。また、第２の領域４８ＢにおいてＯ３ガスとＮ２ガスとが合流した気流が形成され、この気流が第２の領域４８Ｂを回転テーブル２の回転方向に沿って流れて、第２の領域４８Ｂの外側に設けられた排気口６２を経由して排気される。
【００５９】
（変形例）
以下、本実施形態の成膜装置における幾つかの構成について、変形例を説明する。
図５に示すように、分離領域Ｄ１，Ｄ２においては、回転テーブル２と容器本体１２との間の空間を埋める屈曲部４６を凸状部４に設けたが、図１４に示すように、分離領域Ｄ１，Ｄ２において、容器本体１２の内周面４６ａが回転テーブル２に近接するように張り出しても良い。この場合、内周面４６ａと回転テーブル２との間の間隔は、上述の高さｈ１と同じか小さくて良い。これによっても、図５の屈曲部４６と同じ効果が発揮される。
【００６０】
また、図１５に示すように、容器本体１２の側壁部を貫通するノズル４０を設け、空間Ｈに向けてＮ２ガスを供給することにより、分離ガスが回転テーブル２の中心から外周端に向かって流れて分離空間から流出し難くさせても良い。ノズル４０は、容器本体１２の側壁部に沿って所定の間隔で複数本設けても良く、また、図５に示す屈曲部４６を貫通するように設けて、空間ＨへＮ２ガスを供給しても良い。また、分離ガスノズル４１，４２の代わりに、ノズル４０により凸状部４の下方の空間ＨへＮ２ガスを供給しても良い。
【００６１】
また、図１６と、図１６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である図１７とを参照すると、分離領域Ｄ１，Ｄ２においても、容器本体１２の内周壁が外方側へ後退し、回転テーブル２と容器本体１２との間に広い空間が形成されている。これにより、容器本体１２には、図１７に示すように下面１２ａが形成されている。また、容器本体１２と回転テーブル２との間には、第２の領域４８Ｂの一部、分離領域Ｄ１、第１の領域４８Ａ、及び分離領域Ｄ２に亘って、整流板６０Ｂが配置されている。整流板６０Ｂは、排気口６１，６２に対応した孔６１ａ，６２ａを有し、これにより、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの排気が可能となる。また、整流板６０Ｂには、孔６１ａ，６２ａの開口径よりも小さい開口径を有する小孔６０ｈが所定の間隔で形成されている。整流板６０Ｂの下には溝部材６０Ａが設けられ、溝部材６０Ａには、排気口６１，６２に連通する連通溝６０Ｇが形成されている。このため、分離領域Ｄ１，Ｄ２からのＮ２ガスが小孔６０ｈを通して僅かに排気され得る。
【００６２】
しかし、容器本体１２の下面１２ａの整流板６０Ｂからの高さは、凸状部４の回転テーブル２の上面からの高さｈ１と同程度に形成し得るため、Ｎ２ガスに対する十分な抵抗を提供することができ、小孔６０ｈから排気されるＮ２ガスはごく少量に限られる。しかも、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂは、大きい開口径を有する排気口６１及び６２によりそれぞれ排気されるため、分離領域Ｄ１，Ｄ２の下方の空間Ｈ（図４）及び凸状部５の下方の空間５０（図５）の圧力は、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持され得る。換言すると、整流板６０Ｂは、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂに対応して、排気口６１，６２と同程度の大きな開口径を有する孔６１ａ，６２ａを有する一方で、分離領域Ｄ１，Ｄ２に対応して、孔６１ａ，６２ａに比べて有意に小さい開口径を有する小孔６０ｈを有しているため、分離領域Ｄ１，Ｄ２において回転テーブル２の外周に向かって流れるＮ２ガスの流れを抑制することができる。すなわち、図１６及び図１７に示す構成によっても反応ガスの分離効果が損なわれることはない。もちろん、整流板６０Ｂに小孔６０ｈを設けることなく、孔６１ａ，６２ａのみを設けるようにしても良い。換言すると、整流板６０Ｂは、排気口６１，６２に対応する孔６１ａ，６２ａのみを有していると好ましいが、分離領域Ｄ１，Ｄ２の下方の空間Ｈ（図４）及び凸状部５の下方の空間５０（図５）の圧力を、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持できる限りにおいて分離領域Ｄ１，Ｄ２に対応した小孔６０ｈを有して、これから分離ガスであるＮ２ガスを排気するようにしても良い。
【００６３】
なお、回転テーブル２の全周から排気する場合の分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃの圧力についてシミュレーションを行ったので、その結果について説明する。具体的には、このシミュレーションは、図１６に示す搬入口１５が開口されていない真空容器１を想定し、回転テーブル２と容器本体１２の間の空間の全周から排気するというモデルについて行った。これは、図１６において、分離領域Ｄ１，Ｄ２においても回転テーブル２と容器本体１２との間に、排気口６１，６２と同等の排気口を設けた場合に相当する。その結果を図１８（ａ）に示す。一方、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの外側から排気し、分離領域Ｄ１，Ｄ２の外側からは排気しない場合のシミュレーション結果を図１８（ｂ）に示す。これは、図５に示すように回転テーブル２と容器本体１２との間に屈曲部４６が形成されている場合、図１４に示すように容器本体１２の内周面４６ａが回転テーブル２に近接するように張り出している場合、及び図１６に示す整流板６０Ｂ（特に小孔６０ｈのないもの）が設けられる場合に相当する。
【００６４】
図１８（ａ）と（ｂ）を比較すると、回転テーブル２の全周から排気する場合には、分離領域Ｄ１の外周から排気しない場合に比べて、圧力の高い範囲が狭くなっていることが分かる。特に、分離領域Ｄ１の外周側における圧力の低下が顕著である。これは、分離領域Ｄ１の外側からも排気されているためである。図１８中の挿入図には分離領域Ｄ２の結果も示すが、分離領域Ｄ２についても同じ議論が適用される。以上の結果から、分離領域Ｄ１，Ｄ２において回転テーブル２と容器本体１２との間に排気口を設けない利点が理解される。なお、図１６の整流板６０Ｂに小孔６０ｈを設ける場合においては、小孔６０ｈの開口径が、分離領域Ｄ１，Ｄ２の圧力が低下しない程度に設定されるべきことは言うまでもない。また、図１５に示すようにノズル４０から分離領域Ｄ１，Ｄ２に向けてＮ２ガスを供給すれば、分離領域Ｄ１，Ｄ２の圧力をより効果的に高くし得ることは容易に予想される。
【００６５】
次に、分離領域Ｄ１，Ｄ２の変形例について図１９及び図２０を参照しながら説明する。図１９を参照すると、分離領域Ｄ１には凸状部４及び分離ガスノズル４１に代わり、回転テーブル２の上面に対向する面（天井面）に、回転テーブル２に向かってＮ２ガスを吐出する複数の吐出孔Ｄｈを有するシャワーヘッド４０１が設けられている。また、シャワーヘッド４０１へＮ２ガスを供給する供給管４１０が容器本体１２の側周壁を貫通して設けられている。また、分離領域Ｄ２においても、シャワーヘッド４０１と同じ構成を有するシャワーヘッド４０２が設けられ、供給管４２０からシャワーヘッド４０２に対してＮ２ガスが供給される。このような構成によっても、分離領域Ｄ１，Ｄ２における空間Ｈの圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持することができる。また、シャワーヘッド４０１，４０２の下面（回転テーブル２に対向する面）の回転テーブル２からの高さを、上述の高さｈ１程度とすることにより、分離領域Ｄ１，Ｄ２の圧力をより確実に高くすることができる。また、図１９では、真空容器１には整流板６０Ｂが設けられており、これにより、回転テーブル２の外周に向かって流れるＮ２ガスの流れを抑制することができるから、分離領域Ｄ１，Ｄ２の圧力を更に確実に高くすることができる。
【００６６】
図１９に示す変形例では、中心分離領域Ｃについては、図５を参照しながら説明したように、分離ガス供給管５１から空間５２を通して空間５０へＮ２ガスを供給することにより、空間５０の圧力を高く維持することができる。また、図２０に示すように、突出部５を環状のシャワーヘッドとして構成し、コア部２１の上方においても多数の吐出孔を有するシャワープレートＳＰを配置し、シャワーヘッド４０１、シャワーヘッドとしての突出部５、シャワープレートＳＰ、及びシャワーヘッド４０２を一体に形成し、分離ガス供給管５１からＮ２を供給するようにしても良い。この場合、供給管４１０，４２０からＮ２ガスを供給しても良いし、分離ガス供給管５１のみからＮ２ガスを供給しても良い。
【００６７】
なお、図１９においては、第１の領域４８Ａにシャワーヘッド３０１が設けられている。このシャワーヘッド３０１は上述のシャワーヘッド４０１，４０２と同じ構成を有しており、供給管３１０からシャワーヘッド３０１に対してＢＴＢＡＳガスが供給される。これにより、シャワーヘッド３０１から回転テーブル２の上面に向けてＢＴＢＡＳガスが供給される。このようにしても、ＢＴＢＡＳガスは、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃの高い圧力に抗して第２の領域４８Ｂへ到達することができない。同様に、第２の領域４８Ｂにおいてシャワーヘッド３０２を設け、供給管３２０からＯ３ガスを供給しても良い。
【００６８】
また、シャワーヘッド３０１，３０２，４０１，４０２に形成される吐出孔の密度は、使用する反応ガスや成膜中の回転テーブル２の回転速度等を考慮して任意に決定して良い。例えば、吐出孔を突出部５側に高い密度で形成すれば、凸状部４の下方の空間Ｈと突出部５の下方の空間５０との間近くにおいて、圧力を高くすることができる。また、吐出孔を回転テーブル２の外周側に高い密度で形成すれば、空間Ｈの回転テーブル２の外周側における圧力を高くすることができる。
【００６９】
次に、分離領域Ｄ１，Ｄ２の更なる変形例について説明する。図２１Ａを参照すると、分離領域Ｄ１のシャワーヘッド４０１は、外周部４０１ａと、これよりも回転テーブル２の中心に近い領域を占める内周部４０１ｂとを有しており、図２１ＡのＥ−Ｅ線に沿った断面図である図２１Ｂに示すように、外周部４０１ａに対して真空容器１の上部からＮ２ガスを供給する供給部Ｓａと、内周部４０１ｂに対して真空容器１の上部からＮ２ガスを供給する供給部Ｓｂとが別個に設けられている。このような構成によれば、供給部Ｓａから外周部４０１ａに供給されるＮ２ガスの供給量を、例えば供給部Ｓｂから内周部４０１ｂに供給されるＮ２ガスの供給量を多くすることにより、外周部４０１ａの下方の空間の圧力を高くすることができる。これにより、シャワーヘッド４０１から回転テーブル２に向けて供給されるＮ２ガスが回転テーブル２の外側に向かって流れるのを防止することが可能となる。この場合、分離領域Ｄ１における回転テーブル２と容器本体１２との間に、図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、排気口６１，６２と同等の排気口６０Ｄを設けても良い。分離領域Ｄ１の外周側における圧力の低下（図１８（ａ）参照）を避けることができるためである。
【００７０】
なお、外周部４０１ａにおける吐出孔Ｄｈａと、内周部４０１ｂにおける吐出孔Ｄｈｂとは同一の開口径を有して良く、この場合、図２２（ａ）に示すように吐出孔Ｄｈａの密度は吐出孔Ｄｈｂの密度よりも高いと好ましい。また、吐出孔Ｄｈａと吐出孔Ｄｈｂの密度は等しくても良く、この場合、図２２（ｂ）に示すように吐出孔Ｄｈａの開口径が吐出孔Ｄｈｂの開口径よりも大きいと好ましい。換言すると、外周部４０１ａの面積に対する吐出孔Ｄｈａの開口面積の合計の比が、内周部４０１ｂの面積に対する吐出孔Ｄｈｂの開口面積の合計の比よりも大きいと好ましい。外周部４０１ａの下方の圧力を高くし易くなるからである。また、吐出孔Ｄｈａ及び吐出孔Ｄｈｂは円形に限らず、楕円形や矩形であっても良く、この場合であっても、外周部４０１ａの下方の圧力を高くできるように、開口寸法かつ／又は密度を調整することが好ましい。
【００７１】
また、外周部４０１ａ及び内周部４０１ｂへＮ２ガスをそれぞれ供給する供給管Ｓａ及びＳｂは、真空容器１の上部からでなく、図２３（ａ）に示すように、真空容器１の容器本体１２の側壁を通して、それぞれ外周部４０１ａ及び内周部４０１ｂまで導入しても良い。具体的には、供給管Ｓａは、図２３（ａ）のＦ−Ｆ線に沿った断面図である図２３（ｂ）に示すように、容器本体１２の側壁を通り抜けて外周部４０１ａに接続し、外周部４０１ａに対してＮ２ガスを供給する。供給管Ｓｂは、図２３（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った断面図である図２３（ｃ）に示すように、容器本体１２及び外周部４０１ａを通り抜けて内周部４０１ｂに接続し、内周部４０１ｂに対してＮ２ガスを供給する。
【００７２】
なお、外周部４０１ａ及び内周部４０１ｂの回転テーブル２の半径方向に沿った長さは、図示の例ではほぼ同一であるが、これに限られず、適宜決定して良い。また、分離領域Ｄ１について説明したが、分離領域２において同様に構成されて良いことは言うまでもない。
【００７３】
さらに、分離領域Ｄ１の外周側における圧力の低下（図１８（ａ）参照）は、以下の構成によっても避けることができる。図２４は、図３等に示す分離ガスノズル４１の長手方向に沿った断面図である。図示のとおり、分離ガスノズル４１に形成された複数の吐出孔４０のうち、回転テーブル２の外周側にある吐出孔４０Ｌは大きな開口径を有し、内周側にある吐出孔４０Ｓは小さい開口径を有している。ここで、大きな開口径を有する吐出孔４０Ｌが形成される範囲は、例えば、上述の外周部４０１ａが設けられる範囲に対応して良く、小さい開口径を有する吐出孔４０Ｓが形成される範囲は、例えば、上述の内周部４０１ｂに対応して良い。このような構成によれば、分離ガスノズル４１から供給されるＮ２ガスは、回転テーブル２の外周側では大きな吐出孔４０から大量に吐出され、これにより、分離領域Ｄ１の外周側の圧力を高く維持することが可能となる。分離領域Ｄ２においても同様に構成しても良い。
【００７４】
さらに、図２５を参照すると、分離領域Ｄ１において凸状部４と、凸状部４の溝部４３に収容された分離ガスノズル４１とが図示されている。この凸状部４には、溝部４３に対して回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側に追加の溝部４３１及び４３２がそれぞれ形成されている。溝部４３１及び４３２は、図示の例では、溝部４３の長さのほぼ半分の長さを有しており、ここに、分離ガスノズル４１と同様に容器本体１２に対して取り付けられる補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２がそれぞれ収容されている。また、補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２には、真空容器１内において、その長手方向に沿って複数の吐出孔（図示を省略）が設けられており、一方、補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２の他端には、図示しないＮ２ガス供給源が接続されている。このような構成により、補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２から回転テーブル２に向けてＮ２ガスが供給され、これにより、分離領域Ｄ１の外周側（補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２が分離領域Ｄ１において延在する範囲）における圧力を内周側よりも高くすることができる。
なお、溝部４３１，４３２及び補助ノズル４１Ｅ１，４１Ｅ２の長さは、分離ガスノズル４１の約半分に限らず適宜決定して良い。また、分離領域Ｄ２においても、凸状部４が、上述の溝部４３１，４３２を有し、これらに補助ノズル４２Ｅ１，４２Ｅ２が収容されても良い。
【００７５】
次に、凸状部４の変形例について説明する。図２６を参照すると、凸状部４は、回転テーブル２の中心側において回転テーブル２の回転方向下流側に延びる延伸部４ｂを有している。このため、凸状部４と突出部５とを一体で形成する場合は、両者はより広い範囲で結合することとなり、凸状部４と突出部５を別体で形成する場合は、両者はより広い範囲で対向することとなる。これにより、凸状部４と突出部５との境界４５において、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高い圧力を有する領域を広くすることができる。したがって、この境界４５かつ／又はこの近傍を通して第１の領域４８Ａから第２の領域４８ＢへＢＴＢＡＳガスが通り抜けたり、第２の領域４８Ｂから第１の領域４８ＡへＯ３ガスが通り抜けたりするのをより確実に抑制することが可能となる。なお、延伸部４ｂは、凸状部４の回転テーブル２の回転方向上流側に設けても良く、また、双方に設けても良い。また、延伸部４ｂの形状は境界４５において凸状部４と突出部５の結合又は対向範囲が広くなる限りにおいて、図示のものに限られない。例えば、凸状部４の回転テーブル２の半径方向に延びる辺が、真空容器１の外周から中心に向かうにつれて湾曲して突出部５に到達することによって、境界４５を長くすることも可能である。
