JP2011061108A

JP2011061108A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2011061108A
Application number: JP2009211273A
Authority: JP
Inventors: Sadayoshi Horii; 貞義堀井; Yoshinori Imai; 義則今井; Yuji Takebayashi; 雄二竹林; Itaru Okada; 格岡田; Tsutomu Kato; 努加藤
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-03-24

Abstract

【課題】気化器内部の圧力を低く保ち、安定的に大流量の液体原料の気化動作を行うことができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】第１原料ガス供給管１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、及び第３原料ガス供給管１０２ｔには、圧力損失が小さい、大口径のゲートバルブ方式のメンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４がそれぞれ設けられている。メンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４の設置箇所には、ダイヤフラムバルブのようにバルブ内で流路が狭くなっていたり、バルブ内で流路が屈曲していたりする箇所はなく、実質的にバルブが設けられていない場合の第１原料ガス供給管１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、及び第３原料ガス供給管１０２ｔと同等である。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板処理装置に関する。

ＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法は、２種以上の反応性ガスを交互に成膜室に導入し、その表面反応により薄膜を成長させることを特徴とする。まず、（１）第１のガスを成膜室に導入し、基板表面に吸着させる。次に、（２）成膜室内に導入された余分な第１のガスを取り除くために、非反応物を導入する。続いて、（３）第１のガスと反応し、目的の薄膜を形成する、第２のガスを成膜室に導入する。この基板表面反応により、薄膜の１原子層を形成する。その後、（４）成膜室内の余分な第２のガスおよび反応副生成物を取り除くために、再度、非反応物を導入する。目的の膜厚に達するまで、上記（１）〜（４）を複数回繰り返す。このようにして基板上に所望の薄膜を形成する。ここで、第１のガスの原料が液体である場合、この液体原料を気化させる気化器が用いられる。

特許文献１では、気化器にて、高い効率で液体原料を気化して、処理ガスの流量の増大化を図るために、気液混合部にて液体原料の一部を気化して気化原料ガスと液体原料とを含む気液混合流体を得、気化器では、気液混合流体をさらに気化して気化原料ガスを得るとともに、この気化原料ガスに含まれる処理ガスとミストとを分離する気化器、成膜装置及び成膜方法が開示されている。

特許文献２では、キャリアガス噴射口が弁口を直接的に臨むような位置となっており、その結果、キャリアガス噴射口より噴射されるキャリアガスは、弁口よりも下流側にデッドスペースを形成することなく隅々まで行き渡って隅々に残留する微粒子状の液体原料を略完全に気化させることができるとする気化装置及び処理装置が開示されている。

特開２００６−１００７３７号公報特開２００６−１９３８０１号公報

しかしながら、気化器と成膜室を隔離するために設置された原料ガスを封止するためのバルブにより圧力損失が生じ、気化器の圧力を十分に下げることができないという問題があった。

本発明は、気化器内部の圧力を低く保ち、安定的に大流量の液体原料の気化動作を行うことができる基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、液体原料を気化する気化部と、該気化部に液体原料を供給する液体原料供給管と、該液体原料供給管に設けられた第１バルブ部と、前記第１バルブ部の排出部に接続されたキャリアガス供給管と、該キャリアガス供給管に設けられた第２バルブ部と、前記気化部で液体原料を気化した原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給管と、該原料ガス供給管に設けられたゲートバルブ式の第３バルブ部と、前記第２バルブ部および前記第３バルブ部を開いた状態に維持することで、キャリアガスを前記キャリアガス供給管を介して前記処理室内に連続的に供給するとともに、その状態で、前記第１バルブ部の開閉を繰り返すことで、液体原料を間欠的に前記気化部に供給して気化し、原料ガスを間欠的に前記処理室内に供給して基板を処理するように、前記第１バルブ部、前記第２バルブ部および前記第３バルブ部を制御する制御コントローラとを有することを特徴とする基板処理装置が提供される。

本発明によれば、気化器内部の圧力を低く保ち、安定的に大流量の液体原料の気化動作を行うことができる基板処理装置を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウエハ搬送時における断面構成図である。本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウエハ処理時における断面構成図である。本発明の一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。本発明の一実施形態にかかる気化器周辺部の概略構成図である。本発明の一実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。

［基板処理装置の構成］
まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウエハ搬送時における断面構成図であり、図２は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウエハ処理時における断面構成図である。

＜処理室＞
図１及び図２に示すとおり、本実施形態にかかる基板処理装置は、処理容器１２を備えている。処理容器１２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）など金属材料により構成されている。処理容器１２内には、基板としてのウエハ１４を処理する処理室１６が構成されている。

処理室１６内には、ウエハ１４を支持する支持台１８が設けられている。ウエハ１４が直接触れる支持台１８の上面には、例えば、石英（ＳｉＯ_２）、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_２０
_３）、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などから構成された支持板としてのサセプタ２０が設けられている。また、支持台１８には、ウエハ１４を加熱する加熱手段としてのヒータ２２が内蔵されている。なお、支持台１８の下端部は、処理容器１２の底部を貫通している。

処理室１６の外部には、昇降機構２４が設けられている。この昇降機構２４を作動させることにより、サセプタ２０上に支持されるウエハ１４を昇降させることが可能となっている。支持台１８は、ウエハ１４の搬送時には図１で示される位置（ウエハ搬送位置）まで下降し、ウエハ１４の処理時には図２で示される位置（ウエハ処理位置）まで上昇する。なお、支持台１８の下端部、及び昇降機構２４の周囲は、ベローズ２６により覆われており、処理室１６内は気密に保持されている。

