其次，針對本發明較佳實施形態進行說明。
首先，針對本發明較佳實施形態的基板處理裝置較佳使用之原料供應系統進行說明。
如上述，使用液體原料施行成膜等基板處理時，係使用由液體原料氣化呈氣體狀態的原料氣體。為使液體原料氣化，有下述二項重點：(1)提高溫度、(2)降低壓力。但，在半導體裝置之製造步驟中，會因裝置構造、製程條件等而有各種限制，例如禁止過度提高溫度、及過度降低壓力，導致適當氣化管線的製作困難。
如上述，當使用由液體原料氣化呈氣體狀態的原料氣體，在半導體晶圓上施行成膜等處理時，會有在晶圓上發生微粒的問題、或氣化氣體被再液化的問題等、本發明者等針對此項問題進行深入鑽研，結果獲得下述發現。
如圖1所示從使液體原料氣化的氣化器271a起至處理室201的氣體供應配管232a中，設有氣體過濾器272a的基板處理裝置，其中，氣體過濾器272a係可捕捉因氣化器271a氣化不良的液滴與微粒、來自氣體供應配管232a的微粒。另外，從氣化器271a起至處理室201的氣體供應配管232a中設有加熱器150構成可加熱狀態。
然而，當使用氣化器271a較難氣化(蒸氣壓較低)的液體原料時、或所要求的氣化流量較多時，氣體過濾器272a無法完全捕捉微粒、氣化不良液滴。若依此狀態施行成膜，如圖6所示，晶圓200上的微粒會增加。又，亦會成為引發氣體過濾器272a遭孔塞的微粒源。又，若發生孔塞，亦會有必需更換氣體過濾器272a之過濾器的問題。
此處，本發明者等有構思出如圖2所示，在氣化器271a與氣體過濾器272a之間的氣體供應配管232a上設置霧氣過濾器(霧氣抑制器)300。另外，在從氣化器271a起至處理室201的氣體供應配管232a上設有加熱器150，構成可將通過氣體供應配管232a的原料氣體予以加熱。
若參照圖3，霧氣過濾器300係具備有：霧氣過濾器本體350、以及設置於霧氣過濾器本體350外側且覆蓋著霧氣過濾器本體350的加熱器360。
若參照圖4、圖5，霧氣過濾器300的霧氣過濾器本體350係具備有：二端的端部濾板310、340、以及配置於端部濾板310、340間的2種濾板320、330(第1濾板320、第2濾板330)。在上游側的端部濾板310上安裝有接頭312。在下游側的端部濾板340上安裝有接頭342。在端部濾板310及接頭312內形成氣體路徑311。在端部濾板340及接頭342內形成氣體路徑341。接頭312與接頭342(氣體路徑311與氣體路徑341)分別連接於氣體供應配管232a。
2種濾板320、330分別設置複數個，並交錯配置於端部濾板310、340間。濾板320係具備有：平板狀濾板(濾板部)328、與在濾板328外周所設置的外周部329。濾板328僅在其外周附近複數設置孔322。濾板330係具備有：平板狀濾板(濾板部)338、與在濾板338外周所設置的外周部339。濾板338僅在其中心附近(濾板328中有形成孔322的位置之不同位置處)複數設有孔332。霧氣過濾器300係由濾板320與濾板330複數片組合構成。
濾板320與濾板330係除孔322、332的形成位置之外，其餘均為相同或略同形狀。平板狀濾板328與濾板338係俯視呈圓形，除孔322、332的形成位置外，其餘均設為相同形狀或略同形狀。複數孔322係在濾板328的外周側形成描繪同心圓狀。複數孔332係在濾板338中心側形成描繪同心圓狀。此處，由複數孔322所描繪的圓、與由複數孔332所描繪的圓，係半徑不同。具體而言，由複數孔322描繪的圓半徑，較大於由複數孔332描繪圓的半徑。換言之，濾板328中有形成孔322的區域、與濾板338中有形成孔332的區域係不同。各自區域係當濾板320與濾板330呈交錯配置(積層、重疊)時，在其積層方向上設定於互異的位置處。藉此，藉由交錯配置濾板320、330，便從霧氣過濾器300的上游側朝下游側，互異地配置孔322與孔332。即，孔322與孔332係從霧氣過濾器300的上游側朝下游側，配置呈不會相互重疊狀態。
濾板320、330的外周部329、339之厚度，係設定為較大於濾板328、338的厚度。外周部329、339分別利用接觸鄰接的濾板外周部329、339，而在各濾板328、338間形成空間(容後述)。又，外周部329、339係形成於偏離濾板328、338的位置處。即，在外周部329、339的側面、與濾板部328、338的側面之間形成高度差。更具體而言，外周部329、339係其中一面(濾板320與濾板330積層方向的其中一面)，形成從濾板328、338的平面突出狀態，而另一面則形成位於濾板328、338緣部上的狀態。藉此，當濾板320與濾板330積層時，濾板320的外周部329嵌合於濾板330的濾板338之緣部，且濾板330的外周部339嵌合於濾板320的濾板328之緣部，而使濾板320、330相互對位。
藉由交錯配置此種濾板320、330，便形成糾合的複雜氣體路徑370，可提高因氣化不良、再液化而產生的液滴碰撞到經加熱壁面(濾板328、338)的機率。另外，孔322、332的大小係依存於霧氣過濾器本體350內的壓力，較佳係直徑1~3mm。下限值的根據係若孔的大小過小，便會發生堵塞。又，在濾板330中所設置的孔332，亦可將在中心所設置的孔較小於在其周邊的孔。
