(57)【要約】【課題】より安定的なプロセス制御を実現しながら、スループットを向上させることが求められている。【解決手段】原料ガスと反応ガスとを交互に供給して半導体基板１１上に薄膜を形成する半導体製造装置１０であって、半導体基板１１を収容し、排気されるようになっている反応室１２と、反応室１２に原料ガスを供給する原料ガス供給配管３５と、反応室１２からの排気量を調節する開度調節可能なバルブ２３と、原料ガス供給配管３５に設けられ、原料ガスの供給圧力を検出する圧力計Ｐ２と、反応室１２に原料ガスが供給されている時に、圧力計Ｐ２で検出される圧力に基づいてバルブ２３の開度を制御する制御部４１と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスと反応ガスとを交互に供給して半導体基板上に薄膜を形成する半導体製造装置であって、前記半導体基板を収容し、排気されるようになっている反応室と、該反応室に前記原料ガスを供給する原料ガス供給配管と、前記反応室からの排気量を調節する開度調節可能なバルブと、前記原料ガス供給配管に設けられ、前記原料ガスの供給圧力を検出する圧力計と、前記反応室に前記原料ガスが供給されている時に、前記圧力計で検出される圧力に基づいて前記バルブの開度を制御する制御部と、を備えた半導体製造装置。
【請求項２】
前記制御部が、前記反応室に前記原料ガスが供給されている時に、前記圧力計で検出される圧力が所定値を超えないように前記バルブの開度を制御するようになっている、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記所定値が、前記液体原料の気化温度における飽和蒸気圧である、請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
原料ガスと反応ガスとを交互に供給して半導体基板上に薄膜を形成する半導体製造装置であって、前記半導体基板を収容する反応室と、該反応室を排気する排気配管と、該反応室に前記原料ガスを供給する原料ガス供給配管と、前記排気配管に設けられ、前記反応室からの排気量を調節する開度調節可能なバルブと、前記排気配管の前記バルブの上流側に設けられ、前記反応室内の圧力を検出する第１の圧力計と、前記原料ガス供給配管に設けられ、前記原料ガスの供給圧力を検出する第２の圧力計と、前記反応室に前記原料ガスが供給されていない時には、前記第１の圧力計で検出される圧力に基づいて前記バルブの開度を制御し、前記反応室に前記原料ガスが供給されている時には、前記第２の圧力計で検出される圧力に基づいて前記バルブの開度を制御する制御部と、を備えた半導体製造装置。
【請求項５】
前記制御部が、前記反応室に前記原料ガスが供給されていない時には、前記第１の圧力計で検出される圧力が一定値となるように前記バルブの開度を制御し、前記反応室に前記原料ガスが供給されている時には、前記第２の圧力計で検出される圧力が所定値を超えないように前記バルブの開度を制御するようになっている、請求項４に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記所定値が、前記液体原料の気化温度における飽和蒸気圧である、請求項５に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
原料ガスと反応ガスとを交互に供給して半導体基板上に薄膜を形成する半導体製造装置であって、前記半導体基板を収容し、排気されるようになっている反応室と、該反応室に前記原料ガスを供給する原料ガス供給配管と、前記反応室からの排気量を調節する排気量調節手段と、前記原料ガス供給配管に設けられ、前記原料ガスの供給圧力を検出する圧力検出手段と、前記反応室に前記原料ガスが供給されている時に、前記圧力検出手段で検出される圧力に基づいて前記排気量調節手段を制御する圧力制御手段と、を備えた半導体製造装置。
【請求項８】
前記圧力制御手段が、前記反応室に前記原料ガスが供給されている時に、前記圧力検出手段で検出される圧力が所定値を超えないように前記排気量調節手段を制御するようになっている、請求項７に記載の半導体製造装置。
【請求項９】
前記所定値が、前記液体原料の気化温度における飽和蒸気圧である、請求項８に記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
半導体基板を収容し、排気されるようになっている反応室に原料ガスを供給するステップと、前記原料ガスが供給された前記反応室をパージした後、該反応室に反応ガスを供給するステップと、を含む薄膜形成ステップを繰り返し実行し、前記半導体基板上に所定の膜厚の薄膜を形成するステップを含む半導体製造方法であって、前記反応室に原料ガスを供給するステップが、前記反応室への前記原料ガスの供給圧力に基づいて前記反応室からの排気量を調節するステップを含む半導体製造方法。
