JP6038043B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム - Google Patents

基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、半導体装置の製造装置、半導体装置の製造方法及び記録媒体に関する。
例えば大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：以下、ＬＳＩと言う。）の微細化に伴い、ＬＳＩに設けられたトランジスタ素子間の漏れ電流干渉を制御する加工技術は、ますます技術的な困難を増している。一般的に、ＬＳＩの素子間分離には、例えばシリコン（Ｓｉ）からなるシリコン基板等の基板の分離したい素子間に、溝もしくは孔等の空隙を形成し、その空隙に絶縁物を堆積する方法によって行われる。この絶縁物として、酸化膜が用いられることが多い。酸化膜としては、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を用いることができる。このシリコン酸化膜は、シリコン（Ｓｉ）基板自体の自然酸化や、化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、以下ＣＶＤ法とも言う。）等によって形成される。例えば、特許文献１には、ＣＶＤ法による絶縁膜の形成方法の一例が開示されている。
近年の半導体装置の微細化により、空隙は、縦方向に深い、あるいは横方向に狭い微細な構造で基板上に形成されている。このような微細な構造である空隙に対しては、例えばＣＶＤ法を用いた埋め込みによって、基板上に酸化膜を形成していた。しかしながら、ＣＶＤ法を用いて微細な構造である空隙内に成膜することは、技術限界に達しつつある。
そこで、流動性を有する酸化物を用いた埋め込み方法、即ち絶縁物塗布法（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ、以下ＳＯＤ法とも言う。）が注目されている。ＳＯＤ方法では、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ ｇｌａｓｓ）と呼ばれる無機もしくは有機成分を含む塗布絶縁材料が用いられている。この塗布絶縁材料を用いた埋め込み方法は、上述のＣＶＤ法を用いて基板上に酸化膜を形成する技術が登場する以前より、ＬＳＩ等の製造工程に採用されていた。
特開２０１０−８７４７５号公報
上述のＳＯＤ方法では、加工寸法が０．３５μｍ〜１．０μｍ程度である。これに対し、近年のＬＳＩ、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）に代表される半導体装置は、最小加工寸法が５０ｎｍより小さくなっている。このため、ＳＯＤ法では、絶縁膜としての品質を保ったまま、微細な構造を有する基板に酸化膜を形成することが難しい場合があった。
本発明は、微細構造を有する基板に高品質で緻密な膜を形成する半導体装置の製造装置、半導体装置の製造方法及び記録媒体を提供することを目的とする。
一態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理室内で前記処理液を加熱する加熱部と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、を備える半導体装置の製造装置が提供される。
他の態様によれば、
基板を収容する処理室に、処理液供給部から処理液を供給する処理液供給工程と、
加熱部により前記処理室内で前記処理液を加熱する処理液加熱工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
更に他の態様によれば、
基板を収容する処理室に、処理液供給部から処理液を供給する処理液供給手順と、
加熱部により前記処理室内で前記処理液を加熱する処理液加熱手順と、をコンピュータに実行させるプログラムが記録された記録媒体が提供される。
本発明に係る半導体装置の製造装置、半導体装置の製造方法及び記録媒体によれば、微細構造を有する基板に高品質で緻密な膜を形成できる。
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置が備える処理室の縦断面概略図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置が備える基板支持部の縦断面部分拡大図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。 本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。 本発明の他の実施形態に係る基板処理装置が備える過水蒸気発生装置の概略構成図である。 本発明の他の実施形態に係る基板処理装置が備える処理室の縦断面概略図である。 石英、炭化シリコン、酸化アルミニウムの物性値を示す表図である。
＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態に係る基板処理装置の構成について、主に図１〜図３を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る基板処理装置１０の概略構成図であり、処理室３０部分を縦断面で示している。図２は、本実施形態に係る基板処理装置１０が備える処理室３０の縦断面概略図である。図３は、本実施形態に係る基板処理装置１０が備える基板支持部の縦断面部分拡大図である。
図１及び図２に示すように、処理室３０は、処理管（処理容器）３６０を備えている。処理管３６０は、例えば、光を透過させる石英（ＳｉＯ２）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料や、ＳｉＯ２及びＳｉＣを組み合わせた耐熱材料からなり、下端が開口した円筒形状に形成されている。処理管３６０の筒中空部には、処理室３０が形成され、基板としてのウエハ１２を後述するボート１４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。なお、ウエハ１２として、微細構造である凹凸構造（空隙）を有する基板が用いられるとよい。微細構造を有する基板とは、例えばシリコン基板に対して垂直方向に深い溝（凹部）、あるいは例えば１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の幅の横方向に狭い溝（凹部）等のアスペクト比の高い構造を有する基板をいう。
処理管３６０の下部には、処理管３６０の下端開口（炉口）を気密に封止（閉塞）可能な炉口蓋としてのシールキャップ３４４が、Ｏリングを介して設けられている。シールキャップ３４４は、処理管３６０の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ３４４は円板状に形成されている。ウエハ１２の処理空間となる処理室３０は、処理管３６０とシールキャップ３４４とで構成されている。
（第１の加熱部）
処理管３６０の外側には、処理管３６０の側壁面を囲う中空の同心円状に、処理管３６０内のウエハ１２を加熱する第１の加熱部３２０が設けられている。第１の加熱部３２０は、ヒータベースにより支持されて設けられている。図２に示すように、第１の加熱部３２０は第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄを備えている。第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄはそれぞれ、処理管３６０内でのウエハ１２の積層方向に沿って設けられている。第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄそれぞれは、例えば処理管３６０の周囲から光を放射し、処理管３６０を透過した光がウエハ１２に吸収されることでウエハ１２を昇温させる（加熱する）ことができるように構成されている。
処理管３６０外には、第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄ毎に、第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄの温度を検出する温度検出器として、例えば熱電対等の第１〜第４の外部温度センサ３２２ａ〜３２２ｄが設けられている。
処理管３６０内には、第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄ毎に、ウエハ１２又は周辺温度を検出する温度検出器として、例えば熱電対等の第１〜第４の内部温度センサ３２４ａ〜３２４ｄが設けられている。第１〜第４の内部温度センサ３２４ａ〜３２４ｄはそれぞれ、処理管３６０とボート１４との間に設けられている。なお、第１〜第４の内部温度センサ３２４ａ〜３２４ｄはそれぞれ、第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄによりそれぞれ加熱される複数枚のウエハ１２のうち、その中央に位置するウエハ１２の温度を検出するように設けられても良い。
第１の加熱部３２０（第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄ）、第１〜第４の外部温度センサ３２２ａ〜３２２ｄ、第１〜第４の内部温度センサ３２４ａ〜３２４ｄには、それぞれ、後述するコントローラ５００が電気的に接続されている。コントローラ５００は、処理管３６０内のウエハ１２の温度が所定の温度になるように、第１〜第４の内部温度センサ３２４ａ〜３２４ｄによりそれぞれ検出された温度情報に基づいて、第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄへの供給電力を所定のタイミングにてそれぞれ制御し、第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄ毎に個別に温度設定や温度調整を行うように構成されている。また、コントローラ５００は、第１〜第４の外部温度センサ３２２ａ〜３２２ｄによりそれぞれ検出された温度情報に基づいて、第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄがそれぞれ所定の温度に加熱されているか否かを確認する。
（基板支持部）
基板支持部としてのボート１４は、複数枚のウエハ１２を多段に支持できるように構成されている。図３に示すように、ボート１４は、複数枚のウエハ１２を支持する複数本（例えば３本）の支柱１４ａを備えている。支柱１４ａには、複数枚のウエハ１２を載置可能なように、複数の基板載置部１４ｂが設けられている。基板載置部１４ｂは、ボート１４の重力方向に複数設けられ、各基板載置部１４ｂがそれぞれウエハ１２を支持するように構成されている。また、基板載置部１４ｂは、ウエハ１２を水平に支持するために、支柱１４ａと垂直に設けられている。
複数本の支柱１４ａはそれぞれ、底板１４ｃと後述の気化部３４２との間に架設されている。複数枚のウエハ１２が、支柱１４ａに水平姿勢でかつ、互いに中心を揃えた状態で整列されて菅軸方向に多段に保持されている。
支柱１４ａ、基板載置部１４ｂ、底板１４ｃの構成材料として、後述する処理液と反応性の低い材料が用いられるとよい。例えばテフロン（登録商標）、石英、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），炭化シリコン（ＳｉＣ）などのセラミックス等の少なくともいずれかを含有する材料で構成されているとよい。これにより、支柱１４ａ、基板載置部１４ｂ、底板１４ｃが後述する処理液によって腐食されることを抑制できる。なお、支柱１４ａ、基板載置部１４ｂ、底板１４ｃの構成材料として、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）等が含有されていてもよい。
支柱１４ａ、基板載置部１４ｂ、底板１４ｃの構成材料として、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）等の熱伝導性の良い（熱伝導率が高い）非金属材料が用いられると、より良い。特に熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上である非金属材料が用いられるとよい。これにより、支柱１４ａ、基板載置部１４ｂ、底板１４ｃが、後述する処理液が有する蒸発潜熱等によって冷却されることを抑制できる。すなわち、後述するように、処理液を処理管３６０内で蒸発、気化させて気化ガスを生成する場合、処理液が有する蒸発潜熱等によって、支柱１４ａ、基板載置部１４ｂ、底板１４ｃが冷却される場合があった。これにより、処理液の気化ガスが処理管３６０内で処理液の気化点よりも低い温度に冷却されて再液化してしまう場合があった。このような処理液の再液化は、処理管３６０内の第１の加熱部３２０から発生する熱が届きにくい箇所で発生してしまう場合が多い。具体的には、例えば、基板載置部１４ｂとウエハ１２との接触箇所や、ボート１４の下部で、処理液の気化ガスの再液化が発生してしまう場合が多い。処理液の気化ガスが再液化すると、例えば基板載置部１４ｂ上に処理液が溜まってしまう場合がある。その結果、基板載置部１４ｂとウエハ１２との接触箇所、即ちウエハ１２の裏面端部に所謂ウォーターマークが形成されてしまう場合がある。ウォーターマークが形成されたウエハ１２は、例えばＬＳＩの収率低下を引き起こす可能性があり、加工不良品となる場合がある。
なお、支柱１４ａ、基板載置部１４ｂ、底板１４ｃは、熱伝導率が問題にならなければ、石英（ＳｉＯ）などで形成しても良く、また、金属によるウエハ１２への汚染が問題にならなければ、支柱１４ａ等は、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料で形成しても良い。支柱１４ａの構成材料として金属が用いられる場合、金属にセラミックや、テフロン（登録商標）などの皮膜が形成されているとより良い。
