JP5004890B2 - Vaporizer, substrate processing apparatus, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit the clogging of the spray nozzle of a vaporizer and the deposition of the raw material on the surface of the spray nozzle, thereby enhancing vaporization efficiency. <P>SOLUTION: The vaporizer includes a vaporizing chamber for vaporizing a liquid raw material, a heater for heating the interior of the vaporizing chamber, a mixer for mixing the liquid raw material and a carrier gas, a spray nozzle for spraying the liquid raw material which has been mixed with the carrier gas in the mixer into the vaporizing chamber, a cooling member for cooling the spray nozzle and the mixer, and a cover for covering a part of the surface of the leading edge of the spray nozzle so as to be separated from the vaporizing chamber and forming a flow path for delivering a purge gas around the leading edge of the spray nozzle. A projection is provided to the center of the most leading edge of the leading edge of the spray nozzle. A spraying aperture is formed at the leading edge surface of the projection. A portion of the cover corresponding to the leading edge surface of the projection is open. The side of the projection is covered by the cover. A discharge hole is provided in a clearance between the side of the projection and the cover to discharge the purge gas delivered around the leading edge of the spray nozzle inside the vaporizing chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;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) a process of 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 the mixture into the vaporizing chamber is effective. As for the vaporizer that applies the two-fluid nozzle 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 at the time of supply (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

ところで、噴霧された原料は気化室内で完全に気化されなければならない。気化熱による温度低下もあることから、原料の気化蒸気圧を確保するために気化室内はヒータ等で一定の温度に加熱保持されるのが一般的である。これらの気化器の構成について、これまで以下のような課題あった。   By the way, the sprayed raw material must be completely vaporized in the vaporization chamber. Since there is a temperature drop due to the heat of vaporization, the vaporization chamber is generally heated and held at a constant temperature by a heater or the like in order to ensure the vapor pressure of the raw material. The configuration of these vaporizers has been subject to the following problems.

外部混合式の二流体ノズルを有する気化器の場合、キャリアガスと混合する前の原料が高温の気化室に面しているため原料が高温になり、溶媒の優先蒸発(いわゆる先飛び現象)や原料の熱分解が起こりやすく、溶液ノズルの目詰まりを引き起こす場合がある。対策として成膜工程後など原料気化工程の合間に溶媒によるノズル洗浄工程を挿入したり、溶媒の希釈割合を上げて濃度を下げたりする方法が取られているが、洗浄工程挿入によるスループットの悪化や溶媒の大量消費、気化量の低下は免れない。   In the case of a vaporizer having an external mixing type two-fluid nozzle, since the raw material before mixing with the carrier gas faces the high-temperature vaporization chamber, the raw material becomes hot, and preferential evaporation of the solvent (so-called jump-on phenomenon) Thermal decomposition of the raw material is likely to occur, which may cause clogging of the solution nozzle. As countermeasures, methods such as inserting a nozzle cleaning process with a solvent between the raw material vaporization processes such as after the film forming process, or decreasing the concentration by increasing the solvent dilution ratio are taken, but the throughput deteriorates due to the insertion of the cleaning process In addition, large consumption of solvents and reduction in vaporization are inevitable.

一方で内部混合方式の場合、噴霧時の粒径は多少大きくなるものの、原料自体が直接高温部に面しないため閉塞防止という点では有利である。しかしながら噴霧ノズル先端は溶媒先飛びによる閉塞への対策ために流路をより細くし圧力差をつける必要がある。さらには、キャリアガスと原料の流路は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方法が取られている。その設定温度は原料気化のために設定する気化管(気化室)温度よりも低いため、噴霧ノズル先端部の温度は気化管の内面温度よりも低くせざるを得ず、その結果として一度気化して気化管内に拡散している原料が噴霧ノズル先端部などの低温域に触れて再液化する。溶液原料の場合は固体や粘性の高い原料が析出することとなり、噴霧ノズルの閉塞や析出物の剥がれによる異物の発生がある。原料の析出防止には加熱による付着物抑制やパージ、溶媒による洗浄などが採用されている。ノズル先端を気化温度近くまで加熱することで付着物抑制は可能であるが、流路内で原料が熱分解したり溶媒が先飛びして噴霧ノズルの閉塞や異物が発生したりする。また加熱温度が低い場合は析出防止効果が低く、逆に析出した原料が熱を受けて変質しパージや洗浄でも除去できなくなる。気化管内の噴霧ノズル周辺部に不活性ガス等のガスを流し、ノズル部分をガスでパージすることによりノズルへの原料再付着抑制は一定の効果があるが、気化管内にあるノズルを気化した原料との接触から保護することは難しく、また気化管内のガス流量を増やすことは気化管内の圧力上昇や温度低下による気化不良を招く。また溶媒による洗浄は外部混合方式同様にスループットの悪化や溶媒の大量消費となる。   On the other hand, in the case of the internal mixing method, although the particle size at the time of spraying is somewhat large, the raw material itself does not directly face the high temperature part, which is advantageous in terms of preventing clogging. However, the tip of the spray nozzle needs to have a narrower flow path and a pressure difference in order to prevent clogging due to solvent jump. Furthermore, a method is adopted in which the flow path between the carrier gas and the raw material is set to a temperature at which the raw material and the solvent do not boil or undergo thermal decomposition. Since the set temperature is lower than the vaporization tube (vaporization chamber) temperature set for raw material vaporization, the temperature at the tip of the spray nozzle must be lower than the inner surface temperature of the vaporization tube, and as a result, once vaporized. The raw material diffused in the vaporizing tube touches the low temperature region such as the tip of the spray nozzle and reliquefies. In the case of a solution raw material, a solid or highly viscous raw material is precipitated, and foreign matter is generated due to clogging of the spray nozzle or peeling of the precipitate. In order to prevent the deposition of raw materials, the suppression of deposits by heating, purging, and washing with a solvent are employed. Although the adhering matter can be suppressed by heating the tip of the nozzle to near the vaporization temperature, the raw material is thermally decomposed in the flow path, or the solvent jumps first, and the spray nozzle is blocked or foreign matter is generated. Further, when the heating temperature is low, the effect of preventing precipitation is low, and conversely, the deposited raw material is changed by heat and cannot be removed by purging or washing. Inhibiting the reattachment of raw material to the nozzle by flowing a gas such as an inert gas around the spray nozzle in the vaporizing tube and purging the nozzle part with the gas has a certain effect, but the raw material that vaporizes the nozzle in the vaporizing tube It is difficult to protect from contact with the gas, and increasing the gas flow rate in the vaporization tube causes vaporization failure due to pressure increase or temperature decrease in the vaporization tube. Also, cleaning with a solvent causes a deterioration in throughput and a large amount of solvent consumption as in the external mixing method.

