JP7184857B2 - 気化装置、基板処理装置、クリーニング方法、半導体装置の製造方法、プログラム、および基板処理方法 - Google Patents

気化装置、基板処理装置、クリーニング方法、半導体装置の製造方法、プログラム、および基板処理方法 Download PDF

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Description

本開示は、気化装置、基板処理装置、クリーニング方法、半導体装置の製造方法、およびプログラムに関する。
半導体デバイスに用いられる薄膜を形成するため、基板上に原料ガスを供給することがある。また、薄膜の形成に伴い処理室内等に堆積した膜を除去するために、クリーニングガスを処理室内等に供給してガスクリーニングを行うことがある。これらの原料ガスやクリーニングガスを生成するために、気化装置によって液体原料（液体ガス源）を気化させることが一般的に行われている。（例えば、特許文献１）。
国際公開第２００９／０３７９９１号パンフレット
液体原料を気化させて原料ガスやクリーニングガス等のガスを生成する場合、液体原料を気化させることにより液体原料の温度が急激に低下し、ガスの流量低下が発生してしま
う可能性がある。
本開示の目的は、液体原料を気化させて生成するガスの流量を安定化させることが可能な技術を提供することにある。
本開示の一態様によれば、
液体原料を貯留する原料容器と、
前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、
前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、
前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、
前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、
前記第１の温度センサにより測定された温度に基づき前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２の温度センサにより測定された温度に基づき前記第２の加熱部を制御するように構成される制御部と、
を有する技術が提供される。
液体原料を気化させて生成するガスの流量を安定化させることが可能な技術を提供することができる。
本開示の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 本開示の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ－Ａ線断面図で示す図である。 本開示の一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り、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。 本開示の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置に備えられた気化装置の概略構成を鉛直断面で示す図である。 本開示の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置に備えられた気化装置の概略構成を水平断面で示す図である。 本開示の一実施形態におけるウエハに成膜を行う場合の成膜シーケンス図である。 本開示の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置に備えられた気化装置の概略構成を鉛直断面で示す図である。 本開示の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置に備えられた気化装置の概略構成を鉛直断面で示す図である。 本開示の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置に備えられた気化装置の概略構成を鉛直断面で示す図である。
＜本開示の一実施形態＞
以下、本開示の一実施形態について、図１～５を参照しながら説明する。
（１）処理炉の構成
処理炉２０２は、加熱手段（加熱機構、加熱系）としてのヒータ２０７が有する。ヒー
タ２０７は円筒形状であり、ヒータベースに支持されることにより垂直に据え付けられている。
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する
反応管２０３が配設されている。反応起案２０３は、耐熱性材料（例えば石英（ＳｉＯ２
）、炭化シリコン（ＳｉＣ）等）により構成され、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。反応管２０３の下方には、反応管２０３と同心円状に、マニホールド
（インレットフランジ）２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステン
レス（ＳＵＳ）等の金属により構成され、上端およ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２０９の上端部と、反応管２０３との間には、シール部材としての
Ｏリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベースに支持されるこ
とにより、反応管２０３は垂直に据え付けられた状態となる。処理容器の筒中空部には処
理室２０１が形成されている。
処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢
で鉛直方向に多段に配列した状態で収容可能に構成されている。
処理室２０１内には、ノズル４１０，４２０，４３０がマニホールド２０９の側壁を貫
通するように設けられている。ノズル４１０，４２０，４３０には、ガス供給管３１０，
３２０，３３０が、それぞれ接続されている。
ガス供給管３１０，３２０，３３０には上流側から順に流量制御器（流量制御部）であ
るマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５１２，５２２、５２３および開閉弁であるバルブ
３１４，３２４，３３４が設けられている。ガス供給管３１０，３２０，３３０のバルブ
３１４，３２４，３３４の下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管５１０，５２０
，５３０がそれぞれ接続されている。ガス供給管５１０，５２０，５３０には、上流側か
ら順に、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ５１２，５２２，５２３および開閉弁で
あるバルブ５１４，５２４，５３４がそれぞれ設けられている。
ノズル４１０，４２０，４３０は、Ｌ字型のノズルとして構成されており、その水平部
はマニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０，
４３０の垂直部は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間に形成される円環状の空間
に、反応管２０３の内壁に沿って上方（ウエハ２００の配列方向上方）に向かって立ち上
がるように（つまりウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように）設
けられている。すなわち、ノズル４１０，４２０，４３０は、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域の水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うように設けられている。
ノズル４１０，４２０，４３０の側面には、ガスを供給するガス供給口４１０ａ，４２
０ａ，４３０ａがウエハ２００の配列方向に沿って、ウエハ２００が配列された基板配列
領域に対応するように設けられている。ガス供給口４１０ａ，４２０ａ，４３０ａは反応
管２０３の中心向くように開口している。このガス供給口４１０ａ，４２０ａ，４３０ａ
は、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれ同一の開口面積を有
し、さらに同じ開口プッチで設けられている。ただし、ガス供給口４１０ａ，４２０ａ，
４３０ａは上述の形態に限定されない。例えば、反応管２０３の下部から上部に向かって
開口面積を徐々に大きくしてもよい。これにより、ガス供給口４１０ａ，４２０ａ，４３
０ａから供給されるガスの流量を均一化することが可能となる。