図１及び図２に示すように、ボート１４の下部には、例えば石英や炭化シリコン等の耐熱材料からなる断熱体１４０が設けられており、後述の第１の加熱部３２０からの熱がシールキャップ３４４側へ伝わりにくくなるように構成されている。断熱体１４０は、断熱部材として機能すると共にボート１４を保持する保持体としても機能する。なお、断熱体１４０は、図示するように円板形状に形成された断熱板が水平姿勢で多段に複数枚設けられたものに限らず、例えば円筒形状に形成された石英キャップ等であっても良い。また、断熱体１４０は、ボート１４の構成部材の１つとして考えても良い。
処理管３６０の下方には、ボート１４を昇降させて処理管３６０の内外へ搬送する昇降部としてのボートエレベータが設けられている。ボートエレベータには、ボートエレベータによりボート１４が上昇された際に炉口を封止するシールキャップ３４４が設けられている。
シールキャップ３４４の処理室３０と反対側には、ボート１４を回転させるボート回転機構３４９が設けられている。ボート回転機構３４９の回転軸３４８はシールキャップ３４４を貫通してボート１４に接続されており、ボート１４を回転させることでウエハ１２を回転させるように構成されている。
（供給部）
［処理液供給部］
処理管３６０と第１の加熱部３２０との間には、処理液が通過する処理液供給ノズル３３９が設けられている。処理液供給ノズル３３９は、例えば熱伝導率の低い石英等により形成されている。処理液供給ノズル３３９は二重管構造を有していてもよい。処理液供給ノズル３３９は、処理管３６０の外壁の側部に沿って配設されている。処理液供給ノズル３３９の上端（下流端）は、処理管３６０の頂部（上端開口）に気密に設けられている。処理管３６０の上端開口に位置する処理液供給ノズル３３９には、供給孔３４１が上流側から下流側にわたって複数設けられている（図２参照）。供給孔３４１は、処理管３６０内に供給された処理液を後述の気化部３４２に向かって噴射させるように形成されている。
処理液供給ノズル３３９の上流端には、処理液を供給する処理液供給管３４０ａの下流端が接続されている。処理液供給管３４０ａには、上流方向から順に、液体原料供給タンクとしての貯留槽２０１、液体流量制御器（液体流量制御部）である液体用マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）２０３、開閉弁であるバルブ２０４、セパレータ２０５及び開閉弁であるバルブ２０８が設けられている。また、処理液供給管３４０ａの少なくともバルブ２０８よりも下流側には、例えばインレットチューブヒータ等のサブヒータ２１０ａが設けられていても良い。サブヒータ２１０ａは、処理液供給管３４０ａの内部を流れる処理液を予備加熱できるように、処理液供給管３４０ａを所定の温度（例えば５０℃〜３００℃）に加熱するように構成されている。
処理液供給管３４０ａの処理液と接触する箇所、すなわち処理液供給管３４０ａの内面は、処理液と反応性の低い材料で構成されているとよい。処理液供給管３４０ａの内面は、例えばテフロン（登録商標）、石英、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），炭化シリコン（ＳｉＣ）などのセラミックス等の少なくともいずれかを含有する材料で構成されているとよい。また、処理液供給管３４０ａの内面には、例えばテフロン（登録商標）などの皮膜が形成されていてもよい。これにより、処理液供給管３４０ａの腐食を抑制することができる。
処理液供給管３４０ａからは、処理液が、液体用マスフローコントローラ２０３、バルブ２０４、セパレータ２０５、バルブ２０８及び処理液供給ノズル３３９を介して、処理室３０内に供給される。処理液としては、例えば沸点が５０℃〜２００℃である気化原料を用いるとよい。すなわち、処理液としては、例えば過酸化水素水や、水（Ｈ２Ｏ）等の酸化剤溶液を用いるとよい。
過酸化水素水は、例えば常温で固体又は液体である過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を用い、溶媒として水（Ｈ２Ｏ）を用い、過酸化水素を水に溶解させて生成されている。過酸化水素水中の過酸化水素の濃度は、１％〜４０％が好ましい。本実施形態では、例えば、過酸化水素の濃度が１５％や３０％の過酸化水素水が好適に用いられる。なお、過酸化水素を溶解する溶媒としては、水に限定されるものではない。
過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）水は、酸素分子に水素が結合した単純構造であることから、低密度媒体に対して浸透しやすい特徴がある。また、過酸化水素水は、分解するとヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）を発生させる。このヒドロキシラジカルは活性酸素の一種であり、酸素と水素とが結合した中性ラジカルである。従って、本実施形態の場合、処理室３０内に供給した過酸化水素水が分解して発生したヒドロキシラジカルによって、ウエハ１２に酸化処理が行われる。
発明者の鋭意研究により、例えば微細構造である凹凸（溝）が形成されたウエハ１２を用い、溝内に形成された膜を酸化させる場合、処理液として過酸化水素水が用いられると、処理液として水が用いられた場合と比べて、溝内のより深い場所（溝内の底）に形成された膜を酸化することができることが確認されている。すなわち、気体状態の過酸化水素水は、気体状態の水よりも酸化力が高いことが確認されている。これは、気体状態の過酸化水素水のエネルギが、気体状態の水のエネルギより高く、更には過酸化水素の方が、水よりも酸素量が多いことが理由と考えられる。従って、処理液として過酸化水素水が用いられると、ウエハ１２の溝内の底部に形成された膜をより酸化させ、酸化膜を形成することができる。また、ウエハ１２の溝内に形成された酸化膜は、表面と奥（底）との間で酸素の量を均一にすることができ、その結果誘電率を均一にできる。
また、過酸化水素水は、常温より高い例えば４０℃以上１００℃以下の低温の使用環境において、より活性に作用する。これにより、ウエハ１２の溝の深い場所に形成されたシリコン含有膜に、より多くの過酸化水素水を供給できる。また、この温度帯では、過酸化水素の酸化力を十分に発揮させることができる。従って、酸化処理を低温かつ短時間で行うことができる。
貯留槽２０１の上部には、圧送ガスを供給する圧送ガス供給管３４０ｂの下流端が接続されている。圧送ガス供給管３４０ｂには、上流方向から順に、圧送ガス供給源２１１ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１１ｂ及び開閉弁であるバルブ２１３ｂが設けられている。
圧送ガス供給管３４０ｂからは、圧送ガスが、マスフローコントローラ２１２ｂ、バルブ２１３ｂを介して貯留槽２０１内に供給される。圧送ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガスや、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスを用いることができる。
主に、処理液供給管３４０ａ、液体用マスフローコントローラ２０３、バルブ２０４、セパレータ２０５、バルブ２０８及び処理液供給ノズル３３９により、処理液供給部が構成される。なお、貯留槽２０１や、圧送ガス供給管３４０ｂ、圧送ガス供給源２１１ｂ、マスフローコントローラ２１２ｂ、バルブ２１３ｂを処理液供給部に含めて考えてもよい。
[不活性ガス供給部]
処理液供給管３４０ａのバルブ２０４とセパレータ２０５との間には、不活性ガス供給管３４０ｃの下流端が接続されている。不活性ガス供給管３４０ｃには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２１１ｃ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１２ｃ及び開閉弁であるバルブ２１３ｃが設けられている。
不活性ガス供給管３４０ｃからは、不活性ガスが、マスフローコントローラ２１２ｃ、バルブ２１３ｃ、セパレータ２０５、バルブ２０８、処理液供給管３４０ａ及び処理液供給ノズル３３９を介して処理室３０内に供給される。不活性ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガスや、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスを用いることができる。
主に、不活性ガス供給管３４０ｃ、マスフローコントローラ２１２ｃ及びバルブ２１３ｃにより、不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２１１ｃや、処理液供給管３４０ａ、セパレータ２０５、バルブ２０８、処理液供給ノズル３３９を不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。
[水蒸気用ガス供給部]
処理液供給管３４０ａのバルブ２０８よりも下流側には、第１のガス供給管３４０ｄの下流端が接続されている。第１のガス供給管３４０ｄには、上流方向から順に、原料ガス供給源２１１ｄ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１２ｄ及び開閉弁であるバルブ２１３ｄが設けられている。第１のガス供給管３４０ｄの少なくともバルブ２１３ｄより下流側には、例えばインレットチューブヒータ等のサブヒータ２１０ｄが設けられていても良い。サブヒータ２１０ｄは、第１のガス供給管３４０ｄの内部を流れる流体を予備加熱できるように、第１のガス供給管３４０ｄを所定の温度（例えば５０℃〜３００℃）に加熱するように構成されている。
第１のガス供給管３４０ｄからは、第１の処理ガスが、マスフローコントローラ２１２ｄや、バルブ２１３ｄ、処理液供給ノズル３３９を介して処理室３０内に供給される。第１の処理ガスとしては、例えば水素（Ｈ２）ガスを用いることができる。
第１のガス供給管３４０ｄのバルブ２１３ｄよりも下流側には、第２のガス供給管３４０ｅの下流端が接続されている。第２のガス供給管３４０ｅには、上流方向から順に、原料ガス供給源２１１ｅ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１２ｅ及び開閉弁であるバルブ２１３ｅが設けられている。第２のガス供給管３４０ｅの少なくともバルブ２１３ｅより下流側には、例えばインレットチューブヒータ等のサブヒータ２１０ｅが設けられていても良い。サブヒータ２１０ｅは、第２のガス供給管３４０ｅの内部を流れる流体を予備加熱できるように、第２のガス供給管３４０ｅを所定の温度（例えば５０℃〜３００℃）に加熱するように構成されている。
第２のガス供給管３４０ｅからは、第２の処理ガスが、マスフローコントローラ２１２ａや、バルブ２１３ｅ、処理液供給ノズル３３９を介して処理室３０内に供給される。第２の処理ガスとしては、例えば酸素（Ｏ２）ガスを用いることができる。
主に、第１のガス供給管３４０ｄ、マスフローコントローラ２１２ｄ及びバルブ２１３ｄにより、第１の処理ガス供給部が構成される。なお、原料ガス供給源２１１ｄや、処理液供給管３４０ａ、処理液供給ノズル３３９を第１の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。また、主に、第２のガス供給管３４０ｅ、マスフローコントローラ２１２ｅ及びバルブ２１３ｅにより、第２の処理ガス供給部が構成される。なお、原料ガス供給源２１１ｅや、処理液供給管３４０ａ、第１のガス供給管３４０ｄ、処理液供給ノズル３３９を第２の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部により、水蒸気用ガス供給部が構成される。
処理液供給部と、不活性ガス供給部と、水蒸気用ガス供給部とにより、供給部が構成される。
（気化部）
処理管３６０内には、処理液供給部から処理管３６０内に供給された処理液を蒸発させる気化部３４２が設けられている。すなわち、気化部３４２は、後述する第２の加熱部３４５によって加熱され、供給孔３４１から供給された例えば過酸化水素水等の処理液を加熱して蒸発させ、気化させ、処理液の気化ガスを生成するように構成されている。気化部３４２は、支柱１４ａによって支持されるように設けられている。気化部３４２の直径はボート１４で支持されるウエハ１２の最大外径より大きくなるように構成されている。すなわち、供給孔３４１側から気化部３４２を見たとき、ウエハ１２が気化部３４２によって隠れるように、気化部３４２が構成されている。なお、気化部３４２は、ボート１４の天板としても機能する。
気化部３４２は、処理液と反応性の低い材料で構成されているとよい。気化部３４２は、例えばテフロン（登録商標）、石英、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），炭化シリコン（ＳｉＣ）などのセラミックス等の少なくともいずれかを含有する材料で構成されているとよい。これにより、気化部３４２が処理液によって腐食されることを抑制できる。なお、気化部３４２の構成材料として、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）等が含有されていてもよい。また、気化部３４２の構成材料としては、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）等の熱伝導性の良い（熱伝導率が高い）非金属材料を用いることが特に好ましい。
（第２の加熱部）
処理管３６０の外側上部には、第２の加熱部３４５が設けられている。すなわち、気化部３４２の供給孔３４１を介した上部には、第２の加熱部３４５が配設されている。第２の加熱部３４５は、ボート１４の支柱１４ａに支持されるように設けられる気化部３４２を加熱するように構成されている。第２の加熱部３４５は、気化部３４２を例えば２００℃程度まで加熱するように構成されている。また、第２の加熱部３４５は、供給孔３４１及びその周辺を加熱するように構成されている。これにより、過酸化水素水等の処理液が供給孔３４１で固化することを防止できる。第２の加熱部３４５としては、例えば、カーボンランプ等のランプヒータユニットや抵抗加熱ヒータ等を用いることができる。このとき、第２の加熱部３４５からは、処理液供給ノズル３３９を加熱しやすい波長の光が照射されることが望ましい。例えば、気化部３４２が、炭化シリコンで構成されている場合、気化部３４２の輻射率は１に近似する。従って、気化部３４２は、遠赤外線を効率的に吸収すると共に、例えば石英等で構成された供給孔３４１やその周囲の構成部材の吸収波長帯に照度を持つ。このため、石英等で構成された供給孔３４１やその周囲の構成部材を効率的に加熱することができる。