本発明の目的は、気化器の噴霧ノズル閉塞、および噴霧ノズル表面への原料の析出を抑制し、気化効率を上げることのできる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。   An object of the present invention is to provide a vaporizer capable of suppressing vaporization nozzle blockage of a vaporizer and deposition of a raw material on the surface of the spray nozzle and increasing vaporization efficiency. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus for processing a substrate with a source gas obtained by evaporating a liquid source with the vaporizer, and a process for processing the substrate with a source gas obtained by evaporating the liquid source 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、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられ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 source, a heater for heating the vaporizing chamber, a mixing unit for mixing the liquid source and a carrier gas, and a carrier gas mixed with the mixing unit. A spray nozzle for spraying the liquid raw material into the vaporizing chamber, a cooling member for cooling the spray nozzle and the mixing portion, and a part of the surface of the tip portion of the spray nozzle are covered so as to be isolated from the vaporizing chamber. And a cover that forms a flow path for allowing a purge gas to flow around the tip portion of the spray nozzle, and a protrusion is provided at a central tip of the tip portion of the spray nozzle. A spray port is formed on the tip surface of the cover, a portion corresponding to the tip surface of the projection of the cover is open, a side surface of the projection is covered by the cover, and a side surface of the projection Wherein a gap between the cover and the tip portion of the carburetor discharge port for discharging the purge gas was passed through the vaporization chamber around is provided in the spray nozzle 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、前記気化器にパージガスを供給するパージガス供給系と、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、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられ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 purge gas supply system for supplying a purge 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, and the raw material gas, A reaction gas supply system for supplying different reaction gases into the processing chamber, and the vaporizer includes a vaporization chamber for vaporizing a liquid source, a heater for heating the vaporization chamber, a liquid source and a carrier gas. A mixing part for mixing the liquid source, a spray nozzle for spraying the liquid raw material mixed with the carrier gas in the mixing part into the vaporizing chamber, a cooling member for cooling the spray nozzle and the mixing part, and the spray nozzle A cover that covers a part of the surface of the tip portion of the spray nozzle so as to be isolated from the vaporizing chamber, and that forms a flow path for allowing purge gas to flow around the tip portion of the spray nozzle. A projection is provided at the center most distal end portion of the tip portion, a spray port is formed on the tip surface of the projection portion, and a portion corresponding to the tip surface of the projection portion of the cover is open, A side surface of the projection is covered with the cover, and a purge gas circulated around the tip portion of the spray nozzle is discharged into the vaporization chamber into a gap between the side of the projection and the cover. A substrate processing apparatus provided with a discharge port 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、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる気化器を用い、前記気化室内に前記吐出口よりパージガスを吐出させつつ前記噴霧口よりキャリアガスと混合させた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, the step of carrying the substrate into the processing chamber, the vaporizing chamber for vaporizing the liquid source, the heater for heating the vaporizing chamber, and the mixing unit for mixing the liquid source and the carrier gas. A spray nozzle that sprays the liquid raw material mixed with the carrier gas in the mixing section into the vaporization chamber, a cooling member that cools the spray nozzle and the mixing section, and a surface of the tip portion of the spray nozzle. And a cover that forms a flow path for circulating a purge gas around the tip portion of the spray nozzle, and covers the portion so as to be isolated from the vaporizing chamber, and the tip of the center of the tip portion of the spray nozzle The projection portion is provided on the portion, and a spray port is formed on the distal end surface of the projection portion, a portion corresponding to the distal end surface of the projection portion of the cover is open, and a side surface of the projection portion is Hippopotamus A vaporizer provided with a discharge port for discharging the purge gas circulated around the tip portion of the spray nozzle into the vaporization chamber in a gap between the side surface of the protrusion and the cover. A step of spraying a liquid raw material mixed with a carrier gas from the spraying port while discharging a purge gas from the discharge port into the vaporizing chamber and vaporizing the liquid raw material in the vaporizing chamber; and the vaporizer in the processing chamber A method for manufacturing a semiconductor device is provided, which includes a step of supplying a source gas obtained by vaporizing a liquid source and processing a substrate, and a step of unloading the processed substrate from the processing chamber.

本発明によれば、気化器の噴霧ノズル閉塞、および噴霧ノズル表面への原料の析出を抑制し、気化効率を上げることのできる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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vaporizer which can suppress the spray nozzle obstruction | occlusion of a vaporizer and precipitation of the raw material to the spray nozzle surface, and can raise vaporization efficiency can be provided. 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.

(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. Further, the support base 203 is provided with through holes 208a for allowing the lift pins 208b to pass therethrough at positions corresponding to the lift pins 208b. When the support table 203 is lowered to the wafer transfer position, the upper end portion of the lift pins 208b protrudes 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(Auto 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 a pressure regulator 262 such as an APC (Auto Pressure Controller) that controls the inside of the processing chamber 201 to a predetermined pressure, a raw material recovery trap 263, and The vacuum pump 264 is connected in series in 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 exhausting (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 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1,6,7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)の構成図であり、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る。   Next, the configuration of the gas supply system connected to the gas inlet 210 described above 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, and FIG. 6 is a schematic configuration of a vaporizer according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partially enlarged view of the vicinity of the spray nozzle of the spray nozzle 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 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. 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 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、低温プレート11s,11b,11tと、ノズルカバー41s,41b,41tと、を有している。
<Vaporization part>
As shown in FIG. 6, the vaporizers 229s, 229b, and 229t as vaporizers that vaporize the liquid raw material mainly include vaporization chambers 51s, 51b, and 51t, heaters 61s, 61b, and 61t, It has spray nozzles 31s, 31b, 31t, mixing pipe sections 21s, 21b, 21t, low temperature plates 11s, 11b, 11t, 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が設けられており、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。気化管52s,52b,52t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と、この気化室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と、が設けられている。   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 vaporization tubes 52s, 52b, and 52t as vaporization containers. Heaters 61s, 61b, 61t as heating means (heating mechanisms) are provided around the vaporization tubes 52s, 52b, 52t, and the liquid raw material sprayed in the vaporization chambers 51s, 51b, 51t is heated and vaporized. It is configured as follows. The vaporization tubes 52s, 52b, and 52t are generated in the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t, inlets 53s, 53b, and 53t for introducing a liquid raw material, a carrier gas, and a purge gas into the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t. Outlets 54s, 54b, 54t for discharging the source gas into the source gas supply pipes 213s, 213b, 213t are provided.

気化管52s,52b,52t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が設けられており、噴霧ノズル31s,31b,31tは、気化室51s,51b,51t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。本体部32s,32b,32tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの根元部分から先端部分に至るまでの部分である。最先端部34s,34b,34tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分の中央最先端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の外形は円柱形状であり、先端部33s,33b,33tの外形は略円錐形状であり、最先端部34s,34b,34tの外形は円柱形状である。すなわち、本体部32s,32b,32tは外径が一定となるように構成されており、先端部33s,33b,33t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おり、最先端部34s,34b,34tは外径が一定となるように構成されている。なお、最先端部34s,34b,34tの外径は、本体部32s,32b,32tの外径よりも遥かに小さい。噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分、すなわち、先端部33s,33b,33tと最先端部34s,34b,34tは、気化管52s,52b,52t(気化室51s,51b,51t)内に突出しないように配置されている。   Spray nozzles 31s, 31b, and 31t as spray sections are provided in the inlets 53s, 53b, and 53t of the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t, and the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are disposed in the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t. The liquid raw material is sprayed on. 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. 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 main body portions 32s, 32b, and 32t are portions from the root portion to the tip portion of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. The most advanced portions 34s, 34b, 34t are configured as protrusions (convex portions) provided at the center most distal portion of the tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, 31t. The outer shape of the main body portions 32s, 32b, and 32t is a cylindrical shape, the outer shape of the tip portions 33s, 33b, and 33t is a substantially conical shape, and the outer shape of the most distal portions 34s, 34b, and 34t is a cylindrical shape. That is, the main body portions 32s, 32b, and 32t are configured to have a constant outer diameter, and the distal end portions 33s, 33b, and 33t are configured to decrease in outer diameter toward the distal end side. The portions 34s, 34b, and 34t are configured so that the outer diameter is constant. Note that the outer diameters of the most advanced portions 34s, 34b, and 34t are much smaller than the outer diameters of the main body portions 32s, 32b, and 32t. The tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, that is, the tip portions 33s, 33b, and 33t and the tip portions 34s, 34b, and 34t protrude into the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t (vaporization chambers 51s, 51b, and 51t). Arranged not to.

