(57)【要約】【課題】  気化器の噴霧ノズル閉塞、および噴霧ノズル表面への原料の析出を抑制し、気化効率を上げる。【解決手段】  気化器は、液体原料を気化する気化室と、気化室内を加熱するヒータと、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、噴霧ノズルと混合部とを冷却する冷却部材と、噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を気化室から隔離するように覆うと共に、噴霧ノズルの先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、噴霧ノズルの先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、カバーの突起部の先端面に対応する部分は開放されており、突起部の側面はカバーにより覆われており、突起部の側面とカバーとの間の隙間に、噴霧ノズルの先端部分の周辺に流通させたパージガスを気化室内に吐出する吐出口が設けられる。【選択図】図６
2010028000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体原料を気化する気化室と、
前記気化室内を加熱するヒータと、
液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、
前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、
前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、
前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、
前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられることを特徴とする気化器。
【請求項２】
前記噴霧ノズルの前記突起部は円筒状であることを特徴とする請求項１に記載の気化器。
【請求項３】
前記噴霧ノズルの根元部分は円筒状であり、前記突起部は前記根元部分よりも外径が小さい円筒状であることを特徴とする請求項１に記載の気化器。
【請求項４】
前記噴霧ノズルの根元部分は外径が一定の形状であり、前記先端部分は先端側に行くほど外径が小さくなる形状であり、前記突起部は外径が一定の形状であり前記根元部分よりも外径が小さいことを特徴とする請求項１に記載の気化器。
【請求項５】
前記噴霧口と前記吐出口は、前記噴霧口から噴霧されるキャリアガスと混合させた液体原料の噴霧方向と、前記吐出口から吐出されるパージガスの吐出方向が同じになるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の気化器。
【請求項６】
前記噴霧ノズルの前記突起部は、前記気化室内に突出しないように構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の気化器。
【請求項７】
前記噴霧口と前記吐出口は、同一平面上に設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の気化器。
【請求項８】
前記カバーは前記噴霧ノズルの前記先端部分の表面形状に沿うように構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の気化器。
【請求項９】
基板を処理する処理室と、
液体原料を気化する気化器と、
前記気化器に液体原料を供給する液体原料供給系と、
前記気化器にキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、
前記気化器にパージガスを供給するパージガス供給系と、
前記気化器で前記液体原料を気化させた原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給系と、
前記原料ガスとは異なる反応ガスを前記処理室内に供給する反応ガス供給系と、を有し、
前記気化器は、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
処理室内に基板を搬入する工程と、
液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる気化器を用い、前記気化室内に前記吐出口よりパージガスを吐出させつつ前記噴霧口よりキャリアガスと混合させた液体原料を噴霧させ、前記気化室内で液体原料を気化させる工程と、
前記処理室内に前記気化器で液体原料を気化させた原料ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理済基板を前記処理室内から搬出する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体原料を気化させる気化器、特にＡＬＤ成膜装置用の気化器、液体原料を気化器で気化させた原料ガスにより基板を処理する基板処理装置、及び、液体原料を気化器で気化させた原料ガスにより基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハ等の基板上に原子層単位で薄膜を形成する方法に、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法がある。ＡＬＤ法は、例えば、（１）基板を収容した処理室内に第１の処理ガスを供給して基板表面に吸着させる工程と、（２）処理室内に残留している第１の処理ガスを除去するために処理室内に不活性ガスを導入してパージする工程と、（３）第２の処理ガスを処理室内に供給して基板表面に吸着している第１の処理ガスと反応させて薄膜を形成する工程と、（４）処理室内に残留している第２の処理ガスや反応副生成物を除去するために処理室内に不活性ガスを導入してパージする工程と、を１サイクルとしてこのサイクルを繰り返す工程を有している。
【０００３】
ここで、上述した第１の処理ガスとしては、例えば、常温で液体である液体原料を気化させて得られるガスが用いられる場合がある。また、粘性の高い液体原料や固体原料を溶媒で希釈して液体化した溶液原料（液体化原料）を気化させて得られるガスが用いられる場合もある。例えば、溶液原料としては、蒸気圧が低く粘性の高いＳｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｌａ（ランタン）などの元素を含む有機金属液体原料を、ＥＣＨ（エチルシクロヘキサン）やＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などの溶媒（ソルベント）により希釈したものがある。本明細書では、液体原料や溶液原料を総称して、単に液体原料という場合もある。液体原料を気化させる装置として、気化器がある。気化器は、例えば、液体原料を気化させてガスを発生させる気化室（気化管）と、この気化室内へ液体原料を運ぶ原料流路と、この気化室内へ液体原料を噴霧させる噴霧ノズルと、を有している。
【０００４】
常温で液体である液体原料、および粘性の高い液体原料や固体原料を溶媒で希釈した溶液原料を気化させる気化器において、気化速度を上げる為には原料の粒径をできる限り小さくして気化室内に噴霧させる必要がある。液体原料の粒径を小さくする為にはキャリアガスと原料を混合させて気化室内に噴霧する二流体ノズルが有効であることは知られている。二流体ノズルを噴霧機構に応用した気化器については、気化室内への原料流路の上流側でキャリアガスと原料を混合させたあと噴霧する内部混合式と（特許文献１参照）、気化室内に供給する際にキャリアガスと原料を混合させる外部混合式と（特許文献２参照）がある。一般的に外部混合方式のほうが液体原料の粒径を小さくできる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０８２３０号公報
【特許文献２】特開２００７−４６０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、噴霧された原料は気化室内で完全に気化されなければならない。気化熱による温度低下もあることから、原料の気化蒸気圧を確保するために気化室内はヒータ等で一定の温度に加熱保持されるのが一般的である。これらの気化器の構成について、これまで以下のような課題あった。
【０００７】
外部混合式の二流体ノズルを有する気化器の場合、キャリアガスと混合する前の原料が高温の気化室に面しているため原料が高温になり、溶媒の優先蒸発（いわゆる先飛び現象）や原料の熱分解が起こりやすく、溶液ノズルの目詰まりを引き起こす場合がある。対策として成膜工程後など原料気化工程の合間に溶媒によるノズル洗浄工程を挿入したり、溶媒の希釈割合を上げて濃度を下げたりする方法が取られているが、洗浄工程挿入によるスループットの悪化や溶媒の大量消費、気化量の低下は免れない。
【０００８】
一方で内部混合方式の場合、噴霧時の粒径は多少大きくなるものの、原料自体が直接高温部に面しないため閉塞防止という点では有利である。しかしながら噴霧ノズル先端は溶媒先飛びによる閉塞への対策ために流路をより細くし圧力差をつける必要がある。さらには、キャリアガスと原料の流路は原料や溶媒が沸騰したり熱分解したりしないような温度に設定する方法が取られている。その設定温度は原料気化のために設定する気化管（気化室）温度よりも低いため、噴霧ノズル先端部の温度は気化管の内面温度よりも低くせざるを得ず、その結果として一度気化して気化管内に拡散している原料が噴霧ノズル先端部などの低温域に触れて再液化する。溶液原料の場合は固体や粘性の高い原料が析出することとなり、噴霧ノズルの閉塞や析出物の剥がれによる異物の発生がある。原料の析出防止には加熱による付着物抑制やパージ、溶媒による洗浄などが採用されている。ノズル先端を気化温度近くまで加熱することで付着物抑制は可能であるが、流路内で原料が熱分解したり溶媒が先飛びして噴霧ノズルの閉塞や異物が発生したりする。また加熱温度が低い場合は析出防止効果が低く、逆に析出した原料が熱を受けて変質しパージや洗浄でも除去できなくなる。気化管内の噴霧ノズル周辺部に不活性ガス等のガスを流し、ノズル部分をガスでパージすることによりノズルへの原料再付着抑制は一定の効果があるが、気化管内にあるノズルを気化した原料との接触から保護することは難しく、また気化管内のガス流量を増やすことは気化管内の圧力上昇や温度低下による気化不良を招く。また溶媒による洗浄は外部混合方式同様にスループットの悪化や溶媒の大量消費となる。
【０００９】
本発明の目的は、気化器の噴霧ノズル閉塞、および噴霧ノズル表面への原料の析出を抑制し、気化効率を上げることのできる気化器を提供することにある。また、本発明の目的は、その気化器で液体原料を気化させた原料ガスにより基板を処理する基板処理装置、及び、その気化器で液体原料を気化させた原料ガスにより基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる気化器が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、液体原料を気化する気化器と、前記気化器に液体原料を供給する液体原料供給系と、前記気化器にキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、前記気化器にパージガスを供給するパージガス供給系と、前記気化器で前記液体原料を気化させた原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給系と、前記原料ガスとは異なる反応ガスを前記処理室内に供給する反応ガス供給系と、を有し、前記気化器は、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる基板処理装置が提供される。
【００１２】
本発明の更に他の態様によれば、処理室内に基板を搬入する工程と、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる気化器を用い、前記気化室内に前記吐出口よりパージガスを吐出させつつ前記噴霧口よりキャリアガスと混合させた液体原料を噴霧させ、前記気化室内で液体原料を気化させる工程と、前記処理室内に前記気化器で液体原料を気化させた原料ガスを供給して基板を処理する工程と、処理済基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、気化器の噴霧ノズル閉塞、および噴霧ノズル表面への原料の析出を抑制し、気化効率を上げることのできる気化器を提供することができる。また、その気化器で液体原料を気化させた原料ガスにより基板を処理する基板処理装置、及び、その気化器で液体原料を気化させた原料ガスにより基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図３，４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図であり、図３は、本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図である。
【００１５】
＜処理室＞
図３，４に示すとおり、本実施形態にかかる基板処理装置は、処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）など金属材料により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのウェハ２００を処理する処理室２０１が構成されている。
【００１６】
処理室２０１内には、ウェハ２００を支持する支持台２０３が設けられている。ウェハ２００が直接触れる支持台２０３の上面には、例えば、石英（ＳｉＯ２）、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などから構成された支持板としてのサセプタ２１７が設けられている。また、支持台２０３には、ウェハ２００を加熱する加熱手段としてのヒータ２０６が内蔵されている。なお、支持台２０３の下端部は、処理容器２０２の底部を貫通している。
【００１７】
処理室２０１の外部には、昇降機構２０７ｂが設けられている。この昇降機構２０７ｂを作動させることにより、サセプタ２１７上に支持されるウェハ２００を昇降させることが可能となっている。支持台２０３は、ウェハ２００の搬送時には図４で示される位置（ウェハ搬送位置）まで下降し、ウェハ２００の処理時には図３で示される位置（ウェハ処理位置）まで上昇する。なお、支持台２０３の下端部、及び昇降機構２０７ｂの周囲は、ベローズ２０３ａにより覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。
【００１８】
また、処理室２０１の底面（床面）には、例えば３本のリフトピン２０８ｂが鉛直方向に設けられている。また、支持台２０３には、かかるリフトピン２０８ｂを貫通させるための貫通孔２０８ａが、リフトピン２０８ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、支持台２０３をウェハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２０８ｂの上端部が支持台２０３の上面から突出して、リフトピン２０８ｂがウェハ２００を下方から支持するように構成されている。また、支持台２０３をウェハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２０８ｂは支持台２０３の上面から埋没して、支持台２０３上面に設けられたサセプタ２１７がウェハ２００を下方から支持するように構成される。なお、リフトピン２０８ｂは、ウェハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
【００１９】
＜ウェハ搬送口＞
処理室２０１の内壁側面には、処理室２０１の内外にウェハ２００を搬送するためのウェハ搬送口２５０が設けられている。ウェハ搬送口２５０にはゲートバルブ２５１が設けられており、ゲートバルブ２５１を開けることにより、処理室２０１内と搬送室（予備室）２７１内とが連通するように構成されている。搬送室２７１は密閉容器２７２内に形成されており、搬送室２７１内にはウェハ２００を搬送する搬送ロボット２７３が設けられている。搬送ロボット２７３には、ウェハ２００を搬送する際にウェハ２００を支持する搬送アーム２７３ａが備えられている。支持台２０３をウェハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ２５１を開くことにより、搬送ロボット２７３により処理室２０１内と搬送室２７１内との間でウェハ２００を搬送することが可能なように構成されている。処理室２０１内に搬送されたウェハ２００は、上述したようにリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。
【００２０】
＜排気系＞
処理室２０１の内壁側面であって、ウェハ搬送口２５０の反対側には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気口２６０が設けられている。排気口２６０には排気管２６１が接続されており、排気管２６１には、処理室２０１内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力調整器２６２、原料回収トラップ２６３、及び真空ポンプ２６４が順に直列に接続されている。主に、排気口２６０、排気管２６１、圧力調整器２６２、原料回収トラップ２６３、真空ポンプ２６４により排気系(排気ライン)が構成される。
【００２１】
＜ガス導入口＞
処理室２０１の上部に設けられる後述のシャワーヘッド２４０の上面（天井壁）には、処理室２０１内に各種ガスを供給するためのガス導入口２１０が設けられている。なお、ガス導入口２１０に接続されるガス供給系の構成については後述する。
【００２２】
＜シャワーヘッド＞
