(57)【要約】      （修正有）【課題】液体原料が気化器へ供給される際の応答性を向上させることができる基板処理装置を提供する。【解決手段】ウエハ１４を処理する処理室１６と、第１の液体原料の流量を制御するＬＭＦＣ７８ｈと、ＬＭＦＣ７８ｈにより流量制御された液体原料を気化する気化器７６ｈと、気化器７６ｈで液体原料を気化した原料ガスを処理室１６内に供給する原料ガス供給管９０と、ＬＭＦＣ７８ｈにおける液体原料の流量設定値をウエハ１４処理時の第１の流量設定値（ｆ１）に設定する際に、それよりも先行して一旦第１の流量設定値（ｆ１）よりも小さい第２の流量設定値（ｆ２）に設定するようにＬＭＦＣ７８ｈを制御するコントローラ１５０と、を有する。【選択図】図３
2011060903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
液体原料の流量を制御する流量制御器と、
前記流量制御器により流量制御された液体原料を気化する気化器と、
前記気化器で液体原料を気化した原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給管と、
前記流量制御器における液体原料の流量設定値を基板処理時の第１の流量設定値に設定する際に、それよりも先行して一旦前記第１の流量設定値よりも小さい第２の流量設定値に設定するように前記流量制御器を制御する制御部と、
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、基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置において用いられる薄膜形成方法には、スパッタリング等の物理気相成長（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）と、化学反応を利用した化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）がある。
ＣＶＤは、ＰＶＤに比べステップガバレッジに優れる等の成膜特性の向上に加え、原料（ターゲット）交換のために反応室を大気開放する必要がない等の生産性の向上が図れ、量産に適した薄膜形成方法である。
【０００３】
ＣＶＤにおける膜堆積過程には、気相反応過程と表面反応過程（被成膜表面での反応）とがある。成膜速度は気相反応よりも表面反応の方が遅く、所望する膜厚が薄くなるほど、この表面反応の制御が重要となる。例えば、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、表面反応の精密な制御を実現する。
【０００４】
ＣＶＤでは、（１）反応種の供給、（２）反応種の基板（被成膜）表面での反応、（３）副生成物の脱離、これらにより薄膜が形成される。連続的に反応種を供給すると、上記の供給・反応・脱離が同時に進行する。このため本来、脱離時に排除される副生成物が、膜中へ取り込まれる。特に、有機原料を用いるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）において、炭素をはじめとした有機系の配位子に由来する副生成物は、膜中に取り込まれ不純物となり、膜の誘電率低下やリーク電流の増大など、形成される膜の特性を劣化させる。そこで、所望の膜厚に対して分割して少しずつ成膜し、その都度、リモートプラズマ等により励起された励起反応種やオゾンなどの酸化剤を膜中の不純物と反応させ膜外へ排出する工程等を挿入する成膜方法が提案されている。
【０００５】
特許文献１には、ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）によってハフニウムシリケート（ＨｆＳiＯ）膜を形成するために、有機原料としてテトラキス（１−メトキシ−２−メチル−２−プロポキシ）ハフニウム（Ｈｆ（ＭＭＰ）4）及び、テトラキス（１−メトキシ−２−メチル−２−プロポキシ）シリコン（Ｓｉ（ＭＭＰ）4）を用いた半導体装置の製造方法及び基板処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４９３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
原料が常温常圧において液体である場合、原料は加熱され気体に変換した状態で利用される。液体原料の気化に際し、相変化させる供給機として気化器が用いられる。液体原料が流量制御されながら気化器へ供給される場合、液体原料は気化器において一定の効率（望ましくは１００％）で気化され、この気化器より下流の反応室へ供給される。
【０００８】
気化器への液体原料の供給を停止するに際し、気化器入口に位置する流量制御部において液体原料の流路を完全に閉止すると、この流量制御部の閉止部とここを通過する液体原料とが接触しエネルギーが生じる。これによって、接触した箇所に変質した原料が固着して堆積するおそれがある。このため、通常、流量制御部の閉止部は、僅かに間隙を残し、流路を完全に閉止しない状態とする。
【０００９】
ここで、気化器の上流側（液体原料が存在する側）よりも、気化器内の方が、相対的に圧力が低い。このため、閉止部に僅かな間隙がある場合、液体原料がこの間隙から徐々に気化器へ流れ、消費される。結果、気化器近傍の液体原料の圧力は、液体原料が一定流量で流れている状態に比べ低くなる。この状態から液体原料を気化器へ供給する場合、まず気化器近傍の液体原料の圧力を高める必要がある。したがって、液体原料が気化器へ供給されるまでの応答速度が遅くなる。
【００１０】
本発明は、液体原料が気化器へ供給される際の応答性を向上させることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明によれば、基板を処理する処理室と、液体原料の流量を制御する流量制御器と、前記流量制御器により流量制御された液体原料を気化する気化器と、前記気化器で液体原料を気化した原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給管と、前記流量制御器における液体原料の流量設定値を基板処理時の第１の流量設定値に設定する際に、それよりも先行して一旦前記第１の流量設定値よりも小さい第２の流量設定値に設定するように前記流量制御器を制御する制御部と、を有する。これにより、液体原料が気化器へ供給される際の応答性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液体原料が気化器へ供給される際の応答性を向上させることができる基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態で用いられる基板処理装置の基板処理時における断面構成図である。
【図２】本発明の一実施形態で用いられる基板処理装置の基板搬送時における断面構成図である。
【図３】本発明の一実施形態で用いられる基板処理装置のガス供給系の構成図である。
【図４】図４（ａ）は、第１実施形態の液体原料の供給タイミングを示す図であり、図４（ｂ）は、比較例の供給タイミングを示す図である。
【図５】ハフニウムシリケート膜の形成フローを示す図である。
