JP6494495B2 - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理方法及び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方法及び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方法は、第１の処理ガス供給領域と、該第１の処理ガス供給領域に供給される第１の処理ガスを排気するために設けられた第１の排気口と、第２の処理ガス供給領域と、該第２の処理ガス供給領域に供給される第２の処理ガスを排気するために設けられた第２の排気口と、前記第１の排気口と前記第２の排気口とを連通する連通空間と、を有する処理室を用いた基板処理方法であって、
前記連通空間は、基板を上面に載置可能な回転テーブルの下方の空間であり、
前記第１及び第２の排気口は前記連通空間よりも下方に設けられ、
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は、前記回転テーブルの上方では、前記処理室の天井面から下方に突出した分離領域により分離されており、前記第１の処理ガス供給領域への前記第２の処理ガスの混入及び前記第２の処理ガス供給領域への前記第１の処理ガスの混入が生じないように構成され、
前記第１の排気口及び前記第２の排気口からの排気、前記第１の処理ガス供給領域への前記第１の処理ガスの供給、及び前記第２の処理ガス供給領域への前記第２の処理ガスの供給を実施しながら前記回転テーブルを回転させ、
前記第１の排気口の排気圧力を前記第２の排気口の排気圧力よりも所定圧力範囲内において所定圧力高くし、前記第１の排気口への前記第２の処理ガスの混入を防止して基板処理を行う。

本発明の他の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て該回転テーブルより上方に互いに離間して設けられる第１及び第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、
該第１及び第２の排気口の排気圧力を調整するための第１及び第２の圧力調整弁と、
前記処理室の天井面から下方に向かって突出し、前記回転テーブルの上方で前記第１の処理ガス供給領域と前記第２の処理ガス領域を分離するように前記第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設けられた分離領域と、
前記回転テーブル上に前記基板を載置するときには前記回転テーブルを下降させ、前記回転テーブルを回転させて基板処理を行うときには前記回転テーブルを上昇させる制御を行うとともに、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の排気口から排気されることを防ぐべく、前記第１の排気口の排気圧力が前記第２の排気圧力よりも所定圧力高くなるように前記第１及び第２の圧力調整弁を制御する制御手段と、を有する。

本発明の他の態様に係る基板処理方法は、基板を上面に載置可能な回転テーブルと、
該回転テーブルの上方に回転方向に沿って互いに離間して配置された、前記基板に原料ガスを供給する第１の原料ガス供給領域と、該原料ガスと反応して反応生成物を生成可能な反応ガスを供給する第１の反応ガス供給領域と、前記原料ガスを供給する第２の原料ガス供給領域と、前記反応ガスを供給する第２の反応領域と、
前記第１の原料ガス供給領域に供給される前記ガスを排気するために設けられた第１の排気口と、前記第１の反応ガス供給領域に供給される前記反応ガスを排気するために設けられた第２の排気口と、前記第２の原料ガス供給領域に供給される前記ガスを排気するために設けられた第３の排気口と、前記第２の反応ガス供給領域に供給される前記反応ガスを排気するために設けられた第４の排気口と、
前記第１乃至第４の排気口同士を連通する連通空間と、を有する処理室を用いた基板処理方法であって、
前記第１の排気口の排気圧力を前記第２乃至第４の排気口の排気圧力よりも所定圧力高くし、前記第１の排気口への前記反応ガスの混入を防止して基板処理を行う。

本発明の他の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、
該回転テーブルの回転方向に沿って該回転テーブルより上方に互いに離間して設けられる第１の原料ガス供給領域、第１の反応ガス供給領域、第２の原料ガス供給領域及び第２の反応ガス供給領域と、
該第１の原料ガス供給領域、該第１の反応ガス供給領域、該第２の原料ガス供給領域及び該第２の反応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乃至第４の排気口と、
該第１乃至第４の排気口の排気圧力を調整するための第１乃至第４の圧力調整弁と、
前記処理室の天井面から下方に向かって突出し、前記回転テーブルの上方で前記第１の原料ガス供給領域、前記第１の反応ガス供給領域、前記第２の原料ガス供給領域及び前記第２の反応ガス供給領域同士を分離するように、前記第１の原料ガス供給領域、前記第１の反応ガス供給領域、前記第２の原料ガス供給領域及び前記第２の反応ガス供給領域同士の間に設けられた分離領域と、
前記回転テーブル上に前記基板を載置するときには前記回転テーブルを下降させ、前記回転テーブルを回転させて基板処理を行うときには前記回転テーブルを上昇させる制御を行うとともに、前記回転テーブルの上昇により生じた前記第１乃至第４の排気口同士が連通する連通空間を通じて、前記反応ガスが前記第１の排気口から排気されることを防ぐべく、前記第１の排気口の排気圧力が前記第２乃至第４の排気口の排気圧力よりも所定圧力高くなるように前記第１乃至第４の圧力調整弁を制御する制御手段と、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。 図９以降で示すシミュレーション結果の容器本体の配置状態を含めた基本的処理条件を示すための図である。 第１のシミュレーション結果を示した図である。図９（ａ）は、回転テーブル上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図９（ｂ）は、回転テーブルの下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図９（ｃ）は、回転テーブル上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。図９（ｄ）は、回転テーブルの下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。 第２のシミュレーション結果を示した図である。図１０（ａ）は、回転テーブル上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１０（ｂ）は、回転テーブルの下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１０（ｃ）は、回転テーブル上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１０（ｄ）は、回転テーブルの下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。 第３のシミュレーション結果を示した図である。図１１（ａ）は、回転テーブル上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１１（ｂ）は、回転テーブルの下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１１（ｃ）は、回転テーブル上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１１（ｄ）は、回転テーブルの下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。 第４のシミュレーション結果を示した図である。図１２（ａ）は、回転テーブル上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１２（ｂ）は、回転テーブルの下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。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濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１２（ｄ）は、回転テーブルの下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。 本発明の実施例を説明するための図である。図１３（ａ）は、ウェハＷの配置位置を示す図である。図１３（ｂ）は、膜厚測定ポイントを示す図である。 図１３で示した実施例の結果を示した図である。 第５のシミュレーション結果を示した図である。図１５（ａ）は、回転テーブル上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１５（ｂ）は、回転テーブルの下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。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濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１５（ｄ）は、回転テーブルの下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。 第６のシミュレーション結果を示した図である。図１６（ａ）は、回転テーブル上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１６（ｂ）は、回転テーブルの下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１６（ｃ）は、回転テーブル上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１６（ｄ）は、回転テーブルの下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。 第７のシミュレーション結果を示した図である。図１７（ａ）は、回転テーブル上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１７（ｂ）は、回転テーブルの下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１７（ｃ）は、回転テーブル上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１７（ｄ）は、回転テーブルの下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。 第８のシミュレーション結果を示した図である。図１８（ａ）は、回転テーブル上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１８（ｂ）は、回転テーブルの下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１８（ｃ）は、回転テーブル上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。図１８（ｄ）は、回転テーブルの下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の一例を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第１のシミュレーション実験の結果を示した図である。図２０（ａ）は、回転テーブルの上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２０（ｂ）は、回転テーブルの上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２０（ｃ）は、回転テーブルの下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２０（ｄ）は、回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２０（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第２のシミュレーション実験の結果を示した図である。図２１（ａ）は、回転テーブルの上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２１（ｂ）は、回転テーブルの上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２１（ｃ）は、回転テーブルの下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２１（ｄ）は、回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２１（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第３のシミュレーション実験の結果を示した図である。図２２（ａ）は、回転テーブルの上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２２（ｂ）は、回転テーブルの上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２２（ｃ）は、回転テーブルの下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２２（ｄ）は、回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２２（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第４のシミュレーション実験の結果を示した図である。図２３（ａ）は、回転テーブルの上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２３（ｂ）は、回転テーブルの上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２３（ｃ）は、回転テーブルの下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２３（ｄ）は、回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２３（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第５のシミュレーション実験の結果を示した図である。図２４（ａ）は、回転テーブルの上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２４（ｂ）は、回転テーブルの上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２４（ｃ）は、回転テーブルの下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２４（ｄ）は、回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２４（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第６のシミュレーション実験の結果を示した図である。図２５（ａ）は、回転テーブルの上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２５（ｂ）は、回転テーブルの上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２５（ｃ）は、回転テーブルの下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２５（ｄ）は、回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２５（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第７のシミュレーション実験の結果を示した図である。図２６（ａ）は、回転テーブルの上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２６（ｂ）は、回転テーブルの上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２６（ｃ）は、回転テーブルの下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２６（ｄ）は、回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２６（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブルの下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。

