JP2010028094A - 基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 気化器を分解することなく気化器内部における残留物の蓄積具合を把握し、気化器内部をメンテナンスすべきタイミングを事前に把握する。
【解決手段】 基板が収容される処理室と、気化空間を有し気化空間内に供給された液体原料を気化して気化ガスを生成する気化器と、気化空間内に液体原料を供給する液体原料供給ラインを有する液体原料供給系と、気化ガスを処理室内へ供給する気化ガス供給ラインを有する気化ガス供給系と、処理室内の雰囲気を排気する排気系と、気化空間内の圧力を測定する圧力計と、気化空間内にキャリアガスを供給するキャリアガス供給ラインを有するキャリアガス供給系と、気化空間内へキャリアガスが供給されている時の圧力計の測定値に基づいて気化器の状態を判断する制御部と、を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置、及び基板を処理する工程を有する半導体デバイスの製造方法に関する。

近年、高密度化が進むＤＲＡＭ等の半導体デバイスでは、ゲート絶縁膜やキャパシタ絶縁膜として、例えばハフニウム（Ｈｆ）元素やジルコニウム（Ｚｒ）元素を含む高誘電率膜（Ｈｉｇｈ−ｋ膜）が用いられるようになってきた。例えば、１．６ｎｍのＨｆＯ_２膜は、４．５ｎｍのＳｉＯ_２膜と同程度の高い誘電率を得ることができるためである。Ｈｆ元素やＺｒ元素を含む高誘電率膜を形成するには、例えば、Ｈｆ元素やＺｒ元素を含むガスと、酸素（Ｏ）元素を含むガスとをシリコンウエハ等の基板上に交互に供給するＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等が広く用いられるようになってきた。

Ｈｆ元素やＺｒ元素を含むガスは、例えばＴＥＭＡＨ（Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ_３）ＣＨ_２ＣＨ_３］_４：テトラキスメチルエチルアミノハフニウム）やＴＥＭＡＺ（Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ_３）ＣＨ_２ＣＨ_３］_４：テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム）等の有機系化合物（液体原料）を気化器により気化させることにより生成していた。気化器は、所定の温度雰囲気に加熱される気化空間を有しており、気化空間内に供給された液体原料を気化してガスを生成するように構成されていた。

ＴＥＭＡＨやＴＥＭＡＺといった有機系化合物（液体原料）は、気化器内部にて気化される際に炭素系化合物等を含む残留物を生じさせてしまう。かかる残留物は、半導体デバイスの製造歩留りを悪化させる一要因となり得る。例えば、気化を繰り返し行うことにより気化器内部に残留物が蓄積すると、気化器内部の詰まりを生じさせ、気化器内部の圧力を上昇させて気化不良を引き起こし、処理室内に供給されるガスの流量不足を招いてしまう場合がある。また、残留物は、ガスと共に処理室内に入り込み、基板処理の品質低下を引き起こす異物となり得る。従って、残留物の蓄積量が増えてきたら、気化器内部をメンテナンスする必要があった。

しかしながら、従来の基板処理装置においては、気化器を分解することなく残留物の蓄積具合（詰まり具合）を把握することは困難であった。そのため、気化器内をメンテナンスすべきタイミングを逸してしまい、製造歩留まりが突然悪化してしまう場合があった。

本発明は、気化器を分解することなく気化器内部における残留物の蓄積具合を把握することが可能であり、気化器内部をメンテナンスすべきタイミングを事前に把握することが容易な基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、基板が収容される処理室と、気化空間を有し、該気化空間内に供給された液体原料を気化して気化ガスを生成する気化器と、前記気化空間内に前記液体原料を供給する液体原料供給ラインを有する液体原料供給系と、前記気化ガスを前記処理室内へ供給する気化ガス供給ラインを有する気化ガス供給系と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、前記気化空間内の圧力を測定する圧力計と、前記気化空間内にキャリアガスを供給するキャリアガス供給ラインを有するキャリアガス供給系と、前記気化空
間内へ前記キャリアガスが供給されている時の前記圧力計の測定値に基づいて前記気化器の状態を判断する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、気化空間内に液体原料を供給して生成した気化ガスを処理室内に収容された基板へ供給する成膜工程と、前記気化空間内に前記液体原料を供給せずにキャリアガスを供給する気化空間パージ工程と、を交互に繰り返し、前記繰り返される各気化空間パージ工程では、前記気化空間内に同一流量の前記キャリアガスを供給しつつ、前記気化空間内の圧力を測定し、前記圧力の測定値が所定の圧力値未満であれば前記気化器のメンテナンスが不要であると判断し、前記圧力の測定値が所定の圧力値以上であれば前記気化器のメンテナンスが必要であると判断する半導体デバイスの製造方法が提供される。

本発明の更に他の態様によれば、処理室内に基板を搬入する基板搬入工程と、前記処理室内の圧力を減圧する減圧工程と、前記基板の温度を昇温する昇温工程と、気化空間内に液体原料を供給して生成した気化ガスを前記処理室内に収容された前記基板へ供給する成膜工程と、前記処理室内の圧力を昇圧する昇圧工程と、前記基板を前記処理室外へ搬出する基板搬出工程と、前記気化空間内に前記液体原料を供給せずにキャリアガスを供給しつつ前記気化空間内の圧力を測定する圧力測定工程と、を有する半導体デバイスの製造方法が提供される。

本発明にかかる基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法によれば、気化器を分解することなく気化器内部における残留物の蓄積具合を把握することが可能となり、気化器内部をメンテナンスすべきタイミングを事前に把握することが容易となる。

本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態にかかる基板処理装置が備える処理炉の概略構成図であり、（ａ）は処理炉の縦断面概略図を、（ｂ）は処理炉の横断面概略図をそれぞれ示している。 本発明の一実施形態にかかる基板処理装置が備える気化器の概略構成図である。 成膜工程と気化空間パージ工程とを交互に繰り返した時の気化空間内の圧力変化の様子を例示するグラフ図である。 気化空間内の圧力変化と気化器の状態との関係を例示するグラフ図である。 本発明の一実施形態としての基板処理工程を示すフロー図である。

（１）基板処理装置の構成
まず、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０１の構成例について、図１を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は筐体１１１を備えている。シリコン等からなるウエハ（基板）２００を筐体１１１内外へ搬送するには、複数のウエハ２００を収納するウエハキャリア（基板収納容器）としてのカセット１１０が使用される。筐体１１１内側の前方（図中の右側）には、カセットステージ（基板収納容器受渡し台）１１４が設けられている。カセット１１０は、図示しない工程内搬送装置によってカセットステージ１１４上に載置され、また、カセットステージ１１４上から筐体１１１外へ搬出されるように構成されている。

カセット１１０は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０を筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させ、カセット１１０内のウエハ２００を水平姿勢とさせ、カセット１１０のウエハ出し入れ口を筐体１１１内の後方を向かせることが可能なように構成されている。

