JP7722794B2 - 基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置

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Description

本開示は、基板処理装置に関する。
複数のウエハを載置した回転テーブルを回転させることで各ウエハを公転させ、回転テーブルの径方向に沿うように配置される複数の処理ガス供給領域を繰り返し通過させることで、ウエハに各種の膜を成膜する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置においては、回転テーブルによりウエハが公転する間、ウエハが自転するようにウエハの載置台を回転させて、当該ウエハの周方向における膜の均一化を図っている。
特開２０２１－１１１７５８号公報
本開示は、処理ガス供給領域間で処理ガスが混ざることを抑制できる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、処理容器と、前記処理容器内に回転可能に設けられる回転テーブルと、前記回転テーブルの下方に設けられるヒータと、前記回転テーブルと前記ヒータとの間に前記回転テーブルの下面に対して隙間をあけて設けられ、前記回転テーブルが設けられる領域と前記ヒータが設けられる領域とを区画する区画部材と、前記回転テーブルの上面に第１の処理ガスが供給される第１の処理領域と、前記回転テーブルの周方向において前記第１の処理領域と離間して設けられ、前記回転テーブルの前記上面に前記第１の処理ガスと反応する第２の処理ガスが供給される第２の処理領域と、前記回転テーブルの周方向において前記第１の処理領域と前記第２の処理領域との間に設けられ、前記回転テーブルの前記上面に前記第１の処理ガスと前記第２の処理ガスとを分離する分離ガスが供給される分離領域と、を備え、前記区画部材は、前記分離領域の少なくとも一部における前記隙間が、前記第１の処理領域及び前記第２の処理領域における前記隙間よりも狭くなるように設けられる。
本開示によれば、処理ガス供給領域間で処理ガスが混ざることを抑制できる。
実施形態の基板処理装置の一例を示す断面図 実施形態の基板処理装置の内部構造の一例を示す平面図（１） 実施形態の基板処理装置の内部構造の一例を示す平面図（２） 回転テーブルの中心部分を拡大して示す断面図（１） 回転テーブルの中心部分を拡大して示す断面図（２） 回転テーブルの中心部分を拡大して示す断面図（３） 回転テーブルの中心部分を拡大して示す断面図（４） 収容ボックスの一例を示す斜視図 収容ボックスの一例を示す断面図 シミュレーション結果を示す図（１） シミュレーション結果を示す図（２） シミュレーション結果を示す図（３） シミュレーション結果を示す図（４）
以下、添付の図面を参照しながら、本開示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。
〔基板処理装置〕
図１～図９を参照し、実施形態の基板処理装置の一例について説明する。図１は、実施形態の基板処理装置の一例を示す断面図である。図２は実施形態の基板処理装置の内部構造の一例を示す平面図であり、天板を取り除いた状態の基板処理装置を示す。図３は実施形態の基板処理装置の内部構造の一例を示す平面図であり、天板及び回転テーブルを取り除いた状態の基板処理装置を示す。図４～図７は、回転テーブルの中心部分を拡大して示す断面図である。図８は、収容ボックスの一例を示す斜視図である。図９は、収容ボックスの一例を示す断面図である。
基板処理装置３００は、処理部３１０、回転駆動装置３２０及び制御部３９０を備える。
処理部３１０は、基板に膜を形成する成膜処理を実行するように構成される。処理部３１０は、処理容器３１１、ガス導入口３１２、ガス排気口３１３、搬送口３１４、加熱部３１５及び冷却部３１６を有する。
処理容器３１１は、内部を減圧可能な真空容器である。処理容器３１１は、略円形の平面形状を有する扁平な形状を有する。処理容器３１１は、内部に複数の基板Ｗを収容する。基板Ｗは、例えば半導体ウエハであってよい。処理容器３１１は、本体３１１ａ、天板３１１ｂ、側壁体３１１ｃ及び底板３１１ｄを含む（図１）。本体３１１ａは、略円筒形状を有する。天板３１１ｂは、本体３１１ａの上面に対してシール部３１１ｅを介して気密に着脱可能に配置される。側壁体３１１ｃは、本体３１１ａの下面に接続され、略円筒形状を有する。底板３１１ｄは、側壁体３１１ｃの底面に対して気密に配置される。
