JP2011114002A

JP2011114002A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2011114002A
Application number: JP2009266127A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Morikawa; 敦史守川
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】液体原料を効率的に気化することができる半導体製造装置を提供する。
【解決手段】ウエハ１４を処理する処理室７０と、気化器８２により液体原料を気化して得られた気化ガスを、処理室７０内に供給する第１のガス供給管８０ａ、第１のキャリアガス供給管１００ａ及び第１のガス供給ノズル９６ａと、処理室７０内の雰囲気を排気する真空ポンプ１１４と、を有し、気化器８２は、液体原料を導入して当該液体原料を気化する気化室を少なくとも２以上備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板処理装置に関する。

半導体基板のＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）キャパシタ用絶縁膜製造工程において、ノードの微細化に伴い高誘電率材料（Ｈｉｇｈ−ｋ）を用いた成膜が主流となっている。また、トランジスタのゲート製作工程中のゲート絶縁膜製作工程においても、高誘電率材料（Ｈｉｇｈ−ｋ）を使用する工程が増加している。

一般的に、高誘電率材料（Ｈｉｇｈ−ｋ）の原料は、大気雰囲気において液体のものが多い。液体原料は、この液体原料が充填される原料タンクに不活性な圧送ガスが供給されることで圧送され、液体マスフローコントローラ等で流量制限されて気化器で気化し、気体となって処理室（チャンバー）に供給される。

液体原料を気化する気化器の役割は重要であり、液体原料が完全に気体となっていない気化不良の状態では、この液体原料が、気化器内部でゲル状態となって残渣物になったり、熱分解して固化し微小パーティクル源になったりして、成膜不良の原因となる。

関連する先行技術として、本出願人による特願２００９−１１４８６１がある。

特願２００９−１１４８６１

従来の気化器により気化させて得られるガスの流量は、最大で数ｃｃ／ｍｉｎ．程度と少量である。このため、成膜レートが十分でなく、所望の膜厚を成膜するには原料ガスを長時間流し続ける必要があり、装置のスループットが低かった。

本発明は、液体原料を効率的に気化する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。

上記目的を達成するために、本発明に係る基板処理装置は、基板を処理する処理室と、気化器により液体原料を気化して得られた気化ガスを、前記処理室内に供給するガス供給手段と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、を有し、前記気化器は、液体原料を導入し当該液体原料を気化する気化室を少なくとも２以上備える。

本発明によれば、液体原料を効率的に気化する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係る半導体製造装置の斜透視図である。本発明の一実施形態に係る処理炉の概略構成図である。図２に示す処理炉のＡ−Ａ断面図である。図４（ａ）は、気化器の概略図であり、図４（ｂ）は、気化器の側面図である。気化器のノズルヘッドを下方から見た図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行なう縦型の装置を適用した場合について述べる。

＜装置全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態としての基板処理装置１０の斜透視図である。
基板処理装置１０は筺体１２を備え、シリコン等からなるウエハ（基板）１４を収納したウエハキャリアとしてのカセット１６が使用される。筐体１２の正面壁１２ａの下方には、メンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口１８が開設され、この正面メンテナンス口１８を開閉する正面メンテナンス扉２０が建て付けられている。

正面メンテナンス扉２０には、カセット搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）２２が筐体１２内外を連通するように開設されており、このカセット搬入搬出口２２はフロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）２４によって開閉されるようになっている。

カセット搬入搬出口２２の筐体１２内側には、カセットステージ（基板収容器受渡し台）２６が設置されている。カセット１６は、カセットステージ２６上に工程内搬送装置（非図示）によって搬入され、かつまた、このカセットステージ２６上から搬出されるようになっている。
カセットステージ２６は、工程内搬送装置によって、カセット１６内のウエハ１４が垂直姿勢となり、カセット１６のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ２６は、このカセットステージ２６上のカセット１６を筐体１２の後方に右回り縦方向９０°回転させ、このカセット１６内のウエハ１４が水平姿勢となり、カセット１６のウエハ出し入れ口が筐体１２の後方を向くように動作する構成となっている。

筐体１２内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収容器載置棚）２８が設置されており、このカセット棚２８は複数段複数列にて複数個のカセット１６を保管するように構成されている。カセット棚２８には、後述するウエハ移載機構３６の搬送対象となるカセット１６が収納される移載棚３０が設けられている。
また、カセットステージ２６の上方には予備カセット棚３２が設けられ、予備的にカセット１６を保管するように構成されている。

