WO2013145630A1 - 成膜装置 - Google Patents

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gas discharge
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central
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斉藤　哲也
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東京エレクトロン株式会社
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    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally

Definitions

  • the present invention relates to a film forming apparatus that forms a film by sequentially supplying a plurality of types of reaction gases that react with each other to a substrate.
  • a method for forming a film on a substrate for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”), a so-called ALD (Atomic Layer Deposition) method or MLD that sequentially supplies a plurality of types of reactive gases to the wafer.
  • a method called (Multi Layer Deposition) method is known.
  • Patent Document 1 a cylindrical intermediate dispersion is arranged at the center of a dispersion guide having an inclined surface structure that is divergent from the center toward the outer periphery, and each of the side and bottom surfaces of the intermediate dispersion is arranged.
  • a thin film forming apparatus is described in which gas is introduced into a dispersion guide through a plurality of openings.
  • JP 2005-113268 A Paragraph 0071
  • FIGS. 1A and 1B JP-A-7-22323 paragraphs 0003 and 0018
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of forming a film having a high dispersibility of a reaction gas and good in-plane uniformity. .
  • the film forming apparatus sequentially supplies a plurality of types of reaction gases that react with each other to a substrate in a processing chamber that is a vacuum atmosphere, and between the supply of one reaction gas and the supply of the next reaction gas.
  • a film forming apparatus for performing a film forming process by supplying a replacement gas to A placement unit provided in the processing chamber, on which a substrate is placed; A ceiling part that is provided facing the mounting part and has an inclined surface structure having a shape that spreads from the center toward the outer periphery; and An exhaust section for evacuating the processing chamber; A central gas discharge part disposed above the central part of the substrate placed on the placement part, and formed with a gas discharge port for spreading the gas outward in the lateral direction; An ambient gas supply unit disposed so as to surround the central gas discharge unit at a position above the center of the substrate and above the peripheral edge of the substrate. , The ambient gas supply part has a plurality of gas discharge ports formed along the circumferential direction so as to spread the gas in the lateral
  • the film forming apparatus described above may have the following features.
  • the gas discharge ports of the central gas discharge portion are formed along the circumferential direction so as to discharge gas toward the outside in the lateral direction. Further, the gas discharge ports of the ambient gas supply part are formed so as to discharge gas in the lateral direction toward the outer peripheral side and the central part side of the substrate.
  • the surrounding gas supply unit includes an annular part formed in an annular shape so as to surround the central gas discharge part, and the gas discharge ports are respectively provided on an inner peripheral surface side and an outer peripheral surface side of the annular part. Formed at intervals along the direction.
  • the annular portion is formed in a hollow shape, and includes a plurality of gas dispersion portions provided in the annular portion at intervals in the circumferential direction. Moreover, each gas dispersion
  • the ambient gas supply unit is composed of a plurality of gas dispersion units arranged at intervals from each other so as to surround the central gas discharge unit, and the gas discharge ports extend along the circumferential direction of each gas dispersion unit. It must be formed at intervals.
  • the central gas discharge part or the gas dispersion part protrudes from the ceiling part toward the processing chamber, and a head part in which a plurality of gas discharge ports are formed at intervals along the circumferential direction, and in the head part And a swirl flow forming part that forms a swirl flow of gas swirling along a direction in which the gas discharge ports are arranged.
  • the present invention is such that gas is discharged from a central gas discharge portion disposed above the central portion of the substrate so as to spread outward in the lateral direction, and is above the outer peripheral side of the central portion, From the surrounding gas supply part arranged so as to surround the central gas discharge part at a position closer to the center than above the peripheral edge, it spreads laterally toward the outer peripheral side and the central part side of the substrate when viewed in a plane. Gas is discharged. As a result, since the reaction gas is uniformly supplied into the space below the ceiling, a film with high in-plane uniformity can be formed on the substrate.
  • FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view of the film forming apparatus.
  • FIG. It is a perspective view of the top plate member provided in the film forming apparatus. It is sectional drawing of the gas disperser provided in the said top-plate member. It is sectional drawing which shows the other example of the said gas distributor. It is a 1st explanatory view showing an operation of the film deposition system. It is the 2nd explanatory view showing an operation of the film deposition system. It is the 3rd explanatory view showing an operation of the film deposition system. It is a 4th explanatory view showing an operation of the film deposition system.
  • This film forming apparatus is a circular substrate to be formed, and for example, on the surface of a wafer W having a diameter of 300 mm, titanium chloride (TiCl 4 ) gas (raw material gas) and ammonia (NH 3 ) gas (which react with each other) (Nitriding gas) is alternately supplied to form a titanium nitride (TiN) film by an ALD (MLD) method.
  • TiCl 4 titanium chloride
  • NH 3 ammonia
  • MLD ALD
  • the film forming apparatus is made of a metal such as aluminum, and is a vacuum container having a substantially circular planar shape.
  • the processing container 1 constituting the processing chamber and the processing container 1 are provided in the processing container 1.
  • a mounting table (mounting unit) 2 on which the wafer W is mounted, and a top plate member 31 provided so as to face the mounting table 2 and forming a processing space 313 between the mounting table 2 and It is equipped with.
  • a loading / unloading port 11 for allowing a wafer transfer mechanism provided in an external vacuum transfer path to enter the processing vessel 1 when the wafer W is transferred to and from the mounting table 2 on the side surface of the processing vessel 1.
  • a gate valve 12 for opening and closing the loading / unloading port 11 is provided.
  • An exhaust duct 13 made of a metal such as aluminum and having a vertical cross-sectional shape curved in an annular shape at a position above the loading / unloading port 11 constitutes the main body of the processing vessel 1. It is provided so as to be stacked on the side wall. A slit-like opening 131 extending in the circumferential direction is formed on the inner peripheral surface of the exhaust duct 13, and the gas flowing out from the processing space 313 is exhausted into the exhaust duct 13 through the opening 131.
  • the An exhaust port 132 is formed on the outer wall surface of the exhaust duct 13, and an exhaust unit 65 including a vacuum pump is connected to the exhaust port 132.
  • the exhaust port 132 and the exhaust unit 65 correspond to an exhaust unit that evacuates the processing space 313.
  • the mounting table 2 is disposed at a position inside the exhaust duct 13.
  • the mounting table 2 is made of a disk that is slightly larger than the wafer W, and is made of a ceramic such as aluminum nitride (AlN) or quartz glass (SiO 2 ), or a metal such as aluminum (Al) or Hastelloy (registered trademark).
  • an electrostatic chuck (not shown) for fixing the wafer W in the mounting area on the upper surface side of the mounting table 2 may be provided.
  • description of the heater 21 is abbreviate
  • the mounting table 2 is provided with a cover member 22 configured to cover the outer peripheral side region of the mounting region and the side peripheral surface of the mounting table 2 in the circumferential direction.
  • the cover member 22 is made of alumina, for example, and is formed in a substantially cylindrical shape with upper and lower ends opened, and the upper end of the cover member 22 is bent inward in the horizontal direction over the circumferential direction.
  • the bent portion is locked at the peripheral portion of the mounting table 2, and the thickness dimension of the bent portion is larger than the thickness dimension (0.8 mm) of the wafer W, for example, 3 mm within a range of 1 mm to 5 mm. It has become.
  • a support member 23 that passes through the bottom surface of the mounting table 2 and extends in the vertical direction is connected to the center of the lower surface side of the mounting table 2.
  • the lower end portion of the support member 23 is connected to the elevating mechanism 24 via a plate-like support plate 232 disposed horizontally on the lower side of the processing container 1.
  • the elevating mechanism 24 has a delivery position (indicated by a one-dot chain line in FIG. 1) for delivering the wafer W to and from the wafer transfer mechanism that has entered from the carry-in / out port 11, and an upper side of the delivery position.
  • the mounting table 2 is moved up and down between a processing position where film formation on the wafer W is performed.
  • a bellows 231 that separates the atmosphere in the processing container 1 from the outside and expands and contracts as the support plate 232 moves up and down is provided.
  • the support member 23 is provided so as to cover the outer side in the circumferential direction.
  • three support pins 25 are provided to support and lift the wafer W from the lower surface side when the wafer W is transferred to and from an external wafer transfer mechanism.
  • the support pin 25 is connected to an elevating mechanism 26 and can be moved up and down, and protrudes and sinks from the upper surface of the mounting table 2 through a through hole 201 that penetrates the mounting table 2 in the vertical direction, thereby The wafer W is transferred between the two.
  • a disk-like support plate 32 is provided on the upper surface side of the exhaust duct 13 so as to close the circular opening, and the inside of the processing vessel 1 is kept airtight between the exhaust duct 13 and the support plate 32.
  • An O-ring 133 is provided on the lower surface side of the support plate 32.
  • a metal top plate member 31 for supplying a reaction gas and a replacement gas to a processing space 313 described later is provided on the lower surface side of the support plate 32.
  • the top plate member 31 is attached to the support plate 32 by bolts 323. The support is fixed.
  • a concave portion is formed on the lower surface side of the top plate member 31, and the central region of the concave portion is flat.
  • an inclined surface having a shape that widens toward the outer peripheral side from the center side is formed.
  • a flat rim 314 is provided on the outer side of the inclined surface.
  • the top plate member 31 When the mounting table 2 is raised to the processing position, the top plate member 31 is disposed so that the upper surface of the cover member 22 provided on the mounting table 2 and the lower surface of the rim 314 face each other with a gap therebetween. .
