JP2010219421A - Vaporizer, substrate treatment device, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Vaporizer, substrate treatment device, and method of manufacturing semiconductor device Download PDF

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JP2010219421A JP2009066442A JP2009066442A JP2010219421A JP 2010219421 A JP2010219421 A JP 2010219421A JP 2009066442 A JP2009066442 A JP 2009066442A JP 2009066442 A JP2009066442 A JP 2009066442A JP 2010219421 A JP2010219421 A JP 2010219421A
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Masanao Fukuda
正直 福田
Kazuhiro Morimitsu
和広 盛満
Sadayoshi Horii
貞義 堀井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly form a passage width of a carrier gas ejection part throughout the carrier gas ejection part. <P>SOLUTION: The vaporizer includes: a vaporizing chamber for vaporizing a liquid material; a heater for heating the inside of the vaporizing chamber; a spray nozzle for spraying the liquid material into the vaporizing chamber; and a member for forming a carrier gas ejection part, which covers a portion of a surface of a tip part of the spray nozzle to form a carrier gas ejection part for spraying a carrier gas into the vaporizing chamber from a periphery of the tip part of the spray nozzle. A through-hole for housing the tip part of the spray nozzle therein is formed on the member for forming a carrier gas ejection part, and a plurality of projecting parts in contact with the tip part of the spray nozzle are formed at a plurality of parts on an inner wall surface of the through-hole. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体原料を気化させる気化器、特にALD成膜装置用の気化器、液体原料を気化器で気化させた原料ガスにより基板を処理する基板処理装置、及び、液体原料を気化器で気化させた原料ガスにより基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a vaporizer for vaporizing a liquid raw material, particularly a vaporizer for an ALD film forming apparatus, a substrate processing apparatus for processing a substrate with a raw material gas obtained by vaporizing the liquid raw material in the vaporizer, and a liquid raw material in the vaporizer The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of processing a substrate with vaporized source gas.

ウェハ等の基板上に原子層単位で薄膜を形成する方法に、ALD(Atomic Layer Deposition)法がある。ALD法は、例えば、(1)基板を収容した処理室内に第1の処理ガスを供給して基板表面に吸着させる工程と、(2)処理室内に残留している第1の処理ガスを除去するために処理室内に不活性ガスを導入してパージする工程と、(3)第2の処理ガスを処理室内に供給して基板表面に吸着している第1の処理ガスと反応させて薄膜を形成する工程と、(4)処理室内に残留している第2の処理ガスや反応副生成物を除去するために処理室内に不活性ガスを導入してパージする工程と、を1サイクルとしてこのサイクルを繰り返す工程を有している。   As a method for forming a thin film in units of atomic layers on a substrate such as a wafer, there is an ALD (Atomic Layer Deposition) method. In the ALD method, for example, (1) a process of supplying a first processing gas into a processing chamber containing a substrate and adsorbing it on the surface of the substrate, and (2) removing the first processing gas remaining in the processing chamber. A process of introducing and purging an inert gas into the processing chamber, and (3) supplying a second processing gas into the processing chamber and reacting with the first processing gas adsorbed on the substrate surface to form a thin film And (4) introducing and purging an inert gas into the processing chamber to remove the second processing gas and reaction byproducts remaining in the processing chamber as one cycle. It has the process of repeating this cycle.

ここで、上述した第1の処理ガスとしては、例えば、常温で液体である液体原料を気化させて得られるガスが用いられる場合がある。また、粘性の高い液体原料や固体原料を溶媒で希釈して液体化した溶液原料(液体化原料)を気化させて得られるガスが用いられる場合もある。例えば、溶液原料としては、蒸気圧が低く粘性の高いSr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)、La(ランタン)などの元素を含む有機金属液体原料を、ECH(エチルシクロヘキサン)やTHF(テトラヒドロフラン)などの溶媒(ソルベント)により希釈したものがある。本明細書では、液体原料や溶液原料を総称して、単に液体原料という場合もある。液体原料を気化させる装置として、気化器がある。気化器は、例えば、液体原料を気化させてガスを発生させる気化室(気化管)と、この気化室内へ液体原料を運ぶ原料流路と、この気化室内へ液体原料を噴霧させる噴霧ノズルと、を有している。   Here, as the first processing gas described above, for example, a gas obtained by vaporizing a liquid raw material that is liquid at room temperature may be used. In addition, a gas obtained by vaporizing a solution raw material (liquefied raw material) obtained by diluting a highly viscous liquid raw material or solid raw material with a solvent to be liquefied may be used. For example, as a solution raw material, an organometallic liquid raw material containing elements such as Sr (strontium), Ba (barium), and La (lanthanum) having a low vapor pressure and high viscosity, ECH (ethylcyclohexane), THF (tetrahydrofuran), etc. Diluted with a solvent (solvent). In this specification, liquid raw materials and solution raw materials may be collectively referred to simply as liquid raw materials. There is a vaporizer as an apparatus for vaporizing a liquid raw material. The vaporizer includes, for example, a vaporization chamber (vaporization tube) that vaporizes the liquid raw material to generate gas, a raw material flow path that carries the liquid raw material into the vaporization chamber, a spray nozzle that sprays the liquid raw material into the vaporization chamber, have.

常温で液体である液体原料、および粘性の高い液体原料や固体原料を溶媒で希釈した溶液原料を気化させる気化器において、気化速度を上げる為には原料の粒径をできる限り小さくして気化室内に噴霧させる必要がある。液体原料の粒径を小さくする為にはキャリアガスと原料とを混合させて気化室内に噴霧する二流体ノズルが有効であることは知られている。二流体ノズルを噴霧機構に応用した気化器については、気化室内への原料流路の上流側でキャリアガスと原料とを混合させたあと噴霧する内部混合式と(特許文献1参照)、気化室内に供給する際にキャリアガスと原料とを混合させる外部混合式と(特許文献2参照)がある。一般的に外部混合方式のほうが液体原料の粒径を小さくできる。   In a vaporizer that vaporizes liquid raw materials that are liquid at room temperature and solution raw materials obtained by diluting highly viscous liquid raw materials or solid raw materials with a solvent, in order to increase the vaporization speed, the particle size of the raw materials should be as small as possible Need to be sprayed on. In order to reduce the particle size of the liquid raw material, it is known that a two-fluid nozzle that mixes the carrier gas and the raw material and sprays them in the vaporizing chamber is effective. As for the vaporizer in which the two-fluid nozzle is applied to the spray mechanism, an internal mixing type in which the carrier gas and the raw material are mixed on the upstream side of the raw material flow path into the vaporizing chamber and then sprayed (see Patent Document 1), There is an external mixing type in which a carrier gas and a raw material are mixed when being supplied to (see Patent Document 2). In general, the external mixing method can reduce the particle size of the liquid raw material.

特開2006−108230号公報JP 2006-108230 A 特開2007−46084号公報JP 2007-46084 A

上述の外部混合方式では、噴霧ノズルの噴霧口の周囲を囲うようにリング状(円環状、ドーナツ状)のキャリアガス噴出部を設け、噴霧ノズルの噴霧口から噴霧された原料と、キャリアガス噴出部から噴出されたキャリアガスとを混合させることで原料の粒径を小さくし、原料の気化を促進する。原料の粒径を小さくする効果をキャリアガス噴出部の全周
に渡って発揮させるには、キャリアガス噴出部の幅(流路幅)をキャリアガス噴出部全周に渡り均等に構成し、キャリアガス噴出部から噴出されるキャリアガスの流量をキャリアガス噴出部全周に渡って均等とすることが好ましい。
In the above-described external mixing method, a ring-shaped (annular, donut-shaped) carrier gas jetting portion is provided so as to surround the spray nozzle, and the raw material sprayed from the spray nozzle spray port and the carrier gas jet The particle size of the raw material is reduced by mixing with the carrier gas ejected from the part, and the vaporization of the raw material is promoted. In order to exert the effect of reducing the particle size of the raw material over the entire circumference of the carrier gas ejection part, the carrier gas ejection part width (flow channel width) is configured uniformly over the entire circumference of the carrier gas ejection part, and the carrier It is preferable that the flow rate of the carrier gas ejected from the gas ejection part is made uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection part.

しかしながら、噴霧ノズルやその周辺を構成する部材の嵌め合い公差により、噴霧ノズルの噴霧口に対するキャリアガス噴出部の相対位置が偏ってしまい、キャリアガス噴出部の流路幅をキャリアガス噴出部全周に渡り均等に構成出来ない場合があった。そして、キャリアガス噴出部から供給されるキャリアガスの流量が、キャリアガス噴出部全周に渡って均一ではなくなってしまい、原料の粒径をより小さくする上述の効果がキャリアガス噴出部全周に渡って漏れなく発揮されない場合があった。そして、粒径が大きな原料が噴霧されてしまい、原料の気化不良が生じて気化不良に起因するパーティクルが発生したり、噴霧口付近の詰まりが発生したりする場合があった。   However, the relative position of the carrier gas ejection part with respect to the spray port of the spray nozzle is biased due to the fitting tolerance of the members constituting the spray nozzle and its surroundings, and the channel width of the carrier gas ejection part is set to the entire circumference of the carrier gas ejection part. In some cases, it could not be configured evenly. Then, the flow rate of the carrier gas supplied from the carrier gas ejection part is not uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection part, and the above-described effect of reducing the particle size of the raw material is applied to the entire circumference of the carrier gas ejection part. There was a case where it was not exhibited without leaking across. In some cases, the raw material having a large particle size is sprayed, resulting in poor vaporization of the raw material, generating particles due to poor vaporization, or clogging in the vicinity of the spray port.

本発明の目的は、キャリアガス噴出部の流路幅をキャリアガス噴出部全周に渡り均等に構成することが容易であり、原料の粒径を小さくする効果をキャリアガス噴出部全周に渡り十分に発揮させることが可能な気化器を提供することにある。また、本発明の目的は、その気化器で液体原料を気化させた原料ガスにより基板を処理する基板処理装置、及び、その気化器で液体原料を気化させた原料ガスにより基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to easily configure the flow path width of the carrier gas ejection part over the entire circumference of the carrier gas ejection part, and to reduce the particle size of the raw material over the entire circumference of the carrier gas ejection part. An object of the present invention is to provide a vaporizer that can be sufficiently exerted. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus for processing a substrate with a raw material gas obtained by vaporizing a liquid raw material with the vaporizer, and a process for processing the substrate with a raw material gas obtained by vaporizing the liquid raw material with the vaporizer. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device having the same.

本発明の一態様によれば、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺から前記気化室内にキャリアガスを噴出させるキャリアガス噴出部を形成するキャリアガス噴出部形成部材と、を有し、前記キャリアガス噴出部形成部材には、前記噴霧ノズルの前記先端部分が収容される貫通孔が設けられており、その貫通孔の内壁面の複数箇所には前記噴霧ノズルの前記先端部分と接触する複数の突起部が設けられている気化器が提供される。   According to one aspect of the present invention, a vaporizing chamber for vaporizing a liquid raw material, a heater for heating the vaporizing chamber, a spray nozzle for spraying the liquid raw material into the vaporizing chamber, and a surface of a tip portion of the spray nozzle. A carrier gas ejection part forming member that covers a part and forms a carrier gas ejection part for ejecting a carrier gas from the periphery of the tip part of the spray nozzle into the vaporization chamber, and the carrier gas ejection part forming member Is provided with a through-hole for accommodating the tip portion of the spray nozzle, and a plurality of protrusions that are in contact with the tip portion of the spray nozzle are provided at a plurality of locations on the inner wall surface of the through-hole. A vaporizer is provided.

本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、液体原料を気化する気化器と、前記気化器に液体原料を供給する液体原料供給系と、前記気化器にキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、前記気化器で前記液体原料を気化させた原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給系と、前記原料ガスとは異なる反応ガスを前記処理室内に供給する反応ガス供給系と、を有し、前記気化器は、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺から前記気化室内にキャリアガスを噴出させるキャリアガス噴出部を形成するキャリアガス噴出部形成部材と、を有しており、前記キャリアガス噴出部形成部材には、前記噴霧ノズルの前記先端部分が収容される貫通孔が設けられており、その貫通孔の内壁面の複数箇所には前記噴霧ノズルの前記先端部分と接触する複数の突起部が設けられている基板処理装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a vaporizer that vaporizes a liquid raw material, a liquid raw material supply system that supplies the liquid raw material to the vaporizer, and a carrier gas that is supplied to the vaporizer A carrier gas supply system, a raw material gas supply system for supplying a raw material gas obtained by vaporizing the liquid raw material in the vaporizer into the processing chamber, and a reactive gas for supplying a reactive gas different from the raw material gas into the processing chamber A vaporizing chamber for vaporizing a liquid raw material, a heater for heating the vaporizing chamber, a spray nozzle for spraying the liquid raw material into the vaporizing chamber, and a tip portion of the spray nozzle. And a carrier gas ejection part forming member that forms a carrier gas ejection part for ejecting a carrier gas from the periphery of the tip part of the spray nozzle into the vaporization chamber. The carrier gas ejection portion forming member is provided with a through hole in which the tip portion of the spray nozzle is accommodated, and contacts the tip portion of the spray nozzle at a plurality of locations on the inner wall surface of the through hole. A substrate processing apparatus provided with a plurality of protrusions is provided.

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工程と、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺から前記気化室内にキャリアガスを噴出させるキャリアガス噴出部を形成するキャリアガス噴出部形成部材と、を有しており、前記キャリアガス噴出部形成部材には、前記噴霧ノズルの前記先端部分が収容される貫通孔が設けられており、その貫通孔の内壁面の複数箇所には前記噴霧ノズルの前記先端部分と接触する複数の突起部が設けられている気化器を用い、前記気化室内に前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺からキャリ
アガスを噴出させつつ前記噴霧ノズルより液体原料を噴霧させ、前記気化室内で液体原料を気化させる工程と、前記処理室内に前記気化器で液体原料を気化させた原料ガスを供給して基板を処理する工程と、処理済基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
According to still another aspect of the present invention, a step of carrying a substrate into the processing chamber, a vaporizing chamber for vaporizing the liquid source, a heater for heating the vaporizing chamber, and a spray nozzle for spraying the liquid source into the vaporizing chamber. And a carrier gas ejection part forming member that covers a part of the surface of the tip part of the spray nozzle and forms a carrier gas ejection part that ejects a carrier gas from the periphery of the tip part of the spray nozzle into the vaporization chamber; The carrier gas ejection portion forming member is provided with a through hole that accommodates the tip portion of the spray nozzle, and the spray nozzle is provided at a plurality of locations on the inner wall surface of the through hole. The sprayer is used while ejecting a carrier gas from the periphery of the tip portion of the spray nozzle into the vaporization chamber using a vaporizer provided with a plurality of protrusions that come into contact with the tip portion of the spray nozzle. A step of spraying a liquid raw material from the nozzle and vaporizing the liquid raw material in the vaporizing chamber; a step of supplying a raw material gas obtained by vaporizing the liquid raw material in the vaporizer into the processing chamber; And a step of unloading the semiconductor device from the processing chamber.

本発明によれば、キャリアガス噴出部の流路幅をキャリアガス噴出部全周に渡り均等に構成することが容易であり、原料の粒径を小さくする効果をキャリアガス噴出部全周に渡り十分に発揮させることが可能な気化器を提供することができる。また、その気化器で液体原料を気化させた原料ガスにより基板を処理する基板処理装置、及び、その気化器で液体原料を気化させた原料ガスにより基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is easy to uniformly configure the channel width of the carrier gas ejection section over the entire circumference of the carrier gas ejection section, and the effect of reducing the particle size of the raw material is achieved over the entire circumference of the carrier gas ejection section. It is possible to provide a vaporizer that can be sufficiently exerted. Also, a substrate processing apparatus for processing a substrate with a raw material gas obtained by vaporizing a liquid raw material with the vaporizer, and a method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of processing the substrate with a raw material gas obtained by vaporizing the liquid raw material with the vaporizer Can be provided.

本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置におけるガス供給系の構成図である。It is a block diagram of the gas supply system in the substrate processing apparatus concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置における各バルブの開閉タイミングを示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the opening / closing timing of each valve | bulb in the substrate processing apparatus concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図である。It is a section lineblock diagram at the time of wafer processing of a substrate processing device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。It is a section lineblock diagram at the time of wafer conveyance of a substrate processing apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。It is a flowchart of the substrate processing process concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態にかかる気化器の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the vaporizer | carburetor concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態にかかる気化器の噴霧ノズル周辺の断面拡大図である。It is a cross-sectional enlarged view of the spray nozzle periphery of the vaporizer | carburetor concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態にかかる気化器の噴霧ノズル周辺の断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view around the spray nozzle of the vaporizer according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態にかかる気化器の噴霧ノズル周辺の断面斜視拡大図である。It is a cross-sectional perspective enlarged view around the spray nozzle of the vaporizer according to the first embodiment of the present invention. (a)は本発明の第1実施形態にかかる気化器のノズルカバーの上面図を、(b)は断面図を示している。(A) is a top view of the nozzle cover of the vaporizer | carburetor concerning 1st Embodiment of this invention, (b) has shown sectional drawing. (a)は本発明の第1実施形態にかかる気化器のノズルカバーの斜視図であり、(b)は貫通孔周辺の斜視拡大図である。(A) is a perspective view of the nozzle cover of the vaporizer | carburetor concerning 1st Embodiment of this invention, (b) is a perspective enlarged view of a through-hole periphery. 従来の気化器の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional vaporizer. 従来の気化器の噴霧ノズル周辺の断面拡大図である。It is a cross-sectional enlarged view around the spray nozzle of a conventional vaporizer. 図12の符号Bで示す方向から見た矢視図であり、(a)は噴霧ノズルが中心にある状態を、(b)は噴霧ノズルが中心から偏った位置にある状態をそれぞれ示している。It is an arrow line view seen from the direction shown with the code | symbol B of FIG. 12, (a) has shown the state which has a spray nozzle in the center, (b) has shown the state which has a spray nozzle in the position biased from the center, respectively. . 本発明の第2実施形態にかかる縦型ALD装置の縦型処理炉の概略構成図であり、(a)は、処理炉部分を縦断面で示し、(b)は、処理炉部分を(a)のA−A線断面図で示す。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace of the vertical ALD apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention, (a) shows a processing furnace part with a longitudinal cross-section, (b) shows a processing furnace part (a ) Is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

(第1実施形態)
(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3,4を参照しながら説明する。図4は、本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図であり、図3は、本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図である。
(First embodiment)
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus First, the configuration of the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention during wafer transfer, and FIG. 3 is a cross-sectional configuration of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention during wafer processing. FIG.

<処理室>
図3,4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202を備えている。処理容器202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202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202内には、基板としてのウェハ200を処理する処理室201が構成されている。
<Processing chamber>
As shown in FIGS. 3 and 4, the substrate processing apparatus according to this embodiment includes a processing container 202. The processing container 202 is configured as a flat sealed container having a circular cross section, for example. The processing container 202 is made of a metal material such as aluminum (Al) or stainless steel (SUS). In the processing container 202, a processing chamber 201 for processing a wafer 200 as a substrate is configured.

処理室201内には、ウェハ200を支持する支持台203が設けられている。ウェハ200が直接触れる支持台203の上面には、例えば、石英(SiO)、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素(SiC)、酸化アルミニウム(Al)、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217が設けられている。また、支持台203には、ウェハ200を加熱する加熱手段としてのヒータ206が内蔵されている。なお、支持台203の下端部は、処理容器202の底部を貫通している。 A support table 203 that supports the wafer 200 is provided in the processing chamber 201. For example, quartz (SiO 2 ), carbon, ceramics, silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), or aluminum nitride (AlN) is formed on the upper surface of the support base 203 that the wafer 200 directly touches. A susceptor 217 is provided as a support plate. In addition, the support base 203 incorporates a heater 206 as a heating means for heating the wafer 200. Note that the lower end portion of the support base 203 passes through the bottom portion of the processing container 202.

処理室201の外部には、昇降機構207bが設けられている。この昇降機構207bを作動させることにより、サセプタ217上に支持されるウェハ200を昇降させることが可能となっている。支持台203は、ウェハ200の搬送時には図4で示される位置(ウェハ搬送位置)まで下降し、ウェハ200の処理時には図3で示される位置(ウェハ処理位置)まで上昇する。なお、支持台203の下端部、及び昇降機構207bの周囲は、ベローズ203aにより覆われており、処理室201内は気密に保持されている。   An elevating mechanism 207 b is provided outside the processing chamber 201. By operating the lifting mechanism 207b, the wafer 200 supported on the susceptor 217 can be lifted and lowered. The support table 203 is lowered to the position shown in FIG. 4 (wafer transfer position) when the wafer 200 is transferred, and is raised to the position shown in FIG. 3 (wafer processing position) when the wafer 200 is processed. Note that the lower end of the support base 203 and the periphery of the elevating mechanism 207b are covered with a bellows 203a, and the inside of the processing chamber 201 is kept airtight.

また、処理室201の底面(床面)には、例えば3本のリフトピン208bが鉛直方向に設けられている。また、支持台203には、かかるリフトピン208bを貫通させるための貫通孔208aが、リフトピン208b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203をウェハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン208bの上端部が支持台203の上面から突出して、リフトピン208bがウェハ200を下方から支持するように構成されている。また、支持台203をウェハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン208bは支持台203の上面から埋没して、支持台203上面に設けられたサセプタ217がウェハ200を下方から支持するように構成される。なお、リフトピン208bは、ウェハ200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。   Further, for example, three lift pins 208b are provided in the vertical direction on the bottom surface (floor surface) of the processing chamber 201. In addition, the support base 203 is provided with through holes 208a through which the lift pins 208b pass, at positions corresponding to the lift pins 208b. When the support table 203 is lowered to the wafer transfer position, the upper ends of the lift pins 208b protrude from the upper surface of the support table 203, and the lift pins 208b support the wafer 200 from below. Further, when the support table 203 is raised to the wafer processing position, the lift pins 208b are buried from the upper surface of the support table 203, and the susceptor 217 provided on the upper surface of the support table 203 supports the wafer 200 from below. The In addition, since the lift pins 208b are in direct contact with the wafer 200, it is desirable to form the lift pins 208b with a material such as quartz or alumina.

<ウェハ搬送口>
処理室201の内壁側面には、処理室201の内外にウェハ200を搬送するためのウェハ搬送口250が設けられている。ウェハ搬送口250にはゲートバルブ251が設けられており、ゲートバルブ251を開けることにより、処理室201内と搬送室(予備室)271内とが連通するように構成されている。搬送室271は密閉容器272内に形成されており、搬送室271内にはウェハ200を搬送する搬送ロボット273が設けられている。搬送ロボット273には、ウェハ200を搬送する際にウェハ200を支持する搬送アーム273aが備えられている。支持台203をウェハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ251を開くことにより、搬送ロボット273により処理室201内と搬送室271内との間でウェハ200を搬送することが可能なように構成されている。処理室201内に搬送されたウェハ200は、上述したようにリフトピン208b上に一時的に載置される。
<Wafer transfer port>
A wafer transfer port 250 for transferring the wafer 200 into and out of the process chamber 201 is provided on the inner wall side surface of the process chamber 201. The wafer transfer port 250 is provided with a gate valve 251. By opening the gate valve 251, the processing chamber 201 and the transfer chamber (preliminary chamber) 271 communicate with each other. The transfer chamber 271 is formed in a sealed container 272, and a transfer robot 273 for transferring the wafer 200 is provided in the transfer chamber 271. The transfer robot 273 includes a transfer arm 273 a that supports the wafer 200 when the wafer 200 is transferred. With the support table 203 lowered to the wafer transfer position, the gate valve 251 is opened so that the wafer 200 can be transferred between the processing chamber 201 and the transfer chamber 271 by the transfer robot 273. It is configured. The wafer 200 transferred into the processing chamber 201 is temporarily placed on the lift pins 208b as described above.

<排気系>
処理室201の内壁側面であって、ウェハ搬送口250の反対側には、処理室201内の雰囲気を排気する排気口260が設けられている。排気口260には排気管261が接続されており、排気管261には、処理室201内を所定の圧力に制御するAPC(Au
to Pressure Controller)等の圧力調整器262、原料回収トラップ263、及び真空ポンプ264が順に直列に接続されている。主に、排気口260、排気管261、圧力調整器262、原料回収トラップ263、真空ポンプ264により排気系(排気ライン)が構成される。
<Exhaust system>
An exhaust port 260 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201 is provided on the inner wall side surface of the processing chamber 201 and on the opposite side of the wafer transfer port 250. An exhaust pipe 261 is connected to the exhaust port 260, and an APC (Au that controls the inside of the processing chamber 201 to a predetermined pressure is connected to the exhaust pipe 261.
pressure regulator 262 such as a pressure controller), a raw material recovery trap 263, and a vacuum pump 264 are connected in series in this order. An exhaust system (exhaust line) is mainly configured by the exhaust port 260, the exhaust pipe 261, the pressure regulator 262, the raw material recovery trap 263, and the vacuum pump 264.

<ガス導入口>
処理室201の上部に設けられる後述のシャワーヘッド240の上面(天井壁)には、処理室201内に各種ガスを供給するためのガス導入口210が設けられている。なお、ガス導入口210に接続されるガス供給系の構成については後述する。
<Gas inlet>
A gas inlet 210 for supplying various gases into the processing chamber 201 is provided on the upper surface (ceiling wall) of a shower head 240 described later provided in the upper portion of the processing chamber 201. The configuration of the gas supply system connected to the gas inlet 210 will be described later.

