CN107022754A - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种基板处理装置，其设置在处理容器内，一边于在旋转台的一个面侧载置有基板的状态下使其旋转而使基板公转、一边向该基板供给处理气体而进行处理，其中，该基板处理装置包括：载置台，用于载置所述基板；以及磁力齿轮机构，其具有经由在沿着所述旋转台的旋转轴的方向上延伸的自转轴连结于所述载置台并用于使所述载置台自转的从动齿轮部和用于驱动该从动齿轮部的驱动齿轮部，所述驱动齿轮部以使驱动面和所述从动齿轮的从动面相对的方式配置，为了使形成于所述驱动面和所述从动面之间的磁力线移动而使所述从动齿轮旋转，所述驱动齿轮部连接于使所述驱动面移动的驱动部。

Description

基板处理装置
技术领域
本申请基于2016年2月2日申请的日本专利申请第2016－018314号和2016年11月29日申请的日本专利申请第2016－231407号的优先权利益，将该日本申请的全部内容作为参照文献编入于此。
本发明涉及一种通过一边使基板公转一边向基板供给处理气体而对基板进行处理的技术。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，为了在作为基板的半导体晶圆(以下记载为晶圆)上成膜出用于形成蚀刻掩模等的各种膜，例如进行ALD(Atomic Layer Deposition原子层沉积)。为了提高半导体装置的生产率，上述的ALD存在利用这样的装置进行的情况，即通过使载置有多个晶圆的旋转台旋转而使该晶圆公转，使其反复通过以沿着该旋转台的径向的方式配置的处理气体的供给区域(处理区域)。此外，为了对上述各膜进行成膜，存在进行CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沉淀)的情况，但该CVD的成膜也与上述的ALD同样地考虑通过使晶圆公转来进行。
另外，在使这样的晶圆公转的成膜处理中，寻求在晶圆的圆周方向上均匀性较高地进行成膜。由此，寻求通过在晶圆W上形成同心圆状的膜厚分布，在晶圆的径向上也均匀性较高地进行成膜，从而在晶圆W整个表面上均匀性较高地进行成膜。更具体地讲，上述同心圆状的膜厚分布是指在距晶圆的中心等距离的沿着该晶圆的圆周方向的各位置膜厚相同或者大致相同，并且在沿着晶圆的径向的各位置成为互不相同的膜厚。
但是，在使上述的晶圆公转的成膜装置中，由于沿着旋转台的径向供给处理气体，因此，形成在晶圆上的膜厚分布有成为随着从旋转台的中心侧朝向周缘侧行进而膜厚变化的膜厚分布的倾向，存在很难在上述晶圆的圆周方向上形成均匀性较高的膜厚分布这样的问题。例如公知有通过在晶圆的面内形成预定的温度分布而进行CVD，从而形成上述同心圆状的膜厚分布的成膜装置，但在该成膜装置中，在成膜处理过程中晶圆不公转。因而，这样的结构的成膜装置无法解决上述的问题。
此外，在晶圆上成膜出同心圆状的膜的过程中，也寻求一种控制调整晶圆的成膜条件较高的再现性、成膜条件的方法。
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供一种基板处理装置，该基板处理装置能够在一边使载置在旋转台的一个面侧的基板公转一边向该基板供给处理气体进行处理的过程中沿着基板的圆周方向实施均匀的处理。
用于解决问题的方案
本发明的基板处理装置设置在处理容器内，在绕旋转轴旋转的旋转台的一个面侧载置基板，一边通过使所述旋转台旋转而使基板公转、一边向该基板供给处理气体进行处理，该基板处理装置的特征在于，
该基板处理装置包括：
载置台，其以绕自转轴自转自如的方式设置，用于载置所述基板，该自转轴在沿着所述旋转台的旋转轴的方向上延伸；以及
磁力齿轮机构，其具有用于使所述载置台绕自转轴自转的从动齿轮部和用于驱动该从动齿轮部的驱动齿轮部，
所述从动齿轮部通过所述自转轴连结于所述载置台，设置为沿着使该载置台自转的方向旋转自如，并且具有在与设置于所述驱动齿轮部侧的驱动面之间形成有磁力线的从动面，
所述驱动齿轮部以使所述驱动面与随着所述旋转台的旋转而移动的所述从动齿轮的通过移动轨道上的预先设定好的位置的从动面相对的状态配置，而且为了使所述磁力线移动而使从动齿轮旋转，该驱动齿轮部连接于用于使所述驱动面移动的驱动部。
附图说明
附图作为本说明书的一部分编入来表示本申请的实施方式，与上述通常的说明和后述的实施方式的详细内容一同说明本申请的概念。
图1是本发明的实施方式的成膜装置的纵剖侧视图。
图2是所述成膜装置的横剖俯视图。
图3是设置在所述成膜装置内的旋转台的立体图。
图4是所述成膜装置的放大纵剖侧视图。
图5是使设置在所述旋转台上的载置台自转的磁力齿轮机构的放大立体图。
图6是所述磁力齿轮机构的第1作用图。
图7是所述磁力齿轮机构的第2作用图。
图8是所述磁力齿轮机构的第3作用图。
图9是另一个方式的磁力齿轮机构的放大立体图。
图10是又一个方式的磁力齿轮机构的放大立体图。
图11是第2实施方式的磁力齿轮机构的放大立体图。
图12是说明利用驱动齿轮部的旋转速度实现的从动齿轮部的自转方向的说明图。
图13是说明利用驱动齿轮部的旋转速度实现的从动齿轮部的自转方向的说明图。
图14是说明利用驱动齿轮部的旋转速度实现的从动齿轮部的自转方向的说明图。
图15是表示实施例1的驱动齿轮部的旋转速度和晶圆保持件24的平均自转角的特性图。
图16是表示实施例2的驱动齿轮部的旋转速度和晶圆保持件24的平均自转角的特性图。
图17是表示实施例3的驱动齿轮部的旋转速度和晶圆保持件24的平均自转角的特性图。
图18是表示实施例1－1的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图19是表示实施例1－2的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图20是表示实施例1－3的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图21是表示实施例1－4的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图22是表示实施例2－1的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图23是表示实施例2－2的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图24是表示实施例2－3的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图25是表示实施例2－4的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图26是表示实施例3－1的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图27是表示实施例3－2的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图28是表示实施例3－3的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图29是表示实施例3－4的每个晶圆保持件的自转角度的特性图。