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。

［第１の実施形態］
図１から図３までを参照すると、本発明の第１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９２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９２、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９２、３１、３２、４１、４２は、各ノズル９２、３１、３２、４１、４２の基端部であるガス導入ポート９２ａ、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９２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（Ｎ_２）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Ｏ_３（オゾン）ガス若しくはＯ_２（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３３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。

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４２ｈ（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Ｎ_２ガスが供給されると、このＮ_２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、Ｎ_２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Ｎ_２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（Ｎ_２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１乃至図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４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（図５）。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Ｎ_２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Ｎ_２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、後述する基板処理方法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方法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５及び図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５及び図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空間となる。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方法及び基板処理装置では、第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０の排気圧力を調整することにより、第１の排気口６１０から第２の処理ガスが排気されず、第２の処理ガスは第２の排気口６２０から排気されるような制御を行う。以下、その具体的な内容について、シミュレーション結果を用いて説明する。

図８は、図９以降で示すシミュレーション結果の容器本体１２の配置状態を含めた基本的処理条件を示すための図である。図８に示されるように、搬送口１５が紙面の下側に配置され、第１の排気口６１０が右上、第２の排気口６２０が左上に配置されるように容器本体１２を配置した状態で、以後のシミュレーション結果を示す。また、処理ガスノズル３１からは、Ｓｉ含有ガスの一種であるジイソプロピルアミノシランガスが３００ｓｃｃｍ（０．３ｓｌｍ）の流量で、キャリアガスであるＡｒガスとともに供給される（Ａｒガスは１０００ｓｃｃｍ（１ｓｌｍ）の流量）。また、処理ガスノズル３２からは、オゾンガスが６ｓｌｍの流量で供給される。更に、プラズマガスノズル９２からは、Ａｒガスが１５ｓｌｍ、酸素ガスが７５ｓｃｃｍの流量で混合ガスとして供給される。また、真空容器１内の圧力は２Ｔｏｒｒであり、ウェハＷの温度は４００℃に設定される。また、回転軸２２の上方の分離ガス供給管５１からはＡｒガスが３ｓｌｍ、パージガス供給管７２からはＡｒガスが１０ｓｌｍで供給される。分離ガスノズル４１、４２からは、Ａｒガスが５ｓｌｍで供給される。

またここで、処理ガスノズル３１は第１の処理領域Ｐ１内にあり、処理ガスノズル３２は第２の処理領域Ｐ２内にあるが、第２の処理領域Ｐ２は第１の処理領域Ｐ２の３倍以上の広さを有する。例えば、第１の処理領域Ｐ１の開き角は３０〜６０度程度であるのに対し、第２の処理領域Ｐ２の開き角は１２０〜２７０度程度であり、典型的には、第１の処理領域Ｐ１が７５度、第２の処理領域Ｐ２が１６５度程度に設定される。そして、第１及び第２の排気口６１０、６２０はともに第１及び第２の処理領域Ｐ１、Ｐ２内の回転テーブル２の回転方向の下流端にあり、処理ガスノズル３２は第２の処理領域の上流端にあるため、処理ガスノズル３２と第１の排気口６１０との距離が、処理ガスノズル３２と第２の排気口との距離よりも小さくなっている。

かかる基本条件から、第１及び第２の排気口の排気圧力を含めた条件をいくつか変化させ、処理ガスノズル３２から供給されるオゾンガス及び処理ガスノズル３１から供給されるジイソプロピルアミノシランガスの流量分布をシミュレートした。

図９は、第１及び第２の排気口６１０、６２０の排気圧力とともに２Ｔｏｒｒとし、中心軸２２の下方のパージガス供給管７２０からのＡｒガスの供給量を１．８ｓｌｍに低下させた状態のシミュレーション結果を示した図である。図９（ａ）は、回転テーブル２上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図９（ｂ）は、回転テーブル２の下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、酸素濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、酸素濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、酸素濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図９（ａ）に示される通り、回転テーブル２上では、第１の排気口６１０で酸素濃度が６０％検出されており、オゾンガスの第１の排気口６１０への混入が少量認められた。

一方、図９（ｂ）に示される通り、回転テーブル２の下方では、オゾンガスが、第２の排気口６２０にも到達しているが、同時に第１の排気口６１０にも到達していることが分かる。即ち、本来的には総てのオゾンガスが第２の排気口６２０から排気されるべきであるが、相当量が第１の排気口６１０から排気される状態となってしまっている。

図９（ｃ）は、回転テーブル２上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図９（ｄ）は、回転テーブル２の下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、ジイソプロピルアミノシラン濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、ジイソプロピルアミノシラン濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、ジイソプロピルアミノシラン濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図９（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は、第１の処理領域Ｐ１に供給され、第１の排気口６１０から適切に排気されていることが分かる。

また、図９（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方でも、第１の排気口６１０のジイソプロピルアミノシランガスの濃度は、レベルＢであるので、問題無いレベルであることが分かる。

このように、第１の排気口６１０と第２の排気口６２０の排気圧力を等しく２Ｔｏｒｒとした場合、回転テーブル２の下方において、オゾンガスが第１の排気口６１０に混入してしまうことが分かる。

図１０は、第１及び第２の排気口６１０、６２０の排気圧力とともに２Ｔｏｒｒとし、中心軸２２の下方のパージガス供給管７２からのＡｒガスの供給量を１０ｓｌｍに増加させた状態のシミュレーション結果を示した図である。図１０（ａ）は、回転テーブル２上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１０（ｂ）は、回転テーブル２の下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ａ）、（ｂ）と同様、酸素濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、酸素濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、酸素濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１０（ａ）に示される通り、回転テーブル２上では、第１の排気口６１０で酸素濃度が４０％検出された。中心軸２２の下方からのＡｒガスの流量を増加させることにより、図９（ａ）の場合よりも、オゾンガスの第１の排気口６１０への混入を若干減少させることができることが分かる。しかしながら、なお第１の排気口６１０への混入が少量存在する。

また、図１０（ｂ）に示される通り、回転テーブル２の下方では、図９（ｂ）の場合よりも、酸素濃度の分散は減少しているが、やはりオゾンガスが、第１及び第２の排気口６１０、６２０の双方に到達していることが分かる。即ち、本来的には総てのオゾンガスが第２の排気口６２０から排気されるべきであるが、やはり図９（ｂ）の場合と同様に、相当量が第１の排気口６１０から排気される状態となってしまっている。

図１０（ｃ）は、回転テーブル２上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１０（ｄ）は、回転テーブル２の下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ｃ）、（ｄ）と同様、ジイソプロピルアミノシラン濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、ジイソプロピルアミノシラン濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、ジイソプロピルアミノシラン濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１０（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は、第１の処理領域Ｐ１に供給され、第１の排気口６１０から適切に排気されていることが分かる。

また、図１０（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方でも、第１の排気口６１０のジイソプロピルアミノシランガスの濃度は、レベルＢであるので、問題無いレベルであることが分かる。

このように、第１の排気口６１０と第２の排気口６２０の排気圧力を等しく２Ｔｏｒｒとした場合、回転軸２２の下方から供給するパージガスの量を増加させたとしても、回転テーブル２の下方において、オゾンガスが第１の排気口６１０に混入してしまうことが分かる。

図１１は、第１の排気口６１０の排気圧力を２．１Ｔｏｒｒ、第２の排気口６２０の排気圧力を２Ｔｏｒｒとし、０．１Ｔｏｒｒの差圧を設けた状態のシミュレーション結果を示した図である。図１１（ａ）は、回転テーブル２上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１１（ｂ）は、回転テーブル２の下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ａ）、（ｂ）及び図１０（ａ）、（ｂ）と同様、酸素濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、酸素濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、酸素濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１１（ａ）に示される通り、回転テーブル２上では、第１の排気口６１０で酸素濃度はレベルＢの程度しか検出されておらず、あまり混入は見られない状態であることが分かる。

また、図１１（ｂ）に示される通り、回転テーブル２の下方では、図１０（ｂ）の場合よりも、酸素濃度の分散は減少しているが、オゾンガスが、第１の排気口６１０にも少量だけ到達していることが分かる。即ち、本来的には総てのオゾンガスが第２の排気口６２０から排気されるべきであるが、少量が第１の排気口６１０から排気される状態となっている。

