JPH11236673A - 化学気相成長装置 - Google Patents
化学気相成長装置Info
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- JPH11236673A JPH11236673A JP3843298A JP3843298A JPH11236673A JP H11236673 A JPH11236673 A JP H11236673A JP 3843298 A JP3843298 A JP 3843298A JP 3843298 A JP3843298 A JP 3843298A JP H11236673 A JPH11236673 A JP H11236673A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体材料をバブリングにより気化させて作成
した気化ガスを、キャリアガスを導入して希釈し、反応
室に供給して成膜する化学気相成長装置において、気化
ガスの精密な流量制御を可能にして、成膜の信頼性を向
上する。 【解決手段】 液体材料２０、キャリアガス２７、３０
を導入する配管系３８ａ、３８ｂ、および原料ガス２４
を反応室２８に供給する配管系３７にヒータ３４を設
け、配管系３７、３８ａ、３８ｂに設けられたヒータ３
４は、配管４０内のガス温度を直接監視して所定のガス
温度に制御する機構を有し、気化ガス２４の液化を防止
して安定した流量を供給する。
した気化ガスを、キャリアガスを導入して希釈し、反応
室に供給して成膜する化学気相成長装置において、気化
ガスの精密な流量制御を可能にして、成膜の信頼性を向
上する。 【解決手段】 液体材料２０、キャリアガス２７、３０
を導入する配管系３８ａ、３８ｂ、および原料ガス２４
を反応室２８に供給する配管系３７にヒータ３４を設
け、配管系３７、３８ａ、３８ｂに設けられたヒータ３
４は、配管４０内のガス温度を直接監視して所定のガス
温度に制御する機構を有し、気化ガス２４の液化を防止
して安定した流量を供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、化学気相成長装
置に関し、特に液体材料をバブリングにより気化し、原
料ガスを供給する供給系を備えた化学気相成長装置に関
するものである。
置に関し、特に液体材料をバブリングにより気化し、原
料ガスを供給する供給系を備えた化学気相成長装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板表面に原料となるガスを流し
て化学反応を起こし、所定の組成を有した膜を形成させ
る化学気相成長法（ＣＶＤ法）において、液体状態で貯
蔵された原料を窒素等でバブリングして気化させること
により、原料ガスを安定供給する供給系を備えた化学気
相成長装置は広く用いられている。図９および図１０
は、従来の化学気相成長装置の構造を、便宜上分割して
示した部分ブロック図である。図に示すように、液体材
料１はバブリング用のタンク２（以下、バブラ２と称
す）に貯蔵されており、流量制御器３で所定の流量Ｑ１
に制御されたバブリングガス（Ｎ2）４を、バブラ２内
に導入する。バブラ２内でバブリングにより液体材料１
を気化させて原料ガス５（以下、気化ガス５と称し、図
示せず）に変換し、バブリングガス（Ｎ2）４と共にバ
ブラ２外の配管に送る。バブラ２から送られたガス流量
Ｑ２を流量計６でモニタリングして、気化ガス５の流量
（Ｑ２−Ｑ１）を監視する。
て化学反応を起こし、所定の組成を有した膜を形成させ
る化学気相成長法（ＣＶＤ法）において、液体状態で貯
蔵された原料を窒素等でバブリングして気化させること
により、原料ガスを安定供給する供給系を備えた化学気
相成長装置は広く用いられている。図９および図１０
は、従来の化学気相成長装置の構造を、便宜上分割して
示した部分ブロック図である。図に示すように、液体材
料１はバブリング用のタンク２（以下、バブラ２と称
す）に貯蔵されており、流量制御器３で所定の流量Ｑ１
に制御されたバブリングガス（Ｎ2）４を、バブラ２内
に導入する。バブラ２内でバブリングにより液体材料１
を気化させて原料ガス５（以下、気化ガス５と称し、図
示せず）に変換し、バブリングガス（Ｎ2）４と共にバ
ブラ２外の配管に送る。バブラ２から送られたガス流量
Ｑ２を流量計６でモニタリングして、気化ガス５の流量
（Ｑ２−Ｑ１）を監視する。
【０００３】この後、流量制御器７で所定の流量Ｑ３に
制御されたキャリアガス（Ｎ2）８を導入して気化ガス
５を希釈し、成膜を行う反応室９にガス流量Ｑ４（Ｑ２
＋Ｑ３）で圧送する。このとき、流量制御器１０で所定
の流量Ｑ５に制御されたキャリアガス（Ｎ2）１１を、
反応室９手前で導入して気化ガス５をさらに希釈し、ガ
ス流量Ｑ６（Ｑ４＋Ｑ５）で反応室９内に供給する。成
膜を行わない時は、キャリアガス（Ｎ2）１１を導入す
る手前で、希釈された気化ガス５をタンク１２内に排気
（ガス流量Ｑ７）し、液化して廃液する。また、キャリ
アガス（Ｎ2）１１は、成膜時以外は、配管および反応
室９内をパージするのに用いられる。
制御されたキャリアガス（Ｎ2）８を導入して気化ガス
５を希釈し、成膜を行う反応室９にガス流量Ｑ４（Ｑ２
＋Ｑ３）で圧送する。このとき、流量制御器１０で所定
の流量Ｑ５に制御されたキャリアガス（Ｎ2）１１を、
反応室９手前で導入して気化ガス５をさらに希釈し、ガ
ス流量Ｑ６（Ｑ４＋Ｑ５）で反応室９内に供給する。成
膜を行わない時は、キャリアガス（Ｎ2）１１を導入す
る手前で、希釈された気化ガス５をタンク１２内に排気
（ガス流量Ｑ７）し、液化して廃液する。また、キャリ
アガス（Ｎ2）１１は、成膜時以外は、配管および反応
室９内をパージするのに用いられる。
【０００４】また、１３および１４は希釈された気化ガ
ス５を反応室９に圧送する途中に設けられた圧力計およ
び圧力制御器であり、バブラ２内および配管内の圧力を
モニタリングし、所定の圧力に制御する。また、１５ａ
〜１５ｆは、液体材料１、バブラ２、および、気化ガス
５を反応室９に供給する配管系（流量計６、圧力計１
３、圧力制御器１４等を含む）をそれぞれ加熱するヒー
タで、熱電対１６ａ〜１６ｆおよび温度制御器１７ａ〜
１７ｆをそれぞれ備えて所定の温度に制御して加熱す
る。さらに、１８ａ〜１８ｆは、配管途中に設けられた
切り替えバルブである。
ス５を反応室９に圧送する途中に設けられた圧力計およ
び圧力制御器であり、バブラ２内および配管内の圧力を
モニタリングし、所定の圧力に制御する。また、１５ａ
〜１５ｆは、液体材料１、バブラ２、および、気化ガス
５を反応室９に供給する配管系（流量計６、圧力計１
３、圧力制御器１４等を含む）をそれぞれ加熱するヒー
タで、熱電対１６ａ〜１６ｆおよび温度制御器１７ａ〜
１７ｆをそれぞれ備えて所定の温度に制御して加熱す
る。さらに、１８ａ〜１８ｆは、配管途中に設けられた
切り替えバルブである。
【０００５】ヒータ１５による配管の加熱手段を図１１
に基づいて以下に説明する。気化ガス５を反応室９に供
給する配管１９の周囲を覆うようにヒータ１５を設け、
熱電対１６を配管１９外側の表面に接触させて、配管１
９の温度が所定の温度になるように、温度制御器１７に
より制御する。また、バブラ２内および配管内の圧力を
圧力計１３でモニタリングし、所定の圧力に制御する圧
力制御器１４は、電圧を印加してバルブを開閉させる圧
力バルブで構成され、圧力が変動すると、それを抑制す
る様に圧力バルブ１４が動作して圧力を一定に保つ。
