JP4150356B2 - Film forming apparatus and film forming method - Google Patents

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Description

本発明は、例えば減圧CVD(Chemical Vapor Deposition)装置などの成膜装置に、液体原料を気化して得た処理ガスを供給する際に好適な成膜装置及び成膜方法に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method suitable for supplying a processing gas obtained by vaporizing a liquid material to a film forming apparatus such as a low pressure CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus.

半導体製造プロセスの一つとして、半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)Wの表面に所定の膜を形成する成膜工程があり、この工程は例えば減圧CVD装置を用いて行われている。この減圧CVD装置は、原料をガス状態で供給し、化学反応を進行させて、ウエハ表面に薄膜を堆積させるものであるが、液体原料を気化して得た処理ガスを成膜ガスとして装置内に導入する場合がある。   As one of the semiconductor manufacturing processes, there is a film forming process for forming a predetermined film on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) W, and this process is performed using, for example, a low pressure CVD apparatus. This low-pressure CVD apparatus supplies a raw material in a gas state, advances a chemical reaction, and deposits a thin film on the wafer surface. A processing gas obtained by vaporizing a liquid raw material is used as a film forming gas in the apparatus. May be introduced.

前記液体原料を気化して得た処理ガスを用いた成膜処理の例としては、処理ガスとしてTEOS(Tetra ethoxy silane)を気化して得た処理ガスと酸素(O2)ガスとを用いてSiO2膜を成膜する例や、処理ガスとしてSi2Cl6を気化して得た処理ガスとアンモニア(NH3)ガスとを用いてシリコンナイトライド(Si3N4)膜を成膜する例がある。   As an example of a film forming process using a processing gas obtained by vaporizing the liquid raw material, SiO2 using a processing gas obtained by vaporizing TEOS (Tetraethoxysilane) and an oxygen (O2) gas as a processing gas. There are examples of forming a film, and examples of forming a silicon nitride (Si3N4) film using a processing gas obtained by vaporizing Si2Cl6 as a processing gas and ammonia (NH3) gas.

ここで液体原料の気化システムとしては、ベーキングタイプやVC(Vapor Control)タイプが知られている。前記ベーキングタイプは液体原料を加熱槽に導入し加温して気化させるものであり、前記VCタイプはベーキングタイプの簡略タイプであって、液体原料を直接気化器に当てて気化させるものである。前記ベーキングタイプは、約85℃での蒸気圧が5.6kPa(42Torr)のTEOSや、約85℃での蒸気圧が14.4kPa(108Torr)のHCD(Si2Cl6)等、前記VCタイプは、前記TEOSや約85℃での蒸気圧が6.7kPa(50Torr)のBTBAS(SiH2〔NH(C4H9)〕2)等の気化に夫々適している。   Here, as a liquid raw material vaporization system, a baking type or a VC (Vapor Control) type is known. In the baking type, a liquid raw material is introduced into a heating tank and heated to vaporize, and the VC type is a simple baking type, in which the liquid raw material is directly applied to a vaporizer and vaporized. The baking type includes TEOS having a vapor pressure of about 5.6 kPa (42 Torr) at about 85 ° C. and HCD (Si 2 Cl 6) having a vapor pressure of about 14.4 kPa (108 Torr) at about 85 ° C. It is suitable for vaporizing TEOS or BTBAS (SiH2 [NH (C4H9)] 2) having a vapor pressure of about 6.7 kPa (50 Torr) at about 85 ° C.

ところで本発明者らは、約85℃での蒸気圧が0.027kPa(0.2Torr)と、蒸気圧が低いHEAD(ヘキサエチルアミノジシラン)を、液体原料として用いることを検討している。しかしながらベーキングタイプやVCタイプ等の気化システムは、例えばTEOS、BTBAS等の蒸気圧が高く、ガスの分解温度が高いものに適しているが、HEADのように低蒸気圧であって、分解温度が低い液体原料は、十分に気化することができず、処理ガスとして用いるために十分な供給量を確保できない。ベーキングタイプは、常時ある温度以上に液体原料を保持するため、加熱槽の温度よりも分解温度が低い液体原料の気化には用いることができず、VCタイプはVCの温度が固定されているので、蒸気圧の低いものには使えないからである。またベーキングタイプでは、液体原料を長時間、高温で保持するため原料が変質する場合があり、VCタイプでは液体原料が常に気化器の中で高温接触しているので、変質が起こりやすく、反応物がバルブに付着してバルブが閉まらなくなり、液体原料のリークが発生しやすいという問題もある。   By the way, the present inventors are considering using HEAD (hexaethylaminodisilane) having a vapor pressure of about 0.027 kPa (0.2 Torr) at about 85 ° C. and a low vapor pressure as a liquid raw material. However, vaporization systems such as baking type and VC type are suitable for those with high vapor pressure such as TEOS and BTBAS and high gas decomposition temperature, but low vapor pressure such as HEAD and decomposition temperature is low. A low liquid raw material cannot be sufficiently vaporized, and a sufficient supply amount for use as a processing gas cannot be secured. The baking type always holds the liquid material above a certain temperature, so it cannot be used for vaporizing a liquid material whose decomposition temperature is lower than the temperature of the heating tank, and the VC type has a fixed VC temperature. This is because it cannot be used for low vapor pressure. In the baking type, the raw material may change in quality because it keeps the liquid raw material at a high temperature for a long time. In the VC type, since the liquid raw material is always in high temperature contact in the vaporizer, the change is likely to occur. There is also a problem that the liquid material is liable to leak due to adhering to the valve and not closing.

このようなことから、本発明者らは、気化器とキャリアガスとを組み合わせた気化システムを用いることを検討している。このシステムは、図8に示すように、気化器11の内部に液体原料貯留槽12とキャリアガス源13から液体原料とキャリアガスとを夫々導入し、液体原料をキャリアガス例えば窒素(N2)ガスに衝突させてミストを発生させ、霧吹きの原理で気化させて処理ガスを得、この処理ガスをキャリアガスにより減圧CVD装置14に搬送するものである。このシステムでは、減圧CVD装置14に処理ガスを供給するときには、気化器11の下流側の配管15のバルブV1を開き、前記処理ガスの供給を停止した後は、バルブV2を開いて排気ポンプにより液体原料の貯留槽12、液体原料の流量計16、気化器11までを結ぶ経路の配管17の内部を排気して、前記配管17内の残留成分を除去している。図中18はキャリアガスの流量計である。   For these reasons, the present inventors are considering using a vaporization system that combines a vaporizer and a carrier gas. In this system, as shown in FIG. 8, a liquid source and a carrier gas are introduced into a vaporizer 11 from a liquid source storage tank 12 and a carrier gas source 13, respectively, and the liquid source is a carrier gas such as nitrogen (N2) gas. A mist is generated by collision with the gas and vaporized according to the principle of spraying to obtain a processing gas, and this processing gas is conveyed to the reduced pressure CVD apparatus 14 by a carrier gas. In this system, when supplying the processing gas to the low-pressure CVD apparatus 14, the valve V1 of the pipe 15 on the downstream side of the vaporizer 11 is opened, and after the supply of the processing gas is stopped, the valve V2 is opened and the exhaust pump is used. Residual components in the pipe 17 are removed by evacuating the interior of the pipe 17 on the path connecting the liquid source storage tank 12, the liquid source flow meter 16, and the vaporizer 11. In the figure, reference numeral 18 denotes a carrier gas flow meter.

このシステムは、例えばTEOSやBTBAS、約85℃での蒸気圧が26.67Pa(0.2Torr)の低蒸気圧液体原料の気化に適しており、キャリアガスを用いて処理ガスを搬送しているので、低蒸気圧の液体原料でも成膜処理に十分な量の処理ガスを減圧CVD装置に供給することができる。   This system is suitable for vaporizing a low vapor pressure liquid raw material having a vapor pressure of 26.67 Pa (0.2 Torr) at about 85 ° C., for example, TEOS and BTBAS, and transports a processing gas using a carrier gas. Therefore, a sufficient amount of processing gas for film formation can be supplied to the low pressure CVD apparatus even with a liquid material having a low vapor pressure.

ここで気化器とキャリアガスとを組み合わせた気化システムを用いる技術として、特許文献1の技術が提案されている。   Here, as a technique using a vaporization system in which a vaporizer and a carrier gas are combined, the technique of Patent Document 1 is proposed.

特開平8−17749号公報JP-A-8-17749

しかしながらこのシステムでは、気化器にて液体原料を気化したとしても、この液体原料の気化成分の中には液体原料の気体成分とミストとが混合した状態であるので、図8の例では気化器11の下流側の、気化器11と減圧CVD装置14とを結ぶ配管15の内壁にミストが付着して再液化してしまう。このようにミストの再液化が起こると、時間の経過により変質し、固化して、パーティクルの発生原因となる。また気化器11の前や気化器11の中に液体原料が溜まり、これによりパーティクルが発生してしまうという問題もある。   However, in this system, even if the liquid raw material is vaporized by the vaporizer, the vapor component of the liquid raw material is in a state where the gas component of the liquid raw material and mist are mixed. 11, mist adheres to the inner wall of the pipe 15 connecting the vaporizer 11 and the low pressure CVD apparatus 14 on the downstream side of the gas 11 and is liquefied again. When re-liquefaction of mist occurs in this way, it changes in quality over time and solidifies, causing generation of particles. In addition, there is a problem that liquid raw material accumulates in front of the vaporizer 11 or in the vaporizer 11, thereby generating particles.

本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、低蒸気圧の液体原料を気化して得た気化原料ガスを成膜装置に供給するにあたり、気化器と成膜装置を結ぶ供給路内における気化原料ガスのミストの付着を防止して、パーティクルの発生を抑えた、成膜装置及び成膜方法を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to supply a vaporizer and a film when a vaporized raw material gas obtained by vaporizing a liquid material having a low vapor pressure is supplied to a film forming apparatus. An object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method that prevent the generation of particles by preventing the deposition of vaporized source gas mist in the supply path connecting the apparatuses.

