JP3329775B2 - 動的混合ガス送出装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２又はそれ以上の
流体を動的に配合し、分配母管を経由して１又は複数の
化学気相成長のための機器に送出される配合気体混合物
を作るための装置及び方法に関する。ここでこの化学気
相成長は、エピタキシャル層成長又は同様な層成長処理
を含む。本発明には他の用途もあるが、特に半導体製造
に適用可能である。
流体を動的に配合し、分配母管を経由して１又は複数の
化学気相成長のための機器に送出される配合気体混合物
を作るための装置及び方法に関する。ここでこの化学気
相成長は、エピタキシャル層成長又は同様な層成長処理
を含む。本発明には他の用途もあるが、特に半導体製造
に適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造者は、シリコンウェハー上に
薄膜（例えば、エピタキシャルシリコン）を成長させる
ために、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3 ）（ＴＣＳ）
と水素（Ｈ2 ）との成長気体混合物を使用することが多
い。そのような混合物は通常、気泡装置内において特定
の温度で保持されるＴＣＳ液体中にＨ2 ガスをスパージ
ング又はバブリングさせることによって得られる。この
装置は、ＴＣＳで飽和したＨ2 ガスキャリアー流れを、
半導体製造で使用される処理機器に送出する。しかしな
がら、処理機器への一貫した組成を確実にするためには
流れを飽和させなければならないので、需要側の供給路
内での凝縮を避けるために、気泡装置は処理機器に近接
させて配置しなければならない（凝縮が流れの組成に影
響を与えることによる）。結果として、それぞれの機器
がそれ自身の気泡装置を備えることが典型的であり、こ
れは、ＴＣＳを扱うために必要とされる資本費用をかな
り増加させ、半導体製造設備に使用できる床面積を減少
させる。
薄膜（例えば、エピタキシャルシリコン）を成長させる
ために、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3 ）（ＴＣＳ）
と水素（Ｈ2 ）との成長気体混合物を使用することが多
い。そのような混合物は通常、気泡装置内において特定
の温度で保持されるＴＣＳ液体中にＨ2 ガスをスパージ
ング又はバブリングさせることによって得られる。この
装置は、ＴＣＳで飽和したＨ2 ガスキャリアー流れを、
半導体製造で使用される処理機器に送出する。しかしな
がら、処理機器への一貫した組成を確実にするためには
流れを飽和させなければならないので、需要側の供給路
内での凝縮を避けるために、気泡装置は処理機器に近接
させて配置しなければならない（凝縮が流れの組成に影
響を与えることによる）。結果として、それぞれの機器
がそれ自身の気泡装置を備えることが典型的であり、こ
れは、ＴＣＳを扱うために必要とされる資本費用をかな
り増加させ、半導体製造設備に使用できる床面積を減少
させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】飽和していない条件で
（従って比較的低いＴＣＳの露点で）、一定した組成の
配合ガス混合物を提供する送出装置及び方法が望まれて
いる。
（従って比較的低いＴＣＳの露点で）、一定した組成の
配合ガス混合物を提供する送出装置及び方法が望まれて
いる。
【０００４】配合ガス混合物を複数の装置に送出するこ
とができる分配母管が更に望まれている。これは、床面
積の要求を減少させ、且つ資本費用を節約する。
とができる分配母管が更に望まれている。これは、床面
積の要求を減少させ、且つ資本費用を節約する。
【０００５】また、一定した流れの組成を維持しなが
ら、様々な数の処理機器に配合ガス混合物を提供する能
力を得ることが更に望まれている。
ら、様々な数の処理機器に配合ガス混合物を提供する能
力を得ることが更に望まれている。
【０００６】また、最終用途の要求が変動するときに、
流れの組成を素早く変更する能力を得ることが更に望ま
れている。
流れの組成を素早く変更する能力を得ることが更に望ま
れている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、動的配合ガス
送出装置及び方法である。また本発明は、この動的配合
方法で製造された配合ガス混合物も含む。この配合ガス
混合物は、化学気相成長機器又は他の同様な処理機器、
例えばエピタキシャル層成長において使用される機器で
使用する。
送出装置及び方法である。また本発明は、この動的配合
方法で製造された配合ガス混合物も含む。この配合ガス
混合物は、化学気相成長機器又は他の同様な処理機器、
例えばエピタキシャル層成長において使用される機器で
使用する。
【０００８】本発明の第１の態様は、複数の流体を処理
して配合ガス混合物を作り、そしてこの配合ガス混合物
を分配母管に供給し、この分配母管からこの配合ガス混
合物を少なくと１つの化学気相成長機器又は同様な処理
機器に送出するための方法である。この方法は７つの工
程を含む。第１の工程は、第１の流体を提供する工程で
ある。第２の工程は、この第１の流体の少なくともいく
らかが蒸気になる温度に、この第１の流体を加熱する工
程である。第３の工程は、この第１の流体の蒸気部分を
過熱して、少なくとも１つの化学気相成長機器又は同様
な処理機器に送出される配合ガス混合物の凝縮を避ける
のに十分な温度にする工程である。第４の工程は、第２
の流体を提供する工程である。第５の工程は、第２の流
体を加熱して、過熱された第１の流体の蒸気部分が第２
の流体に接触するときに、この過熱された蒸気部分が凝
縮するのを避けるのに十分な温度にする工程である。第
６の工程は、加熱された第２の流体と過熱された第１の
流体の蒸気部分とを組み合わせて、化学気相成長、エピ
タキシャル層成長、又は同様な処理のために所望とされ
る物理的及び化学的性質を持つ配合ガス混合物を作る工
程である。最後の工程は、配合ガス混合物を分配母管に
送出して、そこからこの配合ガス混合物を、少なくとも
１つの化学気相成長機器又は同様な処理機器に送出する
工程である。
して配合ガス混合物を作り、そしてこの配合ガス混合物
を分配母管に供給し、この分配母管からこの配合ガス混
合物を少なくと１つの化学気相成長機器又は同様な処理
機器に送出するための方法である。この方法は７つの工
程を含む。第１の工程は、第１の流体を提供する工程で
ある。第２の工程は、この第１の流体の少なくともいく
らかが蒸気になる温度に、この第１の流体を加熱する工
程である。第３の工程は、この第１の流体の蒸気部分を
過熱して、少なくとも１つの化学気相成長機器又は同様
な処理機器に送出される配合ガス混合物の凝縮を避ける
のに十分な温度にする工程である。第４の工程は、第２
の流体を提供する工程である。第５の工程は、第２の流
体を加熱して、過熱された第１の流体の蒸気部分が第２
の流体に接触するときに、この過熱された蒸気部分が凝
縮するのを避けるのに十分な温度にする工程である。第
６の工程は、加熱された第２の流体と過熱された第１の
流体の蒸気部分とを組み合わせて、化学気相成長、エピ
タキシャル層成長、又は同様な処理のために所望とされ
る物理的及び化学的性質を持つ配合ガス混合物を作る工
程である。最後の工程は、配合ガス混合物を分配母管に
送出して、そこからこの配合ガス混合物を、少なくとも
１つの化学気相成長機器又は同様な処理機器に送出する
工程である。
【０００９】上述の装置及び方法において、第１の流体
はトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）（ＴＣＳ）でよく
第２の流体は水素（Ｈ2 ）でよい。しかしながら、本発
明を使用して、他の気相成長流体を動的に配合及び送出
してもよい。例えば、第１の流体は別の流体でもよく、
これは限定をするわけではないが、四塩化ケイ素（Ｓｉ