  • a space surrounded by the concave portion of the top plate member 31 and the upper surface of the mounting table 2 is a processing space 313 in which film formation on the wafer W is performed.
  • the top plate member 31 provided with the recess constitutes the ceiling of the film forming apparatus.
  • the height position of the processing position is set so that a gap of height h is formed between the lower surface of the rim 314 of the top plate member 31 and the upper surface of the bent portion of the cover member 22. Is set.
  • the opening 131 of the exhaust duct 13 opens toward this gap.
  • the height h of the gap between the rim 314 and the cover member 22 is set to 0.5 mm in the range of 0.2 mm to 10.0 mm, for example.
  • a central gas discharge portion 4b for discharging gas into the processing space 313 is provided in the central portion of the recess, and around the central gas discharge portion 4b
  • eight gas dispersion portions 4a are arranged in an annular shape at intervals.
  • the central gas discharge part 4b and the gas dispersion part 4a are constituted by a gas distributor 4 having a common structure.
  • the structure of the gas distributor 4 will be described with reference to the cross-sectional views of FIGS. 4 (a) to 4 (c).
  • FIGS. 4A to 4C show cross-sectional views of a gas dispersion part 4a covered with an ambient gas supply part 5 described later, but the central gas discharge part 4b of this example is Except for the point which is not covered with the gas supply part 5, it has the same structure as the gas dispersion
  • the gas distributor 4 is provided on the head portion 41 so as to close the cylindrical head portion 41 having a hollow inside and the opening formed on the upper surface side of the head portion 41, A swirl flow forming unit 40 for introducing gas into the head unit 41 in a swirl flow.
  • the head portion 41 is a flat cylindrical metal member, and is provided in the recess so as to protrude downward from the lower surface of the top plate member 31.
  • a plurality of gas discharge ports 42 are formed on the side surface of the cylindrical head portion 41 at intervals in the circumferential direction.
  • three or more gas discharge ports 42 are preferably provided, and in this example, eight gas discharge ports 42 are provided.
  • the lower surface of the head portion 41 is closed and the gas discharge port 42 is not provided, while the upper surface side of the head portion 41 is open and connected to the swirl flow forming portion 40.
  • the swirl flow forming portion 40 is a double cylindrical metal member in which an inner cylinder portion 44 having a diameter smaller than that of the outer cylinder portion 43 is disposed inside the cylindrical outer cylinder portion 43, and the outer cylinder portion The lower end portion of 43 and the lower end portion of the inner cylinder portion 44 are connected by a connecting portion 451. Further, the upper end portion of the inner cylinder portion 44 protrudes so as to extend upward from the upper end portion of the outer cylinder portion 43.
  • the top plate member 31 is provided with an insertion hole formed along the upper end portion of the inner tube portion 44 and the outer surface shape of the outer tube portion 43.
  • each gas disperser 4 is arrange
  • a male screw and a female screw are cut on the outer peripheral surface of the outer cylindrical portion 43 and the inner peripheral surface of the insertion hole, respectively, so that the outer cylindrical portion 43 inserted into the insertion hole becomes the top plate member. 31 is supported and fixed.
  • the upper surface of the inner cylinder part 44 is opened toward the gas supply path 312 formed in the top plate member 31, and the gas flows into the inner cylinder part 44 through this opening part.
  • a partition plate 441 is provided at a height position on the upper side of the inner cylinder portion 44 from the lower end portion to about one third of the length direction of the inner cylinder portion 44, and the gas that has flowed into the inner cylinder portion 44. Is prevented from flowing out directly to the head portion 41.
  • An upper side introduction path 442 for introducing gas into the annular space 45 formed between the inner cylinder portion 44 and the outer cylinder portion 43 is provided in the wall portion of the inner cylinder portion 44 above the partition plate 441. It has been.
  • the annular space 45 is a space surrounded by the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 44, the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 43, the upper surface of the connecting portion 451, and the wall surface of the insertion hole (top plate member 31). Gas is introduced into the annular space 45 from the 312 through the upper side introduction path 442.
  • a lower side introduction path 46 for introducing the gas in the annular space 45 to the lower side of the partition plate 441 is formed in the wall portion of the inner cylinder portion 44 on the lower side of the partition plate 441.
  • the lower side introduction path 46 allows gas to flow along the tangential direction of the inner wall of the inner cylindrical portion 44, as shown in a cross section at the position AA ′ where the lower side introduction path 46 is formed. For example, four are formed so as to be introduced.
  • the gas that has entered the inner cylinder portion 44 from the lower side introduction path 46 flows through the space below the partition plate 441 along the inner wall of the inner cylinder portion 44, thereby forming a swirling flow.
  • the position where the upper side introduction path 442 is formed is indicated by a broken line. It is not necessary to provide a plurality of lower side introduction paths 46. For example, in one lower side introduction path 46, a swirl flow is formed simply by introducing gas along the tangential direction of the inner wall of the inner cylindrical portion 44. Can do.
  • a guide wall 47 having a divergent shape that gradually expands downward is formed in the inner cylindrical portion 44 on the lower side of the partition plate 441, and the swirling flow of the gas introduced from the lower side introduction path 46 It is guided by the guide wall 47 and flows into the head portion 41 while gradually expanding its diameter.
  • the gas flowing into the head portion 41 swirls inside the side wall of the head portion 41 along the direction in which the gas discharge ports 42 are arranged as shown in FIG. Gas is discharged uniformly in the direction. It is not essential to provide the swirl flow forming portion 40 in the gas distributor 4.
  • the gas may be directly introduced into the head portion 41 from the opening at the lower end of the gas supply path 312. .
  • the gas distributor 4 having the above-described configuration surrounds the central gas discharge part 4 b provided at the center part and the central gas discharge part 4 b along the circumferential direction. And 8 gas dispersion portions 4a arranged in an annular shape at intervals from each other. And the gas dispersion
  • the ambient gas supply unit 5 is a flat double cylindrical member (annular portion) including the inner peripheral wall 52 and the outer peripheral wall 53 of the peripheral gas supply unit 5, and is sandwiched between the inner peripheral wall 52 and the outer peripheral wall 53.
  • the lower surface of the space is closed with a bottom plate 54.
  • the upper surface of the space sandwiched between the inner peripheral wall 52 and the outer peripheral wall 53 is open, and the upper end of the inner peripheral wall 52 and the upper end of the outer peripheral wall 53 are groove portions formed on the lower surface side of the top plate member 31, respectively. Has been inserted inside.
  • male threads are cut on the inner peripheral surface of the upper end portion of the inner peripheral wall 52 and the outer peripheral surface of the upper end portion of the outer peripheral wall 53, and female grooves are inserted in the grooves into which the upper end portions of the inner peripheral wall 52 and outer peripheral wall 53 are inserted.
  • the screw is cut, and thereby the inner peripheral wall 52 and the outer peripheral wall 53 inserted into the groove are supported and fixed to the top plate member 31.
  • the inner peripheral wall 52 and the outer peripheral wall 53 have a planar shape of a space sandwiched between the peripheral walls 52 and 53 corresponding to a region where the gas dispersion portions 4 a are arranged in an annular shape. It is formed to have a shape.
  • the surrounding gas supply part 5 is attached to the lower surface of the top plate member 31, so that the inside of the hollow surrounding gas supply part 5 (the inner peripheral wall 52, the outer peripheral wall 53, the bottom plate 54, and the top plate member 31 is surrounded).
  • distribution part 4a is arrange
  • the inner peripheral wall 52 and the outer peripheral wall 53 extend in the lateral direction to the position on the base end side (upper side) supported by the top plate member 31.
  • a plurality of slit-like gas discharge ports 511 and 512 are formed at intervals from each other along the circumferential direction of the peripheral walls 52 and 53.
  • the horizontal distance from the center of the central gas discharge part 4b to the inner peripheral wall 52 of the surrounding gas supply part 5 is x 1
  • the horizontal distance to the outer peripheral wall 53 is x 2 ( x 2 > x 1 )
  • the radius of the wafer W is r
  • the value of x 1 / r is in the range of 0.13 to 0.6
  • the value of x 2 / r is in the range of 0.26 to 0.73. It is preferable to configure the ambient gas supply unit 5 so that If the value of x 1 / r is smaller than 0.13 or the value of x 2 / r is smaller than 0.26, the gas concentration at the center of the wafer W becomes too high, which is not preferable.
  • the gas concentration in the peripheral portion of the wafer W becomes too high, which is not preferable.
  • Gas is discharged from the gas discharge ports 42, 511, and 512 provided in the central gas discharge unit 4 b and the peripheral gas supply unit 5 on the inner peripheral wall 52 side and the outer peripheral wall 53 side, respectively, at positions separated in the diameter direction of the wafer W. As a result, gas is supplied uniformly over a wide range.
  • the height t 1 from the upper surface of the wafer W on the mounting table 2 to the gas discharge port 42 of the central gas discharge unit 4 b and the height t 2 to the gas discharge ports 511 and 512 of the surrounding gas supply unit 5 are as follows: It is about 10 to 50 mm, more preferably about 15 to 20 mm. If this height is greater than 50 mm, the gas replacement efficiency is reduced. On the other hand, if the height is less than 10 mm, there is no space for the central gas discharge part 4b and the surrounding gas supply part 5 or gas flows in the processing space 313. It becomes difficult to flow.
  • the top plate member 31 provided with the central gas discharge part 4b and the gas dispersion part 4a supplies gas to each gas distributor 4 (central gas discharge part 4b, gas dispersion part 4a).
