JP2017022210A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】回転テーブルの下方に隙間が生じるプロセスであっても、第１及び第２の排気口で各々独立した排気を行うことができる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板Ｗを載置可能であるとともに昇降可能な回転テーブル２と、該回転テーブルの周方向に沿って設けられ、第１の処理ガスを前記基板に供給可能な第１の処理ガス供給領域Ｐ１と、前記回転テーブルの周方向に沿って前記第１の処理ガス供給領域と離間して設けられ、第２の処理ガスを前記基板に供給可能な第２の処理ガス供給領域Ｐ２と、該第１及び第２の処理ガス供給領域に各々対応して前記回転テーブルよりも下方に設けられる第１及び第の２排気口６１０、６２０と、前記回転テーブルの上昇により生じた前記第１の排気口と前記第２の排気口が連通する連通空間Ｓを通じて、前記第２の処理ガスが前記第１の排気口に流れる経路の前記第１の排気口付近のコンダクタンスを低下させるコンダクタンス低下手段９０と、を有する。【選択図】図８

Description

本発明は、基板処理装置に関する。
従来から、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の表面に供給しかつこの供給サイクルを実行することにより反応生成物の層を多数積層して薄膜を形成する成膜方法において、真空容器内の回転テーブル上に基板を載置し、回転テーブルを回転させる工程と、回転方向に互いに離れて真空容器に設けられた第１の反応ガス供給手段及び第２の反応ガス供給手段から、回転テーブルにおける基板の載置領域側の面に夫々第１の反応ガス及び第２の反応ガスを供給する工程と、回転方向において第１の反応ガス供給手段及び第２の反応ガス供給手段の間に位置する分離領域に設けられた分離ガス供給手段から分離ガスを供給し、この分離ガス供給手段の回転方向両側にて真空容器の天井面と回転テーブルとの間の狭い空間に前記分離ガスを拡散させる工程と、を有する成膜方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
かかる成膜方法では、回転テーブルの回転中心から見て第１の処理領域とこの第１の処理領域に対して回転方向下流側に隣接する分離領域との間に開口した第１の排気路の排気口、及び回転テーブルの回転中心から見て第２の処理領域とこの第２の処理領域に対して回転方向下流側に隣接する分離領域との間に開口した第２の排気路の排気口から、分離領域の両側に拡散する分離ガスと共に反応ガスを排気するにあたり、第１の処理領域及び第２の処理領域からこれらのガスを互いに独立して排気する工程と、第１の排気路内及び第２の排気路内を夫々第１の真空排気手段及び第２の真空排気手段により互いに独立して排気する工程と、を含み、第１の処理領域及び第２の処理領域から、第１の反応ガス及び第２の反応ガスを各々独立して排気している。また、回転テーブルの下方に存在する隙間空間も、極めて狭く構成されているため、第１の処理領域に供給される第１の反応ガスと、第２の処理領域に供給される第２の反応ガスは、回転テーブルの下方を連通することも無く、第１の排気口及び第２の排気口から互いに独立して排気される。
特開２００８−２２２７２８号公報
しかしながら、近年のプロセスの多様化により、回転テーブルの下方に隙間が形成された状態でプロセスを行うことを要求される場合がある。具体的には、高温のプロセスでは、ウェハを真空容器に搬入し、回転テーブル上に載置した際、ウェハが大きく反り、反りが収まるまでプロセスを開始できないため、少しでもプロセスの開始を早めるべく、回転テーブルを昇降可能に構成し、ウェハ載置時には回転テーブルを下降させて空間を大きくし、反りが収まったら回転テーブルを上昇させてプロセスを実行する場合がある。
かかるプロセスにおいては、回転テーブルが上昇した状態でプロセスが行われるため、回転テーブルの下方に隙間が発生し、この隙間を通じて第１の反応ガスと第２の反応ガスが混ざり合い、独立した排気ができなくなる場合がある。第１の反応ガスと第２の反応ガスは互いに反応して反応生成物を生成し得るため、第１の排気口付近又は第２の排気口付近で第１の反応ガスと第２の反応ガスが反応すると、不要な反応生成物が第１の排気口又は第２の排気口に生成されてしまい、真空容器内部が汚染されてしまうという問題が生じる。
そこで、本発明は、かかる回転テーブルの下方に隙間が生じるプロセスであっても、第１及び第２の排気口で各々独立した排気を行うことができる基板処理装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る基板処理装置は、処理室と、
該処理室内に設けられ、表面上に基板を載置可能であるとともに、昇降可能な回転テーブルと、
該回転テーブルの周方向に沿った所定箇所に設けられ、第１の処理ガスを前記基板に供給可能な第１の処理ガス供給手段を有する第１の処理ガス供給領域と、
前記回転テーブルの周方向に沿って前記第１の処理ガス供給領域と離間して設けられ、第２の処理ガスを前記基板に供給可能な第２の処理ガス供給手段を有する第２の処理ガス供給領域と、
該第１及び第２の処理ガス供給領域に各々対応して前記回転テーブルよりも下方に設けられる第１及び第２の排気口と、
前記回転テーブルの上昇により生じた前記第１の排気口と前記第２の排気口が連通する連通空間を通じて、前記第２の処理ガスが前記第１の排気口に向かって流れる際の前記第１の排気口付近のコンダクタンスを低下させるコンダクタンス低下手段と、を有する。
本発明によれば、回転テーブルの下方に連通空間が存在しても、複数の排気口で独立した排気を行うことができる。
本発明の実施形態による基板処理装置を示す概略断面図である。 図１の基板処理装置の真空容器内の構成を示す概略斜視図である。 図１の基板処理装置の真空容器内の構成を示す概略平面図である。 図１の基板処理装置の真空容器内に回転可能に設けられる回転テーブルの同心円に沿った、当該真空容器に概略断面図である。 図１の基板処理装置の別の概略断面図である。 回転テーブルが下降した状態の一例を示した図である。 回転テーブルが上昇した状態の一例を示した図である。 本発明の実施形態に係る基板処理装置の一例の第１の排気口の周辺の拡大図である。 コンダクタンス低下ブロックと処理ガスノズルとの関係の一例を示した図である。 比較例に係る基板処理装置の一例を示した図である。図１０（ａ）は、第１の排気口付近の構成を示した図である。図１０（ｂ）は、処理ガスノズル付近の構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る基板処理装置のコンダクタンス低下ブロックの平面配置を説明するための平面図である。 実施例１に係るシミュレーション結果を示した図である。図１２（ａ）は、回転テーブル上のＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１２（ｂ）は、回転テーブルの下方の連通空間におけるＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１２（ｃ）は、回転テーブル上のジイソプロピルアミノシランガス濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１２（ｄ）は、回転テーブルの下方の連通空間におけるジイソプロピルアミノシランガス濃度分布を示したシミュレーション結果である。 比較例１に係るシミュレーション結果を示した図である。図１３（ａ）は、回転テーブル上のＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１３（ｂ）は、回転テーブルの下方の連通空間におけるＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１３（ｃ）は、回転テーブル上のイソプロピルアミノシラン濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１３（ｄ）は、回転テーブルの下方の連通空間におけるイソプロピルアミノシラン濃度分布を示したシミュレーション結果である。 