JP5884500B2 - 成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに反応する処理ガスを基板に対して順番に供給することにより、反応生成物を積層して薄膜を形成する成膜装置に関する。

半導体ウエハなどの基板（以下「ウエハ」と言う）に対して例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）などの薄膜を成膜する手法の一つとして、互いに反応する複数種類の処理ガス（反応ガス）をウエハの表面に順番に供給して反応生成物を積層するＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が知られている。このようなＡＬＤ法で成膜する装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、真空容器内に設けられた回転テーブル上に複数枚のウエハを周方向に並べると共に、この回転テーブルに対向するように複数のガス供給ノズルを設けた構成が挙げられる。そして、この装置では、各処理ガスが夫々供給される複数の処理領域をウエハが順番に通過するように回転テーブルを回転させることにより、ウエハへのシリコン含有ガスの吸着処理と、ウエハに吸着したガスの酸化処理と、を交互に多数回に亘って繰り返している。これら処理領域同士の間には、処理ガス同士が互いに混ざり合うことを防止するために、窒素ガスの供給される分離領域が設けられている。

ここで、現実レベルの生産性に見合う程度の成膜速度で成膜処理を行うためには、あるいは各々のウエハに対して各処理ガスを面内に亘って均一に接触させるためには、各処理領域において処理ガスを過剰に供給しておく必要がある。即ち、ウエハの表面には処理ガスが一度にごく僅か（原子層あるいは分子層の例えば１層分）しか吸着せず、従って酸化処理で酸化する膜厚についてもごく僅かなので、処理ガスの流量としては、ウエハの表面との反応（吸着や酸化）が飽和する程度の流量に設定しておけば良いと言える。しかし、実際には真空容器内の雰囲気が真空雰囲気となっており、また窒素ガスが分離領域から処理領域に回り込んでくるので、処理領域では処理ガスとウエハとの接触確率がそれ程高くない。また、回転テーブルが回転しているので、各処理領域をウエハが通過する時間はごく僅かである。そのため、既述のように、処理ガスの流量を必要以上に多く設定している。

従って、例えば既述のシリコン含有ガスについては非常に高価なガスであるため、装置のランニングコストが嵩んでしまう。一方、処理ガスの流量を抑えようとすると、設定通りの成膜レートが得られなくなったり、あるいはウエハに対する成膜処理が面内においてばらついたりしてしまう。
特許文献２には、反応ガスノズルにノズルカバーを設ける技術について記載されているが、良好な成膜レートを得るためには、後述の実施例から分かるように、依然として過剰な量の処理ガスが必要となっている。

特開２０１０−２３９１０２ 特開２０１１−１００９５６

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、互いに反応する処理ガスを順番に供給して基板の表面に反応生成物を積層するにあたり、処理ガスの流量を抑えながら、良好な成膜レートで成膜処理を行うことのできる成膜装置を提供することにある。

本発明の成膜装置は、
真空容器内にて互いに反応する複数種類の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って薄膜を形成する成膜装置において、
前記真空容器内に設けられ、基板を載置する基板載置領域がその上面に形成されると共に、この基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
この回転テーブルの周方向に互いに離間した処理領域に対して互いに異なる処理ガスを夫々供給するための複数の処理ガス供給部と、
各処理領域の雰囲気を分離するために、各処理領域の間に形成された分離領域に対して分離ガスを供給する分離ガス供給部と、
前記真空容器内の雰囲気を真空排気するための排気口と、を備え、
前記複数の処理ガス供給部のうちの少なくとも一つの処理ガス供給部は、前記回転テーブルの中央部から周縁部に向かって伸びると共に、前記回転テーブルに向けて処理ガスを吐出するガス吐出口がその長さ方向に沿って形成されたガスノズルとして構成され、
前記ガスノズルにおける前記回転テーブルの回転方向の上流側及び下流側には、当該ガスノズルから吐出された処理ガスの希薄化を抑えるために分離ガスがその上面側を流れるように、当該ガスノズルの長さ方向に沿って整流板が設けられ、
前記ガスノズル及び前記整流板の上方側には、前記回転方向の上流側の整流板の上面側と、前記回転方向の下流側の整流板の上面側との間を前記分離ガスが通流するための通流空間が形成され、
前記整流板における回転テーブルの外周側の縁部は、前記整流板の下方側の処理ガスが回転テーブルの外側に排出されるのを抑えるために、当該回転テーブルの外周端面と隙間を開けて対向するように下方側に屈曲した屈曲部として構成されていることを特徴とする。

前記成膜装置は、以下のように構成しても良い。前記屈曲部は、前記回転テーブルの外周端面を介して当該回転テーブルの下面側に屈曲している構成。前記ガスノズルと、当該ガスノズルにおける前記回転テーブルの回転方向下流側の処理ガス供給部との間には、前記ガスノズルから前記真空容器内に供給される処理ガスを排気するために、前記回転テーブルと前記真空容器の内壁面との間に排気口が形成され、
この排気口は、平面で見た時に、前記ガスノズルの前記整流板における前記回転テーブルの回転方向下流側の端面よりも前記回転テーブルの回転方向下流側に離間した位置に設けられている構成。

前記ガスノズルと前記真空容器の天井面との間には、当該ガスノズルを長さ方向に沿って覆うように、下面側が開口して前記ガスノズルを収納する箱形のカバー体が設けられ、
このカバー体の開口縁における前記回転テーブルの回転方向上流側の部位及び下流側の部位は、前記整流板の上面に夫々接続されている構成。
平面で見た時における前記真空容器の中心部領域に対して分離ガスを供給する分離ガス供給路を備え、
前記カバー体における前記中心部領域側の下面側開口縁は、この分離ガス供給路から供給される分離ガスが前記ガスノズルの下方側へ回り込むことを抑えるために、前記整流板の下面と高さ位置が揃うように形成されている構成。

前記整流板は、平面で見た時に前記回転テーブルの中心部側から外周部側に向かって広がるように形成され、
前記整流板における前記回転テーブルの外周側の部位と前記屈曲部とは、前記回転テーブルの回転方向における長さ寸法が互いに揃っている構成。
前記ガスノズルは、当該ガスノズルから吐出される処理ガスが基板に沿って通流するように、このガスノズルの下端面と前記回転テーブルの上面との間の離間寸法が前記回転テーブルの回転方向において揃うように形成されている構成。
前記カバー体の内壁面と前記ガスノズルの外壁面との間の離間寸法、前記整流板と前記回転テーブルとの間の離間寸法、及び前記回転テーブルの外周端面と前記屈曲部との間の隙間寸法は、０．５ｍｍ〜３ｍｍに夫々設定されている構成。
前記ガス吐出口は、前記回転テーブルの中心部側では、前記回転テーブルの外周部側よりも開口面積が大きくなるように形成されている構成。

本発明は、真空容器内に処理ガスを供給するための処理ガス供給部の少なくとも一つについて、回転テーブルの中央部から周縁部に向かって伸びるガスノズルとして構成すると共に、当該処理ガス供給部の長さ方向に沿うように配置された整流板を設けている。そして、整流板における回転テーブルの外周側の部位に、回転テーブルの外周端面に沿って下方に伸びる屈曲部を夫々形成している。そのため、ガスノズルから供給される処理ガスと基板とが接触する領域を回転テーブルの回転方向に沿って広く確保しつつ、当該ガスノズルの長さ方向に沿って処理ガスの濃度を揃えることができる。従って、処理ガスの使用量を抑えながら、良好な成膜レートで成膜処理を行うことができる。また、処理ガスの流量を抑えながら、基板の表面に成膜される薄膜について、面内に亘って膜厚を揃えることができる。