カセットステージ２６とカセット棚２８との間には、カセット搬送装置（基板収容器搬送装置）３４が設置されている。カセット搬送装置３４は、カセット１６を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収容器昇降機構）３４ａと、搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収容器搬送機構）３４ｂとで構成されている。カセット搬送装置３４は、カセットエレベータ３４ａとカセット搬送機構３４ｂとの連続動作により、カセットステージ２６、カセット棚２８、予備カセット棚３２との間で、カセット１６を搬送するように構成されている。

カセット棚２８の後方には、ウエハ移載機構（基板移載機構）３６が設置されており、ウエハ移載機構３６は、ウエハ１４を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）３６ａ、及びこのウエハ移載装置３６ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）３６ｂとで構成されている。ウエハ移載装置エレベータ３６ｂは、筐体１２の右側端部に設置されている。ウエハ移載機構３６は、ウエハ移載装置３６ａ及びウエハ移載装置エレベータ３６ｂの連続動作により、ウエハ移載装置３６ａのツイーザ（基板保持体）３６ｃをウエハ１４の載置部として、ボート（基板保持具）３８に対してウエハ１４を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。

筐体１２の後部上方には、処理炉４０が設けられている。処理炉４０の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）４２により開閉されるように構成されている。

処理炉４０の下方には、ボート３８を処理炉４０に昇降させる昇降機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）４４が設けられている。ボートエレベータ４４の昇降台に連結された連結具としてのアーム４６には、蓋体としてのシールキャップ４８が水平に据え付けられており、このシールキャップ４８は、ボート３８を垂直に支持し、処理炉４０の下端部を閉塞可能なように構成されている。

ボート３８は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ１４をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。

カセット棚２８の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット５０が設けられており、クリーンエアを筐体１２の内部に流通させるように構成されている。

ウエハ移載装置エレベータ３６ｂ及びボートエレベータ４４側と反対側である筐体１２の左側端部には、クリーンエアを供給するよう供給フアン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット（非図示）が設置されている。このクリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置３６ａ、ボート３８を流通した後に、後述する真空ポンプ１１４（図２参照）に吸い込まれて、筐体１２の外部に排気されるようになっている。

次に、基板処理装置１０の動作について説明する。
カセット１６がカセットステージ２６に供給されるのに先立って、カセット搬入搬出口２２がフロントシャッタ２４によって開放される。次いで、カセット１６はカセット搬入搬出口２２から搬入され、カセットステージ２６上にウエハ１４が垂直姿勢であって、カセット１６のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。その後、カセット１６は、カセットステージ２６によって、カセット１６内のウエハ１４が水平姿勢となり、カセット１６のウエハ出し入れ口が筐体１２の後方を向けるように、筐体１２の後方に右周り縦方向９０°回転させられる。

続いて、カセット１６は、カセット棚２８又は予備カセット棚３２の指定された棚位置へカセット搬送装置３４によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚２８又は予備カセット棚３２からカセット搬送装置３４によって移載棚３０に移載されるか、もしくは直接移載棚３０に搬送される。

カセット１６が移載棚３０に移載されると、ウエハ１４はカセット１６からウエハ移載装置３６ａのツイーザ３６ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、処理炉４０の下方にあるボート３８に装填（チャージング）される。ボート３８にウエハ１４を受け渡したウエハ移載装置３６ａはカセット１６に戻り、次のウエハ１４をボート３８に装填する。

予め指定された枚数のウエハ１４がボート３８に装填されると、炉口シャッタ４２によって閉じられていた処理炉４０の下端部が、炉口シャッタ４２によって、開放される。続いて、ウエハ１４群を保持したボート３８は、シールキャップ４８がボートエレベータ４４によって上昇されることにより、処理炉４０内へ搬入（ローディング）される。

ローディング後は、処理炉４０にてウエハ１４に任意の処理が実施される。処理後、ウエハ１４及びカセット１６は、上述した手順の逆の手順で、筐体１２の外部へ払出される。

＜処理炉の構成＞
図２は、基板処理装置１０の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉４０及びその周辺部分を縦断面図で示している。また、図３は、図２に示す処理炉４０のＡ−Ａ断面図である。