に基づいて以下に説明する。気化ガス５を反応室９に供
給する配管１９の周囲を覆うようにヒータ１５を設け、
熱電対１６を配管１９外側の表面に接触させて、配管１
９の温度が所定の温度になるように、温度制御器１７に
より制御する。また、バブラ２内および配管内の圧力を
圧力計１３でモニタリングし、所定の圧力に制御する圧
力制御器１４は、電圧を印加してバルブを開閉させる圧
力バルブで構成され、圧力が変動すると、それを抑制す
る様に圧力バルブ１４が動作して圧力を一定に保つ。
【０００６】次に、切り替えバルブ１８（１８ａ〜１８
ｆ）の開閉と処理の流れについて図１２に基づいて以下
に示す。まず、バブリングガス（Ｎ2）４を、バブラ２
側のバルブ１８ａおよびバルブ１８ｃを閉じて、バルブ
１８ｂを開けることにより配管内に流し、排気用のタン
ク１２側のバルブ１８ｄを開け、反応室９側のバルブ１
８ｅを閉じることにより、導入されたキャリアガス（Ｎ
2）８と共に、タンク１２内に排気する。キャリアガス
（Ｎ2）１１を導入するためのバルブ１８ｆは、常時開
けており、この場合反応室９内およびその手前の配管内
をパージするのに用いる。これにより、配管内および反
応室９内をキャリアガス８、１１およびバブリングガス
４のＮ2で充満させておく（待機）。
ｆ）の開閉と処理の流れについて図１２に基づいて以下
に示す。まず、バブリングガス（Ｎ2）４を、バブラ２
側のバルブ１８ａおよびバルブ１８ｃを閉じて、バルブ
１８ｂを開けることにより配管内に流し、排気用のタン
ク１２側のバルブ１８ｄを開け、反応室９側のバルブ１
８ｅを閉じることにより、導入されたキャリアガス（Ｎ
2）８と共に、タンク１２内に排気する。キャリアガス
（Ｎ2）１１を導入するためのバルブ１８ｆは、常時開
けており、この場合反応室９内およびその手前の配管内
をパージするのに用いる。これにより、配管内および反
応室９内をキャリアガス８、１１およびバブリングガス
４のＮ2で充満させておく（待機）。
【０００７】次に、バルブ１８ａおよびバルブ１８ｃを
開に、バルブ１８ｂを閉に切り替える。バブリングガス
（Ｎ2）４を、バブラ２内に導入して、バブリングによ
り液体材料１を気化させ、気化ガス５をバブリングガス
（Ｎ2）４と共にバブラ２外の配管に送り、キャリアガ
ス（Ｎ2）８を導入して希釈して圧送し、タンク１２内
に排気する。キャリアガス（Ｎ2）１１は上記待機時
と同様にパージに用いる。これにより、成膜に用いる気
化ガス５を発生させ、所定の流量に安定して供給できる
まで待つ（気化安定待ち）。
開に、バルブ１８ｂを閉に切り替える。バブリングガス
（Ｎ2）４を、バブラ２内に導入して、バブリングによ
り液体材料１を気化させ、気化ガス５をバブリングガス
（Ｎ2）４と共にバブラ２外の配管に送り、キャリアガ
ス（Ｎ2）８を導入して希釈して圧送し、タンク１２内
に排気する。キャリアガス（Ｎ2）１１は上記待機時
と同様にパージに用いる。これにより、成膜に用いる気
化ガス５を発生させ、所定の流量に安定して供給できる
まで待つ（気化安定待ち）。
【０００８】次に、バルブ１８ｄを閉に、バルブ１８ｅ
を開に切り替える。バブリングガス（Ｎ2）４を、バブ
ラ２内に導入して、バブリングにより液体材料１を気化
させ、気化ガス５をバブリングガス（Ｎ2）４と共にバ
ブラ２外の配管に送り、キャリアガス（Ｎ2）８を導入
して希釈し、成膜を行う反応室９に圧送する。このと
き、キャリアガス（Ｎ2）１１を、反応室９手前で導入
して気化ガス５をさらに希釈し、反応室９内に供給す
る。これにより、成膜の原料となる気化ガス５を反応室
９内に供給し、反応室９内に別途導入された他のガス
（図示せず）と反応させ、半導体基板（図示せず）表面
に成膜する（成膜）。次に、バルブ１８ｄを開に、バ
ルブ１８ｅを閉に切り替える。上記気化安定待ち時と
同様に、バブリングガス（Ｎ2）４を、バブラ２内に導
入して、バブリングにより液体材料１を気化させ、気化
ガス５をバブリングガス（Ｎ2）４と共にバブラ２外の
配管に送り、キャリアガス（Ｎ2）８を導入して希釈し
て圧送し、タンク１２内に排気する。また、キャリアガ
ス（Ｎ2）１１はパージに用いる。これにより、成膜が
完了したウエハ（半導体基板）を反応室９より搬出し、
次に処理するウエハを新たに反応室９に搬入するまでの
間、気化ガス５を反応室９には送らず、所定の流量に供
給できる様に保つ（次ウエハ待ち）。
を開に切り替える。バブリングガス（Ｎ2）４を、バブ
ラ２内に導入して、バブリングにより液体材料１を気化
させ、気化ガス５をバブリングガス（Ｎ2）４と共にバ
ブラ２外の配管に送り、キャリアガス（Ｎ2）８を導入
して希釈し、成膜を行う反応室９に圧送する。このと
き、キャリアガス（Ｎ2）１１を、反応室９手前で導入
して気化ガス５をさらに希釈し、反応室９内に供給す
る。これにより、成膜の原料となる気化ガス５を反応室
９内に供給し、反応室９内に別途導入された他のガス
（図示せず）と反応させ、半導体基板（図示せず）表面
に成膜する（成膜）。次に、バルブ１８ｄを開に、バ
ルブ１８ｅを閉に切り替える。上記気化安定待ち時と
同様に、バブリングガス（Ｎ2）４を、バブラ２内に導
入して、バブリングにより液体材料１を気化させ、気化
ガス５をバブリングガス（Ｎ2）４と共にバブラ２外の
配管に送り、キャリアガス（Ｎ2）８を導入して希釈し
て圧送し、タンク１２内に排気する。また、キャリアガ
ス（Ｎ2）１１はパージに用いる。これにより、成膜が
完了したウエハ（半導体基板）を反応室９より搬出し、
次に処理するウエハを新たに反応室９に搬入するまでの
間、気化ガス５を反応室９には送らず、所定の流量に供
給できる様に保つ（次ウエハ待ち）。
【０００９】次に、再びバルブ１８ｄを閉に、バルブ１
８ｅを開に切り替えて、成膜時と同様に成膜処理を行
う（成膜）。複数枚のウエハを連続処理するときは、
上記のような成膜と次ウエハ待ちを所定の時間毎
に繰り返し行う。次に、複数枚のウエハの連続処理を完
了すると、再びバルブ１８ｄを開に、バルブ１８ｅを閉
に切り替え、次ウエハ待ち時と同様に、新たなウエハ
を反応室９に搬入するまでの間、気化ガス５を反応室９
には送らず、所定の流量に供給できる様に保つ。通常、
ウエハは複数枚で構成されるロット毎に連続処理を行う
ため、これは、あるロットの処理が完了した後、次のロ
ットの処理を開始するまでの状態である（次ロット待ち
）。
８ｅを開に切り替えて、成膜時と同様に成膜処理を行
う（成膜）。複数枚のウエハを連続処理するときは、
上記のような成膜と次ウエハ待ちを所定の時間毎
に繰り返し行う。次に、複数枚のウエハの連続処理を完
了すると、再びバルブ１８ｄを開に、バルブ１８ｅを閉
に切り替え、次ウエハ待ち時と同様に、新たなウエハ
を反応室９に搬入するまでの間、気化ガス５を反応室９
には送らず、所定の流量に供給できる様に保つ。通常、
ウエハは複数枚で構成されるロット毎に連続処理を行う
ため、これは、あるロットの処理が完了した後、次のロ
ットの処理を開始するまでの状態である（次ロット待ち
）。
【００１０】再び、上記のような成膜と次ウエハ待
ちを所定の時間毎に繰り返し、一連の処理を完了後、
次ロット待ち時の状態から、バルブ１８ａ、１８ｃを閉
に、バルブ１８ｂを開に切り替えて、待機時と同様に、
バブリングガス（Ｎ2）４を配管内に流し、導入されたキ
ャリアガス（Ｎ2）８と共に、タンク１２内に排気する。
キャリアガス（Ｎ2）１１は、反応室９内およびその手
前の配管内をパージするのに用いる。これにより配管内