実施例１及び比較例１に係るシミュレーション結果の圧力分布を示した図である。図１４（ａ）は、実施例１に係るシミュレーション結果の回転テーブル２の下方の連通空間における圧力分布を示した図である。図１４（ｂ）は、比較例１に係るシミュレーション結果の回転テーブル２の下方の連通空間における圧力分布を示した図である。 実施例２に係るシミュレーション結果を示した図である。図１５（ａ）は、回転テーブル上のＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１５（ｂ）は、回転テーブルの下方の連通空間におけるＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１５（ｃ）は、回転テーブル上のジイソプロピルアミノシランガス濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１５（ｄ）は、回転テーブルの下方の連通空間におけるジイソプロピルアミノシランガス濃度分布を示したシミュレーション結果である。 比較例２に係るシミュレーション結果を示した図である。図１６（ａ）は、回転テーブル上のＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１６（ｂ）は、回転テーブルの下方の連通空間におけるＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１６（ｃ）は、回転テーブル上のイソプロピルアミノシラン濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１６（ｄ）は、回転テーブルの下方の連通空間におけるイソプロピルアミノシラン濃度分布を示したシミュレーション結果である。 実施例２及び比較例２に係るシミュレーション結果の圧力分布を示した図である。図１７（ａ）は、実施例２に係るシミュレーション結果の回転テーブルの下方の連通空間Ｓにおける圧力分布を示した図である。図１７（ｂ）は、比較例２に係るシミュレーション結果の回転テーブルの下方の連通空間における圧力分布を示した図である。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
図１から図３までを参照すると、本発明の実施形態に係る基板処理装置は、ほぼ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、を備えている。真空容器１は、内部にウェハＷを収容して基板処理を行うための処理室である。真空容器１は、有底の円筒形状を有する容器本体１２と、容器本体１２の上面に対して、例えばＯリングなどのシール部材１３（図１）を介して気密に着脱可能に配置される天板１１とを有している。
回転テーブル２は、中心部にて円筒形状のコア部２１に固定され、このコア部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は真空容器１の底部１４を貫通し、その下端が回転軸２２（図１）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。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が真空容器１の底部１４の下面に気密に取り付けられており、ケース体２０の内部雰囲気と外部雰囲気との気密状態が維持されている。
回転テーブル２の表面部には、図２及び図３に示すように回転方向（周方向）に沿って複数（図示の例では５枚）の基板である半導体ウェハ（以下「ウェハ」という）Ｗを載置するための円形状の凹部２４が設けられている。なお図３には便宜上１個の凹部２４だけにウェハＷを示す。この凹部２４は、ウェハＷの直径よりも僅かに例えば４ｍｍ大きい内径と、ウェハＷの厚さにほぼ等しい深さとを有している。したがって、ウェハＷが凹部２４に収容されると、ウェハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウェハＷが載置されない領域）とが同じ高さになる。凹部２４の底面には、ウェハＷの裏面を支えてウェハＷを昇降させるための例えば３本の昇降ピンが貫通する貫通孔（いずれも図示せず）が形成されている。
図２及び図３は、真空容器１内の構造を説明する図であり、説明の便宜上、天板１１の図示を省略している。図２及び図３に示すように、回転テーブル２の上方には、各々例えば石英からなる処理ガスノズル３１、処理ガスノズル３２、分離ガスノズル４１，４２、及びプラズマガスノズル３３が真空容器１の周方向（回転テーブル２の回転方向（図３の矢印Ａ））に互いに間隔をおいて配置されている。図示の例では、後述の搬送口１５から時計回り（回転テーブル２の回転方向）に、プラズマガスノズル３３、分離ガスノズル４１、処理ガスノズル３１、分離ガスノズル４２、及び処理ガスノズル３２がこの順番で配列されている。これらのノズル３３、３１、３２、４１、４２は、各ノズル３３、３１、３２、４１、４２の基端部であるガス導入ポート３３ａ、３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａ（図３）を容器本体１２の外周壁に固定することにより、真空容器１の外周壁から真空容器１内に導入され、容器本体１２の半径方向に沿って回転テーブル２に対して水平に伸びるように取り付けられている。
なお、プラズマガスノズル３３の上方には、図３において、破線にて簡略化して示すようにプラズマ発生器８０が設けられている。プラズマ発生器８０は、必要に応じて設けられてよく、必須ではない。よって、本実施形態では、簡略化して示すものとする。
処理ガスノズル３１は、不図示の配管及び流量調整器などを介して、第１の処理ガスとしてのＳｉ（シリコン）含有ガスの供給源（図示せず）に接続されている。処理ガスノズル３２は、不図示の配管及び流量調整器などを介して、第２の処理ガスとしての酸化ガスの供給源（図示せず）に接続されている。分離ガスノズル４１、４２は、いずれも不図示の配管及び流量調整バルブなどを介して、分離ガスとしての窒素（Ｎ２）ガスの供給源（図示せず）に接続されている。
Ｓｉ含有ガスとしては、例えば、ジイソプロピルアミノシラン等の有機アミノシランガスを用いることができ、酸化ガスとしては、例えばＯ３（オゾン）ガス若しくはＯ２（酸素）ガス又はこれらの混合ガスを用いることができる。
処理ガスノズル３１、３２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔３４が、処理ガスノズル３１、３２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。処理ガスノズル３１の下方領域は、Ｓｉ含有ガスをウェハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１となる。処理ガスノズル３２の下方領域は、第１の処理領域Ｐ１においてウェハＷに吸着されたＳｉ含有ガスを酸化させる第２の処理領域Ｐ２となる。なお、第１の処理領域Ｐ１及び第２の処理領域Ｐ２は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを各々供給する領域であるので、第１の処理ガス供給領域Ｐ１及び第２の処理ガス供給領域Ｐ２と呼んでもよい。
なお、処理ガスノズル３１、３２及びプラズマガスノズル３３は、ガス供給手段の一例として示したものであり、ガスが供給できれば、必ずしもノズルとして構成されていなくてもよい。例えば、必要に応じて、ノズルの代わりにシャワーヘッドを用いてもよい。