ウエハ１４を所定の温度に加熱する加熱装置（加熱手段）であるヒータ６２の内側に、ウエハ１４を処理する反応容器として反応管６４が設けられ、この反応管６４の下端には、例えばステンレス等からなるマニホールド６６が気密部材であるＯリング６８ａを介して係合される。さらに、マニホールド６６の下端開口は、蓋体であるシールキャップ４８により、気密部材であるＯリング６８ｂを介して気密に閉塞される。少なくとも反応管６４、マニホールド６６及びシールキャップ４８により処理室７０が形成される。

ボート支持台７２は、ボート３８を保持する保持体であり、ボート３８は、このボート支持台７２を介してシールキャップ４８に立設される。
ボート３８は、ボートエレベータ４４（図１参照）により反応管６４に出入りできるようになっている。また、処理の均一性を向上するためにボート支持台７２に保持されたボート３８を回転するボート回転機構７４が設けてられている。

処理室７０へ、複数種類（本実施形態では２種類）の処理ガスを供給する供給経路としての２本のガス供給管８０ａ、８０ｂが、マニホールド６６の下部を貫通して設けられている。

第１のガス供給管８０ａには、気化器８２と、開閉弁である第１のバルブ８４ａが設けられている。気化器８２には、液体原料を供給する液体原料供給管８６と、不活性ガスを供給する不活性ガス供給管８８とが接続されている。液体原料供給管８６には、液体原料の流量制御装置（流量制御手段）である液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）９０が設けられており、不活性ガス供給管８８には、不活性ガスの流量制御装置である第１のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）９２ａが設けられている。
なお、原料として、液体原料を用いず気体原料のみを用いる場合には、ＬＭＦＣ９０の代わりにマスフローコントローラを用い、さらに、気化器８２を省略した構成とすることもできる。

また、第１のガス供給管８０ａは、第１のバルブ８４ａを介して、例えば窒素（Ｎ_２）等のキャリアガスを供給する第１のキャリアガス供給管１００ａと合流する。第１のガス供給管８０ａの先端部には、処理室７０を構成する反応管６４の内壁とウエハ１４との間の円弧状の空間において、この反応管６４の下部から上部に向かって内壁に沿うように設置された第１のガス供給ノズル９６ａが設けられている。第１のガス供給ノズル９６ａの側面には、ガスを供給する供給孔である第１のガス供給孔９８ａが複数設けられている。第１のガス供給孔９８ａは、下部から上部にわたって、それぞれ同一の開口面積を有し、同一の開口ピッチで設けられている。

第１のキャリアガス供給管１００ａには、上流方向から順に、流量制御装置である第３のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）９２ｃと、開閉弁である第３のバルブ８４ｃとが設けられている。

第２のガス供給管８０ｂには、上流方向から順に、流量制御装置である第２のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）９２ｂと、開閉弁である第２のバルブ８４ｂとが設けられている。

また、第２のガス供給管８０ｂは、第２のバルブ８４ｂを介して、例えば窒素（Ｎ_２）等のキャリアガスを供給する第２のキャリアガス供給管１００ｂと合流する。第２のガス供給管８０ｂの先端部には、反応管６４の内壁とウエハ１４との間の円弧状の空間において、この反応管６４の下部から上部に向かって内壁に沿うように設置された第２のガス供給ノズル９６ｂが設けられている。第２のガス供給ノズル９６ｂの側面には、ガスを供給する供給孔である第２のガス供給孔９８ｂが複数設けられている。第２のガス供給孔９８ｂは、下部から上部にわたって、それぞれ同一の開口面積を有し、同一の開口ピッチで設けられている。

第２のキャリアガス供給管１００ｂには、上流方向から順に、流量制御装置である第４のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）９２ｄと、開閉弁である第４のバルブ８４ｄとが設けられている。

したがって、第１のガス供給管８０ａ側の液体原料供給管８６から供給される液体原料は、気化器８２において気化された後、第１のバルブ８４ａを介して、第１のキャリアガス供給管１００ａにおいてキャリアガスと合流し、第１のガス供給ノズル９６ａの第１のガス供給孔９８ａから、処理室７０に供給される。
一方、第２のガス供給管８０ｂから供給される原料は、第２のバルブ８４ｂを介して、第２のキャリアガス供給管１００ｂにおいてキャリアガスと合流し、第２のガス供給ノズル９６ｂの第２のガス供給孔９８ｂから、処理室７０に供給される。