液體原料由氣化器271a(參照圖2)氣化而呈氣體狀態的原料氣體、及因氣化不良、再液化而產生的液滴，便被從端部濾板310及接頭312內的氣體路徑311被導入於霧氣過濾器本體350內，碰撞到第1片濾板320的平板狀濾板328之中央部421(沒有形成孔322的部位)，然後通過於濾板328外周附近所設置的孔322，再碰撞第2片濾板330的平板狀濾板338之外周部432(沒有形成孔332的部位)，然後通過在濾板338中心附近所設置的孔332，在碰撞第3片濾板320的平板狀濾板328之中央部422(沒有形成孔322的部位)，然後同樣的，依序通過濾板330、320再通過端部濾板340及接頭342內的氣體路徑341，再被從霧氣過濾器本體350中導出，並輸送往下游的氣體過濾器272a(參照圖2)。
霧氣過濾器本體350係利用加熱器360(參照圖3)被從外側加熱。霧氣過濾器本體350係具備有複數濾板320與濾板330，濾板320係具備有平板狀濾板328、與在濾板328外周所設置的外周部329，濾板330係具備有平板狀濾板338、與在濾板338外周所設置的外周部339。因為濾板328與外周部329係一體構成，濾板338與外周部339係一體構成，因而若利用加熱器360從外側加熱霧氣過濾器本體，熱便可效率佳地傳導給平板狀濾板328、338。另外，即便濾板328與外周部329非為一體構成，但若呈完全接觸的狀態，由即便濾板338與外周部339非為一體構成，但若呈完全接觸的狀態，同樣地仍可將來自加熱器360的熱非常有效率地傳導給濾板328、338。
霧氣過濾器本體350，如上述，因為利用複數濾板320與濾板330構成糾合的複雜氣體路徑370，因而能在霧氣過濾器本體350內的壓力損失不會過度提升之情況下，可提高經氣化而呈氣體狀態的原料氣體、及因氣化不良、再液化而產生的液滴，碰撞到經加熱平板狀濾板328、338的機率。所以，因氣化不良、再液化而產生的液滴，在具充分熱量的霧氣過濾器本體350內，一邊碰撞經加熱的平板狀濾板328、338，一邊被再加熱而氣化。
霧氣過濾器本體350的材質較佳係與氣化器271a、配管232a所使用材質為同等及或以上更高熱傳導率的材質。又，較佳亦具有耐腐蝕性。一般的材質係可例如不銹鋼材(SUS)。另外，上述雖濾板320、330分別設置複數個，但濾板320、330係分別只要至少設置一個便可。又，孔322、332雖分別設置複數個，但孔322、332係分別只要至少設置一個便可。
其次，針對使用數值流體力學解析軟體(CFdesign)，施行霧氣過濾器本體350的解析結果進行說明。解析對象的霧氣過濾器本體350之尺寸係設為外徑40mm、全長127mm。
若參照圖7，在對霧氣過濾器本體350依20slm供應30℃的氮(N2)氣體下，依霧氣過濾器本體350的出口側壓力成為13300Pa之條件施行解析。壓力損失係1500Pa(參照圖8)，30℃的N2氣體係第4片濾板(第1片濾板320、第2片濾板330、第3片濾板320、然後第4片濾板330)到達150℃(參照圖9)。解析中，雖與實機條件會有所不同，但依滿足較實際更不利的條件實施。
若在氣化器271a與氣體過濾器272a之間的氣體供應配管232a上設置霧氣過濾器300(參照圖2)，難氣化的液體原料、或氣化流量較多的情況，因氣化不良所產生的液滴會在具充分熱量的霧氣過濾器300內，一邊碰撞濾板320的壁面(濾板328)與濾板330的壁面(濾板338)，一邊被再加熱而氣化。然後，利用處理室201前端最近的氣體過濾器272a捕捉些微殘留的氣化不良液滴、與在氣化器271a、霧氣過濾器300內部所產生的微粒。霧氣過濾器300係具有氣化輔助的功用，可將無存在因氣化不良所產生液滴與微粒的反應氣體供應給處理室201內，俾可執行良質的成膜等處理。又，霧氣過濾器300亦具有氣體過濾器272a的輔助功用，藉由能抑制氣體過濾器272a的過濾器堵塞，便可使氣體過濾器272a免保養、或延長氣體過濾器272a的過濾器更換週期。
如上述，濾板320係具備有平板狀濾板328、與在濾板328的外周所設置外周部329，濾板330係具備有平板狀濾板338、與在濾板338的外周所設置外周部339(參照圖4、5)。又，端部濾板310亦係具備有平板狀濾板318、與在濾板318的外周所設置外周部319，端部濾板340亦係具備有平板狀濾板348、與在濾板348的外周所設置外周部349(參照圖4、5)。所以，在該等外周部329、339、319、349的內側分別形成空間323、333、313、343(參照圖4、5、圖10(A))。另外，端部濾板310、端部濾板340、濾板320及濾板330係藉由各自的外周部319、349、329、339彼此間利用例如熔接相接合而氣密式連接。又，上述霧氣過濾器300雖構成具有濾板320與濾板330狀態，但亦可具有孔形成位置不同的3種以上濾板。
上述實施形態，在空間313、323、333、343中並沒有設置任何構件(參照圖10(A))。然而，若在霧氣過濾器本體350全體的壓力損失容許範圍內，亦可於空間313、323、333、343中填充燒結金屬等。所填充的燒結金屬係可將從霧氣過濾器本體350的外部加熱之熱，有效率傳導的材質，在能填充於空間313、323、333、343中之前提下，就形狀係可為球狀、粒狀、非線形等任何形狀。以下，針對上述實施形態的變化例進行說明。
例如圖10(B)所示，亦可形成將金屬球等球狀燒結金屬314、324、334填充於空間313、323、333(343)中的構造。因為球的大小與壓力損失係具有相關關係，因而可選擇符合目的之大小。
再者，如圖10(C)所示，亦可構成將粒狀燒結金屬315、325、335填充於空間313、323、333(343)中的構造。粒狀係填充較球狀更細之大小者。
再者，如圖11(A)所示，亦可構成將氣體過濾器等所使用的燒結金屬316、326、336，填充於空間313、323、333(343)中。
