JPH08203832A

JPH08203832A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH08203832A
Application number: JP6339274A
Authority: JP
Inventors: Shinpei Jinnai; 新平陣内; Hiroshi Kuno; 博久野; Hiroshi Otsuki; 浩大槻
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1996-08-09
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JP3197770B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】処理室へ供給する原料ガスの流量を正確に測
定し、常に設定された流量で原料ガスを安定供給できる
半導体製造装置を提供する。【構成】ガス配管２６を介してソースタンク２１内に
貯留された原料液ＲＬ内にキャリアガスを供給し、気化
させてＴＥＯＳガスを作り、これをガスからなるプロセ
スガスを配管２４を介して処理室１０内へ供給し、この
１０内で半導体ウエハＷに所定の処理を施す。ガス配管
２６内に第１流量センサ２８を、また配管２４に第２流
量センサ３３を設け、これらは所定の定電流を流して自
己発熱する発熱素子を有し、また温度変化により抵抗値
が変化する白金抵抗線を有し、センサ２８の発熱素子に
対するセンサ３３の発熱素子の電気的信号の差に基づい
てＴＥＯＳガスの流量を測定、制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】熱処理装置、拡散装置、ＣＶＤ装置等の
半導体製造装置では被処理体に種々の化合物を積層する
ことにより成膜を行なったり、不純物を拡散させてドー
ピングしたりする場合に種々の原料ガスが用いられる。
そして、原料ガスとしては例えばテトラエチルオルソシ
リケート（ＴＥＯＳ）等の珪素系化合物、トリイソブチ
ルアルミニウム等の有機金属化合物などが多用されてい
る。これらの原料ガスはそれぞれの原料液を気化して貯
留容器から配管を介して所定の処理室へ供給するように
しているが、配管を通る過程で液化し易い原料ガスも多
い。そのため、貯留容器を恒温槽に収納し、更に原料ガ
ス用の配管を加熱用テープ等の加熱手段により被覆し、
恒温槽内の原料液を気化し易い状態にした上で、加熱手
段により配管内での原料ガスの液化を防止するようにし
ている。そして、配管を通る間にマスフローコントロー
ラにより原料ガスの流量を制御しながら常に設定された
流量で処理室内へ原料ガスを供給するようにしている。

【０００３】そこで、半導体製造装置としてＣＶＤ装置
を例に挙げて具体的に説明する。このＣＶＤ装置は、図
１０に示すように、例えば原料ガスとしてＴＥＯＳガス
を用い、半導体ウエハ表面にシリコン酸化膜を形成する
装置である。このＣＶＤ装置の場合には、同図に示すよ
うに、ＴＥＯＳを原料液１として貯留するソースタンク
２と、このソースタンク２とプロセスガス配管３を介し
て接続された処理室４とを備えて構成されている。ソー
スタンク２は恒温槽５内に収納され、恒温槽５を介して
ソースタンク２内の原料液１を気化し易い一定の温度に
保持するようにしている。また、ソースタンク２にはキ
ャリアガスとしての窒素ガスを供給するガス配管６が接
続され、このガス配管６に取り付けられたマスフローコ
ントローラ７により一定流量の窒素ガスをソースタンク
２の原料液１内へ供給するようにしている。更に、この
ガス配管６の下流端にはＵ字状６Ａが形成され、Ｕ字状
部６Ａから供給される窒素ガスにより原料液１をバブリ
ングしてソースタンク２の上部空間でＴＥＯＳガスを発
生させるように構成されている。また、ＴＥＯＳガスの
プロセスガス配管３の周囲には加熱手段８が施され、プ
ロセスガス配管３を通過するＴＥＯＳガスが液化しない
ようにしている。更に、このプロセスガス配管３にはマ
スフローコントローラ９が取り付けられており、マスフ
ローコントローラ９により常に一定量のＴＥＯＳガスを
処理室４内へ供給して処理室４内の半導体ウエハ（図示
せず）に一定膜厚のシリコン酸化膜を形成するようにし
ている。

【０００４】また、ソースタンク２には例えばフロート
式の液面計（図示せず）が取り付けられ、ソースタンク
２内の原料液１の液面を監視、制御するようにしてい
る。そして、ソースタンク２内の原料液１の液面が下限
を切ると液面計がそれを検出して原料液１をその供給タ
ンク１０から供給し、液面が上限に達すると原料液１の
供給を停止するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＣＶＤ装置等の半導体製造装置では上述のようにプロセ
スガスの流量をマスフローコントローラ９により測定す
るようにしているため、マスフローコントローラ９によ
る測定に狂いが生じ、処理室へ一定量の流量で原料ガス
を供給できなくなるという課題があった。つまり、図１
１で示すようにプロセスガス用の配管９に例えば内径１
mm以下のバイパス細管９Ａが設けられ、このバイパス細
管９Ａを流れるＴＥＯＳガス等の液化し易い原料ガスの
流量をマスフローコントローラ９により測定するように
している。ところが、バイパス細管９Ａでは原料ガスの
液化などによりバイパス配管９Ａが詰まったり、配管９
の加熱により原料ガスから分解生成物等のパーティクル
が発生し、このパーティクルがバイパス細管９Ａ内に詰
まり、マスフローコントローラ９では原料ガスの流量の
測定が難しく、延いては原料ガスの流量制御が難しくな
って原料ガスを所定流量に制御して供給できなくなるな
どという課題があった。

【０００６】また、従来のＣＶＤ装置等の半導体製造装
置では上述のようにソースタンク２内の原料ガス用の原
料液１の液量はフロート式の液面計などによって液面を
監視するようにしているため、原料液１の消費による液
面変動により液面計の浮子が昇降し、その際摺動部から
金属等のパーティクルが発生し易く、このパーティクル
がプロセスガスに随伴して処理室内に流入したり、ある
いは上述のマスフローコントローラ９の細管９Ａを詰ま
らせたりするという課題があった。また液面計としては
その他、従来から光学式のもの、静電容量式のものなど
が知られているが、光学式のものはガラスに曇りが生
じ、静電容量式のものはバクテリア汚染などが生じ易い
など、いずれも信頼性に劣るという課題があった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、処理室へ供給する原料ガスの流量を確実且
つ正確に測定し、常に設定された流量で原料ガスを安定
供給できる半導体製造装置を提供することを目的として
いる。また、原料液の液面をパーティクル等を発生させ
ることなく正確に検出し、常に一定レベルの液量を確保
できる半導体製造装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の半導体製造装置は、第１配管を介して容器内に貯留さ
れた原料液内にキャリアガスを供給し、このキャリアガ
スにより上記原料液を気化させて原料ガスを作り、この
原料ガスとキャリアガスからなるプロセスガスを第２配
管を介して処理室内へ供給し、この処理室内でプロセス
ガスにより被処理体に所定の処理を施す半導体製造装置
において、上記第１配管内に第１流量センサを設けると
共に上記第２配管に第２流量センサを設け、上記各流量
センサはそれぞれ少なくとも所定の定電流を流して自己
発熱する発熱素子を有すると共に各発熱素子は温度変化
により抵抗値が変化する感熱導電線を有し、これら第１
流量センサの発熱素子に対する第２流量センサの発熱素
子の電気的信号の差に基づいて上記原料ガスの流量を測
定、制御するように構成されたものである。

