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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-11
(45)【発行日】2024-11-19
(54)【発明の名称】成膜装置及び成膜方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20241112BHJP
H01L 21/316 20060101ALI20241112BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20241112BHJP
C23C 16/44 20060101ALI20241112BHJP
C30B 29/18 20060101ALI20241112BHJP
C30B 25/12 20060101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 C
H01L21/316 X
H01L21/68 N
C23C16/44 Z
C30B29/18
C30B25/12
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021003756
(22)【出願日】2021-01-13
(65)【公開番号】P2022108645
(43)【公開日】2022-07-26
【審査請求日】2023-08-22
(73)【特許権者】
【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】加藤 寿
(72)【発明者】
【氏名】中坪 敏行
【審査官】桑原 清
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－２２５３２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０３６０７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２２８４０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０７１１２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０１Ｌ ２１／３１６
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
Ｃ２３Ｃ １６／４４
Ｃ３０Ｂ ２９／１８
Ｃ３０Ｂ ２５／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理容器と、前記処理容器内に設けられ、表面に凹部を有するサセプタであり、該凹部は基板の中心を含みかつ端部を含まない領域を支持する支持部と該支持部の周囲に位置して該支持部よりも窪んだ溝部とを含む、サセプタと、
前記サセプタの表面に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記溝部にパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記支持部の周囲であり、前記支持部に支持された前記基板の裏面と前記溝部の底面との間に設けられた多孔質リングと、
を備え、
前記多孔質リングの内側面は、前記支持部の外壁面と接する、
成膜装置。
【請求項2】
前記多孔質リングは、前記凹部の内壁面との間に隙間を形成するように設けられる、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項3】
前記パージガス供給部は、前記溝部の底面と前記多孔質リングの裏面との間に前記パージガスを供給する、請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項4】
前記多孔質リングは、ＳｉＣにより形成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項5】
前記凹部は、前記溝部に沿って設けられ、該溝部の底面から突出する突出部を更に含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項6】
前記サセプタは、前記支持部を含む領域において表面から裏面まで連通する多孔質部を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項7】
前記基板は、円板状を有し、前記凹部は、前記基板よりも径が大きい円形を有する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項8】