本発明の成膜装置は、液体原料を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽の下流側に、液体原料供給路を介して接続され、液体原料を気化して気化原料ガスを得る気化器と、
前記気化器の下流側に、気化原料ガス供給路を介して設けられ、前記気化原料ガスに含まれる処理ガスとミストとを分離し、分離されたミストを排出するためのミスト分離部と、
このミスト分離部の下流側に、処理ガス供給路を介して設けられ、ミスト分離部から送られた処理ガスを用いて基板に成膜処理を行う成膜処理部と、
前記処理ガス供給路におけるミスト分離部の下流側近傍に設けられたバルブと、
前記処理ガス供給路における前記バルブの下流側に接続され、前記処理ガス供給路内の付着物を除去するために、加熱されたパージガスを供給するパージガス供給路と、
前記気化器を介してミスト分離部に洗浄液を供給するための洗浄液供給路と、を備え、
成膜処理を行った後、前記バルブを閉じた状態で、前記パージガス供給路から加熱されたパージガスを前記処理ガス供給路内に供給すると共に、前記ミスト分離部を洗浄するタイミングか否かを判断し、洗浄するタイミングであると判断されたときに、前記洗浄液供給路からミスト分離部に洗浄液を供給し、前記バルブを閉じたままこの洗浄液を排出するように構成されたことを特徴とする。また、本発明は、前記ミスト分離部を洗浄するタイミングか否かを判断した結果、洗浄するタイミングではないと判断されたときに、前記ミスト分離部をパージするタイミングか否かを判断し、パージするタイミングであると判断されたときに、気化器に接続されたガス供給路からミスト分離部にパージガスを供給し、このパージガスを前記バルブを閉じたまま排出するように構成してもよい。
The film forming apparatus of the present invention includes a storage tank for storing a liquid raw material,
A vaporizer connected to the downstream side of the storage tank via a liquid raw material supply path to vaporize the liquid raw material to obtain a vaporized raw material gas,
A mist separation unit provided on the downstream side of the vaporizer via a vaporized raw material gas supply path, for separating the processing gas and mist contained in the vaporized raw material gas, and discharging the separated mist;
A film formation processing unit that is provided on the downstream side of the mist separation unit via a processing gas supply path and performs a film formation process on the substrate using the processing gas sent from the mist separation unit;
A valve provided near the downstream side of the mist separation section in the processing gas supply path;
A purge gas supply path that is connected to the downstream side of the valve in the process gas supply path and supplies heated purge gas to remove deposits in the process gas supply path;
A cleaning liquid supply path for supplying a cleaning liquid to the mist separation unit via the vaporizer,
After the film forming process is performed, the purge gas heated from the purge gas supply path is supplied into the process gas supply path with the valve closed, and it is determined whether or not it is time to clean the mist separation unit. When the cleaning timing is determined, the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid supply path to the mist separation unit, and the cleaning liquid is discharged while the valve is closed . Further, the present invention determines whether or not it is time to purge the mist separating unit when it is determined that it is not time to clean as a result of determining whether or not it is time to clean the mist separating unit. When it is determined that it is time to perform, a purge gas may be supplied from a gas supply path connected to the vaporizer to the mist separation unit, and the purge gas may be discharged while the valve is closed.

前記ミスト分離部は、通気路を屈曲して構成され、屈曲部位よりも上流側を流れているミストが慣性力によりそのまま進もうとして当該屈曲部位にて気体から分離されるように構成されており、例えば上方側に気化原料ガス供給路が接続されると共に、下端部の側面に処理ガス供給路が接続された縦型の筒状体により構成されている。   The mist separation part is configured by bending the air passage, and is configured such that the mist flowing upstream from the bent part is separated from the gas at the bent part in an attempt to proceed as it is by inertial force. For example, the gas source gas supply path is connected to the upper side, and a vertical cylindrical body having a processing gas supply path connected to the side surface of the lower end is formed.

さらにミスト分離部は、ミストを貯留するミスト溜まり部と、このミスト溜まり部に貯留するミストを除去する排出口と、を備えるように構成され、前記ミスト分離部の排出口に、ミスト溜まり部に貯留されるミストをミスト分離部から除去するための吸引路を設けるようにしてもよい。   Furthermore, the mist separation unit is configured to include a mist reservoir for storing mist, and a discharge port for removing the mist stored in the mist reservoir, and the mist separation unit includes a discharge port for the mist separation unit. You may make it provide the suction path for removing the stored mist from a mist isolation | separation part.

本発明方法は、気化器にて液体原料を気化して気化原料ガスを得る工程と、
次いで気化器の下流側に気化原料ガス供給路を介して設けられたミスト分離部にて、前記気化原料ガスに含まれる処理ガスとミストとを分離し、分離されたミストを排出口から排出する工程と、
次いでミスト分離部の下流側に処理ガス供給路を介して設けられた成膜処理部にて、前記処理ガスを用いて基板に成膜処理を行う工程と、
成膜処理を行った後、前記処理ガス供給路におけるミスト分離部の下流側近傍に設けられたバルブを閉じた状態で、当該バルブの下流側に、当該処理ガス供給路内の付着物を除去するために、加熱されたパージガスを供給すると共に、前記ミスト分離部を洗浄するタイミングか否かを判断し、洗浄するタイミングであると判断されたときに、前記気化器を介してミスト分離部に洗浄液を供給し、前記バルブを閉じたままこの洗浄液を排出する工程と、を含むことを特徴とする。
The method of the present invention includes a step of obtaining a vaporized raw material gas by vaporizing a liquid raw material in a vaporizer,
Next, in the mist separation section provided on the downstream side of the vaporizer via the vaporized raw material gas supply path, the processing gas and the mist contained in the vaporized raw material gas are separated, and the separated mist is discharged from the discharge port. Process,
Next, a film forming process is performed on the substrate using the processing gas in a film forming processing unit provided via a processing gas supply path on the downstream side of the mist separating unit;
After the film formation process is performed, with the valve provided in the vicinity of the downstream side of the mist separation section in the processing gas supply path closed, the deposits in the processing gas supply path are removed downstream of the valve. In order to do so, a heated purge gas is supplied, and it is determined whether or not it is time to clean the mist separation unit. When it is determined that it is time to clean, the mist separation unit is passed through the vaporizer. Supplying a cleaning liquid, and discharging the cleaning liquid while the valve is closed .

本発明によれば、液体原料を気化器にて気化して処理ガスとミストとを含む気化原料ガスを得、前記処理ガスを成膜装置に供給するにあたり、気化器の下流側のミスト分離部にて前記処理ガスとミストとを分離し、分離されたミストを排出しているので、気化器と成膜装置とを結ぶ処理ガス供給路には前記処理ガスのみが通気していき、前記処理ガス供給路へのミストの付着が防止されるので、パーティクルの発生を抑えることができる。   According to the present invention, when a liquid raw material is vaporized by a vaporizer to obtain a vaporized raw material gas containing a processing gas and mist, and the processing gas is supplied to the film forming apparatus, a mist separation unit on the downstream side of the vaporizer Since the process gas and the mist are separated at, and the separated mist is discharged, only the process gas passes through the process gas supply path connecting the vaporizer and the film forming apparatus, and the process Since the mist is prevented from adhering to the gas supply path, the generation of particles can be suppressed.

以下、本発明に係る成膜装置の実施の形態について説明する。図1は、本発明に係る成膜装置の主な構成を示すブロック図であり、100は基板例えばウエハWに対して所定の成膜処理が行われる成膜装置、200は前記成膜装置に、所定の処理ガスを供給するためのガス供給系である。前記成膜処理部100は、この例では減圧CVD装置であり、例えば反応容器(処理容器)である縦型の反応管110内に、ウエハWを多数枚搭載したウエハボート120を搬入して、反応管110の外側に設けられた加熱手段130により加熱すると共に、反応管110内を真空排気手段である真空ポンプ150を介して所定の真空度に維持し、後述する処理ガス供給路から反応管110内に所定の処理ガスを導入して、基板に対して所定の成膜処理が行われる。 Embodiments of a film forming apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of a film forming apparatus according to the present invention, in which 100 is a film forming apparatus for performing a predetermined film forming process on a substrate, for example, a wafer W, and 200 is the film forming apparatus. A gas supply system for supplying a predetermined processing gas. The film formation processing unit 100 is a low-pressure CVD apparatus in this example. For example, a wafer boat 120 loaded with a large number of wafers W is loaded into a vertical reaction tube 110 which is a reaction vessel (processing vessel). While heating with the heating means 130 provided in the outer side of the reaction tube 110, the inside of the reaction tube 110 is maintained to a predetermined vacuum degree via the vacuum pump 150 which is a vacuum exhaust means, and a reaction tube is supplied from the process gas supply path mentioned later. A predetermined processing gas is introduced into 110 and a predetermined film forming process is performed on the substrate.

ガス供給系200は、例えば85℃での蒸気圧が26.67Pa以下の低蒸気圧の液体原料例えば前記HEADを貯留するための貯留槽2と、貯留槽2からの液体原料をキャリアガスを用いて気化する気化器3と、気化器3により気化された液体原料の気化ガス(気化原料ガス)からミストを分離するためのミスト分離部4と、これらを結ぶ配管系により構成されている。   The gas supply system 200 uses, for example, a storage tank 2 for storing a liquid material having a low vapor pressure of, for example, 85.degree. C. and a vapor pressure of 26.67 Pa or less, and the liquid material from the storage tank 2 using a carrier gas. The vaporizer 3 vaporizes, the mist separation part 4 for separating the mist from the vaporized gas (vaporized raw material gas) of the liquid raw material vaporized by the vaporizer 3, and a piping system connecting them.

前記貯留槽2は、前記気化器3と第1の供給路(液体原料供給路)51により接続されており、この供給路51の貯留槽2側の端部は貯留槽2内の液体原料と接触するように設けられていて、この第1の供給路51には、上流側(貯留槽2側)から順に、第1バルブV1、液体マスフローコントローラMC、第2バルブV2が介設されている。またこの貯留槽2には、バルブVaを介設した加圧気体供給路21が接続されており、この加圧気体供給路21の一端側は、貯留槽2の液体原料の液面の上方側に位置するように設けられている。この加圧気体供給路21の他端側は、加圧気体例えばN2ガスの供給源22と接続されており、貯留槽2から気化器3に液体原料を供給するときには、貯留槽2内に例えば1.0kg/cm2程度のN2ガスを供給して、これにより液体原料を加圧し、この加圧によって液体原料を貯留槽2から下流側の気化器3に送圧するようになっている。ここで加圧気体としては、N2ガスの他にヘリウム(He)ガスやアルゴン(Ar)ガス等の不活性ガスを用いることができる。   The storage tank 2 is connected to the vaporizer 3 by a first supply path (liquid source supply path) 51, and the end of the supply path 51 on the storage tank 2 side is connected to the liquid source in the storage tank 2. The first supply path 51 is provided with a first valve V1, a liquid mass flow controller MC, and a second valve V2 in order from the upstream side (storage tank 2 side). . The storage tank 2 is connected to a pressurized gas supply path 21 having a valve Va. One end of the pressurized gas supply path 21 is above the liquid surface of the liquid raw material in the storage tank 2. It is provided so that it may be located in. The other end side of the pressurized gas supply path 21 is connected to a supply source 22 of pressurized gas, for example, N 2 gas, and when the liquid raw material is supplied from the storage tank 2 to the vaporizer 3, N 2 gas of about 1.0 kg / cm 2 is supplied to pressurize the liquid raw material, and by this pressurization, the liquid raw material is sent from the storage tank 2 to the vaporizer 3 on the downstream side. As the pressurized gas, an inert gas such as helium (He) gas or argon (Ar) gas can be used in addition to the N2 gas.