ガス導入口３１２は、原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ、分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄ及びパージガス導入口３１２ｅを含む（図１及び図２）。
原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ及び分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄは、回転テーブル３２１の上方に、処理容器３１１の周方向（図２の矢印Ａで示される方向）に互いに間隔をおいて配置される。図示の例では、搬送口３１４から右回り（回転テーブル３２１の回転方向）に、分離ガスノズル３１２ｃ、原料ガスノズル３１２ａ、分離ガスノズル３１２ｄ及び反応ガスノズル３１２ｂがこの順に配列される。原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ及び分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄの基端部であるガス導入ポート３１２ａ１，３１２ｂ１，３１２ｃ１，３１２ｄ１（図２）は、本体３１１ａの外周壁に固定される。そして、原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ及び分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄは、処理容器３１１の外周壁から処理容器３１１内に導入され、本体３１１ａの半径方向に沿って回転テーブル３２１に対して水平に伸びるように取り付けられる。原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ及び分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄは、例えば石英により形成される。
原料ガスノズル３１２ａは、配管及び流量制御器等（いずれも図示せず）を介して、原料ガスの供給源（図示せず）に接続される。原料ガスノズル３１２ａには、回転テーブル３２１に向かって開口する複数の吐出孔（図示せず）が設けられる。複数の吐出孔は、原料ガスノズル３１２ａの長さ方向に沿って間隔を有して配列される。原料ガスノズル３１２ａは、複数の吐出孔から回転テーブル３２１の上面に向けて原料ガスを吐出する。原料ガスノズル３１２ａの下方領域は、原料ガスを基板Ｗに吸着させるための原料ガス吸着領域Ｐ１となる。原料ガスとしては、例えばシリコン含有ガス、金属含有ガスが挙げられる。
反応ガスノズル３１２ｂは、配管及び流量制御器等（いずれも図示せず）を介して、反応ガスの供給源（図示せず）に接続される。反応ガスノズル３１２ｂには、回転テーブル３２１に向かって開口する複数の吐出孔（図示せず）が設けられる。複数の吐出孔は、反応ガスノズル３１２ｂの長さ方向に沿って間隔を有して配列される。反応ガスノズル３１２ｂは、複数の吐出孔から回転テーブル３２１の上面に向けて反応ガスを吐出する。反応ガスノズル３１２ｂの下方領域は、原料ガス吸着領域Ｐ１において基板Ｗに吸着された原料ガスを酸化又は窒化させる反応ガス供給領域Ｐ２となる。反応ガスとしては、例えば酸化ガス、窒化ガスが挙げられる。
分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄは、いずれも配管及び流量制御バルブ等（いずれも図示せず）を介して、分離ガスの供給源（図示せず）に接続される。分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄには、回転テーブル３２１に向かって開口する複数の吐出孔（図示せず）が設けられる。複数の吐出孔は、分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄの長さ方向に沿って間隔を有して配列される。分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄは、複数の吐出孔から回転テーブル３２１の上面に向けて分離ガスを吐出する。分離ガスとしては、例えばＡｒガス、Ｎ２ガス等の不活性ガスが挙げられる。