図１１（ｃ）は、回転テーブル２上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１１（ｄ）は、回転テーブル２の下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ｃ）、（ｄ）及び図１０（ｃ）、（ｄ）と同様、ジイソプロピルアミノシラン濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、ジイソプロピルアミノシラン濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、ジイソプロピルアミノシラン濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１１（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は、第１の処理領域Ｐ１に供給され、第１の排気口６１０から適切に排気されていることが分かる。

また、図１１（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方でも、第１の排気口６１０のジイソプロピルアミノシランガスの濃度は、レベルＢであるので、問題無いレベルであることが分かる。

このように、第１の排気口６１０の排気圧力を２．１Ｔｏｒｒ、第２の排気口６２０の排気圧力を２Ｔｏｒｒとし、０．１Ｔｏｒｒの差圧を設けた場合、改善は見られるものの、回転テーブル２の下方において、少量のオゾンガスが第１の排気口６１０に混入してしまうことが分かる。

図１２は、第１の排気口６１０の排気圧力を２．２Ｔｏｒｒ、第２の排気口６２０の排気圧力を２Ｔｏｒｒとし、０．２Ｔｏｒｒの差圧を設けた状態の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２上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１２（ｂ）は、回転テーブル２の下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ａ）、（ｂ）乃至図１１（ａ）、（ｂ）と同様、酸素濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、酸素濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、酸素濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１２（ａ）に示される通り、回転テーブル２上では、第１の排気口６１０で酸素濃度はレベルＣの量しか検出されておらず、殆ど混入は見られない状態であることが分かる。

また、図１２（ｂ）に示される通り、回転テーブル２の下方でも、オゾンガスは、第１の排気口６１０には到達しておらず、第２の排気口６２０にのみ到達している。このように、第２の処理ガスであるオゾンガスが第２の排気口６２０のみから排気され、本来あるべき状態が達成できていることが分かる。

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濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１２（ｄ）は、回転テーブル２の下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ｃ）、（ｄ）乃至図１１（ｃ）、（ｄ）と同様、ジイソプロピルアミノシラン濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、ジイソプロピルアミノシラン濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、ジイソプロピルアミノシラン濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

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は、第１の処理領域Ｐ１に供給され、第１の排気口６１０から適切に排気されていることが分かる。

また、図１２（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方でも、第１の排気口６１０のジイソプロピルアミノシランガスの濃度は、レベルＢであるので、問題無いレベルであることが分かる。

このように、第１の排気口６１０の排気圧力を２．２Ｔｏｒｒ、第２の排気口６２０の排気圧力を２Ｔｏｒｒとし、０．２Ｔｏｒｒの差圧を設けた場合、回転テーブル２の下方におけるオゾンガスの第１の排気口６１０への混入を防止できることが示された。

図１３は、回転テーブル２を回転させない状態で、回転テーブル２上に６枚のウェハＷを載置し、第１及び第２の排気口６１０、６２０の排気圧力条件を変えて成膜処理を行った場合の実施例を説明するための図である。図１３（ａ）は、ウェハＷの配置位置を示す図であり、図１３（ｂ）は、膜厚測定ポイントを示す図である。

図１３（ａ）に示されるように、下側に排気口１５、右上に第１の排気口６１０、左上に第２の排気口６２０、右上に処理ガスノズル３１、右下に処理ガスノズル３２が配置された状態でシミュレーションを行った。

また、図１３（ｂ）に示されるように、Ｐ１〜Ｐ４９の４９個の膜厚測定ポイントを設定した。半径方向に３列で、各々の列上において、３６０度ほぼ万遍なく膜厚測定ポイントを配置した。なお、図１３（ａ）に示される通り、第１の排気口６１０は、膜厚測定ポイントＰ４４付近である。

図１４は、図１３で示した実施例の結果を示した図である。図１４に示されるように、第１の排気口６１０と第２の排気口６２０の排気圧力を等しく１．８Ｔｏｒｒに設定したときには、膜厚測定ポイントＰ４２〜Ｐ４６付近で膜厚が増加した。これは、第１の排気口６１０の付近であるので、第１の排気口６１０付近でＣＶＤ反応が発生したことを意味する。

一方、第１の排気口６１０の排気圧力を２．０Ｔｏｒｒ、第２の排気口６２０の排気圧力を１．８Ｔｏｒｒに設定した場合、膜厚測定ポイントＰ４２〜Ｐ４６付近でも膜厚は増加せず、何ら成膜が発生していなかった。これは、第２の処理ガスが第１の排気口６１０に混入していないということを意味する。

このように、本実施例から、第１の排気口６１０の排気圧力と第２の排気口６２０の排気圧力を２．０Ｔｏｒｒ付近に設定した場合、１０％の０．２Ｔｏｒｒの差圧を設けて第１の排気口６１０の排気圧力を第２の排気口６２０の排気圧力よりも高くすることにより、第２の処理ガスの第１の排気口６１０からの混合排気を防止できることが示された。

図１５は、第１及び第２の排気口６１０、６２０の排気圧力をともに４Ｔｏｒｒとし、差圧を設けていない場合の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２上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１５（ｂ）は、回転テーブル２の下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ａ）、（ｂ）乃至図１２（ａ）、（ｂ）と同様、酸素濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、酸素濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、酸素濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１５（ａ）に示される通り、回転テーブル２上では、第１の排気口６１０で酸素濃度はレベルＢの程度しか検出されておらず、あまり混入は見られない状態であることが分かる。

一方、図１５（ｂ）に示される通り、回転テーブル２の下方では、オゾンガスが、第２の排気口６２０にも到達しているが、同時に第１の排気口６１０付近にも到達していることが分かる。即ち、本来的には総てのオゾンガスが第２の排気口６２０から排気されるべきであるが、第１の排気口６１０からも排気され得る状態となってしまっている。

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濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１５（ｄ）は、回転テーブル２の下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ｃ）、（ｄ）乃至図１２（ｃ）、（ｄ）と同様、ジイソプロピルアミノシラン濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、ジイソプロピルアミノシラン濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、ジイソプロピルアミノシラン濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１５（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は、第１の処理領域Ｐ１に供給され、第１の排気口６１０から適切に排気されていることが分かる。

また、図１５（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方でも、第１の排気口６１０のジイソプロピルアミノシランガスの濃度は、レベルＢであるので、問題無いレベルであることが分かる。

このように、第１及び第２の排気口６１０、６２０の排気圧力を等しく４Ｔｏｒｒとし、差圧を設けない場合、回転テーブル２上では問題無いが、回転テーブル２の下方において、第２の処理ガスであるオゾンガスが第１の排気口６１０に混入するおそれがあることが分かる。

図１６は、第１の排気口６１０の排気圧力を４．０７５Ｔｏｒｒ、第２の排気口６２０の排気圧力を４Ｔｏｒｒとし、０．７５Ｔｏｒｒの差圧を設けた状態の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２上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１６（ｂ）は、回転テーブル２の下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ａ）、（ｂ）乃至図１２（ａ）、（ｂ）と同様、酸素濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、酸素濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、酸素濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１６（ａ）に示される通り、回転テーブル２上では、第１の排気口６１０で酸素濃度はレベルＣの量しか検出されておらず、殆ど混入は見られない状態であることが分かる。

また、図１６（ｂ）に示される通り、回転テーブル２の下方でも、オゾンガスは、第１の排気口６１０には到達しておらず、第２の排気口６２０にのみ到達している。このように、第２の処理ガスであるオゾンガスが第２の排気口６２０のみから排気され、本来あるべき状態が達成できていることが分かる。

図１６（ｃ）は、回転テーブル２上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１６（ｄ）は、回転テーブル２の下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ｃ）、（ｄ）乃至図１２（ｃ）、（ｄ）と同様、ジイソプロピルアミノシラン濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、ジイソプロピルアミノシラン濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、ジイソプロピルアミノシラン濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１６（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は、第１の処理領域Ｐ１に供給され、第１の排気口６１０から適切に排気されていることが分かる。

また、図１６（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方でも、第１の排気口６１０のジイソプロピルアミノシランガスの濃度は、レベルＢであるので、問題無いレベルであることが分かる。