前記気化器3は第2の供給路(気化原料ガス供給路)52を介してミスト分離部4に接続されると共に、キャリアガス供給路23を介してキャリアガス例えばN2ガスの供給源24が接続されており、これにより前記気化器3にキャリアガスであるN2ガスが供給されるようになっている。このキャリアガス供給路23には、キャリアガス供給源24側から順に第1マスフローコントローラM1、バルブVbが介設されており、所定流量のキャリアガスが気化器3に供給されるようになっている。ここでキャリアガスとしては、N2ガスの他に例えばHeガスやアルゴンガス等の不活性ガスを用いることができる。   The vaporizer 3 is connected to the mist separation unit 4 through a second supply path (vaporized raw material gas supply path) 52, and a carrier gas, for example, N2 gas supply source 24 is connected through a carrier gas supply path 23. Thus, N2 gas as a carrier gas is supplied to the vaporizer 3. In the carrier gas supply path 23, a first mass flow controller M1 and a valve Vb are provided in this order from the carrier gas supply source 24 side, and a carrier gas having a predetermined flow rate is supplied to the vaporizer 3. . Here, as the carrier gas, for example, an inert gas such as He gas or argon gas can be used in addition to the N2 gas.

続いて気化器3の一例について図2を用いて説明すると、図中31は気化器本体であり、この気化器本体31は、内部を屈曲可能に構成された薄い円板状の金属板よりなる弁体32により2分割され、下方側の空間が気化室33として構成されている。図中34は前記気化室33へ液体原料を供給するための液体原料導入路であり、この液体原料導入路34の他端側には前記第1の供給路51が接続されていて、圧送されてくる液体原料を液体原料導入路34の一端側に形成された弁口34aより吐出させるようになっている。   Next, an example of the vaporizer 3 will be described with reference to FIG. 2. In the figure, reference numeral 31 denotes a vaporizer main body, and the vaporizer main body 31 is made of a thin disk-shaped metal plate configured to be bent inside. Divided into two by the valve body 32, the lower space is configured as a vaporization chamber 33. In the figure, reference numeral 34 denotes a liquid source introduction path for supplying a liquid source to the vaporizing chamber 33. The first supply path 51 is connected to the other end of the liquid source introduction path 34 and is pumped. The incoming liquid material is discharged from a valve port 34 a formed on one end side of the liquid material introduction path 34.

また図中35は前記気化室33へキャリアガスを供給するためのキャリアガス導入路であり、このキャリアガス導入路35の他端側には前記キャリアガス供給路23が接続されていて、キャリアガスをキャリアガス導入路35の一端側に形成されたガス導入口35aより気化室33に導入するようになっている。図中36は液体原料を気化して得られた気化原料ガスを排出するガス排出路であり、この排出路36の他端側は前記第2の供給路52に接続されている。   In the figure, reference numeral 35 denotes a carrier gas introduction path for supplying a carrier gas to the vaporizing chamber 33. The carrier gas supply path 23 is connected to the other end side of the carrier gas introduction path 35, and the carrier gas Is introduced into the vaporizing chamber 33 through a gas inlet 35a formed on one end side of the carrier gas introducing passage 35. In the figure, reference numeral 36 denotes a gas discharge path for discharging the vaporized raw material gas obtained by vaporizing the liquid source, and the other end side of the discharge path 36 is connected to the second supply path 52.

前記弁体32は、前記弁口34aを開閉し、流量制御を行うように機能するものであり、例えば電磁式のアクチュエータ手段37により、駆動軸38の先端で前記弁体32を押圧することによって、前記弁口34aの開閉及び弁開度を制御できるようになっている。またこの気化器3全体は、図示しない加熱ヒータにより所定の温度に加熱されており、液体原料を加熱して気化し易くすると共に、気化状態の気化原料ガスの再液化を防止している。   The valve body 32 functions to control the flow rate by opening and closing the valve port 34a. For example, the valve body 32 is pressed by the tip of the drive shaft 38 by electromagnetic actuator means 37. The opening and closing of the valve port 34a and the valve opening degree can be controlled. Further, the entire vaporizer 3 is heated to a predetermined temperature by a heater (not shown), and the liquid raw material is easily vaporized by heating, and the vaporized raw material gas in a vaporized state is prevented from being reliquefied.

この気化器3では、気化室33内は、成膜装置(減圧CVD装置)100側の真空引きにより減圧雰囲気になされており、圧送されてきた液体原料は、弁口34aより流出して、減圧雰囲気の気化室33内にて断熱膨張によりミスト化と気化が同時に生じて気化原料ガスが発生し、この気化原料ガスはキャリアガスにより運ばれてガス排出路36、第2の供給路52を介して排出され、次工程のミスト分離部4へ搬送される。従ってこの気化器3では、低蒸気圧、低分解温度の液体原料であっても、十分にミスト化と気化とが行われて気化原料ガスが得られ、キャリアガスによりスムーズに次工程へ搬送される。   In the vaporizer 3, the inside of the vaporizing chamber 33 is in a reduced pressure atmosphere by evacuation on the film forming apparatus (reduced pressure CVD apparatus) 100 side, and the pumped liquid material flows out from the valve port 34a and is reduced in pressure. Mist vaporization and vaporization occur simultaneously due to adiabatic expansion in the vaporization chamber 33 of the atmosphere, and vaporized raw material gas is generated. This vaporized raw material gas is carried by the carrier gas and passes through the gas discharge path 36 and the second supply path 52. Are discharged and conveyed to the mist separation unit 4 in the next process. Therefore, in this vaporizer 3, even a liquid raw material having a low vapor pressure and a low decomposition temperature is sufficiently misted and vaporized to obtain a vaporized raw material gas, which is smoothly transferred to the next process by the carrier gas. The

前記ミスト分離部4は、第3バルブV3を備えた第3の供給路(処理ガス供給路)53により前記成膜処理部100をなす減圧CVD装置に接続されている。ここで第1の供給路51や第2の供給路52、第3の供給路53等の配管系は、例えば内径が1mm、外径が3mmの、いわゆる1/8インチのステンレス製管より構成されており、また第2の供給路52は、気化器3からの気化原料ガスを再液化がおこらないように安定した状態でミスト分離部4へ導入するために例えば3cm程度の長さに設定されている。   The mist separation unit 4 is connected to a low-pressure CVD apparatus that forms the film formation processing unit 100 by a third supply path (processing gas supply path) 53 having a third valve V3. Here, the piping system such as the first supply path 51, the second supply path 52, and the third supply path 53 is constituted by a so-called 1/8 inch stainless steel pipe having an inner diameter of 1 mm and an outer diameter of 3 mm, for example. The second supply path 52 is set to a length of, for example, about 3 cm in order to introduce the vaporized raw material gas from the vaporizer 3 into the mist separation unit 4 in a stable state so as not to be reliquefied. Has been.

前記ミスト分離部4は、上下方向に伸びるように配置され、前記第1の供給路51や第2の供給路52よりも内径が大きい縦型の筒状体よりなる管路41からなり、管路41の上端部に前記第2の供給路52が接続されると共に、管路41の下端部の側面には第3の供給路53がミスト分離部4に対して略90度の角度で接続されている。これにより下方側に伸び、次いで略L字型に屈曲する通気路が形成されていると共に、底部にはミスト排出路42が接続され、当該ミスト排出路42と管路41との接続領域がミスト排出口43になる。またミスト排出路42には管路41の底部近傍にミスト排出用のミスト排出バルブVmが設けられており、これにより前記ミスト排出口43が開閉されるようになっている。このミスト排出路42の他端側には排気手段をなす排気ポンプ44が接続され、これらミスト排出路42と排気ポンプ44とにより吸引路が構成されている。   The mist separating section 4 is arranged to extend in the vertical direction, and includes a pipe 41 made of a vertical cylindrical body having an inner diameter larger than that of the first supply path 51 and the second supply path 52. The second supply path 52 is connected to the upper end of the path 41, and the third supply path 53 is connected to the side surface of the lower end of the pipe 41 at an angle of approximately 90 degrees with respect to the mist separation section 4. Has been. As a result, a vent path extending downward and then bent into a substantially L-shape is formed, and a mist discharge path 42 is connected to the bottom, and a connection region between the mist discharge path 42 and the pipe 41 is a mist. It becomes the discharge port 43. The mist discharge passage 42 is provided with a mist discharge valve Vm for discharging mist in the vicinity of the bottom of the pipe 41, whereby the mist discharge port 43 is opened and closed. An exhaust pump 44 serving as an exhaust means is connected to the other end side of the mist discharge path 42, and the mist discharge path 42 and the exhaust pump 44 constitute a suction path.

