(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面が円筒形状に形成された石英部材で構成された気化室と、
フッ素樹脂で形成され、前記円筒状の前記石英部材の端部を封止するように接触して、前記円筒状の石英部材の開口部をふさぐように前記気化室に接続されるように構成され、液体原料をキャリアガスを用いて霧化させて前記気化室内に供給する霧化部と、
前記霧化部に取り付けられ、前記霧化部を前記石英部材の端部に向かって押しつけるように構成される弾性部材とを備える気化器。
【請求項２】
内面が石英部材で構成された気化室と、
フッ素樹脂で形成され、液体原料をキャリアガスを用いて霧化させて
前記気化室内に供給する霧化部と、
を備え、
前記霧化部は第１のブロックと第２のブロックを有し、
前記第１のブロックは、前記気化室の内面の前記石英部材の端部を封止するように接触すると共に、前記気化室内に露出した部分に噴出孔が設けられ、
前記第２のブロックは、前記第１のブロックに重なるように設けられると共に、前記液体原料を前記第1のブロックの前記噴出孔に向かって吐出するノズル部を備え、
前記第１と第２のブロックの間には、前記噴出孔に連通し、前記キャリアガスが導入される間隙が形成されており、
前記噴出孔及び前記ノズル部は、前記間隙に導入された前記キャリアガスが前記ノズル部から吐出された液体原料とともに前記噴出孔から噴出されるように構成されている気化器。
【請求項３】
請求項２に記載の気化器であって、
前記第２のブロックに取り付けられ、前記第２のブロックを前記第１のブロック及び前記石英部材の端部の方向に押しつけるように構成される弾性部材を備える。
【請求項４】
請求項１に記載の気化器であって、
前記弾性部材は、前記気化室との相対的な位置が固定された構造に一端が取り付けられ、他端が前記霧化部に取り付けられる。
【請求項５】
内面が石英部材で構成された気化室と、
フッ素樹脂で形成され、液体原料をキャリアガスを用いて霧化させて
前記気化室内に供給する霧化部と、
を備え、
前記石英部材の外側には、ヒータ、金属ブロック、伝熱ペースト、及び前記石英部材が当該順番に積層されるように設けられる気化器。
【請求項６】
請求項５に記載の気化器であって、
前記石英部材と前記金属ブロックの間に耐熱ゴムで構成されたスペーサが設けられる。
【請求項７】
内面が石英部材で構成された気化室と、
フッ素樹脂で形成され、液体原料をキャリアガスを用いて霧化させて
前記気化室内に供給する霧化部と、
前記気化室内に、前記気化室内に露出する面が石英部材で構成される気化ヒートブロックを備え、
前記気化ヒートブロックは、前記気化ヒートブロックの石英部材と前記気化室側面の前記石英部材との間に筒状の気体流路が形成されるように構成される気化器。
【請求項８】
請求項７に記載の気化器であって、
前記気化ヒートブロックの石英部材と前記気化室側面の前記石英部材との間に、石英で構成されたスペーサが設けられる。
【請求項９】
請求項１に記載の気化器であって、
前記液体原料は過酸化水素を含有する液体である。
【請求項１０】
被処理基板が載置される処理室と、
内面が石英部材で構成された気化室と、フッ素樹脂で形成され、液体原料をキャリアガスを用いて霧化させて前記気化室内に供給する霧化部と、を備える気化器と、
前記気化器から送出される気化ガスを前記処理室内に導入する気化ガス配管と、
を有し、
前記気化器が備える前記気化室の前記石英部材の外側には、ヒータ、金属ブロック、伝熱ペースト、及び前記石英部材が当該順番に積層されるように設けられる基板処理装置。
【請求項１１】
基板を処理室内に載置する工程と、
フッ素樹脂で形成された霧化部において、液体原料をキャリアガスを用いて霧化させ、霧化された前記液体原料を気化室内に供給する工程と、
霧化された前記液体原料を、内面が石英部材で構成された気化室において気化させて気化ガスを生成する工程と、
前記気化ガスを前記処理室内の前記基板に供給する工程と、
を有し、
前記気化室の前記石英部材の外側には、ヒータ、金属ブロック、伝熱ペースト、及び前記石英部材が当該順番に積層されるように設けられ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、気化器、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：以下ＬＳＩ）の素子間分離の手法として、基板となるシリコンに、分離したい素子間に溝もしくは孔等の空隙を形成し、その空隙に絶縁物を堆積する方法が用いられている。絶縁物として、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）が用いられる。ＳｉＯ膜は、Ｓｉ基板自体の酸化や、化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）、絶縁物塗布法（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ：ＳＯＤ）によって形成されている。【０００３】
中でもＳＯＤでは近年、塗布絶縁材料として、ポリシラザン（ＳｉＨ２ＮＨ）（又は、パーヒドロポリシラザン：ＰＨＰＳと称する）を用いることが検討されている。ポリシラザンは薄膜を形成する際に、例えばスピンコーターを用いて基板上に塗布される。【０００４】
ポリシラザンは、製造時の過程から、アンモニアに起因する窒素等の不純物として含む。そのため、ポリシラザンを用いて形成された塗布膜から不純物を取り除いて、緻密なＳｉＯ膜を得る為には、塗布後に改質処理をおこなうことが必要である。ポリシラザン膜から緻密なＳｉＯ膜を得る方法として、例えば先行技術文献１に開示された技術のように、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を含むガスをポリシラザン膜に供給してポリシラザン膜を改質することが知られている。【０００５】
また、同様に、従来のＣＶＤ法による埋め込み方法に替えて、流動性ＣＶＤ（Ｆｌｏｗａｂｌｅ  ＣＶＤ）法により空隙に絶縁材料を埋め込む手法も検討されており、同様の手法により緻密なＳｉＯ膜を得るための改質処理を行うことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１３／０７７３２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Ｈ２Ｏ２を含むガスを生成する手法の一つとして、Ｈ２Ｏ２を含む液体原料を気化器により気化させてＨ２Ｏ２を含む気化ガスを得ることが考えられる。従来の気化器は、気化効率の観点から一般的に、熱伝導性の良好な金属製のものが用いられる。しかしながら、Ｈ２Ｏ２は反応性の高い化合物であり、ほとんどの金属を腐食させる性質を有している。そのため、Ｈ２Ｏ２を含む液体原料を従来の気化器を用いて気化させる場合、液体原料と接触する金属が腐食されてしまう。特に液体原料と接触する加熱部分は高温であるため、当該部分に用いられる金属の腐食は顕著となる。従って、従来の気化器を用いる場合、金属の腐食に伴うメタルコンタミネーション（金属汚染）の発生は不可避である。特に半導体装置の製造過程では、メタルコンタミネーションの発生を防止することは極めて重要な課題である。【０００８】