【請求項１１】
前記反応室からの排気量が、前記原料ガスの供給圧力が所定値を超えないように調節される、請求項１０に記載の半導体製造方法。
【請求項１２】
前記所定値が、前記液体原料の気化温度における飽和蒸気圧である、請求項１１に記載の半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上に薄膜を形成する半導体製造装置および半導体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造の低コスト化のため、ウエハの大口径化が進んでいる。また、半導体デバイスの微細化・高集積化に伴って、ウエハ上に形成される段差のアスペクト比（幅と高さの比）も増大している。このようなウエハに対しては、成膜方法として従来から知られているＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、化学気相成長）法では、均一化および段差被覆性が確保された薄膜を形成することが困難となっている。そのため、最近では、１つのサイクルごとに１層ずつ薄膜を形成することができるＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、原子層成長）法が主流となっている。
【０００３】
ＡＬＤ法は、半導体基板であるウエハを収容した反応室内に２種類以上の材料ガスを交互に供給して、ウエハ上に薄膜を形成する方法である。まず、第１の材料ガス（原料ガス）が、キャリアガスと共に反応室に供給され、ウエハ表面に吸着する。その後、反応室内をパージして、反応室内の余分な原料ガスを排出した後、第２の材料ガス（反応ガス）が反応室へと供給される。反応ガスは、ウエハ上に吸着した原料ガスと反応し、ウエハ上に薄膜が形成される。最後に、パージガスよって、余分な反応ガスおよび反応副生成物が排出される。これらのプロセスが、１つのサイクルとして繰り返し行われ、目的の膜厚の薄膜が形成される。このように、ＡＬＤ法は、単位サイクルごとにウエハ上に一層ずつ薄膜を形成していくため、均一性および段差被覆性が良好な薄膜を形成するのに適している。
【０００４】
一方で、均一性および段差被覆性が良好な薄膜を形成するには、反応室内に導入した原料ガスをウエハ上に吸着させる際に、平衡吸着量に達するまで吸着させる必要がある。そのため、ウエハの大口径化やウエハ上の段差のアスペクト比増大に伴い、原料ガスを吸着させるウエハ面積が著しく増大すると、原料ガスの吸着量が平衡吸着量に達するまでのプロセス時間は増加することになる。したがって、このようなウエハに、均一性および段差被覆性が良好な薄膜を形成することは、スループットの低下という問題を生じさせる。
【０００５】
これに関連して、例えば、特許文献１には、反応管（反応室）に設けられた圧力計の出力に応じて反応室からの排気量を調節することで、反応室内の到達圧力を設定値に制御する半導体製造装置が開示されている。このような半導体製造装置によれば、反応室への原料ガスの供給時に反応室内の全圧を上げることで、原料ガスのウエハ上への吸着速度を増加させて、上述のプロセス時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−００６９６４号公報（段落［００１８］、図１）
【特許文献２】特開２００５−３０７２３３号公報（段落［００２０］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような半導体製造装置では、反応室への原料ガスの供給時に反応室の圧力が増加すると、原料ガス供給系の配管内で原料ガスの再液化や熱分解が起こる恐れがある。このことは、配管内に残渣を発生させ、詰まりなどの不具合を引き起こすことになる。そのため、反応室内の圧力を増加させることができず、結果的に、スループットを向上させることができなくなる。また、配管内に残渣が発生すると、装置を長期運用する場合には、圧力の制御性が低下することになり好ましくない。したがって、より安定的なプロセス制御を実現しながら、スループットを向上させることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、原料ガスと反応ガスとを交互に供給して半導体基板上に薄膜を形成する本発明の半導体製造装置は、半導体基板を収容し、排気されるようになっている反応室と、反応室に原料ガスを供給する原料ガス供給配管と、反応室からの排気量を調節する開度調節可能なバルブと、原料ガス供給配管に設けられ、原料ガスの供給圧力を検出する圧力計と、反応室に原料ガスが供給されている時に、圧力計で検出される圧力に基づいてバルブの開度を制御する制御部と、を備えている。