前記ミスト分離部4を構成する管路41は、例えば内径が8mm、外径が10mmの、いわゆる3/8インチのステンレス製管より構成され、管路の長さは例えば120mm程度に設定されている。また前記ミスト排出路42は、例えば第1〜第3の供給路51〜53の配管系と同様のいわゆる3/8インチのステンレス製管より構成されている。このため前記管路41はミスト分離部4に接続されている、第2の供給路52、第3の供給路53、排出路42よりも内径が大きい。このようにミスト分離部4の管路41の内径を配管系よりも大きくするのは、ガスの流速が遅くなり、また加熱配管の表面積が大きくなるため、ミストが気化しやすくなるという理由による。また前記排出路42は、管路41に対して重力方向(上下方向)に接続されているので、管路41の底部には気化原料ガスが衝突する壁面部45が形成され、この壁面部45とミスト排出バルブVmとによりミスト溜まり部46が形成される。   The pipe 41 constituting the mist separating section 4 is made of a so-called 3/8 inch stainless steel pipe having an inner diameter of 8 mm and an outer diameter of 10 mm, for example, and the length of the pipe is set to about 120 mm, for example. Yes. The mist discharge passage 42 is formed of a so-called 3/8 inch stainless steel pipe similar to the piping system of the first to third supply passages 51 to 53, for example. For this reason, the pipe 41 has a larger inner diameter than the second supply path 52, the third supply path 53, and the discharge path 42 connected to the mist separator 4. The reason why the inner diameter of the pipe 41 of the mist separation unit 4 is made larger than that of the piping system is that the gas flow rate is slow and the surface area of the heating pipe is large, so that the mist is easily vaporized. Further, since the discharge path 42 is connected to the pipe line 41 in the direction of gravity (vertical direction), a wall surface part 45 with which the vaporized raw material gas collides is formed at the bottom part of the pipe line 41. And the mist discharge valve Vm form a mist reservoir 46.

さらに管路41に接続される前記第3の供給路53は、ミスト溜まり部46に貯留するミストMを引き込まないように、前記ミストMと接触しない位置に、管路41に対して重力方向(上下方向)ではない方向、この例では管路41に対して略90度の角度で接続され、屈曲する処理ガスの通気路を形成するように接続されている。   Further, the third supply path 53 connected to the pipe line 41 is in a gravitational direction (with respect to the pipe line 41) at a position not in contact with the mist M so that the mist M stored in the mist reservoir 46 is not drawn. It is connected at an angle of approximately 90 degrees to the pipe 41 in this direction (in the vertical direction), and in this example, is connected so as to form a bent gas flow path.

またミスト分離部4には、前記管路41内部をミスト溜まり部46を含めて洗浄するために、前記管路41に洗浄液を供給する洗浄液供給手段6が設けられている。この洗浄液供給手段6は、前記管路41の上部に接続され、洗浄液供給バルブVcを備えた洗浄液供給路61と、この洗浄液供給路61に接続され、洗浄液を貯留するための洗浄液槽62とにより構成されている。前記洗浄液としては、例えば液体原料や液体原料の固化物を溶解する溶剤例えばエタノールやヘキサン等のアルコール系の薬液が用いられる。洗浄液槽62より洗浄液供給路61を介して管路41内に供給された洗浄液は、ミスト排出バルブVmを開くことによりミスト排出路42を介して排出されるようになっている。   The mist separation unit 4 is provided with cleaning liquid supply means 6 for supplying a cleaning liquid to the pipe 41 in order to clean the inside of the pipe 41 including the mist reservoir 46. The cleaning liquid supply means 6 is connected to the upper portion of the pipe 41 and includes a cleaning liquid supply path 61 having a cleaning liquid supply valve Vc, and a cleaning liquid tank 62 connected to the cleaning liquid supply path 61 for storing the cleaning liquid. It is configured. As the cleaning liquid, for example, a solvent for dissolving a liquid raw material or a solidified liquid raw material, for example, an alcohol-based chemical liquid such as ethanol or hexane is used. The cleaning liquid supplied from the cleaning liquid tank 62 through the cleaning liquid supply path 61 into the pipe 41 is discharged through the mist discharge path 42 by opening the mist discharge valve Vm.

前記第3の供給路53には、ミスト分離部4の近傍に第3バルブV3が設けられる共に、第2のマスフローコントローラM2が設けられ、気化原料ガスを、再液化を防いだ状態で成膜処理部100に導くため、第3バルブV3から成膜処理部100までの距離が例えば20cm程度と短く設定されている。また実際には第3の供給路53の第3バルブV3の上流側は極めて短く、ミスト分離部4の出口に第3バルブV3を連結するようになっている。このようにしないと、第3バルブV3の上流側がデッドゾーンとなり、当該領域にミストが溜まってしまうからである。   In the third supply path 53, a third valve V3 is provided in the vicinity of the mist separation unit 4, and a second mass flow controller M2 is provided to form a vaporized raw material gas in a state in which re-liquefaction is prevented. In order to guide to the processing unit 100, the distance from the third valve V3 to the film forming processing unit 100 is set to be as short as about 20 cm, for example. In practice, the upstream side of the third valve V3 of the third supply path 53 is very short, and the third valve V3 is connected to the outlet of the mist separation unit 4. If this is not done, the upstream side of the third valve V3 becomes a dead zone, and mist accumulates in that region.

またこの第3の供給路53のバルブV3の下流側から成膜処理部100に至るまでの領域には、気化原料ガスを加熱して再液化を防ぐために、配管の周囲に加熱手段例えばテープヒータが巻回されており、これにより気化原料ガスは例えば120℃程度に加熱された状態で成膜処理部100へ供給されるようになっている。   Further, in the region from the downstream side of the valve V3 of the third supply path 53 to the film forming processing unit 100, a heating means such as a tape heater is provided around the pipe in order to heat the vaporized raw material gas and prevent reliquefaction. As a result, the vaporized raw material gas is supplied to the film forming unit 100 while being heated to about 120 ° C., for example.

さらにまたこの成膜装置は、図1に示すように、パージガス供給手段7が設けられている。このパージガス供給手段は、一端側がキャリアガス供給路23のバルブVbの上流側、他端側が第3の供給路53の第3バルブV3の下流側近傍に接続されたパージガス供給路71を備えており、このパージガス供給路71には上流側から順に第3のマスフローコントローラM3,加熱部72,バルブVdが介設されている。   Further, this film forming apparatus is provided with a purge gas supply means 7 as shown in FIG. This purge gas supply means includes a purge gas supply path 71 having one end connected to the upstream side of the valve Vb of the carrier gas supply path 23 and the other end connected to the downstream side of the third valve V3 of the third supply path 53. The purge gas supply path 71 is provided with a third mass flow controller M3, a heating unit 72, and a valve Vd in order from the upstream side.

前記加熱部72は、例えば管状体の外部に抵抗発熱線よりなるヒータが巻き付けられると共に、管状体の内部には例えばセラミックス製の粒子が充填され、この管状体の内部にパージガスが通流するように構成されている。そして前記粒子をヒータにより所定温度に加熱しておき、ここにパージガスを通流させることにより、前記パージガスが所定温度に加熱されるようになっている。こうしてバルブVdの上流側150cm程度の領域は、パージガスが例えば120℃程度に加熱されるようになっており、加熱されたパージガスは配管内を通気していき、成膜処理部100の真空引きにより排気される。   In the heating unit 72, for example, a heater made of a resistance heating wire is wound around the outside of the tubular body, and the inside of the tubular body is filled with particles made of ceramics, for example, so that a purge gas flows through the inside of the tubular body. It is configured. The particles are heated to a predetermined temperature by a heater, and the purge gas is heated to a predetermined temperature by passing the purge gas therethrough. Thus, in the region of about 150 cm upstream of the valve Vd, the purge gas is heated to, for example, about 120 ° C. The heated purge gas is ventilated through the piping, and the film formation processing unit 100 is evacuated. Exhausted.

さらにガス供給系200では、一端側が洗浄液供給路61に接続され、他端側がキャリアガス供給路23のバルブVbと気化器3との間に接続される、バルブVfを備えた洗浄分岐路63を設けると共に、一端側が第1の供給路51の第1バルブV1の下流側であって液体マスフローコントローラMCの上流側に接続され、他端側がミスト排出路42のバルブVmの下流側に接続されるバルブVeを備えた分岐路54を設けるようにしてもよい。   Further, in the gas supply system 200, a cleaning branch path 63 having a valve Vf, one end side of which is connected to the cleaning liquid supply path 61 and the other end side thereof is connected between the valve Vb of the carrier gas supply path 23 and the vaporizer 3. One end side is connected to the downstream side of the first valve V1 of the first supply path 51 and upstream of the liquid mass flow controller MC, and the other end side is connected to the downstream side of the valve Vm of the mist discharge path 42. A branch path 54 having a valve Ve may be provided.

このような成膜装置にて行われる成膜方法について図3を参照して説明すると、先ずミスト排出路42のミスト排出バルブVm、洗浄液供給路61のバルブVc、パージガス供給路71のバルブVd、分岐路54のバルブVeを閉じ、第1の供給路51の第1バルブV1、第2バルブV2、第3の供給路53の第3バルブV3、加圧気体供給路21のバルブVa、キャリアガス供給路23のバルブVbを開いて成膜処理を行う(ステップS1)。   A film forming method performed in such a film forming apparatus will be described with reference to FIG. 3. First, a mist discharge valve Vm in the mist discharge path 42, a valve Vc in the cleaning liquid supply path 61, a valve Vd in the purge gas supply path 71, The valve Ve of the branch path 54 is closed, the first valve V1 and the second valve V2 of the first supply path 51, the third valve V3 of the third supply path 53, the valve Va of the pressurized gas supply path 21, and the carrier gas. The valve Vb of the supply path 23 is opened to perform the film forming process (Step S1).

つまりガス供給系200では、加圧気体供給路21を介して貯留槽2内へ加圧気体であるN2ガスを供給し、この加圧により貯留槽2内の液体原料例えばHEADを、第1の供給路51を介して、液体マスフローコントローラMCにより流量を調整した状態で気化器3に圧送する。このとき第1の供給路51内を通流する液体原料の温度は例えば40℃程度に設定されている。   That is, in the gas supply system 200, N2 gas, which is a pressurized gas, is supplied into the storage tank 2 via the pressurized gas supply path 21, and the liquid raw material, for example, HEAD in the storage tank 2 is supplied to the first tank by this pressurization. Via the supply path 51, it is pumped to the vaporizer 3 with the flow rate adjusted by the liquid mass flow controller MC. At this time, the temperature of the liquid raw material flowing through the first supply path 51 is set to about 40 ° C., for example.

