半導体装置の製造方法および基板処理装置
【課題】処理室内からの酸化剤の排出時間を短縮し、生産性を向上させる。
【解決手段】基板を収容した処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、処理室内に原料ガスを供給しつつ処理室内を排気する工程と、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、処理室内にパージガスを供給しつつ処理室内を排気することで処理室内の原料ガスを排出する工程と、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、処理室内に酸化剤を供給しつつ処理室内を排気する工程と、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、処理室内にパージガスを供給しつつ処理室内を排気することで処理室内の酸化剤を排出する工程と、を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返す。
【解決手段】基板を収容した処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、処理室内に原料ガスを供給しつつ処理室内を排気する工程と、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、処理室内にパージガスを供給しつつ処理室内を排気することで処理室内の原料ガスを排出する工程と、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、処理室内に酸化剤を供給しつつ処理室内を排気する工程と、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、処理室内にパージガスを供給しつつ処理室内を排気することで処理室内の酸化剤を排出する工程と、を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法およびその工程で好適に用いられる基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により基板上に高誘電率絶縁膜等の薄膜を形成する成膜工程がある。また、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりサイクリックに高誘電率絶縁膜等の薄膜を形成する成膜工程もある（以下、サイクリックＣＶＤ法ともいう）。
【０００３】
これらの成膜工程では、通常、基板を収容した処理室内に原料ガスを供給する工程と、処理室内から原料ガスを排出する工程と、処理室内に酸化剤を供給する工程と、処理室内から酸化剤を排出する工程と、を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返す（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０７１７２３公報
【特許文献２】特開２００４−１５８８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、酸化剤には、処理室内の部材に吸着しやすく脱離しにくいものがあり、このような酸化剤を用いた場合、処理室内からの酸化剤の排出に時間がかかり、生産性の低下に繋がることがあった。特に、酸化剤としてＨ2Ｏガスを用いる場合、Ｈ2Ｏガスは酸化剤の中でも処理室内の部材に吸着しやすく脱離しにくいので、排出に多大な時間を要し、生産性の低下に繋がることがあった。
【０００６】
本発明の目的は、処理室内からの酸化剤の排出時間を短縮し、生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法および基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
基板を収容した処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に原料ガスを供給しつつ前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記原料ガスを排出する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記酸化剤を供給しつつ前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記酸化剤を排出する工程と、
を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返す半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内に酸化剤を供給する酸化剤供給系と、
前記処理室内にパージガスを供給するパージガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを調整する排気コンダクタンス調整部と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記原料ガスを供給しつつ前記処理室内を排気し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記原料ガスを排出し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記酸化剤を供給しつつ前記処理室内を排気し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記酸化剤を排出し、これを１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すように、前記原料ガス供給系、前記酸化剤供給系、前記パージガス供給系、前記排気系、および、前記排気コンダクタンス調整部を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、処理室内からの酸化剤の排出時間を短縮し、生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法および基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のガス供給系を示すレイアウト図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる原料ガス供給、オゾンガス供給、支持台位置変更、排気コンダクタンス変更のタイミングを示すタイミングチャートとしてのシーケンス図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる基板を処理する方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図３，４を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図であり、図４は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。
【００１２】
＜処理室＞
図３，４に示すとおり、本実施形態にかかる基板処理装置は、処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのウェハ２００を処理する処理室２０１が形成されている。
【００１３】
＜支持台＞
処理室２０１内には、ウェハ２００を支持する支持台２０３が設けられている。ウェハ２００が直接触れる支持台２０３の上面には、例えば、石英（ＳｉＯ2）、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などから構成された支持板としてのサセプタ２１７が設けられている。また、支持台２０３には、ウェハ２００を加熱する加熱手段としてのヒータ２０６が内蔵されている。なお、支持台２０３の下端部は、処理容器２０２の底部を貫通している。
【００１４】
処理室２０１の外部には、支持台２０３を昇降させる昇降機構２０７ｂが設けられている。この昇降機構２０７ｂを作動させて支持台２０３を昇降させることにより、サセプタ２１７上に支持されるウェハ２００を昇降させることが可能となっている。支持台２０３は、ウェハ２００の搬送時には図４で示される位置（ウェハ搬送位置）まで下降し、ウェハ２００の処理時には図３で示される位置（ウェハ処理位置）まで上昇する。なお、支持台２０３の下端部の周囲は、ベローズ２０３ａにより覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。
【００１５】
また、処理室２０１の底面（床面）には、例えば３本のリフトピン２０８ｂが鉛直方向に立ち上がるように設けられている。また、支持台２０３（サセプタ２１７も含む）には、かかるリフトピン２０８ｂを貫通させるための貫通孔２０８ａが、リフトピン２０８ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、支持台２０３をウェハ搬送位置まで下降させた時には、図４に示すように、リフトピン２０８ｂの上端部がサセプタ２１７の上面から突出して、リフトピン２０８ｂがウェハ２００を下方から支持するようになっている。また、支持台２０３をウェハ処理位置まで上昇させたときには、図３に示すように、リフトピン２０８ｂはサセプタ２１７の上面から埋没して、サセプタ２１７がウェハ２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０８ｂは、ウェハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
【００１６】
＜ウェハ搬送口＞
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面には、処理室２０１の内外にウェハ２００を搬送するためのウェハ搬送口２５０が設けられている。ウェハ搬送口２５０にはゲートバルブ２５１が設けられており、ゲートバルブ２５１を開くことにより、処理室２０１内と搬送室（予備室）２７１内とが連通するようになっている。搬送室２７１は搬送容器（密閉容器）２７２内に形成されており、搬送室２７１内にはウェハ２００を搬送する搬送ロボット２７３が設けられている。搬送ロボット２７３には、ウェハ２００を搬送する際にウェハ２００を支持する搬送アーム２７３ａが備えられている。支持台２０３をウェハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ２５１を開くことにより、搬送ロボット２７３により処理室２０１内と搬送室２７１内との間でウェハ２００を搬送することが可能となっている。処理室２０１内に搬送されたウェハ２００は、上述したようにリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。なお、搬送室２７１のウェハ搬送口２５０が設けられた側と反対側には、図示しないロードロック室（ロードロックモジュール）が設けられており、搬送ロボット２７３によりロードロック室内と搬送室２７１内との間でウェハ２００を搬送することが可能となっている。ロードロック室は、未処理もしくは処理済ウェハ２００を一時的に収容する予備室として機能する。
【００１７】
＜排気系＞
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面であって、ウェハ搬送口２５０の反対側には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気口２６０が設けられている。排気口２６０には排気チャンバ２６０ａを介して排気管２６１が接続されており、排気管２６１には、処理室２０１内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Auto Pressure Controller）等の圧力調整器２６２、原料回収トラップ２６３、及び真空ポンプ２６４が順に直列に接続されている。
主に、排気口２６０、排気チャンバ２６０ａ、排気管２６１、圧力調整器２６２、原料回収トラップ２６３、真空ポンプ２６４により排気系（排気ライン）が構成される。
【００１８】
＜ガス導入口＞
処理室２０１の上部に設けられる後述のシャワーヘッド２４０の上面（天井壁）には、処理室２０１内に各種ガスを供給するためのガス導入口２１０が設けられている。なお、ガス導入口２１０に接続されるガス供給系の構成については後述する。
【００１９】
＜シャワーヘッド＞
ガス導入口２１０と、ウェハ処理位置におけるウェハ２００との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２４０が設けられている。シャワーヘッド２４０は、ガス導入口２１０から導入されるガスを分散させるための分散板２４０ａと、分散板２４０ａを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台２０３上のウェハ２００の表面に供給するためのシャワー板２４０ｂと、を備えている。分散板２４０ａおよびシャワー板２４０ｂには、複数の通気孔が設けられている。分散板２４０ａは、シャワーヘッド２４０の上面およびシャワー板２４０ｂと対向するように配置されており、シャワー板２４０ｂは、支持台２０３上のウェハ２００と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド２４０の上面と分散板２４０ａとの間、および分散板２４０ａとシャワー板２４０ｂとの間には、それぞれ空間が設けられており、かかる空間は、ガス導入口２１０から供給されるガスを分散させるための第１バッファ空間（分散室）２４０ｃ、および分散板２４０ａを通過したガスを拡散させるための第２バッファ空間２４０ｄとしてそれぞれ機能する。
【００２０】
＜排気ダクト＞