<シャワーヘッド>
ガス導入口210と、ウェハ処理位置におけるウェハ200との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド240が設けられている。シャワーヘッド240は、ガス導入口210から導入されるガスを分散させるための分散板240aと、分散板240aを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台203上のウェハ200の表面に供給するためのシャワー板240bと、を備えている。分散板240aおよびシャワー板240bには、複数の通気孔が設けられている。分散板240aは、シャワーヘッド240の上面及びシャワー板240bと対向するように配置されており、シャワー板240bは、支持台203上のウェハ200と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド240の上面と分散板240aとの間、および分散板240aとシャワー板240b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210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)240c、および分散板240aを通過したガスを拡散させるための第2バッファ空間240dとしてそれぞれ機能する。
<Shower head>
A shower head 240 as a gas dispersion mechanism is provided between the gas inlet 210 and the wafer 200 at the wafer processing position. The shower head 240 disperses the gas introduced from the gas introduction port 210 and the gas that has passed through the dispersion plate 240 a are more uniformly dispersed and supplied to the surface of the wafer 200 on the support table 203. A shower plate 240b. The dispersion plate 240a and the shower plate 240b are provided with a plurality of vent holes. The dispersion plate 240 a is disposed so as to face the upper surface of the shower head 240 and the shower plate 240 b, and the shower plate 240 b is disposed so as to face the wafer 200 on the support table 203. Note that spaces are provided between the upper surface of the shower head 240 and the dispersion plate 240a, and between the dispersion plate 240a and the shower plate 240b, respectively, and the spaces are supplied from the gas inlet 210. Function as a dispersion chamber (first buffer space) 240c for dispersing gas and a second buffer space 240d for diffusing the gas that has passed through the dispersion plate 240a.

<排気ダクト>
処理室201の内壁側面には、段差部201aが設けられている。そして、この段差部201aは、コンダクタンスプレート204をウェ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204は、内周部にウェハ200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。コンダクタンスプレート204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204aが設けられている。排出口204aは、コンダクタンスプレート204の外周部がコンダクタンスプレート204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。
<Exhaust duct>
On the inner wall side surface of the processing chamber 201, a step portion 201a is provided. The step portion 201a is configured to hold the conductance plate 204 in the vicinity of the wafer processing position. The conductance plate 204 is configured as a single donut-shaped (ring-shaped) disk in which a hole for accommodating the wafer 200 is provided in the inner periphery. A plurality of discharge ports 204 a arranged in the circumferential direction with a predetermined interval are provided on the outer periphery of the conductance plate 204. The discharge port 204 a is formed discontinuously so that the outer periphery of the conductance plate 204 can support the inner periphery of the conductance plate 204.

一方、支持台203の外周部には、ロワープレート205が係止している。ロワープレート205は、リング状の凹部205bと、凹部205bの内側上部に一体的に設けられたフランジ部205aとを備えている。凹部205bは、支持台203の外周部と、処理室201の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられる。凹部205bの底部のうち排気口260付近の一部には、凹部205b内から排気口260側へガスを排出(流通)させるためのプレート排気口205cが設けられている。フランジ部205aは、支持台203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205aが支持台203の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート205が、支持台203の昇降に伴い、支持台203と共に昇降されるようになっている。   On the other hand, a lower plate 205 is locked to the outer peripheral portion of the support base 203. The lower plate 205 includes a ring-shaped concave portion 205b and a flange portion 205a provided integrally on the inner upper portion of the concave portion 205b. The recess 205b is provided so as to block a gap between the outer peripheral portion of the support base 203 and the inner wall side surface of the processing chamber 201. A part of the bottom of the recess 205b near the exhaust port 260 is provided with a plate exhaust port 205c for discharging (circulating) gas from the recess 205b to the exhaust port 260 side. The flange portion 205 a functions as a locking portion that locks on the upper outer periphery of the support base 203. When the flange portion 205 a is locked on the upper outer periphery of the support base 203, the lower plate 205 is moved up and down together with the support base 203 as the support base 203 is moved up and down.

支持台203がウェハ処理位置まで上昇したとき、ロワープレート205もウェハ処理位置まで上昇する。その結果、ウェ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204が、ロワープレート205の凹部205bの上面部分を塞ぎ、凹部205bの内部をガス流路領域とする排気ダクト259が形成されることとなる。なお、このとき、排気ダクト259(コンダクタンスプレート204及びロワープレート205)及び支持台203によって、処理室201内が、排気ダクト259よりも上方の処理室上部と、排気ダクト259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204およびロワープレート205は、排気ダクト259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。
When the support table 203 is raised to the wafer processing position, the lower plate 205 is also raised to the wafer processing position. As a result, the conductance plate 204 held in the vicinity of the wafer processing position closes the upper surface portion of the recess 205b of the lower plate 205, and the exhaust duct 259 having the gas passage region inside the recess 205b is formed. . At this time, due to the exhaust duct 259 (the conductance plate 204 and the lower plate 205) and the support base 203, the inside of the processing chamber 201 is above the processing chamber above the exhaust duct 259 and the processing chamber below the exhaust duct 259. It will be partitioned into a lower part. Note that the conductance plate 204 and the lower plate 205 are made of a material that can be maintained at a high temperature, for example, high temperature resistant high load quartz, in consideration of the case where the reaction product deposited on the inner wall of the exhaust duct 259 is etched. Is preferred.

ここで、ウェハ処理時における処理室201内のガスの流れについて説明する。まず、ガス導入口210からシャワーヘッド240の上部へと供給されたガスは、分散室(第1バッファ空間)240cを経て分散板240aの多数の孔から第2バッファ空間240dへと入り、さらにシャワー板240bの多数の孔を通過して処理室201内に供給され、ウェハ200上に均一に供給される。そして、ウェハ200上に供給されたガスは、ウェハ200の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウェハ200に接触した後の余剰なガスは、支持台203の外周に設けられた排気ダクト259上(すなわちコンダクタンスプレート204上)を、ウェハ200の径方向外側に向かって放射状に流れ、排気ダクト259上に設けられた排出口204aから、排気ダクト259内のガス流路領域内(凹部205b内)へと排出される。その後、ガスは排気ダクト259内を流れ、プレート排気口205cを経由して排気口260へと排気される。以上の通り、処理室201の下部への、すなわち支持台203の裏面や処理室201の底面側へのガスの回り込みが抑制される。   Here, the flow of gas in the processing chamber 201 during wafer processing will be described. First, the gas supplied from the gas inlet 210 to the upper part of the shower head 240 enters the second buffer space 240d through a large number of holes in the dispersion plate 240a via the dispersion chamber (first buffer space) 240c, and further the shower. It passes through a large number of holes in the plate 240 b and is supplied into the processing chamber 201, and is uniformly supplied onto the wafer 200. The gas supplied onto the wafer 200 flows radially outward of the wafer 200 in the radial direction. Then, surplus gas after contacting the wafer 200 flows radially on the exhaust duct 259 (that is, on the conductance plate 204) provided on the outer periphery of the support base 203 toward the radially outer side of the wafer 200, and is exhausted. The gas is discharged from the discharge port 204a provided on the duct 259 into the gas flow path region (in the recess 205b) in the exhaust duct 259. Thereafter, the gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260 via the plate exhaust port 205c. As described above, the gas is prevented from flowing into the lower portion of the processing chamber 201, that is, the back surface of the support base 203 and the bottom surface side of the processing chamber 201.

続いて、上述したガス導入口210に接続されるガス供給系の構成について、主に、図1,6〜11を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1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。また、図6は、本発明の第1実施形態にかかる気化器の概略構成図であり、図7は、図6の気化器の噴霧ノズルの噴霧口周辺の部分拡大図であり、図8は、図6の気化器の噴霧ノズル周辺の断面斜視図であり、図9は、図6の気化器の噴霧ノズル周辺の断面斜視拡大図であり、図10(a)は、図6の気化器のノズルカバーの上面図であり、図10(b)は、図6の気化器のノズルカバーの断面図であり、図11(a)は、図6の気化器のノズルカバーの斜視図であり、図11(b)は、図6の気化器のノズルカバーの貫通孔周辺の斜視拡大図である。   Next, the configuration of the gas supply system connected to the above-described gas inlet 210 will be described mainly with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a gas supply system (gas supply line) included in the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the vaporizer according to the first embodiment of the present invention, FIG. 7 is a partially enlarged view around the spray port of the spray nozzle of the vaporizer of FIG. 6, and FIG. FIG. 9 is a cross-sectional perspective view around the spray nozzle of the vaporizer of FIG. 6, FIG. 9 is a cross-sectional perspective enlarged view of the vicinity of the spray nozzle of the vaporizer of FIG. 6, and FIG. 10 (a) is the vaporizer of FIG. 10B is a cross-sectional view of the nozzle cover of the vaporizer of FIG. 6, and FIG. 11A is a perspective view of the nozzle cover of the vaporizer of FIG. 6. FIG. 11B is an enlarged perspective view of the periphery of the through hole of the nozzle cover of the vaporizer of FIG.

本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系は、液体原料を気化する気化部と、気化部に液体原料を供給する液体原料供給系と、気化部にキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、気化部にパージガスを供給するパージガス供給系(気化部用)と、気化部に洗浄液(溶媒)を供給する洗浄液供給系(溶媒供給系)と、気化部にて液体原料を気化させた原料ガスを処理室201内に供給する原料ガス供給系と、原料ガスとは異なる反応ガスを処理室201内に供給する反応ガス供給系と、を有している。さらに、本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置は、パージガス供給系(配管、処理室用)と、ベント(バイパス)系とを有している。以下に、各部の構成について説明する。   The gas supply system of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a vaporization unit that vaporizes a liquid material, a liquid material supply system that supplies the liquid material to the vaporization unit, and a carrier gas that is supplied to the vaporization unit. A carrier gas supply system, a purge gas supply system for supplying a purge gas to the vaporization section (for the vaporization section), a cleaning liquid supply system for supplying a cleaning liquid (solvent) to the vaporization section (solvent supply system), and a liquid source in the vaporization section A source gas supply system that supplies the vaporized source gas into the process chamber 201 and a reaction gas supply system that supplies a reaction gas different from the source gas into the process chamber 201 are provided. Furthermore, the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention has a purge gas supply system (for piping and processing chambers) and a vent (bypass) system. Below, the structure of each part is demonstrated.

<液体原料供給系>
処理室201の外部には、液体原料としてのSr(ストロンチウム)元素を含む有機金属液体原料(以下第1液体原料という)を供給する第1液体原料供給源220s、Ba(バリウム)元素を含む有機金属液体原料(以下第2液体原料という)を供給する第2液体原料供給源220b、及びTi(チタニウム)元素を含む有機金属液体原料(以下第3液体原料という)を供給する第3液体原料供給源220tが設けられている。第1液体原料供給源220s、第2液体原料供給源220b、及び第3液体原料供給源220t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。なお、Sr,Ba,Ti元素を含む各有機金属液体原料は、例えば、ECH(エチルシクロヘキサン)やTHF(テトラヒドロフラン)などの溶媒(ソルベント)により0.05mol/L〜0.2mol/Lに希釈されてから、タンク内にそれぞれ収容される。
<Liquid material supply system>
Outside the processing chamber 201, a first liquid source supply source 220s that supplies an organometallic liquid source (hereinafter referred to as a first liquid source) containing an Sr (strontium) element as a liquid source, and an organic containing a Ba (barium) element. A second liquid source supply source 220b that supplies a metal liquid source (hereinafter referred to as a second liquid source) and a third liquid source supply that supplies an organometallic liquid source (hereinafter referred to as a third liquid source) containing a Ti (titanium) element. A source 220t is provided. The first liquid raw material supply source 220s, the second liquid raw material supply source 220b, and the third liquid raw material supply source 220t are each configured as a tank (sealed container) capable of containing (filling) the liquid raw material therein. Each organometallic liquid raw material containing Sr, Ba, Ti elements is diluted to 0.05 mol / L to 0.2 mol / L with a solvent (solvent) such as ECH (ethylcyclohexane) or THF (tetrahydrofuran), for example. And then stored in the tank.

ここで、第1液体原料供給源220s、第2液体原料供給源220b、及び第3液体原
料供給源220tには、第1圧送ガス供給管237s、第2圧送ガス供給管237b、及び第3圧送ガス供給管237tがそれぞれ接続されている。第1圧送ガス供給管237s、第2圧送ガス供給管237b、及び第3圧送ガス供給管237t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、第1圧送ガス供給管237s、第2圧送ガス供給管237b、及び第3圧送ガス供給管237tの下流側端部は、それぞれ第1液体原料供給源220s、第2液体原料供給源220b、及び第3液体原料供給源220t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構成されている。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ArガスやNガス等の不活性ガスが好適に用いられる。
Here, the first liquid source supply source 220s, the second liquid source supply source 220b, and the third liquid source supply source 220t include a first pumping gas supply pipe 237s, a second pumping gas supply pipe 237b, and a third pumping, respectively. Gas supply pipes 237t are connected to each other. A pumping gas supply source (not shown) is connected to upstream ends of the first pumping gas supply pipe 237s, the second pumping gas supply pipe 237b, and the third pumping gas supply pipe 237t. The downstream ends of the first pressurized gas supply pipe 237s, the second pressurized gas supply pipe 237b, and the third pressurized gas supply pipe 237t are respectively a first liquid source supply source 220s, a second liquid source supply source 220b, The third liquid source supply source 220t communicates with a space in the upper part, and is configured to supply a pressure gas into this space. As the pressurized gas, it is preferable to use a gas that does not react with the liquid material, for example an inert gas such as Ar gas or N 2 gas is preferably used.

また、第1液体原料供給源220s、第2液体原料供給源220b、及び第3液体原料供給源220tには、第1液体原料供給管211s、第2液体原料供給管211b、及び第3液体原料供給管211tがそれぞれ接続されている。ここで、第1液体原料供給管211s、第2液体原料供給管211b、及び第3液体原料供給管211tの上流側端部は、それぞれ第1液体原料供給源220s、第2液体原料供給源220b、及び第3液体原料供給源220t内に収容した液体原料内に浸されている。また、第1液体原料供給管211s、第2液体原料供給管211b、及び第3液体原料供給管211t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229s,229b,229tにそれぞれ接続されている。なお、第1液体原料供給管211s、第2液体原料供給管211b、及び第3液体原料供給管211t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)221s,221b,221tと、液体原料の供給を制御する開閉バルブvs1,vb1,vt1と、がそれぞれ設けられている。   In addition, the first liquid raw material supply source 220s, the second liquid raw material supply source 220b, and the third liquid raw material supply source 220t include a first liquid raw material supply pipe 211s, a second liquid raw material supply pipe 211b, and a third liquid raw material, respectively. A supply pipe 211t is connected to each other. Here, upstream end portions of the first liquid source supply pipe 211s, the second liquid source supply pipe 211b, and the third liquid source supply pipe 211t are respectively the first liquid source supply source 220s and the second liquid source supply source 220b. And the liquid raw material housed in the third liquid raw material supply source 220t. Further, the downstream end portions of the first liquid source supply pipe 211s, the second liquid source supply pipe 211b, and the third liquid source supply pipe 211t are connected to vaporizers 229s, 229b, and 229t as vaporizers that vaporize the liquid source. Each is connected. The first liquid source supply pipe 211s, the second liquid source supply pipe 211b, and the third liquid source supply pipe 211t include a liquid flow rate controller (LMFC) 221s as a flow rate control unit that controls the supply flow rate of the liquid source. 221b and 221t and open / close valves vs1, vb1, and vt1 for controlling the supply of the liquid raw material are provided, respectively.

上記構成により、開閉バルブvs1,vb1,vt1を開けるとともに、第1圧送ガス供給管237s、第2圧送ガス供給管237b、及び第3圧送ガス供給管237t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220s、第2液体原料供給源220b、及び第3液体原料供給源220tから気化器229s,229b,229tへと液体原料を圧送(供給)することが可能となる。主に、第1液体原料供給源220s、第2液体原料供給源220b、第3液体原料供給源220t、第1圧送ガス供給管237s、第2圧送ガス供給管237b、第3圧送ガス供給管237t、第1液体原料供給管211s、第2液体原料供給管211b、第3液体原料供給管211t、液体流量コントローラ221s,221b,221t、開閉バルブvs1,vb1,vt1により液体原料供給系(液体原料供給ライン)が構成される。   With the above configuration, the first and second pressure-feeding gas supply pipes 237s, the second pressure-feeding gas supply pipe 237b, and the third pressure-feeding gas supply pipe 237t are supplied with the first and second pressure-feeding gas supply pipes 237s and 237t. The liquid material can be pumped (supplied) from the liquid material supply source 220s, the second liquid material supply source 220b, and the third liquid material supply source 220t to the vaporizers 229s, 229b, and 229t. Mainly, the first liquid raw material supply source 220s, the second liquid raw material supply source 220b, the third liquid raw material supply source 220t, the first pressurized gas supply pipe 237s, the second pressurized gas supply pipe 237b, and the third pressurized gas supply pipe 237t. , The first liquid source supply pipe 211s, the second liquid source supply pipe 211b, the third liquid source supply pipe 211t, the liquid flow rate controllers 221s, 221b, 221t, and the open / close valves vs1, vb1, vt1 (liquid source supply system). Line).

<キャリアガス供給系>
処理室201の外部には、キャリアガスとしてのNガスを供給するためのNガス供給源230nが設けられている。Nガス供給源230nには、キャリアガス供給管218の上流側端部が接続されている。キャリアガス供給管218の下流側は、3本のライン、すなわち、第1キャリアガス供給管218s、第2キャリアガス供給管218b、第3キャリアガス供給管218tに分岐している。第1キャリアガス供給管218s、第2キャリアガス供給管218b、第3キャリアガス供給管218tの下流側端部は、気化器229s,229b,229tにそれぞれ接続されている。なお、第1キャリアガス供給管218s、第2キャリアガス供給管218b、第3キャリアガス供給管218tには、N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(MFC)225s,225b,225tと、Nガスの供給を制御する開閉バルブvs7,vb7,vt7とが、それぞれ設けられている。主に、Nガス供給源230n、キャリアガス供給管218、第1キャリアガス供給管218s、第2キャリアガス供給管218b、第3キャリアガス供給管218t、流量コントローラ225s,225b,225t、開閉バルブvs7,vb7,vt7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、キャリアガスとしてはNガス以外にArガス等の不活性ガスを用いるように
してもよい。
<Carrier gas supply system>
Outside the processing chamber 201, an N 2 gas supply source 230n for supplying N 2 gas as a carrier gas is provided. The upstream end of the carrier gas supply pipe 218 is connected to the N 2 gas supply source 230n. The downstream side of the carrier gas supply pipe 218 is branched into three lines, that is, a first carrier gas supply pipe 218s, a second carrier gas supply pipe 218b, and a third carrier gas supply pipe 218t. The downstream end portions of the first carrier gas supply pipe 218s, the second carrier gas supply pipe 218b, and the third carrier gas supply pipe 218t are connected to the vaporizers 229s, 229b, and 229t, respectively. The first carrier gas supply pipe 218s, the second carrier gas supply pipe 218b, and the third carrier gas supply pipe 218t include flow rate controllers (MFCs) 225s and 225b as flow rate control means for controlling the supply flow rate of N 2 gas. , 225t, and open / close valves vs7, vb7, vt7 for controlling the supply of N 2 gas, respectively. Mainly, N 2 gas supply source 230n, carrier gas supply pipe 218, first carrier gas supply pipe 218s, second carrier gas supply pipe 218b, third carrier gas supply pipe 218t, flow rate controllers 225s, 225b, 225t, open / close valves A carrier gas supply system (carrier gas supply line) is configured by vs7, vb7, and vt7. In addition to the N 2 gas, an inert gas such as Ar gas may be used as the carrier gas.

<パージガス供給系(気化部用)>
処理室201の外部に設けられたNガス供給源230nは、気化部としての気化器の構成部品をパージするパージガスの供給源も兼ねている。Nガス供給源230nには、キャリアガス供給管218を介してパージガス供給管219が接続されている。パージガス供給管219の下流側は、3本のライン、すなわち、第1パージガス供給管219s、第2パージガス供給管219b、第3パージガス供給管219tに分岐している。第1パージガス供給管219s、第2パージガス供給管219b、第3パージガス供給管219tの下流側端部は、気化器229s,229b,229tにそれぞれ接続されている。なお、第1パージガス供給管219s、第2パージガス供給管219b、第3パージガス供給管219tには、N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(MFC)226s,226b,226tと、Nガスの供給を制御する開閉バルブvs8,vb8,vt8とが、それぞれ設けられている。主に、Nガス供給源230n、パージガス供給管219、第1パージガス供給管219s、第2パージガス供給管219b、第3パージガス供給管219t、流量コントローラ226s,226b,226t、開閉バルブvs8,vb8,vt8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。なお、パージガスとしてはNガス以外にArガス等の不活性ガスを用いるようにしてもよい。
<Purge gas supply system (for vaporization section)>
The N 2 gas supply source 230n provided outside the processing chamber 201 also serves as a purge gas supply source for purging the components of the vaporizer as the vaporizer. A purge gas supply pipe 219 is connected to the N 2 gas supply source 230 n via a carrier gas supply pipe 218. The downstream side of the purge gas supply pipe 219 is branched into three lines, that is, a first purge gas supply pipe 219s, a second purge gas supply pipe 219b, and a third purge gas supply pipe 219t. The downstream end portions of the first purge gas supply pipe 219s, the second purge gas supply pipe 219b, and the third purge gas supply pipe 219t are connected to the vaporizers 229s, 229b, and 229t, respectively. The first purge gas supply pipe 219s, the second purge gas supply pipe 219b, and the third purge gas supply pipe 219t include flow rate controllers (MFC) 226s, 226b, and 226t as flow rate control means for controlling the supply flow rate of the N 2 gas. , And open / close valves vs8, vb8, and vt8 for controlling the supply of N 2 gas, respectively. Mainly, N 2 gas supply source 230n, purge gas supply pipe 219, first purge gas supply pipe 219s, second purge gas supply pipe 219b, third purge gas supply pipe 219t, flow rate controllers 226s, 226b, 226t, open / close valves vs8, vb8, A purge gas supply system (purge gas supply line) is configured by vt8. In addition to the N 2 gas, an inert gas such as Ar gas may be used as the purge gas.

<気化部>
液体原料を気化する気化部としての気化器229s,229b,229tは、図6にその内部構造を示すように、主に、気化室51s,51b,51tと、ヒータ61s,61b,61tと、噴霧ノズル31s,31b,31tと、混合配管部21s,21b,21tと、ノズルカバー41s,41b,41tと、を有している。
<Vaporization part>
The vaporizers 229s, 229b, and 229t as vaporizers for vaporizing the liquid raw material mainly include vaporization chambers 51s, 51b, and 51t, heaters 61s, 61b, and 61t, and sprays, as shown in FIG. It has nozzles 31s, 31b, 31t, mixing pipe portions 21s, 21b, 21t, and nozzle covers 41s, 41b, 41t.

気化室51s,51b,51tは、液体原料を加熱し気化させて原料ガスを発生させる室であり、気化容器としての気化管52s,52b,52t内に形成される。気化管52s,52b,52tの周囲には、加熱手段(加熱機構)としてのヒータ61s,61b,61tが設けられている。ヒータ61s,61b,61tは、気化室51s,51b,51t内に噴霧された液体原料を加熱し気化させるように構成されている。気化室51s,51b,51t内の上部には、気化室51s,51b,51t内に液体原料やキャリアガスやパージガスを導入するインレット53s,53b,53tが設けられている。気化室51s,51b,51t内の下部には、気化室51s,51b,51t内で発生させた原料ガスを原料ガス供給管213s,213b,213t内へ排出するアウトレット54s,54b,54tが設けられている。なお、気化室51s,51b,51tは、インレット53s,53b,53tから噴霧された液体原料の液滴が気化室51s,51b,51t内壁に到着する前に気化されるよう、十分な容積が確保されている。すなわち、気化室51s,51b,51tの高さL、気化室51s,51b,51tの幅Wがそれぞれ十分確保されている。   The vaporization chambers 51s, 51b, and 51t are chambers that heat and vaporize the liquid raw material to generate a raw material gas, and are formed in the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t as vaporization containers. Around the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t, heaters 61s, 61b, and 61t are provided as heating means (heating mechanism). The heaters 61s, 61b, 61t are configured to heat and vaporize the liquid material sprayed in the vaporization chambers 51s, 51b, 51t. In the upper portions of the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t, inlets 53s, 53b, and 53t for introducing a liquid material, a carrier gas, and a purge gas into the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t are provided. Outlets 54s, 54b, and 54t that discharge the source gas generated in the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t into the source gas supply pipes 213s, 213b, and 213t are provided in the lower portions of the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t. ing. The vaporization chambers 51s, 51b, and 51t have a sufficient volume so that the liquid material droplets sprayed from the inlets 53s, 53b, and 53t are vaporized before reaching the inner walls of the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t. Has been. That is, the height L of the vaporization chambers 51s, 51b, 51t and the width W of the vaporization chambers 51s, 51b, 51t are sufficiently secured.

気化室51s,51b,51tのインレット53s,53b,53tには、噴霧部としての噴霧ノズル31s,31b,31tが設けられている。噴霧ノズル31s,31b,31tは、混合配管部21s,21b,21tの下面に設けられ、混合配管25s,25b,25tから供給される液体原料とキャリアガスとが混合した流体を気化室51s,51b,51t内に噴霧させるように構成されている。   Spray nozzles 31s, 31b, and 31t as spraying portions are provided in the inlets 53s, 53b, and 53t of the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t. The spray nozzles 31s, 31b, and 31t are provided on the lower surfaces of the mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t, and vaporize chambers 51s and 51b with a fluid mixture of the liquid raw material and the carrier gas supplied from the mixing pipes 25s, 25b, and 25t. , 51t.