  • a gas supply path 312 is formed. These gas supply paths 312 are connected to a gas diffusion space 311 formed between the upper surface of the top plate member 31 and the lower surface of the support plate 32.
  • the support plate 32 has an ammonia supply path 321 for supplying ammonia gas and replacement nitrogen gas to the diffusion space 311, and titanium chloride gas and replacement nitrogen gas to the diffusion space 311.
  • a titanium chloride supply path 322 is formed for supplying water.
  • the ammonia supply path 321 and the titanium chloride supply path 322 are connected to an ammonia gas supply unit 62 and a titanium chloride gas supply unit 64 via pipes. , 63.
  • Each pipe is provided with an open / close valve 602 for supplying / discharging gas and a flow rate adjusting unit 601 for adjusting a gas supply amount.
  • the nitrogen gas supply units 61 and 63 are shown separately in FIG. 1, but a common nitrogen supply source may be used for them.
  • the film forming apparatus having the above-described configuration is connected to the control unit 7 as shown in FIG.
  • the control unit 7 includes, for example, a computer having a CPU and a storage unit (not shown).
  • the storage unit operates the film forming apparatus, that is, raises the wafer W mounted on the mounting table 2 to the processing position, thereby processing space.
  • a group of steps (commands) regarding control until the reactive gas and the replacement gas are supplied in the predetermined order in 313 to form the TiN film, and the wafer W on which the film has been formed is unloaded.
  • the assembled program is recorded.
  • This program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magnetic optical disk, or a memory card, and installed in the computer therefrom.
  • the operation of the film forming apparatus will be described with reference to FIGS.
  • the mounting table 2 is lowered to the delivery position.
  • the gate valve 12 is opened, the transfer arm of the wafer transfer mechanism is advanced, and the wafer W is transferred to and from the support pins 25.
  • the support pins 25 are lowered, and the wafer W is mounted on the mounting table 2 heated to the film forming temperature described above by the heater 21.
  • the gate valve 12 is closed to raise the mounting table 2 to the processing position, and after adjusting the pressure in the processing container 1, titanium chloride gas is supplied from the titanium chloride gas supply unit 64 (FIG. 6).
  • the supplied titanium chloride gas flows into each gas dispersion part 4a and the central gas discharge part 4b via the titanium chloride supply path 322 ⁇ the diffusion space 311 ⁇ the gas supply path 312.
  • the titanium chloride gas that has flowed into the central gas discharge part 4b is supplied to the processing space 313 via the gas discharge port.
  • the titanium chloride gas that has flowed into each gas dispersion portion 4 a flows into the surrounding gas supply portion 5 via the head portion 41, and further passes through gas discharge ports 511 and 512 formed in the surrounding gas supply portion 5. Is supplied into the processing space 313.
  • the titanium chloride gas supplied to the processing space 313 spreads radially in the processing space 313 in the radial direction from the central portion side to the outer peripheral portion side of the top plate member 31. Further, the titanium chloride gas flowing in the processing space 313 spreads downward and comes into contact with the surface of the wafer W on the mounting table 2 so that the titanium chloride gas is adsorbed on the wafer W. Then, the titanium chloride gas that flows in the processing space 313 and reaches the gap between the rim 314 and the cover member 22 flows into the processing container 1 from the gap, and then is discharged to the outside through the exhaust duct 13.
  • nitrogen gas which is a replacement gas, is supplied from the nitrogen gas supply unit 63 (FIG. 7). Nitrogen gas is supplied into the processing space 313 through the same path as the titanium chloride gas, and the titanium chloride gas in the path and the processing space 313 is replaced with nitrogen gas.
  • ammonia gas is supplied from the ammonia gas supply unit 62 (FIG. 8).
  • the supplied ammonia gas flows into each gas dispersion part 4a and the central gas discharge part 4b via the ammonia supply path 321 ⁇ the diffusion space 311 ⁇ the gas supply path 312.
  • the point that ammonia gas is supplied into the processing space 313 directly from the central gas discharge part 4b and from the gas dispersion part 4a via the ambient gas supply part 5 is the same as in the case of titanium chloride gas.
  • the ammonia gas flowing in the processing space 313 reaches the surface of the wafer W, the titanium chloride gas component previously adsorbed on the wafer W is nitrided to form titanium nitride. Thereafter, the gas supplied to the gas supply path 312 is switched to the replacement nitrogen gas from the nitrogen gas supply unit 61, and the ammonia gas in the ammonia gas supply path and the processing space 313 is replaced with nitrogen gas (FIG. 9).
  • TiN titanium nitride
  • the operation of the central gas discharge part 4b, the gas dispersion part 4a, and the surrounding gas supply part 5 when supplying the reaction gas and the replacement gas will be described with reference to FIG.
  • the gas supplied from the gas supply path 312 to the central gas discharge part 4b is processed outward in the lateral direction from a plurality of gas discharge ports 42 provided at intervals along the circumferential direction of the head part 41. It is uniformly discharged into the space 313.
  • the gas supplied from the gas supply path 312 to each gas dispersion portion 4a is supplied from the gas discharge ports 42 provided at intervals along the circumferential direction of the head portion 41 as in the case of the central gas discharge portion 4b. Then, it flows out uniformly into the surrounding gas supply section 5 toward the outside in the lateral direction.
  • the gas that has flowed out into the surrounding gas supply unit 5 spreads in the space of the surrounding gas supply unit 5 and from the gas discharge ports 511 provided at intervals along the circumferential direction of the inner peripheral wall 52 (inner peripheral surface).
  • the gas is uniformly ejected in the lateral direction toward the direction in which the central gas ejection part 4b is disposed. Further, gas is uniformly discharged in the lateral direction toward the outer peripheral side of the wafer W from the gas discharge ports 512 provided at intervals along the peripheral direction of the outer peripheral wall 53 (outer peripheral surface).
  • FIG. 10 when the top plate member 31 is viewed from the lower surface side, a state in which gas is discharged from the central gas discharge unit 4b, the gas dispersion unit 4a, and the surrounding gas supply unit 5 is indicated by broken lines.
  • the outer edge of the wafer W arranged on the lower side of FIG. If it demonstrates based on the positional relationship with the wafer W, the center gas discharge part 4b will be arrange
  • the ambient gas supply unit 5 is located above the portion on the outer peripheral side of the center portion of the wafer W, and is located on the inner peripheral surface (inner peripheral wall 52) side at a position closer to the center than above the peripheral edge of the wafer W.
  • the outlet 511 discharges gas in the lateral direction toward the central portion side of the wafer W
  • the gas discharge port 512 on the outer peripheral surface (outer peripheral wall 53) side discharges gas in the lateral direction toward the outer peripheral side of the wafer W.
  • the processing space 313 is uniformly dispersed from the central gas discharge part 4b provided at positions separated from each other in the radial direction of the wafer W and the surrounding gas supply part 5 surrounding the central gas discharge part 4b. Is supplied.
  • a reactive gas titanium chloride gas, ammonia gas
  • gas is distributed from a large number of gas discharge ports 42, 511, and 512 in the lateral direction.
  • the flow rate of the gas discharged from 511 and 512 becomes small.
  • the flow rate of the reaction gas when reaching the surface of the wafer W is reduced, and the in-plane uniformity of the film thickness is improved.
  • a replacement gas nitrogen gas
  • the gas is supplied in a state of being dispersed in advance over a wide area.
  • the reaction gas in the space 313 can be quickly removed and replaced with a replacement gas.
  • the supply of the titanium chloride gas and the supply of the ammonia gas are repeated, for example, several tens to several hundreds of times to form a titanium nitride film having a desired film thickness.
  • the mounting table 2 is lowered to the delivery position.
  • the gate valve 12 is opened to allow the transfer arm to enter, and the wafer W is transferred from the support pin 25 to the transfer arm in the reverse procedure to that at the time of transfer. After the film-formed wafer W is unloaded, the next wafer W is transferred. Wait for delivery.
  • the film forming apparatus has the following effects.
  • a gas is discharged from the central gas discharge part 4b disposed above the central part of the wafer W outward in the lateral direction, and is located above the outer peripheral side of the central part and above the peripheral edge of the wafer W.
  • the low-speed reaction gas is uniformly supplied into the processing space 313 below the top plate member 31, a film with high in-plane uniformity can be formed on the wafer W.
  • the surrounding gas supply unit 5 a may have a configuration in which fan-shaped divided units 50 having a planar shape divided in the circumferential direction are arranged annularly in the circumferential direction.
  • 10 and 11 show an example in which the surrounding gas supply units 5 and 5a are provided on the circumference of one virtual circle.
  • a plurality of these surrounding gas supply units 5 and 5a are arranged concentrically.
  • a plurality of gas dispersion portions 4a may be arranged in an annular shape in each of the surrounding gas supply portions 5 and 5a.
  • gas dispersion portions 4 a arranged in an annular shape so as to surround each other in the circumferential direction may be provided in an exposed state in the processing space 313. In this case, these gas dispersion parts 4 a correspond to the ambient gas supply part 5.
  • gas is directly directed to the space inside the surrounding gas supply part 5 from the opening at the lower end of the gas supply path 312. You may supply (FIG. 13).
  • the configuration of the discharge port 42 provided in the head portion 41 of the gas distributor 4 is not limited to that illustrated in FIG.
  • one slit extending in the circumferential direction of the side surface of the head portion 41 may be formed, and the side surface of the head portion 41 may be covered with a mesh-like member, and each mesh may be configured as a gas discharge port.
