CN106505014B - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置和基板处理方法。该基板处理装置用于一边利用旋转台使基板公转一边对该基板供给处理气体来进行处理，其中，其以包括如下构件的方式构成装置：旋转台，其设于处理容器内；旋转机构，其用于使所述旋转台旋转；支承部，其在所述旋转台的下方侧设于所述旋转台的旋转轴；开口部，其与基板的载置位置相对应地形成于所述旋转台；载置部，其借助所述开口部以自转自由的方式支承于所述支承部，用于以基板的上表面的高度位置与所述旋转台的上表面的高度位置对齐的方式载置基板；自转机构，其用于使所述载置部自转。

Description

基板处理装置和基板处理方法
技术领域
本发明涉及通过一边使基板公转一边将处理气体向基板供给来进行处理的基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，为了将用于形成蚀刻掩模等的各种膜形成于作为基板的半导体晶圆(以下记载为晶圆)，可进行例如ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)。为了提高半导体装置的生产率，上述的ALD存在利用如下装置来进行的情况：通过使载置有多个晶圆的旋转台旋转，使该晶圆公转，使该晶圆反复通过以沿着该旋转台的径向的方式配置的处理气体的供给区域(处理区域)。
随着构成半导体装置的配线的微细化，对于例如晶圆的面内各部分的膜厚，存在要求进行距目标值的偏差限制在1％以下那样的、均匀性较高的成膜处理的情况。另外，由于上述的配线的微细化而蚀刻时的晶圆的面内的装载(日文：ローディング)效果比较大，因此，存在要求例如晶圆的中心部的膜厚比周缘部的膜厚大的同心圆状的膜厚分布的情况。也就是说，对于晶圆的周向，要求均匀性较高地进行成膜。
不过，在上述的使晶圆公转的成膜装置中，沿着旋转台的径向供给处理气体，因此，具有形成于晶圆的膜厚分布成为随着从旋转台的中心侧朝向周缘侧而膜厚变迁的膜厚分布的倾向，存在难以沿着上述的晶圆的周向形成均匀性较高的膜厚分布这样的问题。以往以来，公知有如下成膜装置：通过在晶圆的面内形成预定的温度分布而进行CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)，形成上述的同心圆状的膜厚分布，在该成膜装置中，在成膜处理过程中晶圆不公转。因而，以往的成膜装置无法解决上述的问题。
发明内容
发明要解决的问题
对于上述的具有旋转台的成膜装置，进行了如下研究：通过将使载置晶圆的载置台沿着该晶圆的周向旋转(自转)的旋转机构设于该旋转台，提高晶圆的周向上的膜厚的均匀性。不过，若那样构成成膜装置，则在旋转台上施加有由载置台的旋转产生的离心力之外，还施加有由旋转机构产生的载荷，因此，认为：为了防止破损，必须由比较牢固的材质、例如Al(铝)等金属构成旋转台。并且，若那样由金属构成旋转台，则为了防止由热导致的变形，需要以比较低的温度例如200℃以下的温度对晶圆进行处理，担心无法形成所期望的种类的膜、具有所期望的膜质的膜。
本发明提供如下技术：在一边利用旋转台使基板公转一边对该基板供给处理气体来进行处理的基板处理装置中，能够沿着基板的周向进行均匀性较高的处理，并且，能够抑制旋转台所受到的负荷。
用于解决问题的方案
本发明的基板处理装置一边使基板公转一边对该基板供给处理气体来进行处理，其中，该基板处理装置包括：
旋转台，其设于处理容器内；
旋转机构，其用于使所述旋转台旋转；
支承部，其在所述旋转台的下方侧设于所述旋转台的旋转轴；
开口部，其与基板的载置位置相对应地形成于所述旋转台；
载置部，其经由所述开口部以自转自由的方式支承于所述支承部，用于以基板的上表面的高度位置与所述旋转台的上表面的高度位置对齐的方式载置基板；
自转机构，其用于使所述载置部自转。
另外，在本发明的基板处理方法中，一边使基板公转一边对该基板供给处理气体来进行处理，该基板处理方法包括如下工序：
利用旋转机构使设于处理容器内的旋转台旋转的工序；
经由在与基板的载置位置相对应地形成于所述旋转台的开口部将载置部自转自由地支承于在所述旋转台的下方侧设于所述旋转台的旋转轴的支承部的工序；
以基板的上表面的高度位置与所述旋转台的上表面的高度位置对齐的方式将基板载置于载置部的工序；
利用自转机构使所述载置部自转的工序。
附图说明
附图是作为本说明书的一部分编入的，表示本申请的实施方式，上述的一般的说明和后述的实施方式的详细说明一起说明本申请的概念。
图1是本发明的基板处理装置的实施方式的成膜装置的纵剖视图。
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是设于所述成膜装置的旋转台和环板的下表面侧立体图。
图5是设于所述成膜装置的自转用驱动单元、公转用驱动单元和磁齿轮的俯视图。
图6是构成所述公转用驱动单元和自转用驱动单元的板的俯视图。
图7是所述板的立体图。
图8是构成所述驱动单元的电源部的电路图。
图9～图11是表示所述电源部与卷绕于板的线圈之间的连接的说明图。
图12～图15是表示设于所述环板的磁极前进的情形的说明图。
图16和图17是表示三相交流与所述板的磁极的变化的曲线图。
图18～图20是表示所述磁齿轮的动作的作用图。
图21～图24是表示对晶圆进行成膜的情形的作用图。
图25是表示供给到所述真空容器内的各气体的流动的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在下述的详细的说明中，为了能够充分地理解本申请，赋予了更多的具体的详细说明。然而，没有这样的详细的说明，本领域技术人员能够做成本申请是不言而喻的。在其他的例子中，为了避免难以理解各种实施方式，没有详细地表示公知的方法、顺序、系统、构成要素。
说明作为本发明的基板处理装置的一实施方式且对作为基板的晶圆W进行ALD的成膜装置1。该成膜装置1使作为含有Si(硅)的处理气体的原料气体的BTBAS(双(叔丁基)氨基硅烷)气体吸附于晶圆W，供给使所吸附的BTBAS气体氧化的氧化气体即臭氧(O3)气体而形成SiO2(氧化硅)的分子层，为了对该分子层进行改性，将其曝光于从等离子体产生用气体产生的等离子体。该一系列的处理反复多次，形成SiO2膜。
图1、图2、图3是成膜装置1的纵剖视图、横剖俯视图、纵剖立体图。成膜装置1具有大致圆形状的扁平的真空容器(处理容器)11和设于真空容器11内的圆板状的水平的旋转台(基座)3。真空容器11由顶板12和形成真空容器11的侧壁和底部的容器主体13构成。
旋转台3例如由石英形成，以便即使加热成比较高的温度也能够抑制变形，如后述那样俯视顺时针地沿着周向旋转。容器主体13的侧壁朝向该旋转台3的背面侧突出，构成了俯视环状的上段侧突出部14。在上段侧突出部14的上表面沿着该上段侧突出部14的周向形成有凹部15，在凹部15内，沿着旋转台3的周向设有用于对旋转台3的周缘部进行加热的环状的加热器16。图中的附图标记15A是从上侧封堵凹部15的盖。图中的附图标记16A是用于向加热器16供给电力的供电线，其从加热器16贯通真空容器11的侧壁而向该真空容器11的外部引出，与电源部17连接。
