JP2019121629A - Vapor growth device and vapor growth system - Google Patents

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Abstract

To provide a vapor growth device capable of improving utilization efficiency of material gas.SOLUTION: A vapor growth device 1 forms a substance on a substrate S by causing chemical reaction of multiple different material gases Gn. The vapor growth device 1 includes a chamber 3, a holding part 5, and a heating part 7. The holding part 5 is placed in the chamber 3, and holds the substrate S. The heating part 7 heats the substrate S. The chamber 3 includes at least one material introduction port GPn for introducing the material gases Gn into the chamber 3. In a partial or all period when the substance is formed on a substrate S, outflow of the material gases Gn from the inside to the outside of the chamber 3 is blocked.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、異なる複数の原料ガスの化学反応を起こして基板上に物質を形成する気相成長装置及び気相成長システムに関する。   The present invention relates to a vapor phase growth apparatus and a vapor phase growth system that cause chemical reactions of a plurality of different source gases to form a substance on a substrate.

特許文献1には、窒化物半導体結晶製造装置が記載されている。窒化物半導体結晶製造装置は、第1反応管と第2反応管とを備え、第1工程と第2工程と第3工程とを実行する。第1反応管と第2反応管とは連結される。第1工程は第1反応管中の第1ゾーンで実行され、第2工程は第1反応管中の第2ゾーンで実行される。第3工程は第2反応管中の第3ゾーンで実行される。第1ゾーンと第2ゾーンと第3ゾーンとのそれぞれで温度制御が実行される。   Patent Document 1 describes a nitride semiconductor crystal production apparatus. The nitride semiconductor crystal manufacturing apparatus includes a first reaction tube and a second reaction tube, and executes a first process, a second process, and a third process. The first reaction tube and the second reaction tube are connected. The first step is performed in a first zone in the first reaction tube, and the second step is performed in a second zone in the first reaction tube. The third step is carried out in the third zone in the second reaction tube. Temperature control is performed in each of the first zone, the second zone and the third zone.

第1工程では、金属ガリウムと塩素ガスとを反応させて一塩化ガリウムガスを生成する。第2工程では、一塩化ガリウムガスと塩素ガスとを反応させて三塩化ガリウムガスを生成する。第3工程では、三塩化ガリウムガスとアンモニアガスとを原料ガスとして用い、基体上に、気相成長法により、ガリウムを含む窒化物半導体結晶を成長させる。   In the first step, metal gallium and chlorine gas are reacted to generate gallium monochloride gas. In the second step, gallium monochloride gas and chlorine gas are reacted to produce gallium trichloride gas. In the third step, gallium trichloride gas and ammonia gas are used as source gases, and a nitride semiconductor crystal containing gallium is grown on the substrate by vapor phase growth.

国際公開第2011/142402号International Publication No. 2011/142402

しかしながら、特許文献1に記載された窒化物半導体結晶製造装置では、原料ガス(塩素ガス、一塩化ガリウムガス、三塩化ガリウムガス、及びアンモニアガス)を、反応管の供給口から供給しつつ、排出口から排出することによって、原料ガスを常に流通させながら、窒化物半導体結晶を成長させる。従って、多くの原料ガスが利用されずに排出されるため、原料ガスの利用効率が低い。   However, in the nitride semiconductor crystal manufacturing apparatus described in Patent Document 1, the source gas (chlorine gas, gallium monochloride gas, gallium trichloride gas, and ammonia gas) is supplied from the supply port of the reaction tube while being discharged. By discharging from the outlet, a nitride semiconductor crystal is grown while the source gas is always circulated. Therefore, since a large amount of source gas is discharged without being used, the utilization efficiency of the source gas is low.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、原料ガスの利用効率を向上できる気相成長装置及び気相成長システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a vapor phase growth apparatus and a vapor phase growth system capable of improving the utilization efficiency of a source gas.

本発明の第1の観点によれば、気相成長装置は、異なる複数の原料ガスの化学反応を起こして基板上に物質を形成する。気相成長装置は、チャンバーと、保持部と、加熱部とを備える。保持部は、前記チャンバーの内部に配置され、前記基板を保持する。加熱部は、前記基板を加熱する。前記チャンバーは、前記原料ガスを前記チャンバーに導入する少なくとも1つの原料導入ポートを含む。前記物質を前記基板上に形成している期間の一部又は全部において、前記チャンバーの内部から外部への前記原料ガスの流出が遮断される。   According to a first aspect of the present invention, a vapor deposition apparatus causes a chemical reaction of a plurality of different source gases to form a substance on a substrate. The vapor deposition apparatus includes a chamber, a holding unit, and a heating unit. A holder is disposed inside the chamber to hold the substrate. The heating unit heats the substrate. The chamber includes at least one source introduction port for introducing the source gas into the chamber. During part or all of the period in which the substance is formed on the substrate, the flow of the source gas from the inside to the outside of the chamber is blocked.

本発明の気相成長装置は、副産物排気部をさらに備えることが好ましい。副産物排気部は、前記複数の原料ガスが化学反応を起こして生成される副産物を、前記チャンバーの内部から外部に排気することが好ましい。   Preferably, the vapor deposition apparatus of the present invention further comprises a byproduct exhaust part. The by-product exhaust unit preferably exhausts by-products generated by a chemical reaction of the plurality of source gases from the inside to the outside of the chamber.

本発明の気相成長装置は、副産物検出部をさらに備えることが好ましい。副産物検出部は、前記チャンバーの内部の前記副産物の濃度を検出することが好ましい。前記副産物排気部は、前記副産物の濃度に応じて前記副産物を排気することが好ましい。   The vapor deposition apparatus of the present invention preferably further comprises a by-product detection unit. Preferably, the by-product detection unit detects the concentration of the by-product inside the chamber. The by-product exhaust unit preferably exhausts the by-product according to the concentration of the by-product.

本発明の気相成長装置において、前記原料ガスが、前記チャンバーの内部での化学反応に起因する前記原料ガスの減少量に応じて前記原料導入ポートから補充されることが好ましい。前記原料ガスが補充される際に、前記原料ガスの各々のモル分率が前記チャンバーの内部で一定に保持されるように、前記原料ガスが補充されることが好ましい。   In the vapor phase growth apparatus according to the present invention, preferably, the source gas is replenished from the source introduction port in accordance with a reduction amount of the source gas caused by a chemical reaction inside the chamber. It is preferable that the source gas be replenished so that the mole fraction of each of the source gas is maintained constant in the chamber when the source gas is replenished.

本発明の気相成長装置において、前記原料ガスごとに所定量が定められることが好ましい。前記所定量の前記原料ガスが前記チャンバーに導入された後に、前記原料ガスの流路が遮断されて、前記原料導入ポートからの前記原料ガスの導入が停止されることが好ましい。前記原料ガスが、前記チャンバーの内部での化学反応に起因する前記原料ガスの減少量に応じて前記原料導入ポートから補充されることが好ましい。前記原料ガスが補充される際に、前記原料ガスの各々のモル分率が前記チャンバーの内部で一定に保持されるように、前記原料ガスが補充されることが好ましい。   In the vapor phase growth apparatus of the present invention, it is preferable that a predetermined amount be determined for each of the source gases. Preferably, after the predetermined amount of the source gas is introduced into the chamber, the flow path of the source gas is shut off to stop the introduction of the source gas from the source introduction port. It is preferable that the raw material gas be replenished from the raw material introduction port in accordance with a reduction amount of the raw material gas caused by a chemical reaction inside the chamber. It is preferable that the source gas be replenished so that the mole fraction of each of the source gas is maintained constant in the chamber when the source gas is replenished.

本発明の気相成長装置において、前記原料ガスごとに所定量が定められることが好ましい。前記所定量の前記原料ガスが前記チャンバーに導入された後において、前記原料ガスが、前記チャンバーの内部での化学反応に起因する前記原料ガスの減少量に応じて前記原料導入ポートから常時補充されることが好ましい。前記原料ガスが常時補充される際に、前記原料ガスの各々のモル分率が前記チャンバーの内部で一定に保持されるように、前記原料ガスが常時補充されることが好ましい。   In the vapor phase growth apparatus of the present invention, it is preferable that a predetermined amount be determined for each of the source gases. After the predetermined amount of the raw material gas is introduced into the chamber, the raw material gas is constantly replenished from the raw material introduction port according to the amount of reduction of the raw material gas due to a chemical reaction inside the chamber. Is preferred. It is preferable that the source gas be constantly replenished so that the mole fraction of each of the source gas is maintained constant inside the chamber when the source gas is constantly replenished.

本発明の気相成長装置において、前記チャンバーは、複数の前記原料導入ポートを含むことが好ましい。前記複数の原料導入ポートは、それぞれ、前記複数の原料ガスを前記チャンバーに導入することが好ましい。   In the vapor phase growth apparatus of the present invention, the chamber preferably includes a plurality of the material introduction ports. Each of the plurality of raw material introduction ports preferably introduces the plurality of raw material gases into the chamber.

本発明の気相成長装置において、前記原料導入ポートは、前記複数の原料ガスを混合した混合ガスを前記チャンバーに導入することが好ましい。   In the vapor phase growth apparatus of the present invention, it is preferable that the raw material introduction port introduce a mixed gas in which the plurality of raw material gases are mixed into the chamber.

本発明の気相成長装置において、前記チャンバーは、キャリアガスを前記チャンバーに導入するキャリア導入ポートをさらに含むことが好ましい。   In the vapor deposition apparatus according to the present invention, preferably, the chamber further includes a carrier introduction port for introducing a carrier gas into the chamber.

本発明の気相成長装置において、前記チャンバーは、エッチングガスを前記チャンバーに導入するエッチング導入ポートをさらに含むことが好ましい。   In the vapor deposition apparatus of the present invention, the chamber preferably further includes an etching introduction port for introducing an etching gas into the chamber.

本発明の気相成長装置は、開口を有する壁部をさらに備えることが好ましい。壁部は、前記加熱部が配置された前記保持部と、前記チャンバーの内壁面との間に配置されることが好ましい。前記開口は、前記基板を露出させることが好ましい。   Preferably, the vapor deposition apparatus of the present invention further comprises a wall having an opening. Preferably, the wall portion is disposed between the holding portion in which the heating portion is disposed and an inner wall surface of the chamber. The opening preferably exposes the substrate.

本発明の第2の観点によれば、気相成長システムは、上記第1の観点による気相成長装置と、前記気相成長装置に気体を供給する気体供給装置とを備える。前記気体供給装置は、原料容器と、希釈容器と、導入部とを備える。原料容器は、前記原料ガスを収容する。希釈容器は、前記原料容器から導入された前記原料ガスと、前記原料ガスを希釈するキャリアガスとを混合して、希釈原料ガスとして収容する。導入部は、前記原料ガスと前記キャリアガスとを異なるタイミングで前記希釈容器に導入するとともに、前記原料ガスと前記キャリアガスとが混合された後に、前記希釈原料ガスを前記希釈容器から放出する。   According to a second aspect of the present invention, a vapor deposition system includes the vapor deposition apparatus according to the first aspect, and a gas supply apparatus for supplying a gas to the vapor deposition apparatus. The gas supply device includes a raw material container, a dilution container, and an introduction unit. The source container accommodates the source gas. The dilution container mixes the raw material gas introduced from the raw material container with a carrier gas for diluting the raw material gas, and stores it as a diluted raw material gas. The introducing unit introduces the source gas and the carrier gas into the dilution container at different timings, and releases the diluted source gas from the dilution container after the source gas and the carrier gas are mixed.

本発明によれば、原料ガスの利用効率を向上できる。   According to the present invention, the utilization efficiency of the source gas can be improved.

本発明の実施形態1に係る気相成長システムを示す図である。It is a figure showing a vapor phase growth system concerning Embodiment 1 of the present invention. 実施形態1に係る気体供給装置を示す図である。FIG. 1 is a view showing a gas supply device according to a first embodiment. 実施形態1に係る気体供給装置の一部を示す図である。FIG. 2 is a view showing a part of the gas supply device according to the first embodiment. 実施形態1に係る気相成長システムの一部を示す図である。FIG. 1 is a view showing a part of a vapor phase growth system according to a first embodiment. 実施形態1の第1変形例に係る気体供給装置の一部を示す図である。FIG. 7 is a view showing a part of a gas supply device according to a first modification of the first embodiment. 実施形態1の第2変形例に係る気体供給装置の一部を示す図である。FIG. 7 is a view showing a part of a gas supply device according to a second modified example of the first embodiment. 本発明の実施形態2に係る気相成長システムを示す図である。It is a figure which shows the vapor phase growth system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施形態2に係る気体供給装置を示す図である。FIG. 7 is a view showing a gas supply device according to a second embodiment. 実施形態2に係る気体供給装置の一部を示す図である。FIG. 7 is a view showing a part of a gas supply device according to a second embodiment. 実施形態2に係る気相成長システムの一部を示す図である。FIG. 7 is a view showing a part of a vapor phase growth system according to a second embodiment. 実施形態2の変形例に係る気体供給装置の一部を示す図である。FIG. 10 is a view showing a part of a gas supply device according to a modification of the second embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference characters and description thereof will not be repeated.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る気相成長システム100を示す図である。図1に示すように、気相成長システム100は、気相成長装置1と、気体供給装置60と、残留物排出装置80とを備える。なお、図1では、理解の便宜のため、気相成長装置1の一部については断面を表している。断面には斜線を付している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a view showing a vapor phase growth system 100 according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the vapor deposition system 100 includes a vapor deposition apparatus 1, a gas supply apparatus 60, and a residue discharge apparatus 80. In FIG. 1, a cross section of a part of the vapor phase growth apparatus 1 is shown for the convenience of understanding. Cross sections are hatched.

気相成長装置1は、チャンバー3を備える。そして、気相成長装置1は、チャンバー3の内部において、化学気相成長法を実行して、基板S上で物質を成長させ、基板S上に物質(以下、「目的物質」と記載する。)を形成する。つまり、気相成長装置1は、チャンバー3の内部において、異なる複数の原料ガスGnの化学反応を起こして基板S上に目的物質を形成する。目的物質は、例えば、III−V族化合物半導体である。目的物質は、例えば、固体である。原料ガスGnは、化学反応によって目的物質を形成する気体である。つまり、原料ガスGnは、化学反応によって目的物質を生成する気体である。なお、複数の原料ガスGnを区別して説明するときは、原料ガスG1、…、GN(Nは2以上の整数)と記載する。例えば、N=2のとき、原料ガスG1は、第III族(第13族)元素を含む化合物であり、原料ガスG2は、第V族(第15族)元素を含む化合物である。   The vapor deposition apparatus 1 includes a chamber 3. Then, the vapor deposition apparatus 1 executes a chemical vapor deposition method inside the chamber 3 to grow a substance on the substrate S, and describes the substance on the substrate S (hereinafter, “target substance”). Form). That is, the vapor deposition apparatus 1 causes a chemical reaction of a plurality of different source gases Gn inside the chamber 3 to form the target substance on the substrate S. The target substance is, for example, a III-V compound semiconductor. The target substance is, for example, a solid. The source gas Gn is a gas that forms a target substance by a chemical reaction. That is, the source gas Gn is a gas that produces a target substance by a chemical reaction. In addition, when distinguishing and demonstrating the several source gas Gn, it describes as source gas G1, ..., GN (N is an integer greater than or equal to 2). For example, when N = 2, the source gas G1 is a compound containing a Group III (Group 13) element, and the source gas G2 is a compound containing a Group V (Group 15) element.

気相成長装置1は、目的物質を基板S上に形成している期間RP(以下、「反応期間RP」と記載する。)の一部又は全部において、チャンバー3の内部から外部への原料ガスGnの流出を遮断する。従って、反応期間RPの一部又は全部では、チャンバー3が密閉される。つまり、気相成長装置1は、チャンバー3の内部に異なる複数の原料ガスGnを滞留させて化学反応を起こし、基板S上に目的物質を形成する。   In the vapor phase growth apparatus 1, the source gas from the inside to the outside of the chamber 3 in part or all of a period RP (hereinafter referred to as “reaction period RP”) in which the target substance is formed on the substrate S Shut off the outflow of Gn. Therefore, the chamber 3 is sealed in part or all of the reaction period RP. That is, the vapor phase growth apparatus 1 causes a plurality of different source gases Gn to stay in the chamber 3 to cause a chemical reaction, thereby forming the target substance on the substrate S.

その結果、実施形態1によれば、特許文献1に記載された製造装置(以下、「従来技術」と記載する。)のように原料ガスを流通させて目的物質を形成する場合と比較して、原料ガスGnの利用効率を向上できる。原料ガスGnの利用効率とは、チャンバー3に導入した原料ガスGnの量に対する反応原料ガスの量の比率のことである。反応原料ガスとは、原料ガスGnのうち化学反応を起こして目的物質の形成に寄与した原料ガスGnのことである。「量」は、例えば、物質量(モル)、質量、又は体積を示す。   As a result, according to the first embodiment, as compared with the case where the source gas is circulated to form the target substance as in the manufacturing apparatus described in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “prior art”). The utilization efficiency of the source gas Gn can be improved. The utilization efficiency of the source gas Gn is the ratio of the amount of the reaction source gas to the amount of the source gas Gn introduced into the chamber 3. The reactive raw material gas is a raw material gas Gn which causes a chemical reaction in the raw material gas Gn and contributes to the formation of the target substance. "Quantity" indicates, for example, the amount of substance (mol), mass, or volume.

また、実施形態1では、従来技術と比較して、気相成長装置1を小型化でき、ひいては気相成長装置1のコストを低減できる。なお、従来技術では、原料ガスを流通させるため、複数のゾーンを有する比較的長い反応管が必要であり、製造装置の小型化が困難である。   Further, in the first embodiment, the vapor phase growth apparatus 1 can be miniaturized as compared with the prior art, and hence the cost of the vapor phase growth apparatus 1 can be reduced. In the prior art, in order to circulate the source gas, a relatively long reaction tube having a plurality of zones is required, which makes it difficult to miniaturize the manufacturing apparatus.

さらに、実施形態1では、加熱部7によって基板Sの温度を制御すれば足りるため、従来技術のように反応管中のゾーンごとに温度を制御する場合と比較して、容易に温度制御を実行できる。   Further, in the first embodiment, since it is sufficient to control the temperature of the substrate S by the heating unit 7, temperature control is easily performed as compared with the case where the temperature is controlled for each zone in the reaction tube as in the prior art. it can.

さらに、実施形態1では、異なる複数の原料ガスGnをチャンバー3の内部に導入及び滞留させて目的物質を形成するため、従来技術と比較して、原料ガスGnをチャンバー3の内部に導入する際の制御が容易である。なお、従来技術では、反応管中の複数のゾーンに原料ガスを流通させて複数の工程を実行することによって目的物質を形成するため、原料ガスを反応管に流通させる制御が複雑である。   Furthermore, in the first embodiment, when a plurality of different source gases Gn are introduced and retained inside the chamber 3 to form the target substance, when the source gas Gn is introduced into the inside of the chamber 3 compared to the prior art. Is easy to control. In the prior art, since the target substance is formed by circulating the source gas in a plurality of zones in the reaction tube and performing a plurality of steps, control of causing the source gas to flow in the reaction tube is complicated.

さらに、実施形態1では、異なる複数の原料ガスGnをチャンバー3の内部に滞留させて目的物質を形成するため、従来技術と比較して、目的物質の成長速度がチャンバー3の構造の影響を受け難い。なお、従来技術では、複数のゾーンを有する比較的長い反応管によって目的物質を形成するため、目的物質の成長速度が反応管の構造の影響を受け易い。   Furthermore, in the first embodiment, since the plurality of different source gases Gn are retained inside the chamber 3 to form the target substance, the growth rate of the target substance is affected by the structure of the chamber 3 as compared with the prior art. hard. In the prior art, since the target substance is formed by a relatively long reaction tube having a plurality of zones, the growth rate of the target substance is susceptible to the structure of the reaction tube.

さらに、実施形態1では、異なる複数の原料ガスGnをチャンバー3の内部に導入及び滞留させて目的物質を形成するため、従来技術のように原料ガスを流通させて複数の工程を実行する場合と比較して、残留物の量及び副産物の生成量を削減できる。従って、残留物の排出処理及び副産物の排気処理が容易である。   Furthermore, in the first embodiment, a plurality of different source gases Gn are introduced into and retained in the chamber 3 to form the target substance, so that the source gases are circulated to perform a plurality of steps as in the prior art. In comparison, the amount of residue and the amount of by-products can be reduced. Therefore, it is easy to process residue discharge and by-product discharge.

気相成長装置1は、反応期間RPの全部において、チャンバー3の内部から外部への原料ガスGnの流出を遮断することが好ましい。また、気相成長装置1は、反応期間RPの一部又は全部において、チャンバー3の内部から外部への複数の原料ガスGnの流出を遮断することが好ましい。さらに、気相成長装置1は、反応期間RPの全部において、チャンバー3の内部から外部への複数の原料ガスGnの流出を遮断することが更に好ましい。なお、気相成長装置1は、複数の原料ガスGnのうち、単数の原料ガスGnの流出を遮断してもよい。   The vapor deposition apparatus 1 preferably blocks the flow of the source gas Gn from the inside to the outside of the chamber 3 during the entire reaction period RP. Moreover, it is preferable that the vapor phase growth apparatus 1 shuts off the outflow of the plurality of source gases Gn from the inside to the outside of the chamber 3 in a part or all of the reaction period RP. Furthermore, it is more preferable that the vapor deposition apparatus 1 shuts off the outflow of the plurality of source gases Gn from the inside to the outside of the chamber 3 during the entire reaction period RP. The vapor deposition apparatus 1 may block the flow of a single source gas Gn among the plurality of source gases Gn.

具体的には、気相成長装置1は、チャンバー3に加えて、保持部5と、加熱部7と、複数の壁部8と、温度制御部9と、電源線11と、副産物検出部13と、副産物排気部15と、冷却部17と、複数の原料導入管Anと、キャリア導入管19と、エッチング導入管21と、電源線引出管23と、残留物排出管25と、副産物排気管27とをさらに備える。なお、複数の原料導入管Anを区別して説明するときは、原料導入管A1、…、AN(Nは2以上の整数)と記載する。   Specifically, in addition to the chamber 3, the vapor deposition apparatus 1 further includes the holding unit 5, the heating unit 7, the plurality of wall units 8, the temperature control unit 9, the power supply line 11, and the byproduct detection unit 13. The by-product exhaust unit 15, the cooling unit 17, the plurality of raw material introduction pipes An, the carrier introduction pipe 19, the etching introduction pipe 21, the power supply lead-out pipe 23, the residue discharge pipe 25, the by-product exhaust pipe And 27. In addition, when distinguishing and demonstrating several raw material introduction pipe | tube An, it describes as raw material introduction pipe A1, ..., AN (N is an integer greater than or equal to 2).

チャンバー3は、反応炉であり、内部空間SPを有する。チャンバー3は、例えば、中空の略円柱状形状を有するが、チャンバー3の形状は特に限定されない。チャンバー3は、複数の原料導入ポートGPnと、キャリア導入ポートCPと、エッチング導入ポートEPと、残留物排出ポートZPと、副産物排気ポートFPとを含む。チャンバー3は、例えば、石英により形成される。なお、複数の原料導入ポートGPnを区別して説明するときは、原料導入ポートGP1、…、GPN(Nは2以上の整数)と記載する。また、チャンバー3は、互いに対向する一対の窓WDを有する。窓WDは、透明部材によって形成され、気密状態でチャンバー3に設けられる。   The chamber 3 is a reactor and has an internal space SP. The chamber 3 has, for example, a hollow substantially cylindrical shape, but the shape of the chamber 3 is not particularly limited. The chamber 3 includes a plurality of raw material introduction ports GPn, a carrier introduction port CP, an etching introduction port EP, a residue discharge port ZP, and a byproduct exhaust port FP. The chamber 3 is formed of, for example, quartz. When the plurality of raw material introduction ports GPn are described separately, they are described as raw material introduction ports GP1, ..., GPN (N is an integer of 2 or more). Further, the chamber 3 has a pair of windows WD facing each other. The window WD is formed of a transparent member and is provided in the chamber 3 in an airtight state.

複数の原料導入ポートGPnは、それぞれ、複数の原料導入管Anに対応して配置される。原料導入ポートGPnは、対応する原料導入管Anに気密状態で接続される。そして、複数の原料導入管Anは、それぞれ、互いに異なる複数の原料ガスGnを供給する。従って、複数の原料導入ポートGPnは、それぞれ、互いに異なる複数の原料ガスGnをチャンバー3に導入する。   The plurality of raw material introduction ports GPn are respectively arranged corresponding to the plurality of raw material introduction pipes An. The raw material introduction port GPn is airtightly connected to the corresponding raw material introduction pipe An. The plurality of raw material introduction pipes An respectively supply a plurality of different raw material gases Gn. Therefore, the plurality of raw material introduction ports GPn respectively introduce a plurality of different raw material gases Gn into the chamber 3.

その結果、実施形態1によれば、複数の原料ガスGnに対してそれぞれ用意された複数の原料容器から、複数の原料ガスGnをそれぞれチャンバー3に導入できる。特に、複数の原料ガスGnをチャンバー3に導入する前に予め混合する手順を削減できるため、複数の原料ガスGnをチャンバー3に導入する前の手順を簡素化できる。   As a result, according to the first embodiment, the plurality of source gases Gn can be introduced into the chamber 3 from the plurality of source containers prepared respectively for the plurality of source gases Gn. In particular, since the procedure for mixing the plurality of source gases Gn into the chamber 3 in advance can be reduced, the procedure before introducing the plurality of source gases Gn into the chamber 3 can be simplified.

キャリア導入ポートCPは、キャリア導入管19に対応して配置される。キャリア導入ポートCPは、キャリア導入管19に気密状態で接続される。そして、キャリア導入管19は、キャリアガスCGを供給する。従って、キャリア導入ポートCPは、キャリアガスCGをチャンバー3に導入する。キャリアガスCGは、例えば、不活性ガスである。不活性ガスは、例えば、窒素ガスである。実施形態1によれば、キャリアガスCGをチャンバー3に導入するため、チャンバー3の内部の複数の原料ガスGnを均一に混合できる。   Carrier introduction port CP is arranged corresponding to carrier introduction pipe 19. The carrier introduction port CP is connected to the carrier introduction pipe 19 in an airtight state. Then, the carrier introduction pipe 19 supplies the carrier gas CG. Accordingly, the carrier introduction port CP introduces the carrier gas CG into the chamber 3. The carrier gas CG is, for example, an inert gas. The inert gas is, for example, nitrogen gas. According to the first embodiment, since the carrier gas CG is introduced into the chamber 3, the plurality of source gases Gn in the chamber 3 can be uniformly mixed.

エッチング導入ポートEPは、エッチング導入管21に対応して配置される。エッチング導入ポートEPは、エッチング導入管21に気密状態で接続される。そして、エッチング導入管21は、エッチングガスEGを供給する。従って、エッチング導入ポートEPは、エッチングガスEGをチャンバー3に導入する。エッチングガスEGは、例えば、ハロゲンガスである。実施形態1によれば、エッチングガスEGをチャンバー3に導入するため、チャンバー3の内壁、保持部5の表面、基板Sの表面、及び基板S上で成長している目的物質の表面を洗浄できる。   The etching introduction port EP is disposed corresponding to the etching introduction pipe 21. The etching introduction port EP is airtightly connected to the etching introduction pipe 21. Then, the etching introduction pipe 21 supplies the etching gas EG. Therefore, the etching introduction port EP introduces the etching gas EG into the chamber 3. The etching gas EG is, for example, a halogen gas. According to the first embodiment, since the etching gas EG is introduced into the chamber 3, the inner wall of the chamber 3, the surface of the holding unit 5, the surface of the substrate S, and the surface of the target material grown on the substrate S can be cleaned. .

残留物排出ポートZPは、チャンバー3の内部の残留物ZGをチャンバー3の外部に排出する。残留物ZGは、例えば、気体、液体、及び/又は固体であり、基板S上で目的物質の形成が完了した後に、チャンバー3の内部に残留している物質である。具体的には、残留物排出ポートZPは、残留物排出管25に対応して配置される。残留物排出ポートZPは、残留物排出管25に気密状態で接続される。そして、残留物排出ポートZPは、残留物排出管25を通して残留物ZGをチャンバー3の内部から外部に排出する。   The residue discharge port ZP discharges the residue ZG inside the chamber 3 to the outside of the chamber 3. The residue ZG is, for example, a gas, a liquid, and / or a solid, and is a substance remaining in the chamber 3 after the formation of the target substance on the substrate S is completed. Specifically, the residue discharge port ZP is disposed corresponding to the residue discharge pipe 25. The residue discharge port ZP is connected to the residue discharge pipe 25 in an airtight manner. Then, the residue discharge port ZP discharges the residue ZG from the inside of the chamber 3 to the outside through the residue discharge pipe 25.