処理室２０１の内壁側面には、段差部２０１ａが設けられている。そして、この段差部２０１ａは、コンダクタンスプレート２０４をウェハ処理位置近傍に保持するように構成されている。コンダクタンスプレート２０４は、内周部にウェハ２００を収容する穴が設けられた１枚のドーナツ状（リング状）をした円板として構成されている。コンダクタンスプレート２０４の外周部には、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口２０４ａが設けられている。排出口２０４ａは、コンダクタンスプレート２０４の外周部がコンダクタンスプレート２０４の内周部を支えることができるよう、不連続に形成される。
【００２１】
一方、支持台２０３の外周部には、ロワープレート２０５が係止している。ロワープレート２０５は、リング状の凹部２０５ｂと、凹部２０５ｂの内側上部に一体的に設けられたフランジ部２０５ａとを備えている。凹部２０５ｂは、支持台２０３の外周部と、処理室２０１の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられている。凹部２０５ｂの底部のうち排気口２６０付近の一部には、凹部２０５ｂ内から排気口２６０側へガスを排出（流通）させるためのプレート排気口２０５ｃが設けられている。フランジ部２０５ａは、支持台２０３の上部外周縁上に係止する係止部として機能する。フランジ部２０５ａが支持台２０３の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート２０５が、支持台２０３の昇降に伴い、支持台２０３と共に昇降されるようになっている。
【００２２】
支持台２０３がウェハ処理位置まで上昇したとき、ロワープレート２０５もウェハ処理位置まで上昇する。その結果、ウェハ処理位置近傍に保持されているコンダクタンスプレート２０４が、ロワープレート２０５の凹部２０５ｂの上面部分を塞ぎ、凹部２０５ｂの内部をガス流路領域とする排気ダクト２５９が形成されることとなる。このとき、排気ダクト２５９（コンダクタンスプレート２０４及びロワープレート２０５）及び支持台２０３によって、処理室２０１内が、排気ダクト２５９よりも上方の処理室上部と、排気ダクト２５９よりも下方の処理室下部と、に仕切られることとなる。なお、コンダクタンスプレート２０４およびロワープレート２０５は、排気ダクト２５９の内壁に堆積する反応生成物をエッチングする場合（セルフクリーニングする場合）を考慮して、高温保持が可能な材料、例えば、耐高温高負荷用石英で構成することが好ましい。
【００２３】
ここで、ウェハ処理時における処理室２０１内のガスの流れについて説明する。 まず、ガス導入口２１０からシャワーヘッド２４０の上部へと供給されたガスは、第１バッファ空間（分散室）２４０ｃを経て分散板２４０ａの多数の孔から第２バッファ空間２４０ｄへと入り、さらにシャワー板２４０ｂの多数の孔を通過して処理室２０１内に供給され、ウェハ２００上に均一に供給される。そして、ウェハ２００上に供給されたガスは、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウェハ２００に接触した後の余剰なガスは、ウェハ２００の外周部に位置する排気ダクト２５９上、すなわちコンダクタンスプレート２０４上を、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れ、コンダクタンスプレート２０４に設けられた排出口２０４ａから、排気ダクト２５９内のガス流路領域内（凹部２０５ｂ内）へと排出される。その後、ガスは排気ダクト２５９内を流れ、プレート排気口２０５ｃを経由して排気口２６０へと排気される。このようにガスを流すことで、処理室２０１下部、すなわち支持台２０３の裏面や処理室２０１の底面側へのガスの回り込みが抑制される。
【００２４】
なお、ウェハ処理時に支持台２０３を下げた状態で、処理室２０１内にガスを流すことも可能である。この場合、コンダクタンスプレート２０４とロワープレート２０５とが離間され、ロワープレート２０５の凹部２０５ｂの上面部分が開放された状態で、ウェハ２００上にガスが供給される。ウェハ２００上に供給されたガスは、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れ、ウェハ２００の外周部に位置するロワープレート２０５のフランジ部２０５ａ上を、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れ、凹部２０５ｂ内へと排出される。その後、ガスは凹部２０５ｂ内を流れ、プレート排気口２０５ｃを経由して排気口２６０へと排気される。
【００２５】
この場合、処理室内の排気コンダクタンスは、支持台２０３がウェハ処理位置まで上昇したときの処理室内の排気コンダクタンスよりも大きくなる。すなわち、支持台２０３の昇降により処理室内の排気コンダクタンスを所望の排気コンダクタンスに調整（設定）することができる。ここで、支持台２０３がウェハ処理位置まで上昇したときの処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとし、支持台２０３がウェハ処理位置とウェハ搬送位置との間の中間位置にあるときの処理室内の排気コンダクタンスを第２の排気コンダクタンスとし、支持台２０３がウェハ搬送位置まで下降したときの処理室内の排気コンダクタンスを第３の排気コンダクタンスとする。この場合、第１の排気コンダクタンスよりも第２の排気コンダクタンスの方が大きく、第２の排気コンダクタンスよりも第３の排気コンダクタンスの方が大きいこととなる。
主に、コンダクタンスプレート２０４、ロワープレート２０５、支持台２０３、および、昇降機構２０７ｂにより、排気コンダクタンス調整（設定）部が構成される。
【００２６】
続いて、上述したガス導入口２１０に接続されるガス供給系の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系（ガス供給ライン）の構成図である。
【００２７】
＜液体原料供給系＞
処理室２０１の外部には、第１液体原料としてのＨｆ（ハフニウム）を含む有機金属液体原料（以下、Ｈｆ原料ともいう）を供給する第１液体原料供給源２２０ｈと、第２液体原料としてのＳｉ（シリコン）を含む有機金属液体原料（以下、Ｓｉ原料ともいう）を供給する第２液体原料供給源２２０ｓが設けられている。第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓは、内部に液体原料を収容（充填）可能なタンク（密閉容器）としてそれぞれ構成されている。
【００２８】
ここで、第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓには、圧送ガス供給管２３７ｈ，２３７ｓがそれぞれ接続されている。圧送ガス供給管２３７ｈ，２３７ｓの上流側端部には、図示しない圧送ガス供給源が接続されている。また、圧送ガス供給管２３７ｈ，２３７ｓの下流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓ内の上部に存在する空間に連通しており、この空間内に圧送ガスを供給するようになっている。なお、圧送ガスとしては、液体原料とは反応しないガスを用いることが好ましく、例えばＮ2ガス等の不活性ガスが好適に用いられる。
【００２９】
また、第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓには、第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓがそれぞれ接続されている。ここで、第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓの上流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓ内に収容した液体原料内に浸されている。また、第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓの下流側端部は、液体原料を気化させる気化部としての気化器２２９ｈ，２２９ｓにそれぞれ接続されている。なお、第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓには、液体原料の供給流量を制御する流量制御手段としての液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）２２１ｈ，２２１ｓと、液体原料の供給を制御する開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１と、がそれぞれ設けられている。なお、開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１は、それぞれ気化器２２９ｈ，２２９ｓの内部に設けられている。
【００３０】
上記構成において、開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１を開くとともに、圧送ガス供給管２３７ｈ，２３７ｓから圧送ガスを供給することにより、第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓから気化器２２９ｈ，２２９ｓへと液体原料を圧送（供給）することが可能となる。
主に、第１液体原料供給源２２０ｈ、圧送ガス供給管２３７ｈ、第１液体原料供給管２１１ｈ、液体流量コントローラ２２１ｈ、バルブｖｈ１により第１液体原料供給系（第１液体原料供給ライン）が構成され、主に、第２液体原料供給源２２０ｓ、圧送ガス供給管２３７ｓ、第２液体原料供給管２１１ｓ、液体流量コントローラ２２１ｓ、バルブｖｓ１により第２液体原料供給系（第２液体原料供給ライン）が構成される。
【００３１】
＜気化部＞
液体原料を気化する気化部としての気化器２２９ｈ，２２９ｓは、液体原料をヒータ２３ｈ，２３ｓで加熱して気化させて原料ガスを発生させる気化室２０ｈ，２０ｓと、この気化室２０ｈ，２０ｓへ液体原料を吐出するまでの流路である液体原料流路２１ｈ，２１ｓと、液体原料の気化室２０ｈ，２０ｓ内への供給を制御する上述の開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１と、気化室２０ｈ，２０ｓにて発生させた原料ガスを後述する第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓへ供給するアウトレットとしての原料ガス供給口２２ｈ，２２ｓと、それぞれを有している。上述の第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓの下流側端部は、それぞれ開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１を介して液体原料流路２１ｈ，２１ｓの上流側端部に接続されている。液体原料流路２１ｈ，２１ｓには、それぞれキャリアガス供給管２４ｈ，２４ｓの下流側端部が接続されており、液体原料流路２１ｈ，２１ｓを介して気化室２０ｈ，２０ｓ内にキャリアガスを供給するように構成されている。キャリアガス供給管２４ｈ，２４ｓの上流側端部には、キャリアガスとしてのＮ2ガスを供給するためのＮ2ガス供給源２３０ｃが接続されている。キャリアガス供給管２４ｈ，２４ｓには、Ｎ2ガスの供給流量を制御する流量制御器としての流量コントローラ（ＭＦＣ）２２５ｈ，２２５ｓと、Ｎ2ガスの供給を制御するバルブｖｈ２，ｖｓ２とが、それぞれ設けられている。
主に、Ｎ2ガス供給源２３０ｃ、キャリアガス供給管２４ｈ，２４ｓ、流量コントローラ２２５ｈ，２２５ｓ、バルブｖｈ２，ｖｓ２によりキャリアガス供給系（キャリアガス供給ライン）が構成される。なお、気化器２２９ｈ，２２９ｓはそれぞれ第１気化部、第２気化部として構成されている。
【００３２】
＜原料ガス供給系＞
上記の気化器２２９ｈ，２２９ｓの原料ガス供給口２２ｈ，２２ｓには、処理室２０１内に原料ガスを供給する第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓの上流側端部がそれぞれ接続されている。第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓの下流側端部は、合流するように一本化して原料ガス供給管２１３となり、一本化した原料ガス供給管２１３は、ガス導入口２１０に接続されている。なお、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓには、処理室２０１内への原料ガスの供給を制御する開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３がそれぞれ設けられている。
【００３３】
上記構成において、気化器２２９ｈ，２２９ｓにて液体原料を気化させて原料ガスを発生させるとともに、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を開くことにより、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓから原料ガス供給管２１３を介して処理室２０１内へ原料ガスを供給することが可能となる。
主に、第１原料ガス供給管２１３ｈ、バルブｖｈ３により、第１原料ガス供給系（第１原料ガス供給ライン）が構成され、主に、第２原料ガス供給管２１３ｓ、バルブｖｓ３により、第２原料ガス供給系（第２原料ガス供給ライン）が構成される。また、第１液体原料供給系、第１気化部、第１原料ガス供給系により第１原料供給系（Ｈｆ原料供給系）が構成され、第２液体原料供給系、第２気化部、第２原料ガス供給系により第２原料供給系（Ｓｉ原料供給系）が構成される。
【００３４】
＜酸化剤供給系＞