また、図２に示されるように、処理容器３１１内には２つの凸状部３１７が設けられる。凸状部３１７は、分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄと共に分離領域Ｄを構成するため、回転テーブル３２１に向かって突出するように天板３１１ｂの裏面に取り付けられる。また、凸状部３１７は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有し、内円弧が突出部３１８に連結し、外円弧が処理容器３１１の本体３１１ａの内周壁に沿うように配置される。
パージガス導入口３１２ｅは、本体３１１ａ、側壁体３１１ｃ、底板３１１ｄ、固定軸３１５ａ及びヒータ支持部３１５ｂにより囲まれる領域Ａ１にパージガスを導入する（図１）。パージガス導入口３１２ｅは、例えば底板３１１ｄの下方に設けられる。ただし、パージガス導入口３１２ｅは、例えば側壁体３１１ｃを貫通して設けられてもよく、底板３１１ｄを貫通して設けられてもよい。また、例えばパージガス導入口３１２ｅは、複数設けられてもよい。領域Ａ１にパージガスが導入されることにより、領域Ａ１がパージガス雰囲気に維持される。また、領域Ａ１に導入されるパージガスは、本体３１１ａとヒータ支持部３１５ｂとの隙間Ｇ１を通って、回転テーブル３２１の下面側に流れ込む。これにより、原料ガスノズル３１２ａ及び反応ガスノズル３１２ｂからそれぞれ吐出されて回転テーブル３２１の下面側に流れ込む原料ガス及び反応ガスが、隙間Ｇ１を通って領域Ａ１に流れ込むことを抑制できる。パージガスは、例えばＡｒガス、Ｎ２ガス等の不活性ガスである。
ガス排気口３１３は、第１の排気口３１３ａ及び第２の排気口３１３ｂを含む（図２）。第１の排気口３１３ａは、原料ガス吸着領域Ｐ１に連通する第１の排気領域Ｅ１の底部に形成される。第２の排気口３１３ｂは、反応ガス供給領域Ｐ２に連通する第２の排気領域Ｅ２の底部に形成される。第１の排気口３１３ａ及び第２の排気口３１３ｂは、排気配管（図示せず）を介して排気装置（図示せず）に接続される。
搬送口３１４は、処理容器３１１の側壁に設けられる（図２）。搬送口３１４では、処理容器３１１内の回転テーブル３２１と処理容器３１１の外部の搬送アーム３１４ａとの間で基板Ｗの受け渡しが行われる。搬送口３１４は、ゲートバルブ（図示せず）により開閉される。
加熱部３１５は、固定軸３１５ａ、ヒータ支持部３１５ｂ、ヒータ３１５ｃ、シール部３１５ｄ、覆い部材３１５ｅ，３１５ｆ及び隙間調整部材３１５ｇ～３１５ｉを含む（図１及び図３）。
固定軸３１５ａは、処理容器３１１の中心軸ＡＸを中心とする円筒形状を有する。固定軸３１５ａは、後述する公転軸３２３の内側に、処理容器３１１の底板３１１ｄを貫通して設けられる。
ヒータ支持部３１５ｂは、固定軸３１５ａ上に設置される。ヒータ支持部３１５ｂは、円板形状を有し、ヒータ３１５ｃを支持する。ヒータ支持部３１５ｂは、本体３１１ａよりも処理容器３１１の中心軸ＡＸ側に、本体３１１ａとの間に隙間Ｇ１をあけて設けられる。隙間Ｇ１は、平面視で円環状であり、後述する自転軸３２１ｂ及び接続部３２１ｄが回転する公転軌道を形成する。隙間Ｇ１の幅は、自転軸３２１ｂ及び接続部３２１ｄが回転する際に自転軸３２１ｂ及び接続部３２１ｄが本体３１１ａ及びヒータ支持部３１５ｂと接触しないように設定される。
ヒータ３１５ｃは、本体３１１ａ上及びヒータ支持部３１５ｂ上に設けられる。ヒータ３１５ｃは、電源（図示せず）から電力が供給されることにより発熱し、基板Ｗを加熱する。
シール部３１５ｄは、固定軸３１５ａの外周壁と公転軸３２３の内周壁との間に設けられる。これにより、公転軸３２３は、処理容器３１１内の気密状態を維持しながら、固定軸３１５ａに対して相対的に回転する。シール部３１５ｄは、例えば磁性流体シールを含む。
覆い部材３１５ｅは、側部３１５ｅ１及び蓋部３１５ｅ２を含む。側部３１５ｅ１は、ヒータ支持部３１５ｂの外縁部上に、該外縁部に沿って、原料ガス吸着領域Ｐ１、反応ガス供給領域Ｐ２及び分離領域Ｄを跨いで設置される。側部３１５ｅ１は、ヒータ支持部３１５ｂと略同じ外径の円筒形状を有する。蓋部３１５ｅ２は、側部３１５ｅ１上に設置される。蓋部３１５ｅ２は、側部３１５ｅ１の外径と略同じ外径の円板形状を有する。覆い部材３１５ｅは、側部３１５ｅ１及び蓋部３１５ｅ２によってヒータ支持部３１５ｂ上のヒータ３１５ｃを覆う。これにより、ヒータ支持部３１５ｂ上のヒータ３１５ｃが、原料ガスノズル３１２ａ及び反応ガスノズル３１２ｂからそれぞれ吐出されて回転テーブル３２１の下側に流れ込む原料ガス及び反応ガスに晒されることを防止できる。
