CN105603391B - 成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成膜装置。该成膜装置向基板供给处理气体而获得薄膜。该成膜装置包括：旋转台，其配置于真空容器内，用于在设于其一面侧的载置区域上载置基板并使该基板进行公转；处理气体供给机构，其用于向所述旋转台的一面侧的气体供给区域供给所述处理气体，并在利用所述公转而多次反复通过该气体供给区域的基板上进行成膜；第1齿轮，其设于所述旋转台的另一面侧，并沿着该旋转台的旋转方向旋转自如；第2齿轮，其包括行星齿轮，设为与所述第1齿轮相啮合而与所述载置区域一同进行公转，该第2齿轮通过进行自转从而使该载置区域旋转,以使得基板进行自转；以及旋转驱动部，其用于使所述第1齿轮旋转来调整所述基板的自转速度。

Description

成膜装置
技术领域
本发明涉及一种向基板供给处理气体而获得薄膜的成膜装置。
背景技术
作为在半导体晶圆(以下称为“晶圆”)等基板上成膜氧化硅(SiO2)等的薄膜的方法，例如公知有进行ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)的成膜装置。作为该成膜装置的一例子，有在其内部被设为真空气氛的处理容器内设有例如载置晶圆的旋转台的装置。在旋转台上配置有用于喷出成为例如氧化硅膜的原料的原料气体的气体喷嘴、和用于喷出将该原料气体氧化的氧化气体的气体喷嘴。而且，晶圆利用旋转台的旋转而公转，使晶圆交替地反复通过供给有原料气体的吸附区域和供给有氧化气体的氧化区域，形成所述氧化硅膜。
在所述ALD中，为了控制晶圆的面内的膜厚分布，需要控制被吸附在晶圆上的原料气体的分布，因而，在所述成膜装置中，适当地对设于原料气体的气体喷嘴的喷出口的数量和位置进行调整。而且，还适当地对气体喷嘴的形状进行选择、对为了划分吸附区域和氧化区域而供给的分离气体的供给量、原料气体中的载气的浓度进行调整等。
可是，对于晶圆的周缘部与中央部，利用在成膜处理后进行的蚀刻处理，有时能够调整各自的蚀刻速率。在该情况下，在蚀刻后能够在周缘部和中央部使膜厚一致，因此特别是在晶圆的周向上，要求能够获得均匀性较高的膜厚。但是，利用上述公转，晶圆的各部分在距旋转台的旋转中心预定的距离的相同的轨道上反复移动。因而，吸附区域中的原料气体的分布的不均匀有可能在晶圆上表现为沿着该旋转台的周向观察时的膜厚的不均匀，在上述喷出口的调整等中，有可能无法充分地消除该膜厚的不均匀。
公知有以下方法：在所述旋转台上设置多个晶圆的载置区域，并利用分别设于载置区域的多个旋转机构，使公转中的各晶圆自转。但是，这样地设置多个旋转机构的方法导致装置的制造成本上升。
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供一种在使载置于旋转台的基板公转而进行成膜时能够提高基板的面内的周向上的膜厚的均匀性、并且能够抑制制造成本的成膜装置。
用于解决问题的方案
本发明为一种成膜装置，其向基板供给处理气体而获得薄膜，其中，
该成膜装置包括：
旋转台，其配置于真空容器内，用于在设于其一面侧的载置区域上载置基板并使该基板进行公转；
处理气体供给机构，其用于向所述旋转台的一面侧的气体供给区域供给所述处理气体，并在利用所述公转而多次重复通过该气体供给区域的基板上进行成膜；
第1齿轮，其设于所述旋转台的另一面侧，并沿着该旋转台的旋转方向旋转自如；
第2齿轮，其包括行星齿轮，设为与所述第1齿轮相啮合而与所述载置区域一同进行公转，该第2齿轮通过进行自转从而使该载置区域旋转，以使得基板进行自转；以及
旋转驱动部，其用于使所述第1齿轮旋转来调整所述基板的自转速度。
附图说明
添加的附图作为本说明书的一部分而编入并表示本申请的实施方式，与上述一般说明和后述的实施方式的详细内容一同说明本申请的概念。
图1是本发明的成膜装置的纵剖侧视图。
图2是所述成膜装置的横剖俯视图。
图3是所述成膜装置的纵剖立体图。
图4是表示所述成膜装置的内部的立体图。
图5是所述成膜装置的旋转台的表面的分解立体图。