また、処理室２０１の外部には、水蒸気（Ｈ2Ｏ）ガスを生成し供給するＨ2Ｏガス供給源２３０ｏが設けられている。Ｈ2Ｏガス供給源２３０ｏには、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏの上流側端部が接続されている。Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏの下流側端部は、原料ガス供給管２１３に合流するように接続されている。すなわち、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏは、酸化剤としてのＨ2Ｏガスを処理室２０１内に供給するように構成されている。なお、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏには、Ｈ2Ｏガスの供給流量を制御する流量制御手段としての流量コントローラ２２１ｏと、Ｈ2Ｏガスの供給を制御する開閉バルブｖｏ３が設けられている。
主に、Ｈ2Ｏガス供給源２３０ｏ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ、流量コントローラ２２１ｏ、開閉バルブｖｏ３により酸化剤供給系（酸化剤供給ライン）が構成される。
【００３５】
＜パージガス供給系＞
また、処理室２０１の外部には、パージガスとしてのＮ2ガスを供給するためのＮ2ガス供給源２３０ｐが設けられている。Ｎ2ガス供給源２３０ｐには、パージガス供給管２１４の上流側端部が接続されている。パージガス供給管２１４の下流側端部は、３本のライン、すなわち、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、及び第３パージガス供給管２１４ｏに分岐している。第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏの下流側端部は、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏの開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３の下流側にそれぞれ接続されている。なお、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏには、Ｎ2ガスの供給流量を制御する流量制御手段としての流量コントローラ２２４ｈ，２２４ｓ，２２４ｏと、Ｎ2ガスの供給を制御する開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４とが、それぞれ設けられている。
主に、Ｎ2ガス供給源２３０ｐ、パージガス供給管２１４、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏ、流量コントローラ２２４ｈ，２２４ｓ，２２４ｏ、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４によりパージガス供給系（パージガス供給ライン）が構成される。
【００３６】
＜ベント（バイパス）系＞
また、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏの開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３の上流側には、第１ベント管２１５ｈ、第２ベント管２１５ｓ、第３ベント管２１５ｏの上流側端部がそれぞれ接続されている。また、第１ベント管２１５ｈ、第２ベント管２１５ｓ、第３ベント管２１５ｏの下流側端部は合流するように一本化してベント管２１５となり、ベント管２１５は排気管２６１の原料回収トラップ２６３よりも上流側に接続されている。第１ベント管２１５ｈ、第２ベント管２１５ｓ、第３ベント管２１５ｏには、ガスの供給を制御するための開閉バルブｖｈ５，ｖｓ５，ｖｏ５がそれぞれ設けられている。
【００３７】
上記構成において、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｈ５，ｖｓ５，ｖｏ５を開くことで、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ内を流れるガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気することが可能となる。
【００３８】
また、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏの開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４よりも上流側であって流量コントローラ２２４ｈ，２２４ｓ，２２４ｏよりも下流側には、第４ベント管２１６ｈ、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｏがそれぞれ接続されている。また、第４ベント管２１６ｈ、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｏの下流側端部は合流するように一本化してベント管２１６となり、ベント管２１６は排気管２６１の原料回収トラップ２６３よりも下流側であって真空ポンプ２６４よりも上流側に接続されている。第４ベント管２１６ｈ、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｏには、ガスの供給を制御するための開閉バルブｖｈ６，ｖｓ６，ｖｏ６がそれぞれ設けられている。
【００３９】
上記構成において、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４を閉じ、開閉バルブｖｈ６，ｖｓ６，ｖｏ６を開くことで、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏ内を流れるＮ2ガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気することが可能となる。なお、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｈ５，ｖｓ５，ｖｏ５を開くことで、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ内を流れるガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気する場合には、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４を開くことにより、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ内にＮ2ガスを導入して、各原料ガス供給管内をパージするように設定されている。また、開閉バルブｖｈ６，ｖｓ６，ｖｏ６は、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４と逆動作を行うように設定されており、Ｎ2ガスを各原料ガス供給管内に供給しない場合には、処理室２０１をバイパスしてＮ2ガスを排気するようになっている。
主に、第１ベント管２１５ｈ、第２ベント管２１５ｓ、第３ベント管２１５ｏ、ベント管２１５、第４ベント管２１６ｈ、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｏ、ベント管２１６、開閉バルブｖｈ５，ｖｓ５，ｖｏ５、開閉バルブｖｈ６，ｖｓ６，ｖｏ６によりベント系（ベントライン）が構成される。
【００４０】
＜コントローラ（制御部）＞
なお、本実施形態にかかる基板処理装置は、基板処理装置の各部の動作を制御する制御部としてのコントローラ２８０を有している。コントローラ２８０は、ゲートバルブ２５１、昇降機構２０７ｂ、搬送ロボット２７３、ヒータ２０６、圧力調整器（ＡＰＣ）２６２、気化器２２９ｈ，２２９ｓ、真空ポンプ２６４、開閉バルブｖｈ１〜ｖｈ６，ｖｓ１〜ｖｓ６，ｖｏ３〜ｖｏ６、液体流量コントローラ２２１ｈ，２２１ｓ、流量コントローラ２２５ｈ，２２５ｓ，２２４ｈ，２２４ｓ，２２１ｏ等の動作を制御する。
【００４１】
（２）基板処理工程
次に、本発明の実施形態にかかる半導体装置の製造工程の一工程として、上述の基板処理装置を用いてサイクリックＣＶＤ法またはＡＬＤ法によりウェハ上に薄膜を形成する基板処理工程について、図５及び図２を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。また、図２は、本発明の実施形態にかかる原料ガス供給、Ｈ2Ｏガス供給、支持台位置変更、排気コンダクタンス変更のタイミングを示すタイミングチャートとしてのシーケンス図である。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ２８０によって制御される。
【００４２】
＜基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）＞
まず、昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図４に示すウェハ搬送位置まで下降させる。そして、ゲートバルブ２５１を開き、処理室２０１と搬送室２７１とを連通させる。そして、搬送ロボット２７３により搬送室２７１内から処理室２０１内へ処理対象のウェハ２００を搬送アーム２７３ａで支持した状態で搬入する（Ｓ１）。処理室２０１内に搬入したウェハ２００は、支持台２０３の上面から突出しているリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。搬送ロボット２７３の搬送アーム２７３ａが処理室２０１内から搬送室２７１内へ戻ると、ゲートバルブ２５１が閉じられる。
【００４３】
続いて、昇降機構２０７を作動させ、支持台２０３を、図３に示すウェハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン２０８ｂは支持台２０３の上面から埋没し、ウェハ２００は、支持台２０３上面のサセプタ２１７上に載置される（Ｓ２）。
【００４４】
＜圧力調整工程（Ｓ３）、昇温工程（Ｓ４）＞
続いて、圧力調整器（ＡＰＣ）２６２により、処理室２０１内の圧力が所定の処理圧力となるように制御する（Ｓ３）。また、ヒータ２０６に供給する電力を調整し、ウェハ２００温度を昇温させウェハ２００の表面温度が所定の処理温度となるように制御する（Ｓ４）。
【００４５】
なお、基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）、圧力調整工程（Ｓ３）、昇温工程（Ｓ４）および後述する基板搬出工程（Ｓ１１）においては、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４を開くことで、処理室２０１内にＮ2ガスを常に流しておく。これにより、ウェハ２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。なお、真空ポンプ２６４は、少なくとも基板搬入工程（Ｓ１）から後述の基板搬出工程（Ｓ１１）までの間は、常に作動させた状態とする。
【００４６】
工程Ｓ１〜Ｓ４と並行して、第１液体原料（Ｈｆ原料）を気化させた第１原料ガス（Ｈｆ原料ガス）を生成（予備気化）させておく。すなわち、開閉バルブｖｈ３を閉じたまま、開閉バルブｖｈ２を開き、気化器２２９ｈへキャリアガスを供給しつつ、開閉バルブｖｈ１を開くとともに、圧送ガス供給管２３７ｈから圧送ガスを供給して、第１液体原料供給源２２０ｈから気化器２２９ｈへ第１液体原料を圧送（供給）し、気化器２２９ｈにて第１液体原料を気化させて第１原料ガスを生成させておく。この予備気化工程では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｈ３を閉じたまま、開閉バルブｖｈ５を開くことにより、第１原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。なお、本実施形態では、第１液体原料（Ｈｆ原料）として、Ｈｆ［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣＨ3］4（以下、Ｈｆ（ＭＭＰ）4と略す。）を用いる。
【００４７】
また、このとき、第２液体原料（Ｓｉ原料）を気化させた第２原料ガス（Ｓｉ原料ガス）も生成（予備気化）させておく。すなわち、開閉バルブｖｓ３を閉じたまま、開閉バルブｖｓ２を開き、気化器２２９ｓへキャリアガスを供給しつつ、開閉バルブｖｓ１を開くとともに、圧送ガス供給管２３７ｓから圧送ガスを供給して、第２液体原料供給源２２０ｓから気化器２２９ｓへ第２液体原料を圧送（供給）し、気化器２２９ｓにて第２液体原料を気化させて第２原料ガスを生成させておく。この予備気化工程では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｓ３を閉じたまま、開閉バルブｖｓ５を開くことにより、第２原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。なお、本実施形態では、第２液体原料（Ｓｉ原料）として、Ｓｉ［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣＨ3］4（以下、Ｓｉ（ＭＭＰ）4と略す。）を用いる。
【００４８】
さらに、このとき、酸化剤としてのＨ2Ｏガスも生成させておくことが好ましい。すなわち、Ｈ2Ｏガス供給源２３０ｏにてＨ2Ｏガスを生成し供給しておく。この際、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｏ３を閉じたまま、開閉バルブｖｏ５を開くことにより、Ｈ2Ｏガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。
【００４９】
気化器２２９ｈ，２２９ｓにて第１原料ガス、第２原料ガスを安定した状態で生成させたり、あるいはＨ2Ｏガス供給源２３０ｏにてＨ2Ｏガスを安定した状態で生成させたりするには所定の時間を要する。すなわち、原料ガスやＨ2Ｏガスの生成初期は原料ガスやＨ2Ｏガスが不安定な状態で供給される。このため、本実施形態では、第１原料ガス、第２原料ガス、Ｈ2Ｏガスを予め生成させておくことで安定供給可能な状態としておき、開閉バルブｖｈ３，ｖｈ５，ｖｓ３，ｖｓ５，ｖｏ３，ｖｏ５の開閉を切り替えることにより、第１原料ガス、第２原料ガス、Ｈ2Ｏガスの流路を切り替える。その結果、開閉バルブの切り替えにより、処理室２０１内への第１原料ガス、第２原料ガス、Ｈ2Ｏガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。