本発明は、液体原料を気化させる気化器において、メタルコンタミネーションの発生を防止する技術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】
【０００９】
本発明の一態様によれば、内面が石英部材で構成された気化室と、フッ素樹脂で形成され、液体原料をキャリアガス（アトマイゼーションガス）を用いて霧化させて前記気化室内に供給する霧化部（アトマイザ部）と、を備える気化器が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液体原料を気化させる気化器において、メタルコンタミネーションの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す概略構成図。
【図２】一実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の構成を示す縦断面概略図。
【図３】一実施形態に係る基板処理装置が備える気化器の概略を示す縦断面構造図。
【図４】一実施形態に係る気化器を構成する気化部の詳細な縦断面構造図。
【図５】一実施形態に係る気化器を構成する霧化部の詳細な縦断面構造図。
【図６】一実施形態に係る基板処理装置が備えるコントローラの概略構成図。
【図７】一実施形態に係る基板処理工程に対する事前処理工程を示すフロー図。
【図８】一実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照してより詳細に説明する。
【００１３】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を実施する基板処理装置１０の構成例について、図１及び図２を用いて説明する。本基板処理装置１０は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を含有する液体原料、すなわち過酸化水素水を気化させて生成される処理ガス用いて基板を処理する装置である。例えばシリコン等からなる基板としてのウエハ２００を処理する装置である。本基板処理装置１０は、微細構造である凹凸構造（空隙）を有するウエハ２００に対する処理に用いる場合に好適である。本実施形態では、微細構造の溝にシリコン含有膜であるポリシラザン膜が充填されており、当該ポリシラザン膜を処理ガスにより処理することによりＳｉＯ膜を形成する。なお、本実施形態ではポリシラザン膜を処理ガスにより処理する例を示しているが、ポリシラザン膜に限らず、例えばシリコン元素と窒素元素と水素元素を含む膜、特にシラザン結合を有する膜や、テトラシリルアミンとアンモニアのプラズマ重合膜などを処理する場合にも、本発明を適用することができる。
【００１４】
なお、本実施形態においては、Ｈ２Ｏ２を気化もしくはミスト化したもの（すなわち気体状態のＨ２Ｏ２）をＨ２Ｏ２ガスと呼び、少なくともＨ２Ｏ２ガスを含むガスを処理ガスと呼び、Ｈ２Ｏ２を含む液体状態の水溶液を過酸化水素水又は液体原料と呼ぶ。
【００１５】
（処理容器）
図１に示すように、処理炉２０２は処理容器（反応管）２０３を備えている。処理容器２０３は、例えば石英または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成されており、下端が開口した円筒形状に形成されている。処理容器２０３の筒中空部には処理室２０１が形成され、基板としてのウエハ２００を、後述するボート２１７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。
【００１６】
処理容器２０３の下部には、処理容器２０３の下端開口（炉口）を気密に封止（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、処理容器２０３の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ２１９は円板状に形成されている。基板の処理空間となる処理室２０１は、処理容器２０３とシールキャップ２１９で構成される。
【００１７】
（基板保持部）
基板保持部としてのボート２１７は、複数枚のウエハ２００を多段に保持できるように構成されている。ボート２１７は、複数枚のウエハ２００を保持する複数本の支柱２１７ａを備えている。支柱２１７ａは例えば３本備えられている。複数本の支柱２１７ａはそれぞれ、底板２１７ｂと天板２１７ｃとの間に架設されている。複数枚のウエハ２００が、支柱２１７ａに水平姿勢でかつ、互いに中心を揃えた状態で整列されて菅軸方向に多段に保持されている。支柱２１７ａ、底板２１７ｂ、天板２１７ｃの構成材料として、例えば炭化シリコン、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）等の熱伝導性の良い非金属材料が用いられる。
【００１８】
ボート２１７の下部には、例えば石英や炭化シリコン等の耐熱材料からなる断熱体２１８が設けられており、第１の加熱部２０７からの熱がシールキャップ２１９側へ伝わりにくくなるように構成されている。断熱体２１８は、断熱部材として機能すると共にボート２１７を保持する保持体としても機能する。
【００１９】
（昇降部）
処理容器２０３の下方には、ボート２１７を昇降させて処理容器２０３の内外へ搬送する昇降部としてのボートエレベータが設けられている。ボートエレベータには、ボートエレベータによりボート２１７が上昇された際に炉口を封止するシールキャップ２１９が設けられている。
【００２０】
シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させるボート回転機構２６７が設けられている。ボート回転機構２６７の回転軸２６１はシールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されており、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。
【００２１】
（第１の加熱部）
処理容器２０３の外側には、処理容器２０３の側壁面を囲う同心円状に、処理容器２０３内のウエハ２００を加熱する第１の加熱部２０７が設けられている。第１の加熱部２０７は、ヒータベース２０６により支持されて設けられている。図２に示すように、第１の加熱部２０７は第１〜第４のヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄを備えている。第１〜第４のヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄはそれぞれ、処理容器２０３内でのウエハ２００の積層方向に沿って設けられている。処理容器２０３内には、加熱部としての第１〜第４のヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄ毎に、ウエハ２００又は周辺温度を検出する温度検出器として、例えば熱電対等の第１〜第４の温度センサ２６３ａ〜２６３ｄが、処理容器２０３とボート２１７との間にそれぞれ設けられている。