ガス導入口２１０と、ウェハ処理位置におけるウェハ２００との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２４０が設けられている。シャワーヘッド２４０は、ガス導入口２１０から導入されるガスを分散させるための分散板２４０ａと、分散板２４０ａを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台２０３上のウェハ２００の表面に供給するためのシャワー板２４０ｂと、を備えている。分散板２４０ａおよびシャワー板２４０ｂには、複数の通気孔が設けられている。分散板２４０ａは、シャワーヘッド２４０の上面及びシャワー板２４０ｂと対向するように配置されており、シャワー板２４０ｂは、支持台２０３上のウェハ２００と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド２４０の上面と分散板２４０ａとの間、および分散板２４０ａとシャワー板２４０ｂとの間には、それぞれ空間が設けられており、かかる空間は、ガス導入口２１０から供給されるガスを分散させるための分散室（第１バッファ空間）２４０ｃ、および分散板２４０ａを通過したガスを拡散させるための第２バッファ空間２４０ｄとしてそれぞれ機能する。
【００２３】
＜排気ダクト＞
処理室２０１の内壁側面には、段差部２０１ａが設けられている。そして、この段差部２０１ａは、コンダクタンスプレート２０４をウェハ処理位置近傍に保持するように構成されている。コンダクタンスプレート２０４は、内周部にウェハ２００を収容する穴が設けられた１枚のドーナツ状（リング状）をした円板として構成されている。コンダクタンスプレート２０４の外周部には、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口２０４ａが設けられている。排出口２０４ａは、コンダクタンスプレート２０４の外周部がコンダクタンスプレート２０４の内周部を支えることができるよう、不連続に形成される。
【００２４】
一方、支持台２０３の外周部には、ロワープレート２０５が係止している。ロワープレート２０５は、リング状の凹部２０５ｂと、凹部２０５ｂの内側上部に一体的に設けられたフランジ部２０５ａとを備えている。凹部２０５ｂは、支持台２０３の外周部と、処理室２０１の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられる。凹部２０５ｂの底部のうち排気口２６０付近の一部には、凹部２０５ｂ内から排気口２６０側へガスを排出（流通）させるためのプレート排気口２０５ｃが設けられている。フランジ部２０５ａは、支持台２０３の上部外周縁上に係止する係止部として機能する。フランジ部２０５ａが支持台２０３の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート２０５が、支持台２０３の昇降に伴い、支持台２０３と共に昇降されるようになっている。
【００２５】
支持台２０３がウェハ処理位置まで上昇したとき、ロワープレート２０５もウェハ処理位置まで上昇する。その結果、ウェハ処理位置近傍に保持されているコンダクタンスプレート２０４が、ロワープレート２０５の凹部２０５ｂの上面部分を塞ぎ、凹部２０５ｂの内部をガス流路領域とする排気ダクト２５９が形成されることとなる。なお、このとき、排気ダクト２５９（コンダクタンスプレート２０４及びロワープレート２０５）及び支持台２０３によって、処理室２０１内が、排気ダクト２５９よりも上方の処理室上部と、排気ダクト２５９よりも下方の処理室下部と、に仕切られることとなる。なお、コンダクタンスプレート２０４およびロワープレート２０５は、排気ダクト２５９の内壁に堆積する反応生成物をエッチングする場合を考慮して、高温保持が可能な材料、例えば、耐高温高負荷用石英で構成することが好ましい。
【００２６】
ここで、ウェハ処理時における処理室２０１内のガスの流れについて説明する。まず、ガス導入口２１０からシャワーヘッド２４０の上部へと供給されたガスは、分散室（第１バッファ空間）２４０ｃを経て分散板２４０ａの多数の孔から第２バッファ空間２４０ｄへと入り、さらにシャワー板２４０ｂの多数の孔を通過して処理室２０１内に供給され、ウェハ２００上に均一に供給される。そして、ウェハ２００上に供給されたガスは、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウェハ２００に接触した後の余剰なガスは、支持台２０３の外周に設けられた排気ダクト２５９上（すなわちコンダクタンスプレート２０４上）を、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れ、排気ダクト２５９上に設けられた排出口２０４ａから、排気ダクト２５９内のガス流路領域内（凹部２０５ｂ内）へと排出される。その後、ガスは排気ダクト２５９内を流れ、プレート排気口２０５ｃを経由して排気口２６０へと排気される。以上の通り、処理室２０１の下部への、すなわち支持台２０３の裏面や処理室２０１の底面側へのガスの回り込みが抑制される。
【００２７】
続いて、上述したガス導入口２１０に接続されるガス供給系の構成について、主に、図１，６，７を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系（ガス供給ライン）の構成図であり、図６は、本発明の第１実施形態にかかる気化器の概略構成図であり、図７は、図６の気化器の噴霧ノズルの噴霧口周辺の部分拡大図である。
【００２８】
本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系は、液体原料を気化する気化部と、気化部に液体原料を供給する液体原料供給系と、気化部にキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、気化部にパージガスを供給するパージガス供給系（気化部用）と、気化部に洗浄液（溶媒）を供給する洗浄液供給系（溶媒供給系）と、気化部にて液体原料を気化させた原料ガスを処理室２０１内に供給する原料ガス供給系と、原料ガスとは異なる反応ガスを処理室２０１内に供給する反応ガス供給系と、を有している。さらに、本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置は、パージガス供給系（配管、処理室用）と、ベント（バイパス）系とを有している。以下に、各部の構成について説明する。
【００２９】
＜液体原料供給系＞
処理室２０１の外部には、液体原料としてのＳｒ（ストロンチウム）元素を含む有機金属液体原料（以下第１液体原料という）を供給する第１液体原料供給源２２０ｓ、Ｂａ（バリウム）元素を含む有機金属液体原料（以下第２液体原料という）を供給する第２液体原料供給源２２０ｂ、及びＴｉ（チタニウム）元素を含む有機金属液体原料（以下第３液体原料という）を供給する第３液体原料供給源２２０ｔが設けられている。第１液体原料供給源２２０ｓ、第２液体原料供給源２２０ｂ、及び第３液体原料供給源２２０ｔは、内部に液体原料を収容（充填）可能なタンク（密閉容器）としてそれぞれ構成されている。なお、Ｓｒ，Ｂａ，Ｔｉ元素を含む各有機金属液体原料は、例えば、ＥＣＨ（エチルシクロヘキサン）やＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などの溶媒（ソルベント）により０．０５ｍｏｌ／Ｌ〜０．２ｍｏｌ／Ｌに希釈されてから、タンク内にそれぞれ収容される。
【００３０】
ここで、第１液体原料供給源２２０ｓ、第２液体原料供給源２２０ｂ、及び第３液体原料供給源２２０ｔには、第１圧送ガス供給管２３７ｓ、第２圧送ガス供給管２３７ｂ、及び第３圧送ガス供給管２３７ｔがそれぞれ接続されている。第１圧送ガス供給管２３７ｓ、第２圧送ガス供給管２３７ｂ、及び第３圧送ガス供給管２３７ｔの上流側端部には、図示しない圧送ガス供給源が接続されている。また、第１圧送ガス供給管２３７ｓ、第２圧送ガス供給管２３７ｂ、及び第３圧送ガス供給管２３７ｔの下流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源２２０ｓ、第２液体原料供給源２２０ｂ、及び第３液体原料供給源２２０ｔ内の上部に存在する空間に連通しており、この空間内に圧送ガスを供給するように構成されている。なお、圧送ガスとしては、液体原料とは反応しないガスを用いることが好ましく、例えばＡｒガスやＮ２ガス等の不活性ガスが好適に用いられる。
【００３１】
また、第１液体原料供給源２２０ｓ、第２液体原料供給源２２０ｂ、及び第３液体原料供給源２２０ｔには、第１液体原料供給管２１１ｓ、第２液体原料供給管２１１ｂ、及び第３液体原料供給管２１１ｔがそれぞれ接続されている。ここで、第１液体原料供給管２１１ｓ、第２液体原料供給管２１１ｂ、及び第３液体原料供給管２１１ｔの上流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源２２０ｓ、第２液体原料供給源２２０ｂ、及び第３液体原料供給源２２０ｔ内に収容した液体原料内に浸されている。また、第１液体原料供給管２１１ｓ、第２液体原料供給管２１１ｂ、及び第３液体原料供給管２１１ｔの下流側端部は、液体原料を気化させる気化部としての気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔにそれぞれ接続されている。なお、第１液体原料供給管２１１ｓ、第２液体原料供給管２１１ｂ、及び第３液体原料供給管２１１ｔには、液体原料の供給流量を制御する流量制御手段としての液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）２２１ｓ，２２１ｂ，２２１ｔと、液体原料の供給を制御する開閉バルブｖｓ１，ｖｂ１，ｖｔ１と、がそれぞれ設けられている。
【００３２】
上記構成により、開閉バルブｖｓ１，ｖｂ１，ｖｔ１を開けるとともに、第１圧送ガス供給管２３７ｓ、第２圧送ガス供給管２３７ｂ、及び第３圧送ガス供給管２３７ｔから圧送ガスを供給することにより、第１液体原料供給源２２０ｓ、第２液体原料供給源２２０ｂ、及び第３液体原料供給源２２０ｔから気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔへと液体原料を圧送（供給）することが可能となる。主に、第１液体原料供給源２２０ｓ、第２液体原料供給源２２０ｂ、第３液体原料供給源２２０ｔ、第１圧送ガス供給管２３７ｓ、第２圧送ガス供給管２３７ｂ、第３圧送ガス供給管２３７ｔ、第１液体原料供給管２１１ｓ、第２液体原料供給管２１１ｂ、第３液体原料供給管２１１ｔ、液体流量コントローラ２２１ｓ，２２１ｂ，２２１ｔ、開閉バルブｖｓ１，ｖｂ１，ｖｔ１により液体原料供給系（液体原料供給ライン）が構成される。
【００３３】
＜キャリアガス供給系＞
処理室２０１の外部には、キャリアガスとしてのＮ２ガスを供給するためのＮ２ガス供給源２３０ｎが設けられている。Ｎ２ガス供給源２３０ｎには、キャリアガス供給管２１８の上流側端部が接続されている。キャリアガス供給管２１８の下流側は、３本のライン、すなわち、第１キャリアガス供給管２１８ｓ、第２キャリアガス供給管２１８ｂ、第３キャリアガス供給管２１８ｔに分岐している。第１キャリアガス供給管２１８ｓ、第２キャリアガス供給管２１８ｂ、第３キャリアガス供給管２１８ｔの下流側端部は、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔにそれぞれ接続されている。なお、第１キャリアガス供給管２１８ｓ、第２キャリアガス供給管２１８ｂ、第３キャリアガス供給管２１８ｔには、Ｎ２ガスの供給流量を制御する流量制御手段としての流量コントローラ（ＭＦＣ）２２５ｓ，２２５ｂ，２２５ｔと、Ｎ２ガスの供給を制御する開閉バルブｖｓ７，ｖｂ７，ｖｔ７とが、それぞれ設けられている。主に、Ｎ２ガス供給源２３０ｎ、キャリアガス供給管２１８、第１キャリアガス供給管２１８ｓ、第２キャリアガス供給管２１８ｂ、第３キャリアガス供給管２１８ｔ、流量コントローラ２２５ｓ，２２５ｂ，２２５ｔ、開閉バルブｖｓ７，ｖｂ７，ｖｔ７によりキャリアガス供給系（キャリアガス供給ライン）が構成される。なお、キャリアガスとしてはＮ２ガス以外にＡｒガス等の不活性ガスを用いるようにしてもよい。
【００３４】
＜パージガス供給系（気化部用）＞
処理室２０１の外部に設けられたＮ２ガス供給源２３０ｎは、気化部としての気化器の構成部品をパージするパージガスの供給源も兼ねている。Ｎ２ガス供給源２３０ｎには、キャリアガス供給管２１８を介してパージガス供給管２１９が接続されている。パージガス供給管２１９の下流側は、３本のライン、すなわち、第１パージガス供給管２１９ｓ、第２パージガス供給管２１９ｂ、第３パージガス供給管２１９ｔに分岐している。第１パージガス供給管２１９ｓ、第２パージガス供給管２１９ｂ、第３パージガス供給管２１９ｔの下流側端部は、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔにそれぞれ接続されている。なお、第１パージガス供給管２１９ｓ、第２パージガス供給管２１９ｂ、第３パージガス供給管２１９ｔには、Ｎ２ガスの供給流量を制御する流量制御手段としての流量コントローラ（ＭＦＣ）２２６ｓ，２２６ｂ，２２６ｔと、Ｎ２ガスの供給を制御する開閉バルブｖｓ８，ｖｂ８，ｖｔ８とが、それぞれ設けられている。主に、Ｎ２ガス供給源２３０ｎ、パージガス供給管２１９、第１パージガス供給管２１９ｓ、第２パージガス供給管２１９ｂ、第３パージガス供給管２１９ｔ、流量コントローラ２２６ｓ，２２６ｂ，２２６ｔ、開閉バルブｖｓ８，ｖｂ８，ｖｔ８によりパージガス供給系（パージガス供給ライン）が構成される。なお、パージガスとしてはＮ２ガス以外にＡｒガス等の不活性ガスを用いるようにしてもよい。
【００３５】
＜気化部＞
液体原料を気化する気化部としての気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔは、図６に、その内部構造を示すように、主に、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔと、ヒータ６１ｓ，６１ｂ，６１ｔと、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔと、混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔと、低温プレート１１ｓ，１１ｂ，１１ｔと、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔと、を有している。
【００３６】
気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔは液体原料を加熱し気化させて原料ガスを発生させる室であり、気化容器としての気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ内に形成される。気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔの周囲には加熱手段（加熱機構）としてのヒータ６１ｓ，６１ｂ，６１ｔが設けられており、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内に噴霧された液体原料を加熱し気化させるように構成されている。気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔには、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内に液体原料やキャリアガスやパージガスを導入するインレット５３ｓ，５３ｂ，５３ｔと、この気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内で発生させた原料ガスを原料ガス供給管２１３ｓ，２１３ｂ，２１３ｔ内へ排出するアウトレット５４ｓ，５４ｂ，５４ｔと、が設けられている。
【００３７】
気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔのインレット５３ｓ，５３ｂ，５３ｔには噴霧部としての噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔが設けられており、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔは、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内に液体原料を噴霧させるように構成されている。噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔは、本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔと、先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔと、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔとを有している。先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔと最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔとにより噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部分が構成されている。本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔは、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの根元部分から先端部分に至るまでの部分である。最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔは、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部分の中央最先端部に設けられた突起部（凸部）として構成されている。本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔの外形は円柱形状であり、先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔの外形は略円錐形状であり、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの外形は円柱形状である。すなわち、本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔは外径が一定となるように構成されており、先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔは先端側に行くほど外径が小さくなるように構成されており、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔは外径が一定となるように構成されている。なお、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの外径は、本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔの外径よりも遥かに小さい。噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部分、すなわち、先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔと最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔは、気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ（気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ）内に突出しないように配置されている。