図２及び図３を参照すると、真空容器１内には２つの凸状部４が設けられている。凸状部４は、分離ガスノズル４１、４２とともに分離領域Ｄを構成するため、後述のとおり、回転テーブル２に向かって突出するように天板１１の裏面に取り付けられている。また、凸状部４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有し、本実施形態においては、内円弧が突出部５（後述）に連結し、外円弧が、真空容器１の容器本体１２の内周面に沿うように配置されている。
図４は、処理ガスノズル３１から処理ガスノズル３２まで回転テーブル２の同心円に沿った真空容器１の断面を示している。図示のとおり、天板１１の裏面に凸状部４が取り付けられているため、真空容器１内には、凸状部４の下面である平坦な低い天井面４４（第１の天井面）と、この天井面４４の周方向両側に位置する、天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）とが存在する。天井面４４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有している。また、図示のとおり、凸状部４には周方向中央において、半径方向に伸びるように形成された溝部４３が形成され、分離ガスノズル４２が溝部４３内に収容されている。もう一つの凸状部４にも同様に溝部４３が形成され、ここに分離ガスノズル４１が収容されている。また、高い天井面４５の下方の空間４８１、４８２に処理ガスノズル３１、３２がそれぞれ設けられている。これらの処理ガスノズル３１、３２は、天井面４５から離間してウェハＷの近傍に設けられている。
また、凸状部４の溝部４３に収容される分離ガスノズル４１、４２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔４１ｈ（図４参照）が、分離ガスノズル４１、４２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。
天井面４４は、狭い空間である分離空間Ｈを回転テーブル２に対して形成している。分離ガスノズル４２の吐出孔４２ｈからＮ２ガスが供給されると、このＮ２ガスは、分離空間Ｈを通して空間４８１及び空間４８２へ向かって流れる。このとき、分離空間Ｈの容積は空間４８１及び４８２の容積よりも小さいため、Ｎ２ガスにより分離空間Ｈの圧力を空間４８１及び４８２の圧力に比べて高くすることができる。すなわち、空間４８１及び４８２の間に圧力の高い分離空間Ｈが形成される。また、分離空間Ｈから空間４８１及び４８２へ流れ出るＮ２ガスが、第１の領域Ｐ１からのＳｉ含有ガスと、第２の領域Ｐ２からの酸化ガスとに対するカウンターフローとして働く。したがって、第１の領域Ｐ１からのＳｉ含有ガスと、第２の領域Ｐ２からの酸化ガスとが分離空間Ｈにより分離される。よって、真空容器１内においてＳｉ含有ガスと酸化ガスとが混合し、反応することが抑制される。
なお、回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さｈ１は、成膜時の真空容器１内の圧力、回転テーブル２の回転速度、供給する分離ガス（Ｎ２ガス）の供給量などを考慮し、分離空間Ｈの圧力を空間４８１、４８２の圧力に比べて高くするのに適した高さに設定することが好ましい。
一方、天板１１の下面には、回転テーブル２を固定するコア部２１の外周を囲む突出部５（図２及び図３）が設けられている。この突出部５は、本実施形態においては、凸状部４における回転中心側の部位と連続しており、その下面が天井面４４と同じ高さに形成されている。
先に参照した図１は、図３のＩ−Ｉ'線に沿った断面図であり、天井面４５が設けられている領域を示している。一方、図５は、天井面４４が設けられている領域を示す断面図である。図５に示すように、扇型の凸状部４の周縁部（真空容器１の外縁側の部位）には、回転テーブル２の外端面に対向するようにＬ字型に屈曲する屈曲部４６が形成されている。この屈曲部４６は、凸状部４と同様に、分離領域Ｄの両側から処理ガスが侵入することを抑制して、両処理ガスの混合を抑制する。扇型の凸状部４は天板１１に設けられ、天板１１が容器本体１２から取り外せるようになっていることから、屈曲部４６の外周面と容器本体１２との間には僅かに隙間がある。屈曲部４６の内周面と回転テーブル２の外端面との隙間、及び屈曲部４６の外周面と容器本体１２との隙間は、例えば回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さと同様の寸法に設定されている。
容器本体１２の内周壁は、分離領域Ｄにおいては図５に示すように屈曲部４６の外周面と接近して垂直面に形成されているが、分離領域Ｄ以外の部位においては、図１に示すように例えば回転テーブル２の外端面と対向する部位から底部１４に亘って外方側に窪んでいる。以下、説明の便宜上、概ね矩形の断面形状を有する窪んだ部分を排気領域と記す。具体的には、第１の処理領域Ｐ１に連通する排気領域を第１の排気領域Ｅ１と記し、第２の処理領域Ｐ２に連通する領域を第２の排気領域Ｅ２と記す。これらの第１の排気領域Ｅ１及び第２の排気領域Ｅ２の底部には、図１から図３に示すように、それぞれ、第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０が形成されている。第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０は、図１及び図３に示すように各々排気管６３０、６３１を介して真空排気手段である例えば真空ポンプ６４０、６４１に接続されている。また、第１の排気口６１０と真空ポンプ６４０との間の排気管６３０には圧力調整手段である自動圧力制御機器（ＡＰＣ、Auto Pressure Controller）６５０が設けられている。同様に、第２の排気口６２０と真空ポンプ６４１との間の排気管６３１には圧力調整手段である自動圧力制御器６５１が設けられ、第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０の排気圧力が、各々独立して制御可能に構成されている。
回転テーブル２と真空容器１の底部１４との間の空間には、図１及び図５に示すように加熱手段であるヒータユニット７が設けられ、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウェハＷが、プロセスレシピで決められた温度（例えば４５０℃）に加熱される。回転テーブル２の周縁付近の下方側には、回転テーブル２の上方空間から排気領域Ｅ１、Ｅ２に至るまでの雰囲気とヒータユニット７が置かれている雰囲気とを区画して回転テーブル２の下方領域へのガスの侵入を抑えるために、リング状のカバー部材７１が設けられている。このカバー部材７１は、回転テーブル２の外縁部及び外縁部よりも外周側を下方側から臨むように設けられた内側部材７１ａと、この内側部材７１ａと真空容器１の内壁面との間に設けられた外側部材７１ｂと、を備えている。外側部材７１ｂは、分離領域Ｄにおいて凸状部４の外縁部に形成された屈曲部４６の下方にて、屈曲部４６と近接して設けられ、内側部材７１ａは、回転テーブル２の外縁部下方（及び外縁部よりも僅かに外側の部分の下方）において、ヒータユニット７を全周に亘って取り囲んでいる。
ヒータユニット７が配置されている空間よりも回転中心寄りの部位における底部１４は、回転テーブル２の下面の中心部付近におけるコア部２１に接近するように上方側に突出して突出部１２ａをなしている。この突出部１２ａとコア部２１との間は狭い空間になっており、また底部１４を貫通する回転軸２２の貫通穴の内周面と回転軸２２との隙間が狭くなっていて、これら狭い空間はケース体２０に連通している。そしてケース体２０にはパージガスであるＮ２ガスを狭い空間内に供給してパージするためのパージガス供給管７２が設けられている。また真空容器１の底部１４には、ヒータユニット７の下方において周方向に所定の角度間隔で、ヒータユニット７の配置空間をパージするための複数のパージガス供給管７３が設けられている（図５には一つのパージガス供給管７３を示す）。また、ヒータユニット７と回転テーブル２との間には、ヒータユニット７が設けられた領域へのガスの侵入を抑えるために、外側部材７１ｂの内周壁（内側部材７１ａの上面）から突出部１２ａの上端部との間を周方向に亘って覆う蓋部材７ａが設けられている。蓋部材７ａは例えば石英で作製することができる。
