JP7329679B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、処理室内に収容された基板上に膜を形成する処理が行われることがある。形成される膜としては、例えば、金属酸化膜等の膜が挙げられる（たとえば、特許文献１参照）。
上記のような膜を形成する際、液体原料を気化して気化ガスとして使用することがあるが、処理室内に気化ガスを供給した後に排気する際、排気管内で熱分解して排気管内に副生成物が堆積したり、気化ガスが再液化して排気管内に詰まりが発生したりする場合がある。
液体原料を反応室へ供給後、配管に残っている気化した原料は熱分解、経時変化、再液化し、それに伴い異物が発生して膜の表面に付着したり、成膜速度が所望の値から変化してしまったり、膜質が変動してしまう可能性がある。
本開示の目的は、液体原料を気化して気化ガスとして使用して基板に膜を形成する際、排気管内における気化ガスの熱分解および再液化を抑制して安定して成膜を行える技術を提供することにある。
本開示に一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室と前記処理室の内部を排気する真空ポンプとを接続する排気管を備えた排気部と、
前記処理室の内部に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記処理室の内部に第１の不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
前記原料ガス供給部と前記真空排気部の排気管とを接続するバイパス配管と、を備え、
前記原料ガス供給部は、液体金属原料タンクと、前記液体金属原料タンクと前記処理室とを接続する第１のガス供給管と、前記第１のガス供給管の途中にあって前記液体金属原料タンクに近い側に配置された第１のバルブと、前記第１のガス供給管の途中にあって前記第１のバルブよりも前記処理室に近い側に配置された第２のバルブとを備え、
前記バイパス配管は、前記原料ガス供給部の前記第１のガス供給管に対して、前記第１のバルブと前記第２のバルブとの間で接続し、前記第１のガス供給管を前記排気管と接続する技術が提供される。
基板を処理する処理室と、
前記処理室と前記処理室の内部を排気する真空ポンプとを接続する排気管を備えた排気部と、
前記処理室の内部に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
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前記原料ガス供給部は、液体金属原料タンクと、前記液体金属原料タンクと前記処理室とを接続する第１のガス供給管と、前記第１のガス供給管の途中にあって前記液体金属原料タンクに近い側に配置された第１のバルブと、前記第１のガス供給管の途中にあって前記第１のバルブよりも前記処理室に近い側に配置された第２のバルブとを備え、
前記バイパス配管は、前記原料ガス供給部の前記第１のガス供給管に対して、前記第１のバルブと前記第２のバルブとの間で接続し、前記第１のガス供給管を前記排気管と接続する技術が提供される。
本開示によれば、液体原料を気化して気化ガスとして使用して基板に膜を形成する際、排気管内における気化ガスの熱分解および再液化を抑制して安定して成膜を行える技術を提供することが可能となる。
近年では、成膜処理の低温化が求められているが、液体原料を気化して気化ガス（原料ガスとも称する）として使用する際、処理室内に気化ガスを供給した後に排気するときに、排気管内で熱分解して排気管内に副生成物が堆積したり、気化ガスが再液化して排気管内に詰まりが発生したりする場合がある。
液体原料のうち、特に自己分解温度が低い液体原料である有機系原料（有機化合物）を気化して得られた気化ガスは、低温であっても熱分解して副生成物を生成しやすい。また、液体原料のうち、特に蒸気圧が低い液体原料は、低温になるほど再液化しやすい。
また、排気管は、細長く曲げがあるので圧損により局所的に圧力が上がるため、排気管内は、気化ガスが再液化しやすく、再液化した液体原料は排気管やＡＰＣバルブ（後述）等で詰まりの原因になりやすい。
そこで、本件開示者らは、成膜処理を実施後又は配管使用ごとに配管内をパージすることにより気化した原料をパージアウトすることで変動リスクを減らすことにより、安定成膜を実現した。本技術について、以下に詳細を説明する。
＜本開示の一実施形態＞
以下に、本開示の好ましい実施の形態について図を参照してより詳細に説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
以下に、本開示の好ましい実施の形態について図を参照してより詳細に説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
基板処理装置の構成
基板処理装置１０の構成を、図１乃至４を用いて説明する。
図１に示すように、基板処理装置１０は、加熱手段（加熱機構、加熱系）としてのヒータ２０７が設けられた処理炉２０２を備える。ヒータ２０７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。
基板処理装置１０の構成を、図１乃至４を用いて説明する。
図１に示すように、基板処理装置１０は、加熱手段（加熱機構、加熱系）としてのヒータ２０７が設けられた処理炉２０２を備える。ヒータ２０７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。
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成され、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２２０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はヒータ２０７と垂直に据え付けられている。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成される。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（図２参照）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には、ガス供給管３３５，５１６が、それぞれ接続されている。ガス供給管３３５，５１６はガス供給ラインとして機能する。ノズル４１０，４２０をガス供給ラインに含めて考えてもよい。本実施形態の処理炉２０２は上述の形態に限定されない。ノズル等の数は、必要に応じて、適宜変更される。
反応管２０３には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気流路としての排気管２４１が設けられている。排気管２４１には、処理室２０１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２４２が接続されている。