  • the central gas discharge part 4b may be constituted by a plurality of gas distributors 4, and a plurality of gas dispersions are provided in a concentrated area above the central part of the wafer W and inside the surrounding gas supply part 5.
  • Central gas discharge part 4b may be constituted by arranging vessel 4.
  • the gas distributor 4 may be configured using only the swirl flow forming portion 40 shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). .
  • the gas distributor which consists only of the swirl
  • the gas discharged from the exit (gas) of the lower side introduction path 46 is horizontal direction, forming a swirl
  • this gas distributor (swirl flow forming unit 40) is used as a gas dispersing unit of an ambient gas supply unit that is not provided with an annular portion, the gas dispersing unit (swirl flow forming unit 40) is spaced from each other so as to surround the central gas discharge unit.
  • Gas is discharged from each of the plurality of gas distributors while forming a swirl flow. Then, the gas of each swirl flow spreads and merges in the horizontal direction, and the gas spreads toward the outer peripheral side and the center side of the wafer W when viewed in a plane.
  • the opening at the lower end of the swirl flow forming portion 40 is a gas discharge port.
  • the shape of the top plate member 31 is not limited to the example shown in FIGS. 1 and 2 and the like.
  • a flat region is not provided in the center of the recess, and the periphery of the inclined surface extends from the center of the recess toward the periphery.
  • a gas supply unit 5 may be provided.
  • the top plate member 31 on which the rim 314 is not formed may be used.
  • the metal element is an element of the fourth period of the periodic table, such as Al, Si which is an element of the third period of the periodic table, etc.
  • the metal element is an element of the fourth period of the periodic table, such as Al, Si which is an element of the third period of the periodic table, etc.
  • elements of the fifth period of the periodic table such as Zr, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, etc.
  • elements of the sixth period of the periodic table A film containing an element such as Ba, Hf, Ta, W, Re, lr, or Pt may be formed.
  • Examples of the metal raw material to be adsorbed on the surface of the wafer W include a case where an organic metal compound or an inorganic metal compound of these metal elements is used as a reaction gas (raw material gas).
  • Specific examples of the metal raw material include, in addition to TiCl 4 described above, BTBAS ((Bistial Butylamino) silane), DCS (Dichlorosilane), HCD (Hexadichlorosilane), TMA (Trimethylaluminum), 3DMAS (Trisdimethyl). Aminosilane) and the like.
  • reaction to obtain a desired film by reacting the raw material gas adsorbed on the surface of the wafer W for example, an oxidation reaction using O 2 , O 3 , H 2 O, etc., H 2 , HCOOH, CH 3 COOH Reduction reaction using alcohols such as organic acids such as CH 3 OH, C 2 H 5 OH, etc., carbonization reaction using CH 4 , C 2 H 6 , C 2 H 4 , C 2 H 2 etc., NH 3
  • various reactions such as a nitriding reaction using NH 2 NH 2 , N 2 or the like may be used.
  • three types of reactive gases or four types of reactive gases may be used as the reactive gases.
  • three kinds of reaction gases may be deposited strontium titanate (SrTiO 3), and Sr (THD) 2 (strontium bis tetramethylheptanedionate isocyanatomethyl), for example Sr material, Ti (OiPr) 2 (THD) 2 (titanium bisisopropoxide bistetramethylheptanedionate) that is a Ti raw material and ozone gas that is an oxidizing gas thereof are used.
  • the gas is switched in the order of Sr source gas ⁇ replacement gas ⁇ oxidation gas ⁇ replacement gas ⁇ Ti source gas ⁇ replacement gas ⁇ oxidation gas ⁇ replacement gas.
  • the circular wafer W has been described as the substrate on which the film formation process is performed, the present invention may be applied to, for example, a rectangular glass substrate (LCD substrate).
  • a titanium nitride film and an ammonia gas were supplied into the processing space 313 to form a titanium nitride film, and the in-plane uniformity was measured.
  • A. Experimental conditions Example 1 As shown in FIG. 2 and FIG. 10, titanium nitride is formed using a top plate member 31 including a central gas discharge part 4 b, a gas dispersion part 4 a, and an ambient gas supply part 5 including an annular part. A film was formed. The film thickness of the formed film was measured with a spectroscopic ellipsometric film thickness meter, and the in-plane uniformity (Mm value) was calculated by the following equation (1).