再者，如圖11(B)所示，亦可構成將氣體過濾器等所使用的燒結金屬326僅填充於空間323中，而在空間313、333、343中沒有任何填充。氣體過濾器所使用的燒結金屬係依照所捕捉微粒的尺寸而決定燒結前的金屬粒徑、纖維形狀。能捕捉更細小微粒的形狀係屬於緻密，壓力損失亦會變大。所以，亦會非填充於所有的空間313、323、333、343中，而是選擇性填充於空間313、323、333、343中之其中一部分空間較為有效的情況。
再者，如圖11(C)所示，藉由在濾板320的平板狀濾板328中，僅在濾板328的外周其中一側(外周側其中一部分的部位)設置孔322，在濾板330的平板狀濾板338中，僅在濾板338的外周另一側(外周側其中一部分的部位、且未與孔322重疊的位置)設置孔332，藉此相較於在濾板328的外周附近設置孔322、在濾板338的中心附近設置孔332的上述實施形態之下，可拉長氣體路徑370。另外，本實施形態中，濾板320與濾板330亦可使用相同物，並依孔不會重疊方式積層。
再者，如圖12(A)所示，霧氣過濾器本體350係具備有：圓筒狀外側容器380、內側構件385、以及在外側容器380與內側構件385之間所形成氣體路徑382內填充的燒結金屬等填充構件386。藉由在外側容器380與內側構件385間所形成的氣體路徑382中，填充燒結金屬等填充構件386，便可使霧氣過濾器本體350全體形成一體形狀，俾能將熱有效率地傳導至內側構件385。外側容器380與內側構件385較佳係使用金屬構件、更佳係使用不銹鋼材(SUS)。
再者，如圖12(B)所示，霧氣過濾器本體350係具備有：圓筒狀外側容器380、內側構件385、以及填充於在外側容器380與內側構件385之間所形成氣體路徑382內的燒結金屬等填充構件386。圖12(A)所示構造者係在外側容器380與內側構件385之間所形成的氣體路徑382全體均被燒結金屬等填充構件386填充，而如圖12(B)所示構造者係在外側容器380與內側構件385之間所形成的氣體路徑382中，於圓筒狀外側容器380的側面389與內側構件385之間有填充著填充構件386，但在圓筒狀外側容器380的上面、下面、與內側構件385之間則未有填充構件386的填充。此情況，霧氣過濾器本體350全體形成一體的形狀，可將熱有效地傳導至內側構件385。外側容器380與內側構件385較佳係使用金屬構件、更佳係不銹鋼材(SUS)。
上述實施形態的變化例中，在空間313、323、333、343、氣體路徑382中所填充的燒結金屬，較佳係使用不銹鋼材(SUS)。此外亦頗適用鎳(Ni)。又，亦可取代燒結金屬，改為使用鐵氟龍(註冊商標)系、陶瓷。
再者，如圖2所示，在氣化器271a與霧氣過濾器300之間設置配管232a，俾將氣化器271a與霧氣過濾器300呈分離設計。因為處理室201係減壓，且霧氣過濾器300較氣化器271a更靠處理室201側設計，因而霧氣過濾器300設置於較氣化器271a更低壓側。因為氣體係朝壓力較低的方向流動，因而藉由氣化器271a與霧氣過濾器300呈分離，便可具有從氣化器271a朝霧氣過濾器300的氣體助走期間。結果，在霧氣過濾器300內能使氣體依更大流速碰撞濾板320、濾板330。
再者，如圖2所示，在氣化器271a的下游側設置霧氣過濾器300，並在其下游側設置氣體過濾器272a，經由配管232a將氣體過濾器272a連接於處理室201。霧氣過濾器300與氣體過濾器272a最好設置於盡可能接近處理室201的位置處。理由係因與從氣化器271a至處理室201的配管232a壓力損失間之關係，藉由設至於接近處理室201的位置，便可降低霧氣過濾器300內的壓力之緣故。藉由將霧氣過濾器300內的壓力設為更低壓力，便可較容易氣化，俾可抑制氣化不良。
以下，針對本發明較佳實施形態的基板處理裝置，參照圖式進行說明。該基板處理裝置一例係就半導體裝置(半導體裝置)為IC(Integrated Circuit，積體電路)的製造方法，且其基板處理步驟係實施成膜步驟的半導體製造裝置。又，以下的說明中，針對基板處理裝置係使用對基板施行氧化、氮化、擴散處理、CVD處理等的批次式直立型裝置(以下有簡稱「處理裝置」的情況)之情況進行說明。
圖13所示係本實施形態的基板處理裝置之直立型處理爐概略構造圖，屬於處理爐202部分的縱剖面；圖14所示係本實施形態的基板處理裝置之直立型處理爐概略構造圖，屬於處理爐202部分的橫截面。圖15所示係圖13所示基板處理裝置設有的控制器構造。
如圖13所示，處理爐202係具有當作加熱手段(加熱機構)的加熱器207。加熱器207係呈圓筒形狀，藉由被當作保持板用的加熱器機座(未圖示)支撐而呈垂直構件安設。在加熱器207的內側設有與加熱器207呈同心圓狀且構成反應容器(處理容器)的反應管203。
在反應管203的下方設有能氣密式阻塞反應管203下端開口之當作爐口蓋體用的密封蓋219。密封蓋219係從垂直方向下側抵接於反應管203的下端。密封蓋219係由例如不銹鋼等金屬構成，形成圓盤狀。在密封蓋219的上面設有抵接於反應管203下端之當作密封構件用的O形環220。在密封蓋219靠處理室201的背側設有使晶舟旋轉的旋轉機構267。旋轉機構267的旋轉軸255貫通密封蓋並連接於後述晶舟217，構成藉由使晶舟217旋轉便使晶圓200旋轉。密封蓋219係構成利用在反應管203外部所設置當作昇降機構之晶舟升降機115而在垂直方向進行昇降，藉此便可對處理室201內進行晶舟217的搬入/搬出。