図7,図9に示すように、噴霧ノズル31s,31b,31tは、本体部32s,32b,32tと、先端部33s,33b,33tと、最先端部34s,34b,34tとを有している。先端部33s,33b,33tと最先端部34s,34b,34tとにより
噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分が構成されている。噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分は、噴霧ノズル31s,31b,31t(本体部32s,32b,32t)の先端中央部に設けられた突起部(凸部)として構成されている。本体部32s,32b,32tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの根元部分(混合配管部21s,21b,21tの下面に接合する部分)から噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分に至るまでの部分である。本体部32s,32b,32t及び先端部33s,33b,33tの外形は、それぞれ円柱形状に形成されている。すなわち、本体部32s,32b,32t及び先端部33s,33b,33tは、それぞれ外径が一定となるように構成されている。なお、先端部33s,33b,33tの外径は、本体部32s,32b,32tの外径よりも遥かに小さい。また、最先端部34s,34b,34tはテーパ面をなしている。すなわち、最先端部34s,34b,34tの外形は略円錐形状に形成され、最先端部34s,34b,34tは先端側に行くほど外径が小さくなるように構成されている。
As shown in FIGS. 7 and 9, the spray nozzles 31s, 31b, and 31t have main body portions 32s, 32b, and 32t, tip portions 33s, 33b, and 33t, and most advanced portions 34s, 34b, and 34t. Yes. The tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are constituted by the tip portions 33s, 33b, and 33t and the most distal end portions 34s, 34b, and 34t. The tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, 31t are configured as protrusions (convex portions) provided at the center of the tip of the spray nozzles 31s, 31b, 31t (main body portions 32s, 32b, 32t). The main body portions 32s, 32b, 32t extend from the root portions of the spray nozzles 31s, 31b, 31t (portions joined to the lower surfaces of the mixing pipe portions 21s, 21b, 21t) to the tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, 31t. Part. The outer shapes of the main body portions 32s, 32b, and 32t and the distal end portions 33s, 33b, and 33t are each formed in a cylindrical shape. That is, the main body portions 32s, 32b, and 32t and the distal end portions 33s, 33b, and 33t are each configured to have a constant outer diameter. The outer diameters of the tip portions 33s, 33b, and 33t are much smaller than the outer diameters of the main body portions 32s, 32b, and 32t. The most advanced portions 34s, 34b, and 34t have tapered surfaces. That is, the outermost portions 34s, 34b, and 34t are formed in a substantially conical shape, and the outermost portions 34s, 34b, and 34t are configured such that the outer diameter decreases toward the distal end side.

噴霧ノズル31s,31b,31t内には、液体原料とキャリアガスとを混合した流体を流す流体流路35s,35b,35tが設けられている。流体流路35s,35b,35tの内径は先端側で絞られている。本実施形態では、流体流路35s,35b,35tの先端側に、流体流路35s,35b,35tの内径よりも内径の小さい細管部36s,36b,36tが設けられている。細管部36s,36b,36tの先端は、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの先端面中央に開口しており、液体原料とキャリアガスとを混合した流体を噴霧する噴霧口37s,37b,37tを構成している。噴霧口37s,37b,37tの内径は例えば0.5〜1.0mmである。流体流路35s,35b,35tの内径が先端側で絞られていることで、流体流路35s,35b,35t内と気化室51s,51b,51t内との間に所定の圧力差が生じ、溶媒の優先蒸発(いわゆる溶媒先飛び現象)による噴霧ノズル31s,31b,31tの閉塞が抑制されるように構成されている。この圧力差は、細管部36s,36b,36tの長さ、径を変えることで調整できる。なお、流体流路35s,35b,35tと細管部36s,36b,36tとは、図7,図9に示すように段階的に内径が小さくなるように接合される場合に限らず、先端側に行くにつれて連続的に内径が小さくなるように接合されていてもよい。流体流路35s,35b,35t及び細管部36s,36b,36tは、本体部32s,32b,32t、先端部33s,33b,33t、最先端部34s,34b,34tの中心軸上に鉛直方向に設けられている。細管部36s,36b,36t、流体流路35s,35b,35t、最先端部34s,34b,34t、先端部33s,33b,33t、本体部32s,32b,32tは、互いに同心円状になるように構成されている。   In the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, fluid flow paths 35s, 35b, and 35t through which a fluid in which a liquid raw material and a carrier gas are mixed are provided. The inner diameters of the fluid flow paths 35s, 35b, and 35t are reduced on the tip side. In the present embodiment, narrow tube portions 36s, 36b, and 36t having an inner diameter smaller than the inner diameters of the fluid channels 35s, 35b, and 35t are provided on the distal ends of the fluid channels 35s, 35b, and 35t. The tips of the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t are opened at the center of the tip surfaces of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and spray a fluid that is a mixture of a liquid source and a carrier gas. The spray ports 37s, 37b, and 37t are configured. The inner diameters of the spray ports 37s, 37b, and 37t are, for example, 0.5 to 1.0 mm. A predetermined pressure difference is generated between the fluid flow paths 35s, 35b, and 35t and the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t because the inner diameters of the fluid flow paths 35s, 35b, and 35t are narrowed on the tip side. The spray nozzles 31s, 31b, 31t are prevented from being blocked by the preferential evaporation of the solvent (so-called solvent jump-on phenomenon). This pressure difference can be adjusted by changing the length and diameter of the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t. The fluid flow paths 35s, 35b, and 35t and the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t are not limited to the case where the inner diameters are gradually reduced as shown in FIGS. You may join so that an internal diameter may become small continuously as it goes. The fluid flow paths 35s, 35b, and 35t and the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t are vertically arranged on the central axes of the main body portions 32s, 32b, and 32t, the distal end portions 33s, 33b, and 33t, and the most distal end portions 34s, 34b, and 34t. Is provided. The narrow tube portions 36s, 36b, 36t, the fluid flow paths 35s, 35b, 35t, the most distal portions 34s, 34b, 34t, the tip portions 33s, 33b, 33t, and the main body portions 32s, 32b, 32t are concentric with each other. It is configured.

噴霧ノズル31s,31b,31tの上部には、混合部としての混合配管部21s,21b,21tが設けられている。混合配管部21s,21b,21tは、液体原料とキャリアガスとを混合して、混合した流体を噴霧ノズル31s,31b,31t内(流体流路35s,35b,35t内)に導入するように構成されている。混合配管部21s,21b,21tには、液体原料を供給する液体原料配管22s,22b,22tと、キャリアガスを供給するキャリアガス配管23s,23b,23tと、液体原料配管22s,22b,22tとキャリアガス配管23s,23b,23tとが合流してなる混合配管25s,25b,25tと、が設けられている。液体原料配管22s,22b,22tには、液体原料供給管211s,211b,211tが接続されている。キャリアガス配管23s,23b,23tには、キャリアガス供給管218s,218b,218tが接続されている。また、混合配管25s,25b,25tには、噴霧ノズル31s,31b,31tの流体流路35s,35b,35tが接続されている。液体原料は、液体原料供給管211s,211b,211tから液体原料配管22s,22b,22tを経由して混合配管25s,25b,25t内に供給される。キャリアガスは、キャリアガス供給管218s
,218b,218tからキャリアガス配管23s,23b,23tを経由して混合配管25s,25b,25t内に供給される。液体原料とキャリアガスとは、第1混合部24s,24b,24tで混合されて混合配管25s,25b,25t内に供給され、噴霧ノズル31s,31b,31tの流体流路35s,35b,35t内に導入される。
Above the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t are provided as mixing portions. The mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t are configured to mix the liquid raw material and the carrier gas and introduce the mixed fluid into the spray nozzles 31s, 31b, and 31t (in the fluid flow paths 35s, 35b, and 35t). Has been. In the mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t, liquid raw material pipes 22s, 22b, and 22t that supply liquid raw materials, carrier gas pipes 23s, 23b, and 23t that supply carrier gas, and liquid raw material pipes 22s, 22b, and 22t, Mixing pipes 25s, 25b, and 25t formed by joining the carrier gas pipes 23s, 23b, and 23t are provided. Liquid source supply pipes 211s, 211b, and 211t are connected to the liquid source pipes 22s, 22b, and 22t. Carrier gas supply pipes 218s, 218b, and 218t are connected to the carrier gas pipes 23s, 23b, and 23t. In addition, fluid flow paths 35s, 35b, and 35t of spray nozzles 31s, 31b, and 31t are connected to the mixing pipes 25s, 25b, and 25t. The liquid raw material is supplied from the liquid raw material supply pipes 211s, 211b, and 211t into the mixing pipes 25s, 25b, and 25t via the liquid raw material pipes 22s, 22b, and 22t. The carrier gas is a carrier gas supply pipe 218s.
, 218b and 218t are supplied into the mixing pipes 25s, 25b and 25t via the carrier gas pipes 23s, 23b and 23t. The liquid raw material and the carrier gas are mixed in the first mixing sections 24s, 24b, and 24t and supplied into the mixing pipes 25s, 25b, and 25t, and the fluid flow paths 35s, 35b, and 35t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are supplied. To be introduced.

混合配管部21s,21b,21tの下方、かつ気化室51s,51b,51tおよびヒータ61s,61b,61tの上方であって、噴霧ノズル31s,31b,31tの周囲には、カバー(被覆部材)であり、キャリアガス噴出部形成部材でもあるノズルカバー41s,41b,41tが設けられている。   A cover (covering member) is provided below the mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t and above the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t and the heaters 61s, 61b, and 61t and around the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. There are provided nozzle covers 41s, 41b, 41t which are also carrier gas ejection part forming members.

ノズルカバー41s,41b,41tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの表面の一部を覆うように構成されている。具体的には、ノズルカバー41s,41b,41tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの本体部32s,32b,32tの側面及び先端面、先端部33s,33b,33tの側面及び先端面、最先端部34s,34b,34tの側面を、それぞれ覆うように設けられている。   The nozzle covers 41s, 41b, 41t are configured to cover part of the surface of the spray nozzles 31s, 31b, 31t. Specifically, the nozzle covers 41s, 41b, and 41t are the side surfaces and tip surfaces of the main body portions 32s, 32b, and 32t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, the side surfaces and tip surfaces of the tip portions 33s, 33b, and 33t, and the most advanced. The side surfaces of the portions 34s, 34b, and 34t are provided so as to cover each.

図10,図11に示すように、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの先端面に対応するノズルカバー41s,41b,41tの部位(ノズルカバー41s,41b,41tの中央部)には、貫通孔44s,44b,44tが設けられている。貫通孔44s,44b,44tの上部及び下部は、それぞれテーパ面(円錐形状)に形成されている。貫通孔44s,44b,44tの上部内壁面は、貫通孔44s,44b,44tの上部から中間部側(下方側)に行くほど段階的或いは連続的に内径が小さくなるようなテーパ面(円錐形状)に形成されている。貫通孔44s,44b,44tの下部内壁面は、貫通孔44s,44b,44tの先端から中間部側(上方側)に行くほど段階的或いは連続的に内径が小さくなるようなテーパ面(円錐形状)に形成されている。図7〜図9に示すように、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tは、貫通孔44s,44b,44t内の上部に収容されるよう構成されている。すなわち、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tは、貫通孔44s,44b,44t内に収まり、気化室51s,51b,51t内に突出しないように構成されている。   As shown in FIGS. 10 and 11, the portions of the nozzle covers 41s, 41b, and 41t (the nozzle covers 41s, 41b, and 41t of the nozzle covers 41s, 41b, and 41t correspond to the tip surfaces of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. In the central portion, through holes 44s, 44b, and 44t are provided. The upper and lower portions of the through holes 44s, 44b, and 44t are each formed in a tapered surface (conical shape). The upper inner wall surfaces of the through holes 44s, 44b, 44t are tapered surfaces (conical shapes) whose inner diameter gradually decreases stepwise or continuously from the upper part of the through holes 44s, 44b, 44t toward the intermediate side (downward side). ). The lower inner wall surface of the through holes 44s, 44b, 44t is a tapered surface (conical shape) whose inner diameter decreases stepwise or continuously from the tip of the through holes 44s, 44b, 44t to the intermediate part side (upward side). ). As shown in FIGS. 7 to 9, the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are configured to be accommodated in the upper portions of the through holes 44s, 44b, and 44t. That is, the foremost portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are configured to be accommodated in the through holes 44s, 44b, and 44t and not to protrude into the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t.

このように、ノズルカバー41s,41b,41tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分の表面形状に沿うように構成されている。ノズルカバー41s,41b,41tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの表面を被覆して気化室51s,51b,51tから隔離すると共に、気化室51s,51b,51tに露出される噴霧ノズル31s,31b,31tの面積を最小限に抑えるように構成されている。   Thus, the nozzle covers 41s, 41b, and 41t are configured so as to follow the surface shape of the tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. The nozzle covers 41s, 41b, and 41t cover the surfaces of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t to isolate them from the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t, and are exposed to the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t. , 31t is minimized.

また、図7〜図9に示すように、ノズルカバー41s,41b,41tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分の周辺から気化室51s,51b,51t内にパージガスを噴出させるキャリアガス噴出部43s,43b,43tを形成するように構成されている。なお、後述するように、本実施形態における気化器229s,229b,229tでは、液体原料の粒径を2段階で小さくしており、キャリアガス噴出部43s,43b,43tから噴出されるパージガスは、二段目キャリアガス(外部混合キャリアガス)として作用する。   As shown in FIGS. 7 to 9, the nozzle covers 41s, 41b, and 41t are carrier gas jets that jet purge gas into the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t from the periphery of the tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. It is comprised so that part 43s, 43b, 43t may be formed. As will be described later, in the vaporizers 229s, 229b, and 229t in the present embodiment, the particle size of the liquid raw material is reduced in two stages, and the purge gas ejected from the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t is Acts as a second stage carrier gas (externally mixed carrier gas).

具体的には、ノズルカバー41s,41b,41tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの本体部32s,32b,32t及び先端部分の周辺にパージガスを流し、そのパージガスを気化室51s,51b,51t内へ吐出するパージガス流路42s,42b,42tを形成するように構成されている。パージガス流路42s,42b,42tの一部は、噴霧ノズル31s,31b,31tの本体部32s,32b,32tの一部の周囲にバ
ッファ空間47s,47b,47tを形成するように構成されている。バッファ空間47s,47b,47tには、パージガス供給管219s,219b,219tが接続されている。また、パージガス流路42s,42b,42tの他の一部は、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの形状に沿うキャリアガス噴出部43s,43b,43tを形成するように構成されている。
Specifically, the nozzle covers 41 s, 41 b, 41 t flow purge gas around the main body portions 32 s, 32 b, 32 t and the tip portion of the spray nozzles 31 s, 31 b, 31 t, and the purge gas flows into the vaporization chambers 51 s, 51 b, 51 t. The purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t for discharging to are formed. A part of the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t is configured to form buffer spaces 47s, 47b, 47t around a part of the main body portions 32s, 32b, 32t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t. . Purge gas supply pipes 219s, 219b, and 219t are connected to the buffer spaces 47s, 47b, and 47t. Further, the other part of the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t form carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t that follow the shapes of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. It is configured.

キャリアガス噴出部43s,43b,43tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tと、ノズルカバー41s,41b,41tの貫通孔44s,44b,44t内の上部内壁との間に挟まれる空間(ガス流路)であって、その水平断面形状がリング状(円環状、ドーナツ状)になるように形成されている。キャリアガス噴出部43s,43b,43tの下端は、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口37s,37b,37t周辺から気化室51s,51b,51t内にパージガス(キャリアガス)を吐出するキャリアガス噴出口として構成されている。キャリアガス噴出口は、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口37s,37b,37tと略同一平面上に設けられている。   The carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are formed between the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the upper inner walls in the through holes 44s, 44b, and 44t of the nozzle covers 41s, 41b, and 41t. It is a space (gas flow path) sandwiched between them, and the horizontal cross-sectional shape is formed in a ring shape (annular shape, donut shape). The lower ends of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are carrier gas jets that discharge purge gas (carrier gas) from the vicinity of the spray ports 37s, 37b, and 37t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t into the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t. It is configured as an exit. The carrier gas outlet is provided on substantially the same plane as the spray ports 37s, 37b, and 37t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t.

噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部33s,33b,33t及び最先端部34s,34b,34tと、ノズルカバー41s,41b,41tの貫通孔44s,44b,44tとは、同心円状になるように構成されている。すなわち、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの流路幅は、キャリアガス噴出部43s,43b,43t全周に渡り均等になるように構成されている。また、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口37s,37b,37tは、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの中心に配置されている。すなわち、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口37s,37b,37tとキャリアガス噴出部43s,43b,43tとの間の距離は、キャリアガス噴出部43s,43b,43t全周に渡り均等になるように構成されている。キャリアガス噴出部43s,43b,43tの流路幅や、キャリアガス噴出部43s,43b,43tと噴霧口37s,37b,37tとの位置関係を、再現性よく上述のように構成する仕組みについては後述する。   The tip portions 33s, 33b, 33t and the tip portions 34s, 34b, 34t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t and the through holes 44s, 44b, 44t of the nozzle covers 41s, 41b, 41t are concentric. It is configured. That is, the channel widths of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are configured to be uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t. Further, the spray ports 37 s, 37 b, 37 t of the spray nozzles 31 s, 31 b, 31 t are arranged at the center of the carrier gas ejection parts 43 s, 43 b, 43 t. That is, the distances between the spray ports 37s, 37b, and 37t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t. It is configured as follows. Regarding the mechanism for configuring the flow path width of the carrier gas ejection parts 43s, 43b, 43t and the positional relationship between the carrier gas ejection parts 43s, 43b, 43t and the spray ports 37s, 37b, 37t as described above with high reproducibility. It will be described later.

ここで、パージガス流路42s,42b,42tにパージガスを流す作用について説明する。パージガス流路42s,42b,42tに流すパージガスには、気化器構成部品の熱遮断とパージの役割がある。   Here, the action of flowing the purge gas through the purge gas passages 42s, 42b, and 42t will be described. The purge gas that flows through the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t has a role of heat shielding and purging of the vaporizer components.

気化室51s,51b,51t、ヒータ61s,61b,61t、ノズルカバー41s,41b,41tは、原料を十分に気化させるために必要な高温度に保持されている。原料の気化温度にもよるが、これらの部材は、例えば100〜350℃の温度に保持される。一方、噴霧ノズル31s,31b,31t、混合配管部21s,21b,21tは、配管内、流路内での原料の熱分解や溶媒の先飛び現象による閉塞を抑制するため、上述のような原料を気化させるために必要な高温とはならない温度に保持されることが好ましい。これらの部材は、例えば20〜250℃の温度に保持されることが好ましい。すなわち、噴霧ノズル31s,31b,31t、混合配管部21s,21b,21tの温度は、気化室51s,51b,51t、ヒータ61s,61b,61t、ノズルカバー41s,41b,41tの温度よりも低い温度に保持されることが好ましい。ここで、高温部材と低温部材との間にパージガス流路42s,42b,42tを設けないこととすると、高温部材(気化室51s,51b,51t、ヒータ61s,61b,61t、ノズルカバー41s,41b,41t)から低温部材(噴霧ノズル31s,31b,31t、混合配管部21s,21b,21t)へと熱が移動しやすくなる。これに対して、本実施形態のように高温部材と低温部材との間にパージガス流路42s,42b,42tを設け、このパージガス流路42s,42b,42tにパージガスを流通させることとすれば、高温部材から低温部材へと移動する熱を遮断することが可能となる。そして、噴霧ノズル31s,31b
,31t、混合配管部21s,21b,21tの温度を、気化室51s,51b,51t、ヒータ61s,61b,61t、ノズルカバー41s,41b,41tの温度よりも低い温度に保持し、配管内、流路内での原料の熱分解や溶媒の先飛び現象による閉塞を抑制することが可能となる。
The vaporization chambers 51s, 51b and 51t, the heaters 61s, 61b and 61t, and the nozzle covers 41s, 41b and 41t are maintained at a high temperature necessary for sufficiently vaporizing the raw material. Although depending on the vaporization temperature of the raw material, these members are maintained at a temperature of 100 to 350 ° C., for example. On the other hand, the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t are provided with the above-described raw materials in order to suppress clogging due to the thermal decomposition of the raw materials in the pipes and the flow paths and the jumping-out phenomenon of the solvent. It is preferable that the temperature be maintained at a temperature that is not high enough to vaporize the gas. These members are preferably maintained at a temperature of 20 to 250 ° C., for example. That is, the temperature of the spray nozzles 31s, 31b, 31t, the mixing pipe portions 21s, 21b, 21t is lower than the temperatures of the vaporization chambers 51s, 51b, 51t, the heaters 61s, 61b, 61t, and the nozzle covers 41s, 41b, 41t. It is preferable to be held in Here, if the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t are not provided between the high temperature member and the low temperature member, the high temperature members (vaporization chambers 51s, 51b, 51t, heaters 61s, 61b, 61t, nozzle covers 41s, 41b). , 41t), the heat easily moves from the low-temperature members (spray nozzles 31s, 31b, 31t, mixing pipe portions 21s, 21b, 21t). On the other hand, if the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t are provided between the high temperature member and the low temperature member as in this embodiment and the purge gas is circulated through the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t, It is possible to block the heat moving from the high temperature member to the low temperature member. And spray nozzle 31s, 31b
31t, the temperature of the mixing pipe sections 21s, 21b, 21t is maintained at a temperature lower than the temperatures of the vaporization chambers 51s, 51b, 51t, the heaters 61s, 61b, 61t, and the nozzle covers 41s, 41b, 41t, It is possible to suppress clogging due to the thermal decomposition of the raw material in the flow path or the solvent jumping phenomenon.

また、噴霧ノズル31s,31b,31tは気化管52s,52b,52tの温度よりも低い温度とされている。そのため、気化して気化管52s,52b,52t内に拡散している原料が噴霧ノズル31s,31b,31tに向けて逆流すると、噴霧ノズル31s,31b,31tの表面に接触して原料の再液化が生じることとなる。これに対して、本実施形態のようにキャリアガス噴出部43s,43b,43tの下端(キャリアガス噴出口)よりパージガスを噴出するようにすれば、気化した原料の逆流を抑制でき、噴霧ノズル31s,31b,31tへの気化した原料の接触、接触による原料の再液化や析出を防止することが可能となる。なお、ノズルカバー41s,41b,41tにより、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの先端面に対応する部分以外の部分を完全に覆っている。これにより、気化室51s,51b,51tに露出される噴霧ノズル31s,31b,31tの面積を最小限に抑え、パージガスによるパージ効果を有効に活用するようにしている。また、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tは、貫通孔44s,44b,44t内に収まり、気化管52s,52b,52t内に突出しないように構成されている。これにより、パージガスによるパージ効果を損ねないようにしている。このパージガスによる噴霧ノズルのパージ機能と、上述のパージガスによる熱遮断機能により噴霧ノズルの目詰まりを防ぐことができる。   The spray nozzles 31s, 31b, and 31t are set to a temperature lower than the temperatures of the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t. Therefore, when the raw material that has been vaporized and diffused into the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t flows backward toward the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, the raw material comes into contact with the surfaces of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and is reliquefied. Will occur. On the other hand, if the purge gas is ejected from the lower ends (carrier gas ejection ports) of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, 43t as in the present embodiment, the backflow of the vaporized material can be suppressed, and the spray nozzle 31s. , 31b, 31t can be prevented from contacting the vaporized raw material, and reliquefaction and precipitation of the raw material due to the contact. The nozzle covers 41 s, 41 b, 41 t completely cover the portions other than the portions corresponding to the tip surfaces of the most distal portions 34 s, 34 b, 34 t of the spray nozzles 31 s, 31 b, 31 t. Thereby, the area of the spray nozzles 31s, 31b, 31t exposed to the vaporization chambers 51s, 51b, 51t is minimized, and the purge effect by the purge gas is effectively utilized. Further, the most distal portions 34 s, 34 b, 34 t of the spray nozzles 31 s, 31 b, 31 t are configured to fit in the through holes 44 s, 44 b, 44 t and not to protrude into the vaporization tubes 52 s, 52 b, 52 t. Thereby, the purge effect by the purge gas is not impaired. Clogging of the spray nozzle can be prevented by the purge function of the spray nozzle with the purge gas and the above-described heat shut-off function with the purge gas.

上述のように、パージガスには気化器構成部品の熱遮断とパージによる噴霧ノズルの目詰まり防止の役割がある。これらに加え、パージガスには、原料の気化管内への噴霧時に原料の粒径をより小さくする働き(原料にエネルギーを与えるキャリアガスとしての働き)がある。以下、この作用について、気化器229s,229b,229tにおける気化動作とともに説明する。   As described above, the purge gas has a role of blocking the heat of the vaporizer components and preventing clogging of the spray nozzle due to the purge. In addition to these, the purge gas has a function of reducing the particle size of the raw material when the raw material is sprayed into the vaporization pipe (a function as a carrier gas that gives energy to the raw material). Hereinafter, this effect will be described together with the vaporizing operation in the vaporizers 229s, 229b, and 229t.

