(57)【要約】      （修正有）【課題】液体原料の気化不足による材料供給に起因するパーティクルの発生を低減し、気化器内のパーティクルやノズルの詰りの発生を抑制する事で当該詰りを原因とする装置稼働率の低下を防止する。【解決手段】基板を収容する処理室２０３と、液体原料を収容する液体原料収容部３００と、前記液体原料を気化する気化機構３０４と、前記気化機構と前記処理室を接続する液体原料ガス供給配管２５０ｈ，２５０ｊと、前記液体原料収容部と前記気化機構を接続する液体原料供給配管２５０ｅ，２５０ｆ，２５０ｇと、前記液体原料供給配管に設けられ、前記液体原料を加熱しつつ収容する予備加熱部３０２とを有する。【選択図】図２
2010212390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する処理室と、
液体原料を収容する液体原料収容部と、
前記液体原料を気化する気化機構と、
前記気化機構と前記処理室を接続する液体原料ガス供給配管と、
前記液体原料収容部と前記気化機構を接続する液体原料供給配管と、
前記液体原料供給配管に設けられ、前記液体原料を加熱しつつ収容する予備加熱部と、を有することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して成膜処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置の一例として、半導体製造装置があり、さらに半導体製造装置の一例として、縦型ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置が知られている。従来の縦型ＡＬＤ装置は、処理室へ成膜用の液体原料を供給する方法として気化器を使用する場合において、液体原料をリボンヒーター等により加熱された配管を介して気化器へ供給し、気化した液体原料ガスを加熱された配管を介して処理室へ供給して成膜を行う。
【０００３】
従来の成膜用の液体原料ガス供給を説明する基板処理炉の概略構成図を図５に示す。
図５に示すように、液体原料を収容する液体原料収容部３００には上流方向から順に配管３５０ａ、流量制御装置（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３０１ａ、配管３５０ｂ、開閉弁であるバルブ３５２ａ、液体原料を気化する気化器３０４、配管３５０ｃを介し、キャリアガス（Ｎ２ガス）を供給するキャリアガス供給管３５４の上流方向から順に流量制御装置（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３０１ｂ、配管３５０ｄ及び開閉弁であるバルブ３５２ｂと合流し、配管３５０ｅに接続されている。また、配管３５０ｅの先端には、ノズル２３３ｂが設けられ、このノズル２３３ｂの側面にガス供給孔２４８ｂ（不図示）が形成されている。また、処理室２０１は、ガスを排気する排気管であるガス排気管２３１によりバルブ３５２ｃを介して排気装置（排気手段）である真空ポンプ（不図示）に接続されている。また、配管３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｅ及びガス排気管２３１は、例えばリボンヒーター等の加熱手段により加熱される。
【０００４】
したがって、従来の液体原料ガス供給によれば、液体原料収容部３００内の液体原料は、加熱された配管３５０ａ、マスフローコントローラ３０１ａ、加熱された配管３５０ｂ及びバルブ３５２ａを介して気化器３０４へ液相の状態で供給される。そして、気化器で気相化され、気相化された液体原料ガスの状態で加熱された配管３５０ｃを介し、キャリアガス供給管３５４からマスフローコントローラ３０１ｂ、配管３５０ｄ、バルブ３５２ｂを介して供給されたキャリアガスと合流し、加熱された配管３５０ｅ、ノズル２３３ｂに形成されたガス供給孔２４８ｂを介して処理室２０１に供給され、加熱されたガス排気管２３１、バルブ３５２ｃを介して排気される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０８５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の液体原料ガス供給では、液体原料は気化器３０４へ液相の状態で供給され絶えず流動しているため、配管３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ及び３５０ｅからの熱伝導による加熱が不十分であった。これにより、気化部温度に対し勾配を持った温度の液体原料が供給され、気化不十分によるミスト状態（液相と気相の混在状態）のガスが処理室２０１へ供給され、パーティクルの原因となっていた。また、気化器３０４内に材料の残渣が発生し、これが気化器内のパーティクルやノズルの詰りの原因となり、装置の稼働率低下を招いていた。
【０００７】