また、覆い部材３１５ｅで覆われる領域Ａ２には、領域Ａ２をパージするためのパージガス供給管（図示せず）が設けられる。また、蓋部３１５ｅ２の中心には、貫通孔３１５ｅ３が形成されている（図４～図７）。パージガス供給管から領域Ａ２内に供給されるパージガスは、原料ガス吸着領域Ｐ１と反応ガス供給領域Ｐ２との距離が最も近い処理容器３１１の中心における圧力を高める。これにより、処理容器３１１の中心において原料ガスと反応ガスとが分離される。
貫通孔３１５ｅ３は、例えば図４に示されるように、小径部３１５ｅ４及び大径部３１５ｅ５を含む。小径部３１５ｅ４は、平面視で処理容器３１１の中心軸ＡＸを中心とする円形状を有する。大径部３１５ｅ５は、小径部３１５ｅ４の上側に形成され、平面視で処理容器３１１の中心軸ＡＸを中心とし、小径部３１５ｅ４よりも大きい円形状を有する。また、例えば図５に示されるように、小径部３１５ｅ４と大径部３１５ｅ５とにより形成される段差３１５ｅ６上に、大径部３１５ｅ５の内径を狭める円環状のアタッチメント３１５ｅ７を設置してもよい。また、例えば図６に示されるように、段差３１５ｅ６上に、大径部３１５ｅ５の内径を狭めて小径部３１５ｅ４の内径と同じにする円環状のアタッチメント３１５ｅ８を設置してもよい。また、例えば図７に示されるように、段差３１５ｅ６上に、小径部３１５ｅ４及び大径部３１５ｅ５の内径を狭める円環状のアタッチメント３１５ｅ９を設置してもよい。このように、アタッチメント３１５ｅ７～３１５ｅ９を用いて貫通孔３１５ｅ３の内径を変更することにより、貫通孔３１５ｅ３を通って領域Ａ２から流れ出すパージガスの流量を調整できる。その結果、プロセス条件が異なる場合や経時変化による影響がある場合においても、回転テーブル３２１の中心において原料ガス及び反応ガスが滞留することを抑制できる。
覆い部材３１５ｆは、内側部３１５ｆ１、外側部３１５ｆ２及び蓋部３１５ｆ３を含む。内側部３１５ｆ１は、本体３１１ａの内縁部上に、該内縁部に沿って、原料ガス吸着領域Ｐ１、反応ガス供給領域Ｐ２及び分離領域Ｄを跨いで設置される。内側部３１５ｆ１は、円筒形状を有する。外側部３１５ｆ２は、本体３１１ａ上の内側部３１５ｆ１が設置される位置よりも外側に、原料ガス吸着領域Ｐ１、反応ガス供給領域Ｐ２及び分離領域Ｄを跨いで設置される。外側部３１５ｆ２は、内側部３１５ｆ１の外径よりも大きい内径の円筒形状を有する。蓋部３１５ｆ３は、内側部３１５ｆ１及び外側部３１５ｆ２上に設置される。蓋部３１５ｆ３は、内側部３１５ｆ１の内径と略同じ内径を有し、外側部３１５ｆ２の内径よりも大きい外径を有する円環板状を有する。覆い部材３１５ｆは、内側部３１５ｆ１、外側部３１５ｆ２及び蓋部３１５ｆ３によって本体３１１ａ上のヒータ３１５ｃを覆う。これにより、本体３１１ａ上のヒータ３１５ｃが、原料ガスノズル３１２ａ及び反応ガスノズル３１２ｂからそれぞれ吐出されて回転テーブル３２１の下側に流れ込む原料ガス及び反応ガスに晒されることを防止できる。
隙間調整部材３１５ｇは、分離領域Ｄにおける蓋部３１５ｅ２上に設置される板状部材である。隙間調整部材３１５ｇは、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有し、内円弧が隙間調整部材３１５ｉに連結し、外円弧が蓋部３１５ｅ２の外縁部に沿うように配置される。隙間調整部材３１５ｇが蓋部３１５ｅ２上に設置されることにより、回転テーブル３２１の下面と蓋部３１５ｅ２の上面との隙間が狭められる。隙間調整部材３１５ｇは、例えば図３に示されるように、隙間Ｇ１よりも処理容器３１１の中心軸ＡＸ側において、凸状部３１７と対応する位置に設けられる。隙間調整部材３１５ｇの上面と回転テーブル３２１の下面との隙間の長さＬ１は、例えば蓋部３１５ｅ２の上面と回転テーブル３２１の下面との隙間の長さＬ２の半分以下である（図４）。隙間調整部材３１５ｇは、例えば石英により形成される。