【００７６】
また、図２７に示すように凸状部４は中空であっても良い。図示の例では、中空の凸状部４に対して供給管４１０が接続され、供給管４１０から凸状部４に分離ガスとしてのＮ２ガスが供給される。この凸状部４の下面（回転テーブル２に対向する面）には、供給管４１０の延長線上に沿って複数の吐出孔４ｈｃが形成されており、供給管４１０から中空の凸状部４に供給されたＮ２ガスが吐出孔４ｈｃから回転テーブル２へ向けて吐出される。これにより、凸状部４の下方の空間Ｈの圧力が第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持され得る。また、図２７（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である図２７（ｂ）を参照すると、凸状部４は下面が両端部において傾斜しており、これにより形成される傾斜面に吐出孔４ｈu，４ｈｄが形成されている。中空の凸状部４に供給されたN２ガスは、吐出孔４ｈu，４ｈｄからも回転テーブル２に向けて吐出される。これにより、空間Ｈから第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ流出するＮ２ガスの勢いを増すことができる。すなわち、Ｎ２ガスの流れ（カウンターフロー）による、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスを分離する効果が増強され、両ガスの気相中での混合をより確実に抑制することができる。なお、吐出孔４ｈu，４ｈｄは、使用する反応ガスや成膜中の回転テーブル２の回転速度等を考慮して任意に決定して良い。例えば、吐出孔４ｈu，４ｈｄを突出部５側に高い密度で形成すれば、凸状部４の下方の空間Ｈと突出部５の下方の空間５０との間近くにおいて、圧力を高くすることができる。また、吐出孔４ｈu，４ｈｄを回転テーブル２の外周側に高い密度で形成すれば、空間Ｈの回転テーブル２の外周側における圧力を高くすることができる。なお、吐出孔４ｈｃは、図示の配列に限らず、例えば、突出部５側に高い密度で形成しても良く、逆に回転テーブル２の外周側に高い密度で形成しても良い。また、吐出孔４ｈｃを図１９に示すシャワーヘッド３０１，３０２，４０１，４０２のように形成しても良い。
【００７７】
また、図２７に示す中空の凸状部４の代わりに、図３，４及び６等に示す凸状部４の回転テーブル２の半径方向に延びる辺に隣接するように、回転テーブル２の上面に対して垂直方向に又は所定の傾斜角度で開口する吐出孔を有する分離ガスノズルを、Ｎ２ガス（分離ガス）を設けても良い。このような構成によっても図２７に示す凸状部４と同じ効果が発揮され得る。
【００７８】
次に、図１１に示したノズルカバー３４の変形例を説明する。図２８（ａ）及び（ｂ）を参照すると、この変形例は、基部３５（図１１）を有しておらず、整流板３７Ａ，３７Ｂが反応ガスノズル３１，３２に対して直接に取り付けられている。この場合であっても、整流板３７Ａ，３７Ｂは、回転テーブル２の上面から高さｈ３の位置に配置することができるため、上述のノズルカバー３４と同様の効果が得られる。この例においても、整流板３７Ａ，３７Ｂは、図１１に示した整流板３６Ａ，３６Ｂと同様に、上方から見てほぼ扇形状をなしていると好ましい。
【００７９】
また、整流板３６Ａ，３６Ｂ，３７Ａ，３７Ｂは、必ずしも回転テーブル２と平行でなくても良い。例えば、回転テーブル２（ウエハＷ）からの高さｈ３が維持されて、反応ガスノズル３１，３２の上方へＮ２ガスを流れ易くすることができる限り、図２８（ｃ）に示すように、整流板３７Ａ，３７Ｂは反応ガスノズル３１の上部から回転テーブル２へ向かうように傾斜していても良い。図示の整流板３７Ａは、Ｎ２ガスを上方へガイドすることができる点でも好ましい。
【００８０】
続いて、ノズルカバーの更なる変形例について、図２９及び図３０を参照しながら説明する。これらの変形例は、ノズルカバーと一体化された反応ガスノズル、又はノズルカバーの機能を有する反応ガスノズルとも言うことができる。このため、以下の説明では反応ガスインジェクタと称呼する。
【００８１】
図２９（ａ）及び（ｂ）を参照すると、反応ガスインジェクタ３Ａは、反応ガスノズル３１，３２と同様に円筒形状を有する反応ガスノズル３２１を含み、反応ガスノズル３２１が真空容器１の容器本体１２（図１）の周壁部を貫通するように設けることができる。反応ガスノズル３２１は、反応ガスノズル３１，３２と同様に、約０．５ｍｍの内径を有し、例えば１０ｍｍの間隔で反応ガスノズル３２１の長手方向に配列される複数の吐出孔３２３を有している。ただし、反応ガスノズル３２１は、複数の吐出孔３２３が回転テーブル２の上面に対して所定の角度で開口している点で、反応ガスノズル３１，３２と異なる。また、反応ガスノズル３２１の上端部には案内板３２５が取り付けられている。案内板３２５は、反応ガスノズル３２１の円筒の曲率よりも大きい曲率を有しており、曲率の相違により、反応ガスノズル３２１と案内板３２５との間にはガス流路３１６が形成されている。図示しないガス供給源から反応ガスノズル３２１へ供給された反応ガスは、吐出孔３２３から吐出され、ガス流路３１６を通って回転テーブル２上に載置されるウエハＷに到達する。
【００８２】
また、案内板３２５の下端部には回転テーブル２の回転方向上流側に延びる整流板３７Ａが設けられ、反応ガスノズル３２１の下端部には回転テーブル２の回転方向下流側に延びる整流板３７Ｂが設けられている。
【００８３】
このように構成される反応ガスインジェクタ３Ａは、整流板３７Ａ，３７Ｂが回転テーブル２の上面に近接しているため、分離領域Ｄ１，Ｄ２からのＮ２ガスは、反応ガスインジェクタの上方へ流れ易く、下方の処理領域へ侵入し難くなる。したがって、反応ガスノズル３２１からの反応ガスのＮ２ガスによる希釈がより確実に抑制される。
【００８４】
なお、反応ガスは、反応ガスノズル３２１から反応ガス流出孔３２３を通してガス流路３１６へ到達するときに、案内板３２５に吹き付けられるため、図２９（ｂ）の複数の矢印で示すように、反応ガスノズル３２１の長手方向に広がることとなる。このため、ガス流路３２６内において、ガス濃度が均一化される。すなわち、この変形例は、ウエハＷに堆積される膜の膜厚を均一化できる点で好ましい。
【００８５】
図３０（ａ）を参照すると、反応ガスインジェクタ３Ｂは、方形管により構成される反応ガスノズル３２１を有している。反応ガスノズル３２１は、図３０（ｂ）に示すように、例えば内径０．５ｍｍを有し、反応ガスノズル３２１の長手方向に沿って例えば５ｍｍ間隔で配置される複数の反応ガス流出孔３２３を一方の側壁に有している。また、反応ガス流出孔３２３が形成された側壁には、逆Ｌ字形状を有する案内板３２５が、当該側壁との間に所定の間隔（例えば０．３ｍｍ）をおいて取り付けられている。
【００８６】
また、図３０（ｂ）に示すように、反応ガスノズル３２１には、真空容器１の容器本体１２の周壁部（例えば図２を参照）から導入されたガス導入管３２７が接続されている。これにより、反応ガスノズル３２１が支持されるとともに、例えばＢＴＢＡＳガスはガス導入管３２７を通して反応ガスノズル３２１へ供給されて、複数の反応ガス流出孔３２３からガス流路３２６を通して、回転テーブル２に向けて供給される。また、この例の反応ガスノズル３２１は、ガス流路３２６が回転テーブル２の回転方向上流側に位置するように、配置されている。
【００８７】
このように構成される反応ガスインジェクタ３Ｂは、反応ガスノズル３２１の下面が回転テーブル２の上面から高さｈ３の位置に配置され得るため、分離領域Ｄ１，Ｄ２からのＮ２ガスは、反応ガスインジェクタ３Ｂの上方へ流れ易く、下方の処理領域へ侵入し難くなる。また、反応ガスノズル３２１の下面が、ガス流路３２６に対して回転テーブル２の回転方向下流側に配置されているため、ガス流路３２６から供給されるＢＴＢＡＳガスを回転テーブル２と反応ガスノズル３２１との間に比較的長く滞留させることができるため、ウエハＷへのＢＴＢＡＳガスの吸着効率を向上することができる。また、反応ガス流出孔３２３から流出した反応ガスが案内板３２５に衝突し、図３０（ｂ）に矢印で示すように広がるため、ガス流路３２６の長手方向に沿って反応ガスの濃度が均一化される。
なお、反応ガスノズル３２１は、ガス流路３２６が回転テーブル２の回転方向下流側に位置するように配置しても良い。この場合、反応ガスノズル３２１の下面が、ガス流路３２６に対して回転テーブル２の回転方向上流側に配置され、Ｎ２ガスの反応ガスノズル３２１の下方への侵入を妨げるのに寄与し得るため、反応ガスのＮ２ガスによる希釈がより確実に抑制される。
【００８８】
図１１に示すノズルカバー３４、図２８に示す整流板３７Ａ，３７Ｂ、図２９及び図３０に示す反応ガスインジェクタ３Ａ，３Ｂは、例えばＯ３ガスを回転テーブル２の表面に向けて供給するために使用されて良く、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとの双方のために使用されても良い。
【００８９】
ここで、本発明の他の実施形態による成膜装置を説明する。図３１を参照すると、容器本体１２の底部１４は、中央開口を有し、ここには収容ケース８０が気密に取り付けられている。また、天板１１は、中央凹部８０ａを有している。支柱８１が収容ケース８０の底面に載置され、支柱８１の状端部は中央凹部８０ａの底面にまで到達している。支柱８１は、反応ガスノズル３１から吐出されるＢＴＢＡＳガスと反応ガスノズル３２から吐出されるＯ３ガスとが真空容器１の中央部を通して互いに混合するのを防止する。
【００９０】
また、回転スリーブ８２が、支柱８１を同軸状に囲むように設けられている。回転スリーブ８２は、支柱８１の外面に取り付けられた軸受け８６，８８と、収容ケース８０の内側面に取り付けられた軸受け８７とにより支持されている。さらに、回転スリーブ８２は、その外面にギヤ部８５が取り付けられている。また、環状の回転テーブル２の内周面が回転スリーブ８２の外面に取り付けられている。駆動部８３が収容ケース８０に収容されており、駆動部８３から延びるシャフトにギヤ８４が取り付けられている。ギヤ８４はギヤ部８５と噛み合う。このような構成により、回転スリーブ８２ひいては回転テーブル２が駆動部８３により回転される。
【００９１】
パージガス供給管７４が収容ケース８０の底に接続され、収容ケース８０へパージガスが供給される。これにより、反応ガスが収容ケース８０内へ流れ込むのを防止するために、収容ケース８０の内部空間を真空容器１の内部空間よりも高い圧力に維持することができる。したがって、収容ケース８０内での成膜が起こらず、メンテナンスの頻度を低減できる。また、パージガス供給管７５が、真空容器１の上外面から凹部８０ａの内壁まで至る導管７５ａにそれぞれ接続され、回転スリーブ８２の上端部に向けてパージガスが供給される。このパージガスのため、凹部８０ａの内壁と回転スリーブ８２の外面との間の空間が高くなり、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスの混合が抑制される。図３１には、２つのパージガス供給管７５と導管７５ａが図示されているが、供給管７５と導管７５ａの数は、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとの混合が凹部８０ａの内壁と回転スリーブ８２の外面との間の空間近傍において確実に防止されるように決定されて良い。
【００９２】
このような構成においても、２つの分離領域には凸状部４（低い天井面４４）が形成され、天井面４４と回転テーブル２の間の空間Ｈの圧力を、ＢＴＢＡＳガスが供給される第１の領域とＯ３ガスが供給される第２の領域との圧力よりも高く維持することが可能となる。また、中央凹部８０ａの内周面と回転スリーブ８２との間の空間は、パージガス供給管７５からの分離ガスとしてのＮ２ガスにより、第１の領域及び第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持される。すなわち、中心分離領域が形成される。さらに、２つの分離領域の下方の空間Ｈは、回転スリーブ８２と中央凹部８０ａの内周面との間の空間を通して連通しており、このような構成により、真空容器１内を第１の領域と第２の領域に分ける分離空間が形成される。故に、上述の実施形態と同様の効果が奏される。
【００９３】
なお、図３１では、突出部５が凸状部４と一体に形成される場合を示しているため、図示を省略している。もちろん、これらを別体で形成しても良く、突出部５の回転テーブル２からの高さを、凸状部４の回転テーブル２からの高さよりも低くして良い。また、図３１の成膜装置においても、図５に示す屈曲部４６や図１４に示す内周面４６ａが適用されても良く、また、整流板６０Ｂを適用しても良い。さらに、反応ガスノズル３１，３２には、ノズルカバー３４（図１１）や整流板３７Ａ，３７Ｂ（図２８）が取り付けられて良く、反応ガスノズル３１，３２の代わりに反応ガスインジェクタ３Ａ（図２９）や３Ｂ（図３０）を用いても良い。さらには、上述したシャワーヘッド（図１９）やその他の凸状部４の変形例を適用しても良いことは勿論である。
【００９４】
また、本発明の実施形態による成膜装置（種々の部材の変形例を含む）は、基板処理装置に組み込むことができ、その一例が図３２に模式的に示されている。基板処理装置は、搬送アーム１０３が設けられた大気搬送室１０２と、雰囲気を真空と大気圧との間で切り替え可能なロードロック室（準備室）１０４，１０５と、２つの搬送アーム１０７ａ、１０７ｂが設けられた搬送室１０６と、本発明の実施形態にかかる成膜装置１０８，１０９とを含む。ロードロック室１０４，１０５及び成膜装置１０８，１０９と、搬送室１０６との間は、開閉可能なゲート弁Ｇにより結合され、ロードロック室１０４，１０５と大気搬送室１０２との間も開閉可能なゲート弁Ｇにより結合されている。また、この基板処理装置は、たとえばＦＯＵＰなどのウエハカセット１０１が載置されるカセットステージ（図示せず）を含んでいる。ウエハカセット１０１は、カセットステージの一つに運ばれ、カセットステージと大気搬送室１０２との間の搬入出ポートに接続される。次いで、開閉機構（図示せず）によりウエハカセット（ＦＯＵＰ）１０１の蓋が開けられて、搬送アーム１０３によりウエハカセット１０１からウエハが取り出される。次に、ウエハはロードロック室１０４（１０５）へ搬送される。ロードロック室１０４（１０５）が排気された後、ロードロック室１０４（１０５）内のウエハは、搬送アーム１０７ａ（１０７ｂ）により、真空搬送室１０６を通して成膜装置１０８，１０９へ搬送される。成膜装置１０８，１０９では、上述の方法でウエハ上に膜が堆積される。基板処理装置は、同時に５枚のウエハを収容可能な２つの成膜装置１０８，１０９を有しているため、高いスループットで分子層成膜を行うことができる。
【００９５】
本発明の実施形態による成膜装置は、酸化シリコン膜の成膜に限らず、窒化シリコンの分子層成膜にも適用することができる。また、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とＯ３ガスを用いた酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の分子層成膜、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（ＴＥＭＡＺｒ）とＯ３ガスを用いた酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の分子層成膜、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム（ＴＥＭＡＨｆ）とＯ３ガスを用いた酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）の分子層成膜、ストロンチウムビステトラメチルヘプタンジオナト（Ｓｒ（ＴＨＤ）２）とＯ３ガスを用いた酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）の分子層成膜、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（Ｔｉ（ＭＰＤ）（ＴＨＤ））とＯ３ガスを用いた酸化チタン（ＴｉＯ２）の分子層成膜などを行うことができる。また、Ｏ３ガスではなく、酸素プラズマを利用することも可能である。これらのガスの組み合わせを用いても、上述の効果が奏されることは言うまでもない。
【００９６】