【００２２】
第１の加熱部２０７、第１〜第４の温度センサ２６３ａ〜２６３ｄには、それぞれ、後述するコントローラ１２１が電気的に接続されている。コントローラ１２１は、処理容器２０３内のウエハ２００の温度が所定の温度になるように、第１〜第４の温度センサ２６３ａ〜２６３ｄによりそれぞれ検出された温度情報に基づいて、第１〜第４のヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄへの供給電力を所定のタイミングにてそれぞれ制御し、第１〜第４のヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄ毎に個別に温度設定や温度調整を行うように構成されている。また、第１〜第４のヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄのそれぞれの温度を検出する温度検出器として、熱電対で構成される第１の外部温度センサ２６４ａ，第２の外部温度センサ２６４ｂ，第３の外部温度センサ２６４ｃ，第４の外部温度センサ２６４ｄがそれぞれ設けられていてもよい。第１〜第４の外部温度センサ２６４ａ〜２６４ｄはそれぞれコントローラ１２１に接続されている。これにより、第１〜第４の外部温度センサ２６４ａ〜２６４ｄによりそれぞれ検出された温度情報に基づいて、第１〜第４のヒータユニット２０７ａ２０７ｄのそれぞれの温度が所定の温度に加熱されているかを監視できる。
【００２３】
（ガス供給部（ガス供給系））
図１、図２に示すように、処理容器２０３と第１の加熱部２０７との間には、処理容器２０３の外壁の側部に沿って、処理ガス供給ノズル５０１ａと酸素含有ガス供給ノズル５０２ａが設けられている。処理ガス供給ノズル５０１と酸素含有ガス供給ノズル５０２ａは、例えば熱伝導率の低い石英等により形成されている。処理ガス供給ノズル５０１ａと酸素含有ガス供給ノズル５０２ａの先端（下流端）は、それぞれ処理容器２０３の頂部から処理容器２０３の内部に気密に挿入されている。処理容器２０３の内部に位置する処理ガス供給ノズル５０１ａと酸素含有ガス供給ノズル５０２ａの先端には、それぞれ供給孔５０１ｂと供給孔５０２ｂが設けられている。供給孔５０１ｂと供給孔５０２ｂは処理容器２０３内に供給される処理ガス及び酸素含有ガスを処理容器２０３内に収容されたボート２１７の上部に設けられた天板２１７ｃに向かって供給するように構成されている。
【００２４】
酸素含有ガス供給ノズル５０２ａの上流端にはガス供給管６０２ｃが接続されている。さらにガス供給管６０２ｃには、上流側から順に、バルブ６０２ａ、ガス流量制御部を構成するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６０２ｂ、バルブ６０２ｄ、酸素含有ガス加熱部６０２ｅ、が設けられている。酸素含有ガスは例えば、酸素（Ｏ２）ガス、オゾン（Ｏ３）ガス、亜酸化窒素（ＮＯ）ガスの少なくとも１つ以上を含むガスが用いられる。本実施形態では、酸素含有ガスとしてＯ２ガスを用いる。酸素含有ガス加熱部６０２ｅは、酸素含有ガスを加熱するように設けられている。酸素含有ガスを加熱することで、処理室２０１内に供給される処理ガスの加熱を補助することができる。また、処理容器２０３内の処理ガスの液化を抑制することができる。
【００２５】
処理ガス供給ノズル５０１ａの上流端には、処理ガスを供給する処理ガス供給管２８９ａの下流端が接続されている。さらに処理ガス供給管２８９ａには、上流側から、液体原料を気化させて処理ガスを生成する処理ガス生成部としての気化器１００、バルブ２８９ｂが設けられている。本実施形態では、処理ガスとしてＨ２Ｏ２を少なくとも含むガスを用いる。また、処理ガス供給管２８９ａの周囲には、ジャケットヒータ等により構成される配管ヒータ２８９ｃが設けられており、配管ヒータ２８９ｃにより処理ガス供給管２８９ａが加熱されるように構成されている。
【００２６】
気化器１００には、気化器１００に対して処理ガスの液体原料（本実施形態では過酸化水素水）を供給する液体原料供給部（液体原料供給系）３００と、気化器１００に対してキャリアガスを供給するキャリアガス供給部（キャリアガス供給系）が接続されている。気化器１００において生成された液体原料の気化ガスは、キャリアガスとともに、処理ガスとして処理ガス供給管２８９ａへ向けて送出（排出）される。
【００２７】
液体原料供給部３００は、上流側から、液体原料供給源３０１と、バルブ３０２と、気化器１００へ供給される液体原料の流量を制御する液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）３０３を備えている。キャリアガス供給部は、キャリアガス供給管６０１ｃ、キャリアガスバルブ６０１ａ，キャリアガス流量制御部としてのＭＦＣ６０１ｂ、キャリアガスバルブ６０１ｄ、などにより構成される。本実施形態では、キャリアガスとして酸素含有ガスであるＯ２ガスが用いられる。但し、キャリアガスとしては、酸素含有ガス（Ｏ２ガスの他、例えばＯ３ガス、ＮＯガス、等）を少なくとも１つ以上を含むガスを用いることができる。また、キャリアガスとして、ウエハ２００やウエハ２００に形成された膜に対して反応性の低いガスを用いることもできる。たとえば、Ｎ２ガス又は、Ａｒガス，Ｈｅガス，Ｎｅガスなどの希ガスを用いることができる。
【００２８】
ここで、少なくとも処理ガス供給ノズル５０１ａと供給孔５０２ａにより処理ガス供給部が構成される。処理ガス供給部には更に、処理ガス供給管２８９ａ、バルブ２８９ｂ、気化器１００等を含めるようにしても良い。また、少なくとも酸素含有ガス供給ノズル５０１ａと供給孔５０１ｂにより酸素含有ガス供給部が構成される。酸素含有ガス供給部には更に、ガス供給管６０２ｃ、酸素含有ガス加熱部６０２ｅ、バルブ６０２ｄ、ＭＦＣ６０２ｂ、バルブ６０２ａ等を含めるようにしても良い。また、処理ガス供給部と酸素含有ガス供給部により、ガス供給部（ガス供給系）が構成される。
【００２９】
（気化器）
続いて、図３を用いて気化器１００の構造の概略を説明する。気化器１００は、加熱された気化部１１０内に、霧化部（アトマイザ部）１５０により霧化された微細な液体原料の液滴を供給することで液体原料を気化する。
【００３０】
気化部１１０は、アウタブロック１１０ａとインナブロック１１０ｂの２つのブロックにより構成されている。円筒形のアウタブロック１１０ａの内側に、インナブロック１１０ｂが、円筒状の間隙１１２ｂを介して挿入されている。インナブロック１１０ｂの上部に形成される上部空間１１２ａと、アウタブロック１１０ａとインナブロック１１０ｂの間に形成される間隙１１２ｂは気化空間１１２を構成する。気化空間１１２内で生じた気化ガスは、キャリアガスとともに処理ガスとして排気口１１４から処理ガス供給管２８９ａへ排気（送出）される。また、アウタブロック１１０ａの気化空間１１２に露出する面に形成された石英部材１１１ａと、インナブロック１１０ｂの気化空間１１２に露出する面に形成された石英部材１１１ｂにより気化容器１１１が構成されている。すなわち、気化容器１１１は、石英部材１１１ａと１１１ｂによる二重管構造となっている。