副産物排気ポートFPは、チャンバー3の内部の副産物FGをチャンバー3の外部に排気する。副産物FGは、例えば、気体であり、複数の原料ガスGnが化学反応を起こして生成される物質であり、目的物質と異なる。副産物FGは、例えば、目的物質の成長を阻害する気体である。目的物質の成長を阻害する気体は、例えば、物質をエッチングする気体であり、三塩化ガリウムガスとアンモニアガスとを化学反応させて、窒化ガリウムを生成する際に生成される塩化水素である。   The byproduct exhaust port FP exhausts the byproduct FG inside the chamber 3 to the outside of the chamber 3. The by-product FG is, for example, a gas, and is a substance produced by causing a plurality of source gases Gn to undergo a chemical reaction, and is different from the target substance. The by-product FG is, for example, a gas that inhibits the growth of a target substance. The gas that inhibits the growth of the target substance is, for example, a gas that etches the substance, and is hydrogen chloride that is produced when gallium trichloride gas and ammonia gas are chemically reacted to form gallium nitride.

具体的には、副産物排気ポートFPは、副産物排気管27に対応して配置される。副産物排気ポートFPは、副産物排気管27に気密状態で接続される。そして、副産物排気ポートFPは、副産物排気管27を通して副産物FGをチャンバー3の内部から外部に排気する。   Specifically, the by-product exhaust port FP is disposed corresponding to the by-product exhaust pipe 27. The by-product exhaust port FP is airtightly connected to the by-product exhaust pipe 27. Then, the by-product exhaust port FP exhausts the by-product FG from the inside of the chamber 3 to the outside through the by-product exhaust pipe 27.

電源線引出管23は、チャンバー3に気密状態で接続される。一方、電源線11は加熱部7に接続される。そして、電源線11は、電源線引出管23を通して、チャンバー3の内部から外部に引き出される。   The power supply line drawing pipe 23 is connected to the chamber 3 in an airtight state. On the other hand, the power supply line 11 is connected to the heating unit 7. Then, the power supply line 11 is drawn from the inside of the chamber 3 to the outside through the power supply line drawing pipe 23.

保持部5は、チャンバー3の内部に配置される。実施形態1では、保持部5は、チャンバー3の内底面4aに設置される。保持部5は、基板Sを保持する。具体的には、保持部5は保持面HSを有する。そして、保持面HSに基板Sが設置される。保持部5は、例えば、サセプターである。サセプターは、例えば、炭化ケイ素によって形成される。基板Sは、例えば、種基板である。種基板は、例えば、種結晶基板である。基板Sは、例えば、サファイア基板である。   The holder 5 is disposed inside the chamber 3. In the first embodiment, the holding unit 5 is installed on the inner bottom surface 4 a of the chamber 3. The holding unit 5 holds the substrate S. Specifically, the holder 5 has a holding surface HS. Then, the substrate S is installed on the holding surface HS. The holding unit 5 is, for example, a susceptor. The susceptor is formed of, for example, silicon carbide. The substrate S is, for example, a seed substrate. The seed substrate is, for example, a seed crystal substrate. The substrate S is, for example, a sapphire substrate.

加熱部7は、チャンバー3の内部に配置される。加熱部7は、保持面HSに対向して、保持部5に配置される。実施形態1では、加熱部7は保持部5に固定される。そして、加熱部7は保持部5を加熱する。つまり、加熱部7は保持部5を介して基板Sを加熱する。加熱部7は、例えば、ヒーターである。なお、加熱部7は、誘導加熱によって保持部5を加熱してもよい。   The heating unit 7 is disposed inside the chamber 3. The heating unit 7 is disposed in the holding unit 5 so as to face the holding surface HS. In the first embodiment, the heating unit 7 is fixed to the holding unit 5. Then, the heating unit 7 heats the holding unit 5. That is, the heating unit 7 heats the substrate S through the holding unit 5. The heating unit 7 is, for example, a heater. The heating unit 7 may heat the holding unit 5 by induction heating.

加熱部7には、電源線11の一方端が接続される。従って、加熱部7には、電源線11を介して、温度制御部9から電源電圧及び電源電流が供給される。具体的には、温度制御部9は電源9aを含む。そして、電源線11の他方端は電源9aに接続される。従って、加熱部7には、電源9aから、電源電圧及び電源電流が供給される。   One end of a power supply line 11 is connected to the heating unit 7. Therefore, the power supply voltage and the power supply current are supplied from the temperature control unit 9 to the heating unit 7 through the power supply line 11. Specifically, the temperature control unit 9 includes a power supply 9a. Then, the other end of the power supply line 11 is connected to the power supply 9a. Therefore, the power supply voltage and the power supply current are supplied to the heating unit 7 from the power supply 9a.

温度制御部9は、加熱部7に供給する電源電圧又は電源電流を制御して、加熱部7を制御する。具体的には、温度制御部9は、加熱部7を制御して、保持部5の温度を制御する。更に具体的には、温度制御部9は、加熱部7を制御して、保持部5を介して基板Sの温度を制御する。そして、温度制御部9は、加熱部7を制御して、保持部5を介して基板Sの温度を所定温度に保持する。なお、温度制御部9はプロセッサー及び記憶装置を含む。従って、プロセッサーが記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって、加熱部7を制御する。   The temperature control unit 9 controls the heating unit 7 by controlling the power supply voltage or the power supply current supplied to the heating unit 7. Specifically, the temperature control unit 9 controls the heating unit 7 to control the temperature of the holding unit 5. More specifically, the temperature control unit 9 controls the heating unit 7 to control the temperature of the substrate S via the holding unit 5. Then, the temperature control unit 9 controls the heating unit 7 to hold the temperature of the substrate S at a predetermined temperature via the holding unit 5. The temperature control unit 9 includes a processor and a storage device. Thus, the processor controls the heating unit 7 by executing the computer program stored in the storage device.

なお、気相成長装置1は、温度センサー(例えば、サーミスタ)を備えていてもよい。温度センサーは、保持部5(例えば、保持面HS)に固定される。温度センサーは、保持部5の温度を検出する。保持部5の熱伝導性が高く、更に熱平衡状態では、保持部5の温度は、基板Sの温度と等しい。従って、温度制御部9は、温度センサーから、保持部5の温度を示す信号を受信して、基板Sの温度を監視する。温度制御部9は、基板Sの温度を監視しながら加熱部7を制御して、基板Sの温度を所定温度に保持する。なお、温度センサーは、基板Sの温度を直接検出してもよい。   The vapor deposition apparatus 1 may include a temperature sensor (eg, a thermistor). The temperature sensor is fixed to the holder 5 (for example, the holding surface HS). The temperature sensor detects the temperature of the holding unit 5. The thermal conductivity of the holder 5 is high, and in the thermal equilibrium state, the temperature of the holder 5 is equal to the temperature of the substrate S. Therefore, the temperature control unit 9 receives a signal indicating the temperature of the holding unit 5 from the temperature sensor, and monitors the temperature of the substrate S. The temperature control unit 9 controls the heating unit 7 while monitoring the temperature of the substrate S to maintain the temperature of the substrate S at a predetermined temperature. The temperature sensor may directly detect the temperature of the substrate S.

壁部8の各々は、加熱部7が配置された保持部5と、チャンバー3の内壁面4bとの間に配置される。壁部8の各々は、基板Sを露出させる開口10を有する。実施形態1では、開口10は、チャンバー3の内天面4cに向かって、基板Sを露出させる。壁部8の各々は、例えば、略円筒状形状を有する。壁部8の材質は、例えば、カーボン、ボロンナイトライド、又は石英である。内底面4aに対する複数の壁部8の高さは、異なっていてもよいし、同じでもよい。内底面4aに対する壁部8の高さは、内底面4aに対する保持部5の高さより高いことが好ましい。隣接する壁部8は間隔をあけて配置される。壁部8は、保持部5の側面を囲む。具体的には、複数の壁部8のうち最も内側の壁部8aは、間隔をあけて保持部5の側面を囲む。複数の壁部8のうち最も外側の壁部8bは、間隔をあけてチャンバー3の内壁面4bに対向する。なお、壁部8の数は、2個に限定されず、3個以上であってもよい。また、1個の壁部8を設けてもよい。   Each of the wall portions 8 is disposed between the holding portion 5 in which the heating portion 7 is disposed and the inner wall surface 4 b of the chamber 3. Each of the walls 8 has an opening 10 for exposing the substrate S. In the first embodiment, the opening 10 exposes the substrate S toward the inner top surface 4 c of the chamber 3. Each of the walls 8 has, for example, a substantially cylindrical shape. The material of the wall 8 is, for example, carbon, boron nitride, or quartz. The heights of the plurality of walls 8 with respect to the inner bottom surface 4a may be different or the same. The height of the wall 8 with respect to the inner bottom surface 4 a is preferably higher than the height of the holding portion 5 with respect to the inner bottom surface 4 a. Adjacent walls 8 are spaced apart. The wall portion 8 surrounds the side surface of the holding portion 5. Specifically, the innermost wall portion 8 a among the plurality of wall portions 8 surrounds the side surface of the holding portion 5 at an interval. The outermost wall 8 b of the plurality of walls 8 faces the inner wall 4 b of the chamber 3 at an interval. Note that the number of wall portions 8 is not limited to two, and may be three or more. Also, one wall 8 may be provided.

実施形態1によれば、壁部8を設けているため、加熱部7、保持部5、及び基板Sからの熱がチャンバー3に直接伝達されることを抑制できる。その結果、チャンバー3が高温になることを抑制でき、チャンバー3の耐久性を向上できる。また、壁部8を設けているため、基板S及び保持部5からの熱の流出が抑制され、基板Sの温度を更に精度良く一定に保持できる。   According to the first embodiment, since the wall portion 8 is provided, direct transfer of heat from the heating unit 7, the holding unit 5, and the substrate S to the chamber 3 can be suppressed. As a result, it can suppress that the chamber 3 becomes high temperature, and the durability of the chamber 3 can be improved. Further, since the wall portion 8 is provided, the heat flow from the substrate S and the holding portion 5 can be suppressed, and the temperature of the substrate S can be kept constant with higher accuracy.

冷却部17はチャンバー3を冷却する。具体的には、冷却部17は、チャンバー3に冷却液体WT(例えば、冷却水)を循環させて、チャンバー3を冷却する。その結果、実施形態1によれば、加熱部7、保持部5、及び基板Sからの熱の影響を軽減でき、チャンバー3の耐久性を更に向上できる。   The cooling unit 17 cools the chamber 3. Specifically, the cooling unit 17 cools the chamber 3 by circulating the cooling liquid WT (for example, cooling water) in the chamber 3. As a result, according to Embodiment 1, the influence of heat from the heating unit 7, the holding unit 5, and the substrate S can be reduced, and the durability of the chamber 3 can be further improved.

気体供給装置60は、複数の原料導入管Anに接続される。そして、気体供給装置60は、原料導入管An及び原料導入ポートGPnを通して、原料ガスGnをチャンバー3に供給する。   The gas supply device 60 is connected to the plurality of raw material introduction pipes An. Then, the gas supply device 60 supplies the source gas Gn to the chamber 3 through the source introduction pipe An and the source introduction port GPn.

そして、気体供給装置60は、第1所定量M1(所定量)の原料ガスGnをチャンバー3に供給した後に、原料ガスGnの流路を遮断して、チャンバー3への原料ガスGnの供給を停止する。換言すれば、第1所定量M1の原料ガスGnがチャンバー3に導入された後に、原料ガスGnの流路が遮断されて、原料導入管An及び原料導入ポートGPnからの原料ガスGnの導入が停止される。   Then, after supplying the source gas Gn of the first predetermined amount M1 (predetermined amount) to the chamber 3, the gas supply device 60 shuts off the flow path of the source gas Gn, and supplies the source gas Gn to the chamber 3 Stop. In other words, after the source gas Gn of the first predetermined amount M1 is introduced into the chamber 3, the flow path of the source gas Gn is blocked, and the introduction of the source gas Gn from the source introduction pipe An and the source introduction port GPn It is stopped.

従って、実施形態1によれば、原料ガスGnがチャンバー3の外部に流出することを更に抑制できる。その結果、原料ガスGnの利用効率を更に向上できる。   Therefore, according to the first embodiment, the source gas Gn can be further suppressed from flowing out of the chamber 3. As a result, the utilization efficiency of the source gas Gn can be further improved.

第1所定量M1は、例えば、物質量(モル)、質量、又は体積を示す。第1所定量M1は、異なる複数の原料ガスGnが化学反応する際の化学反応式に基づいて、原料ガスGnごとに定められる。つまり、チャンバー3の内部において、原料ガスGnの各々のモル分率が一定に保持されるように、第1所定量M1は、原料ガスGnごとに定められる。本明細書において、化学反応式は、目的物質を生成するための化学反応式を示す。   The first predetermined amount M1 indicates, for example, the amount of substance (mol), mass, or volume. The first predetermined amount M1 is determined for each source gas Gn based on a chemical reaction formula when a plurality of different source gases Gn chemically react. That is, the first predetermined amount M1 is determined for each source gas Gn so that the mole fraction of each source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3. In the present specification, a chemical reaction formula indicates a chemical reaction formula for producing a target substance.

従って、実施形態1によれば、複数の原料ガスGnの過不足が抑制され、適正な量の原料ガスGnをチャンバー3に導入できる。その結果、原料ガスGnの無駄を抑制できる。原料ガスGnのモル分率は、複数の原料ガスGnの物質量の合計に対する原料ガスGnの物質量の比率を示す。   Therefore, according to the first embodiment, excess and deficiency of the plurality of source gases Gn can be suppressed, and an appropriate amount of source gases Gn can be introduced into the chamber 3. As a result, waste of the source gas Gn can be suppressed. The mole fraction of the source gas Gn indicates the ratio of the amount of the source gas Gn to the total amount of the plurality of source gases Gn.

また、気体供給装置60は、チャンバー3の内部での化学反応に起因する原料ガスGnの減少量に応じて、原料導入管An及び原料導入ポートGPnを通して、原料ガスGnをチャンバー3に補充する。   Further, the gas supply device 60 supplements the source gas Gn to the chamber 3 through the source introduction pipe An and the source introduction port GPn according to the decrease amount of the source gas Gn resulting from the chemical reaction inside the chamber 3.

従って、実施形態1によれば、原料ガスGnが不足する事態を回避できるため、目的物質の成長不良を抑制できる。   Therefore, according to the first embodiment, a situation in which the source gas Gn runs short can be avoided, so that growth defects of the target material can be suppressed.

また、気体供給装置60は、原料ガスGnを補充する際に、原料ガスGnの各々のモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように原料ガスGnを補充する。   Further, when replenishing the source gas Gn, the gas supply device 60 supplements the source gas Gn such that the mole fraction of each of the source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3.

従って、実施形態1によれば、複数の原料ガスGnの過不足が更に抑制され、更に適正な量の原料ガスGnをチャンバー3に導入できる。その結果、原料ガスGnの無駄を更に抑制できる。   Therefore, according to the first embodiment, the excess and deficiency of the plurality of source gases Gn can be further suppressed, and an appropriate amount of the source gases Gn can be further introduced into the chamber 3. As a result, waste of the source gas Gn can be further suppressed.

具体的には、気体供給装置60は、チャンバー3の内部の原料ガスGnの減少量に応じて、第2所定量M2の原料ガスGnをチャンバー3に供給する。   Specifically, the gas supply device 60 supplies the source gas Gn of the second predetermined amount M2 to the chamber 3 in accordance with the amount of decrease of the source gas Gn inside the chamber 3.

第2所定量M2は、例えば、物質量(モル)、質量、又は体積を示す。第2所定量M2は、例えば、原料ガスGnの減少量と等しいことが好ましい。また、第2所定量M2は、異なる複数の原料ガスGnが化学反応する際の化学反応式に基づいて、原料ガスGnごとに定められる。つまり、原料ガスGnの各々のモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように、第2所定量M2は、原料ガスGnごとに定められる。   The second predetermined amount M2 indicates, for example, a substance amount (mol), a mass, or a volume. The second predetermined amount M2 is preferably equal to, for example, the amount of reduction of the source gas Gn. In addition, the second predetermined amount M2 is determined for each source gas Gn based on a chemical reaction formula when a plurality of different source gases Gn chemically react. That is, the second predetermined amount M2 is determined for each source gas Gn such that the mole fraction of each source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3.

そして、気体供給装置60は、第2所定量M2の原料ガスGnが補充された後に、原料ガスGの流路を遮断して、原料導入管An及び原料導入ポートGPnを通したチャンバー3への原料ガスGnの補充を停止する。   Then, after the source gas Gn of the second predetermined amount M2 is replenished, the gas supply device 60 shuts off the flow path of the source gas G, and enters the chamber 3 through the source introduction pipe An and the source introduction port GPn. The replenishment of the source gas Gn is stopped.

従って、実施形態1によれば、原料ガスGnがチャンバー3の外部に流出することを更に抑制できる。その結果、原料ガスGnの利用効率を更に向上できる。   Therefore, according to the first embodiment, the source gas Gn can be further suppressed from flowing out of the chamber 3. As a result, the utilization efficiency of the source gas Gn can be further improved.

なお、気体供給装置60は、第1所定量M1の原料ガスGnが供給された後において、チャンバー3の内部での化学反応に起因する原料ガスGnの減少量に応じて、原料導入管An及び原料導入ポートGPnを通して、原料ガスGnを常時補充してもよい。この場合、原料ガスGnが減少した分だけ原料ガスGnを常時補充することで、原料ガスGnがチャンバー3の内部で常時一定量に保持される。従って、目的物質の成長を精度良く制御できる。また、原料ガスGnを補充する一方、原料ガスGnがチャンバー3の外部に流出することもないため、原料ガスGnの利用効率を向上できる。   Note that the gas supply device 60 receives the raw material introduction pipe An and the raw material introduction pipe An in accordance with the amount of reduction of the raw material gas Gn resulting from the chemical reaction inside the chamber 3 after the raw material gas Gn of the first predetermined amount M1 is supplied. The source gas Gn may be constantly replenished through the source introduction port GPn. In this case, the source gas Gn is constantly maintained at a constant amount inside the chamber 3 by constantly replenishing the source gas Gn by an amount corresponding to the decrease of the source gas Gn. Therefore, the growth of the target substance can be controlled with high precision. Moreover, while the source gas Gn is replenished, the source gas Gn does not flow out of the chamber 3, so that the utilization efficiency of the source gas Gn can be improved.

例えば、気体供給装置60は、チャンバー3の内部の原料ガスGnの量が閾値Th1より少なくなった場合に、チャンバー3の内部の原料ガスGnの減少量に応じて、原料ガスGnを原料導入ポートGPnから常時補充してもよい。閾値Th1は、例えば、第1所定量M1と同一値に設定されることが好ましい。この場合、チャンバー3の内部において、原料ガスGnを第1所定量M1に保持できる。その結果、目的物質の成長を精度良く制御できる。   For example, when the amount of the raw material gas Gn in the chamber 3 becomes smaller than the threshold value Th1, the gas supply device 60 uses the raw material gas Gn as a raw material introduction port according to the amount of reduction of the raw material gas Gn in the chamber 3 You may always replenish from GPn. The threshold value Th1 is preferably set to, for example, the same value as the first predetermined amount M1. In this case, the source gas Gn can be held at the first predetermined amount M1 inside the chamber 3. As a result, the growth of the target substance can be accurately controlled.

また、例えば、気体供給装置60は、原料ガスGnを常時補充する際に、原料ガスGnの各々のモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように原料ガスGnを常時補充してもよい。この場合、複数の原料ガスGnの過不足が抑制され、適正な量の原料ガスGnをチャンバー3に導入できる。その結果、原料ガスGnの無駄を抑制できる。   Also, for example, when constantly replenishing the source gas Gn, the gas supply device 60 always replenishes the source gas Gn such that the mole fraction of each of the source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3. It is also good. In this case, excess and deficiency of the plurality of source gases Gn can be suppressed, and an appropriate amount of source gases Gn can be introduced into the chamber 3. As a result, waste of the source gas Gn can be suppressed.

さらに、気体供給装置60は、キャリア導入管19と接続される。そして、気体供給装置60は、キャリア導入管19及びキャリア導入ポートCPを通して、キャリアガスCGをチャンバー3に供給する。   Further, the gas supply device 60 is connected to the carrier introduction pipe 19. Then, the gas supply device 60 supplies the carrier gas CG to the chamber 3 through the carrier introduction pipe 19 and the carrier introduction port CP.

具体的には、気体供給装置60は、第3所定量M3のキャリアガスCGをチャンバー3に供給した後に、キャリアガスCGの流路を遮断して、チャンバー3へのキャリアガスCGの供給を停止する。   Specifically, after supplying the carrier gas CG of the third predetermined amount M3 to the chamber 3, the gas supply device 60 shuts off the flow path of the carrier gas CG, and stops the supply of the carrier gas CG to the chamber 3. Do.

従って、実施形態1によれば、原料ガスGnがキャリア導入管19からチャンバー3の外部に流出することを抑制できる。その結果、原料ガスGnの利用効率を更に向上できる。   Therefore, according to the first embodiment, the source gas Gn can be prevented from flowing out of the carrier introduction pipe 19 to the outside of the chamber 3. As a result, the utilization efficiency of the source gas Gn can be further improved.

第3所定量M3は、例えば、物質量(モル)、質量、又は体積を示す。なお、気体供給装置60は、チャンバー3の内部のキャリアガスCGの減少量に応じて、キャリア導入管19及びキャリア導入ポートCPを通して、一定量のキャリアガスCGを補充してもよい。一定量は、例えば、キャリアガスCGの減少量と等しいことが好ましい。また、気体供給装置60は、原料ガスGnを常時補充する際に、キャリアガスCGを常時補充してもよい。   The third predetermined amount M3 indicates, for example, a substance amount (mol), a mass, or a volume. Note that the gas supply device 60 may replenish a certain amount of carrier gas CG through the carrier introduction pipe 19 and the carrier introduction port CP according to the amount of decrease of the carrier gas CG inside the chamber 3. The fixed amount is preferably equal to, for example, the reduction amount of the carrier gas CG. Further, the gas supply device 60 may always replenish the carrier gas CG when constantly replenishing the source gas Gn.

さらに、気体供給装置60は、エッチング導入管21と接続される。そして、気体供給装置60は、エッチング導入管21及びエッチング導入ポートEPを通して、エッチングガスEGをチャンバー3に供給する。   Further, the gas supply device 60 is connected to the etching introduction pipe 21. Then, the gas supply device 60 supplies the etching gas EG to the chamber 3 through the etching introduction pipe 21 and the etching introduction port EP.

具体的には、気体供給装置60は、第4所定量M4のエッチングガスEGをチャンバー3に供給した後に、エッチングガスEGの流路を遮断して、チャンバー3へのエッチングガスEGの供給を停止する。   Specifically, after supplying the etching gas EG of the fourth predetermined amount M4 to the chamber 3, the gas supply device 60 shuts off the flow path of the etching gas EG and stops the supply of the etching gas EG to the chamber 3 Do.

従って、実施形態1によれば、原料ガスGnがエッチング導入管21からチャンバー3の外部に流出することを抑制できる。その結果、原料ガスGnの利用効率を更に向上できる。   Therefore, according to the first embodiment, the source gas Gn can be suppressed from flowing out of the etching introduction pipe 21 to the outside of the chamber 3. As a result, the utilization efficiency of the source gas Gn can be further improved.

第4所定量M4は、例えば、物質量(モル)、質量、又は体積を示す。なお、気体供給装置60は、チャンバー3の内部のエッチングガスEGの減少量に応じて、エッチング導入管21及びエッチング導入ポートEPを通して、一定量のエッチングガスEGを補充してもよい。一定量は、例えば、エッチングガスEGの減少量と等しいことが好ましい。また、気体供給装置60は、原料ガスGnを常時補充する際に、エッチングガスEGを常時補充してもよい。   The fourth predetermined amount M4 indicates, for example, the amount of substance (mol), mass, or volume. The gas supply device 60 may replenish a certain amount of etching gas EG through the etching introduction pipe 21 and the etching introduction port EP according to the amount of decrease of the etching gas EG inside the chamber 3. The fixed amount is preferably equal to, for example, the reduction amount of the etching gas EG. In addition, the gas supply device 60 may always replenish the etching gas EG when constantly replenishing the source gas Gn.

残留物排出装置80は、残留物排出管25に接続される。そして、残留物排出装置80は、基板S上で目的物質の形成が完了した後に、残留物排出管25及び残留物排出ポートZPを通して、残留物ZGをチャンバー3の内部から外部に排出する。その結果、実施形態1によれば、チャンバー3の内部を効果的に洗浄できる。   The residue discharging device 80 is connected to the residue discharging pipe 25. Then, after the formation of the target substance on the substrate S is completed, the residue discharge device 80 discharges the residue ZG from the inside of the chamber 3 to the outside through the residue discharge pipe 25 and the residue discharge port ZP. As a result, according to the first embodiment, the inside of the chamber 3 can be effectively cleaned.

具体的には、残留物排出装置80は、単数又は複数のバルブと、真空ポンプとを有する。そして、残留物排出装置80は、反応期間RPでは、バルブを閉じて残留物排出管25を閉鎖し、チャンバー3の内部から外部への気体(原料ガスGn、キャリアガスCG、エッチングガス、及び副産物FG)の流出を遮断する。従って、実施形態1によれば、反応期間RPにおいて、原料ガスGnが残留物排出管25からチャンバー3の外部に流出することを抑制できる。その結果、原料ガスGnの利用効率を更に向上できる。   Specifically, the residue discharge device 80 has one or more valves and a vacuum pump. Then, the residue discharge device 80 closes the valve and closes the residue discharge pipe 25 in the reaction period RP, and the gas from the inside of the chamber 3 to the outside (the source gas Gn, the carrier gas CG, the etching gas, and the byproducts) Block the outflow of FG). Therefore, according to the first embodiment, it is possible to suppress the source gas Gn from flowing out of the residue discharge pipe 25 to the outside of the chamber 3 in the reaction period RP. As a result, the utilization efficiency of the source gas Gn can be further improved.

そして、残留物排出装置80は、基板S上で目的物質の形成が完了した後に、真空ポンプを駆動するとともに、バルブを開いて残留物排出管25を開放し、残留物ZGを排出する。なお、残留物排出装置80はプロセッサー及び記憶装置を含む。従って、プロセッサーが記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって、バルブ及び真空ポンプを制御する。   Then, after the formation of the target substance on the substrate S is completed, the residue discharge device 80 drives the vacuum pump and opens the valve to open the residue discharge pipe 25 to discharge the residue ZG. The residue discharging device 80 includes a processor and a storage device. Thus, the processor controls the valve and the vacuum pump by executing a computer program stored in the storage device.

副産物検出部13は、チャンバー3の内部の副産物FGの濃度を検出する。具体的には、副産物検出部13は、一対の窓WDのうちの一方の窓WDを通して、内部空間SPに存在する気体(原料ガスGn、キャリアガスCG、エッチングガス、及び副産物FG)に光を照射する。そして、副産物検出部13は、内部空間SPに存在する気体を透過して他方の窓WDから出射する光を検出する。さらに、副産物検出部13は、検出した光を処理及び分析して、副産物FGの濃度を算出する。副産物検出部13は、例えば、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を含む。   The by-product detection unit 13 detects the concentration of the by-product FG in the chamber 3. Specifically, the by-product detection unit 13 applies light to the gas (the source gas Gn, the carrier gas CG, the etching gas, and the by-product FG) existing in the inner space SP through one window WD of the pair of windows WD. Irradiate. Then, the by-product detection unit 13 detects the light transmitted through the gas present in the internal space SP and emitted from the other window WD. Furthermore, the by-product detection unit 13 processes and analyzes the detected light to calculate the concentration of the by-product FG. The by-product detection unit 13 includes, for example, a Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR).

副産物排気部15は、副産物排気管27に接続される。そして、副産物排気部15は、副産物排気ポートFP及び副産物排気管27を通して、副産物FGをチャンバー3の内部から外部に排気する。   The by-product exhaust unit 15 is connected to the by-product exhaust pipe 27. Then, the by-product exhaust unit 15 exhausts the by-product FG from the inside of the chamber 3 to the outside through the by-product exhaust port FP and the by-product exhaust pipe 27.