图30是表示实施例1－1～3－4的自转角度的范围和自转角度的偏差较少的范围的特性图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。在下述的详细说明中，为了充分地理解本申请，给予了很多具体的详细说明。但是，不进行这样的详细说明本领域技术人员就能够做成本申请是不言自明的事项。在其他的例子中，为了避免难以理解各种各样的实施方式，并未详细地表示公知的方法、过程、***、构成要素。
作为本发明的基板处理装置的一个实施方式，说明对作为基板的晶圆W执行作为成膜处理的ALD的成膜装置1。本例子的成膜装置1进行这样的处理，即在作为含有Si(硅)的原料气体的BTBAS(双叔丁基氨基硅烷)气体吸附于晶圆W之后，供给作为将BTBAS气体氧化的氧化气体的臭氧(O3)气体而形成SiO2(氧化硅)的分子层，为了将该分子层改性而暴露在自等离子体产生用气体产生的等离子体中。将这一连串的处理反复进行多次，构成为形成有SiO2膜。上述的原料气体、氧化气体以及等离子体产生用气体相当于本实施方式的处理气体。
如图1、图2所示，成膜装置1包括大致圆形的扁平的真空容器(处理容器)11和水平地配置在真空容器11内的圆板状的旋转台2。真空容器11由顶板12和形成真空容器11的侧壁和底部的容器主体13构成。
旋转台2通过后述的支承板42连接于从旋转台2的中心部下方侧的位置向铅垂下方延伸的旋转轴21。为了将真空容器11内相对于外部气氛保持气密，旋转轴21贯通设置在容器主体13的底部的未图示的轴承部，连接于被配置在容器主体13的下方侧的公转用旋转驱动部22。通过利用公转用旋转驱动部22使旋转轴21旋转，能够在从上表面侧观察时使旋转台2例如顺时针旋转。
在构成真空容器11的顶板12的下表面形成有以与旋转台2的中心部相对的方式朝向下方侧突出的俯视呈圆形的中心区域形成部C和形成为从中心区域形成部C朝向旋转台2的外侧行进而扩展的俯视呈扇形的突出部17、17。这些中心区域形成部C和突出部17、17在真空容器11的内部空间形成有比该外侧区域低的顶面。中心区域形成部C和旋转台2的中心部之间的间隙构成N2气体的流路18。在晶圆W的处理过程中，通过从未图示的气体供给管朝向中心区域形成部C的内侧区域供给N2气体，能够从所述流路18朝向旋转台2的外侧整周喷出N2气体。该N2气体起到防止原料气体和氧化气体在旋转台2的中心部上接触的作用。
接着，说明旋转台2的下方侧的结构。
如图1、图3所示，在本例子的成膜装置1中，利用圆板状的支承板42从下方侧支承旋转台2。并且，该支承板42成为这样的结构：将载置有晶圆W的后述的晶圆保持件24以相对于旋转台2独立的状态支承，不对旋转台2施加晶圆保持件24的设备的载荷。
另一方面，如图1所示，真空容器11的内部空间为了分别收容上下空开间隔地配置的旋转台2、支承板42，而被周缘侧横壁部191以及中央侧横壁部192上下划分。
在本例子中，周缘侧横壁部191由以从容器主体13的内侧壁面朝向容器主体13的中央部侧地向横向突出的方式设置的概略圆环状的构件构成。在构成周缘侧横壁部191的圆环构件的开口内侧，在与周缘侧横壁部191大致相同的高度位置配置有由大致圆板状的构件构成的中央侧横壁部192。
如图1所示，利用以在上下方向上贯通顶板12的中央部的方式设置的悬挂支柱部193悬挂支承中央侧横壁部192。此时，在配置于中央侧横壁部192的上方侧的旋转台2的中央部设有供悬挂支柱部193贯通的开口部202，成为不会由悬挂支承中央侧横壁部192的悬挂支柱部193妨碍旋转台2的旋转动作的结构(图3)。
此外，中央侧横壁部192的直径小于周缘侧横壁部191的开口的直径，在中央侧横壁部192的外周面和周缘侧横壁部191的内周面之间形成有使两横壁部191、192的上下空间连通的圆环状的狭缝32。
利用上述的结构将真空容器11的内部空间上下划分，在周缘侧横壁部191、中央侧横壁部192的上方侧的空间中收容有旋转台2，在下方侧的空间中收容有用于支承该旋转台2等的支承板42(图1)。
此外，如图1所示，在周缘侧横壁部191的上表面形成有从上表面侧观察时呈圆环形的凹部311，在中央侧横壁部192的上表面还形成有从上表面侧观察时呈圆形的凹部312。在这些凹部311、312内配设有加热器33，该加热器33用于对载置在旋转台2的上表面侧的晶圆W进行加热。加热器33例如成为将包括细长的管状的碳丝加热器的许多个加热器元件配置成圆环状的结构，在图1等中简化地表示。
例如通过配设在悬挂支柱部193内的供电线331向中央侧横壁部192的加热器33供给电力。另一方面，通过以贯通容器主体13的侧壁等的方式配设的未图示的供电线向周缘侧横壁部191的加热器33供给电力。
通过利用未图示的气体喷嘴向设有加热器33的凹部311、312内的空间供给N2气体来抑制处理气体等进入。此外，各凹部311、312的上表面侧的开口被屏蔽器34堵塞。
并且，在收容有高温的加热器33的周缘侧横壁部191、中央侧横壁部192的底部侧形成有供制冷剂流通的制冷剂流路313，该制冷剂用于将构成这些周缘侧横壁部191、中央侧横壁部192的构件冷却。对于这些N2气体、制冷剂，也通过形成在悬挂支柱部193、容器主体13的侧壁内的未图示的N2气体流路、制冷剂供给路进行供给。
并且，如图1、图4的放大纵剖视图所示，在旋转台2的下表面的周缘侧区域和周缘侧横壁部191的上表面的周缘侧区域之间设有迷宫式密封件部27，该迷宫式密封件部27是将形成在旋转台2的下表面的圆环状的多根突条部和槽部与形成在周缘侧横壁部191的上表面的圆环状的多根突条部和槽部组合而成的。迷宫式密封件部27抑制供给到旋转台2的上表面侧的各种处理气体进入到旋转台2的下表面侧的空间，并且即使于在后述的轴承单元43等中产生了微粒的情况下也抑制该微粒进入到旋转台2的上方空间。
并且，如图2所示，用于对真空容器11内进行排气的排气口35、36开口于周缘侧横壁部191、中央侧横壁部192的上方侧的空间中的旋转台2的外侧。在排气口35、36连接有由真空泵等构成的未图示的真空排气机构。
接着，也参照图3更详细地说明旋转台2的结构。
在旋转台2的上表面侧(一个面侧)沿着该旋转台2的旋转方向设有平面形状为圆形的晶圆保持件24。在晶圆保持件24的上表面形成有凹部25，在凹部25内水平地收纳有晶圆W。晶圆保持件24相当于晶圆W的载置台。
在旋转台2的下表面以在从旋转台2的中心观察时从与所述狭缝32相对应的位置朝向铅垂下方伸出的方式在圆周方向上互相空开间隔地设有多根支柱41。如图1所示，各支柱41贯通狭缝32，连接于被收容在周缘侧横壁部191、中央侧横壁部192的下方侧的空间中的作为支承部的支承板42。
如图1、图3所示，支承板42的下表面侧中央部连接于已述的旋转轴21的上端部。因而，在使旋转轴21旋转时，旋转台2会借助支承板42和支柱41绕铅垂轴线旋转。
接着，说明晶圆保持件24的结构。
在各晶圆保持件24的下表面侧中央部以向铅垂下方伸出的方式设有用于支承晶圆保持件24的自转轴26。自转轴26***到被设置在旋转台2上的开口部201，进而贯通狭缝32，利用固定在已述的支承板42上的轴承单元43支承。因而，晶圆保持件24会相对于旋转台2独立地借助自转轴26支承于支承板42。