【図６】図６（ａ）は、第２実施形態の液体原料の供給タイミングを示す図であり、図６（ｂ）は、第３実施形態の液体原料の供給タイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（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１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウエハ処理時における断面構成図であり、図２は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウエハ搬送時における断面構成図である。
【００１５】
＜処理室＞
図１及び図２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１２を備えている。処理容器１２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１２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１２内には、基板としてのウエハ１４を処理する処理室１６が構成されている。
【００１６】
処理室１６内には、ウエハ１４を支持する支持台１８が設けられている。ウエハ１４が直接触れる支持台１８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２０が設けられている。また、支持台１８には、ウエハ１４を加熱する加熱手段としてのヒータ２２が内蔵されている。なお、支持台１８の下端部は、処理容器１２の底部を貫通している。
【００１７】
処理室１６の外部には、昇降機構２４が設けられている。この昇降機構２４を作動させることにより、サセプタ２０上に支持されるウエハ１４を昇降させることが可能となっている。支持台１８は、ウエハ１４の処理時には図１で示される位置（ウエハ処理位置）まで上昇し、ウエハ１４の搬送時には図２で示される位置（ウエハ搬送位置）まで下降する。なお、支持台１８の下端部の周囲は、ベローズ２６により覆われており、処理室１６内は気密に保持されている。
【００１８】
また、処理室１６の底面（床面）には、例えば３本のリフトピン２８が鉛直方向に設けられている。支持台１８には、リフトピン２８を貫通させるための貫通孔３０が、リフトピン２８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１８をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２８の上端部が支持台１８の上面から突出して、リフトピン２８がウエハ１４を下方から支持するように構成されている。
【００１９】
支持台１８をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２８は支持台１８の上面から埋没して、支持台１８上面に設けられたサセプタ２０がウエハ１４を下方から支持するように構成される。なお、リフトピン２８は、ウエハ１４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。
【００２０】
＜ウエハ搬送口＞
処理室１６の内壁側面には、処理室１６の内外にウエハ１４を搬送するためのウエハ搬送口３２が設けられている。ウエハ搬送口３２にはゲートバルブ３４が設けられており、このゲートバルブ３４を開けることにより、処理室１６内と搬送室（予備室）３６内とが連通するように構成されている。搬送室３６は密閉容器３９内に形成されており、搬送室３６内にはウエハ１４を搬送する搬送ロボット３８が設けられている。
【００２１】
搬送ロボット３８には、ウエハ１４を搬送する際にウエハ１４を支持する搬送アーム３８ａが備えられている。支持台１８をウエハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ３４を開くことにより、搬送ロボット３８により処理室１６内と搬送室３６内との間でウエハ１４を搬送することが可能なように構成されている。処理室１６内に搬送されたウエハ１４は、上述したようにリフトピン２８上に一時的に載置される。
【００２２】
＜排気系＞
処理室１６の内壁側面であって、ウエハ搬送口３２の反対側には、処理室１６内の雰囲気を排気する排気口４０が設けられている。排気口４０には排気管４２が接続されており、排気管４２には、処理室１６内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力調整器４４、原料回収トラップ４６、及び真空ポンプ４８が順に直列に接続されている。主に、排気口４０、排気管４２、圧力調整器４４、原料回収トラップ４６、真空ポンプ４８により排気系（排気ライン）が構成される。
【００２３】
＜ガス導入口＞
処理室１６の上部に設けられる後述のシャワーヘッド５２の上面（天井壁）には、処理室１６内に各種ガスを供給するためのガス導入口５０が設けられている。なお、ガス導入口５０に接続されるガス供給系の構成については後述する。
【００２４】
＜シャワーヘッド＞
ガス導入口５０と、ウエハ処理位置におけるウエハ１４との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド５２が設けられている。シャワーヘッド５２は、ガス導入口５０から導入されるガスを分散させるための分散板５２ａと、分散板５２ａを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台１８上のウエハ１４の表面に供給するためのシャワー板５２ｂと、を備えている。分散板５２ａ及びシャワー板５２ｂには、複数の通気孔が設けられている。
【００２５】
分散板５２ａは、シャワーヘッド５２の上面及びシャワー板５２ｂと対向するように配置されており、シャワー板５２ｂは、支持台１８上のウエハ１４と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド５２の上面と分散板５２ａとの間、及び分散板５２ａとシャワー板５２ｂ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５０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）５２ｃ、及び分散板５２ａを通過したガスを拡散させるための第２バッファ空間５２ｄとしてそれぞれ機能する。
【００２６】
＜排気ダクト＞
処理室１６の内壁側面には、段差部５４が設けられている。そして、この段差部５４は、コンダクタンスプレート５６をウエ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５６は、内周部にウエハ１４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。
【００２７】
コンダクタンスプレート５６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５８が設けられている。排出口５８は、コンダクタンスプレート５６の外周部がコンダクタンスプレート５６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。
【００２８】
一方、支持台１８の外周部には、ロワープレート６０が係止している。ロワープレート６０は、リング状の凹部６０ａと、凹部６０ａの内側上部に一体的に設けられたフランジ部６０ｂとを備えている。凹部６０ａは、支持台１８の外周部と、処理室１６の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられる。
【００２９】