筐体１１１内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収納容器載置棚）１０５が設置されている。カセット棚１０５には、複数段、複数列にて複数個のカセット１１０が保管されるように構成されている。カセット棚１０５には、後述するウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。また、カセットステージ１１４の上方には、予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１１０を保管するように構成されている。

カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収納容器搬送装置）１１８が設けられている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収納容器昇降機構）１１８ａと、カセット１１０を保持したまま水平移動可能な搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収納容器搬送機構）１１８ｂと、を備えている。これらカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連携動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、予備カセット棚１０７、移載棚１２３の間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。

カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設けられている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させるウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂと、を備えている。なお、ウエハ移載装置１２５ａは、ウエハ２００を水平姿勢で保持するツイーザ（基板移載用治具）１２５ｃを備えている。これらウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連携動作により、ウエハ２００を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして後述するボート（基板支持部材）２１７へ装填（チャージング）したり、ウエハ２００をボート２１７から脱装（ディスチャージング）して移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりするように構成されている。

筐体１１１の後部上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部には開口が設けられ、かかる開口は炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。なお、処理炉２０２の構成については後述する。

処理炉２０２の下方には、ボート２１７を昇降させて処理炉２０２内外へ搬送する昇降機構としてのボートエレベータ（基板支持部材昇降機構）１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台には、連結具としてのアーム１２８が設けられている。アーム１２８上には、ボート２１７を垂直に支持するとともに、ボートエレベータ１１５によりボート２１７が上昇したときに処理炉２０２の下端部を気密に閉塞する蓋体としてのシールキャップ２１９が水平姿勢で設けられている。

ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ２００を、水平姿勢で、かつその中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に保持するように構成されている。ボート２１７の詳細な構成については後述する。

カセット棚１０５の上方には、供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット
１３４ａが設けられている。クリーンユニット１３４ａは、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。

また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびボートエレベータ１１５側と反対側である筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するよう供給フアンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。図示しない前記クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａ及びボート２１７の周囲を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるように構成されている。

（２）基板処理装置の動作
次に、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の動作について説明する。

まず、カセット１１０が、図示しない工程内搬送装置によって、ウエハ２００が垂直姿勢となりカセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させられる。その結果、カセット１１０内のウエハ２００は水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口は筐体１１１内の後方を向く。

カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡されて一時的に保管された後、カセット棚１０５又は予備カセット棚１０７から移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。

カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、ウエハ出し入れ口を通じてカセット１１０からピックアップされ、ウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連続動作によって移載室１２４の後方にあるボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載機構１２５は、カセット１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。

予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって開放される。続いて、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、ウエハ２００群を保持したボート２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）される。ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。かかる処理については後述する。処理後は、ウエハ２００およびカセット１１０は、上述の手順とは逆の手順で筐体１１１の外部へ払出される。

（３）処理炉の構成
続いて、本発明の一実施形態にかかる処理炉２０２の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置が備える処理炉２０２の概略構成図であり、（ａ）は処理炉の縦断面概略図を、（ｂ）は図２（ａ）に示す処理炉２０２の横断面概略図をそれぞれ示している。図３は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置が備える気化器の概略構成図である。

（処理室）
本発明の一実施形態にかかる処理炉２０２は、反応管２０３とマニホールド２０９とを有している。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ_２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性
を有する非金属材料から構成され、上端部が閉塞され、下端部が開放された円筒形状となっている。マニホールド２０９は、例えばＳＵＳ等の金属材料から構成され、上端部及び下端部が開放された円筒形状となっている。反応管２０３は、マニホールド２０９により下端部側から縦向きに支持されている。反応管２０３とマニホールド２０９とは、同心円状に配置されている。マニホールド２０９の下端部は、上述したボートエレベータ１１５が上昇した際に、シールキャップ２１９により気密に封止されるように構成されている。マニホールド２０９の下端部とシールキャップ２１９との間には、処理室２０１内を気密に封止するＯリングなどの封止部材２２０が設けられている。

反応管２０３及びマニホールド２０９の内部には、基板としてのウエハ２００が収容される処理室２０１が形成されている。処理室２０１内には、基板保持具としてのボート２１７が下方から挿入されるように構成されている。反応管２０３及びマニホールド２０９の内径は、ウエハ２００を装填したボート２１７の最大外形よりも大きくなるように構成されている。

ボート２１７は、複数枚（例えば７５枚から１００枚）のウエハ２００を、略水平状態で所定の隙間（基板ピッチ間隔）をもって多段に保持するように構成されている。ボート２１７は、ボート２１７からの熱伝導を遮断する断熱キャップ２１８上に搭載されている。断熱キャップ２１８は、回転軸２５５により下方から支持されている。回転軸２５５は、処理室２０１内の気密を保持しつつ、シールキャップ２１９の中心部を貫通するように設けられている。シールキャップ２１９の下方には、回転軸２５５を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７により回転軸２５５を回転させることにより、処理室２０１内の気密を保持したまま、複数のウエハ２００を搭載したボート２１７を回転させることが出来るように構成されている。

反応管２０３の外周には、反応管２０３と同心円状に加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。

（気化ガス供給系）
マニホールド２０９には、気化ガス導入部としての気化ガスノズル２３３ａが設けられている。気化ガスノズル２３３ａは、垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。気化ガスノズル２３３ａの垂直部は、反応管２０３の内壁を沿うように鉛直方向に配設されている。気化ガスノズル２３３ａの垂直部側面には、気化ガス供給孔２４８ａが鉛直方向に複数設けられている。気化ガス供給孔２４８ａの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一とされていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。気化ガスノズル２３３ａの水平部は、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。

マニホールド２０９の側壁から突出した気化ガスノズル２３３ａの水平端部（上流側）には、気化ガスを処理室２０１内へ供給する気化ガス供給系としての気化ガス供給管２４０ａが接続されている。気化ガス供給系としての気化ガス供給管２４０ａの上流側には、気化器２６０が接続されている。図３に示すように、気化器２６０は圧力容器２６２を備えている。圧力容器２６２の内部には、所定の温度雰囲気に加熱される気化空間２６１が形成されている。気化空間２６１内には液体原料が供給されるように構成されている。圧力容器２６２の外周には、気化空間２６１を加熱する通電加熱ヒータ２６４が設けられている。通電加熱ヒータ２６４により気化空間２６１が所定の温度雰囲気に加熱されると、気化空間２６１内に供給された液体原料が気化されて、気化ガス（原料ガス）が生成されるように構成されている。気化ガス供給管２４０ａには開閉バルブ２４１ａが設けられている。開閉バルブ２４１ａを開けることにより、気化器２６０にて生成された気化ガスが
処理室２０１内へ供給されるように構成されている。なお、圧力容器２６２と気化ガス供給管２４０ａとの接続箇所２６２ｄには、液体の通過を抑制しつつガスの通過のみを許容する液体フィルタ２６０ｆが設けられている。