图6是所述旋转台的背面侧立体图。
图7是表示各齿轮的旋转动作的说明图。
图8～图11是表示成膜处理时的晶圆的位置和方向的说明图。
图12是表示所述成膜处理时的所述旋转台上的气体的流动的说明图。
图13是表示所述成膜装置的旋转台的下方的气体的流动的说明图。
图14是表示其他的齿轮的结构例的说明图。
图15是表示评价试验中的晶圆的膜厚分布的示意图。
图16是表示评价试验中的晶圆的膜厚分布的示意图。
图17是表示评价试验中的晶圆的膜厚分布的图表。
图18是表示评价试验中的晶圆的膜厚分布的图表。
具体实施方式
以下，参照添加附图详细说明本申请的各种实施方式。在下述详细说明中，为了能够充分地理解本申请而提供了许多具体的详细内容。然而，显而易见的是，即使没有这样的详细说明，本领域技术人员也能够获得本申请。在其他的例子中，为了避免使各种实施方式难以理解，未详细地示出公知的方法、步骤、系统、构成元件。
作为本发明的真空处理装置的一实施方式，说明在作为基板的晶圆W上进行ALD的成膜装置1。在该成膜装置1中，使BTBAS(双叔丁基氨基硅烷)气体作为原料气体吸附于晶圆W，该原料气体是含Si(硅)的处理气体，供给作为使吸附了的BTBAS气体氧化的氧化气体的臭氧(O3)气体并形成SiO2(氧化硅)的分子层，为了将该分子层改性而暴露于自等离子体产生用气体产生的等离子体。该成膜装置1构成为，多次重复进行该一系列的处理，形成SiO2膜。
图1、图2、图3分别是成膜装置1的纵剖侧视图、横剖俯视图、纵剖立体图。
成膜装置1包括大概圆形状的扁平的真空容器(处理容器)11、以及设于真空容器11内并且沿真空容器11的周向旋转的圆板状的水平的旋转台(基座)2。真空容器11由顶板12、以及构成真空容器11的侧壁和底部的容器主体13构成。
另外，在真空容器11的顶板12的下表面上形成有以与旋转台2的中心部相对的方式突出的俯视呈圆形的中心区域形成部C、以及以自中心区域形成部C朝向旋转台2的外侧扩展的方式形成的俯视呈扇状的突出部14、14。也就是说，该中心区域形成部C以及突出部14、14构成低于其外侧区域的顶面。中心区域形成部C和旋转台2的中心部之间的间隙构成N2气体的流路15。在晶圆W的处理中，从连接于顶板12的气体供给管向流路15供给N2气体，并从该流路15朝向旋转台2的外侧整周喷出。该N2气体防止原料气体和氧化气体在旋转台2的中心部上接触。
图4是表示容器主体13的内部的底面的立体图。在容器主体13上，在旋转台2的下方沿着该旋转台2的周向形成有扁平的环状的凹部31。而且，在该凹部31的底面开口有沿着该凹部31的周向的环状的狭缝32。而且，在凹部31的底面上，呈环状配置有七个用于对载置于旋转台2的晶圆W进行加热的加热器33。另外，在图4中，为了避免复杂化，切掉了加热器33的一部分进行表示。
加热器33沿着以旋转台2的旋转中心为中心的同心圆配置，七个加热器33中的四个设于狭缝32的内侧，其他的三个设于狭缝32的外侧。另外，以覆盖各加热器33的上方、且堵塞凹部31的上侧的方式设有屏蔽件34(参照图1和图3)。在屏蔽件34上，以与狭缝32重叠的方式设有环状的狭缝35。在容器主体13的底面上，在凹部31的外侧开口有对真空容器11内进行排气的排气口36、37。排气口36、37分别经由设于容器主体13的排气路径38连接于由真空泵等构成的排气机构30。
而且，在凹部31的下方形成有沿着旋转台2的旋转方向的环状空间16，该环状空间16经由所述狭缝32连接于凹部31内。凹部31内、环状空间16分别经由流路17、18连接于排气口36的下游侧的排气路径38(参照图1)。附图中的附图标记V1、V2是分别设于流路17、18的阀，在晶圆W的处理时被设定为适当的开度，使环状空间16、凹部31内利用所述排气机构30排气。虽然省略了图示，但例如，与排气口36的下游侧的排气路径38相同，排气口37的下游侧的排气路径38也经由分别包括阀的流路17、18分别连接于凹部31内、环状空间16。图1和图3中的附图标记47是向环状空间16开口的气体供给路径。图中的附图标记48为用于在例如晶圆W的处理过程中经由气体供给路径47向环状空间16供给N2气体而对该环状空间16进行吹扫的气体喷嘴。