【０００９】また、本発明の請求項２に記載の半導体製
造装置は、請求項１に記載の発明において、上記各流量
センサに所定の微小定電流を流して実質的に発熱しない
基準素子をそれぞれ設け、各基準素子は温度変化により
抵抗値が変化する感熱導電線を有し、それぞれの周囲温
度を検出するように構成されたものである。

【００１０】また、本発明の請求項３に記載の半導体製
造装置は、請求項１または請求項２に記載の発明におい
て、上記容器内に上限センサ及び下限センサからなる液
面計を設け、上記各センサは所定の微小定電流を流す基
準素子及び所定の定電流を流して自己発熱する発熱素子
を有し、上記基準素子に対する上記発熱素子の電気的信
号の差に基づいて上記原料液の液面を監視するように構
成されたものである。

【００１１】

【作用】本発明の請求項１に記載の発明によれば、第１
配管を介して容器の原料液内に一定流量でキャリアガス
を供給し、このキャリアガスにより原料液を気化させて
原料ガスを作り、この原料ガスをキャリアガスと共にプ
ロセスガスとして第２配管を介して処理室内へ供給して
処理室内の被処理体にプロセスガスにより所定の処理を
施す際に、第１配管内にキャリアガスが流れると、その
流量により第１流量センサの発熱素子を構成する感熱導
電線の抵抗値が変化し、流量に即した電気的信号に基づ
いてその流量を測定することができる。一方、第２配管
内にプロセスガスが流れると、その流量により第２流量
センサの発熱素子を構成する感熱導電線の抵抗値が変化
し、流量に即した電気的信号に基づいてプロセスガスの
流量を測定することができる。そして、第１流量センサ
からの電気的信号と第２流量センサからの電気的信号の
差に基づいて原料ガスの流量を測定し、制御することが
できる。

【００１２】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、上記各流量セン
サに所定の微小定電流を流して実質的に発熱しない基準
素子をそれぞれ設け、各基準素子は温度変化により抵抗
値が変化する感熱導電線を有し、それぞれの周囲温度を
検出するようにしたため、各流量センサは基準素子によ
りそれぞれの周囲のガス温度を検出し、キャリアガス及
びプロセスガスの温度変化の影響を除去することができ
る。

【００１３】また、本発明の請求項３に記載の発明によ
れば、請求項１または請求項２に記載の発明において、
上記容器内に上限センサ及び下限センサからなる液面計
を設け、上記各センサは所定の微小定電流を流す基準素
子及び所定の定電流を流して自己発熱する発熱素子を有
し、上記基準素子に対する上記発熱素子の電気的信号の
差に基づいて上記原料液の液面を監視するようにしたた
め、原料液の液面が下限を下回れば、下限センサの発熱
素子の電気的信号が大きく変動して液面の下限を検出
し、原料液の液面が上限を上回れば、上限センサの発熱
素子の電気的信号が大きく変動して液面の上限を検出
し、常に原料液の液面を電気的信号に基づいて監視する
ことができる。

【００１４】

【実施例】以下、図１〜図９に示す実施例に基づいて本
発明を説明する。本実施例では半導体製造装置として例
えばＣＶＤ装置を例に挙げて説明する。本実施例のＣＶ
Ｄ装置は、図１に示すように、被処理体としての半導体
ウエハＷに被膜処理を施す処理室１０と、この処理室１
０内にプロセスガスを供給するプロセスガス供給装置２
０とを備えて構成されている。

【００１５】上記処理室１０内には半導体ウエハＷを載
置する載置台１１が配設されている。また、例えば処理
室１０の底面には排気ポンプ１２が接続され、この排気
ポンプ１２により処理室内を真空排気して半導体ウエハ
Ｗの被膜処理に必要な真空度を保持するようにしてあ
る。また、処理室１０の周面にはヒータ１３が付設さ
れ、このヒータ１３により処理室１０内を被膜処理に必
要な温度として保持するようにしてある。そして、本実
施例ではプロセスガス供給装置２０からプロセスガスと
して例えばテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）
をキャリアガスと共に供給し、半導体ウエハＷの表面に
シリコン酸化膜を形成するようにしてある。以下の説明
ではプロセスガスとはＴＥＯＳガスとキャリアガスとの
混合ガスを意味する。

【００１６】上記原料ガスとして用いられるＴＥＯＳガ
スは、液体状態、即ち原料液ＲＬとしてソースタンク２
１内に貯留されている。そして、タンク２１は恒温ユニ
ット２２内に収納され、この恒温ユニット２２によりソ
ースタンク２１内の原料液ＲＬを所定の温度に維持して
原料液ＲＬの気化を促進するようにしてある。ソースタ
ンク２１にはキャリアガスとしての窒素ガスを供給する
バブリング用配管２３が原料液ＲＬ中に深く挿設されて
いる。このバブリング用配管２３はソースタンク２１の
側壁を気密を保った状態で貫通し、ソースタンク２１の
気相空間から原料液ＲＬに向けて垂下するように形成さ
れている。更に、バブリング用配管２３の延長端部はそ
の開口端が上向きのＵ字状部２３Ａとして形成され、こ
のＵ字状部２３Ａの開口端から供給される窒素ガスによ
り原料液ＲＬをバブリングしてソースタンク２１の気相
空間へＴＥＯＳガスを引き出すようにしてある。ソース
タンク２１内の気相空間に引き出されたＴＥＯＳガスは
窒素ガスに随伴してデリバリ配管２４を介して後述のよ
うに処理室１０内へ供給されるようになっている。

【００１７】また、キャリアガスである窒素ガスは、恒
温ユニット２２外に配設されたキャリアガスタンク２５
内に貯留され、キャリアガスタンク２５からキャリアガ
ス配管２６を介して恒温ユニット２２内へキャリアガス
を導入するようにしてある。キャリアガス配管２６には
恒温ユニット２２内に配置された温度調整部２７が配設
され、温度調整部２７により恒温ユニット２２内の設定
温度まで窒素ガスを昇温するようにしてある。キャリア
ガス配管２６には温度調整部２７の下流側に配置した第
１流量センサ２８が配設され、この第１流量センサ２８
によりキャリアガスの流量を測定するようにしてある。
また、キャリアガス配管２６には圧力計２９が第１流量
センサ２８と温度調整部２７の間に位置するように配設
され、この圧力計２９により恒温ユニット２２内の温度
に調整された窒素ガスの圧力を検出するようにしてあ
る。更に、キャリアガス配管２６は第１流量センサ２８
の下流側で上述のバブリング用配管２３とバイパス配管
３０に分岐し、それぞれに電磁バルブ３１、３２が配設
されている。バイパス配管３０はソースタンク２１内を
通ることなくデリバリ配管２４に直接接続されている。

【００１８】一方、上述のデリバリ配管２４は、ソース
タンク２１の側壁上部を気密に貫通し、その下端開口が
原料液ＲＬの液面に対向し、しかも液面に接触しないよ
う配置されている。このデリバリ配管２４は上述のよう
に処理室１０に接続され、ソースタンク２１の気相空間
と処理室１０とを連通している。そして、このデリバリ
配管２４には第２流量センサ３３が配設され、この第２
流量センサ３３により処理室１０内へ供給するＴＥＯＳ
ガスの流量を測定するようにしてある。また、デリバリ
配管２４にはバイパス配管３０との接続部と第２流量セ
ンサ３３間に位置する圧力計３４が配設され、この圧力
計３４によりデリバリ配管２４内のＴＥＯＳガスとキャ
リアガスの混合ガスであるプロセスガスの圧力を検出す
るようにしてある。そして、デリバリ配管２４の恒温ユ
ニット２２と処理室１０間は加熱テープ等の加熱部材３
５により被覆され、処理室１０内へ液化することなくＴ
ＥＯＳガスを供給するようにしてある。

