特開 2024-124031 基板処理方法及び基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024124031

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】基板処理方法及び基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20240905BHJP

   C23C 16/46 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

C23C16/46

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023031920

(22)【出願日】2023-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】田口 純之介

(72)【発明者】

【氏名】和田 祐輝

(72)【発明者】

【氏名】竹内 靖

【テーマコード（参考）】

4K030

5F045

【Ｆターム（参考）】

4K030CA04

4K030EA04

4K030FA10

4K030GA06

4K030HA01

4K030JA10

4K030KA23

4K030KA41

5F045AA06

5F045AA15

5F045AB31

5F045AC15

5F045AC16

5F045AD01

5F045AE01

5F045BB02

5F045DP15

5F045DP27

5F045DP28

5F045DQ10

5F045EE14

5F045EE17

5F045EF03

5F045EF09

5F045EK07

5F045EK22

5F045EK30

(57)【要約】

【課題】高温環境においても基板面内の温度分布の均一性を向上できる技術を提供する。
【解決手段】本開示の一態様による基板処理方法は、真空容器と、前記真空容器内に回転可能に設けられる回転テーブルと、前記回転テーブルと共に回転すると共に前記回転テーブルに対して回転可能な載置台と、前記回転テーブルの下方に設けられるヒータと、を備える基板処理装置を用いた基板処理方法であって、前記ヒータは、前記回転テーブルの中心部に配置された内側ヒータと、前記回転テーブルの外周部に配置された外側ヒータと、前記内側ヒータと前記外側ヒータとの間に配置された中間部ヒータと、を有し、前記回転テーブルを回転させることと、基板を載置した前記載置台を前記回転テーブルに対して回転させることと、前記内側ヒータ、前記中間部ヒータ及び前記外側ヒータの設定温度がこの順に低く又は高くなるよう制御することと、を同時に行うことで前記基板に処理を施すことを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空容器と、
前記真空容器内に回転可能に設けられる回転テーブルと、
前記回転テーブルと共に回転すると共に前記回転テーブルに対して回転可能な載置台と、
前記回転テーブルの下方に設けられるヒータと、
を備える基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
前記ヒータは、前記回転テーブルの中心部に配置された内側ヒータと、前記回転テーブルの外周部に配置された外側ヒータと、前記内側ヒータと前記外側ヒータとの間に配置された中間部ヒータと、を有し、
前記回転テーブルを回転させることと、
基板を載置した前記載置台を前記回転テーブルに対して回転させることと、
前記内側ヒータ、前記中間部ヒータ及び前記外側ヒータの設定温度がこの順に低く又は高くなるよう制御することと、
を同時に行うことで前記基板に処理を施すことを含む、
基板処理方法。

【請求項2】

前記基板処理装置は、前記載置台を前記回転テーブルに対して回転させる自転軸を有し、
前記自転軸は、前記回転テーブルの回転中心から離隔した位置に設けられ、
前記中間部ヒータは、前記回転テーブルが回転する際の前記自転軸の回転経路を挟んで設けられる、
請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記基板処理装置は、前記回転テーブルを支持する固定軸を有し、
前記固定軸は、前記回転テーブルの回転中心から離隔した位置に設けられ、
前記回転テーブルが回転する際の前記固定軸と前記自転軸の回転経路が同じである、
請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項4】

真空容器と、
前記真空容器内に回転可能に設けられる回転テーブルと、
前記回転テーブルと共に回転すると共に前記回転テーブルに対して回転可能な載置台と、
前記回転テーブルの下方に設けられるヒータと、
制御部と、
を備え、
前記ヒータは、前記回転テーブルの中心部に配置された内側ヒータと、前記回転テーブルの外周部に配置された外側ヒータと、前記内側ヒータと前記外側ヒータとの間に配置された中間部ヒータと、を有し、
前記制御部は、前記回転テーブルを回転させることと、基板を載置した前記載置台を前記回転テーブルに対して回転させることと、前記内側ヒータ、前記中間部ヒータ及び前記外側ヒータの設定温度がこの順に低く又は高くなるよう制御することと、を同時に行うことで前記基板に処理を施すよう制御する、
基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、回転テーブルの半径方向に沿うように配置される処理ガスの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、２参照）。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性を高めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１１１７５８号公報