本発明の成膜装置の一例を示す縦断面である。 前記成膜装置の横断断面図である。 前記成膜装置の一部を拡大して示す斜視図である。 前記成膜装置の一部を拡大して示す斜視図である。 前記成膜装置の内部の一部を示す縦断面図である。 前記成膜装置の内部の一部を示す縦断面図である。 前記成膜装置の内部の一部を示す斜視図である。 前記成膜装置の内部の一部を示す縦断面図である。 前記成膜装置の内部の一部を示す平面図である。 前記成膜装置のノズルカバーを説明するための説明図である。 前記成膜装置を周方向に展開して示す縦断面図である。 前記成膜装置の一部を示す縦断面図である。 前記成膜装置の一部を拡大して示す縦断面図である。 前記成膜装置において基板に薄膜が成膜される様子を示す模式図である。 前記成膜装置の他の例を示す斜視図である。 前記成膜装置の他の例を示す斜視図である。 前記成膜装置の他の例を示す縦断面図である。 前記成膜装置の他の例を示す縦断面図である。 前記成膜装置の他の例を示す斜視図である。 前記成膜装置の他の例を示す斜視図である。 前記成膜装置の他の例を示す斜視図である。 前記成膜装置の他の例を示す斜視図である。 前記成膜装置の他の例を示す斜視図である。 前記成膜装置の他の例を示す横断平面図である。 前記成膜装置の他の例を示す縦断面図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。 前記成膜装置の実施例を示す特性図である。

本発明の実施の形態の成膜装置の一例について、図１〜図１３を参照して説明する。この成膜装置は、図１及び図２に示すように、平面形状が概ね円形である真空容器１と、この真空容器１内に設けられ、当該真空容器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。始めにこの成膜装置の概略について簡単に説明すると、この装置では、回転テーブル２により公転しているウエハＷに対して、互いに反応する複数種類の処理ガス（反応ガス）を交互に供給することにより、ＡＬＤ法を用いて薄膜を形成している。そして、後で詳述するように、ウエハＷに対する処理ガスの供給量をできるだけ少なく抑えながら、良好な（高い）成膜レートが得られるように、且つウエハＷの面内に亘って均一な膜厚の薄膜が得られるように、この成膜装置を構成している。続いて、成膜装置の各部について詳述する。

真空容器１は、天板１１及び容器本体１２を備えており、天板１１が容器本体１２から着脱できるように構成されている。天板１１の上面側における中央部には、真空容器１内の中心部領域Ｃにおいて互いに異なる処理ガス同士が混ざり合うことを抑制するために、窒素（Ｎ2）ガスを分離ガスとして供給するための分離ガス供給路５１が接続されている。図１中１３は、容器本体１２の上面の周縁部にリング状に設けられたシール部材例えばＯリングである。

回転テーブル２は、中心部にて概略円筒形状のコア部２１に固定されており、このコア部２１の下面に接続されると共に鉛直方向に伸びる回転軸２２によって、鉛直軸周りこの例では時計周りに回転自在に構成されている。図１中２３は回転軸２２を鉛直軸周りに回転させる駆動部であり、２０は回転軸２２及び駆動部２３を収納するケース体である。このケース体２０は、上面側のフランジ部分が真空容器１の底面部１４の下面に気密に取り付けられている。また、このケース体２０には、回転テーブル２の下方領域に窒素ガスをパージガスとして供給するためのパージガス供給管７２が接続されている。真空容器１の底面部１４におけるコア部２１の外周側は、回転テーブル２に下方側から近接するようにリング状に形成されて突出部１２ａをなしている。

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、直径寸法が例えば３００ｍｍのウエハＷを載置するための円形状の凹部２４が基板載置領域として設けられており、この凹部２４は、回転テーブル２の回転方向（周方向）に沿って複数箇所例えば５箇所に形成されている。凹部２４は、ウエハＷを当該凹部２４に落とし込む（収納する）と、ウエハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウエハＷが載置されない領域）とが揃うように、直径寸法及び深さ寸法が設定されている。凹部２４の底面には、ウエハＷを下方側から突き上げて昇降させるための例えば後述する３本の昇降ピンが貫通する貫通孔（図示せず）が形成されている。

図２に示すように、回転テーブル２における凹部２４の通過領域と各々対向する位置には、当該回転テーブル２の中央部から周縁部に向かって伸びるように、各々例えば石英からなる４本のノズル３１、３２、４１、４２が真空容器１の周方向に互いに間隔をおいて放射状に配置されている。これら各ノズル３１、３２、４１、４２は、例えば真空容器１の外周壁から中心部領域Ｃに向かってウエハＷに対向して水平に伸びるように各々取り付けられている。この例では、後述の搬送口１５から見て時計周り（回転テーブル２の回転方向）に分離ガスノズル４１、第１の処理ガスノズル３１、分離ガスノズル４２及び第２の処理ガスノズル３２がこの順番で配列されている。平面で見た時に、これら各ノズル３１、３２、４１、４２の先端部と、ウエハＷにおける回転テーブル２の回転中心側の端部との間の寸法ｅは、例えば３７ｍｍとなっている。また、ノズル３１、３２、４１、４２の下端面と回転テーブル２上のウエハＷとの間の離間寸法ｔは、例えば０．５〜３ｍｍ程度（この例では２ｍｍ）となっている。尚、図２では、処理ガスノズル３１の位置については模式的に示している。

これらノズル３１、３２、４１、４２のうち第１の処理ガスノズル３１以外の各ノズル３２、４１、４２については、基端側（真空容器１の内壁面側）から先端側（回転テーブル２の中心部側）までに亘って円筒形状となるように各々形成されている。一方、第１の処理ガスノズル３１については、基端側から回転テーブル２の外縁部までは円筒形状となっているが、当該外縁部から先端側では、図４に示すように、角筒形状となっている。そして、第１の処理ガスノズル３１は、回転テーブル２の外縁部よりも先端側では、当該処理ガスノズル３１の下端面と回転テーブル２上のウエハＷの表面とが回転テーブル２の回転方向において並行となるように配置されている。このように第１の処理ガスノズル３１を構成した理由については、後で詳述する。第１の処理ガスノズル３１及び第２の処理ガスノズル３２は各々処理ガス供給部をなし、また分離ガスノズル４１、４２は、各々分離ガス供給部をなしている。尚、図１は、図２におけるＡ−Ａ線にて切断した縦断面を示している。

各ノズル３１、３２、４１、４２は、流量調整バルブを介して夫々以下の各ガス供給源（図示せず）に夫々接続されている。即ち、第１の処理ガスノズル３１は、原料ガスであるＳｉ（シリコン）を含む第１の処理ガス例えばＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン：ＳｉＨ2（ＮＨ−Ｃ（ＣＨ3）3）2）ガスなどの供給源に接続されている。第２の処理ガスノズル３２は、酸化ガスである第２の処理ガス例えばオゾン（Ｏ3）ガスと酸素（Ｏ2）ガスとの混合ガスの供給源に接続されている。分離ガスノズル４１、４２は、分離ガスである窒素（Ｎ2）ガスの供給源に各々接続されている。尚、以下においては、便宜上第２の処理ガスをオゾンガスとして説明する。

ガスノズル３１、３２、４１、４２の下面側には、例えば開口径が５ｍｍとなるように形成されたガス吐出孔３３が回転テーブル２の半径方向に沿って複数箇所に各々形成されている。これらノズル３１、３２、４１、４２のうち第１の処理ガスノズル３１以外の各ノズル３２、４１、４２については、ガス吐出孔３３は、回転テーブル２の半径方向に沿って等間隔に形成されている。一方、第１の処理ガスノズル３１のガス吐出孔３３については、図９に示すように、当該第１の処理ガスノズル３１における回転テーブル２の外端縁よりも中央寄りの部位を長さ方向に３等分した時に、これら３つの部位のうち中心部領域Ｃ側の部位では、他の２つの部位と比べてガス吐出孔３３の数量（開口面積）が１．５倍〜３倍程度となるように配置されている。従って、後述するように、第１の処理ガスノズル３１は、回転テーブル２の外縁側よりも中央側において処理ガスの吐出量が多くなるように設定されている。尚、図９は、第１の処理ガスノズル３１を下方側（ウエハＷ側）から見た様子を示しており、ガス吐出孔３３の分布については模式的に描画している。