凹部６０ａの底部のうち排気口４０付近の一部には、凹部６０ａ内から排気口４０側ヘガスを排出（流通）させるためのプレート排気口６０ｃが設けられている。フランジ部６０ｂは、支持台１８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６０ｂが支持台１８の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート６０が、支持台１８の昇降に伴い、支持台１８と共に昇降されるようになっている。
【００３０】
支持台１８がウエハ処理位置まで上昇したとき、ロワープレート６０もウエハ処理位置まで上昇する。その結果、ウエ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５６が、ロワープレート６０の凹部６０ａの上面部分を塞ぎ、凹部６０ａの内部をガス流路領域とする排気ダクト６２が形成されることとなる。
【００３１】
このとき、排気ダクト６２（コンダクタンスプレート５６及びロワープレート６０）及び支持台１８によって、処理室１６内が、排気ダクト６２よりも上方の処理室上部と、排気ダクト６２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５６及びロワープレート６０は、排気ダクト６２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。
【００３２】
ここで、ウエハ処理時における処理室１６内のガスの流れについて説明する。まず、ガス導入口５０からシャワーヘッド５２の上部へと供給されたガスは、分散室（第１バッファ空間）５２ｃを経て分散板５２ａの多数の孔から第２バッファ空間５２ｄへと入り、さらにシャワー板５２ｂの多数の孔を通過して処理室１６内に供給され、ウエハ１４上に均一に供給される。
【００３３】
ウエハ１４上に供給されたガスは、ウエハ１４の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウエハ１４に接触した後の余剰なガスは、支持台１８の外周に設けられた排気ダクト６２上（すなわちコンダクタンスプレート５６上）を、ウエハ１４の径方向外側に向かって放射状に流れ、排気ダクト６２上に設けられた排出口５８から、排気ダクト６２内のガス流路領域内（凹部６０ａ内）へと排出される。
【００３４】
その後、ガスは排気ダクト６２内を流れ、プレート排気口６０ｃを経由して排気口４０へと排気される。以上の通り、処理室１６の下部への、すなわち支持台１８の裏面や処理室１６の底面側へのガスの回り込みが抑制される。
【００３５】
続いて、上述したガス導入口５０に接続されるガス供給系の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の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）の構成図である。
【００３６】
＜液体原料供給系＞
処理室１６の外部には、第１液体原料としてのＨｆ（ハフニウム）を含む有機金属液体原料（以下、Ｈｆ原料ともいう）を供給する第１液体原料供給源７０ｈと、第２液体原料としてのＳｉ（シリコン）を含む有機金属液体原料（以下、Ｓｉ原料ともいう）を供給する第２液体原料供給源７０ｓが設けられている。第１液体原料供給源７０ｈ及び第２液体原料供給源７０ｓ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。
【００３７】
第１液体原料供給源７０ｈ、第２液体原料供給源７０ｓには、圧送ガス供給管７２ｈ、７２ｓがそれぞれ接続されている。圧送ガス供給管７２ｈ、７２ｓ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、圧送ガス供給管７２ｈ、７２ｓの下流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源７０ｈ、第２液体原料供給源７０ｓ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なっている。
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Ｎ2ガス等の不活性ガスが好適に用いられる。
【００３８】
第１液体原料供給源７０ｈ、第２液体原料供給源７０ｓには、第１液体原料供給管７４ｈ、第２液体原料供給管７４ｓがそれぞれ接続されている。第１液体原料供給管７４ｈ、第２液体原料供給管７４ｓの上流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源７０ｈ、第２液体原料供給源７０ｓ内に収容した液体原料内に浸されている。
【００３９】
第１液体原料供給管７４ｈ、第２液体原料供給管７４ｓ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７６ｈ、７６ｓにそれぞれ接続されている。第１液体原料供給管７４ｈ、第２液体原料供給管７４ｓ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）７８ｈ、７８ｓと、液体原料の供給を制御する開閉バルブＶｈ１、Ｖｓ１と、がそれぞれ設けられている。
なお、開閉バルブＶｈ１、Ｖｓ１は、それぞれ気化器７６ｈ、７６ｓの内部に設けられている。
【００４０】
上記構成において、開閉バルブＶｈ１、Ｖｓ１を開くとともに、圧送ガス供給管７２ｈ、７２ｓ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７０ｈ、第２液体原料供給源７０ｓから気化器７６ｈ、７６ｓへと液体原料を圧送（供給）することが可能となる。
【００４１】
主に、第１液体原料供給源７０ｈ、圧送ガス供給管７２ｈ、第１液体原料供給管７４ｈ、液体流量コントローラ７８ｈ、バルブＶｈ１により第１液体原料供給系（第１液体原料供給ライン）が構成され、主に、第２液体原料供給源７０ｓ、圧送ガス供給管７２ｓ、第２液体原料供給管７４ｓ、液体流量コントローラ７８ｓ、バルブＶｓ１により第２液体原料供給系（第２液体原料供給ライン）が構成される。
【００４２】
＜気化部＞
液体原料を気化する気化部としての気化器７６ｈ、７６ｓは、液体原料をヒータ８０ｈ、８０ｓで加熱して気化させて原料ガスを発生させる気化室８２ｈ、８２ｓと、この気化室８２ｈ、８２ｓ内へ液体原料を吐出するまでの流路である液体原料流路８４ｈ、８４ｓと、液体原料の気化室８２ｈ、８２ｓ内への供給を制御する上述の開閉バルブＶｈ１、Ｖｓ１と、気化室８２ｈ、８２ｓ内にて発生させた原料ガスを後述する第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓ内へ供給するアウトレットとしての原料ガス供給口８６ｈ、８６ｓとを、それぞれ有している。
【００４３】
第１液体原料供給管７４ｈ、第２液体原料供給管７４ｓの下流側端部は、それぞれ開閉バルブＶｈ１、Ｖｓ１を介して液体原料流路８４ｈ、８４ｓの上流側端部に接続されている。液体原料流路８４ｈ、８４ｓには、それぞれキャリアガス供給管９２ｈ、９２ｓの下流側端部が接続されており、液体原料流路８４ｈ、８４ｓを介して気化室８２ｈ、８２ｓ内にキャリアガスを供給するように構成されている。
【００４４】