主に、気化ガスノズル２３３ａ、気化ガス供給管２４０ａ、気化器２６０、圧力容器２６２、気化空間２６１、通電加熱ヒータ２６４、開閉バルブ２４１ａ、接続箇所２６２ｄ、液体フィルタ２６０ｆにより、本実施形態に係る気化ガス供給系が構成されている。

（液体原料供給系及びキャリアガス供給系）
気化器２６０の上流側には、気化空間２６１内に液体原料を供給する液体原料供給ラインとしての液体原料供給管２４０ｃと、気化空間２６１内にキャリアガスを供給するキャリアガス供給ラインとしてのキャリアガス供給管２４０ｆと、気化空間２６１内の圧力を測定する圧力計２６３と、がそれぞれ接続されている。圧力容器２６２と液体原料供給管２４０ｃとの接続箇所には液体原料供給ポート２６２ａが構成されており、圧力容器２６２とキャリアガス供給管２４０ｆとの接続箇所にはキャリア供給ポート２６２ｂが構成されており、圧力容器２６２と圧力計２６３との接続箇所には圧力計接続ポート２６２ｃが構成されている。

なお、圧力計接続ポート２６２ｃは、圧力計接続ポート２６２ｃ内に液体原料が侵入しにくい位置に配置することが好ましく、また、液体原料が気化しにくい低温部に配置することが好ましい。すなわち、圧力計２６３は、液体原料が熱分解する領域に隣接した空間の圧力を測定するように構成されていることが好ましい。例えば、圧力計接続ポート２６２ｃは、液体原料供給ポート２６２ａとキャリア供給ポート２６２ｂとの間であって、キャリア供給ポート２６２ｂの近傍に設けられることが好ましい。圧力計２６３に原料成分（液体原料や気化ガス）が付着して、正確かつ安定した圧力測定が阻害されてしまうことを抑制するためである。

液体原料供給ラインとしての液体原料供給管２４０ｃの上流側は、液体原料としてのＴＥＭＡＨやＴＥＭＡＺ等の有機系化合物を貯留する液体原料供給タンク２６６に接続されている。液体原料供給管２４０ｃの上流側端部は、液体原料供給タンク２６６内に貯留された液体原料内に浸されている。液体原料供給管２４０ｃには、上流側から順に、開閉バルブ２４３ｃ、液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）２４２ｃ、開閉バルブ２４１ｃが設けられている。液体原料供給タンク２６６の上面部には、Ｈｅガス等の不活性ガスを供給する圧送ガス供給管２４０ｄが接続されている。圧送ガス供給管２４０ｄの上流側は、圧送ガスとしてのＨｅガス等の不活性ガスを供給する図示しない圧送ガス供給源に接続されている。圧送ガス供給管２４０ｄには、開閉バルブ２４１ｄが設けられている。開閉バルブ２４１ｄを開けることにより液体原料供給タンク２６６内に圧送ガスが供給され、さらに開閉バルブ２４３ｃ、開閉バルブ２４１ｃを開けることにより、液体原料供給タンク２６６内の液体原料が気化空間２６１内へと圧送（供給）されるように構成されている。なお、気化空間２６１内への液体原料の供給流量（すなわち、気化空間２６１内で生成され処理室２０１内へ供給される気化ガスの流量）は、液体流量コントローラ２４２ｃによって制御可能なように構成されている。

キャリアガス供給ラインとしてのキャリアガス供給管２４０ｆの上流側は、キャリアガスとしてのヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ_２）等の不活性ガスを供給する図示しないキャリアガス供給源に接続されている。キャリアガス供給管２４０ｆには、上流から順に、流量コントローラ（ＭＦＣ）２４２ｆ、開閉バルブ２４１ｆが設けられている。開閉バルブ２４１ｆ及び開閉バルブ２４１ａを開けることにより気化空間２６１内にキャリアガスが供給され、気化ガスとキャリアガスとの混合ガスが気化ガス供給管２４０ａを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。気化
空間２６１内にキャリアガスを供給することにより、気化ガスの気化空間２６１内からの排出及び処理室２０１内への供給を促すことが可能となる。気化空間２６１内へのキャリアガスの供給流量（すなわち、処理室２０１内へのキャリアガスの供給流量）は、流量コントローラ２４２ｆによって制御可能なように構成されている。なお、本実施形態においては、気化空間２６１内に液体原料を供給していない時（気化ガスを生成していない時）であっても、気化空間２６１内に常に一定量のキャリアガスを供給し続けることができるように構成されている。

主に、液体原料供給管２４０ｃ、液体原料供給タンク２６６、開閉バルブ２４３ｃ、液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）２４２ｃ、開閉バルブ２４１ｃ圧送ガス供給管２４０ｄ、開閉バルブ２４１ｄ、液体原料供給ポート２６２ａにより、本実施形態に係る液体原料供給系が構成されている。また、主に、キャリアガス供給管２４０ｆ、流量コントローラ（ＭＦＣ）２４２ｆ、開閉バルブ２４１ｆ、図示しないキャリアガス供給源、キャリア供給ポート２６２ｂにより、本実施形態に係るキャリアガス供給系が構成されている。

（反応ガス供給系）
マニホールド２０９には、反応ガス導入部としての反応ガスノズル２３３ｂが設けられている。反応ガスノズル２３３ｂは、垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。反応ガスノズル２３３ｂの垂直部は、反応管２０３の内壁を沿うように鉛直方向に配設されている。反応ガスノズル２３３ｂの垂直部側面には、反応ガス供給孔２４８ｂが鉛直方向に複数設けられている。反応ガス供給孔２４８ｂの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一とされていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。反応ガスノズル２３３ｂの水平部は、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。

マニホールド２０９の側壁から突出した反応ガスノズル２３３ｂの水平端部（上流側）には、反応ガスを処理室２０１内へ供給する反応ガス供給系としての反応ガス供給管２４０ｂが接続されている。反応ガス供給系としての反応ガス供給管２４０ｂの上流側には、反応ガスとしてのオゾン（Ｏ_３）ガス（酸化ガス）を生成するオゾナイザ２７０が接続されている。反応ガス供給管２４０ｂには、上流から順に、流量コントローラ（ＭＦＣ）２４２ｂ、開閉バルブ２４１ｂが設けられている。オゾナイザ２７０には、酸素ガス供給管２４０ｅが接続されている。酸素ガス供給管２４０ｅの上流側は、酸素（Ｏ_２）ガスを供給する図示しない酸素ガス供給源に接続されている。酸素ガス供給管２４０ｅには開閉バルブ２４１ｅが設けられている。開閉バルブ２４１ｅを開けることによりオゾナイザ２７０に酸素ガスが供給され、開閉バルブ２４１ｂを開けることによりオゾナイザ２７０にて生成されオゾンガスが反応ガス供給管２４０ｂを介して処理室２０１内へ供給されるように構成されている。なお、処理室２０１内へのオゾンガスの供給流量は、流量コントローラ２４２ｂによって制御することが可能なように構成されている。