【０００９】
また、本発明の半導体製造方法は、半導体基板を収容し、排気されるようになっている反応室に原料ガスを供給するステップと、原料ガスが供給された反応室をパージした後、反応室に反応ガスを供給するステップと、を含む薄膜形成ステップを繰り返し実行し、半導体基板上に所定の膜厚の薄膜を形成するステップを含み、反応室に原料ガスを供給するステップが、反応室への原料ガスの供給圧力に基づいて反応室からの排気量を調節するステップを含んでいる。
【発明の効果】
【００１０】
以上、本発明によれば、反応室内への原料ガスの供給時に原料ガスの供給圧力の制御を行うことで、原料ガス供給配管内に残渣を発生させない程度に原料ガスの供給圧力を増加させることができる。これにより、圧力増加による上述の不具合の発生を抑えながら、反応室内の圧力を安定的に増加させて、原料ガスの吸着速度を増加させることができる。こうして、より安定的にプロセスを制御しながら、プロセス時間を短縮させて、スループットを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における半導体製造装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における半導体製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態における半導体製造方法を実施する半導体製造装置の動作シーケンス図である。
【図４】比較例における半導体製造方法を実施する半導体製造装置の動作シーケンス図である。
【図５】ＴＥＭＡＺガスのウエハ上への吸着量の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態における半導体製造装置について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態における半導体製造装置の構成を示す概略図である。ここでは、簡単のため、本発明の半導体製造装置の特徴部分のみを示し、それ以外の部分については図示を省略している。
【００１４】
本実施形態の半導体製造装置１０は、下端が開口した円筒形状の石英からなり、内部に半導体基板であるウエハ１１を収容する反応室１２を有している。反応室１２の開口した下端は、キャップ部１３によって密閉されており、キャップ部１３には、複数のウエハ１１を支持するための石英からなるウエハボート（図示せず）が取り付けられている。したがって、ウエハ１１の反応室１２内への設置は、ウエハ１２が載置されたウエハボート、すなわちキャップ部１３を反応室１２下端に装着することで行われる。さらに、反応室１２には、反応ガスを反応室１２に供給する反応ガス供給源（図示せず）と、不活性ガスであるパージガスを反応室１２に供給するパージガス供給源（図示せず）とが接続されている。また、反応室１２の外側には、ウエハを加熱するためのヒータ（図示せず）が設けられている。
【００１５】
また、反応室１２には、主排気配管２１を介して、反応室１２内を排気する真空ポンプ２２が接続されており、主排気配管２１には、開度調節可能なバタフライバルブ２３が設けられている。バタフライバルブ２３は、開度が調節されることで、反応室１２からの排気量を調節する排気量調節手段として機能する。これにより、反応室１２内の圧力が制御されることになる。この反応室１２内の圧力を検出する第１の圧力計Ｐ１が、バタフライバルブ２３の上流側の主排気配管２１上に設けられている。
【００１６】
さらに、本実施形態の半導体製造装置１０は、液体原料を気化して原料ガスを生成する気化器３１を有している。気化器３１には、液体原料を気化器３１に供給する液体原料供給源３２と、不活性ガスであるキャリアガスを気化器３１に供給するキャリアガス供給源３３とが接続されている。液体原料供給源３２およびキャリアガス供給源３３は、それぞれ液体原料およびキャリアガスを流量制御して気化器３１に供給するようになっている。
【００１７】