以上、本発明を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態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ことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９７】
Ｗ・・・ウエハ、１・・・真空容器、２・・・回転テーブル、２１・・・コア部、２４・・・凹部（基板載置領域）、３１，３２・・・反応ガスノズル、３４・・・ノズルカバー、３６Ａ，３６Ｂ，３７Ａ，３７Ｂ・・・整流板、Ｐ１・・・処理領域、Ｐ２・・・処理領域、Ｄ１，Ｄ２・・・分離領域、Ｃ・・・中心分離領域、４１，４２・・・分離ガスノズル、３Ａ，３Ｂ・・・反応ガスインジェクタ、４・・・凸状部、５・・・突出部、５１・・・分離ガス供給管、６１，６２，６３・・・排気口、６３・・・排気管、６５・・・圧力調整器、７・・・ヒータユニット、７２，７３・・・パージガス供給管、８１・・・分離ガス供給管、３０１，３０２，４０１，４０２・・・シャワーヘッド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおける成膜方法として、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）又はＭＬＤ（Molecular Layer Deposition）と呼ばれる方法（以下、ＡＬＤ法と呼ぶ）が知られている。ＡＬＤ法では、真空容器内に第１の反応ガスを供給して基板表面に第１の反応ガスを吸着させる第１反応ガス吸着ステップと、真空容器内から第１の反応ガスをパージする第１パージステップと、第２の反応ガスを供給して基板表面に第２の反応ガスを吸着させる第２反応ガス吸着ステップと、真空容器内から第２の反応ガスをパージする第２パージステップとを有するサイクルを多数回行うことにより、基板上への成膜が行われる。基板表面に交互に吸着する両反応ガスの反応により１層又は複数層の原子層や分子層が形成されるため、サイクル数に応じて膜厚を高精度に制御することができるとともに、膜質の面内均一性も良好な点で、半導体デバイスの微細化に有効な手法として期待されている。
【０００３】
このような成膜方法を実施するための成膜装置として、下記の特許文献１に、反応容器内に設けられ、円板状の形状を有する回転可能なサセプタと、このサセプタと対向するように配置されるガス噴出部とを備える薄膜蒸着装置が開示されている。このガス噴出部は、反応容器の上部中央に配置される１個の円形の中央シャワーヘッドと、ほぼ扇形の形状を有し、中央シャワーヘッドを取り囲むように反応容器の円周方向に配列される１０個の扇状シャワーヘッドとを有している。中央シャワーヘッドに対して対称に配置される２つの扇状シャワーヘッドの一方から第１原料ガスが供給され、他方の扇状シャワーヘッドから第２原料ガスが供給され、残りの扇状シャワーヘッド及び中央シャワーヘッドからパージガスが供給される。また、反応容器の内周壁に沿って複数の排気口が配列され、各シャワーヘッドから供給されるガスは、反応容器の中心から内周壁に向かう方向に放射状に流れて、複数の排気口から排気される。このようにして反応容器内での第１原料ガスと第２原料ガスとの混合を低減しつつ、サセプタの回転によって基板に吸着するガスを切り替えるため、パージステップが不要となる。
【０００４】
また、下記の特許文献２には、チャンバ内に設けられ、４枚の基板が支持される回転可能かつ上下動可能な基板支持プラットフォームと、基板支持プラットフォームの上方に画成される４つの反応スペースとを備える成膜装置が開示されている。この成膜装置においては、基板支持プラットフォームは、支持する基板が各反応スペースの下方に位置するように回転し、静止すると、上方へ移動して、各基板を反応スペースに露出させる。次いで、４つの反応スペースの少なくとも一つの反応スペースに一の反応ガスが所定の期間（パルス状に）供給され、他の反応スペースに他の反応ガスが所定の期間（パルス状に）供給される。その後、反応スペースがパージガスでパージされ、パージを継続しつつ、基板支持プラットフォームが下方に移動し、回転して、各基板を次の反応スペースの下方へ位置させる。次いで、支持基板プラットフォームが上方へ移動して、以下、同じ動作が繰り返される。すなわち、時間軸で見れば、反応ガスとパージガスのいずれかを選択的に流し、反応スペースを同時に流れることがない。また、反応スペースに基板が露出するときには、チャンバの天板部材から下方に延びる下方部材により基板支持プラットフォームがシールされるため、反応スペースに供給される反応ガスは、基板には吸着するが、基板支持プラットフォームに吸着することがない。これにより、基板支持プラットフォーム上への堆積が防止され、パーティクルの発生が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国特許出願公開第２００１−２５４１８１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２１５０３６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示される成膜装置においては、反応容器の内周壁に沿って複数の排気口を配置することによってガスを放射状に流そうとしても、サセプタの回転によってガスが回転方向へ流れてしまうため、特に回転速度を高くした場合には、第１原料ガスと第２原料ガスとの混合を十分に抑えることができない。このため、ＡＬＤ成膜を実現できない事態ともなる。このような事情のため、特許文献１においては、サセプタの回転速度として３ｒｐｍから１０ｒｐｍが例示されているに過ぎない。これでは、スループットの向上という点で十分とは言えない。
【０００７】
また、特許文献２に開示される成膜方法においては、反応スペースのパージに時間がかかり、基板支持プラットフォームの回転／静止及び上下動が繰り返され、反応ガスとパージガスが間欠的に供給されるため、スループットを向上することは難しい。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされ、第１の反応ガスと第２の反応ガスとの混合を効果的に抑制することによって、回転テーブルの回転速度を増大しても混合抑制効果を維持することができ、もってスループットの向上に寄与し得る、回転テーブル式の分子層成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜装置が提供される。この成膜装置は、容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブル；回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延びて容器内を少なくとも第１の領域及び第２の領域に分ける分離領域であって、当該分離領域に供給される第１の分離ガスにより、分離領域の圧力を第１の領域及び第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持可能に構成される当該分離領域；第１の分離ガスが回転テーブルの中心から外周の方向へ流れるのを抑制することにより、分離領域の圧力を第１の領域及び第２の領域の圧力よりも高い圧力に制御する圧力制御部；第１の領域に配置され、回転テーブルに向けて第１の反応ガスを供給する第１の反応ガス供給部；第２の領域に配置され、回転テーブルに向けて第２の反応ガスを供給する第２の反応ガス供給部；第１の領域に供給される第１の反応ガスと、分離領域からの第１の分離ガスとの両方を合流して第１の領域を通して排気するための第１の排気口；及び第２の領域に供給される第２の反応ガスと、分離領域からの第１の分離ガスとの両方を合流して第２の領域を通して排気するための第２の排気口を備える。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜方法が提供される。この成膜方法は、容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブルに基板を載置し、回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延びて容器内を少なくとも第１の領域及び第２の領域に分ける分離領域に対して第１の分離ガスを供給して、分離領域の圧力を第１の領域及び第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持し、第１の領域に配置される第１の反応ガス供給部から回転テーブルに向けて第１の反応ガスを供給し、第２の領域に配置される第２の反応ガス供給部から回転テーブルに向けて第２の反応ガスを供給し、第１の領域に供給される第１の反応ガスと、分離領域からの第１の分離ガスとの両方を合流させて第１の領域を通して排気し、第２の領域に供給される第２の反応ガスと、分離領域からの第１の分離ガスとの両方を合流させて第２の領域を通して排気する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、第１の反応ガスと第２の反応ガスとの混合を効果的に抑制することによって、回転テーブルの回転速度を増大しても混合抑制効果を維持することができ、もってスループットの向上に寄与し得る、回転テーブル式の分子層成膜装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による成膜装置の断面図である。
【図２】図１の成膜装置の内部の概略構成に示す斜視図である。
【図３】図１の成膜装置の平面図である。
【図４】図１の成膜装置における分離領域、第１の領域及び第２の領域の一例を示す断面図である。
【図５】図１の成膜装置に設けられる、分離ガスが回転テーブルの中心から外周へ流れるのを抑制する屈曲部を示す説明図である。
【図６】分離領域のサイズを説明するための図である。
【図７】図１の成膜装置の分離領域における圧力について行ったシミュレーションの結果を示す図である。
【図８】図１の成膜装置の分離領域における圧力の分布を模式的に示す図である。
【図９】図１の成膜装置の他の断面図である。
【図１０】図１の成膜装置を示す一部破断斜視図である。
【図１１】図１の成膜装置における反応ガスノズル及びノズルカバーの構成図である。
【図１２】図１１のノズルカバーが取り付けられた反応ガスノズルを説明する図である。
【図１３】図１の成膜装置の真空容器内のガスフローパターンを示す他の説明図である。
【図１４】図１の成膜装置の他の断面図である。
【図１５】図１の成膜装置のまた別の断面図である。
【図１６】図１の成膜装置で使用され得る整流板を示す平面図である。
【図１７】図１６に示す整流板を示す断面図である。
【図１８】図１の成膜装置の分離領域における圧力について行ったシミュレーションの結果を示す図であり、排気口の相違による圧力分布を比較する図である。
【図１９】図１の成膜装置における反応ガスノズル及び分離ガスノズルの変形例を示す図である。
【図２０】図１の成膜装置における反応ガスノズル及び分離ガスノズルの他の変形例を示す図である。
【図２１Ａ】図１の成膜装置における分離領域の他の変形例を示す図である。
【図２１Ｂ】図２１ＡにおけるＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図２２】図２１の変形例の更なる変形例を示す図である。
【図２３】図２１の変形例の更なる変形例を示す図である。
【図２４】図１の成膜装置における分離領域の他の変形例を示す図である。
【図２５】図１の成膜装置における分離領域の他の変形例を示す図である。
【図２６】図１の成膜装置における分離領域の変形例を示す図である。
【図２７】図１の成膜装置における分離領域の他の変形例を示す図である。
【図２８】図１１のノズルカバーの変形例を示す図である。
【図２９】反応ガスノズルの変形例を示す図である。
【図３０】反応ガスノズルの他の変形例を示す図である。
【図３１】本発明の他の実施形態による成膜装置の断面図である。
【図３２】本発明の実施形態による成膜装置を含む基板処理装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的とせず、したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定されるべきものである。
【００１４】
本発明の実施形態による成膜装置は、図１（図３のＡ−Ａ線に沿った断面図）及び図２に示すように、概ね円形の平面形状を有する扁平な真空容器１と、この真空容器１内に設けられ、真空容器１の中心に回転中心を有する回転テーブル２と、を備える。真空容器１は、容器本体１２と、これから分離可能な天板１１とから構成されている。天板１１は、例えばＯリングなどの封止部材１３を介して容器本体１２に取り付けられ、これにより真空容器１が気密に密閉される。天板１１及び容器本体１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で作製することができる。
【００１５】
図１を参照すると、回転テーブル２は、中央に円形の開口部を有しており、開口部の周りで円筒形状のコア部２１により上下から挟まれて保持されている。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は容器本体１２の底面部１４を貫通し、その下端が当該回転軸２２を鉛直軸回りに回転させる駆動部２３に取り付けられている。この構成により、回転テーブル２はその中心軸を回転中心として回転することができる。なお、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を介して真空容器１の底面部１４の下面に気密に取り付けられており、これにより、ケース体２０の内部雰囲気が外部雰囲気から隔離されている。
【００１６】
図２及び図３に示すように、回転テーブル２の上面に、それぞれウエハＷが載置される複数（図示の例では５つ）の円形凹部状の載置部２４が等角度間隔で形成されている。ただし、図３ではウエハＷを１枚のみを示している。
【００１７】
図４（ａ）を参照すると、載置部２４と載置部２４に載置されたウエハＷとの断面が示されている。図示のとおり、載置部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに（例えば４ｍｍ）大きい直径と、ウエハＷの厚さに等しい深さとを有している。載置部２４の深さとウエハＷの厚さがほぼ等しいため、ウエハＷが載置部２４に載置されたとき、ウエハＷの表面は、回転テーブル２の載置部２４を除く領域の表面とほぼ同じ高さになる。仮に、ウエハＷとその領域との間に比較的大きい段差があると、その段差によりガスの流れに乱流が生じ、ウエハＷ上での膜厚均一性が影響を受ける。この影響を低減するため、２つの表面がほぼ同じ高さにある。「ほぼ同じ高さ」は、高さの差が約５ｍｍ以下であって良いが、加工精度が許す範囲でできるだけゼロに近いと好ましい。
【００１８】
図２から図４を参照すると、回転テーブル２の回転方向（例えば図３の矢印ＲＤ）に沿って互いに離間した２つの凸状部４が設けられている。図２及び図３では天板１１を省略しているが、凸状部４は、図４に示すように天板１１の下面に取り付けられている。また、図３から分かるように、凸状部４は、ほぼ扇形の上面形状を有しており、その頂部は真空容器１のほぼ中心に位置し、円弧は容器本体１２の内周壁に沿って位置している。さらに、図４（ａ）に示すように、凸状部４は、その下面４４が回転テーブル２から高さｈ１（後述）に位置するように配置される。これにより、凸状部４と回転テーブル２との間には、空間Ｈが形成されている。
【００１９】
また、図４を参照すると、凸状部４は、凸状部４が二分割されるように半径方向に延びる溝部４３を有し、溝部４３には分離ガスノズル４１（４２）が収容されている。溝部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るが、他の実施形態においては、例えば、凸状部４における回転テーブル２の回転方向上流側が広くなるように溝部４３を形成しても良い。分離ガスノズル４１（４２）は、図３に示すように、容器本体１２の周壁部から真空容器１内へ導入され、その基端部であるガス導入ポート４１ａ（４２ａ）を容器本体１２の外周壁に取り付けることにより支持されている。
【００２０】
分離ガスノズル４１（４２）は、分離ガスのガス供給源（図示せず）に接続されている。分離ガスはＮ２ガスや不活性ガスであって良く、また、成膜に影響を与えないガスであれば、分離ガスの種類は特に限定されない。本実施形態においては、分離ガスとしてチッ素（Ｎ２）ガスが利用される。また、分離ガスノズル４１（４２）は、回転テーブル２の表面に向けてＮ２ガスを吐出するための吐出孔４０（図４）を有している。吐出孔４０は、長さ方向に所定の間隔で配置されている。本実施形態においては、吐出孔４０は、約０．５ｍｍの口径を有し、分離ガスノズル４１（４２）の長さ方向に沿って約１０ｍｍの間隔で配列されている。なお、分離ガスノズル４１（４２）は、吐出孔４０に代わり、回転テーブル２に向かって開口し、分離ガスノズル４１（４２）の長手方向に延びるスリットを有してもよい。