ＡＰＣバルブ２４２は、排気管２４３を介して真空ポンプ２４４に接続されている。ＡＰＣバルブ２４２は、真空ポンプ２４４を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４４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内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管２４１と２４３、ＡＰＣバルブ２４２、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４４を排気系に含めて考えてもよい。
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の処理室２０１と反対側には、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、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂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２０１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１１５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、間隔を空けて装填（配列、載置）させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される。
図１における反応管２０３とヒータ２０７のＡ－Ａ断面を、図２に示す。図２に示すように、反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。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内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、ノズル４１０，４２０と同様にＬ字型に構成されており、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
反応管２０３の内部の処理室２０１にガスを供給するガス供給系の構成を、図３に示す。図３において、ガス供給管５１６は、処理室２０１に原料ガスを供給するに原料ガス供給系である。一方、ガス供給管３３５は，処理室２０１に反応ガスを供給する反応ガス供給系である。
原料ガス供給系は、液体金属原料３０１を収容する液体金属原料タンク（液体原料気化タンク、液体原料気化容器）３１０を備えている。この液体金属原料タンク３１０には、キャリアガスを供給するガス供給系として、図示していないガス供給源からキャリアガス（不活性ガス）を通すガス供給管３１１、ガス供給管３１１を通るキャリアガスの流量を調整する流量制御器であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３１２、ガス供給管３１１を通るキャリアガスの流れをオン・オフするバルブ３１３が接続されている。
一方、液体金属原料タンク３１０から発生した液体金属原料３０１を含むガス（以下、原料ガスと記す）の排出系として、発生した原料ガスを通すガス供給管３１５が接続されており、液体金属原料タンク３１０に近い順にガス供給管３１５の原料ガスの流れをオン・オフするバルブ３１４、更にバルブ３１８が取り付けられている。ガス供給管３１５は、ガス供給管５１６と接続している。
また、液体金属原料タンク３１０に対してバルブ３１３及びバルブ３１４よりも外側には、ガス供給管３１１とガス供給管３１５を接続するガス供給管３１６が設けられており、ガス供給管３１６の途中には、ガス供給管３１６を通るキャリアガスの流れをオン・オフするバルブ３１７が設置されている。
さらに、ガス供給管３１５と排気系の排気管２４３とを接続するバイパス配管３２０が設けられ、バイパス配管３２０のガス供給管３１５に近い側に配置されたバルブ３２１、バイパス配管３２０の排気管２４３に近い側に配置されたバルブ３２２が取り付けられている。バイパス配管３２０は、ガス供給管３１５に対してバルブ３１８とバルブ３１４との間で接続している。
ガス供給管５１６には、図示していないガス供給源から供給された不活性ガスを供給するガス供給管５１０も接続している。ガス供給管５１０には、図示していないガス供給源から供給された不活性ガスの流量を調整するＭＦＣ５１２と、不活性ガスの流れをオン・オフするバルブ５１４が接続されている。
反応ガス供給系は、液体原料３０２を収容する液体原料タンク３３０を備えている。この液体原料タンク３３０には、キャリアガスを供給するガス供給系として、図示していないガス供給源からキャリアガス（不活性ガス）を通すガス供給管３３１、ガス供給管３３１を通るキャリアガスの流量を調整するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３３２、ガス供給管３１１を通るキャリアガスの流れをオン・オフするバルブ３３３が接続されている。
一方、液体原料タンク３３０から発生した液体原料３０２としての酸素を含むガス（以下、反応ガスや酸素含有ガスと記す）の排出系として、発生した反応ガスを通す配管としてガス供給管３３５が接続されており、液体原料タンク３３０に近い順から、反応ガスの流れをオン・オフするバルブ３３４が取り付けられている。ガス供給管３３５は、ノズル４１０と接続している。
ノズル４１０は、図１に示すように、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の側壁および反応管２０３を貫通するように設けられている。ノズル４１０の垂直部は、図２に示すように、反応管２０３とウエハ２００との間における平面視において円環状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がり、延在するように設けられている。ノズル４２０もノズル４１０と同様な形状に配置されている。
図１に示した構成において、ノズル４１０，４２０の側面のボート２１７に装填されたウエハ２００と対応する高さ（ウエハ２００の装填領域に対応する高さ）には、ガスを供給する複数のガス供給孔４１０ａ，４２０ａがそれぞれ設けられている。ガス供給孔４１０ａ，４２０ａは、反応管２０３の中心を向くように開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。
ガス供給孔４１０ａ，４２０ａは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、さらにボート２１７に装填されたウエハ２００と対応するように同じ開口ピッチで設けられている。ただし、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａは上述の形態に限定されない。例えば、ノズル４１０，４２０の下部（上流側）から上部（下流側）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、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａから供給されるガスの流量をより均一化することが可能となる。
図３に示したガス供給系の構成において、ガス供給管５１６からは、処理ガス（原料ガス）として、例えば、金属元素を含み、かつＣを含む（Ｃ含有）金属原料、すなわち、有機系原料（有機金属化合物、有機系チタン原料）である原料ガスが、ノズル４２０を介して反応管２０３の内部の処理室２０１内へ供給される。
