JP2011054789A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】供給安定性のある固体原料ガス加熱気化装置を用いる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理室と、固体原料容器５０１と、該容器内の固体原料５０２を加熱昇華させる第１の加熱部５１１と昇華原料ガスを固化保持する原料保持板５１０と、前記原料保持板を加熱する第２の加熱部５１２と、前記固体原料容器５０１に接続された第１のバルブ５０５と第２のバルブ５０６と、５０５、５０６を加熱する第３の加熱部５１３とを備え、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガス５０８を供給する前に、前記５１３を前記５１１よりも高い温度で加熱し、前記５１２を前記５１１よりも低い温度で加熱することにより、前記固体原料５０２を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部５１０に固化して堆積させ、その後、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガス５０８を供給する際には、前記５１２の温度を、前記５１１と同じ温度とする。
【選択図】図５
【解決手段】基板処理室と、固体原料容器５０１と、該容器内の固体原料５０２を加熱昇華させる第１の加熱部５１１と昇華原料ガスを固化保持する原料保持板５１０と、前記原料保持板を加熱する第２の加熱部５１２と、前記固体原料容器５０１に接続された第１のバルブ５０５と第２のバルブ５０６と、５０５、５０６を加熱する第３の加熱部５１３とを備え、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガス５０８を供給する前に、前記５１３を前記５１１よりも高い温度で加熱し、前記５１２を前記５１１よりも低い温度で加熱することにより、前記固体原料５０２を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部５１０に固化して堆積させ、その後、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガス５０８を供給する際には、前記５１２の温度を、前記５１１と同じ温度とする。
【選択図】図５
Description
本発明は、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）等の基板を処理するための基板処理装置および基板処理装置の原料タンクに関し、例えば、ウエハに所望の膜を形成するために、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）などの熱処理を行う基板処理装置に利用して有効な技術に関する。
半導体ウエハの表面に薄膜を形成する場合、内部にウエハ載置部を備えた反応炉を有する基板処理装置が使用される。反応炉には原料ガス等を導入するパイプが結合されており、原料を収納した原料供給用タンクからパイプを経由して原料ガスが反応炉内に導入される。
例えば、ＡｌＯ（酸化アルミニウム）膜形成のため、ＡｌＣｌ3（三塩化アルミニウム）のような常温常圧において固体である物質を原料として使用し、外部より原料ガスとして反応炉内へ供給する場合、固体原料を収納したタンクを設け、該タンク内で原料を加熱して昇華させ、パイプを通して反応炉へ原料ガスとして供給するようにしている。ＡｌＣｌ3は、常温常圧において、約１８０℃で昇華する。このように、固体のＡｌＣｌ3から気体のＡｌＣｌ3ガスを得るには、固体のＡｌＣｌ3を加熱するための加熱気化機構が必要である。
なお、原料ガスを原料供給タンクより反応炉内に供給してウエハ表面に成膜を行なうことが可能な基板処理装置に関する発明としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
例えば、ＡｌＯ（酸化アルミニウム）膜形成のため、ＡｌＣｌ3（三塩化アルミニウム）のような常温常圧において固体である物質を原料として使用し、外部より原料ガスとして反応炉内へ供給する場合、固体原料を収納したタンクを設け、該タンク内で原料を加熱して昇華させ、パイプを通して反応炉へ原料ガスとして供給するようにしている。ＡｌＣｌ3は、常温常圧において、約１８０℃で昇華する。このように、固体のＡｌＣｌ3から気体のＡｌＣｌ3ガスを得るには、固体のＡｌＣｌ3を加熱するための加熱気化機構が必要である。
なお、原料ガスを原料供給タンクより反応炉内に供給してウエハ表面に成膜を行なうことが可能な基板処理装置に関する発明としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
従来の加熱気化機構について、図９を用いて説明する。図９は、従来の加熱気化機構を示す図である。図９において、９０１は、固体原料が封入される円筒型の固体原料容器である。９０２は、固体原料である。９０３は、固体原料容器にキャリアガスを導入するキャリアガス供給管である。９０４は、キャリアガスであり、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性ガスが用いられる。９０５は、キャリアガス供給管に設けられた第１のバルブであり、固体原料容器９０１へのキャリアガスの導入を制御する。第１のバルブ９０５の上流には、図示しないＭＦＣ（マスフローコントローラ）が設けられており、キャリアガスの流量を制御する。９０７は、固体原料容器と基板処理室である反応炉を接続し、前記昇華した原料ガス及びキャリアガスを反応炉に供給する原料ガス供給管である。９０６は、原料ガス供給管に設けられた第２のバルブであり、固体原料容器９０１から反応炉への原料ガス及びキャリアガスの供給を制御する。９０８は、反応炉に供給される昇華した原料ガス及びキャリアガスである。９１１は、固体原料９０２を加熱して昇華させるためのヒータであり、固体原料容器９０１の上面、底面、側面、及び前記第１のバルブ９０５、前記第２のバルブ９０６に設けられている。
このように、従来の加熱気化機構は、固体原料容器９０１、ヒータ９１１、キャリアガス供給管９０３、第１のバルブ９０５、原料ガス供給管９０７、第２のバルブ９０６から構成されている。
昇華した原料ガス及びキャリアガスを反応炉に供給する際は、ヒータ９１１を、例えば１２０〜１４０℃に設定して加熱を行い、第１のバルブ９０５、第２のバルブ９０６を開け、キャリアガス９０４として、例えばＡｒガスを、０．１〜０．５ｓｌｍ（standard liter／min）、固体原料容器９０１に導入する。これにより、昇華した原料ガス９０８が、反応炉に供給される。
昇華した原料ガス及びキャリアガスを反応炉に供給する際は、ヒータ９１１を、例えば１２０〜１４０℃に設定して加熱を行い、第１のバルブ９０５、第２のバルブ９０６を開け、キャリアガス９０４として、例えばＡｒガスを、０．１〜０．５ｓｌｍ（standard liter／min）、固体原料容器９０１に導入する。これにより、昇華した原料ガス９０８が、反応炉に供給される。
上述した従来の加熱気化機構を用いてＡｌＣｌ3ガスを反応炉に供給する場合、ＡｌＣｌ3ガスの供給量を安定させることが困難である。その理由は、次のように考えられる。
（１）固体原料は、主に固体原料と気相の界面、つまり固体表面で昇華するので、表面積がＡｌＣｌ3ガス供給量を左右する。原料ガスを反応炉に供給すると、消費した分だけ固体原料の形状、つまり表面積が変化し、その影響がＡｌＣｌ3ガス供給量に現れる。
（２）原料ガスの飽和蒸気圧は、温度に依存するため、温度が一定であれば変化しない。
したがって、固体原料から昇華したガスが、常に飽和状態又は飽和状態に近い状態で供給できれば、供給量は安定すると考えられるが、固体原料の昇華速度が遅いことや、内径１５ｃｍ程度の円筒容器では固体原料の表面積が小さいこと等により、ＡｌＣｌ3ガスは飽和状態で供給することが難しく、実際は不飽和状態で供給されている。
ＡｌＣｌ3ガス供給量が不安定な状態で基板に成膜処理を行うと、膜厚の再現性が悪くなる。この傾向は、ＡＬＤ(Atomic Layer Deposition：原子層成膜)より、通常のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）の方が顕著である。
本発明の目的は、固体原料を使用する成膜装置等において、固体原料を気化させた原料ガスを安定して供給することできる原料ガス加熱気化装置、及び該原料ガス加熱気化装置を用いる基板処理装置を提供することにある。
（１）固体原料は、主に固体原料と気相の界面、つまり固体表面で昇華するので、表面積がＡｌＣｌ3ガス供給量を左右する。原料ガスを反応炉に供給すると、消費した分だけ固体原料の形状、つまり表面積が変化し、その影響がＡｌＣｌ3ガス供給量に現れる。
（２）原料ガスの飽和蒸気圧は、温度に依存するため、温度が一定であれば変化しない。
したがって、固体原料から昇華したガスが、常に飽和状態又は飽和状態に近い状態で供給できれば、供給量は安定すると考えられるが、固体原料の昇華速度が遅いことや、内径１５ｃｍ程度の円筒容器では固体原料の表面積が小さいこと等により、ＡｌＣｌ3ガスは飽和状態で供給することが難しく、実際は不飽和状態で供給されている。
ＡｌＣｌ3ガス供給量が不安定な状態で基板に成膜処理を行うと、膜厚の再現性が悪くなる。この傾向は、ＡＬＤ(Atomic Layer Deposition：原子層成膜)より、通常のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）の方が顕著である。
本発明の目的は、固体原料を使用する成膜装置等において、固体原料を気化させた原料ガスを安定して供給することできる原料ガス加熱気化装置、及び該原料ガス加熱気化装置を用いる基板処理装置を提供することにある。
具体的には、本発明の代表的な構成は、次のとおりである。
基板を収容し処理を行う基板処理室と、
固体原料が配置される固体原料配置部を、その下部に有する固体原料容器と、
前記固体原料容器に設けられ、固体原料を加熱して昇華させる第１の加熱部と、
前記固体原料容器に接続され、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、
前記キャリアガス供給管に設けられた第１のバルブと、
前記固体原料容器に接続され、前記昇華した原料ガス及び前記キャリアガスを前記基板処理室に供給するための原料ガス供給管と、
前記原料ガス供給管に設けられた第２のバルブと、
前記固体原料配置部から前記基板処理室に至る原料ガス供給経路の途中に設けられ、昇華した原料ガスを固化して保持する原料保持部と、
前記原料保持部を加熱する第２の加熱部と、
前記第１のバルブ、前記第２のバルブを加熱する第３の加熱部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する前に、前記第３の加熱部を前記第１の加熱部よりも高い温度で加熱し、前記第２の加熱部を前記第１の加熱部よりも第１の温度差だけ低い温度で加熱することにより、前記固体原料を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させ、その後、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する際には、前記前記第１の加熱部と第２の加熱部の温度差を、前記第１の温度差より小さい温度差に保持することを特徴とする基板処理装置。
基板を収容し処理を行う基板処理室と、
固体原料が配置される固体原料配置部を、その下部に有する固体原料容器と、