および反応室９内の残留ガスを押し出し、キャリアガス
８、１１およびバブリングガス４のＮ2で充満させておく
（待機）。
ちを所定の時間毎に繰り返し、一連の処理を完了後、
次ロット待ち時の状態から、バルブ１８ａ、１８ｃを閉
に、バルブ１８ｂを開に切り替えて、待機時と同様に、
バブリングガス（Ｎ2）４を配管内に流し、導入されたキ
ャリアガス（Ｎ2）８と共に、タンク１２内に排気する。
キャリアガス（Ｎ2）１１は、反応室９内およびその手
前の配管内をパージするのに用いる。これにより配管内
および反応室９内の残留ガスを押し出し、キャリアガス
８、１１およびバブリングガス４のＮ2で充満させておく
（待機）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】半導体基板表面に所定
の組成を有する信頼性の高い膜を、安定して形成するた
めには、気化ガス５の流量を精密に制御して、反応室９
内の半導体基板上に供給する必要がある。この気化ガス
５の流量は、原理的にはバブリングガス４の流量、液体
材料１の温度、およびバブラ２内の圧力を制御すること
により安定的にコントロールできるものであるが、以下
に示すような問題点から、気化ガス５を安定した流量で
反応室９内、あるいは半導体基板上に供給できず、信頼
性の高い膜を安定して形成できないものであった。従来
の化学気相成長装置は上述したように構成されており、
液体材料１を気化して作成した気化ガス５を、加熱され
た配管系で反応室９へ供給するが、キャリアガス８、１
１を導入して希釈する際、上記気化ガス５がキャリアガ
ス８、１１により冷却され、液化することがあった。こ
のため、気化ガス５の流量が大きく変動する。また、気
化ガス５の液化は、配管内の詰まりや異物発生の要因に
もなり、これによっても気化ガス５の流量変動が起きる
ものであった。
の組成を有する信頼性の高い膜を、安定して形成するた
めには、気化ガス５の流量を精密に制御して、反応室９
内の半導体基板上に供給する必要がある。この気化ガス
５の流量は、原理的にはバブリングガス４の流量、液体
材料１の温度、およびバブラ２内の圧力を制御すること
により安定的にコントロールできるものであるが、以下
に示すような問題点から、気化ガス５を安定した流量で
反応室９内、あるいは半導体基板上に供給できず、信頼
性の高い膜を安定して形成できないものであった。従来
の化学気相成長装置は上述したように構成されており、
液体材料１を気化して作成した気化ガス５を、加熱され
た配管系で反応室９へ供給するが、キャリアガス８、１
１を導入して希釈する際、上記気化ガス５がキャリアガ
ス８、１１により冷却され、液化することがあった。こ
のため、気化ガス５の流量が大きく変動する。また、気
化ガス５の液化は、配管内の詰まりや異物発生の要因に
もなり、これによっても気化ガス５の流量変動が起きる
ものであった。
【００１２】また、気化ガス５を反応室９に供給する配
管系は、ヒータ１５により加熱されているが、配管１９
の温度が所定の温度になるように、温度制御器１７によ
り制御するものであるため、気化ガス５の実際の温度を
把握できず、ヒータ１５の巻き方等により、熱の伝わり
にくい部分で気化ガス５の温度が低下することがあり、
これによっても気化ガス５の液化を生じ、流量が変動す
るものであった。さらにまた、反応室９に送られた気化
ガス５は、半導体基板上で反応する前に、反応室９内に
導入された直後から、反応室９内入り口付近で他のガス
と反応し始める。このため、半導体基板上に所望の流量
の気化ガス５を安定して供給することができないもので
あった。
管系は、ヒータ１５により加熱されているが、配管１９
の温度が所定の温度になるように、温度制御器１７によ
り制御するものであるため、気化ガス５の実際の温度を
把握できず、ヒータ１５の巻き方等により、熱の伝わり
にくい部分で気化ガス５の温度が低下することがあり、
これによっても気化ガス５の液化を生じ、流量が変動す
るものであった。さらにまた、反応室９に送られた気化
ガス５は、半導体基板上で反応する前に、反応室９内に
導入された直後から、反応室９内入り口付近で他のガス
と反応し始める。このため、半導体基板上に所望の流量
の気化ガス５を安定して供給することができないもので
あった。
【００１３】また、切り替えバルブ１８の一連の操作に
よりガスの流路を切り替える際、一連のバルブ１８の開
閉操作を同時に行うため、バブラ２内および気化ガス５
を反応室９に供給する配管系の圧力が変動する。このバ
ルブ１８切り替え時の圧力変動により、配管内で気化ガ
ス５の液化が生じたり、また、バブラ２内の気化ガス５
の発生量が変動し、気化ガス５の流量は不安定になるも
のであった。また、バブラ２内の圧力は、圧力計１３お
よび圧力バルブから成る圧力制御器１４で制御される
が、この圧力バルブ１４は、電圧の印加によるバルブ１
４の開閉に伴ってバルブ１４が配管に対して位置変動す
る動作範囲が限られており、この動作範囲内で所望の圧
力に制御するとき、微少な圧力変動や瞬間的な圧力変動
により敏感に圧力バルブ１４が反応する不安定な領域で
の制御となることがある。その場合、微少な圧力変動や
何らかの条件による瞬間的な圧力変動によって反応した
圧力バルブ１４のバルブ動作の影響により、逆に、より
大きな圧力変動を招くことになり、圧力バルブ１４によ
るバブラ２内圧力の安定した制御が困難になり、気化ガ
ス５の精密な流量制御も困難になるものであった。
よりガスの流路を切り替える際、一連のバルブ１８の開
閉操作を同時に行うため、バブラ２内および気化ガス５
を反応室９に供給する配管系の圧力が変動する。このバ
ルブ１８切り替え時の圧力変動により、配管内で気化ガ
ス５の液化が生じたり、また、バブラ２内の気化ガス５
の発生量が変動し、気化ガス５の流量は不安定になるも
のであった。また、バブラ２内の圧力は、圧力計１３お
よび圧力バルブから成る圧力制御器１４で制御される
が、この圧力バルブ１４は、電圧の印加によるバルブ１
４の開閉に伴ってバルブ１４が配管に対して位置変動す
る動作範囲が限られており、この動作範囲内で所望の圧
力に制御するとき、微少な圧力変動や瞬間的な圧力変動
により敏感に圧力バルブ１４が反応する不安定な領域で
の制御となることがある。その場合、微少な圧力変動や
何らかの条件による瞬間的な圧力変動によって反応した
圧力バルブ１４のバルブ動作の影響により、逆に、より
大きな圧力変動を招くことになり、圧力バルブ１４によ
るバブラ２内圧力の安定した制御が困難になり、気化ガ
ス５の精密な流量制御も困難になるものであった。
【００１４】従来の化学気相成長装置は、以上述べたよ
うな現象に起因して、気化ガス５を安定した流量で反応
室９内、あるいは半導体基板上に供給できず、半導体基
板表面に所定の組成を有する信頼性の高い膜を、安定し
て形成することが困難であった。
うな現象に起因して、気化ガス５を安定した流量で反応
室９内、あるいは半導体基板上に供給できず、半導体基
板表面に所定の組成を有する信頼性の高い膜を、安定し
て形成することが困難であった。
【００１５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたものであって、液体材料をバブリング
により気化し、原料ガスを供給する供給系を備えた化学
気相成長装置において、原料ガスとなる気化ガスを、精
密な流量制御により安定した流量で供給し、信頼性の高
い安定した成膜を可能にすることを目的とする。
るために成されたものであって、液体材料をバブリング