Ｃｌ4 ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）、テトラ
エチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、オキシ塩化リン
（ＰＯＣｌ3 ）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3 ）
3 ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、六フッ素化タングス
テン（ＷＦ6 ）を含む。他の可能な第２の流体は、限定
をするわけではないが、ヘリウム、窒素、アルゴン、及
び酸素を含む。
はトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）（ＴＣＳ）でよく
第２の流体は水素（Ｈ2 ）でよい。しかしながら、本発
明を使用して、他の気相成長流体を動的に配合及び送出
してもよい。例えば、第１の流体は別の流体でもよく、
これは限定をするわけではないが、四塩化ケイ素（Ｓｉ
Ｃｌ4 ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）、テトラ
エチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、オキシ塩化リン
（ＰＯＣｌ3 ）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3 ）
3 ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、六フッ素化タングス
テン（ＷＦ6 ）を含む。他の可能な第２の流体は、限定
をするわけではないが、ヘリウム、窒素、アルゴン、及
び酸素を含む。
【００１０】本発明の第２の態様は、第１と第２の流体
の所望の流量比を自動的に維持し、配合ガス混合物の所
望の物理的及び化学的性質を維持する追加の工程を含
む。この態様の変形では、第１と第２の流体の所望の流
量比を自動的に維持する工程が以下の副工程を含む。
（ａ）第１の流体の流量を測定し、（ｂ）第２の流体の
流量を測定し、（ｃ）分配母管内圧力の変化を測定し、
そして（ｄ）分配母管内で測定された圧力の変化と反比
例の関係で、所望の流量比において第１と第２の流体の
流量を調節する副工程。
の所望の流量比を自動的に維持し、配合ガス混合物の所
望の物理的及び化学的性質を維持する追加の工程を含
む。この態様の変形では、第１と第２の流体の所望の流
量比を自動的に維持する工程が以下の副工程を含む。
（ａ）第１の流体の流量を測定し、（ｂ）第２の流体の
流量を測定し、（ｃ）分配母管内圧力の変化を測定し、
そして（ｄ）分配母管内で測定された圧力の変化と反比
例の関係で、所望の流量比において第１と第２の流体の
流量を調節する副工程。
【００１１】第３の態様は、上述の第１の態様の工程に
加えて、３つの工程を含む。第１の追加の工程は、第１
の流体とも第２の流体とも配合ガス混合物とも反応しな
い第３の流体を提供する工程である。次の追加の工程
は、第３の流体を加熱して、少なくとも１つの化学気相
成長機器又は同様な処理機器に送出される配合ガス混合
物の凝縮を避けるのに十分な温度にする工程である。最
後の追加の工程は、所定量の気相の加熱された第３の流
体を配合ガス混合物と組み合わせ、それによって、第１
と第２の流体の所望のモル比を維持して、配合ガス混合
物の所望の物理的及び化学的性質を維持するようにし、
且つ、それによって、分配母管における配合ガス混合物
の凝縮を避ける工程である。この態様の１つの変形で
は、第３の流体は不活性ガスである。
加えて、３つの工程を含む。第１の追加の工程は、第１
の流体とも第２の流体とも配合ガス混合物とも反応しな
い第３の流体を提供する工程である。次の追加の工程
は、第３の流体を加熱して、少なくとも１つの化学気相
成長機器又は同様な処理機器に送出される配合ガス混合
物の凝縮を避けるのに十分な温度にする工程である。最
後の追加の工程は、所定量の気相の加熱された第３の流
体を配合ガス混合物と組み合わせ、それによって、第１
と第２の流体の所望のモル比を維持して、配合ガス混合
物の所望の物理的及び化学的性質を維持するようにし、
且つ、それによって、分配母管における配合ガス混合物
の凝縮を避ける工程である。この態様の１つの変形で
は、第３の流体は不活性ガスである。
【００１２】第４の態様は、第３の態様の工程に加えて
１つの工程を有する。この追加の工程は、第１と第２の
流体の所望の流量比を自動的に維持して、配合ガス混合
物の所望の物理的及び化学的性質を維持するようにす
る。
１つの工程を有する。この追加の工程は、第１と第２の
流体の所望の流量比を自動的に維持して、配合ガス混合
物の所望の物理的及び化学的性質を維持するようにす
る。
【００１３】第５の態様は、第１の態様の工程に加えて
２つの工程を有する。第１の追加の工程は、分配母管の
上流に貯蔵緩衝器を提供する工程である。第２の追加の
工程は、配合ガス混合物を分配母管に送出する前に、配
合ガス混合物をこの貯蔵緩衝器に送出する工程である。
２つの工程を有する。第１の追加の工程は、分配母管の
上流に貯蔵緩衝器を提供する工程である。第２の追加の
工程は、配合ガス混合物を分配母管に送出する前に、配
合ガス混合物をこの貯蔵緩衝器に送出する工程である。
【００１４】第６の態様は、配合ガス混合物を分配母管
に供給し、そこから配合ガス混合物を少なくとも１つの
化学気相成長機器又は同様な処理機器に送出するための
動的配合ガス送出装置である。この装置は、（１）第１
の流体を提供する手段、（２）この第１の流体の少なく
ともいくらかが蒸気になる温度に、この第１の流体を加
熱する手段、（３）この第１の流体の蒸気部分を過熱し
て、少なくとも１つの化学気相成長機器又は同様な処理
機器に送出される配合ガス混合物の凝縮を避けるのに十
分な温度にする手段、（４）第２の流体を提供する手
段、（５）第２の流体を加熱して、過熱された第１の流
体の蒸気部分がこの第２の流体に接触するときに、この
過熱された蒸気部分が凝縮するのを避けるのに十分な温
度にする手段、（６）加熱された第２の流体と過熱され
た第１の流体の蒸気部分とを組み合わせて、化学気相成
長、エピタキシャル層成長、又は同様な処理のために所
望とされる物理的及び化学的性質を持つ配合ガス混合物
を作る手段、並びに（７）配合ガス混合物を分配母管に
送出して、そこからこの配合ガス混合物を、少なくとも
１つの化学気相成長機器又は同様な処理機器に送出する
手段、を有する。
に供給し、そこから配合ガス混合物を少なくとも１つの
化学気相成長機器又は同様な処理機器に送出するための
動的配合ガス送出装置である。この装置は、（１）第１
の流体を提供する手段、（２）この第１の流体の少なく
ともいくらかが蒸気になる温度に、この第１の流体を加
熱する手段、（３）この第１の流体の蒸気部分を過熱し
て、少なくとも１つの化学気相成長機器又は同様な処理
機器に送出される配合ガス混合物の凝縮を避けるのに十
分な温度にする手段、（４）第２の流体を提供する手
段、（５）第２の流体を加熱して、過熱された第１の流
体の蒸気部分がこの第２の流体に接触するときに、この
過熱された蒸気部分が凝縮するのを避けるのに十分な温
度にする手段、（６）加熱された第２の流体と過熱され
た第１の流体の蒸気部分とを組み合わせて、化学気相成
長、エピタキシャル層成長、又は同様な処理のために所
望とされる物理的及び化学的性質を持つ配合ガス混合物
を作る手段、並びに（７）配合ガス混合物を分配母管に
送出して、そこからこの配合ガス混合物を、少なくとも
１つの化学気相成長機器又は同様な処理機器に送出する
手段、を有する。
【００１５】好ましい態様において、第１の流体はトリ
クロロシラン（ＴＣＳ）であり、第２の流体は水素（Ｈ
2 ）である。しかしながら、ＴＣＳ以外の流体を第１の
流体として使用することができ、限定をするわけではな
いが、このＴＣＳ以外の流体は、四塩化ケイ素（ＳｉＣ