有機系原料は、液体金属原料タンク３１０に液体金属原料３０１として、液体状態で収容されている。不活性ガスであるキャリアガスがガス供給管３１１から、ＭＦＣ３１２およびバルブ３１３を介して液体金属原料タンク３１０内に供給される。また、液体金属原料タンク３１０の外側には当該液体金属原料タンク３１０の温度を調整する温度調整機構（例えば、ジャケットヒータによる加熱やペルチェ素子による冷却等）が設けれており、液体金属原料タンク３１０に供給された液体金属原料を温度調整機構により所定の温度にすること、またはキャリアガスとなる不活性ガスの供給流量を所定の流量とすること、もしくは温度調整機構と不活性ガスの供給流量の両方とを調整することにより、所定の流量で原料ガスがガス供給管３１５に流れるようにしている。本明細書において、「原料ガス」という言葉を用いた場合は、「液体状態である原料ガス」を意味する場合、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、それらの両方を意味する場合がある。
ガス供給管３３５からは、処理ガス（反応ガス）として、例えば、酸素（Ｏ）含有ガスが、ノズル４２０を介して処理室２０１内へ供給される。酸素含有ガスは、液体原料３０２として液体原料タンク３３０に液体状態で収容されている。キャリアガスがガス供給管３３１から、ＭＦＣ３３２およびバルブ３３３を介して液体原料タンク３３０内に供給されることにより液体原料３０２が気化される。そして、気化ガスとしての酸素含有ガスがガス供給管３３５へ供給される。本明細書において、反応ガス（酸素含有ガス）という言葉を用いた場合は、「液体状態である反応ガス（酸素含有ガス）」を意味する場合、「気体状態である反応ガス（酸素含有ガス）」を意味する場合、または、それらの両方を意味する場合がある。
ガス供給管５１０からは、不活性ガスが、ＭＦＣ５１２バルブ５１４、ガス供給管５１６，ノズル４２０を介して反応管２０３の内部の処理室２０１内へ供給される。
制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、図４に示したように、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１２１ｅ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 Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置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等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。
プロセスレシピは、後述する成膜処理における各手順をコントローラ１２１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。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。
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、それら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１２１ｄは、上述のＭＦＣ３１２，３３２，５１２、バルブ３１３，３１４，３１７，３１８，３２１，３２２，３３３，３３４，５１４、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４４、温度センサ２６３、ヒータ２０７、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、シャッタ開閉機構１１５ｓ等に接続されている。
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、ＭＦＣ３１２，３３２，５１２による各種ガスの流量調整動作、バルブ３１３、３１４，３１７，３１８、３２１，３２２、３３３、３３４、５１４の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４２の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４２による圧力調整動作、真空ポンプ２４４の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、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という言葉を用いた場合は、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、それらの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）基板処理工程（成膜工程）
次に、図１乃至図４を用いて説明した基板処理装置を用いた半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に、金属酸化膜を形成する工程の一例について説明する
。金属酸化膜を形成する工程は、上述した基板処理装置１０の処理炉２０２を用いて実行される。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１２１により制御される。
次に、図１乃至図４を用いて説明した基板処理装置を用いた半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に、金属酸化膜を形成する工程の一例について説明する
。金属酸化膜を形成する工程は、上述した基板処理装置１０の処理炉２０２を用いて実行される。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１２１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。
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図５に示したフロー図及び図６のタイムチャートを参照して、詳細に説明する。
（プロセス条件設定）：Ｓ５０１
まず、コントローラ１２１のＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃに格納されているプロセスレシピ及び関連するデータベースを読み込んで、プロセス条件を設定する。
まず、コントローラ１２１のＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃに格納されているプロセスレシピ及び関連するデータベースを読み込んで、プロセス条件を設定する。
（ウエハ搬入）：Ｓ５０２
複数枚のウエハ２００を処理室２０１内に搬入（ボートロード）する。具体的には、複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）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を介して反応管２０３の下端開口を閉塞した状態となる。