【００５０】
＜原料ガス供給工程（Ｓ６）＞
続いて、開閉バルブｖｈ４，ｖｈ５，ｖｓ４，ｖｓ５を閉じ、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を開いて、処理室２０１内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給を開始する。第１原料ガスおよび第２原料ガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給される。余剰な第１原料ガスおよび第２原料ガスは、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給時には、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内における第１原料ガスおよび第２原料ガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内にＮ2ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００５１】
開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を開き、第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を閉じ、開閉バルブｖｈ４，ｖｈ５，ｖｓ４，ｖｓ５を開いて、処理室２０１内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給を停止する。また、同時に、開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１を閉じて、気化器２２９ｈ，２２９ｓへの第１液体原料および第２液体原料の供給も停止する。
【００５２】
＜パージ工程（Ｓ７）＞
開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を閉じ、処理室２０１内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内へのＮ2ガスの供給を継続して行う（図２のＮ2ガス参照）。Ｎ2ガスは、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内に供給され、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。このようにして、処理室２０１内をＮ2ガスによりパージし、処理室２０１内に残留している第１原料ガスおよび第２原料ガスを除去する。
【００５３】
＜酸化剤供給工程（Ｓ８）＞
処理室２０１内のパージが完了したら、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を閉じ、開閉バルブｖｏ３を開いて、処理室２０１内への酸化剤としてのＨ2Ｏガスの供給を開始する（図２のＨ2Ｏガス参照）。Ｈ2Ｏガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給される。余剰なＨ2Ｏガスや反応副生成物は、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内へのＨ2Ｏガスの供給時には、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ内へのＨ2Ｏガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内におけるＨ2Ｏガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４は開いたままとし、処理室２０１内にＮ2ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００５４】
開閉バルブｖｏ３を開き、Ｈ2Ｏガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を開いて、処理室２０１内へのＨ2Ｏガスの供給を停止する（図２のＨ2Ｏガス参照）。
【００５５】
＜パージ工程（Ｓ９）＞
開閉バルブｖｏ３を閉じ、処理室２０１内へのＨ2Ｏガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内へのＮ2ガスの供給を継続して行う（図２のＮ2ガス参照）。Ｎ2ガスは、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内に供給され、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。このようにして、処理室２０１内をＮ2ガスによりパージし、処理室２０１内に残留しているＨ2Ｏガスや反応副生成物を除去する。
【００５６】
パージ工程（Ｓ９）開始と同時に昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３の降下を開始する。支持台２０３を、図３に示すウェハ処理位置から、ウェハ処理位置とウェハ搬送位置との間の中間位置まで、徐々に降下させる。このとき、コンダクタンスプレート２０４とロワープレート２０５とが分離して離間し、ロワープレート２０５の凹部２０５ｂの上面部分が開放され、処理室内の排気コンダクタンスは、第１の排気コンダクタンスからそれよりも大きな第２の排気コンダクタンスに変更されることとなる。そして、支持台２０３を、ウェハ処理位置とウェハ搬送位置との間の中間位置に所定時間保持する。その後、支持台２０３を、ウェハ処理位置とウェハ搬送位置との間の中間位置からウェハ処理位置まで徐々に上昇させる。このとき、処理室内の排気コンダクタンスは、第２の排気コンダクタンスから第１の排気コンダクタンスに変更される（戻される）こととなる。このように、パージ工程（Ｓ９）は、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で行われ、詳細には、処理室内の排気コンダクタンスを上げながら行われた後、一定に維持した状態で行われ、その後下げながら行われる（図２の支持台位置および排気コンダクタンス参照）。
【００５７】
なお、酸化剤供給工程（Ｓ８）もしくはパージ工程（Ｓ９）と並行して、第１原料ガスおよび第２原料ガスを生成（予備気化）させておく。
【００５８】
＜繰り返し工程（Ｓ１０）＞
そして、工程Ｓ６〜Ｓ９までを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数繰り返すことにより、ウェハ２００上に所望膜厚のハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）薄膜が形成される（薄膜形成工程）。
【００５９】
以上の薄膜形成工程において、酸化剤供給工程（Ｓ８）に続いて、処理室内の排気コンダクタンスを第２の排気コンダクタンスとした状態でパージ工程（Ｓ９）を行うことにより、酸化剤供給工程（Ｓ８）に続くパージ工程（Ｓ９）においては、未反応（余剰）の反応種（Ｈ2Ｏガス）を処理室内から効率的に排出することができる。なお、Ｈ2ＯガスはＯ3ガス等の酸化剤に比べ、処理室内の部材に吸着しやすく脱離しにくいが、本実施形態によれば、パージ工程（Ｓ９）において、排気コンダクタンスを原料ガス供給工程（Ｓ６）、パージ工程（Ｓ７）、酸化剤供給工程（Ｓ８）よりも大きくした状態でパージを行うので、パージ効率を高めることができ、処理室内からのＨ2Ｏガスの排出時間を短縮し、生産性を向上させることができる。
【００６０】
以上のように、パージ工程（Ｓ９）において処理室内の排気コンダクタンスを変更する（大きくする）ことで、ガス置換効率を向上させることができ、パージ時間の短縮が図れ、スループット（生産性）を向上させることが可能となる。
【００６１】
なお、原料ガス供給工程（Ｓ６）では、第１原料ガスと第２原料ガスとを同時に供給する例について説明したが、第１原料ガスと第２原料ガスとは別々に供給してもよい。すなわち、第１原料ガスを供給する第１原料ガス供給工程（Ｓ６ｈ）、パージ工程（Ｓ７ｈ）、第２原料ガスを供給する第２原料ガス供給工程（Ｓ６ｓ）、パージ工程（Ｓ７ｓ）、酸化剤供給工程（Ｓ８）、パージ工程（Ｓ９）を、１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウェハ２００上に所望の膜厚のハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）薄膜を形成するようにしてもよい。この場合、支持台２０３をウェハ処理位置に保持し、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、第１原料ガス供給工程（Ｓ６ｈ）、パージ工程（Ｓ７ｈ）、第２原料ガス供給工程（Ｓ６ｓ）、パージ工程（Ｓ７ｓ）、酸化剤供給工程（Ｓ８）が行われ、支持台２０３を降下させて、処理室内の排気コンダクタンスを第２の排気コンダクタンスとした状態で、パージ工程（Ｓ９）が行われることとなる。
【００６２】
＜基板搬出工程（Ｓ１１）＞
その後、上述した基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）に示した手順とは逆の手順により、所望膜厚のＨｆＳｉＯｘ膜を形成した後のウェハ２００を処理室２０１内から搬送室２７１内へ搬出して、本実施形態にかかる基板処理工程を完了する。
【００６３】
なお、薄膜形成工程をサイクリックＣＶＤ法により行う場合には、処理温度を原料ガスが自己分解する程度の温度帯となるように制御する。この場合、原料ガス供給工程（Ｓ６）においては、原料ガスが自己分解し、基板２００上に１〜数十原子層程度の薄膜が形成される。酸化剤供給工程においては、Ｈ2Ｏガスにより基板２００上に形成された１〜数十原子層程度の薄膜よりＣ、Ｈ等の不純物が除去される。
【００６４】
また、薄膜形成工程をＡＬＤ法により行う場合には、処理温度を原料ガスが自己分解しない程度の温度帯となるように制御する。この場合、原料ガス供給工程においては、原料ガスは基板２００上に吸着する。酸化剤供給工程においては、基板２００上に吸着した原料とＨ2Ｏガスとが反応することにより基板２００上に１原子層未満の薄膜が形成される。なお、このとき、Ｈ2Ｏガスにより薄膜中に混入しようとするＣ、Ｈ等の不純物を脱離させることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態の処理炉にて、サイクリックＣＶＤ法により、基板を処理する際の処理条件としては、例えばＨｆＳｉＯｘ膜を成膜する場合、処理温度：３９０〜４５０℃、処理圧力：５０〜４００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料（Ｓｉ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、酸化剤（Ｈ2Ｏガス）供給流量：１００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。
【００６６】
また、本実施の形態の処理炉にて、ＡＬＤ法により、基板を処理する際の処理条件としては、例えばＨｆＳｉＯｘ膜を成膜する場合、処理温度：２００〜３５０℃、処理圧力：５０〜４００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料（Ｓｉ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、酸化剤（Ｈ2Ｏガス）供給流量：１００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。
【００６７】
なお、上述の実施形態では、第１原料としてＨｆ（ＭＭＰ）4を用いる例について説明したが、第１原料としては、Ｈｆ（ＭＭＰ）4の代わりに、Ｈｆ［ＯＣ（ＣＨ3）3］4（Ｈｆ（ＯｔＢｕ）4）のような有機原料を用いるようにしてもよい。また、上述の実施形態では、第２原料としてＳｉ（ＭＭＰ）4を用いる例について説明したが、第２原料としては、Ｓｉ（ＭＭＰ）4の代わりにＳｉ［ＯＣ2Ｈ5］4（ＴＥＯＳ）のような有機原料を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
２００ ウェハ（基板）
２０１ 処理室
２０３ 支持台
２０４ コンダクタンスプレート
２０５ ロワープレート
２０６ ヒータ
２０７ｂ 昇降機構
２１１ｏ Ｈ2Ｏガス供給管
２１３ｈ 第１原料ガス供給管
２１３ｓ 第２原料ガス供給管
２１４ パージガス供給管
２１７ サセプタ
２６０ 排気口
２６１ 排気管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法およびその工程で好適に用いられる基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により基板上に高誘電率絶縁膜等の薄膜を形成する成膜工程がある。また、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりサイクリックに高誘電率絶縁膜等の薄膜を形成する成膜工程もある（以下、サイクリックＣＶＤ法ともいう）。
【０００３】
これらの成膜工程では、通常、基板を収容した処理室内に原料ガスを供給する工程と、処理室内から原料ガスを排出する工程と、処理室内に酸化剤を供給する工程と、処理室内から酸化剤を排出する工程と、を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返す（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０７１７２３公報