前記固体原料容器に設けられ、固体原料を加熱して昇華させる第１の加熱部と、
前記固体原料容器に接続され、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、
前記キャリアガス供給管に設けられた第１のバルブと、
前記固体原料容器に接続され、前記昇華した原料ガス及び前記キャリアガスを前記基板処理室に供給するための原料ガス供給管と、
前記原料ガス供給管に設けられた第２のバルブと、
前記固体原料配置部から前記基板処理室に至る原料ガス供給経路の途中に設けられ、昇華した原料ガスを固化して保持する原料保持部と、
前記原料保持部を加熱する第２の加熱部と、
前記第１のバルブ、前記第２のバルブを加熱する第３の加熱部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する前に、前記第３の加熱部を前記第１の加熱部よりも高い温度で加熱し、前記第２の加熱部を前記第１の加熱部よりも第１の温度差だけ低い温度で加熱することにより、前記固体原料を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させ、その後、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する際には、前記前記第１の加熱部と第２の加熱部の温度差を、前記第１の温度差より小さい温度差に保持することを特徴とする基板処理装置。
上記の構成によれば、安定した流量の原料ガスを基板処理装置に供給することができ、再現性の高い成膜を行うことが容易となる。
［第１実施例］
以下、本発明の第１実施例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施例に係るバッチ式縦型成膜装置を示す斜視図である。図２は、本発明の第１実施例に係るバッチ式縦型成膜装置の処理炉の垂直断面図である。
［基板処理装置の概略］
まず、図１、図２を参照して、本実施例に係る基板処理装置１００を概略的に説明する。図１に示すように、基板処理装置１００の筐体１０１内部の前面側には、カセットステージ１０５が設けられている。カセットステージ１０５は、図示しない外部搬送装置との間で、基板収納容器としてのカセット１００の授受を行う。カセットステージ１０５の後方には、カセット搬送機１１５が設けられている。カセット搬送機１１５の後方には、カセット１００を保管するためのカセット棚１０９が設けられる。また、カセットステージ１０５の上方には、カセット１００を保管するための予備カセット棚１１０が設けられている。予備カセット棚１１０の上方には、クリーンユニット１１８が設けられている。クリーンユニット１１８は、クリーンエアを筐体１０１の内部を流通させる。
以下、本発明の第１実施例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施例に係るバッチ式縦型成膜装置を示す斜視図である。図２は、本発明の第１実施例に係るバッチ式縦型成膜装置の処理炉の垂直断面図である。
［基板処理装置の概略］
まず、図１、図２を参照して、本実施例に係る基板処理装置１００を概略的に説明する。図１に示すように、基板処理装置１００の筐体１０１内部の前面側には、カセットステージ１０５が設けられている。カセットステージ１０５は、図示しない外部搬送装置との間で、基板収納容器としてのカセット１００の授受を行う。カセットステージ１０５の後方には、カセット搬送機１１５が設けられている。カセット搬送機１１５の後方には、カセット１００を保管するためのカセット棚１０９が設けられる。また、カセットステージ１０５の上方には、カセット１００を保管するための予備カセット棚１１０が設けられている。予備カセット棚１１０の上方には、クリーンユニット１１８が設けられている。クリーンユニット１１８は、クリーンエアを筐体１０１の内部を流通させる。
筐体１０１の後部上方には、処理炉（処理炉）２０２が設けられている。処理炉２０２の下方には、ボートエレベータ１２１が設けられている。ボートエレベータ１２１は、ウエハ２００を搭載したボート２１７を、処理炉２０２の内と外の間で昇降させる。ボート２１７は、ウエハ２００を水平姿勢で多段に保持する基板保持具である。ボートエレベータ１２１には、処理炉２０２の下端を塞ぐための蓋体としてのシールキャップ２１９が取り付けられている。シールキャップ２１９は、ボート２１７を垂直に支持する。
ボートエレベータ１２１とカセット棚１０９との間には、ウエハ２００を搬送するウエハ移載機１１２が設けられている。ボートエレベータ１２１の横には、処理炉２０２の下端を気密に閉塞するための炉口シャッタ１１６が設けられている。炉口シャッタ１１６は、ボート２１７が処理炉２０２の外にあるときに、処理炉２０２の下端を閉塞することができる。
ボートエレベータ１２１とカセット棚１０９との間には、ウエハ２００を搬送するウエハ移載機１１２が設けられている。ボートエレベータ１２１の横には、処理炉２０２の下端を気密に閉塞するための炉口シャッタ１１６が設けられている。炉口シャッタ１１６は、ボート２１７が処理炉２０２の外にあるときに、処理炉２０２の下端を閉塞することができる。
ウエハ２００が装填されたカセット１００は、図示しない外部搬送装置からカセットステージ１０５に搬入される。さらに、カセット１００は、カセット搬送機１１５により、カセットステージ１０５からカセット棚１０９または予備カセット棚１１０に搬送される。カセット棚１０９には、ウエハ移載機１１２の搬送対象となるカセット１００が収納される移載棚１２３がある。ボート２１７に対してウエハ２００が移載されるカセット１００は、カセット搬送機１１５により移載棚１２３に移載される。カセット１００が移載棚１２３に移載されると、ウエハ移載機１１２により、移載棚１２３から降下状態のボート２１７に、ウエハ２００を移載する。
ボート２１７に所定枚数のウエハ２００が移載されると、ボートエレベータ１２１により、ボート２１７が処理炉２０２内に挿入され、シールキャップ２１９により、処理炉２０２が気密に閉塞される。気密に閉塞された処理炉２０２内では、ウエハ２００が加熱されると共に、処理ガスが処理炉２０２内に供給され、ウエハ２００に加熱等の処理がなされる。
ウエハ２００の処理が完了すると、上記した動作の逆の手順により、ウエハ２００は、ウエハ移載機１１２により、ボート２１７から移載棚１２３のカセット１００に移載され、カセット１００は、カセット搬送機１１５により、移載棚１２３からカセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により、筐体１０１の外部に搬出される。
ボート２１７が降下状態において、炉口シャッタ１１６は、処理炉２０２の下端を気密に閉塞し、外気が処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止している。
ウエハ２００の処理が完了すると、上記した動作の逆の手順により、ウエハ２００は、ウエハ移載機１１２により、ボート２１７から移載棚１２３のカセット１００に移載され、カセット１００は、カセット搬送機１１５により、移載棚１２３からカセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により、筐体１０１の外部に搬出される。
ボート２１７が降下状態において、炉口シャッタ１１６は、処理炉２０２の下端を気密に閉塞し、外気が処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止している。
［処理炉］
図１、図２に示されているように、本実施例に係る基板処理装置１００は、処理炉２０２を備えており、処理炉２０２は、石英製の反応管２０３を備えている。反応管２０３は、基板（本例ではウエハ２００）を収容し、加熱処理する反応容器である。反応管２０３は、加熱部（本例では抵抗ヒータ２０７）の内側に設けられている。反応管２０３は、その下端開口をシールキャップ２１９により、気密部材（本例ではＯリング２２０）を介して気密に閉塞される。
ヒータ２０７、反応管２０３およびシールキャップ２１９により、処理炉２０２が形成されている。また、反応管２０３、及びシールキャップ２１９により、基板処理室２０１が形成されている。シールキャップ２１９の上には、基板保持部材（ボート２１７）が、石英キャップ２１８を介して立設されている。石英キャップ２１８は、ボート２１７を保持する保持体である。ボート２１７は、処理炉２０２内に、処理炉２０２の下端開口から挿入される。ボート２１７には、バッチ処理される複数のウエハ２００が、それぞれ水平姿勢で管軸方向（垂直方向）に多段に積載される。ヒータ２０７は、処理炉２０２に挿入されたウエハ２００を、所定の温度に加熱する。
図１、図２に示されているように、本実施例に係る基板処理装置１００は、処理炉２０２を備えており、処理炉２０２は、石英製の反応管２０３を備えている。反応管２０３は、基板（本例ではウエハ２００）を収容し、加熱処理する反応容器である。反応管２０３は、加熱部（本例では抵抗ヒータ２０７）の内側に設けられている。反応管２０３は、その下端開口をシールキャップ２１９により、気密部材（本例ではＯリング２２０）を介して気密に閉塞される。
ヒータ２０７、反応管２０３およびシールキャップ２１９により、処理炉２０２が形成されている。また、反応管２０３、及びシールキャップ２１９により、基板処理室２０１が形成されている。シールキャップ２１９の上には、基板保持部材（ボート２１７）が、石英キャップ２１８を介して立設されている。石英キャップ２１８は、ボート２１７を保持する保持体である。ボート２１７は、処理炉２０２内に、処理炉２０２の下端開口から挿入される。ボート２１７には、バッチ処理される複数のウエハ２００が、それぞれ水平姿勢で管軸方向（垂直方向）に多段に積載される。ヒータ２０７は、処理炉２０２に挿入されたウエハ２００を、所定の温度に加熱する。
［原料ガス供給部］
図２に示すように、処理室２０１へは複数種類、ここでは２種類のガスを供給する供給経路としての２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂが設けられている。ガス供給管２３２ａ、２３２ｂの端部は、マニホールド２０９の下部を貫通するように設けられている。
図３、図４に示すように、ガス供給管２３２ｂは、処理室２０１内でガス供給管２３２ａと合流して、２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂが一本の多孔ノズル２３３の下端部に連通されている。ノズル２３３は、処理室２０１内にほぼ垂直に設けられ、ガス供給管２３２ｂから供給される原料ガスの分解温度以上の領域に延在するように配置されている。
図２に示すように、処理室２０１へは複数種類、ここでは２種類のガスを供給する供給経路としての２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂが設けられている。ガス供給管２３２ａ、２３２ｂの端部は、マニホールド２０９の下部を貫通するように設けられている。
図３、図４に示すように、ガス供給管２３２ｂは、処理室２０１内でガス供給管２３２ａと合流して、２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂが一本の多孔ノズル２３３の下端部に連通されている。ノズル２３３は、処理室２０１内にほぼ垂直に設けられ、ガス供給管２３２ｂから供給される原料ガスの分解温度以上の領域に延在するように配置されている。