液体原料(または溶液原料)が液体原料供給管211s,211b,211tから液体原料配管22s,22b,22t内に供給され、キャリアガスがキャリアガス供給管218s,218b,218tからキャリアガス配管23s,23b,23t内に供給されると、液体原料とキャリアガスとは、第1混合部24s,24b,24tにおいて混合される。このとき、液体原料はキャリアガスに衝突し、これにより液が引きちぎられ、粒径が10μm〜200μm程度の二相流となる。二相流となった原料は、混合配管25s,25b,25tを経由して、噴霧ノズル31s,31b,31t内に運ばれ、噴霧ノズル31s,31b,31t内の流体流路35s,35b,35t、細管部36s,36b,36tを通って、気化室51s,51b,51t内に吐出(噴霧)される。同時に、パージガスが、パージガス供給管219s,219b,219tからパージガス流路42s,42b,42t、キャリアガス噴出部43s,43b,43tを通って、気化室51s,51b,51t内に噴出される。二相流となった原料とパージガスとは、貫通孔44s,44b,44t内下部(噴霧口37s,37b,37t下方)付近の第2混合部46s,46b,46tにおいて混合される。このとき、二相流となった原料は、パージガスと衝突することで更に粒径を小さくされ(粒径が10μm〜100μm程度となり)、真空高温下の気化室51s,51b,51t内に噴霧される。噴霧された原料は、ヒータ61s,61b,61tによって高温に保たれている気化管52s,52b,52t内壁への衝突や、気化管52s,52b,52t内壁からの放射熱を得て、気化される。   The liquid source (or solution source) is supplied from the liquid source supply pipes 211s, 211b, and 211t into the liquid source pipes 22s, 22b, and 22t, and the carrier gas is supplied from the carrier gas supply pipes 218s, 218b, and 218t to the carrier gas pipes 23s and 23b. , 23t, the liquid raw material and the carrier gas are mixed in the first mixing sections 24s, 24b, 24t. At this time, the liquid raw material collides with the carrier gas, whereby the liquid is torn off, resulting in a two-phase flow with a particle size of about 10 μm to 200 μm. The raw material that has become a two-phase flow is conveyed into the spray nozzles 31s, 31b, and 31t via the mixing pipes 25s, 25b, and 25t, and the fluid flow paths 35s, 35b, and 35t in the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. Then, they are discharged (sprayed) into the vaporizing chambers 51s, 51b, 51t through the narrow pipe portions 36s, 36b, 36t. At the same time, the purge gas is ejected from the purge gas supply pipes 219s, 219b, 219t through the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t and the carrier gas ejection parts 43s, 43b, 43t into the vaporization chambers 51s, 51b, 51t. The raw material and purge gas that have become a two-phase flow are mixed in the second mixing portions 46s, 46b, and 46t near the lower portions of the through holes 44s, 44b, and 44t (below the spray ports 37s, 37b, and 37t). At this time, the raw material that has become a two-phase flow is further reduced in particle size by colliding with the purge gas (the particle size becomes about 10 μm to 100 μm) and sprayed into the vaporization chambers 51 s, 51 b, 51 t under high vacuum temperature. The The sprayed raw material is vaporized by colliding with the inner walls of the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t maintained at a high temperature by the heaters 61s, 61b, and 61t and by radiating heat from the inner walls of the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t. The

このように、パージガスには、液体原料とキャリアガスを混合させることで粒径を小さくした原料の粒径を更に小さくする働きがある。すなわち、本実施形態における気化器229s,229b,229tでは、液体原料の粒径を2段階で小さくしており、キャリア
ガス、パージガスは、それぞれ一段目キャリアガス(内部混合キャリアガス)、二段目キャリアガス(外部混合キャリアガス)として作用する。このように、液体原料の粒径を2段階で小さくして気化することにより、液体原料の粒径を1段階で小さくする場合に比べ、原料の粒径を微細にすることができ、気化不良を防ぎ、気化速度、気化効率を上げることができる。
Thus, the purge gas has a function of further reducing the particle diameter of the raw material whose particle diameter is reduced by mixing the liquid raw material and the carrier gas. That is, in the vaporizers 229s, 229b, and 229t in the present embodiment, the particle size of the liquid raw material is reduced in two stages, and the carrier gas and the purge gas are the first stage carrier gas (internal mixed carrier gas) and the second stage, respectively. Acts as a carrier gas (externally mixed carrier gas). Thus, by reducing the particle size of the liquid raw material in two steps and vaporizing, the particle size of the raw material can be made finer than in the case of reducing the particle size of the liquid raw material in one step, resulting in poor vaporization. Can be prevented, and the vaporization speed and vaporization efficiency can be increased.

なお、原料の粒径をより小さくする上述の効果を、噴霧ノズル31s,31b,31t全周に渡って十分に発揮させるには、キャリアガス噴出部43s,43b,43tを通って気化室51s,51b,51t内に供給されるパージガス(二段目キャリアガス)の流量を、キャリアガス噴出部43s,43b,43t全周に渡って均等とすることが好ましい。また、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口から噴霧される原料に混合(衝突)するパージガス(キャリアガス)の量を、キャリアガス噴出部43s,43b,43t全周に渡り均等とすることが好ましい。すなわち、リング形状のキャリアガス噴出部43s,43b,43tの流路幅を、キャリアガス噴出部43s,43b,43t全周に渡り均等になるように構成することが好ましい。また、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口37s,37b,37tを、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの中心に位置させることが好ましい。   In order to sufficiently exhibit the above-described effect of reducing the particle size of the raw material over the entire circumference of the spray nozzles 31 s, 31 b, and 31 t, the vaporization chambers 51 s, through the carrier gas ejection portions 43 s, 43 b, and 43 t. It is preferable that the flow rate of the purge gas (second stage carrier gas) supplied into 51b and 51t is made uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection parts 43s, 43b and 43t. Further, the amount of the purge gas (carrier gas) mixed (collised) with the raw material sprayed from the spray ports of the spray nozzles 31s, 31b, 31t may be made uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, 43t. preferable. That is, it is preferable that the flow path widths of the ring-shaped carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are made uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t. Further, the spray ports 37 s, 37 b, 37 t of the spray nozzles 31 s, 31 b, 31 t are preferably positioned at the center of the carrier gas ejection portions 43 s, 43 b, 43 t.

また、二段目キャリアガスとして作用するパージガスの流速を高め、より効率的に原料の粒径を小さくするには、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの流路幅を、キャリアガス噴出口に向かうにつれて絞り、キャリアガス噴出口における流路幅が最も狭くなるように構成することが好ましい。例えば、パージガスとしてのArガスの流量が200〜1500sccm程度の場合には、キャリアガス噴出口における流路幅を0.02〜0.15mm程度とすることが好ましい。キャリアガス噴出口における流路幅をこのように狭く構成しない場合には、パージガス(二段目キャリアガス)の流量を大幅に増大させる必要が生じてしまう。   Further, in order to increase the flow rate of the purge gas acting as the second-stage carrier gas and reduce the particle size of the raw material more efficiently, the channel widths of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are provided at the carrier gas ejection port. It is preferable to configure so that the flow path width at the throttle and the carrier gas outlet becomes the narrowest as it goes. For example, when the flow rate of Ar gas as the purge gas is about 200 to 1500 sccm, the channel width at the carrier gas outlet is preferably about 0.02 to 0.15 mm. If the flow path width at the carrier gas outlet is not so narrow, the flow rate of the purge gas (second-stage carrier gas) needs to be significantly increased.

しかしながら、キャリアガス噴出口における流路幅を狭く構成しつつ、キャリアガス噴出部43s,43b,43t(キャリアガス噴出口)における流路幅を全周に渡って均等に構成することは従来困難であった。キャリアガス噴出部43s,43b,43tは、例えば噴霧ノズル31s,31b,31tとノズルカバー41s,41b,41tとを嵌め合わせることで構成できるが、貫通孔44s,44b,44tに対する噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの相対位置は、嵌め合い公差によって偏ってしまい易いからである。例えば、キャリアガス噴出口における流路幅を全周に渡り均一に0.02〜0.15mm程度に構成しようとする際、0.01〜0.05mm程度の嵌め合い公差が生じると、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの側面(テーパ面)と貫通孔44s,44b,44tの上部内壁面とが極端に近づいたり、接触したりしてしまう。係る場合、キャリアガス噴出部43s,43b,43tを通って気化室51s,51b,51t内に供給されるパージガス(二段目キャリアガス)の流量が、キャリアガス噴出口全周に渡って均一でなくなってしまう(流量に偏差が生じてしまう)。そして、原料の粒径をより小さくする上述の効果が、噴霧ノズル31s,31b,31t全周に渡って漏れなく発揮されなくなってしまう。そして、原料の気化不良が生じ、原料(液滴)が気化室51s,51b,51tの内壁等に付着してパーティクルを発生させてしまう。また、粒径が大きな原料(液滴)は、パージガス(二段目キャリアガス)によって吹き飛ばし難く、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの先端や貫通孔44s,44b,44tの内壁等に滞留し易いため、噴霧口37s,37b,37t付近に原料の詰まりを生じさせたり、これに起因してパーティクルを発生させたりする場合がある。   However, it has been difficult in the past to configure the channel widths at the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t (carrier gas ejection ports) uniformly over the entire circumference while configuring the channel width at the carrier gas ejection port to be narrow. there were. The carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t can be configured by fitting, for example, the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the nozzle covers 41s, 41b, and 41t, but the spray nozzles 31s and 31b with respect to the through holes 44s, 44b, and 44t. This is because the relative positions of the most distal end portions 34s, 34b, and 34t of 31t tend to be biased due to fitting tolerances. For example, when an attempt is made to configure the flow path width at the carrier gas outlet uniformly to about 0.02 to 0.15 mm over the entire circumference, if a fitting tolerance of about 0.01 to 0.05 mm occurs, the spray nozzle The side surfaces (tapered surfaces) of the tip portions 34s, 34b, and 34t of 31s, 31b, and 31t and the upper inner wall surfaces of the through holes 44s, 44b, and 44t are extremely close to each other or come into contact with each other. In this case, the flow rate of the purge gas (second stage carrier gas) supplied into the vaporization chambers 51s, 51b, 51t through the carrier gas ejection parts 43s, 43b, 43t is uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection port. It will disappear (deviation will occur in the flow rate). And the above-mentioned effect which makes the particle size of a raw material smaller will not be exhibited without omission over spray nozzle 31s, 31b, 31t whole circumference. Then, a vaporization failure of the raw material occurs, and the raw material (droplet) adheres to the inner walls of the vaporization chambers 51s, 51b, 51t and generates particles. Further, the raw material (droplet) having a large particle size is difficult to be blown off by the purge gas (second-stage carrier gas), and the tips of the most advanced portions 34s, 34b, 34t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t and the through holes 44s, 44b, Since it tends to stay on the inner wall of 44t or the like, there is a case where clogging of the raw material occurs near the spray ports 37s, 37b, 37t, or particles are generated due to this.

これに対して本実施形態では、貫通孔44s,44b,44tの内壁面の複数箇所に複
数の突起部45s,45b,45tを設けることにより、上述の課題を解決している。
In contrast, in the present embodiment, the above-described problems are solved by providing a plurality of protrusions 45s, 45b, and 45t at a plurality of locations on the inner wall surfaces of the through holes 44s, 44b, and 44t.

すなわち、本実施形態では、貫通孔44s,44b,44tの内壁面の複数箇所に、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分に接触する複数の突起部45s,45b,45tを設けることとしている。複数の突起部45s,45b,45tは、互いに等間隔になるように設けられている。具体的には、複数の突起部45s,45b,45tは、貫通孔44s,44b,44tの上部内壁面に設けられた3つの突起部からなり、それぞれが貫通孔44s,44b,44tの中心に対して中心角が略120°で等間隔になるよう設けられている。また、複数の突起部45s,45b,45tの高さはそれぞれ同一になるように構成されている。そして、噴霧ノズル31s,31b,31tとノズルカバー41s,41b,41tとを、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの側面(テーパ面)と、ノズルカバー41s,41b,41tの複数の突起部45s,45b,45tとが互いに接触するように(互いに押し当てられるように)組み合わせる(嵌め合わせる)ことで、キャリアガス噴出部43s,43b,43tを構成することとしている。   That is, in the present embodiment, a plurality of protrusions 45s, 45b, and 45t that contact the tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are provided at a plurality of locations on the inner wall surfaces of the through holes 44s, 44b, and 44t. The plurality of protrusions 45s, 45b, 45t are provided at equal intervals. Specifically, the plurality of protrusions 45s, 45b, and 45t are formed of three protrusions provided on the upper inner wall surface of the through holes 44s, 44b, and 44t, and are respectively formed at the centers of the through holes 44s, 44b, and 44t. On the other hand, the central angles are set to be approximately equal to 120 °. The plurality of protrusions 45s, 45b, and 45t are configured to have the same height. The spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the nozzle covers 41s, 41b, and 41t are connected to the side surfaces (tapered surfaces) of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and the nozzle covers 41s, 41b, The carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are configured by combining (fitting) the plurality of projection portions 45s, 45b, and 45t of 41t so as to come into contact with each other (to be pressed against each other).

このように構成されることで、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tと貫通孔44s,44b,44tとの相対位置が、最先端部34s,34b,34tの側面(テーパ面)の外径や角度、貫通孔44s,44b,44tの内径、複数の突起部45s,45b,45tの高さ、間隔等に応じて一意に定まることとなる。   With this configuration, the relative positions of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the through holes 44s, 44b, and 44t are set to the side surfaces of the most distal portions 34s, 34b, and 34t ( It is uniquely determined according to the outer diameter and angle of the tapered surface), the inner diameters of the through holes 44s, 44b, and 44t, the heights and intervals of the plurality of protrusions 45s, 45b, and 45t.

そして、噴霧ノズル31s,31b,31tと、ノズルカバー41s,41b,41tとを組み合わせる(嵌め合わせる)度に、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの側面と、貫通孔44s,44b,44tとを、再現性よく同心円状に構成することが可能となる。すなわち、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの側面(テーパ面)と貫通孔44s,44b,44tの上部内壁面との距離を、再現性よく全周に渡って均等とすることが可能となる。   Each time the spray nozzles 31s, 31b, 31t and the nozzle covers 41s, 41b, 41t are combined (fitted together), the side surfaces of the most distal portions 34s, 34b, 34t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t, and the through holes 44s, 44b, and 44t can be configured concentrically with good reproducibility. That is, the distances between the side surfaces (tapered surfaces) of the most distal portions 34s, 34b, 34t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t and the upper inner wall surfaces of the through holes 44s, 44b, 44t are evenly distributed over the entire circumference. It becomes possible.

また、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口37s,37b,37tを、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの中心に、再現性よく配置させることが可能となる。すなわち、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口37s,37b,37tとキャリアガス噴出部43s,43b,43tとの間の距離を、キャリアガス噴出部43s,43b,43t全周に渡り再現性よく均等に構成することが可能となる。   Further, the spray ports 37s, 37b, and 37t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t can be arranged with high reproducibility in the center of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t. That is, the distance between the spray ports 37s, 37b, and 37t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the carrier gas ejection parts 43s, 43b, and 43t is reproducible over the entire circumference of the carrier gas ejection parts 43s, 43b, and 43t. It becomes possible to configure evenly.

そして、キャリアガス噴出部43s,43b,43tを通って気化室51s,51b,51t内に供給されるパージガス(二段目キャリアガス)の流量を、キャリアガス噴出口全周に渡って均等とすることが可能となる。また、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口から噴霧される原料に混合(衝突)するパージガス(キャリアガス)の量を、キャリアガス噴出部43s,43b,43t全周に渡り均等とすることが可能となる。その結果、原料の粒径をより小さくする上述の効果を、キャリアガス噴出口全周に渡って十分かつ均等に発揮させることが可能となる。そして、原料(液滴)の気化を促進させ、パーティクルの発生や噴霧口37s,37b,37t付近の詰まりを抑制することが可能となる。   Then, the flow rate of the purge gas (second stage carrier gas) supplied into the vaporization chambers 51 s, 51 b, 51 t through the carrier gas ejection portions 43 s, 43 b, 43 t is made uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection port. It becomes possible. Further, the amount of the purge gas (carrier gas) mixed (collised) with the raw material sprayed from the spray ports of the spray nozzles 31s, 31b, 31t may be made uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, 43t. It becomes possible. As a result, the above-described effect of reducing the particle size of the raw material can be sufficiently and evenly exhibited over the entire circumference of the carrier gas ejection port. Then, the vaporization of the raw material (droplets) can be promoted, and the generation of particles and the clogging around the spray ports 37s, 37b, 37t can be suppressed.

なお、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの寸法は、最先端部34s,34b,34tの側面(テーパ面)の外径や角度、貫通孔44s,44b,44tの内径、複数の突起部45s,45b,45tの高さ、間隔等に応じて任意に調整可能である。そして、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの寸法を調整することにより、キャリアガス噴出部43s,43b,43tから供給されるパージガス(二段目キャリアガス)の流量や流速を自在に調整することが可能である。   The dimensions of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are the outer diameter and angle of the side surfaces (tapered surfaces) of the most distal portions 34s, 34b, and 34t, the inner diameters of the through holes 44s, 44b, and 44t, and the plurality of protrusions 45s. , 45b, 45t can be arbitrarily adjusted according to the height, interval and the like. The flow rate and flow rate of the purge gas (second-stage carrier gas) supplied from the carrier gas ejection parts 43s, 43b, 43t can be freely adjusted by adjusting the dimensions of the carrier gas ejection parts 43s, 43b, 43t. Is possible.

<原料ガス供給系>
上記の気化器229s,229b,229tの気化管52s,52b,52tのアウトレット54s,54b,54tには、処理室201内に原料ガスを供給する第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、及び第3原料ガス供給管213t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213s、第2原料ガス供給管213b、及び第3原料ガス供給管213t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213となり、一本化した原料ガス供給管213は、ガス導入口210に接続されている。なお、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、及び第3原料ガス供給管213tには、処理室201内への原料ガスの供給を制御する開閉バルブvs3,vb3,vt3がそれぞれ設けられている。
<Raw gas supply system>
A first source gas supply pipe 213s for supplying a source gas into the processing chamber 201 and a second source gas supply are supplied to the outlets 54s, 54b, 54t of the vaporizer tubes 52s, 52b, 52t of the vaporizers 229s, 229b, 229t. The upstream end of the pipe 213b and the third source gas supply pipe 213t are connected to each other. The downstream end portions of the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the third source gas supply pipe 213t are unified so as to be merged into a source gas supply pipe 213, which is unified. The source gas supply pipe 213 is connected to the gas inlet 210. The first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the third source gas supply pipe 213t are provided with opening / closing valves vs3, vb3, and vt3 that control the supply of the source gas into the processing chamber 201. Each is provided.

上記構成により、気化器229s,229b,229t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vs3,vb3,vt3を開けることにより、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、及び第3原料ガス供給管213tから原料ガス供給管213を介して処理室201内へと原料ガスを供給することが可能となる。主に、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t、原料ガス供給管213、開閉バルブvs3,vb3,vt3により、原料ガス供給系(原料ガス供給ライン)が構成される。   With the above configuration, the liquid source is vaporized by the vaporizers 229s, 229b, and 229t to generate the source gas, and the first source gas supply pipe 213s and the second source gas are opened by opening the on-off valves vs3, vb3, and vt3. The source gas can be supplied from the supply pipe 213b and the third source gas supply pipe 213t into the processing chamber 201 through the source gas supply pipe 213. The source gas supply system (source gas supply) is mainly constituted by the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, the third source gas supply pipe 213t, the source gas supply pipe 213, and the open / close valves vs3, vb3, vt3. Line).

<洗浄液供給系(溶媒供給系)>
また、処理室201の外部には、洗浄液としての溶媒(ソルベント)であるECH(エチルシクロヘキサン)を供給する洗浄液供給源(溶媒供給源)220eが設けられている。洗浄液供給源220eは、内部に洗浄液を収容(充填)可能なタンク(密閉容器)として構成されている。なお、洗浄液としては、ECHに限定されず、THF(テトラヒドロフラン)などの溶媒を用いることが出来る。
<Cleaning liquid supply system (solvent supply system)>
In addition, a cleaning liquid supply source (solvent supply source) 220 e that supplies ECH (ethylcyclohexane) that is a solvent (solvent) as a cleaning liquid is provided outside the processing chamber 201. The cleaning liquid supply source 220e is configured as a tank (sealed container) capable of containing (filling) the cleaning liquid therein. The cleaning liquid is not limited to ECH, and a solvent such as THF (tetrahydrofuran) can be used.

ここで、洗浄液供給源220eには、洗浄液圧送ガス供給管237eが接続されている。洗浄液圧送ガス供給管237e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、洗浄液圧送ガス供給管237eの下流側端部は、洗浄液供給源220e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構成されている。なお、圧送ガスとしては、ArガスやNガス等の不活性ガスが好適に用いられる。 Here, a cleaning liquid supply gas supply pipe 237e is connected to the cleaning liquid supply source 220e. A pressure gas supply source (not shown) is connected to the upstream end of the cleaning liquid pressure gas supply pipe 237e. The downstream end of the cleaning liquid pressure feed gas supply pipe 237e communicates with a space existing in the upper part of the cleaning liquid supply source 220e, and is configured to supply the pressure gas into this space. Note that an inert gas such as Ar gas or N 2 gas is preferably used as the pressurized gas.

また、洗浄液供給源220eには洗浄液供給管(溶媒供給管)212が接続されている。洗浄液供給管212の上流側端部は洗浄液供給源220e内に収容した洗浄液内に浸されている。洗浄液供給管212の下流側端部は、3本のライン、すなわち、第1洗浄液供給管212s、第2洗浄液供給管212b、及び第3洗浄液供給管212tに分岐するように接続されている。第1洗浄液供給管212s、第2洗浄液供給管212b、及び第3洗浄液供給管212tの下流側端部は、気化器229s,229b,229t手前の第1液体原料供給管211s、第2液体原料供給管211b、及び第3液体原料供給管211tにそれぞれ接続されている。なお、第1洗浄液供給管212s、第2洗浄液供給管212b、及び第3洗浄液供給管212tには、洗浄液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)222s,222b,222tと、洗浄液の供給を制御する開閉バルブvs2,vb2,vt2とが、それぞれ設けられている。   A cleaning liquid supply pipe (solvent supply pipe) 212 is connected to the cleaning liquid supply source 220e. The upstream end of the cleaning liquid supply pipe 212 is immersed in the cleaning liquid accommodated in the cleaning liquid supply source 220e. The downstream end of the cleaning liquid supply pipe 212 is connected to be branched to three lines, that is, a first cleaning liquid supply pipe 212s, a second cleaning liquid supply pipe 212b, and a third cleaning liquid supply pipe 212t. The downstream ends of the first cleaning liquid supply pipe 212s, the second cleaning liquid supply pipe 212b, and the third cleaning liquid supply pipe 212t are the first liquid raw material supply pipe 211s and the second liquid raw material supply before the vaporizers 229s, 229b, and 229t. The pipe 211b and the third liquid source supply pipe 211t are connected to each other. The first cleaning liquid supply pipe 212s, the second cleaning liquid supply pipe 212b, and the third cleaning liquid supply pipe 212t include liquid flow rate controllers (LMFC) 222s, 222b, and 222t as flow rate control means for controlling the supply flow rate of the cleaning liquid. Open / close valves vs2, vb2, and vt2 for controlling the supply of the cleaning liquid are provided.

上記構成により、洗浄液圧送ガス供給管237eから圧送ガスを供給するとともに、開閉バルブvs1,vb1,vt1を閉じ、開閉バルブvs2,vb2,vt2を開けることにより、気化器229s,229b,229t内の液体原料流路、すなわち液体原料配管22s,22b,22t、混合配管25s,25b,25t、噴霧ノズル31s,31
b,31t内の流体流路35s,35b,35t、細管部36s,36b,36t内に洗浄液を圧送(供給)して、これら液体原料流路内を洗浄することが可能となる。主に、洗浄液供給源220e、洗浄液圧送ガス供給管237e、洗浄液供給管212、第1洗浄液供給管212s、第2洗浄液供給管212b、第3洗浄液供給管212t、液体流量コントローラ222s,222b,222t、開閉バルブvs2,vb2,vt2により、洗浄液供給系(溶媒供給系)、すなわち洗浄液供給ライン(溶媒供給ライン)が構成される。
With the above configuration, the liquid in the vaporizers 229s, 229b, and 229t is supplied by supplying the pressurized gas from the cleaning liquid pressurized gas supply pipe 237e, closing the on-off valves vs1, vb1, and vt1, and opening the on-off valves vs2, vb2, and vt2. Raw material flow paths, that is, liquid raw material pipes 22s, 22b, 22t, mixing pipes 25s, 25b, 25t, spray nozzles 31s, 31
It is possible to wash (inject) the cleaning liquid into the fluid flow paths 35 s, 35 b, 35 t and the narrow pipe portions 36 s, 36 b, 36 t in b, 31 t to clean the liquid source flow paths. Mainly, a cleaning liquid supply source 220e, a cleaning liquid pressure feed gas supply pipe 237e, a cleaning liquid supply pipe 212, a first cleaning liquid supply pipe 212s, a second cleaning liquid supply pipe 212b, a third cleaning liquid supply pipe 212t, liquid flow rate controllers 222s, 222b, 222t, The opening / closing valves vs2, vb2, and vt2 constitute a cleaning liquid supply system (solvent supply system), that is, a cleaning liquid supply line (solvent supply line).

<反応ガス供給系>
また、処理室201の外部には、酸素(O)ガスを供給する酸素ガス供給源230oが設けられている。酸素ガス供給源230oには、第1酸素ガス供給管211oの上流側端部が接続されている。第1酸素ガス供給管211o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229oが接続されている。なお、第1酸素ガス供給管211o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(MFC)221oが設けられている。
<Reactive gas supply system>
Further, an oxygen gas supply source 230o for supplying oxygen (O 2 ) gas is provided outside the processing chamber 201. The upstream end of the first oxygen gas supply pipe 211o is connected to the oxygen gas supply source 230o. The downstream end of the first oxygen gas supply pipe 211o is connected to an ozonizer 229o that generates a reaction gas (reactant), that is, ozone gas as an oxidant, from oxygen gas by plasma. The first oxygen gas supply pipe 211o is provided with a flow rate controller (MFC) 221o as flow rate control means for controlling the supply flow rate of oxygen gas.

オゾナイザ229oのアウトレット22oには、反応ガス供給管としてのオゾンガス供給管213oの上流側端部が接続されている。また、オゾンガス供給管213oの下流側端部は、原料ガス供給管213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213oは、反応ガスとしてのオゾンガスを処理室201内に供給するように構成されている。なお、オゾンガス供給管213oには、処理室201内へのオゾンガスの供給を制御する開閉バルブvo3が設けられている。   An upstream end of an ozone gas supply pipe 213o as a reaction gas supply pipe is connected to the outlet 22o of the ozonizer 229o. The downstream end of the ozone gas supply pipe 213o is connected so as to join the source gas supply pipe 213. That is, the ozone gas supply pipe 213o is configured to supply ozone gas as a reaction gas into the processing chamber 201. The ozone gas supply pipe 213o is provided with an open / close valve vo3 that controls the supply of ozone gas into the processing chamber 201.

なお、第1酸素ガス供給管211oの流量コントローラ221oよりも上流側には、第2酸素ガス供給管212oの上流側端部が接続されている。また、第2酸素ガス供給管212oの下流側端部は、オゾンガス供給管213oの開閉バルブvo3よりも上流側に接続されている。なお、第2酸素ガス供給管212o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(MFC)222oが設けられている。   An upstream end of the second oxygen gas supply pipe 212o is connected to the upstream side of the flow rate controller 221o of the first oxygen gas supply pipe 211o. The downstream end of the second oxygen gas supply pipe 212o is connected to the upstream side of the open / close valve vo3 of the ozone gas supply pipe 213o. The second oxygen gas supply pipe 212o is provided with a flow rate controller (MFC) 222o as flow rate control means for controlling the supply flow rate of oxygen gas.