隙間調整部材３１５ｈは、分離領域Ｄにおける蓋部３１５ｆ３上に設置される板状部材である。隙間調整部材３１５ｈは、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有し、内円弧が蓋部３１５ｆ３の内縁部に沿うように、外円弧が蓋部３１５ｆ３の外円弧に沿うように配置される。隙間調整部材３１５ｈが蓋部３１５ｆ３上に設置されることにより、回転テーブル３２１の下面と蓋部３１５ｆ３の上面との隙間が狭められる。隙間調整部材３１５ｈは、例えば図３に示されるように、隙間Ｇ１よりも外周側において、凸状部３１７と対応する位置に設けられる。隙間調整部材３１５ｈの上面と回転テーブル３２１の下面との隙間の長さは、例えば蓋部３１５ｆ３の上面と回転テーブル３２１の下面との隙間の長さの半分以下である。隙間調整部材３１５ｇ，３１５ｈは、例えば石英により形成される。
このように、隙間調整部材３１５ｇ，３１５ｈがそれぞれ蓋部３１５ｅ２，３１５ｆ３に設置されることにより、回転テーブル３２１の下面と蓋部３１５ｅ２，３１５ｆ３の上面との隙間が狭められる。これにより、分離領域Ｄにおける回転テーブル３２１と覆い部材３１５ｅ，３１５ｆとに挟まれる空間の圧力が、原料ガス吸着領域Ｐ１及び反応ガス供給領域Ｐ２における回転テーブル３２１と覆い部材３１５ｅ，３１５ｆとに挟まれる空間の圧力よりも高くなる。そのため、回転テーブル３２１と覆い部材３１５ｅ，３１５ｆとに挟まれる空間において、分離領域Ｄから原料ガス吸着領域Ｐ１及び反応ガス供給領域Ｐ２に向かるガスの流れが形成される。その結果、回転テーブル３２１と覆い部材３１５ｅ，３１５ｆとに挟まれる空間において、原料ガスと反応ガスとが混ざることが抑制され、該空間において原料ガスと反応ガスとの反応に起因するパーティクルの発生を抑制できる。
なお、隙間調整部材３１５ｇは蓋部３１５ｅ２と一体で形成されていてもよく、隙間調整部材３１５ｈは蓋部３１５ｆ３と一体で形成されていてもよい。また、隙間調整部材３１５ｉは隙間調整部材３１５ｇと一体で形成されていてもよい。
冷却部３１６は、流体流路３１６ａ１～３１６ａ４、チラーユニット３１６ｂ１～３１６ｂ４、入口配管３１６ｃ１～３１６ｃ４及び出口配管３１６ｄ１～３１６ｄ４を含む。流体流路３１６ａ１～３１６ａ４は、それぞれ本体３１１ａ、天板３１１ｂ、底板３１１ｄ及びヒータ支持部３１５ｂの内部に形成される。チラーユニット３１６ｂ１～３１６ｂ４は、温調流体を出力する。チラーユニット３１６ｂ１～３１６ｂ４から出力された温調流体は、入口配管３１６ｃ１～３１６ｃ４、流体流路３１６ａ１～３１６ａ４及び出口配管３１６ｄ１～３１６ｄ４をこの順に流れて循環する。これにより、本体３１１ａ、天板３１１ｂ、底板３１１ｄ及びヒータ支持部３１５ｂの温度が調整される。温調流体としては、例えば水や、ガルデン（登録商標）等のフッ素系流体が挙げられる。
回転駆動装置３２０は、回転テーブル３２１、収容ボックス３２２、公転軸３２３及びモータ３２４を有する。
回転テーブル３２１は、処理容器３１１内に設けられる。回転テーブル３２１は、処理容器３１１の中心軸ＡＸを回転軸として回転する。回転テーブル３２１は、例えば円板形状を有し、石英により形成される。回転テーブル３２１の上面側には、回転テーブル３２１の回転中心から離間する位置において、回転方向（周方向）に沿って複数（図示の例では６つ）の載置台３２１ａが設けられる。回転テーブル３２１は、接続部３２１ｄを介して収容ボックス３２２に接続される。
各載置台３２１ａは、基板Ｗよりも僅かに大きい円板形状を有し、例えば石英により形成される。各載置台３２１ａには、基板Ｗが載置される。各載置台３２１ａは、自転軸３２１ｂ及び駆動伝達機構３２１ｅを介してモータ３２１ｃに接続される。
自転軸３２１ｂは、収容ボックス３２２内から天井部３２２ｂを貫通して上方に延び、隙間Ｇ１を通って載置台３２１ａの下面まで延びる。自転軸３２１ｂは、上端が載置台３２１ａの下面に接続され、下端が駆動伝達機構３２１ｅを介してモータ３２１ｃに接続される。これにより、自転軸３２１ｂは、モータ３２１ｃの動力を載置台３２１ａに伝達する。モータ３２１ｃが回転すると、駆動伝達機構３２１ｅを介して自転軸３２１ｂが回転し、自転軸３２１ｂの回転を受けて載置台３２１ａが回転テーブル３２１に対して相対的に回転して基板Ｗを自転させる。このように載置台３２１ａが回転テーブル３２１に対して相対的に回転する場合、載置台３２１ａが回転する際に、回転テーブル３２１と載置台３２１ａとが接触してパーティクルが発生する場合がある。そのため、パーティクルの発生を抑制するために、回転テーブル３２１と載置台３２１ａとの間に隙間Ｇ２が設けられる。