気化器３１と反応室１２とは、一端が気化器３１に接続し、他端が原料ガス導入ノズル３４として反応室１２内部に配置された原料ガス供給配管３５によって接続されている。気化器３１で生成される原料ガスは、ウエハボートに支持された各ウエハに対向するように設けられた複数の開口を有する原料ガス導入ノズル３４を通じて、原料ガス供給配管３５から反応室１２へと供給される。原料ガス供給配管３５の気化器３１の下流側には、気化器３１からの原料ガスの供給圧力を検出する圧力検出手段としての第２の圧力計Ｐ２が設けられている。さらに、第２の圧力計Ｐ２の下流側には、ガス排気配管３６を介して、原料ガス供給配管３５とガス排気ポンプ３７とを接続する切替バルブ３８が設けられている。切替バルブ３８は、必要に応じて、原料ガスの流れを、反応室１２側への流れとガス排気ポンプ３７側への流れとの間で切り替えるようになっている。
【００１８】
さらに、本実施形態の半導体製造装置１０は、バタフライバルブ２３の開度を制御する圧力コントローラ（制御部）４１を有している。圧力コントローラ４１は、それぞれの圧力計Ｐ１、Ｐ２で検出される圧力に基づいて動作する。すなわち、圧力コントローラ４１は、バタフライバルブ２３の開度を制御して、反応室１２からの排気量を調節することで、反応室１２内の圧力または原料ガス供給配管３５内の原料ガスの供給圧力が所定値となるように制御する。本実施形態の半導体製造装置１０では、圧力コントローラ４１によって反応室１２内の圧力または原料ガス供給配管３５内の圧力のどちらが制御されるかは、薄膜を形成する各ステップに依存している。特に、後述するように、原料ガス供給ステップでは、圧力コントローラ４１は、第２の圧力計Ｐ２で検出される原料ガス供給配管３５内の原料ガスの供給圧力を制御するようになっている。これにより、反応室１２への原料ガスの供給時に、原料ガス供給配管３５内に残渣が発生しない程度に原料ガスの供給圧力を増加させることができる。それにより、反応室１２内の圧力を増加させ、原料ガスのウエハ上への吸着速度を増加させることができる。
【００１９】
本実施形態では、圧力制御手段としての圧力コントローラ４１とバタフライバルブ２３とは別個の部材として設けられているが、上述のような圧力制御機構を有する一体型の圧力制御バルブとして設けられていてもよい。
【００２０】
次に、本実施形態の半導体製造装置１０を用いて、ＡＬＤ法により薄膜を形成する半導体製造方法について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、本実施形態の半導体製造方法を示すフローチャートであり、図３は、本実施形態の半導体製造方法を実施する半導体製造装置１０の動作シーケンス図である。図３に示す、バタフライバルブ２３、第１の圧力計Ｐ１および第２の圧力計Ｐ２の具体的な動作は、後述する実施例での動作を示している。
【００２１】
（ステップＳ１）液体原料気化準備ステップ
まず、液体原料供給源３２から気化器３１に液体原料が供給される。気化器３１は液体原料の気化温度に保持されており、それにより、液体原料が気化されて原料ガスが生成される。液体原料が気化器３１に供給される間は、キャリアガス供給源３３からキャリアガスも気化器３１に同時に供給される。
【００２２】
このステップでは、切替バルブ３８はガス排気ポンプ３７側に切り替えられており、気化器３１で生成された原料ガスは、ガス排気ポンプ３７側へと流れる。これは、流量が不安定な原料ガスを反応室１２内へ供給させないためである。したがって、このステップは、液体原料およびキャリアガスの気化器３１への流量が安定するまで、すなわち気化器３１から原料ガスが安定的に供給できるようになるまで行われる。
【００２３】
反応室１２は、圧力コントローラ４１によって制御され、高真空に保持されており、ウエハ温度は、ヒータの加熱によって一定値に保持されている。ウエハ温度は、以後のステップにおいても、一定値のまま保持されることになる。
【００２４】
（ステップＳ２）原料ガス供給ステップ
次に、切替バルブ３８が反応室１２側に切り替えられ、原料ガスが反応室１２内へと供給される。このとき、前ステップにおいて開放されていたバタフライバルブ２３は、供給される原料ガスが反応室１２内から排出されないように、一旦、開度が０％、すなわち閉鎖位置にされる。または、バタフライバルブ２３の位置は、完全な閉鎖位置でなくてもよく、前ステップと比べて反応室１２からの排気量が低下するような位置であってもよい。こうして、原料ガスの反応室１２内からの排出が停止または低下することで、反応室１２内の圧力が増加し、すなわち原料ガスのウエハ上への吸着速度が増加する。
【００２５】
一方、バタフライバルブ２３が閉鎖されると、第２の圧力計Ｐ２で検出される原料ガスの供給圧力も増加することになるため、上述のように、残渣が発生することになり好ましくない。そこで、バタフライバルブ２３が閉鎖されて一定時間経過した後で、原料ガスの供給圧力がある設定値を超えないように、第２の圧力計Ｐ２の出力に基づいたバタフライバルブ２３の制御が開始される。このときの設定値は、原料ガスが原料ガス供給配管３５内で再液化しないように、液体原料の気化温度における飽和蒸気圧であることが好ましい。