また、処理室１６の底面（床面）には、例えば３本のリフトピン２８が鉛直方向に設けられている。また、支持台１８には、リフトピン２８を貫通させるための貫通孔３０が、リフトピン２８に対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、支持台１８をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２８の上端部が支持台１８の上面から突出して、リフトピン２８がウエハ１４を下方から支持するように構成されている。また、支持台１８をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２８は支持台１８の上面から埋没して、支持台１８上面に設けられたサセプタ２０がウエハ１４を下方から支持するように構成される。なお、リフトピン２８は、ウエハ１４と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。

＜ウエハ搬送口＞
処理室１６の内壁側面には、処理室１６の内外にウエハ１４を搬送するためのウエハ搬送口３２が設けられている。ウエハ搬送口３２にはゲートバルブ３４が設けられており、このゲートバルブ３４を開けることにより、処理室１６内と搬送室（予備室）１０８内とが連通するように構成されている。搬送室３６は密閉容器３９内に形成されており、搬送室３６内にはウエハ１４を搬送する搬送ロボット３８が設けられている。搬送ロボット３８には、ウエハ１４を搬送する際にウエハ１４を支持する搬送アーム３８ａが備えられている。支持台１８をウエハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ３４を開くことにより、搬送ロボット３８により処理室１６内と搬送室３６内との間でウエハ１４を搬送することが可能なように構成されている。処理室１６内に搬送されたウエハ１４は、上述したようにリフトピン２８上に一時的に載置される。

＜排気系＞
処理室１６の内壁側面であって、ウエハ搬送口３２の反対側には、処理室１６内の雰囲気を排気する排気口４０が設けられている。排気口４０には排気管４２が接続されており、排気管４２には、処理室１６内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅＣｏｎｔｒｌｌｅｒ）等の圧力調整器４４、原料回収トラップ４６、及び真空ポンプ４８が順に直列に接続されている。主に、排気口４０、排気管４２、圧力調整器４４、原料回収トラップ４６、真空ポンプ４８により排気系（排気ライン）が構成される。

＜ガス導入口＞
処理室１６の上部に設けられる後述のシャワーヘッド５２の上面（天井壁）には、処理室１６内に各種ガスを供給するためのガス導入口５０が設けられている。なお、ガス導入口５０に接続されるガス供給系の構成については後述する。

＜シャワーヘッド＞
ガス導入口５０と、ウエハ処理位置におけるウエハ１４との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド５２が設けられている。シャワーヘッド５２は、ガス導入口５０から導入されるガスを分散させるための分散板５２ａと、分散板５２ａを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台１８上のウエハ１４の表面に供給するためのシャワー板５２ｂと、を備えている。分散板５２ａおよびシャワー板５２ｂには、複数の通気孔が設けられている。分散板５２ａは、シャワーヘッド５２の上面及びシャワー板５２ｂと対向するように配置されており、シャワー板５２ｂは、支持台１８上のウエハ１４と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド５２の上面と分散板５２ａとの間、および分散板５２ａとシャワー板５２ｂとの間には、それぞれ空間が設けられており、かかる空間は、ガス導入口５０から供給されるガスを分散させるための分散室（第１バッファ空間）５２ｃ、および分散板５２ａを通過したガスを拡散させるための第２バッファ空間５２ｄとしてそれぞれ機能する。

＜排気ダクト＞
処理室１６の内壁側面には、段差部５４が設けられている。そして、この段差部５４は、コンダクタンスプレート５６をウエハ処理位置近傍に保持するように構成されている。コンダクタンスプレート５６は、内周部にウエハ１４を収容する穴が設けられた１枚のドーナツ状（リング状）をした円板として構成されている。コンダクタンスプレート５６の外周部には、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口５８が設けられている。排出口５８は、コンダクタンスプレート５６の外周部がコンダクタンスプレート５６の内周部を支えることができるよう、不連続に形成される。

一方、支持台１８の外周部には、ロワープレート６０が係止している。ロワープレート６０は、リング状の凹部６０ａと、凹部６０ａの内側上部に一体的に設けられたフランジ部６０ｂとを備えている。凹部６０ａは、支持台１８の外周部と、処理室１６の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられる。凹部６０ａの底部のうち排気口４０付近の一部には、凹部６０ａ内から排気口４０側ヘガスを排出（流通）させるためのプレート排気口６０ｃが設けられている。フランジ部６０ｂは、支持台１８の上部外周縁上に係止する係止部として機能する。フランジ部６０ｂが支持台１８の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート６０が、支持台１８の昇降に伴い、支持台１８と共に昇降されるようになっている。

支持台１８がウエハ処理位置まで上昇したとき、ロワープレート６０もウエハ処理位置まで上昇する。その結果、ウエハ処理位置近傍に保持されているコンダクタンスプレート５６が、ロワープレート６０の凹部６０ａの上面部分を塞ぎ、凹部６０ａの内部をガス流路領域とする排気ダクト６２が形成されることとなる。なお、このとき、排気ダクト６２（コンダクタンスプレート５６及びロワープレート６０）及び支持台１８によって、処理室１６内が、排気ダクト６２よりも上方の処理室上部と、排気ダクト６２よりも下方の処理室下部とに、仕切られることとなる。なお、コンダクタンスプレート５６及びロワープレート６０は、排気ダクト６２の内壁に堆積する反応生成物をエッチングする場合を考慮して、高温保持が可能な材料、例えば、耐高温高負荷用石英で構成することが好ましい。