图中的附图标记14A是在凹部15的外侧从上段侧突出部14向上方突出的凸部，以旋转台3的旋转轴为中心呈同心圆状设有多个，在旋转台3的背面的周缘部形成为进入沿着该旋转台3的旋转方向形成为同心圆状的多个槽部14B。这些凸部14A和槽部14B是为了防止供给到旋转台3的表面侧的处理气体蔓延到该旋转台3的背面侧而形成的。
在容器主体13的底部的中央部设有立起的圆筒部18，圆筒部18的上端向外方扩展，构成了凸缘18A。凸缘18A的周缘部向上方突出，形成了凹部18B。在凹部18B内设有对旋转台3的中心部进行加热的例如圆板形状的加热器19。图中的附图标记18C是从上侧封堵凹部18B的盖。图中的19A是用于向加热器19供给电力的供电线，其以从加热器19在圆筒部18内通过的方式向下方延伸，贯通真空容器11的底部而向该真空容器11的外侧引出并与上述的电源部17连接。旋转台3整体被加热器16、19的辐射热加热。也就是说，在成膜装置1中，用于加热旋转台3的加热器被分割成旋转台3的中心部侧和周缘部侧地设置。
上述的凸缘18A与上段侧突出部14之间构成为环状的狭缝14C，在凸缘18A和上段侧突出部14的下方设有包围圆筒部18的水平的圆形的环板21。在作为支承部的环板21的下表面，以环板21的中心为中心呈同心圆状形成有内侧突起21A和外侧突起21B。并且，在容器主体13的底部，沿着环板21的周向形成的突起13A设于内侧突起21A的外侧，在内侧突起21A与突起13A之间设有轴承20。环板21被该轴承20以沿着周向旋转自由的方式支承于容器主体13。通过环板21旋转，旋转台3也旋转，因此，可以说上述的内侧突起21A构成旋转台3的旋转轴，可以说环板21的形成水平板的部分设于该旋转台3的旋转轴。
图4是环板21和旋转台3的背面侧立体图，也参照该图4继续进行说明。不过，在图4中，出于方便，省略了内侧突起21A和后述的槽23A、23B的表示。上述的外侧突起21B的下端部向内方延伸而形成凸缘21C，在该凸缘21C，沿着周向隔开间隔地设有例如两个磁体22。磁体22是永磁体，构成该磁体22的作为N极的磁极22A和作为S极的22B沿着凸缘21C的周向、即环板21的旋转方向配设。
在环板21的下表面侧，在比内侧突起21A靠内侧的内周缘部、比外侧突起21B靠外侧的外周缘部，分别沿着环板21的周向呈同心圆状形成有多个槽23A、多个槽23B。并且，在上述的上段侧突出部14的下方侧，容器主体13的侧壁的一部分形成了稍微向内方侧突出的俯视环状的下段侧突出部24。在该下段侧突出部24的上表面，沿着环板21的周向呈同心圆状设有进入槽23B的多个突起24A。
另外，在容器主体13的底部，立起的圆筒状的外筒部25以包围圆筒部18的外侧的方式设置。外筒部25的上端部向外方稍微扩径，在该上端部的上表面，进入上述的槽23A的多个突起25A沿着环板21的周向呈同心圆状设置。另外，图中的附图标记13B是圆筒状的突起，突起13B以接近外筒部25和内侧突起21A的方式在容器主体13的底部设于这些外筒部25与内侧突起21A之间。
在容器主体13的底部，在突起13A的外侧，凹部26、27绕环板21的旋转轴线形成为同心圆状。凹部26位于狭缝14C的下方，凹部27位于环板21的磁体22的移动路径的下方。图中的附图标记13C是从上侧封堵凹部26、27的盖。上述的槽23A、23B和突起24A、25A是为了限制处理气体的流动、防止处理气体附着于轴承20、设于后述的凹部26、27内的板和磁体22而设置的。
支柱31从环板21的上表面向狭缝23的上方垂直地延伸，旋转台3的下表面支承于该支柱31。沿着环板21的周向隔开间隔地设有多个支柱31。通过这样利用支柱31将环板21和旋转台3彼此连接，若如后述那样环板21利用公转用驱动单元5沿着周向进行旋转，则旋转台3也沿着周向旋转。
在旋转台3的表面侧(一面侧)沿着该旋转台3的旋转方向形成有5个圆形的凹部，在各凹部设有圆形的晶圆保持件32。在晶圆保持件32的表面形成有凹部32A，晶圆W被水平地收纳凹部32A内。因而，晶圆保持件32构成晶圆W的载置部。载置到晶圆保持件32的晶圆W的表面的高度位置与旋转台3的表面的高度位置对齐，以便在晶圆W的面内和晶圆W之间进行均匀性较高的成膜处理。与晶圆保持件32一起旋转的晶圆W的自转用的旋转轴33从晶圆保持件32的下方中心部经由在旋转台3的凹部的底面形成的开口部32B向铅垂下方延伸，旋转轴33的下端部贯通设于上述的环板21的轴承单元34而与磁齿轮35连接。磁齿轮35是构成为包围旋转轴33的水平的环状的磁体，并且构成为，S极和N极沿着周向例如交替地配置有各四个。
上述的轴承单元34具有轴承36，利用该轴承36旋转轴33构成为绕轴线旋转自由，并且支承于环板21。图中的附图标记37A、37B是在旋转轴33的上下隔开间隔地设置的凸缘，在凸缘37A的下侧、凸缘37B的上侧，分别沿着旋转轴33的旋转方向呈同心圆状形成有多个槽33A、33B。在轴承单元34的上部，以与槽33A相对应的方式呈同心圆状形成的环状的突起34A进入该槽33A地设置，在轴承单元34的下部，以与槽33B相对应的方式呈同心圆状形成的环状的突起34B进入该槽33B地设置。如此设为突起34A、34B分别进入槽33A、33B的结构，从而防止处理气体进入轴承单元34内。
在真空容器11的顶板12的下表面，形成有以与旋转台3的中心部相对的方式突出的俯视圆形的中心区域形成部C以及以从中心区域形成部C朝向旋转台3的外侧扩展的方式形成的俯视扇状的突出部28、28(参照图2)。也就是说，这些中心区域形成部C和突出部28、28构成了比其外侧区域低的顶面。中心区域形成部C与旋转台3的中心部之间的间隙构成了N2(氮)气体的流路29。
在晶圆W的处理中，N2气体从与顶板12连接的气体供给管向流路29供给，从该流路29朝向旋转台3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3的中心部上接触。另外，在容器主体13的底面中的俯视旋转台3的外侧，开设有对真空容器11内进行排气的排气口38、39。排气口38、39与由真空泵等构成的未图示的排气机构连接。
接下来，对自转用驱动单元4和公转用驱动单元5进行说明。图5、图6是自转用驱动单元4和公转用驱动单元5的俯视图，图7是自转用驱动单元4和公转用驱动单元5的立体图。图5中的附图标记P1表示旋转台3和环板21的旋转的中心轴线，通过旋转台3和环板21旋转，上述的磁齿轮35以绕中心轴线P1回旋的方式公转。在该回旋轨道上，各磁齿轮35彼此等间隔地排列。作为自转机构的自转用驱动单元4具有例如240张立起的板41。各板41沿着该回旋轨道配置于上述的凹部26内、即磁齿轮35的回旋轨道的下方。另外，以各板41的长度方向沿着旋转台3的直径的方式设置该各板41。
板41形成侧视呈大致凹状。通过那样地构成为凹状，1个板41具有两个立板42A、42B。将靠近中心轴线P1的立板表示为42A、将与中心轴线P1侧相反的一侧的立板表示为42B。立板42A、42B分别构成为独立的电磁体。各立板42A、42B的上侧构成为电磁体的磁极43A、43B，磁极43A、43B形成为，从立板42A、42B上方分别朝向板41的长度方向的中心水平方向地稍微延伸。各板41的磁极43A构成内侧磁极组，磁极43B构成外侧磁极组。