【００２６】
このステップは、前述のように、原料ガスのウエハ上での吸着量が平衡吸着量に達するまで行われ、圧力コントローラによる原料ガスの供給圧力の制御は、このステップが終了するまで行われる。
【００２７】
（ステップＳ３）第１のパージステップ
ウエハ上への原料ガスの吸着が完了すると、切替バルブ３８がガス排気ポンプ３７側へ切り替えられ、反応室１２への原料ガスの供給は停止される。同時に、気化器３１への液体原料の供給も停止され、気化器３１からの原料ガスの供給自体が停止される。したがって、原料ガス供給配管３５内は、ガス排気ポンプ３７によって排気されてほぼ真空状態となり、第２の圧力計Ｐ２は、ほぼ０Ｐａを示す。
【００２８】
一方、反応室１２には、反応室１２への原料ガスの供給停止と同時に、反応室１２に接続されたパージガス供給源（図示せず）からパージガスが導入される。反応室１２内に導入されるパージガスによって、ウエハ上に吸着せずに反応室１２内に残留する原料ガスが反応室１２の外部へと排出される。
【００２９】
このとき、バタフライバルブ２３は、反応室１２からパージガスを排出するために開放され、反応室１２内の圧力（第１の圧力計Ｐ１の出力）が一定値となるように制御される。すなわちこのステップでは、バタフライバルブ２３の制御は、再び反応室１２内の圧力に基づいて行われる。これ以後のステップにおいても、バタフライバルブ２３の制御は反応室１２内の圧力に基づいて行われ、第１の圧力計Ｐ１の出力は一定値のまま保持されることになる。
【００３０】
（ステップＳ４）反応ガス供給ステップ
余分な原料ガスが反応室１２の外部に排出され、パージガスの導入が停止された後、反応室１２には、反応ガスが反応ガス供給源（図示せず）から供給される。反応ガスは、ウエハ上に吸着した原料ガスと反応して、ウエハ上に単分子の薄膜が形成される。反応ガスの供給は、ウエハ上に吸着した未反応の原料ガスがなくなるまで行われる。
【００３１】
（ステップＳ５）第２のパージステップ
最後に、反応ガスの供給が停止された後、再度パージガスが反応室１２に導入され、反応室１２内に残留する反応ガスおよび反応副生成物が反応室１２の外部に排出される。
【００３２】
上記ステップＳ１からステップＳ５までの５つのステップが１つのサイクル（薄膜形成ステップ）として行われ、１サイクルごとに１層ずつの薄膜がウエハ上に形成される。このサイクルが繰り返し行なわれ、所望の膜厚の薄膜が形成される。
【００３３】
以上のように、本実施形態の半導体製造装置１０では、それぞれのステップに応じて、制御する圧力が選択されるようになっている。特に、反応室１２への原料ガスの供給時には、原料ガス供給配管３５内の原料ガスの供給圧力が制御されるようになっている。したがって、原料ガス供給配管３５内に残渣が発生しない程度に原料ガスの供給圧力を増加させることで、圧力増加による不具合を回避しながら、反応室内の圧力を安定的に増加させて、原料ガスの吸着速度を増加させることができる。これにより、プロセス時間を短縮することが可能となる。こうして、プロセス制御性の低下を防ぎながら、より安定的に薄膜形成を行うことができ、さらには、プロセス時間を短縮させて、スループットを向上させることが可能となる。加えて、プロセス時間が短縮することは、使用する原料ガスが削減でき、それにより、コストの低減につながる点でも有利である。
【００３４】
また、本実施形態の半導体製造装置１０では、原料ガス供給配管３５内の原料ガスの供給圧力が、反応室１２からの排気量の調節によって制御されている。このことで、原料ガスの供給圧力の制御圧力範囲は、気化器３１への液体原料の送液量の調節によって制御する場合（例えば、特許文献２参照）と比べて大きくなっている。したがって、例えば、装置を長期運用するような場合に、何らかの原因で制御パラメータが大幅に変化したとしても、それに十分対応でき、それにより、制御性を維持しながらプロセスを継続して実行することが可能となる。
【００３５】
（実施例）
次に、本実施形態の半導体製造装置１０を用いた、ＡＬＤ法による薄膜の形成方法を、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）膜に適用した実施例について、図３を参照しながら説明する。
【００３６】
本実施例では、液体原料はＴＥＭＡＺ（テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム）であり、すなわち原料ガスはＴＥＭＡＺガスである。また、反応ガスはオゾン（Ｏ3）、キャリアガスおよびパージガスは共に、窒素である。