一方、キャリアガス供給路23よりキャリアガスであるN2ガスを、第1のマスフローコントローラM1により流量を調整した状態で気化器3に供給する。ここで成膜処理部100では反応管110内が所定の真空度に真空排気されているので、ガス供給系200のガスは、供給路に設けられた各バルブを開くことにより、下流側に通気していく。こうして気化器3には、液体原料とキャリアガスとが、例えばHEAD:N2=0.1sccm:100sccmの流量比で導入され、既述のように液体原料が気化されて、気化原料ガスが得られる。この際、気化室33内の気化原料ガスの温度は例えば100℃程度に設定されている。気化器3は既述のように、加熱減圧雰囲気の気化室33により例えば85℃での蒸気圧が26.67Pa以下の低蒸気圧、低分解温度の液体原料であっても、十分にミスト化と気化とが行われて、処理ガス成分とミストとを含む気化原料ガスが得られる。   On the other hand, N2 gas, which is a carrier gas, is supplied from the carrier gas supply path 23 to the vaporizer 3 with the flow rate adjusted by the first mass flow controller M1. Here, since the inside of the reaction tube 110 is evacuated to a predetermined degree of vacuum in the film forming unit 100, the gas in the gas supply system 200 is vented downstream by opening each valve provided in the supply path. I will do it. Thus, the liquid source and the carrier gas are introduced into the vaporizer 3 at a flow rate ratio of, for example, HEAD: N 2 = 0.1 sccm: 100 sccm, and the liquid source is vaporized as described above to obtain a vaporized source gas. . At this time, the temperature of the vaporization source gas in the vaporization chamber 33 is set to about 100 ° C., for example. As described above, the vaporizer 3 is sufficiently misted even in the case of a liquid material having a low vapor pressure and a low decomposition temperature of 85.degree. And vaporization are performed to obtain a vaporized raw material gas containing a processing gas component and mist.

この気化原料ガスはキャリアガスにより第2の供給路52を介してミスト分離部4へ搬送される。ミスト分離部4ではミスト排出バルブVmを閉じて、ミスト排出口43を閉じた状態であるので、前記処理ガス成分とミストとを含む気化原料ガスをミスト分離部4に導入すると、ミスト分離部4内の屈曲する通気路を通気する際、処理ガスは屈曲する通気路を慣性力によりそのまま通気していくが、ミストは屈曲部位よりも上流側から流れていき、慣性力によりそのまま進もうとして、当該屈曲部位にて重力により落下し、気体から分離されてしまう。   The vaporized raw material gas is conveyed to the mist separation unit 4 via the second supply path 52 by the carrier gas. Since the mist separation unit 4 is in a state in which the mist discharge valve Vm is closed and the mist discharge port 43 is closed, when the vaporized raw material gas containing the processing gas component and mist is introduced into the mist separation unit 4, the mist separation unit 4 When venting the bent air passage inside, the processing gas is passed through the bent air passage as it is by the inertial force, but the mist flows from the upstream side of the bent part and tries to proceed as it is by the inertial force. It falls by gravity at the bent part and is separated from the gas.

こうして気化原料ガスの内のミストは管路41内を落下してミスト溜まり部46に溜まって行き、一方処理ガスは屈曲する第3の供給路53を介して第2のマスフローコントローラM2により流量を調整された状態で成膜処理部100へ搬送される。また気化原料ガスがミスト溜まり部46を形成する管路41の壁面部45の内壁に衝突することによりミストが発生する場合があり、この場合もこのミスト溜まり部46にミストが貯留される。ここでミスト分離部4内での気化原料ガスの温度は105℃程度に設定されている。この際第3の供給路53は既述のように加熱されているので、気化原料ガスの処理ガス成分の再液化が防止される。   Thus, the mist in the vaporized raw material gas falls in the pipe 41 and accumulates in the mist reservoir 46, while the process gas is flowed by the second mass flow controller M2 via the bent third supply passage 53. The film is conveyed to the film formation processing unit 100 in an adjusted state. Further, mist may be generated when the vaporized raw material gas collides with the inner wall of the wall surface portion 45 of the pipe line 41 forming the mist reservoir portion 46. In this case, the mist is also stored in the mist reservoir portion 46. Here, the temperature of the vaporized raw material gas in the mist separation unit 4 is set to about 105 ° C. At this time, since the third supply path 53 is heated as described above, re-liquefaction of the processing gas component of the vaporized raw material gas is prevented.

そして成膜処理部100においては、先ずウエハWを所定枚数保持具120に搭載し、例えば所定温度に維持された反応管110内に搬入し、反応管110内を所定の真空度に真空排気する。そして反応管110内を所定温度、所定圧力に安定させた後、第3の供給路53から処理ガスとしてHEADを気化して得た処理ガスと、NH3ガス(図示せず)とを供給して、ウエハW上にシリコンナイトライド膜を形成する成膜処理が行われる。   In the film forming unit 100, first, a predetermined number of wafers W are mounted on the holder 120, and are loaded into the reaction tube 110 maintained at a predetermined temperature, for example, and the reaction tube 110 is evacuated to a predetermined degree of vacuum. . Then, after stabilizing the inside of the reaction tube 110 at a predetermined temperature and a predetermined pressure, a processing gas obtained by vaporizing HEAD as a processing gas and NH 3 gas (not shown) are supplied from the third supply path 53. Then, a film forming process for forming a silicon nitride film on the wafer W is performed.

こうして成膜処理を終了した後、第3の供給路53の第3バルブV3の下流側のパージ処理を行う(ステップS2)。つまり第1の供給路51のバルブV1、V2、第3の供給路53のバルブV3、加圧気体供給路21のバルブVa、キャリアガス供給路23のバルブVbを閉じ、パージガス供給路71のバルブVdを開いて、反応管110を真空ポンプ150により排気すると共に、パージガス供給路71、第3の供給路53を夫々加熱して、キャリアガス供給源24からパージガスであるN2ガスをパージガス供給路71を介して第3の供給路53に供給する。   After completing the film forming process in this way, a purge process is performed downstream of the third valve V3 in the third supply path 53 (step S2). That is, the valves V1 and V2 of the first supply path 51, the valve V3 of the third supply path 53, the valve Va of the pressurized gas supply path 21, and the valve Vb of the carrier gas supply path 23 are closed, and the valve of the purge gas supply path 71 is closed. Vd is opened, the reaction tube 110 is evacuated by the vacuum pump 150, and the purge gas supply path 71 and the third supply path 53 are heated to purge the carrier gas supply source 24 with N2 gas, which is purge gas, from the purge gas supply path 71. To be supplied to the third supply path 53.

これにより所定温度例えば120℃に加熱されたN2ガスが第3の供給路53のバルブV3の下流側に通気していき、この加熱されたN2ガスにより、第3の供給路53の内壁面に付着する処理ガスの残留物や、処理ガスが変質した固体成分等の付着物が成膜処理部100側へ押し出され、除去される。ここでバルブV3はミスト分離部4の出口近傍に設けられているので、ミスト分離部4の下流側の供給路53がこのN2ガスによるパージによりクリーニングされることになる。このパージ処理は、例えば成膜処理部100における成膜処理を行う度に毎回行うようにしてもよいし、前記成膜処理を所定回数行なう毎に、定期的に行うようにしてもよい。   As a result, N2 gas heated to a predetermined temperature, for example, 120 [deg.] C., flows to the downstream side of the valve V3 of the third supply passage 53, and this heated N2 gas is applied to the inner wall surface of the third supply passage 53. Residues of the processing gas adhering and adhering matters such as solid components in which the processing gas has changed are pushed out to the film forming unit 100 and removed. Here, since the valve V3 is provided in the vicinity of the outlet of the mist separation section 4, the supply path 53 on the downstream side of the mist separation section 4 is cleaned by the purge with this N2 gas. For example, this purge process may be performed every time the film forming process is performed in the film forming process unit 100, or may be performed periodically every time the film forming process is performed a predetermined number of times.

こうして第3の供給路53がN2ガスによりパージされた後、ミスト分離部4へ洗浄液を供給し、洗浄を行うタイミングであるか否かが判断され(ステップS3)、洗浄を行わないタイミングであるときはステップS4に進み、行うタイミングであるときはステップS6に進む。ここでミスト分離部4の洗浄は、例えば成膜処理部100における成膜処理を所定回数行った後、定期的に行われる。   After the third supply path 53 is purged with N2 gas in this way, it is determined whether or not it is time to supply the cleaning liquid to the mist separation unit 4 and perform cleaning (step S3), and the timing when cleaning is not performed. If so, the process proceeds to step S4. If it is time to perform the process, the process proceeds to step S6. Here, the cleaning of the mist separation unit 4 is performed periodically, for example, after the film formation process in the film formation processing unit 100 is performed a predetermined number of times.

ステップS4に進んだ場合は、さらにミスト分離部4をパージするタイミングであるか否かが判断され、パージを行うタイミングであるときはステップS5に進み、パージを行わないタイミングであるときはステップS1に戻る。ステップS5に進んだ場合には、バルブVdを閉じ、バルブVb、バルブVmを開いて、排気ポンプ44を作動させる。これによりキャリアガス供給源24からパージガスであるN2ガスがキャリアガス供給路23、気化器3を介してミスト分離部4に供給され、ミスト排出路42を介して排出される。   If the process proceeds to step S4, it is further determined whether or not it is time to purge the mist separation unit 4, and if it is time to purge, the process proceeds to step S5, and if it is time not to purge, step S1. Return to. When the process proceeds to step S5, the valve Vd is closed, the valves Vb and Vm are opened, and the exhaust pump 44 is operated. As a result, N2 gas, which is a purge gas, is supplied from the carrier gas supply source 24 to the mist separation unit 4 via the carrier gas supply path 23 and the vaporizer 3 and is discharged via the mist discharge path 42.

このように気化器3、ミスト分離部4内にN2ガスをパージさせることにより、気化器3やミスト分離部4内に残留する液体原料を完全に除去することができて、処理の再現性を向上させると共に、よりパーティクルの発生を抑えることができる。このパージ処理は、例えば成膜処理部100における成膜処理を行う度に毎回行うようにしてもよいし、前記成膜処理を所定回数行う毎に、定期的に行うようにしてもよい。   Thus, by purging N2 gas in the vaporizer 3 and the mist separation unit 4, the liquid raw material remaining in the vaporizer 3 and the mist separation unit 4 can be completely removed, and the process reproducibility is improved. It is possible to improve and further suppress the generation of particles. For example, the purge process may be performed every time the film forming process is performed in the film forming process unit 100, or may be performed periodically every time the film forming process is performed a predetermined number of times.