接着，也参照图5、图6说明旋转台2，图5是表示旋转台2的表面侧(一面侧)的各部分的分解立体图，图6是背面侧(另一面侧)的立体图。旋转台2包括水平的圆形台主体21，在台主体21上沿其周向空开间隔地设有五个在厚度方向上贯通该台主体21的圆形的贯通孔。而且，以自台主体21的背面侧堵塞贯通孔的方式设有形成晶圆W的载置区域的圆形的载置部22，由载置部22和所述贯通孔的侧壁形成凹部23。在该凹部23内收纳晶圆W。
台主体21的背面侧中央部构成向下方突出的圆形部24，自该圆形部24以放射状延伸出例如五个支承臂25。自支承臂25的顶端部朝向下方延伸出支柱26，支柱26的下端经由所述狭缝35、32进入到容器主体13的环状空间16内(参照图1、图3)，并与设于该环状空间16的扁平的环构件27的上表面相连接。
环构件27沿着旋转台2的旋转方向形成，在其周向上空开间隔地设有沿上下方向贯通该环构件27的贯通孔28。另外，自所述各载置部22的下表面中心部朝向铅垂下方延伸出用于使晶圆W自转的旋转轴(自转轴)41，各自转轴41的下端经由狭缝35、32进入到环状空间16内，并贯通所述贯通孔28从而与构成第2齿轮的行星齿轮42相连接。自转轴41构成为利用行星齿轮42的旋转而绕轴线旋转，在贯通孔28内设有以将自转轴41的侧周包围的方式支承自转轴41的轴承29。
另外，自所述圆形部24的中心部向铅垂下方延伸出中心轴43，该中心轴43与公转用旋转驱动部44相连接，该公转用旋转驱动部44以堵塞在容器主体13的底部开口的开口部19的方式设置。公转用旋转驱动部44包含马达，借助中心轴43支承旋转台2并且使旋转台2例如向俯视顺时针方向旋转。另外，图1和图3中的附图标记39是用于向中心轴43与容器主体13之间的间隙内喷出N2(氮)气体的气体喷嘴，该气体喷嘴具有以下作用：在晶圆W的处理过程中喷出N2气体，而防止原料气体和氧化气体从旋转台2的表面绕到背面。
进一步说明设于所述容器主体13的底部的环状空间16，在该环状空间16内沿着旋转台2的旋转方向形成有作为太阳齿轮的环状的第1齿轮51。第1齿轮51构成为借助设于其内周的轴承52沿周向旋转自如，其外周与所述行星齿轮42相啮合。另外，在图6中，为了防止附图的复杂化，省略了轴承52的图示。而且，在环状空间16内以与第1齿轮51的外周相啮合的方式设有驱动齿轮53。驱动齿轮53借助铅垂设置的旋转轴54与设于环状空间16的外侧的自转用旋转驱动部55相连接。自转用旋转驱动部55与公转用旋转驱动部44同样地包含马达，成膜装置1的操作者能够借助后述的控制部100使驱动齿轮53以期望的旋转速度旋转。
利用所述那样的结构，在该成膜装置1中，在晶圆W的处理过程中，该晶圆W的自转和公转互相并行进行。也使用图7的表示了各齿轮的动作的示意图说明该晶圆W的自转和公转。另外，在除该图7以外的各图中省略了齿轮的齿。
在旋转台2利用公转用旋转驱动部44向例如俯视顺时针方向旋转、而载置于旋转台2的晶圆W绕该旋转台2的中心轴线进行公转时，连接于该旋转台2的环构件27绕所述旋转台2的中心轴线旋转，从而使支承于该环构件27的自转轴41和行星齿轮42也绕该中心轴线旋转。即，与晶圆W一起进行公转。该旋转台2的旋转的同时，驱动齿轮53利用自转用旋转驱动部55旋转，且作为太阳齿轮的第1齿轮51向例如俯视逆时针方向旋转。行星齿轮42利用所述公转和第1齿轮51的旋转向俯视顺时针方向旋转，而使旋转台2的借助自转轴41连接于行星齿轮42的载置部22旋转。由此使晶圆W向俯视顺时针方向进行自转。这样，由于晶圆W利用第1齿轮51的旋转而进行自转，因此，晶圆W的自转速度被因自转用旋转驱动部55而旋转的驱动齿轮53的旋转速度控制。也就是说，能够与晶圆W的公转速度独立地调整晶圆W的自转速度。
该晶圆W的自转速度设定为该晶圆W的自转和晶圆W的公转不同步。自转和公转同步是指在晶圆W利用自转而旋转一周的过程中，晶圆W进行整数周公转。也就是说，晶圆W每进行一周公转，第1齿轮51以成为使该晶圆W朝向不同的方向那样的自转速度的方式旋转。这是因为，通过以在每次位于后述的原料气体的吸附区域R1的位置时改变晶圆W的方向的方式使晶圆W进行自转，即使吸附区域R1的原料气体的分布不均匀，也使晶圆W的周向上的原料气体的吸附量一致，从而在该周向上以均匀性较高的膜厚成膜。