このように、第１の排気口６１０の排気圧力を４．０７５Ｔｏｒｒ、第２の排気口６２０の排気圧力を４Ｔｏｒｒとし、約４Ｔｏｒｒの排気圧力の条件下で、０．７５Ｔｏｒｒの差圧を設けた場合、回転テーブル２の下方におけるオゾンガスの第１の排気口６１０への混入を防止できることが示された。

図１７は、第１及び第２の排気口６１０、６２０の排気圧力をともに７Ｔｏｒｒとし、差圧を設けていない場合のシミュレーション結果を示した図である。他の成膜条件として、パージガス供給管７２からのＡｒガスの供給量を６ｓｌｍに減少させ、分離ガスノズル４１、４２からのＡｒガスの供給量を８ｓｌｍに増加させた。図１７（ａ）は、回転テーブル２上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１７（ｂ）は、回転テーブル２の下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ａ）、（ｂ）乃至図１２（ａ）、（ｂ）と同様、酸素濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、酸素濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、酸素濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１７（ａ）に示される通り、回転テーブル２上では、第１の排気口６１０で酸素濃度はレベルＣしか検出されておらず、殆ど混入は見られない状態であることが分かる。

一方、図１７（ｂ）に示される通り、回転テーブル２の下方では、オゾンガスが、第２の排気口６２０にも到達しているが、同時に第１の排気口６１０付近にも到達していることが分かる。即ち、本来的には総てのオゾンガスが第２の排気口６２０から排気されるべきであるが、第１の排気口６１０からも排気され得る状態となってしまっている。

図１７（ｃ）は、回転テーブル２上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１７（ｄ）は、回転テーブル２の下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ｃ）、（ｄ）乃至図１２（ｃ）、（ｄ）と同様、ジイソプロピルアミノシラン濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、ジイソプロピルアミノシラン濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、ジイソプロピルアミノシラン濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１７（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は、第１の処理領域Ｐ１に供給され、第１の排気口６１０から適切に排気されていることが分かる。

また、図１７（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方でも、第１の排気口６１０のジイソプロピルアミノシランガスの濃度は、レベルＢであるので、問題無いレベルであることが分かる。

このように、第１及び第２の排気口６１０、６２０の排気圧力を等しく７Ｔｏｒｒとし、差圧を設けない場合、回転テーブル２上では問題無いが、回転テーブル２の下方において、第２の処理ガスであるオゾンガスが第１の排気口６１０に混入するおそれがあることが分かる。

図１８は、第１の排気口６１０の排気圧力を７．０２Ｔｏｒｒ、第２の排気口６２０の排気圧力を７Ｔｏｒｒとし、０．０２Ｔｏｒｒの差圧を設けた状態のシミュレーション結果を示した図である。他の成膜条件として、パージガス供給管７２からのＡｒガスの供給量を６ｓｌｍに減少させ、分離ガスノズル４１、４２からのＡｒガスの供給量を８ｓｌｍに増加させた。図１８（ａ）は、回転テーブル２上の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１８（ｂ）は、回転テーブル２の下方の酸素濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ａ）、（ｂ）乃至図１２（ａ）、（ｂ）と同様、酸素濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、酸素濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、酸素濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１８（ａ）に示される通り、回転テーブル２上では、第１の排気口６１０で酸素濃度はレベルＣの量しか検出されておらず、殆ど混入は見られない状態であることが分かる。

また、図１８（ｂ）に示される通り、回転テーブル２の下方でも、オゾンガスは、第１の排気口６１０には到達しておらず、第２の排気口６２０にのみ到達している。このように、第２の処理ガスであるオゾンガスが第２の排気口６２０のみから排気され、本来あるべき状態が達成できていることが分かる。

図１８（ｃ）は、回転テーブル２上のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図であり、図１８（ｄ）は、回転テーブル２の下方のジイソプロピルアミノシラン濃度のシミュレーション結果を示した図である。なお、図９（ｃ）、（ｄ）乃至図１２（ｃ）、（ｄ）と同様、ジイソプロピルアミノシラン濃度が濃く検出された領域をレベルＡ、ジイソプロピルアミノシラン濃度があまり検出されなかった領域をレベルＢ、ジイソプロピルアミノシラン濃度が殆ど検出されなかった領域をレベルＣとして示す。

図１８（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は、第１の処理領域Ｐ１に供給され、第１の排気口６１０から適切に排気されていることが分かる。

また、図１８（ｄ）に示されるように、回転テーブル２の下方でも、第１の排気口６１０のジイソプロピルアミノシランガスの濃度は、レベルＢであるので、問題無いレベルであることが分かる。

このように、第１の排気口６１０の排気圧力を７．０２Ｔｏｒｒ、第２の排気口６２０の排気圧力を７Ｔｏｒｒとし、約７Ｔｏｒｒの排気圧力の条件下で、０．０２Ｔｏｒｒの差圧を設けた場合、回転テーブル２の下方におけるオゾンガスの第１の排気口６１０への混入を防止できることが示された。

このように、図１２〜図１４、図１６及び図１８で説明したように、第１及び第２の排気口６１０、６２０の排気圧力が高くなる程、第１の排気口６１０の排気圧力と第２の排気口６２０の排気圧力の差圧は小さくても十分な処理ガスの独立排気の効果が得られるようになる。

これらの圧力は、シミュレーション試験から、真空容器１内の圧力と相関があることが示されている。具体的には、真空容器１の圧力依存条件としては、真空容器１内の圧力が１〜３Ｔｏｒｒにおいて、第１の排気口６１０の排気圧力が第２の排気口６２０の排気圧力よりも０．１〜０．３Ｔｏｒｒ高い圧力範囲に設定し、真空容器１内の圧力が３〜５Ｔｏｒｒにおいて、第１の排気口６１０の排気圧力が第２の排気口６２０の排気圧力よりも０．０５〜０．１Ｔｏｒｒ高い圧力範囲に設定し、真空容器１内の圧力が５〜１０Ｔｏｒｒにおいて、第１の排気口６１０の排気圧力が第２の排気口６２０の排気圧力よりも０．０１〜０．０５Ｔｏｒｒ高い圧力範囲に設定することが好ましい。

なお、第１及び第２の排気口６１０、６２０の排気圧力の設定は、制御部１００が、自動圧力制御器６５１、６５２の圧力設定値を制御することにより行ってよい。制御部１００は、真空容器１内の圧力、温度も制御することができる。また、制御部１００は、回転テーブル２の昇降動作も制御することができるので、本発明の実施形態に係る基板処理方法は、制御部１００による制御により実行することができる。また、制御部１００の動作は、レシピにより規定され、レシピは、コンピュータプログラムとして記録媒体１０２等に記録された状態で供給され、記憶部１０１にインストールされてよい。

次に、本発明の第１の実施形態に係る基板処理方法について、上述の基板処理装置を用いて実施される場合を例に挙げ説明する。このため、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Ｎ_２ガスを所定の流量で吐出し、分離ガス供給管５１及びパージガス供給管７２、７３からもＡｒガス又はＮ_２ガスを所定の流量で吐出する。これに伴い、自動圧力制御器６５０、６５１により真空容器１内を予め設定した処理圧力に調整するとともに、第１の排気口６１０と第２の排気口６２０とが適切な差圧となるように排気圧力を設定する。上述のように、真空容器１内の設定圧力に応じて、適切な圧力差を設定する。

なお、処理ガスノズル３１から吸着性の原料ガスが供給され、処理ガスノズル３２から酸化ガスや窒化ガス等の原料ガスと反応する反応ガスが供給される場合には、処理ガスノズル３１に対応して設けられた第１の排気口６１０の排気圧力が、第２の排気口６２０の排気圧力よりも高くなるように設定する。Ｓｉ含有ガス、Ｔｉ含有ガス等の原料ガスは、質量も重い吸着性のガスであるため、これが第２の排気口６２０まで到達することはあまり無く、酸化ガスや窒化ガス等の反応ガスは、質量も軽く拡散性を有するため、第１の排気口６１０に十分到達し得るからである。なお、処理ガスノズル３１から反応ガスが供給され、処理ガスノズル３２から原料ガスが供給される場合には、第１の排気口６１０と第２の排気口６２０の圧力関係が逆となることは言うまでもない。なお、圧力依存条件は、上述の通りである。