また、真空容器１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続されていて、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスであるＮ２ガスを供給するように構成されている。この空間５２に供給された分離ガスは、突出部５と回転テーブル２との狭い隙間５０を介して回転テーブル２のウェハ載置領域側の表面に沿って周縁に向けて吐出される。空間５０は分離ガスにより空間４８１及び空間４８２よりも高い圧力に維持され得る。したがって、空間５０により、第１の処理領域Ｐ１に供給されるＳｉ含有ガスと第２の処理領域Ｐ２に供給される酸化ガスとが、中心領域Ｃを通って混合することが抑制される。すなわち、空間５０（又は中心領域Ｃ）は分離空間Ｈ（又は分離領域Ｄ）と同様に機能することができる。
さらに、真空容器１の側壁には、図２、図３に示すように、外部の搬送アーム１０と回転テーブル２との間で基板であるウェハＷの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されている。この搬送口１５は図示しないゲートバルブにより開閉される。また回転テーブル２におけるウェハ載置領域である凹部２４はこの搬送口１５に臨む位置にて搬送アーム１０との間でウェハＷの受け渡しが行われることから、回転テーブル２の下方側において受け渡し位置に対応する部位に、凹部２４を貫通してウェハＷを裏面から持ち上げるための受け渡し用の昇降ピン及びその昇降機構（いずれも図示せず）が設けられている。
また、本実施形態による基板処理装置には、図１に示すように、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１００が設けられており、この制御部１００のメモリ内には、制御部１００の制御の下に、後述する基板処理を基板処理装置に実施させるプログラムが格納されている。このプログラムは後述の基板処理を実行するようにステップ群が組まれており、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの記録媒体１０２に記憶されており、所定の読み取り装置により記憶部１０１へ読み込まれ、制御部１００内にインストールされる。
さらに、図１に示すように、回転軸２２の周囲の容器本体１２の底部１４とケース体２０との間には、ベローズ１６が設けられている。また、ベローズ１６の外側には、回転テーブル２を昇降させ、回転テーブル２の高さを変更可能な昇降機構１７が設けられている。かかる昇降機構１７により、回転テーブル２を昇降させ、回転テーブル２の昇降に対応して、ベローズ１６を伸縮させることで、天井面４５とウェハＷとの間の距離を変更可能に構成される。回転テーブル２の回転軸を構成する構成要素の一部にベローズ１６及び昇降機構１７を設けることで、ウェハＷの処理面を平行に保ったまま、天井面４５とウェハＷとの間の距離を変更することができる。なお、昇降機構１７は、回転テーブル２を昇降可能であれば、種々の構成により実現されてよいが、例えば、ギア等により、回転軸２２の長さを伸縮させる構造であってもよい。
かかる昇降機構１７を設けたのは、真空容器１内が４００℃以上の高温に保たれて基板処理が行われた場合、ウェハＷの搬出及び搬入のためにヒータユニット７を停止したとしても、真空容器１内はなお高温に保たれ、真空容器１内にウェハＷを搬入して回転テーブル２上に載置する際、ウェハＷが大きく反ってしまうという現象が発生するからである。
図６は、回転テーブル２が下降した状態の一例を示した部分拡大図である。図６に示されるように、ウェハＷを回転テーブル２上に載置する際には、回転テーブル２を下降させておき、ウェハＷが反ったとしても、天井面４４に接触しないだけの距離ｄ１を有する空間を保つようにする（天井面４４と突出部５の下面は同じ高さ）。一方、総てのウェハＷの反りが収まり、回転テーブル２を回転させてウェハＷに成膜処理を施す際には、ウェハＷと天井面４４とのクリアランスを狭く保つ必要があるため、回転テーブル２を上昇させた状態で成膜処理を行う。このような回転テーブル２の昇降機構１７を設けることにより、反ったウェハＷの天井面４４、４５との接触によるウェハＷの損傷を防止できる。また、回転テーブル２上に載置されたウェハＷが未だ反った状態であっても、反りが収まるのを待つことなく回転テーブル２を間欠的に回転移動させ、複数の凹部２４に順次ウェハＷを載置することができ、生産性を向上させることができる。つまり、回転テーブル２と天井面４４、４５との間に余裕があるので、回転テーブル２の凹部２４上に１枚のウェハＷを載置した後、載置したウェハＷの反りが収まる前に次のウェハＷを次の凹部２４上に載置することができる。これにより、複数枚のウェハＷを回転テーブル２上に載置する全体時間を短縮でき、生産性を向上させることができる。なお、回転テーブル２と天井面４４との空間の距離ｄ１は、８〜１８ｍｍの範囲、好ましくは１０〜１５ｍｍの範囲に設定され、具体的には例えば、１３ｍｍに設定されてもよい。
図６に示されるように、回転テーブル２が下降しているときには、回転テーブル２の上方に天井面４４との距離ｄ１の空間が形成されるとともに、回転テーブル２の下面と蓋部材７ａとの間の間隔の距離ｄ２は非常に狭くなり、例えば、３ｍｍ程度である。この状態では、処理ガスが回転テーブル２の下方を通過することは殆ど無く、第２の処理領域Ｐ２に供給された第２の処理ガスが、回転テーブル２の下面を通過して第１の処理領域Ｐ１に到達し、第１の排気口６１０から排気されることは殆ど無い。
図７は、回転テーブル２が上昇した状態の一例を示した図である。図７に示されるように、回転テーブル２が上昇すると、回転テーブル２と処理ガスノズル３１、３２との間隔の距離ｄ１は非常に狭くなり、例えば３ｍｍ程度となるが、回転テーブル２と蓋部材７ａとの間隔の距離ｄ２は大きくなり、処理ガスが連通可能な連通空間Ｓとなる。上述のように、最初に回転テーブル２の下面が３ｍｍのクリアランス（距離ｄ２）で、上昇後に天井面４４と３ｍｍのクリアランス（距離ｄ１）となれば、回転テーブル２の下面の蓋部材７ａとの間隔の距離ｄ２は、やはり８〜１８ｍｍ程度、例えば１３ｍｍとなる。このような状態でウェハＷに成膜等の処理を行うと、処理ガスが回転テーブル２の下に形成された連通空間を連通し、第２の処理ガスが第１の処理領域Ｐ１に到達し、第１の排気口６１０から排気されるという現象が発生する。そうすると、第１の処理ガスと第２の処理ガスとがＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）反応し、シリコン酸化膜等の不要な反応生成物が第１の排気口６１０に堆積してしまう。
かかる現象を防止すべく、本発明の実施形態に係る基板処理装置では、第２の処理ガスが第１の排気口６１０に向かって流れる際の第１の排気口６１０付近のコンダクタンスを低下させるコンダクタンス低下手段を設け、第２の処理ガスが第１の排気口６１０から排気することを防止する構成としている。以下、その構成及び機能について詳細に説明する。