処理室７０は、ガスを排気する排気管であるガス排気管１１０により第５のバルブ１１２を介して、排気装置（排気手段）である真空ポンプ１１４に接続され、真空排気されるようになっている。なお、この第５のバルブ１１２は、弁を開閉して処理室７０の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。

制御部（制御手段）であるコントローラ１２０は、ＬＭＦＣ９０、第１〜第４のＭＦＣ９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ、第１〜第４のバルブ８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄ、第５のバルブ１１２、ヒータ６２、真空ポンプ１１４、ボート回転機構７４、ボートエレベータ４４とに接続されている。コントローラ１２０によって、ＬＭＦＣ９０、及び第１〜第４のＭＦＣ９２Ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄの流量調整、第１〜第４のバルブ８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄの開閉動作、第５のバルブ１１２の開閉及び圧力調整動作、ヒータ６２の温度調整、真空ポンプ１１４の起動・停止、ボート回転機構７４の回転速度調節、ボートエレベータ４４の昇降動作制御が行われる。

次に、気化器８２について詳細に説明する。
図４（ａ）は、気化器８２の概略図であり、図４（ｂ）は、気化器８２の側面図である。また、図５は、気化器８２のノズルヘッド１３０を下方から見た図である。

気化器８２には、複数（例えば２つ）のノズルヘッド１３０、複数（例えば２つ）の気化室１３２、及びタンク部１３４が設けられている。ノズルヘッド１３０、気化室１３２、及びタンク部１３４それぞれの間には、減圧状態での使用に耐えるためにシール部材１３６が設けられている。シール部材１３６としては、例えば、耐熱性のあるＯリング、あるいは、メタルシール等が用いられる。

ノズルヘッド１３０は、複数の気化室１３２それぞれに対応して設けられており、このノズルヘッド１３０には、対応する気化室１３２内に液体原料を供給する液体原料ノズル１４２及び不活性ガスを供給する不活性ガス導入部１４４が設けられている。液体原料ノズル１４２は、液体原料供給管８６と接続しており、不活性ガス導入部１４４は、不活性ガス供給管８８に接続している。
このように、それぞれの気化室１３２へは、液体原料供給管８６及び不活性ガス供給管８８から、独立して原料あるいは不活性ガスが供給される構成となっている。

不活性ガス導入部１４４は、気化室１３２側で２方向に分岐しており、先端にはシャワー板１４６が設けられている。シャワー板１４６は、液体原料ノズル１４２を挟むようにして、この液体原料ノズル１４２を頂点としてペントルーフ（三角屋根）形状に配置されている。

液体原料供給管８６から液体原料ノズル１４２を介して噴霧される液体原料は、不活性ガス供給管８８から不活性ガス導入部１４４に導入されシャワー板１４６を介してシャワー状に供給される不活性ガスと、気化室１３２内で混合される。
このように、液体原料ノズル１４２の近傍に、不活性ガスをシャワー状に供給するシャワー板１４６が配置されているため、液体原料ノズル１４２から噴霧された液体原料が、この液体原料ノズル１４２自体に付着しにくい。

気化室１３２は、直列に複数並んでブロック構造を構成し、ブロックの周囲及び隣接する気化室１３２間には、気化室１３２内を加熱する熱源としてのヒータ１５０、１５２が設けられ、また、ブロックの周囲及びそれぞれの気化室１３２には、気化室１３２内の温度を検知する温度センサ１５４が設けられている。
隣接する気化室１３２間に設けられたヒータ１５２の熱容量を、ブロックの周囲に設けられたヒータ１５０の熱容量の２倍程度とすることで、隣接する気化室１３２間に設けられたヒータ１５２により隣接する（両側の）気化室１３２を同時に加熱することが可能となる。

タンク部１３４は、気化室１３２の下方に設けられており、このタンク部１３４に、複数の気化室１３２で気化された原料が集められる。タンク部１３４は、複数の気化室１３２の容積の総和よりも大きな容積を有する。また、タンク部１３４には、第１のガス供給管８０ａに接続されるポート１６０、及びタンク部１３４内の原料を真空ポンプ１１４から排気するためのポート（非図示）が設けられている。さらに、タンク部１３４の周囲には、気化室１３２と同様にヒータ１５０及び温度センサ１５４が設けられている。
なお、タンク部１３４と、気化室１３２のブロックとは、分割できるように構成されている。