処理容器内に設けられ、表面に凹部を有するサセプタであり、該凹部は基板の中心を含みかつ端部を含まない領域を支持する支持部と該支持部の周囲に位置して該支持部よりも窪んだ溝部とを含む、サセプタを備える成膜装置において基板に処理を施す成膜方法であって、前記成膜装置は、前記支持部の周囲であり、前記支持部に支持された前記基板の裏面と前記溝部の底面との間に設けられた多孔質リングを備え、
前記多孔質リングの内側面は、前記支持部の外壁面と接し、
当該成膜方法は、
前記支持部により前記基板を支持した状態で前記溝部へのパージガスの供給を開始する工程と、
前記溝部に前記パージガスを供給した状態で前記サセプタの表面に処理ガスを供給する工程と、
前記処理ガスの供給を停止する工程と、
前記処理ガスの供給を停止した後に前記パージガスの供給を停止する工程と、
を有する、成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【0002】
処理容器内にてサセプタの上に載置したウエハを公転させながらウエハに対して処理ガスを供給して処理を行う基板処理装置において、サセプタの表面にウエハを載置する凹部を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この基板処理装置では、ウエハの中央部を下方側から支持するための載置台を凹部内に設け、ウエハの周縁部を凹部の底面から浮かせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１３－２２２９４８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、基板の裏面端部への成膜を抑制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成膜装置は、処理容器と、前記処理容器内に設けられ、表面に凹部を有するサセプタであり、該凹部は基板の中心を含みかつ端部を含まない領域を支持する支持部と該支持部の周囲に位置して該支持部よりも窪んだ溝部とを含む、サセプタと、前記サセプタの表面に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記溝部にパージガスを供給するパージガス供給部と、前記支持部の周囲であり、前記支持部に支持された前記基板の裏面と前記溝部の底面との間に設けられた多孔質リングと、を備え、前記多孔質リングの内側面は、前記支持部の外壁面と接する。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、基板の裏面端部への成膜を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態の成膜装置の一例を示す断面図
【図10】従来のサセプタの作用を示す断面図
【図11】従来のサセプタの作用を示す断面図
【図12】従来のサセプタの作用を示す断面図
【図13】従来のサセプタの作用を示す断面図
【図14】従来のサセプタを用いたときのウエハへの膜の堆積を説明するための図
【図16】実施形態の成膜方法の一例を示すフローチャート
【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】
〔成膜装置〕
図１～図４を参照し、実施形態の成膜装置の一例について説明する。実施形態の成膜装置は、平面形状が概ね円形である処理容器１と、処理容器１内に設けられ、当該処理容器１の中心に回転中心を有するサセプタ２と、を備えており、基板（例えばウエハＷ）に対して成膜処理を行う装置として構成されている。以下、成膜装置の各部について説明する。
図１～図４を参照し、実施形態の成膜装置の一例について説明する。実施形態の成膜装置は、平面形状が概ね円形である処理容器１と、処理容器１内に設けられ、当該処理容器１の中心に回転中心を有するサセプタ２と、を備えており、基板（例えばウエハＷ）に対して成膜処理を行う装置として構成されている。以下、成膜装置の各部について説明する。
【0010】
処理容器１は、内部を減圧可能な真空容器である。処理容器１は、天板１１及び容器本体１２を有する。天板１１は、容器本体１２上にシール部材１３を介して着脱自在に取り付けられている。天板１１の上面における中央には、分離ガス供給管５１が設けられている。分離ガス供給管５１は、処理容器１内の中心領域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。
【0011】
処理容器１の底部１４の上方には、ヒータユニット７が設けられている（図１）。ヒータユニット７は、サセプタ２を介してサセプタ２上のウエハＷを成膜温度（例えば３００℃）に加熱する。ヒータユニット７の側方側にはカバー部材７１ａが設けられ、ヒータユニット７の上方にはヒータユニット７を覆う覆い部材７ａが設けられている。底部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。
【0012】