轴承单元43包括用于将自转轴26保持为旋转自如的轴承和用于防止微粒自该轴承飞散的磁密封件(均未图示)。自转轴26的下部侧贯通轴承单元43伸出到支承板42的下表面侧，在其下端部设有后述的从动齿轮部45。
在此，如图1、图4所示，支承板42的下表面的周缘侧区域以与大致圆环状的突部194的上表面相对的方式配置，该突部194以从容器主体13的内侧壁面朝向容器主体13的中央部侧地向横向突出的方式设置。在这些支承板42和突部194之间设有迷宫式密封件部46，该迷宫式密封件部46是将形成在支承板42的下表面的圆环状的多根突条部和槽部与形成在突部194的上表面的圆环状的多根突条部和槽部组合而成的。
并且，在所述迷宫式密封件部46的内侧以从支承板42的下表面朝向下方侧伸出的方式形成有筒状壁部47。该筒状壁部47***到已述的突部194的内侧，在筒状壁部47的外周面和突部194的内周面之间形成有狭窄的间隙。
迷宫式密封件部46、筒状壁部47抑制各种处理气体从支承板42的上表面侧进入到支承板42的下表面侧的空间，并且即使于在轴承单元43、后述的旋转驱动部53中产生了微粒的情况下也抑制该微粒进入到支承板42的上方空间。
进一步说明真空容器11的其他结构，如图2所示，在容器主体13的侧壁设有晶圆W的输入输出口37和用于开闭该输入输出口37的闸阀38。通过使外部的输送机构经由输入输出口37进入到真空容器11内，能够在该输送机构和晶圆保持件24之间交接晶圆W。具体地讲，在使晶圆保持件24移动到与输入输出口37相对的位置时，形成在上下方向上贯通各晶圆保持件24的凹部25的底面、周缘侧横壁部191、支承板42、容器主体13的底部的贯通孔。而且，构成为利用在各贯通孔内升降的升降销使该升降销的上端在凹部25的上表面侧和支承板42的下方侧之间升降。借助该升降销能够交接晶圆W。另外，省略了所述销和各贯通孔的图示。
此外，如图1、图2所示，原料气体喷嘴61、分离气体喷嘴62、氧化气体喷嘴63、等离子体产生用气体喷嘴64、分离气体喷嘴65按该顺序在旋转台2的旋转方向上空开间隔地配设在旋转台2的上方侧。各气体喷嘴61～65形成为从真空容器11的侧壁朝向中心部地沿着旋转台2的径向水平延伸的棒状，从沿着该径向互相空开间隔地设置的许多个喷出口66朝向下方侧喷出各种气体。
原料气体喷嘴61用于喷出上述的BTBAS(双叔丁基氨基硅烷)气体。图2中的附图标记67是用于覆盖原料气体喷嘴61的喷嘴罩，其形成为从原料气体喷嘴61朝向旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧行进而扩展的扇形。喷嘴罩67具有提高其下方的BTBAS气体的浓度而提高BTBAS气体对于晶圆W的吸附性的作用。此外，氧化气体喷嘴63用于喷出已述的臭氧气体。分离气体喷嘴62、65用于喷出N2气体，其配置在从上表面侧观察时分别将顶板12的扇形的突出部17、17在圆周方向上分割的位置。
等离子体产生用气体喷嘴64用于喷出例如包括氩(Ar)气和氧(O2)气的混合气体的等离子体产生用气体。
并且，在顶板12上沿着旋转台2的旋转方向设有扇形的开口部，以堵塞该开口部的方式设有等离子体形成部71。等离子体形成部71具备由石英等电介质形成的杯状的主体部710，利用该主体部710堵塞顶板12侧的开口部。等离子体形成部71在从旋转台2的旋转方向观察时设置在氧化气体喷嘴63和突状部17之间。在图2中用单点划线表示设有等离子体形成部71的位置。
在主体部710的下表面侧沿着已述的扇形的开口部设有朝向下方侧突出的突条部72(图1)。已述的等离子体产生用气体喷嘴64的顶端部为了能够向该突条部72所包围的区域内喷出气体而从旋转台2的外周侧***到该突条部72所包围的区域内。突条部72具有抑制N2气体、臭氧气体以及BTBAS气体进入到等离子体形成部71的下方侧、抑制等离子体产生用气体的浓度下降的作用。
在等离子体形成部71的主体部710的上表面侧形成有凹部，在该凹部内配置有朝向上表面侧开口的箱型的法拉第屏蔽器73。在法拉第屏蔽器73的底部隔着绝缘用的板构件74设有将金属线绕铅垂轴线卷绕成螺旋状而成的天线75，在天线75上连接有高频电源76。
并且，在法拉第屏蔽器73的底面形成有狭缝77，该狭缝77用于阻止在对天线75施加高频时在该天线75中产生的电磁场中的电场成分朝向下方，并且使磁场成分朝向下方。如图2所示，所述狭缝77向与天线75的卷绕方向正交(交叉)的方向延伸，沿着天线75的卷绕方向形成有许多个。
在利用具有上述结构的等离子体形成部71使高频电源76开启而对天线75施加高频时，能够使供给到等离子体形成部71的下方的等离子体产生用气体等离子化。
另外，为了便于图示，在图4的放大纵剖视图中省略了等离子体形成部71和其下方侧的等离子体产生用气体喷嘴64、制冷剂流路313的记载。
在旋转台2上，将原料气体喷嘴61的喷嘴罩67的下方区域设为进行作为原料气体的BTBAS气体的吸附的吸附区域R1，将氧化气体喷嘴63的下方区域设为利用臭氧气体使BTBAS气体氧化的氧化区域R2。此外，将等离子体形成部71的下方区域设为利用等离子体使SiO2膜改性的等离子体形成区域R3。突出部17、17的下方区域构成分离区域D、D，该分离区域D、D用于利用从分离气体喷嘴62、65喷出的N2气体将吸附区域R1和氧化区域R2互相分离，防止原料气体和氧化气体混合。
在此，设置于容器主体13的已述的排气口35开口于吸附区域R1和与该吸附区域R1的所述旋转方向下游侧相邻的分离区域D之间的外侧，用于排出剩余的BTBAS气体。此外，排气口36开口于等离子体形成区域R3和与该等离子体形成区域R3的所述旋转方向下游侧相邻的分离区域D之间的边界附近的外侧，用于排出剩余的O3气体和等离子体产生用气体。也能够从各排气口35、36排出分别自各分离区域D、旋转台2的中心区域形成部C供给的N2气体。
在具有以上说明的结构的成膜装置1中，在使旋转台2旋转而使载置于晶圆保持件24上的晶圆W绕沿着铅垂方向延伸的旋转轴21公转时，各晶圆保持件24能够绕支承该晶圆保持件24的下表面侧中央部、沿着铅垂方向延伸的自转轴26自转。
以下，参照图4、图5等说明使晶圆保持件24自转的机构的详细内容。
如图4、图5所示，贯通轴承单元43的各自转轴26的下端部在使互相的中心轴线一致的状态下连接于作为扁平的圆柱的从动齿轮部45的上表面。因而，从动齿轮部45会通过自转轴26连结于晶圆保持件24。此外，由于轴承单元43将自转轴26保持为旋转自如，因此，在使从动齿轮部45沿着圆周方向旋转时，能够使各晶圆保持件24绕自转轴26自转。
如图5所示，多个永久磁体450互相空开间隔地配置在从动齿轮部45的侧周面。这些永久磁体450以在相邻地配置的永久磁体450、450之间露出于从动齿轮部45的侧周面的极(N极面451、S极面452)不同的方式交替地配置。此外，在从动齿轮部45的侧周面露出的N极面451、S极面452例如形成为从该侧周面的上端边缘朝向下端边缘地在上下方向上延伸的矩形条状。配置有多个永久磁体450的从动齿轮部45的侧周面相当于该从动齿轮部45的从动面。
由于像已述那样连接于从动齿轮部45的自转轴26支承于与旋转台2共用的支承板42上，因此，在使旋转台2旋转时，各自转轴26也沿着狭缝32绕旋转轴21公转。因而，设置在自转轴26的下端部的从动齿轮部45也沿着与所述狭缝32相对应的移动轨道O移动(参照图6～图8中虚线所示的移动轨道O)。