【００３８】
噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ内には、液体原料とキャリアガスとを混合した流体を流す流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔが設けられている。この流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔは先端側で絞られており、先端側には細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔが設けられている。このように、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端側に流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔの内径よりも内径の小さい細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔを設けることで、流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔ内と気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内との間に所定の圧力差を設けるようにし、溶媒先飛び現象による噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの閉塞を防止するようにしている。この圧力差は、図８に示すように、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔの長さ、径を変えることで調整できる。図８（ａ）は細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔの長さを短くした例を示しており、図８（ｂ）は細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔの長さを長くした例を示している。なお、図８は、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部分とその周辺部分だけを抜き出した図である。また、図６および図８（ａ）の例では、流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔは、本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔと、先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔと、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの一部に対応する部分に設けられており、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔは、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの一部に対応する部分に設けられている。また、図８（ｂ）の例では、流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔは、本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔと、先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔの一部に対応する部分に設けられており、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔは、先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔの一部と、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔに対応する部分に設けられている。本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔと最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔは円筒状であるとも言える。細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔにより、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの噴霧口が構成されている。すなわち、噴霧口は、突起部としての最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの先端面に形成されることとなる。
【００３９】
噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの上部には、混合部としての混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔが設けられており、混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔは、液体原料とキャリアガスとを混合して、混合した流体を噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ内に導入するように構成されている。混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔには、液体原料を供給する液体原料配管２２ｓ，２２ｂ，２２ｔと、キャリアガスを供給するキャリアガス配管２３ｓ，２３ｂ，２３ｔと、液体原料配管２２ｓ，２２ｂ，２２ｔとキャリアガス配管２３ｓ，２３ｂ，２３ｔとが合流してなる混合配管２５ｓ，２５ｂ，２５ｔと、が設けられている。液体原料配管２２ｓ，２２ｂ，２２ｔには、液体原料供給管２１１ｓ，２１１ｂ，２１１ｔが接続されており、キャリアガス配管２３ｓ，２３ｂ，２３ｔには、キャリアガス供給管２１８ｓ，２１８ｂ，２１８ｔが接続されている。また、混合配管２５ｓ，２５ｂ，２５ｔには、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔが接続されている。液体原料は液体原料供給管２１１ｓ，２１１ｂ，２１１ｔから液体原料配管２２ｓ，２２ｂ，２２ｔを経由して混合配管２５ｓ，２５ｂ，２５ｔ内に供給され、キャリアガスはキャリアガス供給管２１８ｓ，２１８ｂ，２１８ｔからキャリアガス配管２３ｓ，２３ｂ，２３ｔを経由して混合配管２５ｓ，２５ｂ，２５ｔ内に供給される。液体原料とキャリアガスは、第１混合部２４ｓ，２４ｂ，２４ｔで混合されて混合配管２５ｓ，２５ｂ，２５ｔ内に供給され、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔ内に導入される。
【００４０】
混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔの下方であって噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔの周囲には、冷却手段（冷却機構）としての低温プレート１１ｓ，１１ｂ，１１ｔが設けられている。冷却部材である低温プレート１１ｓ，１１ｂ，１１ｔは、混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔおよび噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの両方と接触するように設けられている。低温プレート１１ｓ，１１ｂ，１１ｔは、例えば内部に冷却水を循環させるように構成されており、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔや混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔを冷却して、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ内や混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔ内の液体原料や溶媒が沸騰したり熱分解したりしないような温度に設定するよう構成されている。なお、その設定温度は原料気化のために設定する気化管温度よりも低いため、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの温度は気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔの内面温度よりも低くなる。
【００４１】
低温プレート１１ｓ，１１ｂ，１１ｔの下方かつ気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔおよびヒータ６１ｓ，６１ｂ，６１ｔの上方であって噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部分側の周囲には、カバー（被覆部材）としてのノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔが設けられている。ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔは、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔの一部と、先端部分（先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔと最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔ）の一部とを覆うように設けられている。また、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔは、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部分の表面の一部を気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔから隔離するように覆っており、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部分の表面形状に沿うように構成されている。なお、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔの噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの先端面に対応する部分は開放されており、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの側面はノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔにより覆われている。このように、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔは、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔに露出される噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの面積を最小限に抑えるようにしている。なお、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの先端面と、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔの底面は同一平面上に設けられている。
【００４２】
また、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔは、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔの一部と先端部分の周辺にパージガスを流し、そのパージガスを気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内へ吐出するパージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔを形成するように構成されている。パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔには、パージガス供給管２１９ｓ，２１９ｂ，２１９ｔが接続されている。パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの一部は、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔの一部の周囲にバッファ空間を形成するように構成されている。また、パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの他の一部は、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔの形状に略沿うように、また、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの形状に沿うように構成されている。パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの形状に沿う部分にパージガスを気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内へ吐出する吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔが形成されている。すなわち、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの側面とノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１との間の隙間に、パージガスを気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内へ吐出する吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔが形成されており、この吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔに吐出口が構成されている。すなわち、パージガスの気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内への吐出口は、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１の底面に形成されることとなる。なお、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの先端面と、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔの底面は同一平面上に設けられていることから、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔの吐出口と噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの噴霧口は、同一平面上に設けられることとなる。さらに、パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔは、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔに向かうにつれて流路が絞られており、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔにおける流路が最も狭くなるように構成されている。なお、図６の例では、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔ表面と、それに隣接するノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔ内面とは平行ではなく、先端側に行くにつれ近づくように構成されているが、図８（ａ）の例や、図８（ｂ）の例に示すように、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔ表面と、それに隣接するノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔ内面とが平行となるように構成してもよい。なお、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔ表面と、それに隣接するノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔ内面については、図６、図８（ａ）、図８（ｂ）のいずれの例においても、平行となるように構成されている。