【特許文献２】特開２００４−１５８８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、酸化剤には、処理室内の部材に吸着しやすく脱離しにくいものがあり、このような酸化剤を用いた場合、処理室内からの酸化剤の排出に時間がかかり、生産性の低下に繋がることがあった。特に、酸化剤としてＨ2Ｏガスを用いる場合、Ｈ2Ｏガスは酸化剤の中でも処理室内の部材に吸着しやすく脱離しにくいので、排出に多大な時間を要し、生産性の低下に繋がることがあった。
【０００６】
本発明の目的は、処理室内からの酸化剤の排出時間を短縮し、生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法および基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
基板を収容した処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に原料ガスを供給しつつ前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記原料ガスを排出する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記酸化剤を供給しつつ前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記酸化剤を排出する工程と、
を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返す半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内に酸化剤を供給する酸化剤供給系と、
前記処理室内にパージガスを供給するパージガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを調整する排気コンダクタンス調整部と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記原料ガスを供給しつつ前記処理室内を排気し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記原料ガスを排出し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記酸化剤を供給しつつ前記処理室内を排気し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記酸化剤を排出し、これを１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すように、前記原料ガス供給系、前記酸化剤供給系、前記パージガス供給系、前記排気系、および、前記排気コンダクタンス調整部を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、処理室内からの酸化剤の排出時間を短縮し、生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法および基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のガス供給系を示すレイアウト図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる原料ガス供給、オゾンガス供給、支持台位置変更、排気コンダクタンス変更のタイミングを示すタイミングチャートとしてのシーケンス図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる基板を処理する方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図３，４を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図であり、図４は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。
【００１２】
＜処理室＞
図３，４に示すとおり、本実施形態にかかる基板処理装置は、処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのウェハ２００を処理する処理室２０１が形成されている。
【００１３】
＜支持台＞
処理室２０１内には、ウェハ２００を支持する支持台２０３が設けられている。ウェハ２００が直接触れる支持台２０３の上面には、例えば、石英（ＳｉＯ2）、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などから構成された支持板としてのサセプタ２１７が設けられている。また、支持台２０３には、ウェハ２００を加熱する加熱手段としてのヒータ２０６が内蔵されている。なお、支持台２０３の下端部は、処理容器２０２の底部を貫通している。
【００１４】
処理室２０１の外部には、支持台２０３を昇降させる昇降機構２０７ｂが設けられている。この昇降機構２０７ｂを作動させて支持台２０３を昇降させることにより、サセプタ２１７上に支持されるウェハ２００を昇降させることが可能となっている。支持台２０３は、ウェハ２００の搬送時には図４で示される位置（ウェハ搬送位置）まで下降し、ウェハ２００の処理時には図３で示される位置（ウェハ処理位置）まで上昇する。なお、支持台２０３の下端部の周囲は、ベローズ２０３ａにより覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。
【００１５】
また、処理室２０１の底面（床面）には、例えば３本のリフトピン２０８ｂが鉛直方向に立ち上がるように設けられている。また、支持台２０３（サセプタ２１７も含む）には、かかるリフトピン２０８ｂを貫通させるための貫通孔２０８ａが、リフトピン２０８ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、支持台２０３をウェハ搬送位置まで下降させた時には、図４に示すように、リフトピン２０８ｂの上端部がサセプタ２１７の上面から突出して、リフトピン２０８ｂがウェハ２００を下方から支持するようになっている。また、支持台２０３をウェハ処理位置まで上昇させたときには、図３に示すように、リフトピン２０８ｂはサセプタ２１７の上面から埋没して、サセプタ２１７がウェハ２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０８ｂは、ウェハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
【００１６】
＜ウェハ搬送口＞
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面には、処理室２０１の内外にウェハ２００を搬送するためのウェハ搬送口２５０が設けられている。ウェハ搬送口２５０にはゲートバルブ２５１が設けられており、ゲートバルブ２５１を開くことにより、処理室２０１内と搬送室（予備室）２７１内とが連通するようになっている。搬送室２７１は搬送容器（密閉容器）２７２内に形成されており、搬送室２７１内にはウェハ２００を搬送する搬送ロボット２７３が設けられている。搬送ロボット２７３には、ウェハ２００を搬送する際にウェハ２００を支持する搬送アーム２７３ａが備えられている。支持台２０３をウェハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ２５１を開くことにより、搬送ロボット２７３により処理室２０１内と搬送室２７１内との間でウェハ２００を搬送することが可能となっている。処理室２０１内に搬送されたウェハ２００は、上述したようにリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。なお、搬送室２７１のウェハ搬送口２５０が設けられた側と反対側には、図示しないロードロック室（ロードロックモジュール）が設けられており、搬送ロボット２７３によりロードロック室内と搬送室２７１内との間でウェハ２００を搬送することが可能となっている。ロードロック室は、未処理もしくは処理済ウェハ２００を一時的に収容する予備室として機能する。
【００１７】
＜排気系＞
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面であって、ウェハ搬送口２５０の反対側には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気口２６０が設けられている。排気口２６０には排気チャンバ２６０ａを介して排気管２６１が接続されており、排気管２６１には、処理室２０１内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Auto Pressure Controller）等の圧力調整器２６２、原料回収トラップ２６３、及び真空ポンプ２６４が順に直列に接続されている。
主に、排気口２６０、排気チャンバ２６０ａ、排気管２６１、圧力調整器２６２、原料回収トラップ２６３、真空ポンプ２６４により排気系（排気ライン）が構成される。
【００１８】
＜ガス導入口＞
処理室２０１の上部に設けられる後述のシャワーヘッド２４０の上面（天井壁）には、処理室２０１内に各種ガスを供給するためのガス導入口２１０が設けられている。なお、ガス導入口２１０に接続されるガス供給系の構成については後述する。
【００１９】
＜シャワーヘッド＞
ガス導入口２１０と、ウェハ処理位置におけるウェハ２００との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２４０が設けられている。シャワーヘッド２４０は、ガス導入口２１０から導入されるガスを分散させるための分散板２４０ａと、分散板２４０ａを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台２０３上のウェハ２００の表面に供給するためのシャワー板２４０ｂと、を備えている。分散板２４０ａおよびシャワー板２４０ｂには、複数の通気孔が設けられている。分散板２４０ａは、シャワーヘッド２４０の上面およびシャワー板２４０ｂと対向するように配置されており、シャワー板２４０ｂは、支持台２０３上のウェハ２００と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド２４０の上面と分散板２４０ａとの間、および分散板２４０ａとシャワー板２４０ｂとの間には、それぞれ空間が設けられており、かかる空間は、ガス導入口２１０から供給されるガスを分散させるための第１バッファ空間（分散室）２４０ｃ、および分散板２４０ａを通過したガスを拡散させるための第２バッファ空間２４０ｄとしてそれぞれ機能する。
【００２０】
＜排気ダクト＞
処理室２０１の内壁側面には、段差部２０１ａが設けられている。そして、この段差部２０１ａは、コンダクタンスプレート２０４をウェハ処理位置近傍に保持するように構成されている。コンダクタンスプレート２０４は、内周部にウェハ２００を収容する穴が設けられた１枚のドーナツ状（リング状）をした円板として構成されている。コンダクタンスプレート２０４の外周部には、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口２０４ａが設けられている。排出口２０４ａは、コンダクタンスプレート２０４の外周部がコンダクタンスプレート２０４の内周部を支えることができるよう、不連続に形成される。
【００２１】
一方、支持台２０３の外周部には、ロワープレート２０５が係止している。ロワープレート２０５は、リング状の凹部２０５ｂと、凹部２０５ｂの内側上部に一体的に設けられたフランジ部２０５ａとを備えている。凹部２０５ｂは、支持台２０３の外周部と、処理室２０１の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられている。凹部２０５ｂの底部のうち排気口２６０付近の一部には、凹部２０５ｂ内から排気口２６０側へガスを排出（流通）させるためのプレート排気口２０５ｃが設けられている。フランジ部２０５ａは、支持台２０３の上部外周縁上に係止する係止部として機能する。フランジ部２０５ａが支持台２０３の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート２０５が、支持台２０３の昇降に伴い、支持台２０３と共に昇降されるようになっている。
【００２２】
支持台２０３がウェハ処理位置まで上昇したとき、ロワープレート２０５もウェハ処理位置まで上昇する。その結果、ウェハ処理位置近傍に保持されているコンダクタンスプレート２０４が、ロワープレート２０５の凹部２０５ｂの上面部分を塞ぎ、凹部２０５ｂの内部をガス流路領域とする排気ダクト２５９が形成されることとなる。このとき、排気ダクト２５９（コンダクタンスプレート２０４及びロワープレート２０５）及び支持台２０３によって、処理室２０１内が、排気ダクト２５９よりも上方の処理室上部と、排気ダクト２５９よりも下方の処理室下部と、に仕切られることとなる。なお、コンダクタンスプレート２０４およびロワープレート２０５は、排気ダクト２５９の内壁に堆積する反応生成物をエッチングする場合（セルフクリーニングする場合）を考慮して、高温保持が可能な材料、例えば、耐高温高負荷用石英で構成することが好ましい。
【００２３】
ここで、ウェハ処理時における処理室２０１内のガスの流れについて説明する。 まず、ガス導入口２１０からシャワーヘッド２４０の上部へと供給されたガスは、第１バッファ空間（分散室）２４０ｃを経て分散板２４０ａの多数の孔から第２バッファ空間２４０ｄへと入り、さらにシャワー板２４０ｂの多数の孔を通過して処理室２０１内に供給され、ウェハ２００上に均一に供給される。そして、ウェハ２００上に供給されたガスは、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウェハ２００に接触した後の余剰なガスは、ウェハ２００の外周部に位置する排気ダクト２５９上、すなわちコンダクタンスプレート２０４上を、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れ、コンダクタンスプレート２０４に設けられた排出口２０４ａから、排気ダクト２５９内のガス流路領域内（凹部２０５ｂ内）へと排出される。その後、ガスは排気ダクト２５９内を流れ、プレート排気口２０５ｃを経由して排気口２６０へと排気される。このようにガスを流すことで、処理室２０１下部、すなわち支持台２０３の裏面や処理室２０１の底面側へのガスの回り込みが抑制される。