実施形態1によれば、副産物FGを排気するため、目的物質の成長速度を向上できる。特に、副産物FGが目的物質の成長を阻害する性質(例えば、目的物質をエッチングする性質)を有する場合は、副産物FGを排気することで、目的物質の成長速度を更に向上できる。   According to the first embodiment, since the by-product FG is exhausted, the growth rate of the target material can be improved. In particular, when the by-product FG has the property of inhibiting the growth of the target substance (for example, the property of etching the target substance), the growth rate of the target substance can be further improved by evacuating the by-product FG.

具体的には、副産物排気部15は、副産物検出部13から副産物FGの濃度を示す情報を取得する。そして、副産物排気部15は、副産物FGの濃度に応じて副産物FGを排気する。例えば、副産物FGの濃度が閾値Th2より大きくなった場合に、副産物排気部15は、副産物FGの濃度が閾値Th2以下になるまで副産物FGを排気する。その結果、チャンバー3の内部において、副産物FGの濃度が閾値Th2以下に維持されるため、目的物質の成長速度を更に向上できる。   Specifically, the byproduct exhaust unit 15 acquires information indicating the concentration of the byproduct FG from the byproduct detection unit 13. Then, the by-product exhaust unit 15 exhausts the by-product FG in accordance with the concentration of the by-product FG. For example, when the concentration of the by-product FG becomes higher than the threshold Th2, the by-product exhaust unit 15 exhausts the by-product FG until the concentration of the by-product FG becomes equal to or less than the threshold Th2. As a result, since the concentration of the by-product FG is maintained at or below the threshold Th2 inside the chamber 3, the growth rate of the target substance can be further improved.

特に、実施形態1によれば、副産物排気部15は、副産物検出部13から取得した副産物FGの濃度に基づいて副産物FGを排気するため、無駄に動作することなく、副産物FGの量が増大したときだけ動作することが可能である。その結果、副産物排気部15の消費電力を抑制できる。   In particular, according to the first embodiment, the by-product exhaust unit 15 exhausts the by-product FG based on the concentration of the by-product FG acquired from the by-product detection unit 13, so the amount of the by-product FG increases without waste. It is possible to work only when. As a result, the power consumption of the byproduct exhaust unit 15 can be suppressed.

更に具体的には、副産物排気部15は、バルブ部15aと、吸引ポンプ15bと、制御部15cとを含む。バルブ部15aは、単数又は複数のバルブを含む。   More specifically, the byproduct exhaust unit 15 includes a valve unit 15a, a suction pump 15b, and a control unit 15c. The valve portion 15a includes one or more valves.

制御部15cは、副産物FGの濃度が閾値Th2以下の場合に、バルブを閉じて副産物排気管27を閉鎖し、チャンバー3の内部から外部への気体(原料ガスGn、キャリアガスCG、エッチングガス、及び副産物FG)の流出を遮断する。   When the concentration of the by-product FG is equal to or lower than the threshold Th2, the control unit 15c closes the valve to close the by-product exhaust pipe 27, and the gas from the inside of the chamber 3 to the outside (source gas Gn, carrier gas CG, etching gas, And the outflow of by-product FG).

一方、制御部15cは、副産物FGの濃度が閾値Th2より大きくなった場合に、吸引ポンプ15bを駆動するとともに、バルブを開いて副産物排気管27を開放し、副産物FGを排気する。そして、制御部15cは、副産物FGの濃度が閾値Th2以下になった場合に、バルブを閉じて副産物排気管27を閉鎖し、吸引ポンプ15bを停止する。その結果、副産物FGの排気が停止される。   On the other hand, when the concentration of the by-product FG becomes higher than the threshold Th2, the control unit 15c drives the suction pump 15b and opens the valve to open the by-product exhaust pipe 27 to exhaust the by-product FG. Then, when the concentration of the by-product FG becomes equal to or lower than the threshold Th2, the control unit 15c closes the valve to close the by-product exhaust pipe 27, and stops the suction pump 15b. As a result, the exhaust of by-product FG is stopped.

例えば、制御部15cは、副産物FGの濃度が閾値Th2より大きくなった場合に、吸引ポンプ15bを駆動するとともに、バルブを開いて副産物排気管27を開放し、チャンバー3の内部の気体(原料ガスGn、キャリアガスCG、エッチングガス、及び副産物FG)を排気する。その結果、副産物FGが、原料ガスGn、キャリアガスCG、及びエッチングガスとともに排気される。   For example, when the concentration of the by-product FG becomes higher than the threshold Th2, the control unit 15 c drives the suction pump 15 b and opens the valve to open the by-product exhaust pipe 27, so that the gas inside the chamber 3 (source gas Gn, carrier gas CG, etching gas, and by-product FG) are exhausted. As a result, the by-product FG is exhausted together with the source gas Gn, the carrier gas CG, and the etching gas.

この例では、原料ガスGn、キャリアガスCG、及びエッチングガスが副産物排気管27から排気される。そこで、気体供給装置60は、原料ガスGnの減少量に応じて、原料ガスGnをチャンバー3に補充する。気体供給装置60は、原料ガスGnを補充する際に、原料ガスGnのモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように原料ガスGnを補充する。また、気体供給装置60は、キャリアガスCGの減少量に応じて、キャリアガスCGをチャンバー3に補充する。さらに、気体供給装置60は、エッチングガスEGの減少量に応じて、エッチングガスEGをチャンバー3に補充する。   In this example, the source gas Gn, the carrier gas CG, and the etching gas are exhausted from the byproduct exhaust pipe 27. Therefore, the gas supply device 60 supplements the source gas Gn to the chamber 3 according to the amount of decrease of the source gas Gn. When replenishing the source gas Gn, the gas supply device 60 supplements the source gas Gn such that the molar fraction of the source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3. In addition, the gas supply device 60 supplements the carrier gas CG to the chamber 3 in accordance with the decrease amount of the carrier gas CG. Furthermore, the gas supply device 60 replenishes the etching gas EG to the chamber 3 according to the amount of decrease of the etching gas EG.

特に、この例においても、実施形態1によれば、副産物排気部15は、副産物検出部13から取得した副産物FGの濃度に基づいて副産物FGを排気するため、副産物FGの量が増大したときだけ動作することが可能である。従って、副産物FGとともに排気される原料ガスGnの量を抑制できる。その結果、原料ガスGnの利用効率を更に向上できる。   In particular, also in this example, according to the first embodiment, the by-product exhaust unit 15 exhausts the by-product FG based on the concentration of the by-product FG acquired from the by-product detection unit 13. It is possible to operate. Therefore, the amount of the source gas Gn exhausted together with the byproduct FG can be suppressed. As a result, the utilization efficiency of the source gas Gn can be further improved.

以上、図1を参照して説明したように、実施形態1によれば、異なる複数の原料ガスGnをチャンバー3の内部に導入及び滞留させて目的物質を形成するため、原料ガスGnの各々が、目的物質を生成するための化学反応式に基づくモル分率を有するように、異なる複数の原料ガスGnをチャンバー3に導入できる。つまり、チャンバー3の内部において、原料ガスGnの各々のモル分率が一定に保持されるように、異なる複数の原料ガスGnをチャンバー3に導入できる。その結果、残留物の量を抑制できる。なお、従来技術では、原料ガスを流通させるため、原料ガスの各々のモル分率が一定に保持されるように、原料ガスを反応管に導入することは困難である。   As described above with reference to FIG. 1, according to the first embodiment, each of the source gases Gn is a plurality of different source gases Gn introduced and retained inside the chamber 3 to form the target substance. A plurality of different source gases Gn can be introduced into the chamber 3 so as to have a mole fraction based on a chemical reaction formula for producing a target substance. That is, a plurality of different source gases Gn can be introduced into the chamber 3 so that the mole fraction of each source gas Gn can be maintained constant inside the chamber 3. As a result, the amount of residue can be suppressed. In the prior art, it is difficult to introduce the source gas into the reaction tube so that each molar fraction of the source gas can be kept constant because the source gas is circulated.

なお、制御部15cはプロセッサー及び記憶装置を含む。従って、プロセッサーが記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって、バルブ部15a及び吸引ポンプ15bを制御する。   The control unit 15c includes a processor and a storage device. Therefore, the processor controls the valve unit 15a and the suction pump 15b by executing a computer program stored in the storage device.

ここで、気体供給装置60は、異なる複数の原料ガスGnに代えて、異なる複数の希釈原料ガスDnを気相成長装置1に供給することが好ましい。希釈原料ガスDnは、原料ガスGnとキャリアガスCGとを混合し、キャリアガスCGによって原料ガスGnを希釈した気体である。例えば、複数の希釈原料ガスDnにおいて、原料ガスGnは互いに異なる一方、キャリアガスCGは同一である。なお、複数の希釈原料ガスDnを区別して説明するときは、希釈原料ガスD1、…、DN(Nは2以上の整数)と記載する。   Here, it is preferable that the gas supply device 60 supply a plurality of different dilution source gases Dn to the vapor phase growth apparatus 1 instead of the plurality of different source gases Gn. The diluted source gas Dn is a gas obtained by mixing the source gas Gn and the carrier gas CG and diluting the source gas Gn with the carrier gas CG. For example, in the plurality of diluted source gases Dn, the source gases Gn are different from each other, while the carrier gas CG is the same. In addition, when distinguishing and demonstrating the several dilution source gas Dn, it describes as dilution source gas D1, ..., DN (N is an integer greater than or equal to 2).

次に、図1を参照して、原料ガスGnに代えて希釈原料ガスDnを気相成長装置1に供給する形態について、原料ガスGnを気相成長装置1供給する形態と異なる点を主に説明する。   Next, referring to FIG. 1, the mode of supplying diluted source gas Dn to vapor phase growth apparatus 1 instead of source gas Gn is mainly different from the mode of supplying source gas Gn to vapor phase growth apparatus 1. explain.

すなわち、複数の原料導入管Anは、それぞれ、互いに異なる複数の希釈原料ガスDnを供給する。従って、複数の原料導入ポートGPnは、それぞれ、互いに異なる複数の希釈原料ガスDnをチャンバー3に導入する。   That is, the plurality of source introduction pipes An respectively supply a plurality of dilution source gases Dn different from each other. Therefore, the plurality of raw material introduction ports GPn respectively introduce a plurality of dilution raw material gases Dn different from each other into the chamber 3.

気体供給装置60は、原料導入管An及び原料導入ポートGPnを通して、希釈原料ガスDnをチャンバー3に供給する。   The gas supply device 60 supplies the diluted material gas Dn to the chamber 3 through the material introduction pipe An and the material introduction port GPn.

具体的には、気体供給装置60は、第1所定量M1の原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnをチャンバー3に供給した後に、希釈原料ガスDnの流路を遮断して、チャンバー3への希釈原料ガスDnの供給を停止する。換言すれば、第1所定量M1の原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnがチャンバー3に導入された後に、希釈原料ガスDnの流路が遮断されて、原料導入管An及び原料導入ポートGPnからの希釈原料ガスDnの導入が停止される。   Specifically, the gas supply device 60 supplies the diluted raw material gas Dn containing the raw material gas Gn of the first predetermined amount M1 to the chamber 3 and then shuts off the flow path of the diluted raw material gas Dn. The supply of the diluted source gas Dn is stopped. In other words, after the diluted raw material gas Dn containing the raw material gas Gn of the first predetermined amount M1 is introduced into the chamber 3, the flow path of the diluted raw material gas Dn is shut off and the raw material introduction pipe An and the raw material introduction port GPn The introduction of the diluted source gas Dn is stopped.

また、気体供給装置60は、チャンバー3の内部での化学反応に起因する原料ガスGnの減少量に応じて、原料導入管An及び原料導入ポートGPnを通して、希釈原料ガスDnをチャンバー3に補充する。また、気体供給装置60は、希釈原料ガスDnを補充する際に、原料ガスGnのモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように希釈原料ガスDnを補充する。   Further, the gas supply device 60 supplements the diluted source gas Dn to the chamber 3 through the source introduction pipe An and the source introduction port GPn according to the decrease amount of the source gas Gn caused by the chemical reaction inside the chamber 3 . Further, when replenishing the diluted source gas Dn, the gas supply device 60 replenishes the diluted source gas Dn so that the molar fraction of the source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3.

具体的には、気体供給装置60は、チャンバー3の内部の原料ガスGnの減少量に応じて、原料導入管An及び原料導入ポートGPnを通して、第2所定量M2の原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnをチャンバー3に供給する。   Specifically, the gas supply device 60 is a diluted raw material including the raw material gas Gn of the second predetermined amount M2 through the raw material introduction pipe An and the raw material introduction port GPn according to the amount of decrease of the raw material gas Gn inside the chamber 3 The gas Dn is supplied to the chamber 3.

そして、気体供給装置60は、第2所定量M2の原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnが補充された後に、希釈原料ガスDnの流路を遮断して、原料導入管An及び原料導入ポートGPnを通したチャンバー3への希釈原料ガスDnの補充を停止する。   Then, after the diluted source gas Dn containing the source gas Gn of the second predetermined amount M2 is replenished, the gas supply device 60 shuts off the flow path of the diluted source gas Dn, and the source introduction pipe An and the source introduction port GPn Supply of the diluted source gas Dn to the chamber 3 is stopped.

なお、気体供給装置60は、第1所定量M1の原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnが供給された後において、チャンバー3の内部での化学反応に起因する原料ガスGnの減少量に応じて、原料導入管An及び原料導入ポートGPnを通して、希釈原料ガスDnを常時補充してもよい。   In addition, the gas supply device 60 is supplied with the diluted source gas Dn containing the source gas Gn of the first predetermined amount M 1 according to the amount of reduction of the source gas Gn caused by the chemical reaction inside the chamber 3. The diluted material gas Dn may be constantly replenished through the material introduction pipe An and the material introduction port GPn.

例えば、気体供給装置60は、チャンバー3の内部の原料ガスGnの量が閾値Th1より少なくなった場合に、チャンバー3の内部の原料ガスGnの減少量に応じて、原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnを原料導入ポートGPnから常時補充してもよい。   For example, when the amount of the raw material gas Gn in the chamber 3 becomes smaller than the threshold value Th1, the gas supply device 60 dilutes the raw material including the raw material gas Gn according to the amount of reduction of the raw material gas Gn in the chamber 3 The gas Dn may be constantly replenished from the raw material introduction port GPn.

また、例えば、気体供給装置60は、希釈原料ガスDnを常時補充する際に、原料ガスGnの各々のモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように希釈原料ガスDnを常時補充してもよい。   Also, for example, when constantly replenishing the diluted source gas Dn, the gas supply device 60 always replenishes the diluted source gas Dn such that the mole fraction of each of the source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3. You may

さらに、気体供給装置60は、希釈原料ガスDnを常時補充する際に、キャリアガスCGを常時補充してもよい。さらに、気体供給装置60は、希釈原料ガスDnを常時補充する際に、エッチングガスEGを常時補充してもよい。   Furthermore, the gas supply device 60 may always replenish the carrier gas CG when constantly replenishing the diluted source gas Dn. Furthermore, the gas supply device 60 may always replenish the etching gas EG when constantly replenishing the diluted source gas Dn.

なお、副産物排気部15が、副産物FGの濃度が閾値Th2より大きくなった場合に、原料ガスGn、キャリアガスCG、及びエッチングガスとともに副産物FGを排気する場合、気体供給装置60は、原料ガスGnの減少量に応じて、希釈原料ガスDnをチャンバー3に補充する。気体供給装置60は、希釈原料ガスDnを補充する際に、原料ガスGnの各々のモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように希釈原料ガスDnを補充する。   When the byproduct exhaust unit 15 exhausts the byproduct FG together with the source gas Gn, the carrier gas CG, and the etching gas when the concentration of the byproduct FG becomes higher than the threshold Th2, the gas supply device 60 supplies the source gas Gn. The diluted source gas Dn is replenished to the chamber 3 in accordance with the decrease amount of The gas supply device 60 replenishes the dilution source gas Dn so that the molar fraction of each of the source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3 when the dilution source gas Dn is replenished.

以下、実施形態1では、特に明示しない限り、気体供給装置60は、原料ガスGnに代えて、希釈原料ガスDnを気相成長装置1に供給する。   Hereinafter, in the first embodiment, the gas supply device 60 supplies the diluted source gas Dn to the vapor phase growth apparatus 1 instead of the source gas Gn unless otherwise specified.

次に、図2を参照して、気体供給装置60について説明する。図2は、気体供給装置60を示す図である。図2に示すように、気体供給装置60は、真空ポンプ61と、制御部62と、恒温槽63(温度制御部)と、複数の圧力調整ユニット64nと、複数の第1流量制御部Qn(複数の流量制御部)と、第2流量制御部72と、第3流量制御部73とを備える。圧力調整ユニット64nの各々は、希釈容器Xnと、バルブ部Yn(導入部)と、原料容器Zn(ガス容器)とを備える。そして、気体供給装置60は、気相成長装置1(図1)に気体(希釈原料ガスDn、キャリアガスCG、及びエッチングガスEG)を供給する。なお、本明細書において、バルブ部Ynは導入部の一例であり、原料容器Znはガス容器の一例である。   Next, the gas supply device 60 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view showing the gas supply device 60. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the gas supply device 60 includes a vacuum pump 61, a control unit 62, a thermostatic bath 63 (temperature control unit), a plurality of pressure adjustment units 64n, and a plurality of first flow rate control units Qn ( A plurality of flow rate control units), a second flow rate control unit 72, and a third flow rate control unit 73 are provided. Each of the pressure adjustment units 64n includes a dilution container Xn, a valve portion Yn (introduction portion), and a raw material container Zn (gas container). Then, the gas supply device 60 supplies a gas (the dilution source gas Dn, the carrier gas CG, and the etching gas EG) to the vapor deposition apparatus 1 (FIG. 1). In the present specification, the valve portion Yn is an example of the introduction portion, and the source container Zn is an example of the gas container.

なお、複数の圧力調整ユニット64nを区別して説明するときは、圧力調整ユニット641、…、64N(Nは2以上の整数)と記載する。複数の第1流量制御部Qnを区別して説明するときは、第1流量制御部Q1、…、QN(Nは2以上の整数)と記載する。複数の希釈容器Xnを区別して説明するときは、希釈容器X1、…、XN(Nは2以上の整数)と記載する。複数のバルブ部Ynを区別して説明するときは、バルブ部Y1、…、YN(Nは2以上の整数)と記載する。複数の原料容器Znを区別して説明するときは、原料容器Z1、…、ZN(Nは2以上の整数)と記載する。   When the plurality of pressure adjustment units 64 n are described separately, they are described as pressure adjustment units 64 1,..., 64 N (N is an integer of 2 or more). When distinguishing and demonstrating the several 1st flow control part Qn, it describes as 1st flow control part Q1, ..., QN (N is an integer greater than or equal to 2). When distinguishing and explaining a plurality of dilution containers Xn, they are described as dilution containers X1, ..., XN (N is an integer of 2 or more). When distinguishing and demonstrating several valve part Yn, it describes as valve part Y1, ..., YN (N is an integer greater than or equal to 2). When distinguishing and demonstrating several raw material container Zn, it describes as raw material container Z1, ..., ZN (N is an integer greater than or equal to 2).

制御部62は、真空ポンプ61、恒温槽63、複数のバルブ部Yn、複数の第1流量制御部Qn、第2流量制御部72、及び第3流量制御部73を制御する。つまり、真空ポンプ61、恒温槽63、複数のバルブ部Yn、複数の第1流量制御部Qn、第2流量制御部72、及び第3流量制御部73は、制御部62の制御を受けて動作する。なお、制御部62はプロセッサー及び記憶装置を含む。従って、プロセッサーが記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって、真空ポンプ61、恒温槽63、複数のバルブ部Yn、複数の第1流量制御部Qn、第2流量制御部72、及び第3流量制御部73を制御する。   The control unit 62 controls the vacuum pump 61, the thermostat 63, the plurality of valve units Yn, the plurality of first flow control units Qn, the second flow control unit 72, and the third flow control unit 73. That is, the vacuum pump 61, the constant temperature bath 63, the plurality of valve units Yn, the plurality of first flow control units Qn, the second flow control unit 72, and the third flow control unit 73 operate under the control of the control unit 62. Do. The control unit 62 includes a processor and a storage device. Therefore, the processor executes the computer program stored in the storage device, whereby the vacuum pump 61, the thermostat 63, the plurality of valve units Yn, the plurality of first flow control units Qn, the second flow control unit 72, and the second 3 Control the flow rate control unit 73.

恒温槽63は、複数の圧力調整ユニット64nの温度を制御し、複数の圧力調整ユニット64nの温度を一定温度に保持する。複数の圧力調整ユニット64nは、恒温槽63の内部に配置される。   The constant temperature bath 63 controls the temperatures of the plurality of pressure adjustment units 64n, and holds the temperatures of the plurality of pressure adjustment units 64n at a constant temperature. The plurality of pressure adjustment units 64 n are disposed inside the thermostatic bath 63.

圧力調整ユニット64nは、原料ガスGnをキャリアガスCGによって希釈して、希釈原料ガスDnを生成する。そして、圧力調整ユニット64nは、原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnを放出する。また、圧力調整ユニット64nは、希釈原料ガスDnを生成する際に、希釈容器Xnの内部でのキャリアガスCGの分圧と原料ガスGnの分圧とを調整する。   The pressure adjustment unit 64n dilutes the source gas Gn with the carrier gas CG to generate a diluted source gas Dn. Then, the pressure adjustment unit 64n releases the diluted source gas Dn containing the source gas Gn. In addition, when generating the diluted source gas Dn, the pressure adjustment unit 64n adjusts the partial pressure of the carrier gas CG and the partial pressure of the source gas Gn inside the dilution container Xn.

具体的には、複数の希釈容器Xnは、それぞれ、複数の原料容器Znに対応して設けられる。複数のバルブ部Ynは、それぞれ、複数の原料容器Znに対応して設けられる。つまり、複数のバルブ部Ynは、それぞれ、複数の希釈容器Xnに対応して設けられる。   Specifically, the plurality of dilution containers Xn are provided corresponding to the plurality of source containers Zn, respectively. The plurality of valve portions Yn are provided corresponding to the plurality of raw material containers Zn, respectively. That is, the plurality of valve portions Yn are provided corresponding to the plurality of dilution containers Xn, respectively.

複数の原料容器Znは、それぞれ、互いに異なる複数の原料ガスGn(互いに異なる複数のガス)を収容する。原料ガスGnは、希釈されていない純粋な原料の気体であり、原料容器Znの内部で一定の圧力(蒸気圧)を有する。具体的には、原料容器Znは、固体原料を気化して、原料ガスGnを生成し、原料ガスGnを収容する。なお、原料容器Znは、液体原料を気化して、原料ガスGnを生成し、原料ガスGnを収容してもよい。例えば、恒温槽63が原料容器Znの温度を制御して、原料容器Zn内の固体原料を気化したり、原料容器Zn内の液体原料を気化したりする。   The plurality of source containers Zn respectively store a plurality of source gases Gn (a plurality of different gases) different from each other. The source gas Gn is a non-diluted pure source gas, and has a constant pressure (vapor pressure) inside the source container Zn. Specifically, the source container Zn vaporizes the solid source to generate the source gas Gn, and stores the source gas Gn. The source container Zn may vaporize the liquid source to generate the source gas Gn and store the source gas Gn. For example, the constant temperature bath 63 controls the temperature of the source container Zn to vaporize the solid source in the source container Zn or to vaporize the liquid source in the source container Zn.

なお、本明細書において、原料ガスGnは、気体供給装置60による気相成長装置1への供給対象であるガスの一例である。従って、原料容器Znは、供給対象であるガスとしての原料ガスGnを収容している。また、気相成長装置1は、気体供給装置60によるガス供給先の一例である。さらに、キャリアガスCGは、供給対象であるガスとは異なり、例えば、供給対象であるガスを輸送したり、供給対象であるガスを希釈したり、あるいは、供給対象であるガスを攪拌したりする。   In the present specification, the source gas Gn is an example of a gas to be supplied to the vapor phase growth apparatus 1 by the gas supply device 60. Therefore, the source container Zn contains the source gas Gn as a gas to be supplied. The vapor deposition apparatus 1 is an example of a gas supply destination by the gas supply device 60. Furthermore, unlike the gas to be supplied, the carrier gas CG transports the gas to be supplied, dilutes the gas to be supplied, or stirs the gas to be supplied, for example. .

バルブ部Ynの各々は、原料ガスGnと、原料ガスGnを希釈するキャリアガスCGとを異なるタイミングで、対応する希釈容器Xnに導入する。その結果、希釈容器Xnにおいて、原料ガスGnとキャリアガスCGとを混合した希釈原料ガスDnが生成される。また、バルブ部Ynは、希釈容器Xnでの原料ガスGnの分圧とキャリアガスCGの分圧とを調整する。その結果、希釈容器Xnでは、希釈原料ガスDnの全圧pが所定全圧値に設定され、原料ガスGnの分圧pgが第1分圧値に設定され、キャリアガスCGの分圧pcが第2分圧値に設定される。p=pg+pc、である。   Each of the valve portions Yn introduces the source gas Gn and the carrier gas CG for diluting the source gas Gn into the corresponding dilution container Xn at different timings. As a result, in the dilution container Xn, a diluted source gas Dn is generated by mixing the source gas Gn and the carrier gas CG. Further, the valve unit Yn adjusts the partial pressure of the source gas Gn and the partial pressure of the carrier gas CG in the dilution container Xn. As a result, in the dilution container Xn, the total pressure p of the diluted source gas Dn is set to a predetermined total pressure value, the partial pressure pg of the source gas Gn is set to the first partial pressure value, and the partial pressure pc of the carrier gas CG is It is set to the second partial pressure value. It is p = pg + pc.

希釈容器Xnの各々は、対応する原料容器Znから導入された原料ガスGnとキャリアガスCGとを混合して、希釈原料ガスDn(希釈ガス)として収容する。そして、バルブ部Ynの各々は、原料ガスGnとキャリアガスCGとが混合された後に、希釈原料ガスDnを、対応する希釈容器Xnから放出する。つまり、バルブ部Ynの各々は、原料ガスGnとキャリアガスCGとが混合されて、原料ガスGnの分圧pgとキャリアガスCGの分圧pcとが調整された後に、希釈原料ガスDnを、対応する希釈容器Xnから放出する。   Each of the dilution containers Xn mixes the source gas Gn introduced from the corresponding source container Zn with the carrier gas CG, and stores it as a diluted source gas Dn (dilution gas). Then, each of the valve parts Yn releases the diluted source gas Dn from the corresponding dilution container Xn after the source gas Gn and the carrier gas CG are mixed. That is, in each of the valve portions Yn, after the source gas Gn and the carrier gas CG are mixed and the partial pressure pg of the source gas Gn and the partial pressure pc of the carrier gas CG are adjusted, the diluted source gas Dn is Release from the corresponding dilution container Xn.

なお、本明細書において、希釈原料ガスDnは、気体供給装置60による気相成長装置1への供給対象であるガス(具体的には原料ガスGn)と、キャリアガスCGとを混合した希釈ガスの一例である。   In the present specification, the dilution source gas Dn is a dilution gas obtained by mixing the gas (specifically, the source gas Gn) to be supplied to the vapor phase growth apparatus 1 by the gas supply device 60 and the carrier gas CG. An example of

複数の第1流量制御部Qnは、それぞれ、複数のバルブ部Ynに対応して設けられる。また、複数の第1流量制御部Qnは、それぞれ、複数の原料導入管An(図1)に対応して設けられる。   The plurality of first flow rate control units Qn are provided corresponding to the plurality of valve units Yn, respectively. In addition, the plurality of first flow rate control units Qn are provided corresponding to the plurality of raw material introduction pipes An (FIG. 1).

第1流量制御部Qnは、対応するバルブ部Ynが放出した希釈原料ガスDnの流量を制御する。そして、第1流量制御部Qnは、対応する原料導入管Anを通して、希釈原料ガスDnをチャンバー3に供給する。具体的には、第1流量制御部Qnは、層流素子(具体的には多孔質部材)を有している。層流素子は流路を上流側と下流側とに仕切る。そして、第1流量制御部Qnは、ハーゲンポアゼイユの原理を利用し、層流素子の上流側と下流側との差圧に基づいて、希釈原料ガスDnの体積流量又は質量流量を制御する。   The first flow rate control unit Qn controls the flow rate of the diluted source gas Dn released by the corresponding valve unit Yn. Then, the first flow rate control unit Qn supplies the diluted material gas Dn to the chamber 3 through the corresponding material introduction pipe An. Specifically, the first flow rate control unit Qn has a laminar flow element (specifically, a porous member). The laminar flow element divides the flow path into the upstream side and the downstream side. Then, the first flow rate control unit Qn controls the volumetric flow rate or the mass flow rate of the diluted source gas Dn based on the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the laminar flow element by using the Hagen-Poiseil principle. .