【００４３】
パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔへの吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔは気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔのインレット５３ｓ，５３ｂ，５３ｔに設けられている。図７に示すように、パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの吐出部（吐出口）４３ｓ，４３ｂ，４３ｔは、その流路断面形状がリング状（円環状）に形成されており、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの周囲に、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔおよび細管部（噴霧口）３６ｓ，３６ｂ，３６ｔと同心円状に設けられている。噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔと、パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔは平行に設けられており、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔを通ったキャリアガスが混合された液体原料と、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔを通ったパージガスは、それぞれ同じ方向に吐出されることとなる。なお、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔを通ったパージガスは、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔから吐出されたキャリアガスが混合された液体原料の周りから吐出される。第１混合部２４ｓ，２４ｂ，２４ｔでキャリアガスとしての不活性ガスと混合された液体原料は、この部分、すなわち、パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔと噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔとが設けられる気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔのインレット５３ｓ，５３ｂ，５３ｔの部分で、パージガスとしての不活性ガスと混合されることとなる。すなわち、この部分は、第２混合部４４ｓ，４４ｂ，４４ｔとして構成されることとなる。
【００４４】
ここで、パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔにパージガスを流す作用について説明する。パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔに流すパージガスには、気化器構成部品の熱遮断とパージの役割がある。
【００４５】
気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ、ヒータ６１ｓ，６１ｂ，６１ｔ、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔは、原料を十分に気化させるために必要な高温度に保持されている。原料の気化温度にもよるが、これらの部材は例えば、１００〜３５０℃の温度に保持される。一方、低温プレート１１ｓ，１１ｂ，１１ｔ、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ、混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔは、配管内、流路内での原料の熱分解や溶媒の先飛び現象による閉塞を抑制するため、上述のような原料を気化させるために必要な高温とはならない温度に保持されている。これらの部材は、例えば、２０〜２５０℃の温度に保持される。なお、低温プレート１１ｓ，１１ｂ，１１ｔ、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ、混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔの温度は、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ、ヒータ６１ｓ，６１ｂ，６１ｔ、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔの温度よりも低い温度に保持される。このような構造においては、高温部材（気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ、ヒータ６１ｓ，６１ｂ，６１ｔ、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔ）から低温部材（低温プレート１１ｓ，１１ｂ，１１ｔ、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ、混合配管部２１ｓ，２１ｂ，２１ｔ）へ熱が移動してしまうことが考えられるが、高温部材と低温部材との間にパージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔを設け、このパージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔにパージガスを流通させることにより、高温部材から、低温部材へ向かう熱を遮断するようにしている。
【００４６】
また、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔは気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔの温度よりも低い温度とされているので、気化して気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ内に拡散している原料が逆流して噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔに接触すると原料の再液化が生じるが、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの周囲に設けられたパージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔにパージガスを流通させ吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔより気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ内に吐出するようにしているので、気化した原料の逆流による噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔへの接触、および、それによる原料の再液化、原料の析出を防止するようにしている。また、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔにより、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの先端面に対応する部分以外の部分を完全に覆い、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔに露出される噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの面積を最小限に抑えることで、パージガスによるパージ効果を有効に活用するようにしている。また、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔを気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ内に突出させないことで、パージガスによるパージ効果を損ねないようにしている。このパージガスによる噴霧ノズルのパージ機能と、上述のパージガスによる熱遮断機能により噴霧ノズルの目詰まりを防ぐことができる。
【００４７】
上述のように、パージガスには気化器構成部品の熱遮断とパージによる噴霧ノズルの目詰まり防止の役割があるが、それに加え、原料の気化管内への噴霧時に原料の粒径をより小さくする働きがある。以下、この作用について、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔにおける気化動作とともに説明する。
【００４８】
液体原料（または溶液原料）が液体原料供給管２１１ｓ，２１１ｂ，２１１ｔから液体原料配管２２ｓ，２２ｂ，２２ｔ内に供給され、キャリアガスがキャリアガス供給管２１８ｓ，２１８ｂ，２１８ｔからキャリアガス配管２３ｓ，２３ｂ，２３ｔ内に供給されると、液体原料とキャリアガスは第１混合部２４ｓ，２４ｂ，２４ｔで混合される。このとき、液体原料はキャリアガスに衝突し、これにより液が引きちぎられ、粒径が１０μｍ〜２００μｍ程度の二相流となる。二相流となった原料は、混合配管２５ｓ，２５ｂ，２５ｔを経由して、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ内に運ばれ、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ内の流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔ、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔを通って、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内に吐出（噴霧）される。同時に、パージガスがパージガス供給管２１９ｓ，２１９ｂ，２１９ｔからパージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔ、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔを通って、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内に吐出される。二相流となった原料と、パージガスは、第２混合部４４ｓ，４４ｂ，４４ｔにおいて混合される。このとき、二相流となった原料は、パージガスと衝突することで、更に粒径を小さくされ（粒径が１０μｍ〜１００μｍ程度となり）、真空高温下の気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ内に噴霧される。噴霧された原料はヒータ６１ｓ，６１ｂ，６１ｔによって高温に保たれている気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ壁への衝突や気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ内壁からの放射熱を得て気化される。
【００４９】
このように、パージガスには、液体原料とキャリアガスを混合させることで粒径を小さくした原料の粒径を更に小さくする働きがある。すなわち、本実施形態における気化器では、液体原料の粒径を２段階で小さくしており、キャリアガス、パージガスは、それぞれ一段目キャリアガス（内部混合キャリアガス）、二段目キャリアガス（外部混合キャリアガス）として作用する。このように、液体原料の粒径を２段階で小さくして気化することにより、液体原料の粒径を１段階で小さくする場合に比べ、原料の粒径を微細にすることができ、気化不良を防ぎ、気化速度、気化効率を上げることができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、図９（ａ）に示すように、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔと、パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔとを平行に設けており、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔから吐出される二相流となった原料と、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔから吐出されるパージガスは、それぞれ吐出方向が同じとなるように構成されている。この構成により、より効率的に原料の液が引きちぎられ粒径を小さくすることができる。すなわち、原料を気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ内に均一に流速を落とすことなく流すことができ、また、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔから吐出された二相流となった原料に吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔから吐出されたパージガスで均一なエネルギー（流速、流量）を与えることができ、より効率的に原料の粒径を小さくすることができる。
【００５１】
一方、例えば、図９（ｂ）に示すように、パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔが、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔの形状に沿う方向に向いており、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔから吐出される二相流となった原料と、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔから吐出されるパージガスの吐出方向が交差している場合、原料の液は引きちぎられず、原料の流れを乱してしまうこととなる。原料の流れが乱れると、原料が均一に気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ壁に衝突しなくなり、気化斑が生じるものと考えられる。また、キャリアガス同士、すなわち、一段目キャリアガス（内部混合キャリアガス）としてのキャリアガスと、二段目キャリアガス（外部混合キャリアガス）としてのパージガスが衝突すると、流速が遅くなり、エネルギーが低下し、粒径を小さくできなくなる。このことからも、二相流となった原料とパージガスの吐出方向を同じとすることの優位性が窺える。
【００５２】
なお、本実施形態では、二相流となった原料とパージガスの吐出方向を同じとするために、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔよりも先端側に最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔを設け、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔと平行に吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔを設け、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔと、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔとを平行に設けるようにしている。なお、図１０（ａ）に示すように、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔの長さ、すなわち最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの長さを短くし、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔと平行な吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔを僅かに設けるようにしても図６の場合と同様な効果が得られる。また、図１０（ｂ）に示すように略円錐状の先端部３３ｓ，３３ｂ，３３ｔをなくし、本体部３２ｓ，３２ｂ，３２ｔと最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔだけで噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔを構成するようにしてもよい。図１０（ｂ）も、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの長さを短くし、最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔと平行な吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔを僅かに設けるようにした例である。なお、図１０は、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部分とその周辺部分だけを抜き出した図である。
【００５３】
＜原料ガス供給系＞
上記の気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔの気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔのアウトレット５４ｓ，５４ｂ，５４ｔには、処理室２０１内に原料ガスを供給する第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、及び第３原料ガス供給管２１３ｔの上流側端部がそれぞれ接続されている。第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、及び第３原料ガス供給管２１３ｔの下流側端部は、合流するように一本化して原料ガス供給管２１３となり、一本化した原料ガス供給管２１３は、ガス導入口２１０に接続されている。なお、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、及び第３原料ガス供給管２１３ｔには、処理室２０１内への原料ガスの供給を制御する開閉バルブｖｓ３，ｖｂ３，ｖｔ３がそれぞれ設けられている。