【００１９】そして、第１、第２流量センサ２８、３３
及び圧力計２９、３４はいずれも図１の破線で示すよう
に流量コントローラ３６に接続され、それぞれの検出信
号が流量コントローラ３６へ入力し、この流量コントロ
ーラ３８への入力信号に基づいてバブリング配管２３、
バイパス配管３０にそれぞれ配設された電磁バルブ３
１、３２の開度をそれぞれ調整するようにしてある。従
って、これらの電磁バルブ３１、３２はいずれも図１の
破線で示すように流量コントローラ３６に接続されてい
る。

【００２０】また、上記ソースタンク２１内には液面計
３９が配設され、この液面計３９により原料液ＲＬのレ
ベルを監視するようにしている。また、ソースタンク２
１には原料液ＲＬを補充する補充タンク４０が補充配管
４１を介して接続され、この補充配管４１はソースタン
ク２１の下面近傍まで侵入するように挿設されている。
この補充配管４１には電磁バルブ４２が配設され、この
電磁バルブ４２は図１の破線で示すように上記液面計３
９に接続された液面コントローラ４３に接続されてい
る。従って、液面計３９によりソースタンク２１内の原
料液ＲＬのレベルを検出し、検出値が所定量以下になっ
た時に液面コントローラ４３を介して電磁バルブ４２の
開度を調整して原料液ＲＬをソースタンク２１内に補充
するようにしてある。

【００２１】さて、キャリアガス配管２６に配設された
第１流量センサ２８は、図２の（ａ）に示すように、２
つの感熱素子２８１、２８２を主体に構成されている。
前者の感熱素子２８１は周囲の温度を検出するための基
準素子として機能し、後者の感熱素子２８２はキャリア
ガスの流れにより生じる温度変化を検出するための発熱
素子として機能するようにしてある。これらの感熱素子
２８１、２８２はいずれも基本的には同一材料で同一構
造に形成されている。同様にデリバリ配管２４に配設さ
れた第２流量センサ３３は、図２の（ａ）に示すよう
に、２つの感熱素子３３１、３３２を主体に構成されて
いる。前者の感熱素子３３１は周囲の温度を検出するた
めの基準素子として機能し、後者の感熱素子３３２はキ
ャリアガスの流れにより生じる温度変化を検出するため
の発熱素子として機能するようにしてある。これらの各
感熱素子３３１、３３２はいずれも基本的には同一材料
で同一構造に形成されている。そこで以下の説明では前
者の感熱素子を基準素子と称し、後者の感熱素子を発熱
素子と称して説明する。

【００２２】上記基準素子２８１、３３１及び発熱素子
２８２、３３２として用いられる各感熱素子を図３を参
照しながら詳説する。これらはいずれも同一構成を有す
るため、他の素子を代表して基準素子２８１について説
明する。この基準素子２８１は、同図に示すように、温
度特性及び線形性に優れた感熱導電線である白金抵抗線
２８１Ａと白金抵抗板２８１Ｂを主体に構成されてい
る。この白金抵抗線２８１Ａは同図に示すように一端
（図３では右端）が閉塞された細管２８１Ｃ内に折り返
した状態で全長に亘って収納され、その両端が細管２８
１Ｃの他端（図３では左端）から引き出された状態で細
管２８１Ｃ内に封止され、両端には流量コントローラ３
６が接続されている。また、白金抵抗線２８１Ａの折り
返し部と白金抵抗板２８１Ｂとは溶接されている。細管
２８１Ｃ内にはシリコングリース等の熱伝達性に優れた
熱媒体２８１Ｄが充填され、細管２８１Ｃと白金抵抗線
２８１Ａ、白金抵抗板２８１Ｂとの間の熱伝達性を保証
するようにしてある。また、白金抵抗線２８１Ａは複数
の絶縁支持具２８１Ｅにより細管２８１Ｃ内で所定間隔
毎に支持されている。白金抵抗線２８１Ａは温度の変動
により例えば０.３〜０.４％／℃の割合で抵抗値が変動
する温度特性を有している。更に、この細管２８１Ｃ
は、例えば肉厚が０.０１〜１.０ｍｍのステンレス鋼等
の耐食性の金属により内径が１〜２.５ｍｍ、長さが１
５ｍｍ以上に形成されている。細管２８１Ｃが１５ｍｍ
未満になると白金抵抗線２８１Ａの長さが短く、測定に
必要な抵抗値を得難くなって好ましくない。

【００２３】基準素子２８１は、図２の（ａ）、（ｂ）
に示すように、配管２６のベント部に気密に挿入すると
共に、キャリアガスの流れと平行で細管２８１Ｃの閉鎖
端がガスの流れの上流側に位置するように配置すること
が好ましい。他の３つの発熱素子２８２、３３２、発熱
素子３３１も同様に配設することが好ましい。そして、
基準素子２８１、３３１と発熱素子２８２、３３２はそ
れぞれ各配管２６、２４の軸芯から等距離離れた位置に
配置することが好ましい。

【００２４】また、図４に示すように、第１流量センサ
２８を構成する基準素子２８１の白金抵抗線２８１Ａに
は流量コントローラ３６の定電流回路４４Ａが接続さ
れ、測定時に所定の微小定電流（例えば、０.１〜１.０
ｍＡの電流）を流し、白金抵抗線２８１Ａが実質的に発
熱しないようにしてある。この基準素子２８１は恒温ユ
ニット２２内で非加熱状態にあるため、基準素子２８１
はキャリアガス配管２６を流れるキャリアガスと実質的
に同一温度を有している。また、第１流量センサ２８を
構成する発熱素子２８２の白金抵抗線２８２Ａには流量
コントローラ３６の定電流回路４４Ｂが接続され、測定
時に所定の大定電流（例えば、４.０〜１２.０ｍＡの電
流）を流し、この大定電流により発熱素子２８２の白金
抵抗線２８２Ａが発熱し、自己発熱するようにしてあ
る。

【００２５】上述のように基準素子２８１はキャリアガ
ス配管２６を流れるキャリアガスと同一温度を有してい
ため、基準素子２８１とキャリアガスとの間での熱交換
量はキャリアガスの流量に関係なく常に零になる。従っ
て、キャリアガスの流量が変化しても基準素子２８１に
温度変化は生じず、基準素子２８１の白金抵抗線２８１
Ａの抵抗値はキャリアガス配管２６内を流れるキャリア
ガスの温度に即した特定の抵抗値を維持する。一方、発
熱素子２８２は自己発熱するため、発熱素子２８２はキ
ャリアガス配管２６内を流れるキャリアガスとの間で大
きな温度差を生じ、キャリアガスの流量が変化すると、
発熱素子２８２から奪われる熱量がキャリアガスの流量
に応じて変化して発熱素子２８２に温度変化が生じる。
従って、発熱素子２８２の抵抗値はキャリアガスの流量
に依存して変化するようになっている。