在密封蓋219上經由當作絕熱構件用之石英蓋218，立設著當作基板保持手段(支撐具)用的晶舟217。石英蓋218係由例如石英、碳化矽等耐熱性材料構成具有當作絕熱部用的機能，且成為保持著晶舟的保持體。晶舟217係由例如石英、碳化矽等耐熱性材料構成，並依水平姿勢且相互中心對齊狀態，整排在管軸方向上呈多層支撐著複數片晶圓200。
在處理室201內且反應管203的下部，依貫通反應管203的方式設置噴嘴249a、噴嘴249b。噴嘴249a、噴嘴249b分別連接著氣體供應管232a、氣體供應管232b。依此，反應管203便設有2支噴嘴249a、249b、與2支氣體供應管232a、232b，構成可對處理室201內供應複數種氣體。又，如後述，氣體供應管232a、氣體供應管232b分別連接著惰性氣體供應管232c、232e等。
在氣體供應管232a中，從上游方向起依序設有：屬於氣化裝置(氣化手段)且將液體原料氣化而生成當作原料氣體用之氣化氣體的氣化器271a、霧氣過濾器300、氣體過濾器272a、屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)241a、及屬於開關閥的閥243a。藉由開啟閥243a，構成將氣化器271a內所生成的氣化氣體，經由噴嘴249a供應給處理室201內。在氣體供應管232a上，於質量流量控制器241a與閥243a之間連接著排氣管線232d(其係已連接於後述排氣管231)。在該排氣管線232d上設有屬於開關閥的閥243d，當將後述原料氣體未供應給處理室201時，便經由閥243d將原料氣體供應給排氣管線232d。藉由關閉閥243a、並開啟閥243d，構成在氣化器271a持續進行氣化氣體生成的狀態下，能停止氣化氣體朝處理室201內的供應。為能安定地生成氣化氣體需要既定時間，但藉由閥243a與閥243d的切換動作，便可依極短時間切換朝處理室201內的氣化氣體供應/停止。又，氣體供應管232a於閥243a的下游側連接著惰性氣體供應管232c。在該惰性氣體供應管232c中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器241c、及屬於開關閥的閥243c。在氣體供應管232a、惰性氣體供應管232c、排氣管線232d中安裝有加熱器150，俾防止再液化。
在氣體供應管232a的前端部連接著上述噴嘴249a。噴嘴249a係在反應管203內壁與晶圓200間的圓弧狀空間中，從反應管203的內壁下部沿上部，朝向晶圓200裝載方向上方呈立起狀態設置。噴嘴249a係構成L形的長型噴嘴。在噴嘴249a的側面設有供應氣體用的氣體供應孔250a。氣體供應孔250a係朝向反應管203的中心呈開口。該氣體供應孔250a係從反應管203的下部起至上部設置複數個，分別具有相同的開口面積，且依相同的開口間距設置。
主要係由氣體供應管232a、排氣管線232d、閥243a、243d、質量流量控制器241a、氣化器271a、霧氣過濾器300、氣體過濾器272a、及噴嘴249a構成第1氣體供應系統。又，主要係由惰性氣體供應管232c、質量流量控制器241c、及閥243c構成第1惰性氣體供應系統。
在氣體供應管232b中從上游方向起依序設有：屬於生成臭氧(O3)氣體之裝置的臭氧產生器500、閥243f、屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)241b、及屬於開關閥的閥243b。氣體供應管232b的上游側連接著供應氧(O2)氣體的未圖示氧氣體供應源。對臭氧產生器500所供應的O2氣體係利用臭氧產生器500形成O3氣體，並供應給處理室201內。在氣體供應管232b中，於臭氧產生器500與閥243f之間連接著排氣管線232g(其係已連接於後述排氣管231)。在該排氣管線232g中設有屬於開關閥的閥243g，當沒有將後述O3氣體供應給處理室201時，便經由閥243g將原料氣體供應給排氣管線232g。藉由關閉閥243f、開啟閥243g，便構成在臭氧產生器500持續進行O3氣體生成的狀態下，可停止朝處理室201內的O3氣體供應。為能安定地精製O3氣體需要既定時間，但藉由閥243f、閥243g的切換動作，便可依極短時間切換朝處理室201內的O3氣體供應/停止。又，氣體供應管232b係在閥243b的下游側連接著惰性氣體供應管232e。在該惰性氣體供應管232e中，從上游方向起依序設有：屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器241e、及屬於開關閥的閥243e。
在氣體供應管232b的前端部連接著上述噴嘴249b。噴嘴249b係在反應管203內壁與晶圓200間的圓弧狀空間中，從反應管203的內壁下部沿上部，朝向晶圓200裝載方向上方呈立起狀態設置。噴嘴249b係構成L形的長型噴嘴。在噴嘴249b的側面設有供應氣體用的氣體供應孔250b。氣體供應孔250b係朝向反應管203的中心呈開口。該氣體供應孔250b係從反應管203的下部起至上部設置複數個，分別具有相同的開口面積，且依相同的開口間距設置。
主要由氣體供應管232b、排氣管線232g、臭氧產生器500、閥243f、243g、243b、質量流量控制器241b、及噴嘴249b構成第2氣體供應系統。又，主要由惰性氣體供應管232e、質量流量控制器241e、及閥243e構成第2惰性氣體供應系統。