一方ステップS6に進んだ場合は、バルブVdを閉じ、バルブVc、バルブVmを開き、排気ポンプ44を動作させる。これによりミスト溜まり部46に貯留するミストはミスト排出路42を介して装置外部に排出され、さらに洗浄液供給路61より洗浄液がミスト分離部4に供給される。ここで洗浄液は、液体原料や液体原料の固化物を溶解する溶剤であるので、これによりミスト分離部4の管路41の内壁に付着するミストが洗い流されると共に、仮にミストが再液化し、一部が固体成分に変質したものであっても、洗浄液により溶解して除去される。   On the other hand, when the routine proceeds to step S6, the valve Vd is closed, the valves Vc and Vm are opened, and the exhaust pump 44 is operated. As a result, the mist stored in the mist reservoir 46 is discharged to the outside of the apparatus via the mist discharge path 42, and the cleaning liquid is supplied to the mist separation section 4 from the cleaning liquid supply path 61. Here, since the cleaning liquid is a solvent that dissolves the liquid raw material and the solidified liquid raw material, the mist adhering to the inner wall of the pipe 41 of the mist separation unit 4 is washed away, and the mist is temporarily liquefied. Even if the part is transformed into a solid component, it is dissolved and removed by the cleaning liquid.

さらに洗浄処理では、第2バルブV2、バルブVe、バルブVfを開き、排気ポンプ44を作動させることにより、洗浄液を洗浄分岐路63、気化器3、液体マスフローコントローラMC、第1の供給路51、分岐路54、ミスト排出路42に通流させ、これらの内壁に付着した液体原料や液体原料の固化成分等の付着物を除去するようにしてもよい。   Further, in the cleaning process, the second valve V2, the valve Ve, and the valve Vf are opened and the exhaust pump 44 is operated, so that the cleaning liquid is supplied to the cleaning branch path 63, the vaporizer 3, the liquid mass flow controller MC, the first supply path 51, You may make it flow through the branch path 54 and the mist discharge path 42, and remove deposits, such as a liquid raw material adhering to these inner walls, and the solidification component of a liquid raw material.

このような成膜装置では、気化器3の下流側にミスト分離部4を設けているので、気化原料ガスからミストが分離でき、ミスト分離部4の下流側の第3の供給路53内でのミストの付着が防止される。これによりミストの再液化が防止でき、結果としてパーティクルの発生が低減する。   In such a film forming apparatus, since the mist separation unit 4 is provided on the downstream side of the vaporizer 3, the mist can be separated from the vaporized raw material gas, and in the third supply path 53 on the downstream side of the mist separation unit 4. The adhesion of mist is prevented. As a result, re-liquefaction of mist can be prevented, and as a result, generation of particles is reduced.

この際、ミスト分離部4を上下方向に伸びる管路41により構成し、管路41に対して略L字型を形成するように第3の供給路53を接続して、管路41内に屈曲する処理ガスの通流路を形成し、重力方向にミスト溜まり部46を設けることによって、ミストを屈曲部位における重力により気体と分離しているので、簡易な分離構造で確実にミストの分離を行うことができる。また構造が簡易であることから、プロセスを長期的に安定して行うことができ、安定した処理ガスの供給を行うことができる。さらに操作やメンテナンスが容易であるという利点がある。   At this time, the mist separating section 4 is constituted by a pipe 41 extending in the vertical direction, and a third supply path 53 is connected to the pipe 41 so as to form a substantially L shape. The mist is separated from the gas by gravity at the bent portion by forming a flow path for the bent processing gas and providing the mist reservoir 46 in the direction of gravity, so that the mist can be reliably separated with a simple separation structure. It can be carried out. Further, since the structure is simple, the process can be stably performed for a long period of time, and a stable process gas can be supplied. Furthermore, there is an advantage that operation and maintenance are easy.

さらにまた、貯留槽2、気化器3、ミスト分離部4、第3の供給路53における夫々の工程の温度コントロールを、上流側から下流側に向けて、液体原料(気化原料ガス、処理ガス)の温度を上げていくように行っているので、より確実に液体原料の気化を行うことができる。この際第3の供給路53はヒータにより加熱されており、この中を通流する処理ガスは例えば120℃に加熱されるので、再液化を抑えた状態で成膜処理部100へ供給され、パーティクルの発生を防止することができる。   Furthermore, the temperature control of each process in the storage tank 2, the vaporizer 3, the mist separation part 4, and the 3rd supply path 53 is carried out from the upstream side toward the downstream side, and a liquid raw material (vaporization raw material gas, processing gas) Therefore, the liquid raw material can be vaporized more reliably. At this time, the third supply path 53 is heated by a heater, and the processing gas flowing through the third supply path 53 is heated to, for example, 120 ° C., so that it is supplied to the film forming processing unit 100 in a state in which reliquefaction is suppressed, Generation of particles can be prevented.

さらにまた、例えば成膜処理を行う毎または所定回数の成膜処理を行う毎に、パージガスを第3の供給路53のバルブV3の下流側に通気させているので、第3の供給路53のバルブV3の下流側に残存する処理ガスがパージガスにより押し出されて除去される。ここで加熱されたパージガスを通気させることにより、処理ガスのみならず、処理ガスが変質した付着物も除去することができる。これにより次の成膜処理を行うときには、常に第3の供給路53のバルブV3の下流側は前記付着物が存在しない状態となっているので、パーティクルの発生をより抑えることができると共に、処理の再現性を向上させることができる。また加熱されたパージガスの通気により、供給路53のバルブV3の下流側を速やかに乾燥することができ、再現性の向上を図ることができる。   Furthermore, for example, every time a film forming process is performed or a predetermined number of film forming processes are performed, the purge gas is vented to the downstream side of the valve V3 of the third supply path 53. The processing gas remaining on the downstream side of the valve V3 is pushed out by the purge gas and removed. By venting the heated purge gas here, not only the processing gas but also the deposits with altered processing gas can be removed. As a result, when the next film forming process is performed, since the deposit is not present on the downstream side of the valve V3 of the third supply path 53, the generation of particles can be further suppressed, and the process can be performed. Reproducibility can be improved. Moreover, the downstream side of the valve V3 of the supply path 53 can be quickly dried by ventilating the heated purge gas, and the reproducibility can be improved.

この際パージガスは、気化器3からの供給経路とは別系統の供給経路により供給されるので、膜厚の均一性や再現性を高めることができる。気化器3からの供給経路にてN2ガスをパージした場合には、気化器3やミスト分離部4に液体原料が残留していた場合、この液体原料がN2ガスのパージにより、第3の供給路53に付着する場合があり、これが次のラン時に処理ガスとして供給されてしまい、膜厚の均一性が悪くなったり、再現性が悪化したり、パーティクルの発生原因となるおそれがあるからである。   At this time, since the purge gas is supplied through a supply path different from the supply path from the vaporizer 3, the uniformity and reproducibility of the film thickness can be improved. When the N2 gas is purged in the supply path from the vaporizer 3, if the liquid raw material remains in the vaporizer 3 or the mist separation section 4, the liquid raw material is supplied to the third supply by purging the N2 gas. In some cases, it may adhere to the channel 53 and is supplied as a processing gas during the next run, which may deteriorate the uniformity of the film thickness, deteriorate the reproducibility, or cause generation of particles. is there.

さらにまた、例えば成膜処理を行う毎に、または所定回数の成膜処理を行う毎に、パージガスをキャリアガス供給管23を介して気化器3やミスト分離部4、これらを結ぶ供給路内に通気させることにより、これらの内部に残存する液体原料を除去することができる。これにより次のロットの処理を行うときには、常にこれらの内部は付着物が存在せず乾燥した状態となっているので、処理の再現性を向上させることができる。この場合成膜処理部100への供給経路とは別系統の供給経路により気化器3、ミスト分離部4内にパージガスを供給しているので、パージする領域が当該気化器3、ミスト分離部4等に絞られ、これらのパージを効率的に行うことができ、これらの領域内の付着物を短時間で完全に除去することができる。   Furthermore, for example, every time a film forming process is performed or every time a predetermined number of film forming processes are performed, the purge gas is supplied to the vaporizer 3 and the mist separating unit 4 via the carrier gas supply pipe 23 in the supply path connecting them. By aeration, the liquid raw material remaining inside these can be removed. As a result, when the next lot is processed, the inside thereof is always in a dry state without any deposits, so the reproducibility of the processing can be improved. In this case, since the purge gas is supplied into the vaporizer 3 and the mist separation unit 4 through a supply path different from the supply path to the film formation processing unit 100, the purge area is the vaporizer 3 and the mist separation unit 4. These purges can be efficiently performed, and the deposits in these regions can be completely removed in a short time.

さらにまた、所定のタイミングでミスト分離部4からミストを吸引により排出した後、ミスト分離部4を洗浄しているので、ミストの排出後も管路41内やミスト溜まり部46近傍領域に付着しているミストやミストが変質した付着物が除去され、次のロットの処理を行うときには、常にミスト分離部4の内部は前記付着物が存在しない状態となっているので、パーティクルの発生をより抑えることができると共に、処理の再現性を向上させることができる。   Furthermore, after the mist is discharged from the mist separating section 4 by suction at a predetermined timing, the mist separating section 4 is washed, so that it adheres to the inside of the pipe 41 and the area near the mist collecting section 46 even after the mist is discharged. When the mist or the attached mist is changed and the next lot is processed, the inside of the mist separation unit 4 is always in a state in which the attached matter does not exist, so that generation of particles is further suppressed. And reproducibility of processing can be improved.

続いてミスト分離部4の他の例について説明する。図4に示す例は、管路41の上部側に第2の供給路52と第3の供給路53とを接続し、管路41の底部にミスト排出路42を接続したものであり、この例においても管路41の底部の壁面部45とミスト排出バルブVmとによりミスト溜まり部46が形成される。このような構成では、気化原料ガスの内、処理ガス成分は、管路41内に形成される、屈曲する通気路により第3の供給路53を介して下流側に通気していき、ミストは前記通気路内を通気中、慣性力によりそのまま進もうとするが屈曲部位にて重力により気体から分離し、ミスト溜まり部46に落下するので、これにより処理ガス成分とミストとが分離でき、処理ガス成分のみを成膜処理部100へ供給することができる。   Next, another example of the mist separation unit 4 will be described. In the example shown in FIG. 4, the second supply path 52 and the third supply path 53 are connected to the upper side of the pipe 41, and the mist discharge path 42 is connected to the bottom of the pipe 41. Also in the example, the mist reservoir 46 is formed by the wall surface 45 at the bottom of the pipe 41 and the mist discharge valve Vm. In such a configuration, the processing gas component in the vaporized raw material gas is ventilated downstream via the third supply path 53 by the bent vent path formed in the pipe line 41, and the mist is While trying to advance as it is by the inertial force while ventilating in the air passage, it is separated from the gas by gravity at the bent portion and falls to the mist reservoir 46, so that the processing gas component and the mist can be separated and processed Only the gas component can be supplied to the film forming unit 100.