【００２６】また、図４に示すように基準素子２８１及
び発熱素子２８２用の定電流回路４４Ａ、４４Ｂそれぞ
れの出力端子は差動回路４５Ａのプラス入力端子及びマ
イナス入力端子が接続されている。従って、差動回路４
５Ａには基準素子２８１及び発熱素子２８２それぞれの
抵抗値に即した定電流下の電圧が入力し、その出力端子
から基準素子２８１の白金抵抗線２８１Ａに対する発熱
素子２８２の白金抵抗線２８２Ａの抵抗値の変動量、即
ち両入力値間の差に比例した電圧を出力し、この出力値
によってキャリアガスの流量を測定できるようにしてあ
る。従って、発熱素子２８２の電圧値から基準素子２８
１の電圧値を差し引けば、キャリアガスの流量を得るこ
とができるようになっている。このようなことから第１
流量センサ２８の周囲温度が変化した場合、例えばキャ
リアガスの温度が変化した場合には、基準素子２８１の
基準電圧がそれに応じて変化する。従って、差動回路４
５Ａにおいて発熱素子２８２の電圧値から基準素子２８
１の基準電圧値を差し引くことにより、常に周囲温度の
変化による影響を排除することができる。

【００２７】同様に第２流量センサ３３の基準素子３３
１の白金抵抗線３３１Ａには流量コントローラ３６の定
電流回路４４Ｃが接続され、測定時に所定の微小定電流
（例えば、０.１〜１.０ｍＡの電流）を流し、白金抵抗
線３３１Ａが実質的に発熱しないようにしてある。基準
素子３３１は恒温ユニット２２内で非加熱状態にあるた
め、基準素子３３１はデリバリ配管２４を流れるプロセ
スガスと実質的に同一温度を有している。また、発熱素
子の白金抵抗線３３２Ａには定電流回路４４Ｄが接続さ
れ、測定時に所定の大定電流（例えば、４.０〜１２.０
ｍＡの電流）を流し、この大定電流により発熱素子３３
２の白金抵抗線３３２Ａが発熱し、自己発熱するように
してある。

【００２８】上述のように基準素子３３１はデリバリ配
管２４を流れるプロセスガスと同一温度を有しているた
め、基準素子３３１とプロセスガスとの間での熱交換量
はプロセスガスの流量に関係なく常に零になる。従っ
て、プロセスガスの流量が変化しても基準素子３３１に
温度変化は生じず、基準素子３３１の白金抵抗線３３１
Ａの抵抗値はデリバリ配管２４内を流れるプロセスガス
の温度に即した特定の抵抗値を維持する。一方、発熱素
子３３２は自己発熱するため、発熱素子３３２はデリバ
リ配管２４内を流れるプロセスガスとの間で大きな温度
差を生じ、プロセスガスの流量が変化すると、発熱素子
３３２から奪われる熱量がプロセスガスの流量に応じて
変化して発熱素子２８２に温度変化が生じる。従って、
発熱素子３３２の抵抗値はキャリアガスの流量に依存し
て変化するようになっている。

【００２９】また、図４に示すように基準素子３３１及
び発熱素子３３２用の定電流回路４４Ｃ、４４Ｄそれぞ
れの出力端子は差動回路４５Ｂのプラス入力端子及びマ
イナス入力端子が接続されている。従って、差動回路４
５Ｂには基準素子３３１及び発熱素子３３２それぞれの
抵抗値に即した定電流下の電圧が入力し、その出力端子
から基準素子３３１の白金抵抗線３３１Ａに対する発熱
素子３３２の白金抵抗線３３２Ａの抵抗値の変動量、即
ち両入力値間の差に比例した電圧を出力し、この出力値
によってプロセスガスの流量を測定できるようになって
いる。従って、発熱素子３３２の電圧値から基準素子３
３１の電圧値を差し引けば、プロセスガスの流量を得る
ことができるようになっている。このようなことから第
２流量センサ３３の周囲温度が変化した場合、例えばプ
ロセスガスの温度が変化した場合には、基準素子３３１
の基準電圧がそれに応じて変化する。従って、差動回路
４５Ｂにおいて発熱素子３３２の電圧値から基準素子３
３１の基準電圧値を差し引くことにより、常に周囲温度
の変化による影響を排除することができる。

【００３０】上記差動回路４５Ａ、４５Ｂの各出力端子
はそれぞれ差動回路４５Ｃのプラス入力端子及びマイナ
ス入力端子に接続されている。差動回路４５Ｃでは差動
回路４５Ａ、４５Ｂの出力電圧値の差からＴＥＯＳガス
の流量を得るようにしてある。即ち、差動回路４５Ａ、
４５Ｂの出力電圧値はそれぞれキャリアガス、プロセス
ガスの流量を示すため、差動回路４５Ｂの出力電圧値か
ら差動回路４５Ａの出力電圧値を差し引いた値はプロセ
スガスの流量からキャリアガスの流量を差し引いたＴＥ
ＯＳガスの流量を示すことになる。例えば、差動回路４
５Ｃの出力電圧値とＴＥＯＳガスの流量との相関関係を
予め検量線として流量コントローラ３６に入力しておけ
ば、差動回路４５Ｃの出力電圧値からＴＥＯＳガスの流
量を測定することができる。また、同様に差動回路４５
Ａ、４５Ｂそれぞれの出力電圧値とキャリアガス、プロ
セスガスの流量との関係を予め検量線として流量コント
ローラ３６に入力しておけば、差動回路４５Ａ、４５Ｂ
の出力電圧値からキャリアガス、プロセスガスそれぞれ
の流量を測定することができる。

【００３１】尚、キャリアガス配管２６、デリバリ配管
２４内の圧力が大きく変化する可能性のある場合には、
圧力計２９、３４により各配管２６、２４内の圧力を検
出し、流量コントローラ３６に入力することが好まし
い。これらの圧力検出値に基づいて差動回路４５Ａ、４
５Ｂの出力電圧値を補正すれば、より正確にガス流量を
測定することができる。また、定電流回路４４Ａ〜４４
Ｄに代えて定電圧回路を使用するともできる。この場合
には差動回路４５Ａ、４５Ｂでは白金抵抗線の抵抗値に
依存して変化する、基準素子と発熱素子との間の電流値
の差を採ることになる。

【００３２】更に、本実施例では図４に示すように、差
動回路４５Ｃの出力端子を差動回路４５Ｄに接続するこ
とにより、処理室４内で処理する場合に必要な一定流量
のＴＥＯＳガスを安定的に供給できるように構成されて
いる。つまり、同図では差動回路４５Ｄのプラス入力端
子には差動回路４５Ｃの出力端子が接続されている。ま
た、差動回路４５Ｄのマイナス入力端子には抵抗体４６
Ａ、４６Ｂが接続され、それぞれの抵抗値に即して配分
された定電圧がマイナス入力端子へ入力するようにして
ある。そして、このマイナス入力端子からの入力値を差
動回路４５Ｄでの基準値とする。また、例えば抵抗体４
６Ａを可変抵抗体にすることにより基準値を適宜調整し
てＴＥＯＳガスのガス流量を種々の流量に設定すること
ができる。従って、所定流量のＴＥＯＳガスにより半導
体ウエハを処理する場合には、その流量における差動回
路４５Ｃからの出力値を差動回路４５Ｄの基準値として
設定しておくことにより、差動回路４５Ｃからの入力値
を常にその基準値と比較し、比較結果に基づいてＴＥＯ
Ｓガスの流量が所定の流量になっているか否かを常に監
視し、処理室１０内へ常に一定流量のＴＥＯＳガスを供
給できるようにしてある。