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。この流体流路35s,35b,35tは先端側で絞られており、先端側には細管部36s,36b,36tが設けられている。このように、噴霧ノズル31s,31b,31t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を設けることで、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を設けるようにし、溶媒先飛び現象による噴霧ノズル31s,31b,31tの閉塞を防止するようにしている。この圧力差は、図8に示すように、細管部36s,36b,36tの長さ、径を変えることで調整できる。図8(a)は細管部36s,36b,36tの長さを短くした例を示しており、図8(b)は細管部36s,36b,36tの長さを長くした例を示している。なお、図8は、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分とその周辺部分だけを抜き出した図である。また、図6および図8(a)の例では、流体流路35s,35b,35tは、本体部32s,32b,32tと、先端部33s,33b,33tと、最先端部34s,34b,34tの一部に対応する部分に設けられており、細管部36s,36b,36tは、最先端部34s,34b,34tの一部に対応する部分に設けられている。また、図8(b)の例では、流体流路35s,35b,35tは、本体部32s,32b,32tと、先端部33s,33b,33tの一部に対応する部分に設けられており、細管部36s,36b,36tは、先端部33s,33b,33tの一部と、最先端部34s,34b,34tに対応する部分に設けられている。本体部32s,32b,32tと最先端部34s,34b,34tは円筒状であるとも言える。細管部36s,36b,36tにより、噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口が構成されている。すなわち、噴霧口は、突起部としての最先端部34s,34b,34tの先端面に形成されることとなる。   In the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, fluid flow paths 35s, 35b, and 35t are provided for flowing a fluid in which a liquid source and a carrier gas are mixed. The fluid flow paths 35s, 35b, and 35t are narrowed on the tip side, and thin tube portions 36s, 36b, and 36t are provided on the tip side. Thus, by providing the narrow tube portions 36s, 36b, 36t having an inner diameter smaller than the inner diameter of the fluid flow paths 35s, 35b, 35t on the tip side of the spray nozzles 31s, 31b, 31t, the fluid flow paths 35s, 35b, 35t are provided. A predetermined pressure difference is provided between the inside and the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t to prevent the spray nozzles 31s, 31b, and 31t from being blocked due to the solvent jumping phenomenon. As shown in FIG. 8, this pressure difference can be adjusted by changing the lengths and diameters of the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t. FIG. 8A shows an example in which the lengths of the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t are shortened, and FIG. 8B shows an example in which the lengths of the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t are lengthened. FIG. 8 is a view in which only the tip portions of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and their peripheral portions are extracted. 6 and 8A, the fluid flow paths 35s, 35b, and 35t include main body portions 32s, 32b, and 32t, tip portions 33s, 33b, and 33t, and most advanced portions 34s, 34b, and 34t. The narrow tube portions 36s, 36b, and 36t are provided in portions corresponding to some of the most distal end portions 34s, 34b, and 34t. In the example of FIG. 8B, the fluid flow paths 35s, 35b, and 35t are provided in portions corresponding to the main body portions 32s, 32b, and 32t and the tip portions 33s, 33b, and 33t, The thin tube portions 36s, 36b, and 36t are provided in portions corresponding to the tip portions 33s, 33b, and 33t and the most distal portions 34s, 34b, and 34t. It can be said that the main body portions 32s, 32b, and 32t and the most advanced portions 34s, 34b, and 34t are cylindrical. The narrow tube portions 36s, 36b, and 36t constitute the spray ports of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. That is, the spray port is formed on the front end surfaces of the most advanced portions 34s, 34b, and 34t as the protrusions.

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が設けられており、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が接続されており、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、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, 31t, mixing pipe parts 21s, 21b, 21t are provided as mixing parts. The mixing pipe parts 21s, 21b, 21t mix liquid raw material and carrier gas. The mixed fluid is introduced into the spray nozzles 31s, 31b, 31t. 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, and carrier gas supply pipes 218s, 218b, and 218t are connected to the carrier gas pipes 23s, 23b, and 23t. Yes. 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 source is supplied from the liquid source supply pipes 211s, 211b, and 211t to the mixing pipes 25s, 25b, and 25t via the liquid source pipes 22s, 22b, and 22t, and the carrier gas is supplied from the carrier gas supply pipes 218s, 218b, and 218t. It is 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. be introduced.

混合配管部21s,21b,21tの下方であって噴霧ノズル31s,31b,31tの本体部32s,32b,32tの周囲には、冷却手段(冷却機構)としての低温プレート11s,11b,11tが設けられている。冷却部材である低温プレート11s,11b,11tは、混合配管部21s,21b,21tおよび噴霧ノズル31s,31b,31tの両方と接触するように設けられている。低温プレート11s,11b,11t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31s,31b,31tや混合配管部21s,21b,21tを冷却して、噴霧ノズル31s,31b,31t内や混合配管部21s,21b,21t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31s,31b,31tの温度は気化管52s,52b,52tの内面温度よりも低くなる。   Low temperature plates 11s, 11b, and 11t as cooling means (cooling mechanisms) are provided below the mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t and around the main body portions 32s, 32b, and 32t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. It has been. The low temperature plates 11s, 11b, and 11t, which are cooling members, are provided so as to be in contact with both the mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t and the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. The low temperature plates 11s, 11b, and 11t are configured to circulate cooling water inside, for example, and cool the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t, and spray nozzles 31s, 31b. , 31t and the temperature of the liquid raw material and the solvent in the mixing pipe portions 21s, 21b, 21t are set so as not to boil or pyrolyze. Since the set temperature is lower than the vaporization tube temperature set for vaporizing the raw material, the temperature of the spray nozzles 31s, 31b, 31t is lower than the inner surface temperature of the vaporization tubes 52s, 52b, 52t.

低温プレート11s,11b,11t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の先端部分側の周囲には、カバー(被覆部材)としてのノズルカバー41s,41b,41tが設けられている。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の一部と、先端部分(先端部33s,33b,33tと最先端部34s,34b,34t)の一部とを覆うように設けられている。また、ノズルカバー41s,41b,41tは、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分の表面の一部を気化室51s,51b,51tから隔離するように覆っており、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。なお、ノズルカバー41s,41b,41tの噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの先端面に対応する部分は開放されており、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの側面はノズルカバー41s,41b,41tにより覆われている。このように、ノズルカバー41s,41b,41tは、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している。なお、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの先端面と、ノズルカバー41s,41b,41tの底面は同一平面上に設けられている。   A cover (covering member) is provided below the low temperature plates 11s, 11b, and 11t and above the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t and the heaters 61s, 61b, and 61t and around the tip portion side of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. Nozzle covers 41s, 41b, and 41t are provided. The nozzle covers 41s, 41b, and 41t are formed by a part of the main body portions 32s, 32b, and 32t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the tip portions (the tip portions 33s, 33b, and 33t and the most advanced portions 34s, 34b, and 34t). It is provided so as to cover a part. The nozzle covers 41s, 41b, and 41t cover part of the surface of the tip of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t so as to be isolated from the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t, and the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. It is comprised so that the surface shape of the front-end | tip part may be followed. In addition, the part corresponding to the front-end | tip surface of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t of the nozzle nozzles 41s, 41b, and 41t is open | released, and the tip part of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t Side surfaces of 34s, 34b, and 34t are covered with nozzle covers 41s, 41b, and 41t. As described above, the nozzle covers 41s, 41b, and 41t are configured to minimize the areas of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t exposed to the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t. The tip surfaces of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the bottom surfaces of the nozzle covers 41s, 41b, and 41t are provided on the same plane.