【００３１】
霧化部１５０は、下部ブロック（第１のブロック）１５０ａと上部ブロック（第２のブロック）１５０ｂの２つのブロックにより構成されている。下部ブロック１５０ａは気化部１１０のアウタブロック１１０ａの上部に取り付けられ、上部空間１１２ａの開口を閉塞するように構成されている。上部ブロック１５０ｂは下部ブロック１５０ａの上部に取り付けられる。霧化部１５０はフッ素樹脂により構成されている。本実施形態におけるフッ素樹脂とは、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ、等である。
【００３２】
以下、気化部１１０と霧化部１５０の構造についてそれぞれ詳述する。
【００３３】
（気化部）
図４を用いて気化部１１０の詳細な構造を説明する。気化部１１０は、石英部材（石英ガラス）で構成される気化容器１１１と、気化容器１１１の内部に形成される気化空間１１２と、気化容器１１１を加熱する加熱部としての気化器ヒータ１１３と、排気口１１４と、気化容器１１１の温度を測定する、熱電対で構成された温度センサ１１５とを備えている。なお、気化器ヒータ１１３は、インナブロック１１０ａに内蔵されたヒータ１１３ａと、アウタブロック１１０ｂに内蔵されたヒータ１１３ｂとにより構成されている。
【００３４】
気化容器１１１は、気化空間１１２に露出する面、すなわち液体原料に接触する面が全てメタルフリー材料である石英で構成されているため、気化容器の材料と液体原料とが反応することにより生じる金属汚染（メタルコンタミネーション）を防止することができる。
【００３５】
（ヒータとその周辺部の構成）
気化容器１１１を構成する石英部材は熱伝導性が低いため、金属製の気化容器に比べて、ヒータからの熱を効率的に液体原料に伝えて気化させることが難しい。そこで本実施形態では、気化器ヒータ１１３と気化容器１１１との間には、気化器ヒータ１１３から発せられる熱を気化容器１１１の石英部材に伝えるための金属ブロック１１６が挿入されている。本実施形態では、金属ブロック１１６はアルミニウムにより構成されている。石英部材は金属と比べて熱伝導性が低いが、熱伝導性の高い金属のブロックを挿入することにより、気化器ヒータ１１３からの熱を気化容器１１１へ均等に伝えることができる。
【００３６】
また、気化器ヒータ１１３と金属ブロック１１６との間、及び金属ブロック１１６と気化容器１１１との間には伝熱ペースト１１７が塗布されている。こられの間に生じる間隙に伝熱ペースト１１７が充填されていることにより、間隙を無くし、より均一に熱を伝えることができる。特に金属ブロック１１６と気化容器１１１の間に間隙があると、気化容器１１１における温度ムラが発生しやすいため、当該間隙に伝熱ペースト１１７を塗布することは有効である。
【００３７】
気化容器１１１へ熱が均等に伝わらずに温度のムラが生じると、局所的な温度低下により液体原料が気化されない（又は再液化する）気化不良が発生する場合があるため、気化容器１１１へ熱を均等に伝えることは重要である。本実施形態では、上述の構造により、気化器ヒータ１１３からの熱を気化容器１１１へ均等に伝えられるため、気化容器１１１における温度のムラを抑制し、液体原料を効率的に気化させることができる。
【００３８】
（気化容器の二重管構造）
さらに本実施形態では、ヒータからの熱をより効率的に液体原料に伝えるため、気化容器１１１を二重管構造としている。霧化部１５０から供給される液体原料の液滴は、上部空間１１２ａと、アウタブロック１１０ａとインナブロック１１０ｂの間に形成された円筒状の間隙１１２ｂを通ることにより加熱され、気化される。間隙１１２ｂの幅は例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍである。本実施形態では１ｍｍとしている。このように液体原料の液滴が通過する間隙を所定の幅まで狭めて、液体原料の液滴（又は液滴を含むキャリアガス）が気化容器１１１に接触する単位体積当たりの表面積を大きくすることにより、気化容器１１１の熱を効率的に液体原料に伝えることができる。気化効率の観点からは、間隙１１２ｂの幅はできるだけ狭い方が望ましいが、実用上では、気化容器１１１の作成上の寸法精度や、必要とする気化ガスの流量を確保するのに必要な最低限の幅も考慮して、当該幅を設定する必要がある。
【００３９】
また、インナブロック１１０ｂの上部（先端部）はドーム状（球面状）に形成されている。このような形状にすることにより、上部空間１１２ａに供給された液体原料の液滴が、当該部分の表面に付着した際に液体状態のまま表面上に滞留することなく間隙１１２ｂの方向に流れるようになるため、当該部分の表面の温度が局所的に低下することを防止し、気化効率を向上させることができる。
【００４０】
温度センサ１１５により測定された温度データは温度制御コントローラ１０６に出力され、温度制御コントローラ１０６は、当該温度データに基づいて気化器ヒータ１１３の温度を制御する。本実施形態における気化器１００は、温度センサ１１５をインナブロック１１０ｂの先端（上端）付近に１つ備えているが、温度センサを他の箇所に複数備えても良い。例えば、インナブロック１１０ｂの下端付近や上端と下端の間の付近、アウタブロック１１０ａの上端付近や、下端付近、上端と下端の間の付近、などの箇所の少なくとも何れかに温度センサを設けても良い。また、複数の温度センサによりそれぞれ測定された温度データに基づいて、アウタブロック１１０ａのヒータ１１３ａとインナブロック１１０ｂのヒータ１１３ｂの温度それぞれ個別に制御しても良い。
【００４１】
また、アウタブロック１１０ａの金属ブロック１１６と石英部材１１１ａの間には、金属ブロック１１６と石英部材１１１ａが直接接触することによって石英部材１１１ａが破損するのを防止するため、耐熱性を有するＯ−リング１１８が設けられている。Ｏ−リング１１８を設けることにより、伝熱ペースト１１７が熱で変形した場合であっても、金属ブロック１１６と石英部材１１１ａの接触を防止することができる。
【００４２】
また、排気口１１４は気化容器１１１と同じく石英部材により構成されている。排気口１１４は、処理ガス供給管２８９ａとの接続インターフェイス部をＮＷフランジ構造とし、Ｏ−リングを挟んで処理ガス供給管２８９ａとの接続部をシールしている。この接続構造により、当該接続部において処理ガスや液体原料がリークすることを防止することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、気化部１１０はアウタブロック１１０ａとインナブロック１１０ｂに分割された構造であるが、これらを一体として形成しても良い。また、石英部材１１１ａと石英部材１１１ｂは溶接されることにより、一体となった気化容器１１１として構成されてもよい。
【００４４】
（霧化部（アトマイザ部））