【００３３】上記流量コントローラ３６は差動回路４５
Ｄの出力値の応じて電磁バルブ３１、３２の開度を調整
し、バブリング用配管２３を通るキャリアガスの第１部
分の流量Ｍ1とバイパス配管３０を通るキャリアガスの
第２部分の流量Ｍ2との比（Ｍ1／Ｍ2）を変化させるこ
とによりＴＥＯＳガスの流量を制御するようにしてあ
る。また、キャリアガスの全流量（Ｍ1＋Ｍ2）が一定に
なるように制御しても良く、また、第２流量センサ３３
で測定されるプロセスガスの流量を常に一定になるよう
に制御しても良い。これらの方法によれば、処理室１０
内の圧力、温度等の処理条件の制御が行ない易くなる。

【００３４】ＴＥＯＳガスの流量を制御する別の方法と
しては、キャリアガス全体の流量、ソースタンク２１の
温度、原料液ＲＬの液面等のファクターを変化させる方
法を採用することもできる。しかし、キャリアガス全体
の流量変化は、処理室２１内の圧力を大きく変化させる
という問題がある。ソースタンク２１の温度変化は、時
間が掛るため応答性が悪く、第１、第２流量センサ２
８、３３に誤差が生じるなどという問題がある。原料液
ＲＬの液面変化は時間が掛るため応答性が悪く、正確な
流量制御が困難であるなどという問題がある。

【００３５】また、ソースタンク２１内に配設された液
面計３９は、図５に示すように、下限センサ３９１と上
限センサ３９２とを有している。そして、これらのセン
サ３９１、３９２は上下が開口する筒体３９３内に配置
されている。この筒体３９３には多数の孔３９３Ａが上
下方向に形成され、これらの孔３９３Ａを介して原料液
ＲＬが筒体３９３内外で流通するようにしてある。ま
た、これらの孔３９３Ａはバブリング用配管のＵ字状部
２３Ａとは反対側の位置に形成され、筒体３９３６内に
配置された各センサ３９１、３９２がバブリングによる
影響を受けないようにしてある。また、各センサ３９
１、３９２はいずれも上述した各流量センサに準じて構
成されている。

【００３６】即ち、下限センサ３９１は基準素子３９１
Ａと発熱素子３９１Ｂを有し、上限センサ３９２は基準
素子３９２Ａと発熱素子３９２Ｂを有し、これらの素子
は長さを除き上述した流量センサの感熱素子（図３参
照）と同様に構成されている。そして、基準素子３９１
Ａ、３９２Ａは周囲温度を検出する機能を有し、発熱素
子３９１Ｂ、３９２Ｂは液面の変化により生じる温度変
化を検出する機能を有している。この液面計３９は上述
した流量センサと実質的に同様に構成されている。ま
た、液面計３９は、図４で示すものと同様に構成された
定電流回路、差動回路、抵抗体（いずれも図示せず）に
接続されている。

【００３７】基準素子３９１Ａ、３９２Ａの白金抵抗線
（図示せず）には測定時に定電流回路から所定の微小定
電流（例えば、０.１〜１.０ｍＡの電流）を流すように
構成され、また、発熱素子３９１Ｂ、３９２Ｂの白金抵
抗線（図示せず）には測定時に定電流回路から大電流の
所定の定電流（例えば、４.０〜１２.０ｍＡの電流）を
流し自己発熱するように構成されている。尚、基準素子
３９１Ａ、３９２Ａの白金抵抗線は微小電流により実質
的に発熱しないようになっている。

【００３８】下限センサ３９１の感熱素子３９１Ａ、３
９１Ｂの下端部はバブリング用配管のＵ字状部２３Ａの
開口端部よりも上のレベル、即ち下限レベルに配置され
ている。従って、ＴＥＯＳガスの消費により原料液ＲＬ
の液面が各感熱素子３９１Ａ、３９１Ｂの下端より下が
ると、各感熱素子３９１、３９２に接触する物質が原料
液ＲＬからガス雰囲気に変化し、熱容量が大きく変化す
る。これにより発熱素子３９１Ｂの温度が変化し、これ
に基づいて液面が下限より下がった旨の情報を得ること
ができる。これに基づいて液面コントローラ４３が作動
して電磁バルブ４２を開放して補充タンク４０から原料
液を補充する。

【００３９】一方、上限センサ３９２の感熱素子３９２
Ａ、３９２Ｂの下端部はデリバリ配管２４の開口端部よ
りも下のレベル、即ち上限レベルに配置されている。原
料液ＲＬが補充され、その液面が感熱素子３９２Ａ、３
９２Ｂの下端部よりも上に来ると、各感熱素子３９２
Ａ、３９２Ｂに接触する物質がガス雰囲気から原料液Ｒ
Ｌに変化し、熱容量が大きく変化する。これにより発熱
素子３９２Ｂの温度が変化し、これに基づいて液面が上
限より上がった旨の情報を得ることができる。これに基
づいて液面コントローラ４３が作動して電磁バルブ４２
を閉止して原料液ＲＬの補充を停止する。

【００４０】次に、動作について説明する。半導体ウエ
ハにシリコン酸化膜を形成する場合について説明する。
まず、差動回路４５Ｃの出力電圧値とＴＥＯＳガスとの
流量との相関関係が検量線として流量コントローラ３６
に入力する。また、必要であれば、差動回路４５Ａ、４
５Ｂそれぞれの出力電圧値とキャリアガス、プロセスガ
スとの相関関係も検量線として流量コントローラ３６に
入力する。また、ＴＥＯＳガスの流量の基準値が選択さ
れ、その基準値を流量コントローラ３６に入力する。Ｔ
ＥＯＳガスは原料液ＲＬとして補充タンク４０からソー
スタンク２１内へ供給する。ソースタンク２１が収納さ
れた恒温ユニット２２内は原料液ＲＬの気化を促進する
ため、所定の温度例えば６０℃に維持する。このように
原料液ＲＬを６０℃に維持した状態下で半導体ウエハＷ
の被膜処理を行なう。それには半導体ウエハＷを処理室
１０内の載置台１１上に載置して固定する。次いで、処
理室１０を密閉した状態で排気ポンプ１２を駆動して処
理室１０内を真空排気し、処理室１０内を例えば２Torr
の圧力に設定する。これと並行してヒータ１３により処
理室１０内の温度を例えば６５０℃に設定する。

【００４１】その後、キャリアガスタンク２５からキャ
リアガスとして窒素ガスをキャリアガス配管２６を介し
て例えば７.５ｌ／分の流量で供給する。キャリアガス
の第１部分がバブリング用配管２３を経由してソースタ
ンク２１内のＵ字状部２３Ａの開口端から原料液ＲＬ中
へバブリングすると、原料液ＲＬが気化し、例えば１０
０ｓｃｃｍの流量でＴＥＯＳガスが発生する。このＴＥ
ＯＳガスはキャリアガスの第１部分と共にデリバリ配管
２４を経由し、更にバイパス配管３０を経由したキャリ
アガスの第２部分がデリバリ配管２４において合流し、
プロセスガスとして処理室１０内に流入する。処理室１
０内に流入したＴＥＯＳガスは内部で熱分解し、分解生
成物が半導体ウエハＷの表面に堆積してシリコン酸化膜
を形成する。成膜に使用されなかったキャリアガス等は
処理室１０外へ真空排気により除去される。