また、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の一部と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には、パージガス供給管219s,219b,219tが接続されている。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を形成するように構成されている。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の先端部33s,33b,33tの形状に略沿うように、また、最先端部34s,34b,34tの形状に沿うように構成されている。パージガス流路42s,42b,42tの最先端部34s,34b,34tの形状に沿う部分にパージガスを気化室51s,51b,51t内へ吐出する吐出部43s,43b,43tが形成されている。すなわち、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの側面とノズルカバー41s,41b,41との間の隙間に、パージガスを気化室51s,51b,51t内へ吐出する吐出部43s,43b,43tが形成されており、この吐出部43s,43b,43tに吐出口が構成されている。すなわち、パージガスの気化室51s,51b,51t内への吐出口は、ノズルカバー41s,41b,41の底面に形成されることとなる。なお、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの先端面と、ノズルカバー41s,41b,41tの底面は同一平面上に設けられていることから、吐出部43s,43b,43tの吐出口と噴霧ノズル31s,31b,31tの噴霧口は、同一平面上に設けられることとなる。さらに、パージガス流路42s,42b,42tは、吐出部43s,43b,43tに向かうにつれて流路が絞られており、吐出部43s,43b,43tにおける流路が最も狭くなるように構成されている。なお、図6の例では、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部33s,33b,33t表面と、それに隣接するノズルカバー41s,41b,41t内面とは平行ではなく、先端側に行くにつれ近づくように構成されているが、図8(a)の例や、図8(b)の例に示すように、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部33s,33b,33t表面と、それに隣接するノズルカバー41s,41b,41t内面とが平行となるように構成してもよい。なお、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34t表面と、それに隣接するノズルカバー41s,41b,41t内面については、図6、図8(a)、図8(b)のいずれの例においても、平行となるように構成されている。   The nozzle covers 41s, 41b, and 41t flow purge gas around a part of the main body portions 32s, 32b, and 32t and the tip of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and the purge gas flows into the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t. The purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t for discharging to are formed. Purge gas supply pipes 219s, 219b, and 219t are connected to the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t. A part of the purge gas passages 42s, 42b, 42t is configured to form a buffer space around a part of the main body portions 32s, 32b, 32t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t. Further, the other part of the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t substantially conforms to the shape of the tip portions 33s, 33b, and 33t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and the most advanced portions 34s, 34b, and 34t. It is comprised so that the shape of this may be followed. Discharge portions 43s, 43b, and 43t that discharge purge gas into the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t are formed in portions along the shape of the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t. That is, a discharge unit that discharges the purge gas into the vaporization chambers 51s, 51b, 51t in the gaps between the side surfaces of the most advanced portions 34s, 34b, 34t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t and the nozzle covers 41s, 41b, 41. 43s, 43b, and 43t are formed, and the discharge ports 43s, 43b, and 43t form discharge ports. That is, the discharge ports for the purge gas into the vaporization chambers 51s, 51b, 51t are formed on the bottom surfaces of the nozzle covers 41s, 41b, 41. In addition, since the tip end surfaces 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the bottom surfaces of the nozzle covers 41s, 41b, and 41t are provided on the same plane, the discharge portions 43s, 43b, and The 43t discharge port and the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are provided on the same plane. Further, the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t are narrowed toward the discharge portions 43s, 43b, and 43t, and the flow paths in the discharge portions 43s, 43b, and 43t are configured to be the narrowest. . In the example of FIG. 6, the surfaces of the tip portions 33s, 33b, and 33t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t and the inner surfaces of the nozzle covers 41s, 41b, and 41t adjacent thereto are not parallel, and approach the tip side. As shown in the example of FIG. 8A and the example of FIG. 8B, the surfaces of the tip portions 33s, 33b, and 33t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and the nozzles adjacent thereto You may comprise so that the cover 41s, 41b, and 41t inner surface may become parallel. In addition, about the front-end | tip part 34s, 34b, 34t surface of spray nozzle 31s, 31b, 31t, and nozzle cover 41s, 41b, 41t inner surface adjacent to it, FIG. 6, FIG. 8 (a), FIG. 8 (b). In any example, it is comprised so that it may become parallel.

パージガス流路42s,42b,42tの気化室51s,51b,51tへの吐出部43s,43b,43tは気化管52s,52b,52tのインレット53s,53b,53tに設けられている。図7に示すように、パージガス流路42s,42b,42tの吐出部(吐出口)43s,43b,43tは、その流路断面形状がリング状(円環状)に形成されており、噴霧ノズル31s,31b,31tの最先端部34s,34b,34tの周囲に、最先端部34s,34b,34tおよび細管部(噴霧口)36s,36b,36tと同心円状に設けられている。噴霧ノズル31s,31b,31tの細管部36s,36b,36tと、パージガス流路42s,42b,42tの吐出部43s,43b,43tは平行に設けられており、細管部36s,36b,36tを通ったキャリアガスが混合された液体原料と、吐出部43s,43b,43tを通ったパージガスは、それぞれ同じ方向に吐出されることとなる。なお、吐出部43s,43b,43tを通ったパージガスは、細管部36s,36b,36tから吐出されたキャリアガスが混合された液体原料の周りから吐出される。第1混合部24s,24b,24tでキャリアガスとしての不活性ガスと混合された液体原料は、この部分、すなわち、パージガス流路42s,42b,42tの吐出部43s,43b,43tと噴霧ノズル31s,31b,31tの細管部36s,36b,36tとが設けられる気化管52s,52b,52tのインレット53s,53b,53tの部分で、パージガスとしての不活性ガスと混合されることとなる。すなわち、この部分は、第2混合部44s,44b,44tとして構成されることとなる。   The discharge parts 43s, 43b, 43t to the vaporization chambers 51s, 51b, 51t of the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t are provided in the inlets 53s, 53b, 53t of the vaporization pipes 52s, 52b, 52t. As shown in FIG. 7, the discharge sections (discharge ports) 43s, 43b, 43t of the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t are formed in a ring shape (annular shape) in the flow path cross section, and the spray nozzle 31s. , 31b, 31t are provided concentrically around the most distal portions 34s, 34b, 34t and the most distal portions 34s, 34b, 34t and narrow tube portions (spray ports) 36s, 36b, 36t. The narrow tube portions 36s, 36b, 36t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t and the discharge portions 43s, 43b, 43t of the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t are provided in parallel, and pass through the narrow tube portions 36s, 36b, 36t. The liquid raw material mixed with the carrier gas and the purge gas that has passed through the discharge portions 43s, 43b, and 43t are discharged in the same direction. The purge gas that has passed through the discharge portions 43s, 43b, and 43t is discharged from around the liquid source in which the carrier gas discharged from the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t is mixed. The liquid raw material mixed with the inert gas as the carrier gas in the first mixing parts 24s, 24b, 24t is this part, that is, the discharge parts 43s, 43b, 43t of the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t and the spray nozzle 31s. , 31b and 31t are mixed with an inert gas as a purge gas at the portions of the inlets 53s, 53b and 53t of the vaporizing tubes 52s, 52b and 52t provided with the narrow tube portions 36s, 36b and 36t. That is, this portion is configured as the second mixing portions 44s, 44b, and 44t.

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、低温プレート11s,11b,11t、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ている。これらの部材は、例えば、20〜250℃の温度に保持される。なお、低温プレート11s,11b,11t、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。このような構造においては、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(低温プレート11s,11b,11t、噴霧ノズル31s,31b,31t、混合配管部21s,21b,21t)へ熱が移動してしまうことが考えられるが、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により、高温部材から、低温部材へ向かう熱を遮断するようにしている。   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. 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 low temperature plates 11s, 11b, and 11t, the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and the mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t suppress clogging due to the thermal decomposition of the raw material in the pipe and the flow path and the jumping phenomenon of the solvent. Therefore, it is kept at a temperature that does not become a high temperature necessary for vaporizing the raw material as described above. These members are maintained at a temperature of 20 to 250 ° C., for example. The temperatures of the low temperature plates 11s, 11b, and 11t, the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and the mixing pipe portions 21s, 21b, and 21t are the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t, the heaters 61s, 61b, and 61t, and the nozzle covers 41s and 41b. , 41t. In such a structure, from a high temperature member (vaporization chamber 51s, 51b, 51t, heater 61s, 61b, 61t, nozzle cover 41s, 41b, 41t) to a low temperature member (low temperature plate 11s, 11b, 11t, spray nozzle 31s, 31b). , 31t, and the mixing pipes 21s, 21b, 21t), it is considered that the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t are provided between the high temperature member and the low temperature member, and the purge gas flow path 42s. , 42b, and 42t, the heat from the high temperature member to the low temperature member is blocked by flowing the purge gas.