如图4所示，在位于支承板42的下方侧的容器主体13的底部配置有用于使所述从动齿轮部45在圆周方向上旋转的作为圆板的驱动齿轮部51。驱动齿轮部51配置于在从动齿轮部45通过移动轨道O上的预先设定好的位置时成为使圆板的一个面与该从动齿轮部45的侧周面(从动面)相对的状态的位置。
如图5所示，多个永久磁体510互相空开间隔地配置在驱动齿轮部51的所述一个面侧。这些永久磁体510以在相邻地配置的永久磁体510、510之间露出于驱动齿轮部51的一个面的极(N极面511、S极面512)不同的方式交替地配置。
此外，在驱动齿轮部51的一个面露出的N极面511、S极面512以与后述的N极面451、S极面452的形状重合的方式形成为从圆形的驱动齿轮部51的一个面的中央部朝向周缘部行进而在半径方向上扩展的扇形；前述的N极面451、S极面452形成在通过与该驱动齿轮部51的一个面相对的区域的从动齿轮部45的侧周面。配置有多个永久磁体510的驱动齿轮部51的一个面相当于该驱动齿轮部51的驱动面。
此外，在驱动齿轮部51中的、配置有所述永久磁体510的一个面的相反侧的面的中央部连接有驱动轴52的一端。在该驱动轴52的另一端设有旋转驱动部53，利用该旋转驱动部53使驱动轴52旋转，从而能够使驱动齿轮部51绕旋转中心旋转。在此，如图5所示，驱动齿轮部51的驱动轴52以沿着与连接于从动齿轮部45的自转轴26交叉的方向延伸的方式配置。
并且，旋转驱动部53能够使与驱动齿轮部51连接的驱动轴52的顶端位置前后移动。其结果，如图4中虚线所示，能够调节驱动齿轮部51的一个面(驱动面)和从动齿轮部45的侧周面(从动面)之间的间隔。用于使驱动轴52的顶端位置移动的旋转驱动部53也具有本实施方式的位置调节部的功能。
驱动齿轮部51配置于在从动齿轮部45通过与驱动齿轮部51相对的位置时从动齿轮部45的侧周面通过比驱动齿轮部51的一个面的中央部靠上方侧的高度位置。其结果，如图5所示，形成于从动齿轮部45的永久磁体450和形成于驱动齿轮部51的永久磁体510接近，在N极面511和S极面452之间或者S极面512和N极面451之间形成有比较强的磁力线M。
而且，例如若以驱动齿轮部51的永久磁体510向与从动齿轮部45的永久磁体450的移动方向相反的朝向移动的方式使驱动齿轮部51旋转(使驱动面移动)，则所述磁力线M移动，能够使从动齿轮部45旋转。其结果，从动齿轮部45的旋转经由自转轴26被传递到晶圆保持件24，能够使晶圆保持件24自转。
从动齿轮部45、驱动齿轮部51、用于连结从动齿轮部45和晶圆保持件24的自转轴26、用于驱动驱动齿轮部51的驱动轴52、旋转驱动部53等构成本实施方式的磁力齿轮机构。
并且，如图3、图4等所示，在支承板42的底面以包围自支承板42的下表面突出的轴承单元43、自转轴26以及从动齿轮部45的侧周面的一部分的方式设有半圆筒形状的侧壁部44。侧壁部44以包围与驱动齿轮部51所配置的朝向相反的一侧的从动齿轮部45的侧周面的方式设置。
在侧壁部44的内周面下部侧的位置设有由例如强磁性体材料形成的半圆环形状的制动部441。于是，例如调节从动齿轮部45的侧周面和制动部441之间的距离等，使得形成在从动齿轮部45的永久磁体450和制动部441之间的磁力线弱于形成在从动齿轮部45和驱动齿轮部51之间的磁力线。
其结果，能够在从动齿轮部45通过与驱动齿轮部51相对的位置时，在从动齿轮部45和驱动齿轮部51之间动力作用而使从动齿轮部45旋转。另一方面，能够在通过了该位置之后，在从动齿轮部45和制动部441之间利用动力，抑制由惯性力等引起的从动齿轮部45的自由旋转。包围从动齿轮部45的侧周面的制动部441的内周面相当于用于使从动齿轮部45停止旋转的制动面。
如图1所示，在具有以上说明的结构的成膜装置1上设有用于控制装置整体的动作的包括计算机的控制部100。在该控制部100中收纳有用于执行后述的成膜处理的动作的程序。所述程序向成膜装置1的各部发送控制信号而控制各部的动作。具体地讲，遵照控制信号控制来自各气体喷嘴61～65的各处理气体等的供给流量、利用加热器33实现的晶圆W的加热温度、来自中心区域形成部C的N2气体的供给流量、利用公转用旋转驱动部22实现的旋转台2的每单位时间的转速、利用磁力齿轮机构实现的晶圆保持件24的自转角度等。在上述的程序中编入有用于进行这些控制、执行后述的各处理的步骤组。该程序从硬盘、微型光盘、光磁盘、存储卡、柔性磁盘等存储介质安装于控制部100。
以下，说明具有上述结构的成膜装置1的作用。
首先，一边使旋转台2间歇地旋转、一边使各晶圆保持件24移动到与输入输出口37相对的位置，利用未图示的输送机构将晶圆W从外部输入到真空容器11内而交接到晶圆保持件24。
在所有的晶圆保持件24上载置有晶圆W之后，使输送机构自真空容器11退出而关闭闸阀38，通过排气口35、36执行真空排气，使得真空容器11内成为预定的压力。此外，从分离气体喷嘴62、65、中心区域形成部C向旋转台2供给N2气体，并且开始利用加热器33加热晶圆W。
其次，在利用公转用旋转驱动部22驱动旋转轴21而使旋转台2旋转时，使载置于各晶圆保持件24上的晶圆W开始公转。与旋转台2的旋转相配合地，配置在容器主体13的底部的驱动齿轮部51的旋转动作也开始。
在真空容器11内，在这些动作开始的同时，开始从原料气体喷嘴61、氧化气体喷嘴63、等离子体产生用气体喷嘴64供给各处理气体并开始通过从高频电源76对天线75施加高频而形成等离子体。
如图2所示，在真空容器11内，由于在吸附区域R1和氧化区域R2之间设有被供给有N2气体的分离区域D，因此，供给到吸附区域R1的原料气体与供给到氧化区域R2的氧化气体在旋转台2上不互相混合而从排气口35、36被排出。此外，由于在吸附区域R1和等离子体形成区域R3之间也设有被供给有N2气体的分离区域D，因此，原料气体与供给到等离子体形成区域R3的等离子体产生用气体以及从等离子体形成区域R3的旋转方向上游侧朝向该分离区域D的氧化气体在旋转台2上不互相混合而从排气口35、36被排出。此外，从中心区域形成部C供给来的N2气体也从排气口35、36被排出。
在像上述那样进行了各气体的供给和排出的状态下，各晶圆W依次通过吸附区域R1、氧化区域R2、等离子体形成区域R3。在吸附区域R1中，从原料气体喷嘴61喷出来的BTBAS气体吸附于晶圆W，在氧化区域R2中，吸附的BTBAS气体被从氧化气体喷嘴63供给来的O3气体氧化而形成有1层或者多层SiO2的分子层。在等离子体形成区域R3中，所述SiO2的分子层暴露于等离子体而被改性。
然后，利用旋转台2的旋转将上述的循环反复执行多次，从而SiO2的分子层层叠而在晶圆W的表面形成有SiO2膜。
在上述的成膜处理的期间中，若使旋转台2旋转，则与预定的晶圆保持件24连结的从动齿轮部45例如沿着图6的示意图所示的移动轨道O移动。此时，在从上表面侧观察即将通过与驱动齿轮部51相对的区域的从动齿轮部45时，使从动齿轮部45的上表面标注的实线的箭头朝向预定的方向。
若从动齿轮部45进一步移动而如图7所示到达与驱动齿轮部51相对的区域时，则形成在旋转驱动部53的永久磁体510和从动齿轮部45的永久磁体450之间的磁力线M的作用变大。此时，由于驱动齿轮部51以永久磁体510向与永久磁体450(从动齿轮部45)移动的方向相反的朝向移动的方式旋转，因此，从动齿轮部45随着磁力线M的移动而旋转(在图7的例子中从上表面侧观察时是逆时针旋转)。