第2流量制御部72は、キャリアガスCGの流量を制御する。そして、第2流量制御部72は、キャリア導入管19(図1)を通して、キャリアガスCGをチャンバー3に供給する。第2流量制御部72の構成は、第1流量制御部Qnの構成と同様である。   The second flow rate control unit 72 controls the flow rate of the carrier gas CG. Then, the second flow rate control unit 72 supplies the carrier gas CG to the chamber 3 through the carrier introduction pipe 19 (FIG. 1). The configuration of the second flow control unit 72 is the same as the configuration of the first flow control unit Qn.

第3流量制御部73は、エッチングガスEGの流量を制御する。そして、第3流量制御部73は、エッチング導入管21(図1)を通して、エッチングガスEGをチャンバー3に供給する。第3流量制御部73の構成は、第1流量制御部Qnの構成と同様である。   The third flow rate control unit 73 controls the flow rate of the etching gas EG. Then, the third flow rate control unit 73 supplies the etching gas EG to the chamber 3 through the etching introduction pipe 21 (FIG. 1). The configuration of the third flow control unit 73 is the same as the configuration of the first flow control unit Qn.

以上、図2を参照して説明したように、実施形態1によれば、希釈容器XnにキャリアガスCGを導入しているため、原料ガスGnだけを希釈容器Xnに導入した場合と比較して、希釈原料ガスDnの全圧pを大きくできる。従って、原料ガスGnだけを希釈容器Xnに導入した場合と比較して、原料ガスGnは第1流量制御部Qn及び気相成長装置1に向けて容易に移動する。つまり、希釈容器Xnでの希釈原料ガスDnの全圧pによって、原料ガスGnを移動する力を確保している。一方、原料容器Znから希釈容器Xnに導入する原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)を調整することにより、希釈容器Xn中の希釈原料ガスDnに含める原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)を精度良く調整できる。   As described above with reference to FIG. 2, according to the first embodiment, since the carrier gas CG is introduced into the dilution container Xn, compared with the case where only the source gas Gn is introduced into the dilution container Xn. The total pressure p of the diluted source gas Dn can be increased. Therefore, the source gas Gn easily moves toward the first flow rate control unit Qn and the vapor phase growth apparatus 1 as compared with the case where only the source gas Gn is introduced into the dilution container Xn. That is, the force to move the source gas Gn is secured by the total pressure p of the dilution source gas Dn in the dilution container Xn. On the other hand, by adjusting the amount (quantity of substance, volume, or mass) of the source gas Gn introduced from the source container Zn into the dilution container Xn, the amount of source gas Gn included in the dilution source gas Dn in the dilution container Xn It is possible to precisely adjust the amount of substance, volume or mass).

その結果、一般的な成膜装置のようにキャリアガスを流しつつキャリアガスの流量を制御して原料ガスの供給量を調整する場合と比較して、第1流量制御部Qn及び気相成長装置1に向けてキャリアガスCGとともに移動させる原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)、つまり、原料ガスGnの供給量を精度良く調整できる。また、希釈容器Xnから希釈原料ガスDnを放出するため、一般的な成膜装置のようにバブラーからガス供給先に原料ガスを直接供給する場合と比較して、原料ガスGnの供給量を精度良く調整できる。原料ガスGnの供給量を精度良く調整できるため、気相成長装置1は、品質の良い目的物質(例えば、欠陥が少なく、純度の高い目的物質)を形成できる。   As a result, compared to the case where the flow rate of the carrier gas is controlled to flow the carrier gas and the supply amount of the source gas is adjusted, as in a general film forming apparatus, the first flow rate control unit Qn and the vapor phase growth apparatus The amount (quantity of substance, volume, or mass) of the source gas Gn to be moved together with the carrier gas CG toward 1, the supply amount of the source gas Gn can be accurately adjusted. Further, in order to discharge the diluted source gas Dn from the dilution container Xn, the supply amount of the source gas Gn is more accurate than in the case where the source gas is directly supplied from the bubbler to the gas supply destination like a general film forming apparatus. It can be adjusted well. Since the supply amount of the source gas Gn can be accurately adjusted, the vapor deposition apparatus 1 can form a target substance with high quality (for example, a target substance with few defects and high purity).

また、実施形態1によれば、希釈容器Xnでの希釈原料ガスDnの全圧pによって原料ガスGnを移動する力を確保しているとともに、原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnを希釈容器Xnから放出している。従って、一般的な成膜装置と比較して、原料ガスGnの供給量が温度の影響を受け難く、温度管理が容易である。また、原料ガスGnの供給量が温度の影響を受け難いため、原料ガスGnの供給量を更に精度良く調整できる。さらに、温度管理が容易であるため、気体供給装置60のコストを低減できる。   Further, according to the first embodiment, the force to move the source gas Gn is secured by the total pressure p of the dilution source gas Dn in the dilution container Xn, and the dilution source gas Dn containing the source gas Gn is used as the dilution container Xn. Released from Therefore, compared to a general film forming apparatus, the supply amount of the source gas Gn is less affected by the temperature, and the temperature management is easy. Further, since the supply amount of the source gas Gn is not easily influenced by the temperature, the supply amount of the source gas Gn can be adjusted with higher accuracy. Furthermore, since the temperature management is easy, the cost of the gas supply device 60 can be reduced.

なお、一般的な成膜装置では、バブラーにキャリアガスを流して原料ガスを生成して、キャリアガスによってガス供給先に原料ガスを直接供給するため、原料ガスの流量は、バブラー内温度(原料の蒸気圧)とバブラー内圧力とキャリアガスの流量とで決定される。従って、原料ガスの流量が温度の影響を受け易い。その結果、バブラー内温度を精密に制御しないと、原料ガスの流量を精度良く制御できない。つまり、温度管理が困難である。また、一般的な成膜装置において、バブラー内温度を精密に制御する場合は、バブラーの温度を制御するための温度制御装置(例えば、電子恒温槽)が高価になりコストが上昇する。また、このような温度制御装置の消費電力が比較的大きくなる可能性があり、維持コストが上昇する可能性がある。これに対して、実施形態1では、維持コストの上昇を抑制できる。さらに、このような温度制御装置の内部形状が特別な形状に限定される可能性があり、温度制御装置の内部に配置されるバブラーの形状が制限される可能性がある。これに対して、実施形態1では、原料容器Znの形状が制限されることを抑制でき、任意の形状の原料容器Znを採用できる。   In a general film forming apparatus, the carrier gas is supplied to the bubbler to generate the source gas, and the source gas is directly supplied to the gas supply destination by the carrier gas. Pressure), the pressure in the bubbler, and the flow rate of the carrier gas. Therefore, the flow rate of the source gas is susceptible to the temperature. As a result, the flow rate of the source gas can not be accurately controlled unless the temperature in the bubbler is precisely controlled. That is, temperature control is difficult. Further, in a general film forming apparatus, when the internal temperature of the bubbler is precisely controlled, a temperature control device (for example, an electronic thermostat) for controlling the temperature of the bubbler becomes expensive and the cost increases. In addition, the power consumption of such a temperature control device may be relatively large, and the maintenance cost may increase. On the other hand, in the first embodiment, the increase in the maintenance cost can be suppressed. Furthermore, the internal shape of such a temperature control device may be limited to a special shape, and the shape of the bubbler disposed inside the temperature control device may be limited. On the other hand, in the first embodiment, the restriction of the shape of the raw material container Zn can be suppressed, and the raw material container Zn of any shape can be adopted.

また、実施形態1によれば、希釈容器Xnでの希釈原料ガスDnの全圧pによって原料ガスGnを移動する力を確保しているとともに、原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnを希釈容器Xnから放出している。従って、一般的な成膜装置と比較して、少量の原料ガスGnを容易に供給できる。   Further, according to the first embodiment, the force to move the source gas Gn is secured by the total pressure p of the dilution source gas Dn in the dilution container Xn, and the dilution source gas Dn containing the source gas Gn is used as the dilution container Xn. Released from Therefore, a small amount of the source gas Gn can be easily supplied as compared with a general film forming apparatus.

なお、一般的な成膜装置では、原料ガスの流量は、バブラー内温度(原料の蒸気圧)とバブラー内圧力とキャリアガスの流量とで決定されるため、少量の原料ガスを供給する場合は、キャリアガスの流量を減少させるか、又は、バブラー内温度を下降させる必要がある。しかしながら、キャリアガスの流量を減少させると、連続的なバブル発生を実現できず、間欠的なバブル発生になり、原料ガスの供給量が不安定になる可能性がある。これに対して、実施形態1では、原料ガスGnを含む希釈原料ガスDnを希釈容器Xnから放出するため、原料ガスGnの供給量が安定している。また、一般的な成膜装置では、バブラー内温度を下降させる場合、少量の原料ガスの供給が、温度制御装置(例えば、電子恒温槽)の冷却能力に依存し、少量の原料ガスの供給に限界が生じる可能性がある。これに対して、実施形態1によれば、希釈容器Xnでの希釈原料ガスDnの全圧pによって原料ガスGnを移動する力を確保しているため、少量の原料ガスGnを容易に供給できる。   In a general film forming apparatus, the flow rate of the source gas is determined by the temperature inside the bubbler (the vapor pressure of the source), the pressure inside the bubbler, and the flow rate of the carrier gas. It is necessary to reduce the flow rate of the carrier gas or to lower the temperature in the bubbler. However, if the flow rate of the carrier gas is reduced, continuous bubble generation can not be realized, intermittent bubble generation may occur, and the supply amount of the source gas may become unstable. On the other hand, in the first embodiment, since the diluted source gas Dn including the source gas Gn is released from the dilution container Xn, the supply amount of the source gas Gn is stable. In a general film forming apparatus, when lowering the temperature inside the bubbler, the supply of a small amount of source gas depends on the cooling capacity of a temperature control device (for example, an electronic thermostat), and the supply of a small amount of source gas Limits can occur. On the other hand, according to the first embodiment, since the force for moving the source gas Gn is secured by the total pressure p of the diluted source gas Dn in the dilution container Xn, a small amount of the source gas Gn can be easily supplied. .

また、実施形態1によれば、希釈容器XnへのキャリアガスCGの導入量を調整することによって、希釈原料ガスDnの全圧pを調整できる。つまり、原料ガスGnを移動する力を調整できる。   Further, according to the first embodiment, the total pressure p of the diluted source gas Dn can be adjusted by adjusting the amount of introduction of the carrier gas CG into the dilution container Xn. That is, the force of moving the source gas Gn can be adjusted.

さらに、実施形態1によれば、希釈容器Xnでの原料ガスGnの分圧pgを調整することにより、希釈原料ガスDnに含まれる原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)を調整できる。その結果、第1流量制御部Qn及び気相成長装置1に向けて、キャリアガスCGとともに移動させる原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)を更に精度良く調整できる。   Furthermore, according to Embodiment 1, the amount (quantity of substance, volume or mass) of the source gas Gn contained in the diluted source gas Dn can be adjusted by adjusting the partial pressure pg of the source gas Gn in the dilution container Xn. It can be adjusted. As a result, it is possible to more precisely adjust the amount (the amount of substance, the amount of volume, or the mass) of the source gas Gn moved together with the carrier gas CG toward the first flow rate control unit Qn and the vapor deposition apparatus 1.

さらに、実施形態1によれば、複数の希釈容器Xnを備えているため、希釈容器Xnごとに、希釈容器Xnに導入する原料ガスGnの量を調整できる。従って、原料ガスGnの各々が、目的物質を生成するための化学反応式に基づくモル分率を有するように、希釈容器Xnの各々に原料ガスGnを導入できる。つまり、原料ガスGnを気相成長装置1に供給する際に原料ガスGnのモル分率を容易に調整できる。この場合、例えば、複数の希釈容器Xnにおいて、希釈原料ガスDnの全圧pが互いに略同一になるように、希釈容器Xnの各々にキャリアガスCGを導入する。   Furthermore, according to the first embodiment, since the plurality of dilution containers Xn are provided, the amount of the source gas Gn to be introduced into the dilution container Xn can be adjusted for each dilution container Xn. Therefore, the source gas Gn can be introduced into each of the dilution containers Xn such that each of the source gases Gn has a mole fraction based on a chemical reaction formula for producing the target substance. That is, when the source gas Gn is supplied to the vapor phase growth apparatus 1, the mole fraction of the source gas Gn can be easily adjusted. In this case, for example, in the plurality of dilution containers Xn, the carrier gas CG is introduced into each of the dilution containers Xn such that the total pressures p of the dilution source gas Dn are substantially the same.

さらに、実施形態1によれば、複数の希釈容器Xnを備えているため、希釈容器Xnごとに、希釈原料ガスDnの全圧pを調整できる。従って、原料ガスGnの各々が、目的物質を生成するための化学反応式に基づくモル分率を有するように、希釈容器Xnの各々から、第1流量制御部Qn及び気相成長装置1に向けて、原料ガスGnを移動できる。つまり、原料ガスGnを気相成長装置1に供給する際に原料ガスGnのモル分率を容易に調整できる。この場合、例えば、目的物質を生成するための化学反応式に基づく各原料ガスGnのモル分率に基づいて、各希釈容器Xnでの希釈原料ガスDnの全圧pが決定される。そして、決定された全圧pになるように、希釈容器Xnの各々にキャリアガスCGを導入する。   Furthermore, according to the first embodiment, since the plurality of dilution containers Xn are provided, the total pressure p of the dilution source gas Dn can be adjusted for each of the dilution containers Xn. Therefore, from each of the dilution containers Xn to the first flow rate control unit Qn and the vapor phase growth apparatus 1 so that each of the source gases Gn has a mole fraction based on a chemical reaction formula for producing the target substance. The source gas Gn can be moved. That is, when the source gas Gn is supplied to the vapor phase growth apparatus 1, the mole fraction of the source gas Gn can be easily adjusted. In this case, for example, the total pressure p of the diluted source gas Dn in each dilution container Xn is determined based on the molar fraction of each source gas Gn based on the chemical reaction formula for generating the target substance. Then, the carrier gas CG is introduced into each of the dilution containers Xn so as to reach the determined total pressure p.

さらに、実施形態1によれば、原料容器Znの内部の原料ガスGnの圧力(蒸気圧)を利用して、原料ガスGnを原料容器Znから希釈容器Xnに移動できる。従って、原料ガスGnを原料容器Znから希釈容器Xnに移動させるための能動的な装置を装備することを抑制できる。その結果、気体供給装置60の簡素化を図ることができるとともに、気体供給装置60のコストを低減できる。   Furthermore, according to the first embodiment, the source gas Gn can be moved from the source container Zn to the dilution container Xn using the pressure (vapor pressure) of the source gas Gn inside the source container Zn. Therefore, it is possible to suppress the provision of an active device for moving the source gas Gn from the source container Zn to the dilution container Xn. As a result, the gas supply device 60 can be simplified, and the cost of the gas supply device 60 can be reduced.

さらに、実施形態1によれば、複数の原料ガスGnをチャンバー3に導入する前に予め混合する手順を削減できるため、複数の原料ガスGnをチャンバー3に導入する前の手順を簡素化できる。   Furthermore, according to the first embodiment, since the procedure for mixing the plurality of source gases Gn into the chamber 3 in advance can be reduced, the procedure before introducing the plurality of source gases Gn into the chamber 3 can be simplified.

さらに、実施形態1によれば、第1流量制御部Qnは、希釈原料ガスDnの全圧pを利用して、希釈原料ガスDnを気相成長装置1に容易に供給できる。   Furthermore, according to the first embodiment, the first flow rate control unit Qn can easily supply the diluted source gas Dn to the vapor phase growth apparatus 1 using the total pressure p of the diluted source gas Dn.

なお、第1流量制御部Qnは、対応するバルブ部Ynが原料容器Znから放出した原料ガスGnの流量を制御することもできる。そして、第1流量制御部Qnは、対応する原料導入管Anを通して、原料ガスGnをチャンバー3に供給することもできる。具体的には、第1流量制御部Qnは、ハーゲンポアゼイユの原理を利用し、層流素子の上流側と下流側との差圧に基づいて、原料ガスGnの体積流量又は質量流量を制御することもできる。   The first flow rate control unit Qn can also control the flow rate of the source gas Gn released from the source container Zn by the corresponding valve Yn. Then, the first flow rate control unit Qn can also supply the source gas Gn to the chamber 3 through the corresponding source introduction pipe An. Specifically, the first flow rate control unit Qn uses the Hagen Poiseil principle, and based on the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the laminar flow element, the volume flow rate or mass flow rate of the source gas Gn is calculated. It can also be controlled.

次に、図3を参照して、圧力調整ユニット64nについて説明する。図3は、圧力調整ユニット64nを示す図である。図3に示すように、圧力調整ユニット64nの各々は、温度計TMと、第1圧力計PM1(圧力計)と、第2圧力計PM2とをさらに含む。温度計TMは、希釈容器Xnの内部の温度を計測する。第1圧力計PM1は、希釈容器Xnの内部の圧力を計測する。第2圧力計PM2は圧力を計測する。第2圧力計PM2は、例えば、第1圧力計PM1よりも、低い圧力を計測できる。   Next, with reference to FIG. 3, the pressure adjustment unit 64 n will be described. FIG. 3 is a diagram showing the pressure adjustment unit 64n. As shown in FIG. 3, each of the pressure adjustment units 64n further includes a thermometer TM, a first pressure gauge PM1 (pressure gauge), and a second pressure gauge PM2. The thermometer TM measures the temperature inside the dilution container Xn. The first pressure gauge PM1 measures the pressure in the dilution container Xn. The second pressure gauge PM2 measures the pressure. The second pressure gauge PM2 can measure, for example, a lower pressure than the first pressure gauge PM1.

バルブ部Ynは、第1バルブユニット75と、第2バルブユニット77とを含む。第1バルブユニット75は、バルブb1〜バルブb7及び管t1〜管t4を含む。第2バルブユニット77は、バルブb8及び管t5を含む。バルブb1〜バルブb8は、例えば、ストップバルブである。   The valve portion Yn includes a first valve unit 75 and a second valve unit 77. The first valve unit 75 includes valves b1 to b7 and tubes t1 to t4. The second valve unit 77 includes a valve b8 and a pipe t5. The valves b1 to b8 are, for example, stop valves.

管t1は、希釈容器Xnとバルブb4とを接続する。管t2は、バルブb3〜バルブb7を相互に接続する。管t3は、バルブb1〜バルブb3を相互に接続する。管t4は、バルブb7とバルブb8とを接続する。管t5は、バルブt8と原料容器Znとを接続する。なお、バルブt8と原料容器Znとが直接接続されていてもよい。バルブb4と希釈容器Xnとが直接接続されていてもよい。   The pipe t1 connects the dilution container Xn and the valve b4. The pipe t2 interconnects the valve b3 to the valve b7. The pipe t3 mutually connects the valve b1 to the valve b3. The pipe t4 connects the valve b7 and the valve b8. The pipe t5 connects the valve t8 and the raw material container Zn. The valve t8 may be directly connected to the raw material container Zn. The valve b4 and the dilution container Xn may be directly connected.

引き続き図3を参照して、バルブ部Ynの制御手順を説明する。制御手順は、第1手順〜第16手順を含む。バルブ部Ynの初期状態では、バルブb1〜バルブb8は閉じている。   Continuing to refer to FIG. 3, the control procedure of the valve portion Yn will be described. The control procedure includes first to sixteenth procedures. In the initial state of the valve portion Yn, the valves b1 to b8 are closed.

[真空引き及びパージ]
第1手順:真空ポンプ61を起動する。
[Vacuum evacuation and purge]
First procedure: The vacuum pump 61 is started.

第2手順:バルブb2、b3、b4、b7を開く。   Second procedure: Open the valves b2, b3, b4 and b7.

第3手順:バルブb6を開き、バルブb3を閉じる。第2圧力計PM2は、希釈容器Xnの内部の圧力を計測する。作業者は、第2圧力計PM2によって、希釈容器Xnの内部の真空の程度を確認する。   Third procedure: Open the valve b6 and close the valve b3. The second pressure gauge PM2 measures the pressure in the dilution container Xn. The operator confirms the degree of vacuum inside the dilution container Xn by the second pressure gauge PM2.

第4手順:バルブb2、b6を閉じ、バルブb1、b3を開く。そして、キャリアガスCGをバルブb1から希釈容器Xnに導入する。その結果、キャリアガスCGによって希釈容器Xnの内部が洗浄される(パージ)。   Fourth procedure: Close the valves b2 and b6 and open the valves b1 and b3. Then, the carrier gas CG is introduced into the dilution container Xn from the valve b1. As a result, the inside of the dilution container Xn is cleaned by the carrier gas CG (purge).

そして、バルブ部Ynを初期状態に戻し、初期状態及び第2手順〜第4手順を繰り返す。その結果、キャリアガスCGによって希釈容器Xnの内部が繰り返し洗浄される(サイクルパージ)。希釈容器Xnの内部を繰り返し洗浄することによって、希釈容器Xnの内部の残留ガスの物質量(又は濃度)を減少させることができる。初期状態及び第2手順〜第4手順を繰り返した後、バルブ部Ynを初期状態に戻し、再び第2手順及び第3手順を実行する。   Then, the valve portion Yn is returned to the initial state, and the initial state and the second to fourth procedures are repeated. As a result, the inside of the dilution container Xn is repeatedly cleaned by the carrier gas CG (cycle purge). By repeatedly washing the inside of the dilution container Xn, the amount of substance (or concentration) of the residual gas inside the dilution container Xn can be reduced. After repeating the initial state and the second to fourth procedures, the valve portion Yn is returned to the initial state, and the second and third procedures are executed again.

[原料ガスGnの希釈容器Xnへの導入]
第5手順:バルブb2、b6、b7を閉じ、バルブb8を開く。
[Introduction of raw material gas Gn into dilution container Xn]
Fifth procedure: Close the valves b2, b6 and b7 and open the valve b8.

第6手順:バルブb7の開閉を繰り返して、原料ガスGnを原料容器Znから希釈容器Xnに導入する。原料ガスGnを希釈容器Xnに導入する際に、バルブb7の開時間と閉時間とを調整して、希釈容器Xnの内部での原料ガスGnの圧力pgを第1分圧値に設定する。圧力pgは式(1)で表される。「V」は希釈容器Xnの内部の体積を示し、「ng」は原料ガスGnの物質量(モル)を示し、「R」は気体定数を示し、「T」は希釈容器Xnの内部の温度を示す。   Sixth procedure: The opening and closing of the valve b7 is repeated to introduce the source gas Gn from the source container Zn into the dilution container Xn. When the source gas Gn is introduced into the dilution container Xn, the pressure pg of the source gas Gn inside the dilution container Xn is set to the first partial pressure value by adjusting the opening time and closing time of the valve b7. The pressure pg is expressed by equation (1). “V” indicates the internal volume of the dilution container Xn, “ng” indicates the amount of substance (moles) of the raw material gas Gn, “R” indicates the gas constant, and “T” indicates the temperature inside the dilution container Xn Indicates

pg×V=ng×R×T …(1)   pg × V = ng × R × T (1)

体積V及び温度Tは既知であり、圧力pgは第1圧力計PM1で計測できるため、希釈容器Xnの内部での原料ガスGnの物質量は、式(1)に基づいて算出できる。   The volume V and the temperature T are known, and the pressure pg can be measured by the first pressure gauge PM1, so the amount of substance of the source gas Gn inside the dilution container Xn can be calculated based on the equation (1).

実施形態1によれば、温度計TMで希釈容器Xnの温度を監視するとともに、第1圧力計PM1で希釈容器Xnの圧力を監視することによって、希釈容器Xnの温度及び原料ガスGnの分圧pgを所望の値に制御できる。その結果、所望の物質量の原料ガスGnを希釈容器Xnに導入できる。   According to the first embodiment, the temperature of the dilution container Xn and the partial pressure of the raw material gas Gn are monitored by monitoring the temperature of the dilution container Xn with the thermometer TM and monitoring the pressure of the dilution container Xn with the first pressure gauge PM1. We can control pg to the desired value. As a result, it is possible to introduce a desired amount of material gas Gn into the dilution container Xn.

なお、原料ガスGnの圧力pgが低い場合は、バルブb6を開けて、第2圧力計PM2によって、圧力pgを計測してもよい。   When the pressure pg of the source gas Gn is low, the valve pg may be opened to measure the pressure pg by the second pressure gauge PM2.

第7手順:原料ガスGnの圧力pgが第1分圧値になった時点で、バルブb7を閉じる。   Seventh procedure: When the pressure pg of the source gas Gn reaches the first partial pressure value, the valve b7 is closed.

[キャリアガスCGの希釈容器Xnへの導入]
第8手順:バルブb4、b8を閉じ、バルブb2、b3、b7を開く。
[Introduction of carrier gas CG into dilution vessel Xn]
Eighth procedure: Close the valves b4 and b8 and open the valves b2, b3 and b7.

第9手順:バルブb6を開く。第2圧力計PM2は、管t2、t3、t4の内部の圧力を計測する。作業者は、第2圧力計PM2によって、管t2、t3、t4の内部の真空の程度を確認する。   Ninth procedure: Open the valve b6. The second pressure gauge PM2 measures the pressure in the tubes t2, t3 and t4. The operator confirms the degree of vacuum inside the tubes t2, t3 and t4 by the second pressure gauge PM2.

第10手順:バルブb2、b6を閉じ、バルブb1を開く。   Tenth procedure: Close the valves b2 and b6 and open the valve b1.

第11手順:バルブb4の開閉を繰り返して、キャリアガスCGを希釈容器Xnに導入する。キャリアガスCGを希釈容器Xnに導入する際に、バルブb4の開時間と閉時間とを調整して、希釈容器Xnの内部での希釈原料ガスDnの全圧pを所定全圧値に設定する。全圧pは式(2)で表される。「V」は希釈容器Xnの内部の体積を示し、「n」は希釈原料ガスDnの物質量(モル)を示し、「R」は気体定数を示し、「T」は希釈容器Xnの内部の温度を示す。具体的には、「n」は、希釈容器Xnの内部でのキャリアガスCGの物質量(モル)と原料ガスGnの物質量(モル)との和である。   Eleventh procedure: The carrier gas CG is introduced into the dilution container Xn by repeating the opening and closing of the valve b4. When the carrier gas CG is introduced into the dilution container Xn, the opening time and closing time of the valve b4 are adjusted to set the total pressure p of the diluted material gas Dn inside the dilution container Xn to a predetermined total pressure value. . The total pressure p is expressed by equation (2). “V” indicates the internal volume of the dilution container Xn, “n” indicates the amount of substance (moles) of the diluted raw material gas Dn, “R” indicates the gas constant, and “T” indicates the inside of the dilution container Xn Indicates the temperature. Specifically, “n” is the sum of the substance mass (mol) of the carrier gas CG and the substance mass (mol) of the source gas Gn inside the dilution container Xn.

p×V=n×R×T …(2)   p × V = n × R × T (2)

体積V及び温度Tは既知であり、全圧pは第1圧力計PM1で計測できるため、希釈容器Xnの内部での希釈原料ガスDnの物質量nは、式(2)に基づいて算出できる。さらに、原料ガスGnの物質量ngが分かっているため、キャリアガスCGの物質量ncは、式(3)に基づいて算出できる。   The volume V and the temperature T are known, and the total pressure p can be measured by the first pressure gauge PM1, so the substance mass n of the dilution source gas Dn inside the dilution container Xn can be calculated based on the equation (2) . Furthermore, since the substance mass ng of the source gas Gn is known, the substance mass nc of the carrier gas CG can be calculated based on the equation (3).

n=ng+nc …(3)   n = ng + nc ... (3)

実施形態1によれば、温度計TMで希釈容器Xnの温度を監視するとともに、第1圧力計PM1で希釈容器Xnの圧力を監視することによって、希釈容器Xnの温度及び希釈原料ガスDnの全圧pを所望の値に制御できる。その結果、所望の物質量のキャリアガスCGを希釈容器Xnに導入できる。   According to the first embodiment, the temperature of the dilution container Xn is monitored by the thermometer TM, and the pressure of the dilution container Xn is monitored by the first pressure gauge PM1, the temperature of the dilution container Xn and the total amount of the diluted source gas Dn. The pressure p can be controlled to a desired value. As a result, it is possible to introduce a carrier gas CG having a desired amount of substance into the dilution container Xn.