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ので、気化して気化管52s,52b,52t内に拡散している原料が逆流して噴霧ノズル31s,31b,31tに接触すると原料の再液化が生じるが、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吐出部43s,43b,43tより気化管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ようにしている。また、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ることで、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を気化管52s,52b,52t内に突出させないことで、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。   Further, since the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are set to a temperature lower than the temperature of the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t, the raw material that has vaporized and diffused into the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t flows backward. The raw material reliquefies when it comes into contact with the spray nozzles 31s, 31b, 31t, but the purge gas is circulated through the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t provided around the spray nozzles 31s, 31b, 31t, and the discharge parts 43s, 43b, Since 43t is discharged into the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t, it prevents the vaporized raw material from contacting the spray nozzles 31s, 31b, and 31t due to the back flow, and thereby prevents reliquefaction of the raw material and precipitation of the raw material. Like to do. Further, 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, and fill the vaporizing chambers 51 s, 51 b, 51 t. By minimizing the areas of the exposed spray nozzles 31s, 31b, and 31t, the purge effect by the purge gas is effectively utilized. Further, by preventing the most distal portions 34s, 34b, and 34t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t from protruding into the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t, 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 blocking 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が、それに加え、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 the role of blocking the heat of the vaporizer components and preventing the clogging of the spray nozzle due to the purge. In addition, the purge gas functions to reduce the particle size of the raw material when spraying the raw material into the vaporization pipe. There is. 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は第1混合部24s,24b,24tで混合される。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、吐出部43s,43b,43tを通って、気化室51s,51b,51t内に吐出される。二相流となった原料と、パージガスは、第2混合部44s,44b,44t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 discharged from the purge gas supply pipes 219s, 219b, and 219t into the vaporization chambers 51s, 51b, and 51t through the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t and the discharge portions 43s, 43b, and 43t. The raw material that has become a two-phase flow and the purge gas are mixed in the second mixing sections 44s, 44b, and 44t. 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 vaporizing chambers 51 s, 51 b, 51 t under high vacuum temperature. Is done. The sprayed raw material is vaporized by obtaining collisions with the walls of the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t maintained at a high temperature by the heaters 61s, 61b, and 61t and radiant heat from the inner walls of the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t.

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 vaporizer according to 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 carrier gas (external mixing), respectively. Acts as a 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、本実施形態では、図9(a)に示すように、噴霧ノズル31s,31b,31tの細管部36s,36b,36tと、パージガス流路42s,42b,42tの吐出部43s,43b,43tとを平行に設けており、細管部36s,36b,36tから吐出される二相流となった原料と、吐出部43s,43b,43tから吐出されるパージガスは、それぞれ吐出方向が同じとなるように構成されている。この構成により、より効率的に原料の液が引きちぎられ粒径を小さくすることができる。すなわち、原料を気化管52s,52b,52t内に均一に流速を落とすことなく流すことができ、また、細管部36s,36b,36tから吐出された二相流となった原料に吐出部43s,43b,43tから吐出されたパージガスで均一なエネルギー(流速、流量)を与えることができ、より効率的に原料の粒径を小さくすることができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 9A, the narrow tube portions 36s, 36b, 36t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t and the discharge portions 43s, 43b, 43t of the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t. Are provided in parallel so that the two-phase raw material discharged from the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t and the purge gas discharged from the discharge portions 43s, 43b, and 43t have the same discharge direction. It is configured. With this configuration, the raw material liquid can be more efficiently torn and the particle size can be reduced. That is, the raw material can be allowed to flow uniformly in the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t without reducing the flow velocity, and the discharge portions 43s, The purge gas discharged from 43b and 43t can provide uniform energy (flow velocity and flow rate), and the particle size of the raw material can be reduced more efficiently.

一方、例えば、図9(b)に示すように、パージガス流路42s,42b,42tの吐出部43s,43b,43tが、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部33s,33b,33tの形状に沿う方向に向いており、細管部36s,36b,36tから吐出される二相流となった原料と、吐出部43s,43b,43tから吐出されるパージガスの吐出方向が交差している場合、原料の液は引きちぎられず、原料の流れを乱してしまうこととなる。原料の流れが乱れると、原料が均一に気化管52s,52b,52t壁に衝突しなくなり、気化斑が生じるものと考えられる。また、キャリアガス同士、すなわち、一段目キャリアガス(内部混合キャリアガス)としてのキャリアガスと、二段目キャリアガス(外部混合キャリアガス)としてのパージガスが衝突すると、流速が遅くなり、エネルギーが低下し、粒径を小さくできなくなる。このことからも、二相流となった原料とパージガスの吐出方向を同じとすることの優位性が窺える。   On the other hand, for example, as shown in FIG. 9B, the discharge portions 43s, 43b, and 43t of the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t have the shapes of the tip portions 33s, 33b, and 33t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. The raw material that is oriented in the direction along which the two-phase flow discharged from the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t intersects with the discharge direction of the purge gas discharged from the discharge portions 43s, 43b, and 43t. This liquid is not torn off and the flow of the raw material is disturbed. When the flow of the raw material is disturbed, it is considered that the raw material does not uniformly collide with the walls of the vaporization tubes 52s, 52b, 52t, and vaporization spots are generated. In addition, when the carrier gases collide with each other, that is, the carrier gas as the first-stage carrier gas (internal mixed carrier gas) and the purge gas as the second-stage carrier gas (external mixed carrier gas), the flow velocity becomes slow and the energy decreases. However, the particle size cannot be reduced. This also shows the advantage of having the same discharge direction of the purge gas and the raw material that has become a two-phase flow.

なお、本実施形態では、二相流となった原料とパージガスの吐出方向を同じとするために、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部33s,33b,33tよりも先端側に最先端部34s,34b,34tを設け、最先端部34s,34b,34tと平行に吐出部43s,43b,43tを設け、細管部36s,36b,36tと、吐出部43s,43b,43tとを平行に設けるようにしている。なお、図10(a)に示すように、吐出部43s,43b,43tの長さ、すなわち最先端部34s,34b,34tの長さを短くし、最先端部34s,34b,34tと平行な吐出部43s,43b,43tを僅かに設けるようにしても図6の場合と同様な効果が得られる。また、図10(b)に示すように略円錐状の先端部33s,33b,33tをなくし、本体部32s,32b,32tと最先端部34s,34b,34tだけで噴霧ノズル31s,31b,31tを構成するようにしてもよい。図10(b)も、最先端部34s,34b,34tの長さを短くし、最先端部34s,34b,34tと平行な吐出部43s,43b,43tを僅かに設けるようにした例である。なお、図10は、噴霧ノズル31s,31b,31tの先端部分とその周辺部分だけを抜き出した図である。   In this embodiment, in order to make the discharge direction of the purge gas and the raw material that has become a two-phase flow, the most advanced portion 34s on the tip side of the tip portions 33s, 33b, and 33t of the spray nozzles 31s, 31b, and 31t. , 34b, 34t, and discharge portions 43s, 43b, 43t are provided in parallel with the most advanced portions 34s, 34b, 34t, and the narrow tube portions 36s, 36b, 36t and the discharge portions 43s, 43b, 43t are provided in parallel. I have to. As shown in FIG. 10A, the lengths of the discharge portions 43s, 43b, and 43t, that is, the lengths of the most distal portions 34s, 34b, and 34t are shortened and parallel to the most distal portions 34s, 34b, and 34t. Even if the discharge portions 43s, 43b, and 43t are slightly provided, the same effect as in the case of FIG. 6 can be obtained. Further, as shown in FIG. 10B, the substantially conical tip portions 33s, 33b, and 33t are eliminated, and the spray nozzles 31s, 31b, and 31t are formed only by the main body portions 32s, 32b, and 32t and the most advanced portions 34s, 34b, and 34t. You may make it comprise. FIG. 10B is also an example in which the lengths of the most advanced portions 34s, 34b, and 34t are shortened and the discharge portions 43s, 43b, and 43t that are parallel to the most advanced portions 34s, 34b, and 34t are slightly provided. . In addition, FIG. 10 is the figure which extracted only the front-end | tip part and its peripheral part of spray nozzle 31s, 31b, 31t.