図５を用いて霧化部１５０の詳細な構造を説明する。霧化部１５０は、フッ素樹脂で形成された下部ブロック１５０ａと上部ブロック１５０ｂの２つのブロックにより構成される。
【００４５】
（上部ブロック１５０ｂ）
上部ブロック１５０ｂには、ＬＭＦＣ３０３から供給される液体原料（過酸化水素水）が導入される液体原料導入口１５１、液体原料導入口１５１から導入された液体原料を気化容器１１１内に吐出する吐出ノズル１５２、及びキャリアガス供給管６０１ｃから供給されるキャリアガスが導入されるキャリアガス導入口１５３が設けられている。
【００４６】
（下部ブロック１５０ａ）
下部ブロック１５０ａには、キャリアガス及び液体原料を気化容器１１１内の上部空間１１２ａへ噴出させる噴出孔（噴出部）１５５が設けられている。
【００４７】
（下部ブロック１５０ａと上部ブロック１５０ｂの接続）
下部ブロック１５０ａと上部ブロック１５０ｂは、両者を接続することによって、両者の間にキャリアガスのバッファ空間１５４を形成する構造となっている。キャリアガス導入口１５３に導入されたキャリアガスは、バッファ空間１５４を経由して、噴出孔１５４から上部空間１１２ａ内へ噴射される。吐出ノズル１５２の先端は噴出孔１５５に差し込まれ、これにより噴出孔１５５におけるキャリアガスの流路は狭く制限される構造となっている。噴出孔１５５を通過するキャリアガスの流れは非常に高速になるため、噴出する際に吐出ノズル１５２の先端から吐出される液体原料の液滴を霧化（アトマイジング）する。このように、吐出ノズル１５２から吐出される液体原料は、キャリアガスとともに、微細な液滴状態で気化容器１１１内の上部空間１１２ａに噴射される。
【００４８】
下部ブロック１５０ａと上部ブロック１５０ｂの接合部であって、バッファ空間１５４の周囲には、キャリアガスのリークを防止するための封止部材として、Ｏ−リング１５６が設けられる。本実施形態では、Ｏ−リング１５６として耐熱性のフッ素ゴムが使用される。封止部材としては、Ｏ−リングに限らずガスケット等を用いることもできる。
【００４９】
（気化部１１０と上部ブロック１５０ａの接続）
気化容器１１１（より具体的には石英部材１１１ａ）と下部ブロック１５０ａが接触する接合部には、気化ガスや液体原料のリークを防止するためのＯ−リング１５７が設けられる。本実施形態では、Ｏ−リング１５７として、Ｏ−リング１５６と同様に耐熱性のフッ素ゴムが使用される。封止部材としては、Ｏ−リングに限らずガスケット等を用いることもできる。
【００５０】
上述の通り、本実施形態によける霧化部１５０は、液体原料及びキャリアガスが接触する部分が全てフッ素樹脂又はフッ素ゴムのような金属を含まない材料（メタルフリー材料）により構成されている。従って、霧化部１５０において、液体原料と金属が反応して金属汚染が発生することを防止することができる。特に過酸化水素水のような反応性の高い液体原料を気化させる際には好適である。また、気化部１１０も同様に、液体原料に接触する面が全てメタルフリー材料である石英で構成されているため、気化容器の材料と液体原料とが反応することにより生じる金属汚染を防止することができる。従って本実施形態における気化器１００は、霧化と気化の両方の工程に亘って金属汚染を完全に排除することができる。
【００５１】
（クリープ防止機構）
一般にフッ素樹脂を含む合成樹脂は、押え付けられるとクリープ現象を起こして変形することが知られており、高温状態においては特に変形が顕著となる。本実施形態の場合、フッ素樹脂により構成される霧化部１５０は、加熱された気化部１１０と接続されているために時間とともに温度が上昇するため、クリープ現象による変形が発生してしまう。従って、加熱前の状態において、気化容器１１１と下部ブロック１５０ａとの接合部や、下部ブロック１５０ａと上部ブロック１５０ｂとの接合部などに緩みがなかったとしても、加熱時間が経過すると共にこれらの接合部が緩み、隙間が生じることがある。この隙間から気化ガスやキャリアガスのガスリークや液体原料の液漏れが発生してしまう。特に本実施形態における気化器１００は、高温状態でもフッ素樹脂に比べてほとんど変形しない石英で形成された気化容器１１１と、フッ素樹脂で形成された下部ブロック１５０ａとが接合される構造を有しているため、クリープ現象により隙間が生じ易い。
【００５２】
この課題を解決するために、本実施形態では、気化部１１０に霧化部１５０を常に一定の押しつけ圧で押し付けることができるクリープ防止機構を気化器１００に設ける。これによって、霧化部１５０をフッ素樹脂で構成することによって発生するクリープ現象が原因のガスリークや液漏れを解決することができる。
【００５３】
クリープ防止機構は、押圧板１７０、弾性体としてのスプリング１７１、固定板１７２、及び抑えネジ（ボルト）１７３を有している。押圧板１７０は、上部ブロック１５０ｂの上面に設けられ、上部ブロック１５０ｂを上方から押圧する板材である。スプリング１７１は、押圧板１７０の上面に設けられ、固定板１７２との間で押圧板１７０を押圧する弾性体である。固定板１７２は、気化部１１０との間の相対的な距離が固定されるように構成されている。本実施形態では、抑えネジ１７３は、固定板１７２、スプリング１７１、上部ブロック１５０ｂ及び下部ブロック１５０ａを貫通して、気化部１１０の金属ブロック１１６に結合されるように取り付けられる。抑えネジ１７３が金属ブロック１１６に結合されることによって、固定板１７２と気化部１１０との距離が固定される。また、抑えネジ１７３を締める程度を  調整することによって、当該距離を調整することができる。
【００５４】
抑えネジ１７３により固定される固定板１７２は、スプリング１７１を押圧板１７０へ押え付けるように構成される。従って、押圧板１７０にはスプリング１７１の弾性力により、下部ブロック１５０ａ及び上部ブロック１５０ｂには、気化部１１０に向かって一定の押し付け圧がかかる構造となっている。
【００５５】
なお、押圧板１７０を押圧する弾性体は、スプリングに限らず、板バネやゴム等の適当な弾性体を適宜選択することもできる。また、抑えネジ１７３を用いずに、クランプ機構等の固定手段により、気化部１１０と固定板１７２との距離を固定及び調整する構造とすることもできる。
【００５６】
本実施形態では、気化部１１０、下部ブロック１５０ａ及び上部ブロック１５０ｂが、クリープ防止機構で常に互いに一定の押し付け圧で押し付け合う構造としたため、クリープ現象により下部ブロック１５０ａ及び上部ブロック１５０ｂの少なくとも一方が変形しても、接合部が緩み隙間が生じることを防止することができる。特に、クリープ現象によって隙間が生じやすい、気化容器１１１と下部ブロック１５０ａとの間の接合部からのガスリークや液漏れを効果的に防止することができる。
【００５７】
なお、接合部の隙間の発生を防止する他の手法として、スプリング等の弾性体を用いずに、ネジやクランプ等により気化部１１０、下部ブロック１５０ａ及び上部ブロック１５０ｂを押し付ける構造とすることも考えられる。しかしこれらの手法の場合、クリープ現象による変形量を想定して、加熱前から高い押し付け圧を掛けておく必要があるため、逆にクリープ現象を促進させる可能性がある。また、一定の変形量を超えると押し付け圧を掛けることができなくなるため、接合部の隙間の発生を防止することができない。本実施形態におけるクリープ防止機構は、スプリング等の弾性体を用いることで変形が進んでも常に一定の押し付け圧で押し付けることができるため、接合部の隙間の発生を防止する構造として好適である。