一方、ガス供給管２３２ｂが処理室２０１内でガス供給管２３２ａと合流する箇所は、原料ガスの分解温度未満の領域であり、ウエハ２００およびウエハ付近の温度よりも低い温度の領域である。ここでは、第１のガス供給管２３２ａからは、第１のガス供給源２４０ａから、流量制御手段としてのＭＦＣ(マスフローコントローラ)２４１ａ、及び開閉弁であるバルブ２５１ａを介し、更に処理室２０１内に設置された多孔ノズル２３３を通して、処理室２０１に反応ガスとして例えばオゾン（Ｏ3）が供給される。オゾンガスを供給しているのは、ＡｌＯ膜を成膜する場合を想定しているためであり、オゾンガスの代わりに、Ｈ2ＯやＨ2＋ＣＯ2ガス等を供給しても良い。
ガス供給管２３２ａの途中には、不活性ガス供給管２３２ｄが、バルブ２５１ａの下流側に接続されている。不活性ガス供給管２３２ｄには、上流側から順に、不活性ガス供給源２４０ｄ、ＭＦＣ２４１ｄ、開閉バルブ２５１ｄが設けられている。
ガス供給管２３２ａの途中には、不活性ガス供給管２３２ｄが、バルブ２５１ａの下流側に接続されている。不活性ガス供給管２３２ｄには、上流側から順に、不活性ガス供給源２４０ｄ、ＭＦＣ２４１ｄ、開閉バルブ２５１ｄが設けられている。
また、第２のガス供給管２３２ｂの他端には、固体原料容器を含む加熱気化装置２６０が接続されており、この加熱気化装置２６０で昇華された原料ガスとして、例えばＡｌＣｌ3ガスが、バルブ２５１ｂ、及び多孔ノズル２３３を介して処理室２０１に供給される。加熱気化装置２６０からマニホールド２０９までのガス供給管２３２ｂには、原料ガスの再固化による管内壁への原料の付着を防止するため、ヒータ２８１が設けられ、ガス供給管２３２ｂを加熱可能としている。
また、加熱気化装置２６０には、不活性ガス供給管２３０が接続されている。不活性ガス供給管２３０には、上流側から順に、不活性ガス供給源２４０ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、開閉バルブ２５２が設けられている。
ガス供給管２３２ｂの途中には、不活性ガス供給管２３２ｃが、バルブ２５１ｂの下流側に接続されている。不活性ガス供給管２３２ｃには、上流側から順に、不活性ガス供給源２４０ｃ、ＭＦＣ２４１ｃ、開閉バルブ２５１ｃが設けられている。
また、加熱気化装置２６０には、不活性ガス供給管２３０が接続されている。不活性ガス供給管２３０には、上流側から順に、不活性ガス供給源２４０ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、開閉バルブ２５２が設けられている。
ガス供給管２３２ｂの途中には、不活性ガス供給管２３２ｃが、バルブ２５１ｂの下流側に接続されている。不活性ガス供給管２３２ｃには、上流側から順に、不活性ガス供給源２４０ｃ、ＭＦＣ２４１ｃ、開閉バルブ２５１ｃが設けられている。
ノズル２３３は、反応管２０３の下部より上部にわたり、ウエハ２００の積載方向に沿って配設されている。そして、このノズル２３３には、図４に示すように、ガスを放出する複数のガス供給孔２３８ｂが設けられている。
反応管２０３内の中央部には複数枚のウエハ２００を多段に同一間隔で載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７はボートエレベータ機構１２１（図１参照）により反応管２０３に出入りできるようになっている。また処理の均一性を向上する為にボート２１７を回転するための回転装置（回転手段）であるボート回転機構２２７が設けてあり、このボート回転機構２２７によってボート支持台２１８に保持されたボート２１７を回転するようになっている。
反応管２０３内の中央部には複数枚のウエハ２００を多段に同一間隔で載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７はボートエレベータ機構１２１（図１参照）により反応管２０３に出入りできるようになっている。また処理の均一性を向上する為にボート２１７を回転するための回転装置（回転手段）であるボート回転機構２２７が設けてあり、このボート回転機構２２７によってボート支持台２１８に保持されたボート２１７を回転するようになっている。
［排気部］
基板処理室２０１には、基板処理室２０１内のガスを排気するガス排気管２３１の一端が接続されている。ガス排気管２３１の他端は、真空ポンプ２４６（排気装置）にＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ２５５を介して接続されている。基板処理室２０１内は、真空ポンプ２４６によって排気される。
なお、ＡＰＣバルブ２５５は、弁の開閉により基板処理室２０１の排気および排気停止を行なうことができる開閉弁であり、かつまた、弁開度の調節により圧力を調整することができる圧力調整弁である。
基板処理室２０１には、基板処理室２０１内のガスを排気するガス排気管２３１の一端が接続されている。ガス排気管２３１の他端は、真空ポンプ２４６（排気装置）にＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ２５５を介して接続されている。基板処理室２０１内は、真空ポンプ２４６によって排気される。
なお、ＡＰＣバルブ２５５は、弁の開閉により基板処理室２０１の排気および排気停止を行なうことができる開閉弁であり、かつまた、弁開度の調節により圧力を調整することができる圧力調整弁である。
［制御部］
コントローラ２８０（制御部）は、ＭＦＣ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ等、バルブ２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄ等、ＡＰＣバルブ２５５、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２２７、ボートエレベータ１２１等、基板処理装置１００の各構成部に電気的に接続されている。
コントローラ２８０は、ＭＦＣ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ等の流量調整、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ等の開閉動作、ＡＰＣバルブ２５５の開閉および圧力調整動作、ヒータ２０７の温度調節、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２２７の回転速度調節、ボートエレベータ１２１の昇降動作制御等、基板処理装置１００の各構成部の制御を行なう。
コントローラ２８０（制御部）は、ＭＦＣ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ等、バルブ２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄ等、ＡＰＣバルブ２５５、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２２７、ボートエレベータ１２１等、基板処理装置１００の各構成部に電気的に接続されている。
コントローラ２８０は、ＭＦＣ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ等の流量調整、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ等の開閉動作、ＡＰＣバルブ２５５の開閉および圧力調整動作、ヒータ２０７の温度調節、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２２７の回転速度調節、ボートエレベータ１２１の昇降動作制御等、基板処理装置１００の各構成部の制御を行なう。
［原料ガス加熱気化装置］
第１実施例の加熱気化装置について、図５を用いて説明する。図５は、第１実施例の原料ガス加熱気化装置５００を示す図である。図５において、５０１は、固体原料が封入される円筒型の固体原料容器である。５０２は、固体原料である。固体原料５０２は、固体原料容器５０１内下部の固体原料配置部に配置されている。５０３は、固体原料容器５０１にキャリアガスを導入するキャリアガス供給管である。５０４は、キャリアガスであり、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性ガスが用いられる。５０５は、キャリアガス供給管に設けられたバルブであり、固体原料容器５０１へのキャリアガス５０４の導入を制御する。バルブ５０５の上流には、図５に図示しないＭＦＣ（マスフローコントローラ）が設けられており、キャリアガス５０４の流量を制御する。このＭＦＣ、バルブ５０５は、それぞれ、図２におけるＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２５２に相当する。
第１実施例の加熱気化装置について、図５を用いて説明する。図５は、第１実施例の原料ガス加熱気化装置５００を示す図である。図５において、５０１は、固体原料が封入される円筒型の固体原料容器である。５０２は、固体原料である。固体原料５０２は、固体原料容器５０１内下部の固体原料配置部に配置されている。５０３は、固体原料容器５０１にキャリアガスを導入するキャリアガス供給管である。５０４は、キャリアガスであり、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性ガスが用いられる。５０５は、キャリアガス供給管に設けられたバルブであり、固体原料容器５０１へのキャリアガス５０４の導入を制御する。バルブ５０５の上流には、図５に図示しないＭＦＣ（マスフローコントローラ）が設けられており、キャリアガス５０４の流量を制御する。このＭＦＣ、バルブ５０５は、それぞれ、図２におけるＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２５２に相当する。
５０７は、固体原料容器５０１と基板処理室２０１を接続し、昇華した原料ガス及びキャリアガスを基板処理室２０１に供給する原料ガス供給管である。原料ガス供給管５０７には、原料ガス供給管５０７を所望の温度に加熱するためのヒータ（図示せず）が、取り付けられている。５０６は、原料ガス供給管に設けられたバルブであり、固体原料容器５０１から基板処理室２０１への原料ガス及びキャリアガスの供給を制御する。バルブ５０６は、図２における２５１ｂに相当する。５０８は、基板処理室２０１に供給される昇華した原料ガス及びキャリアガスである。５０９は、前記キャリアガス供給管５０３に接続され、固体原料容器５０１内において、固体原料５０２の表面より上の位置まで延伸するキャリアガス供給管である。キャリアガス供給管５０９は、後述する複数の原料保持板５１０を貫通して、最下段の原料保持板５１０の下側に開口している。
５１０は、固体原料５０２が後述の第１の加熱部５１１により加熱され、該加熱により昇華した原料ガスを固化して保持する原料保持部である。原料保持部５１０は、本実施例では、複数の孔がある原料保持板であり、図５に示すように、原料保持板３枚を重ねるように配置している。原料保持部５１０の複数の孔は、１枚ごとにその位置をずらして配置されている。これにより、効率的に原料ガスを固化し易くなる。
５１０は、固体原料５０２が後述の第１の加熱部５１１により加熱され、該加熱により昇華した原料ガスを固化して保持する原料保持部である。原料保持部５１０は、本実施例では、複数の孔がある原料保持板であり、図５に示すように、原料保持板３枚を重ねるように配置している。原料保持部５１０の複数の孔は、１枚ごとにその位置をずらして配置されている。これにより、効率的に原料ガスを固化し易くなる。