上記構成により、オゾナイザ229o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vo3を開けることにより、処理室201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201内へのオゾンガスの供給中に、第2酸素ガス供給管212oから酸素ガスを供給するようにすれば、処理室201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。主に、酸素ガス供給源230o、第1酸素ガス供給管211o、オゾナイザ229o、流量コントローラ221o、オゾンガス供給管213o、開閉バルブvo3、第2酸素ガス供給管212o、流量コントローラ222o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。   With the above configuration, oxygen gas is supplied to the ozonizer 229o to generate ozone gas, and ozone gas can be supplied into the processing chamber 201 by opening the opening / closing valve vo3. Note that if the oxygen gas is supplied from the second oxygen gas supply pipe 212o during the supply of the ozone gas into the processing chamber 201, the ozone gas supplied into the processing chamber 201 is diluted with the oxygen gas to obtain an ozone gas concentration. Can be adjusted. The reaction gas supply system (mainly) is constituted by an oxygen gas supply source 230o, a first oxygen gas supply pipe 211o, an ozonizer 229o, a flow rate controller 221o, an ozone gas supply pipe 213o, an open / close valve vo3, a second oxygen gas supply pipe 212o, and a flow rate controller 222o. A reaction gas supply line).

<パージガス供給系>
また、処理室201の外部には、パージガスとしてのArガスを供給するためのArガス供給源230aが設けられている。Arガス供給源230aには、パージガス供給管214の上流側端部が接続されている。パージガス供給管214の下流側端部は、4本のライン、すなわち、第1パージガス供給管214s、第2パージガス供給管214b、第3パージガス供給管214t、及び第4パージガス供給管214oに分岐するように接続されている。第1パージガス供給管214s、第2パージガス供給管214b、第3パージガス供給管214t、及び第4パージガス供給管214oの下流側端部は、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t、及びオゾンガス供給管213oの開閉バルブvs3,vb3,vt3,vo3の下流側にそれぞれ
接続されている。なお、第1パージガス供給管214s、第2パージガス供給管214b、第3パージガス供給管214t、及び第4パージガス供給管214oには、Ar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(MFC)224s,224b,224t,224oと、Arガスの供給を制御する開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4とが、それぞれ設けられている。主に、Arガス供給源230a、パージガス供給管214、第1パージガス供給管214s、第2パージガス供給管214b、第3パージガス供給管214t、及び第4パージガス供給管214o、流量コントローラ224s,224b,224t,224o、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4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。なお、パージガスとしてはNガスを用いるようにしてもよい。
<Purge gas supply system>
In addition, an Ar gas supply source 230 a for supplying Ar gas as a purge gas is provided outside the processing chamber 201. The upstream end of the purge gas supply pipe 214 is connected to the Ar gas supply source 230a. The downstream end of the purge gas supply pipe 214 branches into four lines, that is, a first purge gas supply pipe 214s, a second purge gas supply pipe 214b, a third purge gas supply pipe 214t, and a fourth purge gas supply pipe 214o. It is connected to the. The downstream ends of the first purge gas supply pipe 214s, the second purge gas supply pipe 214b, the third purge gas supply pipe 214t, and the fourth purge gas supply pipe 214o are the first source gas supply pipe 213s and the second source gas supply pipe 213b. The third source gas supply pipe 213t and the ozone gas supply pipe 213o are connected to the downstream sides of the open / close valves vs3, vb3, vt3, and vo3, respectively. The first purge gas supply pipe 214s, the second purge gas supply pipe 214b, the third purge gas supply pipe 214t, and the fourth purge gas supply pipe 214o have a flow rate controller (MFC) as a flow rate control means for controlling the supply flow rate of Ar gas. ) 224s, 224b, 224t, 224o and open / close valves vs4, vb4, vt4, vo4 for controlling the supply of Ar gas are provided. Mainly, Ar gas supply source 230a, purge gas supply pipe 214, first purge gas supply pipe 214s, second purge gas supply pipe 214b, third purge gas supply pipe 214t, and fourth purge gas supply pipe 214o, flow rate controllers 224s, 224b, and 224t , 224o and open / close valves vs4, vb4, vt4, and vo4 constitute a purge gas supply system (purge gas supply line). Note that N 2 gas may be used as the purge gas.

<ベント(バイパス)系>
また、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t、及びオゾンガス供給管213oの開閉バルブvs3,vb3,vt3,vo3の上流側には、第1ベント管215s、第2ベント管215b、第3ベント管215t、第4ベント管215o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215s、第2ベント管215b、第3ベント管215t、第4ベント管215oの下流側端部は合流するように一本化してベント管215となり、ベント管215は排気管261の原料回収トラップ263よりも上流側に接続されている。第1ベント管215s、第2ベント管215b、第3ベント管215t、第4ベント管215oには、ガスの供給を制御するための開閉バルブvs5,vb5,vt5,vo5がそれぞれ設けられている。
<Vent (bypass) system>
Further, the first vent on the upstream side of the open / close valves vs3, vb3, vt3, vo3 of the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, the third source gas supply pipe 213t, and the ozone gas supply pipe 213o is provided. The upstream ends of the pipe 215s, the second vent pipe 215b, the third vent pipe 215t, and the fourth vent pipe 215o are connected to each other. Further, the downstream end portions of the first vent pipe 215s, the second vent pipe 215b, the third vent pipe 215t, and the fourth vent pipe 215o are unified so as to be merged into a vent pipe 215, and the vent pipe 215 is an exhaust pipe. 261 is connected upstream of the raw material recovery trap 263. The first vent pipe 215s, the second vent pipe 215b, the third vent pipe 215t, and the fourth vent pipe 215o are provided with open / close valves vs5, vb5, vt5, and vo5 for controlling gas supply, respectively.

上記構成により、開閉バルブvs3,vb3,vt3,vo3を閉め、開閉バルブvs5,vb5,vt5,vo5を開けることで、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t、及びオゾンガス供給管213o内を流れるガスを、処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスさせ、処理室201外へとそれぞれ排気することが可能となる。   With the above configuration, the first and second source gas supply pipes 213s, 213b and 213b are closed by closing the on-off valves vs3, vb3, vt3 and vo3 and opening the on-off valves vs5, vb5, vt5 and vo5. The gas flowing through the supply pipe 213t and the ozone gas supply pipe 213o can be bypassed through the process chamber 201 without being supplied into the process chamber 201, and exhausted out of the process chamber 201.

また、第1パージガス供給管214s、第2パージガス供給管214b、第3パージガス供給管214t、及び第4パージガス供給管214oの開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4よりも上流側であって流量コントローラ224s,224b,224t,224oよりも下流側には、第5ベント管216s、第6ベント管216b、第7ベント管216t、第8ベント管216oがそれぞれ接続されている。また、第5ベント管216s、第6ベント管216b、第7ベント管216t、第8ベント管216oの下流側端部は合流するように一本化してベント管216となり、ベント管216は排気管261の原料回収トラップ263よりも下流側であって真空ポンプ264よりも上流側に接続されている。第5ベント管216s、第6ベント管216b、第7ベント管216t、第8ベント管216oには、ガスの供給を制御するための開閉バルブvs6,vb6,vt6,vo6がそれぞれ設けられている。   The flow rate controller 224s is upstream of the opening / closing valves vs4, vb4, vt4, and vo4 of the first purge gas supply pipe 214s, the second purge gas supply pipe 214b, the third purge gas supply pipe 214t, and the fourth purge gas supply pipe 214o. , 224b, 224t, and 224o are connected to the fifth vent pipe 216s, the sixth vent pipe 216b, the seventh vent pipe 216t, and the eighth vent pipe 216o, respectively. Further, the downstream end portions of the fifth vent pipe 216s, the sixth vent pipe 216b, the seventh vent pipe 216t, and the eighth vent pipe 216o are unified so as to be combined into a vent pipe 216, and the vent pipe 216 is an exhaust pipe. It is connected to the downstream side of the raw material recovery trap 263 and the upstream side of the vacuum pump 264. The fifth vent pipe 216s, the sixth vent pipe 216b, the seventh vent pipe 216t, and the eighth vent pipe 216o are provided with open / close valves vs6, vb6, vt6, and vo6 for controlling gas supply, respectively.

上記構成により、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4を閉め、開閉バルブvs6,vb6,vt6,vo6を開けることで、第1パージガス供給管214s、第2パージガス供給管214b、第3パージガス供給管214t、及び第4パージガス供給管214o内を流れるArガスを、処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスさせ、処理室201外へとそれぞれ排気することが可能となる。なお、開閉バルブvs3,vb3,vt3,vo3を閉め、開閉バルブvs5,vb5,vt5,vo5を開けることで、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t、及びオゾンガス供給管213o内を流れるガスを、処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスさせ、処理室201外へとそれぞれ排気する場合には、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4を開けることにより、第1原料ガス供給管
213s、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t、及びオゾンガス供給管213o内にArガスを導入して、各原料ガス供給管内をパージするように設定されている。また、開閉バルブvs6,vb6,vt6,vo6は、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4と逆動作を行うように設定されており、Ar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201をバイパスしてArガスを排気するようになっている。主に、第1ベント管215s、第2ベント管215b、第3ベント管215t、第4ベント管215o、ベント管215、第5ベント管216s、第6ベント管216b、第7ベント管216t、第8ベント管216o、ベント管216、開閉バルブvs5,vb5,vt5,vo5、開閉バルブvs6,vb6,vt6,vo6によりベント系(バイパス系)、すなわちベントライン(バイパスライン)が構成される。
With the above configuration, the first and second purge gas supply pipes 214s, 214b, 214b, and 214t are opened by closing the open / close valves vs4, vb4, vt4, and vo4 and opening the open / close valves vs6, vb6, vt6, and vo6. In addition, the Ar gas flowing in the fourth purge gas supply pipe 214o can be bypassed through the processing chamber 201 without being supplied into the processing chamber 201, and exhausted out of the processing chamber 201. Note that the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the third source gas supply pipe are opened by closing the on-off valves vs3, vb3, vt3, and vo3 and opening the on-off valves vs5, vb5, vt5, and vo5. When the gas flowing in the ozone gas supply pipe 213o is bypassed into the processing chamber 201 without being supplied into the processing chamber 201 and exhausted to the outside of the processing chamber 201, the open / close valves vs4, vb4, vt4 By opening vo4, Ar gas is introduced into the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, the third source gas supply pipe 213t, and the ozone gas supply pipe 213o, and inside each source gas supply pipe It is set to purge. The open / close valves vs6, vb6, vt6, and vo6 are set so as to perform the reverse operation of the open / close valves vs4, vb4, vt4, and vo4. When Ar gas is not supplied into each source gas supply pipe, the processing is performed. The chamber 201 is bypassed and the Ar gas is exhausted. Mainly, the first vent pipe 215s, the second vent pipe 215b, the third vent pipe 215t, the fourth vent pipe 215o, the vent pipe 215, the fifth vent pipe 216s, the sixth vent pipe 216b, the seventh vent pipe 216t, The 8 vent pipe 216o, the vent pipe 216, the open / close valves vs5, vb5, vt5, vo5, and the open / close valves vs6, vb6, vt6, vo6 constitute a vent system (bypass system), that is, a vent line (bypass line).

<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280を有している。コントローラ280は、ゲートバルブ251、昇降機構207b、搬送ロボット273、ヒータ206、圧力調整器(APC)262、気化器229s,229b,229t、オゾナイザ229o、真空ポンプ264、開閉バルブvs1〜vs8,vb1〜vb8,vt1〜vt8,vo3〜vo6、液体流量コントローラ221s,221b,221t、222s、222b、222t、流量コントローラ224s,224b,224t,225s,225b,225t,226s,226b,226t,221o,222o,224o等の動作を制御する。
<Controller>
Note that the substrate processing apparatus according to the present embodiment includes a controller 280 that controls the operation of each unit of the substrate processing apparatus. The controller 280 includes a gate valve 251, an elevating mechanism 207b, a transfer robot 273, a heater 206, a pressure regulator (APC) 262, vaporizers 229s, 229b and 229t, an ozonizer 229o, a vacuum pump 264, open / close valves vs1 to vs8, vb1. vb8, vt1 to vt8, vo3 to vo6, liquid flow rate controllers 221s, 221b, 221t, 222s, 222b, 222t, flow rate controllers 224s, 224b, 224t, 225s, 225b, 225t, 226s, 226b, 226t, 221o, 222o, 224o Etc. are controlled.

(2)基板処理工程
続いて、本発明の第1実施形態にかかる半導体装置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ALD法によりウェハ上に薄膜を形成する基板処理工程について、図5及び図2を参照しながら説明する。図5は、本発明の第1実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。また、図2は、本発明の第1実施形態にかかる基板処理装置が有する各バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャートとしてのシーケンス図である。このタイミングチャートにおいて、Highレベルはバルブ開を、Lowレベルはバルブ閉を示している。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によって制御される。
(2) Substrate Processing Step Subsequently, as a step of the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, a substrate processing step of forming a thin film on the wafer by the ALD method using the substrate processing apparatus described above. This will be described with reference to FIGS. 5 and 2. FIG. 5 is a flowchart of the substrate processing process according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sequence diagram as a timing chart showing the opening / closing timing of each valve included in the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this timing chart, the High level indicates that the valve is open, and the Low level indicates that the valve is closed. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.

<基板搬入工程(S1)、基板載置工程(S2)>
まず、昇降機構207bを作動させ、支持台203を、図4に示すウェハ搬送位置まで下降させる。そして、ゲートバルブ251を開き、処理室201と搬送室271とを連通させる。そして、搬送ロボット273により搬送室271内から処理室201内へ処理対象のウェハ200を搬送アーム273aで支持した状態で搬入する(S1)。処理室201内に搬入したウェハ200は、支持台203の上面から突出しているリフトピン208b上に一時的に載置される。搬送ロボット273の搬送アーム273aが処理室201内から搬送室271内へ戻ると、ゲートバルブ251が閉じられる。
<Substrate Loading Step (S1), Substrate Placement Step (S2)>
First, the elevating mechanism 207b is operated to lower the support table 203 to the wafer transfer position shown in FIG. Then, the gate valve 251 is opened to allow the processing chamber 201 and the transfer chamber 271 to communicate with each other. Then, the wafer 200 to be processed is loaded from the transfer chamber 271 into the processing chamber 201 by the transfer robot 273 while being supported by the transfer arm 273a (S1). The wafer 200 carried into the processing chamber 201 is temporarily placed on the lift pins 208 b protruding from the upper surface of the support table 203. When the transfer arm 273a of the transfer robot 273 returns from the processing chamber 201 to the transfer chamber 271, the gate valve 251 is closed.

続いて、昇降機構207bを作動させ、支持台203を、図3に示すウェハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン208bは支持台203の上面から埋没し、ウェハ200は、支持台203上面のサセプタ217上に載置される(S2)。   Subsequently, the elevating mechanism 207b is operated to raise the support table 203 to the wafer processing position shown in FIG. As a result, the lift pins 208b are buried from the upper surface of the support table 203, and the wafer 200 is placed on the susceptor 217 on the upper surface of the support table 203 (S2).

<圧力調整工程(S3)、昇温工程(S4)>
続いて、圧力調整器(APC)262により、処理室201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206に供給する電力を調整し、ウェハ200の表面温度が所定の処理温度となるように制御する(S4)。
<Pressure adjusting step (S3), temperature raising step (S4)>
Subsequently, the pressure regulator (APC) 262 controls the pressure in the processing chamber 201 to be a predetermined processing pressure (S3). Further, the power supplied to the heater 206 is adjusted to control the surface temperature of the wafer 200 to a predetermined processing temperature (S4).

なお、基板搬入工程(S1)、基板載置工程(S2)、圧力調整工程(S3)、及び昇
温工程(S4)においては、真空ポンプ264を作動させつつ、開閉バルブvs3,vb3,vt3,vo3を閉じ、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4を開けることで、処理室201内にArガスを常に流しておく(idle)。これにより、ウェハ200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。
In the substrate carrying-in process (S1), the substrate placing process (S2), the pressure adjusting process (S3), and the temperature raising process (S4), the open / close valves vs3, vb3, vt3 are operated while operating the vacuum pump 264. By closing vo3 and opening the on-off valves vs4, vb4, vt4, and vo4, Ar gas is always allowed to flow into the processing chamber 201 (idle). Thereby, adhesion of particles on the wafer 200 can be suppressed.

工程S1〜S4と並行して、第1液体原料(Sr元素を含む有機金属液体原料)を気化させた原料ガス(以下、第1原料ガスという)を生成(予備気化)させておく(Set up)。すなわち、開閉バルブvs2を閉めたまま、開閉バルブvs1を開けるとともに、第1圧送ガス供給管237sから圧送ガスを供給して、第1液体原料供給源220sから気化器229sに対して第1液体原料を圧送(供給)する。このとき、開閉バルブvs7を開けてNガス供給源230nから気化器229sに対してキャリアガス(Nガス)を供給し、さらに開閉バルブvs8を開けてNガス供給源230nから気化器229sに対してパージガス(Nガス)を供給する。キャリアガスの供給とパージガスの供給は、第1液体原料の供給よりも先行して行うことが好ましい。このようにして気化器229s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。なお、開閉バルブvs7、開閉バルブvs8は、この後、気化器229sでの気化動作や洗浄動作に関わらず、常に開いた状態とし、キャリアガスとパージガスは、常に気化器229sに対して供給した状態とする。この予備気化工程では、真空ポンプ264を作動させつつ、開閉バルブvs3を閉めたまま、開閉バルブvs5を開けることにより、第1原料ガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスして排気しておく。 In parallel with the steps S1 to S4, a raw material gas (hereinafter referred to as a first raw material gas) obtained by vaporizing the first liquid raw material (organic metal liquid raw material containing Sr element) is generated (preliminary vaporization) (Set up). ). That is, while the on-off valve vs2 is closed, the on-off valve vs1 is opened, and the pressurized gas is supplied from the first pressurized gas supply pipe 237s, and the first liquid source is supplied from the first liquid source supply source 220s to the vaporizer 229s. Is pumped (supplied). At this time, by opening the closing valve vs7 supplying carrier gas (N 2 gas) to the vaporizer 229s from N 2 gas supply source 230n, further vaporizer 229s by opening the opening and closing valve vs8 from N 2 gas supply source 230n A purge gas (N 2 gas) is supplied to the gas. The supply of the carrier gas and the supply of the purge gas are preferably performed prior to the supply of the first liquid raw material. In this manner, the first liquid source is vaporized by the vaporizer 229s to generate the first source gas. After that, the on-off valve vs7 and the on-off valve vs8 are always opened regardless of the vaporizing operation or the cleaning operation in the vaporizer 229s, and the carrier gas and the purge gas are always supplied to the vaporizer 229s. And In this preliminary vaporization step, the process chamber 201 is bypassed without supplying the first source gas into the process chamber 201 by opening the open / close valve vs5 while operating the vacuum pump 264 and keeping the open / close valve vs3 closed. And exhaust.

また、工程S1〜S4と並行して、反応物としてのオゾンガスを生成させておく(Set up)ことが好ましい。すなわち、酸素ガス供給源230oからオゾナイザ229oへと酸素ガスを供給して、オゾナイザ229oにてオゾンガスを生成させておく。この際、真空ポンプ264を作動させつつ、開閉バルブvo3を閉めたまま、開閉バルブvo5を開けることにより、オゾンガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスして排気しておく。   In parallel with the steps S1 to S4, it is preferable to generate ozone gas as a reactant (Set up). That is, oxygen gas is supplied from the oxygen gas supply source 230o to the ozonizer 229o, and ozone gas is generated in the ozonizer 229o. At this time, while the vacuum pump 264 is operated, the open / close valve vo5 is opened while the open / close valve vo3 is closed, thereby bypassing the process chamber 201 and exhausting it without supplying ozone gas into the process chamber 201.

気化器229sにて第1原料ガスを安定して生成させたり、あるいはオゾナイザ229oにてオゾンガスを安定して生成させたりするには所定の時間を要する。このため、本実施形態では、第1原料ガスあるいはオゾンガスを予め生成させておき、開閉バルブvs3,vs5,vo3,vo5の開閉を切り替えることにより、第1原料ガスや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201内への第1原料ガスや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。   A predetermined time is required to stably generate the first source gas in the vaporizer 229s or to stably generate the ozone gas in the ozonizer 229o. Therefore, in the present embodiment, the first source gas or ozone gas is generated in advance, and the opening and closing valves vs3, vs5, vo3, and vo5 are switched to switch the flow path of the first source gas and ozone gas. As a result, the switching of the open / close valve is preferable because stable supply of the first source gas and ozone gas into the processing chamber 201 can be started or stopped quickly.

この予備気化工程の実施と同時に、開閉バルブvb2,vt2を開き、気化器229b,229tの液体原料流路内に洗浄液(溶媒)を供給して、気化器229b,229t内の洗浄を開始する。このとき、開閉バルブvb7,vt7を開けてNガス供給源230nから気化器229b,229tに対してキャリアガス(Nガス)を供給し、さらに開閉バルブvb8,vt8を開けてNガス供給源230nから気化器229b,229tに対してパージガス(Nガス)を供給する。キャリアガスの供給とパージガスの供給は、洗浄液の供給よりも先行して行うことが好ましい。なお、開閉バルブvb7,vt7、開閉バルブvb8,vt8は、この後、気化器229b,229tでの気化動作や洗浄動作に関わらず、常に開いた状態とし、キャリアガスとパージガスは、常に気化器229b,229tに対して供給した状態とする。なお、洗浄方法の詳細については後述する。 Simultaneously with the execution of the preliminary vaporization step, the on-off valves vb2 and vt2 are opened, the cleaning liquid (solvent) is supplied into the liquid raw material flow paths of the vaporizers 229b and 229t, and cleaning of the vaporizers 229b and 229t is started. At this time, the opening and closing valves vb7 and vt7 are opened to supply the carrier gas (N 2 gas) from the N 2 gas supply source 230n to the vaporizers 229b and 229t, and the opening and closing valves vb8 and vt8 are opened to supply the N 2 gas. Purge gas (N 2 gas) is supplied from the source 230n to the vaporizers 229b and 229t. The supply of the carrier gas and the supply of the purge gas are preferably performed prior to the supply of the cleaning liquid. The on-off valves vb7 and vt7 and the on-off valves vb8 and vt8 are always kept open regardless of the vaporizing operation and the cleaning operation in the vaporizers 229b and 229t, and the carrier gas and the purge gas are always in the vaporizer 229b. , 229t. The details of the cleaning method will be described later.

<第1原料ガスを用いたALD工程(S6)>
続いて、真空ポンプ264を作動させたまま、開閉バルブvs4,vs5を閉じ、開閉バルブvs3を開けて、処理室201内への第1原料ガスの供給を開始する(Sr)。第
1原料ガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のウェハ200上に均一に供給されて、ウェハ200表面に第1原料ガスのガス分子が吸着する。余剰な第1原料ガスは、排気ダクト259内を流れ、排気口260へと排気される。なお、処理室201内への第1原料ガスの供給時には、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t、オゾンガス供給管213o内への第1原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室201内における第1原料ガスの拡散を促すように、開閉バルブvb4,vt4,vo4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておくことが好ましい。
<ALD process using first source gas (S6)>
Subsequently, the open / close valves vs4 and vs5 are closed and the open / close valve vs3 is opened while the vacuum pump 264 is operated, and the supply of the first source gas into the processing chamber 201 is started (Sr). The first source gas is dispersed by the shower head 240 and uniformly supplied onto the wafer 200 in the processing chamber 201, and the gas molecules of the first source gas are adsorbed on the surface of the wafer 200. Excess first source gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260. Note that when the first source gas is supplied into the processing chamber 201, the first source gas is prevented from entering the second source gas supply pipe 213b, the third source gas supply pipe 213t, and the ozone gas supply pipe 213o. In addition, it is preferable that the open / close valves vb4, vt4, and vo4 are kept open so that Ar gas is allowed to constantly flow into the processing chamber 201 so as to promote diffusion of the first source gas in the processing chamber 201.

開閉バルブvs3を開け、第1原料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vs3を閉じ、開閉バルブvs4,vs5を開けて、処理室201内への第1原料ガスの供給を停止する。また、同時に、開閉バルブvs1を閉めて、気化器229sへの第1液体原料の供給も停止する。なお、開閉バルブvs7、開閉バルブvs8は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器229sへの供給は継続させる。   After a predetermined time has elapsed after opening the on-off valve vs3 and starting the supply of the first source gas, the on-off valve vs3 is closed and the on-off valves vs4 and vs5 are opened to supply the first source gas into the processing chamber 201. To stop. At the same time, the on-off valve vs1 is closed, and the supply of the first liquid raw material to the vaporizer 229s is also stopped. The open / close valve vs7 and open / close valve vs8 are kept open without being closed, and the supply of the carrier gas and the purge gas to the vaporizer 229s is continued.

ここで、開閉バルブvs3を閉め、第1原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておく。これにより、処理室201内に残留している第1原料ガスを除去し、処理室201内をArガスによりパージする(PS1)。   Here, after the on-off valve vs3 is closed and the supply of the first source gas is stopped, the on-off valves vs4, vb4, vt4, and vo4 are kept open, and the Ar gas is always allowed to flow into the processing chamber 201. Thus, the first source gas remaining in the processing chamber 201 is removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with Ar gas (PS1).