また、式(4)から、キャリアガスCGの分圧pcを算出できる。「pg」は、希釈容器Xnの内部での原料ガスGnの圧力、つまり、原料ガスGnの分圧を示す。   Further, the partial pressure pc of the carrier gas CG can be calculated from the equation (4). “Pg” indicates the pressure of the source gas Gn inside the dilution container Xn, that is, the partial pressure of the source gas Gn.

p=pg+pc …(4)   p = pg + pc (4)

全圧p、分圧pg、及び分圧pc、又は、物質量n、物質量ng、及び物質量ncに基づいて、原料ガスGnのモル分率及びキャリアガスCGのモル分率を算出できる。   Based on the total pressure p, the partial pressure pg, and the partial pressure pc, or the substance mass n, the substance mass ng, and the substance mass nc, the mole fraction of the source gas Gn and the mole fraction of the carrier gas CG can be calculated.

第12手順:希釈原料ガスDnの全圧pが所定全圧値になった時点で、バルブb4を閉じる。つまり、キャリアガスCGの分圧pcが第2分圧値になった時点で、バルブb4を閉じる。   Twelfth procedure: When the total pressure p of the diluted raw material gas Dn reaches a predetermined total pressure value, the valve b4 is closed. That is, when the partial pressure pc of the carrier gas CG reaches the second partial pressure value, the valve b4 is closed.

[希釈原料ガスDnの気相成長装置1への供給]
第13手順:バルブb5を開いてもよい。その結果、キャリアガスCGによって、バルブb5から第1流量制御部Qnまでの流路が洗浄される(パージ)。
[Supply of diluted source gas Dn to vapor phase growth apparatus 1]
Thirteenth procedure: The valve b5 may be opened. As a result, the flow path from the valve b5 to the first flow rate control unit Qn is cleaned (purge) by the carrier gas CG.

第14手順:バルブb1、b5、b7を閉じ、バルブb2を開く。   Fourteenth Procedure: Close the valves b1, b5 and b7 and open the valve b2.

第15手順:バルブb6を開く。第2圧力計PM2は、管t2、t3の内部の圧力を計測する。作業者は、第2圧力計PM2によって、管t2、t3の内部の真空の程度を確認する。なお、管t2、t3の流路容積が希釈容器Xnの容積よりも小さい場合は、第15手順は不要である。   15th procedure: Open valve b6. The second pressure gauge PM2 measures the pressure in the tubes t2 and t3. The operator confirms the degree of vacuum inside the tubes t2 and t3 by the second pressure gauge PM2. When the flow path volume of the tubes t2 and t3 is smaller than the volume of the dilution container Xn, the fifteenth procedure is unnecessary.

第16手順:バルブb2、b3、b6を閉じ、バルブb4、b5を開く。その結果、希釈原料ガスDnが希釈容器Xnから第1流量制御部Qn(図2)に向けて放出される。   Sixteenth procedure: Close the valves b2, b3 and b6 and open the valves b4 and b5. As a result, the diluted material gas Dn is released from the dilution container Xn toward the first flow rate control unit Qn (FIG. 2).

次に、図4を参照して、目的物質として窒化ガリウム(GaN)を基板S上に形成する例を説明する。図4は、気相成長システム100の一部を示す図である。図4に示すように、希釈容器X1に希釈原料ガスD1が収容される。希釈原料ガスD1は、原料ガスG1としての三塩化ガリウム(GaCl3)と、キャリアガスCGとしての窒素(N2)とを含む。また、希釈容器X2に希釈原料ガスD2が収容される。希釈原料ガスD2は、原料ガスG2としてのアンモニア(NH3)と、キャリアガスCGとしての窒素(N2)とを含む。また、第2流量制御部72には、キャリアガスCGとしての窒素(N2)が供給される。第3流量制御部73には、エッチングガスEGとしての塩素(Cl2)が供給される。 Next, an example of forming gallium nitride (GaN) as a target substance on the substrate S will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a part of the vapor phase growth system 100. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, the dilution source gas D1 is accommodated in the dilution container X1. The diluted source gas D1 contains gallium trichloride (GaCl 3 ) as the source gas G1 and nitrogen (N 2 ) as the carrier gas CG. Further, the dilution source gas D2 is accommodated in the dilution container X2. The diluted source gas D2 contains ammonia (NH 3 ) as the source gas G2 and nitrogen (N 2 ) as the carrier gas CG. Further, nitrogen (N 2 ) as the carrier gas CG is supplied to the second flow rate control unit 72. The third flow rate control unit 73 is supplied with chlorine (Cl 2 ) as the etching gas EG.

初期状態では、第1流量制御部Q1は原料導入管A1を閉鎖し、第1流量制御部Q2は原料導入管A2を閉鎖し、第2流量制御部72はキャリア導入管19を閉鎖し、第3流量制御部73はエッチング導入管21を閉鎖し、残留物排出装置80は残留物排出管25を閉鎖し、副産物排気部15は副産物排気管27を閉鎖している。   In the initial state, the first flow rate control unit Q1 closes the raw material introduction pipe A1, the first flow rate control unit Q2 closes the raw material introduction pipe A2, and the second flow rate control unit 72 closes the carrier introduction pipe 19, The third flow control unit 73 closes the etching introduction pipe 21, the residue discharge device 80 closes the residue discharge pipe 25, and the by-product exhaust unit 15 closes the by-product exhaust pipe 27.

第1流量制御部Q1と第1流量制御部Q2と第2流量制御部72と第3流量制御部73とは、それぞれ、原料導入管A1と原料導入管A2とキャリア導入管19とエッチング導入管21とを開放する。その結果、希釈容器X1から希釈原料ガスD1がチャンバー3に導入され、希釈容器X2から希釈原料ガスD2がチャンバー3に導入され、キャリアガスCGとエッチングガスEGとがチャンバー3に導入される。   The first flow control unit Q1, the first flow control unit Q2, the second flow control unit 72, and the third flow control unit 73 are respectively a raw material introduction pipe A1, a raw material introduction pipe A2, a carrier introduction pipe 19 and an etching introduction pipe 21 and open. As a result, the diluted source gas D1 is introduced into the chamber 3 from the dilution container X1, the diluted source gas D2 is introduced into the chamber 3 from the dilution container X2, and the carrier gas CG and the etching gas EG are introduced into the chamber 3.

チャンバー3の内部では、反応式(r1)に従って、三塩化ガリウム(G1)とアンモニア(G2)とが化学反応する。その結果、基板S上に目的物質としての窒化ガリウム(GaN)が成長する。   In the chamber 3, gallium trichloride (G1) and ammonia (G2) react chemically according to the reaction formula (r1). As a result, gallium nitride (GaN) as a target substance is grown on the substrate S.

GaCl3+NH3→GaN+3HCl …(r1) GaCl 3 + NH 3 → GaN + 3 HCl (r 1)

チャンバー3には、三塩化ガリウム(G1)及びアンモニア(G2)の流出経路がないため、チャンバー3からの三塩化ガリウム(G1)及びアンモニア(G2)の流出が抑制される。従って、三塩化ガリウム(G1)及びアンモニア(G2)の利用効率を向上できる。   Since there is no outflow path of gallium trichloride (G1) and ammonia (G2) in the chamber 3, the outflow of gallium trichloride (G1) and ammonia (G2) from the chamber 3 is suppressed. Therefore, the utilization efficiency of gallium trichloride (G1) and ammonia (G2) can be improved.

一方、副産物排気部15は、副産物FGとしての塩化水素(HCl)を排気する。従って、窒化ガリウムの成長速度を向上できる。また、残留物排出装置80は、基板S上での窒化ガリウムの形成が完了した後に、チャンバー3の内部の残留物ZGを排出して、チャンバー3の内部を洗浄する。   On the other hand, the by-product exhaust unit 15 exhausts hydrogen chloride (HCl) as the by-product FG. Therefore, the growth rate of gallium nitride can be improved. In addition, after the formation of gallium nitride on the substrate S is completed, the residue discharge device 80 discharges the residue ZG inside the chamber 3 and cleans the inside of the chamber 3.

(第1変形例)
次に、図5を参照して、本発明の実施形態1の第1変形例に係る圧力調整ユニット64nAについて説明する。図5は、圧力調整ユニット64nAを示す図である。図5に示すように、第1変形例に係る圧力調整ユニット64nAは、容積変更可能な希釈容器Xnを有している点で、図3に示す圧力調整ユニット64nと異なる。その他の点では、圧力調整ユニット64nAの構成は、圧力調整ユニット64nの構成と同様である。以下、第1変形例が実施形態1と異なる点を主に説明する。
(First modification)
Next, with reference to FIG. 5, a pressure adjustment unit 64nA according to a first modification of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram showing the pressure adjustment unit 64nA. As shown in FIG. 5, the pressure adjustment unit 64nA according to the first modification differs from the pressure adjustment unit 64n shown in FIG. 3 in that the pressure adjustment unit 64nA has a dilution container Xn whose volume can be changed. Otherwise, the configuration of the pressure adjustment unit 64nA is similar to the configuration of the pressure adjustment unit 64n. The differences between the first modification and the first embodiment will be mainly described below.

圧力調整ユニット64nAの各々は、容積変更部90と、圧力調整部91とを含む。希釈容器Xnは気体収容空間92を有する。気体収容空間92は、気体を収容可能な空間である。   Each of the pressure adjustment units 64 nA includes a volume change unit 90 and a pressure adjustment unit 91. The dilution container Xn has a gas storage space 92. The gas containing space 92 is a space capable of containing a gas.

容積変更部90は、希釈容器Xnの内部に配置される。そして、容積変更部90は、容積変更部90の容積を変更して、気体収容空間92の容積を変更する。その結果、気体収容空間92の容積に応じて、希釈容器Xnの内部の圧力が変更される。   The volume changer 90 is disposed inside the dilution container Xn. Then, the volume changing unit 90 changes the volume of the volume changing unit 90 to change the volume of the gas storage space 92. As a result, the pressure inside the dilution container Xn is changed according to the volume of the gas storage space 92.

具体的には、圧力調整部91は、容積変更部90の内部の圧力を調整して、容積変更部90の容積を変更する。例えば、圧力調整部91は、容積変更部90の内部に駆動用ガスBGを送り込み、容積変更部90の容積が大きくなるように容積変更部90を駆動する。この場合、希釈容器Xnの内部の圧力は上昇する。例えば、圧力調整部91は、容積変更部90の内部からガスEXを排出し、容積変更部90の容積が小さくなるように容積変更部90を駆動する。この場合、希釈容器Xnの内部の圧力は下降する。なお、容積変更部90は希釈容器Xnの内部で分離されているため、駆動用ガスBGと希釈原料ガスDnとは接触しない。   Specifically, the pressure adjustment unit 91 adjusts the pressure inside the volume change unit 90 to change the volume of the volume change unit 90. For example, the pressure adjustment unit 91 sends the driving gas BG into the volume change unit 90, and drives the volume change unit 90 so that the volume of the volume change unit 90 is increased. In this case, the pressure inside the dilution container Xn rises. For example, the pressure adjustment unit 91 discharges the gas EX from the inside of the volume change unit 90, and drives the volume change unit 90 so that the volume of the volume change unit 90 decreases. In this case, the pressure inside the dilution container Xn drops. In addition, since the volume change unit 90 is separated inside the dilution container Xn, the driving gas BG and the dilution source gas Dn are not in contact with each other.

容積変更部90は、例えば、ベローズである。容積変更部90は、例えば、有底筒状部材と、有底筒状部材に挿入されるピストンとを含む。圧力調整部91は、例えば、電空変換器である。   The volume changer 90 is, for example, a bellows. The volume changer 90 includes, for example, a bottomed cylindrical member and a piston inserted into the bottomed cylindrical member. The pressure adjustment unit 91 is, for example, an electropneumatic converter.

以上、図5を参照して説明したように、実施形態1の第1変形例によれば、容積変更部90によって、希釈容器Xnの内部の圧力を所望の値に調整できる。つまり、希釈容器XnにキャリアガスCG及び原料ガスGnを導入した後でも、希釈原料ガスDnの全圧pを所望の値に調整できる。また、希釈容器XnにキャリアガスCGを導入する前において、希釈容器Xnに原料ガスGnを導入した後でも、希釈容器Xnでの原料ガスGnの圧力、つまり、分圧pgを所望の値に調整できる。   As described above with reference to FIG. 5, according to the first modification of the first embodiment, the volume changing unit 90 can adjust the pressure inside the dilution container Xn to a desired value. That is, even after the carrier gas CG and the source gas Gn are introduced into the dilution container Xn, the total pressure p of the diluted source gas Dn can be adjusted to a desired value. In addition, even before the source gas Gn is introduced into the dilution container Xn before the carrier gas CG is introduced into the dilution container Xn, the pressure of the source gas Gn in the dilution container Xn, that is, the partial pressure pg is adjusted to a desired value it can.

また、圧力調整部91は、第1圧力計PM1から気体収容空間92の圧力を示す情報を受信してもよい。従って、圧力調整部91は、気体収容空間92の圧力に基づいて、容積変更部90の容積を変更することもできる。その結果、フィードバック制御が実行され、気体収容空間92の圧力を精度良く調整できる。つまり、希釈原料ガスDnの全圧pを精度良く調整できる。また、原料ガスGnの分圧pgを精度良く調整できる。   The pressure adjustment unit 91 may also receive information indicating the pressure of the gas accommodation space 92 from the first pressure gauge PM1. Therefore, the pressure adjustment unit 91 can also change the volume of the volume change unit 90 based on the pressure of the gas storage space 92. As a result, feedback control is performed, and the pressure of the gas storage space 92 can be adjusted with high accuracy. That is, the total pressure p of the diluted source gas Dn can be adjusted with high accuracy. In addition, the partial pressure pg of the source gas Gn can be adjusted with high accuracy.

なお、第1変形例では、気体供給装置60は、図3に示す圧力調整ユニット64nに代えて、図5に示す圧力調整ユニット64nAを備える。つまり、第1変形例では、気体供給装置60は、複数の圧力調整ユニット64nに代えて、複数の圧力調整ユニット64nAを備える。なお、複数の圧力調整ユニット64nAを区別するときは、圧力調整ユニット641A、…、64NA(Nは2以上の整数)と表現できる。   In the first modification, the gas supply device 60 includes a pressure adjustment unit 64nA shown in FIG. 5 instead of the pressure adjustment unit 64n shown in FIG. That is, in the first modification, the gas supply device 60 includes a plurality of pressure adjustment units 64nA instead of the plurality of pressure adjustment units 64n. When the plurality of pressure adjustment units 64nA are distinguished, they can be expressed as pressure adjustment units 641A, ..., 64NA (N is an integer of 2 or more).

(第2変形例)
次に、図6を参照して、本発明の実施形態1の第2変形例に係る圧力調整ユニット64nBについて説明する。図6は、圧力調整ユニット64nBを示す図である。図6に示すように、第2変形例に係る圧力調整ユニット64nBは、1個の原料容器Znに対して複数の希釈容器Xmnを有している点で、図3に示す圧力調整ユニット64nと異なる。その他の点では、圧力調整ユニット64nBの構成は、圧力調整ユニット64nの構成と同様である。以下、第2変形例が実施形態1と異なる点を主に説明する。
(2nd modification)
Next, with reference to FIG. 6, a pressure adjustment unit 64nB according to a second modified example of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing the pressure adjustment unit 64nB. As shown in FIG. 6, the pressure adjustment unit 64nB according to the second modification has a plurality of dilution containers Xmn for one raw material container Zn, and thus the pressure adjustment unit 64n shown in FIG. It is different. Otherwise, the configuration of the pressure adjustment unit 64nB is similar to the configuration of the pressure adjustment unit 64n. The differences between the second modification and the first embodiment will be mainly described below.

圧力調整ユニット64nBの各々は、図3に示す希釈容器Xnに代えて、1個の原料容器Znに対応して複数の希釈容器Xmnを備え、希釈容器Xmnごとに、温度計TMと第1圧力計PM1(圧力計)とを備える。また、圧力調整ユニット64nBの各々は、図3に示す第1バルブユニット75に代えて、第1バルブユニット75aを備える。第1バルブユニット75aは、図3に示すバルブb4に代えて、複数の希釈容器Xmnにそれぞれ対応して複数のバルブb4を備える。また、第1バルブユニット75aは、図3に示す管t1に代えて、複数の希釈容器Xmnにそれぞれ対応して複数の管t1を備える。なお、複数の希釈容器Xmnを区別して説明するときは、希釈容器X1n、…、XMn(Mは2以上の整数)と記載する。   Each of the pressure adjustment units 64nB includes a plurality of dilution containers Xmn corresponding to one raw material container Zn in place of the dilution container Xn shown in FIG. 3, and the thermometer TM and the first pressure for each dilution container Xmn A total of PM1 (pressure gauge) is provided. Further, each of the pressure adjustment units 64nB includes a first valve unit 75a instead of the first valve unit 75 shown in FIG. The first valve unit 75a includes a plurality of valves b4 corresponding to the plurality of dilution containers Xmn instead of the valve b4 shown in FIG. In addition, the first valve unit 75a includes a plurality of pipes t1 corresponding to the plurality of dilution containers Xmn instead of the pipe t1 shown in FIG. In addition, when distinguishing and demonstrating the several dilution container Xmn, it describes as dilution container X1n, ..., XMn (M is an integer greater than or equal to 2).

希釈容器Xmnの各々は、対応する管t1によって、対応するバルブb4に接続される。管t2は、バルブb3と複数のバルブb4とバルブb5とバルブb6とバルブb7とを相互に接続する。希釈容器Xmnの各々は、原料容器Znから導入された原料ガスGnと、キャリアガスCGとを混合して、希釈原料ガスDnとして収容する。   Each dilution vessel Xmn is connected to a corresponding valve b4 by a corresponding tube t1. The pipe t2 mutually connects the valve b3, the plurality of valves b4, the valve b5, the valve b6 and the valve b7. Each of the dilution containers Xmn mixes the source gas Gn introduced from the source container Zn with the carrier gas CG, and stores it as a diluted source gas Dn.

バルブ部Yn(導入部)の制御手順は、図3を参照して説明したバルブ部Ynの制御手順と同様である。   The control procedure of the valve portion Yn (introduction portion) is the same as the control procedure of the valve portion Yn described with reference to FIG.

ただし、バルブ部Ynは、複数の希釈容器Xmnのそれぞれに割り当てられた異なる複数の時間帯において、希釈容器Xmnごとに、原料ガスGnとキャリアガスCGとを異なるタイミングで希釈容器Xmnに導入する。例えば、希釈容器X1nに原料ガスGnとキャリアガスCGとを導入する際には、希釈容器X1nに対応するバルブb4だけが開かれ、希釈容器X2n〜希釈容器XMnの各々に対応するバルブb4は閉じられる。   However, the valve unit Yn introduces the source gas Gn and the carrier gas CG into the dilution container Xmn at different timings for each of the dilution containers Xmn in different time zones assigned to the plurality of dilution containers Xmn. For example, when the source gas Gn and the carrier gas CG are introduced into the dilution container X1n, only the valve b4 corresponding to the dilution container X1n is opened, and the valve b4 corresponding to each of the dilution container X2n to the dilution container XMn is closed. Be

また、バルブ部Ynは、希釈容器Xmnごとに、原料ガスGnとキャリアガスCGとが混合された後に、希釈原料ガスDnを希釈容器Xmnから放出する。例えば、希釈原料ガスDnを希釈容器X1nから放出する際には、希釈容器X1nに対応するバルブb4だけが開かれ、希釈容器X2n〜希釈容器XMnの各々に対応するバルブb4は閉じられる。   In addition, the valve portion Yn discharges the diluted source gas Dn from the dilution container Xmn after the source gas Gn and the carrier gas CG are mixed for each dilution container Xmn. For example, when releasing the diluted source gas Dn from the dilution container X1n, only the valve b4 corresponding to the dilution container X1n is opened, and the valve b4 corresponding to each of the dilution container X2n to the dilution container XMn is closed.

以上、図6を参照して説明したように、実施形態1の第2変形例によれば、圧力調整ユニット64nBごとに複数の希釈容器Xmnが設けられる。そして、複数の希釈容器Xmnには、同じ原料ガスGnが導入される。従って、例えば、複数の希釈容器Xmnに収容された原料ガスGnの濃度が同じ場合は、ある希釈容器Xmnを、使用中の希釈容器Xmnの予備として利用できる。また、例えば、複数の希釈容器Xmnに収容された原料ガスGnの濃度が異なる場合は、1つの圧力調整ユニット64nBから、濃度の異なる希釈原料ガスDnを放出できる。   As described above with reference to FIG. 6, according to the second modification of the first embodiment, a plurality of dilution containers Xmn are provided for each pressure adjustment unit 64nB. Then, the same source gas Gn is introduced into the plurality of dilution containers Xmn. Therefore, for example, when the concentration of the source gas Gn stored in a plurality of dilution containers Xmn is the same, a certain dilution container Xmn can be used as a reserve for the dilution container Xmn in use. In addition, for example, when the concentrations of the source gases Gn stored in the plurality of dilution containers Xmn are different, it is possible to discharge diluted source gases Dn having different concentrations from one pressure adjustment unit 64nB.

なお、第2変形例では、気体供給装置60は、図3に示す圧力調整ユニット64nに代えて、図6に示す圧力調整ユニット64nBを備える。つまり、第2変形例では、気体供給装置60は、複数の圧力調整ユニット64nに代えて、複数の圧力調整ユニット64nBを備える。なお、複数の圧力調整ユニット64nBを区別するときは、圧力調整ユニット641B、…、64NB(Nは2以上の整数)と表現できる。また、圧力調整ユニット64nBごとに希釈容器Xmnを区別するときは、圧力調整ユニット641B、…、64NBにそれぞれ対応して希釈容器Xm1、…、XmN(Nは2以上の整数)と表現できる。   In the second modification, the gas supply device 60 includes a pressure adjustment unit 64nB shown in FIG. 6 instead of the pressure adjustment unit 64n shown in FIG. That is, in the second modification, the gas supply device 60 includes a plurality of pressure adjustment units 64nB instead of the plurality of pressure adjustment units 64n. When the plurality of pressure adjustment units 64nB are distinguished, they can be expressed as pressure adjustment units 641B, ..., 64NB (N is an integer of 2 or more). When the dilution containers Xmn are distinguished for each pressure adjustment unit 64nB, they can be expressed as dilution containers Xm1,..., XmN (N is an integer of 2 or more) corresponding to the pressure adjustment units 641B,.

(実施形態2)
図7〜図11を参照して、本発明の実施形態2に係る気相成長システム100について説明する。実施形態2では、複数の原料ガスGnを混合した混合ガスMGを気相成長装置1が導入する点で、複数の原料ガスGnを気相成長装置1が個別に導入する実施形態1と異なる。以下、実施形態2が実施形態1と異なる点を主に説明する。
Second Embodiment
A vapor deposition system 100 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 11. The second embodiment is different from the first embodiment in which the vapor deposition apparatus 1 individually introduces a plurality of source gases Gn in that the vapor deposition apparatus 1 introduces a mixed gas MG obtained by mixing a plurality of source gases Gn. The differences between the second embodiment and the first embodiment will be mainly described below.

図7は、本発明の実施形態2に係る気相成長システム100を示す図である。図7に示すように、気相成長システム100は、図1に示す気体供給装置60に代えて、気体供給装置60Aを備える。また、気相成長システム100は単数の原料導入管A1を備える。原料導入管A1は混合ガスMGを供給する。混合ガスMGは、異なる複数の原料ガスGnを混合した気体である。チャンバー3に導入する前の混合ガスMG中では、複数の原料ガスGnは化学反応を起こしていない。   FIG. 7 is a view showing a vapor deposition system 100 according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the vapor phase growth system 100 includes a gas supply device 60A in place of the gas supply device 60 shown in FIG. 1. Moreover, the vapor phase growth system 100 is provided with a single raw material introduction pipe A1. The raw material introduction pipe A1 supplies the mixed gas MG. The mixed gas MG is a gas in which a plurality of different source gases Gn are mixed. In the mixed gas MG before being introduced into the chamber 3, the plurality of source gases Gn do not cause a chemical reaction.

気相成長装置1は、単数の原料導入管A1に対応して、単数の原料導入ポートGP1を備える。従って、原料導入ポートGP1は、原料導入管A1を通して、混合ガスMGをチャンバー3に導入する。   The vapor phase growth apparatus 1 is provided with a single raw material introduction port GP1 corresponding to a single raw material introduction pipe A1. Therefore, the raw material introduction port GP1 introduces the mixed gas MG into the chamber 3 through the raw material introduction pipe A1.

そして、気相成長装置1は、反応期間RPの一部又は全部において、チャンバー3の内部から外部への原料ガスGnの流出を遮断する。従って、反応期間RPの一部又は全部では、チャンバー3が密閉される。つまり、気相成長装置1は、チャンバー3の内部に混合ガスMG(つまり、異なる複数の原料ガスGn)を滞留させて化学反応を起こし、基板S上に目的物質を形成する。   Then, the vapor phase growth apparatus 1 blocks the outflow of the source gas Gn from the inside to the outside of the chamber 3 in a part or all of the reaction period RP. Therefore, the chamber 3 is sealed in part or all of the reaction period RP. That is, the vapor deposition apparatus 1 causes the mixed gas MG (that is, a plurality of different source gases Gn) to stay in the chamber 3 to cause a chemical reaction, and forms the target substance on the substrate S.

その結果、実施形態2によれば、混合ガスを流通させて目的物質を形成する場合と比較して、混合ガスMGに含まれる原料ガスGnの利用効率を向上できる。その他、実施形態2によれば、実施形態1と同様の構成に起因して、実施形態1と同様の効果を有する。   As a result, according to the second embodiment, the utilization efficiency of the source gas Gn contained in the mixed gas MG can be improved as compared to the case where the target gas is formed by circulating the mixed gas. In addition, according to the second embodiment, due to the same configuration as the first embodiment, the same effect as the first embodiment is obtained.

また、実施形態2によれば、単数の原料導入ポートGP1が、単数の原料導入管A1を通して、混合ガスMGをチャンバー3に導入する。つまり、複数の異なる原料ガスGnが、単数の原料導入ポートGP1から、チャンバー3に導入される。従って、複数の原料導入ポートGPnのそれぞれから複数の原料ガスGnを導入する場合と比較して、チャンバー3の構成を簡素化できる。その結果、気相成長装置1のコストを低減できる。また、単数の原料導入管A1を設けているため、複数の原料導入管Anを設ける場合と比較して、気相成長システム100の構成を簡素化できる。その結果、気相成長システム100のコストを低減できる。   Further, according to the second embodiment, the single raw material introduction port GP1 introduces the mixed gas MG into the chamber 3 through the single raw material introduction pipe A1. That is, a plurality of different source gases Gn are introduced into the chamber 3 from a single source introduction port GP1. Therefore, the configuration of the chamber 3 can be simplified as compared with the case where the plurality of source gases Gn are introduced from each of the plurality of source introduction ports GPn. As a result, the cost of the vapor phase growth apparatus 1 can be reduced. Further, since the single raw material introduction pipe A1 is provided, the configuration of the vapor phase growth system 100 can be simplified as compared with the case where a plurality of raw material introduction pipes An are provided. As a result, the cost of the vapor deposition system 100 can be reduced.

引き続き図7を参照して、気体供給装置60Aについて説明する。気体供給装置60Aは、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1を通して、混合ガスMGをチャンバー3に供給する。   With continued reference to FIG. 7, the gas supply device 60A will be described. The gas supply device 60A supplies the mixed gas MG to the chamber 3 through the raw material inlet pipe A1 and the raw material inlet port GP1.

具体的には、気体供給装置60Aは、第5所定量M5の混合ガスMGをチャンバー3に供給した後に、混合ガスMGの流路を遮断して、チャンバー3への混合ガスMGの供給を停止する。換言すれば、第5所定量M5の混合ガスMGがチャンバー3に導入された後に、混合ガスMGの流路が遮断されて、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1からの混合ガスMGの導入が停止される。   Specifically, after supplying the mixed gas MG of the fifth predetermined amount M5 to the chamber 3, the gas supply device 60A shuts off the flow path of the mixed gas MG and stops the supply of the mixed gas MG to the chamber 3 Do. In other words, after the mixed gas MG of the fifth predetermined amount M5 is introduced into the chamber 3, the flow path of the mixed gas MG is blocked, and the introduction of the mixed gas MG from the raw material inlet pipe A1 and the raw material inlet port GP1 is It is stopped.