主に、反応ガスノズル２３３ｂ、反応ガス供給管２４０ｂ、オゾナイザ２７０、流量コントローラ（ＭＦＣ）２４２ｂ、開閉バルブ２４１、酸素ガス供給管２４０ｅ、図示しない酸素ガス供給源、開閉バルブ２４１ｅにより、本実施形態に係る反応ガス供給系が構成されている。

（ベント管）
気化ガス供給管２４０ａにおける気化器２６０と開閉バルブ２４１ａとの間には、気化ガスベント管２４０ｉの上流側が接続されている。気化ガスベント管２４０ｉの下流側は、後述する排気管２３１の下流側（後述するＡＰＣバルブ２３１ａと真空ポンプ２３１ｂとの間）に接続されている。気化ガスベント管２４０ｉには開閉バルブ２４１ｉが設けられている。開閉バルブ２４１ａを閉め、開閉バルブ２４１ｉを開けることにより、気化器
２６０における気化ガスの生成を継続したまま、処理室２０１内への気化ガスの供給を停止することが可能なように構成されている。気化ガスを安定して生成するには所定の時間を要するが、開閉バルブ２４１ａ、開閉バルブ２４１ｉの切り替え動作によって、処理室２０１内への気化ガスの供給・停止をごく短時間で切り替えることが可能なように構成されている。

同様に、反応ガス供給管２４０ｂにおけるオゾナイザ２７０と流量コントローラ２４２ｂとの間には、反応ガスベント管２４０ｊの上流側が接続されている。反応ガスベント管２４０ｊの下流側は、排気管２３１の下流側（ＡＰＣバルブ２３１ａと真空ポンプ２３１ｂとの間）に接続されている。反応ガスベント管２４０ｊには開閉バルブ２４１ｊが設けられている。開閉バルブ２４１ｂを閉め、開閉バルブ２４１ｊを開けることにより、オゾナイザ２７０によるオゾンガスの生成を継続したまま、処理室２０１内へのオゾンガスの供給を停止することが可能なように構成されている。オゾンガスを安定して生成するには所定の時間を要するが、開閉バルブ２４１ｂ、開閉バルブ２４１ｊの切り替え動作によって、処理室２０１内へのオゾンガスの供給・停止をごく短時間で切り替えることが可能なように構成されている。

（パージガス供給管）
気化ガス供給管２４０ａにおける開閉バルブ２４１ａの下流側には、第１パージガス管２４０ｇの下流側が接続されている。第１パージガス管２４０ｇには、上流側から順に、Ｎ_２ガス等の不活性ガスを供給する図示しないパージガス供給源、流量コントローラ（ＭＦＣ）２４２ｇ、開閉バルブ２４１ｇが設けられている。開閉バルブ２４１ａを閉め、開閉バルブ２４１ｉ及び開閉バルブ２４１ｇを開けることにより、気化ガスの生成を継続したまま処理室２０１内への気化ガスの供給を停止すると共に、処理室２０１内へのパージガスの供給を開始することが可能なように構成されている。処理室２０１内へパージガスを供給することにより、処理室２０１内からの気化ガスの排出を促すことが可能となる。

同様に、反応ガス供給管２４０ｂにおける開閉バルブ２４１ｂの下流側には、第２パージガス管２４０ｈの下流側が接続されている。第２パージガス管２４０ｈには、上流側から順に、Ｎ_２ガス等の不活性ガスを供給する図示しないパージガス供給源、流量コントローラ（ＭＦＣ）２４２ｈ、開閉バルブ２４１ｈが設けられている。開閉バルブ２４１ｂを閉め、開閉バルブ２４１ｊ及び開閉バルブ２４１ｈを開けることにより、処理室２０１内へのオゾンガスの供給を停止すると共に、オゾンガスの生成を継続したまま処理室２０１内へのパージガスの供給を開始することが可能なように構成されている。処理室２０１内へパージガスを供給することにより、処理室２０１内からのオゾンガスの排出を促すことが可能となる。

（排気系）
マニホールド２０９の側壁には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気系としての排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、上流側から順に、圧力検出器としての圧力センサ２４５、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２３１ａ、真空排気装置としての真空ポンプ２３１ｂが設けられている。真空ポンプ２３１ｂを作動させつつ、ＡＰＣバルブ２４２の開閉弁の開度を調整することにより、処理室２０１内を所望の圧力とすることが可能なように構成されている。

主に、排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２３１ａ、真空ポンプ２３１ｂにより、本実施形態に係る排気系が構成されている。

（シールキャップ）
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、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ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の処理室２０１と反対側には、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を下方から支持しており、回転機構２６７を作動させることでウエハ２００を回転させることが可能なように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に配置された昇降機構としてのボートエレベータ２１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１内外に搬送することが可能となっている。

（コントローラ）
制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ヒータ２０７、ＡＰＣバルブ２３１ａ、真空ポンプ２３１ｂ、回転機構２６７、ボートエレベータ２１５、通電加熱ヒータ２６４、開閉バルブ２４１ａ，２４１ｂ，２４２ｃ，２４３ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ，２４１ｉ，２４１ｊ、液体流量コントローラ２４２ｃ、流量コントローラ２４２ｂ、２４２ｆ、２４２ｇ、２４２ｈ等に接続されている。コントローラ２８０により、ヒータ２０７の温度調整動作、ＡＰＣバルブ２３１ａの開閉及び圧力調整動作、真空ポンプ２３１ｂの起動・停止、回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ２１５の昇降動作、開閉バルブ２４１ａ，２４１ｂ，２４２ｃ，２４３ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ，２４１ｉ，２４１ｊの開閉動作、液体流量コントローラ２４２ｃ、流量コントローラ２４２ｂ，２４２ｆ，２４２ｇ，２４２ｈの流量調整等の制御が行われる。

また、コントローラ２８０は、圧力計２６３に接続され、圧力計２６３から気化空間２６１内の圧力の測定値を受信することができるように構成されている。また、コントローラ２８０は、後述する気化空間パージ工程（Ｓ６０）において、気化空間２６１内に常に同一流量のキャリアガスを供給するように流量コントローラ２４２ｆを制御するように構成されている。また、コントローラ２８０は、圧力計２６３から測定値を受信し、受信した測定値が所定の圧力値未満であれば気化器２６０のメンテナンスが不要であると判断し、受信した測定値が所定の圧力値以上であれば気化器２６０のメンテナンスが必要であると判断するように構成されている。かかる動作については後述する。

（４）基板処理工程
続いて、本発明の一実施形態としての基板処理工程について、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の一実施形態としての基板処理工程を示すフロー図である。なお、本実施形態は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法の中の１つであるＡＬＤ法を用いてウエハ２００の表面に高誘電率膜を成膜する方法であり、半導体デバイスの製造工程の一工程として実施される。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。

（基板搬入工程（Ｓ１０））
まず、複数枚のウエハ２００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、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２１５によって持ち上げて処理室２０１内に搬入（ボートローディング）する。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。基板搬入工程（Ｓ１０）においては、開閉バルブ２４１ｇ、開閉バルブ２４１ｈを開けて、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。

