(57)【要約】  原料を収容したタンク内へ第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、タンク内から処理室内へ第１供給管と接続管で接続された第２供給管を介して原料を供給し処理室内から排気して、処理室内に収容された基板を処理する工程と、第１供給管内、接続管内、および第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する工程と、第１供給管内、接続管内、および第２供給管内を真空引きする工程と、を交互に繰り返すことで、第１供給管内、接続管内、および第２供給管内をパージする工程と、を有する。
2017033979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を収容したタンク内へ第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、前記タンク内から処理室内へ前記第１供給管と接続管で接続された第２供給管を介して前記原料を供給し前記処理室内から排気して、前記処理室内に収容された基板を処理する工程と、
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する工程と、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内を真空引きする工程と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程では、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内の少なくともいずれかに付着し残留した前記原料を含む残留物を除去する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する工程と、前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内を真空引きする工程と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内をパージする工程をさらに有する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内をパージする工程では、前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内の少なくともいずれかに付着し残留した前記原料を含む残留物を除去する請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程を行った後、前記タンクを交換する工程をさらに有する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記タンクを交換する工程を行った後、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程をさらに行う請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記タンクを交換する工程を行った後に前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程では、前記タンク交換時に前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内の少なくともいずれかに付着し残留した水分を含む残留物を除去する請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程では、前記第１供給管、前記接続管、および前記第２供給管の外部で加熱された不活性ガスを、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内へ供給する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
基板を収容する処理室と、
原料を収容したタンク内へ第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、前記タンク内から前記処理室内へ前記第１供給管と接続管で接続された第２供給管を介して前記原料を供給する原料供給系と、
前記第１供給管内へ加熱された不活性ガスを供給する加熱不活性ガス供給系と、
前記処理室内を真空排気する排気系と、
前記原料を収容した前記タンク内へ前記第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、前記タンク内から前記処理室内へ前記第２供給管を介して前記原料を供給し前記処理室内から排気して、前記処理室内に収容された基板を処理する第１処理と、
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する処理と、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内を真空引きする処理と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする第２処理と、
を行わせるように、前記原料供給系、前記加熱不活性ガス供給系、および前記排気系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項１０】
基板処理装置の原料を収容したタンク内へ第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、前記タンク内から処理室内へ前記第１供給管と接続管で接続された第２供給管を介して前記原料を供給し前記処理室内から排気して、前記処理室内に収容された基板を処理する手順と、
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する手順と、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内を真空引きする手順と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、原料タンク内に収容した原料を、配管を介して処理室内の基板に対して供給し、基板上に膜を形成する基板処理が行われることがある。【０００３】
特許文献１には、基板処理の際に、加熱したキャリアガスを原料タンク内へ供給する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−９６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この場合に、基板処理を繰り返すと、原料が流れる配管内に、原料等が残留することがある。これを除去するために配管内をパージすることがあるが、このパージに長時間を要することがある。【０００６】
本発明の目的は、原料が流れる配管内のパージを効率よく行うことが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
原料を収容したタンク内へ第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、前記タンク内から処理室内へ前記第１供給管と接続管で接続された第２供給管を介して前記原料を供給し前記処理室内から排気して、前記処理室内に収容された基板を処理する工程と、
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する工程と、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内を真空引きする工程と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程と、
を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、原料が流れる配管内のパージを効率よく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。
【図２】本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ−Ａ線断面図で示す図である。
【図３】本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の成膜シーケンスを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の基板処理装置の処理炉及び液体原料タンク周辺の概略構成図である。
【図６】本発明における液体原料タンク交換時の処理フローである。
【図７】本発明の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の液体原料タンク周辺の概略構成図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の液体原料タンク周辺の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。
【００１１】
（１）基板処理装置の構成
図１に示すように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７は、ガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
【００１２】
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（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。反応管２０３の下方には、反応管２０３と同心円状に、マニホールド（インレットフランジ）２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属からなり、上端およ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２０９の上端部は、反応管２０３の下端部に係合しており、反応管２０３を支持するように構成されている。マニホールド２０９と反応管２０３との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。反応管２０３はヒータ２０７と同様に垂直に据え付けられている。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成される。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を収容可能に構成されている。
【００１３】
処理室２０１内には、ノズル２４９ａ，２４９ｂが、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂには、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂが、それぞれ接続されている。
【００１４】
ガス供給管２３２ａ，２３２ｂには、ガス流の上流側から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ａ，２４１ｂおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ，２４３ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａ，２３２ｂのバルブ２４３ａ，２４３ｂよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管２３２ｃ，２３２ｄがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄおよびバルブ２４３ｃ，２４３ｄがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａの基端部には、後述する原料供給部５００が接続されている。