また図5に示す例は、ミスト分離部4を構成する管路41を重力方向に対して斜めに配置した例であり、管路41の上部側には第2の供給路52が接続され、管路41の重力方向の下方側にはミスト排出バルブVmを備えたミスト排出路42が接続され、排出路42の接続領域近傍とミスト排出バルブVmとによりミスト溜まり部46が構成される。また管路41の重力方向の上方側には第3の供給路53が接続されて、これにより処理ガスが通気するための屈曲する通気路が形成される。   Further, the example shown in FIG. 5 is an example in which the pipe line 41 constituting the mist separating unit 4 is arranged obliquely with respect to the direction of gravity, and the second supply path 52 is connected to the upper side of the pipe line 41, A mist discharge path 42 having a mist discharge valve Vm is connected to the lower side of the pipe line 41 in the direction of gravity, and a mist reservoir 46 is constituted by the vicinity of the connection region of the discharge path 42 and the mist discharge valve Vm. Further, a third supply path 53 is connected to the upper side of the pipe line 41 in the direction of gravity, thereby forming a bent ventilation path for the process gas to vent.

このような構成においても、気化原料ガスの内、処理ガス成分は屈曲する通気路により下流側に通気していき、ミストは通気路内を通気中、慣性力により進もうとするが、屈曲部位にて重力により気体から分離し、ミスト溜まり部46に落下するので、これにより処理ガス成分とミストとが分離でき、処理ガス成分のみを成膜処理部100へ供給することができる。   Even in such a configuration, the process gas component of the vaporized raw material gas is vented downstream by the bent air passage, and the mist is trying to advance by the inertial force while ventilating in the air passage. The gas is separated from the gas by gravity and falls to the mist reservoir 46, whereby the processing gas component and the mist can be separated, and only the processing gas component can be supplied to the film forming processing unit 100.

さらに図6に示す構成は、管路41の底部に第2の供給路52と、ミスト排出バルブVmを備えたミスト排出路42とを接続すると共に、管路41の上部側に第3の供給路53を接続し、管路41内にらせん状の通気路を構成するスパイラル部材81を設けた例である。このようなミスト分離部4では、気化原料ガスが管路41内に供給されると、この気化原料ガスはスパイラル部材81に沿ってらせん状に通気していくが、このとき遠心力によりミストがスパイラル部材81表面に付着する。そしてスパイラル部材81に付着したミストは、重力によりスパイラル部材81に沿って落下していき、管路41の底部とミスト排出バルブVmの近傍領域に形成されたミスト溜まり部46に貯留され、所定のタイミングで排出される。   Furthermore, the configuration shown in FIG. 6 connects the second supply path 52 and the mist discharge path 42 provided with the mist discharge valve Vm to the bottom of the pipe 41, and the third supply to the upper side of the pipe 41. This is an example in which a spiral member 81 constituting a spiral ventilation path is provided in the pipe line 41 by connecting the path 53. In such a mist separation unit 4, when the vaporized raw material gas is supplied into the pipe 41, this vaporized raw material gas spirals along the spiral member 81. At this time, the mist is generated by centrifugal force. It adheres to the surface of the spiral member 81. The mist adhering to the spiral member 81 falls along the spiral member 81 by gravity, and is stored in a mist reservoir 46 formed in the vicinity of the bottom of the conduit 41 and the mist discharge valve Vm. It is discharged at the timing.

続いて本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
(実施例1)
上述の成膜装置を用いて、液体原料としてHEAD、キャリアガスとしてN2ガスを用い、成膜処理部100に他の処理ガスとしてNH3ガスを導入して、反応容器110内温度を350℃〜500℃、反応容器110内圧力を26.6Pa〜133Pa(0.2Torr〜1Torr)に調整し、ウエハW上にシリコンナイトライド膜を成膜し、膜中の粒径0.13μm以上のパーティクル数と、膜厚とを各ラン(ラン1〜ラン17)毎に測定した。パーティクル数は最大97個カウントした。ここで各ランの間には、加熱されたN2ガスによる第3の供給路53のパージ処理と、N2ガスにより気化器3とミスト分離部4とのパージ処理を行った。
Next, examples performed to confirm the effects of the present invention will be described.
(Example 1)
Using the above-described film forming apparatus, HEAD is used as the liquid source, N2 gas is used as the carrier gas, NH3 gas is introduced into the film forming unit 100 as another processing gas, and the temperature in the reaction vessel 110 is set to 350 ° C. to 500 ° C. The reaction vessel 110 is adjusted to 26.6 Pa to 133 Pa (0.2 Torr to 1 Torr), a silicon nitride film is formed on the wafer W, the number of particles having a particle size of 0.13 μm or more in the film, and The film thickness was measured for each run (Run 1 to Run 17). A maximum of 97 particles were counted. Here, between each run, the purge process of the 3rd supply path 53 by the heated N2 gas and the purge process of the vaporizer 3 and the mist separation part 4 were performed by the N2 gas.

この結果を図7(a)に示す。図中左縦軸はパーティクル数、右縦軸は膜厚を夫々示している。また横軸は、ラン1〜ラン17を示し、各ラン毎に3つのデータがあるが、これは左側がウエハボート120の上側領域のデータ、中央がウエハボート120の中央領域のデータ、右側がウエハボート120の下側領域のデータを夫々示している。また図中実線は各ラン時のウエハW上の膜厚、点線は反応容器110やウエハボート120に付着する薄膜の膜厚を夫々示している。
(比較例1)
従来の図8に示す方式の気化システムを用いた成膜装置にて、液体原料としてHEAD、キャリアガスとしてN2ガスを用い、成膜処理部100に他の処理ガスとしてNH3ガスを導入して、実施例1と同様の条件でウエハW上にシリコンナイトライド膜を成膜し、膜中の粒径0.13μm以上のパーティクル数と、膜厚とを各ラン(ラン1〜ラン21)毎に測定した。この結果を図7(b)に示す。
The result is shown in FIG. In the figure, the left vertical axis represents the number of particles, and the right vertical axis represents the film thickness. The horizontal axis shows runs 1 to 17, and there are three data for each run. The left side is data on the upper region of the wafer boat 120, the center is data on the central region of the wafer boat 120, and the right side is data. Data on the lower area of the wafer boat 120 is shown. In the figure, the solid line indicates the film thickness on the wafer W at each run, and the dotted line indicates the film thickness of the thin film adhering to the reaction vessel 110 and the wafer boat 120, respectively.
(Comparative Example 1)
In a film forming apparatus using the conventional vaporization system shown in FIG. 8, HEAD is used as a liquid source, N 2 gas is used as a carrier gas, and NH 3 gas is introduced into the film forming unit 100 as another processing gas, A silicon nitride film is formed on the wafer W under the same conditions as in Example 1, and the number of particles having a particle size of 0.13 μm or more and the film thickness in the film are determined for each run (Run 1 to Run 21). It was measured. The result is shown in FIG.

実施例1と比較例1との結果により、本発明のガス供給系を備えた成膜装置では、粒径0.13μm以上のパーティクルが100個以内であり、従来の気化システムを用いた場合に比べてパーティクル数が激減することが認められた。   According to the results of Example 1 and Comparative Example 1, in the film forming apparatus provided with the gas supply system of the present invention, the number of particles having a particle size of 0.13 μm or more is 100 or less, and the conventional vaporization system is used. It was recognized that the number of particles decreased dramatically.

また各ラン毎の膜厚はほぼ一定であり、比較例1よりも実施例1の場合の方がよりばらつきが小さいことが認められ、本発明のガス供給系により、処理の再現性が向上し、ラン毎にほぼ一定の膜厚を確保し、安定した処理を行うことができることが認められた。   Further, the film thickness for each run is substantially constant, and it is recognized that the variation in Example 1 is smaller than that in Comparative Example 1, and the gas supply system of the present invention improves the reproducibility of the process. It was confirmed that an almost constant film thickness was ensured for each run and stable treatment could be performed.

さらに上述の実施例1において、ラン5、ラン6、ラン7の膜厚の面内均一性を測定したところ、各ラン毎にほぼ同じ値であり、膜厚のみならず面内均一性も各ラン毎に再現性があることが認められた。   Further, in Example 1 described above, the in-plane uniformity of the film thicknesses of the run 5, run 6, and run 7 was measured, and the values were almost the same for each run. Reproducibility was recognized for each run.

さらにまた上述の成膜装置において、液体原料としてHEAD、キャリアガスとしてN2ガスを用いて、気化器3にHEAD:N2=0.1sccm:100sccmの流量比で供給し、成膜処理部100に供給される処理ガスの流量を100分間にわたり観察したが、処理ガスの流量は0.1sccmに安定していることが認められ、本発明のガス供給系により、液体原料を気化して得られる処理ガスを安定した流量で成膜処理部100へ供給できることが認められた。   Further, in the above-described film forming apparatus, HEAD is used as the liquid source, N 2 gas is used as the carrier gas, and the vaporizer 3 is supplied at a flow ratio of HEAD: N 2 = 0.1 sccm: 100 sccm and supplied to the film forming unit 100. The processing gas flow rate was observed over 100 minutes, but it was found that the processing gas flow rate was stable at 0.1 sccm, and the processing gas obtained by vaporizing the liquid raw material by the gas supply system of the present invention. It was confirmed that can be supplied to the film forming unit 100 at a stable flow rate.