另外，当晶圆W的自转速度较大时，由于在通过吸附区域R1时晶圆W的方向较大程度地变化，因此，能够抑制晶圆W的周向上的原料气体的吸附程度的偏差，而能够提高该周向上的膜厚的均匀性。但是，当晶圆W的自转速度过大时，由于在离心力的作用下导致晶圆W从旋转台2上浮起并脱离，因此，以晶圆W的自转速度例如在10rpm以下的方式控制第1齿轮51的旋转。
回到图1、图2，说明成膜装置1的其他的各部分。在容器主体13的侧壁上设有晶圆W的输送口45、和开闭该输送口45的闸阀46(参照图2)，在经由输送口45进入到真空容器11内的输送机构与旋转台2的凹部23之间进行晶圆W的交接。具体而言构成为，在构成凹部23的载置部22和容器主体13的底部，分别在相对应的位置形成有贯通孔，以使销的顶端经由各贯通孔在载置部22和容器主体13的下方之间升降。借助该销进行晶圆W的交接。省略该销和供该销贯通的各部分的贯通孔的图示。
另外，如图2所示，在旋转台2上沿旋转台2的旋转方向空开间隔地依次配设有原料气体喷嘴61、分离气体喷嘴62、氧化气体喷嘴63、等离子体发生用气体喷嘴64以及分离气体喷嘴65。各气体喷嘴61～65自真空容器11的侧壁朝向中心部形成为沿着旋转台2的直径水平延伸的棒状，自沿着该直径形成的多个喷出口66向下方喷出气体。
构成处理气体供给机构的原料气体喷嘴61喷出所述BTBAS(双叔丁基氨基硅烷)气体。图2中的附图标记60是覆盖原料气体喷嘴61的喷嘴罩，该喷嘴罩形成为自原料气体喷嘴61分别朝向旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧展开的扇状。喷嘴罩60具有提高其下方的BTBAS气体的浓度、并提高BTBAS气体吸附于晶圆W的吸附性的作用。另外，氧化气体喷嘴63喷出所述臭氧气体。分离气体喷嘴62、65为喷出N2气体的气体喷嘴，以分别在周向上分割所述顶板12的扇状的突出部14、14的方式配置。
等离子体发生用气体喷嘴64喷出例如包括氩(Ar)气和氧(O2)气的混合气体的等离子体发生用气体。在所述顶板12上设有沿着旋转台2的旋转方向的扇状的开口部，以堵塞该开口部的方式设有与该开口部的形状相对应的、由石英等电介质构成的杯状的等离子体形成部71。在旋转台2的旋转方向上观察时，该等离子体形成部71设于氧化气体喷嘴63与突出部14之间。在图2中，用虚线表示设有等离子体形成部71的位置。
在等离子体形成部71的下表面上沿着该等离子体形成部71的周缘部设有突条部72，所述等离子体发生用气体喷嘴64的顶端部自旋转台2的外周侧贯通该突条部72，以能够向由该突条部72围成的区域内喷出气体。突条部72具有抑制N2气体、臭氧气体以及BTBAS气体进入到等离子体形成部71的下方、并抑制等离子体发生用气体的浓度下降的作用。
在等离子体形成部71的上方侧形成有凹陷，该凹陷配置有向上方侧开口的箱型的法拉第屏蔽件73。在法拉第屏蔽件73的底面上隔着绝缘用的板构件74设有将金属线绕铅垂轴线以螺旋状卷绕而成的天线75，在天线75上连接有高频电源76。在所述法拉第屏蔽件73的底面上形成有狭缝77，该狭缝77用于阻止在向天线75施加高频时在该电线75中产生的电磁场中的电场成分朝向下方，并且，使磁场成分朝向下方。该狭缝77向与天线75的卷绕方向正交(交叉)的方向延伸，并沿着天线75的卷绕方向形成有许多。通过这样地构成各部分，在接通高频电源76而向天线75施加高频时，能够使供给到等离子体形成部71的下方的等离子体发生用气体等离子体化。
在旋转台2上，将原料气体喷嘴61的喷嘴罩60的下方区域设为进行作为原料气体的BTBAS气体的吸附的吸附区域R1，将氧化气体喷嘴63的下方区域设为进行臭氧气体对BTBAS气体的氧化的氧化区域R2。另外，将等离子体形成部71的下方区域设为进行等离子体对SiO2膜的改性的等离子体形成区域R3。突出部14、14的下方区域分别构成用于利用自分离气体喷嘴62、65喷出的N2气体使吸附区域R1和氧化区域R2互相分离而防止原料气体和氧化气体混合的分离区域D、D。