【００４２】成膜中、流量コントローラ３６では差動回
路４５Ｄにより第１、第２流量センサ２８、３３によっ
て検出されたＴＥＯＳガスの流量を設定基準値と比較
し、その差に基づいてバブリング用配管２３とバイパス
配管３０の電磁バルブ３１、３２の開度を調整してＴＥ
ＯＳガスの流量を制御する。一方、成膜中、ソースタン
ク２１内の原料液ＲＬは液面計３９により監視してい
る。即ち、液面コントローラ４３では液面計３９からの
信号に基づいて電磁バルブ４２の開度を調整し、原料液
ＲＬの液面を下限センサ３９１、上限センサ３９２によ
り検出して設定範囲内の液量に維持する。

【００４３】以上説明したように本実施例によれば、第
１配管としてのキャリアガス配管２６内に第１流量セン
サ２８を設けると共に第２配管としてのデリバリ配管２
４に第２流量センサ３３を設け、各流量センサ２８、３
３はそれぞれ所定の微小定電流を流して実質的に発熱し
ない基準素子２８１、３３１と、所定の定電流を流して
自己発熱する第２感熱素子としての発熱素子２８２、３
３２を有し、基準素子２８１、３３１に対する発熱素子
２８２、３３２の抵抗値の変動に基づいてＴＥＯＳガス
の流量を測定、制御するようにしたため、ＴＥＯＳガス
の流量を常に正確に測定、制御し、所定の流量を維持し
た状態で処理室１０内へＴＥＯＳガスを安定的に供給す
ることができる。また、各流量センサ２８、３３と同様
に構成された上限センサ３９１及び下限センサ３９２を
有する液面計３９を用いて原料液ＲＬの液量を制御する
ようにしたため、従来のフロート式の液面計のように摺
動部がなく金属等のパーティクルを発生させることなく
液面を検出することができ、光学式液面計、静電容量式
液面計などの有する問題もなく、原料液ＲＬを貯留する
ソースタンク２１内の液面をパーティクル等を発生させ
ることなく確実に検出し、常に一定レベルの液面に制御
することができる。

【００４４】図６は第１、第２流量センサ２８、３３の
変形例を示す図である。同図に示す第１、第２流量セン
サ２８'、３３'は上述した基準素子を具備せず、発熱素
子２８２、３３２のみを有している。そして、第１、第
２流量センサ２８'、３３'がそれぞれ配設されたキャリ
アガス配管２６及びデリバリ配管２４は互いに接近して
温度調整部４７に配置されている。この温度調整部４７
は各流量センサ２８'、３３'を含むキャリアガス配管２
６、デリバリ配管２４の部分を強制的に一定温度んに維
持するようにしてある。しかも、温度調整部４７は、各
配管２６、２４内のガスの温度を一定温度に維持するた
めに、各配管２６、２４は各流量センサ２８'、３３'よ
りも上流側を十分に長く包囲するように形成されてい
る。

【００４５】図６に示す変形例によれば、各流量センサ
２８'、３３'は周囲温度即ち基準温度として常に共通の
同一温度を有しているため、上述の各流量センサ２８、
３３では周囲温度に対応するために必要であった基準素
子２８１、３３１が不要になるという効果を期すること
ができる。更に、この場合には基準素子２８１、３３１
が不要なため、基準素子２８１、３３１と発熱素子２８
２、３３２との差を採るための差動回路４５Ａ、４５Ｂ
も不要になる。その代わりこの場合には発熱素子２８
２、３３２が差動回路４５Ｃのプラス入力端子及び、マ
イナス入力端子に直接接続されることになる。

【００４６】図７〜図９は発熱素子として使用される感
熱素子の変形例をそれぞれ示す図である。これらの変形
例では、感熱体である白金抵抗線に加えて発熱専用の部
材を用いている。従って、構造的には複雑になるが、白
金抵抗線に流す電流が小さくて済み、また、熱に対する
感度も向上するという効果を期することができる。尚、
以下の説明では便宜上図３と同一部材には同一符号を付
して説明する。

【００４７】図７に示す変形例の感熱素子５０では、図
３に示す細管２８１Ｃ内に白金抵抗線２８１Ａに加えて
発熱専用の抵抗加熱線２８１Ｆが配設されている。そし
て、白金抵抗線２８１Ａの折り返した一方の部分が抵抗
加熱線２８１Ｆへ給電するための共通配線として機能す
るようにしてある。

【００４８】図８に示す変形例の感熱素子５１は、素子
の外殻である細管が絶縁層２８１Ｇを介して貼り合わさ
れた一対の抵抗加熱パーツ２８１Ｈを有している。抵抗
加熱パーツ２８１Ｈは細管の先端部においてのみ接続さ
れ、細管の開口端部には給電線２８１Ｉが接続されてい
る。これにより細管自体が発熱体として構成されてい
る。

【００４９】図９に示す変形例の感熱素子５２は、図３
に示す細管２８１Ｃの外側に加熱コイル２８１Ｊが巻回
されている。加熱コイル２８１Ｊに巻回された細管は更
に耐食性で且つ熱伝導性に優れた金属例えばステンレス
鋼からなる細管２８１Ｋ内に収納されている。加熱コイ
ル２８１Ｊの給電線２８１Ｉは外側の細管２８１Ｋの開
口端から引き出されている。

【００５０】尚、上記実施例では、半導体製造装置とし
てＣＶＤ装置を例に挙げて説明したが、本発明はＣＶＤ
装置に何等制限されるものではなく、プロセスガス供給
系を備えた熱処理装置、不純物拡散処理装置、エッチン
グ装置など広く適用することができる。また、液面計は
レジスト塗布装置など液体供給系を備えた装置に適用す
ることができる。また、流量センサ及び液面計の電気回
路は上記実施例に制限されるものでなく、本発明の要旨
を逸脱しない限り適宜変更することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の発明によれば、上記第１配管内に第１流量センサ
を設けると共に上記第２配管に第２流量センサを設け、
上記各流量センサはそれぞれ少なくとも所定の定電流を
流して自己発熱する発熱素子を有すると共に各発熱素子
は温度変化により抵抗値が変化する感熱導電線を有し、
これら第１流量センサの発熱素子に対する第２流量セン
サの発熱素子の電気的信号の差に基づいて上記プロセス
ガスの流量を測定、制御するようにしたため、処理室へ
供給する原料ガスの流量を確実且つ正確に測定し、常に
設定された流量で原料ガスを安定供給できる半導体製造
装置を提供することができる。

【００５２】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、上記各流量セン
サに所定の微小定電流を流して実質的に発熱しない基準
素子をそれぞれ設け、各基準素子は温度変化により抵抗
値が変化する感熱導電線を有し、それぞれの周囲温度を
検出するようにしたため、各流量センサは基準素子によ
りそれぞれのガスの温度を検出し、その温度におけるキ
ャリアガス、プロセスガスの流量を測定でき、各ガスの
温度変化の影響を除去できる半導体製造装置を提供する
ことができる。

【００５３】また、本発明の請求項３に記載の発明によ
れば、請求項１または請求項２に記載の発明において、
原料液の液面が下限を下回れば、液面計の下限センサの
発熱素子の電気的信号が大きく変動し、原料液の液面が
上限を上回れば、上限センサの発熱素子の電気的信号が
大きく変動し、原料液の液面を電気的信号に基づいて監
視できるようにしたため、原料液の液面をパーティクル
等を発生させることなく正確に検出し、常に一定レベル
の液量を確保できる半導体製造装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体製造装置の一実施例であるＣＶ
Ｄ装置を示す構成図である。