複数枚のウエハ２００を処理室２０１内に搬入（ボートロード）する。具体的には、複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）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を介して反応管２０３の下端開口を閉塞した状態となる。
（圧力・温度調整）：Ｓ５０３
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２４４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２４２がフィードバック制御される（圧力調整）。真空ポンプ２４４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。
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２４４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２４２がフィードバック制御される（圧力調整）。真空ポンプ２４４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２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電量がフィードバック制御される（温度調整）。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。
（成膜ステップ）：Ｓ５０４
その後、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この順で所定回数行う。各ステップにおけるガスの供給のタイミングについて、図6のタイミングチャートを用いて説明する。
その後、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この順で所定回数行う。各ステップにおけるガスの供給のタイミングについて、図6のタイミングチャートを用いて説明する。
（原料ガス供給ステップ）：Ｓ５０４１
バルブ３１３を開いてＭＦＣで流量が制御されたキャリアガスをガス供給管３１１から液体金属原料３０１を収容している液体金属原料タンク３１０の内部に供給する。これにより液体金属原料タンク３１０の内部で発生した原料ガスを、バルブ３１４，３１８を開き、ガス供給管３１５内に流す。原料ガスは、気化しにくく、分解しやすい特性を有している。
バルブ３１３を開いてＭＦＣで流量が制御されたキャリアガスをガス供給管３１１から液体金属原料３０１を収容している液体金属原料タンク３１０の内部に供給する。これにより液体金属原料タンク３１０の内部で発生した原料ガスを、バルブ３１４，３１８を開き、ガス供給管３１５内に流す。原料ガスは、気化しにくく、分解しやすい特性を有している。
ガス供給管３１５内を流れた原料ガスは、ガス供給管５１６を通ってノズル４２０に達し、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２０１内へ流出する（図６の１ｓｔサイクルにおける原料ガスがオンの６０１に対応）。処理室２０１内へ流出した原料ガスは、ボート２１７に積載されたウエハ２００の間を通って排気管２４１の側に流れることにより、ウエハ２００に対して原料ガスが供給される。
このときＡＰＣバルブ２４２を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１～１２００Ｐａ、好ましくは１０～１００Ｐａ、より好ましくは４０～６０Ｐａの範囲内の（所定の）圧力に設定する。圧力が１２００Ｐａより高いと後述する残留ガス除去が十分に行われない場合があり、圧力が１Ｐａより低いと、原料ガスの反応速度を十分に得られない可能性がある。なお、本明細書では、数値の範囲として、例えば１～１２００Ｐａと記載した場合は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味しており、１Ｐａ以上１２００Ｐａ以下を意味する。圧力のみならず、本明細書に記載される他の全ての数値についても同様である。
原料ガスの供給流量は、例えば０．００８～０．３ｓｌｍの範囲内の（所定の）流量とする。ＭＦＣ５２２で制御するキャリアガスの供給流量は、例えば０．１～４０ｓｌｍの範囲内の（所定の）流量とする。原料ガスをウエハ２００に対して供給するガス供給時間（照射時間）は、例えば０．１～６０秒の範囲内の（所定の）時間とする。
このときのヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度（第１の温度）が、例えば５５～２５０℃、好ましくは５５～１３０℃、より好ましくは７０～１００℃の範囲内の（所定の）温度となるような温度に設定する。温度が１３０℃より高いと原料ガスが熱分解して粉化し、粉化した副生成物を膜中に取り込みやすくなる可能性があり、その他のプロセス条件との兼ね合いにもよるが、温度が２５０℃より高いと液体状態の原料ガスであっても分解してしまう可能性がある。処理室２０１に原料ガスを供給するガス供給管５１０を液体金属原料タンク３１０の温度（例えば４０℃）よりも高くするようにしてもよい。このようにすることで、ガス供給管５１０内で原料ガスの液化を防止することが可能となる。
このとき処理室２０１内に流しているガスは、原料ガスである。原料ガスの供給により、ウエハ２００上に金属を含む金属含有層が形成される。
（原料ガス除去ステップ）：Ｓ５０４２
一定の時間原料ガスを処理室２０１の内部に供給した後、バルブ３１８を閉じて原料ガスの供給を停止する。このとき、排気管２４１のＡＰＣバルブ２４２は開いたままとして、真空ポンプ２４４により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応又は上記した金属含有層の形成に寄与した後の原料ガスを処理室２０１内から排除する。
一定の時間原料ガスを処理室２０１の内部に供給した後、バルブ３１８を閉じて原料ガスの供給を停止する。このとき、排気管２４１のＡＰＣバルブ２４２は開いたままとして、真空ポンプ２４４により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応又は上記した金属含有層の形成に寄与した後の原料ガスを処理室２０１内から排除する。
また、バルブ３１８を閉じた後にバルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内に不活性ガスを流す。ガス供給管５１０内を流れる不活性ガスは、ＭＦＣ５１２により流量を調整される。流量調整された不活性ガスは、ガス供給管５１６を通ってノズル４２０に達し、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１内へ供給され（図６の１ｓｔサイクルにおける不活性ガス（処理室２０１）がオンの６１１に対応）、排気管２４１から排気される。
不活性ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内に残留する未反応又は上記した金属含有層の形成に寄与した後の原料ガスを処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。