【００２１】
図１から図３を再び参照すると、上述の凸状部４は、コア部２１を取り囲むように天板１１の下面に取り付けられた環状の突出部５に結合されている。これにより、回転テーブル２の外縁端から中心を通って他の外縁端にまで広がり、真空容器１内を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂ（図２及び図３参照）に分ける分離部材が構成されている。突出部５は回転テーブル２と対向し、これにより突出部５と回転テーブル２との間に上述の空間Ｈと連通する狭い空間５０が形成されている。本実施形態においては、空間５０の下面の回転テーブル２からの高さｈ１５（図５参照）は、空間Ｈの高さｈ１よりも僅かに低い。なお、他の実施形態においては、高さｈ１５とｈ１は等しくても良く、また、突出部５と凸状部４は一体に形成されても、別体として形成されて結合されても良い。なお、図２及び図３は、凸状部４を真空容器１内に残したまま天板１１を取り外した真空容器１の内部を示している。
【００２２】
図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面の約半分を示す図である。図示のとおり、コア部２１と真空容器１の天板１１との間に空間５２が形成されている。空間５２は、上記の空間５０と連通しており、これにより、２つの凸状部４の下方の空間Ｈは空間５０及び５２を通して互いに連通している。また、天板１１の中心部には、分離ガス供給管５１が接続されており、これにより、天板１１とコア部２１との間の空間５２にＮ２ガスが供給される。
【００２３】
再び図２及び図３を参照すると、第１の領域４８Ａにおいて容器本体１２の周壁部から回転テーブル２の半径方向に反応ガスノズル３１が導入され、第２の領域４８Ｂにおいて容器本体１２の周壁部から回転テーブル２の半径方向に反応ガスノズル３２が導入されている。これらの反応ガスノズル３１，３２は、分離ガスノズル４１，４２と同様に、基端部であるガス導入ポート３１ａ，３２ａを容器本体１２の外周壁に取り付けることにより支持されている。なお、反応ガスノズル３１，３２は、半径方向に対して所定の角度をなすように導入されてもよい。第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂは、図４に示すように、凸状部の下面（天井面４４）よりも高い天井面４５（天板１１の下面）を有している。
【００２４】
図示を省略するが、反応ガスノズル３１は、第１の反応ガスのガス供給源に接続され、反応ガスノズル３２は、第２の反応ガスのガス供給源に接続されている。第１の反応ガス及び第２の反応ガスとしては後に述べる組み合わせを始めとして種々のガスを使用できるが、本実施形態においては、第１の反応ガスとしてビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）ガスが利用され、第２の反応ガスとしてオゾン（Ｏ３）ガスが利用される。なお、以下の説明において、反応ガスノズル３１の下方の領域を、ＢＴＢＡＳガスをウエハに吸着させるための処理領域Ｐ１といい、反応ガスノズル３２の下方の領域を、Ｏ３ガスをウエハに吸着したＢＴＢＡＳガスと反応（酸化）させるための処理領域Ｐ２という場合がある。
【００２５】
また、反応ガスノズル３１，３２は、回転テーブル２の上面（ウエハの載置部２４がある面）に向けて反応ガスを吐出するための複数の吐出孔３３を有している（図４参照）。本実施形態においては、吐出孔３３は約０．５ｍｍの口径を有し、反応ガスノズル３１，３２の長さ方向に沿って約１０ｍｍの間隔で配列されている。反応ガスノズル３１（３２）は、吐出孔３３に代わり、回転テーブル２に向かって開口し、反応ガスノズル３１（３２）の長手方向に延びるスリットを有してもよい。また、反応ガスノズル３１にはノズルカバー３４が取り付けられている。ノズルカバー３４ついては、後に説明する。
【００２６】
以上の構成において、分離ガスノズル４１（４２）からＮ２ガスが吐出されると、このＮ２ガスは凸状部４と回転テーブル２との間の空間Ｈへ至り、空間Ｈの圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持することができる。これに加えて、分離ガスノズル５１から空間５２へＮ２ガスが供給されると、このＮ２ガスは空間５２から突出部５と回転テーブル２との空間５０へ至り、空間５０の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂによりも高く維持することができる。このようにして、回転テーブル２及び突出部５の間の空間５０と、コア部２１及び天井板１１の間の空間５２と、これらによって連通する、２つの凸状部４及び回転テーブル２の間の２つの空間Ｈとからなり、高い圧力を有して第１の領域４８Ａと第２の領域４８Ｂとを分ける分離空間が提供される。以下、説明の便宜上、第１の領域４８Ａに対して回転テーブル２の回転方向上流側に位置する凸状部４に対応する領域を分離領域Ｄ１、第１の領域４８Ａに対して回転テーブル２の回転方向下流側に位置する凸状部４に対応する領域を分離領域Ｄ２、突出部５に対応する円形の領域を中心分離領域Ｃと呼ぶ（図２及び３等参照）。
【００２７】
ここで、上記の構成において、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃの下方の分離空間の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持することを確認するため、真空容器１内の圧力分布についてシミュレーションを行った。このシミュレーションは、
・分離ガスノズル４１，４２からのＮ２ガスの供給量： 各１２，５００ｓｃｃｍ
・分離ガス供給管５１からのＮ２ガスの供給量： ５，０００ｓｃｃｍ
・回転テーブル２の回転速度： ２４０ｒｐｍ
という条件で行った。
【００２８】
図７に示すとおり、供給されるＮ２ガスにより、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃにおいては、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力に比べて圧力が高くなっている。また、例えば分離領域Ｄ１においては、回転テーブル２の周方向に沿って中央に向かう方向に沿って圧力が高くなっており、反応ガスノズル４１の直下かつ回転テーブル２の外周付近での圧力が最も高くなっている。なお、添付の図７においては、カラー表示を白黒表示に変換したため、圧力の高い範囲（例えば５２．８Ｐａ）と低い範囲（例えば５．２３Ｐａ）とが同じ白色にて表示されているが、カラー表示によるシミュレーションの結果は、上述のとおりである。
【００２９】
また、図８に模式的に示すように、分離領域Ｄ１の空間Ｈでは、分離ガス供給ノズル３１の直下で圧力が最も高く、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ向かう方向に沿って圧力が徐々に低下する。それでもなお、例えば図８（ｂ）に示すように、第１の領域４８ＡにＢＴＢＡＳガスを供給することにより第１の領域４８Ａの圧力がＰＡとなり、第２の領域４８ＢにＯ３ガスを供給することにより第２の領域４８Ｂの圧力がＰＢとなった場合であっても、空間Ｈの圧力を超えることは殆ど無く、したがって、この高い圧力を乗り越えてＢＴＢＡＳガスが第２の領域４８Ｂに到達することはできず、Ｏ３ガスが第１の領域４８Ａに到達することはできない。故に、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとの気相中における混合を抑制することが可能となる。
【００３０】
また、分離領域Ｄ１，Ｄ２の空間Ｈと中心分離領域Ｃの空間５０の圧力が第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高いことから、Ｎ２ガスは、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ向かって流れる。言い換えると、凸状部４及び突出部５は、分離ガスノズル４１，４２及び分離ガス供給管５１からのＮ２ガスを第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ案内する。このようにして、本実施形態では、分離空間の圧力をＮ２ガスにより高くしてＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスに対する圧力障壁を提供するとともに、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ流れるＮ２ガスによってＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスに対するカウンターフローを提供することにより、両反応ガスの分離が実現されている。これにより、回転テーブル２が例えば約２００ｒｐｍから３００ｒｐｍの範囲の回転速度で回転した場合であっても、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとをより確実に分離することができることが確認されている。すなわち、回転テーブル２の回転速度を速くすることにより、スループットを向上することができる。
【００３１】
なお、本実施形態においては、主に天井面４４及び４５の高さの相違により、空間Ｈ及び空間５０の容積は第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの容積よりも小さくなっている。これも、分離空間の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力より高く維持することに寄与している。
【００３２】
ここで、低い天井面４４の回転テーブル２の上面から測った高さｈ１（図４（ａ））等の具体的な寸法を例示する。高さｈ１は、分離ガスノズル４１（４２）からのＮ２ガスの供給量にもよるが、空間Ｈの圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高くできるように設定される。高さｈ１は例えば０．５ｍｍから１０ｍｍであると好ましく、できる限り小さくすると更に好ましい。ただし、回転テーブル２の回転ぶれによって回転テーブル２が天井面４４に衝突するのを避けるため、高さｈ１は３．５ｍｍから６．５ｍｍ程度であって良い。また、突出部５の回転テーブル２の上面から測った高さｈ１５もまた例えば０．５ｍｍから１０ｍｍであると好ましく、できる限り小さくすると更に好ましい。回転テーブル２の中心部近傍での回転ぶれが小さいことを考慮すれば、高さｈ１５は高さｈ１よりも小さくて良い。具体的には、高さｈ１５は１．０ｍｍから３．０ｍｍ程度であって良い。さらに、回転テーブル２の上面から、凸状部４の溝部４３に収容される分離ガスノズル４１（４２）の下端までの高さｈ２（図４（ａ））は０．５ｍｍから４ｍｍであって良い。
【００３３】
また、凸状部４は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えば、ウエハ中心ＷＯが通る経路に対応する円弧の長さＬがウエハＷの直径の約１／１０〜約１／１、好ましくは約１／６以上であると好ましい。これにより、分離空間を確実に高い圧力に維持することが可能となる。なお、本実施形態では、分離ガスノズル４１（４２）は、Ｎ２ガスの供給量を考慮して約１３ｍｍ（外径）のパイプを用いており、そのため、凸状部４の溝部４３の幅は約１３ｍｍから１５ｍｍである。このように溝部４３の幅をも考慮して上記の長さＬを決定するとより好ましい。また、回転テーブル２の外周に近いほど大きい遠心力が働くため、例えば、ＢＴＢＡＳガスは、回転テーブル２の外周に近い部分において、大きい速度で分離領域Ｄへ向かう。したがって、回転テーブル２の外周縁に近い部分では凸状部４の下方の空間ＨにＢＴＢＡＳガスが侵入する可能性が高い。このため、凸状部４の幅（回転方向に沿った長さ）を回転テーブル２の外周に向うほど広くすると好ましい。
【００３４】
再び図５を参照すると、凸状部４は、その外縁においてＬ字状に屈曲する屈曲部４６を有している。屈曲部４６は、回転テーブル２と容器本体１２との間の空間を概ね埋めている。屈曲部４６と容器本体１２との間の隙間、及び屈曲部４６と回転テーブル２との間の隙間は、例えば、回転テーブル２から凸状部４の天井面４４までの高さｈ１と同じかこれより小さくて良い。ただし、容器本体１２と回転テーブル２の間の間隔は、回転テーブル２の熱膨張を考慮し、回転テーブル２が後述のヒータユニットにより加熱された場合にｈ１程度となるように設定することが好ましい。このような構成により、第１の領域４８Ａにおいて反応ガスノズル３１から供給されたＢＴＢＡＳガスが、真空容器１２の内周面と回転テーブル２との間の空間を通して第２の領域４８Ｂへ流れるのが阻止され、逆にＯ３ガスが第２の領域４８Ｂから当該空間を通して第１の領域４８Ａへ流れるのを阻止される。また、屈曲部４６があるため、分離ガスノズル４１，４２（図３等）からのＮ２ガスは、回転テーブル２の外側に向かっては流れ難い。すなわち、屈曲部４６は、分離空間の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力より高く維持することに寄与している。なお、屈曲部４６の下方にブロック部材７１ｂを設ければ、分離ガスが回転テーブル２の下方まで流れるのを更に抑制することができるため、更に好ましい。
【００３５】
一方、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂにおいては、容器本体１２の内周壁は、図３、図９及び図１０に示すように外方側に窪み、排気領域６が形成されている。この排気領域６の底部には、例えば排気口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を介して真空排気装置である例えば共通の真空ポンプ６４に接続されている。これにより、主として第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂが排気される。すなわち、このような排気口６１，６２の配置により、分離空間の圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高くし易くなる。
【００３６】
再び図１を参照すると、排気管６３には圧力調整器６５が設けられ、これにより真空容器１内の圧力が調整される。複数の圧力調整器６５を、対応する排気口６１，６２に対して設けてもよい。また、排気口６１，６２は、排気領域６の底部（真空容器１の底部１４）に限らず、真空容器の容器本体１２の周壁部に設けても良い。また、排気口６１，６２は、排気領域６における天板１１に設けても良い。ただし、天板１１に排気口６１，６２を設ける場合、真空容器１内のガスが上方へ流れるため、真空容器１内のパーティクルが巻き上げられて、ウエハＷが汚染されるおそれがある。このため、排気口６１，６２は、図示のように底部に設けるか、容器本体１２の周壁部に設けると好ましい。また、排気口６１，６２を底部に設ければ、排気管６３、圧力調整器６５、及び真空ポンプ６４を真空容器１の下方に設置することができるため、成膜装置のフットプリントを縮小する点で有利である。
【００３７】
図１、図５及び図９等に示すように、回転テーブル２と容器本体１２の底部１４との間の空間には、加熱部としての環状のヒータユニット７が設けられ、これにより、回転テーブル２上のウエハＷが、回転テーブル２を介して所定の温度に加熱される。また、ブロック部材７１ａが、回転テーブル２の下方及び外周の近くに、ヒータユニット７を取り囲むように設けられるため、ヒータユニット７が置かれている空間がヒータユニット７の外側の領域から区画されている。ブロック部材７１ａより内側にガスが流入することを防止するため、ブロック部材７１ａの上面と回転テーブル２の下面との間に僅かな間隙が維持されるように配置される。ヒータユニット７が収容される領域には、この領域をパージするため、複数のパージガス供給管７３が、容器本体１２の底部を貫通するように所定の角度間隔をおいて接続されている。なお、ヒータユニット７の上方において、ヒータユニット７を保護する保護プレート７ａが、ブロック部材７１ａと、後述する隆起部Ｒとにより支持されており、これにより、ヒータユニット７が設けられる空間にＢＴＢＡＳガスやＯ３ガスが仮に流入したとしても、ヒータユニット７を保護することができる。保護プレート７ａは、例えば石英から作製すると好ましい。
【００３８】