【特許文献2】特開２０２２－１４１３７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、高温環境においても基板面内の温度分布の均一性を向上できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による基板処理方法は、真空容器と、前記真空容器内に回転可能に設けられる回転テーブルと、前記回転テーブルと共に回転すると共に前記回転テーブルに対して回転可能な載置台と、前記回転テーブルの下方に設けられるヒータと、を備える基板処理装置を用いた基板処理方法であって、前記ヒータは、前記回転テーブルの中心部に配置された内側ヒータと、前記回転テーブルの外周部に配置された外側ヒータと、前記内側ヒータと前記外側ヒータとの間に配置された中間部ヒータと、を有し、前記回転テーブルを回転させることと、基板を載置した前記載置台を前記回転テーブルに対して回転させることと、前記内側ヒータ、前記中間部ヒータ及び前記外側ヒータの設定温度がこの順に低く又は高くなるよう制御することと、を同時に行うことで前記基板に処理を施すことを含む。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、高温環境においても基板面内の温度分布の均一性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る成膜装置の構成例を示す断面図である。

【図2】図１の成膜装置の真空容器内の構成を示す平面図である。

【図3】図１の成膜装置の回転テーブル及び載置台の構成を示す斜視図である。

【図4】図１の成膜装置の収容ボックス内の構成を示す断面図である。

【図5】ヒータの配置を示す平面図である。

【図6】載置台の径方向位置と基板の温度との関係を示す図である。

【図7】載置台の径方向位置と基板の温度との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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。

【0009】

〔基板処理装置〕
図１から図４を参照し、実施形態に係る基板処理装置の一例として、基板Ｗに膜を形成する成膜装置３００を例示して説明する。

【0010】

図１は、実施形態に係る成膜装置３００の構成例を示す断面図である。図２は、図１の成膜装置３００の真空容器３１１内の構成を示す平面図である。図２においては、説明の便宜上、天板３１１ｂの図示を省略している。図３は、図１の成膜装置３００の回転テーブル３２１及び載置台３２１ａの構成を示す斜視図である。図４は、図１の成膜装置３００の収容ボックス３２２内の構成を示す断面図である。

【0011】

成膜装置３００は、処理部３１０と、回転駆動装置３２０と、制御部３９０とを備える。

【0012】

処理部３１０は、真空容器３１１と、ガス導入部３１２と、ガス排気口３１３と、搬送口３１４と、加熱部３１５とを有する。

【0013】

真空容器３１１は、内部を減圧可能な処理容器である。真空容器３１１は、ほぼ円形の平面形状を有する扁平な形状を有する。真空容器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。

【0014】

真空容器３１１は、本体３１１ａと、天板３１１ｂと、側壁体３１１ｃと、底板３１１ｄとを含む。本体３１１ａは、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、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。

【0015】

ガス導入部３１２は、原料ガスノズル３１２ａと、反応ガスノズル３１２ｂと、分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄとを含む。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、真空容器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から時計回り（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は、本体３１１ａの外壁に固定される。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は、真空容器３１１の外壁から真空容器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。

【0016】

原料ガスノズル３１２ａは、配管及び流量制御器等（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。原料ガスとしては、例えばシリコン含有ガス、金属含有ガスを利用できる。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、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。

【0017】

反応ガスノズル３１２ｂは、配管及び流量制御器等（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。反応ガスとしては、例えば酸化ガス、窒化ガスを利用できる。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、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。

【0018】

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（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。分離ガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ_２）ガス等の不活性ガスを利用できる。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、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、複数の吐出孔から分離ガスを吐出する。

【0019】

ガス導入部３１２は、回転テーブル３２１の下方にパージガスを供給するパージガス導入部（図示せず）を含んでもよい。パージガスとしては、例えば分離ガスと同じガスを利用できる。