<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 the 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. A source gas supply system (source gas supply) is mainly configured by a first source gas supply pipe 213s, a second source gas supply pipe 213b, a third source gas supply pipe 213t, a source gas supply pipe 213, and open / close valves vs3, vb3, and 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。   Further, 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 stored in the cleaning liquid supply source 220e. The downstream end of the cleaning liquid supply pipe 212 is connected to be branched into 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 respectively 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,31b,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 open / close valves vs1, vb1, and vt1, and opening the open / close valves vs2, vb2, and vt2. Cleaning fluid in the raw material passages, that is, the liquid raw material pipes 22s, 22b, and 22t, the mixing pipes 25s, 25b, and 25t, the fluid passages 35s, 35b, and 35t in the spray nozzles 31s, 31b, and 31t, and the narrow pipe portions 36s, 36b, and 36t. These liquid source channels can be cleaned by pressure feeding (supply). 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。   The 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。   The 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 is branched 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 source gas supply pipe 213s, the second source gas supply pipe 213b, and the third source gas are opened 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 in the supply pipe 213t and the ozone gas supply pipe 213o can be bypassed and exhausted out of the process chamber 201 without being supplied into 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 merged into a vent pipe 216, and the vent pipe 216 is an exhaust pipe. 261 is connected to the downstream side of the raw material recovery trap 263 and to 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 by the vaporizer 229s or to stably generate the ozone gas by 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, it is preferable that the stable supply of the first source gas and ozone gas into the processing chamber 201 can be started or stopped quickly by switching the opening / closing valve.

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 / closing valves vb7, vt7 are opened to supply the carrier gas (N 2 gas) from the N 2 gas supply source 230n to the vaporizers 229b, 229t, and the opening / closing valves vb8, vt8 are further 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 opening / closing valve vs1 is closed, and the supply of the first liquid material to the vaporizer 229s is also stopped. The open / close valve vs7 and open / close valve vs8 are opened 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. As a result, 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 the 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. 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 (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 described later, thereby changing the flow path of the third source gas. 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。   When 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 on-off valve vb7 and the on-off 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. Thereby, 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。   In addition, after closing the on-off valve vb1 and stopping the supply of the second liquid raw material, cleaning in 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 source and the solvent remaining in the liquid source channel are also supplied into the vaporization chamber 51b and vaporized. The vaporized cleaning liquid, the second liquid source, 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 source gas supply pipe 213b. The Also at this time, 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. The cleaning of the vaporizer 229b is continued, for example, until the next supply start of the second liquid material to the vaporizer 229b (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 on-off valves vo4 and vo5 are closed, the on-off 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 and uniformly supplied onto the wafer 200 in the processing chamber 201, reacts with 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. 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 (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 (an 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 The pumping 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. As described above, 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、原料ガスは熱分解することなくウェハ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。   In the case where 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 does not self-decompose. In this case, when supplying each source gas in the ALD process (S6 to S9) using each source gas, the source gas is adsorbed on the wafer 200 without being thermally decomposed. 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、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。
(3) Effects according to the first embodiment 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 the purge gas flow path 42s. , 42b, 42t, the purge gas is circulated, so that heat from the high temperature member to the low temperature member can be blocked.

また、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吐出部43s,43b,43tより気化管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。   Further, 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 into the vaporization tubes 52s, 52b, and 52t from the discharge portions 43s, 43b, and 43t, the spray nozzles 31s and 31b due to the backflow of the vaporized raw material are used. , 31t, and thereby 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.

また、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。   Moreover, according to this embodiment, the spray nozzles 31s, 31b, and 31t can be prevented from being clogged by the above-described heat blocking effect by the purge gas and the purge effect of the spray nozzle.

また、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。   Further, according to the present embodiment, in the vaporizers 229s, 229b, and 229t, the particle size of the liquid raw material is reduced in two stages by the carrier gas that acts as the first stage carrier gas and the purge gas that acts as the second stage carrier gas. By vaporizing, the particle size of the raw material can be made fine, vaporization failure can be prevented, and the vaporization speed and vaporization efficiency can be increased.

また、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パージガス流路42s,42b,42tは、吐出部43s,43b,43tに向かうにつれて絞られており、吐出部43s,43b,43tにおける流路が最も狭くなるようにしているので、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。   In addition, according to the present embodiment, the purge gas flow paths 42s, 42b, and 42t through which the purge gas that acts as the second-stage carrier gas flows are narrowed toward the discharge units 43s, 43b, and 43t, and the discharge units 43s and 43b. , 43t, the flow path 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.

また、本実施形態によれば、気化器229s,229b,229tの噴霧ノズル31s,31b,31tの細管部36s,36b,36tと、パージガス流路42s,42b,42tの吐出部43s,43b,43tとを平行に設け、細管部36s,36b,36tから吐出される二相流となった原料と、吐出部43s,43b,43tから吐出されるパージガスの吐出方向が同じになるようにしているので、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。   Further, according to the present embodiment, the narrow tube portions 36s, 36b, 36t of the spray nozzles 31s, 31b, 31t of the vaporizers 229s, 229b, 229t and the discharge portions 43s, 43b, 43t of the purge gas flow paths 42s, 42b, 42t. Are parallel to each other so that the two-phase raw material discharged from the narrow tube portions 36s, 36b, and 36t and the purge gas discharged from the discharge portions 43s, 43b, and 43t have the same discharge direction. Thus, the particle size of the raw material can be reduced more efficiently, vaporization failure can be prevented, and the vaporization speed and vaporization efficiency can be increased.

また、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。   Further, according to the present embodiment, when the supply of the liquid material to the vaporizers 229s, 229b, and 229t is stopped, a solvent (ECH or the like) that dilutes the liquid material is supplied into the liquid material channel of the vaporizers 229s, 229b, and 229t. Since the vaporizers 229s, 229b, and 229t are cleaned, the removal of the organometallic liquid source from the liquid source channel is promoted, and the blockage in the liquid source channel by the organometallic liquid source is suppressed. . 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 of each raw material gas to the processing chamber 201 (for each discharge operation of each liquid raw 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, cleaning in each of the vaporizers 229s, 229b, and 229t is facilitated by performing cleaning for each supply operation (vaporization operation) as in the above-described embodiment, and the liquid material vaporization operation is 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 any time other than when the vaporization 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 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 source, the cleaning liquid supplied into the liquid source channel also functions as a part of the solvent for diluting the liquid source. 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 during 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11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. 11 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a vertical ALD apparatus preferably used in the second embodiment. FIG. 11A shows a processing furnace 302 portion in a vertical cross section, and FIG. The furnace 302 part is shown by the AA sectional view of FIG.