図９を参照すると、底部１４は、環状のヒータユニット７の内側に隆起部Ｒを有している。隆起部Ｒの上面は、回転テーブル２及びコア部２１に接近しており、隆起部の上面Ｒと回転テーブル２の裏面との間、及び隆起部の上面とコア部２１の裏面との間に僅かな隙間を残している。また、底部１４は、回転軸２２が通り抜ける中心孔を有している。この中心孔の内径は、回転軸２２の直径よりも僅かに大きく、フランジ部２０ａを通してケース体２０と連通する隙間を残している。パージガス供給管７２がフランジ部２０ａの上部に接続されている。
【００３９】
このような構成により、図９に矢印で示すように、回転軸２２と底部１４の中心孔との間の隙間、コア部２１と底部１４の隆起部Ｒとの間の隙間、及び底部１４の隆起部Ｒと回転テーブル２の裏面との間の隙間を通して、パージガス供給管７２から回転テーブル２の下の空間へＮ２ガスが流れる。また、パージガス供給管７３からヒータユニット７の下の空間へＮ２ガスが流れる。そして、これらのＮ２ガスは、ブロック部材７１ａと回転テーブル２の裏面との間の隙間を通して排気口６１へ流れ込む。このように流れるＮ２ガスは、ＢＴＢＡＳガス（Ｏ３ガス）の反応ガスが回転テーブル２の下方の空間を回流してＯ３ガス（ＢＴＢＡＳガス）と混合するのを防止する分離ガスとして働く。
【００４０】
なお、図９は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である図１の左半分に相当し、第１の領域４８Ａを示しているため、凸状部４が無い。一方、突出部５は、図９においても図示されており、回転テーブル２の中央近傍において第１の領域４８Ａを区画している。この場合においても、突出部５と回転テーブル２との間の空間５０の圧力は、分離ガス供給管５１からのＮ２ガスによって、第１の領域４８Ａの圧力よりも高く維持される。これにより、図９中に矢印で示すように空間５０から第１の領域４８Ａに向かって回転テーブル２の上面に沿ってＮ２ガスが流出する。
【００４１】
図２、図３及び図１０を参照すると、容器本体１２の周壁部には搬送口１５が形成されている。ウエハＷは、搬送口１５を通して搬送アーム１０により真空容器１の中へ、又は真空容器１から外へと搬送される。この搬送口１５にはゲートバルブ（図示せず）が設けられ、これにより搬送口１５が開閉される。また、凹部２４の底面には３つの貫通孔（図示せず）が形成されており、これらの貫通孔を通して３本の昇降ピン１６（図１０参照）が上下動することができる。昇降ピン１６は、ウエハＷの裏面を支えて当該ウエハＷを昇降させ、ウエハＷの搬送アーム１０との間で受け渡しを行う。
【００４２】
次に、図１１を参照しながら、反応ガスノズル３１，３２に取り付けられるノズルカバー３４を説明する。ノズルカバー３４は、反応ガスノズル３１，３２の長手方向に沿って延び、コ字型の断面形状を有する基部３５を有している。基部３５は、反応ガスノズル３１，３２を覆うように配置されている。基部３５における上記長手方向に延びる２つの開口端の一方には、整流板３６Ａが取り付けられ、他方には、整流板３６Ｂが取り付けられている。
【００４３】
図１１（ｂ）に明瞭に示されるように、本実施形態においては、整流板３６Ａ，３６Ｂは、反応ガスノズル３１，３２の中心軸に対して左右対称に形成されている。また、整流板３６Ａ，３６Ｂの回転テーブル２の回転方向に沿った長さは、回転テーブル２の外周部に向かうほど長くなっており、このため、ノズルカバー３４は、概ね扇形状の平面形状を有している。ここで、図１１（ｂ）に点線で示す扇の開き角度は、分離領域Ｄ１，Ｄ２の凸状部４のサイズをも考慮して決定されるが、例えば５°以上９０°未満であると好ましく、具体的には例えば８°以上１０°未満であると更に好ましい。
【００４４】
図１２は、真空容器１の内部を、反応ガスノズル３１の長手方向外側から見た図である。図示のとおり、上述のように構成されるノズルカバー３４は、整流板３６Ａ，３６Ｂが回転テーブル２の上面に対してほぼ平行に近接するように、反応ガスノズル３１，３２に取り付けられている。ここで、例えば高い天井面４５の回転テーブル２の上面からの高さ１５ｍｍ〜１５０ｍｍに対して、整流板３６Ａの回転テーブル２の上面からの高さｈ３は例えば０．５ｍｍ〜４ｍｍであって良く、ノズルカバー３４の基部３５と高い天井面４５との間隔ｈ４は例えば１０ｍｍ〜１００ｍｍであって良い。また、回転テーブル２の回転方向に対して反応ガスノズル３１，３２の上流側に整流板３６Ａが配置され、下流側に整流板３６Ｂが配置されている。このような構成により、凸状部４と回転テーブル２との間の空間Ｈから第１の領域４８Ａへ流れ出るＮ２ガスは、整流板３６Ａによって、反応ガスノズル３１の上方の空間へ流れ、下方の処理領域Ｐ１へ侵入し難くなるため、反応ガスノズル３１からのＢＴＢＡＳガスのＮ２ガスによる希釈が抑制される。
【００４５】
なお、回転テーブル２の回転による遠心効果のため、Ｎ２ガスは回転テーブル２の外縁近傍において大きなガス流速を有し得るから、外縁近傍においては第１の空間へのＮ２ガスの侵入抑制効果が低下するとも思われる。しかし、図１１（ｂ）に示すように、整流板３６Ａは、回転テーブル２の外縁部に向かうに従って幅が広くなるため、Ｎ２ガスの侵入抑制効果の低下を相殺することができる。
【００４６】
再び図３を参照すると、この実施形態による成膜装置には、装置全体の動作のコントロールを行うための制御部１００が設けられている。この制御部１００は、例えばコンピュータで構成されるプロセスコントローラ１００ａと、ユーザインタフェース部１００ｂと、メモリ装置１００ｃとを有する。ユーザインタフェース部１００ｂは、成膜装置の動作状況を表示するディスプレイや、成膜装置の操作者がプロセスレシピを選択したり、プロセス管理者がプロセスレシピのパラメータを変更したりするためのキーボードやタッチパネル（図示せず）などを有する。
【００４７】
メモリ装置１００ｃは、プロセスコントローラ１００ａに種々のプロセスを実施させる制御プログラム、プロセスレシピ、及び各種プロセスにおけるパラメータなどを記憶している。また、これらのプログラムには、例えば後述するクリーニング方法を行わせるためのステップ群を有しているものがある。これらの制御プログラムやプロセスレシピは、ユーザインタフェース部１００ｂからの指示に従って、プロセスコントローラ１００ａにより読み出されて実行される。また、これらのプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体１００ｄに格納され、これらに対応した入出力装置（図示せず）を通してメモリ装置１００ｃにインストールしてよい。コンピュータ可読記憶媒体１００ｄは、ハードディスク、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、フレキシブルディスク、半導体メモリなどであってよい。また、プログラムは通信回線を通してメモリ装置１００ｃへダウンロードしてもよい。
【００４８】
次に、既出の図面を適宜参照しながら、本実施形態の成膜装置の動作（成膜方法）について説明する。まず、載置部２４が搬送口１５（図１０）に整列するように回転テーブル２が回転して、ゲートバルブ（図示せず）を開く。次に、搬送アーム１０により搬送口１５を介してウエハＷを真空容器１内へ搬入される。ウエハＷは、昇降ピン１６により受け取られ、搬送アーム１０が容器１から引き抜かれた後に、昇降機構（図示せず）により駆動される昇降ピン１６によって載置部２４へと下げられる。上記一連の動作が５回繰り返されて、５枚のウエハＷが対応する凹部２４に載置される。
【００４９】
続いて、分離ガスノズル４１，４２からＮ２ガスが供給され、分離ガス供給管５１及びパージガス供給管７２，７３からもＮ２ガスが供給されるとともに、真空ポンプ６４及び圧力調整器６５（図１）により、真空容器１内が予め設定した圧力に維持される。同時に又は引き続いて、回転テーブル２が上から見て時計回りに回転を開始する。回転テーブル２は、ヒータユニット７により前もって所定の温度（例えば３００℃）に加熱されており、これにより、この回転テーブル２に載置されるウエハＷが加熱される。ウエハＷが加熱され、所定の温度に維持された後、まず、Ｏ３ガスが反応ガスノズル３２を通して処理領域Ｐ２へ供給され、次いで、ＢＴＢＡＳガスが反応ガスノズル３１を通して処理領域Ｐ１へ供給される。
【００５０】
ウエハＷが反応ガスノズル３１の下方の処理領域Ｐ１を通過するときに、ウエハＷの表面にＢＴＢＡＳ分子が吸着し、反応ガスノズル３２の下方の処理領域Ｐ２と通過するときに、ウエハＷの表面にＯ３分子が吸着され、Ｏ３によりＢＴＢＡＳ分子が酸化される。したがって、回転テーブル２の回転により、ウエハＷが処理領域Ｐ１、Ｐ２の両方を一回通過すると、ウエハＷの表面に酸化シリコンの一分子層（又は２以上の分子層）が形成される。次いで、ウエハＷが処理領域Ｐ１、Ｐ２を交互に複数回通過し、所定の膜厚を有する酸化シリコン膜がウエハＷの表面に堆積される。所定の膜厚を有する酸化シリコン膜が堆積された後、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスの供給を停止し、回転テーブル２の回転を停止する。そして、ウエハＷは搬入動作と逆の動作により順次搬送アーム１０により容器１から搬出され、成膜プロセスが終了する。
【００５１】
次に、図１３を参照しながら、真空容器１内のガスのフローパターンを説明する。分離領域Ｄ１の分離ガスノズル４１から吐出されるＮ２ガスは、回転テーブル２の半径方向とほぼ直交するように、凸状部４と回転テーブル２との間の空間Ｈ（図４（ａ）参照）から第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへと流出する。また、分離ガス供給管５１（図５、図９等）からのＮ２ガスは、突出部５の外周の法線方向に中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ流出する。
【００５２】
分離領域Ｄ１から第１の領域４８Ａへ流出するＮ２ガスは、反応ガスノズル３１に取り付けられたノズルカバー３４と天井面４５との間の空間を主として流れて、第１の領域４８Ａに設けられた排気口６１へ流れ込む。また、中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａへ流出するＮ２ガスは、回転テーブル２のほぼ半径方向に沿って流れて排気口６１へ流れ込む。さらに、分離領域Ｄ２から第１の領域４８Ａへ流出するＮ２ガスは、主として、反応ガスノズル３１に到達する前に排気口６１により吸引されて、排気口６１へ流れ込む。このように、分離ガスとしてのＮ２ガスは、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃから第１の領域４８Ａを通って排気口６１から排気される。
【００５３】
反応ガスノズル３１及び反応ガスノズル３２は、回転テーブル２に載置したウエハWの表面近傍から、ウエハＷに対してＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスをそれぞれ供給する。本実施形態では、反応ガスノズル３１及び反応ガスノズル３２は、上記の通りに設けられるノズルカバー３４を有し、ウエハWの表面近傍からウエハWの表面に向けて反応ガスを供給するが、ノズルカバー３４を有していない場合でも、ウエハWの表面近傍からウエハＷに対してＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスをそれぞれ供給すると好ましい。また、他の実施形態においては、反応ガスノズル３１及び反応ガスノズル３２の代わりに、ウエハWの表面近傍からウエハＷに対して反応ガスを供給するインジェクター又はシャワーヘッドを用いても良い。このようにウエハWの表面近傍からウエハWに向けて反応ガスを供給すれば、ウエハWの表面における反応ガスの濃度を直接制御することができる。仮に、第１の領域４８Ａ（又は第２の領域４８Ｂ）において、天井面４５の近くに設置したノズル（図示せず）又は天板１１に設けられた貫通孔（図示せず）から反応ガスを導入すると、第１の領域４８Ａ（又は第２の領域４８Ｂ）全体に反応ガスを拡散してしまい、ウエハWの表面における反応ガス濃度が低下する。このため、ＢＴＢＡＳガスの吸着（又はＯ３ガスによる、ウエハＷに吸着したＢＴＢＡＳガスの酸化）が不完全となり、成膜速度の低下を招く。また、多量のＢＴＢＡＳガス（又はＯ３ガス）が成膜に寄与しないまま排気口６１（６２）から排気されるため、反応ガスの使用効率が低く不経済である。
【００５４】
また、第１の領域４８Ａの反応ガスノズル３１から吐出されるＢＴＢＡＳガスは、ノズルカバー３４の基部３５の内部の空間から、主に整流板３６Ｂの下方の空間を通って回転テーブル２の上面に沿って流出する。そして、このＢＴＢＡＳガスは、分離領域Ｄ２からのＮ２ガスと、中心分離領域ＣからのＮ２ガスとの流れにより、流れの方向が規制されるとともに、分離領域Ｄ１からのＮ２ガスとともに排気口６１に吸引される。このため、ＢＴＢＡＳガスが、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃを通り抜けて第２の領域４８Ｂへ到達することはほぼ不可能である。また、整流板３６Ａ，３６Ｂが回転テーブル２に近接して配置されているため、Ｎ２ガスは反応ガスノズル３１の上方へ流れ、反応ガスノズル３１の下の空間に侵入し難い。このため、ＢＴＢＡＳガスの分離ガスによる希釈が低減される。
【００５５】
一方、分離領域Ｄ２から第２の領域４８Ｂへ流れ出たＮ２ガスは、中心分離領域ＣからのＮ２ガスにより外側へ流されながらも、排気口６２に向かって流れ、これに流入する。また、第２の領域４８Ｂの反応ガスノズル３２から吐出されるＯ３ガスもまた同様に流れて排気口６２へ流入する。
【００５６】
なお、反応ガスノズル３２にはノズルカバー３４を設けない場合、Ｎ２ガスは第２の領域４８Ｂの反応ガスノズル３２の下方の処理領域Ｐ２を通過し得るため、反応ガスノズル３２から吐出されるＯ３ガスが希釈される可能性がある。しかし、本実施形態においては、第２の領域４８が第１の領域よりも広く、反応ガスノズル３２を排気口６２からできる限り離して配置しているため、Ｏ３ガスは、反応ガスノズル３２から吐出されて排気口６２に流入するまでの間に、ウエハＷ上に吸着したＢＴＢＡＳ分子と十分に反応（酸化）することができる。すなわち、本実施形態においては、Ｏ３ガスのＮ２ガスによる希釈の影響は限定的である。
【００５７】
また、反応ガスノズル３２から吐出されたＯ３ガスの一部は、分離領域Ｄ２へ向かって流れ得るが、分離領域Ｄ２の空間Ｈは、上述のとおり、第２の領域４８Ｂに比べて圧力が高いため、そのＯ３ガスは分離領域Ｄ２へ侵入することができず、分離領域Ｄ２からのＮ２ガスとともに流れて排気口６２へ至る。また、反応ガスノズル３２から排気口６２へ向かって流れるＯ３ガスの一部が、分離領域Ｄ１へ向かって流れ得るが、上記と同様に、この分離領域Ｄ１へ侵入することができない。すなわち、Ｏ３ガスは、分離領域Ｄ１，Ｄ２を通り抜けて第１の領域４８Ａへ到達することができず、よって、両反応ガスの混合が抑制される。
【００５８】
図１３に矢印で示すとおり、第１の領域４８ＡにおいてＢＴＢＡＳガスとＮ２ガスとが合流した気流が形成され、この気流が第１の領域４８Ａを回転テーブル２の回転方向に沿って流れて、第１の流域４８Ａの外側に設けられた排気口６１を経由して排気される。また、第２の領域４８ＢにおいてＯ３ガスとＮ２ガスとが合流した気流が形成され、この気流が第２の領域４８Ｂを回転テーブル２の回転方向に沿って流れて、第２の領域４８Ｂの外側に設けられた排気口６２を経由して排気される。
【００５９】
（変形例）
以下、本実施形態の成膜装置における幾つかの構成について、変形例を説明する。
図５に示すように、分離領域Ｄ１，Ｄ２においては、回転テーブル２と容器本体１２との間の空間を埋める屈曲部４６を凸状部４に設けたが、図１４に示すように、分離領域Ｄ１，Ｄ２において、容器本体１２の内周面４６ａが回転テーブル２に近接するように張り出しても良い。この場合、内周面４６ａと回転テーブル２との間の間隔は、上述の高さｈ１と同じか小さくて良い。これによっても、図５の屈曲部４６と同じ効果が発揮される。
【００６０】
また、図１５に示すように、容器本体１２の側壁部を貫通するノズル４０を設け、空間Ｈに向けてＮ２ガスを供給することにより、分離ガスが回転テーブル２の中心から外周端に向かって流れて分離空間から流出し難くさせても良い。ノズル４０は、容器本体１２の側壁部に沿って所定の間隔で複数本設けても良く、また、図５に示す屈曲部４６を貫通するように設けて、空間ＨへＮ２ガスを供給しても良い。また、分離ガスノズル４１，４２の代わりに、ノズル４０により凸状部４の下方の空間ＨへＮ２ガスを供給しても良い。
【００６１】