本発明は、液体原料の気化不足による材料供給に起因するパーティクルの発生を低減し、気化器内のパーティクルやノズルの詰りの発生を抑制することで当該詰りを原因とする装置稼働率の低下を防止することができる基板処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の特徴とするところは、基板を収容する処理室と、液体原料を収容する液体原料収容部と、前記液体原料を気化する気化機構と、前記気化機構と前記処理室を接続する液体原料ガス供給配管と、前記液体原料収容部と前記気化機構を接続する液体原料供給配管と、前記液体原料供給配管に設けられ、前記液体原料を加熱しつつ収容する予備加熱部とを有することを特徴とする基板処理装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液体原料の気化不足による材料供給に起因するパーティクルの発生を低減し、気化器内のパーティクルやノズルの詰りの発生を抑制することで当該詰りを原因とする装置稼働率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面で示した図である。
【図３】図２に示す基板処理炉のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液体原料ガス供給を説明する基板処理炉の概略構成図である。
【図５】従来の液体原料ガス供給を説明する基板処理炉の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（IC）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行なう縦型の装置（以下、単に処理装置という）を適用した場合について述べる。図１は、本発明に適用される処理装置の斜透視図として示されている。
【００１２】
図１に示されているように、シリコン等からなるウエハ（基板）２００を収納したウエハキャリアとしてのカセット１００が使用されている本発明の処理装置１は、筐体１０１を備えている。カセット搬入搬出口（図示せず）の筐体１０１内側にはカセットステージ（基板収容器受渡し台）１０５が設置されている。カセット１００はカセットステージ１０５上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつまた、カセットステージ１０５上から搬出されるようになっている。
カセットステージ１０５は、工程内搬送装置によって、カセット１００内のウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１００のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ１０５は、カセット１００を筐体後方に右回り縦方向９０°回転し、カセット１００内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１００のウエハ出し入れ口が筐体後方を向くように動作可能となるよう構成されている。
【００１３】
筐体１０１内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収容器載置棚）１０９が設置されており、カセット棚１０９は複数段複数列にて複数個のカセット１００を保管するように構成されている。カセット棚１０９にはカセット１００が収納される移載棚１２３が設けられている。
また、カセットステージ１０５の上方には予備カセット棚１１０が設けられ、予備的にカセット１００を保管するように構成されている。
カセットステージ１０５とカセット棚１０９との間には、カセット１００を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収容器昇降機構）１１５とカセット移載機１１４とで構成されており、カセットエレベータ１１５とカセット移載機１１４との連続動作により、カセットステージ１０５、カセット棚１０９、予備カセット棚１１０との間で、カセット１００を搬送するように構成されている。
【００１４】
カセット棚１０９の後方には、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載機１１２およびウエハ移載機１１２を昇降させるための移載エレベータ１１３とで構成されている。移載エレベータ１１３は、耐圧筐体１０１の右側端部に設置されている。これら、移載エレベータ１１３およびウエハ移載機１１２の連続動作により、ウエハ移載機１１２のツイーザ（基板保持体）１１１をウエハ２００の載置部として、ボート（基板保持手段）２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
【００１５】
筐体１０１の後部上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１１６により開閉されるように構成されている。
処理炉２０２の下方にはボート２１７を処理炉２０２に昇降させる昇降機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１２１が設けられ、ボートエレベータ１２１の昇降台に連結された連結具としての昇降部材１２２には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