ｌ4 ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）、テトラエ
チルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、オキシ塩化リン
（ＰＯＣｌ3 ）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3 ）
3 ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、六フッ素化タングス
テン（ＷＦ6 ）を含む。他の可能な第２の流体は、限定
をするわけではないが、ヘリウム、窒素、アルゴン、及
び酸素を含む。
クロロシラン（ＴＣＳ）であり、第２の流体は水素（Ｈ
2 ）である。しかしながら、ＴＣＳ以外の流体を第１の
流体として使用することができ、限定をするわけではな
いが、このＴＣＳ以外の流体は、四塩化ケイ素（ＳｉＣ
ｌ4 ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）、テトラエ
チルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、オキシ塩化リン
（ＰＯＣｌ3 ）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3 ）
3 ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、六フッ素化タングス
テン（ＷＦ6 ）を含む。他の可能な第２の流体は、限定
をするわけではないが、ヘリウム、窒素、アルゴン、及
び酸素を含む。
【００１６】第７の態様は、第１と第２の流体の所望の
流量比を自動的に維持し、それによって配合ガス混合物
の所望の物理的及び化学的性質を維持するようにする手
段を有することを除いて、第６の態様と同様な動的配合
ガス送出装置である。好ましい態様において、第１と第
２の流体の所望の流量比を自動的に維持する手段は、流
量比制御装置である。
流量比を自動的に維持し、それによって配合ガス混合物
の所望の物理的及び化学的性質を維持するようにする手
段を有することを除いて、第６の態様と同様な動的配合
ガス送出装置である。好ましい態様において、第１と第
２の流体の所望の流量比を自動的に維持する手段は、流
量比制御装置である。
【００１７】第７の態様のもう１つの変形では、第１と
第２の流体の所望の流量比を自動的に維持する手段は、
（１）第１の流体の流量を測定する手段、（２）第２の
流体の流量を測定する手段、（３）分配母管内圧力の変
化を測定する手段、及び（４）前記分配母管内で測定さ
れた圧力の変化と反比例の関係で、所望の流量比におい
て第１と第２の流体の流量を調節する手段、を含む。
第２の流体の所望の流量比を自動的に維持する手段は、
（１）第１の流体の流量を測定する手段、（２）第２の
流体の流量を測定する手段、（３）分配母管内圧力の変
化を測定する手段、及び（４）前記分配母管内で測定さ
れた圧力の変化と反比例の関係で、所望の流量比におい
て第１と第２の流体の流量を調節する手段、を含む。
【００１８】この態様の変形は、第８の態様である。こ
の第８の態様は以下の追加の構成要素を有する。（１）
第１の流体の流量を検知し、この流量を示す信号を提供
する第１のセンサー、（２）第２の流体の流量を検知
し、この流量を示す信号を提供する第２のセンサー、
（３）分配母管内の圧力変化を検知し、この圧力変化を
示す信号を提供する第３のセンサー、並びに（４）第
１、２及び３のセンサーからの信号を受け取り、前記第
１と第２の流体の流量を決定し、前記分配母管内の圧力
変化を決定し、所望の流量比を維持するために第１と第
２の流体の流量に必要とされる全ての調整を決定し、そ
して流量に必要とされる調節を示す少なくとも１つの信
号を、流量比制御装置に送るコンピューター。好ましい
態様において、このコンピューターは、プログラム論理
制御装置である。
の第８の態様は以下の追加の構成要素を有する。（１）
第１の流体の流量を検知し、この流量を示す信号を提供
する第１のセンサー、（２）第２の流体の流量を検知
し、この流量を示す信号を提供する第２のセンサー、
（３）分配母管内の圧力変化を検知し、この圧力変化を
示す信号を提供する第３のセンサー、並びに（４）第
１、２及び３のセンサーからの信号を受け取り、前記第
１と第２の流体の流量を決定し、前記分配母管内の圧力
変化を決定し、所望の流量比を維持するために第１と第
２の流体の流量に必要とされる全ての調整を決定し、そ
して流量に必要とされる調節を示す少なくとも１つの信
号を、流量比制御装置に送るコンピューター。好ましい
態様において、このコンピューターは、プログラム論理
制御装置である。
【００１９】第９の態様は、上述の第６の態様の構成要
素に加えて３つの構成要素を含む。この３つの追加の構
成要素は、（１）第１の流体とも第２の流体とも配合ガ
ス混合物とも反応しない第３の流体を提供する手段、
（２）第３の流体を加熱して、少なくとも１つの化学気
相成長機器又は同様な処理機器に送出される配合ガス混
合物の凝縮を避けるのに十分な温度にする手段、（３）
所定量の気相の加熱された第３の流体を配合ガス混合物
と組み合わせ、それによって、第１と第２の流体の所望
のモル比を維持し、且つ、それによって、分配母管にお
ける配合ガス混合物の凝縮を避ける手段、である。好ま
しい態様では、第３の流体は不活性ガス、例えばアルゴ
ン又はヘリウムである。
素に加えて３つの構成要素を含む。この３つの追加の構
成要素は、（１）第１の流体とも第２の流体とも配合ガ
ス混合物とも反応しない第３の流体を提供する手段、
（２）第３の流体を加熱して、少なくとも１つの化学気
相成長機器又は同様な処理機器に送出される配合ガス混
合物の凝縮を避けるのに十分な温度にする手段、（３）
所定量の気相の加熱された第３の流体を配合ガス混合物
と組み合わせ、それによって、第１と第２の流体の所望
のモル比を維持し、且つ、それによって、分配母管にお
ける配合ガス混合物の凝縮を避ける手段、である。好ま
しい態様では、第３の流体は不活性ガス、例えばアルゴ
ン又はヘリウムである。
【００２０】第１０の態様は、第９の態様の構成要素に
加えて１つの構成要素を有する。この追加の構成要素
は、第１と第２の流体の所望の流量比を自動的に維持
し、それによって配合ガス混合物の所望の物理的及び化
学的性質を維持するようにする構成要素である。
加えて１つの構成要素を有する。この追加の構成要素
は、第１と第２の流体の所望の流量比を自動的に維持
し、それによって配合ガス混合物の所望の物理的及び化
学的性質を維持するようにする構成要素である。
【００２１】本発明の第１１の態様は、上述の第６の態
様の構成要素に加えて２つの構成要素を有する。この２
つの追加の構成要素は、（１）分配母管の上流の貯蔵緩
衝器、及び（２）配合ガス混合物を分配母管に送出する
前に、配合ガス混合物を貯蔵緩衝器に送出する手段、で
ある。
様の構成要素に加えて２つの構成要素を有する。この２
つの追加の構成要素は、（１）分配母管の上流の貯蔵緩
衝器、及び（２）配合ガス混合物を分配母管に送出する
前に、配合ガス混合物を貯蔵緩衝器に送出する手段、で
ある。
【００２２】第１２の態様では、動的配合ガス送出装置
は装置をパージする手段を有する。
は装置をパージする手段を有する。
【００２３】第１３の態様は、成長処理ガスを配合し、
少なくとも１つの化学気相成長機器又は同様な処理機器
に送出する装置である。この装置は、（１）成長ガスを
蓄積し、この成長ガスをそれぞれの機器の需要に応じて
それぞれの機器に分配する分配母管、（２）前記分配母
管からの成長ガス流量の変化によってもたらされる分配
母管における圧力降下を測定するための、この分配母管
に接続されたセンサー、（３）液体成長物質の供給源、
（４）液体成長物質を気化させ、そして得られる蒸気を
過熱する加熱器、（５）加熱器から分配母管への過熱さ
れた蒸気の流量を制御する第１の流量制御装置、及び