在立板42A、42B上分别卷绕有线圈44A、44B。如后述那样以磁极43A、43B的极性分别由于时间经过而切换的方式向线圈44A、44B供给电流。由此，磁齿轮35构成为沿着周向能够绕该磁齿轮35的中心轴线旋转。由于该磁齿轮35的旋转，与该磁齿轮35连接的晶圆保持件32旋转，载置到该晶圆保持件32的晶圆W绕其中心在水平方向上旋转。对于这样的晶圆W的旋转和磁齿轮35的旋转，为了与上述的公转加以区别，存在记载为自转的情况。
自转用驱动单元4具有电源单元(电源部)45A、45B。电流从电源单元45A向各线圈44A供给，从电源单元45B向各线圈44B供给电流。对于电源单元45A、45B，彼此同样地构成，在此代表性地对电源单元45A进行说明。该电源单元45A是三相交流电源，作为其电路构成，具有例如图8所示的、所谓的Δ连接，能够供给相位彼此错开120°的电流。对于各电流的相，分别记载为R相、S相、T相。另外，在图8中将用于从上述Δ连接取出各相的电流的各端子表示为46、47、48。
在图9～图11中，表示各板41的线圈44A、44B与电源单元45A、45B的端子46～48之间的连接。各板41的线圈44A、44B如以图9～图11中的任一个图所表示那样与电源单元45A、45B连接。存在如图9、图10、图11分别所示那样将连接有线圈44A、44B的板41记载为41A、41B、41C的情况。图9的板41A的线圈44A的两端与电源单元45A的端子46、47连接，板41A的线圈44B的两端与电源单元45B的端子46、47连接。通过如此连接，R相的电流向板41A的线圈44A、44B供给。
图10的板41B的线圈44A的两端与电源单元45A的端子47、48连接，板41B的线圈44B的两端与电源单元45B的端子47、48连接。通过如此连接，S相的电流向板41B的线圈44A、44B供给。图11的板41C的线圈44A的两端与电源单元45A的端子48、46连接，板41C的线圈44B的两端与电源单元45B的端子48、46连接。通过如此连接，T相的电流向板41C的线圈44A、44B供给。这样，通过分别向板41A～41C的线圈44A和线圈44B供给交流，磁极43A、43B的各极性在S极与N极之间切换。在该例子中，若沿着板41的排列方向观察，则3个板41A、3个板41B、3个板41C按照此顺序反复配置。
作为旋转机构的公转用驱动单元5除了板所配置的位置之外与自转用驱动单元4同样地构成。出于方便，将与板41A、41B、41C相当的板表示为51A、51B、51C。因而，R相、S相、T相的电流分别向板51A、51B、51C的各线圈44A、44B供给。板51A～51C以长度方向与旋转台3的径向一致的方式沿着凹部27的周向隔开间隔地配置于该凹部27内，例如3个板51B、3个板51C、3个板51A按照此顺序反复排列。此外，在图5中，针对板51组，仅表示一部分，但与板41组同样地绕中心轴线P1设有很多板51。在各图中，将与板41的立板42A、42B相当的板的立板分别以52A、52B表示，与磁极43A、43B相当的板51的磁极以53A、53B表示，与线圈44A、44B相当的线圈以54A、54B表示。而且，将与电源单元45A、45B相当的电源单元表示为55A、55B(参照图1)。上述的、自转用驱动单元4的板41和公转用驱动单元5的板51不会由于旋转台3和环板21的旋转而旋转。即，板41、51相对于旋转台3和环板21独立地设置。
参照图1～图3，对除了自转用驱动单元4和公转用驱动单元5以外的各部的结构进行说明。在容器主体13的侧壁设有晶圆W的输送口11A和对该输送口11A进行开闭的闸阀11B(参照图2)，在经由输送口11A进入到真空容器11内的输送机构与凹部32A之间进行晶圆W的交接。具体而言，在凹部32A的底面、容器主体13的底部和旋转台3中，在分别彼此对应的位置形成有贯通孔，构成为销的顶端经由各贯通孔在凹部32A上与容器主体13的下方之间进行升降。借助该销进行晶圆W的交接。省略了该销和该销所贯通的各部分的贯通孔的图示。
另外，如图2所示那样，在旋转台3上，按照原料气体喷嘴61、分离气体喷嘴62、氧化气体喷嘴63、等离子体产生用气体喷嘴64、分离气体喷嘴65的顺序沿着旋转台3的旋转方向隔开间隔地配设有原料气体喷嘴61、分离气体喷嘴62、氧化气体喷嘴63、等离子体产生用气体喷嘴64、分离气体喷嘴65。各气体喷嘴61～65形成为从真空容器11的侧壁朝向中心部沿着旋转台3的径向水平地延伸的棒状，从沿着该径向形成的许多喷出口66将气体向下方喷出。
构成处理气体供给机构的原料气体喷嘴61喷出上述的BTBAS(双(叔丁基)氨基硅烷)气体。图中的附图标记67是覆盖原料气体喷嘴61的喷嘴罩，其形成为从原料气体喷嘴61朝向旋转台3的旋转方向上游侧和下游侧分别扩展的扇状。喷嘴罩67具有提高其下方的BTBAS气体的浓度而提高BTBAS气体向晶圆W的吸附性的作用。另外，氧化气体喷嘴63喷出上述的臭氧气体。分离气体喷嘴62、65是喷出N2气体的气体喷嘴，以将上述的顶板12的扇状的突出部28、28分别沿着周向分割的方式配置分离气体喷嘴62、65。
等离子体产生用气体喷嘴64用于喷出由例如氩(Ar)气体与氧(O2)气体的混合气体构成的等离子体产生用气体。在所述顶板12设有沿着旋转台3的旋转方向的扇状的开口部，以封堵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。该等离子体形成部71沿着旋转台3的旋转方向观察设于氧化气体喷嘴63与突出部28之间。在图2中，等离子体形成部71所设置的位置以虚线表示。
如图1所示，在等离子体形成部71的下表面沿着该等离子体形成部71的周缘部设有突条部72，上述的等离子体产生用气体喷嘴64的顶端部以能够向被该突条部72包围的区域喷出气体的方式从旋转台3的外周侧贯通该突条部72。突条部72具有抑制N2气体、臭氧气体和BTBAS气体进入等离子体形成部71的下方、并抑制等离子体产生用气体的浓度的降低的作用。
在形成于等离子体形成部71的上方侧的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卷绕成线圈状而成的天线75，天线75与高频电源76连接。在上述的法拉第屏蔽件73的底面形成有用于在对天线75施加高频时阻止在该天线75中产生的电磁场中的电场成分朝向下方、且使磁场成分朝向下方的狭缝77。该狭缝77沿着与天线75的卷绕方向正交(交叉)的方向延伸，沿着天线75的卷绕方向形成有很多个。通过如此构成各部，若高频电源76接通而对天线75施加高频，则能够使供给到等离子体形成部71的下方的等离子体产生用气体等离子体化。
并且，如图2所示，在旋转台3上，将原料气体喷嘴61的喷嘴罩67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的下方区域设为由臭氧气体对BTBAS气体进行氧化的氧化区域R2。另外，将等离子体形成部71的下方区域设为由等离子体对SiO2膜进行改性的等离子体形成区域R3。突出部28、28的下方区域分别构成用于利用从分离气体喷嘴62、65喷出的N2气体使吸附区域R1和氧化区域R2彼此分离而防止原料气体与氧化气体混合的分离区域D、D。