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Ｏ_３ガスを吐出する。また、必要に応じて、プラズマガスノズル９２から、所定の流量比で混合されたＡｒガス、Ｏ_２ガス、及びＨ_２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Ｏ_３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、Ｏ_３ガスが第１の排気口６１０に到達し得る連通空間が形成されているが、第１の排気口６１０の排気圧力が、第２の排気口６２０の排気圧力よりも所定圧力高く設定されているため、Ｏ_３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。

なお、第１の排気口６１０を高くし過ぎると、今度は、Ｓｉ含有ガスが第２の排気口６２０に到達するという現象が発生するおそれがあるので、第１の排気口６１０と第２の排気口６２０との差圧は、適切な範囲に設定する。

上述のシミュレーション結果で、真空容器１内の圧力が１〜３Ｔｏｒｒにおいて、第１の排気口６１０の排気圧力が第２の排気口６２０の排気圧力よりも０．１〜０．３Ｔｏｒｒ高い圧力範囲に設定し、真空容器１内の圧力が３〜５Ｔｏｒｒにおいて、第１の排気口６１０の排気圧力が第２の排気口６２０の排気圧力よりも０．０５〜０．１Ｔｏｒｒ高い圧力範囲に設定し、真空容器１内の圧力が５〜１０Ｔｏｒｒにおいて、第１の排気口６１０の排気圧力が第２の排気口６２０の排気圧力よりも０．０１〜０．０５Ｔｏｒｒ高い圧力範囲に設定することが好ましいことを説明した。

また、排気圧力が２Ｔｏｒｒ前後の場合には、０．２Ｔｏｒｒ程度の差圧、排気圧力が４Ｔｏｒｒ前後の場合には、０．７５Ｔｏｒｒ程度の差圧、排気圧力が７Ｔｏｒｒ前後の場合には、０．０３Ｔｏｒｒ程度の差圧が適切であることも説明した。

このような適切な差圧を設定することにより、回転テーブル２の下方に１０ｍｍ以上の連通空間が存在したとしても、第１の排気口６１０と第２の排気口６２０との間で各々独立した排気を行うことができる。

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、Ｏ_３ガスと、必要に応じて供給するＡｒガス、Ｏ_２ガス、及びＮＨ_３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方法を終了する。続けて、分離ガスノズル４１、４２、分離ガス供給管５１、及びパージガス供給管７２、７３からのＡｒガス又はＮ_２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。

このように、本発明の第１の実施形態に係る基板処理方法及び基板処理装置によれば、原料ガス用の排気口である第１の排気口６１０に、反応ガスである酸化ガスが混入することを防止することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法及び基板処理装置について説明する。

図１９は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の一例を示した図である。第２の実施形態に係る基板処理装置は、第１の処理領域Ｐ１及び第２の処理領域Ｐ２に加えて、第３の処理領域Ｐ３及び第４の処理領域Ｐ４を備えている点で、第１の実施形態に係る基板処理装置と異なっている。また、第２の実施形態に係る基板処理装置は、第３及び第４の処理領域Ｐ３、Ｐ４が追加されたことに伴い、第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０に加えて、第３の排気口６１１及び第４の排気口６２１が追加された点で、第１の実施形態に係る基板処理装置と異なっている。

第３の処理領域Ｐ３は、第１の処理領域Ｐ１と同様に、シリコン含有ガス等の原料ガスをウェハＷに供給する領域である。また、第４の処理領域Ｐ４は、第２の処理領域Ｐ２と同様に、原料ガスと反応して反応生成物を生成可能な反応ガスをウェハＷに供給する反応ガス供給領域である。そして、第３の処理領域Ｐ３及び第４の処理領域Ｐ４は、回転テーブル２の回転方向に沿って、上流側から互いに離間して配置され、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２と同様の関係を有している。また、第２の処理領域Ｐ２と第３の処理領域Ｐ３との間、第３の処理領域Ｐ３と第４の処理領域Ｐ４との間、及び第４の処理領域Ｐ４と第１の処理領域Ｐ１との間には、各々分離領域Ｄが配置されている。

なお、図１９には示されるように、第３の処理領域Ｐ３には、ウェハＷに原料ガスを供給するための第３の処理ガスノズル３１０が設けられ、第４の処理領域Ｐ４には、ウェハＷに反応ガスを供給するための第４の処理ガスノズル３２０が設けられる。また、新たに設けられた分離領域Ｄの各々にも、分離ガスノズル４１、４２と同様に分離ガスノズル４１０、４２０が設けられている。

かかる構成により、第１の処理領域Ｐ１でウェハＷ上に吸着した原料ガスは、第２の処理領域Ｐ２で反応ガスと反応して反応生成物を生成し、その後、第３の処理領域Ｐ３で原料ガスがウェハＷ上（又は反応生成物による膜上）に吸着し、第４の処理領域Ｐ４で反応ガスと反応し、反応生成物を生成する。そして、また第１の処理領域Ｐ１からのプロセスを繰り返す。このように、第２の実施形態に係る基板処理装置では、回転テーブル２が１回転する間に、ウェハＷ上に２回のＡＬＤプロセスが行われることになり、基板処理速度を向上させることができる。例えば、成膜処理であれば、デポレートを向上させることができる。

なお、このような４つの処理領域Ｐ１〜Ｐ４を回転テーブル２の周方向に沿って形成するためには、４つの処理領域Ｐ１〜Ｐ４を適切な大きさ（角度）で配置する必要がある。例えば、第１の実施形態に係る基板処理装置において、搬送口１５を含む搬送部を７２°、分離領域Ｄを６０°×２、第１の処理領域（原料ガス供給領域）Ｐ１を６０°、第２の処理領域Ｐ２を６７．５°に設定していたとする。第２の実施形態に係る基板処理装置では、各領域を狭める必要があることから、例えば、搬送口１５を含む搬送部は第１の実施形態と同様に７２°を確保するが、分離領域Ｄを２０°×４、第１及び第３の処理領域（原料ガス供給領域）Ｐ１、Ｐ３を５２°×２、第２及び第４の処理領域（反応ガス供給領域）Ｐ２、Ｐ４を５２°×２、というような個々の領域を少し狭めた設定とする必要がある。

なお、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３は、ともに原料ガスをウェハＷに供給する領域であるから、第１の処理領域Ｐ１を第１の原料ガス供給領域Ｐ１、第３の処理領域Ｐ３を第２の原料ガス供給領域Ｐ３と呼んでもよい。同様に、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４は、ともに反応ガスをウェハＷに供給する領域であるから、第２の処理領域Ｐ２を第１の反応ガス供給領域Ｐ２、第４の処理領域Ｐ４を第２の反応ガス供給領域Ｐ４と呼んでもよい。更に、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４で、プラズマ処理を行いつつ反応ガスを供給する場合には、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４を、第１及び第２のプラズマ処理領域Ｐ２、Ｐ４と呼んでもよい。

排気口６１０、６１１、６２０、６２１は、各々第１及び第２の原料ガス供給領域Ｐ１、Ｐ３、第１及び第２の反応ガス供給領域Ｐ２、Ｐ４に対応して設けられ、排気口６１０では第１の処理領域Ｐ１で供給される原料ガス、排気口６２０では第２の処理領域Ｐ２で供給される反応ガス、排気口６１１では第３の処理領域Ｐ３で供給される原料ガス、排気口６２１では第４の処理領域Ｐ４で供給される反応ガスを個別に排気するよう構成されている点は、第１の実施形態に係る基板処理装置と同様である。

しかしながら、第２の基板処理装置においても、回転テーブル２は上下動可能に構成され、ウェハＷが処理室１内に搬入される際には回転テーブル２は下降した状態とされ、ウェハＷの反りが収まり、基板処理を開始する段階で上昇する動作を行う。よって、基板処理を行う際には、回転テーブル２の下方には隙間が生じ、第１乃至第４の排気口６１０、６１１、６２０、６２１同士が連通し、例えば、第２の排気口６２０で排気されるべき反応ガスが、原料ガスを排気すべき第１の排気口６１０に混入する、というような事態が発生し得る構成となっている。

第２の実施形態に係る基板処理方法及び基板処理装置においても、第１乃至第４の排気口６１０、６１１、６２０、６２１の圧力を調整することにより、このような混入を発生させない基板処理を行う。以下、シミュレーション実験の結果を用いて、第２の実施形態に係る基板処理方法及び基板処理装置の説明を行う。