従って、実施形態2によれば、原料ガスGnがチャンバー3の外部に流出することを更に抑制できる。その結果、原料ガスGnの利用効率を更に向上できる。   Therefore, according to the second embodiment, the source gas Gn can be further suppressed from flowing out of the chamber 3. As a result, the utilization efficiency of the source gas Gn can be further improved.

第5所定量M5は、例えば、物質量(モル)、質量、又は体積を示す。第5所定量M5は、複数の原料ガスGnのそれぞれに対して定められた複数の第1所定量M1の合計である。第1所定量M1は、実施形態1の第1所定量M1と同様である。   The fifth predetermined amount M5 indicates, for example, the amount of substance (mol), mass, or volume. The fifth predetermined amount M5 is the sum of a plurality of first predetermined amounts M1 determined for each of the plurality of source gases Gn. The first predetermined amount M1 is the same as the first predetermined amount M1 of the first embodiment.

従って、実施形態2によれば、混合ガスMGの過不足が抑制され、適正な量の混合ガスMGをチャンバー3に導入できる。その結果、混合ガスMGの無駄を抑制できる。   Therefore, according to the second embodiment, the excess and deficiency of the mixed gas MG can be suppressed, and an appropriate amount of the mixed gas MG can be introduced into the chamber 3. As a result, waste of the mixed gas MG can be suppressed.

また、気体供給装置60Aは、チャンバー3の内部での化学反応に起因する混合ガスMGの減少量に応じて、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1を通して、混合ガスMGをチャンバー3に補充する。   Further, the gas supply device 60A supplements the mixed gas MG to the chamber 3 through the raw material introduction pipe A1 and the raw material introduction port GP1 according to the decrease amount of the mixed gas MG resulting from the chemical reaction inside the chamber 3.

従って、実施形態2によれば、チャンバー3内で原料ガスGnが不足する事態を回避できるため、目的物質の成長不良を抑制できる。   Therefore, according to the second embodiment, a situation in which the source gas Gn runs short in the chamber 3 can be avoided, so that growth defects of the target material can be suppressed.

また、気体供給装置60Aは、混合ガスMGを補充する際に、原料ガスGnの各々のモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように混合ガスMGを補充する。   In addition, when replenishing the mixed gas MG, the gas supply device 60A replenishes the mixed gas MG such that the mole fraction of each of the source gases Gn is maintained constant inside the chamber 3.

従って、実施形態2によれば、原料ガスGnの過不足が抑制され、適正な量の原料ガスGnをチャンバー3に導入できる。その結果、原料ガスGnの無駄を抑制できる。   Therefore, according to the second embodiment, excess and deficiency of the source gas Gn can be suppressed, and an appropriate amount of the source gas Gn can be introduced into the chamber 3. As a result, waste of the source gas Gn can be suppressed.

具体的には、気体供給装置60Aは、チャンバー3の内部の混合ガスMGの減少量に応じて、第6所定量M6の混合ガスMGをチャンバー3に供給する。   Specifically, the gas supply device 60A supplies the mixed gas MG of the sixth predetermined amount M6 to the chamber 3 according to the amount of reduction of the mixed gas MG inside the chamber 3.

第6所定量M6は、例えば、物質量(モル)、質量、又は体積を示す。第6所定量M6は、複数の原料ガスGnのそれぞれに対して定められた複数の第2所定量M2の合計である。第2所定量M2は、実施形態1の第2所定量M2と同様である。第6所定量M6は、例えば、混合ガスMGの減少量と等しいことが好ましい。   The sixth predetermined amount M6 indicates, for example, a substance amount (mol), a mass, or a volume. The sixth predetermined amount M6 is the sum of a plurality of second predetermined amounts M2 determined for each of the plurality of source gases Gn. The second predetermined amount M2 is the same as the second predetermined amount M2 of the first embodiment. The sixth predetermined amount M6 is preferably equal to, for example, the reduction amount of the mixed gas MG.

そして、気体供給装置60Aは、第6所定量M6の混合ガスMGが補充された後に、混合ガスMGの流路を遮断して、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1を通したチャンバー3への混合ガスMGの補充を停止する。   Then, after the mixed gas MG of the sixth predetermined amount M6 is replenished, the gas supply device 60A cuts off the flow path of the mixed gas MG, and enters the chamber 3 through the raw material introduction pipe A1 and the raw material introduction port GP1. The replenishment of the mixed gas MG is stopped.

従って、実施形態2によれば、原料ガスGnがチャンバー3の外部に流出することを更に抑制できる。その結果、原料ガスGnの利用効率を更に向上できる。   Therefore, according to the second embodiment, the source gas Gn can be further suppressed from flowing out of the chamber 3. As a result, the utilization efficiency of the source gas Gn can be further improved.

なお、気体供給装置60Aは、第5所定量M5の混合ガスMGが供給された後において、チャンバー3の内部での化学反応に起因する混合ガスMGの減少量に応じて、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1を通して、混合ガスMGを常時補充してもよい。この場合、混合ガスMGが減少した分だけ混合ガスMGを常時補充することで、混合ガスMGがチャンバー3の内部で常時一定量に保持される。従って、目的物質の成長を精度良く制御できる。また、混合ガスMGを補充する一方、混合ガスMGがチャンバー3の外部に流出することもないため、混合ガスMGの利用効率を向上できる。   Note that, after the mixed gas MG of the fifth predetermined amount M5 is supplied, the gas supply device 60A responds to the amount of reduction of the mixed gas MG due to the chemical reaction inside the chamber 3, according to the raw material introduction pipe A1 and The mixed gas MG may be constantly replenished through the raw material introduction port GP1. In this case, the mixed gas MG is constantly maintained at a constant amount inside the chamber 3 by constantly replenishing the mixed gas MG by an amount corresponding to the decrease of the mixed gas MG. Therefore, the growth of the target substance can be controlled with high precision. Moreover, while the mixed gas MG is replenished, the mixed gas MG does not flow out of the chamber 3, so that the utilization efficiency of the mixed gas MG can be improved.

例えば、気体供給装置60Aは、チャンバー3の内部の混合ガスMGの量が閾値Th3より少なくなった場合に、チャンバー3の内部の混合ガスMGの減少量に応じて、混合ガスMGを原料導入ポートGP1から常時補充してもよい。閾値Th3は、例えば、第5所定量M5と同一値に設定されることが好ましい。この場合、チャンバー3の内部において、混合ガスMGを第5所定量M5に保持できる。その結果、目的物質の成長を精度良く制御できる。   For example, when the amount of the mixed gas MG in the chamber 3 becomes smaller than the threshold value Th3, the gas supply device 60A uses the mixed gas MG as a raw material introduction port according to the amount of reduction of the mixed gas MG in the chamber 3. You may always replenish from GP1. The threshold value Th3 is preferably set to, for example, the same value as the fifth predetermined amount M5. In this case, the mixed gas MG can be held at the fifth predetermined amount M5 in the chamber 3. As a result, the growth of the target substance can be accurately controlled.

また、例えば、気体供給装置60Aは、混合ガスMGを常時補充する際に、原料ガスGnの各々のモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように混合ガスMGを常時補充してもよい。この場合、チャンバー3内での原料ガスGnの過不足が抑制され、適正な量の原料ガスGnをチャンバー3に導入できる。その結果、原料ガスGnの無駄を抑制できる。   Also, for example, when constantly replenishing the mixed gas MG, the gas supply device 60A constantly replenishes the mixed gas MG so that the mole fraction of each of the source gases Gn is maintained constant inside the chamber 3. It is also good. In this case, excess or deficiency of the source gas Gn in the chamber 3 is suppressed, and an appropriate amount of the source gas Gn can be introduced into the chamber 3. As a result, waste of the source gas Gn can be suppressed.

なお、気体供給装置60Aは、混合ガスMGを常時補充する際に、キャリアガスCGを常時補充してもよい。また、気体供給装置60Aは、混合ガスMGを常時補充する際に、エッチングガスEGを常時補充してもよい。   The gas supply device 60A may always replenish the carrier gas CG when constantly replenishing the mixed gas MG. The gas supply device 60A may always replenish the etching gas EG when constantly replenishing the mixed gas MG.

また、副産物排気部15が、副産物FGの濃度が閾値Th2より大きくなった場合に、原料ガスGn、キャリアガスCG、及びエッチングガスとともに副産物FGを排気するときに、気体供給装置60Aは、原料ガスGnの減少量に応じて、混合ガスMGをチャンバー3に補充する。気体供給装置60Aは、混合ガスMGを補充する際に、原料ガスGnのモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように混合ガスMGを補充する。   When the by-product exhaust unit 15 exhausts the by-product FG together with the source gas Gn, the carrier gas CG, and the etching gas when the concentration of the by-product FG becomes larger than the threshold Th2, the gas supply device 60A generates the source gas The mixed gas MG is replenished to the chamber 3 according to the decrease amount of Gn. When replenishing the mixed gas MG, the gas supply device 60A replenishes the mixed gas MG such that the molar fraction of the source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3.

ここで、気体供給装置60Aは、混合ガスMGに代えて、希釈混合ガスUMを気相成長装置1に供給することが好ましい。希釈混合ガスUMは、混合ガスMGとキャリアガスCGとを混合し、キャリアガスCGによって混合ガスMGを希釈した気体である。   Here, it is preferable that the gas supply device 60A supply the diluted mixed gas UM to the vapor phase growth apparatus 1 instead of the mixed gas MG. The diluted mixed gas UM is a gas obtained by mixing the mixed gas MG and the carrier gas CG and diluting the mixed gas MG with the carrier gas CG.

次に、図7を参照して、混合ガスMGに代えて希釈混合ガスUMを気相成長装置1に供給する形態について、混合ガスMGを気相成長装置1供給する形態と異なる点を主に説明する。   Next, referring to FIG. 7, the mode in which diluted mixed gas UM is supplied to vapor phase growth apparatus 1 instead of mixed gas MG mainly differs from the mode in which mixed gas MG is supplied in vapor phase growth apparatus 1. explain.

原料導入管A1は、希釈混合ガスUMを供給する。従って、原料導入ポートGP1は、原料導入管A1を通して、希釈混合ガスUMをチャンバー3に導入する。つまり、気体供給装置60Aは、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1を通して、希釈混合ガスUMをチャンバー3に供給する。   The raw material inlet pipe A1 supplies a diluted mixed gas UM. Therefore, the raw material introduction port GP1 introduces the diluted mixed gas UM into the chamber 3 through the raw material introduction pipe A1. That is, the gas supply device 60A supplies the diluted mixed gas UM to the chamber 3 through the raw material inlet pipe A1 and the raw material inlet port GP1.

具体的には、気体供給装置60Aは、第5所定量M5の混合ガスMGを含む希釈混合ガスUMをチャンバー3に供給した後に、希釈混合ガスUMの流路を遮断して、チャンバー3への希釈混合ガスUMの供給を停止する。換言すれば、第5所定量M5の混合ガスMGを含む希釈混合ガスUMがチャンバー3に導入された後に、希釈混合ガスUMの流路が遮断されて、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1からの希釈混合ガスUMの導入が停止される。   Specifically, the gas supply device 60A supplies the diluted mixed gas UM containing the mixed gas MG of the fifth predetermined amount M5 to the chamber 3, and then shuts off the flow path of the diluted mixed gas UM to the chamber 3. Stop the supply of diluted mixed gas UM. In other words, after the diluted mixed gas UM containing the mixed gas MG of the fifth predetermined amount M5 is introduced into the chamber 3, the flow path of the diluted mixed gas UM is blocked, and from the raw material inlet pipe A1 and the raw material inlet port GP1. The introduction of the diluted mixed gas UM is stopped.

また、気体供給装置60Aは、チャンバー3の内部での化学反応に起因する混合ガスMGの減少量に応じて、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1を通して、希釈混合ガスUMをチャンバー3に補充する。また、気体供給装置60Aは、希釈混合ガスUMを補充する際に、原料ガスGnのモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように希釈混合ガスUMを補充する。   Further, the gas supply device 60A supplements the diluted mixed gas UM to the chamber 3 through the raw material introduction pipe A1 and the raw material introduction port GP1 according to the amount of reduction of the mixed gas MG resulting from the chemical reaction inside the chamber 3. . In addition, when replenishing the diluted mixed gas UM, the gas supply device 60A replenishes the diluted mixed gas UM such that the molar fraction of the source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3.

具体的には、気体供給装置60Aは、チャンバー3の内部の混合ガスMGの減少量に応じて、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1を通して、第6所定量M6の混合ガスMGを含む希釈混合ガスUMをチャンバー3に供給する。   Specifically, the gas supply device 60A performs the dilution mixing including the mixed gas MG of the sixth predetermined amount M6 through the raw material inlet pipe A1 and the raw material inlet port GP1 according to the amount of reduction of the mixed gas MG inside the chamber 3. The gas UM is supplied to the chamber 3.

そして、気体供給装置60Aは、第6所定量M6の混合ガスMGを含む希釈混合ガスUMが補充された後に、希釈混合ガスUMの流路を遮断して、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1を通したチャンバー3への希釈混合ガスUMの補充を停止する。   Then, after the diluted mixed gas UM containing the mixed gas MG of the sixth predetermined amount M6 is replenished, the gas supply device 60A cuts off the flow path of the diluted mixed gas UM, and the raw material inlet pipe A1 and the raw material inlet port GP1. Stop the replenishment of the diluted mixed gas UM to the chamber 3.

なお、気体供給装置60Aは、第5所定量M5の混合ガスMGを含む希釈混合ガスUMが供給された後において、チャンバー3の内部での化学反応に起因する混合ガスMGの減少量に応じて、原料導入管A1及び原料導入ポートGP1を通して、希釈混合ガスUMを常時補充してもよい。   Note that, after the diluted mixed gas UM including the mixed gas MG of the fifth predetermined amount M5 is supplied to the gas supply device 60A, the reduced amount of mixed gas MG resulting from the chemical reaction in the chamber 3 is supplied. The diluted mixed gas UM may be constantly replenished through the raw material introduction pipe A1 and the raw material introduction port GP1.

例えば、気体供給装置60Aは、チャンバー3の内部の混合ガスMGの量が閾値Th3より少なくなった場合に、チャンバー3の内部の混合ガスMGの減少量に応じて、混合ガスMGを含む希釈混合ガスUMを原料導入ポートGP1から常時補充してもよい。   For example, when the amount of the mixed gas MG in the chamber 3 becomes smaller than the threshold value Th3, the gas supply device 60A performs dilution and mixing including the mixed gas MG according to the amount of reduction of the mixed gas MG in the chamber 3. The gas UM may be constantly replenished from the raw material introduction port GP1.

また、例えば、気体供給装置60Aは、希釈混合ガスUMを常時補充する際に、原料ガスGnの各々のモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように希釈混合ガスUMを常時補充してもよい。   Also, for example, when constantly replenishing the diluted mixed gas UM, the gas supply device 60A constantly replenishes the diluted mixed gas UM such that the mole fraction of each of the source gases Gn is maintained constant inside the chamber 3. You may

なお、気体供給装置60Aは、希釈混合ガスUMを常時補充する際に、キャリアガスCGを常時補充してもよい。また、気体供給装置60Aは、希釈混合ガスUMを常時補充する際に、エッチングガスEGを常時補充してもよい。   The gas supply device 60A may always replenish the carrier gas CG when constantly replenishing the diluted mixed gas UM. In addition, the gas supply device 60A may always replenish the etching gas EG when constantly replenishing the diluted mixed gas UM.

また、副産物排気部15が、副産物FGの濃度が閾値Th2より大きくなった場合に、原料ガスGn、キャリアガスCG、及びエッチングガスとともに副産物FGを排気するときに、気体供給装置60Aは、原料ガスGnの減少量に応じて、希釈混合ガスUMをチャンバー3に補充する。気体供給装置60Aは、希釈混合ガスUMを補充する際に、原料ガスGnのモル分率がチャンバー3の内部で一定に保持されるように希釈混合ガスUMを補充する。   When the by-product exhaust unit 15 exhausts the by-product FG together with the source gas Gn, the carrier gas CG, and the etching gas when the concentration of the by-product FG becomes larger than the threshold Th2, the gas supply device 60A generates the source gas The diluted mixed gas UM is refilled into the chamber 3 according to the amount of decrease of Gn. When replenishing the diluted mixed gas UM, the gas supply device 60A replenishes the diluted mixed gas UM so that the molar fraction of the source gas Gn is maintained constant inside the chamber 3.

以下、特に明示しない限り、実施形態2では、気体供給装置60Aは、混合ガスMGに代えて、希釈混合ガスUMを気相成長装置1に供給する。   Hereinafter, in the second embodiment, the gas supply device 60A supplies the diluted mixed gas UM to the vapor phase growth apparatus 1, instead of the mixed gas MG, unless otherwise specified.

次に、図8を参照して、気体供給装置60Aについて説明する。図7は、気体供給装置60Aを示す図である。図7に示すように、気体供給装置60Aは、真空ポンプ61と、制御部62と、恒温槽63(温度制御部)と、圧力調整ユニット64Aと、第1流量制御部Q1(流量制御部)と、第2流量制御部72と、第3流量制御部73とを備える。圧力調整ユニット64Aは、希釈容器X1と、バルブ部Y1(導入部)と、複数の原料容器Zn(複数のガス容器)とを備える。そして、気体供給装置60Aは、気相成長装置1(図7)に気体を供給する。なお、本明細書において、バルブ部Y1は導入部の一例であり、原料容器Znはガス容器の一例である。   Next, the gas supply device 60A will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a view showing a gas supply device 60A. As shown in FIG. 7, the gas supply device 60A includes a vacuum pump 61, a control unit 62, a thermostatic bath 63 (temperature control unit), a pressure adjustment unit 64A, and a first flow control unit Q1 (flow control unit). , A second flow rate control unit 72, and a third flow rate control unit 73. The pressure adjustment unit 64A includes a dilution container X1, a valve unit Y1 (introduction part), and a plurality of raw material containers Zn (a plurality of gas containers). Then, the gas supply device 60A supplies the gas to the vapor deposition apparatus 1 (FIG. 7). In the present specification, the valve portion Y1 is an example of the introduction portion, and the raw material container Zn is an example of the gas container.

制御部62は、真空ポンプ61、恒温槽63、バルブ部Y1、第1流量制御部Q1、第2流量制御部72、及び第3流量制御部73を制御する。つまり、真空ポンプ61、恒温槽63、バルブ部Y1、第1流量制御部Q1、第2流量制御部72、及び第3流量制御部73は、制御部62の制御を受けて動作する。なお、制御部62はプロセッサー及び記憶装置を含む。従って、プロセッサーが記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって、真空ポンプ61、恒温槽63、バルブ部Y1、第1流量制御部Q1、第2流量制御部72、及び第3流量制御部73を制御する。   The control unit 62 controls the vacuum pump 61, the thermostat 63, the valve unit Y1, the first flow control unit Q1, the second flow control unit 72, and the third flow control unit 73. That is, the vacuum pump 61, the thermostat 63, the valve Y1, the first flow control unit Q1, the second flow control unit 72, and the third flow control unit 73 operate under the control of the control unit 62. The control unit 62 includes a processor and a storage device. Therefore, the processor executes the computer program stored in the storage device, whereby the vacuum pump 61, the thermostat 63, the valve Y1, the first flow control unit Q1, the second flow control unit 72, and the third flow control unit Control 73

恒温槽63は、圧力調整ユニット64Aの温度を制御し、圧力調整ユニット64Aの温度を一定温度に保持する。圧力調整ユニット64Aは、恒温槽63の内部に配置される。   The constant temperature bath 63 controls the temperature of the pressure adjustment unit 64A, and maintains the temperature of the pressure adjustment unit 64A at a constant temperature. The pressure adjustment unit 64 </ b> A is disposed inside the thermostatic bath 63.

圧力調整ユニット64Aは、複数の原料ガスGnを混合した混合ガスMGをキャリアガスCGによって希釈して、希釈混合ガスUMを生成する。そして、圧力調整ユニット64Aは、混合ガスMGを含む希釈混合ガスUMを放出する。また、圧力調整ユニット64Aは、希釈混合ガスUMを生成する際に、希釈容器X1の内部でのキャリアガスCGの分圧と原料ガスGnの各々の分圧とを調整する。   The pressure adjustment unit 64A dilutes the mixed gas MG obtained by mixing a plurality of source gases Gn with the carrier gas CG to generate a diluted mixed gas UM. Then, the pressure adjustment unit 64A discharges the diluted mixed gas UM containing the mixed gas MG. In addition, when generating the diluted mixed gas UM, the pressure adjusting unit 64A adjusts the partial pressure of the carrier gas CG and the partial pressure of each of the source gas Gn inside the dilution container X1.

具体的には、複数の原料容器Znは、それぞれ、互いに異なる複数の原料ガスGn(互いに異なる複数のガス)を収容する。原料ガスGnは、希釈されていない純粋な原料の気体であり、原料容器Znの内部で一定の圧力(蒸気圧)を有する。   Specifically, the plurality of source containers Zn respectively store a plurality of source gases Gn (a plurality of gases different from each other) different from each other. The source gas Gn is a non-diluted pure source gas, and has a constant pressure (vapor pressure) inside the source container Zn.

バルブ部Y1は、異なる複数の原料ガスGnを異なるタイミングで、複数の原料容器Znから希釈容器X1に導入するとともに、複数の原料ガスGnを希釈するキャリアガスCGを、複数の原料ガスGnと異なるタイミングで希釈容器X1に導入する。その結果、希釈容器X1において、複数の原料ガスGnとキャリアガスCGとを混合した希釈混合ガスUMが生成される。   The valve portion Y1 introduces a plurality of different source gases Gn at different timings from the plurality of source containers Zn to the dilution container X1, and also differs in the carrier gas CG for diluting the plurality of source gases Gn from the plurality of source gases Gn It is introduced into the dilution container X1 at the timing. As a result, in the dilution container X1, a diluted mixed gas UM in which the plurality of source gases Gn and the carrier gas CG are mixed is generated.

例えば、バルブ部Y1は、異なる複数の原料ガスGnを異なるタイミングで、複数の原料容器Znから希釈容器X1に導入する。その結果、希釈容器X1には、複数の原料ガスGnを混合した混合ガスMGが収容される。そして、バルブ部Y1は、キャリアガスCGを、複数の原料ガスGnと異なるタイミングで希釈容器X1に導入する。その結果、希釈容器X1において、混合ガスMGとキャリアガスCGとを混合した希釈混合ガスUMが生成される。   For example, the valve unit Y1 introduces a plurality of different source gases Gn from the plurality of source containers Zn into the dilution container X1 at different timings. As a result, mixed gas MG obtained by mixing a plurality of source gases Gn is accommodated in dilution container X1. Then, the valve unit Y1 introduces the carrier gas CG into the dilution container X1 at a timing different from that of the plurality of source gases Gn. As a result, in the dilution container X1, a diluted mixed gas UM in which the mixed gas MG and the carrier gas CG are mixed is generated.

また、バルブ部Y1は、希釈容器X1での各原料ガスGnの分圧とキャリアガスCGの分圧とを調整する。その結果、希釈容器X1では、希釈混合ガスUMの全圧pが所定全圧値に設定され、原料ガスGnの分圧pgnが第1分圧値に設定され、キャリアガスCGの分圧pcが第2分圧値に設定される。第1分圧値は、異なる複数の原料ガスGnが化学反応する際の化学反応式に基づいて、原料ガスGnごとに定められる。なお、複数の分圧pgnを区別して説明するときは、分圧pg1、…、pgN(Nは2以上の整数)と記載する。従って、p=pg1+、…、+pgN+pc、である。   In addition, the valve unit Y1 adjusts the partial pressure of each source gas Gn and the partial pressure of the carrier gas CG in the dilution container X1. As a result, in the dilution container X1, the total pressure p of the diluted mixed gas UM is set to a predetermined total pressure value, the partial pressure pgn of the source gas Gn is set to a first partial pressure value, and the partial pressure pc of the carrier gas CG is It is set to the second partial pressure value. The first partial pressure value is determined for each source gas Gn based on a chemical reaction formula when a plurality of different source gases Gn chemically react. In the case where the plurality of partial pressures pgn are described separately, they are described as partial pressure pg1,..., PgN (N is an integer of 2 or more). Therefore, p = pg1 +, ..., + pgN + pc.

希釈容器X1は、複数の原料容器Znからそれぞれ導入された複数の原料ガスGnとキャリアガスCGとを混合して、希釈混合ガスUM(希釈ガス)として収容する。そして、バルブ部Y1は、複数の原料ガスGnとキャリアガスCGとが混合された後に、希釈混合ガスUMを希釈容器X1から放出する。つまり、バルブ部Y1は、複数の原料ガスGnとキャリアガスCGとが混合されて、原料ガスGnの各々の分圧pgnとキャリアガスCGの分圧pcとが調整された後に、希釈混合ガスUMを、希釈容器X1から放出する。   The dilution container X1 mixes the plurality of source gases Gn respectively introduced from the plurality of source containers Zn and the carrier gas CG, and stores the mixture as a diluted mixed gas UM (dilution gas). Then, after the plurality of raw material gases Gn and the carrier gas CG are mixed, the valve unit Y1 releases the diluted mixed gas UM from the dilution container X1. That is, after the plurality of source gases Gn and the carrier gas CG are mixed, and the partial pressure pgn of each source gas Gn and the partial pressure pc of the carrier gas CG are adjusted, the valve portion Y1 is a diluted mixed gas UM. Are discharged from the dilution container X1.

なお、本明細書において、希釈混合ガスUMは、気体供給装置60Aによる気相成長装置1への供給対象であるガス(具体的には混合ガスMG)と、キャリアガスCGとを混合した希釈ガスの一例である。   In the present specification, the diluted mixed gas UM is a diluted gas obtained by mixing the gas (specifically, the mixed gas MG) to be supplied to the vapor phase growth apparatus 1 by the gas supply device 60A and the carrier gas CG. An example of

第1流量制御部Q1はバルブ部Y1に対応して設けられる。また、第1流量制御部Q1は原料導入管A1(図7)に対応して設けられる。   The first flow rate control unit Q1 is provided corresponding to the valve unit Y1. Further, the first flow rate control unit Q1 is provided corresponding to the raw material introduction pipe A1 (FIG. 7).

第1流量制御部Q1は、バルブ部Y1が放出した希釈混合ガスUMの流量を制御する。そして、第1流量制御部Q1は、原料導入管A1を通して、希釈混合ガスUMをチャンバー3に供給する。具体的には、第1流量制御部Q1は、ハーゲンポアゼイユの原理を利用し、層流素子の上流側と下流側との差圧に基づいて、希釈混合ガスUMの体積流量又は質量流量を制御する。   The first flow rate control unit Q1 controls the flow rate of the diluted mixed gas UM released by the valve unit Y1. Then, the first flow rate control unit Q1 supplies the diluted mixed gas UM to the chamber 3 through the raw material introduction pipe A1. Specifically, the first flow rate control unit Q1 utilizes the Hagen Poiseil principle, and based on the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the laminar flow element, the volumetric flow rate or mass flow rate of the diluted mixed gas UM Control.

以上、図8を参照して説明したように、実施形態2によれば、希釈容器X1にキャリアガスCGを導入しているため、混合ガスMGだけを希釈容器X1に導入した場合と比較して、希釈混合ガスUMの全圧pを大きくできる。従って、混合ガスMGだけを希釈容器X1に導入した場合と比較して、混合ガスMGは第1流量制御部Q1及び気相成長装置1に向けて容易に移動する。つまり、希釈容器X1での希釈混合ガスUMの全圧pによって、混合ガスMG(つまり、原料ガスGn)を移動する力を確保している。一方、原料容器Znから希釈容器X1に導入する原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)を調整することにより、原料ガスGnごとに、希釈容器X1中の希釈混合ガスUMに含める原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)を精度良く調整できる。   As described above with reference to FIG. 8, according to the second embodiment, since the carrier gas CG is introduced into the dilution container X1, as compared with the case where only the mixed gas MG is introduced into the dilution container X1. The total pressure p of the diluted mixed gas UM can be increased. Therefore, compared with the case where only the mixed gas MG is introduced into the dilution container X1, the mixed gas MG moves easily toward the first flow rate control unit Q1 and the vapor phase growth apparatus 1. That is, the force to move the mixed gas MG (that is, the source gas Gn) is secured by the total pressure p of the diluted mixed gas UM in the dilution container X1. On the other hand, each raw material gas Gn is included in the diluted mixed gas UM in the dilution container X1 by adjusting the amount (quantity, volume or mass) of the raw material gas Gn to be introduced into the dilution container X1 from the raw material container Zn. The amount of the source gas Gn (quantity of substance, volume, or mass) can be adjusted with high accuracy.