キャリアガス供給管９２ｈ、９２ｓの上流側端部には、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１００ｃが接続されている。キャリアガス供給管９２ｈ、９２ｓには、Ｎ2ガスの供給流量を制御する流量制御器としての流量コントローラ（ＭＦＣ）１０２ｈ、１０２ｓと、Ｎ2ガスの供給を制御するバルブＶｈ２、Ｖｓ２とが、それぞれ設けられている。
【００４５】
主に、Ｎ2ガス供給源１００ｃ、キャリアガス供給管９２ｈ、９２ｓ、流量コントローラ１０２ｈ、１０２ｓ、バルブＶｈ２、Ｖｓ２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、気化器７６ｈ、７６ｓはそれぞれ第１気化部、第２気化部として構成されている。
【００４６】
＜原料ガス供給系＞
上記の気化器７６ｈ、７６ｓの原料ガス供給口８６ｈ、８６ｓには、処理室１６内に原料ガスを供給する第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓ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９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓ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９０となり、一本化した原料ガス供給管９０は、ガス導入口５０に接続されている。
第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓには、処理室１６内への原料ガスの供給を制御する開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３がそれぞれ設けられている。
【００４７】
上記構成において、気化器７６ｈ、７６ｓ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Ｖｈ３、Ｖｓ３を開くことにより、第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓから原料ガス供給管９０を介して処理室１６内へ原料ガスを供給することが可能となる。
【００４８】
主に、第１原料ガス供給管９０ｈ、バルブＶｈ３により、第１原料ガス供給系（第１原料ガス供給ライン）が構成され、主に、第２原料ガス供給管９０ｓ、バルブＶｓ３により、第２原料ガス供給系（第２原料ガス供給ライン）が構成される。また、第１液体原料供給系、第１気化部、第１原料ガス供給系により第１原料供給系（Ｈｆ原料供給系）が構成され、第２液体原料供給系、第２気化部、第２原料ガス供給系により第２原料供給系（Ｓｉ原料供給系）が構成される。
【００４９】
＜反応ガス供給系＞
処理室１６の外部には、酸素（Ｏ2）ガスを供給する酸素ガス供給源１００ｏｘが設けられている。酸素ガス供給源１００ｏｘには、第１酸素ガス供給管１０４ｏｘの上流側端部が接続されている。また、第１酸素ガス供給管１０４ｏｘ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１０６ｏｘが接続されている。第１酸素ガス供給管１０４ｏｘ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１０８ｏｘが設けられている。
【００５０】
オゾナイザ１０６ｏｘのアウトレットとしてのオゾンガス供給口８６ｏｘには、反応ガス供給管としてのオゾンガス供給管９０ｏｘの上流側端部が接続されている。また、オゾンガス供給管９０ｏｘの下流側端部は、原料ガス供給管９０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９０ｏｘは、反応ガスとしてのオゾンガスを処理室１６内に供給するように構成されている。オゾンガス供給管９０ｏｘには、処理室１６内へのオゾンガスの供給を制御する開閉バルブＶｏｘ３が設けられている。
【００５１】
第１酸素ガス供給管１０４ｏｘの流量コントローラ１０８ｏｘよりも上流側には、第２酸素ガス供給管１１０ｏｘの上流側端部が接続されている。第２酸素ガス供給管１１０ｏｘの下流側端部は、オゾンガス供給管９０ｏｘの開閉バルブＶｏｘ３よりも上流側に接続されている。第２酸素ガス供給管１１０ｏｘ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１１２ｏｘが設けられている。
【００５２】
上記構成において、オゾナイザ１０６ｏｘ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Ｖｏｘ３を開くことにより、処理室１６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１６内へのオゾンガスの供給中に、第２酸素ガス供給管１１０ｏｘから酸素ガスを供給するようにすれば、処理室１６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。  
【００５３】
主に、酸素ガス供給源１００ｏｘ、第１酸素ガス供給管１０４ｏｘ、オゾナイザ１０６ｏｘ、流量コントローラ１０８ｏｘ、オゾンガス供給管９０ｏｘ、開閉バルブＶｏｘ３、第２酸素ガス供給管１１０ｏｘ、流量コントローラ１１２ｏｘ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。
【００５４】
＜パージガス供給系＞
また、処理室１６の外部には、パージガスとしてのＮ2ガスを供給するためのＮ2ガス供給源１００ｐが設けられている。Ｎ2ガス供給源１００ｐには、パージガス供給管１２０の上流側端部が接続されている。パージガス供給管１２０の下流側端部は、３本のライン、すなわち、第１パージガス供給管１２０ｈ、第２パージガス供給管１２０ｓ、及び第３パージガス供給管１２０ｏｘに分岐している。
【００５５】
第１パージガス供給管１２０ｈ、第２パージガス供給管１２０ｓ、第３パージガス供給管１２０ｏｘの下流側端部は、第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓ、オゾンガス供給管９０ｏｘの開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３、Ｖｏｘ３の下流側にそれぞれ接続されている。
第１パージガス供給管１２０ｈ、第２パージガス供給管１２０ｓ、第３パージガス供給管１２０ｏｘ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１２２ｈ、１２２ｓ、１２２ｏｘと、Ｎ2ガスの供給を制御する開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４、Ｖｏｘ４とが、それぞれ設けられている。
【００５６】
主に、Ｎ2ガス供給源１００ｐ、パージガス供給管１２０、第１パージガス供給管１２０ｈ、第２パージガス供給管１２０ｓ、第３パージガス供給管１２０ｏｘ、流量コントローラ１２２ｈ、１２２ｓ、１２２ｏｘ、開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４、Ｖｏｘ４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。
【００５７】
＜ベント（バイパス）系＞