５１１は、固体原料容器５０１の側面下部、及び底面に設けられ、主に固体原料５０２を加熱して昇華させるための第１の加熱部である。５１２は、原料保持部５１０の位置に対応した位置となるよう、固体原料容器５０１の側面上部に設けられ、主に原料保持部５１０を加熱するための第２の加熱部である。５１３は、主に固体原料容器５０１の上面、及び前記バルブ５０５、前記バルブ５０６を加熱するための第３の加熱部である。本実施例では、第１〜第３の加熱部は、抵抗加熱ヒータで構成される。
このように、第１実施例の加熱気化装置５００は、固体原料容器５０１、固体原料容器５０１へのキャリアガス供給管５０３、キャリアガス供給管５０３に設けられたバルブ５０５、基板処理室２０１への原料ガス供給管５０７、原料ガス供給管５０７に設けられたバルブ５０６、原料保持部５１０、固体原料５０２を加熱して昇華させるための第１の加熱部５１１、原料保持部５１０を加熱するための第２の加熱部５１２、固体原料容器５０１の上面、及び前記バルブ５０５、前記バルブ５０６を加熱するための第３の加熱部５１３等を備えている。
なお、基板処理室２０１への原料ガス供給管５０７に、高温に耐えられる流量制御装置（ＭＦＣ）、又は流量検知装置を設け、制御部２８０が、基板処理室２０１へ供給される原料ガスの流量を制御するようにしてもよい。
なお、基板処理室２０１への原料ガス供給管５０７に、高温に耐えられる流量制御装置（ＭＦＣ）、又は流量検知装置を設け、制御部２８０が、基板処理室２０１へ供給される原料ガスの流量を制御するようにしてもよい。
制御部２８０は、第１実施例の加熱気化装置５００を次のように制御する。
［（１）原料保持部５１０への原料ガス固化ステップ］
まず、昇華した原料ガス及びキャリアガスを基板処理室２０１に供給する前に、バルブ５０５、及びバルブ５０６を閉じ、固体原料容器５０１を密閉状態にする。このとき、各加熱部の温度を、例えば次のように設定する。すなわち、固体原料５０２を加熱して昇華させるための第１の加熱部５１１の温度を１２０〜１４０℃、原料保持部５１０を加熱するための第２の加熱部５１２の温度を、第１の加熱部５１１よりも低い第１の温度である１００〜１２０℃、固体原料容器５０１の上面、及び前記バルブ５０５、前記バルブ５０６をを加熱するための第３の加熱部５１３の温度を、第１の加熱部５１１よりも高い１３０〜１５０℃に設定する。第３の加熱部５１３の温度を、第１の加熱部５１１よりも高い温度に設定することにより、固体原料容器５０１の上面、及びバルブ５０５、バルブ５０６における原料ガスの固化を確実に防止することができる。第３の加熱部５１３の温度が、第１の加熱部５１１と同等以下の温度になると、バルブ５０５、又はバルブ５０６において、あるいは、バルブ５０５、又はバルブ５０６と固体原料容器５０１との間の配管において、原料ガスの固化が発生し、配管が塞がりガス供給ができなくなる恐れがある。
［（１）原料保持部５１０への原料ガス固化ステップ］
まず、昇華した原料ガス及びキャリアガスを基板処理室２０１に供給する前に、バルブ５０５、及びバルブ５０６を閉じ、固体原料容器５０１を密閉状態にする。このとき、各加熱部の温度を、例えば次のように設定する。すなわち、固体原料５０２を加熱して昇華させるための第１の加熱部５１１の温度を１２０〜１４０℃、原料保持部５１０を加熱するための第２の加熱部５１２の温度を、第１の加熱部５１１よりも低い第１の温度である１００〜１２０℃、固体原料容器５０１の上面、及び前記バルブ５０５、前記バルブ５０６をを加熱するための第３の加熱部５１３の温度を、第１の加熱部５１１よりも高い１３０〜１５０℃に設定する。第３の加熱部５１３の温度を、第１の加熱部５１１よりも高い温度に設定することにより、固体原料容器５０１の上面、及びバルブ５０５、バルブ５０６における原料ガスの固化を確実に防止することができる。第３の加熱部５１３の温度が、第１の加熱部５１１と同等以下の温度になると、バルブ５０５、又はバルブ５０６において、あるいは、バルブ５０５、又はバルブ５０６と固体原料容器５０１との間の配管において、原料ガスの固化が発生し、配管が塞がりガス供給ができなくなる恐れがある。
図８に、ＡｌＣｌ3の飽和蒸気圧曲線を示す。１２０〜１４０℃におけるＡｌＣｌ3の飽和蒸気圧は、７〜４０トール（Ｔｏｒｒ）である。前記バルブ５０５、及び前記バルブ５０６を閉じて、固体原料容器５０１を密閉し、第１の加熱部５１１により固体原料５０２を１２０〜１４０℃に加熱すると、固体原料容器５０１内のＡｌＣｌ3の圧力は、７〜４０トールとなる。
以上により、固体原料であるＡｌＣｌ3は昇華し、ＡｌＣｌ3ガスは飽和状態に達する。原料保持部５１０を加熱する第２の加熱部５１２は、固体原料を昇華させる第１の加熱部５１１よりも温度が低いため、昇華したＡｌＣｌ3ガスは、原料保持板５１０の表裏両面において固化する。この状態を、所定の時間維持することにより、原料保持板５１０の表面に必要量の固体ＡｌＣｌ3を堆積させる。
以上により、固体原料であるＡｌＣｌ3は昇華し、ＡｌＣｌ3ガスは飽和状態に達する。原料保持部５１０を加熱する第２の加熱部５１２は、固体原料を昇華させる第１の加熱部５１１よりも温度が低いため、昇華したＡｌＣｌ3ガスは、原料保持板５１０の表裏両面において固化する。この状態を、所定の時間維持することにより、原料保持板５１０の表面に必要量の固体ＡｌＣｌ3を堆積させる。
［（２）基板処理室への原料ガスの供給ステップ］
原料保持板５１０の表面に必要量の固体ＡｌＣｌ3を堆積させた後、第２の加熱部５１２の温度を、第１の加熱部５１１の温度と同程度の１２０〜１４０℃である第２の温度に上げる。原料保持部５１０の温度が安定した後、バルブ５０５、バルブ５０６を開け、キャリアガス５０４として、例えばＡｒガスを、０．１〜０．５ｓｌｍ（standard liter／min）、固体原料容器５０１に導入する。これにより、昇華した原料ガスであるＡｌＣｌ3ガス及びキャリアガス５０８を、飽和状態、もしくは飽和状態に近い状態で、基板処理室２０１に供給する。このようにすると、原料ガスの大半を固体原料５０２の表面から昇華した原料ガスにより供給し、飽和状態になるのに不足する少量を原料保持板５１０から供給することが容易となる。
原料保持板５１０の表面に必要量の固体ＡｌＣｌ3を堆積させた後、第２の加熱部５１２の温度を、第１の加熱部５１１の温度と同程度の１２０〜１４０℃である第２の温度に上げる。原料保持部５１０の温度が安定した後、バルブ５０５、バルブ５０６を開け、キャリアガス５０４として、例えばＡｒガスを、０．１〜０．５ｓｌｍ（standard liter／min）、固体原料容器５０１に導入する。これにより、昇華した原料ガスであるＡｌＣｌ3ガス及びキャリアガス５０８を、飽和状態、もしくは飽和状態に近い状態で、基板処理室２０１に供給する。このようにすると、原料ガスの大半を固体原料５０２の表面から昇華した原料ガスにより供給し、飽和状態になるのに不足する少量を原料保持板５１０から供給することが容易となる。
第１実施例の固体原料容器５０１内におけるガスの流れを図６に示す。図６は、第１実施例における固体原料容器５０１内のガス流れを示す図である。図６に示すように、キャリアガス５０４は、キャリアガス供給管５０３からキャリアガス供給管５０９を通り、固体原料５０２の表面近傍に供給された後、原料保持板５１０の複数の孔を通り抜け、原料ガス供給管５０７から固体原料容器５０１の外へ排出される。このとき、キャリアガス５０４とともに、固体原料５０２の表面から昇華した原料ガス、及び予め原料保持板５１０の表面に固化していた固体原料５２２から昇華した原料ガスが、原料ガス供給管５０７から固体原料容器５０１の外へ排出される。
このように、原料保持板５１０を用いて、昇華した原料ガスであるＡｌＣｌ3ガス及びキャリアガスを基板処理室２０１に供給すると、原料保持板５１０を用いない場合に比べて、固体原料容器５０１における固体原料の表面積が大きくなる。したがって、原料ガスが飽和状態、もしくは飽和状態に近い状態で基板処理室２０１に供給されるので、原料ガスの供給量が安定する。
このように、原料保持板５１０を用いて、昇華した原料ガスであるＡｌＣｌ3ガス及びキャリアガスを基板処理室２０１に供給すると、原料保持板５１０を用いない場合に比べて、固体原料容器５０１における固体原料の表面積が大きくなる。したがって、原料ガスが飽和状態、もしくは飽和状態に近い状態で基板処理室２０１に供給されるので、原料ガスの供給量が安定する。
なお、上記の（２）基板処理室への原料ガスの供給ステップにおいて、第２の加熱部５１２の温度を、第１の加熱部５１１の温度と同程度の１２０〜１４０℃である第２の温度に上げるようにしたが、逆に、第１の加熱部５１１の温度を第２の加熱部５１２の温度に近づけるようにしてもよい。例えば、前記（１）原料保持部５１０への原料ガス固化ステップにおいて、第１の加熱部５１１の温度を１５０℃、第２の加熱部５１２の温度を１３０℃、第３の加熱部５１３の温度を１６０℃に設定しておき、（２）基板処理室への原料ガスの供給ステップにおいて、第１の加熱部５１１の温度を１３０℃にする。このように、（２）基板処理室への原料ガスの供給ステップにおける、第１の加熱部５１１の温度と第２の加熱部５１２の温度との温度差を、（１）原料保持部５１０への原料ガス固化ステップにおける温度差よりも小さくすることにより、原料ガスを飽和状態、もしくは飽和状態に近い状態で基板処理室２０１に供給することが可能となる。ただし、（２）基板処理室への原料ガスの供給ステップにおいて、第１の加熱部５１１の温度を下げる場合は、第２の加熱部５１１の温度を上げる場合に比べて、原料ガス供給管５０７等の配管を加熱するヒータの温度を、高く設定する必要があるので、エネルギ消費量が多くなる。
また、（２）基板処理室への原料ガスの供給ステップにおいて、第２の加熱部を、（１）原料保持部５１０への原料ガス固化ステップにおける温度よりも高い温度に保持するようにしてもよい。このようにすると、より確実に、原料ガスを飽和状態で基板処理室２０１に供給することができる。
また、（２）基板処理室への原料ガスの供給ステップにおいて、第２の加熱部を、（１）原料保持部５１０への原料ガス固化ステップにおける温度よりも高い温度に保持するようにしてもよい。このようにすると、より確実に、原料ガスを飽和状態で基板処理室２０１に供給することができる。
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例を、図７を用いて説明する。図７は、第２実施例における原料ガス加熱気化装置７００を示す図である。原料ガス加熱気化装置７００は、主に固体原料加熱部７２０と原料保持部７４０から構成される。なお、第２実施例においては、原料ガス加熱気化装置７００は、第１実施例の原料ガス加熱気化装置５００（図２の２６０）に相当し、原料ガス加熱気化装置７００以外は、第１実施例と同様なので説明を省略する。
次に、本発明の第２実施例を、図７を用いて説明する。図７は、第２実施例における原料ガス加熱気化装置７００を示す図である。原料ガス加熱気化装置７００は、主に固体原料加熱部７２０と原料保持部７４０から構成される。なお、第２実施例においては、原料ガス加熱気化装置７００は、第１実施例の原料ガス加熱気化装置５００（図２の２６０）に相当し、原料ガス加熱気化装置７００以外は、第１実施例と同様なので説明を省略する。
［原料ガス加熱気化装置］
［固体原料加熱部］
まず、固体原料加熱部７２０について説明する。７２１は、固体原料が封入される円筒型の固体原料容器である。７２２は、固体原料である。固体原料７２２は、固体原料容器７２１内下部の固体原料配置部に配置されている。７２６は、主に固体原料７２２を加熱し昇華するための第１の加熱部であり、該第１の加熱部７２６は、固体原料容器７２１の底面及び側部（周囲）に設けられている。７２７は、主に固体原料容器７２１の上面、及び後述するバルブ７０５ａ、バルブ７０５ｃを加熱するための第４の加熱部である。