【００５４】
上記構成により、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔにて液体原料を気化させて原料ガスを発生させるとともに、開閉バルブｖｓ３，ｖｂ３，ｖｔ３を開けることにより、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、及び第３原料ガス供給管２１３ｔから原料ガス供給管２１３を介して処理室２０１内へと原料ガスを供給することが可能となる。主に、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ、原料ガス供給管２１３、開閉バルブｖｓ３，ｖｂ３，ｖｔ３により、原料ガス供給系（原料ガス供給ライン）が構成される。
【００５５】
＜洗浄液供給系（溶媒供給系）＞
また、処理室２０１の外部には、洗浄液としての溶媒（ソルベント）であるＥＣＨ（エチルシクロヘキサン）を供給する洗浄液供給源（溶媒供給源）２２０ｅが設けられている。洗浄液供給源２２０ｅは、内部に洗浄液を収容（充填）可能なタンク（密閉容器）として構成されている。なお、洗浄液としては、ＥＣＨに限定されず、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などの溶媒を用いることが出来る。
【００５６】
ここで、洗浄液供給源２２０ｅには、洗浄液圧送ガス供給管２３７ｅが接続されている。洗浄液圧送ガス供給管２３７ｅの上流側端部には、図示しない圧送ガス供給源が接続されている。また、洗浄液圧送ガス供給管２３７ｅの下流側端部は、洗浄液供給源２２０ｅ内の上部に存在する空間に連通しており、この空間内に圧送ガスを供給するように構成されている。なお、圧送ガスとしては、ＡｒガスやＮ２ガス等の不活性ガスが好適に用いられる。
【００５７】
また、洗浄液供給源２２０ｅには洗浄液供給管（溶媒供給管）２１２が接続されている。洗浄液供給管２１２の上流側端部は洗浄液供給源２２０ｅ内に収容した洗浄液内に浸されている。洗浄液供給管２１２の下流側端部は、３本のライン、すなわち、第１洗浄液供給管２１２ｓ、第２洗浄液供給管２１２ｂ、及び第３洗浄液供給管２１２ｔに分岐するように接続されている。第１洗浄液供給管２１２ｓ、第２洗浄液供給管２１２ｂ、及び第３洗浄液供給管２１２ｔの下流側端部は、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ手前の第１液体原料供給管２１１ｓ、第２液体原料供給管２１１ｂ、及び第３液体原料供給管２１１ｔにそれぞれ接続されている。なお、第１洗浄液供給管２１２ｓ、第２洗浄液供給管２１２ｂ、及び第３洗浄液供給管２１２ｔには、洗浄液の供給流量を制御する流量制御手段としての液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）２２２ｓ，２２２ｂ，２２２ｔと、洗浄液の供給を制御する開閉バルブｖｓ２，ｖｂ２，ｖｔ２とが、それぞれ設けられている。
【００５８】
上記構成により、洗浄液圧送ガス供給管２３７ｅから圧送ガスを供給するとともに、開閉バルブｖｓ１，ｖｂ１，ｖｔ１を閉じ、開閉バルブｖｓ２，ｖｂ２，ｖｔ２を開けることにより、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ内の液体原料流路、すなわち液体原料配管２２ｓ，２２ｂ，２２ｔ、混合配管２５ｓ，２５ｂ，２５ｔ、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ内の流体流路３５ｓ，３５ｂ，３５ｔ、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔ内に洗浄液を圧送（供給）して、これら液体原料流路内を洗浄することが可能となる。主に、洗浄液供給源２２０ｅ、洗浄液圧送ガス供給管２３７ｅ、洗浄液供給管２１２、第１洗浄液供給管２１２ｓ、第２洗浄液供給管２１２ｂ、第３洗浄液供給管２１２ｔ、液体流量コントローラ２２２ｓ，２２２ｂ，２２２ｔ、開閉バルブｖｓ２，ｖｂ２，ｖｔ２により、洗浄液供給系（溶媒供給系）、すなわち洗浄液供給ライン（溶媒供給ライン）が構成される。
【００５９】
＜反応ガス供給系＞
また、処理室２０１の外部には、酸素（Ｏ２）ガスを供給する酸素ガス供給源２３０ｏが設けられている。酸素ガス供給源２３０ｏには、第１酸素ガス供給管２１１ｏの上流側端部が接続されている。第１酸素ガス供給管２１１ｏの下流側端部には、プラズマにより酸素ガスから反応ガス（反応物）すなわち酸化剤としてのオゾンガスを生成させるオゾナイザ２２９ｏが接続されている。なお、第１酸素ガス供給管２１１ｏには、酸素ガスの供給流量を制御する流量制御手段としての流量コントローラ（ＭＦＣ）２２１ｏが設けられている。
【００６０】
オゾナイザ２２９ｏのアウトレット２２ｏには、反応ガス供給管としてのオゾンガス供給管２１３ｏの上流側端部が接続されている。また、オゾンガス供給管２１３ｏの下流側端部は、原料ガス供給管２１３に合流するように接続されている。すなわち、オゾンガス供給管２１３ｏは、反応ガスとしてのオゾンガスを処理室２０１内に供給するように構成されている。なお、オゾンガス供給管２１３ｏには、処理室２０１内へのオゾンガスの供給を制御する開閉バルブｖｏ３が設けられている。
【００６１】
なお、第１酸素ガス供給管２１１ｏの流量コントローラ２２１ｏよりも上流側には、第２酸素ガス供給管２１２ｏの上流側端部が接続されている。また、第２酸素ガス供給管２１２ｏの下流側端部は、オゾンガス供給管２１３ｏの開閉バルブｖｏ３よりも上流側に接続されている。なお、第２酸素ガス供給管２１２ｏには、酸素ガスの供給流量を制御する流量制御手段としての流量コントローラ（ＭＦＣ）２２２ｏが設けられている。
【００６２】
上記構成により、オゾナイザ２２９ｏに酸素ガスを供給してオゾンガスを発生させるとともに、開閉バルブｖｏ３を開けることにより、処理室２０１内へオゾンガスを供給することが可能となる。なお、処理室２０１内へのオゾンガスの供給中に、第２酸素ガス供給管２１２ｏから酸素ガスを供給するようにすれば、処理室２０１内へ供給するオゾンガスを酸素ガスにより希釈して、オゾンガス濃度を調整することが可能となる。主に、酸素ガス供給源２３０ｏ、第１酸素ガス供給管２１１ｏ、オゾナイザ２２９ｏ、流量コントローラ２２１ｏ、オゾンガス供給管２１３ｏ、開閉バルブｖｏ３、第２酸素ガス供給管２１２ｏ、流量コントローラ２２２ｏにより反応ガス供給系（反応ガス供給ライン）が構成される。
【００６３】
＜パージガス供給系＞
また、処理室２０１の外部には、パージガスとしてのＡｒガスを供給するためのＡｒガス供給源２３０ａが設けられている。Ａｒガス供給源２３０ａには、パージガス供給管２１４の上流側端部が接続されている。パージガス供給管２１４の下流側端部は、４本のライン、すなわち、第１パージガス供給管２１４ｓ、第２パージガス供給管２１４ｂ、第３パージガス供給管２１４ｔ、及び第４パージガス供給管２１４ｏに分岐するように接続されている。第１パージガス供給管２１４ｓ、第２パージガス供給管２１４ｂ、第３パージガス供給管２１４ｔ、及び第４パージガス供給管２１４ｏの下流側端部は、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ、及びオゾンガス供給管２１３ｏの開閉バルブｖｓ３，ｖｂ３，ｖｔ３，ｖｏ３の下流側にそれぞれ接続されている。なお、第１パージガス供給管２１４ｓ、第２パージガス供給管２１４ｂ、第３パージガス供給管２１４ｔ、及び第４パージガス供給管２１４ｏには、Ａｒガスの供給流量を制御する流量制御手段としての流量コントローラ（ＭＦＣ）２２４ｓ，２２４ｂ，２２４ｔ，２２４ｏと、Ａｒガスの供給を制御する開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４とが、それぞれ設けられている。主に、Ａｒガス供給源２３０ａ、パージガス供給管２１４、第１パージガス供給管２１４ｓ、第２パージガス供給管２１４ｂ、第３パージガス供給管２１４ｔ、及び第４パージガス供給管２１４ｏ、流量コントローラ２２４ｓ，２２４ｂ，２２４ｔ，２２４ｏ、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４によりパージガス供給系（パージガス供給ライン）が構成される。なお、パージガスとしてはＮ２ガスを用いるようにしてもよい。
【００６４】
＜ベント（バイパス）系＞
また、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ、及びオゾンガス供給管２１３ｏの開閉バルブｖｓ３，ｖｂ３，ｖｔ３，ｖｏ３の上流側には、第１ベント管２１５ｓ、第２ベント管２１５ｂ、第３ベント管２１５ｔ、第４ベント管２１５ｏの上流側端部がそれぞれ接続されている。また、第１ベント管２１５ｓ、第２ベント管２１５ｂ、第３ベント管２１５ｔ、第４ベント管２１５ｏの下流側端部は合流するように一本化してベント管２１５となり、ベント管２１５は排気管２６１の原料回収トラップ２６３よりも上流側に接続されている。第１ベント管２１５ｓ、第２ベント管２１５ｂ、第３ベント管２１５ｔ、第４ベント管２１５ｏには、ガスの供給を制御するための開閉バルブｖｓ５，ｖｂ５，ｖｔ５，ｖｏ５がそれぞれ設けられている。
【００６５】
上記構成により、開閉バルブｖｓ３，ｖｂ３，ｖｔ３，ｖｏ３を閉め、開閉バルブｖｓ５，ｖｂ５，ｖｔ５，ｖｏ５を開けることで、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ、及びオゾンガス供給管２１３ｏ内を流れるガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気することが可能となる。
【００６６】
また、第１パージガス供給管２１４ｓ、第２パージガス供給管２１４ｂ、第３パージガス供給管２１４ｔ、及び第４パージガス供給管２１４ｏの開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４よりも上流側であって流量コントローラ２２４ｓ，２２４ｂ，２２４ｔ，２２４ｏよりも下流側には、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｂ、第７ベント管２１６ｔ、第８ベント管２１６ｏがそれぞれ接続されている。また、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｂ、第７ベント管２１６ｔ、第８ベント管２１６ｏの下流側端部は合流するように一本化してベント管２１６となり、ベント管２１６は排気管２６１の原料回収トラップ２６３よりも下流側であって真空ポンプ２６４よりも上流側に接続されている。第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｂ、第７ベント管２１６ｔ、第８ベント管２１６ｏには、ガスの供給を制御するための開閉バルブｖｓ６，ｖｂ６，ｖｔ６，ｖｏ６がそれぞれ設けられている。
【００６７】
上記構成により、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４を閉め、開閉バルブｖｓ６，ｖｂ６，ｖｔ６，ｖｏ６を開けることで、第１パージガス供給管２１４ｓ、第２パージガス供給管２１４ｂ、第３パージガス供給管２１４ｔ、及び第４パージガス供給管２１４ｏ内を流れるＡｒガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気することが可能となる。なお、開閉バルブｖｓ３，ｖｂ３，ｖｔ３，ｖｏ３を閉め、開閉バルブｖｓ５，ｖｂ５，ｖｔ５，ｖｏ５を開けることで、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ、及びオゾンガス供給管２１３ｏ内を流れるガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気する場合には、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４を開けることにより、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ、及びオゾンガス供給管２１３ｏ内にＡｒガスを導入して、各原料ガス供給管内をパージするように設定されている。また、開閉バルブｖｓ６，ｖｂ６，ｖｔ６，ｖｏ６は、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４と逆動作を行うように設定されており、Ａｒガスを各原料ガス供給管内に供給しない場合には、処理室２０１をバイパスしてＡｒガスを排気するようになっている。主に、第１ベント管２１５ｓ、第２ベント管２１５ｂ、第３ベント管２１５ｔ、第４ベント管２１５ｏ、ベント管２１５、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｂ、第７ベント管２１６ｔ、第８ベント管２１６ｏ、ベント管２１６、開閉バルブｖｓ５，ｖｂ５，ｖｔ５，ｖｏ５、開閉バルブｖｓ６，ｖｂ６，ｖｔ６，ｖｏ６によりベント系（バイパス系）、すなわちベントライン（バイパスライン）が構成される。
【００６８】
＜コントローラ＞
なお、本実施形態にかかる基板処理装置は、基板処理装置の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。コントローラ２８０は、ゲートバルブ２５１、昇降機構２０７ｂ、搬送ロボット２７３、ヒータ２０６、圧力調整器（ＡＰＣ）２６２、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ、オゾナイザ２２９ｏ、真空ポンプ２６４、開閉バルブｖｓ１〜ｖｓ８，ｖｂ１〜ｖｂ８，ｖｔ１〜ｖｔ８，ｖｏ３〜ｖｏ６、液体流量コントローラ２２１ｓ，２２１ｂ，２２１ｔ、２２２ｓ、２２２ｂ、２２２ｔ、流量コントローラ２２４ｓ，２２４ｂ，２２４ｔ，２２５ｓ，２２５ｂ，２２５ｔ，２２６ｓ，２２６ｂ，２２６ｔ，２２１ｏ，２２２ｏ，２２４ｏ等の動作を制御する。
【００６９】
（２）基板処理工程
続いて、本発明の第１実施形態にかかる半導体装置の製造工程の一工程として、上述の基板処理装置を用いてＡＬＤ法によりウェハ上に薄膜を形成する基板処理工程について、図５及び図２を参照しながら説明する。図５は、本発明の第１実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。また、図２は、本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置が有する各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャートとしてのシーケンス図である。このタイミングチャートにおいて、Ｈｉｇｈレベルはバルブ開を、Ｌｏｗレベルはバルブ閉を示している。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ２８０によって制御される。
【００７０】
＜基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）＞
まず、昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図４に示すウェハ搬送位置まで下降させる。そして、ゲートバルブ２５１を開き、処理室２０１と搬送室２７１とを連通させる。そして、搬送ロボット２７３により搬送室２７１内から処理室２０１内へ処理対象のウェハ２００を搬送アーム２７３ａで支持した状態で搬入する（Ｓ１）。処理室２０１内に搬入したウェハ２００は、支持台２０３の上面から突出しているリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。搬送ロボット２７３の搬送アーム２７３ａが処理室２０１内から搬送室２７１内へ戻ると、ゲートバルブ２５１が閉じられる。
【００７１】
続いて、昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図３に示すウェハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン２０８ｂは支持台２０３の上面から埋没し、ウェハ２００は、支持台２０３上面のサセプタ２１７上に載置される（Ｓ２）。
【００７２】
＜圧力調整工程（Ｓ３）、昇温工程（Ｓ４）＞
続いて、圧力調整器（ＡＰＣ）２６２により、処理室２０１内の圧力が所定の処理圧力となるように制御する（Ｓ３）。また、ヒータ２０６に供給する電力を調整し、ウェハ２００の表面温度が所定の処理温度となるように制御する（Ｓ４）。
【００７３】
なお、基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）、圧力調整工程（Ｓ３）、及び昇温工程（Ｓ４）においては、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｓ３，ｖｂ３，ｖｔ３，ｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４を開けることで、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておく（ｉｄｌｅ）。これにより、ウェハ２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。
【００７４】
工程Ｓ１〜Ｓ４と並行して、第１液体原料（Ｓｒ元素を含む有機金属液体原料）を気化させた原料ガス（以下、第１原料ガスという）を生成（予備気化）させておく（Ｓｅｔ  ｕｐ）。すなわち、開閉バルブｖｓ２を閉めたまま、開閉バルブｖｓ１を開けるとともに、第１圧送ガス供給管２３７ｓから圧送ガスを供給して、第１液体原料供給源２２０ｓから気化器２２９ｓに対して第１液体原料を圧送（供給）する。このとき、開閉バルブｖｓ７を開けてＮ２ガス供給源２３０ｎから気化器２２９ｓに対してキャリアガス（Ｎ２ガス）を供給し、さらに開閉バルブｖｓ８を開けてＮ２ガス供給源２３０ｎから気化器２２９ｓに対してパージガス（Ｎ２ガス）を供給する。キャリアガスの供給とパージガスの供給は、第１液体原料の供給よりも先行して行うことが好ましい。このようにして気化器２２９ｓにて第１液体原料を気化させて第１原料ガスを生成させておく。なお、開閉バルブｖｓ７、開閉バルブｖｓ８は、この後、気化器２２９ｓでの気化動作や洗浄動作に関わらず、常に開いた状態とし、キャリアガスとパージガスは、常に気化器２２９ｓに対して供給した状態とする。この予備気化工程では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｓ３を閉めたまま、開閉バルブｖｓ５を開けることにより、第１原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。