ここで、ウエハ処理時における処理室１６内のガスの流れについて説明する。まず、ガス導入口５０からシャワーヘッド５２の上部へと供給されたガスは、分散室（第１バッファ空間）５２ｃを経て分散板５２ａの多数の孔から第２バッファ空間５２ｄへと入り、さらにシャワー板５２ｂの多数の孔を通過して処理室１６内に供給され、ウエハ１４上に均一に供給される。そして、ウエハ１４上に供給されたガスは、ウエハ１４の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウエハ１４に接触した後の余剰なガスは、支持台１８の外周に設けられた排気ダクト６２上（すなわちコンダクタンスプレート５６上）を、ウエハ１４の径方向外側に向かって放射状に流れ、排気ダクト６２上に設けられた排出口５８から、排気ダクト６２内のガス流路領域内（凹部６０ａ内）へと排出される。その後、ガスは排気ダクト６２内を流れ、プレート排気口６０ｃを経由して排気口４０へと排気される。以上の通り、処理室１６の下部への、すなわち支持台１８の裏面や処理室１６の底面側へのガスの回り込みが抑制される。

続いて、上述したガス導入口５０に接続されるガス供給系の構成について、主に、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系（ガス供給ライン）の構成図であり、図４は、本発明の実施形態にかかる気化器及びその周辺部の概略構成図である。なお、気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔは同一の構造である。

本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系は、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、気化部にて液体原料を気化させた原料ガスを処理室１６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１６内に供給する反応ガス供給系と、を有している。以下に、各部の構成について説明する。

＜液体原料供給系＞
処理室１６の外部には、液体原料としてのＳｒ（スト口ンチウム）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７０ｓ、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７０ｂ、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７０ｔが設けられている。第１液体原料供給源７０ｓ、第２液体原料供給源７０ｂ、及び第３液体原料供給源７０ｔ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（エチルシク口ヘキサン）やＴＨＦ（テトラヒド口フラン）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。

ここで、第１液体原料供給源７０ｓ、第２液体原料供給源７０ｂ、及び第３液体原料供給源７０ｔには、第１圧送ガス供給管７２ｓ、第２圧送ガス供給管７２ｂ、及び第３圧送ガス供給管７２ｔがそれぞれ接続されている。第１圧送ガス供給管７２ｓ、第２圧送ガス供給管７２ｂ、及び第３圧送ガス供給管７２ｔ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７２ｓ、第２圧送ガス供給管７２ｂ、及び第３圧送ガス供給管７２ｔの下流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源７０ｓ、第２液体原料供給源７０ｂ、及び第３液体原料供給源７０ｔ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_２ガス等の不活性ガスが好適に用いられる。

また、第１液体原料供給源７０ｓ、第２液体原料供給源７０ｂ及び第３液体原料供給源７０ｔには、第１液体原料供給管７４ｓ、第２液体原料供給管７４ｂ、及び第３液体原料供給管７４ｔがそれぞれ接続されている。ここで、第１液体原料供給管７４ｓ、第２液体原料供給管７４ｂ、及び第３液体原料供給管７４ｔの上流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源７０ｓ、第２液体原料供給源７０ｂ、及び第３液体原料供給源７０ｔ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７４ｓ、第２液体原料供給管７４ｂ、及び第３液体原料供給管７４ｔ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８０ｓ、８０ｂ、８０ｔにそれぞれ接続されている。なお、第１液体原料供給管７４ｓ、第２液体原料供給管７４ｂ、及び第３液体原料供給管７４ｔ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）８２ｓ、８２ｂ、８２ｔと、液体原料の供給を制御する開閉バルブＶｓ１、Ｖｂ１、Ｖｔ１、Ｖｓ２、Ｖｂ２、Ｖｔ２と、がそれぞれ設けられている。

上記構成により、開閉バルブＶｓ１、Ｖｂ１、Ｖｔ１、Ｖｓ２、Ｖｂ２、Ｖｔ２を開くとともに、第１圧送ガス供給管７２ｓ、第２圧送ガス供給管７２ｂ、及び第３圧送ガス供給管７２ｔ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７０ｓ、第２液体原料供給源７０ｂ、及び第３液体原料供給源７０ｔから気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔ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７０ｓ、第２液体原料供給源７０ｂ、第３液体原料供給源７０ｔ、第１圧送ガス供給管７２ｓ、第２圧送ガス供給管７２ｂ、第３圧送ガス供給管７２ｔ、第１液体原料供給管７４ｓ、第２液体原料供給管７４ｂ、第３液体原料供給管７４ｔ、液体流量コントローラ８２ｓ、８２ｂ、８２ｔ、開閉バルブＶｓ１、Ｖｂ１、Ｖｔ１、Ｖｓ２、Ｖｂ２、Ｖｔ２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。

＜キャリアガス供給系＞
処理室１６の外部には、キャリアガスとしてのＮ_２ガスを供給するためのＮ_２ガス供給源８４ｎが設けられている。Ｎ_２ガス供給源８４ｎには、キャリアガス供給管８６の上流側端部が接続されている。キャリアガス供給管８６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８６ｓ、第２キャリアガス供給管８６ｂ、第３キャリアガス供給管８６ｔに分岐している。第１キャリアガス供給管８６ｓ、第２キャリアガス供給管８６ｂ、第３キャリアガス供給管８６ｔの下流側端部は、気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔ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８６ｓ、第２キャリアガス供給管８６ｂ、第３キャリアガス供給管８６ｔには、Ｎ_２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）８８ｓ、８８ｂ、８８ｔと、Ｎ_２ガスの供給を制御する開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３とが、それぞれ設けられている。主に、Ｎ_２ガス供給源８４ｎ、キャリアガス供給管８６、第１キャリアガス供給管８６ｓ、第２キャリアガス供給管８６ｂ、第３キャリアガス供給管８６ｔ、流量コントローラ８８ｓ、８８ｂ、８８ｔ、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３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。キャリアガスとしてはＮ_２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。なお、本実施形態ではキャリアガスをパージガスとしても用いる。すなわち、キャリアガス供給系はパージガス供給系（パージガス供給ライン）としても機能する。