第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓ、オゾンガス供給管９０ｏｘの開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３、Ｖｏｘ３の上流側には、第１ベント管１３０ｈ、第２ベント管１３０ｓ、第３ベント管１３０ｏｘ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１３０ｈ、第２ベント管１３０ｓ、第３ベント管１３０ｏｘの下流側端部は合流するように一本化してベント管１３０となり、ベント管１３０は排気管１３２の原料回収トラップ４６よりも上流側に接続されている。
【００５８】
第１ベント管１３０ｈ、第２ベント管１３０ｓ、第３ベント管１３０ｏｘには、ガスの供給を制御するための開閉バルブＶｈ５、Ｖｓ５、Ｖｏｘ５がそれぞれ設けられている。
【００５９】
上記構成において、開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３、Ｖｏｘ３を閉じ、開閉バルブＶｈ５、Ｖｓ５、Ｖｏｘ５を開くことで、第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓ、オゾンガス供給管９０ｏｘ内を流れるガスを、処理室１６内に供給することなく処理室１６をバイパスさせ、処理室１６外へとそれぞれ排気することが可能となる。
【００６０】
また、第１パージガス供給管１２０ｈ、第２パージガス供給管１２０ｓ、第３パージガス供給管１２０ｏｘの開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４、Ｖｏｘ４よりも上流側であって流量コントローラ１２２ｈ、１２２ｓ、１２２ｏｘよりも下流側には、第４ベント管１３８ｈ、第５ベント管１３８ｓ、第６ベント管１３８ｏｘがそれぞれ接続されている。
【００６１】
第４ベント管１３８ｈ、第５ベント管１３８ｓ、第６ベント管１３８ｏｘの下流側端部は合流するように一本化してベント管１３８となり、ベント管１３８は排気管１３２の原料回収トラップ４６よりも下流側であって真空ポンプ４８よりも上流側に接続されている。第４ベント管１３８ｈ、第５ベント管１３８ｓ、第６ベント管１３８ｏｘには、ガスの供給を制御するための開閉バルブＶｈ６、Ｖｓ６、Ｖｏｘ６がそれぞれ設けられている。
【００６２】
上記構成において、開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４、Ｖｏｘ４を閉じ、開閉バルブＶｈ６、Ｖｓ６、Ｖｏｘ６を開くことで、第１パージガス供給管１２０ｈ、第２パージガス供給管１２０ｓ、第３パージガス供給管１２０ｏｘ内を流れるＮ2ガスを、処理室１６内に供給することなく処理室１６をバイパスさせ、処理室１６外へとそれぞれ排気することが可能となる。
【００６３】
開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３、Ｖｏｘ３を閉じ、開閉バルブＶｈ５、Ｖｓ５、Ｖｏｘ５を開くことで、第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓ、オゾンガス供給管９０ｏｘ内を流れるガスを、処理室１６内に供給することなく処理室１６をバイパスさせ、処理室１６外へとそれぞれ排気する。この場合に、開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４、Ｖｏｘ４を開くことにより、第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓ、オゾンガス供給管９０ｏｘ内にＮ2ガスが導入され、各原料ガス供給管内がパージされるように設定されている。
【００６４】
また、開閉バルブＶｈ６、Ｖｓ６、Ｖｏｘ６は、開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４、Ｖｏｘ４と逆動作を行うように設定されており、Ｎ2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１６をバイパスしてＮ2ガスを排気するようになっている。
【００６５】
主に、第１ベント管１３０ｈ、第２ベント管１３０ｓ、第３ベント管１３０ｏｘ、ベント管１３０、第４ベント管１３８ｈ、第５ベント管１３８ｓ、第６ベント管１３８ｏｘ、ベント管１３８、開閉バルブＶｈ５、Ｖｓ５、Ｖｏｘ５、開閉バルブＶｈ６、Ｖｓ６、Ｖｏｘ６によりベント系（ベントライン）が構成される。
【００６６】
＜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１５０を有している。コントローラ１５０は、ゲートバルブ３４、昇降機構２４、搬送ロボット３８、ヒータ２２、圧力調整器（ＡＰＣ）４４、気化器７６ｈ、７６ｓ、オゾナイザ１０６ｏｘ、真空ポンプ４８、開閉バルブＶｈ１〜Ｖｈ６、Ｖｓ１〜Ｖｓ６、Ｖｏｘ３〜Ｖｏｘ６、液体流量コントローラ７８ｈ、７８ｓ、流量コントローラ１０２ｈ、１０２ｓ、１２２ｈ、１２２ｓ、１０８ｏｘ、１１２ｏｘ、１２２ｏｘ等の動作を制御する。
【００６７】
＜液体原料流量制御＞
次に、ＬＭＦＣ７８ｈ、７８ｓによる液体原料の供給流量制御について説明する。
図４は、液体原料（第１液体原料及び第２液体原料）の供給タイミングを示す図である。図４（ａ）は、本実施形態で用いる液体原料の供給タイミングを示す図であり、図４（ｂ）は、比較のために、従来の液体原料の供給タイミングを示す図である。いずれの図も、横軸は時間、縦軸は液体原料の流量を示している。また、図中に示す液体原料の流量変化のうち、破線が設定値（設定流量）、実線が実流量を示している。なお、ＬＭＦＣ７８ｈ、７８ｓは対象とする液体原料が異なることを除き同様の構成となっているため、ＬＭＦＣ７８ｈを代表例として説明する。
【００６８】
図４（ａ）に示すように、ＬＭＦＣ７８ｈは、液体原料流量の設定値を所望のタイミングで所望の設定値（第１の設定値）とし、成膜に使用する液体原料（Ｈｆ原料）を、所望する供給タイミングで必要流量（ｆ１）、気化器７６ｈの気化室８２ｈへ流すように制御する。所望する供給タイミング以外では、液体原料の流量を０（ｚ）とすることなく、第２の設定値とし、常時、最小流量（ｆ２）を流すように制御する。このため、第１の液体原料が気化室８２ｈに供給される際、設定値を第１の設定値としてから（第１の設定値の入力時から）実際に必要流量（ｆ１）の液体原料が供給される（実流量が設定値に達する）までの応答時間（ｄ１）が短くなる。つまり、所望する供給タイミングと、実際に気化器７６ｈに必要流量（ｆ１）の液体原料が供給されるまでのずれを小さくすることができる。
最小流量（ｆ２）は、必要流量（ｆ１）よりも小さい値である。好ましくは、ＬＭＦＣ７８ｈにおいて制御可能な最小流量である。
【００６９】
なお、図４（ｂ）に示すように、所望する供給タイミング以外において、供給される液体原料の流量を０（ｚ）とした場合、設定値を第１の設定値としてから（第１の設定値の入力時から）実際に供給される（実流量が設定値に達する）までの応答時間（ｄ２）は長くなる。
図４（ａ）の場合、図４（ｂ）の場合に比べ、第１の設定値の入力時から実流量が第１の設定値に達するまでの応答時間の遅れが５〜１５秒短縮できることを確認した（ｄ２−ｄ１＝５〜１５秒）。
【００７０】
（２）基板処理工程
次に、本発明の実施形態にかかる半導体装置（デバイス）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ウエハ上に薄膜を形成する基板処理工程について、図５を参照しながら説明する。  図５は、本発明の実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。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１５０によって制御される。