ガス供給管３１０からは、処理ガスとして原料ガス（プリカーサ）が、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４、ノズル４１０を介して処理室２０１に供給される。原料ガスとしては、例えば、常温常圧下で液体状態である液体原料（液体ガス源）を気化することで生成されるガスであって、金属元素であるアルミニウム（Ａｌ）を含む金属含有ガス（Ａｌ含有原料ガス、Ａｌ含有ガス）であるトリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３、略称：ＴＭＡ）が用いられる。ＴＭＡは有機系原料であり、アルミニウムにリガンドとしてアルキル基が結合したアルキルアルミニウムである。
ガス供給管３１０から所定温度で自己分解する原料ガスを供給する場合、主に、ガス供
給管３１０、ＭＦＣ３１２、及びバルブ３１４により、原料ガス供給系が構成される。ノ
ズル４１０を原料ガス供給系に含めて考えてもよい。原料ガス供給系を原料供給系と称す
ることもできる。ガス供給管３１０から金属含有ガスを供給する場合、原料ガス供給系を
金属含有ガス供給系と称することもできる。
金属含有ガスとしてアルミニウム含有原料を用いる場合、金属含有ガス供給系をアルミニウム含有原料供給系と称することもできる。アルミニウム含有原料としてＴＭＡを用いる場合、アルミニウム含有原料供給系をＴＭＡ供給系と称することもできる。
ガス供給管３２０から反応ガス（リアクタント）を供給する場合、主に、ガス供給管３
２０、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４により、反応ガス供給系（リアクタント供給系）が構
成される。ノズル４２０を反応ガス供給系に含めて考えてもよい。反応ガスとして酸素含
有ガス（酸化ガス、酸化剤）を供給する場合、反応ガス供給系を、酸素含有ガス（酸化ガ
ス、酸化剤）供給系と称することもできる。酸素含有ガスとしてＯ３を用いる場合、酸素
含有ガス供給系をＯ３供給系と称することもできる。ノズル４２０から反応ガスを流す場
合、ノズル４２０を反応ガスノズルと称してもよい。
ガス供給管３３０からは、処理ガスとして、クリーニングガス（エッチングガス）が、
ＭＦＣ３３２、バルブ３３４、ノズル４３０を介して処理室２０１内に供給される。クリーニングガスとしては、例えば、常温常圧下で液体状態である液体原料（液体ガス源）を気化することで生成されるガスである、塩化水素（ＨＣｌ）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）、三臭化ホウ素（ＢＢｒ３）、四臭化ケイ素（ＳｉＢｒ４）および臭素（Ｂｒ２）の群から選択される一種以上のガスが用いられる。
主に、ガス供給管３３０、ＭＦＣ３３２、バルブ３３４により、クリーニングガス供給系が構成される。ノズル４３０をクリーニングガス供給系に含めて考えてもよい。
さらに、ガス供給管５１０，５２０，５３０からは、不活性ガスが、ＭＦＣ５１２，５
２２，５３２、バルブ５１４，５２４，５３４、及びノズル４１０，４２０，４３０を介
して処理室２０１へ供給されようになっている不活性ガスとして、例えば、Ｎ２ガスが用
いられる。
主に、ガス供給管５１０，５２０，５３０、ＭＦＣ５１２，５２２，５３２、及びバル
ブ５１４，５２４，５３４により、不活性ガス供給系が構成される。
一方、マニホールド２０９の壁面には、処理室２０１の雰囲気を排気する排気流路とし
ての排気管２３１の一端が接続されている。排気管２３１には、処理室２０１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２４５および排気バルブ（圧力調整
部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４
３が取り付けられ、排気管２３１の端部には、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が
取り付けられている。
ＡＰＣバルブ２４３は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処
理室２０１の真空排気および真空排気停止を行うことができ、さらに、真空ポンプ２４６
を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調
節することで、処理室２０１の圧力を調整することができるように構成されているバルブ
である。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４３、及び圧力センサ２４５により、排気
系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。排気管２３１は、処
理管２０３に設ける場合に限らず、ノズル４１０，４２０，４３０と同様にマニホールド
２０９に設けてもよい。
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９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２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ等の金属から形成され、円盤状とされている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０が設けられている。シールキャップ２１９に対して処理室２０１の反対側には、後述するボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。
シールキャップ２１９は、処理管２０３の外部に鉛直に設置された昇降機構としてのボ
ートエレベータ１１５によって鉛直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレ
ベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０
１内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。ボートエレベータ１１
５は、ボート２１７すなわちウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬
送機構）として構成されている。
基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５～２００枚のウエハ２００を
、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するよ
うに、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７の天頂部
には、天板２１５が設けられている。ボート２１７および天板２１５は、例えば石英やＳ
ｉＣ等の耐熱性材料により構成される。ボート２１７の下部である断熱領域には、例えば
石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される断熱板２１８が水平姿勢で多段に支持され
ている。この構成により、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにく
くなっている。ただし、本実施形態は上述の形態に限定されない。例えば、ボート２１７
の下部に断熱板２１８を設けずに、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される筒状の
部材として構成された断熱筒を設けてもよい。
また、処理室２０１には、図２に示されるように、温度検出器としての温度センサ２６
３が配設されている。温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７
への通電具合を調整することで、処理室２０１の温度が所望の温度分布となるようになっ
ている。温度センサ２６３は、ノズル４１０，４２０と同様に処理管２０３の内壁に沿っ
て設けられている。
図３に示されるように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ，ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ，記憶装置１２１ｃ，Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ，記憶装置１２１ｃ，Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バスを介して、ＣＰＵ１２１ａ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１２１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１２２が接続されている。
記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉ
ｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、液体原料の温度を制御する制御プ
ログラム、基板処理装置の動作を制御する制御プログラム、後述する半導体装置の製造方
法の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ、などの少なくともいずれかが、読み出
し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する半導体装置の製造方法における各
工程（各ステップ）をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることができるよ
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
、制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。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、プロセスレシピおよび制御プログラムの組み合わせを含む場合
がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａ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２８０ｄは、上述のＭＦＣ３１２，３２２，３３２，５１２，５２２，５
３２、バルブ３１４，３２４，３３４，３４４，５１４，５２４，５３４、圧力センサ２
４５、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転
機構２６７、ボートエレベータ１１５、後述する気化装置（気化ガス供給システム）に設けられる内部ヒータ６１０、外部ヒータ６２０、第１の温度センサ６３０、第２の温度センサ６４０、液面検知センサ６６０等の少なくともいずれかに接続されている。
なお、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０とを制御する制御部（不図示）と、基板処理装置１０を制御する制御部１２１は、別々に構成しても良い。別々に構成する場合は、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０とを制御する制御部は気化装置を構成する。また、別々に構成する場合は、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０とを制御する制御部は、基板処理装置１０を制御する制御部１２１に接続される様に構成しても良い。
内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０とを制御する制御部については、少なくとも、内部ヒータ６１０、外部ヒータ６２０、第１の温度センサ６３０、第２の温度センサ６４０、液面検出センサ６６０の少なくともいずれかが接続されていれば良い。
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃ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１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピ等
を読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うよ
うに、ＭＦＣ３１２，３２２，３３２，５１２，５２２，５３２による各種ガスの流量調
整動作、バルブ３１４，３２４，３３４，５１４，５２４，５３４の開閉動作、ＡＰＣバ
ルブ２４３の開閉動作およびＡＰＣバルブ２４３による圧力センサ２４５に基づく圧力調
整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起
動および停止、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボー
トエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作、ボート２１７へのウエハ２００の収
容動作、第１の温度センサ６３０に基づく内部ヒータ６１０および第２の温度センサ６４
０に基づく外部ヒータ６２０の液体原料の温度調整動作等を制御するように構成されてい
る。
コントローラ１２１は、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メモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３に格納された上述のプログラ
ムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３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てい
る。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体は、
記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または
、それら両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶
装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
（２）気化装置（気化ガス供給システム）の構成
次に、液体原料を貯留し、気化することでクリーニングガス等の処理ガスを生成する気化装置について説明する。
図４に示すように、原料容器６００には処理室２０１内に処理ガスとしてクリーニングガスを供給するガス供給管３３０と、原料容器６００内にクリーニングガスの液体原料を供給する液体原料供給管６５０とが接続されている。
原料容器６００には、クリーニングガスの液体原料として、例えば、ＳｉＣｌ４液が貯
留され、気化したクリーニングガスは、ガス供給管３３０に入り、このガス供給管３３０
、ＭＦＣ３３２、バルブ３３４を介して、処理室２０１へと供給される。これにより、処
理室２０１内等に付着した膜をエッチングして処理室２０１内がクリーニングされる。
また、原料容器６００内には、液体原料に浸漬して液体原料を加熱する第１の加熱装置（第１の加熱部）としての内部ヒータ６１０（例えば抵抗ヒータ）と、この内部ヒータ６１０を制御するために液体原料に浸漬して液体原料の温度を測定する第１の温度センサ６３０と、後述する外部ヒータ６２０を制御するために液体原料に浸漬して液体原料の温度を測定する第２の温度センサ６４０と、液体原料の液面の高さ（レベル）を検知する液面検知センサ６６０が設けられている。第１の温度センサ６３０及び第２の温度センサ６４０は、それぞれ例えば、熱電対（Ｔｈｅｍｏｃｏｕｐｅ）により構成される。
内部ヒータ６１０には、電源（図示せず）が接続されており、第１の温度センサ６３０による測定温度に基づいて液体温度が所定の温度となるように内部ヒータ６１０の温度が調整される。より具体的には、例えば、第１の温度センサ６３０により測定された温度が所定の第１温度となるように、電源から内部ヒータ６１０に供給される電力の大きさがコントローラ１２１により制御される。
原料容器６００は、原料容器６００及びその内部の液体原料を加熱する第２の加熱装置
（第２の加熱部）としての外部ヒータ（例えば、ジャケットヒータ）６２０で覆われてい
る。外部ヒータ６２０には、電源が接続されており、第２の温度センサ６４０による測定温度に基づいて、液体温度が所定の温度となるように外部ヒータの温度が調整される。より具体的には、例えば、第２の温度センサ６４０により測定された温度が所定の第２温度となるように外部ヒータ６２０に供給される電力の大きさがコントローラ１２１により制御される。
所定の第１温度と第２温度には、共に、所望の液体原料の温度と同じ等しい値が設定されることが望ましい。ただし、原料容器６００内の液体原料の温度分布などを考慮して、所定の第１温度と第２温度にそれぞれ異なる値を設定してもよい。
また、液面検知センサ６６０は、液体原料の液面の高さを検知し、検知される液面の高さが所定の高さよりも低くなった場合には、内部ヒータ６１０及び外部ヒータ６２０への電力供給を停止するように、もしくは液体原料供給管６５０から液体原料を供給するようにコントローラ１２１による制御が行われる。
気化装置の動作の一例を説明する。原料容器６００からクリーニングガスが供給管３３０、ＭＦＣ３３２、バルブ３３４、ノズル４３０ａを介して処理室２０１へ供給する際、原料容器６００内の液体原料の温度を、第１の温度センサ６３０および第２の温度センサ