７２３は、固体原料容器７２１にキャリアガス７３１を導入するキャリアガス供給管である。７３１は、キャリアガスであり、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性ガスが用いられる。７０５ａは、キャリアガス供給管７２３に設けられたバルブであり、固体原料容器７２１へのキャリアガス７３１の導入を制御する。バルブ７０５ａの上流には、下流から順に、Ｈ／Ｅ（熱交換器）７２４、ＭＦＣ７２５、バルブ７０５ｂが設けられている。バルブ７０５ｂは、ＭＦＣ７２５へのキャリアガスの供給、停止を行う。ＭＦＣ７２５は、キャリアガス７３１の流量を制御する。Ｈ／Ｅ７２４は、キャリアガス７３１を所望の温度に加熱するためのものである。このＭＦＣ７２５、バルブ７０５ａは、それぞれ、図２における２４１ｂ、２５２に相当する。Ｈ／Ｅ７２４からバルブ７０５ａまでのキャリアガス供給管７２３には、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。キャリアガスを加熱しないで固体原料容器７２１に供給すると、固体原料容器７２１内で温度むらが発生するので好ましくない。
［固体原料加熱部］
まず、固体原料加熱部７２０について説明する。７２１は、固体原料が封入される円筒型の固体原料容器である。７２２は、固体原料である。固体原料７２２は、固体原料容器７２１内下部の固体原料配置部に配置されている。７２６は、主に固体原料７２２を加熱し昇華するための第１の加熱部であり、該第１の加熱部７２６は、固体原料容器７２１の底面及び側部（周囲）に設けられている。７２７は、主に固体原料容器７２１の上面、及び後述するバルブ７０５ａ、バルブ７０５ｃを加熱するための第４の加熱部である。
７２３は、固体原料容器７２１にキャリアガス７３１を導入するキャリアガス供給管である。７３１は、キャリアガスであり、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性ガスが用いられる。７０５ａは、キャリアガス供給管７２３に設けられたバルブであり、固体原料容器７２１へのキャリアガス７３１の導入を制御する。バルブ７０５ａの上流には、下流から順に、Ｈ／Ｅ（熱交換器）７２４、ＭＦＣ７２５、バルブ７０５ｂが設けられている。バルブ７０５ｂは、ＭＦＣ７２５へのキャリアガスの供給、停止を行う。ＭＦＣ７２５は、キャリアガス７３１の流量を制御する。Ｈ／Ｅ７２４は、キャリアガス７３１を所望の温度に加熱するためのものである。このＭＦＣ７２５、バルブ７０５ａは、それぞれ、図２における２４１ｂ、２５２に相当する。Ｈ／Ｅ７２４からバルブ７０５ａまでのキャリアガス供給管７２３には、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。キャリアガスを加熱しないで固体原料容器７２１に供給すると、固体原料容器７２１内で温度むらが発生するので好ましくない。
７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃは、固体原料容器７２１と後述する原料保持容器７０１を接続し、固体原料容器７２１で昇華した原料ガス及びキャリアガスを原料保持容器７０１に供給する原料ガス供給管である。７０５ｃは、原料ガス供給管７０８ａに設けられたバルブであり、固体原料容器７２１から原料保持容器７０１への原料ガス及びキャリアガスの供給を制御する。
原料ガス供給管７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃには、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。原料ガス供給管７０８ａと７０８ｂの接続点から、真空計７２８ａの間には、真空計配管７２７ａが接続され、バルブ７０５ｊが設けられている。真空計配管７２７ａには、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。真空計７２８ａは、固体原料容器７２１内の圧力を計測するためのもので、固体原料容器７２１内の圧力とほぼ同じ圧力を示す。
原料ガス供給管７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃには、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。原料ガス供給管７０８ａと７０８ｂの接続点から、真空計７２８ａの間には、真空計配管７２７ａが接続され、バルブ７０５ｊが設けられている。真空計配管７２７ａには、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。真空計７２８ａは、固体原料容器７２１内の圧力を計測するためのもので、固体原料容器７２１内の圧力とほぼ同じ圧力を示す。
［原料保持部］
次に、原料保持部７４０について説明する。７０１は、原料ガスを固化して保持する円筒型の原料保持容器である。７１０は、前記固体原料加熱部７２０において固体原料７２２が加熱されて昇華した原料ガスを、固化して保持する原料保持板である。原料保持板７１０は、本実施例では、複数の孔がある原料保持板であり、図７に示すように、３枚を重ねるように配置している。原料保持板７１０の複数の孔は、１枚ごとにその位置をずらして配置されている。このような原料保持板７１０を用いると、原料ガスの流路を長くでき、また、接ガス面積を大きくできるので、原料ガスを固化し易くなる。
７０９は、前記原料ガス供給管７０８ｃに接続され、原料保持容器７０１内において、最下段の原料保持板７１０より下の位置まで延伸する原料ガス供給管である。原料ガス供給管７０９は、複数の原料保持板７１０を貫通して、最下段の原料保持板７１０の下側に開口している。
７１２は、原料保持容器７０１の底面及び側面に設けられ、主に原料保持板７１０に固化した固体原料を加熱して昇華させるための第２の加熱部である。７１３は、主に原料保持容器７０１の上面、及び後述するバルブ７０５ｈ、バルブ７０５ｋを加熱するための第３の加熱部である。本実施例では、第１〜第４の加熱部は、抵抗加熱ヒータで構成される。
次に、原料保持部７４０について説明する。７０１は、原料ガスを固化して保持する円筒型の原料保持容器である。７１０は、前記固体原料加熱部７２０において固体原料７２２が加熱されて昇華した原料ガスを、固化して保持する原料保持板である。原料保持板７１０は、本実施例では、複数の孔がある原料保持板であり、図７に示すように、３枚を重ねるように配置している。原料保持板７１０の複数の孔は、１枚ごとにその位置をずらして配置されている。このような原料保持板７１０を用いると、原料ガスの流路を長くでき、また、接ガス面積を大きくできるので、原料ガスを固化し易くなる。
７０９は、前記原料ガス供給管７０８ｃに接続され、原料保持容器７０１内において、最下段の原料保持板７１０より下の位置まで延伸する原料ガス供給管である。原料ガス供給管７０９は、複数の原料保持板７１０を貫通して、最下段の原料保持板７１０の下側に開口している。
７１２は、原料保持容器７０１の底面及び側面に設けられ、主に原料保持板７１０に固化した固体原料を加熱して昇華させるための第２の加熱部である。７１３は、主に原料保持容器７０１の上面、及び後述するバルブ７０５ｈ、バルブ７０５ｋを加熱するための第３の加熱部である。本実施例では、第１〜第４の加熱部は、抵抗加熱ヒータで構成される。
７０５ｈは、原料ガス供給管７０８ｃに設けられたバルブであり、原料保持容器７０１への原料ガスの導入を制御する。
７０８ｄ、７０８ｅ、７０８ｆは、原料保持容器７０１と基板処理室２０１を接続し、昇華した原料ガス及びキャリアガス７３２を基板処理室２０１に供給する原料ガス供給管である。７０５ｋは、原料ガス供給管７０８ｄに設けられたバルブであり、原料保持容器７０１から基板処理室２０１への原料ガス及びキャリアガスの供給を制御する。バルブ７０５ｋは、図２における２５１ｂに相当する。７３２は、基板処理室２０１に供給される昇華した原料ガス及びキャリアガスである。
原料ガス供給管７０８ｄ、７０８ｅ、７０８ｆには、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。原料ガス供給管７０８ｄの途中から、バルブ７０５ｇを介して真空計配管７２７ｂが接続される。真空計配管７２７ｂには、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。真空計配管７２７ｂの他端には、真空計７２８ｂが接続される。真空計７２８ｂは、原料保持容器７０１内の圧力を計測するためのもので、原料保持容器７０１内の圧力とほぼ同じ圧力を示す。
７０８ｄ、７０８ｅ、７０８ｆは、原料保持容器７０１と基板処理室２０１を接続し、昇華した原料ガス及びキャリアガス７３２を基板処理室２０１に供給する原料ガス供給管である。７０５ｋは、原料ガス供給管７０８ｄに設けられたバルブであり、原料保持容器７０１から基板処理室２０１への原料ガス及びキャリアガスの供給を制御する。バルブ７０５ｋは、図２における２５１ｂに相当する。７３２は、基板処理室２０１に供給される昇華した原料ガス及びキャリアガスである。
原料ガス供給管７０８ｄ、７０８ｅ、７０８ｆには、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。原料ガス供給管７０８ｄの途中から、バルブ７０５ｇを介して真空計配管７２７ｂが接続される。真空計配管７２７ｂには、ヒータが設けられおり、所望の温度に加熱できるようになっている。真空計配管７２７ｂの他端には、真空計７２８ｂが接続される。真空計７２８ｂは、原料保持容器７０１内の圧力を計測するためのもので、原料保持容器７０１内の圧力とほぼ同じ圧力を示す。
原料ガス供給管７０８ｄと、７０８ｅの接続点には、バルブ７０５ｄが設けられおり、原料ガス供給管７０８ｅと、７０８ｆの接続点には、バルブ７０５ｅが設けられている。また、原料ガス供給管７０８ｅには、バルブ７０５ｆを介して排気配管７２９が接続される。排気配管７２９は、基板処理装置１００外へ昇華した原料ガス及びキャリアガス７３３を排出するためのものであり、ヒータが設けられ、所望の温度に加熱できるようになっている。
このように、第２実施例の加熱気化装置７００は、固体原料容器７２１、固体原料容器７２１へのキャリアガス供給管７２３、キャリアガス供給管７２３に設けられたバルブ７０５ａ、基板処理室２０１への原料ガス供給管７０８ｄ、原料ガス供給管７０８ｄに設けられたバルブ７０５ｋ、原料保持容器７０１、固体原料７２２を加熱し昇華するための第１の加熱部７２６、原料保持板７１０に固化した固体原料を加熱して昇華させるための第２の加熱部７１２、原料保持容器７０１の上面、及びバルブ７０５ｋを加熱するための第３の加熱部７１３等を備えている
このように、第２実施例の加熱気化装置７００は、固体原料容器７２１、固体原料容器７２１へのキャリアガス供給管７２３、キャリアガス供給管７２３に設けられたバルブ７０５ａ、基板処理室２０１への原料ガス供給管７０８ｄ、原料ガス供給管７０８ｄに設けられたバルブ７０５ｋ、原料保持容器７０１、固体原料７２２を加熱し昇華するための第１の加熱部７２６、原料保持板７１０に固化した固体原料を加熱して昇華させるための第２の加熱部７１２、原料保持容器７０１の上面、及びバルブ７０５ｋを加熱するための第３の加熱部７１３等を備えている
制御部２８０は、第２実施例の加熱気化装置７００を次のように制御する。
［（１）原料保持部７４０への原料ガス固化ステップ］