從氣體供應管232a將例如鋯原料氣體[即含鋯(Zr)的氣體(含鋯氣體)]當作第1原料氣體，經由氣化器271a、霧氣過濾器300、氣體過濾器272a、質量流量控制器241a、閥243a、及噴嘴249a供應給處理室201內。含鋯氣體係可使用例如四(乙基甲基胺基)鋯(TEMAZ)。四(乙基甲基胺基)鋯(TEMAZ)係常溫常壓下呈液體。
氣體供應管232b被供應含有氧(O)的氣體(含氧氣體)之例如O2氣體，並利用臭氧產生器500形成O3氣體，而氧化氣體(氧化劑)則經由閥243f、質量流量控制器241b、閥243b供應給處理室201內。又，亦可在未利用臭氧產生器500生成O3氣體的情況下，將當作氧化氣體用的O2氣體供應給處理室201內。
從惰性氣體供應管232c、232e，將例如氮(N2)氣體分別經由質量流量控制器241c、241e、閥243c、243e、氣體供應管232a、232b、及噴嘴249a、249b供應給處理室201內。
在反應管203中設有將處理室201內的環境予以排氣的排氣管231。排氣管231經由當作檢測處理室201內之壓力的壓力檢測器(壓力檢測部)用之壓力感測器245、及當作壓力調整器(壓力調整部)用的APC(Auto Pressure Controller，壓力自動控制)閥244，連接於當作真空排氣裝置用的真空泵，構成能施行處理室201內的壓力成為既定壓力(真空度)的真空排氣。又，APC閥244係將閥予以開閉，便可進行處理室201內的真空排氣/停止真空排氣，又調節閥開度便可進行壓力調整的開關閥。主要係由排氣管231、APC閥244、真空泵246、及壓力感測器245構成排氣系統。
在反應管203內設有當作溫度檢測器用的溫度感測器263，俾可根據由溫度感測器263所檢測到的溫度資訊而調整對加熱器207的通電程度，藉此處理室201內的溫度便可成為所需的溫度分佈。溫度感測器263係與噴嘴249a、249b同樣的構成L形，沿反應管203的內壁設置。
屬於控制部(控制手段)的控制器121，係如圖15所示，構成具備有：CPU(Central Processing Unit，中央處理器)121a、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)121b、記憶裝置121c、及I/O埠121d的電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d係構成經由內部匯流排能與CPU121a進行數據交換。控制器121係連接著由例如觸控板等構成的輸出入裝置122。
再者，控制器121可連接著記憶後述程式的外部記憶裝置(記憶媒體)123。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等構成。在記憶裝置121c內可讀出地儲存著控制基板處理裝置動作的控制程式、以及記載著後述基板處理順序、條件等的製程配方等等。又，使外部記憶裝置123記憶著控制程式、製程配方等，藉由將該外部記憶裝置123連接於控制器121，亦可使控制程式、製程配方等儲存於記憶裝置121c中。另外，製程配方係使控制器121執行後述基板處理步驟的各項順序，俾能獲得既定結果的組合，具有程式的機能。以下，將該製程配方、控制程式等亦簡單統稱為「程式」。另外，本說明書中使用「程式」用詞時，係包括有僅含製程配方的情況、僅含控制程式的情況、或含有二者的情況。又，RAM121b係構成暫時性儲存著由CPU121a所讀出程式、數據等的記憶體區域(工作區塊)。
I/O埠121d係連接著：質量流量控制器241a、241b、241c、241e、閥243a、243b、243c、243d、243e、243f、243g、氣化器271a、霧氣過濾器300、臭氧產生器500、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、加熱器150、207、溫度感測器263、晶舟旋轉機構267、及晶舟升降機115等。
CPU121a係從記憶裝置121c讀出控制程式並執行，且配合來自輸出入裝置122的操作指令輸入等，而從記憶裝置121c中讀出製程配方。然後，CPU121a依照所讀出的製程配方，進行例如：由質量流量控制器241a、241b、241c、241e進行的各種氣體之流量調整動作、閥243a、243b、243c、243d、243e、243f、243g的開閉動作、APC閥244的開閉、及根據壓力感測器245的壓力調整動作、加熱器150的溫度調整動作、根據溫度感測器263的加熱器207之溫度調整動作、氣化器271a、霧氣過濾器300(加熱器360)、臭氧產生器500的控制、真空泵246的啟動/停止、晶舟旋轉機構267的旋轉速度調節動作、晶舟升降機115的昇降動作等之控制等等。
其次，針對使用上述基板處理裝置的處理爐，進行半導體裝置(Semiconductor Device)的製造步驟中之一步驟，就在基板上形成絕緣膜的序列例，參照圖16、圖17進行說明。另外，以下說明中，構成基板處理裝置的各部位動作係利用控制器121進行控制。
CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積)法係例如同時供應含有構成所形成膜之複數元素的複數種氣體。又，亦有交錯供應含有構成所形成膜之複數元素的複數種氣體，之成膜方法。
首先，若複數片晶圓200裝填(晶圓補充)於晶舟217中(參照圖16、步驟S101)，便如圖13所示，支撐著複數片晶圓200的晶舟217係利用晶舟升降機115被上舉，並被搬入處理室201內(晶舟裝載)(參照圖16、步驟S102)。在此狀態下，密封蓋219成為經由O形環220將反應管203下端予以密封的狀態。