上述的排气口39在吸附区域R1与在所述旋转方向下游侧邻接于该吸附区域R1的分离区域D之间的外侧开口，对剩余的BTBAS气体进行排气。排气口38在等离子体形成区域R3与在所述旋转方向下游侧邻接于该等离子体形成区域R3的分离区域D之间的边界附近的外侧开口，对剩余的O3气体和等离子体产生用气体进行排气。从各分离区域D和旋转台3的中心区域形成部C分别供给的N2气体也从各排气口38、39排气。
在该成膜装置1中设有用于进行装置整体的动作的控制的由计算机构成的控制部100(参照图1)。在该控制部100储存有如后述那样执行成膜处理的程序。所述程序将控制信号向成膜装置1的各部发送而对各部的动作进行控制。具体而言，按照控制信号对来自各气体喷嘴61～65的各气体的供给流量、由加热器16、19加热的晶圆W的温度、N2气体向中心区域形成部C的供给流量、由公转用驱动单元5引起的旋转台3的旋转速度(公转速度)、以及由自转用驱动单元4引起的晶圆保持件32的旋转速度(自转速度)等进行控制。上述的程序中编入有步骤组，以进行这些控制，执行后述的各处理。从硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等存储介质将该程序安装于控制部100内。
接下来，参照图12～图15对公转用驱动单元5的动作进行说明。在该公转用驱动单元5中，对于相同的板51的磁极53A、53B，以彼此极性变得相同的方式对电流的供给进行控制。在图12的例子中，板51A的磁极53A、53B成为S极，板51B的磁极53A、53B成为S极，板51C的磁极53A、53B成为N极，设于环板21的作为N极的磁极22A位于板51A和51C上，作为S极的磁极22B位于板51C和51B上。
若将顺时针的方向设为前方，成为与磁极22A、22B的极性相反的极性的板51A、51C从磁极22A、磁极22B分别观察时位于紧挨着的前方，在磁力的作用下，磁极22A、22B分别被这些板51A、51C吸引。另外，成为与磁极22A、22B同极的板51C、51B从磁极22A、22B分别观察时位于紧挨着的后方，在磁力的作用下，磁极22A、22B分别被这些板51A、51C排斥。由于该吸引和排斥，磁极22A、22B前进。即，环板21和旋转台3顺时针旋转，磁齿轮35和载置到旋转台3的晶圆W公转。
并且，磁极22A位于板51B和51A上，磁极22B位于板51A和51C上，并且板51A的磁极53A、53B从S极切换成N极，板51B的磁极53A、53B从N极切换成S极(图13)。成为与磁极22A、22B的极性相反的极性的板51B、51A从磁极22A、磁极22B分别观察时位于紧挨着的前方，在磁力的作用下，磁极22A、22B分别被这些板51B、51A吸引。另外，成为与磁极22A、22B同极的板51A、51C从磁极22A、22B分别观察时位于紧挨着的后方，在磁力的作用下，磁极22A、22B分别被这些板51A、51C排斥。由于该吸引和排斥，磁极22A、22B进一步前进，磁齿轮35和晶圆W继续公转。
之后，磁极22A位于板51C和51B上，磁极22B位于板51B和51A上，并且板51A的磁极53A、53B从N极切换成S极，板51B的磁极53A、53B从S极切换成N极(图14)。成为与磁极22A、22B的极性相反的极性的板51C、51B从磁极22A、磁极22B分别观察时位于紧挨着的前方，在磁力的作用下，磁极22A、22B分别被这些板51C、51B吸引。另外，成为与磁极22A、22B同极的板51B、51A从磁极22A、22B分别观察时位于紧挨着的后方，在磁力的作用下，磁极22A、22B分别被这些板51B、51A排斥。由于该吸引和排斥，磁极22A、22B进一步前进，磁齿轮35和晶圆W继续公转。
然后，磁极22A位于板51A和51C上，磁极22B位于板51C和51B上，并且板51B的磁极53A、53B从N极切换成S极，板51C的磁极53A、53B从N极切换成S极(图15)。成为与磁极22A、22B相反的极的板51A、51C从磁极22A、磁极22B分别观察时位于前方侧，在磁力的作用下，磁极22A、22B分别被这些板51A、51C吸引。另外，成为与磁极22A、22B同极的板51C、51B从磁极22A、22B分别观察时位于后方侧，在磁力的作用下，磁极22A、22B分别被这些板51C、51B排斥。由于该吸引和排斥，磁极22A、22B进一步前进。
以后，也同样地板51A～51C的磁极53A、53B的极性被切换，在该板51A～51C的磁极53A、53B与磁极22A、22B之间的磁力的作用下，环板21和旋转台3继续旋转。之后，停止向各板51A～51C的线圈54A、54B供给电流，从而环板21和旋转台3的旋转停止。通过对向线圈54A、54B供给的电流的周期进行调整，能够将环板21和旋转台3的旋转速度调整成任意的速度。
接下来，利用图16～图20对电流向板41A～41C的供给、磁齿轮35的动作进行说明。在图16、图17的图表81、82中，表示向板41A～41C的各线圈44A、44B供给的R相、S相、T相的电流的波形。更详细地说明，图表81表示向板41A～41C的线圈44A供给的各相的电流，图表82表示向板41A～41C的线圈44B供给的各相的电流。在图表81、82中，R相的电流以实线表示，S相的电流以点线表示，T相的电流以虚线表示。
图表81、82的横轴表示时间。图表81、82的纵轴表示电流的大小和电流的正负，根据该电流的变化对板41A～45C的磁极43A、43B的N极和S极进行切换。在该例子中，在电流为“+”的情况下，磁极43A、43B成为S极，在电流为“－”的情况下，磁极43A、43B成为N极。为了便于图示和说明，在各图表81、82的横轴上，以预定的时间量刻有点线的刻度，在1周期的期间内刻有的刻度从横轴的左侧朝向右侧将编号1～12刻成带圆圈的数字来表示。在以下的磁齿轮35的动作的说明中，存在图表中的时刻以该编号表示的情况。
(磁齿轮35不公转而自转的情况)
在图18中，对于磁齿轮35不公转而自转的情况的动作，与图表81、82对应地表示磁齿轮35的情形。在图18中，在列A1～A12内，表示磁齿轮35和位于磁齿轮35的下方的板41A～41C。对于该列A1～A12，标注于A后的编号越大，表示时间上越靠后的状态。并且，在各列中，在磁极43A侧标注为带圆圈的数字的编号与上述的图表81的时刻的编号相对应，表示如以该时刻的编号所示那样供给各相的电流。另外，各列内，在磁极43B侧标注为带圆圈的数字的编号与上述的图表82的时刻的编号相对应，表示如以该时刻的编号表示那样供给各相的电流。而且，对于磁极43A和磁极43B的极性，表示在磁极43A和磁极43B上的假想的○中分别标注有●、×，从而分别表示成为S极、N极。
另外，为了便于说明，对于各列内的磁齿轮35，以35A～35H沿着周向依次表示磁极。磁极35A、35C、35E、35G是N极，磁极35B、35D、35F、35H是S极。另外，在磁齿轮35的中心，为了表示该磁齿轮35的朝向，示出朝向磁极35E的方向的箭头。此外，为了防止附图的烦杂化，以板41排列成直线状地进行表示。
在旋转台3的旋转停止了的状态下，各相的电流以使图表81、82的横轴朝向右侧的方式变化。以向线圈44A供给的电流的周期与向线圈44B供给的电流的周期彼此相等的方式进行控制。在图18的列A1中，对于磁极43A、43B，分别成为图表81、图表82的以时刻①表示的状态。也就是说，R相的电流成为“+”的极大值，S相和T相的电流为“－”、且成为彼此相同的值。因而，板41A的磁极43A、43B成为S极、板41B的磁极43A、43B和板41C的磁极43A、43B成为N极。
