JPH07166354A - 液体沈着ソースガス放出システム - Google Patents

液体沈着ソースガス放出システム

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JPH07166354A
JPH07166354A JP16829294A JP16829294A JPH07166354A JP H07166354 A JPH07166354 A JP H07166354A JP 16829294 A JP16829294 A JP 16829294A JP 16829294 A JP16829294 A JP 16829294A JP H07166354 A JPH07166354 A JP H07166354A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、液体の化学反応物質のソースを使
用した汚染のない反応性ガスの沈着システムのガス放出
システムを得ることを目的とする。 【構成】 液体の化学反応物質のソース50と、反応物質
ソースに隣接して位置される第１のヒーター54と、反応
物質ソース50と連通し、反応物質ソース50から放出され
る蒸気を収集する蒸気収集システム56と、上流側が蒸気
収集システム56と連通している流量制御装置64と、流量
制御装置64の下流側と連通している蒸気分配システム
と、流量制御装置64と、蒸気収集システム56の少なくと
も１部分と、および蒸気分配システムの少なくとも１部
分とに隣接して位置される第２のヒーター76とを具備し
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応性ガスによる薄い
層の沈着に関し、特に、沈着反応装置にこのようなガス
を放出するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】化学的気相沈着（ＣＶＤ）において、１
以上の反応性ガスは、加熱によって活勢化されている基
体に接触される。反応性のガスの適切な選択、基体のタ
イプおよび温度、ガスの部分的および全体の圧力、およ
びその他の動作パラメータに関係して、反応性のガスは
基体の表面上に徐々に厚くなる層として選択された材料
を沈着する。沈着は、所望な厚さに達するまで続く。
【０００３】反応性沈着において使用される反応性ガス
は、ガスあるいは液体ソースから供給される。反応性ガ
スは液体の形態で供給される時に処理が安全であり、有
毒性が少ないので、液体ソースが次第に普及している。
反応性の沈着の前に、液体ソースは、基体に導かれ、反
応が行われる反応性ガスの蒸気を生成するために加熱さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】反応性ガスの液体ソー
スを利用する放出システムにおいて、幾つかの解決され
ていない問題に遭遇する。個々のガスにおける流量の変
化がしばしば見られ、沈着された層の組成を変化させ
る。沈着は、放出システムの内部において進行される。
汚染物質は、ソースの変更のような変更動作中にシステ
ムに入る可能性がある。許容できる沈着された構造はこ
れらの問題にかかわらず形成されるが、それらの解決法
により沈着および放出システムの動作を改善することが
好ましい。
【０００５】それ故、液体ソースに利用される改善され
た反応性ガス放出システムが必要である。本発明はこの
必要性を満たし、関連した発明を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、化学的気相沈
着のような反応性ガス沈着過程に使用する少なくとも１
つの液体ソースから動作しているガス放出システムを提
供する。このガス放出システムは、切換中およびその他
の時の汚染物質の導入を最小にする。流れの変化は、ガ
ス放出システムにおける反応しない蒸気沈着を防ぐこと
によってほぼ避けられる。汚染物質の不在および反応し
ない蒸気の沈着の回避は、ガス放出システム内に沈着す
る汚染物質の蓄積を防ぐ。本発明のガス放出システム
は、流量制御装置のような高精度の制御装置の使用と両
立でき、沈着された層の組成の注意深い制御を可能にす
る。
【０００７】本発明によれば、液体沈着ソース放出シス
テムは周囲の温度よりも高い沸点を有する蒸気の流れを
供給する手段、および蒸気の流れを制御する手段を具備
する。制御手段は、供給手段と連通している上流側と、
下流側を有する。装置は、蒸気の流れを制御する手段の