【００１５】
ノズル２４９ａ，２４９ｂは、図２に示すように、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における平面視において円環状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の配列方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ，２４９ｂは、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａの側面には、ガスを供給するガス供給孔２５０ａ，２５０ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給孔２５０ａは、反応管２０３の中心を向くように開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔２５０ａは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。ガス供給孔２５０ｂは、後述するバッファ室２３７の中心を向くように開口している。ガス供給孔２５０ｂは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。ガス供給孔２５０ｂの開口面積、開口ピッチについては後述する。
【００１６】
ノズル２４９ｂは、ガス分散空間であるバッファ室２３７内に設けられている。バッファ室２３７は、図２に示すように、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における平面視において円環状の空間に、また、反応管２０３の内壁の下部より上部にわたる部分に、ウエハ２００の積載方向に沿って設けられている。すなわち、バッファ室２３７は、ウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うように設けられている。バッファ室２３７のウエハ２００と隣接する壁の端部には、ガスを供給するガス供給孔２５０ｃが設けられている。ガス供給孔２５０ｃは、反応管２０３の中心を向くように開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔２５０ｃは、ガス供給孔２５０ａと同様に、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。バッファ室２３７内と処理室２０１内との差圧が小さい場合、複数のガス供給孔２５０ｂの開口面積および開口ピッチを、上流側（下部）から下流側（上部）にわたりそれぞれ同一にするとよい。また、バッファ室２３７内と処理室２０１内との差圧が大きい場合、ガス供給孔２５０ｂの開口面積を上流側から下流側に向かって徐々に大きくしたり、ガス供給孔２５０ｂの開口ピッチを上流側から下流側に向かって徐々に小さくしたりするとよい。
【００１７】
ガス供給孔２５０ｂのそれぞれの開口面積や開口ピッチを、上流側から下流側にかけて上述のように調節することで、ガス供給孔２５０ｂのそれぞれから、流速の差はあるものの、流量がほぼ同量であるガスを噴出させることが可能となる。そして、これら複数のガス供給孔２５０ｂのそれぞれから噴出するガスを、一旦、バッファ室２３７内に導入することで、バッファ室２３７内においてガスの流速差の均一化を行うことが可能となる。複数のガス供給孔２５０ｂのそれぞれよりバッファ室２３７内に噴出したガスは、バッファ室２３７内で粒子速度が緩和された後、複数のガス供給孔２５０ｃより処理室２０１内へ噴出する。複数のガス供給孔２５０ｂのそれぞれよりバッファ室２３７内に噴出したガスは、ガス供給孔２５０ｃのそれぞれより処理室２０１内に噴出する際には、均一な流量と流速とを有するガスとなる。
【００１８】
ガス供給管２３２ａからは、所定元素を含む原料として、例えば、所定元素としてのシリコン（Ｓｉ）を含むシラン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。
【００１９】
ここで、原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で気体状態である原料や、常温常圧下で液体状態である原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で固体状態である固体原料を昇華させるか、あるいは該固体原料を溶媒（ソルベント）に溶解させた溶液を気化させることで、得られるガス等のことである。本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「気体状態である気体原料（原料ガス）」を意味する場合、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「固体状態である固体原料」を意味する場合、または、それらの全てを意味する場合がある。また、本明細書において、「液体原料」という言葉を用いた場合は、常温常圧下で液体状態である原料を意味する場合、常温常圧下で固体状態である原料を粉末状にする等して溶媒に溶解させて液体化させた原料を意味する場合、または、それらの両方を意味する場合がある。
【００２０】
シラン原料ガスとしては、例えば、Ｓｉおよびアミノ基（アミン基）を含む原料ガス、すなわち、アミノシラン原料ガスを用いることができる。アミノシラン原料とは、アミノ基を有するシラン原料のことであり、また、メチル基やエチル基やブチル基等のアルキル基を有するシラン原料でもあり、少なくともＳｉ、窒素（Ｎ）および炭素（Ｃ）を含む原料のことである。すなわち、ここでいうアミノシラン原料は、有機系の原料ともいえ、有機アミノシラン原料ともいえる。
【００２１】
アミノシラン原料ガスとしては、例えば、ビスターシャリーブチルアミノシラン（ＳｉＨ２［ＮＨ（Ｃ４Ｈ９）］２、略称：ＢＴＢＡＳ）ガスを用いることができる。ＢＴＢＡＳは、１分子中に１つのＳｉを含み、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｈ結合、Ｎ−Ｃ結合等を有し、Ｓｉ−Ｃ結合を有さない原料ガスであるともいえる。ＢＴＢＡＳガスは、後述する成膜処理において、Ｓｉソースとして作用する。アミノシラン原料ガスとしては、この他、テトラキスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：４ＤＭＡＳ）ガス、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）ガス、ビスジエチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２Ｈ２、略称：ＢＤＥＡＳ）ガス等を好適に用いることができる。
【００２２】
ＢＴＢＡＳのように常温常圧下で液体状態である原料を用いる場合は、液体状態の原料を後述する気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、原料ガス（ＢＴＢＡＳガス）として供給することとなる。
【００２３】
ガス供給管２３２ｂからは、原料とは化学構造（分子構造）が異なる反応体（リアクタント）として、例えば、酸素（Ｏ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂ、バッファ室２３７を介して処理室２０１内へ供給される。
【００２４】
Ｏ含有ガスは、後述する成膜処理において、酸化剤（酸化ガス）、すなわち、Ｏソースとして作用する。Ｏ含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ２）ガスを用いることができる。Ｏ含有ガスとしては、この他、オゾン（Ｏ３ガス）、水蒸気（Ｈ２Ｏガス）等を用いることができる。酸化剤としてＯ２ガスを用いる場合は、例えば、後述するプラズマ源を用いてこのガスをプラズマ励起し、プラズマ励起ガス（Ｏ２＊ガス）として供給することとなる。また、酸化剤としてＯ３ガスを用いる場合は、Ｏ２ガスをオゾン発生器としてのオゾナイザによりＯ３ガスに変換し、Ｏ３ガスとして供給することとなる。また、酸化剤としてＨ２Ｏガスを用いる場合は、例えば、逆浸透膜を用いて不純物を除去したＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｏｓｍｏｓｉｓ）水や、脱イオン処理を施すことで不純物を除去した脱イオン水や、蒸留器を用いて蒸留することで不純物を除去した蒸留水等の純水（或いは超純水）等を、気化器やバブラやボイラ等の気化システムにより気化して、Ｈ２Ｏガスとして供給することとなる。
【００２５】
ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄからは、不活性ガスとしての窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、ノズル２４９ａ，２４９ｂ、バッファ室２３７を介して処理室２０１内へ供給される。
【００２６】
ここで、ガス供給管２３２ａ内へ原料を供給する原料供給部５００について、図５を参照しつつ詳細に説明する。図５に示すように、ガス供給管２３２ａには、原料を供給する供給管としての原料供給管５０３が接続されている。原料供給管５０３には、圧力センサ５０４、バルブ５０７が設けられている。また、原料供給管５０３には、液体原料５５０を収容するタンクとしての液体原料タンク５０１が、接続部５０８を介して接続されている。接続部５０８と液体原料タンク５０１との間には、配管を介してハンドバルブ５０９が設けられている。
【００２７】
液体原料タンク５０１には、接続部５１１を介して供給管としての不活性ガス供給管５１２が接続されている。接続部５１１と液体原料タンク５０１との間には、配管を介してハンドバルブ５１０が設けられている。不活性ガス供給管５１２には、バルブ５１５が設けられている。また、不活性ガス供給管５１２には、供給管としてのキャリアガス供給管５２０とパージガス供給管５１９とが接続されている。キャリアガス供給管５２０には、上流側から順にキャリアガス源５２１、ＭＦＣ５２２、バルブ５２３が設けられている。パージガス供給管５１９には、上流側から順に、加熱された不活性ガス、例えば、加熱されたＮ２ガスを供給するＨｏｔ−Ｎ２源５０２、ＭＦＣ５１３、バルブ５１４が設けられている。
【００２８】
液体原料タンク５０１は、内部に液体原料５５０を収容（充填）可能なタンク（密閉容器）として構成されており、また、液体原料５５０をバブリングにより気化させて原料ガスを生成させる気化部としても構成されている。すなわち、液体原料タンク５０１は、バブラとして構成されている。なお、液体原料タンク５０１の周りには、液体原料タンク５０１および内部の液体原料５５０を加熱するサブヒータ５０１ａが設けられている。
【００２９】
上記構成により、バルブ５１５，５０７を開き、不活性ガス供給管５１２からキャリアガスとしての不活性ガスを液体原料タンク５０１内へ供給することにより、液体原料タンク５０１内部に収容された液体原料５５０をバブリングにより気化させて原料ガスを生成させることが可能となる。
【００３０】
主に、キャリアガス供給管５２０、ＭＦＣ５２２、バルブ５２３により、キャリアガス供給系が構成される。キャリアガス源５２１をキャリアガス供給系に含めて考えてもよい。主に、パージガス供給管５１９、ＭＦＣ５１３、バルブ５１４により加熱不活性ガス供給系（Ｈｏｔ−Ｎ２供給系）が構成される。Ｈｏｔ−Ｎ２源５０２を加熱不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。主に、不活性ガス供給管５１２、バルブ５１５により不活性ガス供給系が構成される。なお、キャリアガス供給系や加熱不活性ガス供給系を不活性ガス供給系とも称する。