サセプタ２は、中心にて概略円筒形状のコア部２１に固定されている。サセプタ２は、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。回転軸２２は、駆動部２３により鉛直軸周りに回転する。回転軸２２及び駆動部２３は、ケース体２０に収納されている。ケース体２０は、上部のフランジ部分が処理容器１の底部１４の下面に気密に取り付けられている。また、ケース体２０には、サセプタ２の下方領域にＮ２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。処理容器１の底部１４におけるコア部２１の外周側は、サセプタ２に下方側から近接するように円環状に形成されて突出部１２ａをなしている。
【0013】
サセプタ２の表面には、凹部２４が設けられている。凹部２４は、平面視で円形状を有し、ウエハＷを落とし込んで保持する。ウエハＷは、例えば円板状（円形）のシリコンウエハであってよい。凹部２４は、サセプタ２の回転方向（周方向）に沿って複数箇所に形成されている。図１～図４の例では、凹部２４は、サセプタ２の回転方向（周方向）に沿って５箇所に形成されている。各々の凹部２４は、ウエハＷの外縁との間に隙間領域（クリアランス）を設けるために、平面視でウエハＷよりも径が大きくなるように形成されている。サセプタ２の直径寸法は、例えば１０００ｍｍ程度となっている。凹部２４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３本の昇降ピン（図示せず）が突没する貫通孔２４ａが形成されている。なお、図２及び図３では、凹部２４の直径寸法について簡略化して示している。また、図１～図３では、貫通孔２４ａの図示を省略している。
【0014】
凹部２４の通過領域と各々対向する位置には、各々例えば石英からなる６本のノズル３１、３２、３４、３５、４１、４２が処理容器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。各ノズル３１、３２、３４、３５、４１、４２は、例えば処理容器１の外壁面から中心領域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から見てサセプタ２の回転方向にプラズマ発生用ガスノズル３４、分離ガスノズル４１、クリーニングガスノズル３５、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。プラズマ発生用ガスノズル３４の上方には、プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出されるガスをプラズマ化するために、プラズマ発生部８０が設けられている。プラズマ発生部８０については、後述する。
【0015】
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、夫々第１の処理ガス供給部、第２の処理ガス供給部をなし、分離ガスノズル４１、４２は、各々分離ガス供給部をなし、クリーニングガスノズル３５は、クリーニングガス供給部をなす。なお、図２及び図４では、プラズマ発生用ガスノズル３４が見えるようにプラズマ発生部８０及び後述の筐体９０を取り外した状態、図３はこれらプラズマ発生部８０及び筐体９０を取り付けた状態を表している。
【0016】
各ノズル３１、３２、３４、３５、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。すなわち、第１の処理ガスノズル３１は、Ｓｉ（シリコン）を含む第１の処理ガスの供給源に接続されている。第１の処理ガスは、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）ガスであってよい。第２の処理ガスノズル３２は、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（詳しくはオゾナイザーの設けられた酸素ガス供給源）に接続されている。プラズマ発生用ガスノズル３４は、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスとＯ２ガスとの混合ガスからなるプラズマ発生用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Ｎ2ガスのガス供給源に各々接続されている。ノズル３１、３２、３４、４１、４２の例えば下面には、サセプタ２の半径方向に沿って複数箇所にガス吐出孔（図示せず）が例えば等間隔に形成されている。
【0017】