基板保持手段であるボート２１７は複数本のボート柱部２２１を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００１６】
図１に示されているように、カセット棚１０９の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１１８が設けられておりクリーンエアを前記筐体１０１の内部に流通させるように構成されている。
【００１７】
次に、本発明の処理装置１の動作について説明する。
図１に示されているように、カセット１００はカセット搬入搬出口から搬入され、カセットステージ１０５の上にウエハ２００が垂直姿勢であって、カセット１００のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。その後、カセット１００は、カセットステージ１０５によって、カセット１００内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１００のウエハ出し入れ口が筐体後方を向けるように、筐体後方に右周り縦方向９０°回転させられる。
次に、カセット１００は、カセット棚１０９ないし予備カセット棚１１０の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚１０９ないし予備カセット棚１１０から移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。
【００１８】
カセット１００が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００はカセット１００からウエハ移載機１１２のツイーザ１１１によってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載機１１２はカセット１００に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。
【００１９】
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１１６によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１１６によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１２１によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００２０】
ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。
処理後は、上述の逆の手順で、ウエハ２００およびカセット１００は筐体１０１の外部へ払出される。
【００２１】
次に、上述した処理炉２０２について図２に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図２は、本実施の形態で好適に用いられる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉２０２部分を縦断面で示し、図３は、本実施の形態で好適に用いられる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉２０２部分を図２のＡ−Ａ線断面図で示す。
【００２３】
加熱装置（加熱手段）であるヒータ２０７の内側に、基板であるウエハ２００を処理する反応容器としての反応管２０３が設けられ、この反応管２０３の下端には、例えばステンレス等によりマニホールド２０９が気密部材であるＯリング２２０を介して下端開口は蓋体であるシールキャップ２１９によりＯリング２２０を介して気密に閉塞され、少なくとも、反応管２０３、マニホールド２０９及びシールキャップ２１９により処理室（反応室）２０１を形成している。シールキャップ２１９にはボート支持台２１８を介して基板保持部材（基板保持手段）であるボート２１７が立設され、ボート支持台２１８はボートを保持する保持体となっている。そして、ボート２１７は処理室２０１に挿入される。ボート２１７にはバッチ処理される複数のウエハ２００が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。ヒータ２０７は処理室２０１に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱する。
【００２４】
処理室２０１へは複数種類、ここでは２種類の処理ガスを供給する供給経路としての２本のガス供給系が設けられている。
【００２５】