【００３１】
更に、原料供給管５０３のバルブ５０７と接続部５０８との間、および不活性ガス供給管５１２のバルブ５１５と接続部５１１との間には、接続管５２４が接続されている。接続管５２４には、バルブ５２５が設けられている。更にガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、バルブ５０５が設けられている。ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａとバルブ５０５との間には、ガス供給管２３２ａから分岐するようにベントライン５２６が設けられている。ベントライン５２６は排気管２３１に接続されている。ベントライン５２６には、バルブ５２７が設けられている。ベントライン５２６は、処理室２０１をバイパスするように設けられている。主にベントライン５２６、バルブ５２７によりベント系が構成される。なお、ベントライン５２６は排気管２３１に接続させることなく、排気管２３１とは独立させて設けるようにしてもよい。
【００３２】
このような構成により、原料を収容したタンクとしての液体原料タンク５０１内へ第１供給管としての不活性ガス供給管５１２を介して不活性ガスを供給しつつ、液体原料タンク５０１内から処理室２０１内へ不活性ガス供給管５１２と接続管５２４とで接続された第２供給管としての原料供給管５０３を介して原料を供給し処理室２０１内から排気して、処理室２０１内に収容されたウエハ２００を処理することとなる。
【００３３】
主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ，５０５により、原料供給系が構成される。原料供給部５００、ノズル２４９ａを原料供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管２３２ａからアミノシラン原料を供給する場合、原料供給系をアミノシラン原料供給系、或いは、アミノシラン原料ガス供給系と称することもできる。主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、反応体供給系（リアクタント供給系）が構成される。ノズル２４９ｂ、バッファ室２３７を反応体供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管２３２ｂから酸化剤を供給する場合、反応体供給系を酸化剤供給系、酸化ガス供給系、或いは、Ｏ含有ガス供給系と称することもできる。主に、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄにより、不活性ガス供給系が構成される。
【００３４】
バッファ室２３７内には、図２に示すように、導電体からなり、細長い構造を有する２本の棒状電極２６９，２７０が、反応管２０３の下部より上部にわたりウエハ２００の配列方向に沿って配設されている。棒状電極２６９，２７０のそれぞれは、ノズル２４９ｂと平行に設けられている。棒状電極２６９，２７０のそれぞれは、上部より下部にわたって電極保護管２７５により覆われることで保護されている。棒状電極２６９，２７０のいずれか一方は、整合器２７２を介して高周波電源２７３に接続され、他方は、基準電位であるアースに接続されている。高周波電源２７３から棒状電極２６９，２７０間に高周波（ＲＦ）電力を印加することで、棒状電極２６９，２７０間のプラズマ生成領域２２４にプラズマが生成される。主に、棒状電極２６９，２７０、電極保護管２７５によりプラズマ発生器（プラズマ発生部）としてのプラズマ源が構成される。整合器２７２、高周波電源２７３をプラズマ源に含めて考えてもよい。プラズマ源は、後述するように、ガスをプラズマ励起、すなわち、プラズマ状態に励起（活性化）させるプラズマ励起部（活性化機構）として機能する。
【００３５】
電極保護管２７５は、棒状電極２６９，２７０のそれぞれをバッファ室２３７内の雰囲気と隔離した状態でバッファ室２３７内へ挿入できる構造となっている。電極保護管２７５の内部のＯ濃度が外気（大気）のＯ濃度と同程度であると、電極保護管２７５内へそれぞれ挿入された棒状電極２６９，２７０は、ヒータ２０７による熱で酸化されてしまう。電極保護管２７５の内部にＮ２ガス等の不活性ガスを充填しておくか、不活性ガスパージ機構を用いて電極保護管２７５の内部をＮ２ガス等の不活性ガスでパージすることで、電極保護管２７５の内部のＯ濃度を低減させ、棒状電極２６９，２７０の酸化を防止することができる。
【００３６】
反応管２０３には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気ラインとしての排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および排気バルブ（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。
【００３７】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９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２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ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２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の下方には、後述するボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ウエハ２００を処理室２０１内外に搬入および搬出（搬送）する搬送装置（搬送機構）として構成されている。また、マニホールド２０９の下方には、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を降下させている間、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシャッタ２１９ｓが設けられている。シャッタ２１９ｓは、例えばＳＵＳ等の金属からなり、円盤状に形成されている。シャッタ２１９ｓの上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｃが設けられている。シャッタ２１９ｓの開閉動作（昇降動作や回動動作等）は、シャッタ開閉機構１１５ｓにより制御される。
【００３８】
基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５〜２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる断熱板２１８が多段に支持されている。
【００３９】
反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
【００４０】
図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
【００４１】
記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する成膜処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピや、後述する原料供給部パージ処理の手順や条件等が記載されたパージレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピおよびパージレシピは、それぞれ、後述する各種処理（成膜処理、或いは、原料供給部パージ処理）における各手順をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、プロセスレシピやパージレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピやパージレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００４２】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｄ，５１３，５２２、バルブ２４３ａ〜２４３ｄ，５０５，５０７，５１４，５１５，５２３，５２５，５２７、圧力センサ２４５，５０４、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、温度センサ２６３、ヒータ２０７、サブヒータ５０１ａ、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、シャッタ開閉機構１１５ｓ、整合器２７２、高周波電源２７３等に接続されている。
【００４３】
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｄ，５１３，５２２による各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ〜２４３ｄ，５０５，５０７，５１４，５１５，５２３，５２５，５２７の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作、シャッタ開閉機構１１５ｓによるシャッタ２１９ｓの開閉動作、整合器２７２によるインピーダンス調整動作、高周波電源２７３の電力供給、サブヒータ５０１ａの温度調整動作等を制御するように構成されている。
【００４４】
コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
【００４５】
（２）基板処理
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板としてのウエハ２００上に膜を形成するシーケンス例について、図４を用いて説明する。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１２１により制御される。
【００４６】
図４に示す基板処理（成膜処理）では、ウエハ２００に対してＢＴＢＡＳガスを供給するステップと、ウエハ２００に対してプラズマ励起させたＯ２ガスを供給するステップと、を非同時に、すなわち、同期させることなく所定回数（１回以上）行うことで、ウエハ２００上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜、以下ＳｉＯ膜ともいう）を形成する。成膜処理の際、ＢＴＢＡＳガスとＯ２ガスとをこれらが熱分解しない温度下で供給する。本明細書では、図４に示す成膜処理のシーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。以下の他の実施形態の説明においても、同様の表記を用いることとする。
【００４７】
（ＢＴＢＡＳ→Ｏ２＊）×ｎ  ⇒  ＳｉＯ
【００４８】
本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
【００４９】
（搬入ステップ）
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、シャッタ開閉機構１１５ｓによりシャッタ２１９ｓが移動させられて、マニホールド２０９の下端開口が開放される（シャッタオープン）。その後、図１に示すように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００５０】
（圧力・温度調整ステップ）