【００７５】
また、工程Ｓ１〜Ｓ４と並行して、反応物としてのオゾンガスを生成させておく（Ｓｅｔ  ｕｐ）ことが好ましい。すなわち、酸素ガス供給源２３０ｏからオゾナイザ２２９ｏへと酸素ガスを供給して、オゾナイザ２２９ｏにてオゾンガスを生成させておく。この際、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｏ３を閉めたまま、開閉バルブｖｏ５を開けることにより、オゾンガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。
【００７６】
気化器２２９ｓにて第１原料ガスを安定して生成させたり、あるいはオゾナイザ２２９ｏにてオゾンガスを安定して生成させたりするには所定の時間を要する。このため、本実施形態では、第１原料ガスあるいはオゾンガスを予め生成させておき、開閉バルブｖｓ３，ｖｓ５，ｖｏ３，ｖｏ５の開閉を切り替えることにより、第１原料ガスやオゾンガスの流路を切り替える。その結果、開閉バルブの切り替えにより、処理室２０１内への第１原料ガスやオゾンガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。
【００７７】
この予備気化工程の実施と同時に、開閉バルブｖｂ２，ｖｔ２を開き、気化器２２９ｂ，２２９ｔの液体原料流路内に洗浄液（溶媒）を供給して、気化器２２９ｂ，２２９ｔ内の洗浄を開始する。このとき、開閉バルブｖｂ７，ｖｔ７を開けてＮ２ガス供給源２３０ｎから気化器２２９ｂ，２２９ｔに対してキャリアガス（Ｎ２ガス）を供給し、さらに開閉バルブｖｂ８，ｖｔ８を開けてＮ２ガス供給源２３０ｎから気化器２２９ｂ，２２９ｔに対してパージガス（Ｎ２ガス）を供給する。キャリアガスの供給とパージガスの供給は、洗浄液の供給よりも先行して行うことが好ましい。なお、開閉バルブｖｂ７，ｖｔ７、開閉バルブｖｂ８，ｖｔ８は、この後、気化器２２９ｂ，２２９ｔでの気化動作や洗浄動作に関わらず、常に開いた状態とし、キャリアガスとパージガスは、常に気化器２２９ｂ，２２９ｔに対して供給した状態とする。なお、洗浄方法の詳細については後述する。
【００７８】
＜第１原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ６）＞
続いて、真空ポンプ２６４を作動させたまま、開閉バルブｖｓ４，ｖｓ５を閉じ、開閉バルブｖｓ３を開けて、処理室２０１内への第１原料ガスの供給を開始する（Ｓｒ）。第１原料ガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給されて、ウェハ２００表面に第１原料ガスのガス分子が吸着する。余剰な第１原料ガスは、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内への第１原料ガスの供給時には、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ、オゾンガス供給管２１３ｏ内への第１原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内における第１原料ガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておくことが好ましい。
【００７９】
開閉バルブｖｓ３を開け、第１原料ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｓ３を閉じ、開閉バルブｖｓ４，ｖｓ５を開けて、処理室２０１内への第１原料ガスの供給を停止する。また、同時に、開閉バルブｖｓ１を閉めて、気化器２２９ｓへの第１液体原料の供給も停止する。なお、開閉バルブｖｓ７、開閉バルブｖｓ８は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器２２９ｓへの供給は継続させる。
【００８０】
ここで、開閉バルブｖｓ３を閉め、第１原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておく。これにより、処理室２０１内に残留している第１原料ガスを除去し、処理室２０１内をＡｒガスによりパージする（ＰＳ１）。
【００８１】
また、開閉バルブｖｓ１を閉め、第１液体原料の供給を停止した後は、気化器２２９ｓ内の洗浄を開始する（ＰＳ１〜）。すなわち、洗浄液圧送ガス供給管２３７ｅから圧送ガスを供給するとともに、開閉バルブｖｓ１を閉じたまま、開閉バルブｖｓ２を開け、気化器２２９ｓの液体原料流路内に対して洗浄液を供給して、気化器の液体原料流路内を洗浄する。このとき開閉バルブｖｓ１，ｖｓ３は閉、開閉バルブｖｓ２，ｖｓ５は開とされるので、液体原料流路内に供給された洗浄液は、液体原料流路内を洗浄した後、気化室５１ｓ内へ供給されて気化される。このとき、液体原料流路内に残留していた第１液体原料及び溶媒も一緒に気化室５１ｓ内へ供給されて気化される。そして、気化された洗浄液、第１液体原料、及び溶媒は、第１原料ガス供給管２１３ｓを通り、処理室２０１内へ供給されることなく、ベント管２１５ｓより処理室２０１をバイパスして排気される。このときも、開閉バルブｖｓ７、開閉バルブｖｓ８は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器２２９ｓへの供給は継続させる。なお、気化器２２９ｓの洗浄は、例えば、次回の気化器２２９ｓへの第１液体原料の供給開始時まで（Ｓ９のＴｉまで）継続させる。
【００８２】
処理室２０１内のパージが完了したら、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を閉じ、開閉バルブｖｏ３を開けて、処理室２０１内へのオゾンガスの供給を開始する（ＯｘＳ）。オゾンガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給され、ウェハ２００表面に吸着している第１原料ガスのガス分子と反応して、ウェハ２００上にＳｒ元素を含む薄膜としてＳｒＯ膜を生成する。余剰なオゾンガスや反応副生成物は、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内へのオゾンガスの供給時には、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ内へのオゾンガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内におけるオゾンガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておくことが好ましい。
【００８３】
開閉バルブｖｏ３を開け、オゾンガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を開けて、処理室２０１内へのオゾンガスの供給を停止する。
【００８４】
開閉バルブｖｏ３を閉め、オゾンガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておく。これにより、処理室２０１内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去し、処理室２０１内をＡｒガスによりパージする（ＰＳ２）。
【００８５】
なお、第１原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ６）においては、第３液体原料（Ｔｉ元素を含む有機金属液体原料）を気化させた原料ガス（以下、第３原料ガスという）を予め生成（予備気化）させておく（ＰＳ１〜）。すなわち、開閉バルブｖｔ７、開閉バルブｖｔ８を開いたままとし、キャリアガスとパージガスの気化器２２９ｔへの供給を継続した状態で、開閉バルブｖｔ２を閉じ、開閉バルブｖｔ１を開けるとともに、第３圧送ガス供給管２３７ｔから圧送ガスを供給して、第３液体原料供給源２２０ｔから気化器２２９ｔへと第３液体原料を供給して、気化器２２９ｔにて第３液体原料を気化させて、第３原料ガスを生成させておく。第１原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ６）では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｔ３を閉めたまま、開閉バルブｖｔ５を開けることにより、第３原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。このように、第３原料ガスを予め生成させておき、後述の第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ７）において開閉バルブｖｔ３，ｖｔ５の開閉を切り替えることで、第３原料ガスの流路を切り替える。これにより、第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ７）において処理室２０１内への第３原料ガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。
【００８６】
＜第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ７）＞
続いて、真空ポンプ２６４を作動させたまま、開閉バルブｖｔ４，ｖｔ５を閉じ、開閉バルブｖｔ３を開けて、処理室２０１内への第３原料ガスの供給を開始する（Ｔｉ）。第３原料ガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給されて、ウェハ２００表面に第３原料ガスのガス分子が吸着する。余剰な第３原料ガスは、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内への第３原料ガスの供給時には、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、オゾンガス供給管２１３ｏ内への第３原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内における第３原料ガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｏ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておくことが好ましい。
【００８７】
開閉バルブｖｔ３を開け、第３原料ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｔ３を閉じ、開閉バルブｖｔ４，ｖｔ５を開けて、処理室２０１内への第３原料ガスの供給を停止する。また、同時に、開閉バルブｖｔ１を閉めて、気化器２２９ｔへの第３液体原料の供給も停止する。なお、開閉バルブｖｔ７、開閉バルブｖｔ８は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器２２９ｔへの供給は継続させる。
【００８８】
ここで、開閉バルブｖｔ３を閉め、第３原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておく。これにより、処理室２０１内に残留している第３原料ガスを除去し、処理室２０１内をＡｒガスによりパージする（ＰＴ１）。
【００８９】
また、開閉バルブｖｔ１を閉め、第３液体原料の供給を停止した後は、気化器２２９ｔ内の洗浄を開始する（ＰＴ１〜）。すなわち、洗浄液圧送ガス供給管２３７ｅから圧送ガスを供給するとともに、開閉バルブｖｔ１を閉じたまま、開閉バルブｖｔ２を開け、気化器２２９ｔの液体原料流路内に洗浄液を供給して、液体原料流路内を洗浄する。このとき開閉バルブｖｔ１，ｖｔ３は閉、開閉バルブｖｔ２，ｖｔ５は開とされるので、液体原料流路内に供給された洗浄液は、液体原料流路内を洗浄した後、気化室５１ｔ内へ供給されて気化される。このとき、液体原料流路内に残留していた第３液体原料及び溶媒も一緒に気化室５１ｔ内へ供給されて気化される。そして、気化された洗浄液、第３液体原料、及び溶媒は、第３原料ガス供給管２１３ｔを通り、処理室２０１内へ供給されることなく、ベント管２１５ｔより処理室２０１をバイパスして排気される。このときも、開閉バルブｖｔ７、開閉バルブｖｔ８は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器２２９ｔへの供給は継続させる。なお、気化器２２９ｔの洗浄は、例えば、次回の気化器２２９ｔへの第３液体原料の供給開始時まで（Ｓ８のＢａまで）継続させる。
【００９０】
処理室２０１内のパージが完了したら、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を閉じ、開閉バルブｖｏ３を開けて、処理室２０１内へのオゾンガスの供給を開始する（ＯｘＴ）。オゾンガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給され、ウェハ２００表面に吸着している第３原料ガスのガス分子と反応して、ウェハ２００上にＴｉ元素を含む薄膜としてＴｉＯ２膜を生成する。余剰なオゾンガスや反応副生成物は、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内へのオゾンガスの供給時には、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ内へのオゾンガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内におけるオゾンガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておくことが好ましい。
【００９１】
開閉バルブｖｏ３を開け、オゾンガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を開けて、処理室２０１内へのオゾンガスの供給を停止する。
【００９２】
開閉バルブｖｏ３を閉め、オゾンガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておく。これにより、処理室２０１内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去し、処理室２０１内をＡｒガスによりパージする（ＰＴ２）。
【００９３】
なお、第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ７）においては、第２液体原料（Ｂａ元素を含む有機金属液体原料）を気化させた原料ガス（以下、第２原料ガスという）を予め生成（予備気化）させておく（ＰＴ１〜）。すなわち、開閉バルブｖｂ７、開閉バルブｖｂ８を開いたままとし、キャリアガスとパージガスの気化器２２９ｂへの供給を継続した状態で、開閉バルブｖｂ２を閉じ、開閉バルブｖｂ１を開けるとともに、第２圧送ガス供給管２３７ｂから圧送ガスを供給して、第２液体原料供給源２２０ｂから気化器２２９ｂへと第２液体原料を供給させ、気化器２２９ｂにて第２液体原料を気化させて、第２原料ガスを生成させておく。第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ７）では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｂ３を閉めたまま、開閉バルブｖｂ５を開けることにより、第２原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。このように、第２原料ガスを予め生成させておき、後述の第２原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ８）において開閉バルブｖｂ３，ｖｂ５の開閉を切り替えることにより、第２原料ガスの流路を切り替える。これにより、第２原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ８）において処理室２０１内への第２原料ガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。
【００９４】
＜第２原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ８）＞
続いて、真空ポンプ２６４を作動させたまま、開閉バルブｖｂ４，ｖｂ５を閉じ、開閉バルブｖｂ３を開けて、処理室２０１内への第２原料ガスの供給を開始する（Ｂａ）。第２原料ガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給されて、ウェハ２００表面に第２原料ガスのガス分子が吸着する。余剰な第２原料ガスは、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内への第２原料ガスの供給時には、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第３原料ガス供給管２１３ｔ、オゾンガス供給管２１３ｏへの第２原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内における第２原料ガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｓ４，ｖｔ４，ｖｏ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておくことが好ましい。
【００９５】
開閉バルブｖｂ３を開け、第２原料ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｂ３を閉じ、開閉バルブｖｂ４，ｖｂ５を開けて、処理室２０１内への第２原料ガスの供給を停止する。また、同時に、開閉バルブｖｂ１を閉めて、気化器２２９ｂへの第２液体原料の供給も停止する。なお、開閉バルブｖｂ７、開閉バルブｖｂ８は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器２２９ｂへの供給は継続させる。