其结果，如图8所示，在通过与驱动齿轮部51相对的区域的期间中，从动齿轮部45从虚线所示的箭头的朝向向实线所示的箭头的朝向旋转预定的角度。随着该从动齿轮部45的旋转动作，与该从动齿轮部45连结的晶圆保持件24绕自转轴26自转。
然后，在从动齿轮部45通过了与驱动齿轮部51相对的区域之后，利用在从动齿轮部45和制动部441之间动作的磁力线的作用使从动齿轮部45停止旋转(使自转轴26停止自转)。
能够利用驱动齿轮部51的每单位时间的转速、从动齿轮部45通过与驱动齿轮部51相对的位置时的驱动齿轮部51和从动齿轮部45之间的间隔等来调节上述动作过程中的从动齿轮部45的旋转角度(自转轴26的自转角度)。在此，存在驱动齿轮部51和从动齿轮部45之间的间隔越小则形成在永久磁体510、450之间的磁力线M越强的关系。
例如随着旋转台2的每单位时间的转速变大，从动齿轮部45通过与驱动齿轮部51相对的位置的时间变短。在这种情况下，通过使驱动齿轮部51移动而减小其与从动齿轮部45之间的间隔，能够作用更强的磁力线M而将从动齿轮部45的旋转角度(自转轴26的自转角度)维持在期望的值。
每当随着上述的动作而与各晶圆保持件24连结的从动齿轮部45通过与驱动齿轮部51相对的区域，晶圆保持件24都自转预定的自转角度。因而，载置在各晶圆保持件24上的晶圆W随着晶圆保持件24的自转而执行一边逐渐改变从上表面侧观察时的朝向一边形成上述SiO2的分子层的循环。通过这样一边改变晶圆W的朝向一边进行成膜，即使在例如在吸附区域R1内原料气体的浓度分布产生了偏差的情况下，在执行多次的SiO2分子层的形成循环的整个期间里观察时，也能够使吸附于晶圆W的原料气体的量朝向晶圆W的圆周方向一致。其结果，在晶圆W的圆周方向上观察时能够抑制形成在晶圆W上的SiO2膜的膜厚的偏差。
利用上述的动作，SiO2的分子层依次层叠，若到达形成具有期望的膜厚的SiO2膜的时机，则使旋转台2的旋转、各种处理气体的供给、等离子体的形成停止，结束成膜处理。然后，对真空容器11内进行压力调整，打开闸阀38而使外部的输送机构进入，按照与输入时相反的过程输出晶圆W。
采用本实施方式的成膜装置1，存在以下的效果。在通过一边使载置在旋转台2的一个面侧的晶圆W公转一边向该晶圆W供给各种处理气体而执行成膜处理的过程中，利用借助磁力线M将驱动齿轮部51侧的配置变化(驱动齿轮部51的旋转)传递到从动齿轮部45侧的磁力齿轮机构而使载置有晶圆W的晶圆保持件24自转，因此，能够在晶圆W的圆周方向上提升成膜处理的均匀性。此时，通过使用非接触式的磁力齿轮机构，能够抑制因执行上述自转动作而产生微粒。
在此，磁力齿轮机构的驱动齿轮部51、从动齿轮部45的结构并不限定于图5等所示的例子。
例如在图9所示的例子中，将在圆板的一个面上互相空开间隔地配置有多个永久磁体450(N极面451、S极面452)的从动齿轮部45a设置在自转轴26的下端部，将该一个面(从动面)朝向下方侧配置。另一方面，驱动齿轮部51a成为在圆柱的侧周面互相空开间隔地配置有多个永久磁体510(N极面511、S极面512)的结构。驱动齿轮部51a配置为在从动齿轮部45a通过移动轨道O上的预定位置时在从动齿轮部45a的下方侧驱动齿轮部51a的侧周面(驱动面)相对。在这种情况下，例如使旋转驱动部53升降而调节驱动齿轮部51a和从动齿轮部45a之间的间隔。
此外，也不是必须利用圆柱和圆板的组合构成驱动齿轮部51、51a、从动齿轮部45、45a。
如图10所示，也可以由圆柱构成驱动齿轮部51b、从动齿轮部45b，以在从动齿轮部45b通过移动轨道O上的预定位置时这些部51b、45b的侧周面彼此相对的方式配置驱动齿轮部51b。在这种情况下，例如使旋转驱动部53在横向上移动而调节驱动齿轮部51b和从动齿轮部45b之间的间隔。
并且，驱动齿轮部的驱动面的移动并不限定于利用圆板、圆柱的旋转而产生的情况。例如也可以采用将图10所示的驱动齿轮部51b的侧周面展开成平坦的面而形成的直棒状的齿条型的驱动齿轮(未图示)。在这种情况下，能够通过使齿条型的驱动齿轮的侧面(驱动面)与从动齿轮部45b的侧周面相对，使该驱动齿轮在长度方向上往复移动，使驱动面移动。
更详细地讲，在旋转的对象的从动齿轮部45b移动到与齿条型的驱动齿轮相对的位置之后，使该驱动齿轮向使从动齿轮部45b旋转的方向移动。然后，在该从动齿轮部45b从与驱动齿轮相对的位置离开之后，在直到下一个从动齿轮部45b接近为止的期间中重复使驱动齿轮移动到原本的位置的动作。利用上述的动作，也能够使各从动齿轮部45b每次旋转预定的角度。
此外，也不是必须在磁力齿轮机构的驱动齿轮和从动齿轮这两者上设置永久磁体510、450，也可以仅在任一侧设置永久磁体510、450，由强磁性体材料构成另一侧。图11在驱动齿轮部51c侧设置永久磁体510，从动齿轮部45c侧例如由显示强磁性的不锈钢等构成。在从动齿轮部45c侧没有设置永久磁体450的情况下，利用具有具备永久磁体的制动面的制动部441使从动齿轮部45c停止旋转则较佳。
此外，也不是必须由强磁性体材料构成从动齿轮。例如图10所示的从动齿轮部45b由没有设置永久磁体450的导电性的材料构成，若使交替地配置有N极面511和S极面512的驱动齿轮部51b旋转，则向从动齿轮部45b的侧周面流入涡电流。也能够利用随着该涡电流而产生的磁场和驱动齿轮部51b侧的磁场的相互作用使从动齿轮部45b旋转。在这种情况下，也可以由铝等常磁性体材料构成从动齿轮部45b。
在此，对于在作为圆柱、圆板的驱动齿轮、从动齿轮的表面露出的永久磁体510、450的形状，也并不限定于图5、图9～图11所例示的例子。例如也可以适当地变更图5所示的驱动齿轮部51的一个面的扇形的永久磁体510的N极面511、S极面512的形状、从动齿轮部45的侧周面的矩形条状的永久磁体450的N极面451、S极面452的形状。
并且，也不是必须交替地配置极性不同的N极面511、451和S极面512、452。例如也可以使N极面511或者S极面512同样地在图5的驱动齿轮部51的一个面(驱动面)露出，使驱动齿轮部51侧和不同极的S极面452或者N极面451在从动齿轮部45的侧周面(从动面)同样地露出。在这种情况下，也能够是通过使驱动齿轮部51旋转，磁力线M移动，使从动齿轮部45旋转。
此外，也可以将图5所示的驱动齿轮51的平面形状构成为椭圆形、四边形，使从动齿轮45的侧周面的宽度尺寸在圆周方向上变化等构成变形的形状的驱动面、从动面是不言而喻的。
而且，对于从上表面侧观察时的驱动齿轮部的配置位置、配置个数没有特别的限定，能够自由地调节。
而且，例如在使用图6～图8说明的例子中，以永久磁体510向与永久磁体450(从动齿轮部45)移动的方向相反的朝向移动的方式使驱动齿轮部51旋转也并不是必需的条件。例如也可以向与这些图所示的朝向(在从驱动齿轮部51的一个面侧观察时逆时针)相反的朝向(顺时针)旋转。在永久磁体510的相对的移动速度大于永久磁体450的移动速度的情况下，从动齿轮部45在从上表面侧观察时顺时针旋转，在所述相对的移动速度小于永久磁体450的移动速度的情况下，从动齿轮部45在从上表面侧观察时逆时针旋转。
并且，在此，也不是必须利用支承晶圆保持件24的支承板42划分其上下的空间，例如也可以从旋转轴21侧伸出辐条而支承晶圆保持件24。