（減圧及び昇温工程（Ｓ２０））
続いて、開閉バルブ２４１ｇ、開閉バルブ２４１ｈを閉め、処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように、処理室２０１内を真空ポンプ２３１ｂにより排気する（Ｓ２０）。この際、処理室２０１内の圧力を圧力センサ２４５で測定して、この測定された圧力に基づき、ＡＰＣバルブ２３１ａの開度をフィードバック制御する。また、処理室２０１内が所望の温度となるように、ヒータ２０７によって加熱する（Ｓ２０）。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合をフィードバック制御する。そして、回転機構２６７によりボート２１７を回転させ、ウエハ２００を回転させる。

（成膜工程（Ｓ３０））
続いて、成膜工程（Ｓ３０）を実施する。成膜工程（Ｓ３０）では、ウエハ２００上に気化ガスを供給する工程（Ｓ３１）と、処理室２０１内をパージする工程（Ｓ３２）と、ウエハ２００上に反応ガスを供給する工程（Ｓ３３）と、処理室２０１内をパージする工程（Ｓ３４）と、を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数繰り返す。

気化ガスを供給する工程（Ｓ３１）では、開閉バルブ２４１ｄを開けて、液体原料供給タンク２６６内に圧送ガスを供給する。そして、開閉バルブ２４３ｃ，２４１ｃを開け、液体原料供給タンク２６６内の液体原料（ＴＥＭＡＨやＴＥＭＡＺ等の有機系化合物）を気化空間２６１内へと圧送（供給）する。そして、通電加熱ヒータ２６４により気化空間２６１が所定の温度雰囲気（例えば１２０℃から１５０℃）になるように加熱し、気化空間２６１内に供給された液体原料を気化させて気化ガス（原料ガス）を生成する。また、開閉バルブ２４１ｆを開けて気化空間２６１内にキャリアガスを供給する。気化ガスが安定して生成されるまでは、開閉バルブ２４１ａを閉め、開閉バルブ２４１ｉを開けて、気化ガスとキャリアガスとの混合ガスを気化ガスベント管２４０ｉから排出しておく。気化ガスが安定して生成されるようになったら、開閉バルブ２４１ｉを閉め、開閉バルブ２４１ａを開けて、気化ガスとキャリアガスとの混合ガスを処理室２０１内へと供給する。その結果、積層されたウエハ２００間に混合ガスが供給され、ウエハ２００の表面に気化ガスのガス分子が吸着する。混合ガスの供給を所定時間継続したら、開閉バルブ２４１ａを閉め、開閉バルブ２４１ｉを開けて、気化ガスの生成を継続したまま処理室２０１内への混合ガスの供給を停止する。

処理室２０１内をパージする工程（Ｓ３２）では、開閉バルブ２４１ｇを開けて処理室２０１内へパージガスを供給し、処理室２０１内からの気化ガスの排出を促す。処理室２０１内の雰囲気がパージガスに置換されたら、開閉バルブ２４１ｇを閉めて処理室２０１内へのパージガスの供給を停止する。

ウエハ２００上に反応ガスを供給する工程（Ｓ３３）では、開閉バルブ２４１ｅを開けてオゾナイザ２７０に酸素ガスを供給し、反応ガスとしてのオゾンガスを生成する。反応ガスが安定して生成されるまでは、開閉バルブ２４１ｂを閉め、開閉バルブ２４１ｊを開けて、反応ガスを反応ガスベント管２４０ｊから排出しておく。反応ガスが安定して生成されるようになったら、開閉バルブ２４１ｊを閉め、開閉バルブ２４１ｂを開けて、反応ガスを処理室２０１内へ供給する。その結果、積層されたウエハ２００間に反応ガスが供給され、ウエハ２００の表面に吸着している気化ガスのガス分子と反応ガスとが化学反応し、ウエハ２００の表面に１原子層から数原子層のＨｆ元素やＺｒ元素を含む高誘電率膜（Ｈｉｇｈ−ｋ膜）が生成される。反応ガスの供給を所定時間継続したら、開閉バルブ２４１ｂを閉め、開閉バルブ２４１ｊを開けて、反応ガスの生成を継続したまま処理室２０１内への反応ガスの供給を停止する。

処理室２０１内をパージする工程（Ｓ３４）では、開閉バルブ２４１ｈを開けて処理室
２０１内へパージガスを供給し、処理室２０１内からの反応ガス及び反応生成物の排出を促す。処理室２０１内の雰囲気がパージガスに置換されたら、開閉バルブ２４１ｈを閉めて処理室２０１内へのパージガスの供給を停止する。

以上、ウエハ２００上に気化ガスを供給する工程（Ｓ３１）〜処理室２０１内をパージする工程（Ｓ３４）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２００上に所望の厚さの高誘電率膜が形成されたら成膜工程（Ｓ３０）を終了する。なお、成膜工程（Ｓ３０）における気化空間２６１内の圧力を気化圧力と呼ぶ。成膜工程（Ｓ３０）においては、気化空間２６１内に連続的あるいは断続的に液体原料が供給されると共に気化空間２６１内にて気化ガスが随時生成されており、また、開閉バルブ２４１ａ，２４１ｉの切り替えも随時行われるため、気化圧力は不安定となる。なお、成膜工程（Ｓ３０）を実施すると（気化空間２６１内に液体原料を供給して気化ガスを生成すると）、気化器２６０内部に炭素系化合物等を含む残留物が生じることとなる。

（昇圧工程（Ｓ４０）、基板搬出工程（Ｓ５０））
続いて、ＡＰＣバルブ２３１ａの開度を小さくし、開閉バルブ２４１ｇ、開閉バルブ２４１ｈを開けて、処理室２０１内の圧力が大気圧になるまで処理室２０１内にパージガスを供給する（Ｓ４０）。そして、基板搬入工程（Ｓ１０）と逆の手順により、成膜済のウエハ２００を処理室２０１内から搬出する（Ｓ５０）。基板搬出工程（Ｓ５０）においては、開閉バルブ２４１ｇ、開閉バルブ２４１ｈを開けて、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。

（気化空間パージ工程（Ｓ６０））
続いて、気化空間２６１内に液体原料を供給せずにキャリアガスのみを供給する気化空間パージ工程（Ｓ６０）を実施する。

なお、従来の基板処理工程では、気化空間パージ工程（Ｓ６０）を実施せず、基板搬入工程（Ｓ１０）〜基板搬出工程（Ｓ５０）を１サイクルとして、このサイクルを繰り返し実施していた。しかしながら、上述したように、成膜工程（Ｓ３０）を実施すると、気化器２６０内部に炭素系化合物等を含む残留物が生じてしまう。そして、成膜工程（Ｓ３０）を繰り返し実施することにより残留物が気化器２６０内部に蓄積し、気化器２６０内部の詰まりを生じさせ、気化空間２６１内の圧力を上昇させて気化不良を引き起こし、処理室内に供給されるガスの流量不足を招いてしまう場合があった。そして、従来の基板処理工程では、気化器２６０を分解することなく残留物の蓄積具合（詰まり具合）を把握することは困難であったため、気化器２６０内をメンテナンスすべきタイミングを逸してしまい、製造歩留まりが突然悪化してしまう場合があった。