自転軸３２１ｂは、回転テーブル３２１の周方向に沿って、載置台３２１ａに対応して複数設けられる。各自転軸３２１ｂは、対応する載置台３２１ａを回転テーブル３２１に対して相対的に回転させる。複数の自転軸３２１ｂは、処理容器３１１の中心軸ＡＸを中心とする同一の円周上に配置される。収容ボックス３２２の天井部３２２ｂの貫通孔には、シール部３２６ｃが設けられ、収容ボックス３２２内の気密状態が維持される。シール部３２６ｃは、例えば磁性流体シールを含む。
モータ３２１ｃは、自転軸３２１ｂを介して載置台３２１ａを回転テーブル３２１に対して相対的に回転させる。モータ３２１ｃは、例えばサーボモータであってよい。
接続部３２１ｄは、回転テーブル３２１の下面と収容ボックス３２２の上面とを接続する。接続部３２１ｄは、回転テーブル３２１の周方向に沿って複数設けられる。例えば、接続部３２１ｄは、自転軸３２１ｂと同じ数（図示の例では６つ）設けられる。図示の例では、複数の自転軸３２１ｂと複数の接続部３２１ｄとは、処理容器３１１の中心軸ＡＸを中心とする同一の円周上に、交互に配置されている。
駆動伝達機構３２１ｅは、モータ３２１ｃの動力を自転軸３２１ｂに伝達する。駆動伝達機構３２１ｅは、例えば複数のギヤを含む。
収容ボックス３２２は、処理容器３１１内における回転テーブル３２１の下方に設けられる。収容ボックス３２２は、接続部３２１ｄを介して回転テーブル３２１に接続され、回転テーブル３２１と一体で回転可能に構成される。収容ボックス３２２は、昇降機構（図示せず）により処理容器３１１内で昇降可能に構成されていてもよい。収容ボックス３２２が昇降すると、収容ボックス３２２と一体で回転テーブル３２１及び載置台３２１ａが昇降する。これにより、載置台３２１ａに載置される基板Ｗと、原料ガスノズル３１２ａ及び反応ガスノズル３１２ｂとの間の距離が調整される。収容ボックス３２２は、本体部３２２ａ及び天井部３２２ｂを有する。
本体部３２２ａは、断面視凹状に形成され、回転テーブル３２１の回転方向に沿ってリング状に形成される。
天井部３２２ｂは、本体部３２２ａ上に、断面視凹状に形成された本体部３２２ａの開口を覆うように設けられる。これにより、本体部３２２ａ及び天井部３２２ｂは、処理容器３１１内から隔離された収容部３２２ｃを形成する。
収容部３２２ｃは、縦断面視で矩形状に形成され、回転テーブル３２１の回転方向に沿ってリング状に形成される。収容部３２２ｃは、モータ３２１ｃ及び駆動伝達機構３２１ｅを収容する。本体部３２２ａには、収容部３２２ｃと基板処理装置３００の外部とを連通させる連通部３２２ｄが形成される。これにより、収容部３２２ｃに基板処理装置３００の外部から大気が導入され、収容部３２２ｃ内が冷却されると共に、大気圧に維持される。
公転軸３２３は、収容ボックス３２２の下部に固定される。公転軸３２３は、処理容器３１１の底板３１１ｄを貫通して設けられる。公転軸３２３は、モータ３２４の動力を回転テーブル３２１及び収容ボックス３２２に伝達し、回転テーブル３２１及び収容ボックス３２２を一体で回転させる。処理容器３１１の底板３１１ｄの貫通孔には、シール部３１１ｆが設けられ、処理容器３１１内の気密状態が維持される。シール部３１１ｆは、例えば磁性流体シールを含む。
公転軸３２３の内部には、貫通孔３２３ａが形成される。貫通孔３２３ａは、収容ボックス３２２の連通部３２２ｄと接続され、収容ボックス３２２内に大気を導入するための流体流路として機能する。また、貫通孔３２３ａは、収容ボックス３２２内にモータ３２１ｃを駆動させるための電力線及び信号線を導入するための配線ダクトとしても機能する。貫通孔３２３ａは、例えばモータ３２１ｃと同じ数だけ設けられる。
モータ３２４は、公転軸３２３を介して回転テーブル３２１及び収容ボックス３２２を固定軸３１５ａに対して一体で回転させる。モータ３２４は、例えばサーボモータであってよい。
制御部３９０は、基板処理装置３００の各部を制御する。制御部３９０は、例えばコンピュータであってよい。また、基板処理装置３００の各部の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。
〔評価結果〕
まず、実施形態の基板処理装置３００において、原料ガス吸着領域Ｐ１に原料ガスが供給され、分離領域Ｄに分離ガスが供給された状態における回転テーブル３２１の上面側及び下面側での原料ガスの濃度分布をシミュレーションにより算出した。