【００９６】
ここで、開閉バルブｖｂ３を閉め、第２原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておく。これにより、処理室２０１内に残留している第２原料ガスを除去し、処理室２０１内をＡｒガスによりパージする（ＰＢ１）。
【００９７】
また、開閉バルブｖｂ１を閉め、第２液体原料の供給を停止した後は、気化器２２９ｂ内の洗浄を開始する（ＰＢ１〜）。すなわち、洗浄液圧送ガス供給管２３７ｅから圧送ガスを供給するとともに、開閉バルブｖｂ１を閉じたまま、開閉バルブｖｂ２を開け、気化器２２９ｂの液体原料流路内に洗浄液を供給して、液体原料流路内を洗浄する。このとき開閉バルブｖｂ１，ｖｂ３は閉、開閉バルブｖｂ２，ｖｂ５は開とされるので、液体原料流路内に供給された洗浄液は、液体原料流路内を洗浄した後、気化室５１ｂ内へ供給されて気化される。このとき、液体原料流路内に残留していた第２液体原料及び溶媒も一緒に気化室５１ｂ内へ供給されて気化される。そして、気化された洗浄液、第２液体原料、及び溶媒は、第２原料ガス供給管２１３ｂを通り、処理室２０１内へ供給されることなく、ベント管２１５ｂより処理室２０１をバイパスして排気される。このときも、開閉バルブｖｂ７、開閉バルブｖｂ８は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器２２９ｂへの供給は継続させる。なお、気化器２２９ｂの洗浄は、例えば、次回の気化器２２９ｂへの第２液体原料の供給開始時まで（次回のＳ７のＴｉまで）継続させる。
【００９８】
処理室２０１内のパージが完了したら、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を閉じ、開閉バルブｖｏ３を開けて、処理室２０１内へのオゾンガスの供給を開始する（ＯｘＢ）。オゾンガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給され、ウェハ２００表面に吸着している第２原料ガスのガス分子と反応して、ウェハ２００上にＢａ元素を含む薄膜としてＢａＯ膜を生成する。余剰なオゾンガスや反応副生成物は、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内へのオゾンガスの供給時には、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、第３原料ガス供給管２１３ｔ内へのオゾンガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内におけるオゾンガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておくことが好ましい。
【００９９】
開閉バルブｖｏ３を開け、オゾンガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を開けて、処理室２０１内へのオゾンガスの供給を停止する。
【０１００】
開閉バルブｖｏ３を閉め、オゾンガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｓ４，ｖｂ４，ｖｔ４，ｖｏ４は開けたままとし、処理室２０１内にＡｒガスを常に流しておく。これにより、処理室２０１内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去し、処理室２０１内をＡｒガスによりパージする（ＰＢ２）。
【０１０１】
なお、第２原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ８）においては、第３液体原料（Ｔｉ元素を含む有機金属液体原料）を気化させた原料ガス（以下、第３原料ガスという）を予め生成（予備気化）させておく（ＰＢ１〜）。すなわち、開閉バルブｖｔ７、開閉バルブｖｔ８を開いたままとし、キャリアガスとパージガスの気化器２２９ｔへの供給を継続した状態で、開閉バルブｖｔ２を閉じ、開閉バルブｖｔ１を開けるとともに、第３圧送ガス供給管２３７ｔから圧送ガスを供給して、第３液体原料供給源２２０ｔから気化器２２９ｔへと第３液体原料を供給させ、気化器２２９ｔにて第３液体原料を気化させて、第３原料ガスを生成させておく。第２原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ８）では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｔ３を閉めたまま、開閉バルブｖｔ５を開けることにより、第３原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。このように、第３原料ガスを予め生成させておき、後述の第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ９）において開閉バルブｖｔ３，ｖｔ５の開閉を切り替えることにより、第３原料ガスの流路を切り替える。これにより、第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ９）において処理室２０１内への第３原料ガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。
【０１０２】
＜第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ９）＞
続いて、上述した第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ７）と同様の工程を再度実施して、ウェハ２００上にＴｉ元素を含む薄膜としてＴｉＯ２膜を生成する。
【０１０３】
＜繰り返し工程（Ｓ１０）＞
第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ９）の後、工程Ｓ６〜Ｓ９までを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数繰り返すことにより、ウェハ２００上に所望の膜厚のＢＳＴ（チタン酸バリウムストロンチウム）薄膜、すなわち（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３薄膜を形成する。
【０１０４】
＜基板搬出工程（Ｓ１１）＞
その後、上述した基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）に示した手順とは逆の手順により、所望膜厚の薄膜を形成した後のウェハ２００を処理室２０１内から搬送室２７１内へ搬出して、本実施形態にかかる基板処理工程を完了する。
【０１０５】
なお、薄膜形成工程をＡＬＤ法により行う場合、処理温度を原料ガスが自己分解しない程度の温度帯となるように制御する。この場合、各原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ６〜Ｓ９）において各原料ガスを供給する際には、原料ガスは熱分解することなくウェハ２００上に吸着する。また、オゾンガスを供給する際には、ウェハ２００上に吸着している原料ガス分子とオゾンガスとが反応することにより、ウェハ２００上に１原子層未満（１Å未満）程度の薄膜が形成される。なお、このとき、オゾンガスにより薄膜中に混入するＣ，Ｈ等の不純物を脱離させることが出来る。
【０１０６】
なお、本実施の形態におけるウェハ２００の処理条件としては、例えば（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３の薄膜を形成する場合、
処理温度：２５０〜４５０℃、
処理圧力：１０〜２００Ｐａ、
第１液体原料Ｓｒ（Ｃ１４Ｏ４Ｈ２５）２（略称；Ｓｒ（ＭＥＴＨＤ）２）  ０．１ｍｏｌ／Ｌ  ＥＣＨ希釈）供給流量：０．０１〜０．５ｃｃ／ｍｉｎ、
第２液体原料Ｂａ（Ｃ１４Ｏ４Ｈ２５）２（略称；Ｂａ（ＭＥＴＨＤ）２）  ０．１ｍｏｌ／Ｌ  ＥＣＨ希釈）供給流量：０．０１〜０．５ｃｃ／ｍｉｎ、
第３液体原料Ｔｉ（Ｃ６Ｏ２Ｈ１１）（Ｃ１１Ｏ２Ｈ１９）２（略称；Ｔｉ（ＭＰＤ）（ＴＨＤ）２）  ０．１ｍｏｌ／Ｌ  ＥＣＨ希釈）供給流量：０．０１〜０．５ｃｃ／ｍｉｎ、
反応物（オゾンガス）供給流量：５００〜２０００ｓｃｃｍ（オゾン濃度２０〜２００ｇ／Ｎｍ３）、
洗浄液（ＥＣＨ）供給流量：０．０５〜０．５ｃｃ／ｍｉｎ、
気化器の高温部材温度：１００〜３５０℃、
気化器の低温部材温度：２０〜２５０℃、
気化室内圧力：数〜１０Ｔｏｒｒ、
が例示される。なお、本実施形態では、各液体原料を希釈する溶媒、および洗浄液として、同一の物質（ＥＣＨ）を用いている。
【０１０７】
（３）第１実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔの高温部材と低温部材との間にパージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔを設け、このパージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔにパージガスを流通させているので、高温部材から、低温部材へ向かう熱を遮断することができる。
【０１０８】
また、本実施形態によれば、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔの噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの先端部分をノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔで覆い、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの周囲に設けられたパージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔにパージガスを流通させ吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔより気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ内に吐出するようにしているので、気化した原料の逆流による噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔへの接触、および、それによる原料の再液化、原料の析出を防止することができる。なお、ノズルカバー４１ｓ，４１ｂ，４１ｔにより、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔの先端面に対応する部分以外の部分を完全に覆い、気化室５１ｓ，５１ｂ，５１ｔに露出される噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの面積を最小限に抑えているので、パージガスによるパージ効果を有効に活用することができる。また、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの最先端部３４ｓ，３４ｂ，３４ｔを気化管５２ｓ，５２ｂ，５２ｔ内に突出させないようにしているので、パージガスによるパージ効果を有効に活用することができる。  
【０１０９】
また、本実施形態によれば、上述のパージガスによる熱遮断効果と噴霧ノズルのパージ効果により、噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの目詰まりを防ぐことができる。
【０１１０】
また、本実施形態によれば、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔにおいて、一段目キャリアガスとして作用するキャリアガスと、二段目キャリアガスとして作用するパージガスにより、液体原料の粒径を２段階で小さくして気化することにより、原料の粒径を微細にすることができ、気化不良を防ぎ、気化速度、気化効率を上げることができる。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、二段目キャリアガスとして作用するパージガスを流すパージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔは、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔに向かうにつれて絞られており、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔにおける流路が最も狭くなるようにしているので、二段目キャリアガスとして作用するパージガスの流速を高めることができ、原料に与えるエネルギーを高めることができる。これにより、より効率的に原料の粒径を小さくすることができ、気化不良を防ぎ、気化速度、気化効率を上げることができる。
【０１１２】
また、本実施形態によれば、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔの噴霧ノズル３１ｓ，３１ｂ，３１ｔの細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔと、パージガス流路４２ｓ，４２ｂ，４２ｔの吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔとを平行に設け、細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔから吐出される二相流となった原料と、吐出部４３ｓ，４３ｂ，４３ｔから吐出されるパージガスの吐出方向が同じになるようにしているので、より効率的に原料の粒径を小さくすることができ、気化不良を防ぎ、気化速度、気化効率を上げることができる。
【０１１３】
また、本実施形態によれば、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔへの液体原料の供給停止時に気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔの液体原料流路内に液体原料を希釈する溶媒（ＥＣＨ等）を供給して気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ内を洗浄しているので、液体原料流路内からの有機金属液体原料の除去が促進され、有機金属液体原料による液体原料流路内の閉塞が抑制される。なお、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔの洗浄は、成膜中であって気化動作時以外の時に行うのでスループットに影響を与えることはない。また、洗浄に用いる溶媒の量は必要最小限としているので、溶媒を大量消費することもない。
【０１１４】
＜本発明の他の実施態様＞
上述の実施形態では、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、及び第３原料ガス供給管２１３ｔの下流側端部は、合流するように一本化して原料ガス供給管２１３となり、一本化した原料ガス供給管２１３が、ガス導入口２１０に接続されているが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、第１原料ガス供給管２１３ｓ、第２原料ガス供給管２１３ｂ、及び第３原料ガス供給管２１３ｔの下流側端部が、シャワーヘッド２４０の上面（天井壁）にそれぞれ直接に接続されていても良い。
【０１１５】
また、上述の実施形態では、オゾンガス供給管２１３ｏの下流側端部は、原料ガス供給管２１３に合流するように接続されているが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、オゾンガス供給管２１３ｏの下流側端部が、シャワーヘッド２４０の上面（天井壁）に直接に接続されていても良い。
【０１１６】
また、上述の実施形態では、ウェハ２００上にＢＳＴ（チタン酸バリウムストロンチウム）薄膜、すなわち（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３薄膜を形成する例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、ウェハ２００上にＳＴＯ（チタン酸ストロンチウム）薄膜、すなわちＳｒＴｉＯ３薄膜を形成するようにしてもよく、更には他の膜を形成するようにしてもよい。
【０１１７】
また、上述の実施形態では、各原料ガスの処理室２０１への１回の供給動作毎に（気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔへの各液体原料の１回の吐出動作毎に）、各気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ内を洗浄する場合について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ内の洗浄は、各原料ガスの複数回の供給動作（気化動作）毎に、例えば、２回の供給動作（気化動作）毎に行うこととしても良い。ただし、上述の実施形態のように１回の供給動作（気化動作）毎に洗浄を行う方が、各気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ内の洗浄が促され、液体原料の気化動作がより安定するため好ましい。
【０１１８】
また、上述の実施形態では、各気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ内の洗浄動作を、気化動作を行う時以外の時は常に行うようにしているが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、各気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ内の洗浄動作は、液体原料流路内の有機金属液体原料が除去されれば、気化動作を行う時以外の時であっても停止してよい。
【０１１９】