その結果、一般的な成膜装置のようにキャリアガスを流しつつキャリアガスの流量を制御して原料ガスの供給量を調整する場合と比較して、第1流量制御部Q1及び気相成長装置1に向けてキャリアガスCGとともに移動させる原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)、つまり、原料ガスGnの供給量を精度良く調整できる。また、希釈容器X1から希釈混合ガスUMを放出するため、一般的な成膜装置のようにバブラーからガス供給先に原料ガスを直接供給する場合と比較して、原料ガスGnの供給量を精度良く調整できる。原料ガスGnの供給量を精度良く調整できるため、気相成長装置1は、品質の良い目的物質(例えば、欠陥が少なく、純度の高い目的物質)を形成できる。   As a result, compared to the case where the flow rate of the carrier gas is controlled to flow the carrier gas and the supply amount of the source gas is adjusted, as in a general film forming apparatus, the first flow rate control unit Q1 and the vapor phase growth apparatus The amount (quantity of substance, volume, or mass) of the source gas Gn to be moved together with the carrier gas CG toward 1, the supply amount of the source gas Gn can be accurately adjusted. Further, in order to discharge the diluted mixed gas UM from the dilution container X1, the supply amount of the source gas Gn is more accurate than in the case where the source gas is directly supplied from the bubbler to the gas supply destination like a general film forming apparatus. It can be adjusted well. Since the supply amount of the source gas Gn can be accurately adjusted, the vapor deposition apparatus 1 can form a target substance with high quality (for example, a target substance with few defects and high purity).

また、実施形態2によれば、希釈容器X1での希釈混合ガスUMの全圧pによって原料ガスGnを移動する力を確保しているとともに、原料ガスGnを含む希釈混合ガスUMを希釈容器X1から放出している。従って、実施形態1と同様に、原料ガスGnの供給量が温度の影響を受け難く、温度管理が容易である。また、実施形態2では、実施形態1と同様の理由により、原料ガスGnの供給量を更に精度良く調整でき、また、気体供給装置60Aのコストを低減できる。さらに、実施形態2では、実施形態1と同様の理由により、維持コストの上昇を抑制でき、また、原料容器Znの形状が制限されることを抑制できる。   Further, according to Embodiment 2, the force for moving the source gas Gn is secured by the total pressure p of the diluted mixed gas UM in the dilution container X1, and the diluted mixed gas UM containing the source gas Gn is diluted in the dilution container X1. Released from Therefore, as in the first embodiment, the supply amount of the source gas Gn is not easily influenced by the temperature, and the temperature management is easy. Further, in the second embodiment, for the same reason as the first embodiment, the supply amount of the source gas Gn can be adjusted with higher accuracy, and the cost of the gas supply device 60A can be reduced. Furthermore, in the second embodiment, for the same reason as the first embodiment, an increase in the maintenance cost can be suppressed, and the limitation of the shape of the raw material container Zn can be suppressed.

さらに、実施形態2によれば、実施形態1と同様に、少量の混合ガスMG(つまり、少量の原料ガスGn)を容易に供給できる。また、実施形態2では、原料ガスGnを含む希釈混合ガスUMを希釈容器X1から放出するため、実施形態1と同様に、原料ガスGnの供給量が安定している。   Furthermore, according to Embodiment 2, as in Embodiment 1, a small amount of mixed gas MG (that is, a small amount of source gas Gn) can be easily supplied. Further, in the second embodiment, since the diluted mixed gas UM containing the source gas Gn is released from the dilution container X1, the supply amount of the source gas Gn is stable as in the first embodiment.

また、実施形態2によれば、希釈容器XnへのキャリアガスCGの導入量を調整することによって、希釈混合ガスUMの全圧pを調整できる。つまり、混合ガスMG(つまり、原料ガスGn)を移動する力を調整できる。   Further, according to the second embodiment, the total pressure p of the diluted mixed gas UM can be adjusted by adjusting the amount of introduction of the carrier gas CG into the dilution container Xn. That is, the force of moving the mixed gas MG (that is, the source gas Gn) can be adjusted.

さらに、実施形態2によれば、希釈容器X1での原料ガスGnの分圧pgnを調整することにより、希釈混合ガスUMに含まれる原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)を調整できる。その結果、第1流量制御部Q1及び気相成長装置1に向けて、キャリアガスCGとともに移動させる原料ガスGnの量(物質量、体積量、又は質量)を更に精度良く調整できる。   Furthermore, according to the second embodiment, by adjusting the partial pressure pgn of the source gas Gn in the dilution container X1, the amount (quantity, volume or mass) of the source gas Gn contained in the diluted mixed gas UM can be determined. It can be adjusted. As a result, the amount (quantity of substance, volume, or mass) of the source gas Gn to be moved together with the carrier gas CG toward the first flow rate control unit Q1 and the vapor deposition apparatus 1 can be adjusted more accurately.

さらに、実施形態2によれば、複数の原料容器Znを備えているため、原料容器Znごとに、希釈容器X1に導入する原料ガスGnの量を調整できる。従って、原料ガスGnの各々が、目的物質を生成するための化学反応式に基づくモル分率を有するように、希釈容器X1に原料ガスGnを導入できる。つまり、原料ガスGnを気相成長装置1に供給する際に原料ガスGnのモル分率を容易に調整できる。   Furthermore, according to the second embodiment, since the plurality of source containers Zn are provided, the amount of source gas Gn to be introduced into the dilution container X1 can be adjusted for each source container Zn. Therefore, the source gas Gn can be introduced into the dilution container X1 such that each of the source gases Gn has a molar fraction based on a chemical reaction formula for producing the target substance. That is, when the source gas Gn is supplied to the vapor phase growth apparatus 1, the mole fraction of the source gas Gn can be easily adjusted.

さらに、実施形態2によれば、複数の原料容器Znからの複数の原料ガスGnを1つの希釈容器X1で混合し、さらにキャリアガスCGを導入することによって、1つの希釈容器X1で希釈混合ガスUMを生成している。従って、複数の原料容器Znに対してそれぞれ複数の希釈容器Xnを設ける場合と比較して、気体供給装置60Aの構成を簡略化できる。例えば、希釈容器Xnの数及びバルブ部Ynの数を削減できる。   Furthermore, according to Embodiment 2, a plurality of source gases Gn from a plurality of source containers Zn are mixed in one dilution container X1, and carrier gas CG is introduced to further dilute the mixed gas in one dilution container X1. UM is generated. Therefore, the configuration of the gas supply device 60A can be simplified as compared to the case where the plurality of dilution containers Xn are provided for the plurality of raw material containers Zn. For example, the number of dilution containers Xn and the number of valve portions Yn can be reduced.

さらに、実施形態2によれば、原料容器Znの内部の原料ガスGnの圧力(蒸気圧)を利用して、原料ガスGnを原料容器Znから希釈容器X1に移動できる。従って、原料ガスGnを原料容器Znから希釈容器X1に移動させるための能動的な装置を装備することを抑制できる。その結果、気体供給装置60Aの簡素化を図ることができるとともに、気体供給装置60Aのコストを低減できる。   Furthermore, according to Embodiment 2, the pressure (vapor pressure) of the source gas Gn inside the source container Zn can be used to move the source gas Gn from the source container Zn to the dilution container X1. Therefore, it is possible to suppress the installation of an active device for moving the source gas Gn from the source container Zn to the dilution container X1. As a result, the gas supply device 60A can be simplified, and the cost of the gas supply device 60A can be reduced.

さらに、実施形態2によれば、第1流量制御部Q1は、希釈混合ガスUMの全圧pを利用して、希釈混合ガスUMを気相成長装置1に容易に供給できる。   Furthermore, according to the second embodiment, the first flow rate control unit Q1 can easily supply the diluted mixed gas UM to the vapor phase growth apparatus 1 using the total pressure p of the diluted mixed gas UM.

なお、希釈容器X1は、キャリアガスCGを導入することなく、複数の原料容器Znからそれぞれ複数の原料ガスGnを導入して、混合ガスMGを収容することもできる。この場合、第1流量制御部Q1は、バルブ部Y1が放出した混合ガスMGの流量を制御することもできる。そして、第1流量制御部Q1は、原料導入管A1を通して、混合ガスMGをチャンバー3に供給することもできる。具体的には、第1流量制御部Q1は、ハーゲンポアゼイユの原理を利用し、層流素子の上流側と下流側との差圧に基づいて、混合ガスMGの体積流量又は質量流量を制御することもできる。   The dilution container X1 can also accommodate the mixed gas MG by introducing a plurality of source gases Gn from a plurality of source containers Zn without introducing the carrier gas CG. In this case, the first flow rate control unit Q1 can also control the flow rate of the mixed gas MG released by the valve unit Y1. Then, the first flow rate control unit Q1 can also supply the mixed gas MG to the chamber 3 through the raw material introduction pipe A1. Specifically, the first flow rate control unit Q1 utilizes the Hagen Poiseil principle, and based on the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the laminar flow element, the volumetric flow rate or mass flow rate of the mixed gas MG is It can also be controlled.

次に、図9を参照して、圧力調整ユニット64Aについて説明する。図9は、圧力調整ユニット64Aを示す図である。図9に示すように、圧力調整ユニット64Aは、温度計TMと、第1圧力計PM1(圧力計)と、第2圧力計PM2と、管t1〜管t4及び複数の管t5nとをさらに含む。   Next, with reference to FIG. 9, the pressure adjustment unit 64A will be described. FIG. 9 is a view showing a pressure adjustment unit 64A. As shown in FIG. 9, the pressure adjusting unit 64A further includes a thermometer TM, a first pressure gauge PM1 (pressure gauge), a second pressure gauge PM2, a tube t1 to a tube t4 and a plurality of tubes t5n. .

バルブ部Y1は、第1バルブユニット75と、複数の第2バルブユニット77nとを含む。第1バルブユニット75は、バルブb1〜バルブb7及び管t1〜管t4を含む。第2バルブユニット77nは、バルブb8n及び管t5nを含む。バルブb1〜バルブb7及びバルブb8nは、例えば、ストップバルブである。複数の第2バルブユニット77nは、それぞれ、複数の原料容器Znに対応して設けられる。   The valve portion Y1 includes a first valve unit 75 and a plurality of second valve units 77n. The first valve unit 75 includes valves b1 to b7 and tubes t1 to t4. The second valve unit 77n includes a valve b8n and a pipe t5n. The valves b1 to b7 and the valve b8 n are, for example, stop valves. The plurality of second valve units 77 n are provided corresponding to the plurality of source containers Zn, respectively.

管t1は、希釈容器X1とバルブb4とを接続する。管t2は、バルブb3〜バルブb7を相互に接続する。管t3は、バルブb1〜バルブb3を相互に接続する。管t4は、バルブb7と複数のバルブb8nとを相互に接続する。管t5nは、バルブt8nと原料容器Znとを接続する。なお、バルブt8nと原料容器Znとが直接接続されていてもよい。バルブb4と希釈容器X1とが直接接続されていてもよい。   The pipe t1 connects the dilution container X1 and the valve b4. The pipe t2 interconnects the valve b3 to the valve b7. The pipe t3 mutually connects the valve b1 to the valve b3. The pipe t4 mutually connects the valve b7 and the plurality of valves b8n. The pipe t5n connects the valve t8n and the raw material container Zn. The valve t8 n may be directly connected to the raw material container Zn. The valve b4 and the dilution container X1 may be directly connected.

なお、複数の第2バルブユニット77nを区別して説明するときは、第2バルブユニット771、…、77N(Nは2以上の整数)と記載する。複数のバルブt8nを区別して説明するときは、バルブt81、…、t8N(Nは2以上の整数)と記載する。複数の管t5nを区別して説明するときは、管t51、…、t5N(Nは2以上の整数)と記載する。   In addition, when distinguishing and demonstrating several 2nd valve unit 77n, it describes as 2nd valve unit 771, ..., 77N (N is an integer greater than or equal to 2). When the plurality of valves t8 n are described separately, they are described as valves t81,..., T8 N (N is an integer of 2 or more). When the plurality of tubes t5n are described separately, they are described as tubes t51,..., T5N (N is an integer of 2 or more).

引き続き図9を参照して、バルブ部Y1の制御手順を説明する。制御手順は、第1手順〜第22手順を含む。バルブ部Y1の初期状態では、バルブb1〜バルブb7及びバルブb8nは閉じている。以下、理解の便宜のため、2個の原料容器Znと2個の第2バルブユニット77nとを備えるときのバルブ部Y1の制御手順を説明する。   Continuing to refer to FIG. 9, the control procedure of the valve portion Y1 will be described. The control procedure includes first to twenty-second procedures. In the initial state of the valve portion Y1, the valves b1 to b7 and the valve b8 n are closed. Hereinafter, for the convenience of understanding, a control procedure of the valve portion Y1 when the two raw material containers Zn and the two second valve units 77n are provided will be described.

[真空引き及びパージ]
第1手順〜第4手順は、実施形態1の第1手順〜第4手順と同様である。
[Vacuum evacuation and purge]
The first to fourth procedures are the same as the first to fourth procedures of the first embodiment.

[原料ガスG1の希釈容器X1への導入]
第5手順:バルブb2、b6、b7を閉じ、バルブb81を開く。
[Introduction of raw material gas G1 into dilution container X1]
Fifth procedure: Close the valves b2, b6 and b7 and open the valve b81.

第6手順:バルブb7の開閉を繰り返して、原料ガスG1を原料容器Z1から希釈容器X1に導入する。原料ガスG1を希釈容器X1に導入する際に、バルブb7の開時間と閉時間とを調整して、希釈容器X1の内部での原料ガスG1の圧力pg1を第1分圧値に設定する。圧力pg1は式(5)で表される。「V」は希釈容器X1の内部の体積を示し、「ng1」は原料ガスG1の物質量(モル)を示し、「R」は気体定数を示し、「T」は希釈容器X1の内部の温度を示す。   Sixth procedure: The opening and closing of the valve b7 is repeated to introduce the source gas G1 from the source container Z1 into the dilution container X1. When introducing the source gas G1 into the dilution container X1, the opening time and closing time of the valve b7 are adjusted, and the pressure pg1 of the source gas G1 inside the dilution container X1 is set to the first partial pressure value. The pressure pg1 is expressed by equation (5). “V” indicates the internal volume of the dilution vessel X1, “ng1” indicates the amount of substance (moles) of the source gas G1, “R” indicates the gas constant, and “T” indicates the temperature inside the dilution vessel X1 Indicates

pg1×V=ng1×R×T …(5)   pg1 × V = ng1 × R × T (5)

体積V及び温度Tは既知であり、圧力pg1は第1圧力計PM1で計測できるため、希釈容器X1の内部での原料ガスG1の物質量は、式(5)に基づいて算出できる。   The volume V and the temperature T are known, and the pressure pg1 can be measured by the first pressure gauge PM1. Therefore, the amount of substance of the source gas G1 inside the dilution container X1 can be calculated based on the equation (5).

実施形態2によれば、温度計TMで希釈容器X1の温度を監視するとともに、第1圧力計PM1で希釈容器X1の圧力を監視することによって、希釈容器X1の温度及び原料ガスG1の分圧pg1を所望の値に制御できる。その結果、所望の物質量の原料ガスG1を希釈容器X1に導入できる。   According to the second embodiment, the temperature of the dilution container X1 and the partial pressure of the raw material gas G1 are monitored by monitoring the temperature of the dilution container X1 with a thermometer TM and monitoring the pressure of the dilution container X1 with a first pressure gauge PM1. It is possible to control pg1 to a desired value. As a result, it is possible to introduce a desired amount of the raw material gas G1 into the dilution container X1.

なお、原料ガスG1の圧力pg1が低い場合は、バルブb6を開けて、第2圧力計PM2によって、圧力pg1を計測してもよい。   When the pressure pg1 of the source gas G1 is low, the valve b6 may be opened and the pressure pg1 may be measured by the second pressure gauge PM2.

第7手順:原料ガスG1の圧力pg1が第1分圧値になった時点で、バルブb7を閉じる。   Seventh procedure: When the pressure pg1 of the raw material gas G1 reaches the first partial pressure value, the valve b7 is closed.

第8手順:バルブb4、b81を閉じ、バルブb2、b3、b7を開く。   Eighth procedure: Close the valves b4 and b81 and open the valves b2, b3 and b7.

第9手順:バルブb6を開く。第2圧力計PM2は、管t2、t3、t4の内部の圧力を計測する。作業者は、第2圧力計PM2によって、管t2、t3、t4の内部の真空の程度を確認する。   Ninth procedure: Open the valve b6. The second pressure gauge PM2 measures the pressure in the tubes t2, t3 and t4. The operator confirms the degree of vacuum inside the tubes t2, t3 and t4 by the second pressure gauge PM2.

[原料ガスG2の希釈容器X1への導入]
第10手順:バルブb2、b3、b6、b7を閉じ、バルブb82を開く。
[Introduction of raw material gas G2 into dilution container X1]
Tenth procedure: Close the valves b2, b3, b6 and b7 and open the valve b82.

第11手順:バルブb4を開く。   Eleventh procedure: Open the valve b4.

第12手順:バルブb7の開閉を繰り返して、原料ガスG2を原料容器Z2から希釈容器X1に導入する。原料ガスG2を希釈容器X1に導入する際に、バルブb7の開時間と閉時間とを調整して、希釈容器X1の内部での混合ガスMGの全圧pmを第1全圧値に設定する。全圧pmは式(6)で表される。「pg1」は、希釈容器X1での原料ガスG1の圧力、つまり、原料ガスG1の分圧を示し、「pg2」は、希釈容器X1での原料ガスG2の分圧を示す。   Twelfth procedure: The source gas G2 is introduced from the source container Z2 into the dilution container X1 by repeating opening and closing of the valve b7. When the source gas G2 is introduced into the dilution container X1, the opening time and closing time of the valve b7 are adjusted to set the total pressure pm of the mixed gas MG inside the dilution container X1 to the first total pressure value. . The total pressure pm is expressed by equation (6). “Pg1” indicates the pressure of the source gas G1 in the dilution container X1, that is, the partial pressure of the source gas G1, and “pg2” indicates the partial pressure of the source gas G2 in the dilution container X1.

pm=pg1+pg2 …(6)   pm = pg1 + pg2 (6)

全圧pm及び分圧pg1は計測済みであるため、式(6)に基づいて原料ガスG2の分圧pg2を算出できる。   Since the total pressure pm and the partial pressure pg1 have been measured, the partial pressure pg2 of the source gas G2 can be calculated based on the equation (6).

また、全圧pmは式(7)で表される。「V」は希釈容器X1の内部の体積を示し、「ng1」は原料ガスG1の物質量(モル)を示し、「ng2」は原料ガスG2の物質量(モル)を示し、「R」は気体定数を示し、「T」は希釈容器X1の内部の温度を示す。   Further, the total pressure pm is expressed by equation (7). “V” indicates the internal volume of the dilution container X1, “ng1” indicates the amount of substance (mol) of the source gas G1, “ng2” indicates the amount of substance (mol) of the source gas G2, and “R” indicates The gas constant is indicated, and "T" indicates the temperature inside the dilution vessel X1.

pm×V=(ng1+ng2)×R×T …(7)   pm × V = (ng1 + ng2) × R × T (7)

体積V及び温度Tは既知であり、全圧pmは第1圧力計PM1で計測でき、物質量ng1は式(5)に基づいて算出できるため、希釈容器X1の内部での原料ガスG2の物質量ng2は、式(7)に基づいて算出できる。   Since the volume V and the temperature T are known, the total pressure pm can be measured by the first pressure gauge PM1, and the substance mass ng1 can be calculated based on the equation (5), the substance of the raw material gas G2 inside the dilution container X1 The amount ng2 can be calculated based on the equation (7).

実施形態2によれば、温度計TMで希釈容器X1の温度を監視するとともに、第1圧力計PM1で希釈容器X1の圧力を監視することによって、希釈容器X1の温度及び原料ガスG2の分圧pg2を所望の値に制御できる。その結果、所望の物質量の原料ガスG2を希釈容器X1に導入できる。   According to the second embodiment, the temperature of the dilution container X1 and the partial pressure of the raw material gas G2 are monitored by monitoring the temperature of the dilution container X1 with the thermometer TM and monitoring the pressure of the dilution container X1 with the first pressure gauge PM1. It is possible to control pg2 to a desired value. As a result, it is possible to introduce a desired amount of material gas G2 into the dilution container X1.

なお、原料ガスG2の圧力pg2が低い場合は、バルブb6を開けて、第2圧力計PM2によって、全圧pmを計測してもよい。   If the pressure pg2 of the source gas G2 is low, the valve b6 may be opened to measure the total pressure pm by the second pressure gauge PM2.

第13手順:混合ガスMGの全圧pmが第1全圧値になった時点で、バルブb7を閉じる。つまり、原料ガスG2の分圧pg2が第1分圧値になった時点で、バルブb7を閉じる。なお、第1分圧値は、原料ガスG1と原料ガスG2とで個別に定められる。   Thirteenth Procedure: When the total pressure pm of the mixed gas MG reaches the first total pressure value, the valve b7 is closed. That is, when the partial pressure pg2 of the source gas G2 becomes the first partial pressure value, the valve b7 is closed. The first partial pressure value is determined individually for the source gas G1 and the source gas G2.

[キャリアガスCGの希釈容器X1への導入]
第14手順:バルブb4、b82を閉じ、バルブb2、b3、b7を開く。
[Introduction of carrier gas CG into dilution vessel X1]
Fourteenth Procedure: Close the valves b4 and b82 and open the valves b2, b3 and b7.

第15手順:バルブb6を開く。第2圧力計PM2は、管t2、t3、t4の内部の圧力を計測する。作業者は、第2圧力計PM2によって、管t2、t3、t4の内部の真空の程度を確認する。   15th procedure: Open valve b6. The second pressure gauge PM2 measures the pressure in the tubes t2, t3 and t4. The operator confirms the degree of vacuum inside the tubes t2, t3 and t4 by the second pressure gauge PM2.

第16手順:バルブb2、b6を閉じ、バルブb1を開く。   Sixteenth procedure: Close the valves b2 and b6 and open the valve b1.

第17手順:バルブb4の開閉を繰り返して、キャリアガスCGを希釈容器X1に導入する。キャリアガスCGを希釈容器X1に導入する際に、バルブb4の開時間と閉時間とを調整して、希釈容器X1の内部での希釈混合ガスUMの全圧pを第2全圧値(つまり、所定全圧値)に設定する。全圧pは式(8)で表される。「V」は希釈容器X1の内部の体積を示し、「n」は希釈混合ガスUMの物質量(モル)を示し、「R」は気体定数を示し、「T」は希釈容器X1の内部の温度を示す。具体的には、「n」は、希釈容器X1の内部でのキャリアガスCGの物質量(モル)と原料ガスG1の物質量(モル)と原料ガスG2の物質量(モル)との和である。   Seventeenth Procedure: The carrier gas CG is introduced into the dilution container X1 by repeating opening and closing of the valve b4. When the carrier gas CG is introduced into the dilution container X1, the opening time and closing time of the valve b4 are adjusted to adjust the total pressure p of the diluted mixed gas UM inside the dilution container X1 to the second total pressure value (that is, , Predetermined total pressure value). The total pressure p is expressed by equation (8). "V" indicates the internal volume of the dilution vessel X1, "n" indicates the amount of substance (moles) of the diluted mixed gas UM, "R" indicates the gas constant, and "T" indicates the interior of the dilution vessel X1 Indicates the temperature. Specifically, “n” is the sum of the substance mass (mol) of the carrier gas CG inside the dilution vessel X1, the substance mass (mol) of the source gas G1, and the substance mass (mol) of the source gas G2 is there.

p×V=n×R×T …(8)   p × V = n × R × T (8)

体積V及び温度Tは既知であり、全圧pは第1圧力計PM1で計測できるため、希釈容器X1の内部での希釈混合ガスUMの物質量nは、式(8)に基づいて算出できる。さらに、原料ガスG1の物質量ng1と原料ガスG2の物質量ng2とが分かっているため、キャリアガスCGの物質量ncは、式(9)に基づいて算出できる。   The volume V and the temperature T are known, and the total pressure p can be measured by the first pressure gauge PM1, so the substance mass n of the diluted mixed gas UM inside the dilution container X1 can be calculated based on the equation (8) . Further, since the substance mass ng1 of the source gas G1 and the substance mass ng2 of the source gas G2 are known, the substance mass nc of the carrier gas CG can be calculated based on the equation (9).

n=ng1+ng2+nc …(9)   n = ng 1 + ng 2 + nc (9)

実施形態2によれば、温度計TMで希釈容器X1の温度を監視するとともに、第1圧力計PM1で希釈容器X1の圧力を監視することによって、希釈容器X1の温度及び希釈混合ガスUMの全圧pを所望の値に制御できる。   According to the second embodiment, by monitoring the temperature of the dilution container X1 with a thermometer TM and monitoring the pressure of the dilution container X1 with a first pressure gauge PM1, the temperature of the dilution container X1 and all of the diluted mixed gas UM are monitored. The pressure p can be controlled to a desired value.

また、式(10)から、キャリアガスCGの分圧pcを算出できる。「pg1」は、希釈容器X1の内部での原料ガスG1の圧力、つまり、原料ガスG1の分圧を示し、「pg2」は、希釈容器X1の内部での原料ガスG2の圧力、つまり、原料ガスG2の分圧を示す。   Also, the partial pressure pc of the carrier gas CG can be calculated from the equation (10). “Pg1” indicates the pressure of the source gas G1 inside the dilution container X1, that is, the partial pressure of the source gas G1, “pg2” indicates the pressure of the source gas G2 inside the dilution container X1, that is, the source The partial pressure of gas G2 is shown.

p=pg1+pg2+pc …(10)   p = pg1 + pg2 + pc (10)

全圧p、分圧pg1、分圧pg2、及び分圧pc、又は、物質量n、物質量ng1、物質量ng2、及び物質量ncに基づいて、原料ガスG1のモル分率、原料ガスG2のモル分率、及びキャリアガスCGのモル分率を算出できる。   The molar fraction of the source gas G1, the source gas G2 based on the total pressure p, partial pressure pg1, partial pressure pg2, and partial pressure pc, or substance mass n, substance mass ng1, substance mass ng2, and substance mass nc And the molar fraction of the carrier gas CG can be calculated.

第18手順:希釈混合ガスUMの全圧pが第2全圧値になった時点で、バルブb4を閉じる。つまり、キャリアガスCGの分圧pcが第2所定値になった時点で、バルブb4を閉じる。   Eighteenth procedure: When the total pressure p of the diluted mixed gas UM reaches the second total pressure value, the valve b4 is closed. That is, when the partial pressure pc of the carrier gas CG becomes the second predetermined value, the valve b4 is closed.

[希釈原料ガスDnの気相成長装置1への供給]
第19手順:バルブb5を開いてもよい。その結果、キャリアガスCGによって、バルブb5から第1流量制御部Q1までの流路が洗浄される(パージ)。
[Supply of diluted source gas Dn to vapor phase growth apparatus 1]
Nineteenth procedure: The valve b5 may be opened. As a result, the flow path from the valve b5 to the first flow rate control unit Q1 is cleaned (purge) by the carrier gas CG.

第20手順:バルブb1、b5、b7を閉じ、バルブb2を開く。   Twentieth procedure: Close the valves b1, b5 and b7 and open the valve b2.

第21手順:バルブb6を開く。第2圧力計PM2は、管t2、t3の内部の圧力を計測する。作業者は、第2圧力計PM2によって、管t2、t3の内部の真空の程度を確認する。なお、管t2、t3の流路容積が希釈容器X1の容積よりも小さい場合は、第15手順は不要である。   Step 21: Open the valve b6. The second pressure gauge PM2 measures the pressure in the tubes t2 and t3. The operator confirms the degree of vacuum inside the tubes t2 and t3 by the second pressure gauge PM2. When the flow path volume of the tubes t2 and t3 is smaller than the volume of the dilution container X1, the fifteenth procedure is unnecessary.

第22手順:バルブb2、b3、b6を閉じ、バルブb4、b5を開く。その結果、希釈混合ガスUMが希釈容器X1から第1流量制御部Q1(図8)に向けて放出される。   Twenty-second procedure: Close the valves b2, b3 and b6 and open the valves b4 and b5. As a result, the diluted mixed gas UM is discharged from the dilution container X1 toward the first flow rate control unit Q1 (FIG. 8).