第２の加熱部３４５には、後述するコントローラ５００が電気的に接続されている。コントローラ５００は、気化部３４２が所定の温度となるように、第２の加熱部３４５への供給電力を所定のタイミングにて制御するように構成されている。
ここで、処理室３０（処理管３６０）内で処理液を気化させて気化ガス（処理ガス）を生成する動作について説明する。まず、圧送ガス供給管３４０ｂからマスフローコントローラ２１２ｂ、バルブ２１３ｂを介して、圧送ガスが貯留槽２０１内に供給される。これにより、貯留槽２０１内に貯留されている処理液が処理液供給管３４０ａ内に送り出される。貯留槽２０１から処理液供給管３４０ａ内に供給された処理液は、液体用マスコントローラ２０３、バルブ２０４、セパレータ２０５、バルブ２０８及び処理液供給ノズル３３９を介して処理管３６０内に供給される。そして、処理管３６０内に供給された処理液が第２の加熱部３４５により加熱された気化部３４２に接触することで気化され、処理液の気化ガス（処理ガス）が生成される。この処理ガスが処理管３６０内のウエハ１２に供給されて、ウエハ１２上に所定の基板処理が行われる。
なお、処理液の気化を促すため、サブヒータ２１０ａにより処理液供給管３４０ａ内を流れる処理液を予備加熱してもよい。これにより、処理液をより気化させやすい状態で処理管３６０内に供給することができる。また、第１の加熱部３２０（第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄ）により、処理液供給ノズル３３９内を流れる処理液を予備加熱しても良い。
（第３の加熱部）
処理管３６０の下部であって、シールキャップ３４４の上部には、処理管３６０の側壁面を囲うように、第３の加熱部としての液化防止ヒータ２８０が設けられている。液化防止ヒータ２８０は、例えば抵抗加熱ヒータや、ランプヒータ等で構成されている。これにより、処理管３６０内の下部領域（すなわち、処理管３６０内の断熱板１４０が収容された領域）で、処理液の気化ガスが再液化することを抑制できる。
また、処理管３６０内での処理液の気化ガスの再液化を抑制することで、シールキャップ３４４等の処理室３０内の構成部材が損傷することを抑制できる。すなわち、液化防止ヒータ２８０で処理管３６０の下部を加熱することで、処理管３６０内で、処理液の気化ガスが再液化してしまって生じた液体（以下では、単に「液体」ともいう）が、処理管３６０内の底部（シールキャップ３４４の上面）に溜まることを抑制できる。
また、処理液として過酸化水素水が用いられた場合、処理管３６０内で、処理液の気化ガスが再液化してしまって生じた液体は、処理管３６０内に供給される際の過酸化水素水と比べて過酸化水素の濃度が高くなる場合がある。過酸化水素水が、処理管３６０内で液化と蒸発（気化）とを繰り返すと、処理管３６０内で、過酸化水素濃度の高い過酸化水素水が生成されることが考えられる。過酸化水素濃度の高い過酸化水素水は、高い酸化性を有する。高い酸化性を有する過酸化水素が生成されると、処理管３６０内の上部（上流側）と下部（下流側）との間で、過酸化水素濃度の差が生じ、処理管３６０内でのウエハ１２への処理に差が生じてしまう。従って、処理管３６０内での処理液の気化ガスの再液化を抑制することで、ウエハ１２に均一な処理を施すことができる。
（排気部）
処理管３６０の下方には、処理室３０内のガスを排気する第１の排気管３４６の上流端が接続されている。第１の排気管３４６は、例えばテフロン（登録商標）等の処理液と反応性の低い材料で構成されているとよい。また、第１の排気管３４６を金属で構成した場合、第１の排気管３４６の少なくとも内面には、例えばテフロン（登録商標）などの皮膜が形成されていてもよい。これにより、処理液による第１の排気管３４６の腐食を抑制できる。
第１の排気管３４６には、上流方向から順に、処理管３６０内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ４０４、圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ４０３、真空排気装置としての真空ポンプ４０５が設けられている。処理室３０内は、真空ポンプ４０５で発生する負圧によって排気されるように構成されている。すなわち、第１の排気管３４６は、真空ポンプ４０５により、処理管３６０内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう、処理管３６０内を真空排気し得るように構成されている。なお、ＡＰＣバルブ４０３は、弁の開閉により処理室３０内の排気および排気停止を行うことができる開閉弁である。また、ＡＰＣバルブ４０３は、弁開度を調整することで処理室３０内の圧力を調整することができる圧力調整弁でもある。
第１の排気管３４６の少なくともＡＰＣバルブ４０３よりも上流側には、第１の排気管３４６を加熱する排気加熱部としてのエキゾーストチューブヒータ４１１が設けられている。エキゾーストチューブヒータ４１１は、第１の排気管３４６の内部に結露が生じないように、第１の排気管３４６を加熱する。
エキゾーストチューブヒータ４１１には、後述するコントローラ５００が電気的に接続されている。コントローラ５００は、第１の排気管３４６が所定の温度（例えば５０℃〜３００℃）となるように、エキゾーストチューブヒータ４１１への供給電力を制御するように構成されている。
第１の排気管３４６のＡＰＣバルブ４０３よりも上流側には、第２の排気管３４７の上流端が接続されている。第２の排気管３４７には、上流方向から順に、開閉弁であるバルブ４０６、処理管３６０から排気された排気ガスを液体と気体とに分離する分離器４０７、及び真空排気装置としての真空ポンプ４０８が設けられている。分離器４０７には、第３の排気管４０９の上流端が接続されており、第３の排気管４０９には、液体回収タンク４１０が設けられている。分離器４０７としては、例えばガスクロマトグラフ等を用いることができる。
第２の排気管３４７、第３の排気管４０９は、例えばテフロン（登録商標）等の処理液と反応性の低い材料で構成されているとよい。また、第２の排気管３４７、第３の排気管４０９を金属で構成した場合、第２の排気管３４７、第３の排気管４０９の少なくとも内面には、例えばテフロン（登録商標）などの皮膜が形成されていてもよい。これにより、処理液による第２の排気管３４７、第３の排気管４０９の腐食を抑制できる。
ＡＰＣバルブ４０３及び圧力センサ４０４には、後述するコントローラ５００が電気的に接続されている。コントローラ５００は、処理室３０内の圧力が所定のタイミングにて所定の圧力になるように、圧力センサ４０４で検出された圧力情報に基づいて、ＡＰＣバルブ４０３の開度を制御するように構成されている。
主に、第１の排気管３４６により排気部が構成される。なお、第２の排気管３４７や、ＡＰＣバルブ４０３、圧力センサ４０４、バルブ４０６、分離器４０７、液体回収タンク４１０、真空ポンプ４０６、真空ポンプ４０８を排気部に含めて考えてもよい。
（処理管冷却部）
図２に示すように、第１の加熱部３２０の外周には、処理管３６０及び第１の加熱部３２０を覆うように断熱部材３００が設けられている。断熱部材３００は、処理管３６０の側壁を囲うように設けられる側部断熱部材３００ａと、処理管３６０の上方端を覆うように設けられる上部断熱部材３００ｂと、を備えて構成されている。側部断熱部材３００ａと上部断熱部材３００ｂとはそれぞれ気密に接続されている。なお、断熱部材３００は、側部断熱部材３００ａと上部断熱部材３００ｂとが一体に形成されていてもよい。断熱部材３００は、例えば石英や炭化シリコン等の耐熱性材料で構成されている。
側部断熱部材３００ａの下方には、処理管３６０と断熱部材３００との間の空間３５２内に冷却ガスを供給する吸気口３５３が形成されている。なお、本実施形態では、吸気口３５３は、側部断熱部材３００ａの下端部とヒータベース３２１とにより形成されているが、例えば側部断熱部材３００ａに開口を設けることにより形成されていてもよい。吸気口３５３には、冷却ガス供給管３６３の下流端が接続されている。冷却ガス供給管３６３には、上流方向から順に、冷却ガス供給源３６４、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３６５、遮断弁としてのシャッタ３５９が設けられている。冷却ガス供給管３６３からは、冷却ガスが、マスフローコントローラ３６５、シャッタ３５９を介して空間３５２内に供給される。冷却ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガスや、空気等を用いることができる。
主に、冷却ガス供給管３６３及びマスフローコントローラ３６５により、冷却ガス供給部が構成される。なお、冷却ガス供給源３６４や、シャッタ３５９を冷却ガス供給部に含めて考えてもよい。
上部断熱部材３００ｂには、処理管３６０と断熱部材３００との間の空間３５２内の雰囲気を排気する排気路３５４が形成されている。排気路３５４の下流端には、冷却ガス排気管３５５の上流端が接続されている。冷却ガス排気管３５５には、上流方向から順に、遮断弁としてのシャッタ３６１、冷却水等を循環させて冷却ガス排気管３５５内を流れる排気ガスを冷却させるラジエタ３５７、遮断弁としてのシャッタ３６２、冷却ガス排気管３５５の上流側から下流側へと排気ガスを流す例えばブロア等の冷却ガス排気装置３５６、及び排気ガスを処理室３０の外部へ排出する排気口３５８が設けられている。冷却ガス排気装置３５６には、例えばインバータ３８４が接続されており、インバータ３８４により冷却ガス排気装置３５６を作動させるように構成されている。例えば、インバータ３８４は、冷却ガス排気装置３５６であるブロアの回転数を制御するように構成されている。
主に、排気路３５４、冷却ガス排気管３５５、冷却ガス排気装置３５６、ラジエタ３５７及び排気口３５８により、断熱部材３００と処理管３６０との間の空間３５２の雰囲気を排気する冷却ガス排気部が構成される。なお、シャッタ３６１や、シャッタ３６１を冷却ガス排気部に含めて考えてもよい。また、主に、上述の冷却ガス供給部及び冷却ガス排気部により、処理管冷却部が構成される。
（制御部）
図４に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ５００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５００ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５００ｂ、記憶装置５００ｃ、Ｉ／Ｏポート５００ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ５００ｂ、記憶装置５００ｃ、Ｉ／Ｏポート５００ｄは、内部バス５００ｅを介して、ＣＰＵ５００ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ５００には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置５０１が接続されている。
記憶装置５００ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置５００ｃ内には、基板処理装置１０の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ５００に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ５００ｂは、ＣＰＵ５００ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート５００ｄは、上述の液体用マスフローコントローラ２０３、マスフローコントローラ２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，３６５、バルブ２０４，２０８，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄ，２１３ｅ，４０６、シャッタ３５９，３６１，３６２、真空ポンプ４０５，４０８、ＡＰＣバルブ４０３、第１の加熱部３２０、第２の加熱部３４５、第３の加熱部２８０、インバータ３８４、第１〜第４の外部温度センサ３２２ａ〜３２２ｄ、第１〜第４の内部温度センサ３２４ａ〜３２４ｄ、第４の温度センサ２６３ｄ、ボート回転機構３４９等に接続されている。
ＣＰＵ５００ａは、記憶装置５００ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置５０１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置５００ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ５００ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、液体用マスフローコントローラ２０３による処理液の流量調整動作、マスフローコントローラ２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，３６５による各種ガスの流量調整動作、バルブ２０４，２０８，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄ，２１３ｅ，４０６の開閉動作、シャッタ３５９，３６１，３６２の遮断動作、ＡＰＣバルブ４０３の開度調整動作、第１〜第４の外部温度センサ３２２ａ〜３２２ｄ及び第１〜第４の内部温度センサ３２４ａ〜３２４ｄに基づく第１の加熱部３２０の温度調整動作、温度センサに基づく第２の加熱部３４５及び第３の加熱部２８０の温度調整動作、真空ポンプ４０５，４０８の起動・停止、インバータ３８４による冷却ガス排気装置３５６の回転速度調節動作、ボート回転機構３４９の回転速度調節動作等を制御するように構成されている。