により気化し、原料ガスを供給する供給系を備えた化学
気相成長装置において、原料ガスとなる気化ガスを、精
密な流量制御により安定した流量で供給し、信頼性の高
い安定した成膜を可能にすることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる請求項
１記載の化学気相成長装置は、液体材料をバブリングに
より気化させて作成した原料ガスを、キャリアガスを導
入して希釈し、反応室に供給して成膜する装置構成であ
って、上記液体材料、上記キャリアガスを導入する配管
系、および上記原料ガスを上記反応室に供給する配管系
に加熱手段を設けたものである。
１記載の化学気相成長装置は、液体材料をバブリングに
より気化させて作成した原料ガスを、キャリアガスを導
入して希釈し、反応室に供給して成膜する装置構成であ
って、上記液体材料、上記キャリアガスを導入する配管
系、および上記原料ガスを上記反応室に供給する配管系
に加熱手段を設けたものである。
【００１７】この発明に係わる請求項２記載の化学気相
成長装置は、請求項１において、キャリアガスを導入す
る配管系、および原料ガスを反応室に供給する配管系に
設けた加熱手段が、上記配管内のガスの温度を直接監視
して所定のガス温度に制御する機構を備えたものであ
る。
成長装置は、請求項１において、キャリアガスを導入す
る配管系、および原料ガスを反応室に供給する配管系に
設けた加熱手段が、上記配管内のガスの温度を直接監視
して所定のガス温度に制御する機構を備えたものであ
る。
【００１８】この発明に係わる請求項３記載の化学気相
成長装置は、請求項１または２において、原料ガスを希
釈するキャリアガスが、気化された上記原料ガスを反応
室に圧送する第１のキャリアガスと、上記原料ガスを上
記反応室に至る手前で希釈して冷却する第２のキャリア
ガスとを有し、上記反応室入り口直前の配管内のガスの
温度を直接監視して、所定のガス温度まで上記第２のキ
ャリアガスにより冷却して制御する機構を備えたもので
ある。
成長装置は、請求項１または２において、原料ガスを希
釈するキャリアガスが、気化された上記原料ガスを反応
室に圧送する第１のキャリアガスと、上記原料ガスを上
記反応室に至る手前で希釈して冷却する第２のキャリア
ガスとを有し、上記反応室入り口直前の配管内のガスの
温度を直接監視して、所定のガス温度まで上記第２のキ
ャリアガスにより冷却して制御する機構を備えたもので
ある。
【００１９】この発明に係わる請求項４記載の化学気相
成長装置は、請求項２または３において、熱電対の端部
を配管内に埋め込んで、該配管内のガスの温度を直接監
視するものである。
成長装置は、請求項２または３において、熱電対の端部
を配管内に埋め込んで、該配管内のガスの温度を直接監
視するものである。
【００２０】この発明に係わる請求項５記載の化学気相
成長装置は、請求項３において、第２のキャリアガス
を、成膜時以外は配管内および反応室内をパージするの
に用いるものである。
成長装置は、請求項３において、第２のキャリアガス
を、成膜時以外は配管内および反応室内をパージするの
に用いるものである。
【００２１】この発明に係わる請求項６記載の化学気相
成長装置は、ガスを流通させる配管系に複数の切り替え
バルブを備え、該バルブの一連の操作により上記ガスの
流路を切り替える際、液体材料をバブリングするタン
ク、および作成した原料ガスを反応室に供給する配管系
の圧力変動を抑制する様に、一連の該バルブの操作時間
に時間差を設定可能にしたものである。
成長装置は、ガスを流通させる配管系に複数の切り替え
バルブを備え、該バルブの一連の操作により上記ガスの
流路を切り替える際、液体材料をバブリングするタン
ク、および作成した原料ガスを反応室に供給する配管系
の圧力変動を抑制する様に、一連の該バルブの操作時間
に時間差を設定可能にしたものである。
【００２２】この発明に係わる請求項７記載の化学気相
成長装置は、液体材料をバブリングするタンクの圧力を
制御する圧力バルブを、上記タンクの出口側でキャリア
ガス導入後の配管に備え、上記圧力バルブの開閉に伴い
該圧力バルブが上記配管に対して位置変動する動作範囲
を調整する機構を有して、ガス流量一定時の圧力変動に
対する圧力バルブ動作特性が、所定の圧力およびその近
傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の値を
越えないように、また、圧力一定時のガス流量変動に対
する圧力バルブ動作特性が、所定のガス流量およびその
近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の値
を越えないように、上記動作範囲を調整して、安定した
圧力制御を可能にしたものである。
成長装置は、液体材料をバブリングするタンクの圧力を
制御する圧力バルブを、上記タンクの出口側でキャリア
ガス導入後の配管に備え、上記圧力バルブの開閉に伴い
該圧力バルブが上記配管に対して位置変動する動作範囲
を調整する機構を有して、ガス流量一定時の圧力変動に
対する圧力バルブ動作特性が、所定の圧力およびその近
傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の値を
越えないように、また、圧力一定時のガス流量変動に対
する圧力バルブ動作特性が、所定のガス流量およびその
近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の値
を越えないように、上記動作範囲を調整して、安定した
圧力制御を可能にしたものである。
【００２３】この発明に係わる請求項８記載の化学気相
成長装置は、請求項１〜７のいずれかにおいて、複数種
の液体材料をそれぞれバブリングする複数のタンクを備
え、上記液体材料を気化させて作成した複数種の原料ガ
スを混合して、成膜に用いるものである。
成長装置は、請求項１〜７のいずれかにおいて、複数種
の液体材料をそれぞれバブリングする複数のタンクを備
え、上記液体材料を気化させて作成した複数種の原料ガ
スを混合して、成膜に用いるものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１および図２
は、この発明の実施の形態１による化学気相成長装置の
構造を、図示の便宜上分割して示した部分ブロック図で
ある。図に示すように、例えばＴＥＯＳ等の液体材料２
０はバブリング用のタンク２１（以下、バブラ２１と称
す）に貯蔵されており、流量制御器２２で所定の流量Ｑ
１に制御されたバブリングガス（Ｎ2）２３を、バブラ
２１内に導入する。バブラ２１内でバブリングにより液
体材料２０を気化させて原料ガス２４（以下、気化ガス
２４と称し、図示せず）に変換し、バブリングガス（Ｎ
2）２３と共にバブラ２１外の配管に送る。バブラ２１
から送られたガス流量Ｑ２を流量計２５でモニタリング
して、気化ガス２４の流量（Ｑ２−Ｑ１）を監視する。
実施の形態１を図について説明する。図１および図２
は、この発明の実施の形態１による化学気相成長装置の
構造を、図示の便宜上分割して示した部分ブロック図で
ある。図に示すように、例えばＴＥＯＳ等の液体材料２
０はバブリング用のタンク２１（以下、バブラ２１と称
す）に貯蔵されており、流量制御器２２で所定の流量Ｑ
１に制御されたバブリングガス（Ｎ2）２３を、バブラ
２１内に導入する。バブラ２１内でバブリングにより液
体材料２０を気化させて原料ガス２４（以下、気化ガス