下流側と連通している蒸気の流れを分配する手段を含
む。供給手段の少なくとも１部と、蒸気の流れを制御す
る手段と、分配手段の少なくとも１部とを加熱する手段
が存在する。
【０００８】別の実施例において、液体沈着ソース放出
システムは、液体化学的反応の反応物質ソースと、反応
物質ソースに隣接して位置される第１のヒーターを具備
する。蒸気収集システムは反応物質ソースに通じてお
り、反応物質ソースから放出された蒸気を収集する。流
量制御装置は、蒸気収集システムと連通している上流側
と、下流側を有する。装置は、流量制御装置の下流側と
連通している蒸気分配システムを含む。第２のヒーター
は、流量制御装置と、蒸気収集システムの少なくとも１
部と、および蒸気分配システムとに隣接して位置されて
いる。
【０００９】加熱手段とも呼ばれる第２のヒーターは、
反応物質ソースからの予め蒸発された反応ガスが流量制
御装置、蒸気収集システム、および蒸気分配システムに
沈着することを防ぐ。これらの部品は、システムの一部
に流れる反応性ガスの沸点より高い温度に加熱される。
それ故、反応性ガスは反応装置に達する前に沈着するこ
とはできない。
【００１０】汚染物質を最小にするため、２部分浄化シ
ステムを設けることが好ましい。浄化システムは、蒸気
収集システムおよび流量制御装置の上流側と連通してい
る第１のガス浄化システムおよび、または蒸気分配シス
テムおよび流量制御装置の下流側と連通している第２の
ガス浄化システムを含む。好ましい方法において、第１
および第２の浄化システムは、汚染物質がソース切換え
のような過渡的な状態中にガス放出システムに入ること
を防ぎ、それらがそれに達する場合に放出システムから
の汚染物質を浄化するために設けられる。
【００１１】本発明は、ガス放出システム、特に化学的
気相沈着のような反応性沈着過程に使用されるシステム
の技術を進歩させる。本発明のその他の特徴および利点
は、添付図面と共に、実施例によって本発明の原理を説
明する好ましい実施例の詳細な説明から明らかとなるで
あろう。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明が使用される反応性沈着シス
テム20を示す。図２は、本発明の沈着システムの一部、
すなわちガス放出システム22をさらに詳細に示す。これ
らのシステム20および22は、好ましい実施例において利
用されるガス流ソースと放出の様々な組合わせに関して
示されている。本発明は、これらの特定の組合わせに制
限されるものではない。
【００１３】反応性ガス沈着システム20は、典型的に石
英管の形態の反応装置24を含み、反応装置24付近の加熱
炉26によって加熱される。反応性ガス沈着生成物が沈着
される基体28は、取付け具90によって反応装置内に支持
されている。
【００１４】反応性のガスおよびその他のガスは、１以
上の放出ガスライン32を通って反応装置24に供給され
る。放出ガスライン32は、ガス放出システム22から反応
装置24に供給される。反応性ガスは加熱された反応装置
24に入り、反応装置24内で混合され、基体28の表面上に
所望の固体層を沈着させる。好ましい実施例において、
３つの放出ガスライン32、すなわちＤＧ１，ＤＧ２およ
びＤＧ３が存在する。
【００１５】反応性ガスの反応していない部分および任
意のガス反応性生成物は、出口ライン34を通って反応装
置24を出て、ガス浄化および排出システム26に入る。ガ
ス浄化および排出システム36において、ガス中の粒子状
物質は除去され、任意の反応していないガスは固体の下
流沈着の傾向が減少されるように反応される。ガス浄化
の完了後、ガスは排出される。
【００１６】ガスは、ソースガスライン40を通ってガス
ソース38からガス放出システムに放出される。
【００１７】本発明は、ガス放出システム22に関し、あ
る程度、放出ガスライン32、ソースガスライン40および
ガスソース38に関する。関連した構造が図２に関してさ
らに詳細に示されている。反応装置24、加熱炉26、およ
びガス浄化および排出システム36の構造の詳細は通常の
システムに関する技術において知られており、本発明の
一部となるものではない。それらは、本発明の使用の情
況を示すためだけに与えられている。
【００１８】図２は、ガス放出システム22の好ましい形
態に関する概略的な流れ図を示す。図２のシステムにお
いて、幾つかの異なるタイプのガスがシステムの可能性
を示すために供給され、異なる方法で組合わせられてい