所述排气口36向吸附区域R1与在旋转台2的旋转方向下游侧同该吸附区域R1相邻的分离区域D之间的外侧开口，用于将剩余的BTBAS气体排出。排气口37向在等离子体形成区域R3与在所述旋转方向下游侧同该等离子体形成区域R3相邻的分离区域D之间的边界附近的外侧开口，用于将剩余的O3气体和等离子体发生用气体排出。自各排气口36、37也排出分别自各分离区域D、旋转台2的下方的气体供给管39、旋转台2的中心区域形成部C供给的N2气体。
在该成膜装置1上设有用于对装置整体的动作进行控制的包括计算机的控制部100(参照图1)。该控制部100内存储有如下所述那样执行成膜处理的程序。所述程序向成膜装置1的各部分发送控制信号并控制各部分的动作。具体而言，根据控制信号控制来自各气体喷嘴61～66的气体供给量、加热器33对晶圆W加热的温度、来自气体供给管39和中心区域形成部C的N2气体的供给量、公转用旋转驱动部44使旋转台2旋转的旋转速度、自转用旋转驱动部55使晶圆W自转的自转速度、来自排气口36、37的排气流量等。在所述程序中编入有步骤组，以进行这些控制并执行后述的各个处理。该程序从硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等存储介质安装到控制部100内。
说明利用所述成膜装置1进行的成膜处理。利用未图示的输送机构将晶圆W载置于各凹部23(图8)。然后，适当地参照示意地表示了载置于旋转台2的晶圆W的图8～图11进行说明。在图8～图11中，为了使附图明确，将各晶圆W表示为W1～W5。另外，为了表示在成膜处理过程中位移的晶圆W的方向，对于成膜处理前的该晶圆W1～W5的直径，在与旋转台2的直径一致的区域标记方向旋转台2的中心的箭头A1～A5地进行表示。
在载置了所述晶圆W1～W5之后，关闭闸阀46，通过自排气口36、37排气，使真空容器11内成为规定压力的真空气氛，并自分离气体喷嘴62、65向旋转台2供给N2气体。另外，自旋转台2的中心区域形成部C和旋转台2的下方侧的气体供给管39供给作为吹扫气体的N2气体，使该N2气体自旋转台2的中心部侧朝向周缘部侧流动。然后，加热器33的温度上升，利用来自加热器33的辐射热对旋转台2进行加热，并利用来自该旋转台2的热传递将各晶圆W1～W5加热到规定的温度。
然后，同时开始旋转台2的基于公转用旋转驱动部44的旋转和载置部22的基于自转用旋转驱动部55的旋转。即，开始晶圆W的公转和自转。例如，与这些公转和自转的开始同时地，开始自原料气体喷嘴61、氧化气体喷嘴63、等离子体发生用气体喷嘴64供给各气体、以及通过自高频电源76向天线75施加高频从而形成等离子体。图9表示了以下状态：自这样地开始成膜起经过一定时间，旋转台2从成膜开始起旋转180°，晶圆W的方向因所述自转而改变了。
图12用箭头表示了被供给到旋转台2上的各气体的流动。由于在吸附区域R1与氧化区域R2之间设有被供给N2气体的分离区域D，因此，被供给到吸附区域R1的原料气体在旋转台2上不会与被供给到氧化区域R2的氧化气体混合，而与所述N2气体一起被自排气口36排出。另外，由于在吸附区域R1与等离子体形成区域R3之间也设有被供给N2气体的分离区域D，因此，原料气体在旋转台2上不会与被供给到等离子体形成区域R3的等离子体发生用气体以及自等离子体形成区域R3的旋转方向上游侧流向该分离区域D的氧化气体混合，而与所述N2气体一起被自排气口37排出。自所述中心区域形成部C供给的N2气体也被自排气口36、37去除。