発明者の知見によれば、気化器２６０内部に蓄積した残留物は、気化空間２６１内の圧力上昇を生じさせることから、気化空間２６１内の圧力の変化をモニタすることにより、気化器２６０を分解することなく残留物の蓄積具合を把握することが可能となる。しかしながら、成膜工程（Ｓ３０）における気化空間２６１内の圧力（気化圧力）は不安定であるため、気化圧力の微量な変化をモニタすることは困難であり、残留物の蓄積具合を正確に把握することは困難であった。

そこで本実施形態にかかる基板処理工程では、気化空間２６１内に液体原料や溶媒を流さずに、気体（キャリアガス）のみを流し、気化空間２６１内の圧力（ベース圧力と呼ぶ）を安定させつつ、気化空間２６１内の圧力の変化のモニタする気化空間パージ工程（Ｓ６０）をさらに実施することとしている。そして、基板搬入工程（Ｓ１０）〜気化空間パージ工程（Ｓ６０）を１サイクルとしてこのサイクルを繰り返し、繰り返される各気化空間パージ工程（Ｓ６０）で気化空間２６１内の圧力の変化をモニタすることにより、残留
物の蓄積具合を把握することとしている。なお、気化空間パージ工程（Ｓ６０）は、成膜工程（Ｓ３０）と気化空間パージ工程（Ｓ６０）とを交互に実施される限り、図６に示すように昇圧工程（Ｓ４０）や基板搬出工程（Ｓ５０）の後に実施してもよいし、昇圧工程（Ｓ４０）や基板搬出工程（Ｓ５０）と並行して実施してもよい。

気化空間パージ工程（Ｓ６０）では、開閉バルブ２４１ｄ、開閉バルブ２４３ｃ、開閉バルブ２４１ｃを閉め、開閉バルブ２４１ｆを開けることにより、気化空間２６１内に液体原料を供給せずにキャリアガスのみを供給する。そして、開閉バルブ２４３ａ及び開閉バルブ２４３ｉのうち少なくともいずれか一のバルブを開けることにより、気化空間２６１内に供給されたキャリアガスを気化空間２６１内から排気する。また、繰り返し実施する各気化空間パージ工程（Ｓ６０）においては、気化空間２６１内に供給するキャリアガスの流量が常に一定量、かつ同一量となるように流量コントローラ２４２ｆを制御する。その結果、ベース圧力がキャリアガスの流量に応じた所定の圧力値に安定することになり、残留物の蓄積に起因する気化空間２６１内の微量な圧力変化を検出することが容易となり、残留物の蓄積具合（詰まり具合）を正確に把握することが可能となる。

図４は、成膜工程（Ｓ３０）と気化空間パージ工程（Ｓ６０）とを交互に繰り返した時の気化空間２６１内の圧力変化の様子を例示するグラフ図である。図４によれば、成膜工程（Ｓ３０）と気化空間パージ工程（Ｓ６０）とが交互に繰り返されることにより、気化器２６０内部における残留物の蓄積が進行し、気化空間２６１内の圧力（ベース圧力及び気化圧力）が上昇していく様子が分かる。ここで、成膜工程（Ｓ３０）における気化圧力は不安定であるのに対し、気化空間パージ工程（Ｓ６０）におけるベース圧力は比較的安定していることから、ベース圧力の方が圧力上昇をモニタすることが容易であることが分かる、すなわち、ベース圧力の変化をモニタすることにより、残留物の蓄積具合を把握することが容易であることが分かる。

そして、本実施形態にかかる気化空間パージ工程（Ｓ６０）においては、気化空間２６１内へ液体原料が供給されずキャリアガスのみが供給されている時の圧力計２６３の測定値に基づいて、気化器２６０の状態を判断する。すなわち、圧力計２６３から受信したベース圧力の測定値が所定の圧力値未満であれば気化器２６０のメンテナンスが不要であると判断し、受信したベース圧力の測定値が所定の圧力値以上であれば「気化器２６０のメンテナンスが必要である」と判断する。

図５は、気化空間２６１内の圧力変化と気化器２６０の状態との関係を例示するグラフ図である。例えば、図５に示すように、ベース圧力の測定値が、安定気化領域内であってメンテナンス領域外であれば「今のところ気化器２６０のメンテナンスは不要である」と判断し、ベース圧力の測定値が安定気化領域内であるもののメンテナンス領域内であれば、「そろそろ気化器２６０のメンテナンスが必要である」と判断し、ベース圧力の測定値が気化不良領域内であれば「気化器２６０のメンテナンスが必要である」と判断する。

（５）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。

本実施形態にかかる基板処理装置は、気化空間２６１内の圧力を測定する圧力計２６３と、圧力計２６３から圧力の測定値を受信するコントローラ２８０と、を備えている。そして、コントローラ２８０は、成膜工程（Ｓ３０）の後に、気化空間２６１内に液体原料を供給せずにキャリアガスのみを供給する気化空間パージ工程（Ｓ６０）を実施し、気化空間パージ工程（Ｓ６０）における気化空間２６１内の圧力（ベース圧力）の変化をモニタすることにより、気化器２６０の状態を判断する。かかる構成によれば、気化器２６０を分解することなく残留物の蓄積具合を把握することが可能となり、気化器２６０内をメ
ンテナンスすべきタイミングを事前に把握することが容易となる。そして、気化器２６０のメンテナンスを計画的に行うことが可能となり、緊急対応による無駄なコストを削減できる。

また、本実施形態にかかる基板処理装置は、気化空間パージ工程（Ｓ６０）を実施する際に、開閉バルブ２４１ｄ、開閉バルブ２４３ｃ、開閉バルブ２４１ｃを閉め、開閉バルブ２４１ｆを開けることにより、気化空間２６１内に液体原料を供給せずにキャリアガスのみを供給する。そして、開閉バルブ２４３ａ又は開閉バルブ２４３ｉの少なくともいずれか一のバルブを開けることにより、気化空間２６１内に供給されたキャリアガスを気化空間２６１内から排気する。また、本実施形態にかかる基板処理装置は、繰り返し実施する各気化空間パージ工程（Ｓ６０）において、気化空間２６１内に供給するキャリアガスの流量が常に一定量かつ同一量となるように流量コントローラ２４２ｆを制御する。かかる構成によれば、ベース圧力はキャリアガスの流量に応じた所定の圧力値に安定するため、残留物の蓄積に起因する気化空間２６１内の微量な圧力変化を検出することが容易となり、残留物の蓄積具合（詰まり具合）を正確に把握することが可能となる。