依處理室201內成為所需壓力(真空度)的方式，利用真空泵246施行真空排氣。此時，處理室201內的壓力係由壓力感測器245測定，並根據該測定的壓力回饋控制APC閥244(壓力調整)(參照圖16、步驟S103)。又，依處理室201內成為所需溫度的方式，利用加熱器207施行加熱。此時，依處理室201內成為所需溫度分佈的方式，根據溫度感測器263所檢測到的溫度資訊，回饋控制對加熱器207的通電程度(溫度調整)(參照圖16、步驟S103)。接著，利用旋轉機構267使晶舟217旋轉便使晶圓200旋轉。
其次，藉由將TEMAZ氣體與O3氣體供應給處理室202內，而施行形成屬於絕緣膜之ZrO膜的絕緣膜形成步驟(參照圖16、步驟S104)。絕緣膜形成步驟係依序施行下述4項步驟。
(絕緣膜形成步驟)<步驟S105>步驟S105(參照圖16、圖17、第1步驟)，首先流通TEMAZ氣體。藉由開啟氣體供應管232a的閥243a，並關閉排氣管線232d的閥243d，TEMAZ氣體便經由氣化器271a、霧氣過濾器300及氣體過濾器272a流入於氣體供應管232a內。在氣體供應管232a內流動的TEMAZ氣體利用質量流量控制器241a進行流量調整。經流量調整過的TEMAZ氣體係從噴嘴249a的氣體供應孔250a供應給處理室201內，且從氣體排氣管231被排氣。此時，同時開啟閥243c，而對惰性氣體供應管232c內流入N2氣體等惰性氣體。在惰性氣體供應管232g內流動的N2氣體係利用質量流量控制器241c進行流量調整。經流量調整過的N2氣體係與TEMAZ氣體一起供應給處理室201內，且從氣體排氣管231被排氣。藉由將TEMAZ氣體供應給處理室201內，便與晶圓200產生反應，而在晶圓200上形成含鋯層。又，在執行步驟S105之前，便控制霧氣過濾器300的加熱器360動作，俾將霧氣過濾器本體350的溫度維持所需溫度。
此時，適當調整APC閥244而將處理室201內的壓力設為例如50~400Pa範圍內的壓力。利用質量流量控制器241a進行控制的TEMAZ氣體供應流量係設為例如0.1~0.5g/分範圍內的流量。TEMAZ氣體曝曬晶圓200的時間[即氣體供應時間(照射時間)]係設為例如30~240秒鐘範圍內的時間。此時，加熱器207的溫度係設定為晶圓200的溫度成為例如150~250℃範圍內的溫度狀態。
<步驟S106>步驟S106(參照圖16、圖17、第2步驟)，在形成含鋯層後，關閉閥243a，並開啟閥243d，而停止朝處理室201內的TEMAZ氣體供應，使TEMAZ氣體朝排氣管線232d流動。此時，在氣體排氣管231的APC閥244呈開啟狀態下，利用真空泵246對處理室201內施行真空排氣，在處理室201內所殘留的未反應或經參與含鋯層形成後的TEMAZ氣體，被從處理室201內排除。又，此時，在閥243c呈開啟狀態下，維持N2氣體朝處理室201內的供應。藉此，可提高將處理室201內所殘留的未反應或經參與含鋯層形成後的TEMAZ氣體，從處理室201內排除的效果。惰性氣體係除N2氣體之外，尚可使用Ar氣體、He氣體、Ne氣體、Xe氣體等稀有氣體。
<步驟S107>步驟S107(參照圖16、圖17、第3步驟)，經去除處理室201內的殘留氣體後，便朝氣體供應管232b內流入O2氣體。在氣體供應管232b內流動的O2氣體，利用臭氧產生器500成為O3氣體。藉由開啟氣體供應管232b的閥243f與閥243b，並關閉排氣管線232g的閥243g，在氣體供應管232b內流動的O3氣體便利用質量流量控制器241b進行流量調整，再從噴嘴249b的氣體供應孔250b供應給處理室201內，且從氣體排氣管231被排氣。此時，同時開啟閥243e，而朝惰性氣體供應管232e內流入N2氣體。N2氣體係與O3氣體一起供應給處理室201內，並從氣體排氣管231被排氣。藉由將O3氣體供應給處理室201內，在晶圓200上所形成的含鋯層便會與O3氣體產生反應而形成ZrO層。
在O3氣體流動時，適當調整APC閥244而將處理室201內的壓力設為例如50~400Pa範圍內的壓力。利用質量流量控制器241b進行控制的O3氣體供應流量係設為例如10~20slm內的流量。O3氣體曝曬晶圓200的時間[即氣體供應時間(照射時間)]係設為例如60~300秒鐘範圍內的時間。此時加熱器207的溫度係與步驟S105同樣的設定為晶圓200溫度成為150~250℃範圍內的溫度狀態。
<步驟S108>步驟S108(參照圖16、圖17、第4步驟)，關閉氣體供應管232b的閥243b、並開啟閥243g，而停止朝處理室201內的O3氣體供應，並使O3氣體朝排氣管線232g流動。此時，在氣體排氣管231的APC閥244呈開啟狀態下，利用真空泵246將處理室201內予以真空排氣，而將處理室201內所殘留的未反應、或經參與氧化後的O3氣體，從處理室201內排除。又，此時在閥243e呈開啟狀態下，維持N2氣體朝處理室201內的供應。藉此，可提高將處理室201內所殘留的未反應、或經參與氧化後的O3氣體，從處理室201內排除的效果。含氧氣體係除O3氣體以外，尚可使用O2氣體等。
將上述步驟S105~S108設為1循環，藉由執行該循環至少1次以上(步驟S109)，便可在晶圓200上形成既定膜厚的含鋯與氧之絕緣膜(即ZrO膜)。又，上述循環較佳係重複複數次。藉此，便在晶圓200上形成ZrO膜的積層膜。