さらに、バルブ３１８を閉じた後、バルブ３１３と３１４とを閉じてバルブ３１７を開き、更にバイパス配管３２０のバルブ３２１と３２２とを開く。これにより、ガス供給管３１１から供給された不活性ガスが、ＭＦＣ３１２で流量が調整された状態でガス供給管３１６を通ってガス供給管３１５からバイパス配管３２０に流れ、排気管２４３から真空ポンプ２４４によって排気される（図６の１ｓｔサイクルにおける不活性ガス（ガス供給管３１５－バイパス配管３２０）がオンの６２１の状態に対応）。
このようにガス供給管３１１から供給された不活性ガスをバイパス配管３２０を通して排気することにより、ガス供給管３１５の内部に残留した原料ガスの成分も一緒にバイパス配管３２０を通して排気し除去することができる。これにより、原料ガス供給ステップ（Ｓ５０４１）を終えた段階においてガス供給管３１５の内部でバルブ３１４と３１８との間に残留した原料ガス成分が、次のサイクルで原料ガスを供給するときに再液化・熱分解することにより処理室２０１内に運ばれて微粒子（パーティクル）となってウエハ２００の表面に付着するのを防止することができる。なお、ガス供給管３１５からバイパス配管３２０に供給される不活性ガス流量を所定時間経過後（例えば、ガス供給時間の３０～７０％）に少なくするようにしてもよい。このようにすることで、不活性ガス流量差をつけることで、差圧を作りガス供給管３１５の内部に残留した原料ガスの除去効率を向上させることが可能となる。
なお、ガス供給管３１５からバイパス配管３２０に供給される不活性ガス流量を所定時間経過後に不活性ガスの流量を異ならせるようにすればよい。ガス供給管３１５からバイパス配管３２０に供給される不活性ガス流量を所定時間経過後に不活性ガスの流量を多くしてもよい。この場合にも差圧を作りガス供給管３１５の内部に残留した原料ガスの除去効率を向上させることが可能となる。
ここで、ＭＦＣ３１２により調整するバイパス配管３２０を通って排気する不活性ガスの流量は０．１～１０ｓｌｍの範囲であり、ＭＦＣ５１２により調整するガス供給管５１６を通ってノズル４２０から処理室２０１内へ供給する不活性ガスの流量０．５～３０ｓｌｍよりも少なく設定する。すなわち、バイパス配管３２０へ供給する不活性ガスの流量を、処理室２０１へ供給する不活性ガスの流量よりも少なくする。これにより、バイパス配管３２０を通って排気する不活性ガスが処理室２０１内へ回り込んで、処理室２０１に残留する原料ガスの排出を阻害するのを防止することが可能となる。また、処理室２０１に残留する原料ガスがバイパス配管３２０に逆流するのを防止することが可能となる。
（反応ガス供給ステップ）：Ｓ５０４３
次に、ＭＦＣ３１２と５１２により不活性ガスを所定の時間流した後、バルブ３１７と５１４とを閉じてバルブ３３３と３２４を開く。
次に、ＭＦＣ３１２と５１２により不活性ガスを所定の時間流した後、バルブ３１７と５１４とを閉じてバルブ３３３と３２４を開く。
バルブ３３３を開くことにより、図示していないガス供給源からガス供給管３３１を通
って不活性ガスが流れ、ＭＦＣ３３２で流量が調整された状態で、液体原料３０２が収容されている液体原料タンク３３０に供給される。
って不活性ガスが流れ、ＭＦＣ３３２で流量が調整された状態で、液体原料３０２が収容されている液体原料タンク３３０に供給される。
液体原料タンク３３０にキャリアガスを供給する事により液体原料３０２であから発生した反応ガスである酸素含有ガスは、バルブ３３４を通ってガス供給管３３５からノズル４１０に達し、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２０１内に供給される（図６の１ｓｔサイクルにおける酸素含有ガスがオンの６３１の状態に対応）。
酸素含有ガスを流すときは、ＡＰＣバルブ２４２を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１～１２００Ｐａ、好ましくは１０～１００Ｐａ、より好ましくは３０～５０Ｐａの範囲内の（所定の）圧力とする。圧力１２００Ｐａより高いと後述する残留ガス除去が十分に行われない場合があり、圧力が１Ｐａより低いと、十分な成膜レートが得られない可能性がある。
酸素ガスの供給流量は、例えば１～８０ｓｌｍ、好ましくは５～４０ｓｌｍ、より好ましくは１０～３０ｓｌｍの範囲内の（所定の）流量とする。流量は多いほど原料ガスに由来する不純物の金属酸化膜中への取り込みを減らすことができるため好ましいが、４０ｓｌｍより多いと後述する残留ガス除去が十分に行われない場合がある。
このとき処理室２０１内に流しているガスは、酸素含有ガスである。酸素含有ガスは、原料ガス供給ステップでウエハ２００上に形成された金属含有層と反応し、ウエハ２００上に金属と酸素とを含む金属酸化層が形成される。
（反応ガス除去ステップ）：Ｓ５０４４
金属酸化層が形成された後、バルブ３３３と３３４を閉じて、酸素含有ガスの供給を停止する。
金属酸化層が形成された後、バルブ３３３と３３４を閉じて、酸素含有ガスの供給を停止する。
次に、バルブ５１４を開いて、図示していないガス供給源から供給される不活性ガスをガス供給管５１０を通し、ＭＦＣ５１２で流量を調整した状態でガス供給管５１６を通ってノズル４２０に送り、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２０１内へ供給する（図６の１ｓｔサイクルにおける不活性ガス（処理室２０１）ガスがオンの６１２に対応）。この供給された不活性ガスと一緒に、処理室２０１内に残留する未反応もしくは金属酸化層形成に寄与した後の酸素含有ガスを処理室２０１内から排除する。
（所定回数実施）：Ｓ５０４５
上記した原料ガス供給ステップ（Ｓ５０４１）、原料ガス除去ステップ（Ｓ５０４２）、反応ガス供給ステップ（Ｓ５０４３）、反応ガス供給ステップ（Ｓ５０４４）を順に行うサイクルを１回以上（所定回数）行うことにより（Ｓ５０４５）、すなわちＳ５０４１からＳ５０４４までの処理を１サイクルとして、これらの処理をｎ１サイクル（ｎ１は１以上の整数）だけ実行することにより、ウエハ２００上に、所定の厚さ（例えば０．０５～１００ｎｍ）の金属酸化膜を形成する。
上記した原料ガス供給ステップ（Ｓ５０４１）、原料ガス除去ステップ（Ｓ５０４２）、反応ガス供給ステップ（Ｓ５０４３）、反応ガス供給ステップ（Ｓ５０４４）を順に行うサイクルを１回以上（所定回数）行うことにより（Ｓ５０４５）、すなわちＳ５０４１からＳ５０４４までの処理を１サイクルとして、これらの処理をｎ１サイクル（ｎ１は１以上の整数）だけ実行することにより、ウエハ２００上に、所定の厚さ（例えば０．０５～１００ｎｍ）の金属酸化膜を形成する。
（パージおよび大気圧復帰）：Ｓ５０５
バルブ３１７，３１８、５１４を開き、ガス供給管５１６から不活性ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２４１から排気する。不活性ガスはパージガスとして作用し、これにより処理室２０１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２０１内から除去される（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）。
バルブ３１７，３１８、５１４を開き、ガス供給管５１６から不活性ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２４１から排気する。不活性ガスはパージガスとして作用し、これにより処理室２０１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２０１内から除去される（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）。