第１のガス供給部２３２には上流方向から順に第１の配管２５０ａ、流量制御装置（流量制御手段）である第１のマスフローコントローラ２４１ａ、第２の配管２５０ｂ、開閉弁である第１のバルブ２４３ａを介し、キャリアガスを供給する第１のキャリアガス供給管２３４ａから上流方向から順に流量制御装置（流量制御手段）である第２のマスフローコントローラ２４１ｂ、第３の配管２５０ｃ、及び開閉弁である第２のバルブ２４３ｂと合流し、第４の配管２５０ｄに接続されている。また、第４の配管２５０ｄの先端部には、処理室２０１を構成している反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、反応管２０３の下部より上部の内壁にウエハ２００の積載方向に沿って、第１のノズル２３３ａが設けられ、第１のノズル２３３ａの側面にはガスを供給する供給孔である第１のガス供給孔２４８ａが設けられている。この第１のガス供給孔２４８ａは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
すなわち、第１のガス供給系は、第１のガス供給部２３２、第１の配管２５０ａ、第１のマスフローコントローラ２４１ａ、第２の配管２５０ｂ、第１のバルブ２４３ａ、第１のキャリアガス供給管２３４ａ、第２のマスフローコントローラ２４１ｂ、第３の配管２５０ｃ、第２のバルブ２４３ｂ、第４の配管２５０ｄ、第１のノズル２３３ａ及び第１のガス供給孔２４８ａとから構成される。
【００２６】
次に、処理室２０１へ液体原料ガスを供給する第２のガス供給系について詳述する。
図４は、本発明の実施形態に係る基板処理炉の処理室２０１へ液体原料ガスを供給する第２のガス供給系を示す概略構成図である。
【００２７】
液体原料を収容する液体原料収容部３００には上流方向から順に第５の配管２５０ｅ、流量制御装置（流量制御手段）である第３のマスフローコントローラ２４１ｃ、第６の配管２５０ｆ、開閉弁である第３のバルブ２４３ｃ、液体原料を加熱しつつ収容する予備加熱部３０２、第７の配管２５０ｇ、液体原料を気化する気化器３０４、第８の配管２５０ｈを介し、キャリアガスを供給する第２のキャリアガス供給管２３４ｂの上流方向から順に流量制御装置（流量制御手段）である第４のマスフローコントローラ２４１ｄ、第９の配管２５０ｉ及び開閉弁である第４のバルブ２４３ｄと合流し、第１０の配管２５０ｊに接続されている。また、第１０の配管２５０ｊの先端には、処理室２０１を構成している反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、反応管２０３の下部より上部の内壁にウエハ２００の積載方向に沿って、第２のノズル２３３ｂが設けられ、第２のノズル２３３ｂの側面にはガスを供給する供給孔である第２のガス供給孔２４８ｂが設けられている。この第２のガス供給孔２４８ｂは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。また、気化器３０４は、液体原料への外乱による影響を防止するため、予備加熱部３０２の真上に配置する。
すなわち、第２のガス供給系は、液体原料を収容する液体原料収容部３００、第５の配管２５０ｅ、第３のマスフローコントローラ２４１ｃ、第６の配管２５０ｆ、第３のバルブ２４３ｃ、予備加熱部３０２、第７の配管２５０ｇ、気化器３０４、第８の配管２５０ｈ、第２のキャリアガス供給管２３４ｂ、第４のマスフローコントローラ２４１ｄ、第９の配管２５０ｉ、第４のバルブ２４３ｄ、第１０の配管２５０ｊ、第２のノズル２３３ｂ及び第２のガス供給孔２４８ｂから構成される。
【００２８】
したがって、第１のガスは、第１のガス供給部２３２から第１の配管２５０ａ、第１のマスフローコントローラ２４１ａ、第２の配管２５０ｂ、第１のバルブ２４３ａを介し、第１のキャリアガス供給管２３４ａから第２のマスフローコントローラ２４１ｂ、第３の配管２５０ｃ、第２のバルブ２４３ｂを介して供給されるキャリアガスと合流し、第４の配管２５０ｄ、第１のノズル２３３ａに形成された第１のガス供給孔２４８ａを介して処理室２０１に供給される。
【００２９】
また、第２のガスは、原料である液体原料が、液体原料収容部３００から第５の配管２５０ｅ、第３のマスフローコントローラ２４１ｃ、第６の配管２５０ｆ、第３のバルブ２４３ｃを介して、予備加熱部３０２に供給され、予備加熱される。このとき、予備加熱部３０２内の温度は、気化器３０４の設定温度と同じとする。そして、第７の配管２５０ｇを介して気化器３０４に供給され、液体原料ガスに気相化される。そして、液体原料ガスとして第８の配管２５０ｈを介し、第２のキャリアガス供給管２３４ｂから第４のマスフローコントローラ２４１ｄ、第９の配管２５０ｉ、第４のバルブ２４３ｄを介して供給されるキャリアガスと合流し、第１０の配管２５０ｊ、第２のノズル２３３ｂに形成された第２のガス供給孔２４８ｂを介して処理室２０１に供給される。なお、第８の配管２５０ｈ、第１０の配管２５０ｊ及びガス排気管２３１は、例えばリボンヒーター等の加熱手段により加熱される。ここで、第５の配管２５０ｅ、第６の配管２５０ｆ及び第７の配管２５０ｇの液体原料収容部３００から気化器３０４までの配管加熱は不要となるが、気相状態となった材料の再液化防止のため、第８の配管２５０ｈ及び第１０の配管２５０ｊの気化器３０４から第２のノズル２３３ｂまでの配管と排気配管２３１は加熱する。
【００３０】