【0020】

真空容器３１１内には２つの凸状部３１７が設けられる。凸状部３１７は、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。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。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する。凸状部３１７は、内円弧が突出部３１８に連結される。凸状部３１７は、外円弧が本体３１１ａの内壁に沿って配置される。

【0021】

ガス排気口３１３は、第１排気口３１３ａと、第２排気口３１３ｂとを含む。第１排気口３１３ａは、第１排気領域Ｅ１の底部に形成される。第１排気領域Ｅ１は、原料ガス吸着領域Ｐ１に連通する。第２排気口３１３ｂは、第２排気領域Ｅ２の底部に形成される。第２排気領域Ｅ２は、反応ガス供給領域Ｐ２に連通する。第１排気口３１３ａ及び第２排気口３１３ｂは、排気配管（図示せず）を介して、真空ポンプ等を含む排気装置（図示せず）に接続される。

【0022】

搬送口３１４は、真空容器３１１の側壁に設けられる。搬送口３１４は、回転テーブル３２１と搬送アーム３１４ａとの間で基板Ｗの受け渡しを行うための開口である。搬送口３１４は、ゲートバルブ（図示せず）により開閉される。

【0023】

加熱部３１５は、固定軸３１５ａと、ヒータ支持部３１５ｂと、ヒータ３１５ｃとを含む。

【0024】

固定軸３１５ａは、真空容器３１１の中心を中心軸とする円筒形状を有する。固定軸３１５ａは、回転軸３２３の内側に、底板３１１ｄを貫通して設けられる。固定軸３１５ａの外壁と回転軸３２３の内壁との間には、シール部３１５ｄが設けられる。これにより、回転軸３２３は、真空容器３１１内の気密状態を維持しながら、固定軸３１５ａに対して回転する。シール部３１５ｄは、例えば磁性流体シールを含む。

【0025】

ヒータ支持部３１５ｂは、固定軸３１５ａの上部に固定され、円板形状を有する。ヒータ支持部３１５ｂは、ヒータ３１５ｃを支持する。

【0026】

ヒータ３１５ｃは、ヒータ支持部３１５ｂの上面に設けられる。ヒータ３１５ｃは、ヒータ支持部３１５ｂの上面に加え、本体３１１ａに設けられてもよい。ヒータ３１５ｃは、基板Ｗを加熱する。ヒータ３１５ｃの詳細な構造については後述する。

【0027】

回転駆動装置３２０は、回転テーブル３２１と、収容ボックス３２２と、回転軸３２３と、公転用モータ３２４とを有する。

【0028】

回転テーブル３２１は、真空容器３１１内に設けられる。回転テーブル３２１は、真空容器３１１の中心に回転中心を有する。回転テーブル３２１は、例えば円板形状を有する。回転テーブル３２１は、例えば石英により形成される。回転テーブル３２１は、複数の接続部３２１ｄを介して収容ボックス３２２に接続される。回転テーブル３２１は、複数（例えば５つ）の開口３２１ｈを有する。複数の開口３２１ｈは、回転テーブル３２１の回転方向に沿って互いに間隔をあけて設けられる。各開口３２１ｈは、回転テーブル３２１の回転中心から離隔した位置に設けられる。

【0029】

載置台３２１ａは、回転テーブル３２１を上方から見たときに開口３２１ｈと重なる位置に設けられる。載置台３２１ａは、回転テーブル３２１の回転方向に沿って複数設けられる。載置台３２１ａの数は、開口３２１ｈの数と同じである。各載置台３２１ａは、回転テーブル３２１の回転中心から離隔した位置に設けられる。各載置台３２１ａは、基板Ｗよりも僅かに大きい円板形状を有する。各載置台３２１ａは、例えば石英により形成される。各載置台３２１ａは、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＳｉＣ等の熱伝導率が高い材料により形成されてもよい。各載置台３２１ａには、基板Ｗが載置される。各載置台３２１ａは、回転テーブル３２１と共に回転可能に構成される。各載置台３２１ａは、自転軸３２１ｂを介して自転用モータ３２１ｃに接続され、回転テーブル３２１に対して回転可能に構成される。