【図２】（ａ）は図１に示すＣＶＤ装置に用いられた第
１流量センサとキャリアガス配管との関係を示す説明
図、（ｂ）は図１に示すＣＶＤ装置に用いられた第２流
量センサとデリバリ配管との関係を示す説明図である。

【図３】図２に示す第１流量センサの基準素子を示す構
成図である。

【図４】図１に示すＣＶＤ装置に用いられるガスの流量
制御を行なう電気回路を示す回路図である。

【図５】図１に示すＣＶＤ装置の液面計を説明するため
の構成図である。

【図６】感熱素子の変形例の要部を示す透視側面図であ
る。

【図７】感熱素子の他の変形例の要部を示す図６相当図
である。

【図８】感熱素子の更に他の変形例の要部を示す図６相
当図である。

【図９】感熱素子の更に他の変形例の要部を示す図６相
当図である。

【図１０】従来のＣＶＤ装置を示す構成図である。

【図１１】図１０に示すＣＶＤ装置に用いられたマスフ
ローコントローラ用の細管を本管と共に示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０処理室２０プロセスガス供給装置２１ソースタンク（容器）２３バブリング用配管（第１配管）２４デリバリ配管（第２配管）２８第１流量センサ３３第２流量センサ３９液面計２８１基準素子２８１Ａ白金抵抗線（感熱導電線）２８２発熱素子３３１基準素子３３２発熱素子２８１Ａ白金抵抗線（感熱導電線）３９１上限センサ３９２下限センサ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年３月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】そして、第１、第２流量センサ２８、３
３及び圧力計２９、３４はいずれも図１の破線で示すよ
うに流量コントローラ３６に接続され、それぞれの検出
信号が流量コントローラ３６へ入力し、この流量コント
ローラ３６への入力信号に基づいてバブリング配管２
３、バイパス配管３０にそれぞれ配設された電磁バルブ
３１、３２の開度をそれぞれ調整するようにしてある。
従って、これらの電磁バルブ３１、３２はいずれも図１
の破線で示すように流量コントローラ３６に接続されて
いる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】さて、キャリアガス配管２６に配設され
た第１流量センサ２８は、図２の（ａ）に示すように、
２つの感熱素子２８１、２８２を主体に構成されてい
る。前者の感熱素子２８１は周囲の温度を検出するため
の基準素子として機能し、後者の感熱素子２８２はキャ
リアガスの流れにより生じる温度変化を検出するための
発熱素子として機能するようにしてある。これらの感熱
素子２８１、２８２はいずれも基本的には同一材料で同
一構造に形成されている。同様にデリバリ配管２４に配
設された第２流量センサ３３は、図２の（ｂ）に示すよ
うに、２つの感熱素子３３１、３３２を主体に構成され
ている。前者の感熱素子３３１は周囲の温度を検出する
ための基準素子として機能し、後者の感熱素子３３２は
キャリアガスの流れにより生じる温度変化を検出するた
めの発熱素子として機能するようにしてある。これらの
各感熱素子３３１、３３２はいずれも基本的には同一材
料で同一構造に形成されている。そこで以下の説明では
前者の感熱素子を基準素子と称し、後者の感熱素子を発
熱素子と称して説明する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】上記基準素子２８１、３３１及び発熱素
子２８２、３３２として用いられる各感熱素子を図３を
参照しながら詳説する。これらはいずれも同一構成を有
するため、他の素子を代表して基準素子２８１について
説明する。この基準素子２８１は、同図に示すように、
温度特性及び線形性に優れた感熱導電線である白金抵抗
線２８１Ａと白金抵抗板２８１Ｂを主体に構成されてい
る。この白金抵抗線２８１Ａは同図に示すように一端
（図３では右端）が閉塞された細管２８１Ｃ内に折り返
した状態で全長に亘って収納され、その両端が細管２８
１Ｃの他端（図３では左端）から引き出された状態で細
管２８１Ｃ内に封止され、両端には流量コントローラ３
６が接続されている。また、白金抵抗線２８１Ａの端部
と白金抵抗板２８１Ｂのリード部とは溶接されている。
細管２８１Ｃ内にはシリコングリース等の熱伝達性に優
れた熱媒体２８１Ｄが充填され、細管２８１Ｃと白金測
温抵抗線２８１Ａ、白金抵抗板２８１Ｂとの間の熱伝達
性を保証するようにしてある。また、白金抵抗線２８１
Ａは複数の絶縁支持具２８１Ｅにより細管２８１Ｃ内で
所定間隔毎に支持されている。白金抵抗線２８１Ａ及び
白金抵抗板２８１Ｂは温度の変動により例えば０.３〜
０.４％／℃の割合で抵抗値が変動する温度特性を有し
ている。更に、この細管２８１Ｃは、例えば肉厚が０.
０１〜１.０ｍｍのステンレス鋼等の耐食性の金属によ
り内径が１〜２.５ｍｍ、長さが１５ｍｍ以上に形成さ
れている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】基準素子２８１は、図２の（ａ）、
（ｂ）に示すように、配管２６のベント部に気密に挿入
すると共に、キャリアガスの流れと平行で細管２８１Ｃ
の閉鎖端がガスの流れの上流側に位置するように配置す
ることが好ましい。他の２つの感熱素子２８２、３３
１、基準素子３３１も同様に配設することが好ましい。
そして、基準素子２８１、３３１と発熱素子２８２、３
３２はそれぞれ各配管２６、２４の軸芯から等距離離れ
た位置に配置することが好ましい。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】また、図４に示すように、第１流量セン
サ２８を構成する基準素子２８１の白金抵抗線２８１Ａ
及び白金抵抗板２８１Ｂには流量コントローラ３６の定
電流回路４４Ａが接続され、測定時に所定の微小定電流
（例えば、０.１〜１.０ｍＡの電流）を流し、白金抵抗
線２８１Ａ及び白金抵抗板２８１Ｂが実質的に発熱しな
いようにしてある。この基準素子２８１は恒温ユニット
２２内で非加熱状態にあるため、基準素子２８１はキャ
リアガス配管２６を流れるキャリアガスと実質的に同一
温度を有している。また、第１流量センサ２８を構成す
る発熱素子の白金抵抗線２８２Ａには流量コントローラ
３６の定電流回路４４Ｂが接続され、測定時に所定の大
定電流（例えば、４.０〜１２.０ｍＡの電流）を流し、
この大定電流により発熱素子２８２の白金抵抗線２８２
Ａ及び白金抵抗板２８２Ｂが発熱し、自己発熱するよう
にしてある。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】上述のように基準素子２８１はキャリア
ガス配管２６を流れるキャリアガスと同一温度を有して
いため、基準素子２８１とキャリアガスとの間での熱交
換量はキャリアガスの流量に関係なく常に零になる。従
って、キャリアガスの流量が変化しても基準素子２８１
に温度変化は生じず、基準素子２８１の白金抵抗線２８
１Ａ及び白金抵抗板２８１Ｂの抵抗値はキャリアガス配
管２６内を流れるキャリアガスの温度に即した特定の抵
抗値を維持する。一方、発熱素子２８２は自己発熱する
ため、発熱素子２８２はキャリアガス配管２６内を流れ
るキャリアガスとの間で大きな温度差を生じ、キャリア
ガスの流量が変化すると、発熱素子２８２から奪われる
熱量がキャリアガスの流量に応じて変化して発熱素子２
８２に温度変化が生じる。従って、発熱素子２８２の抵
抗値はキャリアガスの流量に依存して変化するようにな
っている。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】また、図４に示すように基準素子２８１