并且，由于被这些磁极43A组、43B组的磁力吸引，磁齿轮35的磁极35B、35A、35H、35D、35E、35F分别位于板41C的磁极43A、板41A的磁极43A、板41B的磁极43A、板41C的磁极43B、板41A的磁极43B、板41B的磁极43B上。
从以列A1表示的状态，对于磁极43A组，R相和T相的电流降低且S相的电流增加，对于磁极43B组，R相和T相的电流的降低且S相的电流增加。由此，板41C的磁极43A和板41B的磁极43B变成无极性(列A2、图表81、82的时刻②)，之后，成为S极。由此，磁齿轮35的作为N极的磁极35E被板41B的磁极43B吸引，磁齿轮35的作为N极的磁极35A被板41C的磁极43A吸引，磁齿轮35俯视顺时针自转(列A3、图表81、82的时刻③)。
然后，对于磁极43A组，R相的电流继续下降，S相的电流从极小值增加，T相的电流继续增加。对于磁极43B组，R相的电流继续下降，S相的电流继续上升，T相的电流从极小值上升。由此，板41A的磁极43A和磁极43B变成无极性(列A4、图表81、82的时刻④)，然后，成为N极。由此，磁齿轮35的作为S极的磁极35H被板41A的磁极43A吸引，磁齿轮35的作为S极的磁极35D被板41A的磁极43B吸引，磁齿轮35进一步俯视顺时针自转(列A5、图表81、82的时刻⑤)。
之后，对于磁极43A组，R相的电流继续下降，S相的电流继续增加，T相的电流从极大值下降。对于磁极43B组，R相的电流继续下降，S相的电流从极大值下降，T相的电流继续增加。由此，在板41B的磁极43A和板41C的磁极43B变成无极性之后(列A6、图表81、82的时刻⑥)，成为S极。由此，磁齿轮35的作为N极的磁极35G被板41B的磁极43A吸引，磁齿轮35的作为N极的磁极35C被板41C的磁极43B吸引，磁齿轮35进一步俯视顺时针旋转(列A7、图表81、82的时刻⑦)。
这以后也由于3相交流的电流的变化，板的41A～41C的磁极43A、43B的极性变化，位于该极性变化了的磁极43A、43B的附近的磁齿轮35的磁极被极性变化了的磁极43A、43B的磁力吸引，继续磁齿轮35的俯视顺时针的旋转。简单地说明列A8～A12的动作，在板41C的磁极43A和板41B的磁极43B变成无极性之后(列A8、图表81、82的时刻⑧)，这些磁极43A、43B成为N极，磁齿轮35的作为S极的磁极35D、35H被吸引(列A9、图表81、82的时刻⑨)。
接下来，在板41A的磁极43A和磁极43B变成无极性之后(列A10、图表81、82的时刻⑩)，这些磁极43A、43B成为S极，磁齿轮35的作为N极的磁极35C、35G被吸引(列A11、图表81、82的时刻
Figure BDA0001111408590000171
)。然后，板41B的磁极43A和板41C的磁极43B变成无极性(列A12、图表81、82的时刻
Figure BDA0001111408590000172
)。对于磁极43A组和磁极43B组的极性，在该列A12的状态后，返回以列A1表示的状态，以后，反复进行以列A1～A12进行了说明的极性的变化。由此，磁齿轮35的自转继续。并且，若向磁极43A组和磁极43B组的供电停止，则磁齿轮35的自转停止。通过对各相的电流的周期进行控制，在该图18中所示的磁齿轮35的自转速度得以控制。
(磁齿轮35不自转而公转的情况)
在图19中，对于磁齿轮35不自转而公转的情况的动作，与图18同样地且与图表81、82相对应将磁齿轮35的情形在列B1～B9中示出。在该情况下，对于板41的线圈44A，各电流值以使图表81的横轴从右侧朝向左侧的方式控制，对于板41的线圈44B，各电流值以使图表82的横轴从左侧朝向右侧的方式控制。并且，向线圈44A供给的电流的周期与向线圈44B供给的电流的周期彼此相等。
首先，在列B1中，对于磁极43A组和磁极43B组，如以图18的列A1进行了说明那样如分别以图表81、图表82的时刻①表示那样供给电流。也就是说，板41A的磁极43A、43B成为S极，板41B的磁极43A、43B和板41C的磁极43A、43B成为N极。并且，磁极35A～35H中的磁极35A位于旋转台3的最靠中心轴线的位置，磁极35E位于旋转台3的最靠周缘的位置，这些磁极35A、磁极35E分别位于板41A的磁极43A、43B上。
从上述的列B1的状态起，利用自转用驱动单元4使磁齿轮35公转，在磁极43A组和43B组的上方俯视顺时针移动，并且对于磁极43A组和43B组，R相和T相的电流下降且S相的电流增加。由此，磁极35A、35E的行进路径的下方的板41B的磁极43A、43B的极性从N极变成无极性(列B2、图表81的时刻
Figure BDA0001111408590000181
、82的时刻②)，接着成为S极且磁极35A、35E位于该板41B的磁极43A、43B的上方(列B3、图表81的时刻
Figure BDA0001111408590000182
、82的时刻③)。并且，通过磁极35A、35E被极性如此变化了的磁极43A、43B吸引，磁齿轮35的朝向被保持、即没有引起磁齿轮35的自转。
之后，对于磁极43A组和43B组，继续R相的电流的下降和S相的电流的上升且T相的电流从极小值增加，板41A的磁极43A、43B的极性从S极变成无极性之后(列B4、图表81的时刻⑩、82的时刻④)，成为N极(列B5、图表81的时刻⑨、82的时刻⑤)。然后，对于磁极43A组和43B组，R相的电流继续降低，S相的电流从极大值下降，T相的电流继续增加。由此，磁极35A、35B的行进路径的下方的板41C的磁极43A、43B的极性从N极变成无极性(列B6、图表81的时刻⑧、82的时刻⑥)，接下来变成S极且磁极35A、35E位于该板41A的磁极43A、43B的上方(列B7、图表81的时刻⑦、82的时刻⑦)。并且，磁极35A、35E被极性如此变化的磁极43A、43B吸引，磁齿轮35的朝向被保持。
以后，对于磁极43A组和43B组，R相的电流从极小值增加，S相的电流继续下降，T相的电流继续上升，板41B的磁极43A、43B的极性从S极变成无极性(列B8、图表81的时刻⑧、82的时刻⑥)，之后变化成N极(列B9、图表81的时刻⑦、82的时刻⑦)。
在列B9所示的状态之后，由于向磁极43A组和43B组供给的电流的变化，磁极35A、35E的行进路径的下方的板41A的磁极43A、43B的极性从N极变成无极性，磁极35A、35E位于该板41A的磁极43A、43B上时被设为S极。由此，磁齿轮35的朝向被保持，磁齿轮35不自转而继续公转。之后，旋转台3的旋转停止且向磁极43A组和43B组的供电停止，从而不自转的磁齿轮35的公转结束。
不过，为了便于说明，在磁极43A组和43B组中，以磁极35A、35E的下方的磁极的极性为中心进行了说明，但通过如上述那样对向磁齿轮35的公转中的磁极43A组和43B组供给的电流进行控制，对于在位于旋转台3的中心轴线侧的作为S极的磁极35B、35H、位于旋转台3的周端侧的作为S极的磁极35D、35F的下方的磁极43A、43B，被设为N极。也就是说，以磁极43A组和43B组中的、位于磁极35A、35E的下方的磁极成为S极、位于磁极35B、35H、35D、35F的下方的磁极成为N极的方式对各磁极的极性进行控制，从而磁齿轮35能够不自转而继续公转。在如此磁齿轮35不自转而公转的情况下，根据磁齿轮35的公转速度对电流的周期进行控制。