第１の処理ガスノズル３１の下方領域は、第１の処理ガスをウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１となる。第２の処理ガスノズル３２の下方領域は、ウエハＷに吸着した第１の処理ガスの成分と第２の処理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。分離領域Ｄにおける処理容器１の天板１１には、図２及び図３に示されるように、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、凸状部４内に収められている。従って、分離ガスノズル４１、４２におけるサセプタ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、凸状部４の下面である低い天井面が配置され、天井面の前記周方向両側には、当該天井面よりも高い天井面が配置されている。凸状部４の周縁部（処理容器１の外縁側の部位）は、各処理ガス同士の混合を阻止するために、サセプタ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字型に屈曲している。
【0018】
次に、プラズマ発生部８０について説明する。プラズマ発生部８０は、金属線からなるアンテナ８３をコイル状に巻回して構成されており、サセプタ２の中央部から周縁部に亘ってウエハＷの通過領域を跨ぐように配置されている。アンテナ８３は、整合器８４を介して周波数が例えば１３．５６ＭＨｚ及び出力電力が例えば５０００Ｗの高周波電源８５に接続されると共に、処理容器１の内部領域から気密に区画されるように配置されている。プラズマ発生部８０と整合器８４及び高周波電源８５とは、接続電極８６により電気的に接続されている。すなわち、プラズマ発生用ガスノズル３４の上方における天板１１は、平面視で概略扇形に開口しており、例えば石英等からなる筐体９０によって気密に塞がれている。筐体９０は、周縁部が周方向に亘ってフランジ状に水平に伸び出すと共に、中央部が処理容器１の内部領域に向かって窪むように形成されており、筐体９０の内側にアンテナ８３が収納されている。筐体９０と天板１１との間には、シール部材１１ａが設けられている。筐体９０は、押圧部材９１により、周縁部が下方側に向かって押圧されている。
【0019】
筐体９０の下面は、当該筐体９０の下方領域へのＮ２ガスやＯ３ガス等の侵入を阻止するために、図１に示されるように、外縁部が周方向に亘って下方側（サセプタ２側）に垂直に伸び出して、ガス規制用の突起部９２をなしている。突起部９２の内周面、筐体９０の下面及びサセプタ２の上面により囲まれた領域には、プラズマ発生用ガスノズル３４が収納されている。
【0020】
筐体９０とアンテナ８３との間には、図１及び図３に示されるように、上方が開口する概略箱型のファラデーシールド９５が配置されている。ファラデーシールド９５は、導電性の板状体である金属板により構成されると共に接地されている。ファラデーシールド９５の底面には、アンテナ８３の巻回方向に対して直交する方向に伸びるように形成されたスリット９７が周方向に亘ってアンテナ８３の下方位置に設けられている。スリット９７は、アンテナ８３において発生する電界及び磁界（電磁界）のうち電界成分が下方のウエハＷに向かうことを阻止すると共に、磁界をウエハＷに到達させる。ファラデーシールド９５とアンテナ８３との間には、絶縁板９４が介在している。絶縁板９４は、例えば石英により形成され、ファラデーシールド９５とアンテナ８３とを絶縁する。
【0021】
サセプタ２の外周側において当該サセプタ２よりも僅かに下方の位置には、円環状のサイドリング１００が配置されている。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、処理容器１の底部１４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。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よりもサセプタ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。排気口６２は、プラズマ発生用ガスノズル３４と、当該プラズマ発生用ガスノズル３４よりもサセプタ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。
【0022】
排気口６１は、第１の処理ガス及び分離ガスを排気するためのものであり、排気口６２は、第２の処理ガス及び分離ガスに加えて、プラズマ発生用ガスを排気するためのものである。また、クリーニング時には、クリーニングガスを排気する。そして、筐体９０の外縁側におけるサイドリング１００の上面には、当該筐体９０を避けてガスを排気口６２に通流させるための溝状のガス流路１０１が形成されている。排気口６１、６２は、図１に示されるように、各々バタフライバルブ等の圧力調整部６５の介設された排気配管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。
【0023】