また、図１６と、図１６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である図１７とを参照すると、分離領域Ｄ１，Ｄ２においても、容器本体１２の内周壁が外方側へ後退し、回転テーブル２と容器本体１２との間に広い空間が形成されている。これにより、容器本体１２には、図１７に示すように下面１２ａが形成されている。また、容器本体１２と回転テーブル２との間には、第２の領域４８Ｂの一部、分離領域Ｄ１、第１の領域４８Ａ、及び分離領域Ｄ２に亘って、整流板６０Ｂが配置されている。整流板６０Ｂは、排気口６１，６２に対応した孔６１ａ，６２ａを有し、これにより、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの排気が可能となる。また、整流板６０Ｂには、孔６１ａ，６２ａの開口径よりも小さい開口径を有する小孔６０ｈが所定の間隔で形成されている。整流板６０Ｂの下には溝部材６０Ａが設けられ、溝部材６０Ａには、排気口６１，６２に連通する連通溝６０Ｇが形成されている。このため、分離領域Ｄ１，Ｄ２からのＮ２ガスが小孔６０ｈを通して僅かに排気され得る。
【００６２】
しかし、容器本体１２の下面１２ａの整流板６０Ｂからの高さは、凸状部４の回転テーブル２の上面からの高さｈ１と同程度に形成し得るため、Ｎ２ガスに対する十分な抵抗を提供することができ、小孔６０ｈから排気されるＮ２ガスはごく少量に限られる。しかも、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂは、大きい開口径を有する排気口６１及び６２によりそれぞれ排気されるため、分離領域Ｄ１，Ｄ２の下方の空間Ｈ（図４）及び凸状部５の下方の空間５０（図５）の圧力は、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持され得る。換言すると、整流板６０Ｂは、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂに対応して、排気口６１，６２と同程度の大きな開口径を有する孔６１ａ，６２ａを有する一方で、分離領域Ｄ１，Ｄ２に対応して、孔６１ａ，６２ａに比べて有意に小さい開口径を有する小孔６０ｈを有しているため、分離領域Ｄ１，Ｄ２において回転テーブル２の外周に向かって流れるＮ２ガスの流れを抑制することができる。すなわち、図１６及び図１７に示す構成によっても反応ガスの分離効果が損なわれることはない。もちろん、整流板６０Ｂに小孔６０ｈを設けることなく、孔６１ａ，６２ａのみを設けるようにしても良い。換言すると、整流板６０Ｂは、排気口６１，６２に対応する孔６１ａ，６２ａのみを有していると好ましいが、分離領域Ｄ１，Ｄ２の下方の空間Ｈ（図４）及び凸状部５の下方の空間５０（図５）の圧力を、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持できる限りにおいて分離領域Ｄ１，Ｄ２に対応した小孔６０ｈを有して、これから分離ガスであるＮ２ガスを排気するようにしても良い。
【００６３】
なお、回転テーブル２の全周から排気する場合の分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃの圧力についてシミュレーションを行ったので、その結果について説明する。具体的には、このシミュレーションは、図１６に示す搬入口１５が開口されていない真空容器１を想定し、回転テーブル２と容器本体１２の間の空間の全周から排気するというモデルについて行った。これは、図１６において、分離領域Ｄ１，Ｄ２においても回転テーブル２と容器本体１２との間に、排気口６１，６２と同等の排気口を設けた場合に相当する。その結果を図１８（ａ）に示す。一方、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの外側から排気し、分離領域Ｄ１，Ｄ２の外側からは排気しない場合のシミュレーション結果を図１８（ｂ）に示す。これは、図５に示すように回転テーブル２と容器本体１２との間に屈曲部４６が形成されている場合、図１４に示すように容器本体１２の内周面４６ａが回転テーブル２に近接するように張り出している場合、及び図１６に示す整流板６０Ｂ（特に小孔６０ｈのないもの）が設けられる場合に相当する。
【００６４】
図１８（ａ）と（ｂ）を比較すると、回転テーブル２の全周から排気する場合には、分離領域Ｄ１の外周から排気しない場合に比べて、圧力の高い範囲が狭くなっていることが分かる。特に、分離領域Ｄ１の外周側における圧力の低下が顕著である。これは、分離領域Ｄ１の外側からも排気されているためである。図１８中の挿入図には分離領域Ｄ２の結果も示すが、分離領域Ｄ２についても同じ議論が適用される。以上の結果から、分離領域Ｄ１，Ｄ２において回転テーブル２と容器本体１２との間に排気口を設けない利点が理解される。なお、図１６の整流板６０Ｂに小孔６０ｈを設ける場合においては、小孔６０ｈの開口径が、分離領域Ｄ１，Ｄ２の圧力が低下しない程度に設定されるべきことは言うまでもない。また、図１５に示すようにノズル４０から分離領域Ｄ１，Ｄ２に向けてＮ２ガスを供給すれば、分離領域Ｄ１，Ｄ２の圧力をより効果的に高くし得ることは容易に予想される。
【００６５】
次に、分離領域Ｄ１，Ｄ２の変形例について図１９及び図２０を参照しながら説明する。図１９を参照すると、分離領域Ｄ１には凸状部４及び分離ガスノズル４１に代わり、回転テーブル２の上面に対向する面（天井面）に、回転テーブル２に向かってＮ２ガスを吐出する複数の吐出孔Ｄｈを有するシャワーヘッド４０１が設けられている。また、シャワーヘッド４０１へＮ２ガスを供給する供給管４１０が容器本体１２の側周壁を貫通して設けられている。また、分離領域Ｄ２においても、シャワーヘッド４０１と同じ構成を有するシャワーヘッド４０２が設けられ、供給管４２０からシャワーヘッド４０２に対してＮ２ガスが供給される。このような構成によっても、分離領域Ｄ１，Ｄ２における空間Ｈの圧力を第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持することができる。また、シャワーヘッド４０１，４０２の下面（回転テーブル２に対向する面）の回転テーブル２からの高さを、上述の高さｈ１程度とすることにより、分離領域Ｄ１，Ｄ２の圧力をより確実に高くすることができる。また、図１９では、真空容器１には整流板６０Ｂが設けられており、これにより、回転テーブル２の外周に向かって流れるＮ２ガスの流れを抑制することができるから、分離領域Ｄ１，Ｄ２の圧力を更に確実に高くすることができる。
【００６６】
図１９に示す変形例では、中心分離領域Ｃについては、図５を参照しながら説明したように、分離ガス供給管５１から空間５２を通して空間５０へＮ２ガスを供給することにより、空間５０の圧力を高く維持することができる。また、図２０に示すように、突出部５を環状のシャワーヘッドとして構成し、コア部２１の上方においても多数の吐出孔を有するシャワープレートＳＰを配置し、シャワーヘッド４０１、シャワーヘッドとしての突出部５、シャワープレートＳＰ、及びシャワーヘッド４０２を一体に形成し、分離ガス供給管５１からＮ２を供給するようにしても良い。この場合、供給管４１０，４２０からＮ２ガスを供給しても良いし、分離ガス供給管５１のみからＮ２ガスを供給しても良い。
【００６７】
なお、図１９においては、第１の領域４８Ａにシャワーヘッド３０１が設けられている。このシャワーヘッド３０１は上述のシャワーヘッド４０１，４０２と同じ構成を有しており、供給管３１０からシャワーヘッド３０１に対してＢＴＢＡＳガスが供給される。これにより、シャワーヘッド３０１から回転テーブル２の上面に向けてＢＴＢＡＳガスが供給される。このようにしても、ＢＴＢＡＳガスは、分離領域Ｄ１，Ｄ２及び中心分離領域Ｃの高い圧力に抗して第２の領域４８Ｂへ到達することができない。同様に、第２の領域４８Ｂにおいてシャワーヘッド３０２を設け、供給管３２０からＯ３ガスを供給しても良い。
【００６８】
また、シャワーヘッド３０１，３０２，４０１，４０２に形成される吐出孔の密度は、使用する反応ガスや成膜中の回転テーブル２の回転速度等を考慮して任意に決定して良い。例えば、吐出孔を突出部５側に高い密度で形成すれば、凸状部４の下方の空間Ｈと突出部５の下方の空間５０との間近くにおいて、圧力を高くすることができる。また、吐出孔を回転テーブル２の外周側に高い密度で形成すれば、空間Ｈの回転テーブル２の外周側における圧力を高くすることができる。
【００６９】
次に、分離領域Ｄ１，Ｄ２の更なる変形例について説明する。図２１Ａを参照すると、分離領域Ｄ１のシャワーヘッド４０１は、外周部４０１ａと、これよりも回転テーブル２の中心に近い領域を占める内周部４０１ｂとを有しており、図２１ＡのＥ−Ｅ線に沿った断面図である図２１Ｂに示すように、外周部４０１ａに対して真空容器１の上部からＮ２ガスを供給する供給部Ｓａと、内周部４０１ｂに対して真空容器１の上部からＮ２ガスを供給する供給部Ｓｂとが別個に設けられている。このような構成によれば、供給部Ｓａから外周部４０１ａに供給されるＮ２ガスの供給量を、例えば供給部Ｓｂから内周部４０１ｂに供給されるＮ２ガスの供給量を多くすることにより、外周部４０１ａの下方の空間の圧力を高くすることができる。これにより、シャワーヘッド４０１から回転テーブル２に向けて供給されるＮ２ガスが回転テーブル２の外側に向かって流れるのを防止することが可能となる。この場合、分離領域Ｄ１における回転テーブル２と容器本体１２との間に、図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、排気口６１，６２と同等の排気口６０Ｄを設けても良い。分離領域Ｄ１の外周側における圧力の低下（図１８（ａ）参照）を避けることができるためである。
【００７０】
なお、外周部４０１ａにおける吐出孔Ｄｈａと、内周部４０１ｂにおける吐出孔Ｄｈｂとは同一の開口径を有して良く、この場合、図２２（ａ）に示すように吐出孔Ｄｈａの密度は吐出孔Ｄｈｂの密度よりも高いと好ましい。また、吐出孔Ｄｈａと吐出孔Ｄｈｂの密度は等しくても良く、この場合、図２２（ｂ）に示すように吐出孔Ｄｈａの開口径が吐出孔Ｄｈｂの開口径よりも大きいと好ましい。換言すると、外周部４０１ａの面積に対する吐出孔Ｄｈａの開口面積の合計の比が、内周部４０１ｂの面積に対する吐出孔Ｄｈｂの開口面積の合計の比よりも大きいと好ましい。外周部４０１ａの下方の圧力を高くし易くなるからである。また、吐出孔Ｄｈａ及び吐出孔Ｄｈｂは円形に限らず、楕円形や矩形であっても良く、この場合であっても、外周部４０１ａの下方の圧力を高くできるように、開口寸法かつ／又は密度を調整することが好ましい。
【００７１】
また、外周部４０１ａ及び内周部４０１ｂへＮ２ガスをそれぞれ供給する供給管Ｓａ及びＳｂは、真空容器１の上部からでなく、図２３（ａ）に示すように、真空容器１の容器本体１２の側壁を通して、それぞれ外周部４０１ａ及び内周部４０１ｂまで導入しても良い。具体的には、供給管Ｓａは、図２３（ａ）のＦ−Ｆ線に沿った断面図である図２３（ｂ）に示すように、容器本体１２の側壁を通り抜けて外周部４０１ａに接続し、外周部４０１ａに対してＮ２ガスを供給する。供給管Ｓｂは、図２３（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った断面図である図２３（ｃ）に示すように、容器本体１２及び外周部４０１ａを通り抜けて内周部４０１ｂに接続し、内周部４０１ｂに対してＮ２ガスを供給する。
【００７２】
なお、外周部４０１ａ及び内周部４０１ｂの回転テーブル２の半径方向に沿った長さは、図示の例ではほぼ同一であるが、これに限られず、適宜決定して良い。また、分離領域Ｄ１について説明したが、分離領域２において同様に構成されて良いことは言うまでもない。
【００７３】
さらに、分離領域Ｄ１の外周側における圧力の低下（図１８（ａ）参照）は、以下の構成によっても避けることができる。図２４は、図３等に示す分離ガスノズル４１の長手方向に沿った断面図である。図示のとおり、分離ガスノズル４１に形成された複数の吐出孔４０のうち、回転テーブル２の外周側にある吐出孔４０Ｌは大きな開口径を有し、内周側にある吐出孔４０Ｓは小さい開口径を有している。ここで、大きな開口径を有する吐出孔４０Ｌが形成される範囲は、例えば、上述の外周部４０１ａが設けられる範囲に対応して良く、小さい開口径を有する吐出孔４０Ｓが形成される範囲は、例えば、上述の内周部４０１ｂに対応して良い。このような構成によれば、分離ガスノズル４１から供給されるＮ２ガスは、回転テーブル２の外周側では大きな吐出孔４０から大量に吐出され、これにより、分離領域Ｄ１の外周側の圧力を高く維持することが可能となる。分離領域Ｄ２においても同様に構成しても良い。
【００７４】
さらに、図２５を参照すると、分離領域Ｄ１において凸状部４と、凸状部４の溝部４３に収容された分離ガスノズル４１とが図示されている。この凸状部４には、溝部４３に対して回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側に追加の溝部４３１及び４３２がそれぞれ形成されている。溝部４３１及び４３２は、図示の例では、溝部４３の長さのほぼ半分の長さを有しており、ここに、分離ガスノズル４１と同様に容器本体１２に対して取り付けられる補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２がそれぞれ収容されている。また、補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２には、真空容器１内において、その長手方向に沿って複数の吐出孔（図示を省略）が設けられており、一方、補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２の他端には、図示しないＮ２ガス供給源が接続されている。このような構成により、補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２から回転テーブル２に向けてＮ２ガスが供給され、これにより、分離領域Ｄ１の外周側（補助ノズル４１Ｅ１及び４１Ｅ２が分離領域Ｄ１において延在する範囲）における圧力を内周側よりも高くすることができる。
なお、溝部４３１，４３２及び補助ノズル４１Ｅ１，４１Ｅ２の長さは、分離ガスノズル４１の約半分に限らず適宜決定して良い。また、分離領域Ｄ２においても、凸状部４が、上述の溝部４３１，４３２を有し、これらに補助ノズル４２Ｅ１，４２Ｅ２が収容されても良い。
【００７５】
次に、凸状部４の変形例について説明する。図２６を参照すると、凸状部４は、回転テーブル２の中心側において回転テーブル２の回転方向下流側に延びる延伸部４ｂを有している。このため、凸状部４と突出部５とを一体で形成する場合は、両者はより広い範囲で結合することとなり、凸状部４と突出部５を別体で形成する場合は、両者はより広い範囲で対向することとなる。これにより、凸状部４と突出部５との境界４５において、第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高い圧力を有する領域を広くすることができる。したがって、この境界４５かつ／又はこの近傍を通して第１の領域４８Ａから第２の領域４８ＢへＢＴＢＡＳガスが通り抜けたり、第２の領域４８Ｂから第１の領域４８ＡへＯ３ガスが通り抜けたりするのをより確実に抑制することが可能となる。なお、延伸部４ｂは、凸状部４の回転テーブル２の回転方向上流側に設けても良く、また、双方に設けても良い。また、延伸部４ｂの形状は境界４５において凸状部４と突出部５の結合又は対向範囲が広くなる限りにおいて、図示のものに限られない。例えば、凸状部４の回転テーブル２の半径方向に延びる辺が、真空容器１の外周から中心に向かうにつれて湾曲して突出部５に到達することによって、境界４５を長くすることも可能である。
【００７６】
また、図２７に示すように凸状部４は中空であっても良い。図示の例では、中空の凸状部４に対して供給管４１０が接続され、供給管４１０から凸状部４に分離ガスとしてのＮ２ガスが供給される。この凸状部４の下面（回転テーブル２に対向する面）には、供給管４１０の延長線上に沿って複数の吐出孔４ｈｃが形成されており、供給管４１０から中空の凸状部４に供給されたＮ２ガスが吐出孔４ｈｃから回転テーブル２へ向けて吐出される。これにより、凸状部４の下方の空間Ｈの圧力が第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂの圧力よりも高く維持され得る。また、図２７（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である図２７（ｂ）を参照すると、凸状部４は下面が両端部において傾斜しており、これにより形成される傾斜面に吐出孔４ｈu，４ｈｄが形成されている。中空の凸状部４に供給されたN２ガスは、吐出孔４ｈu，４ｈｄからも回転テーブル２に向けて吐出される。これにより、空間Ｈから第１の領域４８Ａ及び第２の領域４８Ｂへ流出するＮ２ガスの勢いを増すことができる。すなわち、Ｎ２ガスの流れ（カウンターフロー）による、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスを分離する効果が増強され、両ガスの気相中での混合をより確実に抑制することができる。なお、吐出孔４ｈu，４ｈｄは、使用する反応ガスや成膜中の回転テーブル２の回転速度等を考慮して任意に決定して良い。例えば、吐出孔４ｈu，４ｈｄを突出部５側に高い密度で形成すれば、凸状部４の下方の空間Ｈと突出部５の下方の空間５０との間近くにおいて、圧力を高くすることができる。また、吐出孔４ｈu，４ｈｄを回転テーブル２の外周側に高い密度で形成すれば、空間Ｈの回転テーブル２の外周側における圧力を高くすることができる。なお、吐出孔４ｈｃは、図示の配列に限らず、例えば、突出部５側に高い密度で形成しても良く、逆に回転テーブル２の外周側に高い密度で形成しても良い。また、吐出孔４ｈｃを図１９に示すシャワーヘッド３０１，３０２，４０１，４０２のように形成しても良い。