る。それぞれの場合において、反応性ガスはソースから
流れており、液体およびガスのタイプがある。液体ソー
ス50において、液体容器52は、加熱システム54によって
予め選択された蒸発温度で保持されている。加熱システ
ム54は、加熱コイルと冷却コイルの組合わせおよびサー
モスタットを含むことが好ましい。このような加熱シス
テム54は市販されており、好ましい加熱システム54はSc
humaker 加熱システムＳＴＣ１１５型である。
【００１９】蒸気収集システム56は、液体ソース50から
放出されたガスの蒸気を捕獲する。幾つかのタイプの液
体ソースにおいて、反応性ガス蒸気は捕獲され、反応装
置に導かれる。別のタイプの液体ソースにおいて、アル
ゴンのような不活性キャリアガスは容器52の液体中を通
って泡として吹き出され、蒸気は反応装置に運ばれるキ
ャリアガスと混合される。この後者のタイプの液体ソー
スは本発明においては好ましくないが、キャリアガスラ
イン57を有する図２の液体ソースの１つに示されてお
り、本発明の一般的な適用能力を示す。３つの別々の液
体ソース50が図２に示されている。ガスのソース58は、
加圧されたガスボトル60および調節器62を含むことが好
ましい。ガスのソース58からのガス流は、蒸気収集シス
テム56に導かれる。
【００２０】蒸気収集システム56は、液体ソース50ある
いはガスのソース58から流量制御装置（「ＭＦＣ」）64
に延在するソースガスライン40を含む。示された場合に
おいては、４つのソース50および58、および４つのソー
スガスライン40、ＳＧ１，ＳＧ２，ＳＧ３およびＳＧ４
がある。ＭＦＣ64は、反応装置24への各ガスタイプの流
量を正確におよび制御可能に設定する市販の装置であ
る。Unit Instruments社のモデル1200および Vacuum Ge
neral 社のモデルLC2 が好ましい。ソースガスライン40
はＭＦＣ64の上流側66に入り、下流側68から出る。幾つ
かの例において、ガスのソース58の場合に示されるよう
に、単一のソースは１以上の流量制御装置にガスを供給
することができる。
【００２１】ガスは、ＭＦＣ64の下流側68から、ガス放
出システムの内部ライン70を通り、ガス放出システム22
および反応装置24の残りからそれぞれガスソース38およ
びＭＦＣ64を分離することができる遮断バルブ72に流れ
る。遮断バルブ72は、特に、ソースあるいは制御装置が
切換えられるときに使用する。
【００２２】幾つかの場合において、ソースからの反応
性ガスは反応装置24に直接流れ、反応装置において他の
反応性ガスと混合される。その他の場合においては、反
応装置に入る前に反応性ガスを組合せて混合し、反応装
置においてこれらの組合せたガスを混合することが好ま
しい。本発明の説明において、２対の反応性のガスは、
２つのライン70が合流される混合位置74においてガス放
出システム22内で混合される。この特定して図示された
配置は、ガス放出システム22から反応装置24に延在する
３つの放出ガスライン32、ラインＤＧ１，ＤＧ２および
ＤＧ３を生ずる。ガス放出に対する他の要求は、他の混
合する組合せおよび放出ガスラインの配置を生ずる。
【００２３】反応装置24に達する前にソース50から蒸発
されたガスの再凝縮を防ぐために、加熱手段はガスソー
スを出た後に反応装置にガスを供給するシステムの少な
くとも１部を加熱するために設けられる。図示された実
施例においては、加熱手段において２つのタイプのヒー
ターがある。ＭＦＣ64、バルブ72、ライン70およびその
他の装置のようなガス放出システム22の部品の加熱する
ため、これらの部品は支持ベース74上に取付けられてい
る。好ましい支持ベース74は、アルミニウム合金のよう
な金属の熱伝導性ブロックである。図２に示されたガス
放出システム22に関して、支持ベース74は約２４×２４
×１．５インチの大きさのアルミニウム合金ブロックで
あるが、大きさは取り付けられる部品の数に従って変化
する。
【００２４】支持ベース74は支持ベース74に接触してい
る適当なヒーター76によって加熱され、その伝導熱によ
ってその上に取り付けられた部品を加熱する。好ましい
方法におけるヒーターは、オメガ社によって製造された
ＣＩＲ型のようなカートリッジ式ヒーターである。図２
において、２つのヒーター76のみが説明のために示され
ている。
【００２５】ガス放出システムおよびそれに関係したラ
インのためのその他のタイプのヒーターは、ライン32お