(磁齿轮35一边自转一边公转的情况)
在图20中，对于磁齿轮35一边自转一边公转的情况的动作，与图18同样地且与图表81、82相对应地将磁齿轮35的情形在列C1～C9中示出。在该情况下，对于板41的线圈44A，以使图表81的横轴从右侧朝向左侧的方式对各电流值进行控制，对于板41的线圈44B，以使图表82的横轴从左侧朝向右侧的方式对各电流值进行控制。并且，使向线圈44A供给的电流的周期与向线圈44B供给的电流的周期彼此不同，向线圈44B供给的电流的周期较短。
首先，在列C1所示的状态下，对于磁极43A组和磁极43B组，以如图18的列A1进行了说明那样，分别如图表81、图表82的以时刻①所示那样供给了电流。也就是说，板41A的磁极43A、43B成为S极，板41B的磁极43A、43B和板41C的磁极43A、43B成为N极。并且，磁极35A、磁极35E分别位于板41A的磁极43A、43B上。
从上述的列C1的状态起，磁齿轮35公转，在磁极43A组和43B组的上方俯视顺时针移动，并且对于磁极43A组、43B组，R相和T相的电流下降且S相的电流增加。由此，板41B的磁极43A的极性从N极变成无极性且板41B的磁极43B的极性从N极变成无极性，之后，成为S极(列C2、图表81的时刻
Figure BDA0001111408590000201
、82的时刻②－③间)。从磁齿轮35的作为N极的磁极35E观察时位于紧挨着的前方侧的板41B的磁极43B的极性成为S极、以及从磁齿轮35的作为N极的磁极35A观察时朝向后方的板41A的磁极43A依然成为S极，从而公转的磁齿轮35俯视顺时针自转。
然后，对于磁极43A组，接着R相和T相的电流下降且S相的电流增加。对于磁极43B组，R相的电流继续下降，S相的电流继续增加，T相的电流下降而成为极小值之后上升。由此，对于板41A的磁极43B，从S极变迁成N极(列C3、图表81的时刻
Figure BDA0001111408590000202
、82的时刻④－⑤间)。该板41A的磁极43B吸引在磁齿轮35中位于该磁极43B附近的作为S极的磁极35D，磁齿轮35进一步进行自转。
之后，对于磁极43A组，R相的电流继续下降，S相的电流继续上升，T相的电流从极小值增加。对于磁极43B组，R相的电流继续下降，S相的电流在成为极大值之后下降，T相的电流上升。由此，对于板41A的磁极43A和板41C的磁极43B，变成无极性(列C4、图表81的时刻⑩、图表82的时刻⑥)。接下来，对于磁极43A组，R相的电流继续下降，S相的电流继续上升，T相的电流继续上升。对于磁极43B组，R相的电流在变成极小值后上升，S相的电流继续下降，T相的电流继续上升。由此，板41A的磁极43A成为N极，对于板41C的磁极43B，成为S极。从磁齿轮35的作为N极的磁极35E观察时位于紧挨着的前方侧的板41C的磁极43B的极性成为S极、以及从磁齿轮35的N极的作为磁极35A观察时朝向后方的板41B的磁极43A的极性依然成为S极，从而公转的磁齿轮35进一步自转(列C5、图表81的时刻⑨、82的时刻⑦－⑧间)。
之后，对于磁极43A组，R相的电流继续下降，S相的电流从极大值下降，T相的电流继续增加。对于磁极43B组，R相的电流继续上升，S相的电流继续下降，T相的电流变成极大值后下降。由此，对于板41C的磁极43A，变成无极性，对于板41B的磁极43B，成为N极(列C6、图表81的时刻⑧、82的时刻⑨－⑩间)。并且，对于磁极43A组，R相和S相的电流继续下降，T相的电流继续增加。对于磁极43B组，R相的电流继续上升，S相的电流继续下降而成为极小值，T相的电流继续下降。由此，对于板41C的磁极43A，成为S极，对于板41A的磁极43B，成为S极。从磁齿轮35的作为N极的磁极35E观察时位于紧挨着的前方侧的板41A的磁极43B的极性成为S极、以及从磁齿轮35的作为N极的磁极35A观察时朝向后方的板41B的磁极43A的极性依然成为S极，从而公转的磁齿轮35进一步自转，作为S极的磁极35D靠近旋转台3的周端部地移动，作为S极的磁极35H靠近旋转台3的中心轴线地移动(列C7、图表81的时刻⑦、82的时刻
Figure BDA0001111408590000211
)。
之后，对于磁极43A组，R相的电流从极小值增加，S相的电流继续下降，T相的电流继续增加。对于磁极43B组，R相的电流继续上升，S相的电流从极小值增加，T相的电流继续下降。由此，对于板41B的磁极43A，变成无极性，对于板41C的磁极43B，成为N极(列C8、图表81的时刻⑥、82的时刻
Figure BDA0001111408590000212
－①间)。并且，对于磁极43A组，R相的电流继续增加，S相的电流继续下降，T相的电流继续增加而成为极大值。对于磁极43B组，R相的电流在成为极大值后下降，S相的电流继续增加，T相的电流继续下降。由此，对于板41B的磁极43A，成为N极，对于板41B的磁极43B，成为S极。
此时，从磁齿轮35的作为N极的磁极35E、作为S极的磁极35D观察时，分别位于紧挨着的前方侧的板41A的磁极43B的极性成为S极、N极。另外，从磁齿轮35的作为N极的磁极35A观察时朝向后方的板41C的磁极43A成为S极、从磁齿轮35的作为S极的磁极35H观察时朝向后方的板41A的磁极43A成为N极。由此，公转的磁齿轮35进一步自转(列C9、图表81的时刻⑤、82的时刻②－③间)。以后也同样地伴随图表81、82所示的电流的变化而磁极43A组、磁极43B组的磁极变化，公转的磁齿轮35受到磁极43A组、磁极43B组的磁力而继续磁齿轮35的自转。之后，通过旋转台3的旋转停止且停止向磁极43A组和43B组供电，从而自转的磁齿轮35的公转结束。此外，在该图20中进行了说明的磁齿轮35旋转的情形是一个例子，通过对电流的周期和公转的速度进行调整，能够对磁齿轮35的自转速度相对于公转速度进行调整。以上，如图18～图20所示，对于磁齿轮35，自转和公转能够彼此独立地进行。
接下来，对由成膜装置1进行的成膜处理的一个例子进行说明。在以下所示的例子中，如在图20中进行了说明那样磁齿轮35的公转和自转并行进行，由此，晶圆W能够自转和公转来进行成膜处理。在该成膜处理中，旋转台3的旋转和晶圆保持件32的旋转不同步。更具体而言，从第1朝向朝向真空容器11内的预定的位置的状态旋转台3旋转1圈，再次位于预定的位置时，晶圆W以朝向与第1朝向不同的第2朝向那样的旋转速度(自转速度)自转。
首先，利用未图示的输送机构将晶圆W载置于各晶圆保持件32(图21)。以后，适当参照示意性表示的图21～图24对载置到旋转台3的晶圆W进行说明。在图21～图24中，出于图示的方便，将各晶圆W表示为W1～W5。另外，为了表示在成膜处理过程中移位的晶圆W的朝向，对于成膜处理前的这些晶圆W1～W5的直径，在与旋转台3的直径一致的区域标注朝向旋转台3的中心的箭头A1～A5来表示。