次に、図10を参照して、目的物質として窒化ガリウム(GaN)を基板S上に形成する例を説明する。図10は、気相成長システム100の一部を示す図である。図10に示すように、希釈容器X1に希釈混合ガスUMが収容される。希釈混合ガスは、原料ガスG1としての三塩化ガリウム(GaCl3)と、原料ガスG2としてのアンモニア(NH3)と、キャリアガスCGとしての窒素(N2)とを含む。また、第2流量制御部72には、キャリアガスCGとしての窒素(N2)が供給される。第3流量制御部73には、エッチングガスEGとしての塩素(Cl2)給される。 Next, with reference to FIG. 10, an example of forming gallium nitride (GaN) as a target substance on the substrate S will be described. FIG. 10 shows a part of the vapor phase growth system 100. As shown in FIG. As shown in FIG. 10, the diluted mixed gas UM is accommodated in the dilution container X1. The diluted mixed gas contains gallium trichloride (GaCl 3 ) as the source gas G1, ammonia (NH 3 ) as the source gas G2, and nitrogen (N 2 ) as the carrier gas CG. Further, nitrogen (N 2 ) as the carrier gas CG is supplied to the second flow rate control unit 72. The third flow rate control unit 73 is supplied with chlorine (Cl 2 ) as the etching gas EG.

初期状態では、第1流量制御部Q1は原料導入管A1を閉鎖し、第2流量制御部72はキャリア導入管19を閉鎖し、第3流量制御部73はエッチング導入管21を閉鎖し、残留物排出装置80は残留物排出管25を閉鎖し、副産物排気部15は副産物排気管27を閉鎖している。   In the initial state, the first flow rate control unit Q1 closes the raw material introduction pipe A1, the second flow rate control unit 72 closes the carrier introduction pipe 19, and the third flow rate control unit 73 closes the etching introduction pipe 21. The substance discharge device 80 closes the residue discharge pipe 25, and the byproduct exhaust part 15 closes the byproduct exhaust pipe 27.

第1流量制御部Q1と第2流量制御部72と第3流量制御部73とは、それぞれ、原料導入管A1とキャリア導入管19とエッチング導入管21とを開放する。その結果、希釈容器X1から希釈混合ガスUMがチャンバー3に導入され、キャリアガスCGとエッチングガスEGとがチャンバー3に導入される。   The first flow control unit Q1, the second flow control unit 72, and the third flow control unit 73 respectively open the raw material introduction pipe A1, the carrier introduction pipe 19, and the etching introduction pipe 21. As a result, the diluted mixed gas UM is introduced into the chamber 3 from the dilution container X1, and the carrier gas CG and the etching gas EG are introduced into the chamber 3.

図10を参照して説明した実施形態2では、図4を参照して説明した実施形態1と同様に、基板S上に目的物質としての窒化ガリウム(GaN)が成長する。そして、実施形態1と同様に、三塩化ガリウム(G1)及びアンモニア(G2)の利用効率を向上できる。また、実施形態1と同様に、窒化ガリウムの成長速度を向上できる。さらに、実施形態1と同様に、チャンバー3の内部の残留物ZGを排気して、チャンバー3の内部を洗浄できる。   In the second embodiment described with reference to FIG. 10, gallium nitride (GaN) as a target substance is grown on the substrate S, as in the first embodiment described with reference to FIG. Then, as in the first embodiment, the utilization efficiency of gallium trichloride (G1) and ammonia (G2) can be improved. Further, as in the first embodiment, the growth rate of gallium nitride can be improved. Furthermore, as in the first embodiment, the residue ZG in the chamber 3 can be evacuated to clean the inside of the chamber 3.

(変形例)
次に、図11を参照して、本発明の実施形態2の変形例に係る気体供給装置60Aについて説明する。変形例では、希釈容器X1及び第1バルブユニット75と温度制御と、原料容器Zn及び第2バルブユニット77nの温度制御とを、個別に実行できる点で、個別に実行できない実施形態2と異なる。以下、変形例が実施形態2と異なる点を主に説明する。
(Modification)
Next, a gas supply device 60A according to a modification of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The modification differs from Embodiment 2 in that the dilution container X1 and the first valve unit 75, the temperature control, and the temperature control of the raw material container Zn and the second valve unit 77n can be individually performed. The differences between the modification example and the second embodiment will be mainly described below.

図11は、気体供給装置60Aの一部を示す図である。図11に示すように、変形例に係る気体供給装置60Aは、図9に示す恒温槽63に代えて、第1恒温槽63A(第1温度制御部)と、複数の第2恒温槽63Bn(第2温度制御部)とを備える。なお、複数の第2恒温槽63Bnを区別して説明するときは、第2恒温槽63B1、…、63BN(Nは2以上の整数)と記載する。   FIG. 11 is a view showing a part of the gas supply device 60A. As shown in FIG. 11, the gas supply device 60A according to the modification is replaced by a first thermostat 63A (a first temperature control unit) and a plurality of second thermostats 63Bn (a first thermostat) instead of the thermostat 63 shown in FIG. And a second temperature control unit). In addition, when distinguishing and demonstrating several 2nd thermostatic bath 63 Bn, it describes as 2nd thermostatic bath 63 B1, ..., 63 BN (N is an integer greater than or equal to 2).

第1恒温槽63Aは、希釈容器X1の温度及び第1バルブユニット75の温度を一括して制御し、希釈容器X1の温度及び第1バルブユニット75の温度を一定温度(例えば、第1温度)に保持する。第1恒温槽63Aは、第2恒温槽63Bnとは独立して、希釈容器X1及び第1バルブユニット75の温度を制御する。希釈容器X1及び第1バルブユニット75は、第1恒温槽63Aの内部に配置される。   The first constant temperature bath 63A collectively controls the temperature of the dilution container X1 and the temperature of the first valve unit 75, and keeps the temperature of the dilution container X1 and the temperature of the first valve unit 75 constant (for example, a first temperature) Hold on. The first constant temperature bath 63A controls the temperatures of the dilution container X1 and the first valve unit 75 independently of the second constant temperature bath 63Bn. The dilution container X1 and the first valve unit 75 are disposed inside the first thermostatic bath 63A.

第1恒温槽63Aは、希釈容器X1の内部の原料ガスGnの分圧に相当する蒸気圧が得られる温度より高い温度に、希釈容器X1及び第1バルブユニット75の温度を保持することが好ましい。原料ガスGnの液化又は固化を抑制するためである。   The first constant temperature bath 63A preferably holds the temperatures of the dilution container X1 and the first valve unit 75 at a temperature higher than a temperature at which a vapor pressure corresponding to the partial pressure of the source gas Gn inside the dilution container X1 is obtained. . This is to suppress the liquefaction or solidification of the source gas Gn.

複数の第2恒温槽63Bnは、それぞれ、複数の原料容器Znに対応して設けられる。つまり、複数の第2恒温槽63Bnは、それぞれ、複数の第2バルブユニット77nに対応して設けられる。原料容器Zn及び第2バルブユニット77nは、対応する第2恒温槽63Bnの内部に配置される。   The plurality of second constant temperature baths 63Bn are provided corresponding to the plurality of raw material containers Zn, respectively. That is, the plurality of second constant temperature baths 63Bn are provided corresponding to the plurality of second valve units 77n, respectively. The raw material container Zn and the second valve unit 77n are disposed inside the corresponding second thermostatic bath 63Bn.

第2恒温槽63Bnは、対応する原料容器Znの温度及び対応する第2バルブユニット77nの温度を一括して制御し、対応する原料容器Znの温度及び対応する第2バルブユニット77nの温度を一定温度(例えば、第2温度)に保持する。第2恒温槽63Bnの各々は、互いに独立して、対応する原料容器Zn及び対応する第2バルブユニット77nの温度を制御する。また、第2恒温槽63Bnの各々は、第1恒温槽63Aとは独立して、対応する原料容器Zn及び対応する第2バルブユニット77nの温度を制御する。   The second constant temperature bath 63Bn collectively controls the temperature of the corresponding raw material container Zn and the corresponding second valve unit 77n, and keeps the temperature of the corresponding raw material container Zn and the temperature of the corresponding second valve unit 77n constant. Hold at a temperature (eg, a second temperature). Each of the second thermostatic baths 63Bn independently controls the temperature of the corresponding raw material container Zn and the corresponding second valve unit 77n. Further, each of the second constant temperature baths 63Bn controls the temperature of the corresponding raw material container Zn and the corresponding second valve unit 77n independently of the first constant temperature bath 63A.

以上、図11を参照して説明したように、実施形態2の変形例によれば、第1恒温槽63Aとは別に、第2恒温槽63Bnを設けているため、希釈容器X1及び第1バルブユニット75の温度に依存することなく、原料容器Znの温度を制御できる。従って、原料容器Znの内部の原料ガスGnの圧力(蒸気圧)を所望の値に調整できる。例えば、第2恒温槽63Bnは、希釈容器X1の温度よりも高い温度に、原料容器Znの温度を設定する。その結果、原料容器Znの内部の原料ガスGnの圧力(蒸気圧)を上昇させることができる。   As described above with reference to FIG. 11, according to the modification of the second embodiment, since the second constant-temperature tank 63Bn is provided separately from the first constant-temperature tank 63A, the dilution container X1 and the first valve are provided. The temperature of the source container Zn can be controlled independently of the temperature of the unit 75. Therefore, the pressure (vapor pressure) of the source gas Gn inside the source container Zn can be adjusted to a desired value. For example, the second thermostatic bath 63Bn sets the temperature of the raw material container Zn to a temperature higher than the temperature of the dilution container X1. As a result, the pressure (vapor pressure) of the source gas Gn inside the source container Zn can be increased.

原料容器Znの内部の原料ガスGnの圧力(蒸気圧)を所望の値に調整できると、希釈容器X1内での原料ガスGnの圧力範囲を広げることができる。その結果、希釈混合ガスUMの供給量の自由度を向上でき、目的物質を基板S上に形成する際の条件の拡充を図ることができる。また、希釈容器X1内での希釈混合ガスUMの十分な全圧pを確保でき、第1流量制御部Q1に安定して希釈混合ガスUMを供給できる。   When the pressure (vapor pressure) of the source gas Gn inside the source container Zn can be adjusted to a desired value, the pressure range of the source gas Gn in the dilution container X1 can be expanded. As a result, the degree of freedom of the supply amount of the diluted mixed gas UM can be improved, and the conditions for forming the target substance on the substrate S can be expanded. In addition, a sufficient total pressure p of the diluted mixed gas UM in the dilution container X1 can be secured, and the diluted mixed gas UM can be stably supplied to the first flow rate control unit Q1.

また、変形例によれば、複数の第2恒温槽63Bnを設けているため、原料容器Znごとに、原料容器Zの温度を制御できる。従って、原料容器Znごとに、原料容器Znの内部の原料ガスGnの圧力(蒸気圧)を所望の値に調整できる。   Further, according to the modification, since the plurality of second constant temperature baths 63Bn are provided, the temperature of the raw material container Z can be controlled for each raw material container Zn. Therefore, the pressure (vapor pressure) of the source gas Gn in the source container Zn can be adjusted to a desired value for each source container Zn.

なお、複数の原料容器Zn及び複数の第2バルブユニット77nを1つの第2恒温槽63B1の内部に配置してもよい。そして、第2恒温槽63B1が、複数の原料容器Zn及び複数の第2バルブユニット77nの温度を一括して制御してもよい。   Note that the plurality of raw material containers Zn and the plurality of second valve units 77n may be disposed inside one second thermostatic bath 63B1. Then, the second constant temperature bath 63B1 may control the temperatures of the plurality of raw material containers Zn and the plurality of second valve units 77n collectively.

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である(例えば、下記(1)〜(4))。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, this invention is not limited to said embodiment, It is possible to implement in a various aspect in the range which does not deviate from the summary (for example, following (1)-(4)). In addition, various inventions can be formed by appropriately combining the plurality of components disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. The drawings schematically show the respective components mainly for the purpose of easy understanding, and the number of the respective components illustrated may be different from the actual for the convenience of drawing preparation. In addition, each component shown in the above-described embodiment is an example, is not particularly limited, and various modifications can be made without substantially departing from the effects of the present invention.

(1)図5を参照して説明した容積変更部90及び圧力調整部91を、図6を参照して説明した圧力調整ユニット64nBに設けてもよいし、図9及び図11を参照して説明した圧力調整ユニット64Aに設けてもよい。また、図6を参照して説明した複数の希釈容器Xmn及び複数のバルブb4を、図9及び図11を参照して説明した圧力調整ユニット64Aに設けてもよい。さらに、図11を参照して説明した第1恒温槽63A及び第2恒温槽63B1を、図3、図5、及び図6を参照して説明した恒温槽63に代えて、図3、図5、及び図6を参照して説明した気体供給装置60に設けてもよい。その他、実施形態1、実施形態1の第1変形例、実施形態1の第2変形例、実施形態2、及び実施形態2の変形例を適宜組合せることができる。   (1) The volume changing unit 90 and the pressure adjusting unit 91 described with reference to FIG. 5 may be provided in the pressure adjusting unit 64nB described with reference to FIG. 6, or with reference to FIGS. It may be provided in the pressure adjustment unit 64A described. Further, the plurality of dilution containers Xmn and the plurality of valves b4 described with reference to FIG. 6 may be provided in the pressure adjustment unit 64A described with reference to FIGS. 9 and 11. Furthermore, the first thermostatic bath 63A and the second thermostatic bath 63B1 described with reference to FIG. 11 are replaced with the thermostatic bath 63 described with reference to FIG. 3, FIG. 5 and FIG. And the gas supply device 60 described with reference to FIG. In addition, the first embodiment, the first variation of the first embodiment, the second variation of the first embodiment, the second embodiment, and the variations of the second embodiment can be combined as appropriate.

(2)図1〜図11を参照して説明した気相成長装置1において、基板S上に形成する目的物質は、無機化合物でもよいし、有機化合物でもよいし、特に限定されない。また、目的物質は、薄膜でもよいし、バルクでもよいし、特に限定されない。さらに、原料ガスGnの種類も特に限定されない。また、副産物排気部15は、液体又は固体の副産物を排出することもできる。   (2) In the vapor phase growth apparatus 1 described with reference to FIGS. 1 to 11, the target substance formed on the substrate S may be an inorganic compound or an organic compound, and is not particularly limited. Also, the target substance may be a thin film or a bulk, and is not particularly limited. Furthermore, the type of source gas Gn is not particularly limited. In addition, the by-product exhaust unit 15 can also discharge liquid or solid by-products.

なお、副産物検出部13及び副産物排気部15は設けなくてもよい。エッチング導入ポートEPからエッチングガスEGをチャンバー3に導入しなくてもよい。キャリア導入ポートCPからキャリアガスCGをチャンバー3に導入しなくてもよい。壁部8及び冷却部17を設けなくてもよい。原料導入ポートGPn、キャリア導入ポートCP、エッチング導入ポートEP、残留物排出ポートZP、及び副産物排気ポートFPの位置は、特に限定されない。保持部5の位置は特に限定されない。また、温度制御部の一例として、恒温槽63、第1恒温槽63A、及び第2恒温槽63Bnを挙げたが、温度制御部は、これらに限定されず、例えば、ヒーターであってもよい。   The by-product detection unit 13 and the by-product exhaust unit 15 may not be provided. The etching gas EG may not be introduced into the chamber 3 from the etching introduction port EP. The carrier gas CG may not be introduced into the chamber 3 from the carrier introduction port CP. The wall 8 and the cooling unit 17 may not be provided. The positions of the material introduction port GPn, the carrier introduction port CP, the etching introduction port EP, the residue discharge port ZP, and the byproduct exhaust port FP are not particularly limited. The position of the holding portion 5 is not particularly limited. Moreover, although the thermostat 63, the 1st thermostat 63A, and the 2nd thermostat 63Bn were mentioned as an example of a temperature control part, a temperature control part is not limited to these, For example, a heater may be sufficient.

(3)図1〜図11を参照して説明した気相成長装置1において、複数の希釈容器Xnの容量は、同じでもよいし、異なっていてもよい。また、複数の原料容器Znの容量は、同じでもよいし、異なっていてもよい。また、図6を参照して説明した気相成長装置1において、複数の希釈容器Xmnの容量は、同じでもよいし、異なっていてもよい。また、複数の希釈容器Xmnに収容される原料ガスGnの濃度は、同じでもよいし、異なっていてもよい。従って、バルブ部Ynは、複数の希釈容器Xmnに収容される原料ガスGnの濃度が同じになるように、希釈容器Xmnごとに原料ガスGn及びキャリアガスCGを導入してもよい。また、バルブ部Ynは、複数の希釈容器Xmnに収容される原料ガスGnの濃度が異なるように、希釈容器Xmnごとに原料ガスGn及びキャリアガスCGを導入してもよい。なお、希釈容器Xn、希釈容器Xmn、又は希釈容器X1に導入するキャリアガスCGは、キャリア導入ポートCPからチャンバー3に導入されるキャリアガスCGと異なっていてもよい。   (3) In the vapor phase growth apparatus 1 described with reference to FIGS. 1 to 11, the capacities of the plurality of dilution vessels Xn may be the same or different. Further, the capacities of the plurality of raw material containers Zn may be the same or different. Further, in the vapor phase growth apparatus 1 described with reference to FIG. 6, the volumes of the plurality of dilution vessels Xmn may be the same or different. Further, the concentrations of the source gases Gn stored in the plurality of dilution containers Xmn may be the same or different. Therefore, the valve unit Yn may introduce the source gas Gn and the carrier gas CG for each dilution container Xmn so that the concentrations of the source gas Gn stored in the plurality of dilution containers Xmn are the same. Further, the valve portion Yn may introduce the source gas Gn and the carrier gas CG for each dilution container Xmn so that the concentrations of the source gas Gn stored in the plurality of dilution containers Xmn are different. The carrier gas CG introduced into the dilution container Xn, the dilution container Xmn, or the dilution container X1 may be different from the carrier gas CG introduced into the chamber 3 from the carrier introduction port CP.

(4)図2、図3、図5、図6、図8、図9、及び図11を参照して説明した気体供給装置60及び気体供給装置60Aによるガス供給先は、気相成長装置1に限定されず、気体供給装置60及び気体供給装置60Aは、例えば、任意のガス供給先(例えば、装置又は物質)に、供給対象であるガスを供給してもよい。また、原料ガスGnの種類も特に限定されないし、原料ガスGnに代えて様々なガスを供給できる。なお、第1流量制御部Qn、第2流量制御部72、及び第3流量制御部73を、気相成長装置1が有する構成として捉えることもできる。   (4) The gas supply destination by the gas supply device 60 and the gas supply device 60A described with reference to FIGS. 2, 3, 5, 6, 8, 9, and 11 is the vapor phase growth device 1 The gas supply device 60 and the gas supply device 60A may supply, for example, a gas to be supplied to any gas supply destination (for example, a device or a substance). Further, the type of the source gas Gn is not particularly limited either, and various gases can be supplied instead of the source gas Gn. The first flow rate control unit Qn, the second flow rate control unit 72, and the third flow rate control unit 73 can also be understood as the configuration of the vapor deposition apparatus 1.

例えば、気体供給装置60及び気体供給装置60Aは、様々な分析機器(例えば、マイクロ分析機器)にガスを供給できる。例えば、気体供給装置60及び気体供給装置60Aは、ケミカルバイオロジー分野又は医療分野で利用できる。例えば、気体供給装置60及び気体供給装置60Aは、バイオリアクターにガスを供給したり、細胞培養装置にガスを供給したり、マイクロリアクターにガスを供給したりすることができる。   For example, the gas supply device 60 and the gas supply device 60A can supply gas to various analysis devices (for example, micro analysis devices). For example, the gas supply device 60 and the gas supply device 60A can be used in the chemical biology field or the medical field. For example, the gas supply device 60 and the gas supply device 60A can supply gas to the bioreactor, supply gas to the cell culture device, and supply gas to the microreactor.

また、図2、図3、図5、及び図6参照して説明した気体供給装置60において、単数の圧力調整ユニット64nを設けてもよいし、単数の圧力調整ユニット64nAを設けてもよいし、単数の圧力調整ユニット64nBを設けてもよいし、単数の第1流量制御部Qnを設けてもよい。図8、図9、及び図11を参照して説明した気体供給装置60Aにおいて、単数の原料容器Znを設けてもよいし、単数の第2恒温槽63Bnを設けてもよい。   In the gas supply device 60 described with reference to FIGS. 2, 3, 5, and 6, a single pressure adjustment unit 64n may be provided, or a single pressure adjustment unit 64nA may be provided. A single pressure adjustment unit 64nB may be provided, or a single first flow control unit Qn may be provided. In the gas supply device 60A described with reference to FIGS. 8, 9 and 11, a single source container Zn may be provided, or a single second thermostatic bath 63Bn may be provided.

本発明は、気相成長装置及び気相成長システムに関するものであり、産業上の利用可能性を有する。   The present invention relates to a vapor deposition apparatus and a vapor deposition system, and has industrial applicability.

1 気相成長装置
3 チャンバー
5 保持部
7 加熱部
10 開口
13 副産物検出部
15 副産物排気部
60、60A 気体供給装置
Xn、Xmn、X1 希釈容器
Yn、Y1 バルブ部(導入部)
Zn 原料容器
GPn、GP1 原料導入ポート
CP キャリア導入ポート
EP エッチング導入ポート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 vapor phase growth apparatus 3 chamber 5 holding part 7 heating part 10 opening 13 by-product detection part 15 by-product exhaust part 60, 60A gas supply apparatus Xn, Xmn, X1 dilution container Yn, Y1 valve part (introduction part)
Zn material container GPn, GP1 material introduction port CP carrier introduction port EP etching introduction port

Claims (12)

異なる複数の原料ガスの化学反応を起こして基板上に物質を形成する気相成長装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバーの内部に配置され、前記基板を保持する保持部と、
前記基板を加熱する加熱部と
を備え、
前記チャンバーは、前記原料ガスを前記チャンバーに導入する少なくとも1つの原料導入ポートを含み、
前記物質を前記基板上に形成している期間の一部又は全部において、前記チャンバーの内部から外部への前記原料ガスの流出が遮断される、気相成長装置。
A vapor phase growth apparatus for causing a chemical reaction of a plurality of different source gases to form a substance on a substrate,
With the chamber,
A holding unit disposed inside the chamber and holding the substrate;
And a heating unit for heating the substrate.
The chamber includes at least one source introduction port for introducing the source gas into the chamber,
A vapor phase growth apparatus in which the flow of the source gas from the inside to the outside of the chamber is blocked during part or all of a period in which the substance is formed on the substrate.
前記複数の原料ガスが化学反応を起こして生成される副産物を、前記チャンバーの内部から外部に排気する副産物排気部をさらに備える、請求項1に記載の気相成長装置。   The vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a byproduct exhaust unit that exhausts byproducts generated by causing the plurality of source gases to chemically react from the inside of the chamber to the outside. 前記チャンバーの内部の前記副産物の濃度を検出する副産物検出部をさらに備え、
前記副産物排気部は、前記副産物の濃度に応じて前記副産物を排気する、請求項2に記載の気相成長装置。
It further comprises a by-product detection unit that detects the concentration of the by-product inside the chamber,
The vapor deposition apparatus according to claim 2, wherein the byproduct exhaust unit exhausts the byproduct in accordance with the concentration of the byproduct.
前記原料ガスが、前記チャンバーの内部での化学反応に起因する前記原料ガスの減少量に応じて前記原料導入ポートから補充され、
前記原料ガスが補充される際に、前記原料ガスの各々のモル分率が前記チャンバーの内部で一定に保持されるように、前記原料ガスが補充される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の気相成長装置。
The source gas is replenished from the source introduction port according to the amount of decrease of the source gas due to a chemical reaction inside the chamber.
The raw material gas is replenished so that the mole fraction of each raw material gas is maintained constant inside the chamber when the raw material gas is replenished. The vapor phase growth apparatus according to any one of the preceding claims.
前記原料ガスごとに所定量が定められ、
前記所定量の前記原料ガスが前記チャンバーに導入された後に、前記原料ガスの流路が遮断されて、前記原料導入ポートからの前記原料ガスの導入が停止され、
前記原料ガスが、前記チャンバーの内部での化学反応に起因する前記原料ガスの減少量に応じて前記原料導入ポートから補充され、
前記原料ガスが補充される際に、前記原料ガスの各々のモル分率が前記チャンバーの内部で一定に保持されるように、前記原料ガスが補充される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の気相成長装置。
A predetermined amount is determined for each of the source gases,
After the predetermined amount of the source gas is introduced into the chamber, the flow path of the source gas is shut off, and the introduction of the source gas from the source introduction port is stopped.
The source gas is replenished from the source introduction port according to the amount of decrease of the source gas due to a chemical reaction inside the chamber.
The raw material gas is replenished so that the mole fraction of each raw material gas is maintained constant inside the chamber when the raw material gas is replenished. The vapor phase growth apparatus according to any one of the preceding claims.
前記原料ガスごとに所定量が定められ、
前記所定量の前記原料ガスが前記チャンバーに導入された後において、前記原料ガスが、前記チャンバーの内部での化学反応に起因する前記原料ガスの減少量に応じて前記原料導入ポートから常時補充され、
前記原料ガスが常時補充される際に、前記原料ガスの各々のモル分率が前記チャンバーの内部で一定に保持されるように、前記原料ガスが常時補充される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の気相成長装置。
A predetermined amount is determined for each of the source gases,
After the predetermined amount of the raw material gas is introduced into the chamber, the raw material gas is constantly replenished from the raw material introduction port according to the amount of reduction of the raw material gas due to a chemical reaction inside the chamber. ,
The raw material gas is constantly replenished so that the molar fraction of each of the raw material gas is maintained constant inside the chamber when the raw material gas is constantly replenished. The vapor phase growth apparatus according to any one of the above.
前記チャンバーは、複数の前記原料導入ポートを含み、
前記複数の原料導入ポートは、それぞれ、前記複数の原料ガスを前記チャンバーに導入する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の気相成長装置。
The chamber includes a plurality of the raw material introduction ports,
The vapor deposition apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of source introduction ports introduce the plurality of source gases into the chamber, respectively.
前記原料導入ポートは、前記複数の原料ガスを混合した混合ガスを前記チャンバーに導入する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の気相成長装置。   The vapor deposition apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the source introduction port introduces a mixed gas obtained by mixing the plurality of source gases into the chamber. 前記チャンバーは、キャリアガスを前記チャンバーに導入するキャリア導入ポートをさらに含む、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の気相成長装置。   The vapor phase growth apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the chamber further includes a carrier introduction port for introducing a carrier gas into the chamber. 前記チャンバーは、エッチングガスを前記チャンバーに導入するエッチング導入ポートをさらに含む、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の気相成長装置。   The vapor deposition apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the chamber further includes an etching introduction port for introducing an etching gas into the chamber. 開口を有する壁部をさらに備え、
前記壁部は、前記加熱部が配置された前記保持部と、前記チャンバーの内壁面との間に配置され、
前記開口は、前記基板を露出させる、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の気相成長装置。
Further comprising a wall having an opening,
The wall portion is disposed between the holding portion in which the heating portion is disposed and an inner wall surface of the chamber.
The vapor phase growth apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the opening exposes the substrate.
請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の気相成長装置と、
前記気相成長装置に気体を供給する気体供給装置と
を備え、
前記気体供給装置は、
前記原料ガスを収容する原料容器と、
前記原料容器から導入された前記原料ガスと、前記原料ガスを希釈するキャリアガスとを混合して、希釈原料ガスとして収容する希釈容器と、
前記原料ガスと前記キャリアガスとを異なるタイミングで前記希釈容器に導入するとともに、前記原料ガスと前記キャリアガスとが混合された後に、前記希釈原料ガスを前記希釈容器から放出する導入部と
を備える、気相成長システム。
The vapor phase growth apparatus according to any one of claims 1 to 11,
And a gas supply device for supplying a gas to the vapor phase growth apparatus.
The gas supply device
A raw material container for containing the raw material gas;
A dilution container for mixing the source gas introduced from the source container and a carrier gas for diluting the source gas, and storing the mixture as a dilution source gas;
And an introduction unit for introducing the source gas and the carrier gas into the dilution container at different timings and releasing the diluted source gas from the dilution container after the source gas and the carrier gas are mixed. , Vapor phase growth system.
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