また、予備加熱部３０２内には、残量監視センサ３０３が設けられ、予備加熱部３０２内の液体原料を監視し、１回分の成膜に必要な量だけが事前に液体原料収容部３００から自動的に供給される。
また、予備加熱部３０２には、第５のバルブ２４３ｅを介してＮ２ガス供給配管２３４ｃが接続され、成膜時には、Ｎ２ガス供給配管２３４ｃからＮ２が供給されることにより気化器３０４に液体原料が供給される。
【００３１】
また、処理室２０１は、ガスを排気する排気管であるガス排気管２３１により第６のバルブ２４３ｆを介して排気装置（排気手段）である真空ポンプ２４６に接続され、真空排気されるようになっている。なお、この第６のバルブ２４３ｆは弁を開閉して処理室２０１の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。
【００３２】
反応管２０３内の中央部には、複数枚のウエハ２００を多段に同一間隔で載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７は、図示しないボートエレベータ機構により反応管２０３に出入りできるようになっている。また、処理の均一性を向上するためにボート２１７を回転するためのボート回転機構２６７が設けてあり、ボート回転機構２６７を駆動することにより、ボート支持台２１８に支持されたボート２１７を回転するようになっている。
【００３３】
制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、第１〜第４のマスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、第１〜第６のバルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、２４３ｆ、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、図示しないボート昇降機構とに接続されており、第１〜第４のマスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄの流量調整、第１〜第５のバルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅの開閉動作、第６のバルブ２４３ｆの開閉及び圧力調整動作、ヒータ２０７の温度調整、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボート昇降機構の昇降動作制御が行われる。
【００３４】
次に、ＡＬＤ法を用いた成膜処理例について、半導体デバイスの製造工程の一つである、ＴＥＭＡＨ及びＯ３を用いてＨｆＯ２膜を成膜する例を基に説明する。
【００３５】
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法の一つであるＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる少なくとも２種類の原料となる反応性ガスを１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子単位で基板上に吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。このとき、膜厚の制御は、反応性ガスを供給するサイクル数で行う（例えば、成膜速度が１Å／サイクルとすると、２０Åの膜を形成する場合、２０サイクル行う）。
【００３６】
ＡＬＤ法では、ＨｆＯ２膜形成の場合、ＴＥＭＡＨ（Ｈｆ［ＮＣＨ３Ｃ２Ｈ５］４、テトラキスメチルエチルアミノハフニウム）とＯ３（オゾン）を用いて１８０〜２５０℃の低温で高品質の成膜が可能である。
【００３７】
まず、上述したようにウエハ２００をボート２１７に装填し、処理室２０１に搬入する。ボート２１７を処理室２０１に搬入後、後述する３つのステップを順次実行する。
【００３８】
（ステップ１）
液体原料収容部３００からＴＥＭＡＨを流し、第２のキャリアガス供給管２３４ｂにキャリアガス（Ｎ２）を流す。液体原料収容部３００の第３のバルブ２４３ｃ、第２のキャリアガス供給管２３４ｂの第４のバルブ２４３ｄ、およびガス排気管２３１の第６のバルブ２４３ｆを共に開ける。キャリアガスは、第２のキャリアガス供給管２３４ｂから流れ、第４のマスフローコントローラ２４１ｄにより流量調整される。ＴＥＭＡＨは、液体原料収容部３００から流れ、予備加熱部３０２により予備加熱され、気化器３０４により気化され、流量調整されたキャリアガスを混合し、第２のノズル２３３ｂの第２のガス供給孔２４８ｂから処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。この時、第６のバルブ２４３ｆを適正に調整して処理室２０１内の圧力を５０〜５００Ｐａの範囲であって、例えば３００Ｐａに維持する。第３のマスフローコントローラ２４１ｃで制御するＴＥＭＡＨの供給量は０．０１〜０．１ｇ／ｍｉｎである。ＴＥＭＡＨガスにウエハ２００を晒す時間は３０〜１８０秒間である。このときヒータ２０７温度はウエハの温度が１８０〜２５０℃の範囲であって、例えば２５０℃になるよう設定してある。