經形成ZrO膜後，便關閉氣體供應管232a的閥243a、關閉氣體供應管232b的閥243b、開啟惰性氣體供應管232c的閥243c、開啟惰性氣體供應管232e的閥243e，而朝處理室201內流入N2氣體。N2氣體係具有當作迫淨氣體的作用，藉此處理室201內便利用惰性氣體被迫淨，在處理室201內殘留的氣體便被從處理室201內除去(迫淨、步驟S110)。然後，將處理室201內的環境取代為惰性氣體，並使處理室201內的壓力回歸至常壓(回歸大氣壓、步驟S111)。
然後，利用晶舟升降機115使密封蓋219下降，在歧管209下端呈開口，且處理畢晶圓200由晶舟217保持的狀態下，從歧管209的下端搬出至製程管203的外部(晶舟卸載、步驟S112)。然後，處理畢晶圓200被從晶舟217中取出(晶圓退出、步驟S112)。
[實施例1]使用上述實施形態的基板處理爐，施行ZrO膜的成膜。又，為求比較，便在未設霧氣過濾器300的情況下施行ZrO膜的成膜。未設霧氣過濾器300的構造係將氣化原料TEMAZ設為0.45g，並依供應時間300sec、75cycle實施。成膜時的階梯覆蓋係81%。相對於此，有設霧氣過濾器300的構造係可增加氣化流量，若將氣化原料TEMAZ設為3g，並依供應時間60sec、75cycle施行成膜，則階梯覆蓋成為91%，具有階梯覆蓋改善效果。又，亦可抑制微粒。
如以上所詳細說明，本發明較佳實施形態係當使用較難氣化液體原料的情況、需要增加氣化流量的情況，便可抑制氣化不良。結果可獲得下述效果：(1)可抑制氣體過濾器堵塞、免保養、或延長過濾器更換週期。(2)能施行無微粒或經抑制微粒的成膜。(3)改善圖案晶圓的階梯覆蓋。
上述實施形態雖施行ZrO膜的成膜，但使用霧氣過濾器300的技術，亦可適用於ZrO、HfO等High-k(高介電常數)膜、使用氣化器(特別係容易引發氣化不良的氣體、或需要大流量的膜種)的膜種等其他膜種。特別係使用霧氣過濾器300的技術，亦頗適用於使用較低蒸氣壓液體原料的膜種。
使用霧氣過濾器300的技術亦頗適用於形成含有例如鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈷(Co)、鎢(W)、鉬(Mo)、釕(Ru)、釔(Y)、鑭(La)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鎳(Ni)等金屬元素中之1以上的碳化金屬膜或氮化金屬膜、或者在該等中添加矽(Si)的矽化物膜之情況。此時，含Ti原料係可使用四氯化鈦(TiCl4)、四(二甲基胺基)鈦(TDMAT、Ti[N(CH3)2]4)、四(二乙基胺基)鈦(TDEAT、Ti[N(CH2CH3)2]4)等；含Ta原料係可使用四氯化鉭(TaCl4)等；含Co原料係可使用Co amd[(tBu)NC(CH3)N(tBu)2Co]等；含W原料係可使用六氟化鎢(WF6)等；含Mo原料係可使用氯化鉬(MoCl3或MoCl5)等；含Ru原料係可使用2,4-二甲基戊二烯基(乙基環戊二烯基)釕((Ru(EtCp)(C7H11))等；含Y原料係可使用三(乙基環戊二烯基)釔(Y(C2H5C5H4)3)等；含La原料係可使用三(異丙基環戊二烯基)鑭(La(i-C3H7C5H4)3)等；含Zr原料係可使用四(乙基甲基胺基)鋯(Zr(N(CH3(C2H5))4)等；含Hf原料係可使用四(乙基甲基胺基)鉿(Hf(N(CH3(C2H5))4)等；含Ni原料係可使用脒基鎳(NiAMD)、環戊二烯基烯丙基鎳(C5H5NiC3H5)、甲基環戊二烯基烯丙基鎳((CH3)C5H4NiC3H5)、乙基環戊二烯基烯丙基鎳((C2H5)C5H4NiC3H5)、Ni(PF3)4等；含Si原料係可使用四氯矽烷(SiCl4)、六氯二矽烷(Si2Cl6)、二氯矽烷(SiH2Cl2)、三(二甲基胺基)矽烷(SiH(N(CH3)2)3)、雙第三丁胺基矽烷(H2Si(HNC(CH3)2)2)等。
含Ti的碳化金屬膜係可使用TiCN、TiAlC等。TiCN的原料係可使用例如TiCl4與Hf[C5H4(CH3)]2(CH3)2及NH3。又，TiAlC的原料係可使用例如TiCl4與三甲基鋁(TMA、(CH3)3Al)。又，TiAlC的原料亦可使用TiCl4與TMA及丙烯(C3H6)。又，含Ti的氮化金屬膜係可使用TiAlN等。TiAlN的原料係可使用例如TiCl4與TMA及NH3。
(本發明的較佳態樣)以下，附註本發明的較佳態樣。
(附註1)一種半導體裝置之製造方法，係包括有：將基板搬入處理室中的步驟；藉由使液體原料依照氣化器、由不同位置處設有孔的至少2種濾板複數片組合構成的霧氣過濾器之順序流通而氣化，再供應給上述處理室，而對上述基板施行處理的步驟；以及從上述處理室中搬出基板的步驟。
(附註2)如附註1所記載的半導體裝置之製造方法，其中，上述霧氣過濾器係由在外周附近複數設有孔的第1濾板、與在中心附近複數設有孔的第2濾板呈交錯配置構成；對上述基板施行處理的步驟中，通過上述氣化器的原料係藉由交錯通過上述第1濾板的孔與上述第2濾板的孔而氣化。
(附註3)如附註1或2所記載的半導體裝置之製造方法，其中，對上述基板施行處理的步驟中，藉由使上述液體原料依照上述氣化器、上述霧氣過濾器、氣體過濾器的順序流動而氣化，再供應給上述處理室而對上述基板施行處理。
(附註4)一種基板處理方法，係包括有：將基板搬入處理室中的步驟；藉由使液體原料依照氣化器、由不同位置處設有孔的至少2種濾板複數片組合構成的霧氣過濾器之順序流通而氣化，再供應給上述處理室，而對上述基板施行處理的步驟；以及從上述處理室中搬出基板的步驟。