【００２４】
なお、ウェハ処理時に支持台２０３を下げた状態で、処理室２０１内にガスを流すことも可能である。この場合、コンダクタンスプレート２０４とロワープレート２０５とが離間され、ロワープレート２０５の凹部２０５ｂの上面部分が開放された状態で、ウェハ２００上にガスが供給される。ウェハ２００上に供給されたガスは、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れ、ウェハ２００の外周部に位置するロワープレート２０５のフランジ部２０５ａ上を、ウェハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れ、凹部２０５ｂ内へと排出される。その後、ガスは凹部２０５ｂ内を流れ、プレート排気口２０５ｃを経由して排気口２６０へと排気される。
【００２５】
この場合、処理室内の排気コンダクタンスは、支持台２０３がウェハ処理位置まで上昇したときの処理室内の排気コンダクタンスよりも大きくなる。すなわち、支持台２０３の昇降により処理室内の排気コンダクタンスを所望の排気コンダクタンスに調整（設定）することができる。ここで、支持台２０３がウェハ処理位置まで上昇したときの処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとし、支持台２０３がウェハ処理位置とウェハ搬送位置との間の中間位置にあるときの処理室内の排気コンダクタンスを第２の排気コンダクタンスとし、支持台２０３がウェハ搬送位置まで下降したときの処理室内の排気コンダクタンスを第３の排気コンダクタンスとする。この場合、第１の排気コンダクタンスよりも第２の排気コンダクタンスの方が大きく、第２の排気コンダクタンスよりも第３の排気コンダクタンスの方が大きいこととなる。
主に、コンダクタンスプレート２０４、ロワープレート２０５、支持台２０３、および、昇降機構２０７ｂにより、排気コンダクタンス調整（設定）部が構成される。
【００２６】
続いて、上述したガス導入口２１０に接続されるガス供給系の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系（ガス供給ライン）の構成図である。
【００２７】
＜液体原料供給系＞
処理室２０１の外部には、第１液体原料としてのＨｆ（ハフニウム）を含む有機金属液体原料（以下、Ｈｆ原料ともいう）を供給する第１液体原料供給源２２０ｈと、第２液体原料としてのＳｉ（シリコン）を含む有機金属液体原料（以下、Ｓｉ原料ともいう）を供給する第２液体原料供給源２２０ｓが設けられている。第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓは、内部に液体原料を収容（充填）可能なタンク（密閉容器）としてそれぞれ構成されている。
【００２８】
ここで、第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓには、圧送ガス供給管２３７ｈ，２３７ｓがそれぞれ接続されている。圧送ガス供給管２３７ｈ，２３７ｓの上流側端部には、図示しない圧送ガス供給源が接続されている。また、圧送ガス供給管２３７ｈ，２３７ｓの下流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓ内の上部に存在する空間に連通しており、この空間内に圧送ガスを供給するようになっている。なお、圧送ガスとしては、液体原料とは反応しないガスを用いることが好ましく、例えばＮ2ガス等の不活性ガスが好適に用いられる。
【００２９】
また、第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓには、第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓがそれぞれ接続されている。ここで、第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓの上流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓ内に収容した液体原料内に浸されている。また、第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓの下流側端部は、液体原料を気化させる気化部としての気化器２２９ｈ，２２９ｓにそれぞれ接続されている。なお、第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓには、液体原料の供給流量を制御する流量制御手段としての液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）２２１ｈ，２２１ｓと、液体原料の供給を制御する開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１と、がそれぞれ設けられている。なお、開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１は、それぞれ気化器２２９ｈ，２２９ｓの内部に設けられている。
【００３０】
上記構成において、開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１を開くとともに、圧送ガス供給管２３７ｈ，２３７ｓから圧送ガスを供給することにより、第１液体原料供給源２２０ｈ、第２液体原料供給源２２０ｓから気化器２２９ｈ，２２９ｓへと液体原料を圧送（供給）することが可能となる。
主に、第１液体原料供給源２２０ｈ、圧送ガス供給管２３７ｈ、第１液体原料供給管２１１ｈ、液体流量コントローラ２２１ｈ、バルブｖｈ１により第１液体原料供給系（第１液体原料供給ライン）が構成され、主に、第２液体原料供給源２２０ｓ、圧送ガス供給管２３７ｓ、第２液体原料供給管２１１ｓ、液体流量コントローラ２２１ｓ、バルブｖｓ１により第２液体原料供給系（第２液体原料供給ライン）が構成される。
【００３１】
＜気化部＞
液体原料を気化する気化部としての気化器２２９ｈ，２２９ｓは、液体原料をヒータ２３ｈ，２３ｓで加熱して気化させて原料ガスを発生させる気化室２０ｈ，２０ｓと、この気化室２０ｈ，２０ｓへ液体原料を吐出するまでの流路である液体原料流路２１ｈ，２１ｓと、液体原料の気化室２０ｈ，２０ｓ内への供給を制御する上述の開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１と、気化室２０ｈ，２０ｓにて発生させた原料ガスを後述する第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓへ供給するアウトレットとしての原料ガス供給口２２ｈ，２２ｓと、それぞれを有している。上述の第１液体原料供給管２１１ｈ、第２液体原料供給管２１１ｓの下流側端部は、それぞれ開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１を介して液体原料流路２１ｈ，２１ｓの上流側端部に接続されている。液体原料流路２１ｈ，２１ｓには、それぞれキャリアガス供給管２４ｈ，２４ｓの下流側端部が接続されており、液体原料流路２１ｈ，２１ｓを介して気化室２０ｈ，２０ｓ内にキャリアガスを供給するように構成されている。キャリアガス供給管２４ｈ，２４ｓの上流側端部には、キャリアガスとしてのＮ2ガスを供給するためのＮ2ガス供給源２３０ｃが接続されている。キャリアガス供給管２４ｈ，２４ｓには、Ｎ2ガスの供給流量を制御する流量制御器としての流量コントローラ（ＭＦＣ）２２５ｈ，２２５ｓと、Ｎ2ガスの供給を制御するバルブｖｈ２，ｖｓ２とが、それぞれ設けられている。
主に、Ｎ2ガス供給源２３０ｃ、キャリアガス供給管２４ｈ，２４ｓ、流量コントローラ２２５ｈ，２２５ｓ、バルブｖｈ２，ｖｓ２によりキャリアガス供給系（キャリアガス供給ライン）が構成される。なお、気化器２２９ｈ，２２９ｓはそれぞれ第１気化部、第２気化部として構成されている。
【００３２】
＜原料ガス供給系＞
上記の気化器２２９ｈ，２２９ｓの原料ガス供給口２２ｈ，２２ｓには、処理室２０１内に原料ガスを供給する第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓの上流側端部がそれぞれ接続されている。第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓの下流側端部は、合流するように一本化して原料ガス供給管２１３となり、一本化した原料ガス供給管２１３は、ガス導入口２１０に接続されている。なお、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓには、処理室２０１内への原料ガスの供給を制御する開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３がそれぞれ設けられている。
【００３３】
上記構成において、気化器２２９ｈ，２２９ｓにて液体原料を気化させて原料ガスを発生させるとともに、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を開くことにより、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓから原料ガス供給管２１３を介して処理室２０１内へ原料ガスを供給することが可能となる。
主に、第１原料ガス供給管２１３ｈ、バルブｖｈ３により、第１原料ガス供給系（第１原料ガス供給ライン）が構成され、主に、第２原料ガス供給管２１３ｓ、バルブｖｓ３により、第２原料ガス供給系（第２原料ガス供給ライン）が構成される。また、第１液体原料供給系、第１気化部、第１原料ガス供給系により第１原料供給系（Ｈｆ原料供給系）が構成され、第２液体原料供給系、第２気化部、第２原料ガス供給系により第２原料供給系（Ｓｉ原料供給系）が構成される。
【００３４】
＜酸化剤供給系＞
また、処理室２０１の外部には、水蒸気（Ｈ2Ｏ）ガスを生成し供給するＨ2Ｏガス供給源２３０ｏが設けられている。Ｈ2Ｏガス供給源２３０ｏには、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏの上流側端部が接続されている。Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏの下流側端部は、原料ガス供給管２１３に合流するように接続されている。すなわち、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏは、酸化剤としてのＨ2Ｏガスを処理室２０１内に供給するように構成されている。なお、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏには、Ｈ2Ｏガスの供給流量を制御する流量制御手段としての流量コントローラ２２１ｏと、Ｈ2Ｏガスの供給を制御する開閉バルブｖｏ３が設けられている。
主に、Ｈ2Ｏガス供給源２３０ｏ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ、流量コントローラ２２１ｏ、開閉バルブｖｏ３により酸化剤供給系（酸化剤供給ライン）が構成される。
【００３５】
＜パージガス供給系＞
また、処理室２０１の外部には、パージガスとしてのＮ2ガスを供給するためのＮ2ガス供給源２３０ｐが設けられている。Ｎ2ガス供給源２３０ｐには、パージガス供給管２１４の上流側端部が接続されている。パージガス供給管２１４の下流側端部は、３本のライン、すなわち、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、及び第３パージガス供給管２１４ｏに分岐している。第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏの下流側端部は、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏの開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３の下流側にそれぞれ接続されている。なお、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏには、Ｎ2ガスの供給流量を制御する流量制御手段としての流量コントローラ２２４ｈ，２２４ｓ，２２４ｏと、Ｎ2ガスの供給を制御する開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４とが、それぞれ設けられている。
主に、Ｎ2ガス供給源２３０ｐ、パージガス供給管２１４、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏ、流量コントローラ２２４ｈ，２２４ｓ，２２４ｏ、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４によりパージガス供給系（パージガス供給ライン）が構成される。
【００３６】
＜ベント（バイパス）系＞
また、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏの開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３の上流側には、第１ベント管２１５ｈ、第２ベント管２１５ｓ、第３ベント管２１５ｏの上流側端部がそれぞれ接続されている。また、第１ベント管２１５ｈ、第２ベント管２１５ｓ、第３ベント管２１５ｏの下流側端部は合流するように一本化してベント管２１５となり、ベント管２１５は排気管２６１の原料回収トラップ２６３よりも上流側に接続されている。第１ベント管２１５ｈ、第２ベント管２１５ｓ、第３ベント管２１５ｏには、ガスの供給を制御するための開閉バルブｖｈ５，ｖｓ５，ｖｏ５がそれぞれ設けられている。