天板１１の下面における中央には、図２に示されるように、凸状部４における中心領域Ｃ側の部位と連続して周方向に亘って概略円環状に形成されると共に、その下面が凸状部４の下面と同じ高さに形成された突出部５が設けられている。突出部５よりもサセプタ２の回転中心の側におけるコア部２１の上方には、中心領域Ｃにおいて第１の処理ガスと第２の処理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。ラビリンス構造部１１０は、サセプタ２側から天板１１側に向かって周方向に亘って垂直に伸びる第１の壁部１１１と、天板１１側からサセプタ２に向かって周方向に亘って垂直に伸びる第２の壁部１１２と、をサセプタ２の半径方向に交互に配置した構成を有する。
【0024】
処理容器１の側壁には、図２及び図３に示されるように外部の搬送アーム（図示せず）とサセプタ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が形成されている。搬送口１５は、ゲートバルブＧより気密に開閉される。搬送口１５を臨む位置におけるサセプタ２の下方側には、昇降ピン（図示せず）が設けられている。昇降ピンは、サセプタ２の貫通孔２４ａを介してウエハＷを裏面側から持ち上げる。
【0025】
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が設けられている。制御部１２０のメモリ内には、後述の成膜方法を行うためのプログラムが格納されている。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等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。
【0026】
【0027】
サセプタ２は、例えば石英により形成されている。サセプタ２は、前述したように、中心にて概略円筒形状のコア部２１に固定されている。サセプタ２は、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～図４）。
【0028】
サセプタ２は、凹部２４、支持部２５、溝部２６、多孔質リング２７、パージガス供給部２８及び円環突起２９を含む。
【0029】
凹部２４は、サセプタ２の回転方向（周方向）に沿って複数箇所（図５では６箇所）に形成されている。各凹部２４は、円形状を有する。各凹部２４は、ウエハＷの外縁との間に隙間領域（クリアランス）を設けるために、平面視でウエハＷよりも径が大きくなるように形成されている。一実施形態において、ウエハの直径寸法ｒは３００ｍｍであり、凹部の直径寸法Ｒは３０２ｍｍである。
【0030】
支持部２５は、各凹部２４の底面に設けられている。支持部２５は、ウエハＷの中央部を下方側から支持する。支持部２５は、円筒形状となるように構成されると共に、上面が水平面として形成されている。支持部２５は、ウエハＷの周縁部を周方向に亘って凹部２４の底面から浮かせるために、すなわち当該周縁部が支持部２５に触れない（支持部２５からはみ出す）ように、平面視でウエハＷよりも小さい円状となるように形成されている。従って、支持部２５は、当該支持部２５上にウエハＷが載置されると、ウエハＷの周縁部が周方向に亘って凹部２４の底面を臨むように形成されている。
【0031】
支持部２５の高さ寸法ｈは、例えば支持部２５上にウエハＷを載置したときに、ウエハＷの表面とサセプタ２の表面とが揃うように設定されている。一実施形態において、支持部２５の高さ寸法ｈは０．０３ｍｍ～０．２ｍｍ程度であり、支持部２５の直径寸法ｄは２９７ｍｍである。
【0032】
溝部２６は、支持部２５の周囲、より具体的には、凹部２４の内壁面と支持部２５の外壁面との間に形成されている。溝部２６は、円環状を有する。支持部２５は、平面視で凹部２４の中心に配置されている。すなわち、平面視で支持部２５の中心位置は、凹部２４の中心位置と一致する。これにより、平面視で溝部２６の幅寸法Ｌは、周方向に亘って一定となっている。一実施形態において、溝部２６の幅寸法Ｌは２．５ｍｍである。
【0033】
多孔質リング２７は、支持部２５の周縁部において、支持部２５に支持されたウエハＷの裏面と溝部２６の底面との間に配置されている。多孔質リング２７は、円環状を有する。一実施形態において、多孔質リング２７は、内縁部が支持部２５の外壁面に形成された段部２５ａ上に、凹部２４の内壁面との間に隙間Ｖをあけて配置されている。多孔質リング２７は、例えばＳｉＣ、ＳｉＮ等の多孔質材料により形成されている。
【0034】