【００７７】
また、図２７に示す中空の凸状部４の代わりに、図３，４及び６等に示す凸状部４の回転テーブル２の半径方向に延びる辺に隣接するように、回転テーブル２の上面に対して垂直方向に又は所定の傾斜角度で開口する吐出孔を有する分離ガスノズルを、Ｎ２ガス（分離ガス）を設けても良い。このような構成によっても図２７に示す凸状部４と同じ効果が発揮され得る。
【００７８】
次に、図１１に示したノズルカバー３４の変形例を説明する。図２８（ａ）及び（ｂ）を参照すると、この変形例は、基部３５（図１１）を有しておらず、整流板３７Ａ，３７Ｂが反応ガスノズル３１，３２に対して直接に取り付けられている。この場合であっても、整流板３７Ａ，３７Ｂは、回転テーブル２の上面から高さｈ３の位置に配置することができるため、上述のノズルカバー３４と同様の効果が得られる。この例においても、整流板３７Ａ，３７Ｂは、図１１に示した整流板３６Ａ，３６Ｂと同様に、上方から見てほぼ扇形状をなしていると好ましい。
【００７９】
また、整流板３６Ａ，３６Ｂ，３７Ａ，３７Ｂは、必ずしも回転テーブル２と平行でなくても良い。例えば、回転テーブル２（ウエハＷ）からの高さｈ３が維持されて、反応ガスノズル３１，３２の上方へＮ２ガスを流れ易くすることができる限り、図２８（ｃ）に示すように、整流板３７Ａ，３７Ｂは反応ガスノズル３１の上部から回転テーブル２へ向かうように傾斜していても良い。図示の整流板３７Ａは、Ｎ２ガスを上方へガイドすることができる点でも好ましい。
【００８０】
続いて、ノズルカバーの更なる変形例について、図２９及び図３０を参照しながら説明する。これらの変形例は、ノズルカバーと一体化された反応ガスノズル、又はノズルカバーの機能を有する反応ガスノズルとも言うことができる。このため、以下の説明では反応ガスインジェクタと称呼する。
【００８１】
図２９（ａ）及び（ｂ）を参照すると、反応ガスインジェクタ３Ａは、反応ガスノズル３１，３２と同様に円筒形状を有する反応ガスノズル３２１を含み、反応ガスノズル３２１が真空容器１の容器本体１２（図１）の周壁部を貫通するように設けることができる。反応ガスノズル３２１は、反応ガスノズル３１，３２と同様に、約０．５ｍｍの内径を有し、例えば１０ｍｍの間隔で反応ガスノズル３２１の長手方向に配列される複数の吐出孔３２３を有している。ただし、反応ガスノズル３２１は、複数の吐出孔３２３が回転テーブル２の上面に対して所定の角度で開口している点で、反応ガスノズル３１，３２と異なる。また、反応ガスノズル３２１の上端部には案内板３２５が取り付けられている。案内板３２５は、反応ガスノズル３２１の円筒の曲率よりも大きい曲率を有しており、曲率の相違により、反応ガスノズル３２１と案内板３２５との間にはガス流路３１６が形成されている。図示しないガス供給源から反応ガスノズル３２１へ供給された反応ガスは、吐出孔３２３から吐出され、ガス流路３１６を通って回転テーブル２上に載置されるウエハＷに到達する。
【００８２】
また、案内板３２５の下端部には回転テーブル２の回転方向上流側に延びる整流板３７Ａが設けられ、反応ガスノズル３２１の下端部には回転テーブル２の回転方向下流側に延びる整流板３７Ｂが設けられている。
【００８３】
このように構成される反応ガスインジェクタ３Ａは、整流板３７Ａ，３７Ｂが回転テーブル２の上面に近接しているため、分離領域Ｄ１，Ｄ２からのＮ２ガスは、反応ガスインジェクタの上方へ流れ易く、下方の処理領域へ侵入し難くなる。したがって、反応ガスノズル３２１からの反応ガスのＮ２ガスによる希釈がより確実に抑制される。
【００８４】
なお、反応ガスは、反応ガスノズル３２１から反応ガス流出孔３２３を通してガス流路３１６へ到達するときに、案内板３２５に吹き付けられるため、図２９（ｂ）の複数の矢印で示すように、反応ガスノズル３２１の長手方向に広がることとなる。このため、ガス流路３２６内において、ガス濃度が均一化される。すなわち、この変形例は、ウエハＷに堆積される膜の膜厚を均一化できる点で好ましい。
【００８５】
図３０（ａ）を参照すると、反応ガスインジェクタ３Ｂは、方形管により構成される反応ガスノズル３２１を有している。反応ガスノズル３２１は、図３０（ｂ）に示すように、例えば内径０．５ｍｍを有し、反応ガスノズル３２１の長手方向に沿って例えば５ｍｍ間隔で配置される複数の反応ガス流出孔３２３を一方の側壁に有している。また、反応ガス流出孔３２３が形成された側壁には、逆Ｌ字形状を有する案内板３２５が、当該側壁との間に所定の間隔（例えば０．３ｍｍ）をおいて取り付けられている。
【００８６】
また、図３０（ｂ）に示すように、反応ガスノズル３２１には、真空容器１の容器本体１２の周壁部（例えば図２を参照）から導入されたガス導入管３２７が接続されている。これにより、反応ガスノズル３２１が支持されるとともに、例えばＢＴＢＡＳガスはガス導入管３２７を通して反応ガスノズル３２１へ供給されて、複数の反応ガス流出孔３２３からガス流路３２６を通して、回転テーブル２に向けて供給される。また、この例の反応ガスノズル３２１は、ガス流路３２６が回転テーブル２の回転方向上流側に位置するように、配置されている。
【００８７】
このように構成される反応ガスインジェクタ３Ｂは、反応ガスノズル３２１の下面が回転テーブル２の上面から高さｈ３の位置に配置され得るため、分離領域Ｄ１，Ｄ２からのＮ２ガスは、反応ガスインジェクタ３Ｂの上方へ流れ易く、下方の処理領域へ侵入し難くなる。また、反応ガスノズル３２１の下面が、ガス流路３２６に対して回転テーブル２の回転方向下流側に配置されているため、ガス流路３２６から供給されるＢＴＢＡＳガスを回転テーブル２と反応ガスノズル３２１との間に比較的長く滞留させることができるため、ウエハＷへのＢＴＢＡＳガスの吸着効率を向上することができる。また、反応ガス流出孔３２３から流出した反応ガスが案内板３２５に衝突し、図３０（ｂ）に矢印で示すように広がるため、ガス流路３２６の長手方向に沿って反応ガスの濃度が均一化される。
なお、反応ガスノズル３２１は、ガス流路３２６が回転テーブル２の回転方向下流側に位置するように配置しても良い。この場合、反応ガスノズル３２１の下面が、ガス流路３２６に対して回転テーブル２の回転方向上流側に配置され、Ｎ２ガスの反応ガスノズル３２１の下方への侵入を妨げるのに寄与し得るため、反応ガスのＮ２ガスによる希釈がより確実に抑制される。
【００８８】
図１１に示すノズルカバー３４、図２８に示す整流板３７Ａ，３７Ｂ、図２９及び図３０に示す反応ガスインジェクタ３Ａ，３Ｂは、例えばＯ３ガスを回転テーブル２の表面に向けて供給するために使用されて良く、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとの双方のために使用されても良い。
【００８９】
ここで、本発明の他の実施形態による成膜装置を説明する。図３１を参照すると、容器本体１２の底部１４は、中央開口を有し、ここには収容ケース８０が気密に取り付けられている。また、天板１１は、中央凹部８０ａを有している。支柱８１が収容ケース８０の底面に載置され、支柱８１の状端部は中央凹部８０ａの底面にまで到達している。支柱８１は、反応ガスノズル３１から吐出されるＢＴＢＡＳガスと反応ガスノズル３２から吐出されるＯ３ガスとが真空容器１の中央部を通して互いに混合するのを防止する。
【００９０】
また、回転スリーブ８２が、支柱８１を同軸状に囲むように設けられている。回転スリーブ８２は、支柱８１の外面に取り付けられた軸受け８６，８８と、収容ケース８０の内側面に取り付けられた軸受け８７とにより支持されている。さらに、回転スリーブ８２は、その外面にギヤ部８５が取り付けられている。また、環状の回転テーブル２の内周面が回転スリーブ８２の外面に取り付けられている。駆動部８３が収容ケース８０に収容されており、駆動部８３から延びるシャフトにギヤ８４が取り付けられている。ギヤ８４はギヤ部８５と噛み合う。このような構成により、回転スリーブ８２ひいては回転テーブル２が駆動部８３により回転される。
【００９１】
パージガス供給管７４が収容ケース８０の底に接続され、収容ケース８０へパージガスが供給される。これにより、反応ガスが収容ケース８０内へ流れ込むのを防止するために、収容ケース８０の内部空間を真空容器１の内部空間よりも高い圧力に維持することができる。したがって、収容ケース８０内での成膜が起こらず、メンテナンスの頻度を低減できる。また、パージガス供給管７５が、真空容器１の上外面から凹部８０ａの内壁まで至る導管７５ａにそれぞれ接続され、回転スリーブ８２の上端部に向けてパージガスが供給される。このパージガスのため、凹部８０ａの内壁と回転スリーブ８２の外面との間の空間が高くなり、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスの混合が抑制される。図３１には、２つのパージガス供給管７５と導管７５ａが図示されているが、供給管７５と導管７５ａの数は、ＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとの混合が凹部８０ａの内壁と回転スリーブ８２の外面との間の空間近傍において確実に防止されるように決定されて良い。
【００９２】
このような構成においても、２つの分離領域には凸状部４（低い天井面４４）が形成され、天井面４４と回転テーブル２の間の空間Ｈの圧力を、ＢＴＢＡＳガスが供給される第１の領域とＯ３ガスが供給される第２の領域との圧力よりも高く維持することが可能となる。また、中央凹部８０ａの内周面と回転スリーブ８２との間の空間は、パージガス供給管７５からの分離ガスとしてのＮ２ガスにより、第１の領域及び第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持される。すなわち、中心分離領域が形成される。さらに、２つの分離領域の下方の空間Ｈは、回転スリーブ８２と中央凹部８０ａの内周面との間の空間を通して連通しており、このような構成により、真空容器１内を第１の領域と第２の領域に分ける分離空間が形成される。故に、上述の実施形態と同様の効果が奏される。
【００９３】
なお、図３１では、突出部５が凸状部４と一体に形成される場合を示しているため、図示を省略している。もちろん、これらを別体で形成しても良く、突出部５の回転テーブル２からの高さを、凸状部４の回転テーブル２からの高さよりも低くして良い。また、図３１の成膜装置においても、図５に示す屈曲部４６や図１４に示す内周面４６ａが適用されても良く、また、整流板６０Ｂを適用しても良い。さらに、反応ガスノズル３１，３２には、ノズルカバー３４（図１１）や整流板３７Ａ，３７Ｂ（図２８）が取り付けられて良く、反応ガスノズル３１，３２の代わりに反応ガスインジェクタ３Ａ（図２９）や３Ｂ（図３０）を用いても良い。さらには、上述したシャワーヘッド（図１９）やその他の凸状部４の変形例を適用しても良いことは勿論である。
【００９４】
また、本発明の実施形態による成膜装置（種々の部材の変形例を含む）は、基板処理装置に組み込むことができ、その一例が図３２に模式的に示されている。基板処理装置は、搬送アーム１０３が設けられた大気搬送室１０２と、雰囲気を真空と大気圧との間で切り替え可能なロードロック室（準備室）１０４，１０５と、２つの搬送アーム１０７ａ、１０７ｂが設けられた搬送室１０６と、本発明の実施形態にかかる成膜装置１０８，１０９とを含む。ロードロック室１０４，１０５及び成膜装置１０８，１０９と、搬送室１０６との間は、開閉可能なゲート弁Ｇにより結合され、ロードロック室１０４，１０５と大気搬送室１０２との間も開閉可能なゲート弁Ｇにより結合されている。また、この基板処理装置は、たとえばＦＯＵＰなどのウエハカセット１０１が載置されるカセットステージ（図示せず）を含んでいる。ウエハカセット１０１は、カセットステージの一つに運ばれ、カセットステージと大気搬送室１０２との間の搬入出ポートに接続される。次いで、開閉機構（図示せず）によりウエハカセット（ＦＯＵＰ）１０１の蓋が開けられて、搬送アーム１０３によりウエハカセット１０１からウエハが取り出される。次に、ウエハはロードロック室１０４（１０５）へ搬送される。ロードロック室１０４（１０５）が排気された後、ロードロック室１０４（１０５）内のウエハは、搬送アーム１０７ａ（１０７ｂ）により、真空搬送室１０６を通して成膜装置１０８，１０９へ搬送される。成膜装置１０８，１０９では、上述の方法でウエハ上に膜が堆積される。基板処理装置は、同時に５枚のウエハを収容可能な２つの成膜装置１０８，１０９を有しているため、高いスループットで分子層成膜を行うことができる。
【００９５】
本発明の実施形態による成膜装置は、酸化シリコン膜の成膜に限らず、窒化シリコンの分子層成膜にも適用することができる。また、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とＯ３ガスを用いた酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の分子層成膜、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（ＴＥＭＡＺｒ）とＯ３ガスを用いた酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の分子層成膜、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム（ＴＥＭＡＨｆ）とＯ３ガスを用いた酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）の分子層成膜、ストロンチウムビステトラメチルヘプタンジオナト（Ｓｒ（ＴＨＤ）２）とＯ３ガスを用いた酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）の分子層成膜、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（Ｔｉ（ＭＰＤ）（ＴＨＤ））とＯ３ガスを用いた酸化チタン（ＴｉＯ２）の分子層成膜などを行うことができる。また、Ｏ３ガスではなく、酸素プラズマを利用することも可能である。これらのガスの組み合わせを用いても、上述の効果が奏されることは言うまでもない。
【００９６】
以上、本発明を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態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ことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９７】
Ｗ・・・ウエハ、１・・・真空容器、２・・・回転テーブル、２１・・・コア部、２４・・・凹部（基板載置領域）、３１，３２・・・反応ガスノズル、３４・・・ノズルカバー、３６Ａ，３６Ｂ，３７Ａ，３７Ｂ・・・整流板、Ｐ１・・・処理領域、Ｐ２・・・処理領域、Ｄ１，Ｄ２・・・分離領域、Ｃ・・・中心分離領域、４１，４２・・・分離ガスノズル、３Ａ，３Ｂ・・・反応ガスインジェクタ、４・・・凸状部、５・・・突出部、５１・・・分離ガス供給管、６１，６２，６３・・・排気口、６３・・・排気管、６５・・・圧力調整器、７・・・ヒータユニット、７２，７３・・・パージガス供給管、８１・・・分離ガス供給管、３０１，３０２，４０１，４０２・・・シャワーヘッド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜装置であって、
前記容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブル；
前記回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延びて前記容器内を少なくとも第１の領域及び第２の領域に分ける分離領域であって、当該分離領域に供給される第１の分離ガスにより、前記分離領域の圧力を前記第１の領域及び前記第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持可能に構成される当該分離領域；
前記第１の分離ガスが前記回転テーブルの中心から外周の方向へ流れるのを抑制することにより、前記分離領域の圧力を前記第１の領域及び前記第２の領域の圧力よりも高い圧力に制御する圧力制御部；