【００５８】
また、本実施形態では、気化部１１０と霧化部１５０の下部ブロック１５０ａ、上部ブロック１５０ｂがそれぞれ分割され、クリープ防止機構で互いに押し付け合うように固定されている構造となっている。従って、スプリング１７１と抑えネジ１７３を取り外すだけで気化器１００を容易にそれぞれのブロックに分解することが可能であり、洗浄などの際のメンテナンス性にも優れている。
【００５９】
なお、本実施形態において開示した構造に限らず、スプリング等の弾性体が有する弾性力を用いて、気化部１１０、霧化部１５０の下部ブロック１５０ａ、及び上部ブロック１５０ｂが常に互いに一定の押し付け圧で押し付け合う構造を提供することもできる。例えば、気化部１１０を固定し、気化器１００の外部に固定されたスプリング等の弾性体により、上部ブロック１５０ｂを気化部１１０の方向に押し付ける構造とすることもできる。また、上部ブロック１５０ｂを固定し、気化部１１０を下方からスプリング等の弾性体により上部ブロック１５０ｂの方向に押し付ける構造とすることもできる。また、本実施形態においては、下部ブロック１５０ａと上部ブロック１５０ｂが分割された構造であるが、霧化部１５０が一体で構成された構造であっても、上述のクリープ防止機構を適用することができる。すなわち、クリープ防止機構により、霧化部１５０と気化部１１０が常に互いに一定の押し付け圧で押し付け合う構造とすることができる。
【００６０】
（排気部）
処理容器２０３の下方には、処理室２０１内のガスを排気するガス排気管２３１の一端が接続されている。ガス排気管２３１の他端は、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２５５を介して、真空ポンプ２４６（排気装置）に接続されている。処理室２０１内は、真空ポンプ２４６で発生する負圧によって排気される。また、圧力検出器としての圧力センサ２２３がＡＰＣバルブ２５５の上流側に設けられている。このようにして、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう、真空排気するように構成されている。圧力センサ２２３およびＡＰＣバルブ２５５には、圧力制御コントローラ２２４（図６参照）が電気的に接続されており、圧力制御コントローラ２２４は、圧力センサ２２３により検出された圧力に基づいて、処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう、ＡＰＣバルブ２５５を所望のタイミングで制御するように構成されている。
【００６１】
排気部は、ガス排気管２３１、ＡＰＣバルブ２５５などで構成されている。また、排気部には圧力センサ２２３などを含めても良い。さらに、真空ポンプ２４６を排気部に含めても良い。
【００６２】
（制御部）
図６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やディスプレイ等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
【００６３】
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、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプログラムレシピ等が読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程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、このプログラム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、その両方を含む場合がある。また、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。
【００６４】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＬＭＦＣ３０３、ＭＦＣ６０１ｂ，６０２ｂ、バルブ６０１ａ，６０１ｄ，６０２ａ，６０２ｄ，３０２、ＡＰＣバルブ２５５、第１の加熱部２０７（２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ）、第１〜第４の温度センサ２６３ａ〜２６３ｄ、ボート回転機構２６７、圧力センサ２２３、圧力制御コントローラ２２４、温度制御コントローラ１０６、気化器ヒータ１１３、温度センサ１１５、配管ヒータ２８９ｃ、等に接続されている。
【００６５】
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃからの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、読み出されたレシピの内容に沿うように、ＬＭＦＣ３０３による液体原料の流量調整動作、ＭＦＣ６０１ｂ、６０２ｂによるガスの流量調整動作、バルブ６０１ａ，６０１ｄ，６０２ａ，６０２ｄ，３０２、２８９ｂの開閉動作、ＡＰＣバルブ２５５の開閉調整動作、及び第１〜第４の温度センサ２６３ａ〜２６３ｄに基づく第１の加熱部２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動及び停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節動作、温度制御コントローラ１０６を介した気化器ヒータ１１３、配管ヒータ２８９ｃの温度調整動作、等を制御するように構成されている。
【００６６】
コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）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、その両方を含む場合が有る。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。
【００６７】
（２）事前処理工程
ここで、基板としてのウエハ２００に後述の改質処理が施される前に施される事前処理工程について図７を用いて説明する。図７に示すように、事前処理工程では、ウエハ２００に対して、ポリシラザン塗布工程Ｔ２０とプリベーク工程Ｔ３０が施されている。ポリシラザン塗布工程Ｔ２０では、塗布装置（不図示）により、ポリシラザンが塗布される。塗布されたポリシラザンの厚さは、ポリシラザンの分子量、ポリシラザン溶液の粘度、コーターの回転数によって調整される。プリベーク工程Ｔ３０では、ウエハ２００に塗布されたポリシラザンから溶剤が除去される。具体的には、７０℃〜２５０℃程度に加熱されることにより溶剤が揮発することにより行われる。加熱は好ましくは１５０℃程度で行われる。
【００６８】