【0030】

自転軸３２１ｂは、載置台３２１ａの下面と自転用モータ３２１ｃとを接続する。自転軸３２１ｂは、自転用モータ３２１ｃの動力を載置台３２１ａに伝達する。自転軸３２１ｂは、載置台３２１ａの中心を回転中心として回転可能に構成される。自転軸３２１ｂは、回転テーブル３２１の回転方向に沿って複数設けられる。自転軸３２１ｂの数は、載置台３２１ａの数と同じである。自転軸３２１ｂは、収容ボックス３２２の天井部３２２ｂを貫通する。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。

【0031】

自転用モータ３２１ｃは、収容ボックス３２２内に収容される。自転用モータ３２１ｃは、自転軸３２１ｂを介して載置台３２１ａを回転テーブル３２１に対して回転させる。これにより、基板Ｗが自転する。自転用モータ３２１ｃは、例えばサーボモータである。

【0032】

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、例えば回転テーブル３２１の周方向に沿って複数設けられる。複数の接続部３２１ｄと複数の自転軸３２１ｂとは、同一円周上に設けられてよい。接続部３２１ｄと自転軸３２１ｂとは、回転テーブル３２１の周方向に沿って交互に設けられてよい。

【0033】

収容ボックス３２２は、真空容器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、複数の接続部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）により真空容器３１１内で昇降可能に構成されてもよい。収容ボックス３２２は、本体部３２２ａと、天井部３２２ｂとを有する。

【0034】

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。

【0035】

天井部３２２ｂは、本体部３２２ａの上部に設けられる。天井部３２２ｂは、断面視凹状に形成された本体部３２２ａの開口を塞ぐことで、真空容器３１１内から隔離された収容部３２２ｃを本体部３２２ａと共に形成する。

【0036】

収容部３２２ｃは、断面視矩形状に形成され、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、自転用モータ３２１ｃを収容する。本体部３２２ａには、連通路３２２ｄが形成される。連通路３２２ｄは、収容部３２２ｃと成膜装置３００の外部とを連通させる。これにより、成膜装置３００の外部から連通路３２２ｄを介して収容部３２２ｃに大気が導入される。その結果、収容部３２２ｃ内が冷却されると共に、収容部３２２ｃ内が大気圧に維持される。

【0037】

回転軸３２３は、収容ボックス３２２の下部に固定される。回転軸３２３は、底板３１１ｄを貫通して設けられる。回転軸３２３は、公転用モータ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。底板３１１ｄの貫通孔には、シール部３１１ｆが設けられ、真空容器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。

【0038】

回転軸３２３の内部には、貫通孔３２３ａが設けられる。貫通孔３２３ａは、連通路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。貫通孔３２３ａは、自転用モータ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、例えば自転用モータ３２１ｃと同じ数だけ設けられる。

【0039】

制御部３９０は、成膜装置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。成膜装置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。

【0040】

〔ヒータ〕
図５を参照し、ヒータ３１５ｃの一例について説明する。以下では、ヒータ３１５ｃをヒータ１０として説明する。

【0041】

ヒータ１０は、内側ヒータ１１と、中間部ヒータ１２と、外側ヒータ１３とを含む。内側ヒータ１１、中間部ヒータ１２及び外側ヒータ１３は、回転テーブル３２１の下方に設けられる。内側ヒータ１１、中間部ヒータ１２及び外側ヒータ１３の出力は、制御部３９０により独立して制御される。

【0042】

内側ヒータ１１は、回転テーブル３２１の中心部に配置される。内側ヒータ１１は、回転テーブル３２１が回転する際の自転軸３２１ｂの回転経路ＲＰよりも内側に配置される。内側ヒータ１１は、例えば回転テーブル３２１の周方向に沿って環状に配置される。