此外，在晶圆保持件24、自转轴26、轴承单元43等是轻量的情况等下，也可以替代利用支承板42等相对于旋转台2独立地支承晶圆保持件24的方法，而在旋转台2上直接安装轴承单元43，在旋转台2上支承晶圆保持件24是不言而喻的。另外，于在旋转台2上支承晶圆保持件24的情况下，成膜处理的工艺温度优选为200℃以下。作为这样的结构例，例如能够列举出这样的结构，即在旋转台2的自转轴26的贯通孔的开口边缘设置其上端连结且延伸到加热器33的下方侧的筒状体，在该筒状体中借助轴承安装自转轴26，在该自转轴26的下方侧设置从动齿轮部45。
除此之外，本发明能够应用于对载置于旋转台2上的晶圆W进行气体处理的各种基板处理装置。因而，并不限定于应用于进行ALD的成膜装置，也可以应用于进行CVD的成膜装置。此外，也并不限定于应用于成膜装置。例如，本发明也可以应用于在上述的成膜装置1中不进行利用气体喷嘴61、63的原料气体和氧化气体的供给、而仅进行利用等离子体形成部71的晶圆W的表面的改性处理的改性装置。
在此，说明相对于晶圆保持件24的自转而言驱动齿轮部51的旋转速度(转速)(rpm)和旋转台2的公转的旋转速度(公转速度)(rpm)之间的关系。另外，成膜装置1使用应用了图9所示的绕水平轴线旋转的驱动齿轮部51a和绕铅垂轴线旋转的从动齿轮部45a的例子，但驱动齿轮部51和从动齿轮部45能够应用绕中心轴线旋转而驱动面沿着旋转方向移动的结构。此外，旋转台2在从上方观察时向顺时针方向旋转，驱动齿轮部51a在从旋转台2的外周侧观察中心侧方向时向逆时针方向旋转。
说明例如在使旋转台2和驱动齿轮部51a旋转时利用旋转台2的公转实现的从动齿轮部45a的从动面的圆周速度和驱动齿轮部51a的驱动面的圆周速度一致的情况。
从动齿轮部45a的从动面的圆周速度是用旋转台2公转时的从动齿轮部45a的从动面的旋转半径(从旋转台2的中心到从动齿轮部45a的从动面的距离)乘以公转速度而得到的速度。此外，驱动齿轮部51a的驱动面的圆周速度是用驱动面的旋转半径(从驱动齿轮部51a的中心轴线到驱动面的距离)乘以驱动齿轮部51a的旋转速度而得到的速度。
而且，在已述的成膜装置1中，例如在驱动齿轮部51a的旋转速度是190rpm、旋转台2的旋转速度是10rpm的情况下，从动齿轮部45a的从动面的圆周速度和驱动齿轮部51a的驱动面的圆周速度一致。
在这种情况下，如图12所示，在利用旋转台2的公转使从动齿轮部45a回转而从动齿轮部45a和驱动齿轮部51a最接近时，若驱动齿轮部51a的驱动面的永久磁体510和从动齿轮部45a的从动面的永久磁体450的NS(例如N极面511和S极面452)彼此相对，则不对从动齿轮部45a施加以自转轴26为中心的旋转方向的力，保持原样并不自转。若驱动齿轮部51a和从动齿轮部45a的NS不相对，则从动齿轮部45a利用由磁力产生的引力和斥力自转到相对的位置，在此之后不再自转。即，从动齿轮部45a一旦最接近了驱动齿轮部51a之后就不自转，而晶圆保持件24也不自转(自转角度变为0°)。
相对于此，在驱动齿轮部51a的旋转速度稍稍快于驱动齿轮部51a的N极面511的圆周速度与从动齿轮部45a的从动面的圆周速度一致时的驱动齿轮部51a的旋转速度(以下称作“基准旋转速度”)时，例如说明驱动齿轮51a的旋转速度是190.1rpm、旋转台2的旋转速度是10rpm的情况。
在利用旋转台2的公转使从动齿轮部45a回转，若从动齿轮部45a和驱动齿轮部51a最接近，则如图13所示，驱动齿轮部51a的驱动面的永久磁体510和从动齿轮部45a的从动面的永久磁体450的NS互相吸引或者同极之间相排斥。此外，由于驱动齿轮部51a的旋转速度快于基准旋转速度，因此，驱动齿轮部51a的驱动面的圆周速度快于从动齿轮部45a的从动面的圆周速度。
因此，如图13所示，例如驱动齿轮部51a的N极面511与从动齿轮部45a的S极面452相比欲先行旋转，因此，驱动齿轮部51a的N极面511利用磁力线M的引力将从动齿轮部45a的S极面452向驱动齿轮部51a的旋转方向前方侧牵引。此外，与驱动齿轮部51a的N极面511连续的S极面512利用斥力将从动齿轮部45a的S极面452向驱动齿轮部51a的旋转方向前方侧推动。因而，对从动齿轮部45a的所述S极面452施加朝向旋转台2的旋转方向的力，因此，从动齿轮部45a以自转轴26为中心地从上方观察时顺时针自转，晶圆保持件24也顺时针自转。
相对于此，在驱动齿轮部51a的旋转速度稍稍慢于基准旋转速度时，说明例如驱动齿轮51a的旋转速度是189.9rpm、旋转台2的旋转速度是10rpm的情况。
若利用旋转台2的公转使从动齿轮部45a回转，且从动齿轮部45a和驱动齿轮部51a最接近，则如图14所示，驱动齿轮部51a的驱动面的永久磁体510和从动齿轮部45a的从动面的永久磁体450的NS互相吸引或者同极之间相排斥。此外，由于驱动齿轮51a的旋转速度慢于基准旋转速度，因此，驱动齿轮部51a的驱动面的圆周速度慢于从动齿轮部45a的从动面的圆周速度。
因此，如图14所示，例如驱动齿轮部51a的N极面511慢于从动齿轮部45a的S极面452，因此，驱动齿轮部51a的N极面511利用磁力线M的引力将从动齿轮部45a的S极面452向驱动齿轮部51a的旋转方向后方侧牵引。此外，驱动齿轮部51a的N极面511的前方的S极面512利用斥力将从动齿轮部45a的S极面452向驱动齿轮部51a的旋转方向后方侧推动。因而，对从动齿轮部45a的所述S极面452施加朝向旋转台2的旋转方向的相反侧的力，因此，从动齿轮部45a以自转轴26为中心地从上方观察时逆时针自转，晶圆保持件24也逆时针自转。
这样地相对于旋转台2的速度使驱动齿轮部51a的旋转速度从基准旋转速度上升和下降，从而能够将晶圆保持件24的旋转方向在顺时针方向和逆时针方向上切换。并且，如后述的实施例所示，在将驱动齿轮部51a的旋转速度设定为从比基准旋转速度大的旋转速度到比基准旋转速度小的旋转速度的范围的旋转速度时，驱动齿轮部51a的旋转速度和旋转台2转一周时的晶圆保持件24自转的角度(自转角度)成为大致比例关系。此外，在将驱动齿轮部51a的旋转速度设定在驱动齿轮部51a的旋转速度和晶圆保持件24的自转角度所示的大致比例关系的范围内时，旋转台2每次绕转的晶圆保持件24的自转角度的偏差变少，会以恒定的间隔自转。
像上述那样，相对于旋转台2的公转的旋转速度决定驱动齿轮部51a的基准旋转速度，使驱动齿轮部51a的旋转速度从基准旋转速度上升和下降，在驱动齿轮部51a的旋转速度和旋转台2旋转一周时的晶圆保持件24的自转角度成为大致比例关系的范围内进行调整。因此，能够稳定地调整旋转台2每旋转一周的晶圆保持件24的自转角度度和自转方向。通过这样地设定驱动齿轮部51a的旋转速度而使晶圆保持件24的自转角度稳定，成膜处理时的晶圆W的自转角度稳定，因此，晶圆W的面内均匀性也变良好。此外，驱动齿轮部51a的旋转速度和旋转台2旋转一周时的晶圆保持件24的自转角度是大致比例关系，因此，通过调整驱动齿轮部51a的旋转速度，能够调整晶圆W的自转角度(自转速度)。