処理ガスノズル３１の下方領域は、Ｓｉ含有ガスをウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１であり、第２の処理ガスノズル３２の下方領域は、ウエハＷに吸着したＳｉ含有ガスの成分とオゾンガスとを反応させるための第２の処理領域Ｐ２となる。分離ガスノズル４１、４２は、各々第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２とを分離する分離領域Ｄを形成するためのものである。この分離領域Ｄにおける真空容器１の天板１１には、図２に示すように、概略扇形の凸状部４が設けられており、分離ガスノズル４１、４２は、この凸状部４に形成された溝部４３内に収められている。従って、分離ガスノズル４１、４２における回転テーブル２の周方向両側には、各処理ガス同士の混合を阻止するために、図１１（ａ）に示すように、前記凸状部４の下面である低い天井面４４（第１の天井面）が配置され、この天井面４４の前記周方向両側には、当該天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）が配置されている。

凸状部４の周縁部（真空容器１の外縁側の部位）は、回転テーブル２の側周面側を介して各処理ガス同士が互いに混合することを阻止するために、図１２に示すように、回転テーブル２の外端面に対向すると共に容器本体１２に対して僅かに離間するように、Ｌ字型に屈曲して屈曲部４６をなしている。既述の低い天井面４４と回転テーブル２上のウエハＷとの間の離間寸法ｈは、この屈曲部４６と回転テーブル２の側周面との間の寸法と同程度となっており、０．５ｍｍ〜１０ｍｍこの例では２ｍｍに設定されている。尚、図１１は、真空容器１を回転テーブル２の回転方向に沿って切断して展開した縦断面であり、各部の寸法については模式的に示している。

ここで、第１の処理ガスノズル３１の上方側には、図１〜図３に示すように、当該第１の処理ガスノズル３１を長さ方向に亘って覆うように形成された例えば石英からなるノズルカバー（フィン）８１が設けられている。このノズルカバー８１は、第１の処理ガスノズル３１を収納するために下面側が開口する概略箱形のカバー体８２と、このカバー体８２の下面側開口端における回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側に夫々接続された板状体である整流板８３、８３とを備えている。尚、図３（ａ）、（ｂ）はノズルカバー８１を第１の処理ガスノズル３１に取り付けた状態、図４はノズルカバー８１を取り外した状態を夫々示している。また、図３（ｂ）については、後述の水平面部８６の描画を省略している。

カバー体８２は、図５に示すように、内壁面が長さ方向に亘って第１の処理ガスノズル３１の外壁面に倣うように、且つこれら内壁面と外壁面との間の隙間寸法ｄ１、ｄ２が既述の離間寸法ｔと同程度となるように構成されている。従って、第１の処理ガスノズル３１から吐出される処理ガスは、当該第１の処理ガスノズル３１とカバー体８２との間の隙間に回り込みにくくなっている。隙間寸法ｄ１は、回転テーブル２の回転方向における第１の処理ガスノズル３１とカバー体８２との間の距離であり、隙間寸法ｄ２は、高さ方向におけるこれら第１の処理ガスノズル３１とカバー体８２との間の距離である。

カバー体８２の上方側には、分離ガスノズル４２から供給される分離ガスが第１の処理ガスノズル３１の下方側の領域を避けて通流するための通流空間Ｓ１が形成されている。この通流空間Ｓ１の高さ寸法（天板１１の下面とカバー体８２の上面との間の寸法）ｋは、例えば１５〜５ｍｍとなっている。尚、図５は、回転テーブル２の周方向に沿ってカバー体８２及び第１の処理ガスノズル３１を切断した縦断面を示している。

カバー体８２における回転テーブル２の外縁側の側面は、図３に示すように、第１の処理ガスノズル３１を挿入するために開口している。一方、カバー体８２における回転テーブル２の回転中心側の側面は、図７に示すように、既述の分離ガス供給路５１から中心部領域Ｃに供給される分離ガスが第１の処理ガスノズル３１の下方側の領域に回り込むことを抑えるために、当該第１の処理ガスノズル３１の先端側の部位に対向するように配置されている。このカバー体８２における回転テーブル２の回転中心側の下端面と回転テーブル２上のウエハＷとの間の離間寸法は、既述の離間寸法ｔと同程度に設定されている。尚、図７では、処理ガスノズル３１のガス吐出孔３３の配置レイアウトについて、模式的に描画している。

各々の整流板８３、８３は、当該整流板８３、８３の下方側への分離ガスの侵入を抑えると共に、第１の処理ガスノズル３１から吐出される処理ガスを回転テーブル２上のウエハＷに沿って通流させるためのものであり、各々回転テーブル２の表面に沿って水平に伸びると共に、第１の処理ガスノズル３１の長さ方向に亘って形成されている。また、整流板８３、８３は、平面で見た時に回転テーブル２の中心部側から外周部側に向かって各々拡径して概略扇状となるように形成されている。

ここで、これら２つの整流板８３、８３のうち上流側の整流板８３及び下流側の整流板８３に夫々「第１」及び「第２」を付すと、図１０に示すように、平面で見た時に回転テーブル２の半径方向に沿うように第１の整流板８３の上流側の端部を通る直線Ｌ１と、第１の処理ガスノズル３１の中心位置を長さ方向に沿って通る直線Ｌ２とのなす角度αは、例えば１５°となっている。また、平面で見た時に回転テーブル２の半径方向に沿うように第２の整流板８３の下流側の端部を通る直線Ｌ３と、前記直線Ｌ２とのなす角度βは、例えば２２．５°となっている。従って、例えば第１の整流板８３及び第２の整流板８３における回転テーブル２の外縁部の上方側の円弧の長さ寸法ｕは、夫々１８０ｍｍ及び１２０ｍｍとなっている。

そして、第２の整流板８３は、第１の処理ガスノズル３１から後述の排気口６１に向かう処理ガスの流れを阻害しないように構成されている。即ち、第２の整流板８３は、排気口６１の開口縁における回転テーブル２の回転方向下流側の部位及び回転テーブル２の回転中心を通る直線Ｌ４よりも下流側に飛び出さないように配置されている。具体的には、これら直線Ｌ３と直線Ｌ４とのなす角度θは、０°以上例えば７．５°となっている。言い換えると、第１の処理ガスノズル３１は、回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側に夫々整流板８３、８３を配置しても、排気口６１に向かう処理ガスの流れを阻害しない位置に形成されていると言える。尚、図１０はノズルカバー８１や回転テーブル２などを模式的に示しており、「Ｏ」として回転テーブル２の回転中心を描画している。

これら整流板８３、８３についても、整流板８３、８３の下面と回転テーブル２上のウエハＷの表面との間の寸法が既述の離間寸法ｔと同程度になっている。従って、図５に示すように、第１の処理ガスノズル３１の吐出孔３３から回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側を見ると、当該第１の処理ガスノズル３１の下端面及び整流板８３、８３により、処理ガスが回転テーブル２に沿って流れるための空間Ｓ２が回転テーブル２の回転方向に沿って幅広く形成されている。

この時、整流板８３、８３における回転テーブル２の外縁側の縁部は、図１、図３、図６及び図８に示すように、回転テーブル２の外周端面と隙間を開けて対向するように下方側に向かって各々屈曲して屈曲部８４をなしている。従って、屈曲部８４は、平面で見た時に各々円弧状となるように形成されている。屈曲部８４の下端部の高さ位置は、例えば回転テーブル２の下端面の高さ位置と揃うように形成されている。また、回転テーブル２の回転方向における屈曲部８４の長さ寸法は、当該屈曲部８４の高さ方向に亘って、各々の屈曲部８４の接続された整流板８３の外周側の長さ寸法ｕと揃うように形成されている。屈曲部８４と回転テーブル２の側周面との間の寸法ｊは、例えば既述の離間寸法ｔと同じ寸法に設定されている。尚、図５及び図６では、長さ寸法ｕについて簡略化している。