図８は、本発明の実施形態に係る基板処理装置の一例の第１の排気口６１０の周辺の拡大図である。図８に示されるように、回転テーブル２と第１の排気口６１０との間に、コンダクタンス低下ブロック９０が設けられている。コンダクタンス低下ブロック９０は、回転テーブル２の外周側面の外側に設けられ、回転テーブル２及び回転テーブル２の下方の連通空間Ｓを外側から覆うように設けられる。コンダクタンス低下ブロック９０は、鉛直方向に延びる壁面９１と、壁面９１の下端から外側に広がるように延びる水平面９２を有し、全体として、Ｌ字型の断面形状を有する。壁面９１は、回転テーブル２が上昇して回転テーブル２の下方に連通空間Ｓが形成された状態で、回転テーブル２と連通空間Ｓを側面から覆うことができる高さを有する。このように、回転テーブル２の外側に壁面９１を設置することにより、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓの第１の排気口６１０付近の圧力を高め、コンダクタンスを低下させることができる。つまり、第１の排気口６１０は真空ポンプ６４０により真空排気されているため、周囲よりも圧力が低い状態であるが、処理ガスノズル３２と第１の排気口６１０との間の経路に壁面９１を設けることにより、第１の排気口６１０周辺のコンダクタンスを低下させ、第２の処理ガスが第１の排気口６１０に到達するのを防止することができる。なお、壁面９１と回転テーブル２の外周側面との間の距離（クリアランス）は、例えば、０．５〜４ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。このような狭い間隔のクリアランスの設定であれば、連通空間Ｓの第１の排気口６１０周辺の圧力を高め、コンダクタンスを十分に低下させることができるからである。
なお、水平面９２は、壁面９１の下端から水平に所定幅を有して外側に延びるとともに、回転テーブル２の外周側面に沿って円弧状に延在し、第１の排気口６１０が形成されている面上に載置され、第１の排気口６１０が形成されている底面を覆うとともに、壁面９１を支持する支持部として機能する。
図９は、コンダクタンス低下ブロック９０と処理ガスノズル３１との関係の一例を示した図である。図９に示されるように、処理ガスノズル３１は、コンダクタンス低下ブロック９０の上方に配置される。処理ガスノズル３１とコンダクタンス低下ブロック９０の壁面９１の上面とのクリアランスは、例えば、２〜５ｍｍの範囲に設定されてよく、より具体的には、例えば、２．５ｍｍに設定される。
なお、コンダクタンス低下ブロック９０は、回転テーブル２及び連通空間Ｓの外側を側面から覆うことができる壁面９１を有すれば、種々の材料から構成されてよいが、コンタミネーションを防ぐ観点から、例えば、回転テーブル２と同様に石英から構成されてもよい。
図１０は、コンダクタンス低下ブロック９０の壁面９１が形成されず、水平面９２のみ設けられた比較例に係る基板処理装置の一例を示した図である。図１０（ａ）は、第１の排気口付近の構成を示した図であり、図１０（ｂ）は、処理ガスノズル３１付近の構成を示した図である。
図１０（ａ）に示されるように、鉛直方向に延在する壁面９１が存在しないと、連通空間Ｓは第１の排気口６１０と直接的に連通し、第２の処理ガスが第１の排気口６１０に流れやすい状態となる。図１０（ｂ）は、第１の排気口６１０の周辺ではないが、連通空間Ｓが回転テーブル２よりも外側の空間と連通し、第２の処理ガスが容易に第１の排気口６１０に流れることが可能な構成であることが分かる。
図１０との比較で分かるように、回転テーブル２の外周側面に壁面９１を有するコンダクタンス低下ブロック９０を設置することにより、第１の排気口６１０の周辺のコンダクタンスを低下させ、第２の処理ガスが第１の排気口６１０に容易に到達することを防ぐことができる。
図１１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置のコンダクタンス低下ブロックの平面配置を説明するための平面図である。図１１において、第１の排気口６１０と処理ガスノズル３２との間を遮蔽するように、コンダクタンス低下ブロック９０が設けられている。このように、第１の排気口６１０と処理ガスノズル３２とを結ぶ連通空間Ｓのコンダクタンスを低下させるべく、コンダクタンス低下ブロック９０は、処理ガスノズル３２に対して第１の排気口６１０を覆うように設けられることが好ましい。コンダクタンス低下ブロック９０は、第１の処理領域Ｐ１の外側全体を覆うように設けられ、回転テーブル２の回転方向下流側に設けられた分離領域Ｄの上流側１／４程度をカバーするように設けられている。また、コンダクタンス低下ブロック９０は、上流側には、第１の処理領域Ｐ１の上流端まで延びている。このように、コンダクタンス低下ブロック９０は、十分に第１の排気口６１０及びその周辺のコンダクタンスを低下させるべく、第１の処理領域Ｐ１を包含し、更に分離領域Ｄまで延びるように回転テーブル２の外周側面に沿って設けられてもよい。一方、第２の処理ガスが第１の排気口６１０に到達しなければ、コンダクタンス低下ブロック９０をもっと狭い範囲で設けることも可能であり、例えば、第１の処理領域Ｐ１の一部にのみ設けるようにしてもよい。このように、コンダクタンス低下ブロック９０は、用途に応じて種々の大きさ及び配置で設置することが可能である。
次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置を用いた基板処理について説明する。その際、これまでに参照した図面を適宜参照する。
先ず、回転テーブル２を下降済みの状態で、図示しないゲートバルブを開き、外部から搬送アーム１０により搬送口１５（図３）を介してウェハＷを回転テーブル２の凹部２４内に受け渡す。回転テーブル２の下降は、制御部１００が、昇降機構１７を制御することにより行ってよい。この受け渡しは、凹部２４が搬送口１５に臨む位置に停止したときに凹部２４の底面の貫通孔を介して真空容器１の底部側から不図示の昇降ピンが昇降することにより行われる。このようなウェハＷの受け渡しを、回転テーブル２を間欠的に回転させて行い、回転テーブル２の５つの凹部２４内に夫々ウェハＷを載置する。その際、ウェハＷに反りが生じ得るが、回転テーブル２が下降しており、上方に空間が形成されているため、ウェハＷの反りが収束するのを待つ前に、次々と回転テーブル２を間欠的に回転させ、凹部２４上に複数枚のウェハＷを載置する。ウェハＷの載置が終了し、ウェハＷの反りが十分に低減したら、制御部１００は、昇降機構１７を制御して回転テーブル２を上昇させ、基板処理を行うのに適切な位置で停止させる。
続いてゲートバルブを閉じ、真空ポンプ６４０により真空容器１を最低到達真空度まで排気した後、分離ガスノズル４１、４２から分離ガスであるＡｒガス又はＮ２ガスを所定の流量で吐出し、分離カス供給管５１及びパージガス供給管７２、７３からもＡｒガス又はＮ２ガスを所定の流量で吐出する。
次いで、回転テーブル２を時計回りに例えば２０ｒｐｍの回転速度で回転させながら、ヒータユニット７によりウェハＷを例えば４００℃に加熱する。
この後、反応ガスノズル３１、３２から夫々Ｓｉ含有ガス及びＯ３ガスを吐出する。また、必要に応じて、プラズマガスノズル３３から、所定の流量比で混合されたＡｒガス、Ｏ２ガス、及びＨ２ガスの混合ガスを真空容器１内に供給し、高周波電源からプラズマ発生器８０のアンテナに高周波電力を例えば７００Ｗの電力で供給する。これにより、プラズマが生成され、成膜された膜の改質が行われる。
ここで、回転テーブル２が一回転する間、以下のようにしてウェハＷにシリコン酸化膜が成膜される。すなわち、ウェハＷが、先ず、反応ガスノズル３１の下方の第１の処理領域Ｐ１を通過する際、ウェハＷの表面にはＳｉ含有ガスが吸着する。Ｓｉ含有ガスは、例えば、有機アミノシランガスであってもよく、具体的には、例えば、ジイソプロピルアミノシランであってもよい。次に、ウェハＷが、反応ガスノズル３２の下方の第２の処理領域Ｐ２を通過する際、反応ガスノズル３２からのＯ３ガスによりウェハＷ上のＳｉ含有ガスが酸化され、酸化シリコンの一分子層（又は数分子層）が形成される。次いで、ウェハＷが、プラズマ発生器８０の下方を通過する場合には、ウェハＷ上の酸化シリコン層は活性酸素種及び活性水素種に晒される。酸素ラジカルなどの活性酸素種は、例えばＳｉ含有ガスに含まれ酸化シリコン層中に残留した有機物を酸化することによって酸化シリコン層から離脱させるように働く。これにより、酸化シリコン層を高純度化することができる。
ここで、回転テーブル２の下方には、Ｏ３ガスが第１の排気口６１０に到達し得る連通空間Ｓが形成されているが、第１の排気口６１０付近にはコンダクタンス低下ブロック９０が設置されているため、第１の排気口６１０付近のコンダクタンスは低下しており、Ｏ３ガスは第１の排気口６１０に到達せず、第２の排気口６２０からＡｒガス等とともに排気される。これにより、第１の排気口６１０に不要なシリコン酸化膜が生成するのを防止することができる。