処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって処理室２０１内が真空排気（減圧排気）される。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４４がフィードバック制御される。また、処理室２０１内のウエハ２００が所望の温度となるように、ヒータ２０７によって処理室２０１内が加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される。また、回転機構２６７によるウエハ２００の回転を開始する。処理室２０１内の排気、加熱、ウエハ２００の回転は、いずれも、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
【００５１】
但し、後述する成膜処理を室温以下の温度条件下で行う場合は、ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は行わなくてもよい。なお、このような温度下での処理だけを行う場合、ヒータ２０７は不要となり、ヒータ２０７を基板処理装置に設置しなくてもよい。よってこの場合、基板処理装置の構成を簡素化することができる。
【００５２】
（成膜処理ステップ）
その後、次のステップ１，２を順次実行する。
【００５３】
［ステップ１］
このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対してＢＴＢＡＳガスを供給する。具体的には、バルブ２４３ａ，５０５を開き、原料供給部５００よりガス供給管２３２ａ内へＢＴＢＡＳガスを流す。ＢＴＢＡＳガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＢＴＢＡＳガスが供給される。このとき同時にバルブ２４３ｃを開き、ガス供給管２３２ｃ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｃにより流量調整され、ＢＴＢＡＳガスと一緒に処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。また、バッファ室２３７内やノズル２４９ｂ内へのＢＴＢＡＳガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｄを開き、ガス供給管２３２ｄ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管２３２ｂ、ノズル２４９ｂ、バッファ室２３７を介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
【００５４】
ＢＴＢＡＳガスの供給流量は、例えば１〜２０００ｓｃｃｍ、好ましくは１０〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。Ｎ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。処理室２０１内の圧力は、例えば１〜２６６６Ｐａ、好ましくは６７〜１３３３Ｐａの範囲内の圧力とする。ＢＴＢＡＳガスの供給時間は、例えば１〜１００秒、好ましくは１〜５０秒の範囲内の時間とする。
【００５５】
ウエハ２００の温度は、例えば０℃以上１５０℃以下、好ましくは室温（２５℃）以上１００℃以下、より好ましくは４０℃以上９０℃以下の範囲内の温度とする。ＢＴＢＡＳガスは、ウエハ２００等へ吸着し易く反応性の高いガスである。このため、例えば室温程度の低温下であっても、ウエハ２００上にＢＴＢＡＳガスを化学吸着させることができ、実用的な成膜レートを得ることができる。本実施形態のように、ウエハ２００の温度を１５０℃以下、さらには１００℃以下、さらには９０℃以下とすることで、ウエハ２００に加わる熱量を低減させることができ、ウエハ２００が受ける熱履歴の制御を良好に行うことができる。また、０℃以上、好ましくは室温以上、より好ましくは４０℃以上の温度であれば、ウエハ２００上にＢＴＢＡＳを充分に吸着させることができ、充分な成膜レートが得られることとなる。よって、ウエハ２００の温度は０℃以上１５０℃以下、好ましくは室温以上１００℃以下、より好ましくは４０℃以上９０℃以下の範囲内の温度とするのがよい。
【００５６】
上述の条件下でウエハ２００に対してＢＴＢＡＳガスを供給することにより、ウエハ２００（表面の下地膜）上に、例えば１原子層未満から数原子層程度の厚さのＳｉ含有層が形成される。Ｓｉ含有層はＳｉ層であってもよいし、ＢＴＢＡＳの吸着層であってもよいし、それらの両方を含んでいてもよい。
【００５７】
Ｓｉ層とは、Ｓｉにより構成される連続的な層の他、不連続な層や、これらが重なってできるＳｉ薄膜をも含む総称である。Ｓｉにより構成される連続的な層を、Ｓｉ薄膜という場合もある。Ｓｉ層を構成するＳｉは、アミノ基（Ｎ）との結合が完全に切れていないものや、Ｈとの結合が完全に切れていないものも含む。
【００５８】
ＢＴＢＡＳの吸着層は、ＢＴＢＡＳ分子で構成される連続的な吸着層の他、不連続な吸着層をも含む。すなわち、ＢＴＢＡＳの吸着層は、ＢＴＢＡＳ分子で構成される１分子層もしくは１分子層未満の厚さの吸着層を含む。ＢＴＢＡＳの吸着層を構成するＢＴＢＡＳ分子は、Ｓｉとアミノ基との結合が一部切れたものや、ＳｉとＨとの結合が一部切れたものや、ＮとＣ（アルキル基）との結合が一部切れたもの等も含む。すなわち、ＢＴＢＡＳの吸着層は、ＢＴＢＡＳの物理吸着層であってもよいし、ＢＴＢＡＳの化学吸着層であってもよいし、それらの両方を含んでいてもよい。
【００５９】
ここで、１原子層（分子層）未満の厚さの層とは不連続に形成される原子層（分子層）のことを意味しており、１原子層（分子層）の厚さの層とは連続的に形成される原子層（分子層）のことを意味している。Ｓｉ含有層は、Ｓｉ層とＢＴＢＡＳの吸着層との両方を含み得る。但し、上述の通り、Ｓｉ含有層については「１原子層」、「数原子層」等の表現を用いて表すこととし、「原子層」を「分子層」と同義で用いる場合もある。
【００６０】
ＢＴＢＡＳが自己分解（熱分解）する条件下では、ウエハ２００上にＳｉが堆積することでＳｉ層が形成される。ＢＴＢＡＳが自己分解（熱分解）しない条件下では、ウエハ２００上にＢＴＢＡＳが吸着することでＢＴＢＡＳの吸着層が形成される。但し、本実施形態では、ウエハ２００の温度を例えば１５０℃以下の低温としているので、ＢＴＢＡＳの熱分解は生じにくい。結果として、ウエハ２００上へは、Ｓｉ層ではなく、ＢＴＢＡＳの吸着層の方が形成されやすくなる。
【００６１】
ウエハ２００上に形成されるＳｉ含有層の厚さが数原子層を超えると、後述するステップ２での改質の作用がＳｉ含有層の全体に届かなくなる。また、Ｓｉ含有層の厚さの最小値は１原子層未満である。よって、Ｓｉ含有層の厚さは１原子層未満から数原子層程度とするのが好ましい。Ｓｉ含有層の厚さを１原子層以下、すなわち、１原子層または１原子層未満とすることで、後述するステップ２での改質の作用を相対的に高めることができ、ステップ２の改質に要する時間を短縮することができる。ステップ１のＳｉ含有層の形成に要する時間を短縮することもできる。結果として、１サイクルあたりの処理時間を短縮することができ、トータルでの処理時間を短縮することも可能となる。すなわち、成膜レートを高くすることも可能となる。また、Ｓｉ含有層の厚さを１原子層以下とすることで、膜厚均一性の制御性を高めることも可能となる。
【００６２】
Ｓｉ含有層が形成された後、バルブ２４３ａを閉じ、ＢＴＢＡＳガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ２４４を開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＳｉ含有層の形成に寄与した後のガスや反応副生成物等を処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ２４３ｃ，２４３ｄは開いたままとして、処理室２０１内へのＮ２ガスの供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＳｉ含有層の形成に寄与した後のガス等を処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。
【００６３】
原料としては、ＢＴＢＡＳガスのほか、４ＤＭＡＳガス、３ＤＭＡＳガス、ビスジメチルアミノシラン（ＢＤＭＡＳ）ガス、ＢＤＥＡＳガス、ジメチルアミノシラン（ＤＭＡＳ）ガス、ジエチルアミノシラン（ＤＥＡＳ）ガス、ジプロピルアミノシラン（ＤＰＡＳ）ガス、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）ガス、ブチルアミノシラン（ＢＡＳ）ガス等の各種アミノシラン原料ガスを好適に用いることができる。
【００６４】
不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。
【００６５】
［ステップ２］
ステップ１が終了した後、ウエハ２００に対してプラズマ活性化（励起）させたＯ２ガスを供給する。このステップでは、バルブ２４３ｂ〜２４３ｄの開閉制御を、ステップ１におけるバルブ２４３ａ，２４３ｃ，２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行うことにより、ガス供給管２３２ｂ内へＯ２ガスを流す。ガス供給管２３２ｂ内を流れたＯ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｂにより流量調整され、ノズル２４９ｂを介してバッファ室２３７内へ供給される。このとき、棒状電極２６９，２７０間に高周波電力を供給する。バッファ室２３７内へ供給されたＯ２ガスはプラズマ励起され、活性種として処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
【００６６】
Ｏ２ガスの供給流量は、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。棒状電極２６９，２７０間に印加する高周波電力は、例えば５０〜１０００Ｗの範囲内の電力とする。処理室２０１内の圧力は、例えば１〜１００Ｐａの範囲内の圧力とする。Ｏ２ガスをプラズマ励起させることにより得られた活性種（Ｏ２＊、Ｏ＊）の供給時間は、例えば１〜１００秒、好ましくは１〜５０秒の範囲内の時間とする。その他の処理条件は、上述のステップ１と同様な処理条件とする。
【００６７】
上述の条件下でウエハ２００に対してプラズマ励起させたＯ２ガスを供給することにより、ウエハ２００上に形成されたＳｉ含有層が酸化される。この際、プラズマ励起させたＯ２ガスのエネルギーにより、Ｓｉ含有層が有するＳｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｈ結合が切断される。Ｓｉとの結合を切り離されたＮ、Ｈ、および、Ｎに結合するＣは、Ｓｉ含有層から脱離することとなる。そして、Ｎ等が脱離することで未結合手（ダングリングボンド）を有することとなったＳｉ含有層中のＳｉが、Ｏ２ガスに含まれるＯと結合し、Ｓｉ−Ｏ結合が形成されることとなる。この反応が進行することにより、Ｓｉ含有層は、ＳｉおよびＯを含む層、すなわち、シリコン酸化層（ＳｉＯ層）へと変化させられる（改質される）。
【００６８】
なお、Ｓｉ含有層をＳｉＯ層へと改質させるには、Ｏ２ガスをプラズマ励起させて供給する必要がある。Ｏ２ガスをノンプラズマの雰囲気下で供給しても、上述の温度下では、Ｓｉ含有層を酸化させるのに必要なエネルギーが不足しており、Ｓｉ含有層からＮやＣを充分に脱離させたり、Ｓｉ含有層を充分に酸化させてＳｉ−Ｏ結合を増加させたりすることは、困難なためである。
【００６９】
Ｓｉ含有層をＳｉＯ層へ変化させた後、バルブ２４３ｂを閉じ、Ｏ２ガスの供給を停止する。また、棒状電極２６９，２７０間への高周波電力の供給を停止する。そして、ステップ１と同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するＯ２ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。