另外，在图13中，用箭头表示自气体供给管39供给到旋转台2的下方的N2气体的流动。所述N2气体的一部分沿着旋转台2的背面向排气口36、37流动，并与从旋转台2的表面上流过来的各气体一起被去除。另外，在图13中，仅示出了向排气口36、37中的排气口36流动的N2气体。所述N2气体的另一部分从自转轴41与屏蔽件34的狭缝35的侧壁之间的间隙流入到凹部31内，而且，流入到凹部31的N2气体的一部分从自转轴41与狭缝32的侧壁之间的间隙流入到环状空间16内。流入到这些凹部31、环状空间16内的N2气体经由流路17、18流入到排气路径38内而被去除。另外，在图13中，还用箭头示出了自气体供给管48供给的N2气体的流动。该N2气体被供给到环状空间16内，与自气体供给管39供给的气体一起经由流路18流入到排气路径38内。由此，利用来自气体供给管39、48的N2气体对环状空间16进行吹扫。
如上所述，在进行各气体的供给和排出的状态下，晶圆W1～W5一边进行自转，一边依次地在原料气体喷嘴61的喷嘴罩60的下方的吸附区域R1、氧化气体喷嘴63的下方的氧化区域R2、等离子体形成部71的下方的等离子体形成区域R3中反复移动。在吸附区域R1中，自原料气体喷嘴61喷出的BTBAS气体吸附于晶圆W，在氧化区域R2中，被吸附了的BTBAS气体被自氧化气体喷嘴63供给过来的O3气体氧化，从而形成一层或多层氧化硅的分子层。在等离子体形成区域R3中，所述氧化硅的分子层被暴露于等离子体中从而被改性。
如上所述，晶圆W的载置部22不与旋转台2的旋转同步地进行旋转，使各晶圆W1～W5在每次位于吸附区域R1的规定位置时面向不同的方向。图10表示了旋转台2从成膜处理开始起旋转了一周的状态，图11表示了旋转台2进一步继续旋转、作为一例子使晶圆W1～W5的方向面向自成膜处理开始时的方向旋转了180°的方向的状态。通过这样地改变晶圆W1～W5的方向，从而使晶圆W的周向上的各部分通过吸附区域R1内的互相不同的各位置。因而，即使在吸附区域R1内的所述各位置使原料气体的浓度分布产生不均匀，也能够在从成膜处理开始到成膜处理完成的期间使吸附于晶圆W的原料气体的量在晶圆W的周向上的各部分中一致。其结果，能够在所述晶圆W的周向上的各部分中抑制被形成于晶圆W的氧化硅膜的膜厚的偏差。
如此继续进行旋转台2的旋转并依次层叠氧化硅的分子层，形成氧化硅膜，并且其膜厚逐渐变大。当旋转台2旋转规定圈数时，停止晶圆W的公转和自转，而完成成膜处理。例如，在该成膜处理完成时，各晶圆W1～W5的方向朝向与成膜处理开始时相同的方向。也就是说，晶圆W1～W5从成膜处理开始起进行了整数圈自转。这样地将自转圈数设定为整数圈，是为了进一步提高周向上的膜厚的均匀性，另外，在该成膜处理完成时，例如各晶圆W1～W5的位置位于与成膜处理开始时相同的位置。因而，各晶圆W1～W5置于图8所示的位置和方向。而且，在该成膜处理完成时，也停止自气体喷嘴61～气体喷嘴65供给各气体以及形成等离子体。在该成膜处理完成后，晶圆W1～W5被输送机构从真空容器11内输出。
采用该成膜装置1，通过利用自转用旋转驱动部55使第1齿轮51旋转从而使多个行星齿轮42旋转，通过使借助自转轴41连接于各行星齿轮42的载置部22旋转，从而使进行公转中的晶圆W进行自转。通过这样地使晶圆W进行自转，能够改变晶圆W每次位于吸附区域R1时的方向，因而，能够提高晶圆W的周向上的SiO2膜的膜厚的均匀性。另外，在该成膜装置1中，通过使第1齿轮51旋转从而使五个行星齿轮42旋转，由此，能够借助自转轴41使五个晶圆W进行自转。即，使晶圆W进行自转的自转用旋转驱动部55被旋转台2的各凹部23共用，因而，不需要对各晶圆W设置单独的旋转驱动部，因此，能够抑制装置的制造成本。
另外，利用自气体供给管39、48供给的N2气体对相对于旋转台2的背面划分出的区域即凹部31内以及环状空间16进行吹扫。通过这样地对环状空间16进行吹扫，即使因第1齿轮51、行星齿轮42以及驱动齿轮53的啮合而产生微粒，该微粒也能够流入到排气路径38并被自真空容器11内去除，从而能够防止该微粒附着在旋转台2上的晶圆W上。另外，通过对凹部31内进行吹扫，能够防止原料气体和氧化气体附着在加热器33上，而能够防止该加热器33劣化。
另外，采用该成膜装置1，构成为在借助支柱26以悬挂的方式支承于旋转台2的环构件27上支承有自转轴41。并且，在基于旋转台2的旋转的支柱26和自转轴41的移动路径的内侧、外侧分别配置了加热器33。利用这种结构，加热器33不会妨碍支柱26和自转轴41的移动，能够隔着旋转台2对晶圆W进行加热。