図11(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. 11A, 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 through 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 opposite to the connection side of the exhaust pipe 331 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 opened and closed so that the processing chamber 301 can be evacuated and stopped by evacuation, and the pressure in the processing chamber 301 can be adjusted by adjusting the valve opening. 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 disk shape. On the upper surface of the seal cap 319, an O-ring 320b is provided as a seal member that comes into contact with 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 moved up and down in the vertical direction by a boat elevator 315 as an elevating mechanism disposed vertically outside the process tube 303, whereby the boat 317 is carried 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 process for forming a thin film on the wafer 200 by the ALD method will be described as one process of the manufacturing process of the semiconductor device using the processing furnace 302 of the vertical ALD apparatus 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11(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. 11A, 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 a desired film thickness is held on 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、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられ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 source, a heater for heating the vaporizing chamber, a mixing unit for mixing the liquid source and a carrier gas, and a carrier gas mixed with the mixing unit. A spray nozzle for spraying the liquid raw material into the vaporizing chamber, a cooling member for cooling the spray nozzle and the mixing portion, and a part of the surface of the tip portion of the spray nozzle are covered so as to be isolated from the vaporizing chamber. And a cover that forms a flow path for allowing a purge gas to flow around the tip portion of the spray nozzle, and a protrusion is provided at a central tip of the tip portion of the spray nozzle. A spray port is formed on the tip surface of the cover, a portion corresponding to the tip surface of the projection of the cover is open, a side surface of the projection is covered by the cover, and a side surface of the projection Wherein a gap between the cover and the tip portion of the carburetor discharge port for discharging the purge gas was passed through the vaporization chamber around is provided in the spray nozzle is provided.

好ましくは、前記噴霧ノズルの前記突起部は円筒状である。
また好ましくは、前記噴霧ノズルの根元部分は円筒状であり、前記突起部は前記根元部分よりも外径が小さい円筒状である。
また好ましくは、前記噴霧ノズルの根元部分は外径が一定の形状であり、前記先端部分は先端側に行くほど外径が小さくなる形状であり、前記突起部は外径が一定の形状であり前記根元部分よりも外径が小さい。
また好ましくは、前記噴霧口と前記吐出口は、前記噴霧口から噴霧されるキャリアガスと混合させた液体原料の噴霧方向と、前記吐出口から吐出されるパージガスの吐出方向が同じになるように構成される。
また好ましくは、前記噴霧ノズルの前記突起部は、前記気化室内に突出しないように構成される。
また好ましくは、前記噴霧口と前記吐出口は、同一平面上に設けられる。
また好ましくは、前記カバーは前記噴霧ノズルの前記先端部分の表面形状に沿うように構成される。
Preferably, the projection of the spray nozzle is cylindrical.
Preferably, a base portion of the spray nozzle is cylindrical, and the protrusion has a cylindrical shape having an outer diameter smaller than that of the root portion.
Further preferably, the base portion of the spray nozzle has a shape with a constant outer diameter, the tip portion has a shape with a smaller outer diameter toward the tip side, and the protrusion has a shape with a constant outer diameter. The outer diameter is smaller than the root portion.
Preferably, the spray port and the discharge port have the same spray direction of the liquid material mixed with the carrier gas sprayed from the spray port and the discharge direction of the purge gas discharged from the discharge port. Composed.
Preferably, the protrusion of the spray nozzle is configured not to protrude into the vaporization chamber.
Preferably, the spray port and the discharge port are provided on the same plane.
Preferably, the cover is configured to follow the surface shape of the tip portion of the spray nozzle.

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、前記気化器にパージガスを供給するパージガス供給系と、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、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられ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 purge gas supply system for supplying a purge 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, and the raw material gas, A reaction gas supply system for supplying different reaction gases into the processing chamber, and the vaporizer includes a vaporization chamber for vaporizing a liquid source, a heater for heating the vaporization chamber, a liquid source and a carrier gas. A mixing part for mixing the liquid source, a spray nozzle for spraying the liquid raw material mixed with the carrier gas in the mixing part into the vaporizing chamber, a cooling member for cooling the spray nozzle and the mixing part, and the spray nozzle A cover that covers a part of the surface of the tip portion of the spray nozzle so as to be isolated from the vaporizing chamber, and that forms a flow path for allowing purge gas to flow around the tip portion of the spray nozzle. A projection is provided at the center most distal end portion of the tip portion, a spray port is formed on the tip surface of the projection portion, and a portion corresponding to the tip surface of the projection portion of the cover is open, A side surface of the projection is covered with the cover, and a purge gas circulated around the tip portion of the spray nozzle is discharged into the vaporization chamber into a gap between the side of the projection and the cover. A substrate processing apparatus provided with a discharge port 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、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる気化器を用い、前記気化室内に前記吐出口よりパージガスを吐出させつつ前記噴霧口よりキャリアガスと混合させた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, the step of carrying the substrate into the processing chamber, the vaporizing chamber for vaporizing the liquid source, the heater for heating the vaporizing chamber, and the mixing unit for mixing the liquid source and the carrier gas. A spray nozzle that sprays the liquid raw material mixed with the carrier gas in the mixing section into the vaporization chamber, a cooling member that cools the spray nozzle and the mixing section, and a surface of the tip portion of the spray nozzle. And a cover that forms a flow path for circulating a purge gas around the tip portion of the spray nozzle, and covers the portion so as to be isolated from the vaporizing chamber, and the tip of the center of the tip portion of the spray nozzle The projection portion is provided on the portion, and a spray port is formed on the distal end surface of the projection portion, a portion corresponding to the distal end surface of the projection portion of the cover is open, and a side surface of the projection portion is Hippopotamus A vaporizer provided with a discharge port for discharging the purge gas circulated around the tip portion of the spray nozzle into the vaporization chamber in a gap between the side surface of the protrusion and the cover. A step of spraying a liquid raw material mixed with a carrier gas from the spraying port while discharging a purge gas from the discharge port into the vaporizing chamber and vaporizing the liquid raw material in the vaporizing chamber; and the vaporizer in the processing chamber A method for manufacturing a semiconductor device is provided, which includes a step of supplying a source gas obtained by vaporizing a liquid source and processing a substrate, and a step of unloading the processed substrate from the processing chamber.

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 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の噴霧口周辺の部分拡大図である。It is the elements on larger scale around the spray mouth of the spray nozzle 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変形例における噴霧ノズルの先端部分とその周辺部分を抜き出した図であり、(a)は細管部36s,36b,36tの長さを短くした例を示しており、(b)は細管部36s,36b,36tの長さを長くした例を示している。It is the figure which extracted the front-end | tip part and peripheral part of the spray nozzle in the modification of the vaporizer | carburetor concerning 1st Embodiment of this invention, (a) is the example which shortened the length of the thin tube parts 36s, 36b, and 36t. (B) has shown the example which lengthened the length of the thin tube parts 36s, 36b, and 36t. 噴霧ノズルから吐出される原料の吐出方向と、吐出部から吐出されるパージガスの吐出方向を示す図であり、(a)は原料の吐出方向とパージガスの吐出方向が同じである例を示しており、(b)は原料の吐出方向とパージガスの吐出方向が交差している例を示している。It is a figure which shows the discharge direction of the raw material discharged from a spray nozzle, and the discharge direction of the purge gas discharged from a discharge part, (a) has shown the example with the same discharge direction of a raw material and the discharge direction of purge gas. (B) has shown the example which the discharge direction of a raw material and the discharge direction of purge gas cross | intersect. 本発明の第1実施形態にかかる気化器の変形例における噴霧ノズルの先端部分とその周辺部分を抜き出した図であり、(a)は噴霧ノズルの最先端部の長さを短くし、最先端部と平行な吐出部を僅かに設けた例であり、(b)は噴霧ノズルの最先端部の長さを短くし、最先端部と平行な吐出部を僅かに設けると共に、噴霧ノズルの先端部をなくし、本体部と最先端部だけで噴霧ノズル構成した例である。It is the figure which extracted the front-end | tip part of the spray nozzle and its peripheral part in the modification of the vaporizer | carburetor concerning 1st Embodiment of this invention, (a) shortens the length of the most advanced part of a spray nozzle, and is the most advanced (B) is an example in which the length of the most advanced part of the spray nozzle is shortened, the discharge part parallel to the most advanced part is slightly provided, and the tip of the spray nozzle is provided. This is an example in which the spray nozzle is configured with only the main body portion and the most advanced portion without the portion. 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.