なお、コントローラ５００は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ（ＵＳＢ Ｆｌａｓｈ Ｄｒｉｖｅ）やメモリカード等の半導体メモリ）５０２を用意し、係る外部記憶装置５０２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ５００を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置５０２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置５０２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置５００ｃや外部記憶装置５０２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置５００ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置５０２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
（２）基板処理工程
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程として実施される基板処理工程について、主に図５を用いて説明する。図５は、本実施形態にかかる基板処理工程を示すフロー図である。かかる工程は、上述の基板処理装置１０により実施される。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作は、図４に示すコントローラ５００により制御されている。
本実施形態では、ウエハ１２として、微細構造である凹凸構造を有する基板を用いる場合について説明する。なお、微細構造を有する基板とは、例えばシリコン基板に対して垂直方向に深い溝（凹部）、あるいは例えば１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の幅の横方向に狭い溝（凹部）等のアスペクト比の高い構造を有する基板をいう。以下では、ウエハ１２に形成された凹部を空隙ともいう。
以下に、ポリシラザン（ＳｉＨ２ＮＨ）をウエハ１２に形成された少なくとも凹部（溝）に充填するように供給し、溝内にシリコン（Ｓｉ）含有膜を形成する第一工程と、処理液として過酸化水素水を用い、ウエハ１２上に形成されたシリコン含有膜をシリコン酸化膜に改質（酸化）する第二工程とを行う場合について説明する。ウエハ１２上に形成されるシリコン酸化膜は、電極間の絶縁膜等として用いられる。
（第一工程）
ウエハ１２上にシリコン含有膜を形成する第一工程について説明する。
＜シリコン含有膜形成工程（Ｓ１０）＞
まず、微細構造を有するウエハ１２を例えばスピンコータ装置に搬入する。スピンコータ装置に、例えばポリシラザン（ＳｉＨ２ＮＨ）等のシリコン材料をキシレン（Ｃ８Ｈ１０）等の溶媒に溶解した溶液（シリコン含有材料）を供給し、ウエハ１２にシリコン含有材料を塗布する。こで、溶媒として、例えば、キシレン（Ｃ８Ｈ１０）、トルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）、ジブチルエーテル（Ｃ８Ｈ１８Ｏ）等の少なくともいずれかを用いる。塗布膜圧は、例えば１００ｎｍから７００ｎｍとする。シリコン含有材料をウエハ１２に塗布した後、フォーミングガス（水素を窒素で希釈したガス）をスピンコータ装置内に供給する。そして、フォーミングガス雰囲気で、ウエハ１２を所定の温度（例えば１５０℃）に加熱して熱処理（プリベーク処理）を行う。プリベーク処理を行うことで、シリコン含有材料中の溶媒を蒸発させる。このようにして、ウエハ１２が有する空隙にシリコン含有膜であるポリシラザン膜を形成（成膜）する。ウエハ１２上にシリコン含有膜を形成したら、ウエハ１２をスピンコータ装置から搬出する。
ここで、ウエハ１２上に形成されるシリコン含有膜は、主にシリコン材料（ポリシラザン）で形成される。しかしながら、シリコン含有膜には、シリコン含有材料に含まれる溶媒成分が残留していることがある。また、シリコン含有膜には、シリコン（Ｓｉ）の他、シリコン材料に由来する窒素（Ｎ）や水素（Ｈ）等の不純物が含まれている。すなわち、シリコン含有膜は、少なくともシラザン結合（Ｓｉ−Ｎ結合）を有する。また、シリコン含有膜には、場合によっては、炭素（Ｃ）や他の不純物が混ざっている可能性がある。すなわち、スピンコート法では、シリコン含有材料として、ポリシラザン等のシリコン材料に、溶媒として有機溶媒を加えた液体が用いられることが多い。この有機溶媒に由来する炭素（Ｃ）や他の不純物（すなわち、Ｓｉ，Ｏ以外の元素）が、シリコン含有膜中に混ざっている場合がある。
（第二工程）
続いて、ウエハ１２上に形成されたシリコン含有膜をシリコン酸化膜に改質（酸化）する第二工程について説明する。
＜基板搬入工程（Ｓ２０）＞
まず、シリコン含有膜が形成された複数枚のウエハ１２をボート１４に装填（ウエハチャージ）する。複数枚のウエハ１２を保持したボート１４を、ボートエレベータによって持ち上げて処理管３６０内（処理室３０）内に搬入（ボートロード）する。この状態で、処理管３６０の開口部である炉口は、シールキャップ３４４によりシールされた状態となる。
＜圧力・温度調整工程（Ｓ３０）＞
処理室３０（処理管３６０）内が所定の圧力となるように、真空ポンプ４０５又は真空ポンプ４０８の少なくともいずれかによって真空排気する。この際、処理室３０内の圧力は圧力センサ４０４で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ４０３の弁の開度をフィードバック制御する（圧力調整）。
処理室３０（処理管３６０）内に収容されたウエハ１２が所定の温度（例えば４０℃〜３００℃、好ましくは５０℃〜１５０℃程度）となるように、第１の加熱部３２０によって加熱する。この際、処理室３０内のウエハ１２が所定の温度分布となるように、第１〜第４の内部温度センサ３２４ａ〜３２４ｄが検出した温度情報に基づき、第１の加熱部３２０が備える第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄへの供給電力をフィードバック制御する（温度調整）。このとき、第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄの設定温度は全て同じ温度となるように制御する。
また、ウエハ１２を加熱しつつ、ボート回転機構３４９を作動して、ボート１４の回転を開始する。この際、ボート１４の回転速度をコントローラ５００によって制御する。なお、ボート１４は、少なくとも後述する改質処理工程（Ｓ４０）が終了するまでの間は、常に回転させた状態とする。
また、気化部３４２が処理液である過酸化水素水を気化させることができる温度（例えば１５０℃〜１７０℃）以上となるように、第２の加熱部３４５に電力を供給して、気化部３４２の加熱を開始する。なお、後述する改質処理工程（Ｓ４０）が終了するまでの間は、気化部３４２の温度が例えば１５０℃程度に維持されるように、第２の加熱部３４５を制御する。
また、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅ、液化防止ヒータ２８０、及びエキゾーストチューブヒータ４１１が所定の温度（例えばサブヒータを５０℃〜１００℃、液化防止ヒータ２８０及びエキゾーストチューブヒータをそれぞれ１００℃〜３００℃、好ましくは約２００℃）になるように、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅ、液化防止ヒータ２８０、及びエキゾーストチューブヒータ４１１への供給電力を制御する。なお、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅ、液化防止ヒータ２８０、及びエキゾーストチューブヒータ４１１を全て同じ温度となるように制御してもよいし、それぞれ異なる温度になるように制御してもよい。
＜改質処理工程（Ｓ４０）＞
［処理液供給工程（Ｓ４１）］
ウエハ１２を加熱して所定の温度に達し、ボート１４が所定の回転速度に到達したら、処理液供給管３４０ａから処理管３６０内への処理液としての過酸化水素水の供給を開始する。すなわち、まず、バルブ２１３ｃ，２１３ｄ，２１３ｅを閉じ、バルブ２１３ｂを開け、圧送ガス供給源２１１ｂから貯留槽２０１内に、マスフローコントローラ２１２ｂにより流量制御しながら圧送ガスを供給する。さらにバルブ２０４及びバルブ２０８を開け、貯留槽２０１内に貯留されている処理液である過酸化水素水を、液体用マスフローコントローラ２０３により流量制御しながら、処理液供給管３４０ａからセパレータ２０５、処理液供給ノズル３３９、供給孔３４１を介して処理管３６０（処理室３０）内に供給する。圧送ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスや、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスを用いることができる。このとき、バルブ２１３ｃを開け、不活性ガス供給管３４０ｃから、キャリアガスとしての不活性ガスを供給してもよい。
[処理液加熱工程（Ｓ４２）］
処理管３６０内に供給した過酸化水素水を、第２の加熱部３４５により加熱した気化部３４２に接触させて蒸発、気化させ、処理ガスである過酸化水素水の気化ガスを生成する。このように、処理ガスである過酸化水素水の気化ガスは、処理管３６０内で生成される。すなわち、処理液供給ノズル３３９内には、液体状態の過酸化水素水を通過させるとよい。
過酸化水素水の気化ガスをウエハ１２に供給し、過酸化水素水の気化ガスがウエハ１２の表面と酸化反応することで、ウエハ１２上に形成されたシリコン含有膜をシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）に改質する。すなわち、処理管３６０内に供給し、気化部３４２によって気化した過酸化水素水の気化ガスがウエハ１２に供給されて分解すると、ヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）が発生する。ヒドロキシラジカルが有する酸化力によって、ウエハ１２上のシリコン含有膜が有するシラザン結合（Ｓｉ−Ｎ結合）や、Ｓｉ−Ｈ結合が切断される。そして、切断された窒素（Ｎ）や水素（Ｈ）が、ヒドロキシラジカルが有する酸素（Ｏ）と置換されて、シリコン含有膜中にＳｉ−Ｏ結合が形成される。その結果、シリコン含有膜が酸化されて、シリコン酸化膜に改質される。なお、ヒドロキシラジカルによって切断された窒素（Ｎ）や水素（Ｈ）等の不純物は、例えば排気部等から処理管３６０外へ排出される。
なお、ウエハ１２上に供給される過酸化水素水の気化ガスには、Ｈ２Ｏ２分子単体の状態や、いくつかの分子が結合したクラスタ状態が含まれても良い。また、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）水から過酸化水素水の気化ガスに変化させる際には、Ｈ２Ｏ２分子単体まで分裂させるようにしても良いし、いくつかの分子が結合したクラスタ状態にまで分裂させるようにしても良い。また、上記のクラスタが幾つか集まってできた霧（ミスト）状態であっても良い。
処理管３６０内に過酸化水素水を供給しつつ、真空ポンプ４０８、液体回収タンク４１０から排気する。すなわち、ＡＰＣバルブ４０３を閉じ、バルブ４０６を開け、処理管３６０内から排気された排気ガスを、第１の排気管３４６から第２の排気管３４７を介して分離器４０７内を通過させる。そして、排気ガスを分離器４０７により過酸化水素を含む液体と過酸化水素を含まない気体とに分離した後、気体を真空ポンプ４０８から排気し、液体を液体回収タンク４１０に回収する。
なお、処理管３６０内に過酸化水素水を供給する際、バルブ４０６及びＡＰＣバルブ４０３を閉じ、処理管３６０内を加圧するようにしてもよい。これにより、処理管３６０内の過酸化水素水雰囲気を均一にできる。
所定時間経過後、バルブ２０４ａ，２１３ｂ，２０８を閉じ、処理管３６０内への過酸化水素水の供給を停止する。
＜パージ工程（Ｓ５０）＞
改質処理工程（Ｓ４０）が終了した後、ＡＰＣバルブ４０３を閉じ、バルブ４０６を開けて処理管３６０内を真空排気し、処理管３６０内に残留している過酸化水素水の気化ガスを排気する。すなわち、バルブ４０６を開け、処理管３６０（処理室３０）を排気しつつ、バルブ２１３ｃを開け、不活性ガス供給管３４０ｃから処理液供給ノズル３３９を介して処理管３６０内に、パージガスとしてのＮ２ガス（不活性ガス）を、マスフローコントローラ２１２ｃにより流量制御しながら供給する。パージガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガスや、例えばＨｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガス等の不活性ガスを用いることができる。これにより、処理管３６０内の残留ガスの排出を促すことができる。また、処理液供給ノズル３３９内をＮ２ガス等の不活性ガスが通過することで、処理液供給ノズル３３９内に残留する過酸化水素水（液体状態の過酸化水素）を押し出して除去することもできる。このとき、ＡＰＣバルブ４０３の開度及びバルブ４０６の開閉を調整し、真空ポンプ４０５から排気してもよい。
＜降温・大気圧復帰工程（Ｓ６０）＞
パージ工程（Ｓ５０）が終了した後、バルブ４０６又はＡＰＣバルブ４０３を調整し、処理管３６０内の圧力を大気圧に復帰させつつ、ウエハ１２を所定の温度（例えば室温程度）に降温させる。具体的には、バルブ２１３ｃを開けたままとし、処理管３６０内に不活性ガスであるＮ２ガスを供給しつつ、処理管３６０内の圧力を大気圧に昇圧させる。そして、第１の加熱部３２０及び第２の加熱部３４５への供給電力を制御して、ウエハ１２の温度を降温させる。