また、開閉バルブvs1を閉め、第1液体原料の供給を停止した後は、気化器229s内の洗浄を開始する(PS1〜)。すなわち、洗浄液圧送ガス供給管237eから圧送ガスを供給するとともに、開閉バルブvs1を閉じたまま、開閉バルブvs2を開け、気化器229sの液体原料流路内に対して洗浄液を供給して、気化器の液体原料流路内を洗浄する。このとき開閉バルブvs1,vs3は閉、開閉バルブvs2,vs5は開とされるので、液体原料流路内に供給された洗浄液は、液体原料流路内を洗浄した後、気化室51s内へ供給されて気化される。このとき、液体原料流路内に残留していた第1液体原料及び溶媒も一緒に気化室51s内へ供給されて気化される。そして、気化された洗浄液、第1液体原料、及び溶媒は、第1原料ガス供給管213sを通り、処理室201内へ供給されることなく、ベント管215sより処理室201をバイパスして排気される。このときも、開閉バルブvs7、開閉バルブvs8は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器229sへの供給は継続させる。なお、気化器229sの洗浄は、例えば、次回の気化器229sへの第1液体原料の供給開始時まで(S9のTiまで)継続させる。   In addition, after closing the opening / closing valve vs1 and stopping the supply of the first liquid raw material, cleaning of the vaporizer 229s is started (PS1 to PS1). That is, while supplying the pressurized gas from the cleaning liquid pressurized gas supply pipe 237e, the open / close valve vs2 is opened while the open / close valve vs1 is closed, and the cleaning liquid is supplied into the liquid raw material flow path of the vaporizer 229s. The inside of the liquid source flow path is cleaned. At this time, the on-off valves vs1 and vs3 are closed and the on-off valves vs2 and vs5 are opened, so that the cleaning liquid supplied in the liquid source channel is supplied into the vaporization chamber 51s after cleaning the liquid source channel. Being vaporized. At this time, the first liquid source and the solvent remaining in the liquid source channel are also supplied into the vaporizing chamber 51s and vaporized. The vaporized cleaning liquid, the first liquid source, and the solvent are exhausted from the vent pipe 215s by bypassing the processing chamber 201 without being supplied into the processing chamber 201 through the first source gas supply pipe 213s. The Also at this time, the opening / closing valve vs7 and the opening / closing valve vs8 are kept open without being closed, and the supply of the carrier gas and the purge gas to the vaporizer 229s is continued. The cleaning of the vaporizer 229s is continued, for example, until the next supply of the first liquid raw material to the vaporizer 229s (until Ti in S9).

処理室201内のパージが完了したら、開閉バルブvo4,vo5を閉じ、開閉バルブvo3を開けて、処理室201内へのオゾンガスの供給を開始する(OxS)。オゾンガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のウェハ200上に均一に供給され、ウェハ200表面に吸着している第1原料ガスのガス分子と反応して、ウェハ200上にSr元素を含む薄膜としてSrO膜を生成する。余剰なオゾンガスや反応副生成物は、排気ダクト259内を流れ、排気口260へと排気される。なお、処理室201内へのオゾンガスの供給時には、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t内へのオゾンガスの侵入を防止するように、また、処理室201内におけるオゾンガスの拡散を促すように、開閉バルブvs4,vb4,vt4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておくことが好ましい。   When the purge in the processing chamber 201 is completed, the opening / closing valves vo4, vo5 are closed, the opening / closing valve vo3 is opened, and supply of ozone gas into the processing chamber 201 is started (OxS). The ozone gas is dispersed by the shower head 240 and uniformly supplied onto the wafer 200 in the processing chamber 201, reacts with the gas molecules of the first source gas adsorbed on the surface of the wafer 200, and forms Sr element on the wafer 200. An SrO film is produced as a thin film containing Excess ozone gas and reaction byproducts flow through the exhaust duct 259 and are exhausted to the exhaust port 260. In addition, when supplying ozone gas into the processing chamber 201, in order to prevent ozone gas from entering the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the third source gas supply pipe 213t, It is preferable to keep the open / close valves vs4, vb4, and vt4 open so that the ozone gas is diffused in the processing chamber 201 and to keep Ar gas flowing in the processing chamber 201 at all times.

開閉バルブvo3を開け、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vo3を閉じ、開閉バルブvo4,vo5を開けて、処理室201内へのオゾンガスの供給を停止する。   After a predetermined time has elapsed after opening the opening / closing valve vo3 and starting the supply of ozone gas, the opening / closing valve vo3 is closed and the opening / closing valves vo4, vo5 are opened to stop the supply of ozone gas into the processing chamber 201.

開閉バルブvo3を閉め、オゾンガスの供給を停止した後は、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておく。これにより、処理室201内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去し、処理室201内をArガスによりパージする(PS2)。   After the opening / closing valve vo3 is closed and the supply of ozone gas is stopped, the opening / closing valves vs4, vb4, vt4, vo4 are kept open, and Ar gas is always allowed to flow into the processing chamber 201. As a result, ozone gas and reaction byproducts remaining in the processing chamber 201 are removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with Ar gas (PS2).

なお、第1原料ガスを用いたALD工程(S6)においては、第3液体原料(Ti元素を含む有機金属液体原料)を気化させた原料ガス(以下、第3原料ガスという)を予め生成(予備気化)させておく(PS1〜)。すなわち、開閉バルブvt7、開閉バルブvt8を開いたままとし、キャリアガスとパージガスの気化器229tへの供給を継続した状態で、開閉バルブvt2を閉じ、開閉バルブvt1を開けるとともに、第3圧送ガス供給管237tから圧送ガスを供給して、第3液体原料供給源220tから気化器229tへと第3液体原料を供給して、気化器229tにて第3液体原料を気化させて、第3原料ガスを生成させておく。第1原料ガスを用いたALD工程(S6)では、真空ポンプ264を作動させつつ、開閉バルブvt3を閉めたまま、開閉バルブvt5を開けることにより、第3原料ガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスして排気しておく。このように、第3原料ガスを予め生成させておき、後述の第3原料ガスを用いたALD工程(S7)において開閉バルブvt3,vt5の開閉を切り替えることで、第3原料ガスの流路を切り替える。これにより、第3原料ガスを用いたALD工程(S7)において処理室201内への第3原料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。   In the ALD process (S6) using the first source gas, a source gas (hereinafter referred to as a third source gas) obtained by vaporizing the third liquid source (organometallic liquid source containing Ti element) is generated in advance ( Pre-vaporization) (PS1). That is, with the on-off valve vt7 and the on-off valve vt8 kept open, the supply of the carrier gas and the purge gas to the vaporizer 229t is continued, the on-off valve vt2 is closed, the on-off valve vt1 is opened, and the third pressurized gas supply A pressurized gas is supplied from the tube 237t, a third liquid source is supplied from the third liquid source supply source 220t to the vaporizer 229t, and the third liquid source is vaporized by the vaporizer 229t. Is generated. In the ALD process (S6) using the first source gas, the third source gas is supplied into the processing chamber 201 by opening the on-off valve vt5 while operating the vacuum pump 264 and keeping the on-off valve vt3 closed. The process chamber 201 is bypassed and exhausted. In this way, the third source gas is generated in advance, and the opening and closing of the open / close valves vt3 and vt5 is switched in the ALD step (S7) using the third source gas, which will be described later. Switch. Thereby, in the ALD process (S7) using the third source gas, stable supply of the third source gas into the processing chamber 201 can be started or stopped quickly, which is preferable.

<第3原料ガスを用いたALD工程(S7)>
続いて、真空ポンプ264を作動させたまま、開閉バルブvt4,vt5を閉じ、開閉バルブvt3を開けて、処理室201内への第3原料ガスの供給を開始する(Ti)。第3原料ガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のウェハ200上に均一に供給されて、ウェハ200表面に第3原料ガスのガス分子が吸着する。余剰な第3原料ガスは、排気ダクト259内を流れ、排気口260へと排気される。なお、処理室201内への第3原料ガスの供給時には、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、オゾンガス供給管213o内への第3原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室201内における第3原料ガスの拡散を促すように、開閉バルブvs4,vb4,vo4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておくことが好ましい。
<ALD process using third source gas (S7)>
Subsequently, the open / close valves vt4 and vt5 are closed and the open / close valve vt3 is opened while the vacuum pump 264 is operated, and supply of the third source gas into the processing chamber 201 is started (Ti). The third source gas is dispersed by the shower head 240 and uniformly supplied onto the wafer 200 in the processing chamber 201, and the gas molecules of the third source gas are adsorbed on the surface of the wafer 200. Excess third source gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260. When the third source gas is supplied into the processing chamber 201, the third source gas is prevented from entering the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the ozone gas supply pipe 213o. Further, it is preferable that the open / close valves vs4, vb4, and vo4 are kept open so that Ar gas flows constantly in the processing chamber 201 so as to promote diffusion of the third source gas in the processing chamber 201.

開閉バルブvt3を開け、第3原料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vt3を閉じ、開閉バルブvt4,vt5を開けて、処理室201内への第3原料ガスの供給を停止する。また、同時に、開閉バルブvt1を閉めて、気化器229tへの第3液体原料の供給も停止する。なお、開閉バルブvt7、開閉バルブvt8は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器229tへの供給は継続させる。   After a predetermined time has elapsed after opening the on-off valve vt3 and starting the supply of the third source gas, the on-off valve vt3 is closed and the on-off valves vt4, vt5 are opened to supply the third source gas into the processing chamber 201. To stop. At the same time, the on-off valve vt1 is closed, and the supply of the third liquid material to the vaporizer 229t is also stopped. The open / close valve vt7 and open / close valve vt8 are opened without being closed, and the supply of the carrier gas and the purge gas to the vaporizer 229t is continued.

ここで、開閉バルブvt3を閉め、第3原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておく。これにより、処理室201内に残留している第3原料ガスを除去し、処理室201内をArガスによりパージする(PT1)。   Here, after the on-off valve vt3 is closed and the supply of the third source gas is stopped, the on-off valves vs4, vb4, vt4, and vo4 are kept open, and the Ar gas is always allowed to flow into the processing chamber 201. Thereby, the third source gas remaining in the processing chamber 201 is removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with Ar gas (PT1).

また、開閉バルブvt1を閉め、第3液体原料の供給を停止した後は、気化器229t内の洗浄を開始する(PT1〜)。すなわち、洗浄液圧送ガス供給管237eから圧送ガスを供給するとともに、開閉バルブvt1を閉じたまま、開閉バルブvt2を開け、気化器229tの液体原料流路内に洗浄液を供給して、液体原料流路内を洗浄する。このとき
開閉バルブvt1,vt3は閉、開閉バルブvt2,vt5は開とされるので、液体原料流路内に供給された洗浄液は、液体原料流路内を洗浄した後、気化室51t内へ供給されて気化される。このとき、液体原料流路内に残留していた第3液体原料及び溶媒も一緒に気化室51t内へ供給されて気化される。そして、気化された洗浄液、第3液体原料、及び溶媒は、第3原料ガス供給管213tを通り、処理室201内へ供給されることなく、ベント管215tより処理室201をバイパスして排気される。このときも、開閉バルブvt7、開閉バルブvt8は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器229tへの供給は継続させる。なお、気化器229tの洗浄は、例えば、次回の気化器229tへの第3液体原料の供給開始時まで(S8のBaまで)継続させる。
In addition, after closing the opening / closing valve vt1 and stopping the supply of the third liquid raw material, cleaning of the vaporizer 229t is started (PT1). That is, while supplying the pressurized gas from the cleaning liquid pressurized gas supply pipe 237e, the open / close valve vt2 is opened while the open / close valve vt1 is closed, and the cleaning liquid is supplied into the liquid raw material flow path of the vaporizer 229t. Clean inside. At this time, the on-off valves vt1 and vt3 are closed and the on-off valves vt2 and vt5 are opened, so that the cleaning liquid supplied into the liquid source channel is supplied into the vaporization chamber 51t after cleaning the liquid source channel. Being vaporized. At this time, the third liquid source and the solvent remaining in the liquid source channel are also supplied into the vaporizing chamber 51t and vaporized. Then, the vaporized cleaning liquid, the third liquid source, and the solvent are exhausted from the vent pipe 215t by bypassing the processing chamber 201 without being supplied into the processing chamber 201 through the third source gas supply pipe 213t. The Also at this time, the on-off valve vt7 and the on-off valve vt8 are kept open without being closed, and the supply of the carrier gas and the purge gas to the vaporizer 229t is continued. The cleaning of the vaporizer 229t is continued, for example, until the next supply of the third liquid material to the vaporizer 229t is started (until Ba in S8).

処理室201内のパージが完了したら、開閉バルブvo4,vo5を閉じ、開閉バルブvo3を開けて、処理室201内へのオゾンガスの供給を開始する(OxT)。オゾンガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のウェハ200上に均一に供給され、ウェハ200表面に吸着している第3原料ガスのガス分子と反応して、ウェハ200上にTi元素を含む薄膜としてTiO膜を生成する。余剰なオゾンガスや反応副生成物は、排気ダクト259内を流れ、排気口260へと排気される。なお、処理室201内へのオゾンガスの供給時には、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t内へのオゾンガスの侵入を防止するように、また、処理室201内におけるオゾンガスの拡散を促すように、開閉バルブvs4,vb4,vt4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておくことが好ましい。 When the purge in the processing chamber 201 is completed, the opening / closing valves vo4, vo5 are closed, the opening / closing valve vo3 is opened, and supply of ozone gas into the processing chamber 201 is started (OxT). The ozone gas is dispersed by the shower head 240, is uniformly supplied onto the wafer 200 in the processing chamber 201, reacts with gas molecules of the third source gas adsorbed on the surface of the wafer 200, and Ti element is formed on the wafer 200. A TiO 2 film is produced as a thin film containing Excess ozone gas and reaction byproducts flow through the exhaust duct 259 and are exhausted to the exhaust port 260. When supplying ozone gas into the processing chamber 201, in order to prevent ozone gas from entering the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the third source gas supply pipe 213t, It is preferable to keep the open / close valves vs4, vb4, and vt4 open so that the ozone gas is diffused in the processing chamber 201 and to keep Ar gas flowing in the processing chamber 201 at all times.

開閉バルブvo3を開け、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vo3を閉じ、開閉バルブvo4,vo5を開けて、処理室201内へのオゾンガスの供給を停止する。   After a predetermined time has elapsed after opening the opening / closing valve vo3 and starting the supply of ozone gas, the opening / closing valve vo3 is closed and the opening / closing valves vo4, vo5 are opened to stop the supply of ozone gas into the processing chamber 201.

開閉バルブvo3を閉め、オゾンガスの供給を停止した後は、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておく。これにより、処理室201内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去し、処理室201内をArガスによりパージする(PT2)。   After the opening / closing valve vo3 is closed and the supply of ozone gas is stopped, the opening / closing valves vs4, vb4, vt4, vo4 are kept open, and Ar gas is always allowed to flow into the processing chamber 201. Thereby, ozone gas and reaction by-products remaining in the processing chamber 201 are removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with Ar gas (PT2).

なお、第3原料ガスを用いたALD工程(S7)においては、第2液体原料(Ba元素を含む有機金属液体原料)を気化させた原料ガス(以下、第2原料ガスという)を予め生成(予備気化)させておく(PT1〜)。すなわち、開閉バルブvb7、開閉バルブvb8を開いたままとし、キャリアガスとパージガスの気化器229bへの供給を継続した状態で、開閉バルブvb2を閉じ、開閉バルブvb1を開けるとともに、第2圧送ガス供給管237bから圧送ガスを供給して、第2液体原料供給源220bから気化器229bへと第2液体原料を供給させ、気化器229b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。第3原料ガスを用いたALD工程(S7)では、真空ポンプ264を作動させつつ、開閉バルブvb3を閉めたまま、開閉バルブvb5を開けることにより、第2原料ガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスして排気しておく。このように、第2原料ガスを予め生成させておき、後述の第2原料ガスを用いたALD工程(S8)において開閉バルブvb3,vb5の開閉を切り替えることにより、第2原料ガスの流路を切り替える。これにより、第2原料ガスを用いたALD工程(S8)において処理室201内への第2原料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。   In the ALD process (S7) using the third source gas, a source gas (hereinafter referred to as a second source gas) obtained by vaporizing the second liquid source (organic metal liquid source containing Ba element) is generated in advance ( Pre-vaporization) (PT1-). That is, with the opening / closing valve vb7 and the opening / closing valve vb8 kept open, the supply of the carrier gas and the purge gas to the vaporizer 229b is continued, the opening / closing valve vb2 is closed, the opening / closing valve vb1 is opened, and the second pressure gas supply The pumping gas is supplied from the tube 237b, the second liquid source is supplied from the second liquid source supply source 220b to the vaporizer 229b, the second liquid source is vaporized by the vaporizer 229b, and the second source gas is supplied. Let it be generated. In the ALD process (S7) using the third source gas, the second source gas is supplied into the processing chamber 201 by opening the on-off valve vb5 while operating the vacuum pump 264 and keeping the on-off valve vb3 closed. The process chamber 201 is bypassed and exhausted. In this way, the second source gas is generated in advance, and the opening and closing of the on-off valves vb3 and vb5 is switched in the ALD step (S8) using the second source gas, which will be described later. Switch. Thereby, in the ALD process (S8) using the second source gas, stable supply of the second source gas into the processing chamber 201 can be started or stopped quickly, which is preferable.

<第2原料ガスを用いたALD工程(S8)>
続いて、真空ポンプ264を作動させたまま、開閉バルブvb4,vb5を閉じ、開閉バルブvb3を開けて、処理室201内への第2原料ガスの供給を開始する(Ba)。第2原料ガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のウェハ200上
に均一に供給されて、ウェハ200表面に第2原料ガスのガス分子が吸着する。余剰な第2原料ガスは、排気ダクト259内を流れ、排気口260へと排気される。なお、処理室201内への第2原料ガスの供給時には、第1原料ガス供給管213s、第3原料ガス供給管213t、オゾンガス供給管213oへの第2原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室201内における第2原料ガスの拡散を促すように、開閉バルブvs4,vt4,vo4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておくことが好ましい。
<ALD process using second source gas (S8)>
Subsequently, the open / close valves vb4 and vb5 are closed and the open / close valve vb3 is opened while the vacuum pump 264 is operated, and supply of the second source gas into the processing chamber 201 is started (Ba). The second source gas is dispersed by the shower head 240 and uniformly supplied onto the wafer 200 in the processing chamber 201, and the gas molecules of the second source gas are adsorbed on the surface of the wafer 200. Excess second source gas flows in the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260. When the second source gas is supplied into the processing chamber 201, the second source gas is prevented from entering the first source gas supply pipe 213s, the third source gas supply pipe 213t, and the ozone gas supply pipe 213o. Further, it is preferable to keep the open / close valves vs4, vt4, and vo4 open and to keep Ar gas flowing in the processing chamber 201 so as to promote diffusion of the second source gas in the processing chamber 201.

開閉バルブvb3を開け、第2原料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vb3を閉じ、開閉バルブvb4,vb5を開けて、処理室201内への第2原料ガスの供給を停止する。また、同時に、開閉バルブvb1を閉めて、気化器229bへの第2液体原料の供給も停止する。なお、開閉バルブvb7、開閉バルブvb8は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器229bへの供給は継続させる。   After a predetermined time has elapsed after opening the on-off valve vb3 and starting the supply of the second source gas, the on-off valve vb3 is closed and the on-off valves vb4, vb5 are opened to supply the second source gas into the processing chamber 201. To stop. At the same time, the on-off valve vb1 is closed and the supply of the second liquid material to the vaporizer 229b is also stopped. The opening / closing valve vb7 and the opening / closing valve vb8 are opened without being closed, and the supply of the carrier gas and the purge gas to the vaporizer 229b is continued.

ここで、開閉バルブvb3を閉め、第2原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておく。これにより、処理室201内に残留している第2原料ガスを除去し、処理室201内をArガスによりパージする(PB1)。   Here, after the on-off valve vb3 is closed and the supply of the second source gas is stopped, the on-off valves vs4, vb4, vt4, and vo4 are kept open, and Ar gas is always allowed to flow into the processing chamber 201. As a result, the second source gas remaining in the processing chamber 201 is removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with Ar gas (PB1).

また、開閉バルブvb1を閉め、第2液体原料の供給を停止した後は、気化器229b内の洗浄を開始する(PB1〜)。すなわち、洗浄液圧送ガス供給管237eから圧送ガスを供給するとともに、開閉バルブvb1を閉じたまま、開閉バルブvb2を開け、気化器229bの液体原料流路内に洗浄液を供給して、液体原料流路内を洗浄する。このとき開閉バルブvb1,vb3は閉、開閉バルブvb2,vb5は開とされるので、液体原料流路内に供給された洗浄液は、液体原料流路内を洗浄した後、気化室51b内へ供給されて気化される。このとき、液体原料流路内に残留していた第2液体原料及び溶媒も一緒に気化室51b内へ供給されて気化される。そして、気化された洗浄液、第2液体原料、及び溶媒は、第2原料ガス供給管213bを通り、処理室201内へ供給されることなく、ベント管215bより処理室201をバイパスして排気される。このときも、開閉バルブvb7、開閉バルブvb8は、閉じることなく開いた状態とし、キャリアガスとパージガスの気化器229bへの供給は継続させる。なお、気化器229bの洗浄は、例えば、次回の気化器229bへの第2液体原料の供給開始時まで(次回のS7のTiまで)継続させる。   Moreover, after closing the opening / closing valve vb1 and stopping the supply of the second liquid raw material, cleaning of the vaporizer 229b is started (PB1). That is, while supplying the pressurized gas from the cleaning liquid pressurized gas supply pipe 237e, the open / close valve vb2 is opened while the open / close valve vb1 is closed, and the cleaning liquid is supplied into the liquid raw material flow path of the vaporizer 229b. Clean inside. At this time, the on-off valves vb1 and vb3 are closed and the on-off valves vb2 and vb5 are opened, so that the cleaning liquid supplied into the liquid source channel is supplied into the vaporization chamber 51b after cleaning the liquid source channel. Being vaporized. At this time, the second liquid raw material and the solvent remaining in the liquid raw material flow path are also supplied into the vaporizing chamber 51b and vaporized. Then, the vaporized cleaning liquid, the second liquid raw material, and the solvent are exhausted from the vent pipe 215b by bypassing the processing chamber 201 without being supplied into the processing chamber 201 through the second raw material gas supply pipe 213b. The Also at this time, the opening / closing valve vb7 and the opening / closing valve vb8 are kept open without being closed, and the supply of the carrier gas and the purge gas to the vaporizer 229b is continued. The cleaning of the vaporizer 229b is continued, for example, until the next supply of the second liquid raw material to the vaporizer 229b is started (until the next Ti in S7).

処理室201内のパージが完了したら、開閉バルブvo4,vo5を閉じ、開閉バルブvo3を開けて、処理室201内へのオゾンガスの供給を開始する(OxB)。オゾンガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のウェハ200上に均一に供給され、ウェハ200表面に吸着している第2原料ガスのガス分子と反応して、ウェハ200上にBa元素を含む薄膜としてBaO膜を生成する。余剰なオゾンガスや反応副生成物は、排気ダクト259内を流れ、排気口260へと排気される。なお、処理室201内へのオゾンガスの供給時には、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、第3原料ガス供給管213t内へのオゾンガスの侵入を防止するように、また、処理室201内におけるオゾンガスの拡散を促すように、開閉バルブvs4,vb4,vt4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておくことが好ましい。   When the purge in the processing chamber 201 is completed, the opening / closing valves vo4, vo5 are closed, the opening / closing valve vo3 is opened, and supply of ozone gas into the processing chamber 201 is started (OxB). The ozone gas is dispersed by the shower head 240, is uniformly supplied onto the wafer 200 in the processing chamber 201, reacts with the gas molecules of the second source gas adsorbed on the surface of the wafer 200, and Ba element is formed on the wafer 200. BaO film is formed as a thin film containing Excess ozone gas and reaction byproducts flow through the exhaust duct 259 and are exhausted to the exhaust port 260. In addition, when supplying ozone gas into the processing chamber 201, in order to prevent ozone gas from entering the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the third source gas supply pipe 213t, It is preferable to keep the open / close valves vs4, vb4, and vt4 open so that the ozone gas is diffused in the processing chamber 201 and to keep Ar gas flowing in the processing chamber 201 at all times.

開閉バルブvo3を開け、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vo3を閉じ、開閉バルブvo4,vo5を開けて、処理室201内へのオゾンガスの供給を停止する。   After a predetermined time has elapsed after opening the opening / closing valve vo3 and starting the supply of ozone gas, the opening / closing valve vo3 is closed and the opening / closing valves vo4, vo5 are opened to stop the supply of ozone gas into the processing chamber 201.

開閉バルブvo3を閉め、オゾンガスの供給を停止した後は、開閉バルブvs4,vb4,vt4,vo4は開けたままとし、処理室201内にArガスを常に流しておく。これにより、処理室201内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去し、処理室201内をArガスによりパージする(PB2)。   After the opening / closing valve vo3 is closed and the supply of ozone gas is stopped, the opening / closing valves vs4, vb4, vt4, vo4 are kept open, and Ar gas is always allowed to flow into the processing chamber 201. As a result, ozone gas and reaction byproducts remaining in the processing chamber 201 are removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with Ar gas (PB2).

なお、第2原料ガスを用いたALD工程(S8)においては、第3液体原料(Ti元素を含む有機金属液体原料)を気化させた原料ガス(以下、第3原料ガスという)を予め生成(予備気化)させておく(PB1〜)。すなわち、開閉バルブvt7、開閉バルブvt8を開いたままとし、キャリアガスとパージガスの気化器229tへの供給を継続した状態で、開閉バルブvt2を閉じ、開閉バルブvt1を開けるとともに、第3圧送ガス供給管237tから圧送ガスを供給して、第3液体原料供給源220tから気化器229tへと第3液体原料を供給させ、気化器229tにて第3液体原料を気化させて、第3原料ガスを生成させておく。第2原料ガスを用いたALD工程(S8)では、真空ポンプ264を作動させつつ、開閉バルブvt3を閉めたまま、開閉バルブvt5を開けることにより、第3原料ガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスして排気しておく。このように、第3原料ガスを予め生成させておき、後述の第3原料ガスを用いたALD工程(S9)において開閉バルブvt3,vt5の開閉を切り替えることにより、第3原料ガスの流路を切り替える。これにより、第3原料ガスを用いたALD工程(S9)において処理室201内への第3原料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。   In the ALD process (S8) using the second source gas, a source gas (hereinafter referred to as a third source gas) obtained by vaporizing the third liquid source (organometallic liquid source containing Ti element) is generated in advance ( Pre-vaporization) (PB1 ~). That is, with the on-off valve vt7 and the on-off valve vt8 kept open, the supply of the carrier gas and the purge gas to the vaporizer 229t is continued, the on-off valve vt2 is closed, the on-off valve vt1 is opened, and the third pressurized gas supply A pressurized gas is supplied from the tube 237t, the third liquid source is supplied from the third liquid source supply source 220t to the vaporizer 229t, the third liquid source is vaporized by the vaporizer 229t, and the third source gas is supplied. Let it be generated. In the ALD process (S8) using the second source gas, the third source gas is supplied into the processing chamber 201 by opening the on-off valve vt5 while operating the vacuum pump 264 and keeping the on-off valve vt3 closed. The process chamber 201 is bypassed and exhausted. In this way, the third source gas is generated in advance, and the opening and closing of the open / close valves vt3 and vt5 is switched in the ALD step (S9) using the third source gas, which will be described later. Switch. Thereby, in the ALD process (S9) using the third source gas, stable supply of the third source gas into the processing chamber 201 can be started or stopped quickly, which is preferable.