６４０で測定する。ここで、気化ガスであるクリーニングガスの供給が開始されると、原料容器６００内の液体原料の温度は、気化熱によって急激に低下する。そこで、第１の温度センサ６３０によって測定された液体原料の温度に基づいて液体原料の温度が所定の温度となるように内部ヒータ６１０の温度が調整され、また、第２の温度センサ６４０によって測定された液体原料の温度に基づいて液体原料の温度が所定の温度となるように外部ヒータ６２０の温度が調整される。このように、クリーニングガス供給後に急激に下がった液体原料の温度を、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０により加熱することで短時間に所定の温度まで上げることが可能となる。
また、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０とを個別に制御することで、コントローラ１２１による制御に対する液体原料の温度の応答性が良くなり、短時間で液体原料を所定の温度まで上げることが可能となる。また、短時間で液体原料を所定の温度まで上げることが可能となるため、クリーニングガスの供給時に気化熱による液体原料の温度低下による飽和蒸気圧の低下を防止することができ、液体原料に必要な蒸気圧を確保することができるため、クリーニングガスの流量低下を防止することができる。
また、本実施形態では、図４に示すように、第１の温度センサ６３０（より具体的には第１の温度センサ６３０の温度検出点）及び第２の温度センサ６４０（より具体的には第２の温度センサ６４０の温度検出点）は、それぞれ、原料容器６００の底面の近傍に、同じ高さに位置するように配置されることが望ましい。より具体的には、各温度センサは、内部ヒータ６１０よりも低い位置に配置されることが望ましい。このように各温度センサを配置することにより、何らかの原因で液体原料の液面が通常の運用における高さよりも低下した場合であっても、液体原料の温度を測定し続けることができる。例えば、内部ヒータ６１０への給電を継続しているにもかかわらず、液体原料の温度が急速に低下することを検知した場合には、液体原料の液面が内部ヒータ６１０よりも下方まで低下している可能性があるため、内部ヒータ６１０への電力供給を停止する、等の制御を行うこともできる。
また、第１の温度センサ６３０は、加熱源である内部ヒータ６１０及び外部ヒータ６２０からできるだけ離れた位置に配置することが望ましい。第１の温度センサ６３０を加熱源から離れた位置に配置することによって、原料容器６００内の液体原料の中で温度が相対的に低くなる部分の温度を測定し、その測定した温度に基づいて内部ヒータ６１０を制御することになるので、液体原料の全体を所望の温度以上となるように加熱することができる。例えば図５に示すように、第１の温度センサ６３０を、水平方向において、内部ヒータ６１０との距離（図中の距離D１）と外部ヒータ６２０との距離（例えば図中の距離D２）が等しくなる位置（即ち加熱源の間の中間位置）に配置する。また、第２の温度センサ６４０も同様に、加熱源である内部ヒータ６１０及び外部ヒータ６２０からできるだけ離れた位置に配置することが望ましい。例えば図５に示すように、第２の温度センサ６４０を、水平方向において、内部ヒータ６１０との距離（例えば図５中の距離D３）と外部ヒータ６２０との距離（例えば図５中の距離D４）が等しくなる位置（即ち加熱源の間の中間位置）に配置している。なお、水平方向に限らず、垂直方向における距離も考慮して、第１の温度センサ６３０及び/又は第２の温度センサ６４０を、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０との距離が等しくなる位置に配置してもよい。なお、外部ヒータ６２０によって加熱された原料容器６００の内壁面との距離を、原料容器６００内における外部ヒータ６２０との距離とみなしてもよい。
なお、本実施形態では、クリーニングガスを生成するために本気化装置を用いる例について説明したが、クリーニングガス以外の処理ガスとしての原料ガスや反応ガスを生成するための気化装置として本気化装置を適用することもできる。
（２）基板処理工程
次に、本実施形態に係る半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、上述の基
板処理装置１０を用い、基板上に膜を形成して半導体装置（デバイス）を製造する方法の
一例について説明する。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
コントローラ２８０により制御される。
なお、本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を
意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）
」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する
場合）がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「
ウエハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層
や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。なお
、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた
場合と同義である。
（Ａ）成膜工程
基板処理装置１０を用いて、ウエハ２００に膜を形成するシーケンス図６を用いて説明
する。本実施形態では、複数のウエハ２００が積載された状態で収容された処理室２０１
を所定温度で加熱する。そして、処理室２０１に、ノズル４１０の供給孔４１０ａから原
料ガスとしてＴＭＡガスを供給する原料ガス供給工程と、ノズル４２０の供給孔４２０ａ
から反応ガスを供給する反応ガス供給工程と、を所定回数（ｎ回）行う。これにより、ウ
エハ２００上に、ＡｌおよびＯを含む膜としてアルミニウム酸化膜（ＡｌＯ膜）を形成す
る。
（ウエハ搬入）
複数枚のウエハ２００を処理室２０１内に搬入する。具体的には、複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介してマニホールド２０９の下端開口を閉塞した状態となる。
（圧力調整および温度調整）
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排
気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定さ
れた圧力情報に基づき、ＡＰＣバルブ２３１ａがフィードバック制御される（圧力調整）
。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は常時
作動させた状態を維持する。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０
７によって加熱される。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
さらに、ボート２１７およびウエハ２００が、回転機構２６７により回転する。回転機
構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転は少なくとも、ウエハ２００に対
する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
その後、原料ガス供給ステップ（第１ガス供給ステップ）、残留ガス除去ステップ、反
応ガス供給ステップ（第２ガス供給ステップ）残留ガス除去ステップをこの順で所定回数行う。
（原料ガス供給ステップ）
バルブ３１４を開き、ガス供給管３１０へ原料ガス（ＴＭＡガス）を流す。ＴＭＡガス
は、ＭＦＣ３１２により流量調整され、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２
０１内へ供給される。このとき同時に、バルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内にキャ
リアガス（Ｎ２ガス）を流す。キャリアガスは、ＭＦＣ５１２により流量調整され、原料
ガスと一緒にノズル４１０の供給孔４１０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３
１から排気される。さらに、ノズル４２０への原料ガスの侵入を防止（逆流を防止）する
ため、バルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内へキャリアガスを流す。キャリアガスは
、ガス供給管５２０、ノズル４２０を介して処理室２０１へ供給され、排気管２３１から
排気される。
このとき、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して、処理室２０１の圧力を、例えば１～
１０００Ｐａ、好ましくは１～１００Ｐａ、より好みしくは１０～５０Ｐａの範囲内の圧