図１０（ａ）は、各載置台３２１ａが１つの領域内（原料ガス吸着領域Ｐ１内、分離領域Ｄ内及び反応ガス供給領域Ｐ２内）に位置する場合の、回転テーブル３２１の上面側での原料ガスの濃度分布を示す。図１０（ｂ）は、各載置台３２１ａが隣り合う２つの領域を跨いで位置する場合の、回転テーブル３２１の上面側での原料ガスの濃度分布を示す。
図１０（ａ）に示されるように、各載置台３２１ａが１つの領域内に位置する場合、原料ガス吸着領域Ｐ１に供給された原料ガスが回転テーブル３２１の上面側の原料ガス吸着領域Ｐ１内に留まっていることが分かる。また、図１０（ｂ）に示されるように、各載置台３２１ａが２つの領域を跨いで位置する場合も、原料ガス吸着領域Ｐ１に供給された原料ガスが回転テーブル３２１の上面側の原料ガス吸着領域Ｐ１内に留まっていることが分かる。
図１１（ａ）は、各載置台３２１ａが１つの領域内に位置する場合の、回転テーブル３２１の下面側での原料ガスの濃度分布を示す。図１１（ｂ）は、各載置台３２１ａが隣り合う２つの領域を跨いで位置する場合の、回転テーブル３２１の下面側での原料ガスの濃度分布を示す。
図１１（ａ）に示されるように、各載置台３２１ａが１つの領域内に位置する場合、隙間Ｇ２（図１）を通って回転テーブル３２１の上面側から下面側に流れ込む原料ガスが回転テーブル３２１の下面側の原料ガス吸着領域Ｐ１内に留まっていることが分かる。また、図１１（ｂ）に示されるように、各載置台３２１ａが２つの領域を跨いで位置する場合も、隙間Ｇ２を通って回転テーブル３２１の上面側から下面側に流れ込む原料ガスが回転テーブル３２１の下面側の原料ガス吸着領域Ｐ１内に留まっていることが分かる。
次に、実施形態の基板処理装置３００において、反応ガス供給領域Ｐ２に反応ガスが供給され、分離領域Ｄに分離ガスが供給された状態における回転テーブル３２１の上面側及び下面側での反応ガスの濃度分布をシミュレーションにより算出した。
図１２（ａ）は、各載置台３２１ａが１つの領域内に位置する場合の、回転テーブル３２１の上面側での反応ガスの濃度分布を示す。図１２（ｂ）は、各載置台３２１ａが隣り合う２つの領域を跨いで位置する場合の、回転テーブル３２１の上面側での反応ガスの濃度分布を示す。
図１２（ａ）に示されるように、各載置台３２１ａが１つの領域内に位置する場合、反応ガス供給領域Ｐ２に供給された反応ガスが回転テーブル３２１の上面側の反応ガス供給領域Ｐ２内に留まっていることが分かる。また、図１２（ｂ）に示されるように、各載置台３２１ａが２つの領域を跨いで位置する場合も、反応ガス供給領域Ｐ２に供給された反応ガスが回転テーブル３２１の上面側の反応ガス供給領域Ｐ２内に留まっていることが分かる。
図１３（ａ）は、各載置台３２１ａが１つの領域内に位置する場合の、回転テーブル３２１の下面側での反応ガスの濃度分布を示す。図１３（ｂ）は、各載置台３２１ａが隣り合う２つの領域を跨いで位置する場合の、回転テーブル３２１の下面側での反応ガスの濃度分布を示す。
図１３（ａ）に示されるように、各載置台３２１ａが１つの領域内に位置する場合、隙間Ｇ２（図１）を通って回転テーブル３２１の上面側から下面側に流れ込む反応ガスが回転テーブル３２１の下面側の反応ガス供給領域Ｐ２内に留まっていることが分かる。また、図１３（ｂ）に示されるように、各載置台３２１ａが２つの領域を跨いで位置する場合も、隙間Ｇ２を通って回転テーブル３２１の上面側から下面側に流れ込む反応ガスが回転テーブル３２１の下面側の反応ガス供給領域Ｐ２内に留まっていることが分かる。
以上のシミュレーション結果から、実施形態の基板処理装置３００によれば、回転テーブル３２１の上面側と下面側の両方において、原料ガスが原料ガス吸着領域Ｐ１内に留まり、反応ガスが反応ガス供給領域Ｐ２内に留まることが示された。この結果から、回転テーブル３２１の上面側と下面側の両方において、原料ガスと反応ガスとが混ざることが抑制されると言える。
なお、上記の実施形態において、原料ガスは第１の処理ガスの一例であり、原料ガス吸着領域Ｐ１は第１の処理領域の一例である。また、反応ガスは第２の処理ガスの一例であり、反応ガス供給領域Ｐ２は第２の処理領域の一例である。また、覆い部材３１５ｅ，３１５ｆ及び隙間調整部材３１５ｇ，３１５ｈ，３１５ｉは回転テーブル３２１が設けられる領域とヒータ３１５ｃが設けられる領域とを区画する区画部材の一例である。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