まず、昇華した原料ガス及びキャリアガスを基板処理室２０１に供給する前に、原料ガス供給管７０８ｆのバルブ７０５ｅを閉じ、７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７０５ｈ、７０５ｋ、７０５ｆを開け、ＭＦＣ７２５によりキャリアガス７３１の流量を０．１〜０．５ｓｌｍに制御する。キャリアガス７３１により、固体原料容器７２１で気化（昇華）した原料ガスは、原料ガス供給管７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃを通り、原料保持容器７０１内へ導入される。
このとき、各加熱部の温度を、例えば次のように設定する。すなわち、固体原料７２２を加熱して昇華させるための第１の加熱部７２６の温度を１３０℃、前記第１のバルブ７０５ａ等を加熱するための第４の加熱部７２７の温度を１４０℃、原料ガス供給管７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃを加熱するヒータを１５０℃、バルブ７０５ｈ、バルブ７０５ｋ等を加熱するための第３の加熱部７１３を１５０℃、排気配管７２９を１５０℃、原料保持板７１０を加熱するための第２の加熱部７１２の温度を、第１の加熱部７２６よりも低い第１の温度である１２０℃に設定する。
［（１）原料保持部７４０への原料ガス固化ステップ］
まず、昇華した原料ガス及びキャリアガスを基板処理室２０１に供給する前に、原料ガス供給管７０８ｆのバルブ７０５ｅを閉じ、７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７０５ｈ、７０５ｋ、７０５ｆを開け、ＭＦＣ７２５によりキャリアガス７３１の流量を０．１〜０．５ｓｌｍに制御する。キャリアガス７３１により、固体原料容器７２１で気化（昇華）した原料ガスは、原料ガス供給管７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃを通り、原料保持容器７０１内へ導入される。
このとき、各加熱部の温度を、例えば次のように設定する。すなわち、固体原料７２２を加熱して昇華させるための第１の加熱部７２６の温度を１３０℃、前記第１のバルブ７０５ａ等を加熱するための第４の加熱部７２７の温度を１４０℃、原料ガス供給管７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃを加熱するヒータを１５０℃、バルブ７０５ｈ、バルブ７０５ｋ等を加熱するための第３の加熱部７１３を１５０℃、排気配管７２９を１５０℃、原料保持板７１０を加熱するための第２の加熱部７１２の温度を、第１の加熱部７２６よりも低い第１の温度である１２０℃に設定する。
第３の加熱部７１３及び第４の加熱部７２７の温度を、第１の加熱部７２６よりも高い温度に設定することにより、原料保持容器７０１の上面、及びバルブ７０５ｈ、バルブ７０５ｋ、固体原料容器７２１の上面、及びバルブ７０５ａ等における原料ガスの固化を確実に防止することができる。第３の加熱部７１３及び第４の加熱部７２７の温度が、第１の加熱部７２６と同等以下の温度になると、バルブ７０５ｈ、バルブ７０５ｋ、バルブ７０５ａ等において、あるいは、バルブ７０５ｈ、バルブ７０５ｋと原料保持容器７０１との間の配管、及びバルブ７０５ａ等と固定原料容器７２１との間の配管において、原料ガスの固化が発生し、配管が塞がりガス供給ができなくなる恐れがある。
以上により、固体原料容器７２１内の固体原料であるＡｌＣｌ3は昇華し、原料保持容器７０１内のＡｌＣｌ3ガスは飽和状態に達する。原料保持部７４０は、固体原料加熱部７２０よりも温度が低いため、昇華したＡｌＣｌ3ガスは、原料保持板７１０の表裏両面において固化する。この状態を、所定の時間維持することにより、原料保持板７１０の表面に必要量の固体ＡｌＣｌ3を堆積させる。
以上により、固体原料容器７２１内の固体原料であるＡｌＣｌ3は昇華し、原料保持容器７０１内のＡｌＣｌ3ガスは飽和状態に達する。原料保持部７４０は、固体原料加熱部７２０よりも温度が低いため、昇華したＡｌＣｌ3ガスは、原料保持板７１０の表裏両面において固化する。この状態を、所定の時間維持することにより、原料保持板７１０の表面に必要量の固体ＡｌＣｌ3を堆積させる。
［（２）基板処理室への原料ガスの供給ステップ］
原料保持板７１０の表面に必要量の固体ＡｌＣｌ3を堆積させた後、バルブ７０５ｆを閉じて、バルブ７０５ｅを開ける。すなわち、バルブ７０５ｆが閉じられ、７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７０５ｈ、７０５ｋ、７０５ｄ、７０５ｅが開けられた状態となる。また、ＭＦＣ７２５によりキャリアガス７３１の流量を０．１〜０．５ｓｌｍに制御する。キャリアガス７３１により、固体原料容器７２１で気化（昇華）した原料ガスは、原料ガス供給管７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃを通り、原料保持容器７０１内へ導入される。原料保持容器７０１からは、飽和状態、あるいは飽和状態に近い原料ガス（ＡｌＣｌ3ガス）及びキャリアガスが、原料ガス供給管７０８ｄ、７０８ｅ、７０８ｆを通り、基板処理室２０１に供給される。
原料保持板７１０の表面に必要量の固体ＡｌＣｌ3を堆積させた後、バルブ７０５ｆを閉じて、バルブ７０５ｅを開ける。すなわち、バルブ７０５ｆが閉じられ、７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７０５ｈ、７０５ｋ、７０５ｄ、７０５ｅが開けられた状態となる。また、ＭＦＣ７２５によりキャリアガス７３１の流量を０．１〜０．５ｓｌｍに制御する。キャリアガス７３１により、固体原料容器７２１で気化（昇華）した原料ガスは、原料ガス供給管７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃを通り、原料保持容器７０１内へ導入される。原料保持容器７０１からは、飽和状態、あるいは飽和状態に近い原料ガス（ＡｌＣｌ3ガス）及びキャリアガスが、原料ガス供給管７０８ｄ、７０８ｅ、７０８ｆを通り、基板処理室２０１に供給される。
このとき、各加熱部の温度を、例えば次のように設定する。すなわち、固体原料７２２を加熱して昇華させるための第１の加熱部７２６の温度を１３０℃、前記第１のバルブ７０５ａ等を加熱するための第４の加熱部７２７の温度を１４０℃、原料ガス供給管７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃ、７０８ｄ、７０８ｅ、７０８ｆを加熱するヒータを１５０℃、前記第１のバルブ７０５ｈ等を加熱するための第３の加熱部７１３を１５０℃、原料保持板７１０を加熱するための第２の加熱部７１２の温度を、第１の加熱部７２６より低い１２０℃、あるいは第１の加熱部７２６よりも低いが、前記（１）原料保持部７４０への原料ガス固化ステップにおける第１の温度よりも高い１２５℃に設定する。
このとき、制御部２８０は、原料保持容器７０１内における原料ガス（ＡｌＣｌ3ガス）の分圧が１０トールになるよう、真空計７２８ｂの計測値を用いてＡＰＣ２５５やＭＦＣ７２５等を制御する。ＡｌＣｌ3ガスの飽和蒸気圧が１０トールになる温度は１２５℃なので、原料保持板７１０を加熱するための第２の加熱部７１２の温度は、ＡｌＣｌ3ガスが飽和する温度と同程度になる。したがって、原料保持容器７０１内におけるＡｌＣｌ3ガスは、常に飽和状態を保つことが容易となる。
このとき、制御部２８０は、原料保持容器７０１内における原料ガス（ＡｌＣｌ3ガス）の分圧が１０トールになるよう、真空計７２８ｂの計測値を用いてＡＰＣ２５５やＭＦＣ７２５等を制御する。ＡｌＣｌ3ガスの飽和蒸気圧が１０トールになる温度は１２５℃なので、原料保持板７１０を加熱するための第２の加熱部７１２の温度は、ＡｌＣｌ3ガスが飽和する温度と同程度になる。したがって、原料保持容器７０１内におけるＡｌＣｌ3ガスは、常に飽和状態を保つことが容易となる。
このようにすることにより、固体原料容器７２１内の固体原料７２２の表面積が変化しても、原料保持容器７０１内の原料ガスは飽和状態にあるので、原料保持容器７０１から供給する原料ガスの流量変動を抑制することができる。
また、第２の加熱部７１２の温度を変えて原料保持容器７０１内の温度を変更することにより、原料保持容器７０１内の原料ガスの飽和蒸気圧を変更し、これにより、原料保持容器７０１から供給する原料ガスの流量を調整することができる。
なお、上記の基板処理室２０１への原料ガスの供給ステップにおいては、原料保持板７１０を加熱するための第２の加熱部７１２の温度を、第１の加熱部７２６よりも低い１２５℃に設定したが、第１の加熱部７２６の温度と同程度の１３０℃に近づけてもよい。
また、第２の加熱部７１２の温度を変えて原料保持容器７０１内の温度を変更することにより、原料保持容器７０１内の原料ガスの飽和蒸気圧を変更し、これにより、原料保持容器７０１から供給する原料ガスの流量を調整することができる。
なお、上記の基板処理室２０１への原料ガスの供給ステップにおいては、原料保持板７１０を加熱するための第２の加熱部７１２の温度を、第１の加熱部７２６よりも低い１２５℃に設定したが、第１の加熱部７２６の温度と同程度の１３０℃に近づけてもよい。
なお、本発明は、前記実施例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に変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、成膜処理はＡｌＯ膜を形成する処理に限らず、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、他の酸化膜や窒化膜、さらには、金属膜および半導体膜（例えば、ポリシリコン膜）等の他の薄膜を形成する処理であってもよい。
前記実施例においては、バッチ式縦型成膜装置について説明したが、本発明は、枚葉装置にも適用することができる。
前記実施例では、ウエハに処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
例えば、成膜処理はＡｌＯ膜を形成する処理に限らず、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、他の酸化膜や窒化膜、さらには、金属膜および半導体膜（例えば、ポリシリコン膜）等の他の薄膜を形成する処理であってもよい。
前記実施例においては、バッチ式縦型成膜装置について説明したが、本発明は、枚葉装置にも適用することができる。
前記実施例では、ウエハに処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
以上の、本明細書の記載に基づき、次の発明を把握することができる。すなわち、第１の発明は、
基板を収容し処理を行う基板処理室と、
固体原料が配置される固体原料配置部を、その下部に有する固体原料容器と、
前記固体原料容器に設けられ、固体原料を加熱して昇華させる第１の加熱部と、
前記固体原料容器に接続され、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、
前記キャリアガス供給管に設けられた第１のバルブと、
前記固体原料容器に接続され、前記昇華した原料ガス及び前記キャリアガスを前記基板処理室に供給するための原料ガス供給管と、
前記原料ガス供給管に設けられた第２のバルブと、
前記固体原料配置部から前記基板処理室に至る原料ガス供給経路の途中に設けられ、昇華した原料ガスを固化して保持する原料保持部と、
前記原料保持部を加熱する第２の加熱部と、