ここで、整流板８３に屈曲部８４を設けた理由について詳述する。図１の成膜装置は、後で説明するように、ウエハＷに対してＳｉ含有ガスとオゾンガスとが交互に供給されるように、回転テーブル２を回転させている。従って、各々のウエハＷは、回転テーブル２が一回転する度に、第１の処理領域Ｐ１、分離領域Ｄ、第２の処理領域Ｐ２及び分離領域Ｄをこの順番で通過する。そのため、Ｓｉ含有ガスの吸着処理及びウエハＷ上に吸着したＳｉ含有ガスの成分の酸化処理について、処理領域Ｐ１、Ｐ２をウエハＷが通過するごく僅かな時間で面内に亘って均一に行われるように、例えば回転テーブル２の回転数や各処理ガスの流量などの各処理条件を設定する必要がある。

しかしながら、処理条件を種々変えて実験やシミュレーションを行ったところ、後述の実施例にも示すように、ノズルカバー８１を設けない場合には、回転テーブル２が１回転する度に既述の吸着処理や酸化処理を飽和させようとすると、即ち成膜速度をできるだけ稼ごうとすると、処理ガスを過剰に供給する必要のあることが分かった。そのため、処理ガスが極めて高価であることから、装置のランニングコストが嵩んでしまう。また、このように処理ガスを過剰に供給しても、面内における膜厚の均一性については、良好な結果を得るのは困難だった。

このように良好な成膜速度及び膜厚の均一性が得られない理由について考察したところ、ウエハＷと処理ガスとの接触確率がそれ程高くないことがその一因として挙げられた。即ち、真空容器１内の圧力がそれ程高くなく、しかも各処理領域Ｐ１、Ｐ２に対して回転テーブル２の上流側及び下流側から各々分離ガスが回り込んでいて処理ガスが希釈されており、更には回転テーブル２が回転しているので、各処理領域Ｐ１、Ｐ２において、ウエハＷと処理ガスとの接触時間を十分に長く取れない。そこで、例えばＳｉ含有ガスを回転テーブル２上のウエハＷに沿って通流させるために、且つ分離ガスの回り込みによる処理ガスの希釈を抑えるために、既述の特許文献２に記載されているように、第１の処理ガスノズル３１の左右両側に整流板８３を設けた構成を検討した。

その結果、実施例にも示すように、成膜速度及び膜厚の均一性について、整流板８３を設けない場合と比べて大きな改善が見られたが、依然として回転テーブル２の中心側では外周側よりも成膜速度が遅く、従って膜厚の均一性についても良好とは言い難い結果になっていた。そして、このような整流板８３、８３を設けた構成において、例えば既述の第１の処理ガスノズル３１のようにガス吐出孔３３の配置レイアウトの検討などを行っても、良好な結果は得られなかった。

しかしながら、整流板８３、８３に屈曲部８４、８４を夫々設けたところ、実施例に示すように、成膜速度及び膜厚の均一性について、極めて良好な結果の得られることが分かった。即ち、処理ガスノズル３１の下方側における処理ガス濃度は、屈曲部８４、８４を設けることによって、当該処理ガスノズル３１の長さ方向に沿って揃うことが分かった。このように屈曲部８４を設けることによって処理ガス濃度が回転テーブル２の半径方向に沿って揃う理由としては、例えば以下のように考えられる。

整流板８３、８３は、既述のように回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側からの処理領域Ｐ１への分離ガスの回り込みを抑えることができるが、中心部領域Ｃから周方向に通流する分離ガスについては、当該整流板８３だけでは処理領域Ｐ１への侵入を阻止できないと考えられる。即ち、処理ガスノズル３１から処理領域Ｐ１に供給される処理ガスは、回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側に向かって通流するため、各分離領域Ｄから当該処理領域Ｐ１に向かう分離ガスのガス流れに対して逆向きに押し戻す作用を持っている。しかしながら、後述するように、中心部領域Ｃを介して処理ガス同士が互いに混ざり合わないように、当該中心部領域Ｃに対して大量の分離ガスを供給しており、しかもこの中心部領域Ｃから処理領域Ｐ１側を見ると、屈曲部８４を設けない場合には中心部領域Ｃと回転テーブル２の外周側の領域とが処理領域Ｐ１を介して連通している（コンダクタンスがそれ程大きくない）。そのため、整流板８３を設けただけだと（屈曲部８４を設けないと）、処理領域Ｐ１に供給される処理ガスは、中心部領域Ｃから外周側に向かって流れる分離ガスにより、真空容器１の内壁面に向かって押し出されながら回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側に通流していると言える。従って、回転テーブル２の中心部側では、外縁部側よりも処理ガスの濃度が薄くなろうとする。

そこで、処理ガスが外周部側に向かって流れようとするガス流れを規制するために、既述の屈曲部８４を設けている。即ち、中心部領域Ｃから周方向に吐出される分離ガスにより処理ガスが外周部側に押し出されようとするが、当該処理ガスから外周側を見ると、整流板８３と回転テーブル２との間の領域を塞ぐように屈曲部８４が周方向に沿って位置している。そのため、処理ガスは、屈曲部８４と回転テーブル２との間の極めて狭い領域よりも、広い領域である回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側に通流しようとする。言い換えると、屈曲部８４を配置することにより、この屈曲部８４を配置しない場合よりも、処理ガスが外周側に流れにくくなる。そのため、処理ガスは屈曲部８４に沿うように、回転テーブル２の周方向に沿って上流側及び下流側に向かって通流していく。そして、処理ガスが屈曲部８４の配置されていない領域（第１の整流板８３よりも上流側の領域及び第２の整流板８３よりも下流側の領域）に到達すると、排気口６１からの吸引力により真空容器１の内壁面に向かって分離ガスと共に通流していく。こうして屈曲部８４を設けることにより、処理ガスが回転テーブル２の外周側に向かうガス流が抑えられ、結果として回転テーブル２の半径方向における処理ガスの濃度（膜厚の均一性）が揃う。

また、第１の処理ガスノズル３１の先端部に対向するようにカバー体８２を設けていることからも、中心部領域Ｃから周方向に吐出する分離ガスは、処理領域Ｐ１へ侵入しにくくなっている。

ここで、ノズルカバー８１における屈曲部８４と、既述の凸状部４における屈曲部４６との差異について説明する。屈曲部８４は、以上述べたように処理領域Ｐ１における処理ガス濃度を処理ガスノズル３１の長さ方向に沿って揃えるためのものである。一方、屈曲部４６については、既述のように、回転テーブル２の外縁部と真空容器１の内壁面との間の領域を介して処理ガス同士が互いに混ざり合うことを阻止するためのものである。即ち、中心部領域Ｃに分離ガスが供給されているので、この分離ガスによって処理ガスノズル３１の先端側における処理ガスが希釈されることを抑えるために、屈曲部８４を設けている。しかし、分離領域Ｄについては、分離ガスノズル４１（４２）に加えて、中心部領域Ｃ側からも分離ガスが供給されていると言える。従って、分離領域Ｄでは、実験やシミュレーションを行っても、中心部領域Ｃ側において分離ガスの流量が不足することはあり得ない。ところで、この分離領域Ｄの外側における回転テーブル２と真空容器１との間にガスの通流できる空間が介在していると、当該空間を介して処理ガス同士が混ざり合ってしまうおそれがある。そこで、前記空間を埋めるように、屈曲部４６を形成している。