＜気化部＞
液体原料を気化する気化部としての気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔは、図４にその内部構造を示すように、主に、気化室９０ｓ、９０ｂ、９０ｔと、ヒータ９２ｓ、９２ｂ、９２ｔと、噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔと、混合配管部９６ｓ、９６ｂ、９６ｔと、を有している。

気化室９０ｓ、９０ｂ、９０ｔ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９８ｓ、９８ｂ、９８ｔ内に形成される。気化管９８ｓ、９８ｂ、９８ｔの周囲には加熱手段（加熱機構）としてのヒータ９２ｓ、９２ｂ、９２ｔが設けられており、気化室９０ｓ、９０ｂ、９０ｔ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。気化管９８ｓ、９８ｂ、９８ｔには、気化室９０ｓ、９０ｂ、９０ｔ内に液体原料やキャリアガスを導入するインレット１００ｓ、１００ｂ、１００ｔと、この気化室９０ｓ、９０ｂ、９０ｔ内で発生させた原料ガスを原料ガス供給管１０２ｓ、１０２ｂ、１０２ｔ内へ排出するアウトレット１０４ｓ、１０４ｂ、１０４ｔと、が設けられている。

気化管９８ｓ、９８ｂ、９８ｔのインレット１００ｓ、１００ｂ、１００ｔには噴霧部としての噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔが設けられており、噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔは、気化室９０ｓ、９０ｂ、９０ｔ内に液体原料を噴霧させるように構成されている。噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔの先端部分は、気化管９８ｓ、９８ｂ、９８ｔ（気化室９０ｓ、９０ｂ、９０ｔ）内に突出しないように配置されている。

噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔ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１０６ｓ、１０６ｂ、１０６ｔが設けられている。この流体流路１０６ｓ、１０６ｂ、１０６ｔは先端側で絞られており、先端側には細管部１０８ｓ、１０８ｂ、１０８ｔが設けられている。このように、噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔの先端側に流体流路１０６ｓ、１０６ｂ、１０６ｔの内径よりも内径の小さい細管部１０８ｓ、１０８ｂ、１０８ｔを設けることで、流体流路１０６ｓ、１０６ｂ、１０６ｔ内と気化室９０ｓ、９０ｂ、９０ｔ内との間に所定の圧力差を設けるようにし、溶媒先飛び現象による噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔの閉塞を防止するようにしている。

噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔの上部側面には、混合部としての混合配管部９６ｓ、９６ｂ、９６ｔが設けられており、混合配管部９６ｓ、９６ｂ、９６ｔ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９４ｓ、９４ｂ、９４ｔ内に導入するように構成されている。混合配管部９６ｓ、９６ｂ、９６ｔには、液体原料を供給する液体原料配管１１２ｓ、１１２ｂ、１１２ｔと、キャリアガスを供給するキャリアガス配管１１０ｓ、１１０ｂ、１１０ｔと、液体原料配管１１２ｓ、１１２ｂ、１１２ｔとキャリアガス配管１１０ｓ、１１０ｂ、１１０ｔとが合流してなる混合配管１１４ｓ、１１４ｂ、１１４ｔと、が設けられている。液体原料配管１１２ｓ、１１２ｂ、１１２ｔには、液体原料供給管７４ｓ、７４ｂ、７４ｔが接続されており、キャリアガス配管１１０ｓ、１１０ｂ、１１０ｔには、キャリアガス供給管８６ｓ、８６ｂ、８６ｔが接続されている。また、混合配管１１４ｓ、１１４ｂ、１１４ｔには、噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔの流体流路１０６ｓ、１０６ｂ、１０６ｔが接続されている。液体原料は液体原料供給管７４ｓ、７４ｂ、７４ｔから液体原料配管１１２ｓ、１１２ｂ、１１２ｔを経由して混合配管１１４ｓ、１１４ｂ、１１４ｔ内に供給され、キャリアガスはキャリアガス供給管８６ｓ、８６ｂ、８６ｔからキャリアガス配管１１０ｓ、１１０ｂ、１１０ｔを経由して混合配管１１４ｓ、１１４ｂ、１１４ｔ内に供給される。液体原料とキャリアガスは、混合部１１８ｓ、１１８ｂ、１１８ｔで混合されて混合配管１１４ｓ、１１４ｂ、１１４ｔ内に供給され、噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔの流体流路１０６ｓ、１０６ｂ、１０６ｔ内に導入される。

混合配管部９６ｓ、９６ｂ、９６ｔの下方であって噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔの周囲には、図示しない冷却手段（冷却機構）が設けられている。冷却部材は、混合配管部９６ｓ、９６ｂ、９６ｔおよび噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔの両方と接触するように設けられている。冷却部材は、例えば内部に冷却水を循環させるように構成されており、噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔや混合配管部９６ｓ、９６ｂ、９６ｔを冷却して、噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔ内や混合配管部９６ｓ、９６ｂ、９６ｔ内の液体原料や溶媒が沸騰したり熱分解したりしないような温度に設定するよう構成されている。なお、その設定温度は原料気化のために設定する気化管温度よりも低いため、噴霧ノズル９４ｓ、９４ｂ、９４ｔの温度は気化管９８ｓ、９８ｂ、９８ｔの内面温度よりも低くなる。