（６）第１の流量制御装置を調節して、過熱された蒸気
の流量が分配母管内の圧力変化に反比例の関係になるこ
とを可能にする手段、を有する。
少なくとも１つの化学気相成長機器又は同様な処理機器
に送出する装置である。この装置は、（１）成長ガスを
蓄積し、この成長ガスをそれぞれの機器の需要に応じて
それぞれの機器に分配する分配母管、（２）前記分配母
管からの成長ガス流量の変化によってもたらされる分配
母管における圧力降下を測定するための、この分配母管
に接続されたセンサー、（３）液体成長物質の供給源、
（４）液体成長物質を気化させ、そして得られる蒸気を
過熱する加熱器、（５）加熱器から分配母管への過熱さ
れた蒸気の流量を制御する第１の流量制御装置、及び
（６）第１の流量制御装置を調節して、過熱された蒸気
の流量が分配母管内の圧力変化に反比例の関係になるこ
とを可能にする手段、を有する。
【００２４】第１４の態様は、第１３の態様の構成要素
に加えて以下の（１）〜（５）の構成要素を有する。
（１）少なくとも１種のキャリアーガスの少なくとも１
つの供給源、（２）それぞれのキャリアーガスの流量を
制御するためにそれぞれのキャリアーガスの供給源に接
続された追加の流量制御装置、（３）追加の流量制御装
置を調節して、流量が、第１の流量制御装置を通る過熱
された蒸気の質量流量に対して、所定の比になるように
する手段、（４）流量を制御されたそれぞれのキャリア
ーガスと流量を制御された過熱蒸気とを配合する動的配
合手段、及び（５）得られた配合ガス混合物を分配母管
に送出する手段。この態様の１つの変形では、少なくと
も２種のキャリアーガスが存在する。これらは、反応性
物質である少なくとも１種のキャリアーガスと、不活性
物質である少なくとも１種のキャリアーガスである。
に加えて以下の（１）〜（５）の構成要素を有する。
（１）少なくとも１種のキャリアーガスの少なくとも１
つの供給源、（２）それぞれのキャリアーガスの流量を
制御するためにそれぞれのキャリアーガスの供給源に接
続された追加の流量制御装置、（３）追加の流量制御装
置を調節して、流量が、第１の流量制御装置を通る過熱
された蒸気の質量流量に対して、所定の比になるように
する手段、（４）流量を制御されたそれぞれのキャリア
ーガスと流量を制御された過熱蒸気とを配合する動的配
合手段、及び（５）得られた配合ガス混合物を分配母管
に送出する手段。この態様の１つの変形では、少なくと
も２種のキャリアーガスが存在する。これらは、反応性
物質である少なくとも１種のキャリアーガスと、不活性
物質である少なくとも１種のキャリアーガスである。
【００２５】第１５の態様は、配合の前に、それぞれの
キャリアーガスの温度を過熱された蒸気の露点よりも高
い温度まで上昇させる加熱手段である追加の構成要素を
有することを除いて、第１４態様と同様である。
キャリアーガスの温度を過熱された蒸気の露点よりも高
い温度まで上昇させる加熱手段である追加の構成要素を
有することを除いて、第１４態様と同様である。
【００２６】本発明のもう１つの側面は、上述の方法、
限定をするわけではないが第１及び第３の態様の方法で
製造された配合ガス混合物である。
限定をするわけではないが第１及び第３の態様の方法で
製造された配合ガス混合物である。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明は、１又は複数の化学気相
成長機器又は同様な処理機器に配合ガス混合物を送出す
るための動的配合ガス送出装置を教示する。また、本発
明は複数の流体を処理して配合ガス混合物を作り、そし
て配合ガス混合物を分配母管に送出し、この分配母管か
ら配合ガス混合物を１又は複数の化学気相成長機器又は
同様な処理機器に送出する方法を教示する。
成長機器又は同様な処理機器に配合ガス混合物を送出す
るための動的配合ガス送出装置を教示する。また、本発
明は複数の流体を処理して配合ガス混合物を作り、そし
て配合ガス混合物を分配母管に送出し、この分配母管か
ら配合ガス混合物を１又は複数の化学気相成長機器又は
同様な処理機器に送出する方法を教示する。
【００２８】本発明の好ましい態様を図１で説明してい
る。図１で示し以下で議論する特定の場合では、ＴＣＳ
をＨ2 ガスと配合して、飽和した混合物又はわずかに飽
和度を低下させた混合物のいずれかを提供する。しかし
ながら、本発明を使用して、ＴＣＳとＨ2 ガス以外の流
体を動的に配合することができる。限定をするわけでは
ないが、使用することができる流体は、四塩化ケイ素
（ＳｉＣｌ4 ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）、
テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、オキシ塩
化リン（ＰＯＣｌ3 ）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、六フッ素化タ
ングステン（ＷＦ6 ）を含む。使用することができる他
の流体は、限定をするわけではないが、ヘリウム、窒
素、アルゴン、及び酸素を含む。
る。図１で示し以下で議論する特定の場合では、ＴＣＳ
をＨ2 ガスと配合して、飽和した混合物又はわずかに飽
和度を低下させた混合物のいずれかを提供する。しかし
ながら、本発明を使用して、ＴＣＳとＨ2 ガス以外の流
体を動的に配合することができる。限定をするわけでは
ないが、使用することができる流体は、四塩化ケイ素
（ＳｉＣｌ4 ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）、
テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、オキシ塩
化リン（ＰＯＣｌ3 ）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、六フッ素化タ
ングステン（ＷＦ6 ）を含む。使用することができる他
の流体は、限定をするわけではないが、ヘリウム、窒
素、アルゴン、及び酸素を含む。
【００２９】図１において点線で囲まれている部分２０
０は、随意の部分である。この随意の部分の特徴は、不
活性ガス（例えば、アルゴン又はヘリウム）で気体混合
物の飽和度を低下させて、好適なＴＣＳ／Ｈ2 比を維持
する能力を提供する。（他の不活性ガスを使用すること
ができる。事実、配合されるガス（例えば、ＴＣＳ及び
Ｈ2 ）と反応しない任意のガスを使用することができ
る。）
０は、随意の部分である。この随意の部分の特徴は、不
活性ガス（例えば、アルゴン又はヘリウム）で気体混合
物の飽和度を低下させて、好適なＴＣＳ／Ｈ2 比を維持
する能力を提供する。（他の不活性ガスを使用すること
ができる。事実、配合されるガス（例えば、ＴＣＳ及び
Ｈ2 ）と反応しない任意のガスを使用することができ
る。）
【００３０】図１を参照すると、液体のＴＣＳ供給物１
２を管路１４に通して加熱器１８に送る。管路１４内の
流れは、空気圧式遮断弁１６によって調節する。加熱器
１８は、複数の通路を持つ熱交換機として機能する電気
加熱器ブロックである。この加熱器は、液体のＴＣＳを
気化させ、そして下流の設備における凝縮を避け、特に
機器への供給源８６において配合ガス混合物の凝縮を避
ける操作温度に蒸気を過熱する。（機器への供給源８６
は、１若しくは複数の化学気相成長機器又は同様な処理
機器であってよい）。この加熱器は、温度素子２２を具
備している。この温度素子２２はＴＣＳの温度を示す信
号を温度表示制御装置２４に送り、これは制御装置２０
に信号を送り、加熱器を制御する（すなわち、必要に応
じてエネルギーの流入量を増加又は減少させる）。温度
表示制御装置は、高温及び低温警報装置を備えていても
よい。
２を管路１４に通して加熱器１８に送る。管路１４内の
流れは、空気圧式遮断弁１６によって調節する。加熱器
１８は、複数の通路を持つ熱交換機として機能する電気
加熱器ブロックである。この加熱器は、液体のＴＣＳを
気化させ、そして下流の設備における凝縮を避け、特に