力とする。なお、本明細書では、数値の範囲として、例えば１～１０００Ｐａと記載した場合は、１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下を意味する。すなわち、数値の範囲内には１Ｐａおよび１０００Ｐａが含まれる。圧力のみならず、流量、時間、温度等、本明細書に記載される全ての数値について同様である。
ＭＦＣ３１２で制御するＴＭＡガスの供給流量は、例えば、１０～２０００ｓｃｃｍ、
好ましくは５０～１０００ｓｃｃｍ、より好ましくは１００～５００ｓｃｃｍの範囲内の
流量とする。
ＭＦＣ５１２で制御するキャリアガスの供給流量は、例えば、１～３０ｓｌｍの範囲内
の流量とする。原料ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば、１～６０秒、好ましくは１～２０秒、より好ましくは２～１５秒の範囲内とする。
ヒータ２０７は、ウエハ２００の温度が、例えば、２００～６００℃、好ましくは３５
０℃～５５０℃、より好ましくは４００～５５０℃の範囲内となるように加熱する。
前述の条件下で処理室２０１へＴＭＡガスを供給することにより、ウエハ２００の最表
面上に、Ａｌ含有層が形成される。Ａｌ含有層はＡｌの他、ＣおよびＨを含み得る。Ａｌ
含有層は、ウエハ２００の最表面に、ＴＭＡが物理吸着したり、ＴＭＡの一部が分解した
物質が化学吸着したり、ＴＭＡが熱分解することでＡｌが堆積したりすること等により形
成される。すなわち、Ａｌ含有層は、ＴＭＡやＴＭＡの一部が分解した吸着層（物理吸着
層や化学吸着層）であってもよく、Ａｌ堆積層（Ａｌ層）であってもよい。
（残留ガス除去ステップ）
Ａｌ含有層が形成された後、バルブ３１４を閉じ、ＴＭＡガスの供給を停止する。この
とき、ＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１を
真空排気し、処理室２０１に残留する未反応又はＡｌ含有層形成に寄与した後の原料ガス
を処理室２０１から排除する。バルブ５１４，５２４は開いた状態でキャリアガスの処理
室２０１への供給を維持する。
（反応ガス供給ステップ）
処理室２０１の残留ガスを除去した後、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内に反
応ガス（Ｏ３ガス）を流す。反応ガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整され、ノズル４２
０の供給孔４２０ａから処理室２０１内のウエハ２００に対して供給され、排気管２３１
から排気される。すなわちウエハ２００は反応ガスに暴露される。
このとき、バルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内にキャリアガスを流す。キャリア
ガスは、ＭＦＣ５２２により流量調整され、反応ガスと共に処理室２０１内に供給されて
、排気管２３１から排気される。このとき、ノズル４１０内への反応ガスの侵入を防止（
逆流を防止）するために、バルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内へキャリアガスを流
す。キャリアガスは、ガス供給管５１０、ノズル４１０を介して処理室２０１内に供給さ
れ、排気管２３１から排気される。
このとき、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して、処理室２０１の圧力を、例えば１～
１０００Ｐａの範囲内の圧力とする。ＭＦＣ３２２で制御する反応ガスの供給流量は、例
えば、５～４０ｓｌｍ、好ましくは５～３０ｓｌｍ、より好ましくは１０～２０ｓｌｍの
範囲内の流量とする。反応ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば、１～６
０秒の範囲内とする。その他の処理条件は、前述の原料ガス供給ステップと同様の処理条件とする。
このとき処理室２０１に流しているガスは、反応ガスと不活性ガス（Ｎ２ガス）のみで
ある。反応ガスは、原料ガス供給ステップでウエハ２００上に形成されたＡｌ含有層の少なくとも一部と反応する。Ａｌ含有層は酸化され、金属酸化層としてＡｌとＯとを含むアルミニウム酸化層（ＡｌＯ層）が形成される。すなわちＡｌ含有層はＡｌＯ層へと改質される。
（残留ガス除去ステップ）
ＡｌＯ層が形成された後、バルブ３２４を閉じて、反応ガスの供給を停止する。そして
、原料ガス供給工程後の残留ガス除去ステップと同様の処理手順により、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＡｌＯ層の形成に寄与した後の反応ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。
以上説明した原料ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップ、反応ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップを順に行うサイクルを予め決められた回数（１回以上）行う。このように、バッチ処理され（複数のステップが複数回行われ）ることで、ウエハ２００上にＡｌＯ膜が形成される。
なお、バッチ処理とは、原料ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップ、反応ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップを順に行うサイクルを予め決められた回数行い、ウエハ２００上にＡｌＯ膜を形成させる処理である。そして、１バッチで、ウエハ２００上にＡｌＯ膜が形成させる。
（アフターパージおよび大気圧復帰）
ガス供給管５１０，５２０，５３０のそれぞれからＮ２ガスを処理室２０１内へ供給し
、排気管２３１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより処理室２
０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや副生成物が処理室２
０１内から除去される（アフターパージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガ
スに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復
帰）。
（ウエハ搬出）
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホー
ルド２０９の下端が開口される。そして、処理済ウエハ２００がボート２１７に支持され
た状態で反応管２０３の下端から反応管２０３の外部に搬出される。その後、処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取り出される。
（Ｂ）エッチング（クリーニング）工程
次に、処理室２０１内等に付着した膜をエッチングする工程について説明する。
（ボート搬入）
ウエハ２００を装填しない状態で、ボート２１７を処理室２０１内に搬入する。ボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介してマニホールド２０９の下端開口を閉塞した状態となる。
（圧力調整および温度調整）
処理室２０１内が所望の圧力となるように真空ポンプ２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づき、ＡＰＣバルブ２３１ａがフィードバック制御される（圧力調整）。真空ポンプ２４６は、少なくともエッチング処理が完了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともエッチング処理が完了するまでの間は継続して行われる。
（エッチング（クリーニング）ステップ）
処理室２０１内等に付着した膜をエッチングして処理室２０１内をクリーニングするス
テップを実行する。
本ステップでは、原料容器６００において、液体原料のＳｉＣｌ４が予め所定の温度（例えば１００℃）まで加熱されている。バルブ３３４を開くことにより、原料容器６００内にＳｉＣｌ４の気化ガスが生成され、生成されたＳｉＣｌ４ガスをクリーニングガス（エッチングガス）としてガス供給管３３０内に流す。ＳｉＣｌ４ガスは、ＭＦＣ３３２により流量調整され、ノズル４３０のガス供給孔４３０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき同時にバルブ５３４を開き、ガス供給管５３０内にＮ２ガス等の不活性ガスを流す。ガス供給管５３０内を流れたＮ２ガスは、ＭＦＣ５３２により流量調整され、ＳｉＣｌ４ガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。なお、このとき、ノズル４１０，４２０内へのＳｉＣｌ４ガスの侵入を防止するために、バルブ５１４，５２４を開き、ガス供給管５１０，５２０内にＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管３１０，３２０ノズル４１０，４２０を介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。