ウエハ１２を降温させつつ、冷却ガス排気装置３５６を作動させた状態でシャッタ３５９，３６１，３６２を開け、冷却ガス供給管３６３から、冷却ガスをマスフローコントローラ３６５により流量制御しながら処理管３６０と断熱部材３００との間の空間３５２内に供給しつつ、冷却ガス排気管３５５から排気してもよい。冷却ガスとしては、Ｎ２ガスのほか、例えばＨｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスや、空気等を単独であるいは混合して用いることができる。これにより、空間３５２内を急冷させ、空間３５２内に設けられる処理管３６０及び第１の加熱部３２０を短時間で冷却できる。また、処理管３６０が冷却されることで、処理管３６０内に収容されたウエハ１２を周方向（外周側）から冷却することができる。すなわち、処理管３６０内のウエハ１２をより短時間で降温させることができる。
なお、シャッタ３６１，３６２を閉じた状態で、冷却ガス供給管３６３からＮ２ガスを空間３５２内に供給し、空間３５２内を冷却ガスで充満させて冷却した後、冷却ガス排気装置３５６を作動させた状態でシャッタ３６１，３６２を開け、空間３５２内の冷却ガスを冷却ガス排気管３５５から排気してもよい。
＜基板搬出工程（Ｓ７０）＞
その後、ボートエレベータによりシールキャップ３４４を下降させて処理管３６０の下端を開口するとともに、処理済みウエハ１２がボート１４に保持された状態で処理管３６０の下端から処理管３６０（処理室３０）の外部へ搬出（ボートアンロード）される。その後、処理済みウエハ１２はボート１４より取り出され（ウエハディスチャージ）、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
（ａ）本実施形態によれば、処理室３０（処理管３６０）内に処理液を供給する処理液供給部と、処理室３０内で処理液を加熱する加熱部（第２の加熱部３４５）と、を備えている。すなわち、液体状態である処理液を処理管３６０内に供給し、処理管３６０内で処理液を加熱して蒸発、気化させて処理液の気化ガスを生成し、処理液の気化ガスを処理室３０内のウエハ１２に供給している。これにより、ウエハ１２に供給される処理液の気化ガスの濃度を均一にできる。従って、ウエハ１２に均一な処理を行うことができ、高品質で緻密な膜を形成できる。
また、例えばウエハ１２が有する微細構造の溝の底（溝内の深い場所）に形成された膜まで、処理液の気化ガスを供給し、浸透させることができる。その結果、ウエハ１２の溝内で均一な処理を行うことができ、高品質で緻密な膜を形成できる。また、例えば加工寸法が５０ｎｍ以下の微小な凹凸構造が形成され、表面積が増えたウエハ１２であっても、溝内で均一な処理を施すことが可能となる。また、基板処理を再現性良く行うことができる。
また、処理液を処理管３６０内で蒸発、気化させているので、処理液供給ノズル３３９等の供給部の設備内での結露発生を抑制できる。これにより、ウエハ１２上に発生する異物を低減できる。
また、処理液を加熱部に供給して瞬時に気化させることによって、沸点の異なる物質が混合された処理液、例えば、過酸化水素と水とを混ぜた処理液を用いたとしても、処理液の気化ガス濃度のばらつきを抑制することができる。
これに対し、処理管３６０内に供給する前に処理液を気化させ、処理液の気化ガスを処理液供給ノズル３３９等を介して、処理室３０内に供給すると、処理液の気化ガスが処理液供給ノズル３３９を通過する際、処理液供給ノズル３３９の熱条件等により処理液の気化ガスの濃度にばらつきが出てしまう場合がある。
（ｂ）本実施形態によれば、処理液は、過酸化水素を含んでいる。すなわち、処理液として、過酸化水素を溶媒としての水に溶解させた過酸化水素水を用いている。これにより、低温かつ短時間でウエハ１２上のシリコン含有膜を酸化させてシリコン酸化膜に改質することができる。低温で酸化処理を行うことにより、シリコン含有膜の表面部（溝の上端）のみが先に酸化されてしまうことを抑制できる。従って、ウエハ１２により均一な酸化処理を施すことができ、シリコン酸化膜の膜質をより向上させることができる。これに対し、高温で処理した場合には、シリコン含有膜の表面部のみが先に酸化されてしまう場合がある。
また、低温で処理を行うことで、シリコン酸化膜（半導体素子）への熱負荷を低減することができる。すなわち、ウエハ１２に形成されたゲート酸化膜やゲート電極など半導体素子の特性を変質させることなく、シリコン含有膜をシリコン酸化膜に改質できる。例えば、ウエハ１２上に形成された回路そのものの性能が劣化することを抑制できる。具体的には、トランジスタの動作用に打ち込んだボロンや砒素、燐などの不純物の過剰な拡散を抑制できる。また、電極用の金属シリサイドの凝縮、ゲート用仕事関数の性能変動、メモリ素子の読み込みまたは書き込みの繰り返し寿命の劣化などを抑制できる。
（ｃ）本実施形態によれば、シリコン含有膜は、ポリシラザンを含有する。これにより、微細な凹凸構造を有するウエハ１２上に形成されたシリコン含有膜をより容易に酸化させ、シリコン酸化膜に改質することができる。すなわち、過酸化水素が分解することで発生するヒドロキシラジカル（ＯＨ＊）が有する酸化力により、ポリシラザン中のシラザン結合（Ｓｉ−Ｎ結合）や、Ｓｉ−Ｈ結合が切断される。そして、切断された窒素（Ｎ）や水素（Ｈ）が、ヒドロキシラジカルが有する酸素（Ｏ）と置換されて、シリコン含有膜中にＳｉ−Ｏ結合を形成することができる。
また、シリコン含有膜を、ＮＨ−を多く含まないＳｉ−Ｏ結合を主骨格にするシリコン酸化膜に改質することができる。このシリコン酸化膜は、従来の有機ＳＯＧで形成されるシリコン酸化膜とは異なり、高い耐熱性を有する。
（ｄ）本実施形態によれば、基板処理装置１０が備える構成部材のうち、処理液と接触する構成部材は、処理液と反応性の低い材料で構成されている。すなわち、例えばボート１４の支柱１４ａ、基板載置部１４ｂ、底板１４ｃ、処理液供給管３４０ａ、第１の排気管３４６、第２の排気管３４７、第３の排気管４０９等は、例えばテフロン（登録商標）、石英、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），炭化シリコン（ＳｉＣ）などのセラミックス等の少なくともいずれかを含有する材料で構成されている。これにより、処理液と接触する構成部材が、処理液によって腐食されることを抑制できる。
（ｅ）本実施形態によれば、第１の排気管３４６の少なくともＡＰＣバルブ４０３よりも上流側には、第１の排気管３４６を加熱するエキゾーストチューブヒータ４１１が設けられている。これにより、排気部内で、処理液が再液化することを抑制できる。従って、例えば排気部内で再液化した後、再気化した処理液の気化ガスが、処理管３６０内に逆流することを抑制でき、その結果、ウエハ１２上に発生する異物を低減できる。
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
上述の実施形態では、処理液として過酸化水素水を用い、処理管３６０内に過酸化水素水を供給した後、処理管３６０内で過酸化水素水を蒸発、気化させて過酸化水素水の気化ガスを生成し、ウエハ１２に酸化処理を行ったが、これに限定されるものではない。この他、例えば処理液として水（Ｈ２Ｏ）を用いて、ウエハ１２に酸化処理を行ってもよい。
なお、処理液として水（Ｈ２Ｏ）を用いる場合、ウエハ１２上に供給される水蒸気には、Ｈ２Ｏ分子単体の状態や、いくつかの分子が結合したクラスタ状態が含まれても良い。また、水（Ｈ２Ｏ）を液体状態から気体状態に変化させる際、Ｈ２Ｏ分子単体まで分裂させるようにしても良いし、いくつかの分子が結合したクラスタ状態まで分裂させるようにしても良い。また、上記のクラスタが幾つか集まってできた霧（ミスト）状態であっても良い。
また、例えば、水素（Ｈ２）ガス等の水素元素（Ｈ）を含むガス（水素含有ガス）、及び例えば酸素（Ｏ２）ガス等の酸素元素（Ｏ）を含むガス（酸素含有ガス）を加熱して水蒸気（Ｈ２Ｏ）化したガスを用いてもよい。すなわち、バルブ２０４，２１３ｂ，２０８を閉じ、バルブ２１３ｄ、２１３ｅを開け、第１のガス供給管３４０ｄ及び第２のガス供給管３４０ｅからそれぞれ、Ｈ２ガス及びＯ２ガスを処理管３６０内へ、マスフローコントローラ２１２ｄ，２１２ｅによりそれぞれ流量制御しながら供給してもよい。そして、処理管３６０内に供給されたＨ２ガス及びＯ２ガスを反応させ、第２の加熱部３４５により加熱した気化部３４２に接触させて水蒸気を発生させ、水蒸気をウエハ１２に供給することで、例えばウエハ１２上に形成されたシリコン含有膜をシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）に改質してもよい。なお、酸素含有ガスとしては、Ｏ２ガスの他、例えばオゾン（Ｏ３）ガスや水蒸気（Ｈ２Ｏ）等を用いてもよい。処理するウエハ１２が高温に対応可能な場合、特に有効である。
上述の実施形態では、処理室３０内に供給された処理液を、気化部３４２に接触させることで蒸発、気化させて、処理室３０内で処理液の気化ガスを生成したが、これに限定されるものではない。すなわち、処理室３０内に供給された処理液が、処理室３０内で加熱されて蒸発、気化されるように構成されていればよい。例えば、処理液供給ノズル３３９と処理室３０（処理管３６０）との接合部を加熱することで処理室３０内で処理液を加熱して気化させてもよい。
上述の実施形態では、処理室３０内に供給された処理液を、気化部３４２に接触させることで蒸発、気化させて、処理室３０内で処理液の気化ガスを生成したが、これに限定されるものではない。すなわち、処理室３０内に供給された処理液が、処理室３０内で加熱されて蒸発、気化されるように構成されていればよい。例えば、処理液供給ノズル３３９と処理室３０（処理管３６０）との接合部を加熱することで処理室３０内で処理液を加熱して気化させてもよい。
上述の実施形態では、例えば過酸化水素水や水等の処理液を加熱することで蒸発、気化させて気化ガスを生成する場合や、酸素ガスと水素ガスとの反応物を加熱して水蒸気（Ｈ２Ｏ）化したガスを生成する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、過酸化水素水や水等の処理液に超音波を加えることで、処理室３０内で処理液をミスト化する方法や、アトマイザを用いてミストを噴霧する方法でも良い。また、処理室３０内で、処理液にレーザやマイクロ波を直接照射し、処理室３０内で処理液を蒸発、気化させる方法であっても良い。
また、例えば、上述した実施形態において、改質処理工程（Ｓ４０）とパージ工程（Ｓ５０）との間に、熱処理工程を行ってもよい。すなわち、例えばウエハ１２を高温に加熱してアニール処理（熱処理）等を行ってもよい。
熱処理工程では、まず、処理室３０内の温度が所定の温度（例えば６００℃〜１１００℃）となるように、少なくとも第１の加熱部３２０によって加熱するとともに、処理室３０内が所定の圧力（例えば６０００Ｐａ〜６００００Ｐａ）となるように、真空ポンプ４０５又は真空ポンプ４０８の少なくともいずれかを作動させて調整する。処理室３０内が所定の温度及び所定の圧力に達したら、排気部から排気しつつ、バルブ２１３ｃ及びバルブ２０８を開け、不活性ガス供給管３４０ｃから、処理室３０内への不活性ガスの供給を開始する。そして、処理管３６０内を所定の温度及び所定の圧力に維持した状態で、所定時間（例えば５分〜１２０分）、熱処理を行う。所定の時間が経過したら、少なくとも第１の加熱部３２０への電力供給を停止する。例えば、熱処理工程は、約８００℃の温度、５３２００Ｐａの圧力雰囲気下で、３０分間を行うとよい。
熱処理工程では、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅ、液化防止ヒータ２８０、エキゾーストチューブヒータ４１１への電力供給は停止してもよい。このとき、各ヒータへの電力供給を同時に停止にしても良いし、別々のタイミングで停止しても良い。また、例えば、熱処理工程では、第１の排気管３４６内ではガスが流れるため、エキゾーストチューブヒータ４１１には電力を供給し、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅ及び液化防止ヒータ２８０への電力供給を停止するようにしてもよい。
熱処理を行った場合は、上述したように降温・大気圧復帰工程（Ｓ６０）で、ウエハ１２を降温させつつ、シャッタ３５９を開け、冷却ガスとしてのＮ２ガスを冷却ガス供給管３６３から処理管３６０と断熱部材３００との間の空間３５２内に供給するとよい。これにより、空間３５２内に設けられる処理管３６０及び第１の加熱部３２０をより短時間で冷却できる。その結果、次の改質処理工程（Ｓ４０）の開始時間を早めることができ、スループットを向上させることができる。
このように熱処理工程を行うことで、改質処理工程（Ｓ４０）で酸化しきれなかったシリコン含有膜中の成分を酸化させることができる。すなわち、熱処理工程を実施することにより、例えばウエハ１２の溝内の最深部に存在するシリコン含有膜中の不純物である窒素や水素、その他の不純物を除去することができる。従って、シリコン酸化膜の膜質をより向上させることができる。すなわち、シリコン含有膜を十分に酸化、緻密化、硬化させることができる。その結果、シリコン酸化膜は、絶縁膜として良好なＷＥＲ（ウエハエッチングレート）特性を得ることができる。なお、ＷＥＲは、最終アニール温度依存性が大きく、高温になるほどＷＥＲ特性が向上する。
また、例えば、上述の基板搬出工程（Ｓ７０）の後に、処理管３６０内のクリーニングを行うクリーニング工程を実施しても良い。クリーニング工程を行うことで、処理管３６０、ボート１４、第１の排気管３４６等に溜まる不純物を除去することができ、処理管３６０内に設けられる部材の腐食を防止することができる。
上述の実施形態では、処理液と接触する構成部材（例えば処理液供給管３４０ａの内面やボート１４の支柱１４ａ等）を処理液と反応性の低い材料で構成したが、これに限定されるものではない。この他、処理液と接触する構成部材を金属材料で構成し、金属材料に処理液と反応性の低い材料から成る皮膜を形成してもよい。例えば、処理液と接触する構成部材を、金属材料であるアルミニウムや、アルマイト（Ａｌ２Ｏ３）、ステンレス鋼で形成した場合、金属材料にクロム酸化膜を形成すればよい。また、処理液と接触する構成部材のうち、加熱されない構成部材については、処理液と反応性の低い材料としてプラスチックなどを用いて構成してもよい。