よび40のためのヒーターである。このヒーターは、ライ
ン32および40に巻き付けられている加熱テープ78である
ことが好ましい。加熱テープは市販の製品であり、好ま
しい加熱テープはRaychem 社から入手可能なＱＴＶＢ型
の加熱テープである。加熱テープ78はソース50において
生成される凝縮可能な蒸気を含んでいるラインに巻き付
けられており、所望によってガスソース58からガスを導
くラインに巻き付けられている。
【００２６】ヒーター76および78は温度制御装置80によ
って制御されており、反応装置24に流れる蒸気が凝縮し
ないように十分に高い温度に放出システム22とライン32
および40を保持する。制御装置80は、ブロックにおける
温度センサ82とライン32および40上の温度センサ84から
の温度フィードバック信号を受信する。制御装置80は測
定された温度を制御装置80上の設定点入力85によって設
定される温度と比較し、それに応じてヒーター76および
78によって加熱する。ヒーター76および78用の電力線86
および88は、温度制御装置80における電源から動作する
（幾つかの温度センサおよび電力線のみが説明を明瞭に
するために図２に示されている）。
【００２７】ガス放出浄化システム90は、不所望の汚染
物質が反応装置に達することを防ぐ。ガス放出浄化シス
テム90は、窒素のような浄化ガスの浄化ガスソース92を
含む。浄化ガスソース92は、浄化ガスを第１のガス浄化
システム94および第２のガス浄化システム96に供給す
る。
【００２８】第１のガス浄化システム94は、蒸気収集シ
ステム56および質量流量制御装置64の上流側66と連通し
ている。それは、較正動作における使用のために非常に
低い値までシステム94における圧力を制御可能に減少す
る低圧力調節器98、および流量制御装置として作用する
流量計100 を含む。システム94からの浄化ガスは、個々
の蒸気収集システム56および流量制御装置64にバルブ10
2 を通って制御可能に流れる。図示されたように、浄化
ガスシステム94は幾つかのソースライン上で使用され、
その他においては使用されない。それは全液体ソース50
と共同して使用されることが好ましいが、随意にガスソ
ース58と共に使用される。
【００２９】第１のガス浄化システム94は、３つの重要
な機能を実行する。第１の機能は、ソース50が切換えら
れるときに蒸気収集システム56および流量制御装置64の
上流側66からの汚染物質を浄化することである。ソース
50が切換えられるとき、浄化ガスがシステムの影響を受
けた部分を通って連続的に流れるようにバルブ72は閉じ
られ、バルブ102 は開かれる。それにより、ガス放出シ
ステム22および反応装置24への潜在的な汚染物質の流れ
は、ほぼ防がれる。第２の機能は、バルブ72が再び開か
れた後にシステムの影響を受けた部分からの汚染物質を
浄化することである。この連続的な浄化機能は、凝縮さ
れた蒸気あるいは汚染物質の任意の沈着がガスソースラ
イン40あるいはＭＦＣ64内に生じている場合のような、
他の時にも使用される。
【００３０】ガス浄化システム94の第３の機能は、流量
制御装置の較正である。流量制御装置64が較正される
時、浄化ガスシステム94は開かれたバルブ72および102
によって動作される。浄化ガスの実際の流れは調節器98
を調節することによって設定され、特定の浄化ガスに関
して明確に較正される流量計100 によって測定される。
流量制御装置64の目盛の読取りは、流量計100 を通る流
れの様々な値に対して測定される。流量制御装置64は、
これらの値および流量制御装置の標準的な較正表を使用
している特定の反応性ガス蒸気流の比率に対して較正さ
れる。
【００３１】実際に、流量制御装置は較正される時、そ
れはガスシステムから取出されて分離した較正装置に運
ばれる。較正が完了した後、ＭＦＣはシステムに再配置
される。この過程は、特に、多数のＭＦＣが存在し、ラ
インが開かれる度にガスシステム中に汚染物質が導入さ
れる場合には遅い。結果として、一般に、較正はできる
限り長く引き延ばされ、反応装置24に達する流量を不正
確にする。本発明の方法により、較正は面倒でなく、容
易に、沈着動作が実際に進行中であるとき以外はいつで
も行われることができる。
【００３２】第２のガス浄化システム96は、浄化ガスの
流れを制御し、測定する流量計104を含む。種々のガス
システムへの浄化ガスのアクセスは、バルブ106 によっ