２４と称し、図示せず）に変換し、バブリングガス（Ｎ
2）２３と共にバブラ２１外の配管に送る。バブラ２１
から送られたガス流量Ｑ２を流量計２５でモニタリング
して、気化ガス２４の流量（Ｑ２−Ｑ１）を監視する。
【００２５】この後、流量制御器２６で所定の流量Ｑ３
に制御された第１のキャリアガス(Ｎ2)２７を導入して
気化ガス２４を希釈し、成膜を行う反応室２８にガス流
量Ｑ４(Ｑ２＋Ｑ３)で圧送する。このとき、流量制御器
２９で所定の流量Ｑ５に制御された第２のキャリアガス
(Ｎ2)３０を、反応室２８手前で導入して気化ガス２４
をさらに希釈し、ガス流量Ｑ６（Ｑ４＋Ｑ５）で反応室
２８内に供給する。成膜を行わない時は、第２のキャリ
アガス（Ｎ2）３０を導入する手前で、希釈された気化
ガス２４をタンク３１内に排気（ガス流量Ｑ７）し、液
化して廃液する。また、第２のキャリアガス（Ｎ2）３
０は、成膜時以外は、配管および反応室２８内をパージ
するのに用いられる。
に制御された第１のキャリアガス(Ｎ2)２７を導入して
気化ガス２４を希釈し、成膜を行う反応室２８にガス流
量Ｑ４(Ｑ２＋Ｑ３)で圧送する。このとき、流量制御器
２９で所定の流量Ｑ５に制御された第２のキャリアガス
(Ｎ2)３０を、反応室２８手前で導入して気化ガス２４
をさらに希釈し、ガス流量Ｑ６（Ｑ４＋Ｑ５）で反応室
２８内に供給する。成膜を行わない時は、第２のキャリ
アガス（Ｎ2）３０を導入する手前で、希釈された気化
ガス２４をタンク３１内に排気（ガス流量Ｑ７）し、液
化して廃液する。また、第２のキャリアガス（Ｎ2）３
０は、成膜時以外は、配管および反応室２８内をパージ
するのに用いられる。
【００２６】また、３２および３３は希釈された気化ガ
ス２４を反応室２８に圧送する途中に設けられた圧力計
および圧力制御器であり、バブラ２１内および配管内の
圧力をモニタリングし、所定の圧力に制御する。また、
３４ａおよび３４ｂは、液体材料２０に設けられた加熱
手段としてのヒータで、ヒータ３４ａは、バブラ２１の
上面を加熱して、熱電対３５ａおよび温度制御器３６ａ
で、液体材料２０の温度を直接所定の温度に制御し、ヒ
ータ３４ｂは、バブラ２１の底面を加熱して、熱電対３
５ｂおよび温度制御器３６ｂで、バブラ２１の底面の温
度を所定の温度に制御する。３４ｃ〜３４ｆは、気化ガ
ス２４を反応室２８に供給する配管系３７（流量計２
５、圧力計３２、圧力制御器３３等を含む）に設けられ
た加熱手段としてのヒータで、熱電対３５ｃ〜３５ｆお
よび温度制御器３６ｃ〜３６ｆをそれぞれ備えて所定の
温度に制御して加熱する。３４ｇおよび３４ｈは、キャ
リアガス２７、３０を導入する配管系３８ａ、３８ｂに
設けられた加熱手段としてのヒータで、熱電対３５ｇ、
３５ｈおよび温度制御器３６ｇ、３６ｈをそれぞれ備え
て所定の温度に制御して加熱する。この第２のキャリア
ガス３０を導入する配管系３８ｂのヒータ３４ｈは、反
応室２８入り口直前のガス温度を制御する熱電対３５ｉ
および温度制御器３６ｉにも連結される（連結部、図示
せず）。さらに、３９ａ〜３９ｆは、配管途中に設けら
れた切り替えバルブである。
ス２４を反応室２８に圧送する途中に設けられた圧力計
および圧力制御器であり、バブラ２１内および配管内の
圧力をモニタリングし、所定の圧力に制御する。また、
３４ａおよび３４ｂは、液体材料２０に設けられた加熱
手段としてのヒータで、ヒータ３４ａは、バブラ２１の
上面を加熱して、熱電対３５ａおよび温度制御器３６ａ
で、液体材料２０の温度を直接所定の温度に制御し、ヒ
ータ３４ｂは、バブラ２１の底面を加熱して、熱電対３
５ｂおよび温度制御器３６ｂで、バブラ２１の底面の温
度を所定の温度に制御する。３４ｃ〜３４ｆは、気化ガ
ス２４を反応室２８に供給する配管系３７（流量計２
５、圧力計３２、圧力制御器３３等を含む）に設けられ
た加熱手段としてのヒータで、熱電対３５ｃ〜３５ｆお
よび温度制御器３６ｃ〜３６ｆをそれぞれ備えて所定の
温度に制御して加熱する。３４ｇおよび３４ｈは、キャ
リアガス２７、３０を導入する配管系３８ａ、３８ｂに
設けられた加熱手段としてのヒータで、熱電対３５ｇ、
３５ｈおよび温度制御器３６ｇ、３６ｈをそれぞれ備え
て所定の温度に制御して加熱する。この第２のキャリア
ガス３０を導入する配管系３８ｂのヒータ３４ｈは、反
応室２８入り口直前のガス温度を制御する熱電対３５ｉ
および温度制御器３６ｉにも連結される（連結部、図示
せず）。さらに、３９ａ〜３９ｆは、配管途中に設けら
れた切り替えバルブである。
【００２７】配管系３７、３８ａ、３８ｂに設けられた
ヒータ３４ｃ〜３４ｈのうち、流量計２５、圧力計３
２、圧力制御器３３等を含まない配管３９に設けられた
ヒータ３４ｃ、３４ｆ〜３４ｈによる加熱手段を図３に
基づいて以下に説明する。ガスの流路となる配管４０の
周囲を覆うようにヒータ３４（３４ｃ、３４ｆ〜３４
ｈ）を設け、熱電対３５（３５ｃ、３５ｆ〜３５ｈ）
を、その端部を配管４０内に埋め込むことによって直接
配管４０内のガスに接触させて、配管４０内のガスの温
度を直接モニタリングし、所定のガス温度になるように
温度制御器３６（３６ｃ、３６ｆ〜３６ｈ）により制御
する。反応室２８入り口直前のガス温度を制御する熱電
対３５ｉも、図３で示したものと同様に配管内のガスの
温度を直接モニタリングし、この場合、所定のガス温度
になるように温度制御器３６ｉで、第２のキャリアガス
３０を導入する配管系３８ｂに設けられたヒータ３４ｈ
を制御する。また、ヒータ３４ｄは、流量計２５を含む
配管を、熱電対３５ｄで流量計２５の温度をモニタリン
グして温度制御器３６ｄで制御して加熱する。ヒータ３
４ｅは、圧力計３２、圧力制御器３３を含む配管を、熱
電対３５ｅで圧力制御器３３の温度をモニタリングして
温度制御器３６ｅで制御して加熱する。
ヒータ３４ｃ〜３４ｈのうち、流量計２５、圧力計３
２、圧力制御器３３等を含まない配管３９に設けられた
ヒータ３４ｃ、３４ｆ〜３４ｈによる加熱手段を図３に
基づいて以下に説明する。ガスの流路となる配管４０の
周囲を覆うようにヒータ３４（３４ｃ、３４ｆ〜３４
ｈ）を設け、熱電対３５（３５ｃ、３５ｆ〜３５ｈ）
を、その端部を配管４０内に埋め込むことによって直接
配管４０内のガスに接触させて、配管４０内のガスの温
度を直接モニタリングし、所定のガス温度になるように
温度制御器３６（３６ｃ、３６ｆ〜３６ｈ）により制御
する。反応室２８入り口直前のガス温度を制御する熱電
対３５ｉも、図３で示したものと同様に配管内のガスの
温度を直接モニタリングし、この場合、所定のガス温度
になるように温度制御器３６ｉで、第２のキャリアガス
３０を導入する配管系３８ｂに設けられたヒータ３４ｈ
を制御する。また、ヒータ３４ｄは、流量計２５を含む
配管を、熱電対３５ｄで流量計２５の温度をモニタリン
グして温度制御器３６ｄで制御して加熱する。ヒータ３
４ｅは、圧力計３２、圧力制御器３３を含む配管を、熱
電対３５ｅで圧力制御器３３の温度をモニタリングして
温度制御器３６ｅで制御して加熱する。
【００２８】上記のように、液体材料２０、気化ガス２
４を反応室２８に供給する配管系３７、およびキャリア
ガス２７、３０を導入する配管系３８ａ、３８ｂにヒー
タ３４ａ〜３４ｈを設け、希釈された気化ガス２４は約
８０℃程度に保持するように制御されて反応室２８に送
られる。その後反応室２８内に供給される手前で、第２
のキャリアガス３０を導入して気化ガス２４をさらに希
釈する際、反応室２８入り口直前のガス温度が約６０℃
程度になるように、第２のキャリアガス３０で希釈しな