ＳｉＣｌ４ガスの供給により、処理室２０１内に付着したＡｌＯ膜の少なくとも一部とＳ
ｉＣｌ４ガスとが反応して、処理室２０１から除去される。
このとき、コントローラ１２１によりヒータ２０７を制御して、処理室２０１内を例え
ば、２００～８００℃であって、好ましくは４００～６５０℃の範囲内の所定温度に加熱
して、ＳｉＣｌ４ガスを活性化させる。また、このとき、ＡＰＣバルブ２３１ａを閉じるか、処理に影響を及ぼさない程度に実質的に閉じ、ＳｉＣｌ４ガスを処理室２０１内に封じ込める。そして、処理室２０１内の圧力を第１の圧力であって、例えば、１～４００００Ｐａであって、好ましくは１００００～３００００Ｐａ、より好ましくは２００００～３００００Ｐａの範囲内の所定圧力に維持する。ＭＦＣ３３２で制御するＳｉＣｌ４ガスの供給流量は、例えば０．１～１０ｓｌｍであって、好ましくは３～５ｓｌｍの範囲内の流量とする。ＳｉＣｌ４ガスを処理室２０１に供給する時間（ＳｉＣｌ４ガス供給時間）は、例えば６０～６００秒間の範囲内の時間とする。
（残留ガス除去ステップ）
所定時間、ＳｉＣｌ４ガスを処理室２０１に供給した後、バルブ３３４を閉じて、Ｓｉ
Ｃｌ４ガスの供給を停止する。ＡＰＣバルブ２３１ａを閉じるか、処理に影響を及ぼさな
い程度に実質的に閉じていた場合は、ＡＰＣバルブ２３１ａを開ける。そして、ＴＭＡガ
ス供給ステップの残留ガス除去ステップと同様の処理手順により、処理室２０１内に残留
する未反応もしくはＡｌＯ層の除去に寄与した後のＳｉＣｌ４ガスを処理室２０１内から
排除する。
（表面酸化ステップ）
バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内にＯ３ガスを流す。Ｏ３ガスは、ＭＦＣ３２
２により流量調整され、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１内に供給さ
れ、排気管２３１から排気される。このとき同時にバルブ５２４を開き、ガス供給管５２
０内にＮ２ガス等の不活性ガスを流す。ガス供給管５２０内を流れたＮ２ガスは、ＭＦＣ
５２２により流量調整され、Ｏ３ガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１
から排気される。なお、このとき、ノズル４１０，４３０内へのＯ３ガスの侵入を防止す
るために、バルブ５１４，５３４を開き、ガス供給管５１０，５３０内にＮ２ガスを流す
。Ｎ２ガスは、ガス供給管３１０，３３０、ノズル４１０，４３０を介して処理室２０１
内に供給され、排気管２３１から排気される。
Ｏ３ガスを流すときは、ＡＰＣバルブ２３１ａを適正に調整して処理室２０１内の圧力
を、例えば５０～１３３０Ｐａの範囲内の圧力とする。ＭＦＣ２３５ｂ，２３５ｃで制御
するＯ３ガスの供給流量は、例えば５～４０ｓｌｍの範囲内の流量とする。Ｏ３ガスに処理室２０１内壁等を晒す時間、すなわちガス供給時間（照射時間）は、例えば１０～６００秒間の範囲内の時間とする。このときのヒータユニット２０７の温度は、ステップＳ１０１と同様の温度とする。
Ｏ３ガスの供給により、処理室２０１内壁やボート２１７等の表面を酸化する。また、エッチングステップで生成された副生成物が再酸化される。例えば、ＡｌＣｌｘのＡｌ－Ｃｌ結合が切断され、Ｃｌ２として除去されるとともに、ＡｌＯに再酸化される。さらに、ＡｌＯ膜中に残留する有機物がＯ３ガスと反応して、処理室２０１から除去される。例えば、ＡｌＯ膜中に残留する炭素（Ｃ）がＯ３ガスと反応して、ＣＯｘとなり、処理室２０１から除去される。このとき、膜の最表面は、ＣＯｘが脱離した後の炭素欠陥が存在するとともに、Ａｌ－ＯおよびＡｌ－Ａｌの弱い結合平衡状態が存在する。この状態は、エッチングに適した表面平衡状態であると考えられる。
（残留ガス除去ステップ）
所定時間、Ｏ３ガスを供給した後、バルブ３２４を閉じ、Ｏ３ガスの供給を停止する。そして、ＴＭＡガス供給ステップの残留ガス除去ステップと同様の処理手順により、処理
室２０１内に残留する未反応もしくはＡｌＯ膜と反応した後のＯ３ガスを処理室２０１内
から排除する。
（所定回数実施）
上記したステップを順に行うサイクルを１回以上（所定回数（ｍ回）行うことにより、
処理室２０１内に付着したＡｌＯ膜を除去する。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが
好ましい。
上述の実施形態では、エッチングしようとする高誘電率酸化膜としてＡｌＯ膜を例示しているが、これに限らず、例えば、高誘電率酸化物としてＺｒＯｙ、ＨｆＯｙ、ＨｆＳｉｘＯｙ，ＨｆＡｌｘＯｙ，ＺｒＳｉＯｙ、ＺｒＡｌＯｙ， ＴｉｘＯｙ，ＴａｘＯｙ（ｘ及びｙは０より大きい整数又は小数である。）が用いられた場合にも同様に適用可能である。すなわち、ジルコニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜およびそれらの複合膜にも適用可能である。
また、上述の実施形態では、原料ガスとして、有機系Ａｌ原料であるＴＭＡを例示しているが、これに限らずその他の液体原料から得られるガスも適用可能である。例えば、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３］４、ＴＥＭＡＨ）等の有機系Ｈｆ原料、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３、ＴＤＭＡＳ）等の有機系Ｓｉ原料、テトラキスジメチルアミノチタン（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、ＴＤＭＡＴ）等の有機系Ｔｉ原料、ペンタキスジメチルアミノタンタル（Ｔａ（Ｎ（ＣＨ３）２）５、ＰＤＭＡＴ）等の有機系Ｔａ原料、等の液体原料から得られるガスも適用可能である。
また、上述の実施形態では、成膜工程で、Ｏ３ガスを使用する例を示しているが、これ
に限らず、酸素含有ガスであれば、その他の原料も適用可能である。例えば、Ｏ２、Ｏ２
プラズマ、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｎ２Ｏ等も適用可能である。
また、上述の実施形態では、表面酸化ステップで使用する酸化ガスとしてＯ３を例示し
ているが、これに限らず、酸素含有ガスであって、かつエッチングガスに含まれるハロゲ
ン元素と反応する元素を含むガスであれば、他のガスを用いてもよい。例えば、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２等を用いることも可能である。
これらの各種薄膜の形成に用いられるプロセスレシピ（処理手順や処理条件等が記載さ
れたプログラム）は、基板処理、クリーニング処理等の内容（形成する薄膜の膜種、組成
比、膜質、膜厚、処理手順、処理条件等）に応じて、それぞれ個別に用意する（複数用意
する）ことが好ましい。そして、基板処理、クリーニング処理等を開始する際、基板処理
、クリーニング処理等の内容に応じて、複数のプロセスレシピ、クリーニングレシピ等の
中から、適正なプロセスレシピ、クリーニングレシピ等を適宜選択することが好ましい。
具体的には、基板処理、クリーニング処理等の内容に応じて個別に用意された複数のプロ
セスレシピ、クリーニングレシピ等を、電気通信回線や当該プロセスレシピ、クリーニン
グレシピ等を記録した記録媒体（外部記憶装置１２３）を介して、基板処理装置が備える
記憶装置１２１ｃ内に予め格納（インストール）しておくことが好ましい。そして、基板
処理を開始する際、基板処理装置が備えるＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納
された複数のプロセスレシピ、クリーニングレシピ等の中から、基板処理の内容に応じて
、適正なプロセスレシピ、クリーニングレシピ等を適宜選択することが好ましい。このよ
うに構成することで、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の薄膜を汎
用的に、かつ、再現性よく形成できるようになる。また、オペレータの操作負担（処理手
順や処理条件等の入力負担等）を低減でき、操作ミスを回避しつつ、基板処理を迅速に開
始できるようになる。
また、本開示は、例えば、既存の基板処理装置のプロセスレシピ、クリーニングレシピ
等を変更することでも実現できる。プロセスレシピ、クリーニングレシピ等を変更する場
合は、本開示に係るプロセスレシピ、クリーニングレシピ等を電気通信回線や当該プロセ