  • Example 2 As shown in FIG. 12, without providing an annular part as the surrounding gas supply part 5, the central gas discharge part 4b and the surrounding gas supply part 5 including the gas dispersion part 4a are arranged. A titanium nitride film was formed using the member 31, and the in-plane uniformity was calculated by the same method as in Example 1. The arrangement of the gas dispersion part 4a when the top plate member 31 is viewed in a plane is the same as that of the gas dispersion part 4a shown in FIG. (Comparative example 1) As shown in FIG. 14, it forms into a film using the top plate member 31 provided with the one gas supply path 312 opened toward the center part of a lower surface side, and is the same method as Example 1 The in-plane uniformity was calculated.
  • FIGS. 15 (a) to 15 (c) show the film thickness displacement of the films formed in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, respectively.
  • the horizontal axis represents the position in the diameter direction of the wafer W
  • the vertical axis represents the relative change in film thickness with respect to the Mm value.
  • the Mm value is 2.2% in Example 1 in which the gas dispersion part 4a is arranged in the surrounding gas supply part 5 formed of an annular part.
  • the Mm value is 4.1%, and high in-plane uniformity within 5% is achieved in all cases. It was. Further, when Example 1 and Example 2 are compared, the in-plane uniformity of Example 1 in which the gas dispersion part 4a is arranged inside the surrounding gas supply part 5 is high.
  • Comparative Example 1 in which the gas is supplied from the opening provided in the central portion of the top plate member 31, the film thickness at the lower position of the opening to which the gas is supplied is the largest, and as it goes toward the outer peripheral side of the wafer W, A mountain-shaped film thickness distribution in which the film thickness decreases rapidly was confirmed.
  • the Mm value of Comparative Example 1 was 11%, which was more than twice the required value (5%). This is presumably because the amount of adsorption of the source gas has changed between the region where the reaction gas reaches the wafer W at a high speed and the region outside the region.

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Abstract

【課題】反応ガスの分散性が高く、面内均一性の良好な膜を成膜可能な成膜装置を提供する。 【解決手段】真空雰囲気である処理室内の載置部２と天井部３１との間に載置される基板Ｗに対して複数種類の反応ガスや置換用のガスを順番に供給して成膜処理を行う成膜装置において、中央ガス吐出部４ｂは、基板Ｗの中央部上方に配置され、横方向外側に向けてガスを広げるためのガス吐出口４２が形成され、周囲ガス供給部５は、前記中央ガス吐出部４ｂを囲むように配置され、平面でみたときに基板Ｗの外周側及び中央部側に向けて各々横方向にガスを広げるように周方向に沿って形成された複数のガス吐出口５１１、５１２を有する。

Description

成膜装置
　本発明は、基板に対して互いに反応する複数種類の反応ガスを順番に供給して膜を形成する成膜装置に関する。
　基板である例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」と言う）に膜を成膜する手法として、互いに反応する複数種類の反応ガスをウエハに対して順番に供給するいわゆるＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＭＬＤ（Ｍｕｌｔｉ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などと呼ばれる方法が知られている。
　このような成膜方法においてウエハに反応ガスを供給する種々のガス供給機構が提案されている。例えば特許文献１には、中央から外周に向けて末広がりの形状の傾斜面構造を有する分散ガイドの中央部に、円筒型の中間分散体を配置し、この中間分散体の側面及び底面の各々に複数設けられた開孔を介して分散ガイド内にガスを導入する薄膜形成装置が記載されている。
　また引用文献２には、中央から外周に向けて末広がりの形状の傾斜面構造を有すると共に、この傾斜面の傾きが異なる２つのホーンを入れ子状に配置し、内側のホーン及び内側のホーンと外側のホーンとに囲まれた空間から各々ガスを下方側へ向けて導入する気相成長装置が記載されている。
　一方で近年は、ナノメートルのオーダーで成膜される膜のウエハ面内における均一性（例えば後述のＭ－ｍ値）を５％程度以内とすることが要求される場合がある。しかしながら、引用文献１、２に記載されているように、分散ガイドやホーンの中央部から集中的に反応ガスを供給する手法では、このような高精度な面内均一性を実現することが難しい。
特開２００５－１１３２６８号公報：段落００７１、図１Ａ、１Ｂ 特開平７－２２３２３号公報：段落０００３、００１８、図１、８
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、反応ガスの分散性が高く、面内均一性の良好な膜を成膜可能な成膜装置を提供することにある。
　本発明に係る成膜装置は、真空雰囲気である処理室内の基板に対して互いに反応する複数種類の反応ガスを順番に供給し、一の反応ガスの供給と次の反応ガスの供給との間に置換用のガスを供給して成膜処理を行う成膜装置において、
　前記処理室に設けられ、基板が載置される載置部と、
　前記載置部に対向して設けられ、中央から外周に向けて末広がりの形状の傾斜面構造を有する天井部と、
　前記処理室内の真空排気を行う排気部と、
　前記載置部に載置された基板の中央部上方に配置され、横方向外側に向けてガスを広げるためのガス吐出口が形成された中央ガス吐出部と、
　前記基板の中央部よりも外周側の部位の上方であって、当該基板の周縁上方よりも中央よりの位置にて前記中央ガス吐出部を囲むように配置された周囲ガス供給部と、を備え、
　前記周囲ガス供給部は、平面でみたときに基板の外周側及び中央部側に向けて各々横方向にガスを広げるように周方向に沿って形成された複数のガス吐出口を有することを特徴とする。
　上述の成膜装置は以下の特徴を備えていてもよい。　
　（ａ）前記中央ガス吐出部のガス吐出口は、横方向外側に向けてガスを吐出するように周方向に沿って形成されていること。また、前記周囲ガス供給部のガス吐出口は、前記基板の外周側及び中央部側に向けて各々横方向にガスを吐出するように形成されていること。
　（ｂ）前記周囲ガス供給部は、前記中央ガス吐出部を囲むように環状に形成された環状部を備え、前記ガス吐出口は、当該環状部の内周面側及び外周面側に各々周方向に沿って間隔をおいて形成されていること。　
　（ｃ）（ｂ）において前記環状部は、中空状に形成され、この環状部内に周方向に間隔をおいて設けられた複数のガス分散部を備えていること。また各ガス分散部は、当該ガス分散部の周方向に沿って間隔をおいて設けられ、前記環状部内にガスを流出するための複数のガス吐出口を備えていること。
　（ｄ）前記周囲ガス供給部は、前記中央ガス吐出部を囲むように互いに間隔をおいて配置された複数のガス分散部からなり、前記ガス吐出口は各ガス分散部の周方向に沿って間隔をおいて複数形成されていること。
　（ｅ）前記中央ガス吐出部またはガス分散部は、前記天井部から処理室内へ向けて突出し、周方向に沿って間隔をおいてガス吐出口が複数形成されたヘッド部と、このヘッド部内に、前記ガス吐出口が並ぶ方向に沿って旋回するガスの旋回流を形成する旋回流形成部と、を備えること。
　本発明は、基板の中央部上方に配置された中央ガス吐出部からは横方向外側へ向けて広がるようにガスが吐出され、また前記中央部よりも外周側の上方であって、当該基板の周縁上方よりも中央よりの位置にて前記中央ガス吐出部を囲むように配置された周囲ガス供給部からは、平面でみたときに基板の外周側及び中央部側に向けて各々横方向に広がるようにガスが吐出される。この結果、前記天井部の下方側の空間内に均一に反応ガスが供給されるので、面内均一性の高い膜を基板上に成膜することができる。
本発明に係わる成膜装置の縦断面図である。 前記成膜装置の一部拡大縦断面図である。 前記成膜装置に設けられている天板部材の斜視図である。 前記天板部材に設けられているガス分散器の断面図である。 前記ガス分散器他の例を示す断面図である。 前記成膜装置の作用を示す第１の説明図である。 前記成膜装置の作用を示す第２の説明図である。 前記成膜装置の作用を示す第３の説明図である。 前記成膜装置の作用を示す第４の説明図である。 前記天板部材に設けられたガス吐出部からガスが供給される様子を示した説明図である。 環状部からなる周囲ガス供給部の他の例を示す平面図である。 他の例に係わる成膜装置の縦断側面図である。 さらに他の例に係わる成膜装置の縦断側面図である。 比較例に係わる成膜装置の縦断側面図である。 実施例及び比較例に係わる成膜結果を示す説明図である。