がら冷却し、約６０℃程度の希釈された気化ガス２４を
反応室２８内に供給する。反応室９内で別途導入された
他のガス（図示せず）と反応させ、半導体基板（図示せ
ず）表面に成膜する。なお、気化ガス２４が液化し始め
る温度は、約３０℃である。
４を反応室２８に供給する配管系３７、およびキャリア
ガス２７、３０を導入する配管系３８ａ、３８ｂにヒー
タ３４ａ〜３４ｈを設け、希釈された気化ガス２４は約
８０℃程度に保持するように制御されて反応室２８に送
られる。その後反応室２８内に供給される手前で、第２
のキャリアガス３０を導入して気化ガス２４をさらに希
釈する際、反応室２８入り口直前のガス温度が約６０℃
程度になるように、第２のキャリアガス３０で希釈しな
がら冷却し、約６０℃程度の希釈された気化ガス２４を
反応室２８内に供給する。反応室９内で別途導入された
他のガス（図示せず）と反応させ、半導体基板（図示せ
ず）表面に成膜する。なお、気化ガス２４が液化し始め
る温度は、約３０℃である。
【００２９】以上のように、この実施の形態では、液体
材料２０、気化ガス２４を反応室２８に供給する配管系
３７だけでなく、キャリアガス２７、３０を導入する配
管系３８ａ、３８ｂにも加熱手段としてのヒータ３４
ｇ、３４ｈを設けたため、キャリアガス２７、３０を導
入して気化ガス２４を希釈する際、上記気化ガス２４が
冷却によって液化することが防止できる。また、配管系
３７、３８ａ、３８ｂにおいて、配管３９の周囲を覆う
ようにヒータ３４（３４ｃ、３４ｆ〜３４ｈ）を設け、
熱電対３５（３５ｃ、３５ｆ〜３５ｈ）を、その端部を
配管３９内に埋め込むことによって直接配管３９内のガ
スに接触させて、配管３９内のガスの温度を直接モニタ
リングし、所定のガス温度になるように温度制御器３６
（３６ｃ、３６ｆ〜３６ｈ）により制御する様にした。
このため、ガスの実際の温度を把握して制御でき、ヒー
タ３４の巻き方等による熱の伝わりにくい部分における
ガス温度の低下が防止でき、ガスの温度を信頼性良く制
御できる。これにより、気化ガス２４、キャリアガス２
７、３０双方とも信頼性良く温度制御され、キャリアガ
ス２７、３０を導入して気化ガス２４を希釈する際、お
よび希釈された気化ガス２４を反応室２８へ供給する
際、気化ガス２４が液化することが無く、配管内の詰ま
りや異物発生も防止でき、気化ガス２４の精密な流量制
御が可能になり、安定した流量で反応室２８に供給でき
る。
材料２０、気化ガス２４を反応室２８に供給する配管系
３７だけでなく、キャリアガス２７、３０を導入する配
管系３８ａ、３８ｂにも加熱手段としてのヒータ３４
ｇ、３４ｈを設けたため、キャリアガス２７、３０を導
入して気化ガス２４を希釈する際、上記気化ガス２４が
冷却によって液化することが防止できる。また、配管系
３７、３８ａ、３８ｂにおいて、配管３９の周囲を覆う
ようにヒータ３４（３４ｃ、３４ｆ〜３４ｈ）を設け、
熱電対３５（３５ｃ、３５ｆ〜３５ｈ）を、その端部を
配管３９内に埋め込むことによって直接配管３９内のガ
スに接触させて、配管３９内のガスの温度を直接モニタ
リングし、所定のガス温度になるように温度制御器３６
（３６ｃ、３６ｆ〜３６ｈ）により制御する様にした。
このため、ガスの実際の温度を把握して制御でき、ヒー
タ３４の巻き方等による熱の伝わりにくい部分における
ガス温度の低下が防止でき、ガスの温度を信頼性良く制
御できる。これにより、気化ガス２４、キャリアガス２
７、３０双方とも信頼性良く温度制御され、キャリアガ
ス２７、３０を導入して気化ガス２４を希釈する際、お
よび希釈された気化ガス２４を反応室２８へ供給する
際、気化ガス２４が液化することが無く、配管内の詰ま
りや異物発生も防止でき、気化ガス２４の精密な流量制
御が可能になり、安定した流量で反応室２８に供給でき
る。
【００３０】また、反応室２８入り口直前のガス温度を
直接モニタリングして、約６０℃程度の所定の温度にな
るように、第２のキャリアガス３０で希釈しながら冷却
するため、気化ガス２４が半導体基板上で反応する前
に、反応室２８内に導入された直後から反応室２８内入
り口付近で他のガスと反応し始めるのが抑制できる。こ
のため、半導体基板上に所望の流量の気化ガス２４を安
定して供給することができる。この様に、約３０℃程度
で液化を始める気化ガス２４を、約８０℃程度の十分高
い温度で信頼性良く制御して、液化することなく安定し
た流量で圧送し、反応室２８内に供給する直前に、第２
のキャリアガス３０により、約６０℃程度の液化の恐れ
のない程度の低温にまで冷却することにより、反応室２
８内入り口付近での気化ガス２４の反応を抑制して、半
導体基板上に安定した流量の気化ガス２４を供給する。
このため、半導体基板表面に所定の組成を有する信頼性
の高い膜を、安定して形成することができる。なお、半
導体基板上では、約４００℃程度で反応させて成膜を行
う。また、第２のキャリアガス３０は、成膜時以外は、
配管および反応室２８内をパージするのに用いられるも
ので、パージ、気化ガス２４の希釈、冷却を効率的に行
うことができる。
直接モニタリングして、約６０℃程度の所定の温度にな
るように、第２のキャリアガス３０で希釈しながら冷却
するため、気化ガス２４が半導体基板上で反応する前
に、反応室２８内に導入された直後から反応室２８内入
り口付近で他のガスと反応し始めるのが抑制できる。こ
のため、半導体基板上に所望の流量の気化ガス２４を安
定して供給することができる。この様に、約３０℃程度
で液化を始める気化ガス２４を、約８０℃程度の十分高
い温度で信頼性良く制御して、液化することなく安定し
た流量で圧送し、反応室２８内に供給する直前に、第２
のキャリアガス３０により、約６０℃程度の液化の恐れ
のない程度の低温にまで冷却することにより、反応室２
８内入り口付近での気化ガス２４の反応を抑制して、半
導体基板上に安定した流量の気化ガス２４を供給する。
このため、半導体基板表面に所定の組成を有する信頼性
の高い膜を、安定して形成することができる。なお、半
導体基板上では、約４００℃程度で反応させて成膜を行
う。また、第２のキャリアガス３０は、成膜時以外は、
配管および反応室２８内をパージするのに用いられるも
ので、パージ、気化ガス２４の希釈、冷却を効率的に行
うことができる。
【００３１】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２について説明する。この実施の形態では、上記実施
の形態１で示した化学気相成長装置において、配管途中
に設けた切り替えバルブ３９ａ〜３９ｆ（図１、２参
照）の一連の操作に時間差を設定可能にしたもので、切
り替えバルブ３９ａ〜３９ｆの開閉と処理の流れについ
て図４に基づいて以下に示す。まず、バブリングガス
（Ｎ2）２３を、バブラ２１側のバルブ３９ａおよびバ
ルブ３９ｃを閉じて、バルブ３９ｂを開けることにより
配管内に流し、排気用のタンク３１側のバルブ３９ｄを
開け、反応室２８側のバルブ３９ｅを閉じることによ
り、導入された第１のキャリアガス（Ｎ2）２７と共
に、タンク３１内に排気する。第２のキャリアガス（Ｎ
2）３０を導入するためのバルブ３９ｆは、常時開けて
おり、この場合反応室２８内およびその手前の配管内を
パージするのに用いる。これにより、配管内および反応
室２８内をキャリアガス２７、３０およびバブリングガ
ス２３のＮ2で充満させておく（待機）。
態２について説明する。この実施の形態では、上記実施
の形態１で示した化学気相成長装置において、配管途中