【００７０】
酸化剤、すなわち、プラズマ励起させるＯ含有ガスとしては、Ｏ２ガスの他、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガス、Ｏ３ガス、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガス、水蒸気（Ｈ２Ｏガス）、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、二酸化炭素（ＣＯ２）ガス等を用いてもよい。
【００７１】
不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、ステップ１で例示した各種希ガスを用いることができる。
【００７２】
［所定回数実施］
上述したステップ１，２を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（ｎ回（ｎは１以上の整数））行うことにより、ウエハ２００上に、所定組成および所定膜厚のＳｉＯ膜を形成することができる。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成されるＳｉＯ層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、ＳｉＯ層を積層することで形成されるＳｉＯ膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
【００７３】
（アフターパージステップ、大気圧復帰ステップ）
ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄのそれぞれからＮ２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室２０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガス等が処理室２０１内から除去される（アフターパージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
【００７４】
（搬出ステップ）
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態でマニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。ボートアンロードの後は、シャッタ２１９ｓが移動させられ、マニホールド２０９の下端開口がＯリング２２０ｃを介してシャッタ２１９ｓによりシールされる（シャッタクローズ）。処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。なお、ウエハディスチャージの後は、処理室２０１内へ空のボート２１７を搬入するようにしてもよい。
【００７５】
（３）原料タンク交換
このような基板処理を繰り返すことにより、液体原料タンク５０１内の液体原料の残量が所定の量となると、液体原料タンク５０１の交換が必要となる。
【００７６】
以下、液体原料タンク５０１の交換方法について説明する。
【００７７】
（原料供給部（液体原料タンク内）パージステップ）
液体原料タンク５０１内の液体原料（ＢＴＢＡＳ）の残量が所定の量（例えばゼロ）となると、図６に示すように、まず始めに、液体原料タンク５０１内のパージを行う（Ｓ１００）。正確には、液体原料タンク５０１内とその周辺の配管内のパージを行う。このステップでは、第１供給管としての不活性ガス供給管５１２内、タンクとしての液体原料タンク５０１内、および第２供給管としての原料供給管５０３内へ、第３供給管としてのパージガス供給管５１９を介して加熱された不活性ガスとしてＨｏｔ−Ｎ２を供給し排気する工程（Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程）と、不活性ガス供給管５１２内、液体原料タンク５０１内、および原料供給管５０３内を真空引きする工程（真空引き工程）と、を交互に繰り返すことで、不活性ガス供給管５１２内、液体原料タンク５０１内、および原料供給管５０３内をパージする。
【００７８】
具体的には、基板処理時と同様、ハンドバルブ５０９，５１０を開いた状態で、バルブ５２３，５２５を閉じ、バルブ５１４，５１５，５０７，２４３ａ，５０５を開き、Ｈｏｔ−Ｎ２源５０２よりＨｏｔ−Ｎ２を供給する。Ｈｏｔ−Ｎ２は、パージガス供給管５１９や不活性ガス供給管５１２の内部で加熱されるのではなく、それらの外部、すなわち、Ｈｏｔ−Ｎ２源５０２で予め加熱された状態とされ、その状態で、パージガス供給管５１９や不活性ガス供給管５１２の内部へ供給される。Ｈｏｔ−Ｎ２は、パージガス供給管５１９、不活性ガス供給管５１２を通り、液体原料タンク５０１内へ供給される。液体原料タンク５０１内へ供給されたＨｏｔ−Ｎ２は、原料供給管５０３、ガス供給管２３２ａを通り、処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される（Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程）。所定時間Ｈｏｔ−Ｎ２を供給した後、バルブ５１４を閉じて、Ｈｏｔ−Ｎ２の供給を停止する。引き続き、真空ポンプ２４６により、不活性ガス供給管５１２内、液体原料タンク５０１内及び原料供給管５０３内を、処理室２０１、排気管２３１を介して真空引きし、引き切りを行う（真空引き工程）。そして、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程と、真空引き工程とを、交互に繰り返すことで、不活性ガス供給管５１２内、液体原料タンク５０１内、及び原料供給管５０３内のパージを行う。これらにより、不活性ガス供給管５１２内、液体原料タンク５０１内、原料供給管５０３内に付着し残留した原料を含む残留物を効率的に除去することができる。原料を含む残留物は、原料の他、原料が変質した物質をも含む。
【００７９】
この際、処理室２０１内にウエハ２００が存在する場合には、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程において、バルブ５０５を閉じ、バルブ５２７を開くことで、Ｈｏｔ−Ｎ２を処理室２０１を経由させずに、ベントライン５２６より排気するようにしてもよい。処理室２０１内にウエハ２００が存在しない場合には、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程において、バルブ５２７を閉じ、バルブ５０５を開くことで、Ｈｏｔ−Ｎ２を、処理室２０１を経由させて排気管２３１より排気するようにしてもよい。
【００８０】
（ハンドバルブ閉ステップ）
液体原料タンク５０１内のパージが終了した後、ハンドバルブ５０９，５１０を閉じる（Ｓ１０２）。
【００８１】
（原料供給部（配管内）パージステップ）
続いて、液体原料タンク５０１周辺の配管内のパージを行う（Ｓ１０４）。このステップでは、第１供給管としての不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、および第２供給管としての原料供給管５０３内へ、第３供給管としてのパージガス供給管５１９を介して加熱された不活性ガスとしてＨｏｔ−Ｎ２を供給し排気する工程（Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程）と、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、および原料供給管５０３内を真空引きする工程（真空引き工程）と、を交互に繰り返すことで、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、および原料供給管５０３内をパージする。
【００８２】
具体的には、バルブ５２３を閉じ、バルブ５１４，５１５，５２５，５０７，２４３ａ，５０５を開き、Ｈｏｔ−Ｎ２源５０２よりＨｏｔ−Ｎ２を供給する。Ｈｏｔ−Ｎ２は、パージガス供給管５１９を通り、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、原料供給管５０３内へ供給される。これらの配管内へ供給されたＨｏｔ−Ｎ２は、ガス供給管２３２ａを通り、処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される（Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程）。所定時間Ｈｏｔ−Ｎ２を供給した後、バルブ５１４を閉じて、Ｈｏｔ−Ｎ２の供給を停止する。引き続き、真空ポンプ２４６により、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、原料供給管５０３内を、処理室２０１、排気管２３１を介して真空引きし、引き切りを行う（真空引き工程）。そして、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程と、真空引き工程とを、交互に繰り返すことで、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、原料供給管５０３内のパージを行う。これらにより、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、原料供給管５０３内に付着し残留した原料を含む残留物を効率的に除去することができる。原料を含む残留物は、原料の他、原料が変質した物質をも含む。
【００８３】
この際、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程では、液体原料タンク５０１内をパージするステップと同様に、Ｈｏｔ−Ｎ２を排気することができる。すなわち、処理室２０１内にウエハ２００が存在する場合には、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程において、Ｈｏｔ−Ｎ２を、処理室２０１を介さずベントライン５２６より排気するようにしてもよく、処理室２０１内にウエハ２００が存在しない場合には、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程において、Ｈｏｔ−Ｎ２を、処理室２０１を介して排気管２３１より排気するようにしてもよい。なお、いずれの場合も、Ｈｏｔ−Ｎ２をベントライン５２６より排気するようにしてもよい。また、Ｈｏｔ−Ｎ２をベントライン５２６より排気する際は、真空引き工程においてもベントライン５２６を用いて真空引きを行うようにしてもよい。これらのことは、配管内パージステップだけでなく、液体原料タンク内パージステップにおいても同様である。
【００８４】
（原料成分の有無確認ステップ）
配管内のパージが終了した後、配管内における原料成分の有無を、圧力センサ５０４を用いて確認する（Ｓ１０６）。このステップでは、配管内、すなわち、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、原料供給管５０３内を真空引きし、引き切りを行う。その際、圧力センサ５０４で配管内の圧力をモニタリングし、配管内を所定の圧力まで引き切る（所定の真空度まで到達させる）ことができるかどうかで原料成分の有無を判断する。配管内を所定の圧力まで引き切ることができない場合は、原料成分が残留している（残留した原料が放出されている）と判断することができ、配管内を所定の圧力まで引き切ることができる場合は、原料成分が無いと判断することができる。このほか、配管内を真空引きした後、圧力センサ５０４で配管内の圧力をモニタリングしながら、その状態を所定時間保持し、圧力変動（圧力上昇）があるかどうかで原料成分の有無を判断することもできる（ビルドアップ法）。所定時間経過するまでに圧力上昇がある場合は、原料成分が残留している（残留した原料が放出されている）と判断することができ、所定時間経過しても圧力上昇がない場合は、原料成分が無いと判断することができる。配管内に原料成分が残留していると判断した場合、液体原料タンク５０１を取り外すことができないと判断することができ、この場合、再度、配管内パージステップを行うこととなる。配管内に原料成分が無いと判断できた場合、液体原料タンク５０１を取り外すことが可能と判断することができる。