ＴＥＭＡＨを処理室２０１内に供給することで、ウエハ２００上の下地膜などの表面部分と表面反応（化学吸着）する。
【００３９】
（ステップ２）
液体原料収容部３００の第３のバルブ２４３ｃを閉め、ＴＥＭＡＨの供給を停止する。このときガス排気管２３１の第６のバルブ２４３ｆは開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を２０Ｐａ以下となるまで排気し、残留ＴＥＭＡＨガスを処理室２０１内から排除する。このときＮ２等の不活性ガスを処理室２０１内へ供給すると、更に残留ＴＥＭＡＨガスを排除する効果が高まる。
【００４０】
（ステップ３）
第１のガス供給部２３２からＯ３を流し、第１のキャリアガス供給管２３４ａにキャリアガス（Ｎ２）を流す。第１のガス供給部２３２の第１のバルブ２４３ａ、第１のキャリアガス供給管２３４ａの第２のバルブ２４３ｂを共に開ける。キャリアガスは、第１のキャリアガス供給管２３４ａから流れ、第２のマスフローコントローラ２４１ｂにより流量調整される。Ｏ３は第１のガス供給部２３２から流れ、第１のマスフローコントローラ２４１ａにより流量調整され、流量調整されたキャリアガスを混合し、第１のノズル２３３ａの第１のガス供給孔２４８ａから処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。この時、第６のバルブ２４３ｆを適正に調整して処理室２０１内の圧力を５０〜５００Ｐａの範囲であって、例えば５０Ｐａに維持する。Ｏ３にウエハ２００を晒す時間は１０〜１２０秒間である。このときのウエハの温度が、ステップ１のＴＥＭＡＨガスの供給時と同じく１８０〜２５０℃の範囲であって、例えば２５０℃となるようヒータ２０７を設定する。Ｏ３の供給により、ウエハ２００の表面に化学吸着したＴＥＭＡＨとＯ３とが表面反応して、ウエハ２００上にＨｆＯ２膜が成膜される。
成膜後、第１のガス供給部２３２の第１のバルブ２４３ａ及び、第１のキャリアガス供給管２３４ａの第２のバルブ２４３ｂを閉じ、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留するＯ３の成膜に寄与した後のガスを排除する。このとき、Ｎ２等の不活性ガスを反応管２０３内に供給すると、更に残留するＯ３の成膜に寄与した後のガスを処理室２０１から排除する効果が高まる。
【００４１】
また、上述したステップ１〜３を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ２００上に所定の膜厚のＨｆＯ２膜を成膜することができる。
【００４２】
次に、ＡＬＤ法を用いた第２の成膜処理例について、半導体デバイスの製造工程の一つである、ＴＤＭＡＳ及びＯ３を用いてＳｉＯ２膜を成膜する例を説明する。
ＳｉＯ２膜形成の場合、ＴＤＭＡＳ（ＳｉＨ［Ｎ（ＣＨ３）２］３、トリスジメチルアミノシラン）とＯ３（オゾン）を用いて３００〜６００℃で高品質の成膜が可能である。
【００４３】
まず、上述したようにウエハ２００をボート２１７に装填し、処理室２０１に搬入する。ボート２１７を処理室２０１に搬入後、後述する３つのステップを順次実行する。
【００４４】
（ステップ１）
液体原料収容部３００からＴＤＭＡＳを流し、第２のキャリアガス供給管２３４ｂにキャリアガス（Ｎ２）を流す。液体原料収容部３００の第３のバルブ２４３ｃ、第２のキャリアガス供給管２３４ｂの第４のバルブ２４３ｄ、およびガス排気管２３１の第６のバルブ２４３ｆを共に開ける。キャリアガスは、第２のキャリアガス供給管２３４ｂから流れ、第４のマスフローコントローラ２４１ｄにより流量調整される。ＴＤＭＡＳは、液体原料収容部３００から流れ、予備加熱部３０２により予備加熱され、気化器３０４により気化され、流量調整されたキャリアガスを混合し、第２のノズル２３３ｂの第２のガス供給孔２４８ｂから処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。この時、第６のバルブ２４３ｆを適正に調整して処理室２０１内の圧力を５０〜１０００Ｐａの範囲であって、例えば１００Ｐａに維持する。第３のマスフローコントローラ２４１ｃで制御するＴＤＭＡＳの供給量は０．０１〜０．１ｇ／ｍｉｎである。ＴＤＭＡＳガスにウエハ２００を晒す時間は３０〜１８０秒間である。このときヒータ２０７温度はウエハの温度が３００〜６００℃の範囲であって、例えば４００℃になるよう設定してある。
ＴＤＭＡＳを処理室２０１内に供給することで、ウエハ２００上の下地膜などの表面部分と表面反応（化学吸着）する。
【００４５】
（ステップ２）
液体原料収容部３００の第３のバルブ２４３ｃを閉め、ＴＤＭＡＳの供給を停止する。このときガス排気管２３１の第６のバルブ２４３ｆは開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を２０Ｐａ以下となるまで排気し、残留ＴＤＭＡＳガスを処理室２０１内から排除する。このときＮ２等の不活性ガスを処理室２０１内へ供給すると、更に残留ＴＤＭＡＳガスを排除する効果が高まる。