在所述例子中，气体喷嘴61用于供给ALD的原料气体，但是，也可以供给用于利用CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)进行成膜的成膜气体，并在晶圆W每次移动到被供给该成膜气体的区域时利用晶圆W的自转来改变晶圆W的方向。也就是说，可以设为不设置氧化气体喷嘴、分离气体喷嘴的装置结构。
另外，齿轮的结构并不限定于所述例子。在图14中，示出了作为太阳齿轮的第1齿轮、行星齿轮的其他结构例。以与所述第1齿轮51、行星齿轮42之间的不同点为中心进行说明，图14所示的第1齿轮81与第1齿轮51同样地形成为环状(在附图中，为了方便仅切开表示了第1齿轮81的一部分)，在其外周沿周向设有多个磁铁82。在图14中，对于磁铁82，分别示出了齿轮81的外端侧的磁极，对于该外端侧的磁极，在齿轮81的周向上观察时以交替地重复N极和S极的方式配置各磁铁82。
另外，行星齿轮83也与第1齿轮81相同地在其外周设有多个磁铁84，对于外端侧的磁极，在齿轮83的周向上观察时交替地重复N极和S极。而且构成为，在第1齿轮81的磁铁82与行星齿轮83的磁铁84之间的磁力的作用下，随着第1齿轮81的旋转，行星齿轮83以与第1齿轮81非接触的方式旋转，由此，使晶圆W进行自转。也就是说，第1齿轮81和行星齿轮83构成磁齿轮，这样，在作为磁齿轮构成了第1齿轮81和行星齿轮83的情况下，例如，用于使第1齿轮81旋转的驱动齿轮53也可以构成为其外周具备有磁铁的磁齿轮，而以与第1齿轮81非接触的方式使第1齿轮81旋转。
通过如此非接触地使各齿轮旋转，而能够更可靠地抑制微粒的产生、和该微粒在晶圆W上的附着。另外，在图14的例子中，设为第1齿轮和第2齿轮均具备磁铁的结构，但是，只要利用第1齿轮81的旋转使行星齿轮83旋转即可，因此，还可以将磁铁82和磁铁84中的一者替换为非磁铁的铁等磁性体。另外，还可以将驱动齿轮53设定为磁性体，并且将第1齿轮81设定为磁齿轮。
评价试验
说明与本发明相关的评价试验1。在该评价试验1的说明中，对于载置于旋转台2的凹部23的晶圆W，将在成膜处理开始时与旋转台2的直径一致的、晶圆W的直径记载为Y线。因而，Y线为在图8中表示为箭头A1～A5的区域。然后，将与该Y线正交的、晶圆W的直径记载为X线。
进行了调查因直径为300mm的晶圆W的自转而产生的膜厚分布的变化的试验。作为评价试验1-1，在成膜装置1中实施了不使晶圆W自转地进行成膜的模拟。另外，作为评价试验1-2，除了晶圆W进行自转以外，实施了以与评价试验1-1相同的条件进行成膜的模拟。但是，在该评价试验1-2中，与实施方式不同，设定为从成膜处理开始起到成膜处理完成、晶圆W仅自转了180°。另外，作为评价试验1-3，进行了与评价试验1-2相同的试验，但是不同点在于设定为晶圆W仅自转45°。而且，作为评价试验1－4，除与实施方式相同地设定为晶圆W自转整数圈以外，以与评价试验1－1～评价试验1－3相同的条件实施了模拟。在评价试验1－1～评价试验1－4中，分别测量了晶圆W的面内的膜厚分布。
图15的上半部和下半部分别示意性地表示了评价试验1-1、1-2的晶圆W的面内的膜厚分布，图16的上半部和下半部分别示意性地表示了评价试验1-3、1-4的晶圆W的面内的膜厚分布。实际获得的试验结果为在晶圆W的面内涂上与膜厚相对应的颜色后的计算机图表，但在图15、图16中为了方便进行图示，按照膜厚成为预定的范围的每个区域，利用等高线包围晶圆W的面内并施加图案进行表示。
另外，图17的上半部为表示评价试验1-1、1-4的各Y线的膜厚分布的图表，下半部是表示评价试验1-1、1-4的各X线的膜厚分布的图表。各图表的横轴表示距晶圆W的一端的距离(单位：mm)。Y线的图表中的晶圆W的一端为旋转台2的中心轴侧的一端。各图表的纵轴表示膜厚(单位：nm)。图18的上半部为表示评价试验1-2、1-3的各Y线的膜厚分布的图表，下半部为表示评价试验1-2、1-3的各X线的膜厚分布的图表。