【００３７】
上記構成において、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｈ５，ｖｓ５，ｖｏ５を開くことで、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ内を流れるガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気することが可能となる。
【００３８】
また、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏの開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４よりも上流側であって流量コントローラ２２４ｈ，２２４ｓ，２２４ｏよりも下流側には、第４ベント管２１６ｈ、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｏがそれぞれ接続されている。また、第４ベント管２１６ｈ、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｏの下流側端部は合流するように一本化してベント管２１６となり、ベント管２１６は排気管２６１の原料回収トラップ２６３よりも下流側であって真空ポンプ２６４よりも上流側に接続されている。第４ベント管２１６ｈ、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｏには、ガスの供給を制御するための開閉バルブｖｈ６，ｖｓ６，ｖｏ６がそれぞれ設けられている。
【００３９】
上記構成において、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４を閉じ、開閉バルブｖｈ６，ｖｓ６，ｖｏ６を開くことで、第１パージガス供給管２１４ｈ、第２パージガス供給管２１４ｓ、第３パージガス供給管２１４ｏ内を流れるＮ2ガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気することが可能となる。なお、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｈ５，ｖｓ５，ｖｏ５を開くことで、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ内を流れるガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気する場合には、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４を開くことにより、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ内にＮ2ガスを導入して、各原料ガス供給管内をパージするように設定されている。また、開閉バルブｖｈ６，ｖｓ６，ｖｏ６は、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４と逆動作を行うように設定されており、Ｎ2ガスを各原料ガス供給管内に供給しない場合には、処理室２０１をバイパスしてＮ2ガスを排気するようになっている。
主に、第１ベント管２１５ｈ、第２ベント管２１５ｓ、第３ベント管２１５ｏ、ベント管２１５、第４ベント管２１６ｈ、第５ベント管２１６ｓ、第６ベント管２１６ｏ、ベント管２１６、開閉バルブｖｈ５，ｖｓ５，ｖｏ５、開閉バルブｖｈ６，ｖｓ６，ｖｏ６によりベント系（ベントライン）が構成される。
【００４０】
＜コントローラ（制御部）＞
なお、本実施形態にかかる基板処理装置は、基板処理装置の各部の動作を制御する制御部としてのコントローラ２８０を有している。コントローラ２８０は、ゲートバルブ２５１、昇降機構２０７ｂ、搬送ロボット２７３、ヒータ２０６、圧力調整器（ＡＰＣ）２６２、気化器２２９ｈ，２２９ｓ、真空ポンプ２６４、開閉バルブｖｈ１〜ｖｈ６，ｖｓ１〜ｖｓ６，ｖｏ３〜ｖｏ６、液体流量コントローラ２２１ｈ，２２１ｓ、流量コントローラ２２５ｈ，２２５ｓ，２２４ｈ，２２４ｓ，２２１ｏ等の動作を制御する。
【００４１】
（２）基板処理工程
次に、本発明の実施形態にかかる半導体装置の製造工程の一工程として、上述の基板処理装置を用いてサイクリックＣＶＤ法またはＡＬＤ法によりウェハ上に薄膜を形成する基板処理工程について、図５及び図２を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。また、図２は、本発明の実施形態にかかる原料ガス供給、Ｈ2Ｏガス供給、支持台位置変更、排気コンダクタンス変更のタイミングを示すタイミングチャートとしてのシーケンス図である。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ２８０によって制御される。
【００４２】
＜基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）＞
まず、昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図４に示すウェハ搬送位置まで下降させる。そして、ゲートバルブ２５１を開き、処理室２０１と搬送室２７１とを連通させる。そして、搬送ロボット２７３により搬送室２７１内から処理室２０１内へ処理対象のウェハ２００を搬送アーム２７３ａで支持した状態で搬入する（Ｓ１）。処理室２０１内に搬入したウェハ２００は、支持台２０３の上面から突出しているリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。搬送ロボット２７３の搬送アーム２７３ａが処理室２０１内から搬送室２７１内へ戻ると、ゲートバルブ２５１が閉じられる。
【００４３】
続いて、昇降機構２０７を作動させ、支持台２０３を、図３に示すウェハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン２０８ｂは支持台２０３の上面から埋没し、ウェハ２００は、支持台２０３上面のサセプタ２１７上に載置される（Ｓ２）。
【００４４】
＜圧力調整工程（Ｓ３）、昇温工程（Ｓ４）＞
続いて、圧力調整器（ＡＰＣ）２６２により、処理室２０１内の圧力が所定の処理圧力となるように制御する（Ｓ３）。また、ヒータ２０６に供給する電力を調整し、ウェハ２００温度を昇温させウェハ２００の表面温度が所定の処理温度となるように制御する（Ｓ４）。
【００４５】
なお、基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）、圧力調整工程（Ｓ３）、昇温工程（Ｓ４）および後述する基板搬出工程（Ｓ１１）においては、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３，ｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４を開くことで、処理室２０１内にＮ2ガスを常に流しておく。これにより、ウェハ２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。なお、真空ポンプ２６４は、少なくとも基板搬入工程（Ｓ１）から後述の基板搬出工程（Ｓ１１）までの間は、常に作動させた状態とする。
【００４６】
工程Ｓ１〜Ｓ４と並行して、第１液体原料（Ｈｆ原料）を気化させた第１原料ガス（Ｈｆ原料ガス）を生成（予備気化）させておく。すなわち、開閉バルブｖｈ３を閉じたまま、開閉バルブｖｈ２を開き、気化器２２９ｈへキャリアガスを供給しつつ、開閉バルブｖｈ１を開くとともに、圧送ガス供給管２３７ｈから圧送ガスを供給して、第１液体原料供給源２２０ｈから気化器２２９ｈへ第１液体原料を圧送（供給）し、気化器２２９ｈにて第１液体原料を気化させて第１原料ガスを生成させておく。この予備気化工程では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｈ３を閉じたまま、開閉バルブｖｈ５を開くことにより、第１原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。なお、本実施形態では、第１液体原料（Ｈｆ原料）として、Ｈｆ［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣＨ3］4（以下、Ｈｆ（ＭＭＰ）4と略す。）を用いる。
【００４７】
また、このとき、第２液体原料（Ｓｉ原料）を気化させた第２原料ガス（Ｓｉ原料ガス）も生成（予備気化）させておく。すなわち、開閉バルブｖｓ３を閉じたまま、開閉バルブｖｓ２を開き、気化器２２９ｓへキャリアガスを供給しつつ、開閉バルブｖｓ１を開くとともに、圧送ガス供給管２３７ｓから圧送ガスを供給して、第２液体原料供給源２２０ｓから気化器２２９ｓへ第２液体原料を圧送（供給）し、気化器２２９ｓにて第２液体原料を気化させて第２原料ガスを生成させておく。この予備気化工程では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｓ３を閉じたまま、開閉バルブｖｓ５を開くことにより、第２原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。なお、本実施形態では、第２液体原料（Ｓｉ原料）として、Ｓｉ［ＯＣ（ＣＨ3）2ＣＨ2ＯＣＨ3］4（以下、Ｓｉ（ＭＭＰ）4と略す。）を用いる。
【００４８】
さらに、このとき、酸化剤としてのＨ2Ｏガスも生成させておくことが好ましい。すなわち、Ｈ2Ｏガス供給源２３０ｏにてＨ2Ｏガスを生成し供給しておく。この際、真空ポンプ２６４を作動させつつ、開閉バルブｖｏ３を閉じたまま、開閉バルブｖｏ５を開くことにより、Ｈ2Ｏガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。
【００４９】
気化器２２９ｈ，２２９ｓにて第１原料ガス、第２原料ガスを安定した状態で生成させたり、あるいはＨ2Ｏガス供給源２３０ｏにてＨ2Ｏガスを安定した状態で生成させたりするには所定の時間を要する。すなわち、原料ガスやＨ2Ｏガスの生成初期は原料ガスやＨ2Ｏガスが不安定な状態で供給される。このため、本実施形態では、第１原料ガス、第２原料ガス、Ｈ2Ｏガスを予め生成させておくことで安定供給可能な状態としておき、開閉バルブｖｈ３，ｖｈ５，ｖｓ３，ｖｓ５，ｖｏ３，ｖｏ５の開閉を切り替えることにより、第１原料ガス、第２原料ガス、Ｈ2Ｏガスの流路を切り替える。その結果、開閉バルブの切り替えにより、処理室２０１内への第１原料ガス、第２原料ガス、Ｈ2Ｏガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。
【００５０】
＜原料ガス供給工程（Ｓ６）＞
続いて、開閉バルブｖｈ４，ｖｈ５，ｖｓ４，ｖｓ５を閉じ、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を開いて、処理室２０１内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給を開始する。第１原料ガスおよび第２原料ガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給される。余剰な第１原料ガスおよび第２原料ガスは、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給時には、Ｈ2Ｏガス供給管２１１ｏ内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内における第１原料ガスおよび第２原料ガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内にＮ2ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００５１】
開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を開き、第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を閉じ、開閉バルブｖｈ４，ｖｈ５，ｖｓ４，ｖｓ５を開いて、処理室２０１内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給を停止する。また、同時に、開閉バルブｖｈ１，ｖｓ１を閉じて、気化器２２９ｈ，２２９ｓへの第１液体原料および第２液体原料の供給も停止する。
【００５２】
＜パージ工程（Ｓ７）＞
開閉バルブｖｈ３，ｖｓ３を閉じ、処理室２０１内への第１原料ガスおよび第２原料ガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内へのＮ2ガスの供給を継続して行う（図２のＮ2ガス参照）。Ｎ2ガスは、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内に供給され、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。このようにして、処理室２０１内をＮ2ガスによりパージし、処理室２０１内に残留している第１原料ガスおよび第２原料ガスを除去する。
【００５３】
＜酸化剤供給工程（Ｓ８）＞