符号の説明Explanation of symbols

11s,11b,11t 低温プレート
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
42s,42b,42t パージガス流路
43s,43b,43t 吐出部
51s,51b,51t 気化室
61s,61b,61t ヒータ
229s,229b,229t 気化器
11s, 11b, 11t Low temperature plate 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 Narrow tube part 41s, 41b, 41t Nozzle cover 42s, 42b, 42t Purge gas flow path 43s, 43b, 43t Discharge part 51s, 51b, 51t Evaporation chamber 61s, 61b, 61t Heater 229s, 229b, 229t Vaporizer

Claims (10)

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、
液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、
前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、
前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、
前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、
前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられ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 mixing section for mixing the liquid raw material and the carrier gas;
A spray nozzle for spraying the liquid raw material mixed with the carrier gas in the mixing section into the vaporization chamber;
A cooling member for cooling the spray nozzle and the mixing unit;
Covering a part of the surface of the tip portion of the spray nozzle so as to be isolated from the vaporization chamber, and forming a flow path for flowing purge gas around the tip portion of the spray nozzle,
A projection is provided at the central frontmost portion of the tip portion of the spray nozzle, a spray port is formed at the tip surface of the projection, and a portion corresponding to the tip surface of the projection of the cover is open. The side surface of the projection is covered with the cover, and the purge gas circulated around the tip portion of the spray nozzle in the gap between the side surface of the projection and the cover is vaporized. A vaporizer characterized by being provided with a discharge port for discharging into the room.
前記噴霧ノズルの前記突起部は円筒状であることを特徴とする請求項1に記載の気化器。   The vaporizer according to claim 1, wherein the protrusion of the spray nozzle is cylindrical. 前記噴霧ノズルの根元部分は円筒状であり、前記突起部は前記根元部分よりも外径が小さい円筒状であることを特徴とする請求項1に記載の気化器。   The vaporizer according to claim 1, wherein a base portion of the spray nozzle is cylindrical, and the protrusion has a cylindrical shape having an outer diameter smaller than that of the root portion. 前記噴霧ノズルの根元部分は外径が一定の形状であり、前記先端部分は先端側に行くほど外径が小さくなる形状であり、前記突起部は外径が一定の形状であり前記根元部分よりも外径が小さいことを特徴とする請求項1に記載の気化器。   The base portion of the spray nozzle has a shape with a constant outer diameter, the tip portion has a shape with a smaller outer diameter toward the tip side, and the protrusion has a shape with a constant outer diameter than the root portion. The carburetor according to claim 1, wherein the outer diameter is small. 前記噴霧口と前記吐出口は、前記噴霧口から噴霧されるキャリアガスと混合させた液体原料の噴霧方向と、前記吐出口から吐出されるパージガスの吐出方向が同じになるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の気化器。   The spray port and the discharge port are configured such that the spray direction of the liquid material mixed with the carrier gas sprayed from the spray port and the discharge direction of the purge gas discharged from the discharge port are the same. The vaporizer according to any one of claims 1 to 4, wherein the vaporizer is provided. 前記噴霧ノズルの前記突起部は、前記気化室内に突出しないように構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の気化器。   The vaporizer according to claim 1, wherein the protrusion of the spray nozzle is configured not to protrude into the vaporization chamber. 前記噴霧口と前記吐出口は、同一平面上に設けられることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の気化器。   The vaporizer according to claim 1, wherein the spray port and the discharge port are provided on the same plane. 前記カバーは前記噴霧ノズルの前記先端部分の表面形状に沿うように構成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の気化器。   The vaporizer according to any one of claims 1 to 7, wherein the cover is configured to follow a surface shape of the tip portion of the spray nozzle. 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、
前記気化器にパージガスを供給するパージガス供給系と、
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、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられ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 purge gas supply system for supplying a purge 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 includes a vaporizing chamber for vaporizing a liquid source, a heater for heating the vaporizing chamber, a mixing unit for mixing the liquid source and a carrier gas, and a liquid source mixed with a carrier gas in the mixing unit. A spray nozzle for spraying into the vaporizing chamber, a cooling member for cooling the spray nozzle and the mixing portion, a part of the surface of the tip portion of the spray nozzle so as to be isolated from the vaporizing chamber, and the spray nozzle A cover for forming a flow path for allowing purge gas to flow around the tip portion of the spray nozzle, and a projection is provided at a central frontmost portion of the tip portion of the spray nozzle. The spray port is formed, the portion of the cover corresponding to the tip surface of the protrusion is open, the side surface of the protrusion is covered by the cover, the side surface of the protrusion and the cover A substrate processing apparatus in the gap, wherein the discharge port is provided for discharging said was circulated around the tip portion of the spray nozzle purge gas into the vaporizing chamber between.
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、液体原料とキャリアガスとを混合させる混合部と、前記混合部でキャリアガスと混合させた液体原料を前記気化室内に噴霧させる噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルと前記混合部とを冷却する冷却部材と、前記噴霧ノズルの先端部分の表面の一部を前記気化室から隔離するように覆うと共に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺にパージガスを流通させる流路を形成するカバーと、を有し、前記噴霧ノズルの前記先端部分の中央最先端部には突起部が設けられ、この突起部の先端面には噴霧口が形成され、前記カバーの前記突起部の前記先端面に対応する部分は開放されており、前記突起部の側面は前記カバーにより覆われており、前記突起部の側面と前記カバーとの間の隙間に、前記噴霧ノズルの前記先端部分の周辺に流通させたパージガスを前記気化室内に吐出する吐出口が設けられる気化器を用い、前記気化室内に前記吐出口よりパージガスを吐出させつつ前記噴霧口よりキャリアガスと混合させた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 mixing unit for mixing the liquid source and the carrier gas, and a liquid source mixed with the carrier gas in the mixing unit are sprayed into the vaporizing chamber. The spray nozzle, a cooling member that cools the spray nozzle and the mixing portion, a part of the surface of the tip portion of the spray nozzle is covered so as to be isolated from the vaporization chamber, and the tip portion of the spray nozzle is And a cover that forms a flow path for the purge gas to flow around, and a protrusion is provided at the center most distal end of the tip of the spray nozzle, and a spray port is formed at the tip of the protrusion A portion of the cover corresponding to the tip surface of the protrusion is open, a side surface of the protrusion is covered with the cover, and a gap between the side surface of the protrusion and the cover And a vaporizer provided with a discharge port for discharging the purge gas circulated around the tip portion of the spray nozzle into the vaporization chamber, and discharging the purge gas from the discharge port into the vaporization chamber while the carrier is discharged from the spray port. Spraying a liquid material mixed with a gas, and evaporating the liquid material in the vaporization chamber;
Supplying a source gas obtained by vaporizing a liquid source with the vaporizer into the processing chamber and processing the substrate;
Unloading the processed substrate from the processing chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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