【0043】

中間部ヒータ１２は、内側ヒータ１１と外側ヒータ１３との間に配置される。中間部ヒータ１２は、回転経路ＲＰを挟んで配置される。中間部ヒータ１２は、回転経路ＲＰの内側に配置される第１部分と、回転経路ＲＰの外側に配置される第２部分とを含む。中間部ヒータ１２の第１部分は、例えば回転テーブル３２１の周方向に沿って環状に配置される。中間部ヒータ１２の第２部分は、例えば回転テーブル３２１の周方向に沿って環状に配置される。

【0044】

外側ヒータ１３は、回転テーブル３２１の外周部に配置される。外側ヒータ１３は、回転経路ＲＰよりも外側に配置される。外側ヒータ１３は、例えば回転テーブル３２１の周方向に沿って環状に配置される。

【0045】

ヒータ１０は、内側ヒータ１１、中間部ヒータ１２及び外側ヒータ１３に加えて、別のヒータを含んでもよい。例えば、ヒータ１０は、内側ヒータ１１と中間部ヒータ１２との間に配置されるヒータや、中間部ヒータ１２と外側ヒータ１３との間に配置されるヒータを含んでもよい。

【0046】

〔基板処理方法〕
図６及び図７を参照し、成膜装置３００を用いて実行される基板処理方法について説明する。以下に示される基板処理方法は、制御部３９０の制御の下で自動的に実行される。図６及び図７は、載置台３２１ａの径方向位置と基板Ｗの温度との関係を示す図である。図６及び図７において、横軸は載置台３２１ａの径方向位置を示し、縦軸は載置台３２１ａに載置された基板Ｗの温度を示す。

【0047】

まず、ゲートバルブ（図示せず）を開き、外部から搬送アーム３１４ａにより搬送口３１４を介して基板Ｗを載置台３２１ａに受け渡す。基板Ｗの受け渡しは、載置台３２１ａが搬送口３１４と同じ角度位置に停止したときに載置台３２１ａの底面の貫通孔（図示せず）を介して真空容器３１１の底部側から昇降ピン（図示せず）が昇降することにより行われる。基板Ｗの受け渡しを、回転テーブル３２１を間欠的に回転させて行い、回転テーブル３２１の５つの載置台３２１ａ上にそれぞれ基板Ｗを載置する。

【0048】

続いて、ゲートバルブを閉じ、真空ポンプ（図示せず）により到達可能真空度にまで真空容器３１１内を排気する。続いて、分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄから分離ガスを所定の流量で吐出すると共に、真空容器３１１内を予め設定した圧力に制御する。続いて、制御部３９０は、回転テーブル３２１を回転させると共に、載置台３２１ａを回転テーブル３２１に対して回転させるよう成膜装置３００の各部を制御する。

【0049】

続いて、制御部３９０は、各載置台３２１ａに載置された基板Ｗを加熱するようヒータ１０を制御する。載置台３２１ａの中心に自転軸３２１ｂが接続され、これにより載置台３２１ａを回転テーブル３２１に対して回転させる成膜装置３００では、図６に示されるように、載置台３２１ａの中心の温度が低くなりやすい。これは、載置台３２１ａの中心の直下にヒータを配置できないこと、自転軸３２１ｂを介した放熱があること等の理由による。このため、内側ヒータ１１、中間部ヒータ１２及び外側ヒータ１３の設定温度が等しくなるよう制御して載置台３２１ａ上の基板Ｗの面内での温度分布の均一性を高める場合がある。この場合、載置台３２１ａの中心の温度を外周部の温度と合わせるために、中間部ヒータ１２の出力を内側ヒータ１１及び外側ヒータ１３の出力よりも高く設定することが求められる。このため、基板Ｗを高温（例えば６００℃以上）に加熱して行う処理では、中間部ヒータ１２の出力が上限値に到達し、基板Ｗの温度分布が均一になるよう制御することが困難となる場合がある。