パージガス供給部２８は、溝部２６にパージガスを供給する。一実施形態において、パージガス供給部２８は、処理容器１内の中心領域Ｃから各々の凹部２４に形成された溝部２６まで放射状に延びるガス流路を含む（図５）。パージガス供給部２８は、例えば分離ガス供給管５１から処理容器１内の中心領域Ｃに供給される分離ガスを、各々の凹部２４に形成された溝部２６まで誘導する流路であってよい。溝部２６に供給されたパージガスは、多孔質リング２７を介してウエハＷの裏面に供給される。これにより、パージガスの流速を抑えて広く均等に供給できるので、パージガスによるウエハＷの浮遊を抑制できる。パージガス供給部２８は、例えば支持部２５上にウエハＷを載置した状態でサセプタ２の表面に処理ガスを供給する際、パージガスを溝部２６に供給する。溝部２６に供給されたパージガスは、ウエハＷの裏面端部、溝部２６の内壁面、溝部２６の底面等に処理ガスが接触することを抑制する。そのため、ウエハＷの裏面端部、溝部２６の内壁面、溝部２６の底面等への膜の堆積が抑制される。その結果、堆積膜が累積されることにより溝部２６において発生するパーティクルを低減でき、歩留まりが向上する。また、ウエハＷの裏面端部への成膜を抑制できるので、ウエハＷの裏面端部に堆積した膜をエッチングして除去する工程の時間を短縮したり、省略したりできるため、生産性が向上する。また、溝部２６への成膜が抑制されることにより、サセプタ２に堆積した膜を除去するドライクリーニングの時間を短縮できるので、サセプタ２がエッチングガスに曝される時間が短くなり、サセプタ２の寿命を延ばすことができる。その結果、サセプタ２の交換に伴うコストを削減できる。また、メンテナンス周期を延ばすことができるため生産性が向上する。
【0035】
一実施形態において、パージガス供給部２８は、サセプタ２の表面への処理ガスの供給を開始する前に溝部２６へのパージガスの供給を開始し、サセプタ２の表面への処理ガスの供給を停止した後に溝部２６へのパージガスの供給を停止する。パージガス供給部２８は、例えばサセプタ２の内部に穴をあけることにより形成されてもよく、サセプタ２の表面に溝を設けることにより形成されてもよい。
【0036】
円環突起２９は、溝部２６に沿って設けられている。円環突起２９は、平面視で円環状を有し、溝部２６の底面から突出する。一実施形態において、円環突起２９は、溝部２６の底面に対する多孔質リング２７の下面の高さ２７ｈよりも低い高さ２９ｈを有する。円環突起２９は、凹部２４の内壁面の側から支持部２５の外壁面の側に向けてパージガス供給部２８から供給されるパージガスを、溝部２６の周方向に分散させる。これにより、パージガス供給部２８から溝部２６に供給されたパージガスがウエハＷ裏面の全周に亘って均一に供給される。
【0037】
【0038】
まず、支持部２５を設けずに、凹部２４の底面にウエハＷを直接載置した場合について説明する。サセプタ２に載置する前の未処理のウエハＷが常温の場合には、当該サセプタ２にウエハＷを載置すると、面内において温度ばらつきが生じて、その後、成膜温度に向かって昇温すると共に、温度ばらつきが小さくなっていく。一方、成膜装置とは別の熱処理装置にてウエハＷに対して既に別の熱処理が行われている場合には、当該成膜装置への搬送途中においてウエハＷの自然放熱が行われることになり、このときの降温速度は、ウエハＷの面内において不均一となる。従って、ウエハＷに対して予め熱処理が行われている場合には、サセプタ２に載置された時、ウエハＷは既に温度ばらつきが生じており、その後、サセプタ２からの入熱により次第に温度ばらつきが小さくなっていく。
【0039】
そのため、未処理のウエハＷについて、常温の場合であっても、既に熱処理が行われている場合であっても、サセプタ２に載置された時に、面内において温度ばらつきが生じる。このとき、ウエハＷの温度ばらつきに基づいて、当該ウエハＷが山状に（上に凸に）反る場合があり、このようにウエハＷが山状に反っていると、ウエハＷは、中央部がサセプタ２の表面から離間すると共に、周縁部にてサセプタ２と接触することになる。そして、図１０に示されるように、山状に反ったウエハＷが凹部２４の底面に直接載置されていると、ウエハＷの均熱化に伴って当該ウエハＷが平坦に伸びていく時に、ウエハＷの周縁部とサセプタ２の表面（詳しくは凹部２４の底面）とが互いに擦れ合う。その結果、パーティクルＰが発生する。パーティクルＰは、図１１に示されるように、例えばウエハＷが水平に伸び切った時に、当該ウエハＷの周縁部の側を回り込んでウエハＷの表面に付着してしまう。従って、ウエハＷの表面におけるパーティクルＰの付着数をできるだけ少なくするためには、凹部２４の底面にウエハＷを直接載置することは好ましくない。
【0040】
そこで、図１２及び図１３に示されるように、凹部２４の底面に支持部２５を設けることにより、ウエハＷの周縁部が凹部２４の底面に接触せず、ウエハＷの表面におけるパーティクルの付着数を低減できると考えられる。この場合、ウエハＷに処理ガスを供給して成膜処理を施す際、ウエハＷの周縁部に供給される処理ガスの一部がウエハＷの周縁部と凹部２４の内壁面との間を通ってウエハＷの裏面側に回り込み、ウエハＷの裏面端部に膜が堆積する場合がある。ウエハＷの裏面端部に堆積する膜の膜厚は、例えば図１４に示されるように、ウエハＷの表面に堆積する膜の膜厚と同程度以上になり得る。そして、ウエハＷの裏面端部に堆積する膜の膜厚が厚くなると、膜剥がれが生じてパーティクルが発生する。なお、図１４中、横軸は直径寸法ｒが３００ｍｍのウエハＷの径方向位置を示し、縦軸はウエハＷの表面に堆積した膜の膜厚を１としたときのウエハＷの裏面に堆積した膜の膜厚を示す。