【００７１】
＜基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）＞
まず、昇降機構２４を作動させ、支持台１８を、図２に示すウエハ搬送位置まで下降させる。そして、ゲートバルブ３４を開き、処理室１６と搬送室３６とを連通させる。そして、搬送ロボット３８により搬送室３６内から処理室１６内へ、処理対象のウエハ１４を搬送アーム３８ａで支持した状態で搬入する（Ｓ１）。処理室１６内に搬入したウエハ１４は、支持台１８の上面から突出しているリフトピン２８上に一時的に載置される。搬送ロボット３８の搬送アーム３８ａが処理室１６内から搬送室３６内へ戻ると、ゲートバルブ３４が閉じられる。
【００７２】
続いて、昇降機構２４を作動させ、支持台１８を、図１に示すウエハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン２８は支持台１８の上面から埋没し、ウエハ１４は、支持台１８上面のサセプタ２０上に載置される（Ｓ２）。
【００７３】
＜圧力調整工程（Ｓ３）、昇温工程（Ｓ４）＞
続いて、圧力調整器（ＡＰＣ）４４により、処理室１６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２２に供給する電力を調整し、ウエハ１４の温度を昇温させ、このウエハ１４の表面温度が所定の処理温度となるように制御する（Ｓ４）。
【００７４】
なお、基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）、圧力調整工程（Ｓ３）、昇温工程（Ｓ４）及び後述する基板搬出工程（Ｓ１０）においては、真空ポンプ４８を作動させつつ、開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３、Ｖｏｘ３を閉じ、開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４、Ｖｏｘ４を開くことで、処理室１６内にＮ2ガスを常に流しておく。これにより、ウエハ１４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。なお、真空ポンプ４８は、少なくとも基板搬入工程（Ｓ１）から後述の基板搬出工程（Ｓ１０）までの間は、常に作動させた状態とする。
【００７５】
工程Ｓ１〜Ｓ４と並行して、第１液体原料（Ｈｆ原料）を気化させた第１原料ガス（Ｈｆ原料ガス）を生成（予備気化）させておく。
開閉バルブＶｈ３を閉じたまま、開閉バルブＶｈ２を開き、気化器７６ｈへキャリアガスを供給しつつ、開閉バルブＶｈ１を開く。この状態において、圧送ガス供給管７２ｈから圧送ガスを供給して、第１液体原料供給源７０ｈから気化器７６ｈへ第１液体原料を圧送（供給）し、気化器７６ｈ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。この際、気化室８２ｈには、ＬＭＦＣ７８ｈにより第２の設定値となるように流量調整された微量の第１液体原料を供給しておく。
【００７６】
この予備気化工程では、真空ポンプ４８を作動させつつ、開閉バルブＶｈ３を閉じたまま、開閉バルブＶｈ５を開くことにより、第１原料ガスを処理室１６内に供給することなく処理室１６をバイパスして排気しておく。なお、本実施形態では、第１液体原料（Ｈｆ原料）として、Ｈｆ［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣＨ3］4（以下、Ｈｆ（ＭＭＰ）4と略す。）を用いる。
【００７７】
なお、Ｈｆ原料としては、Ｈｆ（ＭＭＰ）4に限らず、例えばＴＥＭＡＨ（テトラキスエチルメチルアミノハフニウム、Ｈｆ（ＮＥｔＭｅ）４）、テトラキスターシャリーブトラキシハフニウム（Ｈｆ（Ｏ−ｔＢｕ）４）、ＴＤＭＡＨ（テトラキスジメチルアミノハフニウム、Ｈｆ（ＮＭｅ２）４）、ＴＤＥＡＨ（テトラキスジエチルアミノハフニウム、Ｈｆ（ＮＥｔ２）４）、ハフニウム四塩化物（ＨｆＣｌ４）等を使用することができる。
上記化学式中、「Ｅｔ」はＣ２Ｈ５を、「Ｍｅ」はＣＨ３を、「Ｏ−ｔＢｕ」はＯＣ（ＣＨ３）３をそれぞれ表している。
【００７８】
このとき、第２液体原料（Ｓｉ原料）を気化させた第２原料ガス（Ｓｉ原料ガス）も生成（予備気化）させておく。開閉バルブＶｓ３を閉じたまま、開閉バルブＶｓ２を開き、気化器７６ｓへキャリアガスを供給しつつ、開閉バルブＶｓ１を開く。この状態において、圧送ガス供給管７２ｓから圧送ガスを供給して、第２液体原料供給源７０ｓから気化器７６ｓへ第２液体原料を圧送（供給）し、気化器７６ｓ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。この際、気化室８２ｓには、ＬＭＦＣ７８ｓにより第２の設定値となるように流量調整された微量の第２液体原料を供給しておく。
【００７９】
この予備気化工程では、真空ポンプ４８を作動させつつ、開閉バルブＶｓ３を閉じたまま、開閉バルブＶｓ５を開くことにより、第２原料ガスを処理室１６内に供給することなく処理室１６をバイパスして排気しておく。なお、本実施形態では、第２液体原料（Ｓｉ原料）として、Ｓｉ［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣＨ3］4（以下、Ｓｉ（ＭＭＰ）4と略す。）を用いる。
【００８０】
なお、シリコン原料としては、Ｓｉ（ＭＭＰ）4に限らず、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＥｔ）４）、ＴＤＭＳ（トリスジメチルアミノシラン、ＨＳ（ＮＭｅ２）３）等を使用することができる。
上記化学式中、「Ｅｔ」はＣ２Ｈ５を、「Ｍｅ」はＣＨ３をそれぞれ表している。
【００８１】
さらに、このとき、反応物としてのオゾンガスも生成させておくことが好ましい。すなわち、酸素ガス供給源１００ｏｘからオゾナイザ１０６ｏｘへ酸素ガスを供給して、オゾナイザ１０６ｏｘにてオゾンガスを生成させておく。この際、真空ポンプ４８を作動させつつ、開閉バルブＶｏｘ３を閉じたまま、開閉バルブＶｏｘ５を開くことにより、オゾンガスを処理室１６内に供給することなく処理室１６をバイパスして排気しておく。
【００８２】
気化器７６ｈ、７６ｓにて第１原料ガス、第２原料ガスを安定した状態で生成させたり、あるいはオゾナイザ１０６ｏｘにてオゾンガスを安定した状態で生成させたりするには所定の時間を要する。すなわち、原料ガスやオゾンガスの生成初期は原料ガスやオゾンガスが不安定な状態で供給される。
【００８３】
このため、本実施形態では、第１原料ガス、第２原料ガス、オゾンガスを予め生成させておくことで安定供給可能な状態としておき、開閉バルブＶｈ３、Ｖｈ５、Ｖｓ３、Ｖｓ５、Ｖｏｘ３、Ｖｏｘ５の開閉を切り替えることにより、第１原料ガス、第２原料ガス、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１６内への第１原料ガス、第２原料ガス、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。
さらに、本実施形態では、気化室８２ｈ、８２ｓに予めＬＭＦＣ７８ｈ、７８ｓにより第２の設定値となるように流量調整された微量の液体原料を供給しておくことで、ＬＭＦＣ７８ｈ、７８ｓの液体原料流量の設定値を所望の設定値（第１の設定値）としてから所望の流量の液体原料が気化室８２ｈ、８２ｓに実際に供給されるまでに要する時間が短縮される。