スレシピ、クリーニングレシピ等を記録した記録媒体を介して既存の基板処理装置にイン
ストールしたり、また、既存の基板処理装置の入出力装置を操作し、そのプロセスレシピ
、クリーニングレシピ等自体を本開示に係るプロセスレシピ、クリーニングレシピ等に変
更したりすることも可能である。
＜本開示の他の実施形態１＞
上述の実施形態にかかる気化装置では、図４に示すように、第１の温度センサ６３０及び第２の温度センサ６４０が、それぞれ原料容器６００の底面の近傍に、同じ高さに位置するように配置されている。しかし、図７に示すように、第１の温度センサ６３０´及び第２の温度センサ６４０´は、それぞれ互いに異なる高さに位置するように配置されていてもよい。具体的には、第１の温度センサ６３０´は、液体原料の気化によって熱が局所的に多く奪われる液面の近傍に配置され、第２の温度センサ６４０´は、上述の実施形態と同様に、原料容器６００の底面の近傍に配置することができる。（したがって、第１の温度センサ６３０´は、第２の温度センサ６４０´よりも上方に配置される。）
第１の温度センサ６３０´は、できるだけ液面に近い位置に配置されることが望ましいが、液面は気化装置の運用によって変動するため、少なくとも内部ヒータ６１０よりも上方に配置されることが望ましい。なお、本実施形態において、内部ヒータ６１０は常に液体原料の液面よりも下方に位置するように（内部ヒータ６１０の全体が液体原料に浸漬するように）配置される。内部ヒータ６１０が常に液体原料の液面よりも下方に位置するように、コントローラ１２１により液面の高さが制御されることが望ましい。
このように第１の温度センサ６３０´を配置することにより、気化によって局所的に温度が低下した液体原料の液面付近の温度を、内部ヒータ６１０によって素早く（応答性良く）所望の温度まで回復させることができる。
なお、第１の温度センサ６３０´は、常に液面下に位置している（即ち常に液体原料に浸漬している）ことが望ましい。したがって、液面は液体原料の気化や補充によって変動するものの、第１の温度センサ６３０´は、液面の高さの運用範囲よりも下方に位置するように配置されることが望ましい。例えばコントローラ１２１は、液面検知センサ６６０で検知される液面位置をモニタし、液面の高さが第１の温度センサ６３０´よりも上方に設定された所定の運用範囲内となるように、原料容器６００内への液体原料の供給を制御することができる。また、例えばコントローラ１２１は、当該所定の運用範囲よりも液面が低くなったことを検知すると、入出力装置１２２を制御して、オペレータ等へ画面表示やアラーム発報などにより報知を行ってもよく、また、内部ヒータ６１０及び外部ヒータ６２０への電力供給を停止してもよい。したがって、少なくとも第１の温度センサ６３０´の高さ位置は、この所定の運用範囲よりも常に下方に位置するように運用される。
＜本開示の他の実施形態２＞
上述の実施形態にかかる気化装置では、内部ヒータ６１０を制御するために用いる第１の温度センサ６３０と、外部ヒータ６２０を制御するために用いる第２の温度センサ６４０とがそれぞれ個別に設けられている。しかし、図８に示すように、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０とを、１つの共通する温度センサである第３の温度センサ６７０で測定された温度に基づいてそれぞれ制御してもよい。より具体的には、コントローラ１２１は、第３の温度センサ６７０で測定される温度が所定の温度となるように、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０の両方を制御してもよい。本実施形態によれば、上述の実施形態に比べて簡素な構成により、液体原料の温度を所定の値となるように制御することができる。
また、さらに他の実施形態として、図９に示すように、加熱異常を検知するための第４の温度センサ６８０をさらに設けてもよい。コントローラ１２１は、第４の温度センサ６８０で測定された温度が所定の閾値を超えた場合、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０への電力供給を停止する。このように第４の温度センサ６８０を設けることにより、第３の温度センサ６７０に異常が生じて液体原料が内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０により過剰に加熱される事態が発生したとしても、内部ヒータ６１０と外部ヒータ６２０を安全に停止させることができる。そのため、液体原料の過度な加熱やヒータの破損等の発生を防止することができる。
１０…基板処理装置、１２１…コントローラ、２００…ウエハ（基板）、２０１
…処理室、６００…原料容器、６１０…内部ヒータ、６２０…外部ヒータ、６３０…第１
の温度センサ、６４０…第２の温度センサ

Claims (22)

  1. 液体原料を貯留する原料容器と、
    前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、
    前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、
    前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、
    前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づき前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２の温度センサにより測定された温度に基づき前記第２の加熱部を制御するように構成される制御部と、
    を有する気化装置。
  2. 前記制御部は、
    前記第１の温度センサで測定された温度が所定の第１温度となるように前記第１の加熱部を制御すると共に、前記第２の温度センサで測定された温度が所定の第２温度となるように前記第２の加熱部を制御するよう構成される、請求項１に記載の気化装置。
  3. 前記第１温度と前記第２温度は等しい、請求項２に記載の気化装置。
  4. 前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、前記原料容器の底面の近傍に、同じ高さに位置するように配置される、請求項１に記載の気化装置。
  5. 前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、前記第１の加熱部よりも低い位置に配置される、請求項４に記載の気化装置。
  6. 液体原料を貯留する原料容器と、
    前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、
    前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、
    前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、
    前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づき前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２の温度センサにより測定された温度に基づき前記第２の加熱部を制御するように構成される制御部と、
    を有する気化装置。
  7. 前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、それぞれ互いに異なる高さに配置される、請求項１に記載の気化装置。
  8. 前記第１の温度センサは、前記第２の温度センサよりも高い位置に配置される、請求項７に記載の気化装置。
  9. 前記第１の温度センサは、前記第１の加熱部よりも高い位置に配置される、請求項７又は８に記載の気化装置。
  10. 前記第２の温度センサは、前記第１ の加熱部よりも低い位置に配置される、請求項９に記載の気化装置。
  11. 前記原料容器内の液体原料の液面の高さを検知する液面検知センサをさらに備え、
    前記制御部は、前記液面検知センサで検知される液面の位置が、前記第１の温度センサよりも上方に設定された所定の液面の範囲よりも低くなったことを検知すると、前記第１の加熱部及び前記第２の加熱部による加熱を停止させる、請求項１に記載の気化装置。
  12. 前記原料容器内の液体原料の液面の高さを検知する液面検知センサをさらに備え、前記制御部は、前記液面検知センサで検知される液面の位置が、前記第１の温度センサよりも上方に設定された所定の液面の範囲よりも低くなったことを検知すると、入出力装置を制御して報知を行う、請求項１に記載の気化装置。
  13. 基板を処理する処理室と、
    液体原料を貯留する原料容器と、
    前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、