また、逆に、各気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ内の洗浄動作は、液体原料の気化動作を行う時以外の時だけでなく、液体原料の気化動作を行う時にも行うようにしてもよい。すなわち、液体原料の気化動作を行う時やそれ以外の時にかかわらず、常時、各気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ内に洗浄液を供給し続けるようにしてもよい。その場合、液体原料の気化動作を行う時に、液体原料流路内に供給する洗浄液は、液体原料を希釈する溶媒の一部としても機能することとなる。この場合、上述の実施形態のように、液体原料を希釈する溶媒と洗浄液とは同一の物質とするのが好ましい。なお、液体原料の気化動作中に洗浄液を供給する場合には、処理室２０１内へ供給される原料ガスの供給流量や濃度が所望の値になるように、液体原料、希釈溶媒、洗浄液の分量比率を適宜調整することが好ましい。その場合、例えば、液体原料の気化動作時に供給する洗浄液の流量よりも、液体原料の気化動作時以外の時に供給する洗浄液の流量の方が多くなるようにし、液体原料の気化動作時以外の時に積極的に洗浄を行うようにしてもよい。また、液体原料の気化動作時に供給する洗浄液の流量と液体原料の気化動作時以外の時に供給する洗浄液の流量を一定とし、液体原料の気化動作時以外の時であって、液体原料の気化動作を所定回数行う毎に、洗浄液の流量を液体原料の気化動作時に供給する洗浄液の流量よりも大流量とするフラッシング動作を行うようにしてもよい。
【０１２０】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。上述の第１実施形態では、基板処理装置として１度に１枚の基板を処理する枚葉式のＡＬＤ装置を用いて成膜する例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、基板処理装置として１度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型ＡＬＤ装置を用いて成膜するようにしてもよい。以下、この縦型ＡＬＤ装置について説明する。
【０１２１】
図１１は、第２実施形態で好適に用いられる縦型ＡＬＤ装置の縦型処理炉の概略構成図であり、（ａ）は、処理炉３０２部分を縦断面で示し、（ｂ）は、処理炉３０２部分を図１１（ａ）のＡ−Ａ線断面図で示す。
【０１２２】
図１１（ａ）に示されるように、処理炉３０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ３０７を有する。ヒータ３０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【０１２３】
ヒータ３０７の内側には、ヒータ３０７と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ３０３が配設されている。プロセスチューブ３０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。プロセスチューブ３０３の筒中空部には処理室３０１が形成されており、基板としてのウェハ２００を、後述するボート３１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
【０１２４】
プロセスチューブ３０３の下方には、プロセスチューブ３０３と同心円状にマニホールド３０９が配設されている。マニホールド３０９は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド３０９は、プロセスチューブ３０３に係合しており、プロセスチューブ３０３を支持するように設けられている。なお、マニホールド３０９とプロセスチューブ３０３との間には、シール部材としてのＯリング３２０ａが設けられている。マニホールド３０９がヒータベースに支持されることにより、プロセスチューブ３０３は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ３０３とマニホールド３０９とにより反応容器が形成される。
【０１２５】
マニホールド３０９には、第１ガス導入部としての第１ノズル３３３ａと、第２ガス導入部としての第２ノズル３３３ｂとが、マニホールド３０９の側壁を貫通するように、また、その一部が処理室３０１内に連通するように接続されている。第１ノズル３３３ａと第２ノズル３３３ｂは、それぞれ水平部と垂直部とを有するＬ字形状であり、水平部がマニホールド３０９に接続され、垂直部が処理室３０１を構成している反応管３０３の内壁とウェハ２００との間における円弧状の空間に、反応管３０３の下部より上部の内壁にウェハ２００の積載方向に沿って設けられている。第１ノズル３３３ａ、第２ノズル３３３ｂの垂直部の側面には、ガスを供給する供給孔である第１ガス供給孔３４８ａ、第２ガス供給孔３４８ｂがそれぞれ設けられている。この第１ガス供給孔３４８ａ、第２ガス供給孔３４８ｂは、それぞれ下部から上部にわたって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。
【０１２６】
第１ノズル３３３ａ、第２ノズル３３３ｂに接続されるガス供給系は、上述の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、第１ノズル３３３ａに原料ガス供給管２１３が接続され、第２ノズル３３３ｂにオゾンガス供給管２１３ｏが接続される点が、上述の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、原料ガス（第１原料ガス、第２原料ガス、第３原料ガス）と、オゾンガスとを、別々のノズルにより供給する。なお、さらに各原料ガスを別々のノズルにより供給するようにしてもよい。
【０１２７】
マニホールド３０９には、処理室３０１内の雰囲気を排気する排気管３３１が設けられている。排気管３３１のマニホールド３０９との接続側と反対側である下流側には、圧力検出器としての圧力センサ３４５及び圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ３４２を介して、真空排気装置としての真空ポンプ３４６が接続されており、処理室３０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。なお、ＡＰＣバルブ３４２は弁を開閉して処理室３０１の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調整して処理室３０１内の圧力を調整することができるよう構成されている開閉弁である。
【０１２８】
マニホールド３０９の下方には、マニホールド３０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ３１９が設けられている。シールキャップ３１９は、マニホールド３０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ３１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ３１９の上面には、マニホールド３０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング３２０ｂが設けられる。シールキャップ３１９の処理室３０１と反対側には、後述するボート３１７を回転させる回転機構３６７が設置されている。回転機構３６７の回転軸３５５は、シールキャップ３１９を貫通して、ボート３１７に接続されており、ボート３１７を回転させることでウェハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ３１９は、プロセスチューブ３０３の外部に垂直に配置された昇降機構としてのボートエレベータ３１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート３１７を処理室３０１に対し搬入搬出することが可能となっている。
【０１２９】
基板保持具としてのボート３１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料からなり、複数枚のウェハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なお、ボート３１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料からなる断熱部材３１８が設けられており、ヒータ３０７からの熱がシールキャップ３１９側に伝わりにくくなるよう構成されている。なお、断熱部材３１８は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これら断熱板を水平姿勢で多段に保持する断熱板ホルダとにより構成してもよい。プロセスチューブ３０３内には、温度検出器としての温度センサ３６３が設置されており、温度センサ３６３により検出された温度情報に基づきヒータ３０７への通電具合を調整することにより、処理室３０１内の温度が所定の温度分布となるように構成されている。温度センサ３６３は、第１ノズル３３３ａ及び第２ノズル３３３ｂと同様に、プロセスチューブ３０３の内壁に沿って設けられている。
【０１３０】
制御部（制御手段）であるコントローラ３８０は、ＡＰＣバルブ３４２、ヒータ３０７、温度センサ３６３、真空ポンプ３４６、ボート回転機構３６７、ボートエレベータ３１５、気化器２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ、オゾナイザ２２９ｏ、開閉バルブｖｓ１〜ｖｓ８、ｖｂ１〜ｖｂ８、ｖｔ１〜ｖｔ８、ｖｏ３〜ｖｏ６、液体流量コントローラ２２１ｓ，２２１ｂ，２２１ｔ，２２２ｓ，２２２ｂ，２２２ｔ、流量コントローラ２２４ｓ，２２４ｂ，２２４ｔ，２２５ｓ，２２５ｂ，２２５ｔ，２２６ｓ，２２６ｂ，２２６ｔ，２２１ｏ，２２２ｏ，２２４ｏ等の動作を制御する。
【０１３１】
次に、上記構成にかかる縦型ＡＬＤ装置の処理炉３０２を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、ＡＬＤ法によりウェハ２００上に薄膜を形成する基板処理工程について説明する。なお、以下の説明において、縦型ＡＬＤ装置を構成する各部の動作は、コントローラ３８０により制御される。
【０１３２】
複数枚のウェハ２００をボート３１７に装填（ウェハチャージ）する。そして、図１１（ａ）に示すように、複数枚のウェハ２００を保持したボート３１７を、ボートエレベータ３１５によって持ち上げて処理室３０１内に搬入（ボートロード）する。この状態で、シールキャップ３１９はＯリング３２０ｂを介してマニホールド３０９の下端をシールした状態となる。
【０１３３】
処理室３０１内が所望の圧力（真空度）となるように、真空排気装置３４６によって真空排気する。この際、処理室３０１内の圧力を圧力センサ３４５で測定して、この測定された圧力に基づき、圧力調節器３４２をフィードバック制御する。また、処理室３０１内が所望の温度となるように、ヒータ３０７によって加熱する。この際、処理室３０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ３６３が検出した温度情報に基づきヒータ３０７への通電具合をフィードバック制御する。続いて、回転機構３６７によりボート３１７を回転させることで、ウェハ２００を回転させる。
【０１３４】
その後、上述の第１実施形態と同様に、第１原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ６）、第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ７）、第２原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ８）、第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ９）を１サイクルとして、このサイクルを所定回数繰り返すことにより（Ｓ１０）、ウェハ２００上に所望の膜厚の（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３薄膜を形成する。
【０１３５】
その後、ボートエレベータ３１５によりシールキャップ３１９を下降させて、マニホールド３０９の下端を開口させるとともに、所望膜厚の薄膜が形成された後のウェハ２００を、ボート３１７に保持させた状態でマニホールド３０９の下端からプロセスチューブ３０３の外部に搬出（ボートアンロード）する。その後、処理済ウェハ２００をボート３１７より取り出す（ウエハディスチャージ）。
【０１３６】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１３７】
本発明の一態様によれば、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる気化器が提供される。
【０１３８】
好ましくは、前記噴霧ノズルの前記突起部は円筒状である。
また好ましくは、前記噴霧ノズルの根元部分は円筒状であり、前記突起部は前記根元部分よりも外径が小さい円筒状である。
また好ましくは、前記噴霧ノズルの根元部分は外径が一定の形状であり、前記先端部分は先端側に行くほど外径が小さくなる形状であり、前記突起部は外径が一定の形状であり前記根元部分よりも外径が小さい。
また好ましくは、前記噴霧口と前記吐出口は、前記噴霧口から噴霧されるキャリアガスと混合させた液体原料の噴霧方向と、前記吐出口から吐出されるパージガスの吐出方向が同じになるように構成される。
また好ましくは、前記噴霧ノズルの前記突起部は、前記気化室内に突出しないように構成される。
また好ましくは、前記噴霧口と前記吐出口は、同一平面上に設けられる。
また好ましくは、前記カバーは前記噴霧ノズルの前記先端部分の表面形状に沿うように構成される。
【０１３９】
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、液体原料を気化する気化器と、前記気化器に液体原料を供給する液体原料供給系と、前記気化器にキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、前記気化器にパージガスを供給するパージガス供給系と、前記気化器で前記液体原料を気化させた原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給系と、前記原料ガスとは異なる反応ガスを前記処理室内に供給する反応ガス供給系と、を有し、前記気化器は、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる基板処理装置が提供される。
【０１４０】
本発明の更に他の態様によれば、処理室内に基板を搬入する工程と、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる気化器を用い、前記気化室内に前記吐出口よりパージガスを吐出させつつ前記噴霧口よりキャリアガスと混合させた液体原料を噴霧させ、前記気化室内で液体原料を気化させる工程と、前記処理室内に前記気化器で液体原料を気化させた原料ガスを供給して基板を処理する工程と、処理済基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置におけるガス供給系の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置における各バルブの開閉タイミングを示すシーケンス図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる気化器の概略構成図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる気化器の噴霧ノズルの噴霧口周辺の部分拡大図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかる気化器の変形例における噴霧ノズルの先端部分とその周辺部分を抜き出した図であり、（ａ）は細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔの長さを短くした例を示しており、（ｂ）は細管部３６ｓ，３６ｂ，３６ｔの長さを長くした例を示している。
【図９】噴霧ノズルから吐出される原料の吐出方向と、吐出部から吐出されるパージガスの吐出方向を示す図であり、（ａ）は原料の吐出方向とパージガスの吐出方向が同じである例を示しており、（ｂ）は原料の吐出方向とパージガスの吐出方向が交差している例を示している。
【図１０】本発明の第１実施形態にかかる気化器の変形例における噴霧ノズルの先端部分とその周辺部分を抜き出した図であり、（ａ）は噴霧ノズルの最先端部の長さを短くし、最先端部と平行な吐出部を僅かに設けた例であり、（ｂ）は噴霧ノズルの最先端部の長さを短くし、最先端部と平行な吐出部を僅かに設けると共に、噴霧ノズルの先端部をなくし、本体部と最先端部だけで噴霧ノズル構成した例である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる縦型ＡＬＤ装置の縦型処理炉の概略構成図であり、（ａ）は、処理炉部分を縦断面で示し、（ｂ）は、処理炉部分を（ａ）のＡ−Ａ線断面図で示す。
【符号の説明】
【０１４２】
１１ｓ，１１ｂ，１１ｔ  低温プレート
２１ｓ，２１ｂ，２１ｔ  混合部
３１ｓ，３１ｂ，３１ｔ  噴霧ノズル
３２ｓ，３２ｂ，３２ｔ  本体部
３３ｓ，３３ｂ，３３ｔ  先端部
３４ｓ，３４ｂ，３４ｔ  最先端部
３５ｓ，３５ｂ，３５ｔ  流体流路
３６ｓ，３６ｂ，３６ｔ  細管部
４１ｓ，４１ｂ，４１ｔ  ノズルカバー
４２ｓ，４２ｂ，４２ｔ  パージガス流路
４３ｓ，４３ｂ，４３ｔ  吐出部
５１ｓ，５１ｂ，５１ｔ  気化室
６１ｓ，６１ｂ，６１ｔ  ヒータ
２２９ｓ，２２９ｂ，２２９ｔ  気化器
【図１】
2010028000.tif 000003
【図２】
2010028000.tif 000004
【図３】
2010028000.tif 000005
【図４】
2010028000.tif 000006
【図５】
2010028000.tif 000007
【図６】
2010028000.tif 000008
【図７】
2010028000.tif 000009
【図８】
2010028000.tif 000010
【図９】
2010028000.tif 000011
【図１０】
2010028000.tif 000012
【図１１】
2010028000.tif 000013