【0050】

そこで、本実施形態では、制御部３９０は、内側ヒータ１１、中間部ヒータ１２及び外側ヒータ１３の設定温度がこの順に低くなるよう制御しながら、基板面内の温度分布が均一となるように制御する。この場合、基板面内の温度分布が均一となるように制御しながら、内側ヒータ１１と中間部ヒータ１２と外側ヒータ１３との間の出力バランスを調整できる。例えば、基板Ｗを高温に加熱して行う処理において、中間部ヒータ１２の出力を低くし、かつ内側ヒータ１１及び外側ヒータ１３の少なくとも一方の出力を高めて中間部ヒータ１２の出力の低下分を補填する。これにより、基板面内の温度分布が均一となるように制御しながら、中間部ヒータ１２の負荷を軽減できる。このため、高温環境においても基板面内の温度分布の均一性を向上できる。例えば、制御部３９０は、自転なしの状態で、図７の破線で示されるように回転テーブル３２１の中心部から外周部に向かって基板Ｗの温度が低くなるように、内側ヒータ１１、中間部ヒータ１２及び外側ヒータ１３の出力を制御してよい。この場合、自転ありの状態において、図７の実線で示されるように、基板面内の温度分布が均一となる。「自転なし」の状態とは、載置台３２１ａを回転テーブル３２１に対して回転させない状態を意味し、「自転あり」の状態とは、載置台３２１ａを回転テーブル３２１に対して回転させる状態を意味する。

【0051】

制御部３９０は、内側ヒータ１１、中間部ヒータ１２及び外側ヒータ１３の設定温度がこの順に高くなるよう制御しながら、基板面内の温度分布が均一となるよう制御してもよい。この場合も同様に、高温環境においても基板面内の温度分布の均一性を向上できる。

【0052】

続いて、原料ガスノズル３１２ａから原料ガスを供給し、反応ガスノズル３１２ｂから反応ガスを供給する。回転テーブル３２１の回転により、基板Ｗは、原料ガス吸着領域Ｐ１、分離領域Ｄ、反応ガス供給領域Ｐ２及び分離領域Ｄをこの順に繰り返し通過する。原料ガス吸着領域Ｐ１において、基板Ｗに原料ガスの分子が吸着し、原料ガスの分子層が形成される。分離領域Ｄを通過した後、反応ガス供給領域Ｐ２において、反応ガスが基板Ｗに吸着した原料ガスと反応して反応生成物の膜が成膜される。回転テーブル３２１の回転により、基板Ｗは分離領域Ｄを通過した後に再び原料ガス吸着領域Ｐ１に至る。回転テーブル３２１の回転により、上記の反応が繰り返されると、所望の膜厚の膜が成膜される。このとき、基板面内の温度分布が均一となるように制御されているので、基板Ｗに成膜される膜の基板面内の膜厚分布の均一性が向上する。所望の膜厚の膜が成膜された後、制御部３９０は、膜が成膜された基板Ｗを搬出するよう成膜装置３００の各部を制御する。

【0053】

以上に説明したように、実施形態に係る基板処理方法によれば、回転テーブル３２１を回転させることと、基板Ｗを載置した載置台３２１ａを回転テーブル３２１に対して回転させることと、ヒータ１０で基板Ｗを加熱することと、を同時に行うことを含む。このとき、内側ヒータ１１、中間部ヒータ１２及び外側ヒータ１３の設定温度がこの順に低く又は高くなるように制御する。この場合、基板面内の温度分布が均一となるように制御しながら、内側ヒータ１１と中間部ヒータ１２と外側ヒータ１３との間の出力バランスを調整できる。例えば、基板Ｗを高温に加熱して行う処理において、中間部ヒータ１２の出力を低くし、かつ内側ヒータ１１及び外側ヒータ１３の少なくとも一方の出力を高めて中間部ヒータ１２の出力の低下分を補填する。これにより、基板面内の温度分布が均一となるように制御しながら、中間部ヒータ１２の負荷を軽減できる。このため、高温環境においても基板面内の温度分布の均一性を向上できる。その結果、基板Ｗに成膜される膜の基板面内の膜厚分布の均一性が向上する。

【0054】

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。

【符号の説明】

【0055】

１０ ヒータ
１１ 内側ヒータ
１２ 中間部ヒータ
１３ 外側ヒータ
３１１ 真空容器
３２１ 回転テーブル
３２１ａ 載置台
３１５ｃ ヒータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】