以上のように構成されたノズルカバー８１は、第１の処理ガスノズル３１の上方側から着脱自在に配置されている。即ち、ノズルカバー８１における回転テーブル２の回転中心側の上端部は、図７に示すように、上方側に向かって伸び出すと共に中心部領域Ｃ側に向かって水平に屈曲して支持部８５をなしている。そして、この支持部８５は、後述の突出部５に形成された切り欠き部５ａに支持されるように構成されている。また、ノズルカバー８１における真空容器１の内壁面側には、図１〜図３に示すように、当該内壁面に向かって水平に伸び出す水平面部８６が左右（回転テーブル２の上流側及び下流側）２カ所に形成されており、これら水平面部８６、８６の下面側には、概略柱状の支持部材８７、８７が夫々設けられている。これら支持部材８７、８７の下端面は、後述の覆い部材７ａにより支持されている。尚、図６及び図８では水平面部８６及び支持部材８７については省略している。

続いて、真空容器１の各部の説明に戻る。回転テーブル２の外周側において当該回転テーブル２よりも僅かに下位置には、図１〜図４に示すように、サイドリング１００が配置されている。このサイドリング１００は、例えば装置のクリーニング時において、各処理ガスに代えてフッ素系のクリーニングガスを通流させた時に、当該クリーニングガスから真空容器１の内壁を保護するためのものである。即ち、サイドリング１００を設けないと、回転テーブル２の外周部と真空容器１の内壁との間には、横方向に気流（排気流）が形成される凹部状の気流通路が周方向に亘ってリング状に形成されると言える。そのため、このサイドリング１００は、気流通路に真空容器１の内壁面ができるだけ露出しないように、当該気流通路に設けられている。

サイドリング１００の上面には、互いに周方向に離間するように２箇所に排気口６１、６２が形成されている。言い換えると、前記気流通路の下方側に２つの排気口が形成され、これら排気口に対応する位置におけるサイドリング１００に、排気口６１、６２が形成されている。これら２つの排気口６１、６２のうち一方及び他方を夫々第１の排気口６１及び第２の排気口６２と呼ぶと、第１の排気口６１は、第１の処理ガスノズル３１と、当該第１の処理ガスノズル３１よりも回転テーブルの回転方向下流側における分離領域Ｄとの間において、当該分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。第２の排気口６２は、第２の処理ガスノズル３２と、当該ノズル３２よりも回転テーブルの回転方向下流側における分離領域Ｄとの間において、当該分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。第１の排気口６１は、Ｓｉ含有ガス及び分離ガスを排気するためのものであり、第２の排気口６２は、オゾンガス及び分離ガスを排気するためのものである。これら第１の排気口６１及び第２の排気口６２は、図１に示すように、各々バタフライバルブなどの圧力調整部６５の介設された排気管６３により、真空排気機構である例えば真空ポンプ６４に接続されている。

天板１１の下面における中央部には、図２に示すように、凸状部４における中心部領域Ｃ側の部位と連続して周方向に亘って概略リング状に形成されると共に、その下面が凸状部４の下面（天井面４４）と同じ高さに形成された突出部５が設けられている。この突出部５よりも回転テーブル２の回転中心側におけるコア部２１の上方側には、中心部領域ＣにおいてＳｉ含有ガスとオゾンガスとが互いに混ざり合うことを抑制するためのラビリンス構造部１１０が配置されている。即ち、既述の図１から分かるように、各ノズル３１、３２、４１、４２の先端部を中心部領域Ｃ側に寄った位置に形成しているので、回転テーブル２の中央部を支持するコア部２１は、回転テーブル２の上方側の部位が前記回転中心側に寄った位置に形成されている。従って、中心部領域Ｃ側では、外縁部側よりも例えば処理ガス同士が混ざりやすい状態となっていると言える。そこで、ラビリンス構造部１１０を形成することにより、ガスの流路を稼いで処理ガス同士が混ざり合うことを防止している。

具体的には、このラビリンス構造部１１０は、図１３に示すように、回転テーブル２側から天板１１側に向かって垂直に伸びる第１の壁部１１１と、天板１１側から回転テーブル２に向かって垂直に伸びる第２の壁部１１２と、が各々周方向に亘って形成されると共に、これら壁部１１１、１１２が回転テーブル２の半径方向において交互に配置された構造を採っている。即ち、既述の突出部５側から中心部領域Ｃ側に向かって、第２の壁部１１２、第１の壁部１１１及び第２の壁部１１２がこの順番で配置されている。この例では、突出部５側の第２の壁部１１２は、当該突出部５の一部をなしている。このような壁部１１１、１１２の各寸法について一例を挙げると、壁部１１１、１１２間の離間寸法は例えば１ｍｍ、壁部１１１と天板１１との間の離間寸法（壁部１１２とコア部２１との間の隙間寸法）は例えば１ｍｍとなっている。

従って、ラビリンス構造部１１０では、例えば第１の処理ガスノズル３１から吐出されて中心部領域Ｃに向かおうとするＳｉ含有ガスは、壁部１１１、１１２を乗り越えていく必要があるので、中心部領域Ｃに向かうにつれて流速が遅くなり、拡散しにくくなる。そのため、処理ガスが中心部領域Ｃに到達する前に、当該中心部領域Ｃに供給される分離ガスにより処理領域Ｐ１側に押し戻されることになる。また、中心部領域Ｃに向かおうとするオゾンガスについても、同様にラビリンス構造部１１０によって中心部領域Ｃに到達しにくくなる。そのため、処理ガス同士が中心部領域Ｃにおいて互いに混ざり合うことが防止される。

回転テーブル２と真空容器１の底面部１４との間の空間には、図１に示すように、加熱機構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上のウエハＷを例えば３００℃に加熱するようになっている。図１中７１ａはヒータユニット７の側方側に設けられたカバー部材であり、このカバー部材７１ａが回転テーブル２の外縁よりも外周側に周方向に亘って伸び出している。また、図１中７ａは、ヒータユニット７及びカバー部材７１ａの上方側を覆う覆い部材である。真空容器１の底面部１４には、ヒータユニット７の下方側において、ヒータユニット７の配置空間をパージするためのパージガス供給管７３が周方向に亘って複数箇所に設けられている。

真空容器１の側壁には、図２及び図３に示すように図示しない外部の搬送アームと回転テーブル２との間においてウエハＷの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されており、この搬送口１５はゲートバルブＧより気密に開閉自在に構成されている。また、回転テーブル２の凹部２４は、この搬送口１５に臨む位置にて搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われることから、回転テーブル２の下方側において当該受け渡し位置に対応する部位には、凹部２４を貫通してウエハ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、この成膜装置には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１２０が設けられており、この制御部１２０のメモリ内には後述の成膜処理を行うためのプログラムが格納されている。このプログラムは、後述の装置の動作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憶媒体である記憶部１２１から制御部１２０内にインストールされる。

次に、上述実施の形態の作用について説明する。先ず、ゲートバルブＧを開放して、回転テーブル２を間欠的に回転させながら、図示しない搬送アームにより搬送口１５を介して回転テーブル２上に例えば５枚のウエハＷを載置する。次いで、ゲートバルブＧを閉じ、真空ポンプ６４により真空容器１内を引き切りの状態にすると共に、回転テーブル２を時計周りに回転させながらヒータユニット７によりウエハＷを例えば３００℃に加熱する。

続いて、処理ガスノズル３１からＳｉ含有ガスを例えば１００ｓｃｃｍで吐出すると共に、第２の処理ガスノズル３２からオゾンガスを例えば５０００ｓｃｃｍで吐出する。また、分離ガスノズル４１、４２から分離ガスを各々例えば５０００ｓｃｃｍで吐出し、分離ガス供給路５１、パージガス供給管７２及びパージガス供給管７３からも分離ガスを夫々１０００ｓｃｃｍ、１０００ｓｃｃｍ及び５００ｓｃｃｍで吐出する。そして、圧力調整部６５により真空容器１内を予め設定した処理圧力例えば４００〜５００Ｐａこの例では５００Ｐａに調整する。

第１の処理領域Ｐ１では、回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側から分離ガスが侵入しようとするが、整流板８３と回転テーブル２との間の領域から処理ガスが吹き出している。そのため、前記上流側の分離ガスは、ノズルカバー８１を乗り越えて、排気口６１に向かって通流する。また、前記下流側の分離ガスについても排気口６１へ向かっていく。こうして回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側からの処理領域Ｐ１への分離ガスの侵入が抑えられるので、ノズルカバー８１の下方側では、高濃度の処理ガスの滞留した領域が回転テーブル２の回転方向に亘って形成される。