及び発熱素子２８２用の定電流回路４４Ａ、４４Ｂそれ
ぞれの出力端子は差動回路４５Ａのプラス入力端子及び
マイナス入力端子が接続されている。従って、差動回路
４５Ａには基準素子２８１及び発熱素子２８２それぞれ
の抵抗値に即した定電流下の電圧が入力し、その出力端
子から基準素子２８１の白金抵抗線２８１Ａ及び白金抵
抗板２８１Ｂに対する発熱素子２８２の白金抵抗線２８
２Ａ及び白金抵抗板２８２Ｂの抵抗値の変動量、即ち両
入力値間の差に比例した電圧を出力し、この出力値によ
ってキャリアガスの流量を測定できるようにしてある。
従って、発熱素子２８２の電圧値から基準素子２８１の
電圧値を差し引けば、キャリアガスの流量を得ることが
できるようになっている。このようなことから第１流量
センサ２８の周囲温度が変化した場合、例えばキャリア
ガスの温度が変化した場合には、基準素子２８１の基準
電圧がそれに応じて変化する。従って、差動回路４５Ａ
において発熱素子２８２の電圧値から基準素子２８１の
基準電圧値を差し引くことにより、常に周囲温度の変化
による影響を排除することができる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】尚、キャリアガス配管２６、デリバリ配管
２４内の圧力が大きく変化する可能性のある場合には、
圧力計２９、３４により各配管２６、２４内の圧力を検
出し、流量コントローラ３６に入力することが好まし
い。これらの圧力検出値に基づいて差動回路４５Ａ、４
５Ｂの出力電圧値を補正すれば、より正確にガス流量を
測定することができる。また、定電流回路４４Ａ〜４４
Ｄに代えて定電圧回路を使用するともできる。この場合
には差動回路４５Ａ、４５Ｂでは白金抵抗線及び白金抵
抗板の抵抗値に依存して変化する、基準素子と発熱素子
との間の電流値の差を採ることになる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】ＴＥＯＳガスの流量を制御する別の方法
としては、キャリアガス全体の流量、ソースタンク２１
の温度、原料液ＲＬの液面等のファクターを変化させる
方法を採用することもできる。しかし、キャリアガス全
体の流量変化は、処理室１０内の圧力を大きく変化させ
るという問題がある。ソースタンク２１の温度変化は、
時間が掛るため応答性が悪く、第１、第２流量センサ２
８、３３に誤差が生じるなどという問題がある。原料液
ＲＬの液面変化は時間が掛るため応答性が悪く、正確な
流量制御が困難であるなどという問題がある。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】また、ソースタンク２１内に配設された
液面計３９は、図５に示すように、下限センサ３９１と
上限センサ３９２とを有している。そして、これらのセ
ンサ３９１、３９２は上下が開口する筒体３９３内に配
置されている。この筒体３９３には多数の孔３９３Ａが
上下方向に形成され、これらの孔３９３Ａを介して原料
液ＲＬが筒体３９３内外で流通するようにしてある。ま
た、これらの孔３９３Ａはバブリング用配管のＵ字状部
２３Ａとは反対側の位置に形成され、筒体３９３内に配
置された各センサ３９１、３９２がバブリングによる影
響を受けないようにしてある。また、各センサ３９１、
３９２はいずれも上述した各流量センサに準じて構成さ
れている。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】基準素子３９１Ａ、３９２Ａの白金抵抗
線及び白金抵抗板（図示せず）には測定時に定電流回路
から所定の微小定電流（例えば、０.１〜１.０ｍＡの電
流）を流すように構成され、また、発熱素子３９１Ｂ、
３９２Ｂの白金抵抗線及び白金抵抗板（図示せず）には
測定時に定電流回路から大電流の所定の定電流（例え
ば、４.０〜１２.０ｍＡの電流）を流し自己発熱するよ
うに構成されている。尚、基準素子３９１Ａ、３９２Ａ
の白金抵抗線は微小電流により実質的に発熱しないよう
になっている。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】図６は第１、第２流量センサ２８、３３
の変形例を示す図である。同図に示す第１、第２流量セ
ンサ２８'、３３'は上述した基準素子を具備せず、発熱
素子２８２、３３２のみを有している。そして、第１、
第２流量センサ２８'、３３'がそれぞれ配設されたキャ
リアガス配管２６及びデリバリ配管２４は互いに接近し
て温度調整部４７に配置されている。この温度調整部４
７は各流量センサ２８'、３３'を含むキャリアガス配管
２６、デリバリ配管２４の部分を強制的に一定温度に維
持するようにしてある。しかも、温度調整部４７は、各
配管２６、２４内のガスの温度を一定温度に維持するた
めに、各配管２６、２４は各流量センサ２８'、３３'よ
りも上流側を十分に長く包囲するように形成されてい
る。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】図７〜図９は発熱素子として使用され
る感熱素子の変形例をそれぞれ示す図である。これらの
変形例では、感熱体である白金抵抗線に測定用導線を加
えて発熱専用の導線を用いている。従って、構造的には
複雑になるが、測定用導線に流す電流が小さくて済み、
熱に対する感度も向上するという効果を期することがで
きる。尚、以下の説明では便宜上図３と同一部材には同
一符号を付して説明する。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】図７に示す変形例の感熱素子５０では、図
３に示す細管２８１Ｃ内に白金抵抗線２８１Ａに加えて
発熱専用の抵抗加熱線２８１Ｆが配設されている。そし
て、白金抵抗板２８１Ｂのリード部分が抵抗加熱線２８
１Ｆへ給電するための共通配線として機能するようにし
てある。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大槻浩東京都中野区若宮２丁目55番５号株式会社鷺宮製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１配管を介して容器内に貯留された原
料液内にキャリアガスを供給し、このキャリアガスによ
り上記原料液を気化させて原料ガスを作り、この原料ガ
スとキャリアガスからなるプロセスガスを第２配管を介
して処理室内へ供給し、この処理室内でプロセスガスに
より被処理体に所定の処理を施す半導体製造装置におい
て、上記第１配管内に第１流量センサを設けると共に上
記第２配管に第２流量センサを設け、上記各流量センサ
はそれぞれ少なくとも所定の定電流を流して自己発熱す
る発熱素子を有すると共に各発熱素子は温度変化により
抵抗値が変化する感熱導電線を有し、第１流量センサの
発熱素子に対する第２流量センサの発熱素子の電気的信
号の差に基づいて上記原料ガスの流量を測定、制御する
ことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】上記各流量センサに所定の微小定電流を
流して実質的に発熱しない基準素子をそれぞれ設け、各
基準素子は温度変化により抵抗値が変化する感熱導電線
を有し、それぞれの周囲温度を検出することを特徴とす
る請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】上記容器内に上限センサ及び下限センサ
からなる液面計を設け、上記各センサは所定の微小定電
流を流す基準素子及び所定の定電流を流して自己発熱す
る発熱素子を有し、上記基準素子に対する上記発熱素子
の電気的信号の差に基づいて上記原料液の液面を監視す
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半
導体製造装置。