＜原料ガス供給系＞
上記の気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔの気化管９８ｓ、９８ｂ、９８ｔのアウトレット１０４ｓ、１０４ｂ、１０４ｔには、処理室１６内に原料ガスを供給する第１原料ガス供給管１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、及び第３原料ガス供給管１０２ｔ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１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、及び第３原料ガス供給管１０２ｔ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１０２となり、一本化した原料ガス供給管１０２は、ガス導入口５０に接続されている。なお、第１原料ガス供給管１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、及び第３原料ガス供給管１０２ｔには、圧力損失が小さい、大口径のゲートバルブ方式のメンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４がそれぞれ設けられている。図４に示すように、メンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４の設置箇所には、ダイヤフラムバルブのようにバルブ内で流路が狭くなっていたり、バルブ内で流路が屈曲していたりする箇所はない。すなわち、メンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４の設置箇所は、実質的にバルブが設けられていない場合の第１原料ガス供給管１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、及び第３原料ガス供給管１０２ｔと同等である。なお、メンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４は常時開いておき、メンテナンス時（基板処理装置をばらす時）のみ閉じるようにする。このように、気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔ内部の圧力を低く保つことができる構成となっており、蒸気圧の低い原料を用いる場合に、特に有効である。

上記構成により、メンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４を開いた状態で、気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔにて液体原料を気化させて原料ガスを発生させることにより、第１原料ガス供給管１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、及び第３原料ガス供給管１０２ｔから原料ガス供給管１０２を介して処理室１６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１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、第３原料ガス供給管１０２ｔ、原料ガス供給管１０２、メンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４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。

＜溶媒供給系（ソルベント供給系）＞
また、処理室１６の外部には、溶媒（ソルベント）であるＥＣＨ（エチルシク口ヘキサン）を供給する溶媒供給源（ソルベント供給源）７０ｅが設けられている。溶媒供給源７０ｅは、内部に溶媒を収容（充填）可能なタンク（密閉容器）として構成されている。なお、溶媒としては、ＥＣＨに限定されず、ＴＨＦ（テトラヒド口フラン）などの溶媒を用いることが出来る。

ここで、溶媒供給源７０ｅには、溶媒圧送ガス供給管７２ｅが接続されている。溶媒圧送ガス供給管７２ｅ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、溶媒圧送ガス供給管７２ｅの下流側端部は、溶媒供給源７０ｅ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_２ガス等の不活性ガスが好適に用いられる。

また、溶媒供給源７０ｅには溶媒供給管１１６が接続されている。溶媒供給管１１６の上流側端部は溶媒供給源７０ｅ内に収容した溶媒内に浸されている。溶媒供給管１１６の下流側端部は、３本のライン、すなわち、第１溶媒供給管１１６ｓ、第２溶媒供給管１１６ｂ、及び第３溶媒供給管１１６ｔに分岐するように接続されている。第１溶媒供給管１１６ｓ、第２溶媒供給管１１６ｂ、及び第３溶媒供給管１１６ｔの下流側端部は、気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔ手前の第１液体原料供給管７４ｓ、第２液体原料供給管７４ｂ、及び第３液体原料供給管７４ｔにそれぞれ接続されている。なお、第１溶媒供給管１１６ｓ、第２溶媒供給管１１６ｂ、及び第３溶媒供給管１１６ｔには、溶媒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）１１８ｓ、１１８ｂ、１１８ｔと、溶媒の供給を制御する開閉バルブＶｓ５、Ｖｂ５、Ｖｔ５とが、それぞれ設けられている。

上記構成により、溶媒圧送ガス供給管７２ｅから圧送ガスを供給するとともに、開閉バルブＶｓ５、Ｖｂ５、Ｖｔ５を開けることにより、第１液体原料供給管７４ｓ、第２液体原料供給管７４ｂ、及び第３液体原料供給管７４ｔ内に溶媒を供給することが可能となる。主に、溶媒供給源７０ｅ、溶媒圧送ガス供給管７２ｅ、溶媒供給管１１６、第１溶媒供給管１１６ｓ、第２溶媒供給管１１６ｂ、第３溶媒供給管１１６ｔ、液体流量コントローラ１１８ｓ、１１８ｂ、１１８ｔ、開閉バルブＶｓ２、Ｖｂ２、Ｖｔ２により、溶媒供給系（溶媒供給ライン）が構成される。

＜反応ガス供給系＞
また、処理室１６の外部には、酸素（Ｏ_２）ガスを供給する酸素ガス供給源８４ｏｘが設けられている。酸素ガス供給源８４ｏｘには、第１酸素ガス供給管７４ｏｘの上流側端部が接続されている。第１酸素ガス供給管７４ｏｘ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１２０ｏｘが接続されている。なお、第１酸素ガス供給管７４ｏｘ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）８２ｏｘが設けられている。

オゾナイザ１２０ｏｘのアウトレット１２２ｏｘには、反応ガス供給管としてのオゾンガス供給管１０２ｏｘの上流側端部が接続されている。また、オゾンガス供給管１０２ｏｘの下流側端部は、原料ガス供給管１０２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１０２ｏｘは、反応ガスとしてのオゾンガスを処理室１６内に供給するように構成されている。なお、オゾンガス供給管１０２ｏｘには、処理室１６内へのオゾンガスの供給を制御する開閉バルブＶｏｘ４が設けられている。