図２０は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第１のシミュレーション実験の結果を示した図である。第１のシミュレーション実験では、第１乃至第４の排気口６１０、６１１、６２０、６２１の圧力を、総て２Ｔｏｒｒに設定した。また、他のプロセス条件として、ウェハＷの温度を４００℃、回転テーブル２の回転速度を２０ｒｐｍに設定した。原料ガスにはＤＣＳ（ジクロロシラン、Ｓｉ_２Ｃｌ_２）を用い、反応ガスにはＮＨ_３を用い、ＳｉＮを成膜するプロセスとした。また、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４では、プラズマ処理を行うプロセスとした。回転軸の上方の分離ガス供給管５１からはＡｒガスを３ｓｌｍ、分離ガスノズル４１、４２（総ての分離領域Ｄに設けられているので４本）からは５ｓｌｍ×４のＡｒガスを供給した。また、原料ガスであるＤＣＳの流量は０．５ｓｌｍ×２、反応ガスであるＮＨ_３の流量は５ｓｌｍ×２とした。

図２０（ａ）は、回転テーブル２の上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。濃度レベルは、第１の実施形態と同様、最も高い濃度レベルをレベルＡ、中程度の濃度レベルをレベルＢ、最も低く無視できるレベルの濃度をレベルＣとした。また、真空容器１内の処理領域Ｐ１〜Ｐ４の配置は、図１９で示した配置と同様である。以後のシミュレーション結果においても、この点は同様であり、これ以降、この説明は繰り返さない。

図２０（ａ）に示されるように、原料ガスであるＤＣＳのレベルＡ、Ｂの範囲は、回転テーブル２の上方では、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、原料ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２０（ｂ）は、回転テーブル２の上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２０（ｂ）に示されるように、レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４内に収まっており、回転テーブル２の上方では、適切に反応ガスの分離が行われていることが示されている。

図２０（ｃ）は、回転テーブル２の下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２０（ｃ）に示されるように、ＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの領域は、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、回転テーブル２の下方においても、原料ガスの分離は適切に行われていることが示されている。

図２０（ｄ）は、回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２０（ｄ）に示されるように、レベルＢの範囲が第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０付近まで到達している。これは、反応ガスの影響が原料ガス供給領域Ｐ１の排気口６１０まで及んでいることを示しており、反応ガスの分離が十分に行われず、反応ガスの混入が発生していることが分かる。

図２０（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２０（ｅ）に示されるように、レベルＡの範囲が第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０まで到達しており、反応ガスの第１の排気口６１０への明らかな混入が示されている。

このように、第１乃至第４の排気口６１０、６１１、６２０、６２１の圧力を総て等しく２Ｔｏｒｒとした場合には、回転テーブル２の下方で反応ガスの第１の排気口６１０への混入が発生し、かかる基板処理方法は採用できないことが示された。

図２１は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第２のシミュレーション実験の結果を示した図である。第２のシミュレーション実験では、第１の排気口６１０の圧力を２．０２７Ｔｏｒｒに設定し、第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１の圧力は総て２Ｔｏｒｒに設定した。その他の条件は、第１のシミュレーション実験と同一の条件とした。

図２１（ａ）は、回転テーブル２の上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２１（ａ）に示されるように、原料ガスであるＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、回転テーブル２の上方では、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、原料ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２１（ｂ）は、回転テーブル２の上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２１（ｂ）に示されるように、濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４内に収まっており、回転テーブル２の上方では、反応ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２１（ｃ）は、回転テーブル２の下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２１（ｃ）に示されるように、ＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの領域は、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、回転テーブル２の下方においても、原料ガスの分離は適切に行われていることが示されている。

図２１（ｄ）は、回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２１（ｄ）に示されるように、濃度レベルＢの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４の範囲内に収まっており、第２の処理領域Ｐ２の反応ガスも、第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０までは到達していない。これは、回転テーブル２の下方においても、反応ガスの分離が適切に行われていることを示している。

図２１（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２１（ｅ）に示されるように、プラズマの濃度を最大値の１０％としても、第２の処理領域Ｐ２内の濃度レベルＡ、Ｂの範囲は第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０までは到達していない。このように、第２のシミュレーション実験の条件、つまり、第１の排気口６１０の圧力を他の第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１よりも僅かに高く設定することにより、反応ガスの第１の排気口６１０への混入を確実に防止できることが示されている。

図２２は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第３のシミュレーション実験の結果を示した図である。第３のシミュレーション実験では、第１乃至第４の排気口６１０、６１１、６２０、６２１の圧力を総て４Ｔｏｒｒに設定した。また、真空容器１内の圧力は４Ｔｏｒｒに設定した。排気口の圧力及び真空容器１内の圧力以外の条件は、第１及び第２のシミュレーション実験と同一の条件とした。

図２２（ａ）は、回転テーブル２の上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２２（ａ）に示されるように、原料ガスであるＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、回転テーブル２の上方では、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、原料ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２２（ｂ）は、回転テーブル２の上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２２（ｂ）に示されるように、濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４内に収まっており、回転テーブル２の上方では、反応ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２２（ｃ）は、回転テーブル２の下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２２（ｃ）に示されるように、ＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの領域は、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、回転テーブル２の下方においても、原料ガスの分離は適切に行われていることが示されている。

図２２（ｄ）は、回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２２（ｄ）に示されるように、レベルＢの範囲が第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０付近まで到達している。これは、反応ガスの影響が原料ガス供給領域Ｐ１の排気口６１０付近まで及んでいることを示しており、反応ガスの分離が十分に行われず、反応ガスの混入が発生するおそれがあることが分かる。

図２２（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２２（ｅ）に示されるように、レベルＡの範囲が第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０まで到達しており、反応ガスの第１の排気口６１０への混入が示されている。

このように、第１乃至第４の排気口６１０、６１１、６２０、６２１の圧力を総て等しく４Ｔｏｒｒとした場合には、プラズマ濃度を最大とすると、回転テーブル２の下方で反応ガスの第１の排気口６１０への混入が発生してしまい、かかる基板処理方法は採用できないことが分かる。

図２３は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第４のシミュレーション実験の結果を示した図である。第４のシミュレーション実験では、第１の排気口６１０の圧力を４．０１Ｔｏｒｒに設定し、第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１の圧力は総て４Ｔｏｒｒに設定した。排気口の圧力以外の条件は、第３のシミュレーション実験と同一の条件とした。

図２３（ａ）は、回転テーブル２の上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２３（ａ）に示されるように、原料ガスであるＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、回転テーブル２の上方では、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、原料ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２３（ｂ）は、回転テーブル２の上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２３（ｂ）に示されるように、濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４内に収まっており、回転テーブル２の上方では、反応ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２３（ｃ）は、回転テーブル２の下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２３（ｃ）に示されるように、ＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの領域は、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、回転テーブル２の下方においても、原料ガスの分離は適切に行われていることが示されている。

図２３（ｄ）は、回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２３（ｄ）に示されるように、濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４の範囲内に収まっており、第２の処理領域Ｐ２の反応ガスも、第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０までは到達していない。これは、回転テーブル２の下方においても、反応ガスの分離が適切に行われていることを示している。

図２３（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２３（ｅ）に示されるように、プラズマの濃度を最大値の１０％としても、第２の処理領域Ｐ２内の濃度レベルＡ、Ｂの範囲は第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０までは到達していない。このように、第２のシミュレーション実験の条件、つまり、第１の排気口６１０の圧力を他の第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１よりも僅かに高く設定することにより、反応ガスの第１の排気口６１０への混入を確実に防止できることが示されている。

図２４は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第５のシミュレーション実験の結果を示した図である。第５のシミュレーション実験では、第１の排気口６１０の圧力を４．０１５Ｔｏｒｒに設定し、第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１の圧力は総て４Ｔｏｒｒに設定した。第１の排気口６１０の圧力以外の条件は、第４のシミュレーション実験と同一の条件とした。

図２４（ａ）は、回転テーブル２の上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２４（ａ）に示されるように、原料ガスであるＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、回転テーブル２の上方では、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、原料ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２４（ｂ）は、回転テーブル２の上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２４（ｂ）に示されるように、濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４内に収まっており、回転テーブル２の上方では、反応ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２４（ｃ）は、回転テーブル２の下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２４（ｃ）に示されるように、ＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの領域は、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、回転テーブル２の下方においても、原料ガスの分離は適切に行われていることが示されている。