て制御される。第２のガス浄化システム96は、放出ガス
ライン32の形態の蒸気分配システムおよび開いている時
のバルブ72を通る流量制御装置64の下流側68と連通して
いる。第２のガス浄化システム96は、ガス放出システム
の下流部分が上流部分とは別に浄化されることを可能に
する。分離した浄化は、第１のガス浄化システム94がＭ
ＦＣ64を通る比較的遅い浄化流のみを放出することがで
きる。
【００３３】図２のガス放出システム22を有する図１の
反応性ガス沈着システム20が構成され、動作されてい
る。それらは、ガスおよび液体ソースから基体上に高純
度層を沈着するのに非常に効果的である。通常のシステ
ムと比較すると、汚染物質は減少され、動作の効率は高
められる。
【００３４】本発明のその他の特徴および利点は、添付
図面と共に、実施例によって本発明の原理を説明する好
ましい実施例の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】反応性ガス沈着システムの概略図。
【図２】図１の沈着システムのガス放出部分のさらに詳
細な概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・シー・ヨーク アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92084、ビスタ、インディペンデンス・ウ エイ 1510

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体の化学反応物質のソースと、 反応物質ソースに隣接して位置される第１のヒーター
    と、 反応物質ソースと連通し、反応物質ソースから放出され
    る蒸気を収集する蒸気収集システムと、 上流側が蒸気収集システムと連通している流量制御装置
    と、 流量制御装置の下流側と連通している蒸気分配システム
    と、 流量制御装置と、蒸気収集システムの少なくとも１部分
    と、および蒸気分配システムの少なくとも１部分とに隣
    接して位置される第２のヒーターとを具備していること
    を特徴とする液体沈着ソース放出システム。
  2. 【請求項２】 蒸気収集システムおよび流量制御装置の
    上流側と連通している第１のガス浄化システムを含んで
    いる請求項１記載の放出システム。
  3. 【請求項３】 第１のガス浄化システムは、 浄化ガスソース出口を有する浄化ガスソースと、 浄化ガスソース出口と連通している圧力調節器入口およ
    び圧力調節器ソース出口を有する圧力調節器と、 圧力調節器出口と連通している第１の浄化流制御装置入
    口と、蒸気収集システムおよび流量制御装置の上流側と
    連通している第１の浄化流制御装置出口とを有する第１
    の浄化流制御装置とを含んでいる請求項２記載の放出シ
    ステム。
  4. 【請求項４】 蒸気分配システムおよび流量制御装置の
    下流側と連通している第２のガス浄化システムを含んで
    いる請求項１記載の放出システム。
  5. 【請求項５】 第２のガス浄化システムが、 浄化ガスソース出口を有する浄化ガスソースと、 浄化ガスソース出口と連通している第２の浄化流制御装
    置入口、および蒸気分配システムと流量制御装置の下流
    側とに連通している第２の浄化流制御装置出口を有する
    第２の浄化流制御装置とを具備している請求項４記載の
    放出システム。
  6. 【請求項６】 付加的な液体の化学反応物質のソース
    と、 付加的な反応物質ソースに隣接して位置される付加的な
    第１のヒーターと、 付加的な反応物質ソースと連通し、付加的な反応物質ソ
    ースから放出される蒸気を収集する付加的な蒸気収集シ
    ステムと、 付加的な蒸気収集システムと連通している上流側と、下
    流側を有する付加的な流量制御装置と、 付加的な流量制御装置の下流側と連通している付加的な
    蒸気分配システムとを含み、 第２のヒーターが付加的な流量制御装置と、付加的な蒸
    気収集システムの少なくとも１部分と、および付加的な
    蒸気分配システムの少なくとも１部分とに隣接して位置
    されている請求項１記載の放出システム。
  7. 【請求項７】 流量制御装置が質量流量制御装置を含む
    請求項１記載の放出システム。
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