【００８５】
（液体原料タンク交換ステップ）
配管内に原料成分が無いことを確認した後、液体原料タンク５０１の交換を行う（Ｓ１０８）。接続部５０８，５１１より液体原料タンク５０１を取り外し、新しい液体原料タンク５０１を接続部５０８，５１１に取り付ける。
【００８６】
（原料供給部（配管内）パージステップ）
液体原料タンク５０１の交換を行う際、配管の一部、すなわち、不活性ガス供給管５１２のバルブ５１５よりも下流側、接続管５２４、原料供給管５０３のバルブ５０７よりも上流側の内部は大気開放され、大気に晒される。その結果、これらの配管内には大気中の水分（Ｈ２Ｏ）を含む残留物が付着することとなる。水分を含む残留物は、大気中に含まれる水分の他、大気中に含まれる有機物を含む場合もある。この配管内に付着した水分を含む残留物を除去するために、液体原料タンク交換後に配管内のパージを行う（Ｓ１１０）。このステップでは、液体原料タンク交換前に行う配管内パージステップと同様の手順で配管内のパージを行う。すなわち、このステップでは、第１供給管としての不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、および第２供給管としての原料供給管５０３内へ、第３供給管としてのパージガス供給管５１９を介して加熱された不活性ガスとしてＨｏｔ−Ｎ２を供給し排気する工程（Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程）と、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、および原料供給管５０３内を真空引きする工程（真空引き工程）と、を交互に繰り返すことで、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、および原料供給管５０３内をパージする。具体的な、バルブの開閉制御や排気ライン（排気管２３１、ベントライン５２６）の選択等は、液体原料タンク交換前に行う配管内パージステップにおけるそれらと同様に行う。これらにより、不活性ガス供給管５１２内、接続管５２４内、原料供給管５０３内に付着した水分を含む残留物を効率的に除去することができる。
【００８７】
（水分の有無確認ステップ）
配管内のパージが終了した後、配管内における水分の有無を、圧力センサ５０４を用いて確認する（Ｓ１１２）。このステップでは、原料成分の有無確認ステップと同様の原理、手順で配管内における水分の有無を確認する。この場合、上述の原料成分の有無確認ステップの説明における「原料」を「水分」に置き換えて考えればよい。例えば、配管内を真空引きしたときの到達真空度や、ビルドアップ法等により、配管内における水分の有無を確認する。配管内に水分が残留していると判断した場合、再度、配管内パージステップを行うこととなる。配管内に水分が無いと判断できた場合、交換後の液体原料タンク５０１と配管とを連通可能と判断することができる。
【００８８】
（ハンドバルブ開ステップ）
配管内に水分が無いことを確認した後、ハンドバルブ５０９，５１０を開く（Ｓ１１４）。これにより、交換後の液体原料タンク５０１と配管とを開通（連通）させる。
【００８９】
このように、液体原料タンク内パージおよび配管内パージを行う際に、パージ対象部へのＨｏｔ−Ｎ２の供給と、パージ対象部の真空引き（引き切り）と、を組み合わせることで、パージ効率を大幅に改善することが可能となる。また、接続管５２４の周辺のような複雑な経路をもつ配管及び原料タンクのパージ効率を大幅に改善することが可能となる。
【００９０】
特に蒸気圧の低い液体原料を用いる場合、配管内等から原料を除去するのが難しいことがあり、この場合、パージに長時間を要してしまい、基板処理装置のダウンタイムが増加してしまうことがある。従来より、液体原料タンクやその周辺の配管をヒータにより外側から加熱する技術はあるが、これは、液体原料タンクや配管の内壁のみの加熱となる。そのため、これらの形状が複雑になると、配管等へのヒータの巻き方が不均一となったりすることで、配管の内壁等に、加熱が不充分な箇所（コールドスポット）が発生し、配管内等に液体原料が残留することがある。そしてこの場合に、配管を加熱しつつ配管内をパージした場合であっても、パージに長時間を要してしまうことがある。本発明によれば、このように蒸気圧の低い液体原料を用いる場合においても、配管内等のパージ効率を大幅に改善することができ、基板処理装置のダウンタイムを短縮することが可能となる。
【００９１】
Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程では、Ｈｏｔ−Ｎ２の温度を、成膜処理ステップにおいて、液体原料タンク５０１内へ供給する不活性ガスの温度よりも高い温度とするのが望ましく、例えば、３０〜２５０℃、好ましくは１００〜１５０℃の範囲内の温度に設定するのが望ましい。Ｈｏｔ−Ｎ２の温度を３０℃未満とすると、加熱されていないＮ２を用いたパージとパージ効果はそれほど変わらない。Ｈｏｔ−Ｎ２の温度を３０℃以上とすることで、パージ効果、すなわち、配管内等に残留した原料の除去効率、除去効果を高めることが可能となる。Ｈｏｔ−Ｎ２の温度を１００℃以上とすることで、この効果をより高めることが可能となる。また、Ｈｏｔ−Ｎ２の温度が２５０℃を超えると、バルブやＭＦＣ等が正常に動作しなくなることがある。Ｈｏｔ−Ｎ２の温度を２５０℃以下とすることで、バルブやＭＦＣ等の動作不良を防止することが可能となる。Ｈｏｔ−Ｎ２の温度を１５０℃以下とすることで、バルブやＭＦＣ等の動作不良を確実に防止することが可能となる。よって、Ｈｏｔ−Ｎ２の温度は、３０℃以上２５０℃以下、好ましくは１００℃以上１５０℃以下の範囲内の温度とするのが望ましい。
【００９２】
Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程では、Ｈｏｔ−Ｎ２の供給流量を、例えば１〜２０ｓｌｍ、好ましくは２〜１０ｓｌｍの範囲内の流量に設定するのが望ましい。Ｈｏｔ−Ｎ２の供給流量を１ｓｌｍ未満とすると、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程と真空引き工程とを交互に繰り返す際に、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程と真空引き工程とで、配管内等に圧力差（圧力変動）を充分に生じさせることができないことがある。Ｈｏｔ−Ｎ２の供給流量を１ｓｌｍ以上とすることで、Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程と真空引き工程とで配管内等に充分な圧力差を生じさせることができ、配管内等に残留した原料の除去効率、除去効果を充分に高めることが可能となる。Ｈｏｔ−Ｎ２の供給流量を２ｓｌｍ以上とすることで、この効果をより高めることが可能となる。また、Ｈｏｔ−Ｎ２の供給流量が２０ｓｌｍを超えると真空ポンプ２４６に負荷がかかり過ぎ、また、パージ効果も飽和してしまう。Ｈｏｔ−Ｎ２の供給流量を２０ｓｌｍ以下とすることで真空ポンプ２４６への負荷を軽減でき、Ｈｏｔ−Ｎ２の浪費を防止することも可能となる。よって、Ｈｏｔ−Ｎ２の供給流量は、１ｓｌｍ以上２０ｓｌｍ以下、好ましくは２ｓｌｍ以上１０ｓｌｍ以下の範囲内の流量とするのが望ましい。
【００９３】
Ｈｏｔ−Ｎ２供給工程で用いる加熱された不活性ガスとしては、Ｈｏｔ−Ｎ２の他に、加熱されたＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ（Ｈｏｔ−Ａｒ，Ｈｏｔ−Ｈｅ，Ｈｏｔ−Ｎｅ，Ｈｏｔ−Ｋｒ，Ｈｏｔ−Ｘｅ）等の希ガスを用いるようにしてもよい。Ａｒ，Ｈｅ等の希ガスは、Ｎ２よりも分子サイズが小さいため、Ｎ２が入り込めないような狭い箇所にも入り込むことができ、Ｎ２を用いる場合よりも、きめ細かいパージを行うことが可能となる。
【００９４】
（４）本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
【００９５】
（ａ）タンク交換前後の液体原料タンク内およびタンク周辺の配管内のパージを行う際に、Ｈｏｔ−Ｎ２の供給と、真空引きとを、間欠的かつ交互に行うことで、パージ効果を大幅に改善することができ、パージ時間を大幅に短縮することができる。これにより、基板処理装置のダウンタイムを短縮することができ、ひいては、基板処理の生産性を向上させることが可能となる。
【００９６】
（ｂ）例えば、配管内パージの際に配管をヒータにより外部から加熱する場合には、配管内壁のみの加熱となり、配管経路が複雑な場合、加熱不充分な箇所が発生し、残留原料や残留水分を充分に除去できないことが考えられる。本発明の場合、配管経路が複雑な場合であっても、配管経路全体を均等に加熱することができ、残留原料や残留水分を充分に除去することが可能となる。すなわち、本発明によれば、配管を外部から加熱する場合には得られない効果を得ることができる。
【００９７】
（ｃ）不活性ガス供給管５１２に、パージガス供給管５１９を接続したので、原料が不活性ガス供給管５１２内に逆流（侵入）し、付着した場合であっても、これを配管内パージにより効率的に除去することが可能となる。さらに、不活性ガス供給管５１２には、キャリアガス供給管５２０をも接続したので、不活性ガス供給管５１２内へ、加熱されていない不活性ガスと、加熱された不活性ガスとを、選択的に供給することが可能となる。
【００９８】
上述の各効果は、成膜処理を行う際に、ＢＴＢＡＳ以外の原料を用いる場合や、Ｏ２ガス以外の反応体を用いる場合にも、同様に得ることができる。また、上述の効果は、液体原料タンク内パージ、配管内パージを行う際に、Ｎ２ガス以外の不活性ガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。
【００９９】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１００】
例えば、上述の実施形態では、液体原料タンク５０１を交換する前に、液体原料タンク内パージと配管内パージを行う例について説明した。本発明はこのような態様に限定されず、液体原料タンク５０１を交換する前に、液体原料タンク内パージを行うことなく、配管内パージだけを行うようにしてもよい。配管内パージを行うことで、液体原料タンクの配管との接続部分をパージすることもできる。このように、液体原料タンク内パージを省略することもできる。
【０１０１】
また例えば、上述の実施形態では、液体原料をバブラにより気化させる気化システムを用いる例について説明した。本発明はこのような態様に限定されず、液体原料を加熱して気化させる気化システムを用いるようにしてもよい。この場合の液体原料タンク周辺の構成例を図７に示す。この気化システムでは、サブヒータ５０１ａにより液体原料タンク５０１内を加熱することで、液体原料タンク５０１内の液体原料５５０を気化させる。この状態で、バルブ５１４，５２５を閉じ、バルブ５２３，５１５，５０７，２４３ａ，５０５を開き、キャリアガス源５２１からＮ２ガスを液体原料タンク５０１内へ供給することで、気化された原料を原料供給管５０３、ガス供給管２３２ａを介して処理室２０１内へ供給することとなる。液体原料タンク５０１を交換する際の、液体原料タンク内パージ、配管内パージについては、上述の実施形態と同様に行うことができる。