図２４（ｄ）は、回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２４（ｄ）に示されるように、濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４の範囲内に収まっており、第２の処理領域Ｐ２の反応ガスも、第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０までは到達していない。これは、回転テーブル２の下方においても、反応ガスの分離が適切に行われていることを示している。

図２４（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２４（ｅ）に示されるように、プラズマの濃度を最大値の１０％としても、第２の処理領域Ｐ２内の濃度レベルＡ、Ｂの範囲は第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０までは到達していない。しかも、濃度レベルＡ、Ｂの範囲の広がりは、第４のシミュレーション実験の結果よりも更に小さくなっており、第１の排気口６１０からより遠ざかっている。よって、第５のシミュレーション実験、つまり、第１の排気口６１０の圧力を、４．０１Ｔｏｒｒよりも僅かに０．００５Ｔｏｒｒ高い４．０１５Ｔｏｒｒとしたときには、より確実に反応ガスの第１の排気口６１０への混入を防止できることが示された。このように、第１の排気口６１０の圧力を微妙に変化させることにより、反応ガスの第１の排気口６１０への混入を防止するためのより最適な条件を見出すことが可能となる。

図２５は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第６のシミュレーション実験の結果を示した図である。第６のシミュレーション実験では、第１乃至第４の排気口６１０、６１１、６２０、６２１の圧力を総て６Ｔｏｒｒに設定した。また、真空容器１内の圧力は、６Ｔｏｒｒに設定した。排気口の圧力及び真空容器１内の圧力以外の条件は、第１乃至第５のシミュレーション実験と同一の条件とした。

図２５（ａ）は、回転テーブル２の上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２５（ａ）に示されるように、原料ガスであるＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、回転テーブル２の上方では、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、原料ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２５（ｂ）は、回転テーブル２の上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２５（ｂ）に示されるように、濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４内に収まっており、回転テーブル２の上方では、反応ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２５（ｃ）は、回転テーブル２の下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２５（ｃ）に示されるように、ＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの領域は、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、回転テーブル２の下方においても、原料ガスの分離は適切に行われていることが示されている。

図２５（ｄ）は、回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２５（ｄ）に示されるように、レベルＢの範囲が第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０に向かって延びているものの、第１の排気口６１０付近までは到達していない。回転テーブル２の下方においても、反応ガスの分離は満足できるレベルまで行われていることが示されている。

図２５（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２５（ｅ）に示されるように、レベルＢの範囲が第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０まで到達しており、反応ガスの第１の排気口６１０への混入が示されている。

このように、第１乃至第４の排気口６１０、６１１、６２０、６２１の圧力を総て等しく６Ｔｏｒｒとした場合には、プラズマ濃度を最大とすると、回転テーブル２の下方で反応ガスの第１の排気口６１０への混入が発生してしまい、かかる基板処理方法は採用できないことが分かる。

図２６は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法の第７のシミュレーション実験の結果を示した図である。第７のシミュレーション実験では、第１の排気口６１０の圧力を６．０１Ｔｏｒｒに設定し、第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１の圧力は総て６Ｔｏｒｒに設定した。第１の排気口６１０の圧力以外の条件は、第６のシミュレーション実験と同一の条件とした。

図２６（ａ）は、回転テーブル２の上方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２６（ａ）に示されるように、原料ガスであるＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、回転テーブル２の上方では、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、原料ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２６（ｂ）は、回転テーブル２の上方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２６（ｂ）に示されるように、濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４内に収まっており、回転テーブル２の上方では、反応ガスの分離が適切に行われていることが示されている。

図２６（ｃ）は、回転テーブル２の下方のＤＣＳ濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２６（ｃ）に示されるように、ＤＣＳの濃度レベルＡ、Ｂの領域は、第１及び第３の処理領域Ｐ１、Ｐ３内に収まっており、回転テーブル２の下方においても、原料ガスの分離は適切に行われていることが示されている。

図２６（ｄ）は、回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２６（ｄ）に示されるように、濃度レベルＡ、Ｂの範囲は、第２及び第４の処理領域Ｐ２、Ｐ４の範囲内に収まっており、第２の処理領域Ｐ２の反応ガスも、第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０までは到達していない。これは、回転テーブル２の下方においても、反応ガスの分離が適切に行われていることを示している。

図２６（ｅ）は、ＮＨ_３プラズマの濃度を最大値の１０％に設定したときの回転テーブル２の下方のＮＨ_３プラズマの濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。図２６（ｅ）に示されるように、プラズマの濃度を最大値の１０％としても、第２の処理領域Ｐ２内の濃度レベルＡ、Ｂの範囲は第１の処理領域Ｐ１の第１の排気口６１０までは到達していない。しかも、濃度レベルＡ、Ｂの範囲の広がりは、第５のシミュレーション実験の結果と同レベルに小さくなっている。このように、第２のシミュレーション実験の条件、つまり、第１の排気口６１０の圧力を他の第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１よりも僅かに高く設定することにより、反応ガスの第１の排気口６１０への混入を確実に防止できることが示されている。

なお、真空容器１内の圧力と、第２の処理領域Ｐ２に隣接する第１の排気口６１０の圧力の条件は、以下の通りであることが好ましい。

真空容器１内の圧力が１〜３Ｔｏｒｒの場合には、第１の処理領域Ｐ１に対応する第１の排気口６１０の排気圧力は、他の第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１の排気圧力よりも０．０１５〜０．０６Ｔｏｒｒ高い圧力とするか、又は同等圧力となるバラストを流すことが好ましい。

また、真空容器１内の圧力が３〜５Ｔｏｒｒの場合には、第１の処理領域Ｐ１に対応する第１の排気口６１０の排気圧力は、他の第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１の排気圧力よりも０．０１〜０．０３Ｔｏｒｒ高い圧力とするか、又は同等圧力となるバラストを流すことが好ましい。

更に、真空容器１内の圧力が５〜１０Ｔｏｒｒの場合には、第１の処理領域Ｐ１に対応する第１の排気口６１０の排気圧力は、他の第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１の排気圧力よりも０．００５〜０．０１５Ｔｏｒｒ高い圧力とするか、又は同等圧力となるバラストを流すことが好ましい。

なお、かかる条件は、第１乃至第７のシミュレーション実験の結果とも合致している。

以上説明したように、処理領域Ｐ１〜Ｐ４の数が４つに増加した場合であっても、第１の排気口６１０の排気圧力を他の第２乃至第４の排気口６１１、６２０、６２１の排気圧力よりも僅かに高く設定することにより、反応ガスの第１の排気口６１０への混入を防止することができる。なお、第３及び第４の排気口６１１、６２１は、第３の処理領域Ｐ３及び第４の処理領域Ｐ４が比較的狭く、他の処理領域Ｐ１、Ｐ２の排気口からは離れており、処理領域Ｐ３、Ｐ４内の排気口６１１、６２１が処理領域Ｐ３、Ｐ４にとって最も近い排気口６１１、６１２となる。このような場合には、特に問題は生じないので、第３及び第４の排気口６１１、６２１の排気圧力までも変化させた複雑な設定は必要無く、第２の反応ガスノズル３２が対応する第２の排気口６２０よりも近くなった第１の排気口６１０についてのみ差圧制御を行えば十分である。

第２の実施形態では、処理領域を４つに増加させた例を説明したが、処理領域更に増加させて６個、８個等にした場合であっても、処理領域内の排気口よりも、隣接する処理領域の排気口が近くなっている箇所にのみ、上述の差圧制御を適用すれば、十分に反応ガスの他の処理領域の排気口への混入を防ぐことができる。

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、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、３１０、３２０ 処理ガスノズル
４１、４２、４１０、４２０ 分離ガスノズル
４４、４５ 天井面
８０ プラズマ発生器
６１０、６１１、６２０、６２１ 排気口
６３０、６３１ 排気管
６４０、６４１ 真空ポンプ
６５０、６５１ 自動圧力制御器

Claims (18)