上述の実施形態では、気化部３４２がボート１４の支柱１４ａによって支持されるように設けられる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、気化部３４２は、処理管３６０の内部であって、処理管３６０の上部に設けられていてもよい。
上述の実施形態では、支柱１４ａと基板載置部１４ｂとがそれぞれ独立した構成である場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、支柱１４ａと基板載置部１４ｂとは、一体成型されていてもよい。例えば、支柱１４ａに基板載置部１４ｂとしての溝を設け、この溝でウエハ１２を支持するように構成してもよい。
上述の実施形態では、ウエハ１２上に形成されるシリコン含有膜として、例えばポリシラザンを含有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば過酸化水素水等の酸化剤溶液を用いて、酸化させることができる膜がウエハ１２上に形成されていればよい。例えば、トリシリルアミン（ＴＳＡ）やアンモニアのプラズマ重合膜を用いても良い。
上述の実施形態では、例えばポリシラザン（ＳｉＨ２ＮＨ）等のシリコン材料をキシレン（Ｃ８Ｈ１０）等の溶媒に溶解した溶液（シリコン含有材料）を用いて、ウエハ１２上にシリコン含有膜であるポリシラザン膜を成膜したが、これに限定されるものではない。この他、シリコン材料として、例えばヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、ヘキサメチルシクロトリシラザン（ＨＭＣＴＳ）、ポリカルボシラザン、ポリオルガノシラザン、トリシリルアミン（ＴＳＡ）等を用いてもよい。また、溶媒として、トルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）、ジブチルエーテル（Ｃ８Ｈ１８Ｏ）等の有機溶媒を用いてもよい。
上述の実施形態では、ウエハ１２上にシリコン含有膜としてのポリシラザン膜を、スピンコータ装置によって、ポリシラザンを含む溶液をウエハ１２上に塗布することで成膜（形成）したが、これに限定されるものではない。この他、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）ガス又はトリシリルアミン（ＴＳＡ）ガス等のシリコン（Ｓｉ）原料を用いたＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって、ウエハ１２上にシリコン含有膜を成膜してもよい。また、例えばポリシリコン膜等のシリコン含有膜が予め形成されたウエハ１２を用いてもよい。
上述の実施形態では、処理液供給ノズル３３９や処理液供給管３４０ａと、第１の排気管３４６とを対向する位置に設けたが、これに限定されるものではない。例えば、処理液供給ノズル３３９や処理液供給管３４０ａと、第１の排気管３４６とを同じ側に設けても良い。これにより、基板処理装置１０の省スペース化を図ることができる。また、処理液供給ノズル３３９や処理液供給管３４０ａと、第１の排気管３４６とが近接して配置されるため、メンテナンスにかかる時間を短縮することができ、スループットを向上させることができる。
上述の実施形態では、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅと、液化防止ヒータ２８０と、エキゾーストチューブヒータ４１１とはそれぞれ、コントローラ５００に電気的に接続し、コントローラ５００は、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅ、液化防止ヒータ２８０、及びエキゾーストチューブヒータ４１１にそれぞれ接続された温度センサが検出した温度情報に基づいて、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅ、液化防止ヒータ２８０、及びエキゾーストチューブヒータ４１１への供給電力を制御するように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅと、液化防止ヒータ２８０と、エキゾーストチューブヒータ４１１との温度が所定の温度になるように制御する、液化防止制御部としての液化防止制御装置が設けられていてもよい。
液化防止制御装置には、液化防止ヒータ２８０と、エキゾーストチューブヒータ４１１と、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅの温度を検出する温度検出器が設けられている。温度検出器は、例えば、シースタイプの熱電対で構成されている。温度検出器が検出した温度に基づいて、液化防止ヒータ２８０と、エキゾーストチューブヒータ４１１と、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅとへの電力供給量が制御される。例えば、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅ、液化防止ヒータ２８０、エキゾーストチューブヒータ４１１の温度が、１００℃以下になった際に各ヒータへ電力を供給し、各ヒータの温度が３００℃以上になった際に各ヒータへの電力の供給を停止する制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）が行われる。また、例えば、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御のようなフィードバック制御を行い、サブヒータ２１０ａ，２１０ｄ，２１０ｅ、液化防止ヒータ２８０、エキゾーストチューブヒータ４１１がそれぞれ、所定の温度（例えば２００℃）を維持するように各ヒータへの電力供給の制御を行ってもよい。また、例えば、液化防止ヒータ２８０は、少なくとも改質処理工程（Ｓ３０）を行っている間は上述のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、処理室３０にウエハ１２が収容されていない時や、ウエハ１２に４００℃以上の処理が行われている時は、液化防止ヒータ２８０への電力の供給を停止するように制御してもよい。
また、例えば、シールキャップ３４４の上には、処理液や、処理液の気化ガス、処理液の気化ガスが再液化した液体等（以下、処理液等ともいう。）からシールキャップ３４４を保護するシールキャップ保護部が設けられていてもよい。シールキャップ保護部は、例えば石英（ＳｉＯ２）等の非金属材料の、処理液等と反応し難い材料で構成されている。処理管３６０の下端とシールキャップ保護部とシールキャップ３４４との間にはそれぞれ、処理室３０内の気密を保つためのＯリングが設けられているとよい。シールキャップ３４４や、シールキャップ保護部には、シールキャップ３４４やシールキャップ保護部を冷却する冷却水が流れる冷却流路が設けられていてもよい。これにより、第１〜第４のヒータユニット３２０ａ〜３２０ｄや液化防止ヒータ２８０から放出される熱によって、シールキャップ３４４が変形したり、Ｏリングが劣化することを抑制できる。シールキャップ３４４やシールキャップ保護部が冷却されることで、シールキャップ３４４の表面で処理液の気化ガスの再液化が生じる場合には、シールキャップ保護部の上に熱伝導部を設けて、シールキャップ保護部の表面を容易に加熱できるようにしても良い。熱伝導部は、例えば、炭化シリコン（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）や、グラファイトやグラッシーカーボン等の炭素材料等の熱伝導性の良い非金属材料等、ボート１４と同様の構成材料を用いて形成されているとよい。熱伝導部には、特に熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上である構成材料が用いられるとよい。また、熱伝導部は、処理液の気化ガスと接触する場合がある。従って、熱伝導部は、処理液（処理液の気化ガス）と反応しない材料で構成されているとより良い。また、熱伝導部を伝導性を有する部材で構成し、熱伝導部に通電することで、熱伝導部が自己発熱するように構成しても良い。また、熱伝導部に、ポーラス（多孔）構造を設けることにより、蒸発面積を増やすようにしても良い。
＜本発明の更に他の実施形態＞
上述した実施形態では、処理液を処理管３６０内に供給し、処理管３６０内で処理液を蒸発、気化させて処理液の気化ガスを生成する場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、処理液を処理管３６０外で気化させ、処理管３６０内に処理液の気化ガスを供給してもよい。なお、本実施形態では、処理液として過酸化水素水を用いる場合を例に説明する。
図６は、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置１０Ａの概略構成図である。図７は、本実施形態に係る基板処理装置１０Ａが備える過水蒸気発生装置の縦断面概略図である。本実施形態では、供給部の構成の他は、上述の実施形態と同様に構成されている。従って、上述の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
（供給部）
図６に示すように、処理管３６０には、ガス供給ノズル３３９Ａが処理管３６０の下部を貫通するように設けられている。ガス供給ノズル３３９Ａは、処理管３６０とボート１４との間の空間に、処理管３６０の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ１２の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。
ガス供給ノズル３３９Ａの垂直部側面には、処理管３６０内にガスを供給する供給孔３４１Ａが設けられている。この供給孔３４１Ａは、ウエハ１２が積層される方向（鉛直方向）に沿って、それぞれ複数個ずつ、ウエハ１２の中心に向けて開口されている。ガス供給孔３４１Ａはそれぞれ、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。なお、ガス供給孔３４１Ａの開口径は、処理管３６０内のガスの流量分布や速度分布を適正化するように、下部から上部にわたって徐々に大きくする等してもよい。
［過水蒸気供給部］
ガス供給ノズル３３９Ａの上流端には、過水蒸気供給管３４０ｆの下流端が接続されている。過水蒸気供給管３４０ｆには、過水蒸気発生装置２２０及び開閉弁であるバルブ２２１が設けられている。また、過水蒸気供給管３４０ｆの少なくとも過水蒸気発生装置２２０より下流側には、例えばインレットチューブヒータ等のサブヒータ２１０ｆが設けられている。サブヒータ２１０ｆは、過水蒸気発生装置２２０で発生させた過酸化水素水の気化ガスが、過水蒸気供給管３４０ｆの内部で再液化（結露が発生）しないように、過水蒸気供給管３４０ｆを所定の温度（例えば５０℃〜３００℃）に加熱するように構成されている。
過水蒸気供給管３４０ｆの過酸化水素水又は過酸化水素水の気化ガスと接触する箇所、すなわち過水蒸気供給管３４０ｆの内面は、過酸化水素水又は過酸化水素水の気化ガスと反応性の低い材料で構成されているとよい。過水蒸気供給管３４０ｆの内面は、例えばテフロン（登録商標）や、石英、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），炭化シリコン（ＳｉＣ）などのセラミックス等の少なくともいずれかを含有する材料で構成されているとよい。これにより、過水蒸気供給管３４０ｆの腐食を抑制することができる。また、過水蒸気供給管３４０ｆとして金属部材が用いられた場合、過水蒸気供給管３４０ｆの内面には、金属部材と過酸化水素水又は過酸化水素水の気化ガスとが反応することを防止する反応防止皮膜を設けるとよい。反応防止皮膜は、例えばテフロン（登録商標）などの処理液の気化ガスと反応性の低い材料で構成されているとよい。
過水蒸気供給管３４０ｆからは、過水蒸気発生装置２２０で発生させた過酸化水素水の気化ガスが、バルブ２２２、ガス供給ノズル３３９Ａ、供給孔３４１Ａを介して処理管３６０内に供給される。
過水蒸気発生装置２２０には、過酸化水素水を供給する過酸化水素水供給管３４０ｇが接続されている。過酸化水素水供給管３４０ｇには、上流側から順に、過酸化水素水供給源２１１ｇ、液体用マスフローコントローラ２２１及び開閉弁であるバルブ２１３ｇが設けられている。過酸化水素水供給管３４０ｇからは、過酸化水素水が、液体用マスフローコントローラ２２１、バルブ２１３ｇを介して過水蒸気発生装置２２０内に供給される。
主に、過水蒸気供給管３４０ｆ、バルブ２２１、ガス供給ノズル３３９Ａにより、過水蒸気供給部が構成される。なお、過水蒸気発生装置２２０を過水蒸気供給部に含めて考えてもよい。また、主に液体用マスフローコントローラ２２１及びバルブ２１３ｇにより、過酸化水素水供給部が構成される。なお、過酸化水素水供給源２１１ｇを過酸化水素水供給部に含めて考えてもよい。また、過酸化水素水供給部を過水蒸気供給部に含めて考えてもよい。
[不活性ガス供給部]
過水蒸気供給管３４０ｆの過水蒸気発生装置２２０とバルブ２０９との間には、不活性ガス供給管３４０ｈの下流端が接続されている。不活性ガス供給管３４０ｈには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２１１ｈ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１２ｈ及び開閉弁であるバルブ２１３ｈが設けられている。
不活性ガス供給管３４０ｈからは、不活性ガスが、マスフローコントローラ２１２ｈ、バルブ２１３ｈ、過水蒸気供給管３４０ｆ及びガス供給ノズル３３９Ａを介して処理管３６０内に供給される。不活性ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガスや、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスを用いることができる。