前記第１のバルブ、前記第２のバルブを加熱する第３の加熱部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する前に、前記第３の加熱部を前記第１の加熱部よりも高い温度で加熱し、前記第２の加熱部を前記第１の加熱部よりも第１の温度差だけ低い温度で加熱することにより、前記固体原料を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させ、その後、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する際には、前記前記第１の加熱部と第２の加熱部の温度差を、前記第１の温度差より小さい温度差に保持することを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、安定した流量の原料ガスを基板処理装置に供給することが容易となり、再現性の高い成膜を行うことが容易となる。
基板を収容し処理を行う基板処理室と、
固体原料が配置される固体原料配置部を、その下部に有する固体原料容器と、
前記固体原料容器に設けられ、固体原料を加熱して昇華させる第１の加熱部と、
前記固体原料容器に接続され、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、
前記キャリアガス供給管に設けられた第１のバルブと、
前記固体原料容器に接続され、前記昇華した原料ガス及び前記キャリアガスを前記基板処理室に供給するための原料ガス供給管と、
前記原料ガス供給管に設けられた第２のバルブと、
前記固体原料配置部から前記基板処理室に至る原料ガス供給経路の途中に設けられ、昇華した原料ガスを固化して保持する原料保持部と、
前記原料保持部を加熱する第２の加熱部と、
前記第１のバルブ、前記第２のバルブを加熱する第３の加熱部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する前に、前記第３の加熱部を前記第１の加熱部よりも高い温度で加熱し、前記第２の加熱部を前記第１の加熱部よりも第１の温度差だけ低い温度で加熱することにより、前記固体原料を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させ、その後、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する際には、前記前記第１の加熱部と第２の加熱部の温度差を、前記第１の温度差より小さい温度差に保持することを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、安定した流量の原料ガスを基板処理装置に供給することが容易となり、再現性の高い成膜を行うことが容易となる。
第２の発明は、前記第１の発明における基板処理装置であって、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給するときの前記第２の加熱部の温度を、前記固体原料を昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させるときの温度よりも、高くすることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給するときの前記第１の加熱部の温度を、前記固体原料を昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させるときの温度よりも低くする場合に比べ、基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する配管の加熱温度を低く設定でき、エネルギ消費量を抑制することができる。
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給するときの前記第２の加熱部の温度を、前記固体原料を昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させるときの温度よりも、高くすることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給するときの前記第１の加熱部の温度を、前記固体原料を昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させるときの温度よりも低くする場合に比べ、基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する配管の加熱温度を低く設定でき、エネルギ消費量を抑制することができる。
第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明における基板処理装置であって、
前記原料保持部は、前記固体原料容器内に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、固体原料容器と原料保持部を一体として構成することができるので、コンパクト化が容易となる。
前記原料保持部は、前記固体原料容器内に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、固体原料容器と原料保持部を一体として構成することができるので、コンパクト化が容易となる。
第４の発明は、前記第１の発明又は第２の発明における基板処理装置であって、
前記原料保持部は、前記固体原料容器外に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、固体原料容器及び原料保持部のメンテナンスが容易となる。
前記原料保持部は、前記固体原料容器外に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、固体原料容器及び原料保持部のメンテナンスが容易となる。
第５の発明は、前記第４の発明における基板処理装置であって、
前記原料保持部は、原料保持板と、該原料保持板を収容する原料保持容器と、該原料保持容器の外側に設けられた前記第２の加熱部とを備え、
前記固体原料容器と前記原料保持部とが、前記原料ガス供給管により接続され、前記原料保持部と前記基板処理室とが、第２の原料ガス供給管により接続されることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、原料ガスを固化する際の、第２の加熱部の温度設定が容易となる。
前記原料保持部は、原料保持板と、該原料保持板を収容する原料保持容器と、該原料保持容器の外側に設けられた前記第２の加熱部とを備え、
前記固体原料容器と前記原料保持部とが、前記原料ガス供給管により接続され、前記原料保持部と前記基板処理室とが、第２の原料ガス供給管により接続されることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、原料ガスを固化する際の、第２の加熱部の温度設定が容易となる。
第６の発明は、前記第１の発明ないし第５の発明における基板処理装置であって、
前記原料保持部は、複数の孔を有する原料保持板を備えることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、原料保持板に効率よく原料ガスを固化することが容易となる。
前記原料保持部は、複数の孔を有する原料保持板を備えることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、原料保持板に効率よく原料ガスを固化することが容易となる。
第７の発明は、前記第１の発明ないし第６の発明における基板処理装置であって、
前記制御部は、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する前に、前記第１のバルブ、前記第２のバルブを閉めた状態で、前記第３の加熱部を前記第１の加熱部よりも高い温度で加熱し、前記第２の加熱部を前記第１の加熱部よりも第１の温度差だけ低い温度で加熱することにより、前記固体原料を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させ、その後、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する際には、前記前記第１の加熱部と第２の加熱部の温度差を、前記第１の温度差より小さい温度差に保持しつつ前記第１のバルブ、前記第２のバルブを開けることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、原料保持部に効率よく原料ガスを固化することが容易となる。
前記制御部は、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する前に、前記第１のバルブ、前記第２のバルブを閉めた状態で、前記第３の加熱部を前記第１の加熱部よりも高い温度で加熱し、前記第２の加熱部を前記第１の加熱部よりも第１の温度差だけ低い温度で加熱することにより、前記固体原料を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させ、その後、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する際には、前記前記第１の加熱部と第２の加熱部の温度差を、前記第１の温度差より小さい温度差に保持しつつ前記第１のバルブ、前記第２のバルブを開けることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、原料保持部に効率よく原料ガスを固化することが容易となる。
第８の発明は、前記第１の発明ないし第７の発明における基板処理装置であって、
前記原料ガス供給管に流量制御装置が設けられることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、安定した流量の原料ガスを基板処理装置に供給することが容易となり、再現性の高い成膜を行うことが容易となる。
前記原料ガス供給管に流量制御装置が設けられることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、安定した流量の原料ガスを基板処理装置に供給することが容易となり、再現性の高い成膜を行うことが容易となる。
第９の発明は、前記第１の発明ないし第８の発明における基板処理装置であって、
前記原料ガス供給管に流量検知装置が設けられることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、原料ガスの流量に基づき、固体原料が減少したことを検知することができ、固体原料の交換を適切なタイミングで行うことが容易となる。
前記原料ガス供給管に流量検知装置が設けられることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、原料ガスの流量に基づき、固体原料が減少したことを検知することができ、固体原料の交換を適切なタイミングで行うことが容易となる。
第１０の発明は、
基板を収容し処理を行う基板処理室と、
固体原料が配置される固体原料配置部を、その下部に有する固体原料容器と、
前記固体原料容器に設けられ、固体原料を加熱して昇華させる加熱部と、
前記固体原料容器に接続され、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、
前記固体原料容器に接続され、前記昇華した原料ガス及び前記キャリアガスを前記基板処理室に供給するための原料ガス供給管と、