1. 第１の処理ガス供給領域と、該第１の処理ガス供給領域に供給される第１の処理ガスを排気するために設けられた第１の排気口と、第２の処理ガス供給領域と、該第２の処理ガス供給領域に供給される第２の処理ガスを排気するために設けられた第２の排気口と、前記第１の排気口と前記第２の排気口とを連通する連通空間と、を有する処理室を用いた基板処理方法であって、
   前記連通空間は、基板を上面に載置可能な回転テーブルの下方の空間であり、
   前記第１及び第２の排気口は前記連通空間よりも下方に設けられ、
   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は、前記回転テーブルの上方では、前記処理室の天井面から下方に突出した分離領域により分離されており、前記第１の処理ガス供給領域への前記第２の処理ガスの混入及び前記第２の処理ガス供給領域への前記第１の処理ガスの混入が生じないように構成され、
   前記第１の排気口及び前記第２の排気口からの排気、前記第１の処理ガス供給領域への前記第１の処理ガスの供給、及び前記第２の処理ガス供給領域への前記第２の処理ガスの供給を実施しながら前記回転テーブルを回転させ、
   前記第１の排気口の排気圧力を前記第２の排気口の排気圧力よりも所定圧力範囲内において所定圧力高くし、前記第１の排気口への前記第２の処理ガスの混入を防止して基板処理を行う基板処理方法。
2. 前記所定圧力範囲は、前記第２の排気口への前記第１の処理ガスの混入を発生させない圧力範囲である請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記分離領域からはパージガスが供給され、前記第１の排気口からは前記第１の処理ガス及び前記パージガスのみが排気され、前記第２の排気口からは前記第２の処理ガス及び前記パージガスのみが排気される請求項１又は２に記載の基板処理方法。
4. 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の下流端、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前記回転方向の下流端にそれぞれ設けられ、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前記回転方向において長く、前記第２の処理ガスを前記第２の処理ガス供給領域に供給する第２の処理ガス供給ノズルは、前記第２の排気口よりも前記第１の排気口に近い請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
5. 前記基板処理は、ＡＬＤ成膜処理である請求項４に記載の基板処理方法。
6. 前記第１の処理ガスは原料ガスであり、
   前記第２の処理ガスは該原料ガスと反応して反応生成物を生成可能な反応ガスである請求項５に記載の基板処理方法。
7. 前記所定圧力範囲は、前記処理室内の圧力に応じて異なる請求項６に記載の基板処理方法。
8. 前記所定圧力範囲は、前記処理室内の圧力が高い程、小さい圧力範囲に設定される請求項７に記載の基板処理方法。
9. 前記処理室内の圧力が１〜３Ｔｏｒｒのとき、前記所定圧力範囲は０．１〜０．３Ｔｏｒｒに設定され、
   前記処理室内の圧力が３〜５Ｔｏｒｒのとき、前記所定圧力範囲は０．０５〜０．１Ｔｏｒｒに設定され、
   前記処理室内の圧力が５〜１０Ｔｏｒｒのとき、前記所定圧力範囲は０．０１〜０．０５Ｔｏｒｒに設定される請求項８に記載の基板処理方法。
10. 前記回転テーブルは昇降可能であり、前記回転テーブルを下降させた状態で前記基板が載置され、前記回転テーブルを上昇させた状態で前記基板処理が行われる請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
11. 前記処理室内の温度は、４００℃以上に設定される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
12. 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て該回転テーブルより上方に互いに離間して設けられる第１及び第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、
    該第１及び第２の排気口の排気圧力を調整するための第１及び第２の圧力調整弁と、
    前記処理室の天井面から下方に向かって突出し、前記回転テーブルの上方で前記第１の処理ガス供給領域と前記第２の処理ガス供給領域を分離するように前記第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設けられた分離領域と、
    前記回転テーブル上に前記基板を載置するときには前記回転テーブルを下降させ、前記回転テーブルを回転させて基板処理を行うときには前記回転テーブルを上昇させる制御を行うとともに、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の排気口から排気されることを防ぐべく、前記第１の排気口の排気圧力が前記第２の排気口の排気圧力よりも所定圧力高くなるように前記第１及び第２の圧力調整弁を制御する制御手段と、を有する基板処理装置。
13. 前記制御手段は、前記処理室の圧力も制御し、
    前記処理室の圧力に応じて、前記所定圧力を変化させる請求項１２に記載の基板処理装置。
14. 基板を上面に載置可能な回転テーブルと、
    該回転テーブルの上方に回転方向に沿って互いに離間して配置された、前記基板に原料ガスを供給する第１の原料ガス供給領域と、該原料ガスと反応して反応生成物を生成可能な反応ガスを供給する第１の反応ガス供給領域と、前記原料ガスを供給する第２の原料ガス供給領域と、前記反応ガスを供給する第２の反応ガス供給領域と、
    前記第１の原料ガス供給領域に供給される前記原料ガスを排気するために設けられた第１の排気口と、前記第１の反応ガス供給領域に供給される前記反応ガスを排気するために設けられた第２の排気口と、前記第２の原料ガス供給領域に供給される前記原料ガスを排気するために設けられた第３の排気口と、前記第２の反応ガス供給領域に供給される前記反応ガスを排気するために設けられた第４の排気口と、
    前記第１乃至第４の排気口同士を連通する連通空間と、を有する処理室を用いた基板処理方法であって、
    前記第１の排気口の排気圧力を前記第２乃至第４の排気口の排気圧力よりも所定圧力高くし、前記第１の排気口への前記反応ガスの混入を防止して基板処理を行う基板処理方法。
15. 前記連通空間は、前記回転テーブルの下方の空間であり、
    前記第１乃至第４の排気口は前記連通空間よりも下方に設けられ、
    前記第１の原料ガス供給領域、前記第１の反応ガス供給領域、前記第２の原料ガス供給領域及び前記第２の反応ガス供給領域同士は、前記回転テーブルの上方では、前記処理室の天井面から下方に突出した分離領域により分離されており、前記第１及び第２の原料ガス供給領域への前記反応ガスの混入及び前記第１及び第２の反応ガス供給領域への前記原料ガスの混入が生じないように構成され、
    前記第１乃至第４の排気口からの排気、前記第１及び第２の原料ガス供給領域への前記原料ガスの供給、及び前記第１及び第２の反応ガス供給領域への前記反応ガスの供給を実施しながら前記回転テーブルを回転させ、前記基板処理を行う請求項１４に記載の基板処理方法。
16. 前記所定圧力は、所定圧力範囲内にある請求項１４又は１５に記載の基板処理方法。
17. 前記処理室内の圧力が１〜３Ｔｏｒｒのとき、前記所定圧力範囲は０．０１５〜０．０６Ｔｏｒｒに設定され、
    前記処理室内の圧力が３〜５Ｔｏｒｒのとき、前記所定圧力範囲は０．０１〜０．０３Ｔｏｒｒに設定され、
    前記処理室内の圧力が５〜１０Ｔｏｒｒのとき、前記所定圧力範囲は０．００５〜０．０１５Ｔｏｒｒに設定される請求項１６に記載の基板処理方法。
18. 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、
    該回転テーブルの回転方向に沿って該回転テーブルより上方に互いに離間して設けられ、該回転テーブルに原料ガスを供給する第１の原料ガス供給領域と、前記原料ガスと反応して反応生成物を生成可能な反応ガスを供給する第１の反応ガス供給領域と、前記原料ガスを供給する第２の原料ガス供給領域と、前記反応ガスを供給する第２の反応ガス供給領域と、
    該第１の原料ガス供給領域、該第１の反応ガス供給領域、該第２の原料ガス供給領域及び該第２の反応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乃至第４の排気口と、
    該第１乃至第４の排気口の排気圧力を調整するための第１乃至第４の圧力調整弁と、
    前記処理室の天井面から下方に向かって突出し、前記回転テーブルの上方で前記第１の原料ガス供給領域、前記第１の反応ガス供給領域、前記第２の原料ガス供給領域及び前記第２の反応ガス供給領域同士を分離するように、前記第１の原料ガス供給領域、前記第１の反応ガス供給領域、前記第２の原料ガス供給領域及び前記第２の反応ガス供給領域同士の間に設けられた分離領域と、
    前記回転テーブル上に前記基板を載置するときには前記回転テーブルを下降させ、前記回転テーブルを回転させて基板処理を行うときには前記回転テーブルを上昇させる制御を行うとともに、前記回転テーブルの上昇により生じた前記第１乃至第４の排気口同士が連通する連通空間を通じて、前記反応ガスが前記第１の排気口から排気されることを防ぐべく、前記第１の排気口の排気圧力が前記第２乃至第４の排気口の排気圧力よりも所定圧力高くなるように前記第１乃至第４の圧力調整弁を制御する制御手段と、を有する基板処理装置。