一方、中心部領域Ｃから周方向に吐出する分離ガスについては、屈曲部８４により、既述のように第１の処理ガスノズル３１の下方側の領域への侵入が抑えられる。従って、第１の処理領域Ｐ１では、回転テーブル２の長さ方向に沿って処理ガスの濃度が揃う。そのため、ノズルカバー８１の下方側には、処理ガスの濃度が揃うと共にこの処理ガスの希釈の抑えられた（高濃度の）領域が回転テーブル２の回転方向及び半径方向に亘って広く形成される。

そして、第１の処理領域Ｐ１にウエハＷが到達すると、当該ウエハＷの表面にＳｉ含有ガスが面内に亘って均一に吸着する。この時、既述のようにノズルカバー８１の下方側には高濃度の処理ガスの分布した領域が広く形成されていることから、ウエハＷの表面には、飽和する程度（膜厚）までＳｉ含有ガスの成分が吸着する。次いで、第２の処理領域Ｐ２にウエハＷが到達すると、当該ウエハＷの表面に吸着したＳｉ含有ガスの成分が酸化されて、薄膜成分であるシリコン酸化膜（Ｓｉ−Ｏ）の分子層が１層あるいは複数層形成されて反応生成物が形成される。こうして回転テーブル２の回転によりこれら領域Ｐ１、Ｐ２をウエハＷが交互に通過することによって、各々のウエハＷの表面には反応生成物が積層されて薄膜が形成される。

この時、Ｓｉ含有ガスやオゾンガスは、中心部領域Ｃに侵入しようとするが、既述のラビリンス構造部１１０により当該中心部領域Ｃへの侵入が阻害される。また、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との間に分離ガスを供給しているので、図１１（ｂ）及び図１４に示すように、Ｓｉ含有ガスとオゾンガスとが互いに混合しないように各ガスが排気されることとなる。また、回転テーブル２の下方側にパージガスを供給しているため、回転テーブル２の下方側に拡散しようとするガスは、前記パージガスにより排気口６１、６２側へと押し戻される。

上述の実施の形態によれば、処理ガスノズル３１における回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側に夫々整流板８３、８３を設けると共に、これら整流板８３、８３における真空容器１の内壁面側に、回転テーブル２の側周面に沿うように屈曲部８４、８４を夫々形成している。そのため、処理ガスノズル３１から供給される処理ガスとウエハＷとが接触する領域を回転テーブル２の回転方向に沿って広く確保しつつ、処理ガスノズル３１の長さ方向に沿って処理ガスの濃度を揃えることができる。従って、処理ガスの使用量を抑えながら、良好な（速い）成膜レートで成膜処理を行うことができる。また、処理ガスの流量を抑えながら、ウエハＷに成膜される薄膜について、面内に亘って膜厚を揃えることができる。そのため、ＡＬＤ法を用いて薄膜を形成するにあたり、ランニングコストの抑えられた成膜装置を構成できる。

また、回転テーブル２の回転方向における整流板８３の長さ寸法ｕについて、後述の実施例から分かるように、処理ガスとウエハＷとの良好な接触時間が取れる程度の最小限の寸法に留めていることから、高価な石英部材（ノズルカバー８１）の使用量を抑えることができる。
更に、回転テーブル２の回転中心から排気口６１を見た時に、第２の整流板８３が当該排気口６１よりも右側（下流側）に飛び出さないように配置しているので、排気口６１へ向かう処理ガスの流れが阻害されることを抑制できる。
更にまた、処理ガスノズル３１のガス吐出孔３３について、回転テーブル２の外周側よりも中心部領域Ｃ側の数量を多くしていることから、当該中心部領域Ｃ側における処理ガスの流量を補償できる。

以下に、成膜装置の他の例について列挙する。図１５及び図１６は、回転テーブル２の回転方向における整流板８３の長さ寸法ｕを既述の例とは変えた例を示している。具体的には、既述の角度α及び角度βは、図１５では夫々１５°及び３０°であり、図１６では夫々１５°及び１５°となっている。また、角度θは、図１５では０°、図１６では１５°となっている。

また、図１７は、屈曲部８４、８４について、回転テーブル２の側周面を介して、当該回転テーブル２の下面側に回り込むように形成した例を示している。屈曲部８４、８４の先端部と回転テーブル２の外縁部との間の寸法Ｒは、例えば２０ｍｍとなっている。回転テーブル２の下面と、当該回転テーブル２の下方側における屈曲部８４、８４の上面との間の寸法は、既述の離間寸法ｔと同程度に設定されている。
このように回転テーブル２の下面側を回り込むように屈曲部８４を形成することにより、処理領域Ｐ１における処理ガスは、真空容器１の内壁面側に更に通流しにくくなる。そのため、処理領域Ｐ１における処理ガス濃度について、処理ガスノズル３１の長さ方向に沿って更に均一化できる。

図１８は、ノズルカバー８１の下方側における処理ガスノズル３１について、当該処理ガスノズル３１を基端側から見た時の寸法が矩形となるように形成することに代えて、上面側が円弧状となるように、いわばかまぼこ状に形成した例を示している。この場合においても、ノズルカバー８１について、処理ガスノズル３１の外面に沿うように、且つノズルカバー８１と処理ガスノズル３１との間の寸法ｄが既述の隙間寸法ｄ１、ｄ２と同程度となるように形成している。

図１９は、処理ガスノズル３１における回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側の屈曲部８４、８４が当該処理ガスノズル３１の下方側を介して互いに接続されるように、即ち処理ガスノズル３１の下方側にも屈曲部８４を形成した例を示している。このように、回転テーブル２の回転方向におけるノズルカバー８１の長さ方向に亘って屈曲部８４を形成することにより、処理領域Ｐ１から処理ガスノズル３１の下方領域を介して排気口６１に向かう処理ガスの流れを抑制できる。この場合には、ノズルカバー８１を真空容器１内に設置した後、処理ガスノズル３１が当該真空容器１内に挿入される。

また、図２０は、回転テーブル２の回転方向における屈曲部８４の長さ寸法について、当該屈曲部８４の接続された整流板８３の長さ寸法ｕよりも長く形成した例を示している。具体的には、処理ガスノズル３１の基端側（真空容器１の内壁面側）からノズルカバー８１を見た時に、第１の整流板８３に接続された屈曲部８４については、当該処理ガスノズル３１の下方側から当該整流板８３よりも上流側（第２の排気口６２側）までに亘って伸びるように形成している。また、第２の整流板８３に接続された屈曲部８４については、処理ガスノズル３１の下方側から第２の整流板８３よりも下流側（第１の排気口６１側）までに亘って伸びるように形成している。

更に、図２１は、同様に処理ガスノズル３１の基端側からノズルカバー８１を見た時に、第１の整流板８３に接続された屈曲部８４については、上流側の端部が当該整流板８３の上流側の端部よりも処理ガスノズル３１側に寄った位置に配置した例を示している。また、第２の整流板８３に接続された屈曲部８４については、下流側の端部が第２の整流板８３の下流側の端部よりも処理ガスノズル３１側に寄った位置に配置している。

更にまた、図２２は、２つの屈曲部８４、８４からなる構成を処理ガスノズル３１の基端側から見た時に、概略台形となるように形成した例を示している。具体的には、第１の整流板８３に接続された屈曲部８４については、上流側の下端部を斜めに切り欠いている。また、第２の整流板８３に接続された屈曲部８４については、下流側の下端部を同様に斜めに切り欠いている。