（基板搬出）：Ｓ５０６
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、反応管２０３の下端が開口される。そして、処理済のウエハ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（ボートアンロード）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（ウエハディスチャージ）。
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、反応管２０３の下端が開口される。そして、処理済のウエハ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（ボートアンロード）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（ウエハディスチャージ）。
上記した例では、図６のタイムチャートに示したように、ガス供給管３１５とバイパス配管３２０との間に不活性ガスを供給してガス供給管３１５の内部に残留した原料ガスの成分を除去する６２１の処理を各サイクルごとに行っていたが、これを、図７のタイムチャートの７２１に示すように、ｎサイクルごとに行うようにしてもよい。ｎサイクルは、金属酸化膜の形成途中であってもよく、また、金属酸化膜の形成が終わった後であってもよい。
また、図６のタイムチャートに示した例においては、ガス供給管３１５とバイパス配管３２０との間に不活性ガスを供給してガス供給管３１５の内部に残留した原料ガスの成分を除去する６２１の処理を原料ガスの供給６０１の後にだけ行っていたが、これを、図８のタイムチャートの８４１に示すように、酸素含有ガスの供給６３１の後にも行うようにしてもよい。
ただし、これを実現するためには、図１０に示すように、液体原料タンク３３０に対してバルブ３３３よりも外側でバルブ３３４の内側に、ガス供給管３３１とガス供給管３３５を接続するガス供給管３３７を設け、ガス供給管３３７の途中にガス供給管３３７を通る不活性ガスの流れをオン・オフするバルブ３３８が設置されているとともに、ガス供給管３３５の液体原料タンク３３０とバルブ３３４との間において、バイパス配管３３６を接続し、バイパス配管３３６を通る不活性ガスの流れをオン・オフするバルブ３３９を設ける構成とすることが必要になる。
ここで、ＭＦＣ３３２により調整するバイパス配管３３６を通って排気する不活性ガスの流量は０．１～１０ｓｌｍの範囲であり、ＭＦＣ５１２により調整するガス供給管５１６を通ってノズル４２０から処理室２０１内へ供給する不活性ガスの流量０．５～３０ｓｌｍよりも少なく設定する。すなわち、バイパス配管３３６へ供給する不活性ガスの流量を、処理室２０１へ供給する不活性ガスの流量よりも少なくする。これにより、バイパス配管３３６を通って排気する不活性ガスが処理室２０１内へ回り込んで、処理室２０１に残留する反応ガスの排出を阻害するのを防止することが可能となる。また、処理室２０１に残留する反応ガスがバイパス配管３３６に逆流するのを防止することが可能となる。
さらに、図１０に示したような構成を備えたうえで、図９のタイムチャートに示すように、原料ガスの供給６０１の後に、ガス供給管３１５とバイパス配管３２０との間に不活性ガスを供給してガス供給管３１５の内部に残留した原料ガスの成分を除去する処理９２１と、酸素含有ガスの供給６３１の後にもガス供給管３３５とバイパス配管３３６との間に不活性ガスを供給してガス供給管３３５の内部に残留した酸素含有ガスの成分を除去する処理９４１とを、ｎサイクルごとに行うようにしてもよい。ｎサイクルは、金属酸化膜の形成途中であってもよく、また、金属酸化膜の形成が終わった後であってもよい。なお、処理９４１も図８のタイムチャートに示す処理８４１と同様に、バイパス配管３３６へ供給する不活性ガスの流量を、処理室２０１へ供給する不活性ガスの流量よりも少なくする。
また、１サイクルのステップ内における原料ガス供給ステップで、原料ガスの供給と除去を交互に複数回行ってもよい（分割フロー）。１サイクル内に供給する原料ガスの総量を変えずに、分割して供給することにより、金属含有層へ取り込まれる不純物の量を低減することができる。また、１サイクルのステップ内における反応ガス供給ステップで、酸素含有ガスの供給と除去を交互に複数回行ってもよい（分割フロー）。１サイクル内に供給する酸素含有ガスの総量を変えずに、分割して供給することにより、金属含有層との反応を促進することが可能となる。
（３）本実施形態による効果
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。
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）残留ガス除去ステップで、真空排気と不活性ガスパージとを交互に行うことで、残留ガスの除去効率を向上させることが可能となる。
（ｂ）１サイクルのステップ内における原料ガス供給ステップで、原料ガスの供給と除去
を交互に複数回行うことで、形成される層へ取り込まれる不純物の量を低減することが可
能となる。
（ｃ）１サイクルのステップ内における反応ガス供給ステップで、反応ガスの供給と除去
を交互に複数回行うことで、原料ガスの供給により形成された層との反応を促進すること
が可能となる。
（ｄ）残留ガス除去ステップで、不活性ガスの流量差をつけることで差圧を作り残留ガスの除去効率を向上させることが可能となる。
（ｂ）１サイクルのステップ内における原料ガス供給ステップで、原料ガスの供給と除去
を交互に複数回行うことで、形成される層へ取り込まれる不純物の量を低減することが可
能となる。
（ｃ）１サイクルのステップ内における反応ガス供給ステップで、反応ガスの供給と除去
を交互に複数回行うことで、原料ガスの供給により形成された層との反応を促進すること
が可能となる。
（ｄ）残留ガス除去ステップで、不活性ガスの流量差をつけることで差圧を作り残留ガスの除去効率を向上させることが可能となる。
＜本開示の他の実施形態＞
上述の各実施形態は、適宜組み合わせて用いることができる。さらに、本開示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。
上述の各実施形態は、適宜組み合わせて用いることができる。さらに、本開示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、金属元素を用いて金属酸化膜を形成する場合について述べたが、有機系原料を使用して形成する膜であれば、他の膜にも適用可能である。例えば、ジルコニウム酸化膜（ＺｒＯ２）、ハフニウム酸化膜（ＨｆＯ２）、アルミニウム酸化膜（Ａｌ２Ｏ３）、タングステン酸化膜（ＷＯ３）、タンタル酸化膜（Ｔａ２Ｏ５）、チタン酸化膜（ＴｉＯ）等が挙げられる。