なお、第１酸素ガス供給管７４ｏｘの流量コントローラ８２ｏｘよりも上流側には、第２酸素ガス供給管１１６ｏｘ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１１６ｏｘの下流側端部は、オゾンガス供給管１０２ｏｘの
開閉バルブＶｏｘ４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１１６ｏｘ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）１２４ｏｘが設けられている。

上記構成により、オゾナイザ１２０ｏｘ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Ｖｏｘ４を開けることにより、処理室１６内へオゾンガスを供給することが可能となる。なお、処理室１６内へのオゾンガスの供給中に、第２酸素ガス供給管１１６ｏｘから酸素ガスを供給するようにすれば、処理室１６内へ供給するオゾンガスを酸素ガスにより希釈して、オゾンガス濃度を調整することが可能となる。主に、酸素ガス供給源８４ｏｘ、第１酸素ガス供給管７４ｏｘ、オゾナイザ１２０ｏｘ、流量コントローラ８２ｏｘ、オゾンガス供給管１０２ｏｘ、開閉バルブＶｏｘ４、第２酸素ガス供給管１１６ｏｘ、流量コントローラ１２４ｏｘ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。

＜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１３０を有している。コントローラ１３０は、ヒータ２２、昇降機構２４、ゲートバルブ３４、搬送ロボット３８、圧力調整器（ＡＰＣ）４４、真空ポンプ４８、気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔ、オゾナイザ１２０ｏｘ、開閉バルブＶｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３、Ｖｓ５、Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３、Ｖｂ５、Ｖｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３、Ｖｔ５、Ｖｏｘ４、メンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４、液体流量コントローラ８２ｓ、８２ｂ、８２ｔ、１１８ｓ、１１８ｂ、１１８ｔ、流量コントローラ８８ｓ、８８ｂ、８８ｔ、８２ｏｘ、１２４ｏｘ等の動作を制御する。

（２）基板処理工程
続いて、本発明の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法によりウエハ上に薄膜を形成する基板処工程について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ１３０によって制御される。

＜基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）＞
まず、昇降機構２４を作動させ、支持台１８を、図４に示すウエハ搬送位置まで下降させる。そして、ゲートバルブ３４を開き、処理室１６と搬送室３６とを連通させる。そして、搬送ロボット３８により搬送室３６内から処理室１６内へ処理対象のウエハ１４を搬送アーム３８ａで支持した状態で搬入する（Ｓ１）。処理室１６内に搬入したウエハ１４は、支持台１８の上面から突出しているリフトピン２８上に一時的に載置される。搬送ロボット３８の搬送アーム３８ａが処理室１６内から搬送室３６内へ戻ると、ゲートバルブ３４が閉じられる。

続いて、昇降機構２４を作動させ、支持台１８を、図２に示すウエハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン２８は支持台１８の上面から埋没し、ウエハ１４は、支持台１８上面のサセプタ２０上に載置される（Ｓ２）。

＜圧力調整工程（Ｓ３）、昇温工程（Ｓ４）＞
続いて、圧力調整器（ＡＰＣ）４４により、処理室１６内の圧力が所定の処理圧力となるように制御する（Ｓ３）。また、ヒータ２２に供給する電力を調整し、ウエハ１４の表面温度が所定の処理温度となるように制御する（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４８を作動させつつ、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３を開けることで、処理室１６内に不活性ガスとして
のＮ_２ガスを常に流しておく。これにより、ウエハ１４上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。なお、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３は、この後、気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔでの気化動作に関わらず、常に開いた状態とし、Ｎ_２ガスは、常に気化器８０ｓ、８０ｂ、８０ｔを介して処理室１６内に供給した状態とする。また、メンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４は、基板処理装置の稼動中は常時開いた状態にしておく。すなわち、少なくとも工程Ｓ１〜Ｓ１１までの間は、常に、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３およびメンテナンス用バルブＶｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４は開いた状態に維持される。

＜第１原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ６）＞
続いて、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）の供給を開始する。すなわち、真空ポンプ４８を作動させたまま、開閉バルブＶｓ１、Ｖｓ２を開けるとともに、第１圧送ガス供給管７２ｓから圧送ガスを供給して、第１液体原料供給源７０ｓから気化器８０ｓに対して第１液体原料を圧送（供給）する。なお、このとき開閉バルブＶｓ５を開けて一緒に溶媒を供給するようにしてもよい。このとき、開閉バルブＶｓ３は開いたままなので、Ｎ_２ガス供給源８４ｎから気化器８０ｓへのＮ_２ガスの供給は維持され、このＮ_２ガスがキャリアガスとして作用する。キャリアガスの供給は、第１液体原料の供給よりも先行して行われることとなる。このようにして気化器８０ｓにて第１液体原料を気化させて第１原料ガスを生成し処理室１６内へ供給する。第１原料ガスはシャワーヘッド５２により分散され、処理室１６内のウエハ１４上に均一に供給されて、ウエハ１４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６２内を流れ、排気口４０へと排気される。

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Ｖｓ２を閉じて、気化器８０ｓへの第１液体原料の供給を停止することで、処理室１６内への第１原料ガスの供給を停止する。

ここで、開閉バルブＶｓ２を閉じ、第１原料ガスの供給を停止した後も、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３は開けたままなので、処理室１６内へのＮ_２ガスの供給は維持され、このＮ_２ガスがパージガスとして作用する。これにより、処理室１６内に残留している第１原料ガスを除去し、処理室１６内をＮ_２ガスによりパージする。