在载置上述的晶圆W1～W5后闸阀11B关闭，利用从排气口38、39进行的排气使真空容器11内成为预定的压力的真空气氛，从分离气体喷嘴62、65向旋转台3供给N2气体。另外，从旋转台3的中心区域形成部C和旋转台3的下方侧的气体供给管(未图示)供给N2气体作为吹扫气体，N2气体从旋转台3的中心部侧向周缘部侧流动。而且，加热器16、19的温度上升，在来自加热器16、19的辐射热的作用下，旋转台3和晶圆保持件32被加热，由于来自晶圆保持件32的传热，各晶圆W1～W5被加热成预定的温度、例如600℃以上的温度。
然后，开始在图12～图15和图20中进行了说明的旋转台3的磁齿轮35的自转和公转、即载置到晶圆保持件32的晶圆W1～W5公转和自转。例如在与这些公转和自转的开始的同时，开始从原料气体喷嘴61、氧化气体喷嘴63、等离子体产生用气体喷嘴64进行各气体的供给、从高频电源76对天线75施加高频而形成等离子体。图22表示从开始那样的成膜经过时间、旋转台3从成膜开始旋转180°、通过所述自转而晶圆W的朝向改变后的状态。
图25以箭头表示真空容器11内的各气体的流动。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，向吸附区域R1供给的原料气体、向氧化区域R2供给的氧化气体不会在旋转台3上彼此混合而与所述N2气体一起分别从排气口39、38排出。另外，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，原料气体、向等离子体形成区域R3供给的等离子体产生用气体和从等离子体形成区域R3的旋转方向上游侧朝向该分离区域D的氧化气体不会在旋转台3上彼此混合而与所述N2气体一起从排气口39排出。从上述的中心区域形成部C供给来的N2气体也从排气口38、39排出。
如上述那样进行了各气体的供给和排气的状态下，晶圆W1～W5一边自转一边在原料气体喷嘴61的喷嘴罩67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依次反复移动。在吸附区域R1中，从原料气体喷嘴61喷出的BTBAS气体吸附于晶圆W，在氧化区域R2中，所吸附的BTBAS气体被从氧化气体喷嘴63供给来的O3气体氧化，形成1层或者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暴露于等离子体而被改性。
如上述那样晶圆保持件32不与旋转台3的旋转同步地旋转，各晶圆W1～W5每次位于吸附区域R1的预定的位置都朝向不同的朝向。图23表示从成膜处理开始旋转台3旋转了1圈的状态。并且，图24表示从图23所示的状态旋转台3进一步继续旋转、作为一个例子晶圆W1～W5的朝向从成膜处理开始时的朝向朝向旋转了180°的朝向的状态。通过晶圆W1～W5的朝向如此变化，晶圆W1～W5的周向上的各部分在吸附区域R1内的彼此不同的各位置通过。因而，即使在吸附区域R1内的所述各位置处原料气体的浓度分布产生不均，也能够使从成膜处理开始到成膜处理结束吸附于晶圆W1～W5的原料气体的量在晶圆W1～W5的周向上的各部分一致。作为结果，能够在所述晶圆W1～W5的周向上的各部分抑制在晶圆W1～W5形成的SiO2膜的膜厚的偏差。
旋转台3如此继续旋转而依次层叠氧化硅的分子层，形成氧化硅膜且其膜厚逐渐变大。并且，若进行成膜处理到获得设定好的目标膜厚，则旋转台3的旋转和晶圆保持件32的旋转停止，成膜处理结束。例如在该成膜处理结束时，晶圆W1～W5位于与成膜处理开始时相同的位置，各晶圆W1～W5的朝向朝向与成膜处理开始时相同的朝向。因而，晶圆W1～W5置于在图21中所示的位置、朝向，从成膜处理开始到结束分别自转了整数圈。另外，在该成膜处理结束时，来自气体喷嘴61～气体喷嘴65的各气体的供给和等离子体的形成也停止。然后，晶圆W1～W5被输送机构从真空容器11内输出。
在上述的成膜装置1中，在具有构成旋转台3的旋转轴的内侧突起21A的环板21支承有晶圆保持件32、旋转轴33和轴承单元34。并且，通过利用自转用驱动单元4并在磁力的作用下使旋转轴33旋转，晶圆W自转，通过利用公转用驱动单元5并在磁力的作用下，使环板21旋转，从而旋转台3旋转。通过设为这样的结构，能够沿着晶圆W的周向进行均匀性较高的成膜处理。另外，通过如上述那样在环板21支承有各部分，能够防止晶圆保持件32、旋转轴33和轴承单元34的重量施加于旋转台3，因此，能够作为旋转台3使用的材料的自由度变高。并且，如上所述材料的自由度较高，因此，能够如上述那样由石英形成旋转台3，因此，能够以比较高的温度对晶圆W进行加热处理。其结果，能够在晶圆W形成具有所期望的膜质的SiO2膜。
不过，作为成膜处理，并不限于如图21～图24所示那样进行。例如，如在图25进行了说明那样在向真空容器11内供给了各气体的状态下，如在图19进行了说明那样以磁齿轮35不自转的方式使旋转台3旋转m圈来进行成膜(步骤S1)。m是任意的数字。之后，例如一旦停止原料气体的供给、氧化气体的供给和等离子体的形成，如在图18进行了说明那样在旋转台3停止旋转了的状态下，以晶圆W的朝向变更例如90°的方式使该晶圆W自转(步骤S2)。
之后，再次开始原料气体的供给、氧化气体的供给和等离子体的形成且以磁齿轮35不自转的方式使旋转台3旋转m圈而进行成膜。也就是说，再次进行步骤S1。如此反复进行4次步骤S1、S2。也可以在反复进行了4次步骤S1、S2后，进一步反复进行4次步骤S1、S2。在进行这样的成膜处理的情况下，对于晶圆W，通过区域R1～R3时的朝向被变更，从而也能够在晶圆W的周向上进行均匀性较高的膜厚的膜的成膜。
此外，在步骤S2中改变晶圆W的朝向的角度并不限于90°，该角度越小，越能够在晶圆W的整个面内进行均匀性较高的处理。不过，为了在晶圆W的周向进行均匀性较高的处理，进行使步骤S1的旋转台3旋转与(360°/改变晶圆W的朝向的角度)的倍数相对应的m圈的成膜处理。也就是说，在上述的改变90°朝向的情况下，360°/90°＝4，因此，进行4×A(A是整数)次步骤S1。
不过，在上述的成膜装置1中，将3相交流作为n相交流(n是整数)向板41供给，但n相交流既可以是两相交流，或者也可以是5相交流等。另外，磁极43A组、磁极43B组也可以配置成与磁齿轮35的侧面相对。也就是说，磁齿轮35与磁极43A组和磁极43B组之间的位置关系并不限于图3等中所示的例子。而且，也可以通过在环板21的侧周配置磁体22、以包围环板21的方式将板51组配置于环板21的外侧，而使环板21能够旋转。也就是说，对于磁体22与板51组之间的位置关系，也并不限于图3等所示的例子。
不过，本发明的基板处理装置能够适用于对载置到旋转台3的晶圆W进行气体处理的装置。因而，并不限于适用于进行ALD的成膜装置，也可以适用于进行CVD的成膜装置。另外，也并不限于适用于成膜装置。例如本发明也可以构成为在上述的成膜装置1中不由气体喷嘴61、63进行原料气体和氧化气体的供给、而仅由等离子体形成部71进行晶圆W表面的改性处理的改性装置。
另外，在上述的例子中，在环板21上设有磁体22作为磁性体，但作为磁性体，也可以不是磁体而是铁等金属等。在那样的情况下，例如预先构成为可针对每一个板51切换供给电流的状态和电流的供给停止的状态。并且，仅向与磁性体接近地位于磁性体的前方侧的板51供给电流而作为磁体，不向其他板51供给电流。也就是说，通过仅向与磁性体的位置相对应的板51供给电流，能够利用磁力将磁性体向前方吸引而使环板21旋转。