機器への供給源８６において配合ガス混合物の凝縮を避
ける操作温度に蒸気を過熱する。（機器への供給源８６
は、１若しくは複数の化学気相成長機器又は同様な処理
機器であってよい）。この加熱器は、温度素子２２を具
備している。この温度素子２２はＴＣＳの温度を示す信
号を温度表示制御装置２４に送り、これは制御装置２０
に信号を送り、加熱器を制御する（すなわち、必要に応
じてエネルギーの流入量を増加又は減少させる）。温度
表示制御装置は、高温及び低温警報装置を備えていても
よい。
【００３１】過熱されたＴＣＳ蒸気は、加熱器１８から
管路２６を通って流れる。管路２６の圧力は、圧力変換
器２８によって測定する。この圧力変換器２８は、圧力
を示す信号を圧力表示計３０に提供する。圧力表示計
は、高圧又は低圧のための警報装置を持つことができ
る。同様に、この管路の温度は温度素子３２によって測
定する。この温度素子３２は、温度を示す信号を温度表
示計３４に提供する。温度表示計は、高温又は低温のた
めの警報装置を持つことができる。
管路２６を通って流れる。管路２６の圧力は、圧力変換
器２８によって測定する。この圧力変換器２８は、圧力
を示す信号を圧力表示計３０に提供する。圧力表示計
は、高圧又は低圧のための警報装置を持つことができ
る。同様に、この管路の温度は温度素子３２によって測
定する。この温度素子３２は、温度を示す信号を温度表
示計３４に提供する。温度表示計は、高温又は低温のた
めの警報装置を持つことができる。
【００３２】管路２６は、ラプチュアディスク３６及び
安全弁３８も具備している。安全弁３２は圧力表示スイ
ッチ４０及び高圧スイッチ４２を有する。
安全弁３８も具備している。安全弁３２は圧力表示スイ
ッチ４０及び高圧スイッチ４２を有する。
【００３３】過熱されたＴＣＳ蒸気の流量は、空気圧式
の制御弁４４によって制御する。これは、分配母管８２
内の圧力に比例して機能し、１又は複数の処理機器、一
般的に「機器への供給源」８６として示したものに供給
する。分配母管８２内の圧力は、圧力変換器７２によっ
て測定する。この圧力変換器７２は、圧力表示制御装置
４６に信号を送り、空気圧式制御弁４４を制御する。圧
力表示計７４は、高圧及び低圧のための警報装置を備え
ていてもよい。分配母管８２での圧力の低下は、ＴＣＳ
流れの要求量を増加させ、逆に、分配母管での圧力の増
加は、ＴＣＳ流れの要求量を減少させる。（言い換える
とＴＣＳ流量は、分配母管内で測定される圧力変化に反
比例の関係で調整する。）
の制御弁４４によって制御する。これは、分配母管８２
内の圧力に比例して機能し、１又は複数の処理機器、一
般的に「機器への供給源」８６として示したものに供給
する。分配母管８２内の圧力は、圧力変換器７２によっ
て測定する。この圧力変換器７２は、圧力表示制御装置
４６に信号を送り、空気圧式制御弁４４を制御する。圧
力表示計７４は、高圧及び低圧のための警報装置を備え
ていてもよい。分配母管８２での圧力の低下は、ＴＣＳ
流れの要求量を増加させ、逆に、分配母管での圧力の増
加は、ＴＣＳ流れの要求量を減少させる。（言い換える
とＴＣＳ流量は、分配母管内で測定される圧力変化に反
比例の関係で調整する。）
【００３４】過熱ＴＣＳ蒸気流量は、質量流量素子４８
によって測定する。これは、信号を流れ信号表示計５０
に送る。この信号は、プログラム論理制御装置（ＰＬ
Ｃ）又は他のタイプのコンピューター（図示せず）によ
って受け取る。質量流量素子４８を通る流量を示すこの
信号は、高高（ｈｉｇｈ−ｈｉｇｈ）流れ警報装置５２
にも提供される。ＰＬＣは特に、様々なパラメーター
（例えば、温度、圧力、流量等）のための検知手段から
の信号を受け取るようにされており、また、出力信号を
特に、流量を制御してガスの所望の配合を維持する制御
弁を調節する制御装置に送る。
によって測定する。これは、信号を流れ信号表示計５０
に送る。この信号は、プログラム論理制御装置（ＰＬ
Ｃ）又は他のタイプのコンピューター（図示せず）によ
って受け取る。質量流量素子４８を通る流量を示すこの
信号は、高高（ｈｉｇｈ−ｈｉｇｈ）流れ警報装置５２
にも提供される。ＰＬＣは特に、様々なパラメーター
（例えば、温度、圧力、流量等）のための検知手段から
の信号を受け取るようにされており、また、出力信号を
特に、流量を制御してガスの所望の配合を維持する制御
弁を調節する制御装置に送る。
【００３５】ＰＬＣ（図示せず）は、過熱ＴＣＳ蒸気の
流量を示す信号を流量表示計５０’にも提供する。この
流量表示計５０’は流量比制御装置１１８に信号を送
り、この制御装置１１８が、Ｈ2 ガス供給管路１１４の
空気圧式弁１１６を制御して、過熱ＴＣＳ蒸気とＨ2 ガ
ス（キャリアーガス）の所望の流量比を維持する。Ｈ2
供給物９０は、管路９４を通り、加熱器１００に流れ
る。管路９４を通る流れは、逆止め弁９２によって規制
することができ、また手動遮断弁９６によって調節する
ことができる。Ｈ2 ガス流れは、加熱器１００で加熱し
て、過熱ＴＣＳ蒸気がＨ2 ガスと接触したときに低温の
Ｈ2 ガスが凝縮をもたらす可能性を最小化する。
流量を示す信号を流量表示計５０’にも提供する。この
流量表示計５０’は流量比制御装置１１８に信号を送
り、この制御装置１１８が、Ｈ2 ガス供給管路１１４の
空気圧式弁１１６を制御して、過熱ＴＣＳ蒸気とＨ2 ガ
ス（キャリアーガス）の所望の流量比を維持する。Ｈ2
供給物９０は、管路９４を通り、加熱器１００に流れ
る。管路９４を通る流れは、逆止め弁９２によって規制
することができ、また手動遮断弁９６によって調節する
ことができる。Ｈ2 ガス流れは、加熱器１００で加熱し
て、過熱ＴＣＳ蒸気がＨ2 ガスと接触したときに低温の
Ｈ2 ガスが凝縮をもたらす可能性を最小化する。
【００３６】温度素子１０４は、温度表示制御装置１０
２に信号を提供し、そしてこの温度表示制御装置１０２
は、制御装置９８に信号を送り、Ｈ2 供給物の温度を所
望の温度に維持する。加熱したＨ2 ガスは熱交換機１０
０から、管路１１４を通して、空気圧式弁１１６に送
る。管路１１４の温度は、温度素子１１０で測定する。
この温度素子１１０は、温度表示計１１２に温度を示す
信号を送る。この温度表示計１１２は高温及び低温のた
めの警報装置を備えていてもよい。管路１１４の圧力
は、圧力変換装置１０６で測定する。この圧力変換装置
１０６は、圧力を示す信号を圧力表示計１０８に提供す
る。この圧力表示計１０８は、高圧及び定圧のための警
報装置を備えていてもよい。
２に信号を提供し、そしてこの温度表示制御装置１０２
は、制御装置９８に信号を送り、Ｈ2 供給物の温度を所
望の温度に維持する。加熱したＨ2 ガスは熱交換機１０
０から、管路１１４を通して、空気圧式弁１１６に送
る。管路１１４の温度は、温度素子１１０で測定する。
この温度素子１１０は、温度表示計１１２に温度を示す
信号を送る。この温度表示計１１２は高温及び低温のた
めの警報装置を備えていてもよい。管路１１４の圧力
は、圧力変換装置１０６で測定する。この圧力変換装置
１０６は、圧力を示す信号を圧力表示計１０８に提供す
る。この圧力表示計１０８は、高圧及び定圧のための警
報装置を備えていてもよい。
【００３７】流量比制御装置１１８は、流量表示計５
０’（流量素子４８を通る過熱ＴＣＳ蒸気の流量を示
す）からの信号を受けるのに加えて、流量表示計１２４
（流量表示計１２４に指示信号を提供する流量素子１２
２を通るガスの流量を表す）からの信号も受ける。流量
表示計１２４は、高高流量警報装置１２６にも信号を提
供する。
０’（流量素子４８を通る過熱ＴＣＳ蒸気の流量を示
す）からの信号を受けるのに加えて、流量表示計１２４
（流量表示計１２４に指示信号を提供する流量素子１２
２を通るガスの流量を表す）からの信号も受ける。流量
表示計１２４は、高高流量警報装置１２６にも信号を提
供する。
【００３８】加熱されたＨ2 ガス（キャリアーガス）
は、流量素子１２２から管路１２８を通って流れる。こ
の管路１２８は、管路５４に接続されており、ここで過