主に、不活性ガス供給管３４０ｈ、マスフローコントローラ２１２ｈ及びバルブ２１３ｈにより、不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２１１ｈや、過水蒸気供給管３４０ｆ、ガス供給ノズル３３９Ａを不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。
また、主に、過水蒸気供給部と不活性ガス供給部とにより、本実施形態にかかる供給部が構成されている。
（過水蒸気発生装置）
次に、過水蒸気発生装置２２０の構成について、図７を用いて説明する。図７に示すように、過水蒸気発生装置２２０は、処理液である過酸化水素水を加熱機構によって加熱した部材に滴下することで、処理液である過酸化水素水を気化させる滴下法を用いている。
過水蒸気発生装置２２０は、処理空間（気化空間）２２３を構成する気化容器２２４を備えている。気化容器２２４の構成材料としては、処理液である過酸化水素水と反応性の低い例えば石英や炭化シリコン等を用いるとよい。気化容器２２４内の温度は、気化容器２２４内に供給された過酸化水素水の温度や、過酸化水素水の気化熱により低下する場合がある。従って、気化容器２２４内の温度の低下を防止するために、気化容器２２４の構成材料として、熱伝導率が高い炭化シリコンが用いられると、より好ましい。
気化容器２２４の外側には、気化容器２２３の側壁面及び底面を囲うように、気化容器２２４を加熱する加熱部としての気化器ヒータ２２５が設けられている。すなわち、気化容器２２４は、気化容器２２４内に供給された過酸化水素水が気化容器２２４の内壁に到達すると同時に（瞬時に）気化するような温度に、気化器ヒータ２２５によって加熱されるように構成されている。気化容器２２４の底側中央には、気化容器２２４内の温度を測定する例えば熱電対等の温度センサ２２６が設けられている。温度センサ２２６には、コントローラ５００が電気的に接続されている。コントローラ５００は、温度センサ２２６によって検出された温度情報に基づいて、気化容器２２４内が所定の温度となるように、気化器ヒータ２２５への供給電力を制御するように構成されている。
気化容器２２４の上部には、過酸化水素水を気化空間２２３内に供給する滴下ノズル２２９が設けられている。滴下ノズル２２９の上流端は、過酸化水素水供給管３４０ｇの下流端に接続されている。
また、気化容器２２４の上部には、排気口２２７が設けられている。排気口２２７には、過水蒸気供給管３４０ｆの上流端が接続されている。すなわち、気化容器２２４内で生成された過酸化水素水の気化ガス（過酸化水素水の水蒸気）は、排気口２２７、過水蒸気供給管３４０ｆ、ガス供給ノズル３４１Ａを介して処理管３６０内へ供給されるように構成されている。
気化容器２２４の周囲には、気化器ヒータ２２５からの熱が例えば基板処理装置１０Ａの他の構成部材等へ伝わりにくくなるように、断熱材２２８が設けられている。また、断熱材２２８が設けられることで、気化器ヒータ２２５による気化容器２２４内の加熱効率を向上させることもできる。
次に、基板処理装置１０Ａを用いて、例えば、ウエハ１２上に形成されたシリコン含有膜をシリコン酸化膜に改質する改質処理工程を有する基板処理工程について説明する。なお、本実施形態にかかる基板処理工程は、改質処理工程（Ｓ４０）の他は、上述した基板処理工程と同様である。従って、上述の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
＜改質処理工程（Ｓ４０）＞
ウエハ１２を加熱して所定の温度に達し、ボート１４が所定の回転速度に到達したら、過水蒸気供給管３４０ｆから処理管３６０内への過酸化水素水の気化ガスの供給を開始する。すなわち、バルブ２１３ｇを開け、滴下ノズル２２９を介して、過酸化水素水供給源２１１ｆから過水蒸気発生装置２２０が備える気化容器２２４内に、過酸化水素水を液体用マスフローコントローラ２２１により流量制御しながら供給する。このとき、気化容器２２４内が所定の温度（例えば１５０℃〜１７０℃）となるように、気化器ヒータ２２５によって予め加熱されている。これにより、気化容器２２４内に供給された過酸化水素水が気化容器２２４内の底壁等の内壁に接触すると、過酸化水素水は瞬時に加熱されて蒸発、気化し、過酸化水素水の気化ガスを生成することができる。
バルブ２１３ｇを開けると同時に、バルブ２２２を開け、気化容器２２４内で生成した過酸化水素水の気化ガスを、過水蒸気供給管３４０ｆからガス供給ノズル３３９Ａ、供給孔３４１Ａを介して処理管３６０（処理室３０）内に供給する。そして、過酸化水素水の気化ガスを、処理管３６０内に収容したウエハ１２に供給する。ウエハ１２に供給した過酸化水素水の気化ガスがウエハ２００の表面と酸化反応し、ウエハ１２上に形成されたシリコン含有膜をシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）に改質する。
所定時間経過後、バルブ２１３ｇを閉じ、過水蒸気発生装置２２０内への過酸化水素水の供給を停止する。これと併行して、バルブ２２２を閉じ、処理管３６０内への過酸化水素水の気化ガスの供給を停止する。
このように、処理管３６０外で処理液である過酸化水素水の気化ガスを生成し、過酸化水素水の気化ガスを処理管３６０内に供給する構成であっても、例えばウエハ１２に形成された微細構造の溝の底部に形成されたシリコン含有膜まで酸素原子を供給できる。従って、ウエハ１２に形成されたシリコン含有膜に均一な酸化処理を行うことができ、ウエハ１２上に形成される酸化膜を高品質で緻密な膜にすることができる。
なお、上述の実施形態では、過水蒸気発生装置２２０に過酸化水素水を供給し、過水蒸気発生装置２２０で過酸化水素水の気化ガスを生成する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、過水蒸気発生装置２２０に、オゾン（Ｏ３）を含む液体や、水（Ｈ２Ｏ）等を供給し、過水蒸気発生装置２２０でオゾンを含む気化ガスや、水蒸気等を生成し、処理管３６０内に供給するようにしてもよい。
＜本発明の更に他の実施形態＞
上述の実施形態では、縦型の処理室３０を備える基板処理装置について説明したが、これに限定されず、他の装置を用いても実施可能である。以下、枚葉式の処理室を備える基板処理装置について、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態にかかる基板処理装置１０Ｂが備える処理室６００の縦断面概略図である。
図８に示すように、処理室６００を構成する処理容器６１２は、ドーム側の上側容器６１３と、碗型の下側容器６１４と、を備えている。そして、上側容器６１３が下側容器６１４の上に被さることにより、処理室６００が形成される。処理容器６１２には、例えば過酸化水素水の気化ガス等の処理液の気化ガスが処理容器６１２内で、再液化（結露）しないように、処理容器６１２内を適切な温度に加熱する加熱機構が設けられていてもよい。例えば、抵抗加熱型のヒータを処理容器６１２の外側に密着させることで、処理容器６１２内を加熱したり、温度制御した液体やガスを処理容器６１２に設けた流路に流すことによって、処理容器６１２内を加熱してもよい。
下側容器６１４の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ６０６が設けられている。処理室６００は、ゲートバルブ６０６を介して基板処理装置１０Ｂが備える搬送室と連通可能に設けられている。ゲートバルブ６０６が開けられると、搬送ロボットとしての搬送アームによって、処理室６００内へウエハ１２を搬入し、または処理室６００外へウエハ１２を搬出することができるように構成されている。そして、ゲートバルブ６０６を閉じることにより、処理室６００内を気密にすることができるように構成されている。
処理室６００内の底側中央には、ウエハ１２を支持するサセプタ６０８が配置されている。サセプタ６０８のウエハ１２の支持面には、複数の僅かな突起６０８ａが設けられている。これにより、サセプタ６０８と接触するウエハ１２の面積を減らすことができる。サセプタ６０８は、ウエハ１２の金属汚染を低減することができるように非金属材料で形成されている。少なくともサセプタ６０８の表面は、炭化シリコンからなる皮膜で覆われているとよい。これにより、例えば過酸化水素水等の処理液の気化ガスが、サセプタ６０８と接触した際、サセプタ６０８が劣化することを抑制できる。
サセプタ６０８には、複数の貫通孔が設けられている。下側容器６１３の底面の貫通孔に対応する位置には、ウエハ１２を突き上げてウエハ１２の裏面を支持する複数の支持ピン６０７が設けられている。搬送アームによって処理室６００内へ搬入されたウエハ１２は、支持ピン６０７上に載置される。そして、サセプタ６０８を上昇させると、ウエハ１２をサセプタ６０８の上面に配置することができる。
サセプタ６０８の内部には、加熱機構としてのヒータが一体的に埋め込まれており、ウエハ１２を加熱できるように構成されている。ヒータに電力が供給されると、ウエハ１２の表面が所定温度にまで加熱されるように構成されている。
上側容器６１３の上部には、上側容器６１３の上面に開設された開口６１５，６１６を介して、処理液の気化ガス供給部及び不活性ガス供給部がそれぞれ気密に設けられている。すなわち、開口６１５には、気化ガス供給管６１７の下流端が気密に設けられている。また、開口６１６には、不活性ガス供給管６１８の下流端が気密に設けられている。
処理ガス供給管６１６には、上流側から順に、処理液の気化ガスを生成するガス発生器６０３、流量制御装置としてのマスフローコントローラ６１９、及び開閉弁であるバルブ６０４が設けられている。処理ガス供給管６１６からは、ガス発生器６０３によって生成された、例えば処理液である過酸化水素水や水蒸気等を気化させた気化ガス（処理液の気化ガス）が、マスフローコントローラ６１９、バルブ６０４、開口６１５を介して処理室６００内に供給される。
主に、気化ガス供給管６１７、マスフローコントローラ６１９及びバルブ６０４により、処理液の気化ガス供給部が構成される。なお、ガス発生器６０３、開口６１５を気化ガス供給部に含めて考えてもよい。
不活性ガス供給管６１８には、上流側から順に、不活性ガス供給源６２０、流量制御装置としてのマスフローコントローラ６０１、及び開閉弁であるバルブ６０２が設けられている。不活性ガス供給管６１８からは、例えば窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスが、マスフローコントローラ６０１、バルブ６０２及び開口６１６を介して処理室６００内に供給される。不活性ガスとしては、窒素ガスの他、例えばＨｅガスや、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスを用いることができる。
なお、本実施形態では、処理ガス供給管６１６から処理液の気化ガスを処理室６００内に供給する際、これと併行して、フォーミングガスとしての窒素（Ｎ２）ガスやＡｒガス等を処理室６００内に供給することができる。
主に、不活性ガス供給管６１８、マスフローコントローラ６０１及びバルブ６０２により、不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源６２０、開口６１６を不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。
処理室６００内の上部には、処理室６００内に供給された処理液の気化ガスや不活性ガスを、処理室６００内に分散させるガス分散板６０５が設けられている。これにより、ウエハ１２に面内均一に処理液の気化ガスを供給することができる。なお、ガス分散板６０５は処理条件によっては設けられていなくてもよい。
処理容器６１２には、処理室６００内の雰囲気を排気する排気管６２１の上流端が接続されている。排気管６２１には、上流方向から順に、開閉弁であるバルブ６２２、圧力調整器としてのＡＰＣバルブ６１１、及び真空排気装置としての真空ポンプ６０９が設けられている。排気管６２１は、真空ポンプ６０９により、処理室６００内の圧力が所定の圧力となるよう真空排気し得るように構成されている。また、処理容器６１２には、処理室６００内の圧力を検出する圧力検出部としての圧力計（圧力センサ）６１０が、バルブ６２３を介して接続されている。圧力計６１０、ＡＰＣバルブ６１１には、コントローラ５００が電気的に接続されている。コントローラは、処理室６００内の圧力が所定のタイミングにて所定の圧力になるように、圧力計６１０で検出された圧力情報に基づいて、ＡＰＣバルブ６１１の開度を制御するように構成されている。
このように、処理管３６０外で処理液である過酸化水素水の気化ガスを生成し、過酸化水素水の気化ガスを処理管３６０内に供給する構成であっても、ウエハ１２上に形成された膜に均一に酸素原子を供給することができる。従って、ウエハ１２上に形成される酸化膜の膜質を向上させることができる。
＜本発明の更に他の実施形態＞
上述の実施形態では、ウエハ１２を処理する半導体装置の製造工程であって、ウエハ１２に形成された微細な溝に絶縁膜である酸化膜を形成する工程を例に説明したが、これに限定されるものではない。この他、例えば、半導体装置基板の層間絶縁膜を形成する工程や、半導体装置の封止工程等にも適用可能である。
また、上述の実施形態では、半導体装置の製造工程について説明したが、これに限定されるものではない。この他、例えば、液晶デバイスの製造工程での液晶を有する基板の封止処理や、各種デバイスに使われるガラス基板やセラミック基板への撥水コーティング処理にも適用可能である。更には、鏡への撥水コーティング処理などにも適用可能である。
次に、本発明の実施例を図９を参照しながら説明する。図９に、石英（ＳｉＯ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）の物性値を示す。