に設けた切り替えバルブ３９ａ〜３９ｆ（図１、２参
照）の一連の操作に時間差を設定可能にしたもので、切
り替えバルブ３９ａ〜３９ｆの開閉と処理の流れについ
て図４に基づいて以下に示す。まず、バブリングガス
（Ｎ2）２３を、バブラ２１側のバルブ３９ａおよびバ
ルブ３９ｃを閉じて、バルブ３９ｂを開けることにより
配管内に流し、排気用のタンク３１側のバルブ３９ｄを
開け、反応室２８側のバルブ３９ｅを閉じることによ
り、導入された第１のキャリアガス（Ｎ2）２７と共
に、タンク３１内に排気する。第２のキャリアガス（Ｎ
2）３０を導入するためのバルブ３９ｆは、常時開けて
おり、この場合反応室２８内およびその手前の配管内を
パージするのに用いる。これにより、配管内および反応
室２８内をキャリアガス２７、３０およびバブリングガ
ス２３のＮ2で充満させておく（待機）。
【００３２】次に、バルブ３９ａおよびバルブ３９ｃを
開に、バルブ３９ｂを閉に切り替える。このとき、バル
ブ３９ａ、３９ｃとバルブ３９ｂとの操作に時間差ｔ１
を設定し、バルブ３９ａ、３９ｃを開に切り替えた後、
所定の時間ｔ１後にバルブ３９ｂを閉に切り替える。バ
ブリングガス（Ｎ2）２３を、バブラ２１内に導入し
て、バブリングにより液体材料２０を気化させ、気化ガ
ス２４をバブリングガス（Ｎ2）２３と共にバブラ２１
外の配管に送り、第１のキャリアガス（Ｎ2）２７を導
入して希釈して圧送し、タンク３１内に排気する。第２
のキャリアガス（Ｎ2）３０は上記待機時と同様にパ
ージに用いる。これにより、成膜に用いる気化ガス２４
を発生させ、所定の流量に安定して供給できるまで待
つ。また、このとき、バルブ３９ａ、３９ｃを開に切り
替えた後、所定の時間ｔ１後にバルブ３９ｂを閉に切り
替えたため、バブラ２１内の急激な圧力変動を抑制し、
発生した気化ガス２４が、配管内で液化するのが防止で
き、スムーズに所定流量に安定させることができる（気
化安定待ち）。
開に、バルブ３９ｂを閉に切り替える。このとき、バル
ブ３９ａ、３９ｃとバルブ３９ｂとの操作に時間差ｔ１
を設定し、バルブ３９ａ、３９ｃを開に切り替えた後、
所定の時間ｔ１後にバルブ３９ｂを閉に切り替える。バ
ブリングガス（Ｎ2）２３を、バブラ２１内に導入し
て、バブリングにより液体材料２０を気化させ、気化ガ
ス２４をバブリングガス（Ｎ2）２３と共にバブラ２１
外の配管に送り、第１のキャリアガス（Ｎ2）２７を導
入して希釈して圧送し、タンク３１内に排気する。第２
のキャリアガス（Ｎ2）３０は上記待機時と同様にパ
ージに用いる。これにより、成膜に用いる気化ガス２４
を発生させ、所定の流量に安定して供給できるまで待
つ。また、このとき、バルブ３９ａ、３９ｃを開に切り
替えた後、所定の時間ｔ１後にバルブ３９ｂを閉に切り
替えたため、バブラ２１内の急激な圧力変動を抑制し、
発生した気化ガス２４が、配管内で液化するのが防止で
き、スムーズに所定流量に安定させることができる（気
化安定待ち）。
【００３３】次に、バルブ３９ｄを閉に、バルブ３９ｅ
を開に切り替える。このとき、バルブ３９ｄとバルブ３
９ｅとの操作に時間差ｔ２を設定し、バルブ３９ｅを開
に切り替えた後、所定の時間ｔ２後にバルブ３９ｄを閉
に切り替える。バブリングガス（Ｎ2）２３を、バブラ
２１内に導入して、バブリングにより液体材料２０を気
化させ、気化ガス２４をバブリングガス（Ｎ2）２３と
共にバブラ２１外の配管に送り、第１のキャリアガス
（Ｎ2）２７を導入して希釈し、成膜を行う反応室２８
に圧送する。このとき、第２のキャリアガス（Ｎ2）３
０を、反応室２８手前で導入して気化ガス２４をさらに
希釈し、反応室２８内に供給する。これにより、成膜の
原料となる気化ガス２４を反応室２８内に供給し、反応
室２８に別途導入された他のガス（図示せず）と反応さ
せ、半導体基板（図示せず）表面に成膜する。また、こ
のとき、バルブ３９ｅを開に切り替えた後、所定の時間
ｔ２後にバルブ３９ｄを閉に切り替えたため、バブラ２
１内および気化ガス２４を反応室２８に供給する配管系
の圧力変動を抑制し、気化ガス２４の発生量の変動、お
よび発生した気化ガス２４の配管内での液化が防止で
き、気化ガス２４を信頼性良く安定した流量で反応室２
８に供給できる（成膜）。
を開に切り替える。このとき、バルブ３９ｄとバルブ３
９ｅとの操作に時間差ｔ２を設定し、バルブ３９ｅを開
に切り替えた後、所定の時間ｔ２後にバルブ３９ｄを閉
に切り替える。バブリングガス（Ｎ2）２３を、バブラ
２１内に導入して、バブリングにより液体材料２０を気
化させ、気化ガス２４をバブリングガス（Ｎ2）２３と
共にバブラ２１外の配管に送り、第１のキャリアガス
（Ｎ2）２７を導入して希釈し、成膜を行う反応室２８
に圧送する。このとき、第２のキャリアガス（Ｎ2）３
０を、反応室２８手前で導入して気化ガス２４をさらに
希釈し、反応室２８内に供給する。これにより、成膜の
原料となる気化ガス２４を反応室２８内に供給し、反応
室２８に別途導入された他のガス（図示せず）と反応さ
せ、半導体基板（図示せず）表面に成膜する。また、こ
のとき、バルブ３９ｅを開に切り替えた後、所定の時間
ｔ２後にバルブ３９ｄを閉に切り替えたため、バブラ２
１内および気化ガス２４を反応室２８に供給する配管系
の圧力変動を抑制し、気化ガス２４の発生量の変動、お
よび発生した気化ガス２４の配管内での液化が防止で
き、気化ガス２４を信頼性良く安定した流量で反応室２
８に供給できる（成膜）。
【００３４】次に、バルブ３９ｄを開に、バルブ３９ｅ
を閉に切り替える。このとき、バルブ３９ｄとバルブ３
９ｅとの操作に時間差ｔ３を設定し、バルブ３９ｄを開
に切り替えた後、所定の時間ｔ３後にバルブ３９ｅを閉
に切り替える。上記気化安定待ち時と同様に、バブリ
ングガス（Ｎ2）２３を、バブラ２１内に導入して、バ
ブリングにより液体材料２０を気化させ、気化ガス２４
をバブリングガス（Ｎ2）２３と共にバブラ２１外の配
管に送り、第１のキャリアガス（Ｎ2）２７を導入して
希釈して圧送し、タンク３１内に排気する。また、第２
のキャリアガス（Ｎ2）３０はパージに用いる。これに
より、成膜が完了したウエハ（半導体基板）を反応室２
８より搬出し、次に処理するウエハを新たに反応室２８
に搬入するまでの間、気化ガス２４を反応室２８には送
らず、所定の流量に供給できる様に保つ。また、このと
き、バルブ３９ｄを開に切り替えた後、所定の時間ｔ３
後にバルブ３９ｅを閉に切り替えたため、バブラ２１内
および気化ガス２４を反応室２８に供給する配管系の圧
力変動を抑制し、気化ガス２４の発生量の変動、および
発生した気化ガス２４の配管内での液化が防止でき、気
化ガス２４を信頼性良く安定した流量で供給できる状態
に保持できる（次ウエハ待ち）。
を閉に切り替える。このとき、バルブ３９ｄとバルブ３
９ｅとの操作に時間差ｔ３を設定し、バルブ３９ｄを開
に切り替えた後、所定の時間ｔ３後にバルブ３９ｅを閉
に切り替える。上記気化安定待ち時と同様に、バブリ
ングガス（Ｎ2）２３を、バブラ２１内に導入して、バ
ブリングにより液体材料２０を気化させ、気化ガス２４
をバブリングガス（Ｎ2）２３と共にバブラ２１外の配
管に送り、第１のキャリアガス（Ｎ2）２７を導入して
希釈して圧送し、タンク３１内に排気する。また、第２
のキャリアガス（Ｎ2）３０はパージに用いる。これに
より、成膜が完了したウエハ（半導体基板）を反応室２
８より搬出し、次に処理するウエハを新たに反応室２８
に搬入するまでの間、気化ガス２４を反応室２８には送