熱ＴＣＳ蒸気を加熱Ｈ2 ガスと配合する。この配合ガス
混合物は、管路５４を通って貯蔵緩衝器５６までつなが
っており、これは、下流でのバッチ処理による流量の変
動を和らげ、また装置の全流量が増加又は減少したとき
に組成の変化を最小化する。貯蔵緩衝器は、レベルスイ
ッチ５８を具備しており、これは任意の液体を検知し、
高液面（ｈｉｇｈ−ｌｉｑｕｉｄ）警報装置６０に信号
を送る。液が警報レベルまで上昇することは、加熱器１
８及び／又は加熱器１００での熱の損失を示し、装置は
保護のために自動的に閉じる。
は、流量素子１２２から管路１２８を通って流れる。こ
の管路１２８は、管路５４に接続されており、ここで過
熱ＴＣＳ蒸気を加熱Ｈ2 ガスと配合する。この配合ガス
混合物は、管路５４を通って貯蔵緩衝器５６までつなが
っており、これは、下流でのバッチ処理による流量の変
動を和らげ、また装置の全流量が増加又は減少したとき
に組成の変化を最小化する。貯蔵緩衝器は、レベルスイ
ッチ５８を具備しており、これは任意の液体を検知し、
高液面（ｈｉｇｈ−ｌｉｑｕｉｄ）警報装置６０に信号
を送る。液が警報レベルまで上昇することは、加熱器１
８及び／又は加熱器１００での熱の損失を示し、装置は
保護のために自動的に閉じる。
【００３９】配合ガス混合物は、貯蔵緩衝器５６から管
路６２に流れる。管路６２の圧力は、圧力変換装置６４
によって測定する。この圧力変換装置６４は、圧力を示
す信号を圧力表示制御装置６６に提供する。この圧力表
示制御装置６６は、空気圧制御弁６８を制御する。この
弁は、最終用途（例えば、半導体製造の処理機器）が要
求する装置の操作条件に従って設定される圧力変換器６
４の設定点に基づいて、貯蔵緩衝器の圧力を維持する。
路６２に流れる。管路６２の圧力は、圧力変換装置６４
によって測定する。この圧力変換装置６４は、圧力を示
す信号を圧力表示制御装置６６に提供する。この圧力表
示制御装置６６は、空気圧制御弁６８を制御する。この
弁は、最終用途（例えば、半導体製造の処理機器）が要
求する装置の操作条件に従って設定される圧力変換器６
４の設定点に基づいて、貯蔵緩衝器の圧力を維持する。
【００４０】弁６８から、配合ガス混合物を管路６２及
びフィルター７０に連続的に流す。これは、分配母管８
２に配合ガス混合物を入れる前に、配合ガス混合物をろ
過する。分配母管を通って機器への供給源８６に達する
流れは、空気圧式遮断弁８０又は手動遮断弁８４によっ
て調節することができる。
びフィルター７０に連続的に流す。これは、分配母管８
２に配合ガス混合物を入れる前に、配合ガス混合物をろ
過する。分配母管を通って機器への供給源８６に達する
流れは、空気圧式遮断弁８０又は手動遮断弁８４によっ
て調節することができる。
【００４１】解析機器への接続７８は、管路６２を通っ
て分配母管８２に達する流れの試料採取を可能にする。
解析器を解析器接続に取り付けることによって、配合ガ
ス混合物流れの組成を確認することが可能になる。手動
遮断弁７６を使用して、解析器接続部への流れを調節す
る。
て分配母管８２に達する流れの試料採取を可能にする。
解析器を解析器接続に取り付けることによって、配合ガ
ス混合物流れの組成を確認することが可能になる。手動
遮断弁７６を使用して、解析器接続部への流れを調節す
る。
【００４２】装置の随意の部分２００は、ヘリウム、ア
ルゴン、又はいくらかの他の不活性ガスを、飽和度を低
下させるガスとして加える能力を提供する。これは、最
終使用者が、ガス分配母管８２での凝縮を最小化しなが
ら、ＴＣＳとＨ2 ガスの特定のモル比を維持することを
可能にする。
ルゴン、又はいくらかの他の不活性ガスを、飽和度を低
下させるガスとして加える能力を提供する。これは、最
終使用者が、ガス分配母管８２での凝縮を最小化しなが
ら、ＴＣＳとＨ2 ガスの特定のモル比を維持することを
可能にする。
【００４３】不活性ガス２０２は、管路２０８を通って
加熱器２１２に流れる。逆止め弁２０４及び手動遮断弁
２０６を利用して、不活性ガスの流量を調節することが
できる。加熱器２１２は、複数の通路を持つ熱交換器と
して機能する電気加熱ブロックである。この熱交換器
は、熱素子２１４を具備している。この熱素子２１４
は、加熱不活性ガスの温度を示す信号を温度表示制御装
置２１６に提供して、加熱器２１２を制御する制御装置
２１０を制御する。
加熱器２１２に流れる。逆止め弁２０４及び手動遮断弁
２０６を利用して、不活性ガスの流量を調節することが
できる。加熱器２１２は、複数の通路を持つ熱交換器と
して機能する電気加熱ブロックである。この熱交換器
は、熱素子２１４を具備している。この熱素子２１４
は、加熱不活性ガスの温度を示す信号を温度表示制御装
置２１６に提供して、加熱器２１２を制御する制御装置
２１０を制御する。
【００４４】加熱された不活性ガスは、熱交換器２１２
から管路２１８を経由て流れる。この管路の圧力は、圧
力変換器２２０によって測定する。この圧力変換器２２
０は、圧力を示す信号を圧力表示計２２２に提供する。
この圧力表示計は、高圧及び低圧のための警報装置を備
えていてもよい。同様に、この管路の温度は、温度素子
２２４で測定する。この温度素子２２４は、温度表示計
２２６に信号を提供する。温度表示計は、高温及び低温
のための警報装置を備えていてもよい。
から管路２１８を経由て流れる。この管路の圧力は、圧
力変換器２２０によって測定する。この圧力変換器２２
０は、圧力を示す信号を圧力表示計２２２に提供する。
この圧力表示計は、高圧及び低圧のための警報装置を備
えていてもよい。同様に、この管路の温度は、温度素子
２２４で測定する。この温度素子２２４は、温度表示計
２２６に信号を提供する。温度表示計は、高温及び低温
のための警報装置を備えていてもよい。
【００４５】加熱不活性ガスの流量は、空気式制御弁２
２８によって制御する。この弁は、流量比制御装置２３
０によって調節する。この制御装置２３０は、流量表示
計５０”から、過熱ＴＣＳ蒸気の流量を示すＰＬＣから
の信号を受ける。また、流量比制御装置２３０は、流量
素子２３８を通る不活性ガスの流量を示す信号を流量表
示計２３４から受ける。また、流量表示計２３４は、高
高流量警報装置２３６に信号を提供する。
２８によって制御する。この弁は、流量比制御装置２３
０によって調節する。この制御装置２３０は、流量表示
計５０”から、過熱ＴＣＳ蒸気の流量を示すＰＬＣから
の信号を受ける。また、流量比制御装置２３０は、流量
素子２３８を通る不活性ガスの流量を示す信号を流量表
示計２３４から受ける。また、流量表示計２３４は、高
高流量警報装置２３６に信号を提供する。
【００４６】流量素子２３８から、加熱不活性ガスが管
路２４０を通り管路５４に達して、そこで加熱不活性ガ
ス混合物を配合されたＴＣＳ／Ｈ2 気体混合物と混合す
る。配合ガス混合物に不活性ガスを第３の成分として加
えることは、ＴＣＳとＨ2 ガスの所望のモル比に影響を
与えることなく、配合された流れの露点を低下させる。
路２４０を通り管路５４に達して、そこで加熱不活性ガ
ス混合物を配合されたＴＣＳ／Ｈ2 気体混合物と混合す
る。配合ガス混合物に不活性ガスを第３の成分として加
えることは、ＴＣＳとＨ2 ガスの所望のモル比に影響を
与えることなく、配合された流れの露点を低下させる。
【００４７】エピタキシャル機器におけるＴＣＳ／Ｈ2
の反応は、以下の反応で説明される。 ＳｉＨＣｌ3 ＋Ｈ2 ＝Ｓｉ＋３ＨＣｌ 化学量論条件では、１モルのＴＣＳとの反応のために１
モルのＨ2 が必要とされる。理想的な条件下では、ＴＣ
Ｓ／Ｈ2 混合物を等しいモル数の混合物でエピタキシャ
ル機器又は化学気相成長機器に供給する。しかしなが
ら、工業的な選択では過剰のＨ2 を使用する。
の反応は、以下の反応で説明される。 ＳｉＨＣｌ3 ＋Ｈ2 ＝Ｓｉ＋３ＨＣｌ 化学量論条件では、１モルのＴＣＳとの反応のために１
モルのＨ2 が必要とされる。理想的な条件下では、ＴＣ
Ｓ／Ｈ2 混合物を等しいモル数の混合物でエピタキシャ
ル機器又は化学気相成長機器に供給する。しかしなが