此外，本发明也可以在从动齿轮部45的从动面和驱动齿轮部51的驱动面一侧设有永久磁体，在这些从动面和驱动面的另一侧设有用于在其与永久磁体之间形成所述磁力线的强磁性体。但是，通过在从动齿轮部45的从动面沿着该从动齿轮部的旋转方向交替地配置极性不同的永久磁体，在驱动齿轮部51的驱动面沿着该驱动面的移动方向交替地配置极性不同的永久磁体，不仅能够利用由磁力线M产生的引力，也能够利用同极相互间的斥力，因此，驱动从动齿轮部45的力稳定。晶圆W的自转角度更加稳定。
此外，有时由使从动齿轮部45a与驱动齿轮部51a的位置对齐时从动齿轮部45a和驱动齿轮部51a之间的距离引起永久磁体相互间无法牢固地吸引或者充分地吸引，从动齿轮部45a不充分地自转。因此，优选适当地设定从动齿轮部45a和驱动齿轮部51a之间的距离而谋求晶圆保持件24的自转角度的稳定化。如后述的实施例所示，例如在旋转台2的公转的旋转速度是10rpm的情况下，在将从动齿轮部45的从动面和驱动齿轮部51的驱动面之间的距离设定为0.5mm～1.0mm时，能够稳定地控制晶圆保持件24的自转角度，特别是在设定为0.7mm～1.0mm时良好。此外，在将旋转台2的公转的旋转速度设定为20rpm～30rpm的情况下，通过将从动齿轮部45a和驱动齿轮部51a之间的间隔设定为1mm以下、例如0.5mm，能够稳定地控制晶圆保持件24的自转角度。
[实施例]
为了验证上述实施方式的效果，进行了以下的试验。
为了调查分别设定了旋转台2的公转的旋转速度和驱动齿轮部51a的旋转速度时的晶圆保持件24的自转角度，利用设有图9所示的从动齿轮部45a和驱动齿轮部51a的成膜装置1，如实施例1～3所示地设定旋转台2的公转的旋转速度和驱动齿轮部51a的旋转速度，进行试验。另外，在实施例1～3中，将驱动齿轮部51a和从动齿轮部45a最接近时的驱动齿轮部51a的驱动面和从动齿轮部45a的从动面之间的间隔设定为1.0mm。
(实施例1)
将旋转台2的旋转速度设定为10rpm，按照从189.6rpm起以0.1rpm间隔到190.3rpm的8组设定驱动齿轮部51a的旋转速度。
(实施例2)
将旋转台2的旋转速度设定为20rpm，按照从383.1rpm起以0.1rpm间隔到383.5rpm的5组设定驱动齿轮部51a的旋转速度。
(实施例3)
将旋转台2的旋转速度设定为30rpm，按照从574.9rpm起以0.1rpm间隔到575.1rpm的3组设定驱动齿轮部51a的旋转速度。
在实施例1～3中，分别利用高感光度照相机的拍摄来测量使旋转台2旋转10周时的5个晶圆保持件24各自的自转角度，测量旋转台2旋转1周时的晶圆保持件24的自转角度(°)。以下称作“自转角度”时是指旋转台2旋转1周时的晶圆保持件24的自转角度。
图15～图17分别表示将旋转台2的旋转速度设定为10rpm、20rpm及30rpm时的驱动齿轮部51a的旋转速度(rpm)和在5个晶圆保持件24中将自转角度的平均值(°)平均而得到的平均自转角度之间的关系的特性图。另外，对于平均自转角度，用+表示向顺时针方向的自转，用－表示向逆时针方向的自转，标准偏差表示5个晶圆保持件24之间的自转角度的标准偏差。
如图15所示，在将旋转台2的旋转速度设定为10rpm的情况下，在将驱动齿轮部51a的旋转速度设定为190rpm时，晶圆保持件24的平均自转角度变为0°。此外，通过使驱动齿轮部51a的旋转速度快于190rpm，晶圆保持件24顺时针自转，通过使驱动齿轮部51a的旋转速度慢于190rpm，晶圆保持件24逆时针旋转。此外，在驱动齿轮部51a的旋转速度处于从189.6rpm到190.3rpm的旋转速度的范围时，驱动齿轮部51a的旋转速度和平均自转角度是大致比例关系。此外，在使驱动齿轮部51a的旋转速度从189.6rpm变化到190.3rpm时，平均自转角度从－10°变化到+8°，标准偏差也非常小为1以下。
如图16所示，在将旋转台2的旋转速度设定为20rpm的情况下，在将驱动齿轮部51a的旋转速度设定为383.3rpm时，晶圆保持件24的平均自转角度变为0°。此外，通过使驱动齿轮部51a的旋转速度快于383.3rpm，晶圆保持件24顺时针自转，通过使驱动齿轮部51a的旋转速度慢于383.3rpm，晶圆保持件24逆时针自转。此外，在驱动齿轮部51a的旋转速度处于从383.1rpm到383.5rpm的旋转速度的范围时，驱动齿轮部51a的旋转速度和平均自转角度是大致比例关系。此外，在使驱动齿轮部51a的旋转速度从383.1rpm变化到383.5rpm时，平均自转角度从－3°变化到+2°，标准偏差也非常小为1以下。
如图17所示，在将旋转台2的旋转速度设定为30rpm的情况下，在将驱动齿轮部51a的旋转速度设定为575.0rpm时，晶圆保持件24的平均自转角度的平均值变为0°。此外，通过使驱动齿轮部51a的旋转速度快于575.0rpm，晶圆保持件24顺时针自转，通过使驱动齿轮部51a的旋转速度慢于575.0rpm，晶圆保持件24逆时针自转。此外，在驱动齿轮部51a的旋转速度处于从574.9rpm到575.1rpm的旋转速度的范围时，驱动齿轮部51a的旋转速度和平均自转角度是大致比例关系。此外，在使驱动齿轮部51a的旋转速度从574.9rpm变化到575.1rpm时，平均自转角度从－1°变化到+1°，标准偏差也非常小为1以下。
根据该结果，可以说相对于旋转台2的旋转速度求出晶圆保持件24的平均自转角度变为0°的驱动齿轮部51a的旋转速度，通过使驱动齿轮部51a的旋转速度自该平均自转角度变为0°的旋转速度上升，能够使晶圆保持件24向一个方向旋转，通过使驱动齿轮部51a的旋转速度自该旋转速度下降，能够使晶圆保持件24向另一个方向旋转。此外，例如在将旋转台2的旋转速度设定为10rpm的情况下，通过调整驱动齿轮部51a的旋转速度，可以说平均自转角度能够在从－10°到+8°的范围内调整。并且，通过将驱动齿轮部51a的旋转速度设定在晶圆保持件24的平均自转角度和驱动齿轮部51a的旋转速度是大致比例关系的范围内，晶圆保持件24的自转角度的偏差变小，可以说自转角度稳定。
此外，在实施例1中，把将最接近时的从动齿轮部45a的从动面和驱动齿轮部51a的驱动面之间的距离设定为0.5mm、0.7mm、0.9mm及1.0mm的例子分别设为实施例1－1～1－4。此外，在实施例2(3)中，也把将最接近时的从动齿轮部45a的从动面和驱动齿轮部51a的驱动面之间的距离设定为0.5mm、0.7mm、0.9mm及1.0mm的例子分别设为实施例2－1～2－4(3－1～3－4)。
在实施例1－1～3－4中，分别设定驱动齿轮部51a的旋转速度，使旋转台2旋转10周来测量各晶圆保持件24的旋转角度，取得10次的平均值，作为5个晶圆保持件24各自的自转角度。此外，在实施例1－1～3－4中，分别针对驱动齿轮部51a的每个旋转速度求出各晶圆保持件24的自转角度，根据该5个晶圆保持件24的自转角度计算出平均自转角度和标准偏差，求出5个晶圆保持件24的自转角度的偏差(％：(标准偏差/平均自转角度)×100)。对于自转角度，用+表示向顺时针方向的自转，用－表示向逆时针方向的自转。
图18～图21分别是针对实施例1－1～1－4表示各晶圆保持件24的自转角度(°)相对于驱动齿轮部51a的旋转速度(rpm)的特性图，图22～图25分别是针对实施例2－1～2－4表示各晶圆保持件24的自转角度(°)相对于驱动齿轮部51a的旋转速度(rpm)的特性图，图26～图29分别是针对实施例3－1～3－4表示各晶圆保持件24的自转角度(°)相对于驱动齿轮部51a的旋转速度(rpm)的特性图。各图中的空心菱形的图列表示5个晶圆保持件24的自转角度的偏差，在各特性图中标注不同的图列来区分5个晶圆保持件24各自的自转角度。