また、ウエハ２００は、微細構造である凹凸構造を有し、ポリシラザンを少なくとも凹部（溝）に充填するように供給され、溝内にシリコン含有膜であるポリシラザン塗布膜が形成された基板を用いられる。このウエハ２００に、処理ガスとして過酸化水素水の気化ガスであるＨ２Ｏ２を含むガスを用いる例について説明する。なお、シリコン含有膜には、窒素や水素が含まれており、場合によっては、炭素や他の不純物が混ざっている可能性が有る。
【００６９】
本実施形態における事前処理工程では、上述の基板処理装置１０とは別の処理装置（不図示）にウエハ２００を搬入し（基板搬入工程Ｔ１０）、当該処理装置内において上述のポリシラザン塗布工程Ｔ２０とプリベーク工程Ｔ３０を実施し、その後ウエハ２００を搬出する（基板搬出工程Ｔ４０）。
【００７０】
（３）基板処理工程
続いて、本実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程として実施される基板処理工程について、図８を用いて説明する。かかる工程は、上述の基板処理装置１０により実施される。本実施形態では、かかる基板処理工程の一例として、処理ガスとしてＨ２Ｏ２を含むガスを用い、基板としてのウエハ２００上に形成されたシリコン含有膜をＳｉＯ膜に改質（酸化）する工程（改質処理工程）を行う場合について説明する。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１２１により制御される。
【００７１】
（基板搬入工程（Ｓ１０））
まず、予め指定された枚数のウエハ２００をボート２１７に装填する。複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７を、ボートエレベータによって持ち上げて処理容器２０３内に搬入する。この状態で、処理炉２０２の開口部である炉口はシールキャップ２１９によりシールされた状態となる。
【００７２】
（圧力・温度調整工程（Ｓ２０））
処理容器２０３内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６を制御して処理容器２０３内の雰囲気を真空排気する。また、酸素含有ガス供給部（供給孔５０１ｂ）から酸素含有ガスを処理容器２０３に供給する。好ましくは、酸素含有ガスを酸素含有ガス加熱部６０２ｅで１００℃〜１２０℃に加熱した後に供給する。この際、処理容器２０３内の圧力は、圧力センサ２２３で測定し、この測定した圧力に基づきＡＰＣバルブ２５５の開度をフィードバック制御する（圧力調整）。処理容器２０３内の圧力は例えば、微減圧状態（約７００ｈＰａ〜１０００ｈＰａ）に調整される。
【００７３】
処理容器２０３内に収容されたウエハ２００が所望の第１の温度、例えば４０℃から１００℃となるように第１の加熱部２０７によって加熱する。この際、処理容器２０３内のウエハ２００が所望の温度となるように、第１の温度センサ２６３ａ、第２の温度センサ２６３ｂ、第３の温度センサ２６３ｃ、第４の温度センサ２６３ｄが検出した温度情報に基づき第１の加熱部２０７が備える第１のヒータユニット２０７ａ、第２のヒータユニット２０７ｂ、第３のヒータユニット２０７ｃ、第４のヒータユニット２０７ｄへの供給電力をフィードバック制御する（温度調整）。このとき、第１のヒータユニット２０７ａ、第２のヒータユニット２０７ｂ、第３のヒータユニット２０７ｃ、第４のヒータユニット２０７ｄの設定温度は全て同じ温度となるように制御する。
【００７４】
また、ウエハ２００を加熱しつつ、ボート回転機構２６７を作動して、ボート２１７の回転を開始する。この際、ボート２１７の回転速度をコントローラ１２１によって制御する。なお、ボート２１７は、少なくとも後述する改質処理工程（Ｓ３０）が終了するまでの間は、常に回転させた状態とする。
【００７５】
（改質処理工程（Ｓ３０））
ウエハ２００が所定の第１温度に到達し、ボート２１７が所望とする回転速度に到達したら、液体原料供給部３００から液体原料（過酸化水素水）を気化器１００へ供給する。すなわち、バルブ３０２を開け、ＬＭＦＣ３０３により流量制御された液体原料を、液体原料導入口１５１を介して霧化部１５０に導入する。霧化部１５０に供給された液体原料は、吐出ノズル１５２から吐出される際に、噴出孔１５５を通過するキャリアガスによって霧化（アトマイズ）され、微細な液滴の状態（例えばミスト状態）となって気化容器１１１内の上部空間１１２ａに噴霧される。石英で構成された気化容器１１１は、気化器ヒータ１１３によって金属ブロック１１６を介して所望の温度（例えば１８０〜２２０℃）に加熱されており、噴霧された液体原料（過酸化水素水）の液滴は、気化容器１０１の表面や気化空間１１２中において加熱されて蒸発し、気体となる。本実施形態における気化器１００では特に、液体原料の液滴が間隙１１２ｂを通過することにより効率よく気化される。気化された液体原料は、キャリアガスとともに処理ガス（気化ガス）として排気口１１４から処理ガス供給管２８９ａへ送出される。
【００７６】
気化器ヒータ１１３の温度は、温度センサ１１５により測定された温度データに基づいて、気化不良が起こらないように制御する。気化不良によって処理室２０１内に供給される処理ガス中に液滴状態（又はミスト状態）の液体原料が含まれていると、改質処理中にパーティクルが発生するなどしてＳｉＯ膜の品質の低下につながるからである。具体的には、気化容器１１１の一部又は全部の温度低下によって液滴が完全に気化されない、又は再液化してしまうことのないように、例えば気化器ヒータ１１３の温度を所定の温度以上を保つように制御する。
【００７７】
また、バルブ２８９ｂを開け、気化器１００から送出された処理ガスを、処理ガス供給管２８９ａ、バルブ２８９ｂ、処理ガス供給ノズル５０１ａ、供給孔５０１ｂを介して、処理室２０１内に供給する。供給孔５０１ｂから処理室２０１内に導入された処理ガスはウエハ２００に供給される。処理ガスに含まれるＨ２Ｏ２ガスは、反応ガスとしてウエハ２００の表面のシリコン含有膜と酸化反応することで、当該シリコン含有膜をＳｉＯ膜に改質する。
【００７８】
また、処理容器２０３内に処理ガスを供給しつつ、処理容器２０３内を真空ポンプ２４６により排気する。すなわち、ＡＰＣバルブ２５５を開け、ガス排気管２３１を介して処理容器２０３内から排気された排気ガスを、真空ポンプ２４６により排気する。そして所定時間経過後、バルブ２８９ｂを閉じ、処理容器２０３内への処理ガスの供給を停止する。また、さらに所定時間経過後、ＡＰＣバルブ２５５を閉じ、処理容器２０３内の排気を停止する。
【００７９】
また、本実施形態では、液体原料として過酸化水素水を気化器１００に供給して、Ｈ２Ｏ２ガスを含む処理ガスを処理容器２０３内に供給することを記載したが、これに限らず、液体原料として例えばオゾン（Ｏ３）を含む液体や、水などを用いることもできる。但し、本実施形態で用いるＨ２Ｏ２のような反応性の高い化合物を含む液体原料を気化させる場合において、金属汚染の原因となる金属と液体原料が接触しないように構成された本実施形態における気化器１００の使用は特に好適である。
【００８０】
（乾燥処理工程（Ｓ４０））