【0041】
そこで、実施形態では、凹部２４の内壁面と支持部２５の外壁面との間に円環状の溝部２６を形成し、溝部２６にパージガスを供給するパージガス供給部２８を設けている。これにより、支持部２５上にウエハＷを載置した状態でサセプタ２の表面に処理ガスを供給する際、溝部２６にパージガスを供給できる。溝部２６に供給されたパージガスは、ウエハＷの裏面端部、溝部２６の内壁面、溝部２６の底面等に処理ガスが接触することを抑制する。そのため、ウエハＷの裏面端部、溝部２６の内壁面、溝部２６の底面等への膜の堆積が抑制される。このように、実施形態では、ウエハＷの周縁部とサセプタ２の表面との擦れによるパーティクルＰの発生を抑制すると共に、ウエハＷの裏面端部、溝部２６の内壁面、溝部２６の底面等への膜の堆積を抑制できる。
【0042】
〔サセプタ構造の変形例〕
図１５を参照し、実施形態の成膜装置のサセプタの別の一例について説明する。図１５に示されるサセプタ２Ａは、支持部２５を含む領域において表面から裏面まで連通する多孔質部２５ｂを含む点で、前述のサセプタ２と異なる。なお、その他の構成については、前述のサセプタ２と同じであってよい。
図１５を参照し、実施形態の成膜装置のサセプタの別の一例について説明する。図１５に示されるサセプタ２Ａは、支持部２５を含む領域において表面から裏面まで連通する多孔質部２５ｂを含む点で、前述のサセプタ２と異なる。なお、その他の構成については、前述のサセプタ２と同じであってよい。
【0043】
多孔質部２５ｂは、支持部２５を含む領域において表面から裏面まで連通する。多孔質部２５ｂは、例えば平面視でウエハＷよりも径が小さくなるように形成されている。多孔質部２５ｂは、サセプタ２に固定されていてもよく、サセプタ２に対して着脱可能であってもよい。多孔質部２５ｂがサセプタ２に対して着脱可能である場合、多孔質部２５ｂをサセプタ２に対して回転可能に構成してもよい。多孔質部２５ｂは、例えば多孔質リング２７と同じ材料であるＳｉＣ、ＳｉＮ等により形成されている。
【0044】
このように、支持部２５を含む領域において多孔質部２５ｂを設けることにより、支持部２５上にウエハＷを載置する際、支持部２５の上面とウエハＷの裏面との間に入り込むパージガスを、多孔質部２５ｂを介してサセプタ２Ａの下方に放出できる。これにより、支持部２５上にウエハＷを載置する際の位置ずれを抑制できる。
【0045】
〔成膜方法〕
図１６を参照し、実施形態の成膜方法の一例について説明する。以下では、前述の成膜装置においてウエハＷにシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を成膜する場合を例に挙げて説明する。なお、サセプタ２は、当該サセプタ２上に載置されるウエハＷが成膜温度（例えば３００℃程度）となるように、ヒータユニット７によって既に加熱されているものとする。
図１６を参照し、実施形態の成膜方法の一例について説明する。以下では、前述の成膜装置においてウエハＷにシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を成膜する場合を例に挙げて説明する。なお、サセプタ２は、当該サセプタ２上に載置されるウエハＷが成膜温度（例えば３００℃程度）となるように、ヒータユニット７によって既に加熱されているものとする。
【0046】
まず、処理容器１内にウエハＷを搬入する（ステップＳ１）。一実施形態において、ゲートバルブＧを開放して、サセプタ２を間欠的に回転させながら、搬送アーム（図示せず）により搬送口１５を介してサセプタ２上に例えば５枚のウエハＷを載置する。これらウエハＷは、凹部２４の中心位置に各々載置され、従って当該凹部２４の内壁面から周方向に亘って離間するように（接触しないように）配置される。このとき、各々のウエハＷは、常温であるか、あるいは既に別の熱処理が既に施されていて、サセプタ２上に載置された時、図１３に示されるように、当該ウエハＷの面内における温度ばらつきに基づいて山状に反る場合がある。
【0047】
次いで、ゲートバルブＧを閉じ、真空ポンプ６４により処理容器１内を引き切りの状態にすると共に、サセプタ２を例えば２ｒｐｍ～２４０ｒｐｍで時計周りに回転させる。このとき、凹部２４に溝部２６が形成されているので、ウエハＷが山状に反っている場合でも、ウエハＷの周縁部はサセプタ２の表面や支持部２５の表面から離間しているので、当該周縁部と支持部２５との摺動によるパーティクルの発生が抑制される。
【0048】