ら、工業的な選択では過剰のＨ2 を使用する。
【００４８】ＴＣＳ／Ｈ2 系のための飽和曲線を図２に
与える。グラフ中の上側の線は、飽和した流れを示し、
下側の線は１５ｍｏｌ％のアルゴンで飽和度を低下させ
た流れを示す。１５ｐｓｉａ（１０３．４２５ｋＰａ）
において、全流れ中のＴＣＳ／Ｈ2 の所定比では、それ
ぞれの線の下の温度は液相の存在を示す。上側又は左側
の流れの条件は、飽和度が低下した条件、例えば既に飽
和した流れにＨ2 を加えた条件（ＴＣＳ／Ｈ2 比を小さ
くする）を示す。比較のために、第３の成分としたアル
ゴンを加える影響（露点を下げる）もグラフに示してい
る。これは、ＴＣＳ／Ｈ2 モル比に影響を与えずに飽和
度が低下した流れを必要とすることがあるある種の最終
用途に有利なことがある。
与える。グラフ中の上側の線は、飽和した流れを示し、
下側の線は１５ｍｏｌ％のアルゴンで飽和度を低下させ
た流れを示す。１５ｐｓｉａ（１０３．４２５ｋＰａ）
において、全流れ中のＴＣＳ／Ｈ2 の所定比では、それ
ぞれの線の下の温度は液相の存在を示す。上側又は左側
の流れの条件は、飽和度が低下した条件、例えば既に飽
和した流れにＨ2 を加えた条件（ＴＣＳ／Ｈ2 比を小さ
くする）を示す。比較のために、第３の成分としたアル
ゴンを加える影響（露点を下げる）もグラフに示してい
る。これは、ＴＣＳ／Ｈ2 モル比に影響を与えずに飽和
度が低下した流れを必要とすることがあるある種の最終
用途に有利なことがある。
【００４９】初期の立ち上げの前、保全の間、及び最終
的な操業停止の間に、パージガスを装置の管路に通すこ
とによって装置をパージすることができる。パージガス
１３０は不活性ガス、例えばアルゴンである。ガスを装
置に通した後で、装置のパージ１４８をスクラバー、バ
ーナー、又は他の処理装置（図示せず）に送る。パージ
ガス供給源１３０からのパージガスの流量は、逆止め弁
（１３２、１６０、１６８、１７２、１３８）及び手動
遮断弁（１３４、１６２、１７０、１７４）によって調
節されている。パージガスはパージガス供給源から管路
１３６を経由して装置に流れる。手動遮断弁１４０は、
パージガスのベンチュリー管１４４（又は他の減圧発生
装置）への流れを調節する。圧力変換器１５２は、管路
１５０内の圧力を測定し、圧力表示計１５４への信号を
提供する。これは、高圧で空気圧式遮断弁１５６を閉じ
るための連動装置である。圧力表示計１５４は高圧及び
低圧のための警報装置を有することができる。
的な操業停止の間に、パージガスを装置の管路に通すこ
とによって装置をパージすることができる。パージガス
１３０は不活性ガス、例えばアルゴンである。ガスを装
置に通した後で、装置のパージ１４８をスクラバー、バ
ーナー、又は他の処理装置（図示せず）に送る。パージ
ガス供給源１３０からのパージガスの流量は、逆止め弁
（１３２、１６０、１６８、１７２、１３８）及び手動
遮断弁（１３４、１６２、１７０、１７４）によって調
節されている。パージガスはパージガス供給源から管路
１３６を経由して装置に流れる。手動遮断弁１４０は、
パージガスのベンチュリー管１４４（又は他の減圧発生
装置）への流れを調節する。圧力変換器１５２は、管路
１５０内の圧力を測定し、圧力表示計１５４への信号を
提供する。これは、高圧で空気圧式遮断弁１５６を閉じ
るための連動装置である。圧力表示計１５４は高圧及び
低圧のための警報装置を有することができる。
【図１】図１は、本発明を説明する処理の流れ図であ
る。
る。
【図２】図２は、飽和した流れ又は１５ｍｏｌ％のアル
ゴンで飽和度を低下させた流れの、１５ｐｓｉａ（１０
３．４２５ｋＰａ）でのＴＣＳ／Ｈ2 混合物の飽和曲線
を示すグラフである。
ゴンで飽和度を低下させた流れの、１５ｐｓｉａ（１０
３．４２５ｋＰａ）でのＴＣＳ／Ｈ2 混合物の飽和曲線
を示すグラフである。
１０…動的混合ガス送出装置 １８、１００、２１２…加熱器 ２０、９８、２１０…制御装置 ５６…貯蔵緩衝器 ７０…フィルター ７８…解析機器 ８２…分配母管 １４４…ベンチュリー管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 16/448 Ｃ２３Ｃ 16/448 16/455 16/455 Ｃ３０Ｂ 29/06 ５０４ Ｃ３０Ｂ 29/06 ５０４Ｃ (72)発明者 トーマス アンソニー デルプラト アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18052，ホワイトホール，クレイ スト リート 3114 (72)発明者 ロバート ウィリアム フォード アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18078，シュネックスビル，フェリッジ ドライブ 4525 審査官 守安 太郎 (56)参考文献 特開 平11−278987（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−283451（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−17749（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−143737（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−163434（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−15766（ＪＰ，Ａ) 特開2000−117086（ＪＰ，Ａ) 特開2000−167381（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 B01F 3/00 B01F 15/00 B01J 4/00 B01J 7/00 C23C 16/00 C30B 25/00 C30B 29/00
Claims (21)
- 【請求項１】 複数の流体を処理して配合ガス混合物を
作り、そしてこの配合ガス混合物を分配母管に供給し、
この分配母管から前記配合ガス混合物を少なくとも１つ
の化学気相成長機器又は同様な処理機器に送出する方法
であって、 第１の流体を提供すること、 前記第１の流体を、この第１の流体の少なくともいくら
かの部分が蒸気になる温度に加熱すること、 前記第１の流体の蒸気部分を過熱して、前記少なくとも
１つの機器に送出される前記配合ガス混合物の凝縮を避
けるのに十分な温度にすること、 第２の流体を提供すること、 前記第２の流体を加熱して、過熱された前記第１の流体
の蒸気部分がこの第２の流体に接触するときに、この過
熱された蒸気部分が凝縮するのを避けるのに十分な温度
にすること、 加熱された前記第２の流体と過熱された前記第１の流体
の蒸気部分とを組み合わせて、化学気相成長、エピタキ
シャル層成長、又は同様な処理のために所望とされる物
理的及び化学的性質を持つ配合ガス混合物を作ること、 前記第１の流体とも前記第２の流体とも前記配合ガス混
合物とも反応しない第３の流体を提供すること、 前記第３の流体を加熱して、前記少なくとも１つの機器
に送出される前記配合ガス混合物の凝縮を避けるのに十
分な温度にすること、 所定量の加熱された前記第３の流体を気相で前記配合ガ
ス混合物と組み合わせ、それによって前記配合ガス混合
物の所望の物理的及び化学的性質を維持するようにして
前記第１と第２の流体の所望のモル比を維持し、またそ
れによって前記分配母管における前記配合ガス混合物の
凝縮を避けること、並びに 前記配合ガス混合物を分配母
管に送出して、この分配母管からこの配合ガス混合物を
前記少なくとも１つの機器に送出すること、 を含む方法であって、複数の前記流体及び配合ガス混合
物を、前記分配母管の上流で定期的にパージする、配合
ガス混合物を少なくと１つの化学気相成長機器又は同様
な処理機器に送出する方法。 - 【請求項２】 前記第１の流体と前記第２の流体の所望
の流量比を自動的に維持して、前記配合ガス混合物の所