【００８４】
＜原料ガス供給工程（Ｓ５）＞
続いて、ＬＭＦＣ７８ｈ、７８ｓの設定値を所望の設定値（第１の設定値）に変更してから、開閉バルブＶｈ４、Ｖｈ５、Ｖｓ４、Ｖｓ５を閉じ、開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３を開いて、処理室１６内への第１原料ガス及び第２原料ガスの供給を開始する。第１原料ガス及び第２原料ガスは、シャワーヘッド５２により分散されて処理室１６内のウエハ１４上に均一に供給される。余剰な第１原料ガス及び第２原料ガスは、排気ダクト６２内を流れ、排気口４０へと排気される。
【００８５】
処理室１６内への第１原料ガス及び第２原料ガスの供給時には、オゾンガス供給管９０ｏｘ内への第１原料ガス及び第２原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室１６内における第１原料ガス及び第２原料ガスの拡散を促すように、開閉バルブＶｏｘ４は開いたままとし、処理室１６内にＮ2ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００８６】
開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３を開き、第１原料ガス及び第２原料ガスの供給を開始し所定時間経過後、開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３を閉じ、開閉バルブＶｈ４、Ｖｈ５、Ｖｓ４、Ｖｓ５を開いて、処理室１６内への第１原料ガス及び第２原料ガスの供給を停止する。同時に、開閉バルブＶｈ１、Ｖｓ１を閉じて、気化器７６ｈ、７６ｓへの第１液体原料及び第２液体原料の供給も停止する。
【００８７】
＜パージ工程（Ｓ６）＞
開閉バルブＶｈ３、Ｖｓ３を閉じ、処理室１６内への第１原料ガス及び第２原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４、Ｖｏｘ４は開いたままとし、処理室１６内へのＮ2ガスの供給を継続して行う。Ｎ2ガスは、シャワーヘッド５２を介して処理室１６内に供給され、排気ダクト６２内を流れ、排気口４０へと排気される。このようにして、処理室１６内をＮ2ガスによりパージし、処理室１６内に残留している第１原料ガス及び第２原料ガスを除去する。
【００８８】
＜酸化剤供給工程（Ｓ７）＞
処理室１６内のパージが完了したら、開閉バルブＶｏｘ４、Ｖｏｘ５を閉じ、開閉バルブＶｏｘ３を開いて、処理室１６内への酸化剤としてのオゾンガスの供給を開始する。オゾンガスは、シャワーヘッド５２により分散されて処理室１６内のウエハ１４上に均一に供給される。余剰なオゾンガスや反応副生成物は、排気ダクト６２内を流れ、排気口４０へと排気される。
【００８９】
処理室１６内へのオゾンガスの供給時には、第１原料ガス供給管９０ｈ、第２原料ガス供給管９０ｓ内へのオゾンガスの侵入を防止するように、また、処理室１６内におけるオゾンガスの拡散を促すように、開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４は開いたままとし、処理室１６内にＮ2ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００９０】
開閉バルブＶｏｘ３を開き、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Ｖｏｘ３を閉じ、開閉バルブＶｏｘ４、Ｖｏｘ５を開いて、処理室１６内へのオゾンガスの供給を停止する。
【００９１】
＜パージ工程（Ｓ８）＞
開閉バルブＶｏｘ３を閉じ、処理室１６内へのオゾンガスの供給を停止した後は、開閉バルブＶｈ４、Ｖｓ４、Ｖｏｘ４は開いたままとし、処理室１６内へのＮ2ガスの供給を継続して行う。Ｎ2ガスは、シャワーヘッド５２を介して処理室１６内に供給され、排気ダクト６２内を流れ、排気口４０へと排気される。このようにして、処理室１６内をＮ2ガスによりパージし、処理室１６内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去する。
【００９２】
なお、酸化剤供給工程（Ｓ７）もしくはパージ工程（Ｓ８）と並行して、第１原料ガス及び第２原料ガスを生成（予備気化）させておく。
【００９３】
＜繰り返し工程（Ｓ９）＞
そして、工程Ｓ５〜Ｓ８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、ウエハ１４上に所望膜厚のハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）薄膜が形成される（薄膜形成工程）。
【００９４】
なお、原料ガス供給工程（Ｓ５）では、第１原料ガスと第２原料ガスとを同時に供給する例について説明したが、第１原料ガスと第２原料ガスとは別々に供給してもよい。すなわち、第１原料ガスを供給する第１原料ガス供給工程（Ｓ５ｈ）、パージ工程（Ｓ６ｈ）、第２原料ガスを供給する第２原料ガス供給工程（Ｓ５ｓ）、パージ工程（Ｓ６ｓ）、酸化剤供給工程（Ｓ７）、パージ工程（Ｓ８）を、１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ１４上に所望の膜厚のハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）薄膜を形成するようにしてもよい。
【００９５】
＜基板搬出工程（Ｓ１０）＞
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ＨｆＳｉＯｘ膜が形成された後のウエハ１４を処理室１６内から搬送室３６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。
【００９６】
なお、薄膜形成工程をＣＶＤ法により行う場合には、処理温度を原料ガスが自己分解する程度の温度帯となるように制御する。この場合、原料ガス供給工程（Ｓ５）においては、原料ガスが自己分解し、ウエハ１４上に１〜数十原子層程度の薄膜が形成される。酸化剤供給工程においては、オゾンガスによりウエハ１４上に形成された１〜数十原子層程度の薄膜よりＣ、Ｈ等の不純物が除去される。
【００９７】
また、薄膜形成工程をＡＬＤ法により行う場合には、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、原料ガス供給工程においては、原料ガスはウエハ１４上に吸着する。酸化剤供給工程においては、ウエハ１４上に吸着した原料とオゾンガスとが反応することによりウエハ１４上に１原子層未満の薄膜が形成される。このとき、オゾンガスにより薄膜中に混入しようとするＣ、Ｈ等の不純物を脱離させることができる。
【００９８】
本実施の形態の処理炉にて、ＣＶＤ法により、基板を処理する際の処理条件としては、例えばＨｆＳｉＯｘ膜を成膜する場合、処理温度：３９０〜４５０℃、処理圧力：５０〜４００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料（Ｓｉ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、酸化剤（オゾンガス）供給流量：１００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。