　本発明の実施の形態に係わる成膜装置の構成について、図１～図４、図１０を参照して説明する。本成膜装置は、成膜対象となる円形の基板であり、例えば直径が３００ｍｍのウエハＷの表面に、互いに反応する塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガス（原料ガス）とアンモニア（ＮＨ３）ガス（窒化ガス）とを交互に供給してＡＬＤ（ＭＬＤ）法により窒化チタン（ＴｉＮ）膜を成膜する装置として構成されている。
　図１、図２に示すように成膜装置は、アルミニウム等の金属により構成され、平面形状が概ね円形の真空容器であり、処理室を構成する処理容器１と、この処理容器１内に設けられ、ウエハＷが載置される載置台（載置部）２と、載置台２と対向するように設けられ、載置台２との間に処理空間３１３を形成するための天板部材３１と、を備えている。処理容器１の側面には、載置台２との間でウエハＷの受け渡しを行う際に、外部の真空搬送路に設けられたウエハ搬送機構を処理容器１内に進入させるための搬入出口１１と、この搬入出口１１を開閉するゲートバルブ１２とが設けられている。
　前記搬入出口１１よりも上部側の位置には、アルミニウム等の金属からなり、縦断面の形状が角型のダクトを円環状に湾曲させて構成した排気ダクト１３が、処理容器１の本体を構成する側壁の上に積み重なるように設けられている。排気ダクト１３の内周面には、周方向に沿って伸びるスリット状の開口部１３１が形成されており、処理空間３１３から流れ出たガスはこの開口部１３１を介して排気ダクト１３内に排気される。排気ダクト１３の外壁面には排気口１３２が形成されており、この排気口１３２には真空ポンプなどからなる排気部６５が接続されている。排気口１３２や排気部６５は、処理空間３１３内の真空排気を行う排気部に相当する。
　処理容器１内には、前記排気ダクト１３の内側の位置に、載置台２が配置されている。載置台２は、ウエハＷよりも一回り大きい円板からなり、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、石英ガラス（ＳｉＯ２）等のセラミックスやアルミニウム（Ａｌ）、ハステロイ（登録商標）等の金属により構成されている。載置台２の内部には、ウエハＷを例えば３５０℃～４５０℃の成膜温度に加熱するためのヒーター２１が埋設されている。また必要に応じて、ウエハＷを当該載置台２の上面側の載置領域内に固定するための図示しない静電チャックが設けられても良い。なお、図１以外の縦断面図においてはヒーター２１の記載は省略してある。
　この載置台２には、前記載置領域の外周側の領域、及び載置台２の側周面を周方向に亘って覆うように構成されたカバー部材２２が設けられている。カバー部材２２は例えばアルミナなどからなり、上下端が各々開口する概略円筒形状に形成されると共に、その上端部は、周方向に亘って、内側に向かって水平方向に屈曲している。この屈曲部は、載置台２の周縁部にて係止されており、当該屈曲部の厚み寸法は、ウエハＷの厚み寸法（０．８ｍｍ）よりも厚く、例えば１ｍｍ～５ｍｍの範囲内の３ｍｍとなっている。
　載置台２の下面側中央部には、載置台２の底面を貫通し、上下方向に伸びる支持部材２３が接続されている。この支持部材２３の下端部は、処理容器１の下方側に水平に配置された板状の支持板２３２を介して昇降機構２４に接続されている。昇降機構２４は、搬入出口１１から進入してきたウエハ搬送機構との間でウエハＷを受け渡す受け渡し位置（図１に一点鎖線で記載してある）と、この受け渡し位置の上方側であって、ウエハＷへの成膜が行われる処理位置との間で載置台２を昇降させる。
　この支持部材２３が貫通する載置台２の底面と、支持板２３２との間には、処理容器１内の雰囲気を外部と区画し、支持板２３２の昇降動作に伴って伸び縮みするベローズ２３１が、前記支持部材２３を周方向の外部側から覆うように設けられている。
　載置台２の下方側には、外部のウエハ搬送機構とのウエハＷの受け渡し時に、ウエハＷを下面側から支持して持ち上げる例えば３本の支持ピン２５が設けられている。支持ピン２５は、昇降機構２６に接続されて昇降自在となっており、載置台２を上下方向に貫通する貫通孔２０１を介して載置台２の上面から突没することにより、ウエハ搬送機構との間でのウエハＷの受け渡しを行う。
　排気ダクト１３の上面側には、円形の開口を塞ぐように円板状の支持板３２が設けられており、これら排気ダクト１３と支持板３２との間には処理容器１内を気密に保つためのＯリング１３３が設けられている。支持板３２の下面側には、後述の処理空間３１３に反応ガスや置換ガスを供給するための金属製の天板部材３１が設けられており、天板部材３１はボルト３２３によって支持板３２に支持固定されている。
　天板部材３１の下面側には凹部が形成されており、この凹部の中央側の領域は平坦になっている。この平坦な領域の外周側には、中央側から外周側へ向けて末広がりの形状の傾斜面が形成されている。この傾斜面のさらに外側には、平坦なリム３１４が設けられている。
　載置台２を処理位置まで上昇させたとき、天板部材３１は、載置台２に設けられたカバー部材２２の上面と、リム３１４の下面とが隙間を介して互いに対向するように配置される。天板部材３１の凹部と載置台２の上面とによって囲まれた空間は、ウエハＷに対する成膜が行われる処理空間３１３となる。前記凹部が設けられた天板部材３１は、本成膜装置の天井部を構成している。
　また図２に示すように、天板部材３１のリム３１４の下面と、カバー部材２２の屈曲部の上面との間には高さｈの隙間が形成されるように処理位置の高さ位置が設定されている。前記排気ダクト１３の開口部１３１は、この隙間に向けて開口している。リム３１４とカバー部材２２との隙間の高さｈは、例えば０．２ｍｍ～１０．０ｍｍの範囲の０．５ｍｍに設定される。
　天板部材３１を下方側から平面でみたとき、凹部の中央部には処理空間３１３内へガスを吐出する中央ガス吐出部４ｂが設けられており、またこの中央ガス吐出部４ｂの周囲には、例えば８個のガス分散部４ａが間隔をおいて円環状に配置されている。本成膜装置において、これら中央ガス吐出部４ｂ、ガス分散部４ａは共通の構造を有するガス分散器４によって構成されている。以下、図４（ａ）～（ｃ）の断面図を参照しながらガス分散器４の構造を説明する。ここで、図４（ａ）～（ｃ）には、後述の周囲ガス供給部５によって覆われたガス分散部４ａの断面図が示されているが、本例の中央ガス吐出部４ｂは周囲ガス供給部５によって覆われていない点以外は、ガス分散部４ａと共通の構成を備えている。
　図４（ｂ）に示すようにガス分散器４は、内部が中空の円筒形状のヘッド部４１と、ヘッド部４１の上面側に形成された開口を塞ぐようにヘッド部４１上に設けられ、ガスを旋回流にしてヘッド部４１内に導入する旋回流形成部４０と、を備えている。
　ヘッド部４１は、扁平な円筒形状の金属製の部材であり、天板部材３１の下面から下方側へ向けて突出するように前記凹部内に設けられている。円筒形状のヘッド部４１の側面には、周方向に間隔をおいて設けられた複数のガス吐出口４２が形成されている。ガス吐出口４２は例えば３個以上設けることが好ましく、本例では８個設けられている。また、ヘッド部４１の下面は塞がれていてガス吐出口４２が設けられていない一方、ヘッド部４１の上面側は開口していて、旋回流形成部４０に接続されている。
　旋回流形成部４０は、筒状の外筒部４３の内側に、この外筒部４３よりも直径の小さな内筒部４４を配置した二重円筒形状の金属製の部材であり、外筒部４３の下端部と内筒部４４の下端部とは連結部４５１によって連結されている。また、内筒部４４の上端部は外筒部４３の上端部よりも上方側に伸び出すように突出している。一方、天板部材３１側には内筒部４４の上端部や外筒部４３の外面形状に沿うように形成された挿入孔が設けられている。
　そして、外筒部４３及び内筒部４４が天板部材３１の挿入孔内に挿入されることにより、予め設定された位置に各ガス分散器４が配置される。例えば外筒部４３の外周面と前記挿入孔の内周面には各々、不図示の雄ネジ、雌ネジが切ってあり、これにより挿入孔内に挿入された外筒部４３が天板部材３１に支持、固定される。
　内筒部４４の上面は、天板部材３１内に形成されたガス供給路３１２に向けて開口しており、この開口部を介して内筒部４４内にガスが流れ込む。一方、内筒部４４の下端部から内筒部４４の長さ方向３分の１程度の上方側の高さ位置には仕切板４４１が設けられており、内筒部４４内に流れ込んだガスが直接、ヘッド部４１へと流れ出ないようになっている。
　仕切板４４１の上方側の内筒部４４の壁部には、内筒部４４と外筒部４３との間に形成される環状空間４５にガスを導入するための上部側導入路４４２が設けられている。環状空間４５は、内筒部４４の外周面と外筒部４３の内周面と連結部４５１の上面と挿入孔の壁面（天板部材３１）とに囲まれた空間であり、ガス供給路３１２から上部側導入路４４２を介して環状空間４５内にガスが導入される。
　前記仕切板４４１の下方側の内筒部４４の壁部には、環状空間４５内のガスを仕切板４４１の下方側に導入するための下部側導入路４６が形成されている。図４（ａ）に、下部側導入路４６が形成されているＡ-Ａ’位置の横断面を示すように、下部側導入路４６は内筒部４４の内壁の接線方向に沿ってガスを導入するように、例えば４本形成されている。下部側導入路４６から内筒部４４内に進入したガスは、内筒部４４の内壁に沿って仕切板４４１の下方側の空間を流れ、これにより旋回流が形成される。ここで、図４（ａ）の横断面図には、上部側導入路４４２の形成される位置が破線で示されている。なお、下部側導入路４６は複数本設けなくてもよく、例えば１本の下部側導入路４６にて、内筒部４４の内壁の接線方向に沿ってガスを導入するだけでも旋回流を形成することはできる。
　仕切板４４１の下方側の内筒部４４には、下方側へ向けて次第に広がる末広がりの形状の案内壁４７が形成されており、下部側導入路４６から導入されたガスの旋回流は、この案内壁４７に案内されてその径を徐々に広げながらヘッド部４１内に流れ込む。この結果、ヘッド部４１内に流れ込んだガスは、図４（ｃ）に示すようにガス吐出口４２の並ぶ方向に沿ってヘッド部４１の側壁の内側を旋回し、各ガス吐出口４２から横方向へ向けて均一にガスが吐出される。なお、ガス分散器４に旋回流形成部４０を設けることは必須ではなく、例えば図５に示すようにガス供給路３１２の下端の開口部から直接ヘッド部４１内にガスが導入されてもよい。
　上記構成を備えたガス分散器４は、図３、図１０に示すように、中央部に１個設けられた中央ガス吐出部４ｂと、この中央ガス吐出部４ｂを周方向に沿って囲むように互いに間隔をおいて円環状に配置された８個のガス分散部４ａとを各々構成している。そして円環状に配置されたガス分散部４ａは、共通の周囲ガス供給部５によって覆われている。本例では、８個のガス分散部４ａが設けられているが、ガス分散部４ａは、少なくとも３個設けられていればよい。