【００３７】
（ステップＳ１）液体原料気化準備ステップ
気化器３１の温度を、ＴＥＭＡＺの気化温度である１５０℃に保持し、気化器３１へのＴＥＭＡＺの流量を８．４５×１０-4Ｐａ・ｍ3／ｓ（０．５ｃｃｍ）とした。気化器３１で生成されるＴＥＭＡＺガスは、気化器３１下流での圧力が３００Ｐａとなる。このステップを、１０秒間行った。
【００３８】
一方、反応室１２内の圧力（第１の圧力計Ｐ１の出力）を１００Ｐａとなるように制御し、このときのバタフライバルブ２３の開度は５０％であった。ウエハ温度を２００℃に保持し、以後のステップでも同様に保持した。
【００３９】
（ステップＳ２）原料ガス供給ステップ
ＴＥＭＡＺガスの供給圧力は、ＴＥＭＡＺの気化温度（１５０℃）における飽和蒸気圧である８３０Ｐａを超えないように、７００Ｐａに設定した。
【００４０】
（ステップＳ３）第１のパージステップ
窒素の導入は、流量が３３．８Ｐａ・ｍ3／ｓ（２０ｓｌｍ）で、６０秒間行った。このとき、反応室１２内の圧力を２００Ｐａに制御した。そのときのバタフライバルブ２３の開度は５０％であった。
【００４１】
（ステップＳ４）反応ガス供給ステップ
オゾンの供給は、濃度が１５０ｇ／ｍ3、流量が３３．８Ｐａ・ｍ3／ｓ（２０ｓｌｍ）で、６０秒間行った。
【００４２】
（ステップＳ５）第２のパージステップ
窒素の導入は、流量が３３．８Ｐａ・ｍ3／ｓ（２０ｓｌｍ）で６０秒間行った。
【００４３】
（比較例）
比較例として、図１に示す半導体製造装置１０の第２の圧力計Ｐ２が設けられていない構成の半導体製造装置を用いて、上述のようなＡＬＤ法によって薄膜の形成を行った。図４は、比較例における上記半導体製造装置の動作を示すシーケンス図である。
【００４４】
比較例では、すべてのステップにおいて第１の圧力計Ｐ１の出力のみに基づいてプロセスを実行した。つまり、比較例における原料ガス供給ステップ（ステップＳ２）以外のプロセスは、上記実施例と同様の条件で行った。そのため、比較例と実施例とで、プロセス時間に差が生じるのは原料ガス供給ステップのみであり、それ以外のプロセス時間は同じである。
【００４５】
比較例では、原料ガス供給ステップでの反応室１２内の圧力を、１３３Ｐａとなるように制御した。この圧力は、第１の圧力計Ｐ１のみに基づいて装置を長期運用する場合に、原料ガス供給配管３５内に残渣を発生させることなく、安定的にプロセスを実行できることが確実な圧力である。
【００４６】
実施例での原料ガス供給ステップのプロセス時間が、比較例の場合と比べて大幅に短縮しているのが、原料ガスであるＴＥＭＡＺガスがウエハ上へ吸着していく様子を示す図５から明らかである。図５は、実施例および比較例において、それぞれの平衡吸着量で規格化した、ＴＥＭＡＺガスのウエハ上への吸着量をプロセス時間に対してプロットした図である。実施例を白抜きの記号（□、△）、比較例を黒塗りの記号（■、▲）で示し、それぞれのウエハ外周部およびウエハ中央部のＴＥＭＡＺガス吸着量を、四角形（□、■）および三角形（△、▲）で表している。
【００４７】
いずれの場合でも、平衡吸着量に達するまでの時間がウエハ外周部よりもウエハ中央部で長いのは、ウエハ中央部は原料ガス導入ノズル３４から最も離れた位置にあり、ＴＥＭＡＺガス供給量はウエハ外周部からウエハ中央部にかけて減少していくためである。
【００４８】
ＴＥＭＡＺガスの吸着量がほぼ平衡吸着量に到達するまでの時間は、ウエハ外周部およびウエハ中央部ともに、実施例（ｔ１１、ｔ１２）の方が、比較例（ｔ０１、ｔ０２）よりも大幅に短くなっている。したがって、ウエハ全面においても、ＴＥＭＡＺガスが平衡吸着量まで吸着するのに要する時間、すなわち原料ガス供給ステップにおけるプロセス時間は、実施例の方が比較例より大幅に短くなる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  半導体製造装置
１１  ウエハ
１２  反応室
２１  主排気配管
２３  バタフライバルブ
３５  原料ガス供給配管
４１  圧力コントローラ
Ｐ１  第１の圧力計
Ｐ２  第２の圧力計
【図１】
2011003599.tif 000003
【図２】
2011003599.tif 000004
【図３】
2011003599.tif 000005
【図４】
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【図５】
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