    前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、
    前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい距離に配置され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、
    前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、
    を備えた気化装置と、
    前記第１の温度センサにより測定された温度により前記第１の加熱部を制御し、前記第２の温度センサにより測定された温度に基づき前記第２の加熱部を制御するよう構成される制御部と、
    前記気化装置で前記液体原料を気化することで得られたガスを前記処理室へ供給するガス供給系と、
    を有する基板処理装置。
  14. 基板を処理する処理室と、
    液体原料を貯留する原料容器と、
    前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、
    前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、
    前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、
    前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、
    を備えた気化装置と、
    前記第１の温度センサにより測定された温度により前記第１の加熱部を制御し、前記第２の温度センサにより測定された温度に基づき前記第２の加熱部を制御するよう構成される制御部と、
    前記気化装置で前記液体原料を気化することで得られたガスを前記処理室へ供給するガス供給系と、
    を有する基板処理装置。
  15. 液体原料を貯留する原料容器と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、を備える気化装置を用いて、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第２の加熱部を制御することにより前記液体原料を気化する工程と、
    前記液体原料を気化することで得たガスを、基板に対する処理が行われる処理室内へ供給することで、処理室内をクリーニングする工程と、
    を有するクリーニング方法。
  16. 液体原料を貯留する原料容器と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、を備える気化装置を用いて、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第２の加熱部を制御することにより前記液体原料を気化する工程と、
    前記液体原料を気化することで得たガスを、基板に対する処理が行われる処理室内へ供給することで、処理室内をクリーニングする工程と、
    を有するクリーニング方法。
  17. 処理室内へ基板を搬入する工程と、
    前記基板を前記処理室内で処理する工程と、
    液体原料を貯留する原料容器と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、を備える気化装置を用いて、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２ の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第２の加熱部を制御することにより前記液体原料を気化する工程と、
    前記液体原料を気化することで得たガスを、前記処理室内へ供給することで、処理室内をクリーニングする工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
  18. 処理室内へ基板を搬入する工程と、
    前記基板を前記処理室内で処理する工程と、
    液体原料を貯留する原料容器と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、を備える気化装置を用いて、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２ の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第２の加熱部を制御することにより前記液体原料を気化する工程と、
    前記液体原料を気化することで得たガスを、前記処理室内へ供給することで、処理室内をクリーニングする工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
  19. 基板処理装置の処理室内へ基板を搬入する手順と、
    前記基板を前記処理室内で処理する手順と、
    液体原料を貯留する原料容器と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、を備える気化装置を用いて、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づき前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２の温度センサにより測定された温度に基づき前記第２の加熱部を制御することにより前記液体原料を気化する手順と、
    前記液体原料を気化することで得たガスを、前記処理室内へ供給することで、処理室内をクリーニングする手順と、
    をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
  20. 基板処理装置の処理室内へ基板を搬入する手順と、
    前記基板を前記処理室内で処理する手順と、
    液体原料を貯留する原料容器と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、を備える気化装置を用いて、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づき前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２の温度センサにより測定された温度に基づき前記第２の加熱部を制御することにより前記液体原料を気化する手順と、
    前記液体原料を気化することで得たガスを、前記処理室内へ供給することで、処理室内をクリーニングする手順と、
    をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
  21. 処理室内へ基板を搬入する工程と、
    前記基板を前記処理室内で処理する工程と、
    液体原料を貯留する原料容器と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、を備える気化装置を用いて、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２ の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第２の加熱部を制御することにより前記液体原料を気化する工程と、
    前記液体原料を気化することで得たガスを、前記処理室内へ供給することで、処理室内をクリーニングする工程と、
    を有する基板処理方法。
  22. 処理室内へ基板を搬入する工程と、
    前記基板を前記処理室内で処理する工程と、
    液体原料を貯留する原料容器と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料を加熱する第１の加熱部と、前記原料容器を加熱する第２の加熱部と、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記液体原料の温度を測定する第１の温度センサと、前記原料容器に貯留された前記液体原料に浸漬され、前記第１の加熱部との距離と、前記第２の加熱部との距離が等しい位置に配置され、前記液体原料の温度を測定する第２の温度センサと、を備える気化装置を用いて、
    前記第１の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第１の加熱部を制御するとともに、前記第２ の温度センサにより測定された温度に基づいて前記第２の加熱部を制御することにより前記液体原料を気化する工程と、
    前記液体原料を気化することで得たガスを、前記処理室内へ供給することで、処理室内をクリーニングする工程と、
    を有する基板処理方法。
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