本发明并不限于利用沿着上述那样的旋转台3的周向配置的电磁体组使该旋转台3旋转的结构，也可以是如下结构：在构成图1的旋转轴的内侧突起21A的下方设置包括马达的驱动机构，利用该驱动机构使环板21旋转。另外，轴承单元34也可以包括用于使旋转轴33旋转的马达。也就是说，并不限于设为设置作为电磁体的板41和磁齿轮35而使旋转轴33旋转的结构。不过，如上述那样使用电磁体、以与该电磁体非接触的方式使磁齿轮35和环板21旋转的做法有利于抑制微粒的产生。
另外，在上述的例子中，旋转轴33在形成于旋转台3的凹部的开口部32B内向下方延伸，也可以是如下结构：在旋转台3设置与晶圆保持件32同径的贯通孔即开口部，在该贯通孔内设置晶圆保持件32，旋转轴33的上端设于贯通孔的下方外侧而支承晶圆保持件32。该情况也包含于载置部(晶圆保持件32)经由开口部支承于支承部(环板21)的情况。
不过，对于成膜装置1，能够独立地进行晶圆W的自转和公转，因此，能够将晶圆W的自转的转速设定得较低。若如此设定，则具有能够防止该晶圆W在晶圆W的自转的离心力的作用下而从旋转台3飞出的优点。而且，在使晶圆W以比较高的速度公转的情况下，如已述那样预先使晶圆W的自转停止，能够在公转停止时进行变更晶圆W的朝向的运用，因此，根据能够进行该运用这点，也能够防止晶圆W从旋转台3飞出。而且，即使因某种主要原因晶圆W的自转的开始时的朝向从预先设定好的朝向产生了偏移，不使晶圆W进行公转就能够校正。因而，无需为了进行该朝向的校正而使真空容器11敞开，具有该校正变得容易这样的优点。
另外，在成膜装置1中，利用对作为电磁体的板41施加的电压，对沿着旋转台3的周向设置的5个磁齿轮35的转矩进行控制，能够使各磁齿轮35同时旋转。通过如上使磁齿轮35同时旋转，能够防止在旋转台3上沿着一个方向施加较大的力，因此，能够顺利地进行旋转台3的旋转。此外，在上述的各图的说明中，记载了利用电流对磁齿轮35的自转进行控制的内容，但对于向板41供给的电压也与电流同样地进行控制，因此，也可以说利用电压对磁齿轮35的自转进行了控制。
不过，由永磁体构成的磁齿轮35在旋转过程中从旋转台3的中心侧、周缘侧分别被磁力拉拽，因此，旋转轴33倾斜的情况受到抑制。因而，在晶圆W的公转时旋转轴33与其他构件接触的情况受到抑制，因此，具有如下优点：无需使旋转轴33与周围构件之间的间隔较大地分开，装置的设计的自由度变高。
另外，对于成膜装置1，设定沿着周向分割而成的多个区域、例如5个区域。并且，也可以是，构成为，对于板41组，针对每个区域独立地供给电压，针对每个区域控制公转移动的晶圆W的自转速度。这样一来，例如在晶圆W利用公转而分别在第1区域、第2区域、第3区域、第4区域、第5区域通过的过程中，能够成为彼此不同的第1自转速度、第2自转速度、第3自转速度、第4自转速度、第5自转速度那样的运用。也可以是，对于这些第1～第5自转速度中的任一个速度，设为0、即在公转过程中、仅在预定的区域中自转停止那样的运用。另外，也可以是，原料气体的吸附区域R1、氧化区域R2、等离子体形成区域R3属于彼此不同的区域，在原料气体的吸附、氧化、由等离子体进行的改性时晶圆W分别以不同的速度自转。而且，在如此针对每个区域单独供给电压的情况下，对于5个磁齿轮35，能够彼此并行地旋转，进行上述的各磁齿轮35的朝向的校正。
本发明在旋转台的下方侧在该旋转台的旋转轴设有支承部，基板的载置部经由在旋转台形成的开口部自转自由地支承于该支承部。根据这样的装置结构，能够提高基板的周向上的处理的均匀性，能够使载置部和自转机构对旋转台施加的负荷减轻。另外，作为那样的旋转台的负荷被减轻的结果，能够提高可用于旋转台的材料的自由度。
应该认为此处记载的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的。实际上，上述的实施方式能够以多样的形态实现。另外，上述的实施方式在不脱离权利要求书及其主旨的情况下也可以以各种形态省略、置换、变更。本发明的范围意在包含在权利要求书及其同等的意思和范围内的所有变更。
本申请基于2015年9月8日提出申请的日本特许出愿第2015-176692号的优先权的利益，该日本出愿的全部内容作为参照文献编入于此。

Claims (5)

1.一种基板处理装置，其用于一边使基板公转一边对该基板供给处理气体来进行处理，其中，
该基板处理装置包括：
旋转台，其设于处理容器内；
旋转机构，其用于使所述旋转台旋转；
支承部，其在所述旋转台的下方侧设于所述旋转台的旋转轴；
开口部，其与基板的载置位置相对应地形成于所述旋转台；
载置部，其经由所述开口部以自转自由的方式支承于所述支承部，用于以基板的上表面的高度位置与所述旋转台的上表面的高度位置对齐的方式载置基板；
自转机构，其用于使所述载置部自转，其中，
在所述载置部的下方，设有利用所述自转机构与所述载置部一起旋转的自转用的旋转轴，
所述自转用的旋转轴具有沿着周向配置的多个磁极，
所述自转机构包括：
第1电磁体组，其相对于所述旋转台独立地设置，形成沿着该旋转台的周向排列有多个磁极的所述自转用的旋转轴驱动用的磁极组；
第1电源部，其用于向所述第1电磁体组的线圈供给电流，以使所述自转用的旋转轴在配置于所述自转用的旋转轴的磁极与所述自转用的旋转轴驱动用的磁极组的各磁极之间的磁力的作用下自转。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
在基于所述旋转台的旋转的所述自转用的旋转轴的移动路径的内侧、外侧分别设有用于对所述基板进行加热的彼此分割开的第1加热器、第2加热器。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述旋转机构包括：
磁性体，其设于所述支承部；
第2电磁体组，其相对于所述旋转台独立地设置，具有沿着该旋转台的周向排列的所述旋转台驱动用的多个磁极；
第2电源部，其用于向所述第2电磁体组的线圈供给电流，以使所述支承部在所述第2电磁体组的各磁极相对于所述磁性体的磁力的作用下旋转。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，
所述磁性体是沿着所述支承部的旋转方向设置的多个磁极。
5.一种基板处理方法，一边使基板公转一边对该基板供给处理气体来进行处理，其中，
该基板处理方法包括如下工序：
利用旋转机构使设于处理容器内的旋转台旋转的工序；
经由与基板的载置位置相对应地形成于所述旋转台的开口部、将载置部自转自由地支承于在所述旋转台的下方侧设于所述旋转台的旋转轴的支承部的工序；
以基板的上表面的高度位置与所述旋转台的上表面的高度位置对齐的方式将基板载置于载置部的工序；
利用自转机构使所述载置部自转的工序，其中，
在所述载置部的下方，设有利用所述自转机构与所述载置部一起旋转的自转用的旋转轴，
所述自转用的旋转轴具有沿着周向配置的多个磁极，
所述自转机构包括：
第1电磁体组，其相对于所述旋转台独立地设置，形成沿着该旋转台的周向排列有多个磁极的所述自转用的旋转轴驱动用的磁极组；
第1电源部，其用于向所述第1电磁体组的线圈供给电流，以使所述自转用的旋转轴在配置于所述自转用的旋转轴的磁极与所述自转用的旋转轴驱动用的磁极组的各磁极之间的磁力的作用下自转。
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