(附註5)如附註4所記載的基板處理方法，其中，上述霧氣過濾器係由在外周附近複數設有孔的第1濾板、與在中心附近複數設有孔的第2濾板呈交錯配置構成；對上述基板施行處理的步驟中，通過上述氣化器的原料係藉由交錯通過上述第1濾板的孔與上述第2濾板的孔而氣化。
(附註6)如附註4或5所記載的基板處理方法，其中，對上述基板施行處理的步驟中，藉由使上述液體原料依照上述氣化器、上述霧氣過濾器、氣體過濾器的順序流動而氣化，再供應給上述處理室而對上述基板施行處理。
(附註7)一種程式，係使控制部執行下述順序：將基板搬入處理室中的順序；藉由使液體原料依照氣化器、由不同位置處設有孔的至少2種濾板複數片組合構成的霧氣過濾器之順序流通而氣化，再供應給上述處理室，而對上述基板施行處理的順序；以及從上述處理室中搬出基板的順序。
(附註8)如附註7所記載的程式，其中，上述霧氣過濾器係由在外周附近複數設有孔的第1濾板、與在中心附近複數設有孔的第2濾板呈交錯配置構成；對上述基板施行處理的順序係使通過上述氣化器的原料，藉由交錯通過上述第1濾板的孔與上述第2濾板的孔而氣化，再供應給上述處理室而對上述基板施行處理的順序。
(附註9)如附註7所記載的程式，其中，對上述基板施行處理的順序係藉由使上述液體原料依照上述氣化器、上述霧氣過濾器、氣體過濾器的順序流動而氣化，再供應給上述處理室而對上述基板施行處理。
(附註10)一種記錄媒體，係記錄著使控制部執行下述順序的程式，該等順序係：將基板搬入處理室中的順序；藉由使液體原料依照氣化器、由不同位置處設有孔的至少2種濾板複數片組合構成的霧氣過濾器之順序流通而氣化，再供應給上述處理室，而對上述基板施行處理的順序；以及從上述處理室中搬出基板的順序。
(附註11)如附註10所記載的記錄媒體，其中，上述霧氣過濾器係由在外周附近複數設有孔的第1濾板、與在中心附近複數設有孔的第2濾板呈交錯配置構成；對上述基板施行處理的順序係使通過上述氣化器的原料，藉由交錯通過上述第1濾板的孔與上述第2濾板的孔而氣化，再供應給上述處理室而對上述基板施行處理的順序。
(附註12)如附註10所記載的記錄媒體，其中，對上述基板施行處理的順序係藉由使上述液體原料依照上述氣化器、上述霧氣過濾器、氣體過濾器的順序流動而氣化，再供應給上述處理室而對上述基板施行處理。
(附註13)一種基板處理裝置，係具備有：處理室，其乃收容基板；處理氣體供應系統，其乃對上述處理室供應處理氣體；以及排氣系統，其乃將上述處理室予以排氣；其中，上述處理氣體供應系統係具備有：氣化器，其乃供應液體原料；以及霧氣過濾器，其乃配置於上述氣化器下游；上述霧氣過濾器係由不同位置處設有孔的至少2種濾板複數片組合構成。
(附註14)如附註13所記載的基板處理裝置，其中，上述霧氣過濾器係由在外周附近複數設有孔的第1濾板、與在中心附近複數設有孔的第2濾板呈交錯配置構成。
(附註15)如附註13或14所記載的基板處理裝置，其中，上述處理氣體供應系統係具備有配置於上述霧氣過濾器下游的氣體過濾器。
(附註16)如附註15所記載的基板處理裝置，其中，上述氣化器、上述霧氣過濾器、上述氣體過濾器係分別呈分離構成。
(附註17)如附註13至16中任一項所記載的基板處理裝置，其中，上述霧氣過濾器係具備有將上述至少2種濾板予以加熱的加熱器。
(附註18)如附註13至17中任一項所記載的基板處理裝置，其中，上述至少2種濾板係由金屬構成。
(附註19)如附註13至18所記載的基板處理裝置，其中，上述至少2種濾板係除上述孔之外，其餘均構成相同或略同形狀。
(附註20)如附註13至19中任一項所記載的基板處理裝置，其中，上述至少2種濾板係具備有：上述孔所形成處的濾板部、以及在上述濾板部的外周所形成外周部；而，上述外周部的厚度係設定為較大於上述濾板部的厚度，藉由上述外周部彼此間相接觸，而在上述至少2種濾板的濾板部間形成空間。
(附註21)如附註13至20中任一項所記載的基板處理裝置，其中，上述外周部係在上述濾板部的外周，形成於對上述濾板部呈偏移的位置處。
(附註22)如附註13至21中任一項所記載的基板處理裝置，其中，在上述至少2種濾板間填充著燒結金屬。
(附註23)如附註13至22中任一項所記載的基板處理裝置，其中，上述處理氣體係含有鋯的原料。
(附註24)一種氣化系統，係具備有：氣化器，其乃被供應液體原料；以及霧氣過濾器，其乃配置於上述氣化器下游；其中，上述霧氣過濾器係由不同位置處設有孔的至少2種濾板複數片組合構成。
(附註25)如附註24所記載的氣化系統，其中，上述霧氣過濾器係由在外周附近複數設有孔的第1濾板、與在中心附近複數設有孔的第2濾板呈交錯配置構成。
(附註26)如附註24或25所記載的氣化系統，其中，更進一步設有在上述霧氣過濾器下游配置的氣體過濾器。
(附註27)如附註26所記載的氣化系統，其中，上述氣化器、上述霧氣過濾器、上述氣體過濾器係分別呈分離構成。
(附註28)如附註24至27中任一項所記載的氣化系統，其中，上述霧氣過濾器係具備有對上述至少2種濾板施行加熱的加熱器。
(附註29)一種霧氣過濾器，係由不同位置處設有孔的至少2種濾板複數片組合構成。
(附註30)如附註29所記載的霧氣過濾器，其中，上述霧氣過濾器係由在外周附近複數設有孔的第1濾板、與在中心附近複數設有孔的第2濾板呈交錯配置構成。
(附註31)如附註29至30中任一項所記載的霧氣過濾器，其中，更進一步具備有對上述至少2種濾板施行加熱的加熱器。
以上，針對本發明各種典型的實施形態進行說明，惟本發明並不僅侷限於該等實施形態。所以，本發明的範圍僅受下述申請專利範圍的限定。