【００９９】
本実施の形態の処理炉にて、ＡＬＤ法により、基板を処理する際の処理条件としては、例えばＨｆＳｉＯｘ膜を成膜する場合、処理温度：２００〜３５０℃、処理圧力：５０〜４００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料（Ｓｉ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、酸化剤（オゾンガス）供給流量：１００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。
【０１００】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
図６（ａ）は、第２実施形態で用いられるＬＭＦＣ７８ｈ、７８ｓによる液体原料の供給タイミングを示す図である。なお、ＬＭＦＣ７８ｈ及びＬＭＦＣ７８ｓは制御対象とする液体原料が異なることを除き同様の構成となっているため、ＬＭＦＣ７８ｈを代表例として説明する。
【０１０１】
図６（ａ）に示すように、ＬＭＦＣ７８ｈは、液体原料流量の設定値を所望のタイミングで所望の設定値（第１の設定値）とし、成膜に使用する液体原料（Ｈｆ原料）を、所望する供給タイミングで必要流量（ｆ１）、気化器７６ｈの気化室８２ｈへ流すように制御する。また、ＬＭＦＣ７８ｈは、所望する供給タイミングに所定時間だけ先行（例えば１０〜２０秒程度）して、液体原料流量の設定値を第２の設定値とし最小流量（ｆ２）を流すように制御する。このため、液体原料が気化室８２ｈに供給される際、設定値を第１の設定値としてから（第１の設定値の入力時から）実際に必要流量（ｆ１）の液体流量が供給される（実流量が設定値に達する）までの応答時間（ｄ３）が短くなる。つまり、所望する供給タイミングと、実際に気化室８２ｈに必要流量（ｆ１）の液体原料が供給されるまでのずれを小さくすることができる。
【０１０２】
また、所望する供給タイミング以外のときに、常時、液体原料を最小流量（ｆ２）にて流すのではなく、所望する供給タイミングの少し前に所定時間だけ先行して設定値を第２の設定値とするように制御することで応答時間（ｄ３）を短くしているため、成膜処理以外に使用される原料の消費量を低減することができる。
所望する供給タイミングよりも先行して設定値を第２の設定値とする時間は、使用する原料の粘度等によって適宜変更することができる。
【０１０３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。
図６（ｂ）は、第３実施形態で用いられるＬＭＦＣ７８ｈ、７８ｓによる液体原料（Ｈｆ原料）の供給タイミングを示す図である。なお、ＬＭＦＣ７８ｈ及びＬＭＦＣ７８ｓは制御対象とする液体原料が異なることを除き同様の構成となっているため、ＬＭＦＣ７８ｈを代表例として説明する。
【０１０４】
図６（ｂ）に示すように、ＬＭＦＣ７８ｈは、液体原料流量の設定値を所望のタイミングで所望の設定値（第１の設定値）とし、成膜に使用する液体原料（Ｈｆ原料）を、所望する供給タイミングで必要流量（ｆ１）、気化器７６ｈの気化室８２ｈへ流すように制御する。また、ＬＭＦＣ７８ｈは、所望する供給タイミングに所定時間だけ先行（例えば１０〜２０秒程度）して、液体原料流量の設定値を第２の設定値とし最小流量（ｆ２）を流すように制御する。本実施形態では、第２の設定値に従って実際に最小流量（ｆ２）で第１の液体原料が気化室８２ｈへ供給された後、必要流量（ｆ１）が流れる構成となっている。つまり、設定値を２段階で変化させて実際に流れる液体原料の流量（実流量）をｆ２→ｆ１と、２段階で変更させるように制御している。
なお、第２実施形態では、設定値を２段階で変化させて、実流量を１段階で変更させるように制御している。
【０１０５】
このように、液体原料流量の設定値の第１の設定値への変更に先行して、実際に液体原料が最小流量（ｆ２）にて流されるため、設定値を第１の設定値としてから（第１の設定値の入力時から）実際に必要流量（ｆ１）の液体原料が供給される（実流量が設定値に達する）までの応答時間（ｄ４）がより短くなる。つまり、所望する供給タイミングと、実際に気化室８２ｈに必要流量（ｆ１）の液体原料が供給されるまでのずれをより小さくすることができる。
【０１０６】
なお、上記実施形態においては、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）膜を形成する場合について示したが、これに限らず、液体原料としてＴＥＭＡＺｒ（テトラキス（Ｎ−エチル−Ｎ−メチルアミノ）ジルコニウム）等の原料を用いて上記実施形態と同様のシーケンスにて酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）膜を形成することもできる。
【０１０７】
上記実施形態は、初期値が流量０（又はほぼ０）の状態から所望の設定値へ変更する場合の応答と、初期値が任意の流量（０でない）の状態から所望の設定値へ変更する場合の応答との差を利用したものであり、液体原料の粘度が大きいほど、その効果は顕著になる。
【０１０８】
［本発明の好ましい態様］
以下に、本発明の好ましい他の態様について付記する。
【０１０９】
本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、液体原料の流量を制御する流量制御器と、前記流量制御器により流量制御された液体原料を気化する気化器と、前記気化器で液体原料を気化した原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給管と、前記流量制御器における液体原料の流量設定値を基板処理時の第１の流量設定値に設定する際に、それよりも先行して一旦前記第１の流量設定値よりも小さい第２の流量設定値に設定するように前記流量制御器を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０１１０】
本発明の他の一態様によれば、基板を処理する処理室と、液体原料の流量を制御する流量制御器と、前記流量制御器により流量制御された液体原料を気化する気化器と、前記気化器で液体原料を気化した原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給管と、前記流量制御器における液体原料の流量設定値を基板処理時の第１の流量設定値に設定する際に、それよりも先行して一旦前記流量制御器で設定可能な最小流量設定値である第２の流量設定値に設定するように前記流量制御器を制御する制御器と、を有する基板処理装置が提供される。
【符号の説明】
【０１１１】
１２    処理容器
１４    ウエハ
１６    処理室
１８    支持台
２０    サセプタ
５０    ガス導入口
７０ｈ    液体原料供給源
７０ｓ    液体原料供給源
７６ｈ    気化器
７６ｓ    気化器
７８ｈ    液体流量コントローラ
７８ｓ    液体流量コントローラ
８２ｈ    気化室
８２ｓ    気化室
１５０    コントローラ
【図１】
2011060903.tif 000003
【図２】
2011060903.tif 000004
【図３】
2011060903.tif 000005
【図４】
2011060903.tif 000006
【図５】
2011060903.tif 000007
【図６】
2011060903.tif 000008