改質処理工程（Ｓ３０）が終了した後、ウエハ２００を、プリベーク工程Ｔ３０で処理された温度以下の所定の第２温度に昇温させる。第２温度は、上述の第１温度よりも高い温度であって、上述のプリベーク工程Ｔ３０の温度以下の温度に設定される。例えば、１５０℃に昇温させる。昇温後、温度を保持して、ウエハ２００と処理容器２０３内を緩やかに乾燥させる。このように乾燥させることにより、ポリシラザン膜から離脱した副生成物であるアンモニア、塩化アンモン、炭素、水素、他、溶媒に起因するアウトガス等の不純物とＨ２Ｏ２に起因する不純物を、ウエハ２００への再付着を抑制させながらウエハ２００の乾燥と異物源の除去を行うことができる。
【００８１】
（ポストベーク工程（Ｓ５０））
乾燥処理工程（Ｓ４０）が終了した後、乾燥処理工程よりも高温に昇温し、窒素と酸素とアルゴンの少なくとも１つ以上を含む雰囲気で処理することにより、SiO膜中に残存している水素を除去することができ、水素の少ない良好なSiO膜に改質することができる。ポストベーク工程Ｓ５０を行うことで、SiO膜の品質を向上させることができるが、高品質の酸化膜質が要求されるデバイス工程（例えばＳＴＩ等）以外では、製造スループットを優先させる場合が有り、行わなくても良い。
【００８２】
（降温・大気圧復帰工程（Ｓ６０））
乾燥処理工程（Ｓ４０）又はポストベーク工程（Ｓ５０）が終了した後、ＡＰＣバルブ２５５を開け、処理容器２０３内を真空排気することで、処理容器２０３内に残存するパーティクルや不純物を除去することができる。真空排気後、ＡＰＣバルブ２５５を閉じ、処理容器２０３内の圧力を大気圧に復帰させる。大気圧に復帰させることで、処理容器２０３内の熱容量が増加させることができ、ウエハ２００と処理容器２０３を均一に加熱することができる。ウエハ２００と処理容器２０３を均一に加熱することで、真空排気で除去できなかったパーティクル、不純物、ウエハ２００からのアウトガス、および過酸化水素水に含まれていた残留不純物を除去することができる。処理容器２０３内の圧力が大気圧になり、所定時間経過した後、所定の温度（例えばウエハ２００の挿入温度程度）に降温させる。
【００８３】
（基板搬出工程（Ｓ７０））
その後、ボートエレベータによりシールキャップ２１９を下降させて処理容器２０３の下端を開口するとともに、処理済みウエハ２００をボート２１７に保持した状態で処理容器２０３の下端から処理容器２０３の外部へ搬出する。その後、処理済みウエハ２００はボート２１７より取り出され、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【００８４】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、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。
【００８５】
上述の実施形態では、ポリシラザン膜が形成されたウエハ２００を処理する例を示したがこれに限るものでは無い。例えば、シラザン結合（−Ｓｉ−Ｎ−）を有する膜が形成されたウエハ２００を処理する場合にも同様に本発明を適用することができる。例えば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、ヘキサメチルシクロトリシラザン（ＨＭＣＴＳ）、ポリカルボシラザン、ポリオルガノシラザンを用いた塗布膜に対する処理に本発明を適用することもできる。
【００８６】
また、上述では、シラザン結合を有する膜がスピンコートされ、プリベークされたウエハ２００を処理する例を示したが、これに限るものでは無く、ＣＶＤ法で形成されプリベークされてないシリコン含有膜、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）ガス又は、トリシリルアミン（ＴＳＡ）ガスなどのシリコン原料を用いたＣＶＤ法によってシリコン含有膜であっても同様に酸化させることができる。ＣＶＤ法によるシリコン含有膜の形成方法としては、特に流動性ＣＶＤ法を用いることができる。流動性ＣＶＤ法により、例えばアスペクト比の大きいギャップをシリコン含有膜で充填し、充填されたシリコン含有膜に対して本発明における酸化処理やアニール処理を行うことができる。
【００８７】
また、上述の実施形態では、縦型処理炉を備える基板処理装置について説明したがこれに限らず、例えば、枚葉式、Ｈｏｔ  Ｗａｌｌ型、Ｃｏｌｄ  Ｗａｌｌ型の処理炉を有する基板処理装置や、処理ガスを励起させてウエハ２００を処理する基板処理装置に本発明を適用してもよい。
【００８８】
＜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。
【００８９】
＜付記１＞
一態様によれば、内面が石英部材で構成された気化室と、フッ素樹脂で形成され、液体原料をキャリアガス（アトマイゼーションガス）を用いて霧化させて前記気化室内に供給する霧化部（アトマイザ部）と、を備える気化器が提供される。
【００９０】
＜付記２＞
他の態様によれば、被処理基板が載置される処理室と、内面が石英部材で構成された気化室と、フッ素樹脂で形成され、液体原料をキャリアガスを用いて霧化させて前記気化室内に供給する霧化部と、を備える気化器と、前記気化器から送出される気化ガスを前記処理室内に導入する気化ガス配管と、を有する基板処理装置が提供される。
【００９１】
＜付記３＞ 
他の態様によれば、基板を処理室内に載置する工程と、フッ素樹脂で形成された霧化部において、液体原料をキャリアガスを用いて霧化させ、霧化された前記液体原料を気化室内に供給する工程と、霧化された前記液体原料を、内面が石英部材で構成された気化室において気化させて気化ガスを生成する工程と、前記気化ガスを前記処理室内の前記基板に供給する工程と、を有する半導体装置の製造方法、又は基板処理方法が提供される。  
【００９２】
＜付記４＞
他の態様によれば、内面が石英部材で構成された気化室と、フッ素樹脂で形成され、液体原料をキャリアガスを用いて霧化させて前記気化室内に供給する霧化部とを、前記霧化部の外部に取り付けられた弾性部材により、前記霧化部を前記石英部材の端部に向かって押しつけることにより接続する気化器の組み立て方法が提供される。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明によれば、液体原料を気化させる気化器において、メタルコンタミネーションの発生を防止する技術を提供することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０・・・基板処理装置、  ２００・・・ウエハ（基板）、  ２０３・・・処理容器、  １００・・・気化器、  １１０・・・気化部、  １５０・・・霧化部、  ２８９ａ・・・処理ガス供給管、  ２３１・・・ガス排気管、  １２１・・・コントローラ
【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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