また、本実施形態にかかる基板処理装置は、気化空間パージ工程（Ｓ６０）において、気化空間２６１内へ液体原料が供給されずキャリアガスのみが供給されている時の圧力計２６３の測定値に基づいて、気化器２６０の状態を判断する。すなわち、圧力計２６３から受信したベース圧力の測定値が所定の圧力値未満であれば気化器２６０のメンテナンスが不要であると判断し、受信したベース圧力の測定値が所定の圧力値以上であれば「気化器２６０のメンテナンスが必要である」と判断する。かかる構成によれば、気化器２６０内をメンテナンスすべきタイミングを事前に把握することが容易となり、製造歩留まりが突然悪化してしまうことを抑制できる。

また、本実施形態にかかる基板処理装置において、圧力計接続ポート２６２ｃは、圧力計接続ポート２６２ｃに液体原料が侵入しにくい位置に配置することができ、また、液体原料が気化しにくい低温部に配置することができる。例えば、液体原料供給ポート２６２ａとキャリア供給ポート２６２ｂとの間であって、キャリア供給ポート２６２ｂの近傍等に設けることができる。かかる構成によれば、圧力計接続ポート２６２ｃ近傍にはキャリアガスが常に流されるため、圧力計接続ポート２６２ｃ内に液体原料が侵入し難くなる。また、キャリア供給ポート２６２ｂが、液体原料が気化し難い低温部（気化空間２６１内の上流側）に配置されているため、圧力計接続ポート２６２ｃ内に気化ガスが侵入し難くなる。すなわち、圧力計２６３に原料成分（液体原料や気化ガス）が付着してしまうことを抑制でき、圧力測定をより正確かつ安定して行うことが可能となり、残留物の蓄積具合をより正確に把握することが可能となる。

＜本発明の他の実施形態＞
上述の実施形態では、成膜工程（Ｓ３０）と気化空間パージ工程（Ｓ６０）とを交互に繰り返していたが、本発明は係る形態に限定されない。

例えば、気化空間パージ工程（Ｓ６０）を、処理室２０１内をパージする工程（Ｓ３２やＳ３４）を実施する際に併せて行うようにしてもよい。係る場合、処理室２０１内をパージする工程（Ｓ３２やＳ３４）（気化空間パージ工程（Ｓ６０））において、開閉バルブ２４１ｄ、開閉バルブ２４３ｃ、開閉バルブ２４１ｃを閉め、開閉バルブ２４１ｆを開けることにより、気化空間２６１内に液体原料を供給せずにキャリアガスのみを供給する。そして、開閉バルブ２４３ａを開けることにより、気化空間２６１内に供給されたキャリアガスをパージガスとして処理室２０１内へ供給する。そして、気化空間２６１内の圧力の変化をモニタし、気化空間２６１内の残留物の蓄積具合を把握する。

また同様に、気化空間パージ工程（Ｓ６０）を、ウエハ２００上に反応ガスを供給する工程（Ｓ３３）を実施する際に併せて行うようにしてもよい。係る場合、ウエハ２００上に反応ガスを供給する工程（Ｓ３３）（気化空間パージ工程（Ｓ６０））において、開閉バルブ２４１ｄ、開閉バルブ２４３ｃ、開閉バルブ２４１ｃを閉め、開閉バルブ２４１ｆを開けることにより、気化空間２６１内に液体原料を供給せずにキャリアガスのみを供給する。そして、開閉バルブ２４３ｉを開けることにより、気化空間２６１内に供給されたキャリアガスを、気化ガスベント管２４０ｉから排出しておく。そして、気化空間２６１内の圧力の変化をモニタし、気化空間２６１内の残留物の蓄積具合を把握する。

上述の実施形態では、液体原料を気化させた気化ガスを処理室２０１内に供給し、ウエハ２００上に高誘電率膜を形成する場合について説明したが、本発明は係る形態に限定されない。例えば、固体原料や固体原料を溶媒に溶解させた原料を気化させた気化ガスを処理室２０１内に供給し、ウエハ２００上にＢＳＴ膜、ＳＴＯ膜、ＰＺＴ膜等の強誘電体膜（強誘電率膜）を形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。すなわち、固体原料や固体原料を溶媒に溶解させた原料を気化させる気化器の状態を判断する場合にも、本発明は好適に適用可能である。係る場合、気化器の気化空間内に、固体原料や固体原料を溶媒に溶解させた原料を供給せずに、キャリアガスのみを供給し、気化空間内の圧力を安定させつつ、圧力計により気化空間内の圧力をモニタして、気化器の状態を判断する。なお、原料の気化状態を監視したい場合には、気化空間内に原料を供給し、原料が安定して気化されているか否かを確認する。

上述の実施形態では、気化ガスと反応ガスとをウエハ２００上へ交互に供給するＡＬＤ法を実施する場合について説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。すなわち、液体原料、固体原料、固体原料を溶媒に溶解させた原料を気化させた気化ガスを用いる限り、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の他の方法を実施する場合にも好適に適用可能である。また、本発明は、高誘電率膜を形成する場合に限定されず、気化器を用いて基板上に窒化膜、酸化膜、金属膜、半導体膜等の他の膜を形成する基板処理装置、及び半導体デバイスの製造方法にも好適に適用可能である。

＜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。

本発明の一態様によれば、
基板が収容される処理室と、
気化空間を有し、該気化空間内に供給された液体原料を気化して気化ガスを生成する気化器と、
前記気化空間内に前記液体原料を供給する液体原料供給ラインを有する液体原料供給系と、
前記気化ガスを前記処理室内へ供給する気化ガス供給ラインを有する気化ガス供給系と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、
前記気化空間内の圧力を測定する圧力計と、
前記気化空間内にキャリアガスを供給するキャリアガス供給ラインを有するキャリアガス供給系と、
前記気化空間内へ前記キャリアガスが供給されている時の前記圧力計の測定値に基づいて前記気化器の状態を判断する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。

好ましくは、前記気化器の状態を判断する時は、前記気化空間内に前記キャリアガスのみを供給する。

また好ましくは、前記圧力計は、前記液体原料が気化しにくい前記気化空間内の低温部に配置される。

また好ましくは、前記圧力計は、前記液体原料供給ラインと前記キャリアガス供給ラインとの間であって、より前記キャリアガス供給ラインに近い位置に設けられる。

また好ましくは、
前記気化器と前記処理室との間である接続部にて前記液体原料供給ラインに接続される不活性ガス供給ラインと、
前記液体原料供給ラインにおける前記接続部と前記処理室との間に設置されるフィルタと、
前記不活性ガス供給ラインに設置される第２の圧力計と、を有する。

本発明の他の態様によれば、
気化空間内に液体原料を供給して生成した気化ガスを処理室内に収容された基板へ供給する成膜工程と、
前記気化空間内に前記液体原料を供給せずにキャリアガスを供給する気化空間パージ工程と、
を交互に繰り返し、
前記繰り返される各気化空間パージ工程では、
前記気化空間内に同一流量の前記キャリアガスを供給しつつ、前記気化空間内の圧力を測定し、
前記圧力の測定値が所定の圧力値未満であれば前記気化器のメンテナンスが不要であると判断し、前記圧力の測定値が所定の圧力値以上であれば前記気化器のメンテナンスが必要であると判断する半導体デバイスの製造方法が提供される。