以下、所望の膜厚を有する酸化シリコン膜が形成される回数だけ回転テーブル２を回転した後、Ｓｉ含有ガスと、Ｏ３ガスと、必要に応じて供給するＡｒガス、Ｏ２ガス、及びＮＨ３ガスの混合ガスとの供給を停止することにより基板処理を終了する。続けて、分離ガスノズル４１、４２、分離カス供給管５１、及びパージガス供給管７２、７３からのＡｒガス又はＮ２ガスの供給も停止し、回転テーブル２の回転を停止する。この後、真空容器１内にウェハＷを搬入したときの手順と逆の手順により、真空容器１内からウェハＷが搬出される。
なお、本実施形態においては、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとして酸化ガスを用いた例を挙げて説明したが、原料ガスと反応ガスの組み合わせは、種々の組み合わせとすることができる。例えば、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとしてアンモニア等の窒化ガスを用い、シリコン窒化膜を成膜するようにしてもよい。また、原料ガスをチタン含有ガス、反応ガスを窒化ガスとし、窒化チタン膜を成膜してもよい。このように、原料ガスは有機金属ガス等の種々のガスから選択可能であるし、反応ガスも、酸化ガス、窒化ガス等の原料ガスと反応して反応生成物を生成可能な種々の反応ガスを用いることができる。
次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置を用いて基板処理を実施した場合のシミュレーション結果について説明する。
図１２は、実施例１に係るシミュレーション結果を示した図である。実施例１に係るシミュレーションは、コンダクタンス低下ブロック９０を設け、真空容器１内の圧力を４Ｔｏｒｒに設定し、回転テーブル２を上昇させた場合のシミュレーション結果である。他の基板処理条件としては、真空容器１内の温度を４００℃、回転テーブル２の回転速度を２０ｒｐｍに設定した。また、分離ガスとしてはＡｒガスを用い、回転軸２２の上方の分離ガス供給管５１からは３ｓｌｍ、回転軸２２の下方のパージガス供給管７２からは１．８ｓｌｍ、分離ガスノズル４１、４２からは５ｓｌｍの流量でＡｒガスを各々供給した。原料ガスとしては、シリコン含有ガスであるジイソプロピルアミノシランを用い、処理ガスノズル３１から、キャリアガスであるＡｒガス（流量１ｓｌｍ）とともに供給した。また、プラズマガスノズル３３から、Ａｒガスを１５ｓｌｍ、Ｏ２ガスを７５ｓｃｃｍの流量で供給した。更に、処理ガスノズル３２から、Ｏ２ガスを６ｓｌｍの流量で供給した。また、連通空間Ｓの回転テーブル２と蓋部材７ａとの間の距離ｄ２は１３ｍｍである。コンダクタンス低下ブロック９０の壁面９１と回転テーブル２の外周側面とのクリアランスは、２ｍｍとした。
図１２（ａ）は、回転テーブル２上のＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。なお、以後、図１２以降の総てのシミュレーション結果において、容器本体１２の配置は、図１１に示した配置と同様であり、搬出口１５が紙面の下側に配置され、第１の処理領域Ｐ１、処理ガスノズル３１及び第１の排気口６１０が右上側、第２の処理領域Ｐ２に対応する第２の排気口６２０が左上側、処理ガスノズル３２が右下側に配置されている。また、図１２（ａ）〜（ｄ）において、最もガス濃度が高いレベルの領域をレベルＡ、ガス濃度が低いレベルの領域をレベルＢ、ガス濃度が殆ど検出されないレベルの領域をレベルＣとして示してある。
図１２（ａ）に示されるように、回転テーブル２上では、Ｏ２濃度は処理ガスノズル３２付近のみレベルＡ、Ｂ、第２の排気口６２０付近がレベルＢであり、第１の排気口６１０はレベルＣであり、殆ど酸素は検出されない。つまり、回転テーブル２上では、Ｏ２ガスの独立排気は適切に行われていることが示されている。
図１２（ｂ）は、回転テーブル２の下方の連通空間ＳにおけるＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおいても、Ｏ２濃度は第１の排気口６１０ではレベルＣであり、第２の排気口６２０でレベルＢとなっており、第１２の排気口６２０にＯ２ガスが向かう流れが形成されている。よって、コンダクタンス低下ブロック９０を設けることにより、第１の排気口６１０からＯ２ガスが排気される現象を防止できていることが示されている。
図１２（ｃ）は、回転テーブル２上のジイソプロピルアミノシランガス濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１２（ｃ）に示されるように、回転テーブル２上では、ジイソプロピルアミノシランガス濃度は、第１の処理領域Ｐ１内でのみレベルＡ、Ｂが検出され、他の領域ではレベルＣとなっている。よって、回転テーブル２上では、ジイソプロピルアミノシランガスの第１の排気口６１０での独立排気が実現できている。
図１２（ｄ）は、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおけるジイソプロピルアミノシランガス濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１２（ｄ）に示されるように、第１の排気口６１０でのみレベルＢの濃度が検出され、他はレベルＣとなっている。よって、イソプロピルアミノシランガスは、第１の排気口６１０のみから独立排気されていることが分かる。
このように、コンダクタンス低下ブロック９０を設けることにより、処理ガスノズル３２から第１の排気口６１０に向かうＯ２ガスのコンダクタンスを低下させイソプロピルアミノシランガス及び、Ｏ２ガスの第１及び第２の排気口６１０、６２０での独立排気が可能となっていることが分かる。
図１３は、比較例１に係るシミュレーション結果を示した図である。比較例１に係るシミュレーション結果では、コンダクタンス低下ブロック９０の壁面９１を設けず、水平面９２のみが設置された状態であり、その他の条件及びガス濃度レベルの表記は、図１２で説明した実施例１に係るシミュレーション結果と同様である。
図１３（ａ）は、回転テーブル２上のＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１３（ａ）に示されるように、第１の排気口６１０付近にレベルＡ、ＢのＯ２濃度が検出され、第２の排気口６２０におけるレベルＢよりも高いＯ２濃度が検出されており、Ｏ２ガスの第１の排気口６１０への混入が若干見られる。
図１３（ｂ）は、回転テーブル２の下方の連通空間ＳにおけるＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１３（ｂ）において、第１の排気口６１０付近でレベルＡ、ＢのＯ２濃度が検出され、第２の排気口６２０付近でレベルＢのＯ２濃度が検出されている。このように、コンダクタンス低下ブロック９０を設けない場合、処理ガスノズル３２か供給されたＯ２ガスが第１の排気口６１０に混在してしまい、独立排気を行うことができない。
図１３（ｃ）は、回転テーブル２上のイソプロピルアミノシラン濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１３（ｃ）において、第１の処理領域Ｐ１及ぶ第１の排気口６１０付近にのみイソプロピルアミノシランのレベルＡ、Ｂの濃度が検出され、回転テーブル２上では、原料ガスの独立排気が適切に行われていることが分かる。
図１３（ｄ）は、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおけるイソプロピルアミノシラン濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１３（ｄ）において、第１の排気口６１０付近にのみレベルＢのイソプロピルアミノシラン濃度が検出され、原料ガスについては、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓでも独立排気が適切に行われていることが分かる。