【００４６】
（ステップ３）
第１のガス供給部２３２からＯ３を流し、第１のキャリアガス供給管２３４ａにキャリアガス（Ｎ２）を流す。第１のガス供給部２３２の第１のバルブ２４３ａ、第１のキャリアガス供給管２３４ａの第２のバルブ２４３ｂを共に開ける。キャリアガスは、第１のキャリアガス供給管２３４ａから流れ、第２のマスフローコントローラ２４１ｂにより流量調整される。Ｏ３は第１のガス供給部２３２から流れ、第１のマスフローコントローラ２４１ａにより流量調整され、流量調整されたキャリアガスを混合し、第１のノズル２３３ａの第１のガス供給孔２４８ａから処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。この時、第６のバルブ２４３ｆを適正に調整して処理室２０１内の圧力を５０〜５００Ｐａの範囲であって、例えば５０Ｐａに維持する。Ｏ３にウエハ２００を晒す時間は１０〜１２０秒間である。このときのウエハの温度が、ステップ１のＴＤＭＡＳガスの供給時と同じく３００〜６００℃の範囲であって、例えば４００℃となるようヒータ２０７を設定する。Ｏ３の供給により、ウエハ２００の表面に化学吸着したＴＤＭＡＳとＯ３とが表面反応して、ウエハ２００上にＳｉＯ２膜が成膜される。
成膜後、第１のガス供給部２３２の第１のバルブ２４３ａ及び、第１のキャリアガス供給管２３４ａの第２のバルブ２４３ｂを閉じ、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留するＯ３の成膜に寄与した後のガスを排除する。このとき、Ｎ２等の不活性ガスを反応管２０３内に供給すると、更に残留するＯ３の成膜に寄与した後のガスを処理室２０１から排除する効果が高まる。
【００４７】
また、上述したステップ１〜３を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ２００上に所定の膜厚のＳｉＯ２膜を成膜することができる。
【００４８】
本実施形態に係る液体原料ガス供給によれば、気化器３０４に供給される液体原料は予備加熱部３０２により加熱されているため、気化器３０４による気化が温度勾配無く行われ、パーティクルの原因となるミスト状態の材料が処理室２０１や基板２００に供給されることを抑制し、パーティクルの発生を低減しうる。また、気化器３０４内の残渣の発生も抑制するため装置の稼働率低下を防止しうる。
【００４９】
なお、本発明は、ＡＬＤ法による成膜例につきＨｆＯ２膜及びＳｉＯ２膜を形成する例を挙げたがこれにかぎらず、液体原料を用いるものであればＳｉＮ膜、ＺｒＯ膜等の膜種、ガス種によらず適用される。
【００５０】
また、本発明は、本実施形態において気化器を用いるものを記したがこれに限らず、バブラーを用いてバブリング形式にて気化する方法であってもよい。
【００５１】
本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次に記載した事項も含まれる。
（１）成膜用原料供給のための流量制御を可能とするガス供給系と、前記成膜用原料を基板上に蒸着可能な減圧反応室と、前記反応室を排気する排気系と、を有する基板処理装置。
（２）成膜用原料供給のための流量制御装置と開閉弁を制御する制御系を有し、複数の成膜用原料を前記反応室へ供給可能な（１）記載の基板処理装置。
（３）アミン系液体材料（ＴＥＭＡＨ，ＴＤＭＡＳ等）を加熱し、気化やバブリングにより成膜用原料として反応室へ供給可能な（１）記載の基板処理装置。
（４）（３）であって、成膜用原料の供給を気化・バブリング直前に予備加熱することにより気相状態の変化を起こりにくくし、かつ反応室へ気化ガスを安定供給することが可能な基板処理装置。
（５）液体原料を含む複数の成膜用原料を交互に反応室へ供給し、かつその間に不活性ガスによるパージが可能な（１）記載の基板処理装置。
（６）（５）であって、単一の多孔ノズルに比べて複数の単孔ノズルを用いることにより気化ガス供給量を分散することで内圧低下を実現し、前記アミン系液体材料を安定した状態で反応室へ供給可能な基板処理装置。
【符号の説明】
【００５２】
１        基板処理装置
２００    基板（ウエハ）
２０１    処理室（反応室）
２０２    処理炉
２３１    ガス排気管
２３２    第１のガス供給部
２３３ａ  第１のノズル
２３３ｂ  第２のノズル
２３４ａ  第１のキャリアガス供給管
２３４ｂ  第２のキャリアガス供給管
２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ    マスフローコントローラ（流量制御装置）
２４８ａ  第１のガス供給孔
２４８ｂ  第２のガス供給孔
２８０    コントローラ
３００    液体原料収容部
３０２    予備加熱部
３０４    気化器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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