【０１０２】
また例えば、上述の実施形態では、液体原料をバブラにより気化させる気化システムを用いる例について示した。本発明はこのような態様に限定されず、液体原料を気化器により気化させる気化システムを用いるようにしてもよい。この場合の液体原料タンク周辺の構成例を図８に示す。この気化システムにおける気化動作は次の通りである。すなわち、バルブ５１４，５２５を閉じ、バルブ５２３，５１５，５０７，２４３ａ，５０５を開く。キャリアガス源５２１からＮ２ガスを液体原料タンク５０１内の液体原料５５０の上方の空間へ供給する。これにより、液体原料タンク５０１内の液体原料５５０を原料供給管５０３内へ押し出す。原料供給管５０３内へ押し出された液体原料５５０は、液体流量制御器（液体流量制御部）としてのＬＭＦＣ（リキッドマスフローコントローラ）５５２により液体状態で流量調整された後、気化器５５３にて気化され、ガス供給管２３２ａを経て処理室２０１内へ供給されることとなる。液体原料タンク５０１を交換する際の、液体原料タンク内パージ、配管内パージについては、上述の実施形態と同様に行うことができる。
【０１０３】
また例えば、上述の実施形態では、原料ガスとしてアミノシラン原料を用いる例について説明した。本発明はこのような態様に限定されず、アミノシラン原料以外の原料、例えば、ハロシラン原料を用いるようにしてもよい。ハロシラン原料としては、例えば、クロロシラン原料やフルオロシラン原料やブロモシラン原料等を用いることができる。このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１０４】
例えば、ハロシラン原料としては、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）ガス、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）ガス、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ３Ｃｌ８、略称：ＯＣＴＳ）ガス等のクロロシラン原料ガスを用いることができる。この他、ハロシラン原料としては、有機ハロシラン原料ガス、例えば、エチレンビス（トリクロロシラン）ガス、すなわち、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタン（（ＳｉＣｌ３）２Ｃ２Ｈ４、略称：ＢＴＣＳＥ）ガス、メチレンビス（トリクロロシラン）ガス、すなわち、ビス（トリクロロシリル）メタン（（ＳｉＣｌ３）２ＣＨ２、略称：ＢＴＣＳＭ）ガス等のアルキレンハロシラン原料ガスや、１，１，２，２−テトラクロロ−１，２−ジメチルジシラン（（ＣＨ３）２Ｓｉ２Ｃｌ４、略称：ＴＣＤＭＤＳ）ガス、１，２−ジクロロ−１，１，２，２−テトラメチルジシラン（（ＣＨ３）４Ｓｉ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＴＭＤＳ）ガス、１−モノクロロ−１，１，２，２，２−ペンタメチルジシラン（（ＣＨ３）５Ｓｉ２Ｃｌ、略称：ＭＣＰＭＤＳ）ガス等のアルキルハロシラン原料ガス等を用いることができる。この他、ハロシラン原料としては、トリフルオロシラン（ＳｉＨＦ３、略称：ＴＦＳ）ガス、テトラフルオロシラン（ＳｉＦ４、略称：ＳＴＦ）ガス等のフルオロシラン原料ガスや、トリブロモシラン（ＳｉＨＢｒ３、略称：ＴＢＳ）ガス、テトラブロモシラン（ＳｉＢｒ４、略称：ＳＴＢ）ガス等のブロモシラン原料ガスを用いることができる。
【０１０５】
原料ガスとしては、これらの他、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）ガス、テトラシラン（Ｓｉ４Ｈ１０）ガス、ペンタシラン（Ｓｉ５Ｈ１２）ガス、ヘキサシラン（Ｓｉ６Ｈ１４）ガス等の無機シラン原料ガスや、１，４−ジシラブタン（Ｓｉ２Ｃ２Ｈ１０）ガス等の有機シラン原料ガスを用いることができる。
【０１０６】
また例えば、上述の実施形態では、反応体としてプラズマ励起させたＯ２ガスを用いる例について説明した。本発明はこのような態様に限定されず、例えば、以下に示す成膜シーケンスにより、酸化剤をプラズマ励起させずに用いることも可能である。この場合、酸化剤としては、Ｏ３ガスやＨ２Ｏガスを用いることができる。この場合、ウエハ２００の温度は、例えば１００℃以上７００℃以下、好ましくは、１００℃以上６００℃以下の範囲内の温度とするのがよい。
【０１０７】
（ＢＤＥＡＳ→Ｏ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＯ
【０１０８】
（ＢＤＥＡＳ→Ｈ２Ｏ）×ｎ  ⇒  ＳｉＯ
【０１０９】
上述の実施形態の手法により形成したシリコン系絶縁膜を、サイドウォールスペーサとして使用することにより、リーク電流が少なく、加工性に優れたデバイス形成技術を提供することが可能となる。また、上述のシリコン系絶縁膜を、エッチストッパーとして使用することにより、加工性に優れたデバイス形成技術を提供することが可能となる。また、一部の実施形態では、プラズマを用いずにシリコン系絶縁膜を形成できることから、例えばＤＰＴのＳＡＤＰ膜等、プラズマダメージを懸念する工程への適用も可能となる。
【０１１０】
上述の実施形態等では、ウエハ２００上にＳｉＯ膜を形成する例について説明した。本発明はこのような態様に限定されず、例えば、以下に示す成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン硼窒化膜（ＳｉＢＮ膜）、シリコン硼炭窒化膜（ＳｉＢＣＮ膜）、シリコン膜（Ｓｉ膜）等のＳｉ系薄膜を形成する場合にも、好適に適用可能である。このとき、ウエハ２００の温度は、３００℃以上７００℃以下の範囲内の温度とするのがよい。それ以外の処理条件は、上述の実施形態と同様とすることができる。
【０１１１】
（ＨＣＤＳ→ＴＥＡ→Ｏ２）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＣ
【０１１２】
（ＨＣＤＳ→Ｃ３Ｈ６→Ｏ２→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＣＮ
【０１１３】
（ＨＣＤＳ→ＮＨ３→Ｏ２）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＮ
【０１１４】
（ＨＣＤＳ→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＮ
【０１１５】
（ＨＣＤＳ→Ｃ３Ｈ６→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＣＮ
【０１１６】
（ＨＣＤＳ→ＢＣｌ３→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＢＮ
【０１１７】
（ＨＣＤＳ→Ｃ３Ｈ６→ＢＣｌ３→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＢＣＮ
【０１１８】
（ＨＣＤＳ→ＤＩＰＡＳ）×ｎ  ⇒  Ｓｉ
【０１１９】
また、本発明は、ウエハ２００上に、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、イットリウム（Ｙ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素を所定元素として含む膜、すなわち、金属系薄膜を形成する場合においても、好適に適用可能である。
【０１２０】
例えば、原料ガスとして、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：ＴＤＭＡＴ）ガス、テトラキス（エチルメチルアミノ）ハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）（ＣＨ３）］４、略称：ＴＥＭＡＨ）ガス、テトラキス（エチルメチルアミノ）ジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）（ＣＨ３）］４、略称：ＴＥＭＡＺ）ガス、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３、略称：ＴＭＡ）ガス、チタニウムテトラクロライド（ＴｉＣｌ４）ガス、ハフニウムテトラクロライド（ＨｆＣｌ４）ガス等を用い、以下に示す成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に、ＴｉＯ膜、ＨｆＯ膜、ＺｒＯ膜、ＡｌＯ膜等を形成する場合においても、本発明は好適に適用可能である。このとき、ウエハ２００の温度は、１００℃以上６００℃以下の範囲の温度とするのがよい。それ以外の処理条件は、上述の実施形態と同様とすることができる。
【０１２１】
（ＴＤＭＡＴ→Ｏ２＊）×ｎ  ⇒  ＴｉＯ
【０１２２】
（ＴＥＭＡＨ→Ｏ２＊）×ｎ  ⇒  ＨｆＯ
【０１２３】
（ＴＥＭＡＺ→Ｏ２＊）×ｎ  ⇒  ＺｒＯ
【０１２４】
（ＴＭＡ→Ｏ２＊）×ｎ  ⇒  ＡｌＯ
【０１２５】
（ＴｉＣｌ４→Ｈ２Ｏ）×ｎ  ⇒  ＴｉＯ
【０１２６】
（ＨｆＣｌ４→Ｈ２Ｏ）×ｎ  ⇒  ＨｆＯ
【０１２７】
（ＺｒＣｌ４→Ｈ２Ｏ）×ｎ  ⇒  ＺｒＯ
【０１２８】
（ＴＭＡ→Ｈ２Ｏ）×ｎ  ⇒  ＡｌＯ
【０１２９】
（ＴｉＣｌ４→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＴｉＮ
【０１３０】
（ＨｆＣｌ４→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＨｆＮ
【０１３１】
（ＺｒＣｌ４→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＺｒＮ
【０１３２】
（ＴＭＡ→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＡｌＮ
【０１３３】
すなわち、本発明は、半導体系膜や金属系膜を形成する処理を行った後の液体原料タンクの交換や原料供給部のパージ処理を実施する場合に、好適に適用することができる。原料供給部のパージ処理の処理手順、処理条件は、上述の実施形態に示す原料供給部のパージ処理と同様の処理手順、処理条件とすることができる。これらの場合においても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３４】
成膜処理や原料供給部のパージ処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置１２３を介して記憶装置１２１ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、処理を開始する際、ＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、処理を迅速に開始できるようになる。
【０１３５】
上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
【０１３６】
上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、例えば、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態と同様なシーケンス、処理条件にて成膜処理や原料供給部のパージ処理を行うことができ、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３７】