望の物理的及び化学的性質を維持することを更に含む、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記分配母管の上流に貯蔵緩衝器を提供
すること、 前記配合ガス混合物を前記分配母管に送出する前に、前
記配合ガス混合物を前記貯蔵緩衝器に送出すること、を 更に含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記第１と第２の流体の所望の流量比を
自動的に維持する前記工程が、 前記第１の流体の流量を測定すること、 前記第２の流体の流量を測定すること、 前記分配母管内圧力の変化を測定すること、及び前記分
配母管内で測定された圧力の変化と反比例の関係で、所
望の流量比において前記第１と第２の流体の流量を調節
すること、を 含む、請求項２に記載の方法。 - 【請求項５】 配合ガス混合物を分配母管に供給し、こ
の分配母管から前記配合ガス混合物を少なくとも１つの
化学気相成長機器又は同様な処理機器に送出する動的配
合ガス送出装置であって、 第１の流体を提供する手段、 前記第１の流体を加熱して、この第１の流体の少なくと
もいくらかの部分が蒸気になる温度にする手段、 前記第１の流体の蒸気部分を過熱して、前記少なくとも
１つの機器に送出される前記配合ガス混合物の凝縮を避
けるのに十分な温度にする手段、 第２の流体を提供する手段、 前記第２の流体を加熱して、過熱された前記第１の流体
の蒸気部分が前記第２の流体に接触するときに、この過
熱された蒸気部分が凝縮するのを避けるのに十分な温度
にする手段、 加熱された前記第２の流体と過熱された前記第１の流体
の蒸気部分とを組み合わせて、化学気相成長、エピタキ
シャル層成長、又は同様な処理のために所望とされる物
理的及び化学的性質を持つ配合ガス混合物を作る手段、 前記第１の流体とも前記第２の流体とも前記配合ガス混
合物とも反応しない第３の流体を提供する手段、 前記第３の流体を加熱して、前記少なくとも１つの機器
に送出される前記配合ガス混合物の凝縮を避けるのに十
分な温度にする手段、 所定量の加熱された前記第３の流体を気相で前記配合ガ
ス混合物と組み合わせ、それによって前記配合ガス混合
物の所望の物理的及び化学的性質を維持するようにして
前記第１と第２の流体の所望のモル比を維持し、またそ
れによって前記分配母管における前記配合ガス混合物の
凝縮を避ける手段、 前記配合ガス混合物を前記分配母管に送出して、そこか
らこの配合ガス混合物を前記少なくとも１つの機器に送
出する手段、並びに 装置をパージする手段、 を有する、動的配合ガス送出装置。 - 【請求項６】 前記第１と第２の流体の所望の流量比を
自動的に維持し、それによって前記配合ガス混合物の所
望の物理的及び化学的性質を維持するようにする手段を
更に有する、請求項５に記載の動的配合ガス送出装置。 - 【請求項７】 前記分配母管の上流の貯蔵緩衝器、及び
前記配合ガス混合物を前記分配母管に送出する前に、前
記配合ガス混合物を前記貯蔵緩衝器に送出する手段、 を更に有する、請求項５に記載の動的配合ガス送出装
置。 - 【請求項８】 前記第１と第２の流体の所望の流量比を
自動的に維持する前記手段が、 前記第１の流体の流量を測定する手段、 前記第２の流体の流量を測定する手段、 前記分配母管内圧力の変化を測定する手段、及び前記分
配母管内で測定された圧力の変化と反比例の関係で、所
望の流量比において前記第１と第２の流体の流量を調節
する手段、 を有する、請求項６に記載の動的配合ガス送出装置。 - 【請求項９】 前記第１と第２の流体の所望の流量比を
自動的に維持する前記手段が、流量比制御装置である、
請求項６に記載の動的配合ガス送出装置。 - 【請求項１０】 前記第１の流体の流量を検知して、そ
れを示す信号を提供する第１のセンサー、 前記第２の流体の流量を検知して、それを示す信号を提
供する第２のセンサー、 前記分配母管内における圧力変化を検知して、それを示
す信号を提供する第３のセンサー、並びに前記第１、２
及び３のセンサーからの信号を受け取り、前記第１と第
２の流体の流量を決定し、前記分配母管内の圧力変化を
決定し、所望の流量比を維持するために前記第１と第２
の流体の流量に必要とされる全ての調整を決定し、そし
て諸流量に必要とされる調節を示す少なくとも１つの信
号を、流量比制御装置に送るコンピューター、 を更に含む、請求項８に記載の動的配合ガス送出装置。 - 【請求項１１】 前記コンピューターがプログラム論理
制御装置である、請求項１０に記載の動的配合ガス送出
装置。 - 【請求項１２】 前記第１の流体がトリクロロシランで
あり、前記第２の流体が水素である、請求項１に記載の
方法。 - 【請求項１３】 前記第３の流体が不活性ガスである、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記第１の流体がトリクロロシランで
あり、前記第２の流体が水素である、請求項５に記載の
動的配合ガス送出装置。 - 【請求項１５】 前記第３の流体が不活性ガスである、
請求項５に記載の動的配合ガス送出装置。 - 【請求項１６】 成長処理ガスを配合して、少なくとも
１つの化学気相成長機器又は同様な処理機器に送出する
装置であって、 成長処理ガスを蓄積し、且つ前記機器からの需要に応じ
てそれぞれの機器に前記成長処理ガスを分配する分配母
管、 前記分配母管からの成長処理ガスの流量変化によって起
こる前記分配母管内の圧力降下を測定するための、この
分配母管に接続されたセンサー、 液体成長物質の供給源、 前記液体成長物質を気化させ、そして得られる蒸気を過
熱する加熱器、 前記加熱器から前記分配母管への過熱された蒸気の流量
を制御する第１の流量制御装置、 前記第１の流量制御装置を調節して、過熱された前記蒸
気の流量が前記分配母管内の圧力変化に反比例の関係に
なることを可能にする手段、及び 装置をパージする手
段、 を有する装置。 - 【請求項１７】 少なくとも１種のキャリアーガスの少
なくとも１つの供給源、 それぞれのキャリアーガスの流量を制御するためにそれ
ぞれのキャリアーガスの供給源に接続された追加の流量
制御装置、 前記追加の流量制御装置を調節して、前記第１の流量制
御装置を通る過熱された前記蒸気の質量流量に対して、
前記キャリアーガスの流量が所定の比になることを可能
にする手段、 流量を制御された前記それぞれのキャリアーガスと流量
を制御された前記過熱蒸気とを配合する動的配合手段、
及び得られた配合ガス混合物を前記分配母管に送出する
手段、 を更に有する、請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１８】 少なくとも２種のキャリアーガスが存
在し、少なくとも１種のキャリアーガスが反応性物質で
あり、また少なくとも１種のキャリアーガスが不活性物
質である、請求項１７に記載の装置。 - 【請求項１９】 配合の前に、前記それぞれのキャリア
ーガスの温度を前記過熱蒸気の露点よりも高くする加熱
手段を更に有する、請求項１７に記載の装置。 - 【請求項２０】 配合の前に、前記それぞれのキャリア
ーガスの温度を前記過熱蒸気の露点よりも高くする加熱
手段を更に有する、請求項１８に記載の装置。 - 【請求項２１】 請求項１の方法で製造された配合ガス
混合物。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/174,196 US6217659B1 (en) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | Dynamic blending gas delivery system and method |
| US09/174196 | 1998-10-16 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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