処理室１６内のパージが完了したら、処理室１６内への反応物としてのオゾンガスの供給を開始する。すなわち、開閉バルブＶｏｘ４を開き、酸素ガス供給源８４ｏｘからオゾナイザ１２０ｏｘへ酸素ガスを供給して、オゾナイザ１２０ｏｘにてオゾンガスを生成して処理室１６内へ供給する。オゾンガスは、シャワーヘッド５２により分散されて処理室１６内のウエハ１４上に均一に供給され、ウエハ１４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、ウエハ１４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６２内を流れ、排気口４０へと排気される。

開閉バルブＶｏｘ４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Ｖｏｘ４を閉じ、処理室１６内へのオゾンガスの供給を停止する。

ここで、開閉バルブＶｏｘ４を閉め、オゾンガスの供給を停止した後も、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３は開けたままなので、処理室１６内へのＮ_２ガスの供給は維持され、このＮ_２ガスがパージガスとして作用する。これにより、処理室１６内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去し、処理室１６内をＮ_２ガスによりパージする。

＜第３原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ７）＞
続いて、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）の供給を開始する。すなわち、真空ポンプ４８を作動させたまま、開閉バルブＶｔ１、Ｖｔ２を開けるとともに、第３圧送ガス供給管７２ｔから圧送ガスを供給して、第３液体原料供給源７０ｔから気化器８０ｔに対して第３液体原料を圧送（供給）する。なお、このとき開閉バルブＶｔ５を開けて一緒に溶媒を供給するようにしてもよい。このとき、開閉バルブＶｔ３は開いたままなので、Ｎ_２ガス供給源８４ｎから気化器８０ｔへのＮ_２ガスの供給は維持され、このＮ_２ガスがキャリアガスとして作用する。キャリアガスの供給は、第３液体原料の供給よりも先行して行われることとなる。このようにして気化器８０ｔにて第３液体原料を気化させて第３原料ガスを生成し処理室１６内へ供給する。第３原料ガスはシャワーヘッド５２により分散され、処理室１６内のウエハ１４上に均一に供給されて、ウエハ１４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６２内を流れ、排気口４０へと排気される。

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Ｖｔ２を閉じて、気化器８０ｔへの第３液体原料の供給を停止することで、処理室１６内への第３原料ガスの供給を停止する。

ここで、開閉バルブＶｔ２を閉め、第３原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３は開けたままなので、処理室１６内へのＮ_２ガスの供給は維持され、このＮ_２ガスがパージガスとして作用する。これにより、
処理室１６内に残留している第３原料ガスを除去し、処理室１６内をＮ_２ガスによりパージする。

処理室１６内のパージが完了したら、処理室１６内への反応物としてのオゾンガスの供給を開始する。すなわち、開閉バルブＶｏｘ４を開き、酸素ガス供給源８４ｏｘからオゾナイザ１２０ｏｘへ酸素ガスを供給して、オゾナイザ１２０ｏｘにてオゾンガスを生成して処理室１６内へ供給する。オゾンガスは、シャワーヘッド５２により分散されて処理室１６内のウエハ１４上に均一に供給され、ウエハ１４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、ウエハ１４上にＴi元素を含む薄膜としてＴiＯ_２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６２内を流れ、排気口４０へと排気される。

ここで、開閉バルブＶｏｘ４を閉め、オゾンガスの供給を停止した後は、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３は開けたままなので、処理室１６内へのＮ_２ガスの供給は維持され、このＮ_２ガスがパージガスとして作用する。これにより、処理室１６内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去し、処理室１６内をＮ_２ガスによりパージする。

＜第２原料ガスを用いたＡＬＤ工程（Ｓ８）＞
続いて、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）の供給を開始する。すなわち、真空ポンプ４８を作動させたまま、開閉バルブＶｂ１、Ｖｂ２を開けるとともに、第２圧送ガス供給管７２ｂから圧送ガスを供給して、第２液体原料供給源７０ｂから気化器８０ｂに対して第２液体原料を圧送（供給）する。なお、このとき開閉バルブＶｂ２を開けて一緒に溶媒を供給するようにしてもよい。このとき、開閉バルブＶｂ７は開いたままなので、Ｎ_２ガス供給源８４ｎから気化器８０ｂへのＮ_２ガスの供給は維持され、このＮ_２ガスがキャリアガスとして作用する。キャリアガスの供給は、第２液体原料の供給よりも先行して行われることとなる。このようにして気化器８０ｂにて第２液体原料を気化させて第２原料ガスを生成し処理室１６内へ供給する。第２原料ガスはシャワーヘッド５２により分散され、処理室１６内のウエハ１４上に均一に供給されて、ウエハ１４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６２内を流れ、排気口４０へと排気される。

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Ｖｂ２を閉じて、気化器８０ｂへの第２液体原料の供給を停止することで、処理室１６内への第２原料ガスの供給を停止する。

ここで、開閉バルブＶｂ２を閉め、第２原料ガスの供給を停止した後も、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３は開けたままなので、処理室１６内へのＮ_２ガスの供給は維持され、このＮ_２ガスがパージガスとして作用する。これにより、
処理室１６内に残留している第２原料ガスを除去し、処理室１６内をＮ_２ガスによりパージする。