根据图15、图16的晶圆W的示意图可知：通过使晶圆W进行自转，从而提高晶圆W的周向上的膜厚分布的均匀性，并在使晶圆W旋转整数圈的评价试验1-4中，极大地提高了该周向上的均匀性。另外，在观察各图表时，X线的膜厚分布在评价试验1-1～1-4中未产生较大的差异。对于Y线的膜厚分布，在评价试验1-1中看到的Y线的一端部与另一端部之间的膜厚的些许差异在评价试验1-2、1-3中变得较小，而在评价试验1-4中几乎消失。因而，从各图表中也可知：晶圆W的周向上的膜厚分布的均匀性提高。
另外，关于各评价试验1-1～1-4，在下述的表1中表示了根据在包含X线上和Y线上的各测量位置在内的、晶圆W的面内的49个部位的位置测量到的膜厚计算出的、膜厚的平均值、膜厚的最大值、膜厚的最小值、膜厚的最大值与最小值之间的差值、以及表示面内均匀性的指标的WinW。WinW是指±{(膜厚的最大值-膜厚的最小值)/(膜厚的平均值)}/2×100(％)，在表1中表示了WinW的绝对值。该绝对值越小则面内均匀性越高。比较评价试验1-1～1-4的WinW可知：通过使晶圆W进行自转，不仅在周向上，在晶圆W的面内整体上均提高了膜厚的均匀性，并且评价试验1-4最大程度地在面内整体上提高了膜厚的均匀性。因而，根据评价试验1可知：如实施方式中所说明的那样，使晶圆W进行自转的做法对提高晶圆W的面内的膜厚的均匀性是有效的，自转圈数设定为整数是特别有效的。
表1
根据本发明，成膜装置包括：第1齿轮，其沿着旋转台的旋转方向旋转；第2齿轮，其包括行星齿轮，利用所述旋转台的旋转进行公转并且进行自转，利用所述自转而使载置于所述旋转台的一面侧的载置区域的基板进行自转；以及旋转驱动部，其使所述第1齿轮旋转。通过基板进行自转，从而在基板每次位于处理气体的供给区域时，改变该基板的方向，因此，能够提高基板的周向上的膜厚的均匀性。另外，由于不需要在每个载置区域设置多个包含用于使基板自转的马达的那样的所述旋转驱动部，因此，能够抑制成膜装置的制造成本。
应该认为，本申请的实施方式在所有方面都是例示而不是限制。实际上，上述实施方式能够以多种方式来呈现。另外，上述实施方式也可以在不脱离添加的权利要求书及其主旨的情况下以各种方式进行省略、替换、变更。本发明的范围表示包括所添加的权利要求书及其均等的意思和范围内的所有变更。
本申请基于2014年11月13日申请的日本特许出愿第2014-230907号的优先权的利益，该日本申请的全部内容作为参考文献编入于此。

Claims (2)

1.一种成膜装置，其向基板供给处理气体而获得薄膜，其中，
该成膜装置包括：
旋转台，其配置于真空容器内，用于在设于其一面侧的载置区域上载置基板并使该基板进行公转；
处理气体供给机构，其用于向所述旋转台的一面侧的气体供给区域供给所述处理气体，并在利用所述公转而多次重复通过该气体供给区域的基板上进行成膜；
第1齿轮，其设于所述旋转台的另一面侧，并沿着该旋转台的旋转方向旋转自如；
第2齿轮，其包括行星齿轮，设为与所述第1齿轮相啮合而与所述载置区域一同进行公转，该第2齿轮通过进行自转从而使该载置区域旋转，以使得基板进行自转；
旋转驱动部，其用于使所述第1齿轮旋转来调整所述基板的自转速度；
自转轴，其设有所述第2齿轮，并用于使所述载置区域旋转；
轴承，其用于支承所述自转轴；以及
支承构件，其将所述轴承支承于所述旋转台，其中，
所述支承构件包括：
支柱，其以沿旋转台的旋转方向与所述自转轴分开的方式设置；
连接部，其以与所述旋转台的另一面分开的方式设置，用于连接所述支柱和所述轴承，
在所述连接部的上方设有加热机构，该加热机构在所述自转轴和所述支柱的移动路径的内侧、外侧分别对基板进行加热。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
所述第1齿轮和所述第2齿轮设于自旋转台的另一面侧划分出的划分区域内，
该成膜装置设有用于向该划分区域供给气体的气体供给部和用于对该划分区域进行排气的排气路径。
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