有機系原料ガスとしては、例えば、クロロトリ（Ｎ－エチルメチルアミノ）チタン（Ｔｉ[Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３］３Ｃｌ、略称ＴＩＡ）、テトラキスジエチルアミノチタン（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）２］４、略称ＴＤＥＡＴ）、テトラキスジメチルアミノチタン（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称ＴＤＭＡＴ）、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３］４、略称ＴＥＭＡＺ）、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３］４、略称ＴＥＭＡＨ）、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）、略称ＴＭＡ）、ビス（ターシャリブチルイミノ）ビス（ターシャリブチルアミノ）タングステン（（Ｃ４Ｈ９ＮＨ）２Ｗ（Ｃ４Ｈ９Ｎ）２）、タングステンヘキサカルボニル（Ｗ（ＣＯ）６）、ペンタエトキシタンタル（Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５、略称ＰＥＴ）、トリエチルメチルアミノターシャリーブチルイミノタンタル（Ｔａ［ＮＣ（ＣＨ３）３］［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）ＣＨ３］３、略称ＴＢＴＥＭＴ）等を用いることも可能である。
反応ガスとしては、酸素含有ガスとして、例えば、プラズマ励起した酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）水蒸気（Ｈ２Ｏ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、プラズマ励起したＯ２＋Ｈ２の混合ガス等を用いることも可能である。
また、上述の実施形態では、不活性ガスとしては、Ｎ２ガスや、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。
また、金属酸化膜を形成する下地膜としては、適宜、選択可能だが、例えば、アルミニウム（Ａｌ）膜等が挙げられる。
上述の実施の形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型装置である基板処理装置であって、１つの反応管内に処理ガスを供給するノズルが立設され、反応管の下部に排気口が設けられた構造を有する処理炉を用いて成膜する例について説明したが、他の構造を有する処理炉を用いて成膜する場合にも本開示を適用可能である。
例えば、同心円状の断面を有する２つの反応管（外側の反応管をアウタチューブ、内側の反応管をインナチューブと称する）を有し、インナチューブ内に立設されたノズルから、アウタチューブの側壁であって基板を挟んでノズルと対向する位置（線対称の位置）に開口する排気口へ処理ガスが流れる構造を有する処理炉を用いて成膜する場合にも本開示を適用可能である。
また、処理ガスはインナチューブ内に立設されたノズルから供給されるのではなく、インナチューブの側壁に開口するガス供給口から供給されるようにしてもよい。このとき、アウタチューブに開口する排気口は、処理室内に多段に支持（積載）して収容された複数枚の基板が存在する高さに応じて開口していてもよい。また、排気口の形状は穴形状であってもよいし、スリット形状であってもよい。
成膜処理やクリーニング処理に用いられるレシピ（処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）は、処理内容（形成、或いは、除去する膜の種類、組成比、膜質、膜厚、処理手順、処理条件等）に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置１２３を介して記憶装置１２１ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、処理を開始する際、ＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになり、それぞれの場合に適正な処理を行うことができるようになる。また、オペレータの負担（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、処理を迅速に開始できるようになる。
上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の実施形態に限定されず、例えば、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の実施形態に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。これらの場合においても、処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。_
１０ 基板処理装置
１２１ コントローラ
２００ ウエハ
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０３ 反応管
２０７ ヒータ
２４１、２４３ 排気管
２４４ 真空ポンプ
３１０ 液体金属原料タンク
３１１，３１５，３１６，３３５，５１０，５１６ ガス供給管
３１２，３３２，５１２ ＭＦＣ
３１３，３１４，３１７，３１８，３２１，３２２、３３３，３３４，５１４ バルブ
３２０，３３６ バイパス配管
３３０ 液体原料タンク
１２１ コントローラ
２００ ウエハ
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０３ 反応管
２０７ ヒータ
２４１、２４３ 排気管
２４４ 真空ポンプ
３１０ 液体金属原料タンク
３１１，３１５，３１６，３３５，５１０，５１６ ガス供給管
３１２，３３２，５１２ ＭＦＣ
３１３，３１４，３１７，３１８，３２１，３２２、３３３，３３４，５１４ バルブ
３２０，３３６ バイパス配管
３３０ 液体原料タンク
Claims (17)
- 基板を処理する処理室と、
前記処理室と前記処理室の内部を排気するポンプとを接続する排気管を備えた排気部と、
前記処理室内に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記処理室内に第１の不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
前記原料ガス供給部と前記排気部の排気管とを接続するバイパス配管と、を備え、
前記原料ガス供給部は、液体原料タンクと、前記液体原料タンクと前記処理室とを接続する第１のガス供給管と、前記第１のガス供給管の途中にあって前記液体原料タンクに近い側に配置された第１のバルブと、前記第１のガス供給管の途中にあって前記第１のバルブよりも前記処理室に近い側に配置された第２のバルブと、前記液体原料タンクにキャリアガスとしての第２の不活性ガスを第２のガス供給管を通して供給するキャリアガス供給部と、を備え、
前記バイパス配管は、前記原料ガス供給部の前記第１のガス供給管に対して、前記第１のバルブと前記第２のバルブとの間で接続し、前記第１のガス供給管を前記排気管と接続し、
前記第１の不活性ガスの流量を調整する第１の流量調整部と、
前記第２の不活性ガスの流量を調整する第２の流量調整部と、