このように、比較例１に係るシミュレーション結果では、原料ガスであるイソプロピルアミノシランについては、第１の排気口６１０から独立排気が行われているが、酸化ガスであるＯ２ガスについては、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓで多量の第１の排気口６１０への流入が見られ、適切な独立排気が行われていない。よって、比較例１に係るシミュレーション結果では、コンダクタンス低下ブロック９０を設けないと、適切な独立排気を行うことが困難であることが示された。
図１４は、実施例１及び比較例１に係るシミュレーション結果の圧力分布を示した図である。なお、図１４において、圧力が最も高いレベルの領域をレベルＡ、圧力が中間のレベルの領域をレベルＢ、圧力が最も低いレベルの領域をレベルＣとして示している。
図１４（ａ）は、実施例１に係るシミュレーション結果の回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおける圧力分布を示した図である。図１４（ａ）に示されるように、コンダクタンス低下ブロック９０を設置することにより、第１の排気口６１０のレベルＣの圧力よりも、コンダクタンス低下ブロック９０で囲まれた領域の圧力がレベルＢで高くなっている。これは、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓに進入したＯ２が、原料ガス供給領域である第１の処理領域Ｐ１側に流れることを抑制されているため、第１の処理領域Ｐ１側の連通空間Ｓの圧力が第１の排気口６１０よりも高圧になっていることを意味する。よって、コンダクタンス低下ブロック９０を設けることにより、第１の処理領域Ｐ１側のコンダクタンスが低下していることが示されている。
図１４（ｂ）は、比較例１に係るシミュレーション結果の回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおける圧力分布を示した図である。図１４（ａ）に示されるように、コンダクタンス低下ブロック９０を設置しないと、第１の排気口６１０の圧力と、第１の処理領域Ｐ１内の第１の排気口６１０付近の圧力が、同レベルのレベルＣとなっている。これは、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓから、第１の排気口６１０に向かうガスの流れが阻害されてないことを意味し、第１の排気口６１０へのＯ２ガスの混入を防止できていないことが示されている。
図１５は、実施例２に係るシミュレーション結果を示した図である。実施例２に係るシミュレーションでは、真空容器１内の圧力を７Ｔｏｒｒに設定した以外は、実施例１に係るシミュレーションと同じ処理条件である。
図１５（ａ）は、回転テーブル２上のＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果であり、図１５（ｂ）は、回転テーブル２の下方の連通空間ＳにおけるＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１５（ｃ）は、回転テーブル２上のジイソプロピルアミノシランガス濃度分布を示したシミュレーション結果であり、図１５（ｄ）は、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおけるジイソプロピルアミノシランガス濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１５（ａ）〜（ｄ）においても、最もガス濃度が高いレベルの領域をレベルＡ、ガス濃度が低いレベルの領域をレベルＢ、ガス濃度が殆ど検出されないレベルの領域をレベルＣとして示してある。
図１５（ａ）〜（ｄ）においても、実施例１に係るシミュレーション結果を示した図１２（ａ）〜（ｄ）とほぼ同様の結果が示されている。即ち、図１５（ａ）に示されるように、回転テーブル２上において、第１の排気口６１０にＯ２ガスの混入は見られない。また、図１５（ｂ）に示されるように、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおいても、第１の排気口６１０にＯ２ガスの混入は見られず、Ｏ２ガスは第２の排気口６２０から排気されている。
図１５（ｃ）に示されるように、回転テーブル２上で、ジイソプロピルアミノシランガスは第１の排気口６１０のみから独立排気されている。また、図１５（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおいても、イソプロピルアミノシランガスは第１の排気口６１０のみから独立排気されている。
このように、図１２、１５に示した実施例１、２より、コンダクタンス低下ブロック９０を設けることにより、真空容器１内の圧力を変化させても、Ｏ２ガスを第１の排気口６１０から独立排気することができることが示された。
図１６は、比較例２に係るシミュレーション結果を示した図である。比較例２に係るシミュレーション結果では、コンダクタンス低下ブロック９０の壁面９１を設けず、水平面９２のみが設置された状態であり、その他の条件及びガス濃度レベルの表記は、図１５で説明した実施例２に係るシミュレーション結果と同様である。
図１６（ａ）は、回転テーブル２上のＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果であり、図１６（ｂ）は、回転テーブル２の下方の連通空間ＳにおけるＯ２濃度分布を示したシミュレーション結果である。図１６（ｃ）は、回転テーブル２上のイソプロピルアミノシラン濃度分布を示したシミュレーション結果であり、図１６（ｄ）は、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおけるイソプロピルアミノシラン濃度分布を示したシミュレーション結果である。
図１６（ａ）〜（ｄ）においても、比較例１に係るシミュレーション結果を示した図１３（ａ）〜（ｄ）とほぼ同様の結果が示されている。即ち、図１６（ａ）に示されるように、回転テーブル２上において、第１の排気口６１０にレベルＢのＯ２ガスの混入が若干見られる。また、図１６（ｂ）に示されるように、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおいては、第１の排気口６１０にＯ２ガスが多量に混入し、Ｏ２ガスは第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０の双方から排気されてしまっている。
なお、図１６（ｃ）に示されるように、ジイソプロピルアミノシランガスについては、回転テーブル２上で第１の排気口６１０のみから独立排気されている。また、図１６（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおいても、イソプロピルアミノシランガスは第１の排気口６１０のみから独立排気されている。
このように、図１３、１５に示した比較例１、２から、コンダクタンス低下ブロック９０を設置しないと、真空容器１内の圧力条件を変更しても、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおいて酸化ガスが第１の排気口６１０に混入してしまうことが示された。
図１７は、実施例２及び比較例２に係るシミュレーション結果の圧力分布を示した図である。なお、図１７において、圧力が最も高いレベルの領域をレベルＡ、圧力が中間のレベルの領域をレベルＢ、圧力が最も低いレベルの領域をレベルＣとして示している。