　周囲ガス供給部５は、当該周囲ガス供給部５の内周壁５２及び外周壁５３を備える扁平な二重円筒状の部材（環状部）であり、これら内周壁５２と外周壁５３とに挟まれた空間の下面は、底板５４で塞がれている。一方、内周壁５２と外周壁５３とに挟まれた空間の上面は開口しており、内周壁５２の上端及び外周壁５３の上端部は、各々天板部材３１の下面側に形成された溝部内に挿入されている。例えば内周壁５２の上端部の内周面や外周壁５３の上端部の外周面には雄ネジが切られており、これら内周壁５２、外周壁５３の上端部が挿入される溝部には雌ネジが切られていて、これにより溝部内に挿入された内周壁５２や外周壁５３が天板部材３１に支持、固定される。
　図３、図１０に示すように、内周壁５２及び外周壁５３は、これらの周壁５２、５３によって挟まれた空間の平面形状が、ガス分散部４ａが円環状に配置された領域に対応した形状となるように形成されている。そして、周囲ガス供給部５が天板部材３１の下面に取り付けられることにより、中空状の周囲ガス供給部５の内側（内周壁５２、外周壁５３、底板５４及び天板部材３１で囲まれた空間内）に各ガス分散部４ａが配置される（図２、図４（ｂ））。
　図３、図４（ｂ）、図１０に示すように、内周壁５２、外周壁５３には、天板部材３１に支持された基端部側（上部側）の位置に、横方向に伸びるスリット状のガス吐出口５１１、５１２が、各周壁５２、５３の周方向に沿って、互いに間隔をおいて複数形成されている。各ガス分散部４ａから周囲ガス供給部５内に流入したガスは、この周囲ガス供給部５内を拡散し、各ガス吐出口５１１、５１２から横方向に吐出されて処理空間３１３に流れ込む。
　ここで図２に示すように、中央ガス吐出部４ｂの中心から、周囲ガス供給部５の内周壁５２までの水平方向の距離をｘ１、外周壁５３までの水平方向の距離をｘ２（ｘ２＞ｘ１）、ウエハＷの半径をｒとしたとき、ｘ１／ｒの値が０．１３～０．６の範囲、ｘ２／ｒの値が０．２６～０．７３の範囲となるように周囲ガス供給部５を構成することが好ましい。ｘ１／ｒの値が０．１３よりも小さいまたは、ｘ２／ｒの値が０．２６よりも小さい場合はウエハＷの中心部のガス濃度が高くなりすぎてしまい好ましくない。また、ｘ１／ｒの値が０．６よりも大きいまたは、ｘ２／ｒの値が０．７３よりも大きい場合はウエハＷの周辺部のガス濃度が高くなりすぎてしまい好ましくない。中央ガス吐出部４ｂ、周囲ガス供給部５の内周壁５２側、外周壁５３側に各々設けられたガス吐出口４２、５１１、５１２より、ウエハＷの直径方向に離れた位置にガスが吐出されることにより、広い範囲に均一にガスが供給される。
　また、載置台２上のウエハＷの上面から、中央ガス吐出部４ｂのガス吐出口４２までの高さｔ１、及び周囲ガス供給部５のガス吐出口５１１、５１２までの高さｔ２は、１０～５０ｍｍ程度であり、より好ましくは１５～２０ｍｍ程度に設定される。この高さが５０ｍｍよりも大きくなると、ガスの置換効率が低下する一方、１０ｍｍよりも小さくなると、中央ガス吐出部４ｂや周囲ガス供給部５を設けるスペースがなくなったり、処理空間３１３内をガスが流れにくくなったりする。
　中央ガス吐出部４ｂ、ガス分散部４ａが設けられた天板部材３１には、図２に示すように、各ガス分散器４（中央ガス吐出部４ｂ、ガス分散部４ａ）へガスを供給するためのガス供給路３１２が形成されている。これらのガス供給路３１２は、天板部材３１の上面と支持板３２の下面との間に形成されたガスの拡散空間３１１に接続されている。
　図１に示すように支持板３２には、前記拡散空間３１１にアンモニアガス及び置換用の窒素ガスを供給するためのアンモニア供給路３２１、及び同じく拡散空間３１１に塩化チタンガス及び置換用の窒素ガスを供給するための塩化チタン供給路３２２が形成されている。アンモニア供給路３２１及び塩化チタン供給路３２２は、配管を介してアンモニアガス供給部６２、塩化チタンガス供給部６４に接続されており、これらの配管は、各々途中で分岐して窒素ガス供給部６１、６３に接続されている。各配管には、ガスの給断を行う開閉バルブ６０２と、ガス供給量の調整を行う流量調整部６０１とが設けられている。なお図示の便宜上、図１において窒素ガス供給部６１、６３は別々に示したが、これらは共通の窒素供給源を用いてもよい。
　以上に説明した構成を備えた成膜装置は、図１に示すように制御部７と接続されている。制御部７は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には成膜装置の作用、即ち載置台２上に載置されたウエハＷを処理位置まで上昇させ、処理空間３１３内に予め決められた順番で反応ガス及び置換用のガスを供給してＴｉＮの成膜を実行し、成膜が行われたウエハＷを搬出するまでの制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
　続いて、本成膜装置の作用について図６～図１０を参照しながら説明する。はじめに、予め処理容器１内を真空雰囲気に減圧した後、載置台２を受け渡し位置まで降下させる。そして、ゲートバルブ１２を開放し、ウエハ搬送機構の搬送アームを進入させ、支持ピン２５との間でウエハＷの受け渡しを行う。しかる後、支持ピン２５を降下させ、ヒーター２１によって既述の成膜温度に加熱された載置台２上にウエハＷを載置する。
　次いで、ゲートバルブ１２を閉じ、載置台２を処理位置まで上昇させると共に、処理容器１内の圧力調整を行った後、塩化チタンガス供給部６４より塩化チタンガスを供給する（図６）。供給された塩化チタンガスは、塩化チタン供給路３２２→拡散空間３１１→ガス供給路３１２を介して、各ガス分散部４ａ、中央ガス吐出部４ｂへ流れ込む。
　中央ガス吐出部４ｂ内に流れ込んだ塩化チタンガスは、ガス吐出口４２を介して処理空間３１３に供給される。一方、各ガス分散部４ａ内に流れ込んだ塩化チタンガスは、ヘッド部４１を介して周囲ガス供給部５内に流入し、さらに周囲ガス供給部５に形成されたガス吐出口５１１、５１２を介して処理空間３１３内に供給される。
　処理空間３１３に供給された塩化チタンガスは、天板部材３１の中央部側から外周部側へ向け、処理空間３１３を径方向に放射状に広がっていく。また、処理空間３１３内を流れる塩化チタンガスは、下方側に向けても広がり、載置台２上のウエハＷの表面に接触すると、塩化チタンガスはウエハＷに吸着する。そして、処理空間３１３内を流れ、リム３１４とカバー部材２２との間の隙間に到達した塩化チタンガスは、当該隙間から処理容器１内に流れ出た後、排気ダクト１３を介して外部へ排出される。
　次に、塩化チタンガスの供給を停止すると共に、窒素ガス供給部６３から置換用のガスである窒素ガスを供給する（図７）。窒素ガスは、塩化チタンガスと同様の経路を通って処理空間３１３内に供給され、当該経路及び処理空間３１３内の塩化チタンガスが窒素ガスと置換される。
　その後、窒素ガスの供給を停止し、アンモニアガス供給部６２からアンモニアガスを供給する（図８）。供給されたアンモニアガスは、アンモニア供給路３２１→拡散空間３１１→ガス供給路３１２を介して、各ガス分散部４ａ、中央ガス吐出部４ｂへ流れ込む。そして、中央ガス吐出部４ｂからは直接、ガス分散部４ａからは周囲ガス供給部５を介して処理空間３１３内にアンモニアガスが供給される点は、塩化チタンガスの場合と同様である。
　処理空間３１３内を流れるアンモニアガスがウエハＷの表面に到達すると、先にウエハＷに吸着している塩化チタンガスの成分を窒化して窒化チタンが形成される。しかる後、ガス供給路３１２に供給されるガスを窒素ガス供給部６１からの置換用の窒素ガスに切り替えて、アンモニアガスの供給経路及び処理空間３１３内のアンモニアガスを窒素ガスと置換する（図９）。
　このようにして、塩化チタンガス→窒素ガス→アンモニアガス→窒素ガスの順番で反応ガス（塩化チタンガス、アンモニアガス）と置換用のガス（窒素ガス）とを繰り返し供給することにより、ウエハＷの表面に窒化チタン（ＴｉＮ）の分子層が積層され、窒化チタンの膜が成膜される。
　次に、図１０を参照しながら、これら反応ガスや置換用のガスの供給時における中央ガス吐出部４ｂ、ガス分散部４ａ及び周囲ガス供給部５の作用を説明する。まず、ガス供給路３１２から中央ガス吐出部４ｂに供給されたガスは、ヘッド部４１の周方向に沿って間隔をおいて設けられた複数のガス吐出口４２から、横方向外側へ向けて処理空間３１３内に均一に吐出される。
　一方、ガス供給路３１２から各ガス分散部４ａに供給されたガスは、中央ガス吐出部４ｂの場合と同様にヘッド部４１の周方向に沿って間隔をおいて設けられたガス吐出口４２から、横方向外側へ向けて周囲ガス供給部５内に均一に流出する。
　周囲ガス供給部５内に流出したガスは、当該周囲ガス供給部５の空間内を広がり、内周壁５２（内周面）の周方向に沿って間隔をおいて設けられたガス吐出口５１１からは、中央ガス吐出部４ｂが配置されている方向へ向けて横方向に均一にガスが吐出される。また外周壁５３（外周面）の周方向に沿って間隔をおいて設けられたガス吐出口５１２からは、ウエハＷの外周側へ向けて横方向に均一にガスが吐出される。
　図１０には、天板部材３１を下面側からみたとき、中央ガス吐出部４ｂ、ガス分散部４ａ及び周囲ガス供給部５からガスが吐出される様子を破線で示し、またこの天板部材３１の下方側に配置されるウエハＷの外縁を一点鎖線で示してある。ウエハＷとの位置関係に基づいて説明すると、中央ガス吐出部４ｂは、載置台２上のウエハＷの中央部の上方に配置され、この位置から横方向外側へ向けてガスを吐出する。周囲ガス供給部５はウエハＷの中央部よりも外周側の部位の上方であって、当該ウエハＷの周縁上方よりも中央よりの位置にて、内周面（内周壁５２）側のガス吐出口５１１はウエハＷの中央部側に向けて横方向にガスを吐出し、外周面（外周壁５３）側のガス吐出口５１２はウエハＷの外周側に向けて横方向にガスを吐出する。
　このように処理空間３１３には、ウエハＷの径方向に互いに離れた位置に設けられた中央ガス吐出部４ｂとこの中央ガス吐出部４ｂを囲む周囲ガス供給部５とから分散して均一にガスが供給される。そして、このように多数のガス吐出口４２、５１１、５１２から分散して横方向にガスを供給することにより、反応ガス（塩化チタンガス、アンモニアガス）の場合には、各ガス吐出口４２、５１１、５１２から吐出されるガスの流量が小さくなる。この結果、ウエハＷの表面に到達する際の反応ガスの流速が低くなり、膜厚の面内均一性が向上する。
　一方、置換用のガス（窒素ガス）の場合には、処理空間３１３内の容量に対して十分な流量を供給することで、広い領域に予め分散させた状態でガスが供給されるので、処理空間３１３内の反応ガスを速やかに排除し、置換用のガスと置換することができる。
　こうして塩化チタンガスの供給とアンモニアガスの供給とを例えば数十回～数百回繰り返し、所望の膜厚の窒化チタンの膜を成膜したら、置換用の窒素ガスを供給して最後のアンモニアガスを排出した後、載置台２を受け渡し位置まで降下させる。そしてゲートバルブ１２を開いて搬送アームを進入させ、搬入時とは逆の手順で支持ピン２５から搬送アームにウエハＷを受け渡し、成膜後のウエハＷを搬出させた後、次のウエハＷの搬入を待つ。
　本実施の形態に係わる成膜装置によれば以下の効果がある。ウエハＷの中央部上方に配置された中央ガス吐出部４ｂからは横方向外側へ向けてガスが吐出され、また前記中央部よりも外周側の上方であって、ウエハＷの周縁上方よりも中央よりの位置にて、中央ガス吐出部４ｂを囲むように配置された周囲ガス供給部５からは、平面でみたときにウエハＷの外周側及び中央部側に向けて各々横方向にガスが吐出される。この結果、天板部材３１の下方側の処理空間３１３内に均一に低速の反応ガスが供給されるので、面内均一性の高い膜をウエハＷ上に成膜することができる。