前記固体原料配置部から前記基板処理室に至る原料ガス供給経路の途中に設けられ、昇華した原料ガスを固化して保持する原料保持部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する前に、前記加熱部により固体原料を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、安定した流量の原料ガスを基板処理装置に供給することが容易となり、再現性の高い成膜を行うことが容易となる。
基板を収容し処理を行う基板処理室と、
固体原料が配置される固体原料配置部を、その下部に有する固体原料容器と、
前記固体原料容器に設けられ、固体原料を加熱して昇華させる加熱部と、
前記固体原料容器に接続され、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、
前記固体原料容器に接続され、前記昇華した原料ガス及び前記キャリアガスを前記基板処理室に供給するための原料ガス供給管と、
前記固体原料配置部から前記基板処理室に至る原料ガス供給経路の途中に設けられ、昇華した原料ガスを固化して保持する原料保持部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する前に、前記加熱部により固体原料を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させることを特徴とする基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、安定した流量の原料ガスを基板処理装置に供給することが容易となり、再現性の高い成膜を行うことが容易となる。
１００…基板処理装置、２００…ウエハ、２０１…基板処理室、２０２…処理炉、２０３…反応管、２０７…ヒータ、２１７…ボート、２１８…石英キャップ、２１９…シールキャップ、２２０…Ｏリング、２２７…ボート回転機構、２３１…ガス排気管、２３２ａ…第１のガス供給管、２３２ｂ…第２のガス供給管、２３２ｃ…不活性ガス供給管、２３２ｄ…不活性ガス供給管、２３３…ノズル、２３８ｂ…ガス供給孔、２４０ａ…第１の処理ガス供給源、２４０ｂ…第２の処理ガス供給源、２４０ｃ…不活性ガス供給源、２４０ｄ…不活性ガス供給源、２４１ａ…マスフローコントローラ、２４１ｂ…マスフローコントローラ、２４１ｃ…マスフローコントローラ、２４１ｄ…マスフローコントローラ、２４６…真空ポンプ、２４７…ヒータ、２５１ａ…開閉バルブ、２５１ｂ…開閉バルブ、２５１ｃ…開閉バルブ、２５１ｄ…開閉バルブ、２５５…ＡＰＣバルブ、２６０…加熱気化装置、２８０…コントローラ、５００…加熱気化装置、５０１…固体原料容器、５０２…固体原料、５０３…キャリアガス供給管、５０４…キャリアガス、５０５…バルブ、５０６…バルブ、５０７…原料ガス供給管、５０８…キャリアガス、５０９…キャリアガス供給管、５１０…原料保持部、５１１…第１の加熱部、５１２…第２の加熱部、５１３…第３の加熱部、７００…加熱気化装置、７０１…原料保持容器、７０５ａ…バルブ、７０５ｂ…バルブ、７０５ｃ…バルブ、７０５ｄ…バルブ、７０５ｅ…バルブ、７０５ｆ…バルブ、７０５ｇ…バルブ、７０５ｈ…バルブ、７０５ｋ…バルブ、７０５ｊ…バルブ、７０８ａ…原料ガス供給管、７０８ｂ…原料ガス供給管、７０８ｃ…原料ガス供給管、７０８ｄ…原料ガス供給管、７０８ｅ…原料ガス供給管、７０８ｆ…原料ガス供給管、７０９…原料ガス供給管、７１０…原料保持板、７１２…第２の加熱部、７１３…第３の加熱部、７２０…固体原料加熱部、７２１…固体原料容器、７２２…固体原料、７２３…キャリアガス供給管、７２４…Ｈ／Ｅ（熱交換器）、７２５…ＭＦＣ、７２６…第１の加熱部、７２７…第４の加熱部、７３１…キャリアガス、７３２…原料ガス及びキャリアガス、７２７ａ…真空計配管、７２７ｂ…真空計配管、７２８ａ…真空計、７２８ｂ…真空計、７２９…排気配管、７３３…原料ガス及びキャリアガス、７４０…原料保持部。
Claims (1)
- 基板を収容し処理を行う基板処理室と、
固体原料が配置される固体原料配置部を、その下部に有する固体原料容器と、
前記固体原料容器に設けられ、固体原料を加熱して昇華させる第１の加熱部と、
前記固体原料容器に接続され、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、
前記キャリアガス供給管に設けられた第１のバルブと、
前記固体原料容器に接続され、前記昇華した原料ガス及び前記キャリアガスを前記基板処理室に供給するための原料ガス供給管と、
前記原料ガス供給管に設けられた第２のバルブと、
前記固体原料配置部から前記基板処理室に至る原料ガス供給経路の途中に設けられ、昇華した原料ガスを固化して保持する原料保持部と、
前記原料保持部を加熱する第２の加熱部と、
前記第１のバルブ、前記第２のバルブを加熱する第３の加熱部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する前に、前記第３の加熱部を前記第１の加熱部よりも高い温度で加熱し、前記第２の加熱部を前記第１の加熱部よりも第１の温度差だけ低い温度で加熱することにより、前記固体原料を加熱して昇華させつつ昇華した原料ガスを前記原料保持部に固化して堆積させ、その後、前記基板処理室に原料ガス及びキャリアガスを供給する際には、前記前記第１の加熱部と第２の加熱部の温度差を、前記第１の温度差より小さい温度差に保持することを特徴とする基板処理装置。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013147491A1 (ko) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 주식회사 유니텍스 | 소스 컨테이너 및 기상 증착용 반응로 |
| JP2014053477A (ja) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Philtech Inc | 固体金属ガス供給装置 |
| US20160281231A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-09-29 | Tokyo Electron Limited | Source supply apparatus, source supply method and storage medium |
| JP2016186126A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 原料供給装置、原料供給方法及び記憶媒体 |
| US20170253970A1 (en) * | 2014-01-24 | 2017-09-07 | Osram Oled Gmbh | ALD Coating System and Method for Operating an ALD Coating System |
| WO2017183313A1 (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 株式会社ユーテック | ガス供給装置、成膜装置、ガス供給方法、炭素膜の作製方法及び磁気記録媒体の製造方法 |
| CN112400222A (zh) * | 2018-06-18 | 2021-02-23 | 应用材料公司 | 用于控制处理材料到沉积腔室的流动的设备和方法 |
| WO2023037948A1 (ja) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 株式会社プロテリアル | 気化器 |
-
2009
- 2009-09-02 JP JP2009202837A patent/JP2011054789A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101389011B1 (ko) | 2012-03-28 | 2014-04-24 | 주식회사 유니텍스 | 소스 컨테이너 및 기상 증착용 반응로 |
| WO2013147491A1 (ko) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 주식회사 유니텍스 | 소스 컨테이너 및 기상 증착용 반응로 |
| US10066295B2 (en) | 2012-03-28 | 2018-09-04 | Unitex Co., Ltd. | Source container and vapour-deposition reactor |
| JP2014053477A (ja) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Philtech Inc | 固体金属ガス供給装置 |
| US20170253970A1 (en) * | 2014-01-24 | 2017-09-07 | Osram Oled Gmbh | ALD Coating System and Method for Operating an ALD Coating System |
| US20160281231A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-09-29 | Tokyo Electron Limited | Source supply apparatus, source supply method and storage medium |
| JP2016186126A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 原料供給装置、原料供給方法及び記憶媒体 |
| KR20160115767A (ko) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 원료 공급 장치, 원료 공급 방법 및 기억 매체 |
| KR101899201B1 (ko) * | 2015-03-27 | 2018-09-14 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 원료 공급 장치, 원료 공급 방법 및 기억 매체 |
| WO2017183313A1 (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 株式会社ユーテック | ガス供給装置、成膜装置、ガス供給方法、炭素膜の作製方法及び磁気記録媒体の製造方法 |
| CN112400222A (zh) * | 2018-06-18 | 2021-02-23 | 应用材料公司 | 用于控制处理材料到沉积腔室的流动的设备和方法 |
| JP2021527338A (ja) * | 2018-06-18 | 2021-10-11 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 堆積チャンバへのプロセス材料の流れを制御するための装置及び方法 |
| JP7413285B2 (ja) | 2018-06-18 | 2024-01-15 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 堆積チャンバへのプロセス材料の流れを制御するための装置及び方法 |
| WO2023037948A1 (ja) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 株式会社プロテリアル | 気化器 |
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