図１７（ａ）は、実施例２に係るシミュレーション結果の回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおける圧力分布を示した図である。図１７（ａ）に示されるように、コンダクタンス低下ブロック９０を設置することにより、第１の排気口６１０のレベルＣの圧力よりも、第１の処理領域Ｐ１を含む回転テーブル２の下方の連通空間Ｓの圧力が、レベルＡで高くなっている。これは、上述のように、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓに進入したＯ２が、第１の処理領域Ｐ１側を含む連通空間Ｓに流れることを抑制されているため、第１の処理領域Ｐ１側を含む連通空間Ｓの圧力が第１の排気口６１０よりも高圧になっていることを意味する。よって、コンダクタンス低下ブロック９０を設けることにより、第１の処理領域Ｐ１側のコンダクタンスが低下していることが示されている。
一方、図１７（ｂ）は、比較例２に係るシミュレーション結果の回転テーブル２の下方の連通空間Ｓにおける圧力分布を示した図である。図１７（ａ）に示されるように、コンダクタンス低下ブロック９０を設置しないと、第１の排気口６１０の圧力と、第１の処理領域Ｐ１内の第１の排気口６１０周辺の圧力が、同レベルのレベルＣとなっている。これは、回転テーブル２の下方の連通空間Ｓから、第１の排気口６１０に向かうガスの流れが阻害されてないことを意味し、第１の排気口６１０へのＯ２ガスの混入を防止できていないことが示されている。
なお、本実施形態においては、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとして酸化ガスを用いた例を挙げて説明したが、原料ガスと反応ガスの組み合わせは、種々の組み合わせとすることができる。例えば、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとしてアンモニア等の窒化ガスを用い、シリコン窒化膜を成膜するようにしてもよい。また、原料ガスをチタン含有ガス、反応ガスを窒化ガスとし、窒化チタン膜を成膜してもよい。このように、原料ガスは有機金属ガス等の種々のガスから選択可能であるし、反応ガスも、酸化ガス、窒化ガス等の原料ガスと反応して反応生成物を生成可能な種々の反応ガスを用いることができる。
また、処理ガスノズル３１、３２及びプラズマガスノズル３３の代わりにシャワーヘッド等の他のガス供給手段を用いてもよいことは上述の通りである。
また、本実施形態において、基板処理として、成膜処理を行った例を挙げて説明したが、複数の排気口を有し、各処理領域に対応した処理ガスを各々独立して排気する基板処理装置であれば、成膜装置以外の基板処理装置にも適用可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
１ 真空容器
２ 回転テーブル
１１ 天板
１２ 容器本体
１５ 搬送口
１６ ベローズ
１７ 昇降機構
２２ 回転軸
２４ 凹部
３１、３２ 処理ガスノズル
３３ プラズマガスノズル
４１、４２ 分離ガスノズル
４４、４５ 天井面
８０ プラズマ発生器
９０ コンダクタンス低下ブロック
９１ 壁面
９２ 水平面
６１０、６２０ 排気口

Claims (14)

  1. 処理室と、
    該処理室内に設けられ、表面上に基板を載置可能であるとともに、昇降可能な回転テーブルと、
    該回転テーブルの周方向に沿った所定箇所に設けられ、第１の処理ガスを前記基板に供給可能な第１の処理ガス供給手段を有する第１の処理ガス供給領域と、
    前記回転テーブルの周方向に沿って前記第１の処理ガス供給領域と離間して設けられ、第２の処理ガスを前記基板に供給可能な第２の処理ガス供給手段を有する第２の処理ガス供給領域と、
    該第１及び第２の処理ガス供給領域に各々対応して前記回転テーブルよりも下方に設けられる第１及び第の２排気口と、
    前記回転テーブルの上昇により生じた前記第１の排気口と前記第２の排気口が連通する連通空間を通じて、前記第２の処理ガスが前記第１の排気口に向かって流れる経路の前記第１の排気口付近のコンダクタンスを低下させるコンダクタンス低下手段と、を有する基板処理装置。
  2. 前記コンダクタンス低下手段は、前記回転テーブルの外周側面の外側に設けられ、前記連通空間を外側から覆う壁面を含む請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記コンダクタンス低下手段は、前記第１の排気口と前記第２の処理ガス供給手段とを結ぶ領域を含めた前記第１の排気口の周辺に配置された請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記コンダクタンス低下手段は、前記第１の処理ガス供給領域の少なくとも一部に設けられた請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記コンダクタンス低下手段は、前記第１の処理領域のほぼ全域を包含して設けられた請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記コンダクタンス低下手段は、前記壁面の下端から外側に水平に所定幅を有して延びるとともに前記回転テーブルの前記外周側面に沿って延在し、前記第１の排気口が形成された面を覆う水平面を有する請求項２乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 前記回転テーブルの前記外周側面と前記コンダクタンス低下手段の前記壁面との間のクリアランスは、０．５〜４ｍｍの範囲である請求項２乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  8. 前記第２の処理ガス供給領域は前記第１の処理ガス供給領域よりも広く、
    前記第１の排気口は、前記第１の処理ガス供給領域の前記回転テーブルの回転方向下流端付近に設けられ、
    前記第２の排気口は、前記第２の処理ガス供給領域の前記回転テーブルの回転方向下流端付近に設けられ、
    前記第２の処理ガス供給手段は、前記第２の排気口よりも前記第１の排気口の方が近い位置に設けられている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  9. 前記回転テーブルの周方向に沿った前記第１の処理ガス供給領域と前記第２の処理ガス供給領域との間には、前記処理室の天井面から前記回転テーブルに向かって下方に突出し、前記第１の処理ガス供給領域と前記第２の処理ガス供給領域とを前記回転テーブルより上方において分離する分離領域が設けられた請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  10. 前記分離領域内には、分離ガスを供給可能な分離ガス供給手段が設けられている請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 前記第１の処理ガス供給手段は、前記基板に吸着可能な原料ガスを供給可能であり、
    前記第２の処理ガス供給手段は、前記原料ガスと反応することにより反応生成物を生成可能な反応ガスを供給可能である請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  12. 前記第２の処理ガス供給手段は、前記反応ガスとして酸化ガス又は窒化ガスを供給可能である請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記回転テーブルは、前記基板を載置する際には下降し、基板処理を行う際には上昇する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  14. 前記基板処理は、前記第１の処理ガス供給手段から前記第１の処理ガスを供給するとともに、前記第２の処理ガス供給手段から前記第２の処理ガスを供給した状態で、前記回転テーブルを回転させることにより行われる請求項１３に記載の基板処理装置。
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