<第3原料ガスを用いたALD工程(S9)>
続いて、上述した第3原料ガスを用いたALD工程(S7)と同様の工程を再度実施して、ウェハ200上にTi元素を含む薄膜としてTiO膜を生成する。
<ALD process using third source gas (S9)>
Subsequently, the same process as the ALD process (S7) using the third source gas described above is performed again to generate a TiO 2 film as a thin film containing Ti element on the wafer 200.

<繰り返し工程(S10)>
第3原料ガスを用いたALD工程(S9)の後、工程S6〜S9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、ウェハ200上に所望の膜厚のBST(チタン酸バリウムストロンチウム)薄膜、すなわち(Ba,Sr)TiO薄膜を形成する。
<Repetition step (S10)>
After the ALD step (S9) using the third source gas, steps S6 to S9 are defined as one cycle, and this cycle is repeated a predetermined number of times, whereby a BST (barium strontium titanate) thin film having a desired thickness is formed on the wafer 200. That is, a (Ba, Sr) TiO 3 thin film is formed.

<基板搬出工程(S11)>
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、所望膜厚の薄膜を形成した後のウェハ200を処理室201内から搬送室271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。
<Substrate unloading step (S11)>
Thereafter, the wafer 200 after forming a thin film with a desired film thickness is transferred from the processing chamber 201 to the transfer chamber 271 by a procedure reverse to the procedure shown in the substrate carry-in step (S1) and the substrate placement step (S2). The substrate processing step according to this embodiment is completed.

なお、薄膜形成工程をALD法により行う場合、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、各原料ガスを用いたALD工程(S6〜S9)において各原料ガスを供給する際には、原料ガスはウェハ200上に吸着する。また、オゾンガスを供給する際には、ウェハ200上に吸着している原料ガス分子とオゾンガスとが反応することにより、ウェハ200上に1原子層未満(1Å未満)程度の薄膜が形成される。なお、このとき、オゾンガスにより薄膜中に混入するC,H等の不純物を脱離させることが出来る。   Note that when the thin film forming process is performed by the ALD method, the processing temperature is controlled so as to be a temperature range in which the source gas is not self-decomposed. In this case, when supplying each source gas in the ALD process (S 6 to S 9) using each source gas, the source gas is adsorbed onto the wafer 200. Further, when ozone gas is supplied, the raw material gas molecules adsorbed on the wafer 200 react with the ozone gas, whereby a thin film of less than one atomic layer (less than 1 cm) is formed on the wafer 200. At this time, impurities such as C and H mixed in the thin film can be desorbed by ozone gas.

なお、本実施の形態におけるウェハ200の処理条件としては、例えば(Ba,Sr)TiOの薄膜を形成する場合、
処理温度:250〜450℃、
処理圧力:10〜200Pa、
第1液体原料(Sr(C1425(略称;Sr(METHD)) 0.1mol/L ECH希釈)供給流量:0.01〜0.5cc/min、
第2液体原料(Ba(C1425(略称;Ba(METHD)) 0.1mol/L ECH希釈)供給流量:0.01〜0.5cc/min、
第3液体原料(Ti(C11)(C1119(略称;Ti(MPD)(THD)) 0.1mol/L ECH希釈)供給流量:0.01〜0.5cc/min、
反応物(オゾンガス)供給流量:500〜2000sccm(オゾン濃度20〜200g/Nm)、
洗浄液(ECH)供給流量:0.05〜0.5cc/min、
気化器の高温部材温度:100〜350℃、
気化器の低温部材温度:20〜250℃、
気化室内圧力:数〜10Torr、
が例示される。なお、本実施形態では、各液体原料を希釈する溶媒、および洗浄液として、同一の物質(ECH)を用いている。
As a processing condition of the wafer 200 in the present embodiment, for example, when forming a thin film of (Ba, Sr) TiO 3 ,
Processing temperature: 250-450 ° C.
Processing pressure: 10 to 200 Pa,
First liquid raw material (Sr (C 14 O 4 H 25 ) 2 (abbreviation; Sr (METHD) 2 ) 0.1 mol / L ECH dilution) supply flow rate: 0.01 to 0.5 cc / min,
Second liquid raw material (Ba (C 14 O 4 H 25 ) 2 (abbreviation: Ba (METHD) 2 ) 0.1 mol / L ECH dilution) Supply flow rate: 0.01 to 0.5 cc / min,
Third liquid raw material (Ti (C 6 O 2 H 11 ) (C 11 O 2 H 19 ) 2 (abbreviation: Ti (MPD) (THD) 2 ) 0.1 mol / L ECH dilution) Supply flow rate: 0.01 to 0.5cc / min,
Reactant (ozone gas) supply flow rate: 500 to 2000 sccm (ozone concentration 20 to 200 g / Nm 3 ),
Cleaning liquid (ECH) supply flow rate: 0.05 to 0.5 cc / min,
High temperature member temperature of vaporizer: 100-350 ° C.
Low temperature temperature of vaporizer: 20-250 ° C,
Vaporization chamber pressure: several to 10 Torr
Is exemplified. In the present embodiment, the same substance (ECH) is used as a solvent for diluting each liquid raw material and a cleaning liquid.

(3)第1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。
(3) Effect concerning 1st Embodiment According to this embodiment, there exists one or several effect shown below.

(a)本実施形態によれば、貫通孔44s,44b,44tの内壁面の複数箇所に、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分に接触する複数の突起部45s,45b,45tを設けることとしている。複数の突起部45s,45b,45tは、互いに等間隔になるように設けられている。そして、噴霧ノズル31s,31b,31tとノズルカバー41s,41b,41tとを、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの側面(テーパ面)と、ノズルカバー41s,41b,41tの複数の突起部45s,45b,45tとが互いに接触するように(互いに押し当てられるように)組み合わせる(嵌め合わせる)ことで、キャリアガス噴出部43s,43b,43tを構成することとしている。 (A) According to the present embodiment, a plurality of protrusions 45s, 45b, and 45t that contact the tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are provided at a plurality of locations on the inner wall surfaces of the through holes 44s, 44b, and 44t. It is said. The plurality of protrusions 45s, 45b, 45t are provided at equal intervals. The spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the nozzle covers 41s, 41b, and 41t are connected to the side surfaces (tapered surfaces) of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and the nozzle covers 41s, 41b, The carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are configured by combining (fitting) the plurality of projection portions 45s, 45b, and 45t of 41t so as to come into contact with each other (to be pressed against each other).

このように構成されることで、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tと貫通孔44s,44b,44tとの相対位置が、最先端部34s,34b,34tの側面(テーパ面)の外径や角度、貫通孔44s,44b,44tの内径、複数の突起部45s,45b,45tの高さ、間隔等に応じて一意に定まることとなる。そして、噴霧ノズル31s,31b,31tと、ノズルカバー41s,41b,41tとを組み合わせる(嵌め合わせる)度に、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの側面と、貫通孔44s,44b,44tとを、再現性よく同心円状に構成することが可能となる。すなわち、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの側面(テーパ面)と貫通孔44s,44b,44tの上部内壁面との距離を、再現性よく全周に渡って均等とすることが可能となる。また、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口37s,37b,37tを、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの中心に、再現性よく配置させることが可能となる。すなわち、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口37s,37b,37tとキャリアガス噴出部43s,43b,43tとの間の距離を、キャリアガス噴出部43s,43b,43t全周に渡り再現性よく均等に構成することが可能となる。そして、キャリアガス噴出部43s,43b,43tを通って気化室51s,51b,51t内に供給されるパージガス(二段目キャリアガス)の流量を、キャリアガス噴出口全周に渡って均等とすることが可能となる。また、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口から噴霧される原料に混合(衝突)するパージガス(キャリアガス)の量を、キャリアガス噴出部43s,43b,43t全周に渡り均等とすることが可能となる。その結果、原料の粒径をより小さくする上述の効果を、キャリアガス噴出口全周に渡って十分かつ均等に発揮させることが可能となる。そして、原料(液滴)の気化を促進させ、パーティクルの発生や噴霧口37s,37b,37t付近の詰まりを抑制することが可能となる。   With this configuration, the relative positions of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the through holes 44s, 44b, and 44t are set to the side surfaces of the most distal portions 34s, 34b, and 34t ( It is uniquely determined according to the outer diameter and angle of the tapered surface), the inner diameters of the through holes 44s, 44b, and 44t, the heights and intervals of the plurality of protrusions 45s, 45b, and 45t. Each time the spray nozzles 31s, 31b, 31t and the nozzle covers 41s, 41b, 41t are combined (fitted together), the side surfaces of the most distal portions 34s, 34b, 34t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t, and the through holes 44s, 44b, and 44t can be configured concentrically with good reproducibility. That is, the distances between the side surfaces (tapered surfaces) of the most distal portions 34s, 34b, 34t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t and the upper inner wall surfaces of the through holes 44s, 44b, 44t are evenly distributed over the entire circumference. It becomes possible. Further, the spray ports 37s, 37b, and 37t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t can be arranged with high reproducibility in the center of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t. That is, the distance between the spray ports 37s, 37b, and 37t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the carrier gas ejection parts 43s, 43b, and 43t is reproducible over the entire circumference of the carrier gas ejection parts 43s, 43b, and 43t. It becomes possible to configure evenly. Then, the flow rate of the purge gas (second stage carrier gas) supplied into the vaporization chambers 51 s, 51 b, 51 t through the carrier gas ejection portions 43 s, 43 b, 43 t is made uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection port. It becomes possible. Further, the amount of the purge gas (carrier gas) mixed (collised) with the raw material sprayed from the spray ports of the spray nozzles 31s, 31b, 31t may be made uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, 43t. It becomes possible. As a result, the above-described effect of reducing the particle size of the raw material can be sufficiently and evenly exhibited over the entire circumference of the carrier gas ejection port. Then, the vaporization of the raw material (droplets) can be promoted, and the generation of particles and the clogging around the spray ports 37s, 37b, 37t can be suppressed.

参考までに、従来の気化器529の構成について、図12〜図14を参照しながら説明する。図12は、従来の気化器529の概略構成図である。図13は、従来の気化器529の噴霧ノズル531の噴霧口537周辺の部分拡大図である。図14は、図12の符号Bで示す方向から見た矢視図であり、(a)は噴霧ノズル531が中心にある状態を、(b)は噴霧ノズル531が中心から偏った位置にある状態をそれぞれ示している。図12、図13に示すように、従来の気化器529では、貫通孔544の内壁面には、噴霧ノズル531の先端部分に接触する突起部が設けられていない。そのため、噴霧ノズル531とノズルカバー541とを嵌め合わせてキャリアガス噴出部543を構成しようとした場合、図14(b)に示すように、貫通孔544に対する噴霧ノズル531の先端部533や最先端部534の相対位置が一意に定まらず、嵌め合い公差によって偏ってしまう場合があった。その結果、キャリアガス噴出部543から供給されるパージガス(キャリアガス)の流量が、キャリアガス噴出部543全周に渡って均一ではなくなってしまい(流量に偏差が生じてしまい)、原料の粒径をより小さくする上述の効果がキャリアガス噴出部543全周に渡って漏れなく発揮されなくなってしまう。そして、粒径の大きな原料(液滴)が噴霧されてしまい、原料の気化不良が生じ、気化不良に起因するパーティクルが発生したり、噴霧口537付近の詰まりが発生したりする場合があった。   For reference, the configuration of the conventional vaporizer 529 will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a conventional vaporizer 529. FIG. 13 is a partially enlarged view around the spray port 537 of the spray nozzle 531 of the conventional vaporizer 529. FIG. 14 is a view as seen from the direction indicated by the symbol B in FIG. 12, where (a) shows a state where the spray nozzle 531 is at the center, and (b) shows a position where the spray nozzle 531 is deviated from the center. Each state is shown. As shown in FIGS. 12 and 13, in the conventional vaporizer 529, the inner wall surface of the through hole 544 is not provided with a protrusion that contacts the tip portion of the spray nozzle 531. Therefore, when the carrier nozzle 543 is configured by fitting the spray nozzle 531 and the nozzle cover 541 together, as shown in FIG. 14B, the tip 533 of the spray nozzle 531 with respect to the through-hole 544 and the most advanced In some cases, the relative position of the portion 534 is not uniquely determined and may be biased due to the fitting tolerance. As a result, the flow rate of the purge gas (carrier gas) supplied from the carrier gas ejection portion 543 is not uniform over the entire circumference of the carrier gas ejection portion 543 (the flow rate varies), and the particle size of the raw material The above-described effect of reducing the size of the carrier gas is not exhibited without leakage over the entire circumference of the carrier gas ejection portion 543. Then, raw materials (droplets) having a large particle size are sprayed, resulting in poor vaporization of the raw materials, generating particles due to poor vaporization, or clogging near the spraying port 537 in some cases. .

(b)本実施形態によれば、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの寸法を、最先端部34s,34b,34tの側面(テーパ面)の外径や角度、貫通孔44s,44b,44tの内径、複数の突起部45s,45b,45tの高さ、間隔等に応じて任意に調整可能である。そして、キャリアガス噴出部43s,43b,43tの寸法を調整することにより、キャリアガス噴出部43s,43b,43tから供給されるパージガス(二段目キャリアガス)の流量や流速を自在に調整可能である。 (B) According to the present embodiment, the dimensions of the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t are changed according to the outer diameter and angle of the side surfaces (taper surfaces) of the most distal end portions 34s, 34b, and 34t, the through holes 44s, 44b, and 44t. Can be arbitrarily adjusted according to the inner diameter, the height of the plurality of protrusions 45s, 45b, 45t, the interval, and the like. The flow rate and flow rate of the purge gas (second-stage carrier gas) supplied from the carrier gas ejection parts 43s, 43b, 43t can be freely adjusted by adjusting the dimensions of the carrier gas ejection parts 43s, 43b, 43t. is there.

(c)本実施形態によれば、気化器229s,229b,229tの高温部材と低温部材との間にパージガス流路42s,42b,42tを設け、このパージガス流路42s,42b,42tにパージガスを流通させているので、高温部材から、低温部材へ向かう熱を遮断することができる。 (C) According to the present embodiment, the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t are provided between the high temperature member and the low temperature member of the vaporizers 229s, 229b, 229t, and purge gas is supplied to the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t. Since it is made to distribute | circulate, the heat which goes to a low temperature member from a high temperature member can be interrupted | blocked.

(d)本実施形態によれば、気化器229s,229b,229tの噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分をノズルカバー41s,41b,41tで覆い、噴霧ノズル31s,31b,31tの周囲に設けられたパージガス流路42s,42b,42tにパージガスを流通させ、キャリアガス噴出部43s,43b,43tから気化管52s,52b,52t内に吐出するようにしているので、気化した原料の逆流による噴霧ノズル31s,31b,31tへの接触、および、それによる原料の再液化、原料の析出を防止することができる。なお、ノズルカバー41s,41b,41tにより、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの先端面に対応する部分以外の部分を完全に覆い、気化室51s,51b,51tに露出される噴霧ノズル31s,31b,31tの面積を最小限に抑えているので、パージガスによるパージ効果を有効に活用することができる。また、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tを気化管52s,52b,52t内に突出させないようにしているので、パージガスによるパージ効果を有効に活用することができる。 (D) According to the present embodiment, the tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, 31t of the vaporizers 229s, 229b, 229t are covered with the nozzle covers 41s, 41b, 41t, and are provided around the spray nozzles 31s, 31b, 31t. Since the purge gas is circulated through the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t and discharged from the carrier gas ejection portions 43s, 43b, and 43t into the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t, the vaporized raw material is sprayed by the back flow. Contact with the nozzles 31s, 31b, and 31t, re-liquefaction of the raw material, and precipitation of the raw material can be prevented. The nozzle covers 41s, 41b, and 41t completely cover portions other than the portions corresponding to the tip surfaces of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and fill the vaporizing chambers 51s, 51b, and 51t. Since the areas of the exposed spray nozzles 31s, 31b, and 31t are minimized, the purge effect by the purge gas can be effectively utilized. Further, since the most advanced portions 34s, 34b, 34t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t are not projected into the vaporization tubes 52s, 52b, 52t, the purge effect by the purge gas can be effectively utilized.

(e)本実施形態によれば、上述のパージガスによる熱遮断効果と噴霧ノズルのパージ効果により、噴霧ノズル31s,31b,31tの目詰まりを防ぐことができる。 (E) According to the present embodiment, clogging of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t can be prevented by the above-described heat blocking effect by the purge gas and the purge effect of the spray nozzle.

(f)本実施形態によれば、気化器229s,229b,229tにおいて、一段目キャリアガスとして作用するキャリアガスと、二段目キャリアガスとして作用するパージガスにより、液体原料の粒径を2段階で小さくして気化することにより、原料の粒径をより微
細にすることができ、気化不良を防ぎ、気化速度、気化効率を上げることができる。
(F) According to the present embodiment, in the vaporizers 229s, 229b, and 229t, the particle size of the liquid raw material is set in two stages by the carrier gas acting as the first stage carrier gas and the purge gas acting as the second stage carrier gas. By making it small and vaporizing, the particle size of the raw material can be made finer, vaporization failure can be prevented, and the vaporization speed and vaporization efficiency can be increased.

(g)本実施形態によれば、二段目キャリアガスとして作用するパージガスを流すキャリアガス噴出部43s,43b,43tは、キャリアガス噴出口に向かうにつれて絞られており、キャリアガス噴出口における流路が最も狭くなるようにしている。そのため、二段目キャリアガスとして作用するパージガスの流速を高めることができ、原料に与えるエネルギーを高めることができる。これにより、より効率的に原料の粒径を小さくすることができ、気化不良を防ぎ、気化速度、気化効率を上げることができる。 (G) According to the present embodiment, the carrier gas ejection portions 43s, 43b, 43t for flowing the purge gas acting as the second-stage carrier gas are throttled toward the carrier gas ejection port, and the flow at the carrier gas ejection port The road is the narrowest. Therefore, the flow rate of the purge gas acting as the second stage carrier gas can be increased, and the energy given to the raw material can be increased. Thereby, the particle size of a raw material can be reduced more efficiently, vaporization failure can be prevented, and the vaporization speed and vaporization efficiency can be increased.

(g)本実施形態によれば、気化器229s,229b,229tへの液体原料の供給停止時に気化器229s,229b,229tの液体原料流路内に液体原料を希釈する溶媒(ECH等)を供給して気化器229s,229b,229t内を洗浄しているので、液体原料流路内からの有機金属液体原料の除去が促進され、有機金属液体原料による液体原料流路内の閉塞が抑制される。なお、気化器229s,229b,229tの洗浄は、成膜中であって気化動作時以外の時に行うのでスループットに影響を与えることはない。また、洗浄に用いる溶媒の量は必要最小限としているので、溶媒を大量消費することもない。 (G) According to the present embodiment, the solvent (ECH or the like) that dilutes the liquid source into the liquid source flow path of the vaporizers 229s, 229b, 229t when the supply of the liquid source to the vaporizers 229s, 229b, 229t is stopped. Since the vaporizers 229s, 229b, and 229t are supplied and cleaned, the removal of the organometallic liquid source from the liquid source channel is promoted, and the blockage of the organometallic liquid source in the liquid source channel is suppressed. The Note that the cleaning of the vaporizers 229s, 229b, and 229t is performed during film formation and at a time other than the vaporization operation, so that the throughput is not affected. Further, since the amount of the solvent used for the cleaning is set to the minimum necessary, a large amount of the solvent is not consumed.

<本発明の他の実施態様>
上述の実施形態では、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、及び第3原料ガス供給管213t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213となり、一本化した原料ガス供給管213が、ガス導入口210に接続されているが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、第1原料ガス供給管213s、第2原料ガス供給管213b、及び第3原料ガス供給管213tの下流側端部が、シャワーヘッド240の上面(天井壁)にそれぞれ直接に接続されていても良い。
<Other embodiments of the present invention>
In the above-described embodiment, the downstream end portions of the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the third source gas supply pipe 213t are unified so as to merge, and the source gas supply pipe 213 is joined. Thus, the unified source gas supply pipe 213 is connected to the gas inlet 210, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, downstream end portions of the first source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the third source gas supply pipe 213t are directly connected to the upper surface (ceiling wall) of the shower head 240, respectively. Also good.

また、上述の実施形態では、オゾンガス供給管213oの下流側端部は、原料ガス供給管213に合流するように接続されているが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、オゾンガス供給管213oの下流側端部が、シャワーヘッド240の上面(天井壁)に直接に接続されていても良い。   In the above-described embodiment, the downstream end of the ozone gas supply pipe 213o is connected so as to join the source gas supply pipe 213, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, the downstream end of the ozone gas supply pipe 213o may be directly connected to the upper surface (ceiling wall) of the shower head 240.

また、上述の実施形態では、ウェハ200上にBST(チタン酸バリウムストロンチウム)薄膜、すなわち(Ba,Sr)TiO薄膜を形成する例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、ウェハ200上にSTO(チタン酸ストロンチウム)薄膜、すなわちSrTiO薄膜を形成するようにしてもよく、更には他の膜を形成するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which a BST (barium strontium titanate) thin film, that is, a (Ba, Sr) TiO 3 thin film, is formed on the wafer 200 has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, an STO (strontium titanate) thin film, that is, a SrTiO 3 thin film may be formed on the wafer 200, and another film may be formed.

また、上述の実施形態では、各原料ガスの処理室201への1回の供給動作毎に(気化器229s,229b,229tへの各液体原料の1回の吐出動作毎に)、各気化器229s,229b,229t内を洗浄する場合について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、気化器229s,229b,229t内の洗浄は、各原料ガスの複数回の供給動作(気化動作)毎に、例えば、2回の供給動作(気化動作)毎に行うこととしても良い。ただし、上述の実施形態のように1回の供給動作(気化動作)毎に洗浄を行う方が、各気化器229s,229b,229t内の洗浄が促され、液体原料の気化動作がより安定するため好ましい。   In the above-described embodiment, each vaporizer is supplied for each supply operation to the processing chamber 201 (for each discharge operation of each liquid material to the vaporizers 229s, 229b, and 229t). Although the case where the inside of 229s, 229b, and 229t is cleaned has been described, the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, the cleaning in the vaporizers 229s, 229b, and 229t may be performed every plural supply operations (vaporization operations) of each source gas, for example, every two supply operations (vaporization operations). However, the cleaning in each of the vaporizers 229s, 229b, and 229t is facilitated by performing the cleaning for each supply operation (vaporization operation) as in the above-described embodiment, and the vaporization operation of the liquid raw material becomes more stable. Therefore, it is preferable.

また、上述の実施形態では、各気化器229s,229b,229t内の洗浄動作を、気化動作を行う時以外の時は常に行うようにしているが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、各気化器229s,229b,229t内の洗浄動作は、液体原料流路内の有機金属液体原料が除去されれば、気化動作を行う時以外の時であっても停止して
よい。
In the above-described embodiment, the cleaning operation in each of the vaporizers 229s, 229b, and 229t is always performed except when the vaporizing operation is performed. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the cleaning operation in each of the vaporizers 229s, 229b, and 229t may be stopped at times other than when the vaporizing operation is performed as long as the organometallic liquid source in the liquid source channel is removed.

また、逆に、各気化器229s,229b,229t内の洗浄動作は、液体原料の気化動作を行う時以外の時だけでなく、液体原料の気化動作を行う時にも行うようにしてもよい。すなわち、液体原料の気化動作を行う時やそれ以外の時にかかわらず、常時、各気化器229s,229b,229t内に洗浄液を供給し続けるようにしてもよい。その場合、液体原料の気化動作を行う時に、液体原料流路内に供給する洗浄液は、液体原料を希釈する溶媒の一部としても機能することとなる。この場合、上述の実施形態のように、液体原料を希釈する溶媒と洗浄液とは同一の物質とするのが好ましい。なお、液体原料の気化動作中に洗浄液を供給する場合には、処理室201内へ供給される原料ガスの供給流量や濃度が所望の値になるように、液体原料、希釈溶媒、洗浄液の分量比率を適宜調整することが好ましい。その場合、例えば、液体原料の気化動作時に供給する洗浄液の流量よりも、液体原料の気化動作時以外の時に供給する洗浄液の流量の方が多くなるようにし、液体原料の気化動作時以外の時に積極的に洗浄を行うようにしてもよい。また、液体原料の気化動作時に供給する洗浄液の流量と液体原料の気化動作時以外の時に供給する洗浄液の流量を一定とし、液体原料の気化動作時以外の時であって、液体原料の気化動作を所定回数行う毎に、洗浄液の流量を液体原料の気化動作時に供給する洗浄液の流量よりも大流量とするフラッシング動作を行うようにしてもよい。   Conversely, the cleaning operation in each of the vaporizers 229s, 229b, and 229t may be performed not only when the liquid raw material is vaporized but also when the liquid raw material is vaporized. That is, the cleaning liquid may be continuously supplied into each of the vaporizers 229s, 229b, and 229t regardless of whether or not the liquid raw material is vaporized. In that case, when performing the vaporization operation of the liquid material, the cleaning liquid supplied into the liquid material channel also functions as a part of the solvent for diluting the liquid material. In this case, as in the above-described embodiment, it is preferable that the solvent for diluting the liquid material and the cleaning liquid are the same substance. When supplying the cleaning liquid during the vaporization operation of the liquid source, the amount of the liquid source, the dilution solvent, and the cleaning liquid are adjusted so that the supply flow rate and concentration of the source gas supplied into the processing chamber 201 become a desired value. It is preferable to adjust the ratio appropriately. In that case, for example, the flow rate of the cleaning liquid supplied at a time other than the liquid material vaporizing operation is larger than the flow rate of the cleaning liquid supplied at the time of the liquid raw material vaporizing operation. You may make it wash | clean actively. In addition, the flow rate of the cleaning liquid supplied during the liquid material vaporization operation and the flow rate of the cleaning liquid supplied at times other than during the liquid raw material vaporization operation are constant, and the liquid raw material vaporization operation is performed at a time other than the liquid raw material vaporization operation. Each time a predetermined number of times is performed, a flushing operation may be performed in which the flow rate of the cleaning liquid is larger than the flow rate of the cleaning liquid supplied during the liquid material vaporization operation.