以上において本発明では、低蒸気圧液体原料としては、HEAD以外に、例えば140℃での蒸気圧が40Pa以下のTa(OC2H5)5、120℃での蒸気圧が40Pa以下のTDEAH(HF{N(C2H5)}4)等を用いることができ、処理ガスとしてHEADを気化して得た処理ガスとNH3ガスとを用いてシリコンナイトライド膜を成膜する処理以外に、処理ガスとしてTa(OC2H5)5を気化して得た処理ガスとO3ガスとを用いてTa2O5膜を成膜する処理に適用できる。またミスト分離部4は管路41を加熱するための加熱部を備える構成であってもよく、この場合には気化原料ガスの再液化を抑えると共に、ミストの気化を促進し、ミストの量を低減して、処理ガス量を増やすことができる。さらに成膜処理部としては、バッチ式の減圧CVD装置の他に、枚葉式の成膜装置を用いてもよい。   In the present invention, as the low vapor pressure liquid raw material, in addition to HEAD, for example, Ta (OC2H5) 5 having a vapor pressure at 140 ° C. of 40 Pa or less, TDEAH (HF {N (C2H5)} 4) or the like can be used, and in addition to the process of forming a silicon nitride film using the process gas obtained by vaporizing HEAD as the process gas and the NH3 gas, Ta (OC2H5 ) It can be applied to a process of forming a Ta2O5 film using a processing gas obtained by vaporizing 5 and an O3 gas. The mist separation unit 4 may be configured to include a heating unit for heating the pipe line 41. In this case, the mist separation unit 4 suppresses reliquefaction of the vaporized raw material gas, promotes mist vaporization, and reduces the amount of mist. It is possible to reduce and increase the amount of processing gas. Further, as the film forming unit, a single wafer type film forming apparatus may be used in addition to the batch type low pressure CVD apparatus.

本発明に係る成膜装置の一例を示す縦断断面図である。It is a longitudinal section showing an example of a film deposition system concerning the present invention. 前記成膜装置に用いられる気化器とミスト分離部との一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the vaporizer | carburetor and mist separation part which are used for the said film-forming apparatus. 前記成膜装置にて行われる成膜方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the film-forming method performed with the said film-forming apparatus. 前記ミスト分離部の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the said mist isolation | separation part. 前記ミスト分離部のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the said mist isolation | separation part. 前記ミスト分離部のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the said mist isolation | separation part. 本発明の効果を確認するために行った実施例と比較例の結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the result of the Example and comparative example which were performed in order to confirm the effect of this invention. 従来の気化システムを示す配管図である。It is a piping diagram which shows the conventional vaporization system.

符号の説明Explanation of symbols

W 半導体ウエハ
100 成膜装置
110 反応管
120 ウエハボート
130 加熱手段
150 真空ポンプ
200 ガス供給系
2 貯留槽
21 加圧気体供給路
3 気化器
4 ミスト分離部
42 ミスト排出路
44 排気ポンプ
51 第1の供給路(液体原料供給路)
52 第2の供給路(気化原料ガス供給路)
53 第3の供給路(処理ガス供給路)
6 洗浄液供給手段
61 洗浄液供給路
7 パージガス供給手段
71 パージガス供給路
V1〜V3 バルブ
Vm ミスト排出バルブ
W Semiconductor wafer 100 Deposition apparatus 110 Reaction tube 120 Wafer boat 130 Heating means 150 Vacuum pump 200 Gas supply system 2 Reservoir 21 Pressurized gas supply path 3 Vaporizer 4 Mist separation part 42 Mist discharge path 44 Exhaust pump 51 First Supply path (liquid raw material supply path)
52 Second supply path (vaporization source gas supply path)
53 3rd supply path (process gas supply path)
6 Cleaning liquid supply means 61 Cleaning liquid supply path 7 Purge gas supply means 71 Purge gas supply paths V1 to V3 Valve Vm Mist discharge valve

Claims (9)

液体原料を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽の下流側に、液体原料供給路を介して接続され、液体原料を気化して気化原料ガスを得る気化器と、
前記気化器の下流側に、気化原料ガス供給路を介して設けられ、前記気化原料ガスに含まれる処理ガスとミストとを分離し、分離されたミストを排出するためのミスト分離部と、
このミスト分離部の下流側に、処理ガス供給路を介して設けられ、ミスト分離部から送られた処理ガスを用いて基板に成膜処理を行う成膜処理部と、
前記処理ガス供給路におけるミスト分離部の下流側近傍に設けられたバルブと、
前記処理ガス供給路における前記バルブの下流側に接続され、前記処理ガス供給路内の付着物を除去するために、加熱されたパージガスを供給するパージガス供給路と、
前記気化器を介してミスト分離部に洗浄液を供給するための洗浄液供給路と、を備え、
成膜処理を行った後、前記バルブを閉じた状態で、前記パージガス供給路から加熱されたパージガスを前記処理ガス供給路内に供給すると共に、前記ミスト分離部を洗浄するタイミングか否かを判断し、洗浄するタイミングであると判断されたときに、前記洗浄液供給路からミスト分離部に洗浄液を供給し、前記バルブを閉じたままこの洗浄液を排出するように構成されたことを特徴とする成膜装置。
A storage tank for storing liquid raw materials;
A vaporizer connected to the downstream side of the storage tank via a liquid raw material supply path to vaporize the liquid raw material to obtain a vaporized raw material gas,
A mist separation unit provided on the downstream side of the vaporizer via a vaporized raw material gas supply path, for separating the processing gas and mist contained in the vaporized raw material gas, and discharging the separated mist;
A film formation processing unit that is provided on the downstream side of the mist separation unit via a processing gas supply path and performs a film formation process on the substrate using the processing gas sent from the mist separation unit;
A valve provided near the downstream side of the mist separation section in the processing gas supply path;
A purge gas supply path that is connected to the downstream side of the valve in the process gas supply path and supplies heated purge gas to remove deposits in the process gas supply path;
A cleaning liquid supply path for supplying a cleaning liquid to the mist separation unit via the vaporizer,
After the film forming process is performed, the purge gas heated from the purge gas supply path is supplied into the process gas supply path with the valve closed, and it is determined whether or not it is time to clean the mist separation unit. When the cleaning timing is determined, the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid supply path to the mist separation unit, and the cleaning liquid is discharged while the valve is closed. Membrane device.
前記ミスト分離部を洗浄するタイミングか否かを判断した結果、洗浄するタイミングではないと判断されたときに、前記ミスト分離部をパージするタイミングか否かを判断し、パージするタイミングであると判断されたときに、気化器に接続されたガス供給路からミスト分離部にパージガスを供給し、このパージガスを前記バルブを閉じたまま排出するように構成されたことを特徴とする請求項1記載の成膜装置。 As a result of determining whether or not it is time to clean the mist separation unit, when it is determined that it is not time to clean, it is determined whether or not it is time to purge the mist separation unit, and it is determined that it is time to purge. The purge gas is supplied from the gas supply path connected to the vaporizer to the mist separator when the gas is supplied, and the purge gas is discharged while the valve is closed. Deposition device. ミスト分離部は、通気路を屈曲して構成され、屈曲部位よりも上流側を流れているミストが慣性力によりそのまま進もうとして当該屈曲部位にて気体から分離されるように構成されたことを特徴とする請求項1または2記載の成膜装置。 The mist separation part is configured by bending the air passage, and configured so that the mist flowing upstream from the bent part is separated from the gas at the bent part in an attempt to proceed as it is by inertia force. The film forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記ミスト分離部は、上方側に気化原料ガス供給路が接続されると共に、下端部の側面に処理ガス供給路が接続された縦型の筒状部により構成されたことを特徴とする請求項3記載の成膜装置。 The mist separator section, the claims together with the vaporized raw material gas supply passage on the upper side is connected, characterized in that the side to the processing gas supply path of the lower end portion is constituted by the cylindrical portion of the connected vertical 3. The film forming apparatus according to 3 . 前記ミスト分離部は、ミストを貯留するミスト溜まり部と、
このミスト溜まり部に貯留するミストを除去する排出口と、を備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一に記載の成膜装置。
The mist separation unit includes a mist reservoir for storing mist,
The film forming apparatus according to claim 1 , further comprising: a discharge port that removes the mist stored in the mist reservoir.
前記ミスト分離部の排出口に、ミスト溜まり部に貯留されるミストをミスト分離部から除去するための吸引路を設けることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一に記載の成膜装置。 6. The film forming apparatus according to claim 1, wherein a suction path for removing the mist stored in the mist collecting part from the mist separating part is provided at the discharge port of the mist separating part. . 前記パージガス供給路には、パージガスを供給するための加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一に記載の成膜装置。   6. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the purge gas supply path is provided with heating means for supplying purge gas. 気化器にて液体原料を気化して気化原料ガスを得る工程と、
次いで気化器の下流側に気化原料ガス供給路を介して設けられたミスト分離部にて、前記気化原料ガスに含まれる処理ガスとミストとを分離し、分離されたミストを排出口から排出する工程と、
次いでミスト分離部の下流側に処理ガス供給路を介して設けられた成膜処理部にて、前記処理ガスを用いて基板に成膜処理を行う工程と、
成膜処理を行った後、前記処理ガス供給路におけるミスト分離部の下流側近傍に設けられたバルブを閉じた状態で、当該バルブの下流側に、当該処理ガス供給路内の付着物を除去するために、加熱されたパージガスを供給すると共に、前記ミスト分離部を洗浄するタイミングか否かを判断し、洗浄するタイミングであると判断されたときに、前記気化器を介してミスト分離部に洗浄液を供給し、前記バルブを閉じたままこの洗浄液を排出する工程と、を含むことを特徴とする成膜方法。
A step of vaporizing a liquid raw material in a vaporizer to obtain a vaporized raw material gas;
Next, in the mist separation section provided on the downstream side of the vaporizer via the vaporized raw material gas supply path, the processing gas and the mist contained in the vaporized raw material gas are separated, and the separated mist is discharged from the discharge port. Process,
Next, a film forming process is performed on the substrate using the processing gas in a film forming processing unit provided via a processing gas supply path on the downstream side of the mist separating unit;
After the film formation process is performed, with the valve provided in the vicinity of the downstream side of the mist separation section in the processing gas supply path closed, the deposits in the processing gas supply path are removed downstream of the valve. In order to do so, a heated purge gas is supplied, and it is determined whether or not it is time to clean the mist separation unit. When it is determined that it is time to clean, the mist separation unit is passed through the vaporizer. Supplying a cleaning liquid, and discharging the cleaning liquid while the valve is closed .
前記ミスト分離部を洗浄するタイミングか否かを判断した結果、洗浄するタイミングではないと判断されたときに、前記ミスト分離部をパージするタイミングか否かを判断する工程と、
この工程にてパージするタイミングであると判断されたときに、ミスト分離部にパージガスを供給し、このパージガスを前記バルブを閉じたまま排出する工程と、を含むことを特徴とする請求項8に記載の成膜方法。
As a result of determining whether or not it is time to wash the mist separation unit, when it is determined that it is not time to wash, determining whether or not it is time to purge the mist separation unit;
9. The method of claim 8 , further comprising: supplying a purge gas to the mist separation unit when the purge timing is determined in this step, and discharging the purge gas while the valve is closed. The film-forming method of description.
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