图30是表示在实施例1－1～3－4中分别测量出的平均自转角度的范围和5个晶圆保持件24的自转角度的偏差变小且晶圆保持件24的自转角度稳定的平均自转角度的范围的特性图。在各实施例的特性图中，从包含线部分的特性图的上端到下端的范围表示在图18～图29的特性图中测量出的值的从平均自转角度的最大值到最小值的范围。此外，在各实施例中，图30中的各实施例的特性图的从箱部分的上端到下端的范围表示5个晶圆保持件24的自转角度的偏差的值变为5％以下时的平均自转角度的范围。在该自转角度的偏差的值变为5％以下的范围内，可以说是5个晶圆保持件24的自转角度一致，通过设定驱动齿轮部51a的旋转速度，能够稳定地控制晶圆保持件24的自转角度的范围。
如图18～图21所示，在实施例1－1中，每个晶圆保持件24的自转角度的偏差变大，但在实施例1－2～1－4中，几乎看不到每个晶圆保持件24的自转角度的偏差。而且，如图30所示，在实施例1－2～1－4中，平均自转角度是+4.5°～－6.5°的范围，5个晶圆保持件24的自转角度的偏差的值为5％以下。
如图22～图25及图30所示，实施例2－1、2－2与实施例2－3、2－4相比可以说5个晶圆保持件24的自转角度的偏差的值为5％以下的范围较大，在平均自转角度为+1.5°～－1.8°的范围内能够稳定地控制晶圆保持件24的自转角度。
此外，如图26～图29及图30所示，实施例3－2～3－4与实施例3－1相比5个晶圆保持件24的自转角度的偏差的值为5％以下的范围变大。
根据该结果，可知旋转台2的旋转速度越慢，越易于稳定地控制晶圆保持件24的自转角度。此外，在旋转台2的旋转速度是10rpm时，能够稳定地控制晶圆保持件24的自转角度的范围较大，特别是通过将最接近时的从动齿轮部45a的从动面和驱动齿轮部51a的驱动面之间的距离设定为0.7mm～1.0mm，可以说能够稳定地控制晶圆保持件24的自转角度。
此外，在将旋转台2的旋转速度设定为20rpm～30rpm时，使从动齿轮部45a的从动面和驱动齿轮部51a的驱动面之间的距离接近1mm以下，可以说能够稳定地控制晶圆保持件24的自转角度。
对于本发明，在一边使载置在旋转台的一个面侧的基板公转一边向该基板供给处理气体而进行处理的过程中，利用借助磁力线将驱动齿轮侧的配置变化传递到从动齿轮侧的磁力齿轮机构使载置有基板的载置台自转，因此，能够在基板的圆周方向上提升处理的均匀性。
本次申请的实施方式应被认为在所有的方面都是例示，并不是限制性的。事实上，上述的实施方式能够以多种多样的方式来体现。此外，上述的实施方式也可以不脱离附加的权利要求栏和其主旨地以各种各样的方式进行省略、替换、变更。本发明的范围意图包含附加的权利要求和其等同的意义以及范围内的所有变更。

Claims (10)

1.一种基板处理装置，其设置在处理容器内，在绕旋转轴旋转的旋转台的一个面侧载置基板，一边通过使所述旋转台旋转而使基板公转、一边向该基板供给处理气体而进行处理，该基板处理装置的特征在于，
该基板处理装置包括：
载置台，其设置为绕自转轴自转自如，用于载置所述基板，该自转轴在沿着所述旋转台的旋转轴的方向上延伸；以及
磁力齿轮机构，其具有用于使所述载置台绕自转轴自转的从动齿轮部和用于驱动该从动齿轮部的驱动齿轮部，
所述从动齿轮部经由所述自转轴连结于所述载置台，设为沿着使该载置台自转的方向旋转自如，并且具有从动面，该从动面在与设置于所述驱动齿轮部侧的驱动面之间形成有磁力线，
所述驱动齿轮部以使所述驱动面与随着所述旋转台的旋转而移动的所述从动齿轮的通过移动轨道上的预先设定好的位置的从动面相对的状态配置，而且为了使所述磁力线移动而使从动齿轮旋转，该驱动齿轮部连接于用于使所述驱动面移动的驱动部。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
在所述从动齿轮部的从动面和所述驱动齿轮部的驱动面设有极性互不相同的永久磁体，在这些极性不同的永久磁体之间形成有所述磁力线。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，
在所述从动齿轮部的从动面沿着该从动齿轮部的旋转方向交替地配置有极性不同的永久磁体，
在所述驱动齿轮部的驱动面沿着该驱动面的移动方向交替地配置有极性不同的永久磁体。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
在所述从动齿轮部的从动面的一侧和所述驱动齿轮部的驱动面的一侧设有永久磁体，在这些从动面的另一侧和驱动面的另一侧设有用于在与所述永久磁体之间形成所述磁力线的强磁性体。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述从动齿轮部是以其中心轴线与所述自转轴一致的方式连结于所述载置台的圆柱，所述从动面形成在该圆柱的侧周面，
所述驱动齿轮部是绕旋转中心旋转的圆板，所述驱动面形成在该圆板的一个面侧，
所述驱动部具备用于使所述圆板绕旋转中心旋转驱动的驱动轴，该驱动轴以沿着与所述自转轴交叉的方向延伸的方式配置。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述从动齿轮部是以其旋转中心与所述自转轴一致的方式连结于所述载置台的圆板，所述从动面形成在圆板的一个面侧，
所述驱动齿轮部是绕中心轴线旋转的圆柱，所述驱动面形成在该圆柱的侧周面，
所述驱动部具备用于驱动所述圆柱而使所述圆柱绕中心轴线旋转的驱动轴，该驱动轴以沿着与所述自转轴交叉的方向延伸的方式配置。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述旋转台构成为每单位时间的旋转量增减自如，
所述驱动部具备位置调节部，为了随着所述旋转台的旋转量变大而减小形成有所述磁力线的驱动面和从动面之间的间隔，该位置调节部用于调节驱动齿轮的配置位置。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
在所述从动齿轮部的周围设有具备制动面的制动部，该制动面用于通过在其与该从动面之间形成比形成在所述从动面和所述驱动齿轮部的驱动面之间的磁力线弱的磁力线而使通过了与所述驱动面相对的位置之后的所述从动齿轮停止旋转。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
在所述旋转台的旋转轴设有用于支承所述自转轴的支承部，在所述旋转台形成有供支承于所述支承部的自转轴***的开口部，所述载置台以相对于所述旋转***立的状态由***到该开口部的自转轴支承。
10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述驱动齿轮部构成为绕中心轴线旋转而驱动面沿着旋转方向移动，并将旋转速度设定在以所述旋转台旋转一周时的载置台的自转角度变为0°的驱动齿轮部的旋转速度为中心而驱动齿轮部的旋转速度和所述自转角度成大致比例关系的范围内。
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