つまり、液体原料供給管８６から気化器８２に供給される液体原料は、複数の気化室１３２において気化された後、タンク部１３４に集められ、ポート１６０から第１のガス供給管８０ａを介して処理室７０に供給される構成となっている。このように、気化器８２は、気化室１３２が複数設けられた構成となっているため、気化室１３２が複数設けられていない構成と比較して、単位時間あたりに気化できる原料が増大する。また、気化できる原料を増大させるために、気化室１３２を１つ有する構成の気化器を複数設ける場合と比較して、設置スペースが低減される。

＜成膜処理＞
次に、基板処理装置１０を用いたＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法による成膜処理について、半導体デバイスの製造工程の一つであるＨｆＯ_２膜の成膜を例に説明する。なお、以下の説明において、原料には、ＴＥＭＡＨ（テトラキスメチルエチルアミノハフニウム：Ｈｆ［ＮＣＨ_３Ｃ_２Ｈ_５］_４）、及び、オゾン（Ｏ_３）を用いている。

ＡＬＤ法は、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法の一つであり、所定の成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いられる少なくとも２種類の原料となる反応性ガスを１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子単位で基板上に吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。このとき、膜厚の制御は、反応性ガスを供給するサイクル数で行う。例えば、膜厚２０Åの膜を形成する場合、成膜速度が１Å／サイクルであれば、反応性ガスを供給するサイクルを２０サイクル行う。

ＡＬＤ法では、例えばＨｆＯ_２膜の場合、原料としてＴＥＭＡＨとＯ_３を用いて、１８０〜２５０℃の低温で、高品質の成膜が可能である。

まず、上述したようにウエハ１４をボート３８に装填し、処理室７０に搬入する。ボート３８を処理室７０に搬入後、後述する３つのステップを順次実行する。

（ステップ１）
液体原料供給管８６にＴＥＭＡＨ、不活性ガス供給管８８に不活性ガス（Ｎ_２）、第１のキャリアガス供給管１００ａにキャリアガス（Ｎ_２）を流す。
第１のガス供給管８０ａの第１のバルブ８４ａ、第１のキャリアガス供給管１００ａの第３のバルブ８４ｃ、及び、ガス排気管１１０の第５のバルブ１１２それぞれを開く。

キャリアガスは、第１のキャリアガス供給管１００ａから流れ、第３のＭＦＣ９２ｃにより流量調整される。
不活性ガスは、不活性ガス供給管８８を流れ、第１のＭＦＣ９２ａにより流量調整される。
ＴＥＭＡＨは、液体原料供給管８６を流れ、ＬＭＦＣ９０により流量調整され、流量調整された不活性ガスとともに、気化器８２に供給される。

続いて、ＴＥＭＡＨは、気化器８２において気化され、第１のガス供給管８０ａから流れ、流量調整されたキャリアガスと合流して混合され、第１のガス供給ノズル９６ａの第１のガス供給孔９８ａから処理室７０内に供給されつつ、ガス排気管１１０から排気される。

このとき、第５のバルブ１１２を適正に調整して処理室７０内の圧力を３０〜１００Ｐａの範囲であって、例えば５０Ｐａに維持する。ＬＭＦＣ９０で制御するＴＥＭＡＨの供給量は０．０１〜０．１ｇ／ｍｉｎである。ＴＥＭＡＨ（ガス）にウエハ１４を晒す時間は３０〜１８０秒間である。ヒータ６２温度はウエハの温度が１８０〜２５０℃の範囲であって、例えば２５０℃になるよう設定する。
このように、ＴＥＭＡＨを処理室７０内に供給することで、ＴＥＭＡＨがウエハ１４上の下地膜などの表面部分と表面反応（化学吸着）する。

（ステップ２）
第１のガス供給管８０ａの第１のバルブ８４ａを閉め、ＴＥＭＡＨの供給を停止する。このとき、ガス排気管１１０の第５のバルブ１１２は開いたままとし、真空ポンプ１１４により処理室７０内を２０Ｐａ以下となるまで排気し、処理室７０内に残留する残留ＴＥＭＡＨ（ガス）を、処理室７０内から排除する。このとき、Ｎ_２等の不活性ガスを処理室７０内へ供給すると、残留ＴＥＭＡＨ（ガス）を排除する効果がさらに高まる。

（ステップ３）
第２のガス供給管８０ｂにＯ_３、第２のキャリアガス供給管１００ｂにキャリアガス（Ｎ_２）をそれぞれ流す。第２のガス供給管８０ｂの第２のバルブ８４ｂ、第２のキャリアガス供給管１００ｂの第４のバルブ８４ｄを共に開く。