前記第１の領域に配置され、前記回転テーブルに向けて第１の反応ガスを供給する第１の反応ガス供給部；
前記第２の領域に配置され、前記回転テーブルに向けて第２の反応ガスを供給する第２の反応ガス供給部；
前記第１の領域に供給される前記第１の反応ガスと、前記分離領域からの前記第１の分離ガスとの両方を合流して前記第１の領域を通して排気するための第１の排気口；及び
前記第２の領域に供給される前記第２の反応ガスと、前記分離領域からの前記第１の分離ガスとの両方を合流して前記第２の領域を通して排気するための第２の排気口
を備える成膜装置。
【請求項２】
前記圧力制御部は、前記容器の内周面が、前記分離領域における前記回転テーブルとの間の間隔よりも、前記第１の領域及び前記第２の領域における前記回転テーブルとの間の間隔が狭くなるように配置されて構成される、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記圧力制御部が、前記回転テーブルと前記容器の内周面との間の隙間を埋める壁部材を含む、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記圧力制御部が、前記分離領域における、前記回転テーブルの外周と前記容器の内周面との間の空間に配置され、前記回転テーブルの外周方向へ流れる前記第１の分離ガスが当該空間から前記回転テーブルの下方へ流出するのを抑制する板部材を含む、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記板部材が、前記第１の排気口及び前記第２の排気口の開口寸法より小さい開口寸法を有する第３の排気口を有し、
前記第３の排気口と、前記第１の排気口及び前記第２の排気口の双方又はいずれか一方とを連通させる連通管を更に備える、請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記圧力制御部が、前記分離領域に対して、前記分離ガスが前記回転テーブルの外周から中心に向かう方向に第２の分離ガスを供給する第２の分離ガス供給部を含む、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記第２の分離ガス供給部が、前記容器の側壁から挿入される配管を含む、請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記分離領域において、前記分離領域の容積が前記第１の領域の容積及び前記第２の領域の容積よりも小さくなるように前記回転テーブルに対向して分離領域天井面が配置される、請求項１から７のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記第１の分離ガスを供給する複数の開口が前記分離領域天井面に形成されている、請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記第１の分離ガスを前記分離領域に供給する第１の分離ガス供給部を更に備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記第１の分離ガス供給部が前記容器の側壁及び上部の双方又はいずれか一方から導入される、請求項１０に記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記第１の反応ガス供給部及び前記第２の反応ガス供給部の少なくとも一方の反応ガス供給部が、当該反応ガス供給部に対応する領域における天井面から離間している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記第１の反応ガス供給部及び前記第２の反応ガス供給部の少なくとも一方の反応ガス供給部に対して設けられ、前記分離領域からの分離ガスが当該反応ガス供給部の上方に流れるのを促進する整流部材を更に備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記圧力制御部が、前記分離領域における第１の範囲の第１の圧力が、前記分離領域において前記第１の範囲よりも前記回転テーブルの中心側にある第２の範囲の第２の圧力よりも高くなるように前記分離領域に対して分離ガスを供給可能に構成される、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記圧力制御部が、前記第１の範囲に設けられ複数の第１の吐出孔を含む第１の板部材と、前記第２の範囲に設けられ複数の第２の吐出孔を含む第２の板部材とを備える、請求項１４に記載の成膜装置。
【請求項１６】
前記第１の板部材における前記複数の第１の吐出孔の開口密度が、前記第２の板部材における前記複数の第２の吐出孔の開口密度よりも高い、請求項１５に記載の成膜装置。
【請求項１７】
前記第１の板部材に対して前記分離ガスを供給する第１の供給管と、
前記第２の板部材に対して前記分離ガスを供給する第２の供給管と
を更に備える、請求項１５に記載の成膜装置。
【請求項１８】
前記第１の供給管が前記容器の上部及び側壁のいずれか一方から前記第１の板部材に対して前記分離ガスを供給し、
前記第２の供給管が前記容器の上部及び側壁のいずれか一方から前記第２の板部材に対して前記分離ガスを供給する、請求項１７に記載の成膜装置。
【請求項１９】
前記圧力制御部が、前記回転テーブルの回転方向と交わる第１の方向に沿って前記第１の範囲と前記第２の範囲に延び、前記第１の方向に沿って配列される複数の第３の吐出孔を有する第３の供給管を含み、
前記複数の第３の吐出孔の開口密度が前記第２の範囲においてよりも前記第１の範囲において大きい、請求項１４に記載の成膜装置。
【請求項２０】
前記圧力制御部が、
前記回転テーブルの回転方向と交わる第１の方向に沿って前記第１の範囲と前記第２の範囲に延び、前記第１の方向に沿って配列される複数の第３の吐出孔を有する第３の供給管と、
前記第１の方向に沿って前記第１の範囲に延び、前記第１の方向に沿って配列される複数の第４の吐出孔を有する第４の供給管と、
を含む、請求項１４に記載の成膜装置。
【請求項２１】
容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜方法であって、
前記容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブルに前記基板を載置し、
前記回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延びて前記容器内を少なくとも第１の領域及び第２の領域に分ける分離領域に対して第１の分離ガスを供給して、前記分離領域の圧力を前記第１の領域及び前記第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持し、
前記第１の領域に配置される第１の反応ガス供給部から前記回転テーブルに向けて第１の反応ガスを供給し、
前記第２の領域に配置される第２の反応ガス供給部から前記回転テーブルに向けて第２の反応ガスを供給し、
前記第１の領域に供給される前記第１の反応ガスと、前記分離領域からの前記第１の分離ガスとの両方を合流させて前記第１の領域を通して排気し、
前記第２の領域に供給される前記第２の反応ガスと、前記分離領域からの前記第１の分離ガスとの両方を合流させて前記第２の領域を通して排気する成膜方法。
【請求項２２】
前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスの供給が連続的に行われる、請求項２１に記載の成膜方法。
【請求項２３】
前記第１の分離ガスが、前記容器の側壁及び上部の双方又はいずれか一方から導入される第１の分離ガス供給部から前記分離領域に供給される、請求項２１又は２２に記載の成膜方法。
【請求項１】
容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜装置であって、
前記容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブル；
前記回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延びて前記容器内を少なくとも第１の領域及び第２の領域に分ける分離領域であって、当該分離領域に供給される第１の分離ガスにより、前記分離領域の圧力を前記第１の領域及び前記第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持可能に構成される当該分離領域；
前記第１の分離ガスが前記回転テーブルの中心から外周の方向へ流れるのを抑制することにより、前記分離領域の圧力を前記第１の領域及び前記第２の領域の圧力よりも高い圧力に制御する圧力制御部；
前記第１の領域に配置され、前記回転テーブルに向けて第１の反応ガスを供給する第１の反応ガス供給部；
前記第２の領域に配置され、前記回転テーブルに向けて第２の反応ガスを供給する第２の反応ガス供給部；
前記第１の領域に供給される前記第１の反応ガスと、前記分離領域からの前記第１の分離ガスとの両方を合流して前記第１の領域を通して排気するための第１の排気口；及び
前記第２の領域に供給される前記第２の反応ガスと、前記分離領域からの前記第１の分離ガスとの両方を合流して前記第２の領域を通して排気するための第２の排気口
を備える成膜装置。
【請求項２】
前記圧力制御部は、前記容器の内周面が、前記分離領域における前記回転テーブルとの間の間隔よりも、前記第１の領域及び前記第２の領域における前記回転テーブルとの間の間隔が狭くなるように配置されて構成される、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記圧力制御部が、前記回転テーブルと前記容器の内周面との間の隙間を埋める壁部材を含む、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記圧力制御部が、前記分離領域における、前記回転テーブルの外周と前記容器の内周面との間の空間に配置され、前記回転テーブルの外周方向へ流れる前記第１の分離ガスが当該空間から前記回転テーブルの下方へ流出するのを抑制する板部材を含む、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記板部材が、前記第１の排気口及び前記第２の排気口の開口寸法より小さい開口寸法を有する第３の排気口を有し、
前記第３の排気口と、前記第１の排気口及び前記第２の排気口の双方又はいずれか一方とを連通させる連通管を更に備える、請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記圧力制御部が、前記分離領域に対して、前記分離ガスが前記回転テーブルの外周から中心に向かう方向に第２の分離ガスを供給する第２の分離ガス供給部を含む、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記第２の分離ガス供給部が、前記容器の側壁から挿入される配管を含む、請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記分離領域において、前記分離領域の容積が前記第１の領域の容積及び前記第２の領域の容積よりも小さくなるように前記回転テーブルに対向して分離領域天井面が配置される、請求項１から７のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記第１の分離ガスを供給する複数の開口が前記分離領域天井面に形成されている、請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記第１の分離ガスを前記分離領域に供給する第１の分離ガス供給部を更に備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記第１の分離ガス供給部が前記容器の側壁及び上部の双方又はいずれか一方から導入される、請求項１０に記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記第１の反応ガス供給部及び前記第２の反応ガス供給部の少なくとも一方の反応ガス供給部が、当該反応ガス供給部に対応する領域における天井面から離間している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記第１の反応ガス供給部及び前記第２の反応ガス供給部の少なくとも一方の反応ガス供給部に対して設けられ、前記分離領域からの分離ガスが当該反応ガス供給部の上方に流れるのを促進する整流部材を更に備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記圧力制御部が、前記分離領域における第１の範囲の第１の圧力が、前記分離領域において前記第１の範囲よりも前記回転テーブルの中心側にある第２の範囲の第２の圧力よりも高くなるように前記分離領域に対して分離ガスを供給可能に構成される、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記圧力制御部が、前記第１の範囲に設けられ複数の第１の吐出孔を含む第１の板部材と、前記第２の範囲に設けられ複数の第２の吐出孔を含む第２の板部材とを備える、請求項１４に記載の成膜装置。
【請求項１６】
前記第１の板部材における前記複数の第１の吐出孔の開口密度が、前記第２の板部材における前記複数の第２の吐出孔の開口密度よりも高い、請求項１５に記載の成膜装置。
【請求項１７】
前記第１の板部材に対して前記分離ガスを供給する第１の供給管と、
前記第２の板部材に対して前記分離ガスを供給する第２の供給管と
を更に備える、請求項１５に記載の成膜装置。
【請求項１８】
前記第１の供給管が前記容器の上部及び側壁のいずれか一方から前記第１の板部材に対して前記分離ガスを供給し、
前記第２の供給管が前記容器の上部及び側壁のいずれか一方から前記第２の板部材に対して前記分離ガスを供給する、請求項１７に記載の成膜装置。
【請求項１９】
前記圧力制御部が、前記回転テーブルの回転方向と交わる第１の方向に沿って前記第１の範囲と前記第２の範囲に延び、前記第１の方向に沿って配列される複数の第３の吐出孔を有する第３の供給管を含み、
前記複数の第３の吐出孔の開口密度が前記第２の範囲においてよりも前記第１の範囲において大きい、請求項１４に記載の成膜装置。
【請求項２０】
前記圧力制御部が、
前記回転テーブルの回転方向と交わる第１の方向に沿って前記第１の範囲と前記第２の範囲に延び、前記第１の方向に沿って配列される複数の第３の吐出孔を有する第３の供給管と、
前記第１の方向に沿って前記第１の範囲に延び、前記第１の方向に沿って配列される複数の第４の吐出孔を有する第４の供給管と、
を含む、請求項１４に記載の成膜装置。
【請求項２１】
容器内にて、互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、反応生成物の複数の層を積層して薄膜を形成する成膜方法であって、
前記容器内に回転可能に設けられ、基板が載置される基板載置領域を含む回転テーブルに前記基板を載置し、
前記回転テーブルの中心と外周上の異なる２つの点とをカバーするように延びて前記容器内を少なくとも第１の領域及び第２の領域に分ける分離領域に対して第１の分離ガスを供給して、前記分離領域の圧力を前記第１の領域及び前記第２の領域の圧力よりも高い圧力に維持し、
前記第１の領域に配置される第１の反応ガス供給部から前記回転テーブルに向けて第１の反応ガスを供給し、
前記第２の領域に配置される第２の反応ガス供給部から前記回転テーブルに向けて第２の反応ガスを供給し、
前記第１の領域に供給される前記第１の反応ガスと、前記分離領域からの前記第１の分離ガスとの両方を合流させて前記第１の領域を通して排気し、
前記第２の領域に供給される前記第２の反応ガスと、前記分離領域からの前記第１の分離ガスとの両方を合流させて前記第２の領域を通して排気する成膜方法。
【請求項２２】
前記第１の反応ガス及び前記第２の反応ガスの供給が連続的に行われる、請求項２１に記載の成膜方法。
【請求項２３】
前記第１の分離ガスが、前記容器の側壁及び上部の双方又はいずれか一方から導入される第１の分離ガス供給部から前記分離領域に供給される、請求項２１又は２２に記載の成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１３５００３（Ｐ２０１１−１３５００３Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９５３９１（Ｐ２００９−２９５３９１）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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