(第2実施形態)
次に本発明の第2実施形態について説明する。上述の第1実施形態では、基板処理装置として1度に1枚の基板を処理する枚葉式のALD装置を用いて成膜する例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、基板処理装置として1度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型ALD装置を用いて成膜するようにしてもよい。以下、この縦型ALD装置について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, an example of forming a film using a single-wafer type ALD apparatus that processes one substrate at a time as a substrate processing apparatus has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. . For example, the film may be formed using a batch type vertical ALD apparatus that processes a plurality of substrates at a time as a substrate processing apparatus. The vertical ALD apparatus will be described below.

図15は、第2実施形態で好適に用いられる縦型ALD装置の縦型処理炉の概略構成図であり、(a)は、処理炉302部分を縦断面で示し、(b)は、処理炉302部分を図11(a)のA−A線断面図で示す。   FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a vertical ALD apparatus suitably used in the second embodiment. FIG. 15A is a vertical cross section of the processing furnace 302, and FIG. The furnace 302 part is shown by the AA sectional view of FIG.

図15(a)に示されるように、処理炉302は加熱手段(加熱機構)としてのヒータ307を有する。ヒータ307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。   As shown in FIG. 15A, the processing furnace 302 has a heater 307 as a heating means (heating mechanism). The heater 307 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a heater base (not shown) as a holding plate.

ヒータ307の内側には、ヒータ307と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ303が配設されている。プロセスチューブ303は、例えば石英(SiO)や炭化シリコン(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。プロセスチューブ303の筒中空部には処理室301が形成されており、基板としてのウェハ200を、後述するボート317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。 Inside the heater 307, a process tube 303 as a reaction tube is disposed concentrically with the heater 307. The process tube 303 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. A processing chamber 301 is formed in a cylindrical hollow portion of the process tube 303 so that wafers 200 as substrates can be accommodated in a state of being aligned in multiple stages in a vertical posture in a horizontal posture by a boat 317 described later.

プロセスチューブ303の下方には、プロセスチューブ303と同心円状にマニホールド309が配設されている。マニホールド309は、例えばステンレス等からなり、上端及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309は、プロセスチューブ303に係合しており、プロセスチューブ303を支持するように設けられている。なお、マニホールド309とプロセスチューブ303との間には、シール部材としてのOリング320aが設けられている。マニホールド309がヒータベースに支持されることにより、プロセスチューブ303は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ303とマニホールド309とにより反応容器が形成される。   A manifold 309 is disposed below the process tube 303 concentrically with the process tube 303. The manifold 309 is made of, for example, stainless steel and is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 309 is engaged with the process tube 303 and is provided to support the process tube 303. An O-ring 320a as a seal member is provided between the manifold 309 and the process tube 303. Since the manifold 309 is supported by the heater base, the process tube 303 is vertically installed. A reaction vessel is formed by the process tube 303 and the manifold 309.

マニホールド309には、第1ガス導入部としての第1ノズル333aと、第2ガス導入部としての第2ノズル333bとが、マニホールド309の側壁を貫通するように、また、その一部が処理室301内に連通するように接続されている。第1ノズル333aと第2ノズル333bは、それぞれ水平部と垂直部とを有するL字形状であり、水平部がマニホールド309に接続され、垂直部が処理室301を構成している反応管303の内壁とウェハ200との間における円弧状の空間に、反応管303の下部より上部の内壁にウェハ200の積載方向に沿って設けられている。第1ノズル333a、第2ノズル333bの垂直部の側面には、ガスを供給する供給孔である第1ガス供給孔348a、第2ガス供給孔348bがそれぞれ設けられている。この第1ガス供給孔348a、第2ガス供給孔348bは、それぞれ下部から上部にわたって同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。   In the manifold 309, a first nozzle 333a as a first gas introduction part and a second nozzle 333b as a second gas introduction part penetrate the side wall of the manifold 309, and a part thereof is a processing chamber. 301 is connected so as to communicate with each other. Each of the first nozzle 333 a and the second nozzle 333 b has an L shape having a horizontal portion and a vertical portion, the horizontal portion is connected to the manifold 309, and the vertical portion of the reaction tube 303 constituting the processing chamber 301. An arc-shaped space between the inner wall and the wafer 200 is provided on the inner wall above the lower portion of the reaction tube 303 along the loading direction of the wafer 200. A first gas supply hole 348a and a second gas supply hole 348b, which are supply holes for supplying gas, are provided on the side surfaces of the vertical portions of the first nozzle 333a and the second nozzle 333b, respectively. The first gas supply hole 348a and the second gas supply hole 348b have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch.

第1ノズル333a、第2ノズル333bに接続されるガス供給系は、上述の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、第1ノズル333aに原料ガス供給管213が接続され、第2ノズル333bにオゾンガス供給管213oが接続される点が、上述の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、原料ガス(第1原料ガス、第2原料ガス、第3原料ガス)と、オゾンガスとを、別々のノズルにより供給する。なお、さらに各原料ガスを別々のノズルにより供給するようにしてもよい。   The gas supply system connected to the first nozzle 333a and the second nozzle 333b is the same as in the above-described embodiment. However, the present embodiment is different from the above-described embodiment in that the source gas supply pipe 213 is connected to the first nozzle 333a and the ozone gas supply pipe 213o is connected to the second nozzle 333b. That is, in this embodiment, source gas (1st source gas, 2nd source gas, 3rd source gas) and ozone gas are supplied by a separate nozzle. In addition, you may make it supply each raw material gas with a separate nozzle.

マニホールド309には、処理室301内の雰囲気を排気する排気管331が設けられている。排気管331のマニホールド309との接続側と反対側である下流側には、圧力検出器としての圧力センサ345及び圧力調整器としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ342を介して、真空排気装置としての真空ポンプ346が接続されており、処理室301内の圧力が所定の圧力(真空度)となるよう真空排気し得るように構成されている。なお、APCバルブ342は弁を開閉して処理室301の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調整して処理室301内の圧力を調整することができるよう構成されている開閉弁である。   The manifold 309 is provided with an exhaust pipe 331 that exhausts the atmosphere in the processing chamber 301. As a vacuum exhaust device, a pressure sensor 345 as a pressure detector and an APC (Auto Pressure Controller) valve 342 as a pressure regulator are provided on the downstream side of the exhaust pipe 331 opposite to the connection side with the manifold 309. The vacuum pump 346 is connected so that the pressure in the processing chamber 301 can be evacuated to a predetermined pressure (degree of vacuum). The APC valve 342 is configured to open and close the valve so that the processing chamber 301 can be evacuated and stopped, and the valve opening can be adjusted to adjust the pressure in the processing chamber 301. It is a valve.

マニホールド309の下方には、マニホールド309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319が設けられている。シールキャップ319は、マニホールド309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319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319の上面には、マニホールド309の下端と当接するシール部材としてのOリング320bが設けられる。シールキャップ319の処理室301と反対側には、後述するボート317を回転させる回転機構367が設置されている。回転機構367の回転軸355は、シールキャップ319を貫通して、ボート317に接続されており、ボート317を回転させることでウェハ200を回転させるように構成されている。シールキャップ319は、プロセスチューブ303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315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317を処理室301に対し搬入搬出することが可能となっている。   Below the manifold 309, a seal cap 319 is provided as a furnace port lid that can airtightly close the lower end opening of the manifold 309. The seal cap 319 is brought into contact with the lower end of the manifold 309 from the lower side in the vertical direction. The seal cap 319 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disc shape. On the upper surface of the seal cap 319, an O-ring 320b is provided as a seal member that contacts the lower end of the manifold 309. On the opposite side of the seal cap 319 from the processing chamber 301, a rotation mechanism 367 for rotating a boat 317 described later is installed. A rotation shaft 355 of the rotation mechanism 367 passes through the seal cap 319 and is connected to the boat 317, and is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 317. The seal cap 319 is configured to be lifted and lowered in the vertical direction by a boat elevator 315 as a lifting mechanism vertically disposed outside the process tube 303, thereby bringing the boat 317 into and out of the processing chamber 301. It is possible to do.

基板保持具としてのボート317は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料からなり、複数枚のウェハ200を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なお、ボート317の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料からなる断熱部材318が設けられており、ヒータ307からの熱がシールキャップ319側に伝わりにくくなるよう構成されている。なお、断熱部材318は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これら断熱板を水平姿勢で多段に保持する断熱板ホルダとにより構成してもよい。プロセスチューブ303内には、温度検出器としての温度センサ363が設置されており、温度センサ363により検出された温度情報に基づきヒータ307への通電具合を調整することにより、処理室301内の温度が所
定の温度分布となるように構成されている。温度センサ363は、第1ノズル333a及び第2ノズル333bと同様に、プロセスチューブ303の内壁に沿って設けられている。
The boat 317 as a substrate holder is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, and is configured to hold a plurality of wafers 200 in a horizontal posture and in a state where the centers are aligned with each other and held in multiple stages. Yes. A heat insulating member 318 made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide is provided at the lower part of the boat 317 so that heat from the heater 307 is not easily transmitted to the seal cap 319 side. The heat insulating member 318 may be composed of a plurality of heat insulating plates made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide, and a heat insulating plate holder that holds the heat insulating plates in a horizontal posture in multiple stages. A temperature sensor 363 as a temperature detector is installed in the process tube 303, and the temperature in the processing chamber 301 is adjusted by adjusting the power supply to the heater 307 based on the temperature information detected by the temperature sensor 363. Is configured to have a predetermined temperature distribution. The temperature sensor 363 is provided along the inner wall of the process tube 303, similarly to the first nozzle 333a and the second nozzle 333b.

制御部(制御手段)であるコントローラ380は、APCバルブ342、ヒータ307、温度センサ363、真空ポンプ346、ボート回転機構367、ボートエレベータ315、気化器229s,229b,229t、オゾナイザ229o、開閉バルブvs1〜vs8、vb1〜vb8、vt1〜vt8、vo3〜vo6、液体流量コントローラ221s,221b,221t,222s,222b,222t、流量コントローラ224s,224b,224t,225s,225b,225t,226s,226b,226t,221o,222o,224o等の動作を制御する。   The controller 380 as a control unit (control means) includes an APC valve 342, a heater 307, a temperature sensor 363, a vacuum pump 346, a boat rotation mechanism 367, a boat elevator 315, vaporizers 229s, 229b, and 229t, an ozonizer 229o, an open / close valve vs1. To vs8, vb1 to vb8, vt1 to vt8, vo3 to vo6, liquid flow rate controllers 221s, 221b, 221t, 222s, 222b, 222t, flow rate controllers 224s, 224b, 224t, 225s, 225b, 225t, 226s, 226b, 226t, The operation of 221o, 222o, 224o, etc. is controlled.

次に、上記構成にかかる縦型ALD装置の処理炉302を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、ALD法によりウェハ200上に薄膜を形成する基板処理工程について説明する。なお、以下の説明において、縦型ALD装置を構成する各部の動作は、コントローラ380により制御される。   Next, a substrate processing step of forming a thin film on the wafer 200 by the ALD method will be described as one step of the semiconductor device manufacturing process using the vertical ALD apparatus processing furnace 302 according to the above configuration. In the following description, the operation of each part constituting the vertical ALD apparatus is controlled by the controller 380.

複数枚のウェハ200をボート317に装填(ウェハチャージ)する。そして、図15(a)に示すように、複数枚のウェハ200を保持したボート317を、ボートエレベータ315によって持ち上げて処理室301内に搬入(ボートロード)する。この状態で、シールキャップ319はOリング320bを介してマニホールド309の下端をシールした状態となる。   A plurality of wafers 200 are loaded into the boat 317 (wafer charge). Then, as shown in FIG. 15A, the boat 317 holding the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 315 and loaded into the processing chamber 301 (boat loading). In this state, the seal cap 319 is in a state of sealing the lower end of the manifold 309 via the O-ring 320b.

処理室301内が所望の圧力(真空度)となるように、真空排気装置346によって真空排気する。この際、処理室301内の圧力を圧力センサ345で測定して、この測定された圧力に基づき、圧力調節器342をフィードバック制御する。また、処理室301内が所望の温度となるように、ヒータ307によって加熱する。この際、処理室301内が所望の温度分布となるように、温度センサ363が検出した温度情報に基づきヒータ307への通電具合をフィードバック制御する。続いて、回転機構367によりボート317を回転させることで、ウェハ200を回転させる。   The processing chamber 301 is evacuated by an evacuation device 346 so that a desired pressure (degree of vacuum) is obtained. At this time, the pressure in the processing chamber 301 is measured by the pressure sensor 345, and the pressure regulator 342 is feedback-controlled based on the measured pressure. In addition, heating is performed by the heater 307 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature. At this time, feedback control of the power supply to the heater 307 is performed based on the temperature information detected by the temperature sensor 363 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature distribution. Then, the wafer 200 is rotated by rotating the boat 317 by the rotation mechanism 367.

その後、上述の第1実施形態と同様に、第1原料ガスを用いたALD工程(S6)、第3原料ガスを用いたALD工程(S7)、第2原料ガスを用いたALD工程(S8)、第3原料ガスを用いたALD工程(S9)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(S10)、ウェハ200上に所望の膜厚の(Ba,Sr)TiO薄膜を形成する。 Thereafter, as in the first embodiment, the ALD process (S6) using the first source gas, the ALD process (S7) using the third source gas, and the ALD process (S8) using the second source gas. The ALD process (S9) using the third source gas is set as one cycle, and this cycle is repeated a predetermined number of times (S10), thereby forming a (Ba, Sr) TiO 3 thin film having a desired film thickness on the wafer 200. .

その後、ボートエレベータ315によりシールキャップ319を下降させて、マニホールド309の下端を開口させるとともに、所望膜厚の薄膜が形成された後のウェハ200を、ボート317に保持させた状態でマニホールド309の下端からプロセスチューブ303の外部に搬出(ボートアンロード)する。その後、処理済ウェハ200をボート317より取り出す(ウエハディスチャージ)。   Thereafter, the seal cap 319 is lowered by the boat elevator 315 to open the lower end of the manifold 309, and the lower end of the manifold 309 is held in the state where the wafer 200 after the thin film having the desired film thickness is formed is held by the boat 317. From the process tube 303 to the outside (boat unloading). Thereafter, the processed wafer 200 is taken out from the boat 317 (wafer discharge).

(本発明の他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態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。例えば、本発明は、ウェハを処理する半導体製造装置に限らず、フォトマスク、プリント配線基板、LCD装置のようなガラス基板、コンパクトディスク、磁気ディスクを処理する装置に対しても好適に適用可能である。また、プロセスチャンバの構成も上述の実施形態に限定されない。
(Other embodiments of the present invention)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various changes are possible in the range which does not deviate from the summary. For example, the present invention can be suitably applied not only to a semiconductor manufacturing apparatus that processes a wafer but also to an apparatus that processes a photomask, a printed wiring board, a glass substrate such as an LCD device, a compact disk, and a magnetic disk. is there. Further, the configuration of the process chamber is not limited to the above-described embodiment.

<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。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

本発明の一態様によれば、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺から前記気化室内にキャリアガスを噴出させるキャリアガス噴出部を形成するキャリアガス噴出部形成部材と、を有し、前記キャリアガス噴出部形成部材には、前記噴霧ノズルの前記先端部分が収容される貫通孔が設けられており、その貫通孔の内壁面の複数箇所には前記噴霧ノズルの前記先端部分と接触する複数の突起部が設けられている気化器が提供される。   According to one aspect of the present invention, a vaporizing chamber for vaporizing a liquid raw material, a heater for heating the vaporizing chamber, a spray nozzle for spraying the liquid raw material into the vaporizing chamber, and a surface of a tip portion of the spray nozzle. A carrier gas ejection part forming member that covers a part and forms a carrier gas ejection part for ejecting a carrier gas from the periphery of the tip part of the spray nozzle into the vaporization chamber, and the carrier gas ejection part forming member Is provided with a through-hole for accommodating the tip portion of the spray nozzle, and a plurality of protrusions that are in contact with the tip portion of the spray nozzle are provided at a plurality of locations on the inner wall surface of the through-hole. A vaporizer is provided.

好ましくは前記噴霧ノズルの前記先端部分はテーパ面をなしており、前記複数の突起部は、前記テーパ面と接触する。
また好ましくは、前記複数の突起部は、等間隔に設けられる。
また好ましくは、前記複数の突起部は、3つの突起部からなり、それぞれが等間隔に設けられる。
Preferably, the tip portion of the spray nozzle has a tapered surface, and the plurality of protrusions are in contact with the tapered surface.
Preferably, the plurality of protrusions are provided at equal intervals.
Preferably, the plurality of protrusions include three protrusions, which are provided at equal intervals.

本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、液体原料を気化する気化器と、前記気化器に液体原料を供給する液体原料供給系と、前記気化器にキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、前記気化器で前記液体原料を気化させた原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給系と、前記原料ガスとは異なる反応ガスを前記処理室内に供給する反応ガス供給系と、を有し、前記気化器は、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺から前記気化室内にキャリアガスを噴出させるキャリアガス噴出部を形成するキャリアガス噴出部形成部材と、を有しており、前記キャリアガス噴出部形成部材には、前記噴霧ノズルの前記先端部分が収容される貫通孔が設けられており、その貫通孔の内壁面の複数箇所には前記噴霧ノズルの前記先端部分と接触する複数の突起部が設けられている基板処理装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a vaporizer that vaporizes a liquid raw material, a liquid raw material supply system that supplies the liquid raw material to the vaporizer, and a carrier gas that is supplied to the vaporizer A carrier gas supply system, a raw material gas supply system for supplying a raw material gas obtained by vaporizing the liquid raw material in the vaporizer into the processing chamber, and a reactive gas for supplying a reactive gas different from the raw material gas into the processing chamber A vaporizing chamber for vaporizing a liquid raw material, a heater for heating the vaporizing chamber, a spray nozzle for spraying the liquid raw material into the vaporizing chamber, and a tip portion of the spray nozzle. And a carrier gas ejection part forming member that forms a carrier gas ejection part for ejecting a carrier gas from the periphery of the tip part of the spray nozzle into the vaporization chamber. The carrier gas ejection portion forming member is provided with a through hole in which the tip portion of the spray nozzle is accommodated, and contacts the tip portion of the spray nozzle at a plurality of locations on the inner wall surface of the through hole. A substrate processing apparatus provided with a plurality of protrusions is provided.

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工程と、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺から前記気化室内にキャリアガスを噴出させるキャリアガス噴出部を形成するキャリアガス噴出部形成部材と、を有しており、前記キャリアガス噴出部形成部材には、前記噴霧ノズルの前記先端部分が収容される貫通孔が設けられており、その貫通孔の内壁面の複数箇所には前記噴霧ノズルの前記先端部分と接触する複数の突起部が設けられている気化器を用い、前記気化室内に前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺からキャリアガスを噴出させつつ前記噴霧ノズルより液体原料を噴霧させ、前記気化室内で液体原料を気化させる工程と、前記処理室内に前記気化器で液体原料を気化させた原料ガスを供給して基板を処理する工程と、処理済基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。   According to still another aspect of the present invention, a step of carrying a substrate into the processing chamber, a vaporizing chamber for vaporizing the liquid source, a heater for heating the vaporizing chamber, and a spray nozzle for spraying the liquid source into the vaporizing chamber. And a carrier gas ejection part forming member that covers a part of the surface of the tip part of the spray nozzle and forms a carrier gas ejection part that ejects a carrier gas from the periphery of the tip part of the spray nozzle into the vaporization chamber; The carrier gas ejection portion forming member is provided with a through hole that accommodates the tip portion of the spray nozzle, and the spray nozzle is provided at a plurality of locations on the inner wall surface of the through hole. The sprayer is used while ejecting a carrier gas from the periphery of the tip portion of the spray nozzle into the vaporization chamber using a vaporizer provided with a plurality of protrusions that come into contact with the tip portion of the spray nozzle. A step of spraying a liquid raw material from the nozzle and vaporizing the liquid raw material in the vaporizing chamber; a step of supplying a raw material gas obtained by vaporizing the liquid raw material in the vaporizer into the processing chamber; And a step of unloading the semiconductor device from the processing chamber.

21s,21b,21t 混合部
31s,31b,31t 噴霧ノズル
32s,32b,32t 本体部
33s,33b,33t 先端部
34s,34b,34t 最先端部
35s,35b,35t 流体流路
36s,36b,36t 細管部
41s,41b,41t ノズルカバー(キャリアガス噴出部形成部材)
43s,43b,43t キャリアガス噴出部
44s,44b,44t 貫通孔
45s,45b,45t 突起部
51s,51b,51t 気化室
61s,61b,61t ヒータ
229s,229b,229t 気化器
21s, 21b, 21t Mixing part 31s, 31b, 31t Spray nozzle 32s, 32b, 32t Body part 33s, 33b, 33t Tip part 34s, 34b, 34t Most advanced part 35s, 35b, 35t Fluid flow path 36s, 36b, 36t Capillary tube Part 41s, 41b, 41t Nozzle cover (carrier gas ejection part forming member)
43s, 43b, 43t Carrier gas ejection part 44s, 44b, 44t Through hole 45s, 45b, 45t Protrusion part 51s, 51b, 51t Vaporization chamber 61s, 61b, 61t Heater 229s, 229b, 229t Vaporizer

Claims (3)

液体原料を気化する気化室と、
前記気化室内を加熱するヒータと、
液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、
前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺から前記気化室内にキャリアガスを噴出させるキャリアガス噴出部を形成するキャリアガス噴出部形成部材と、を有し、
前記キャリアガス噴出部形成部材には、前記噴霧ノズルの前記先端部分が収容される貫通孔が設けられており、その貫通孔の内壁面の複数箇所には前記噴霧ノズルの前記先端部分と接触する複数の突起部が設けられている
ことを特徴とする気化器。
A vaporization chamber for vaporizing the liquid raw material;
A heater for heating the vaporization chamber;
A spray nozzle for spraying a liquid raw material into the vaporization chamber;
A carrier gas ejection part forming member for covering a part of the surface of the tip part of the spray nozzle and forming a carrier gas ejection part for ejecting a carrier gas from the periphery of the tip part of the spray nozzle into the vaporization chamber; Have
The carrier gas ejection portion forming member is provided with a through hole in which the tip portion of the spray nozzle is accommodated, and contacts the tip portion of the spray nozzle at a plurality of locations on the inner wall surface of the through hole. A vaporizer comprising a plurality of protrusions.
基板を処理する処理室と、
液体原料を気化する気化器と、
前記気化器に液体原料を供給する液体原料供給系と、
前記気化器にキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、
前記気化器で前記液体原料を気化させた原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給系と、
前記原料ガスとは異なる反応ガスを前記処理室内に供給する反応ガス供給系と、を有し、
前記気化器は、液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺から前記気化室内にキャリアガスを噴出させるキャリアガス噴出部を形成するキャリアガス噴出部形成部材と、を有しており、前記キャリアガス噴出部形成部材には、前記噴霧ノズルの前記先端部分が収容される貫通孔が設けられており、その貫通孔の内壁面の複数箇所には前記噴霧ノズルの前記先端部分と接触する複数の突起部が設けられている
ことを特徴とする基板処理装置。
A processing chamber for processing the substrate;
A vaporizer for vaporizing the liquid raw material;
A liquid source supply system for supplying a liquid source to the vaporizer;
A carrier gas supply system for supplying a carrier gas to the vaporizer;
A raw material gas supply system for supplying a raw material gas obtained by vaporizing the liquid raw material in the vaporizer into the processing chamber;
A reaction gas supply system for supplying a reaction gas different from the source gas into the processing chamber,
The vaporizer covers a part of the surface of the vaporization chamber for vaporizing the liquid raw material, a heater for heating the vaporization chamber, a spray nozzle for spraying the liquid raw material into the vaporization chamber, and a tip portion of the spray nozzle. A carrier gas ejection portion forming member that forms a carrier gas ejection portion for ejecting a carrier gas from the periphery of the tip portion of the spray nozzle into the vaporization chamber, and the carrier gas ejection portion forming member includes A through hole for receiving the tip portion of the spray nozzle is provided, and a plurality of protrusions that come into contact with the tip portion of the spray nozzle are provided at a plurality of locations on the inner wall surface of the through hole. A substrate processing apparatus.
処理室内に基板を搬入する工程と、
液体原料を気化する気化室と、前記気化室内を加熱するヒータと、液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺から前記気化室内にキャリアガスを噴出させるキャリアガス噴出部を形成するキャリアガス噴出部形成部材と、を有しており、前記キャリアガス噴出部形成部材には、前記噴霧ノズルの前記先端部分が収容される貫通孔が設けられており、その貫通孔の内壁面の複数箇所には前記噴霧ノズルの前記先端部分と接触する複数の突起部が設けられている気化器を用い、前記気化室内に前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺からキャリアガスを噴出させつつ前記噴霧ノズルより液体原料を噴霧させ、前記気化室内で液体原料を気化させる工程と、
前記処理室内に前記気化器で液体原料を気化させた原料ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理済基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of carrying the substrate into the processing chamber;
A vaporizing chamber for vaporizing the liquid source, a heater for heating the vaporizing chamber, a spray nozzle for spraying the liquid source into the vaporizing chamber, a portion of the surface of the tip portion of the spray nozzle, A carrier gas ejection portion forming member that forms a carrier gas ejection portion for ejecting a carrier gas from the periphery of the tip portion into the vaporization chamber, and the carrier gas ejection portion forming member includes: Using a vaporizer provided with a plurality of protrusions that are in contact with the tip portion of the spray nozzle at a plurality of locations on the inner wall surface of the through-hole in which the tip portion is accommodated. The liquid material is sprayed from the spray nozzle while jetting a carrier gas from the periphery of the tip portion of the spray nozzle into the vaporization chamber, and the liquid material is vaporized in the vaporization chamber. And a step,
Supplying a source gas obtained by vaporizing a liquid source with the vaporizer into the processing chamber and processing the substrate;
And a step of unloading the processed substrate from the processing chamber.
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