まず、大気圧環境において、処理液である水の沸点以上の温度に設定したヒータ上に、石英の板を設置した。そして、石英の板の表面に熱電対を接触させて、石英の温度が水の沸点以上に加熱されていることを確認した。続いて、石英の板に水の液滴を適下した。このとき、水の液滴が熱電対の先端に触れるように適下した。そして、石英の板の表面の温度（熱電対の示す温度）の時間変化を計測した。水の液滴の滴下を開始した当初は、水の液滴は、極めて短時間で沸騰した。すなわち、水の液滴は極めて短時間で蒸発、気化されて水蒸気になった。その後、水の液滴の滴下を続け、時間が経過するにしたがって、水の液滴は沸騰せず（蒸発せず）、水の液滴が、石英の板上で徐々に乾燥していく状態が確認されたた。このとき、水の液滴の滴下開始当初は、石英の板の表面の温度が１００℃（水の沸点）を超えていたが、水の液滴が沸騰しなくなることに追従して、石英の板の表面の温度が７０℃程度となることが確認された。そして、水の液滴が完全に蒸発して石英の板の表面から無くなると、石英はヒータによって加熱され、石英の板の表面の温度が１００℃以上に復帰することが確認された。すなわち、石英の板は、水（処理液）が有する蒸発潜熱によって、冷却されてしまうことが確認された。
次に、石英の板の代わりに、炭化シリコンの板をヒータ上に設置して、同様の実験を実施した。炭化シリコンの板も、石英の板と同様に、水の液滴の適下とともに、蒸発潜熱による温度低下が生じるが、石英の板と比べて速やかに水の液滴を蒸発させることができることが確認された。その結果、炭化シリコンの板は、温度低下が生じても、石英の板と比べて温度回復が早いことが確認された。これは、図９に示すように、炭化シリコンは、石英よりも熱伝導率が二桁高い為である。
従って、気化部３４２やボート１４等の処理管３６０内に配設される構成部材として、熱伝導率の高い材料として炭化シリコンを採用することが望ましいことが確認された。これにより、処理液の気化ガスが処理管３６０内で再液化されることを抑制できる。
図９に示すように、石英や酸化アルミニウムは、炭化シリコンに比べると、熱伝導率が低い。このため、石英や酸化アルミニウムを用いて形成した処理管３６０内に配設される構成部材は、処理液の蒸発潜熱で、処理液の沸点以下に冷却される場合がある。その結果、処理液の気化率が低下する場合があると考えられる。また、処理液の気化ガスが、冷却された処理管３６０内に配設される構成部材に接触すると、処理液の気化ガスが再液化してしまう場合があると考えられる。
これに対し、処理管３６０内に配設される構成部材を例えば石英により形成した場合、このような構成部材は、処理液の気化ガスが有する蒸発潜熱によって冷却された後、温度回復に時間がかかる。従って、このような構成部材の温度は、処理液の沸点以下まで冷却している場合があると考えられる。その結果、構成部材の処理液の沸点以下まで冷却された箇所及びその周辺で、処理液の気化ガスの再液化が生じやすい。特に、処理液として過酸化水素水が用いられる場合においては、過酸化水素の沸点が水の沸点より高いため、再液化が生じやすい。また、再液化した過酸化水素水は、処理管３６０内に供給される過酸化水素水と比べて、過酸化水素の濃度が高く、強い酸化性を持つ場合がある。
また、石英で構成された部材は、炭化シリコンで構成された部材に比べて、温度回復に時間がかかるため、処理液の気化ガスが再液化されて生じた液体を再気化させにくい場合があると考えられる。このため、処理液の気化ガスが再液化することで発生した液体が、処理管３６０内に溜まりやすく、処理管３６０内に配設される構成部材が腐食しやすいと考えられる。また、処理管３６０内で処理液の気化ガスが再液化しないように、処理管３６０内に供給する処理液の量を少なくする必要性が生じる場合もあると考えられる。その結果、ウエハ１２の処理に時間がかかる場合があると考えられる。
＜好ましい態様＞
以下に、好ましい態様について付記する。
（付記１）
一態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理室内で前記処理液を加熱する加熱部と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、を備える半導体装置の製造装置が提供される。
（付記２）
付記１の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記加熱部によって前記処理液を加熱し、前記処理室内で前記処理液を蒸発させるように、前記処理液供給部と前記加熱部とを制御する制御部を備える。
（付記３）
付記１又は付記２の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記処理液は、過酸化水素を含有する。
（付記４）
付記３の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記処理液は、水を含有する。
（付記５）
付記１又は付記２の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記処理液は、水を含有する。
（付記６）
付記１ないし付記５のいずれかの半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記基板には、シリコン含有膜が形成されている。
（付記７）
付記６の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記シリコン含有膜は、シラザン結合を有する。
（付記８）
付記７の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記シラザン結合を有する膜は、ポリシラザンを有する。
（付記９）
付記８の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記ポリシラザンを有する膜は、ポリシラザンを含む溶液を前記基板に塗布する、又はシリコン材料を用いたＣＶＤ法によって形成されている。
（付記１０）
付記１ないし付記９のいずれかの半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記処理室内には、前記処理液供給部から前記処理液が供給される気化部が設けられている。
（付記１１）
付記１０の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記気化部は、炭化シリコンを含有する。
（付記１２）
付記１０又は付記１１の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記気化部は、前記基板支持部に設けられている。
（付記１３）
付記１２の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記気化部は、前記基板支持部によって支持されるように設けられている。
（付記１４）
付記１ないし付記１３のいずれかの半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記基板支持部には、前記基板を複数枚支持する基板載置部が設けられている。
（付記１５）
付記２の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記処理液は、沸点の異なる２つ以上の物質を含み、
前記制御部は、前記処理液を前記加熱部に供給する前の処理液濃度と前記処理液が蒸発した後の処理液濃度とが同じ濃度になるように前記加熱部を制御する。
（付記１６）
他の態様によれば、
基板を収容する処理室に、処理液供給部から処理液を供給する処理液供給工程と、
加熱部により前記処理室内で前記処理液を加熱する処理液加熱工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
（付記１７）
付記１６の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記処理液加熱工程では、前記処理室内で前記処理液を蒸発させ、前記処理液の気化ガスを生成する。
（付記１８）
付記１６又は付記１７の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記処理液加熱工程では、前記処理室内に設けられ、前記加熱部によって加熱した気化部に前記処理液を供給する。
（付記１９）
付記１８の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記気化部は、前記処理室内に設けられ、前記基板を支持する基板支持部に設けられている。
（付記２０）
付記１６ないし付記１９の半導体装置の製造装置であって、好ましくは、
前記処理液は、過酸化水素を含有する。
（付記２１）
付記１６ないし付記２０の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記基板にはシリコン含有膜が形成されている。
（付記２２）
付記２１の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シリコン含有膜は、シラザン結合を有する。
（付記２３）
付記２２の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記シラザン結合を有する膜はポリシラザンを含有する。
（付記２４）
更に他の態様によれば、
基板を収容する処理室に、処理液供給部から処理液を供給する処理液供給手順と、
加熱部により前記処理室内で前記処理液を加熱する処理液加熱手順と、をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
（付記２５）
更に他の態様によれば、
基板を収容する処理室に、処理液供給部から処理液を供給する処理液供給手順と、
加熱部により前記処理室内で前記処理液を加熱する処理液加熱手順と、をコンピュータに実行させるプログラムが記録された記録媒体が提供される。
（付記２６）
更に他の態様によれば、
基板を収容する処理室内に、処理液を供給する処理液供給管と、
前記処理液供給管に設けられ、前記処理室内に供給する前記処理液の流量を制御する処理液流量制御部と、を備える処理液供給ユニットが提供される。
（付記２７）
付記２６の処理液供給ユニットであって、好ましくは、
前記処理液供給管の前記処理液と接触する面は、前記処理液と反応性の低い材料で構成されている。
（付記２８）
付記２７の処理液供給ユニットであって、好ましくは、
前記処理液と反応性の低い材料は、テフロン、石英、セラミックスのいずれかを有する。
（付記２９）
更に他の態様によれば、
基板を収容する処理室内に供給される処理液を蒸発させる気化ユニットが提供される。
（付記３０）
更に他の態様によれば、
基板を支持し、当該基板を処理する処理液を蒸発させる気化部を有する基板支持ユニットが提供される。
（付記３１）
更に他の態様によれば、
基板を収容し、当該基板を処理する処理液を蒸発させる気化部を有する処理容器が提供される。

Claims (10)

  1. 基板を収容する処理室と、
    前記処理室内に処理液を供給する処理液供給部と、
    前記処理室内に設けられ、前記基板を水平方向に保持する支柱を備える基板支持部と、
    前記支柱の上端に設けられ、前記処理液供給部から供給された前記処理液を、前記基板支持部と同一空間内において気化させる気化部と、
    前記気化部を加熱する加熱部と、
    を備える基板処理装置。
  2. 前記処理液は、過酸化水素を含有する請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記基板には、シリコン含有膜が形成されている
    請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記処理液は、沸点の異なる２つ以上の物質を含み、
    前記処理液が前記気化部へ供給される前の処理液濃度と、前記処理液が前記気化部で気化された後の処理液濃度とが同じ濃度になるように前記加熱部を制御する制御部を有する
    請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 基板を収容する処理室と、
    前記処理室内に処理液を供給する処理液供給部と、
    前記処理室内に設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
    前記基板支持部の天板として設けられ、前記処理液供給部から供給された前記処理液を、前記基板支持部と同一空間内において気化させる気化部と、
    前記気化部を加熱する加熱部と、
    を備える基板処理装置。
  6. 処理室内に設けられ、基板を水平方向に保持する支柱を備える基板支持部に前記基板を載置する基板載置工程と、
    前記支柱の上端に設けられた気化部に処理液を供給する処理液供給工程と、
    加熱された前記気化部により、前記基板支持部に載置された前記基板と同一空間内において前記処理液を気化させ、前記処理液の気化ガスを生成する処理液気化工程と、を有する
    半導体装置の製造方法。
  7. 前記処理液は、過酸化水素を含有する
    請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記基板にはシリコン含有膜が形成されている
    請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記シリコン含有膜は、ポリシラザンを含有する
    請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 処理室内に設けられ、基板を水平方向に保持する支柱を備える基板支持部に前記基板を載置する基板載置手順と、
    前記支柱の上端に設けられた気化部に処理液を供給する処理液供給手順と、
    前記気化部を加熱する加熱部を制御して、加熱された前記気化部により、前記基板支持部に載置された前記基板と同一空間内において前記処理液を気化させ、前記処理液の気化ガスを生成する処理液気化手順と、をコンピュータにより基板処理装置に実行させるプログラム。
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