上記の実施形態では、回転テーブル３２１に６つの載置台３２１ａが設けられる場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、載置台３２１ａは、５つ以下であってもよく、７つ以上であってもよい。
上記の実施形態では、処理部３１０が、処理容器３１１、ガス導入口３１２、ガス排気口３１３、搬送口３１４、加熱部３１５及び冷却部３１６を有する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理部３１０は、更に処理容器３１１内に供給される各種のガスを活性化するためのプラズマを生成するプラズマ生成部を有していてもよい。
３００ 基板処理装置
３１１ 処理容器
３１５ｃ ヒータ
３１５ｅ，３１５ｆ 覆い部材
３１５ｇ～３１５ｉ 隙間調整部材
３２１ 回転テーブル
Ｐ１ 原料ガス吸着領域
Ｐ２ 反応ガス供給領域
Ｄ 分離領域

Claims (9)

  1. 処理容器と、
    前記処理容器内に回転可能に設けられる回転テーブルと、
    前記回転テーブルの下方に設けられるヒータと、
    前記回転テーブルと前記ヒータとの間に前記回転テーブルの下面に対して隙間をあけて設けられ、前記回転テーブルが設けられる領域と前記ヒータが設けられる領域とを区画する区画部材と、
    前記回転テーブルの上面に第１の処理ガスが供給される第１の処理領域と、
    前記回転テーブルの周方向において前記第１の処理領域と離間して設けられ、前記回転テーブルの前記上面に前記第１の処理ガスと反応する第２の処理ガスが供給される第２の処理領域と、
    前記回転テーブルの周方向において前記第１の処理領域と前記第２の処理領域との間に設けられ、前記回転テーブルの前記上面に前記第１の処理ガスと前記第２の処理ガスとを分離する分離ガスが供給される分離領域と、
    を備え、
    前記区画部材は、前記分離領域の少なくとも一部における前記隙間が、前記第１の処理領域及び前記第２の処理領域における前記隙間よりも狭くなるように設けられる、
    基板処理装置。
  2. 前記区画部材は、
    前記第１の処理領域、前記第２の処理領域及び前記分離領域を跨いで設けられ、前記ヒータを覆う覆い部材と、
    前記分離領域における前記覆い部材の上に設置され、前記隙間を狭める隙間調整部材と、
    を含む、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記隙間調整部材の上面と前記回転テーブルの下面との隙間は、前記覆い部材の上面と前記回転テーブルの下面との隙間の半分以下である、
    請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記隙間調整部材は、扇型の平面形状を有する、
    請求項２又は３に記載の基板処理装置。
  5. 前記隙間調整部材は、石英により形成される、
    請求項２乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記分離領域における前記処理容器の天板の下面には、前記回転テーブルに向かって突出する凸状部が設けられている、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 前記回転テーブルは、上面側に設けられる載置台に基板を載置して公転させるように構成され、
    前記回転テーブルは、該回転テーブルの下面側に該回転テーブルと共に公転するように設けられ、自転することで前記基板が自転するように前記載置台を回転させる自転軸を備える、
    請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  8. 前記自転軸の公転軌道において、前記区画部材よりも下方から前記載置台の下面に向けて不活性ガスが導入される、
    請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記回転テーブルの中心において、前記区画部材よりも下方から前記回転テーブルの下面に向けて不活性ガスが導入される、
    請求項７又は８に記載の基板処理装置。
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