また、図２３は、カバー体８２の内部に処理ガスノズル３１を収納することに代えて、当該カバー体８２を処理ガスノズル３１として用いた例を示している。即ち、カバー体８２は、真空容器１の内壁面側から気密に挿入された概略箱状体をなしており、内側領域には既述のガス供給源から供給される処理ガスの通流する流路が形成されている。そして、前記流路の下方側におけるカバー体８２には、当該カバー体８２の長さ方向に沿ってガス吐出孔３３が複数箇所に形成されており、カバー体８２の側面側には、既述の整流板８３、８３が接続されている。

更に、図２４は、既述のノズルカバー８１について、第１の処理ガスノズル３１に加えて第２の処理ガスノズル３２にも設けた例を示している。このようにノズルカバー８１を第２の処理ガスノズル３２にも設けることにより、Ｓｉ含有ガスと共にオゾンガスについても使用量を抑えることができ、また酸化処理について良好な処理速度及び面内均一性を得ることができる。尚、図２３では、第２の処理ガスノズル３２を搬送口１５よりも回転テーブル２の回転方向下流側に配置した例を示している。第２の処理ガスノズル３２にノズルカバー８１を設ける場合には、第１の処理ガスノズル３１にはノズルカバー８１を設けなくても良い。

以上の各例において、中心部領域Ｃに供給する分離ガスの流量としては、例えばＳｉ含有ガスの流量の１．５倍〜１０倍程度であっても良く、実際の流量では５００ｓｃｃｍ〜５０００ｓｃｃｍ程度であっても良い。

既述の処理ガスノズル３１（３２）については、真空容器１の内壁面側から中心部領域Ｃに向かって挿入することに代えて、当該中心部領域Ｃ側から真空容器１の内壁面側に伸びるように配置しても良い。また、ガス吐出孔３３については、処理ガスノズル３１（３２）の側方側に配置しても良いし、当該処理ガスノズル３１（３２）の長さ方向に沿うようにスリット状のガス吐出孔（ガス吐出口）３３を形成しても良い。また、中心部領域Ｃ側におけるガス吐出孔３３の開口面積を外周部側よりも大きくするにあたり、既述の例では当該ガス吐出孔３３の数量を多くしたが、各々のガス吐出孔３３の開口径を大きくするようにしても良い。更に、ノズル３１、３２、４１、４２の先端部を回転テーブル２上のウエハＷの端部よりも中心部領域Ｃ側に配置したが、例えば当該先端部側におけるガス吐出孔３３について、中心部領域Ｃ側におけるウエハＷの端部の上方に位置するように配置しても良い。このようにガス吐出孔３３を配置する場合には、既述のラビリンス構造部１１０を設けなくても良い。
更に、整流板８３としては、平面で見た時に扇状となるように形成したが、例えば矩形となるように形成しても良い。

更にまた、屈曲部８４は、既に詳述したように、中心部領域Ｃから真空容器１の内壁面側を見た時に、回転テーブル２と整流板８３との隙間を小さくすることによって当該中心部領域Ｃ側から外縁側に向かうガスのコンダクタンスを大きくするためのものであり、従って整流板８３の下端部から下方側に向かって伸び出していれば良く、例えば当該屈曲部８４の下端部が整流板８３の下面と回転テーブル２の上面との間に位置していても良い。具体的には、整流板８３の下端面からの屈曲部８４の高さ寸法ｆは、図２５に示すように、例えば１８ｍｍ以上であれば良い。また、このように屈曲部８４の下端部が整流板８３の下面と回転テーブル２の上面との間に位置させる場合には、この屈曲部８４としては、回転テーブル２の外周端よりも真空容器１の内壁面側に設けることに代えて、当該外周端と回転テーブル２上のウエハＷの周縁との間に配置しても良い。

（実施例１）
続いて、本発明について行った実験やシミュレーションについて説明する。始めに、ノズルカバー８１や屈曲部８４の有無に応じて処理ガスの濃度がどのようになるのかシミュレーションを行った。具体的には、以下に示すノズルカバー８１を配置した条件において、処理ガスノズル３１よりも回転テーブル２の回転方向下流側に１１°離間した位置におけるガス中に含まれるＳｉ含有ガスの含有率を各々シミュレーションして、この含有率を回転テーブル２の半径方向に沿ってプロットした。尚、各例におけるＳｉ含有ガスの流量としては、０．１ｓｌｍに設定すると共に、以下の参考例についてはこの０．１ｓｌｍの例と共に０．９ｓｌｍに設定した例についてもシミュレーションを行った。また、本発明及び比較例の整流板８３については、角度α及び角度βが夫々１５°及び２２．５°とした。
（ノズルカバー）
本発明：整流板８３及び屈曲部８４を備えた構成
比較例：整流板８３を備えているが屈曲部８４の設けられていない構成
参考例：ノズルカバーなし

その結果、図２６に示すように、整流板８３と共に屈曲部８４を設けることにより、ガス中に含まれるＳｉ含有ガスの含有率は、回転テーブル２の半径方向に亘って極めて良好な値となっており、回転テーブル２の中心部側であっても０．８（８０％）以上となっていた。一方、比較例では、回転テーブル２の中心部側では前記含有率が０．７（７０％）程度と本発明よりも低くなっており、また参考例では更に前記含有率が低い値となっていた。従って、整流板８３を設けることにより回転テーブル２の回転方向において処理ガス濃度の高い領域が広く形成され、また整流板８３と共に屈曲部８４を設けると処理ガスノズル３１の先端側の処理ガス濃度が高まる（希釈が抑えられる）ことが分かった。

（実施例２）
次に、以下のシミュレーション条件に示すように、処理ガスノズル３１の長さ寸法や排気口６１との位置関係を変えた時に、前記含有率がどのような値となるかシミュレーションを行った。尚、以下に示す角度（θ＋β）とは、既述のように、処理ガスノズル３１の中心部を長さ方向に沿って通る直線Ｌ２と、排気口６１の開口縁における回転テーブル２の回転方向下流側の部位及び回転テーブル２の回転中心を通る直線Ｌ４とのなす角度である。また、寸法ｅは、平面で見た時における、処理ガスノズル３１の先端部から回転テーブル２上のウエハＷにおける回転中心側の端部までの距離である。
（シミュレーション条件）

その結果、図２７に示すように、処理ガスノズル３１を排気口６１から上流側に離間させると共に、当該処理ガスノズル３１の先端部を中心部領域Ｃに近接させる（実施例２−３、既述の図１０の例）ことによって、Ｓｉ含有ガスの含有率（薄膜の膜厚の均一性）について、更に良好な結果となっており、中心部領域Ｃ側であっても前記含有率が０．８５（８５％）以上となっていた。

（実施例３）
続いて、以下のシミュレーション条件に示すように、整流板８３、８３の角度α及び角度βを種々変えて、Ｓｉ含有ガスのガス含有率及びガスが流れる様子についてシミュレーションを行った。Ｓｉ含有ガスの流量については、各々０．０６ｓｌｍに設定した。尚、参考例として、ノズルカバー８１を設けない例についても、Ｓｉ含有ガスの流量を０．９ｓｌｍに設定してシミュレーションを行った。
（シミュレーション条件）

その結果、図２８に示すように、いずれの実施例についても、処理ガスノズル３１の先端部側から基端部側に亘って良好なガス含有率となっていた。一方、参考例については、図２９に示すように、処理ガスノズル３１の下方側の領域以外では前記含有率は極めて低くなっていた。この時、各実施例におけるＳｉ含有ガスのガス流れは、図３０に示すように、回転テーブル２の回転方向に沿って大きく形成されていた。尚、図２９に示した参考例は、Ｓｉ含有ガスのガス含有率について、図２８よりも低濃度側を拡大しており、図２８と同じスケールで表すとＳｉ含有ガスのガス含有率が極めて薄くなっている。
ここで、既述のように、ノズルカバー８１が高価な石英製であり、従ってできるだけ小型の方が好ましいことを考えると、また前記含有率の高い領域が広く形成されていることが好ましいことからすると、各実施例３−１〜３−３のうち実施例３―３におけるノズルカバー８１の構成が最も良いと言える。