キャリアガスは、第２のキャリアガス供給管１００ｂから流れ、第４のＭＦＣ９２ｄにより流量調整される。
Ｏ_３は、第２のガス供給管８０ｂから流れ、第２のＭＦＣ９２ｂにより流量調整され、流量調整されたキャリアガスと合流して混合され、第２のガス供給ノズル９６ｂの第２のガス供給孔９８ｂから処理室７０内に供給されつつガス排気管１１０から排気される。

このとき、第５のバルブ１１２を適正に調整して処理室７０内の圧力を３０〜１００Ｐａの範囲であって、例えば５０Ｐａに維持する。Ｏ_３にウエハ１４を晒す時間は１０〜１２０秒間である。このときのウエハの温度は、ステップ１のＴＥＭＡＨガスの供給時と同じく１８０〜２５０℃の範囲であって、例えば２５０℃となるようにヒータ６２を設定する。
Ｏ_３の供給により、ウエハ１４の表面に化学吸着したＴＥＭＡＨとＯ_３とが表面反応して、ウエハ１４上にＨｆＯ_２膜が成膜される。

成膜後、第２のガス供給管８０ｂの第２のバルブ８４ｂ及び第２のキャリアガス供給管１００ｂの第４のバルブ８４ｄを閉じ、真空ポンプ１１４により処理室７０内を真空排気し、成膜に寄与した後の処理室７０内に残留するＯ_３（ガス）を排除する。
このとき、Ｎ_２等の不活性ガスを反応管６４内に供給すると、残留するＯ_３（ガス）を処理室７０から排除する効果がさらに高まる。

上述したステップ１〜３を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ１４上に所定の膜厚のＨｆＯ_２膜を成膜することができる。

なお、本実施形態においては、ＨｆＯ_２膜を成膜する場合について説明したが、これに限らず、液体原料を使用する他の膜種の成膜についても適用することができる。

また、上記実施形態においては、気化器８２に気化室１３２が２つ設けられている場合について説明したが、これに限らず、気化室を３つ以上設けるようにしてもよい。
さらに、液体原料ノズル１４１及びシャワー板１４６をペントルーフ形状に配置する代わりに、曲面を有するシャワー板１４６を用いて半球形状に配置するようにしてもよい。

［本発明の好ましい態様］
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。

本発明の一態様によれば、半導体基板を成膜するためノズル等のガス放出媒体を有する反応室と、半導体基板を移載する機構を有する移載室と、半導体基板の成膜、反応室内のクリーニング及びガス置換に必要なガスを有するガス供給システムと、半導体基板成膜前後の反応室内残留ガスを排気する機構を有する排気システムと、半導体基板の成膜及び装置の管理を行う統合コントローラと、半導体基板の成膜に必要な液体材料及び供給系を付帯し、かつその液体を気化させるための気化器を有する供給システム、を有する半導体装置が提供される。これにより、気化ガスの量を従来の数倍にした気化器により単位時間当たりの成膜レートを向上させ装置スループットが高くすることができる。

１０基板処理装置
１２筺体
１４ウエハ
１６カセット
２８カセット棚
３４カセット搬送装置
３６ウエハ移載機構
３８ボート
４０処理炉
４２炉口シャッタ
４４ボートエレベータ
４８シールキャップ
５０クリーンユニット
７０処理室
７２ボート支持台
８０ａ第１のガス供給管
８０ｂ第２のガス供給管
８２気化器
８６液体原料供給管
８８不活性ガス供給管
９０液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）
９２マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
９６ａ第１のガス供給ノズル
９６ｂ第２のガス供給ノズル
１００ａ第１のキャリアガス供給管
１００ｂ第２のキャリアガス供給管
１１０ガス排気管
１１４真空ポンプ
１２０コントローラ
１３０ノズルヘッド
１３２気化室
１３４タンク部
１３６シール部材
１４２液体原料ノズル
１４４不活性ガス導入部
１４６シャワー板

Claims

基板を処理する処理室と、
気化器により液体原料を気化して得られた気化ガスを、前記処理室内に供給するガス供給手段と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、
を有し、
前記気化器は、液体原料を導入し当該液体原料を気化する気化室を少なくとも２以上備える
基板処理装置。