処理室２０１内のパージが完了したら、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を閉じ、開閉バルブｖｏ３を開いて、処理室２０１内への酸化剤としてのＨ2Ｏガスの供給を開始する（図２のＨ2Ｏガス参照）。Ｈ2Ｏガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２００上に均一に供給される。余剰なＨ2Ｏガスや反応副生成物は、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内へのＨ2Ｏガスの供給時には、第１原料ガス供給管２１３ｈ、第２原料ガス供給管２１３ｓ内へのＨ2Ｏガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内におけるＨ2Ｏガスの拡散を促すように、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４は開いたままとし、処理室２０１内にＮ2ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００５４】
開閉バルブｖｏ３を開き、Ｈ2Ｏガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、開閉バルブｖｏ３を閉じ、開閉バルブｖｏ４，ｖｏ５を開いて、処理室２０１内へのＨ2Ｏガスの供給を停止する（図２のＨ2Ｏガス参照）。
【００５５】
＜パージ工程（Ｓ９）＞
開閉バルブｖｏ３を閉じ、処理室２０１内へのＨ2Ｏガスの供給を停止した後は、開閉バルブｖｈ４，ｖｓ４，ｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内へのＮ2ガスの供給を継続して行う（図２のＮ2ガス参照）。Ｎ2ガスは、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内に供給され、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。このようにして、処理室２０１内をＮ2ガスによりパージし、処理室２０１内に残留しているＨ2Ｏガスや反応副生成物を除去する。
【００５６】
パージ工程（Ｓ９）開始と同時に昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３の降下を開始する。支持台２０３を、図３に示すウェハ処理位置から、ウェハ処理位置とウェハ搬送位置との間の中間位置まで、徐々に降下させる。このとき、コンダクタンスプレート２０４とロワープレート２０５とが分離して離間し、ロワープレート２０５の凹部２０５ｂの上面部分が開放され、処理室内の排気コンダクタンスは、第１の排気コンダクタンスからそれよりも大きな第２の排気コンダクタンスに変更されることとなる。そして、支持台２０３を、ウェハ処理位置とウェハ搬送位置との間の中間位置に所定時間保持する。その後、支持台２０３を、ウェハ処理位置とウェハ搬送位置との間の中間位置からウェハ処理位置まで徐々に上昇させる。このとき、処理室内の排気コンダクタンスは、第２の排気コンダクタンスから第１の排気コンダクタンスに変更される（戻される）こととなる。このように、パージ工程（Ｓ９）は、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で行われ、詳細には、処理室内の排気コンダクタンスを上げながら行われた後、一定に維持した状態で行われ、その後下げながら行われる（図２の支持台位置および排気コンダクタンス参照）。
【００５７】
なお、酸化剤供給工程（Ｓ８）もしくはパージ工程（Ｓ９）と並行して、第１原料ガスおよび第２原料ガスを生成（予備気化）させておく。
【００５８】
＜繰り返し工程（Ｓ１０）＞
そして、工程Ｓ６〜Ｓ９までを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数繰り返すことにより、ウェハ２００上に所望膜厚のハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）薄膜が形成される（薄膜形成工程）。
【００５９】
以上の薄膜形成工程において、酸化剤供給工程（Ｓ８）に続いて、処理室内の排気コンダクタンスを第２の排気コンダクタンスとした状態でパージ工程（Ｓ９）を行うことにより、酸化剤供給工程（Ｓ８）に続くパージ工程（Ｓ９）においては、未反応（余剰）の反応種（Ｈ2Ｏガス）を処理室内から効率的に排出することができる。なお、Ｈ2ＯガスはＯ3ガス等の酸化剤に比べ、処理室内の部材に吸着しやすく脱離しにくいが、本実施形態によれば、パージ工程（Ｓ９）において、排気コンダクタンスを原料ガス供給工程（Ｓ６）、パージ工程（Ｓ７）、酸化剤供給工程（Ｓ８）よりも大きくした状態でパージを行うので、パージ効率を高めることができ、処理室内からのＨ2Ｏガスの排出時間を短縮し、生産性を向上させることができる。
【００６０】
以上のように、パージ工程（Ｓ９）において処理室内の排気コンダクタンスを変更する（大きくする）ことで、ガス置換効率を向上させることができ、パージ時間の短縮が図れ、スループット（生産性）を向上させることが可能となる。
【００６１】
なお、原料ガス供給工程（Ｓ６）では、第１原料ガスと第２原料ガスとを同時に供給する例について説明したが、第１原料ガスと第２原料ガスとは別々に供給してもよい。すなわち、第１原料ガスを供給する第１原料ガス供給工程（Ｓ６ｈ）、パージ工程（Ｓ７ｈ）、第２原料ガスを供給する第２原料ガス供給工程（Ｓ６ｓ）、パージ工程（Ｓ７ｓ）、酸化剤供給工程（Ｓ８）、パージ工程（Ｓ９）を、１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウェハ２００上に所望の膜厚のハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）薄膜を形成するようにしてもよい。この場合、支持台２０３をウェハ処理位置に保持し、処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、第１原料ガス供給工程（Ｓ６ｈ）、パージ工程（Ｓ７ｈ）、第２原料ガス供給工程（Ｓ６ｓ）、パージ工程（Ｓ７ｓ）、酸化剤供給工程（Ｓ８）が行われ、支持台２０３を降下させて、処理室内の排気コンダクタンスを第２の排気コンダクタンスとした状態で、パージ工程（Ｓ９）が行われることとなる。
【００６２】
＜基板搬出工程（Ｓ１１）＞
その後、上述した基板搬入工程（Ｓ１）、基板載置工程（Ｓ２）に示した手順とは逆の手順により、所望膜厚のＨｆＳｉＯｘ膜を形成した後のウェハ２００を処理室２０１内から搬送室２７１内へ搬出して、本実施形態にかかる基板処理工程を完了する。
【００６３】
なお、薄膜形成工程をサイクリックＣＶＤ法により行う場合には、処理温度を原料ガスが自己分解する程度の温度帯となるように制御する。この場合、原料ガス供給工程（Ｓ６）においては、原料ガスが自己分解し、基板２００上に１〜数十原子層程度の薄膜が形成される。酸化剤供給工程においては、Ｈ2Ｏガスにより基板２００上に形成された１〜数十原子層程度の薄膜よりＣ、Ｈ等の不純物が除去される。
【００６４】
また、薄膜形成工程をＡＬＤ法により行う場合には、処理温度を原料ガスが自己分解しない程度の温度帯となるように制御する。この場合、原料ガス供給工程においては、原料ガスは基板２００上に吸着する。酸化剤供給工程においては、基板２００上に吸着した原料とＨ2Ｏガスとが反応することにより基板２００上に１原子層未満の薄膜が形成される。なお、このとき、Ｈ2Ｏガスにより薄膜中に混入しようとするＣ、Ｈ等の不純物を脱離させることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態の処理炉にて、サイクリックＣＶＤ法により、基板を処理する際の処理条件としては、例えばＨｆＳｉＯｘ膜を成膜する場合、処理温度：３９０〜４５０℃、処理圧力：５０〜４００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料（Ｓｉ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、酸化剤（Ｈ2Ｏガス）供給流量：１００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。
【００６６】
また、本実施の形態の処理炉にて、ＡＬＤ法により、基板を処理する際の処理条件としては、例えばＨｆＳｉＯｘ膜を成膜する場合、処理温度：２００〜３５０℃、処理圧力：５０〜４００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料（Ｓｉ（ＭＭＰ）4）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、酸化剤（Ｈ2Ｏガス）供給流量：１００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。
【００６７】
なお、上述の実施形態では、第１原料としてＨｆ（ＭＭＰ）4を用いる例について説明したが、第１原料としては、Ｈｆ（ＭＭＰ）4の代わりに、Ｈｆ［ＯＣ（ＣＨ3）3］4（Ｈｆ（ＯｔＢｕ）4）のような有機原料を用いるようにしてもよい。また、上述の実施形態では、第２原料としてＳｉ（ＭＭＰ）4を用いる例について説明したが、第２原料としては、Ｓｉ（ＭＭＰ）4の代わりにＳｉ［ＯＣ2Ｈ5］4（ＴＥＯＳ）のような有機原料を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
２００ ウェハ（基板）
２０１ 処理室
２０３ 支持台
２０４ コンダクタンスプレート
２０５ ロワープレート
２０６ ヒータ
２０７ｂ 昇降機構
２１１ｏ Ｈ2Ｏガス供給管
２１３ｈ 第１原料ガス供給管
２１３ｓ 第２原料ガス供給管
２１４ パージガス供給管
２１７ サセプタ
２６０ 排気口
２６１ 排気管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容した処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に原料ガスを供給しつつ前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記原料ガスを排出する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記酸化剤を供給しつつ前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記酸化剤を排出する工程と、
を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内に酸化剤を供給する酸化剤供給系と、
前記処理室内にパージガスを供給するパージガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを調整する排気コンダクタンス調整部と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記原料ガスを供給しつつ前記処理室内を排気し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記原料ガスを排出し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記酸化剤を供給しつつ前記処理室内を排気し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記酸化剤を排出し、これを１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すように、前記原料ガス供給系、前記酸化剤供給系、前記パージガス供給系、前記排気系、および、前記排気コンダクタンス調整部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１】
基板を収容した処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に原料ガスを供給しつつ前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記原料ガスを排出する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記酸化剤を供給しつつ前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記酸化剤を排出する工程と、
を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内に酸化剤を供給する酸化剤供給系と、
前記処理室内にパージガスを供給するパージガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを調整する排気コンダクタンス調整部と、
前記処理室内の排気コンダクタンスを第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記原料ガスを供給しつつ前記処理室内を排気し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記原料ガスを排出し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内に前記酸化剤を供給しつつ前記処理室内を排気し、前記処理室内の排気コンダクタンスを前記第１の排気コンダクタンスよりも大きな第２の排気コンダクタンスとした状態で、前記処理室内にパージガスを供給しつつ前記処理室内を排気することで前記処理室内の前記酸化剤を排出し、これを１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すように、前記原料ガス供給系、前記酸化剤供給系、前記パージガス供給系、前記排気系、および、前記排気コンダクタンス調整部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１１９５９３（Ｐ２０１１−１１９５９３Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７７７１２（Ｐ２００９−２７７７１２）
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]