本発明の更に他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入する基板搬入工程と、
前記処理室内の圧力を減圧する減圧工程と、
前記基板の温度を昇温する昇温工程と、
気化空間内に液体原料を供給して生成した気化ガスを前記処理室内に収容された前記基板へ供給する成膜工程と、
前記処理室内の圧力を昇圧する昇圧工程と、
前記基板を前記処理室外へ搬出する基板搬出工程と、
前記気化空間内に前記液体原料を供給せずにキャリアガスを供給しつつ前記気化空間内の圧力を測定する圧力測定工程と、を有する
半導体デバイスの製造方法が提供される。

好ましくは、前記圧力測定工程を、前記基板搬出工程の前に行う。

また好ましくは、前記基板搬入工程から前記圧力調製工程を順に繰り返し、前記気化空間内の圧力変化を監視して、前記圧力の測定値が所定の圧力値未満であれば前記気化器のメンテナンスが不要であると判断し、前記圧力の測定値が所定の圧力値以上であれば前記気化器のメンテナンスが必要であると判断する。

本発明の更に他の態様によれば、
基板が収容される処理室と、
所定の温度雰囲気に加熱される気化空間を有し、前記気化空間内に供給された液体原料を気化して気化ガスを生成する気化器と、
前記気化器にて生成された気化ガスを前記処理室内へ供給する供給系と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、
前記気化空間内の圧力を測定する圧力計と、
前記気化空間内にキャリアガスを供給するキャリアガス供給ラインと、
前記気化空間内へ前記液体原料が供給されず前記キャリアガスのみが供給されている時の前記圧力計の測定値に基づいて前記気化器の状態を判断する制御手段と、
を有する基板処理装置が提供される。

本発明の更に他の態様によれば、
基板が収容される処理室と、
所定の温度雰囲気に加熱される気化空間を有し、前記気化空間内に供給された液体原料を気化して気化ガスを生成する気化器と、
前記気化器にて生成された気化ガスを前記処理室内へ供給する供給系と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、
前記気化空間内の圧力を測定する圧力計と、
前記気化空間内にキャリアガスを供給するキャリアガス供給ラインと、
前記供給系、前記キャリアガス供給ライン、前記排気系の動作を制御すると共に、前記圧力計から測定値を受信可能なように接続された制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記気化空間内に液体原料を供給して生成した前記気化ガスを前記気化空間内から前記処理室内に収容された基板上へ供給する成膜工程と、
前記気化空間内に前記液体原料を供給せずに前記キャリアガスのみを供給する気化空間パージ工程と、を交互に繰り返し、
前記繰り返される各気化空間パージ工程では、
前記気化空間内に常に同一流量の前記キャリアガスを供給しつつ、前記圧力計から測定値を受信し、
前記受信した測定値が所定の圧力値未満であれば前記気化器のメンテナンスが不要であると判断し、前記受信した測定値が所定の圧力値以上であれば前記気化器のメンテナンスが必要であると判断する
基板処理装置が提供される。

好ましくは、前記圧力計は、前記圧力計と前記液体原料とが接触し難い位置に配置される。また好ましくは、前記圧力計は、液体原料が気化しにくい前記気化空間内の低温部に配置される。さらに好ましくは、前記圧力計は、前記気化空間内に前記液体原料を供給する液体原料ラインと前記キャリアガス供給ラインとの間であって、前記キャリアガス供給ラインの近傍に設けられる。

本発明の更に他の態様によれば、
所定の温度雰囲気に加熱された気化空間内に液体原料を供給して生成した気化ガスを処理室内に収容された基板上へ供給する成膜工程と、
前記気化空間内に前記液体原料を供給せずにキャリアガスのみを供給する気化空間パージ工程と、
を交互に繰り返し、
前記繰り返される各気化空間パージ工程では、
前記気化空間内に常に同一流量の前記キャリアガスを供給しつつ、前記気化空間内の圧力を測定し、
前記圧力の測定値が所定の圧力値未満であれば前記気化器のメンテナンスが不要であると判断し、前記圧力の測定値が所定の圧力値以上であれば前記気化器のメンテナンスが必要であると判断する
半導体デバイスの製造方法が提供される。

１０１ 基板処理装置
２０１ 処理室
２３１ 排気管（排気系）
２４０ａ 気化ガス供給管（供給系）
２４０ｆ キャリアガス供給管（キャリアガス供給ライン）
２６０ 気化器
２６１ 気化空間
２６３ 圧力計
２８０ コントローラ（制御手段）

Claims (5)

1. 基板が収容される処理室と、
   気化空間を有し、該気化空間内に供給された液体原料を気化して気化ガスを生成する気化器と、
   前記気化空間内に前記液体原料を供給する液体原料供給ラインを有する液体原料供給系と、
   前記気化ガスを前記処理室内へ供給する気化ガス供給ラインを有する気化ガス供給系と、
   前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、
   前記気化空間内の圧力を測定する圧力計と、
   前記気化空間内にキャリアガスを供給するキャリアガス供給ラインを有するキャリアガス供給系と、
   前記気化空間内へ前記キャリアガスが供給されている時の前記圧力計の測定値に基づいて前記気化器の状態を判断する制御部と、を有する
   ことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記気化器の状態を判断する時は、前記気化空間内に前記キャリアガスのみを供給することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記気化器と前記処理室との間である接続部にて前記液体原料供給ラインに接続される不活性ガス供給ラインと、
   前記液体原料供給ラインにおける前記接続部と前記処理室との間に設置されるフィルタと、
   前記不活性ガス供給ラインに設置される第２の圧力計と、を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 気化空間内に液体原料を供給して生成した気化ガスを処理室内に収容された基板へ供給する成膜工程と、
   前記気化空間内に前記液体原料を供給せずにキャリアガスを供給する気化空間パージ工程と、
   を交互に繰り返し、
   前記繰り返される各気化空間パージ工程では、
   前記気化空間内に同一流量の前記キャリアガスを供給しつつ、前記気化空間内の圧力を測定し、
   前記圧力の測定値が所定の圧力値未満であれば前記気化器のメンテナンスが不要であると判断し、前記圧力の測定値が所定の圧力値以上であれば前記気化器のメンテナンスが必要であると判断する
   ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
5. 処理室内に基板を搬入する基板搬入工程と、
   前記処理室内の圧力を減圧する減圧工程と、
   前記基板の温度を昇温する昇温工程と、
   気化空間内に液体原料を供給して生成した気化ガスを前記処理室内に収容された前記基板へ供給する成膜工程と、
   前記処理室内の圧力を昇圧する昇圧工程と、
   前記基板を前記処理室外へ搬出する基板搬出工程と、
   前記気化空間内に前記液体原料を供給せずにキャリアガスを供給しつつ前記気化空間内の圧力を測定する圧力測定工程と、を有する
   ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。