次いで、溝部２６へのパージガスの供給を開始する（ステップＳ２）。一実施形態において、分離ガス供給管５１からＮ２ガスを所定の流量で吐出し、パージガス供給部２８を介して溝部２６にパージガスとしてＮ２ガスを供給する。
【0049】
次いで、サセプタ２の表面への処理ガスの供給を開始する（ステップＳ３）。一実施形態において、第１の処理ガスノズル３１及び第２の処理ガスノズル３２から夫々第１の処理ガス及び第２の処理ガスを吐出すると共に、プラズマ発生用ガスノズル３４からプラズマ発生用ガスを吐出する。また、分離ガスノズル４１、４２から分離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、７２からもＮ２ガスを所定の流量で吐出する。そして、圧力調整部６５により処理容器１内を予め設定した処理圧力に調整すると共に、プラズマ発生部８０に対して高周波電力を供給する。
【0050】
このとき、ウエハＷに対して供給される各処理ガスは、ウエハＷの周縁部と凹部２４の内周面との間の隙間を介してウエハＷの裏面側の領域に回り込もうとするが、溝部２６にパージガスが供給されているので、溝部２６への処理ガスの回り込みが抑制される。これにより、ウエハＷの裏面端部、溝部２６の内壁面、溝部２６の底面等への膜の堆積が抑制される。
【0051】
そして、ウエハＷの表面では、サセプタ２の回転によって第１の処理領域Ｐ１において第１の処理ガスが吸着し、次いで第２の処理領域Ｐ２においてウエハＷ上に吸着した第１の処理ガスと第２の処理ガスとの反応が起こる。これにより、ウエハＷの表面に薄膜成分であるシリコン酸化膜の分子層が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。このとき、反応生成物には、例えば第１の処理ガスに含まれる残留基のため、水分（ＯＨ基）や有機物等の不純物が含まれている場合がある。
【0052】
一方、プラズマ発生部８０の下方側では、高周波電源８５から供給される高周波電力により発生した電界及び磁界のうち電界は、ファラデーシールド９５により反射あるいは吸収（減衰）されて、処理容器１内への到達が阻害される（遮断される）。磁界は、ファラデーシールド９５のスリット９７を通過して、筐体９０の底面を介して処理容器１内に到達する。従って、プラズマ発生用ガスノズル３４から吐出されたプラズマ発生用ガスは、スリット９７を介して通過してきた磁界によって活性化されて、例えばイオンやラジカル等のプラズマが生成する。
【0053】
そして、磁界により発生したプラズマ（活性種）がウエハＷの表面に接触すると、反応生成物の改質処理が行われる。具体的には、例えばプラズマがウエハＷの表面に衝突することにより、例えばこの反応生成物から前記不純物が放出されたり、反応生成物内の元素が再配列されて緻密化（高密度化）が図られたりすることになる。こうしてサセプタ２の回転を続けることにより、ウエハＷ表面への第１の処理ガスの吸着、ウエハＷ表面に吸着した第１の処理ガスの成分の反応及び反応生成物のプラズマ改質がこの順番で多数回に亘って行われて、反応生成物が積層されて薄膜が形成される。
【0054】
また、第１の処理領域Ｐ１と第２の処理領域Ｐ２との間にＮ２ガスを供給しているので、第１の処理ガスと第２の処理ガス及びプラズマ発生用ガスとが互いに混合しないように各ガスが排気される。更に、サセプタ２の下方側にパージガスを供給しているため、サセプタ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。
【0055】
成膜処理を終えた後、サセプタ２の表面への処理ガスの供給を停止する（ステップＳ４）。一実施形態において、各ノズル３１、３２、３４、４１、４２からのガスの供給を停止させる。
【0056】
サセプタ２の表面への処理ガスの供給を停止した後、溝部２６へのパージガスの供給を停止する（ステップＳ５）。一実施形態において、パージガス供給部２８から溝部２６へのＮ２ガスの供給を停止する。
【0057】
次いで、ウエハＷを搬出する（ステップＳ６）。一実施形態において、サセプタ２の回転を停止させる。そして、サセプタ２を間欠的に回転させ、搬送口１５からウエハＷを１枚ずつ搬出する。総てのウエハＷを搬出したら、１ラン（１回転の成膜処理）が終了する。
【0058】
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】
【0059】
１ 処理容器
２ サセプタ
２４ 凹部
２５ 支持部
２６ 溝部
３１ 第１の処理ガスノズル
３２ 第２の処理ガスノズル
２８ パージガス供給部
Ｗ ウエハ
２ サセプタ
２４ 凹部
２５ 支持部
２６ 溝部
３１ 第１の処理ガスノズル
３２ 第２の処理ガスノズル
２８ パージガス供給部
Ｗ ウエハ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】