前記第２の不活性ガスの流量を、前記第１の不活性ガスの流量より少なくなるように前記第１の流量調整部と前記第２の流量調整部とを制御することが可能なように構成される制御部を更に備える基板処理装置。 - 前記排気部は、前記処理室の内部の圧力を調整する圧力調整部を前記排気管の途中に備え、前記バイパス配管は、前記圧力調整部と前記ポンプとの間で前記排気管と接続する請求項１に記載の基板処理装置。
- 前記バイパス配管は、前記原料ガス供給部の前記第１のガス供給管に近い側に第３のバルブを備え、前記排気部の前記排気管に近い側に第４のバルブを備える請求項１又は２に記載の基板処理装置。
- 前記第２のガス供給管と前記第１のガス供給管とを接続して第５のバルブを備えた第３のガス供給管を更に備える請求項３に記載の基板処理装置。
- 前記第１のガス供給管に配置された前記第１のバルブは前記第１のガス供給管が前記第３のガス供給管と接続する部分よりも前記液体原料タンクに近い側に配置され、前記第２のガス供給管は、前記第２のガス供給管が前記第３のガス供給管と接続する部分よりも前記液体原料タンクに近い側に第６のバルブと、を備える請求項４に記載の基板処理装置。
- 前記第１のガス供給管は、前記第２のバルブよりも前記処理室に近い側で、前記処理室に不活性ガスを供給する第４のガス供給管と接続し、前記第４のガス供給管は前記第１のガス供給管と接続する部分に近い側に第７のバルブと、を備える請求項５に記載の基板処理装置。
- 前記処理室に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、前記反応ガス供給部と前記排気部の前記排気管とを接続する第２のバイパス配管と、更に備え
前記反応ガス供給部は、液体原料タンクと、前記液体原料タンクと前記処理室とを接続する第５のガス供給管と、前記第５のガス供給管の途中に配置された第８のバルブを備える請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記反応ガス供給部は、前記液体原料タンクにキャリアガスとしての第３の不活性ガスを第６のガス供給管を通して供給する第２のキャリアガス供給部を備え、前記第６のガス供給管と前記第５のガス供給管とを接続して前記第８のバルブを備えた第７のガス供給管を更に備える請求項７に記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、前記第２の不活性ガスの流量を所定時間経過後に流量を異ならせるように前記第２の流量調整部を制御することが可能である請求項１に記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、前記第２の不活性ガスの流量を所定時間経過後に流量を少なくするように前記第２の流量調整部を制御することが可能である請求項１に記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、前記第２の不活性ガスの流量を所定時間経過後に流量を多くするように前記第２の流量調整部を制御することが可能である請求項１に記載の基板処理装置。
- 前記第１の不活性ガスの流量を調整する第１の流量調整部と、
前記第３の不活性ガスの流量を制御する第３の流量調整部と、を備え、
前記第３の不活性ガスの流量を、前記第１の不活性ガスの流量より少なくなるように前記第１の流量調整部と前記第３の流量調整部とを制御することが可能なように構成される請求項８に記載の基板処理装置。 - 前記原料ガスは有機系原料ガスであり、前記反応ガスは酸素含有ガスである請求項７又は８に記載の基板処理装置。
- 前記原料ガス供給部から前記原料ガスが前記処理室に供給されたのちに、前記第１の不活性ガスを前記処理室を介して前記排気部に排気し、
前記第２の不活性ガスを前記キャリアガス供給部及び前記バイパス配管を介して前記排気部に排気するように前記不活性ガス供給部と前記キャリアガス供給部とを制御することが可能な制御部を備えている請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記基板は、鉛直方向に多段に支持されて前記処理室内に収容される請求項１に記載の基板処理装置。
- 基板を処理する処理室内に原料ガスを供給する第１の工程と、
前記処理室内への前記原料ガスの供給を停止して前記処理室内へ第１の流量調整部により流量を調整して第１の不活性ガスを供給しながら前記処理室の内部をポンプで排気する第２の工程と、
前記処理室内に前記原料ガスを供給する配管に、第２の流量調整部により前記第１の不活性ガスの流量より少ない流量に調整して第２の不活性ガスを供給し、前記原料ガスを供給する配管と、前記処理室と前記ポンプを接続する排気管とを接続するバイパス配管を通して前記原料ガスを供給する配管を排気する第３の工程を行う半導体装置の製造方法。 - 基板を処理する基板処理装置の処理室内に原料ガスを供給する第１の手順と、
前記処理室内への前記原料ガスの供給を停止して前記処理室内へ第１の流量調整部により流量を調整して第１の不活性ガスを供給しながら前記処理室の内部をポンプで排気する第２の手順と、
前記処理室内に前記原料ガスを供給する配管に前記第１の不活性ガスの流量より少ない流量の第２の不活性ガスを供給し、前記原料ガスを供給する配管と前記処理室と前記ポンプを接続する排気管とを接続するバイパス配管を通して前記原料ガスを供給する配管を排気する第３の手順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。
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|---|---|
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006086392A (ja) | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Tokyo Electron Ltd | 半導体製造装置及びそのメンテナンス方法 |
| JP2009016799A (ja) | 2007-06-07 | 2009-01-22 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| WO2017033979A1 (ja) | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
-
2021
- 2021-03-21 JP JP2022510455A patent/JP7329679B2/ja active Active
- 2021-03-21 WO PCT/JP2021/011557 patent/WO2021193480A1/ja active Application Filing
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009016799A (ja) | 2007-06-07 | 2009-01-22 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| WO2017033979A1 (ja) | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
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