　ここで図１１に示した例のように、周囲ガス供給部５ａは周方向に分割された平面形状が扇型の分割ユニット５０を周方向に環状に並べた構成としてもよい。また、図１０や図１１には、これら周囲ガス供給部５、５ａを１つの仮想円の周上に設けた例を示したが、これら周囲ガス供給部５、５ａを同心円状に複数個配置し、各周囲ガス供給部５、５ａ内に複数のガス分散部４ａを円環状に配置してもよい。
　また周囲ガス供給部５、５ａとして、扁平な二重円筒状の部材（環状部）を設けることは、必須の要件ではなく、図１２の成膜装置に示すように、中央ガス吐出部４ｂを周方向に囲むように互いに間隔をおいて円環状に配置されたガス分散部４ａを処理空間３１３内に剥き出しの状態で設けてもよい。この場合には、これらガス分散部４ａが周囲ガス供給部５に相当する。また、これとは反対に、周囲ガス供給部５の内側にガス分散部４ａ設けずに、ガス供給路３１２の下端の開口部から直接、周囲ガス供給部５の内部の空間に向けてガスを供給してもよい（図１３）。
　この他、ガス分散器４のヘッド部４１に設けられた吐出口４２の構成は、図４に例示したものに限られない。例えばヘッド部４１の側面の周方向に伸びる１本のスリットを形成し、このヘッド部４１の側面を網目状の部材で覆い、各網目をガス吐出口として構成してもよい。さらに、中央ガス吐出部４ｂを複数個のガス分散器４にて構成してもよく、ウエハＷの中央部上方であって周囲ガス供給部５の内側の集中した領域に、複数個のガス分散器４を配置することにより中央ガス吐出部４ｂを構成してもよい。
　また、ガス分散器４にヘッド部４１を設けることも必須の要件ではなく、図４（ａ）、（ｂ）に示した旋回流形成部４０だけを用いてガス分散器を構成してもよい。このように旋回流形成部４０のみからなるガス分散器を中央ガス吐出部として用いる場合には、下部側導入路４６の出口（ガス）から吐出されたガスは、旋回流を形成しながら横方向外側に向けて広がる。またこのガス分散器（旋回流形成部４０）を、環状部の設けられていない周囲ガス供給部のガス分散部として用いる場合には、中央ガス吐出部を囲むように互いに間隔をおいて配置された複数のガス分散器の各々から旋回流を形成しながらガスが吐出される。そして、各旋回流のガスが横方向に広がって合流し、平面でみたときにウエハＷの外周側および中央部側に向けてガスが広がることになる。これらの場合には、旋回流形成部４０の下端の開口がガス吐出口となる。
　この他、天板部材３１の形状についても図１、図２等に示した例に限定されず、例えば凹部の中央に平坦な領域を設けず、凹部の中心から周縁へ向け広がる傾斜面に周囲ガス供給部５を設けてもよい。また、リム３１４が形成されていない天板部材３１を用いてもよいことは勿論である。
　さらに本発明の成膜装置では、既述のＴｉＮ膜の成膜の他に、金属元素、例えば周期表の第３周期の元素であるＡｌ、Ｓｉ等、周期表の第４周期の元素であるＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ等、周期表の第５周期の元素であるＺｒ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ等、周期表の第６周期の元素であるＢａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、ｌｒ、Ｐｔ等の元素を含む膜を成膜してもよい。ウエハＷ表面に吸着させる金属原料としては、これらの金属元素の有機金属化合物や無機金属化合物などを反応ガス（原料ガス）として用いる場合が挙げられる。金属原料の具体例としては、上述のＴｉＣｌ４の他に、ＢＴＢＡＳ（（ビスターシャルブチルアミノ）シラン）、ＤＣＳ（ジクロロシラン）、ＨＣＤ（ヘキサジクロロシラン）、ＴＭＡ(トリメチルアルミニウム)、３ＤＭＡＳ（トリスジメチルアミノシラン）などが挙げられる。
　また、ウエハＷの表面に吸着した原料ガスを反応させて、所望の膜を得る反応には、例えばＯ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ等を利用した酸化反応、Ｈ２、ＨＣＯＯＨ、ＣＨ３ＣＯＯＨ等の有機酸、ＣＨ３ＯＨ、Ｃ２Ｈ５ＯＨ等のアルコール類等を利用した還元反応、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２等を利用した炭化反応、ＮＨ３、ＮＨ２ＮＨ２、Ｎ２等を利用した窒化反応等の各種反応を利用してもよい。
　更に、反応ガスとして、３種類の反応ガスや４種類の反応ガスを用いてもよい。例えば３種類の反応ガスを用いる場合の例としては、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）を成膜する場合があり、例えばＳｒ原料であるＳｒ（ＴＨＤ）２（ストロンチウムビステトラメチルヘプタンジオナト）と、Ｔｉ原料であるＴｉ（ＯｉＰｒ）２（ＴＨＤ）２（チタニウムビスイソプロポキサイドビステトラメチルヘプタンジオナト）と、これらの酸化ガスであるオゾンガスが用いられる。この場合には、Ｓｒ原料ガス→置換用のガス→酸化ガス→置換用のガス→Ｔｉ原料ガス→置換用のガス→酸化ガス→置換用のガスの順でガスが切り替えられる。また、成膜処理を行う基板として円形のウエハＷについて説明したが、例えば矩形のガラス基板（ＬＣＤ用基板）に対して本発明を適用してもよい。
　（実験）
　異なるタイプの天板部材３１を備えた成膜装置を用い、処理空間３１３内に塩化チタンガスとアンモニアガスを供給して窒化チタンの膜を成膜し、その面内均一性を測定した。　
Ａ．実験条件　
　（実施例１）　図２、図１０に示したように、中央ガス吐出部４ｂ、ガス分散部４ａ、及び環状部からなる周囲ガス供給部５を備えた天板部材３１を用いて窒化チタンの膜を成膜した。成膜された膜の膜厚を分光エリプソメトリー式の膜厚計により測定し、下記（１）式により面内均一性（Ｍ－ｍ値）を計算した。　
（Ｍ－ｍ値）＝｛（最大膜厚（Ｍ値）－最小膜厚（ｍ値））　
　　　　　　　　　　　／（２×平均膜厚）｝×１００（％）…（１）　
　（実施例２）　図１２に示すように、周囲ガス供給部５として環状部を設けずに、中央ガス吐出部４ｂと、ガス分散部４ａからなる周囲ガス供給部５とが配置された天板部材３１を用いて窒化チタンの膜を成膜し、実施例１と同様の手法により面内均一性を計算した。天板部材３１を平面でみたときのガス分散部４ａの配置は、図１０に示したガス分散部４ａと同様である。　
　（比較例１）　図１４に示すように、下面側の中央部に向けて開口する１本のガス供給路３１２を備えた天板部材３１を用いて成膜し、実施例１と同様の手法により面内均一性を計算した。
Ｂ．実験結果　
　実施例１、２及び比較例１にて成膜された膜の膜厚の変位を図１５（ａ）～（ｃ）に各々示す。各図の横軸は、ウエハＷの直径方向の位置であり、縦軸は、Ｍ－ｍ値に対する膜厚の相対的な変化を示している。
　図１５（ａ）、（ｂ）に示した結果によれば、環状部からなる周囲ガス供給部５内にガス分散部４ａを配置した実施例１ではＭ－ｍ値が２．２％となる一方、ガス分散部４ａを円環状に配置して周囲ガス供給部５を構成した実施例２ではＭ－ｍ値が４．１％となり、いずれも５％以内の高い面内均一性が達成された。また、実施例１と実施例２とを比較すると、周囲ガス供給部５の内側にガス分散部４ａを配置した実施例１の面内均一性が高くなっている。
　一方、天板部材３１の中央部に設けられた開口からガスを供給した比較例１では、ガスが供給される開口部の下方位置の膜厚が最も厚く、ウエハＷの外周側へ向かうに従って、膜厚が急激に薄くなる山状の膜厚分布が確認された。そして、比較例１のＭ－ｍ値は、１１％となり、要求値（５％）の２倍以上になった。これは、反応ガスが高速でウエハＷに到達する領域と、その外側の領域との間で原料ガスの吸着量が変化してしまったためであると考えられる。

Claims (8)

  1. 　真空雰囲気である処理室内の基板に対して互いに反応する複数種類の反応ガスを順番に供給し、一の反応ガスの供給と次の反応ガスの供給との間に置換用のガスを供給して成膜処理を行う成膜装置において、
    　前記処理室に設けられ、基板が載置される載置部と、
    　前記載置部に対向して設けられ、中央から外周に向けて末広がりの形状の傾斜面構造を有する天井部と、
    　前記処理室内の真空排気を行う排気部と、
    　前記載置部に載置された基板の中央部上方に配置され、横方向外側に向けてガスを広げるためのガス吐出口が形成された中央ガス吐出部と、
    　前記基板の中央部よりも外周側の部位の上方であって、当該基板の周縁上方よりも中央よりの位置にて前記中央ガス吐出部を囲むように配置された周囲ガス供給部と、を備え、
    　前記周囲ガス供給部は、平面でみたときに基板の外周側及び中央部側に向けて各々横方向にガスを広げるように周方向に沿って形成された複数のガス吐出口を有することを特徴とする成膜装置。
  2. 　前記中央ガス吐出部のガス吐出口は、横方向外側に向けてガスを吐出するように周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  3. 　前記周囲ガス供給部のガス吐出口は、前記基板の外周側及び中央部側に向けて各々横方向にガスを吐出するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  4. 　前記周囲ガス供給部は、前記中央ガス吐出部を囲むように環状に形成された環状部を備え、前記ガス吐出口は、当該環状部の内周面側及び外周面側に各々周方向に沿って間隔をおいて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
  5. 　前記環状部は、中空状に形成され、この環状部内に周方向に間隔をおいて設けられた複数のガス分散部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
  6. 　前記各ガス分散部は、当該ガス分散部の周方向に沿って間隔をおいて設けられ、前記環状部内にガスを流出するための複数のガス吐出口を備えていることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
  7. 　前記周囲ガス供給部は、前記中央ガス吐出部を囲むように互いに間隔をおいて配置された複数のガス分散部からなり、前記ガス吐出口は各ガス分散部の周方向に沿って間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  8. 　前記中央ガス吐出部またはガス分散部は、前記天井部から処理室内へ向けて突出し、周方向に沿って間隔をおいてガス吐出口が複数形成されたヘッド部と、このヘッド部内に、前記ガス吐出口が並ぶ方向に沿って旋回するガスの旋回流を形成する旋回流形成部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
     
     
     
     
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