上述の実施形態は、適宜組み合わせて用いることができる。また、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１３８】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１３９】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
原料を収容したタンク内へ第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、前記タンク内から処理室内へ前記第１供給管と接続管で接続された第２供給管を介して前記原料を供給し前記処理室内から排気して、前記処理室内に収容された基板を処理する工程と、
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する工程と、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内を真空引きする工程と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程と、
を有する半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
【０１４０】
（付記２）
付記１に記載の方法であって、好ましくは、
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程では、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内の少なくともいずれかに付着し残留した前記原料を含む残留物を除去する。前記原料を含む残留物は、前記原料の他、前記原料が変質した物質をも含む。
【０１４１】
（付記３）
付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する工程と、前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内を真空引きする工程と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内をパージする工程をさらに有する。
より好ましくは、前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内をパージする工程を、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程の前に行う。
【０１４２】
（付記４）
付記１〜３のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内をパージする工程では、前記第１供給管内、前記タンク内、および前記第２供給管内の少なくともいずれかに付着し残留した前記原料を含む残留物を除去する。前記原料を含む残留物は、前記原料の他、前記原料が変質した物質をも含む。
【０１４３】
（付記５）
付記１〜４のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程を行った後、前記タンクを交換する工程をさらに有する。
【０１４４】
（付記６）
付記５に記載の方法であって、好ましくは、
前記タンクを交換する工程を行った後、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程をさらに行う。すなわち、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する工程と、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内を真空引きする工程と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程を再度行う。
【０１４５】
（付記７）
付記６に記載の方法であって、好ましくは、
前記タンクを交換する工程を行った後に前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする工程では、前記タンク交換時に前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内の少なくともいずれかに付着し残留した水分を含む残留物を除去する。前記水分を含む残留物は、大気中に含まれる前記水分の他、大気中に含まれる有機物を含む場合もある。
【０１４６】
（付記８）
付記１〜７のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１供給管内、前記接続管内（前記タンク内）、および前記第２供給管内をパージする工程では、前記第１供給管、前記接続管（前記タンク）、および前記第２供給管の外部で加熱された不活性ガスを、前記第１供給管内、前記接続管内（前記タンク内）、および前記第２供給管内へ供給する。
【０１４７】
（付記９）
付記１〜８のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１供給管内、前記接続管内（前記タンク内）、および前記第２供給管内をパージする工程で供給する前記加熱された不活性ガスは、前記基板を処理する工程で前記タンク内へ供給する不活性ガスの温度よりも高い温度となるように加熱される。
【０１４８】
（付記１０）
付記１〜９のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記加熱された不活性ガスは、３０℃以上２５０℃以下、好ましくは、１００℃以上１５０℃以下の範囲内の温度となるように加熱される。
【０１４９】
（付記１１）
付記１〜１０のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記加熱された不活性ガスの供給流量を、１ｓｌｍ以上２０ｓｌｍ以下、好ましくは、２ｓｌｍ以上１０ｓｌｍ以下の範囲内の流量とする。
【０１５０】
（付記１２）
付記１〜１１のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記加熱された不活性ガスは、窒素（Ｎ２）ガスまたは希ガスを含む。前記希ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス、およびキセノン（Ｘｅ）ガスからなる群より選択される少なくとも１つを含む。
【０１５１】
（付記１３）
付記１〜１２のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１供給管には、加熱された不活性ガスを供給する第３供給管が接続されている。
【０１５２】
（付記１４）
付記１〜１３のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１供給管内、前記接続管内（前記タンク内）、および前記第２供給管内をパージする工程では、加熱された不活性ガスを、前記第１供給管内へ供給し、前記第１供給管内、前記接続管内（前記タンク内）および前記第２供給管内に流通させ、前記処理室内を経由して排気する。このとき、加熱された不活性ガスを、前記処理室内を排気する排気ラインを介して排気するのが好ましい。
【０１５３】
（付記１５）
付記１〜１３のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１供給管内、前記接続管内（前記タンク内）、および前記第２供給管内をパージする工程では、加熱された不活性ガスを、前記第１供給管内へ供給し、前記第１供給管内、前記接続管内（前記タンク内）および前記第２供給管内に流通させ、前記処理室内を経由することなく排気する。このとき、加熱された不活性ガスを、前記第２供給管に接続されたベントラインを介して排気するのが好ましい。ベントラインは、前記第２供給管に接続され前記処理室をバイパスするように設けられたバイパスラインを含む。前記バイパスラインは、前記処理室内を排気する排気ラインに接続されていてもよい。
【０１５４】
（付記１６）
付記１〜１５のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記原料は、液体原料を含む。前記液体原料は、常温常圧下で液体状態である原料、もしくは、常温常圧下で固体状態である原料をソルベント（溶媒）に溶かして液体状態にした原料を含む。
【０１５５】
（付記１７）
付記１６に記載の方法であって、好ましくは、
前記タンクまたは前記第２供給管には、前記液体原料を気化する気化部が設けられる。
【０１５６】
（付記１８）
付記１〜１７のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記基板を処理する工程は、前記処理室へ前記原料を供給し前記処理室内から排気する工程と、前記処理室内へ反応体を供給し前記処理室内から排気する工程と、を同時もしくは非同時に（交互に）行うことで、前記基板上に膜を形成する工程を含む。
【０１５７】
（付記１９）
本発明の他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
原料を収容したタンク内へ第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、前記タンク内から前記処理室内へ前記第１供給管と接続管で接続された第２供給管を介して前記原料を供給する原料供給系と、
前記第１供給管内へ加熱された不活性ガスを供給する加熱不活性ガス供給系と、
前記処理室内を真空排気する排気系と、
前記原料を収容した前記タンク内へ前記第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、前記タンク内から前記処理室内へ前記第２供給管を介して前記原料を供給し前記処理室内から排気して、前記処理室内に収容された基板を処理する第１処理と、
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する処理と、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内を真空引きする処理と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする第２処理と、
を行わせるように、前記原料供給系、前記加熱不活性ガス供給系、および前記排気系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０１５８】
（付記２０）
本発明のさらに他の態様によれば、
前記基板処理装置の原料を収容したタンク内へ第１供給管を介して不活性ガスを供給しつつ、前記タンク内から処理室内へ前記第１供給管と接続管で接続された第２供給管を介して前記原料を供給し前記処理室内から排気して、前記処理室内に収容された基板を処理する手順と、
前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内へ、加熱された不活性ガスを供給し排気する手順と、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内を真空引きする手順と、を交互に繰り返すことで、前記第１供給管内、前記接続管内、および前記第２供給管内をパージする手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【符号の説明】
【０１５９】
２００    ウエハ（基板）
２０１    処理室
２０２    処理炉
２０７    ヒータ
２３１    排気管
２３２ａ  ガス供給管
２３２ｂ  ガス供給管
５０１    液体原料タンク
５０３    第１供給管
５１２    第２供給管
５２４    接続管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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