（実施例４）
続いて、既述の実施例３−３の構成のノズルカバー８１を用いると共に、Ｓｉ含有ガスの流量を０．０６ｓｌｍ（実施例４−１）、０．１ｓｌｍ（実施例４−２）、０．２Ｓｌｍ（実施例４−３）及び０．９ｓｌｍ（実施例４）に夫々設定すると共に、実施例３と同様のシミュレーションを行った。
その結果、図３１及び図３２に示すように、いずれの例についても良好なガス含有率となっており、またガス流量を増やすにつれて、Ｓｉ含有ガスのガス含有率の高い領域が増加していた。また、Ｓｉ含有ガスのガス流れについては、図３３に示すように、いずれの例についても回転テーブル２の回転方向に沿って形成されていた。

（実施例５）
次に、ノズルカバー８１については既述の実施例３−３の構成を用いると共に、処理ガスノズル３１のガス吐出孔３３の配置を以下のように設定した時のシミュレーションについて説明する。尚、以下のシミュレーション条件に示すガス吐出孔分布とは、回転テーブル２の外周縁よりも中心部領域Ｃ側における処理ガスノズル３１を長さ方向に３つの領域に等分して、これら領域の各々のガス吐出孔３３の開口面積について、先端部側（中心部領域Ｃ側）から基端側（真空容器１の内壁面側）に向かって比率で表した分布である。
（シミュレーション条件）

その結果、図３４及び図３５に示すように、中心部領域Ｃ側におけるガス吐出孔３３の開口面積が大きくなる程、当該中心部領域Ｃ側におけるＳｉ含有ガスのガス含有率が高くなっていた。

（実施例６）
次いで、既述の実施例３−１〜３−３のノズルカバー８１を用いると共に、Ｓｉ含有ガスの流量及び処理ガスノズル３１のガス吐出孔３３の開口寸法を種々変えて実際に成膜実験を行った結果について説明する。そして、各々の条件にて薄膜を成膜した後、この薄膜の膜厚を各々の例について複数箇所で測定して、成膜速度及び膜厚の均一性を算出した。この時、ノズルカバー８１について、実施例３−１、３−２、３−３を夫々「大」、「小」、「中」として示す。尚、実施例６の実験条件の詳細については、各例にて共通としたため説明を省略する。また、参考例として、ノズルカバー８１を設けずに実験を行った例についても併記している。

その結果、ガス吐出孔３３の開口径を０．１５ｍｍに設定した時には、成膜速度については、図３６に示すように、いずれの実施例でも良好な結果が得られていた。そして、Ｓｉ含有ガスの流量を０．０６ｓｌｍまで少なくしても、０．９ｓｌｍの時とほとんど変わらない結果となっていた。この時、薄膜の膜厚について、当該薄膜を形成するために回転テーブル２を回転させた回数で割ると、回転テーブル２の１回転あたりの成膜量（サイクルレート）が算出される。即ち、ウエハＷが処理領域Ｐ１を通過する度にどの程度の成膜量となっているかが分かる。その結果、本発明では、Ｓｉ含有ガスの流量が０．０６ｓｌｍの場合であっても、サイクルレートはおよそ０．１８ｎｍとなっており、ＡＬＤ法で成膜される膜厚のほぼ飽和量に相当していることが分かった。
また、膜厚の均一性については、図３７に示すように、いずれの例についてもＳｉ含有ガスの流量を０．１ｓｌｍ以上に設定することにより、２％以下と良好な結果になっていた。
また、ガス吐出孔３３の開口径を０．５ｍｍに設定した時には、図３８及び図３９に示すように、既述の例と同様の傾向の結果が得られた。

１ 真空容器
２ 回転テーブル
Ｃ 中心部領域
Ｄ 分離領域
Ｗ ウエハ
３１、３２ ガスノズル
６１、６２ 排気口
８１ ノズルカバー
８２ カバー体
８３ 整流板
８４ 屈曲部
Ｐ１、Ｐ２ 処理領域

Claims (9)

1. 真空容器内にて互いに反応する複数種類の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って薄膜を形成する成膜装置において、
   前記真空容器内に設けられ、基板を載置する基板載置領域がその上面に形成されると共に、この基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
   この回転テーブルの周方向に互いに離間した処理領域に対して互いに異なる処理ガスを夫々供給するための複数の処理ガス供給部と、
   各処理領域の雰囲気を分離するために、各処理領域の間に形成された分離領域に対して分離ガスを供給する分離ガス供給部と、
   前記真空容器内の雰囲気を真空排気するための排気口と、を備え、
   前記複数の処理ガス供給部のうちの少なくとも一つの処理ガス供給部は、前記回転テーブルの中央部から周縁部に向かって伸びると共に、前記回転テーブルに向けて処理ガスを吐出するガス吐出口がその長さ方向に沿って形成されたガスノズルとして構成され、
   前記ガスノズルにおける前記回転テーブルの回転方向の上流側及び下流側には、当該ガスノズルから吐出された処理ガスの希薄化を抑えるために分離ガスがその上面側を流れるように、当該ガスノズルの長さ方向に沿って整流板が設けられ、
   前記ガスノズル及び前記整流板の上方側には、前記回転方向の上流側の整流板の上面側と、前記回転方向の下流側の整流板の上面側との間を前記分離ガスが通流するための通流空間が形成され、
   前記整流板における回転テーブルの外周側の縁部は、前記整流板の下方側の処理ガスが回転テーブルの外側に排出されるのを抑えるために、当該回転テーブルの外周端面と隙間を開けて対向するように下方側に屈曲した屈曲部として構成されていることを特徴とする成膜装置。
2. 前記屈曲部は、前記回転テーブルの外周端面を介して当該回転テーブルの下面側に屈曲していることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記ガスノズルと、当該ガスノズルにおける前記回転テーブルの回転方向下流側の処理ガス供給部との間には、前記ガスノズルから前記真空容器内に供給される処理ガスを排気するために、前記回転テーブルと前記真空容器の内壁面との間に排気口が形成され、
   この排気口は、平面で見た時に、前記ガスノズルの前記整流板における前記回転テーブルの回転方向下流側の端面よりも前記回転テーブルの回転方向下流側に離間した位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
4. 前記ガスノズルと前記真空容器の天井面との間には、当該ガスノズルを長さ方向に沿って覆うように、下面側が開口して前記ガスノズルを収納する箱形のカバー体が設けられ、
   このカバー体の開口縁における前記回転テーブルの回転方向上流側の部位及び下流側の部位は、前記整流板の上面に夫々接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の成膜装置。
5. 平面で見た時における前記真空容器の中心部領域に対して分離ガスを供給する分離ガス供給路を備え、
   前記カバー体における前記中心部領域側の下面側開口縁は、この分離ガス供給路から供給される分離ガスが前記ガスノズルの下方側へ回り込むことを抑えるために、前記整流板の下面と高さ位置が揃うように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
6. 前記整流板は、平面で見た時に前記回転テーブルの中心部側から外周部側に向かって広がるように形成され、
   前記整流板における前記回転テーブルの外周側の部位と前記屈曲部とは、前記回転テーブルの回転方向における長さ寸法が互いに揃っていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の成膜装置。
7. 前記ガスノズルは、当該ガスノズルから吐出される処理ガスが基板に沿って通流するように、このガスノズルの下端面と前記回転テーブルの上面との間の離間寸法が前記回転テーブルの回転方向において揃うように形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の成膜装置。
8. 前記カバー体の内壁面と前記ガスノズルの外壁面との間の離間寸法、前記整流板と前記回転テーブルとの間の離間寸法、及び前記回転テーブルの外周端面と前記屈曲部との間の隙間寸法は、０．５ｍｍ〜３ｍｍに夫々設定されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の成膜装置。
9. 前記ガス吐出口は、前記回転テーブルの中心部側では、前記回転テーブルの外周部側よりも開口面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の成膜装置。