処理室１６内のパージが完了したら、処理室１６内への反応物としてのオゾンガスの供給を開始する。すなわち、開閉バルブＶｏｘ４を開き、酸素ガス供給源８４ｏｘからオゾナイザ１２０ｏｘへ酸素ガスを供給して、オゾナイザ８０ｏｘにてオゾンガスを生成して処理室１６内へ供給する。オゾンガスは、シャワーヘッド５２により分散されて処理室１６内のウエハ１４上に均一に供給され、ウエハ１４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、ウエハ１４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６２内を流れ、排気口４０へと排気される。

ここで、開閉バルブＶｏｘ４を閉め、オゾンガスの供給を停止した後も、開閉バルブＶｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３は開けたままなので、処理室１６内へのＮ_２ガスの供給は維持され、このＮ_２ガスがパージガスとして作用する。これにより、
処理室１６内に残留しているオゾンガスや反応副生成物を除去し、処理室１６内をＮ_２ガスによりパージする。

＜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、ウエハ１４上にＴｉ元素を含む薄膜としてＴｉＯ_２膜を生成する。

＜繰り返し工程（Ｓ１０）＞
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、ウエハ１４上に所望の膜厚のＢＳＴ（チタン酸バリウムスト口ンチウム）薄膜、すなわち（Ｂａ、Ｓｒ）ＴｉＯ_３薄膜を形成する。

＜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エハ１４を処理室１６内から搬送室３６内へ搬出して、本実施形態にかかる基板処理工程を完了する。

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、原料ガスは熱分解することなくウエハ１４上に吸着する。また、オゾンガスを供給する際には、ウエハ１４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、ウエハ１４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。

本実施の形態におけるウエハ１４の処理条件としては、例えば（Ｂａ、Ｓｒ）ＴｉＯ_３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（Ｃ_１４Ｏ_４Ｈ_１１４）_２（略称；Ｓｒ（ＭＥＴＨＤ）_２）０．１ｍｏｌ/ＬＥＣＨ希釈）供給流量：０．０１〜０．５ｃｃ/ｍｉｎ、
第２液体原料Ｂａ（Ｃ_１４Ｏ_４Ｈ_１１４）_２（略称；Ｂａ（ＭＥＴＨＤ）２）０．１ｍｏｌ/ＬＥＣＨ希釈）供給流量：０．０１〜０．５ｃｃ/ｍｉｎ、
第３液体原料Ｔi（Ｃ_６Ｏ_２Ｈ_１１）（Ｃ_１１Ｏ_２Ｈ_１９）_２（略称；Ｔｉ(ＭＰＤ）（ＴＨＤ）_２)０．１ｍｏｌ/ＬＥＣＨ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^３）、
溶媒（ＥＣＨ）供給流量:０．０５〜０．５ｃｃ/ｍｉｎ、
が例示される。

＜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１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、及び第３原料ガス供給管１０２ｔ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１０２となり、一本化した原料ガス供給管１０２が、ガス導入口５０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１０２ｓ、第２原料ガス供給管１０２ｂ、及び第３原料ガス供給管１０２ｔの下流側端部が、シャワーヘッド５２の上面（天井壁）にそれぞれ直接に接続されていても良い。

また、上述の実施形態では、オゾンガス供給管１０２ｏｘの下流側端部は、原料ガス供給管１０２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１０２ｏｘの下流側端部が、シャワーヘッド５２の上面（天井壁）に直接に接続されていても良い。

また、上述の実施形態では、ウエハ１４上にＢＳＴ（チタン酸バリウムスト口ンチウム）薄膜、すなわち（Ｂａ、Ｓｒ）ＴｉＯ_３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、ウエハ１４上にＳＴＯ（チタン酸スト口ンチウム）薄膜、すなわちＳｒＴｉＯ_３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。

本実施形態にかかる基板処理装置は上述した構成となっており、原料ガス供給系に、キャリアガスが処理室に流れないようにするベントライン、処理室をパージするパージガスを流すパージライン及び、ベントラインまたはパージラインへの切替バルブ等、これらを設ける必要がない。

１６処理室
８０気化器
８６キャリアガス供給管
９０ｓ、９０ｂ、９０ｔ気化室
９４ｓ、９４ｂ、９４ｔ噴霧ノズル
１０２原料ガス供給管
１１０ｓ、１００ｂ、１００ｔキャリアガス配管
１１２ｓ、１１２ｂ、１１２ｔ液体原料配管
１１４ｓ、１１４ｂ、１１４ｔ混合配管
１３０コントローラ
Ｖｓ１、Ｖｂ１、Ｖｔ１開閉バルブ
Ｖｓ３、Ｖｂ３、Ｖｔ３開閉バルブ
Ｖｓ４、Ｖｂ４、Ｖｔ４メンテナンス用バルブ

Claims

基板を処理する処理室と、
液体原料を気化する気化部と、
該気化部に液体原料を供給する液体原料供給管と、
該液体原料供給管に設けられた第１バルブ部と、
前記第１バルブ部の排出部に接続されたキャリアガス供給管と、
該キャリアガス供給管に設けられた第２バルブ部と、
前記気化部で液体原料を気化した原料ガスを前記処理室内に供給する原料ガス供給管と、
該原料ガス供給管に設けられたゲートバルブ式の第３バルブ部と、
前記第２バルブ部および前記第３バルブ部を開いた状態に維持することで、キャリアガスを前記キャリアガス供給管を介して前記処理室内に連続的に供給するとともに、その状態で、前記第１バルブ部の開閉を繰り返すことで、液体原料を間欠的に前記気化部に供給して気化し、原料ガスを間欠的に前記処理室内に供給して基板を処理するように、前記第１バルブ部、前記第２バルブ部および前記第３バルブ部を制御する制御コントローラと
を有することを特徴とする基板処理装置。