らず、所定の流量に供給できる様に保つ。また、このと
き、バルブ３９ｄを開に切り替えた後、所定の時間ｔ３
後にバルブ３９ｅを閉に切り替えたため、バブラ２１内
および気化ガス２４を反応室２８に供給する配管系の圧
力変動を抑制し、気化ガス２４の発生量の変動、および
発生した気化ガス２４の配管内での液化が防止でき、気
化ガス２４を信頼性良く安定した流量で供給できる状態
に保持できる（次ウエハ待ち）。
【００３５】次に、再びバルブ３９ｄを閉に、バルブ３
９ｅを開に切り替えて、成膜時と同様に成膜処理を行
う。このときのバルブ操作も、時間差ｔ４を設定し、バ
ルブ３９ｅを開に切り替えた後、所定の時間ｔ４後にバ
ルブ３９ｄを閉に切り替えることにより、バブラ２１内
および気化ガス２４を反応室２８に供給する配管系の圧
力変動を抑制し、気化ガス２４の発生量の変動、および
発生した気化ガス２４の配管内での液化が防止でき、気
化ガス２４を信頼性良く安定した流量で反応室２８に供
給できる（成膜）。複数枚のウエハを連続処理すると
きは、上記のような成膜と次ウエハ待ちを所定の
時間毎に繰り返し行う。
９ｅを開に切り替えて、成膜時と同様に成膜処理を行
う。このときのバルブ操作も、時間差ｔ４を設定し、バ
ルブ３９ｅを開に切り替えた後、所定の時間ｔ４後にバ
ルブ３９ｄを閉に切り替えることにより、バブラ２１内
および気化ガス２４を反応室２８に供給する配管系の圧
力変動を抑制し、気化ガス２４の発生量の変動、および
発生した気化ガス２４の配管内での液化が防止でき、気
化ガス２４を信頼性良く安定した流量で反応室２８に供
給できる（成膜）。複数枚のウエハを連続処理すると
きは、上記のような成膜と次ウエハ待ちを所定の
時間毎に繰り返し行う。
【００３６】次に、複数枚のウエハの連続処理を完了す
ると、再びバルブ３９ｄを開に、バルブ３９ｅを閉に切
り替える。このとき、バルブ３９ｄとバルブ３９ｅとの
操作に時間差ｔ５を設定し、バルブ３９ｄを開に切り替
えた後、所定の時間ｔ５後にバルブ３９ｅを閉に切り替
える。次ウエハ待ち時と同様に、新たなウエハを反応
室９に搬入するまでの間、気化ガス５を反応室９には送
らず、所定の流量に供給できる様に保つ。通常、ウエハ
は複数枚で構成されるロット毎に連続処理を行うため、
これは、あるロットの処理が完了した後、次のロットの
処理を開始するまでの状態である。またこの場合も、バ
ルブ操作に時間差を設けたため、バブラ２１内および気
化ガス２４を反応室２８に供給する配管系の圧力変動を
抑制し、気化ガス２４の発生量の変動、および発生した
気化ガス２４の配管内での液化が防止でき、気化ガス２
４を信頼性良く安定した流量で供給できる状態に保持で
きる（次ロット待ち）。
ると、再びバルブ３９ｄを開に、バルブ３９ｅを閉に切
り替える。このとき、バルブ３９ｄとバルブ３９ｅとの
操作に時間差ｔ５を設定し、バルブ３９ｄを開に切り替
えた後、所定の時間ｔ５後にバルブ３９ｅを閉に切り替
える。次ウエハ待ち時と同様に、新たなウエハを反応
室９に搬入するまでの間、気化ガス５を反応室９には送
らず、所定の流量に供給できる様に保つ。通常、ウエハ
は複数枚で構成されるロット毎に連続処理を行うため、
これは、あるロットの処理が完了した後、次のロットの
処理を開始するまでの状態である。またこの場合も、バ
ルブ操作に時間差を設けたため、バブラ２１内および気
化ガス２４を反応室２８に供給する配管系の圧力変動を
抑制し、気化ガス２４の発生量の変動、および発生した
気化ガス２４の配管内での液化が防止でき、気化ガス２
４を信頼性良く安定した流量で供給できる状態に保持で
きる（次ロット待ち）。
【００３７】再び、上記のような成膜と次ウエハ待
ちを所定の時間毎に繰り返し、一連の処理を完了後、
次ロット待ち時の状態から、バルブ３９ａ、３９ｃを
閉に、バルブ３９ｂを開に切り替える。このとき、バル
ブ３９ａ、３９ｃとバルブ３９ｂとの操作に時間差ｔ６
を設定し、バルブ３９ｂを開に切り替えた後、所定の時
間ｔ６後にバルブ３９ａ、３９ｃを閉に切り替える。待
機時と同様に、バブリングガス（Ｎ2）２３を配管内
に流し、導入された第１のキャリアガス（Ｎ2）２７と
共に、タンク３１内に排気する。第２のキャリアガス
（Ｎ2）３０は、反応室２８内およびその手前の配管内
をパージするのに用いる。これにより配管内および反応
室２８内の残留ガスを押し出し、キャリアガス２７、３
０およびバブリングガス２３のＮ2で充満させておく。
またこの場合も、バルブ操作に時間差を設けたため、バ
ブラ２１内の急激な圧力変動を抑制し、発生した気化ガ
ス２４が、配管内で液化するのが防止でき、スムーズに
待機状態へ移行させることができる（待機）。
ちを所定の時間毎に繰り返し、一連の処理を完了後、
次ロット待ち時の状態から、バルブ３９ａ、３９ｃを
閉に、バルブ３９ｂを開に切り替える。このとき、バル
ブ３９ａ、３９ｃとバルブ３９ｂとの操作に時間差ｔ６
を設定し、バルブ３９ｂを開に切り替えた後、所定の時
間ｔ６後にバルブ３９ａ、３９ｃを閉に切り替える。待
機時と同様に、バブリングガス（Ｎ2）２３を配管内
に流し、導入された第１のキャリアガス（Ｎ2）２７と
共に、タンク３１内に排気する。第２のキャリアガス
（Ｎ2）３０は、反応室２８内およびその手前の配管内
をパージするのに用いる。これにより配管内および反応
室２８内の残留ガスを押し出し、キャリアガス２７、３
０およびバブリングガス２３のＮ2で充満させておく。
またこの場合も、バルブ操作に時間差を設けたため、バ
ブラ２１内の急激な圧力変動を抑制し、発生した気化ガ
ス２４が、配管内で液化するのが防止でき、スムーズに
待機状態へ移行させることができる（待機）。
【００３８】この実施の形態では、上述したように、切
れ替えバルブ３９ａ〜３９ｆの一連の操作により、ガス
の流路を切り替える際、一連のバルブ操作のタイミング
に時間差を設けて、バブラ２１内および気化ガス２４を
反応室２８に供給する配管系の圧力変動を抑制するよう
にしたため、気化ガス２４の発生量の変動および発生し
た気化ガス２４の配管内での液化が防止でき、配管内の
詰まりや異物発生も防止でき、気化ガス２４の精密な流
量制御が可能になり、安定した流量で反応室２８に供給
できる。このため、半導体基板表面に所定の組成を有す
る信頼性の高い膜を、安定して形成することができる。
なお、バルブ操作に設けられる時間差は、通常１〜２秒
程度であるが、これに限るものではなく、任意に設定可
能である。また、この実施の形態では、上記実施の形態
１で示した化学気相成長装置に適用したものについて示
したが、それ以外の、例えば従来の化学気相成長装置に
適用することもできる。
れ替えバルブ３９ａ〜３９ｆの一連の操作により、ガス
の流路を切り替える際、一連のバルブ操作のタイミング
に時間差を設けて、バブラ２１内および気化ガス２４を
反応室２８に供給する配管系の圧力変動を抑制するよう
にしたため、気化ガス２４の発生量の変動および発生し
た気化ガス２４の配管内での液化が防止でき、配管内の
詰まりや異物発生も防止でき、気化ガス２４の精密な流
量制御が可能になり、安定した流量で反応室２８に供給
できる。このため、半導体基板表面に所定の組成を有す
る信頼性の高い膜を、安定して形成することができる。
なお、バルブ操作に設けられる時間差は、通常１〜２秒
程度であるが、これに限るものではなく、任意に設定可
能である。また、この実施の形態では、上記実施の形態
１で示した化学気相成長装置に適用したものについて示
したが、それ以外の、例えば従来の化学気相成長装置に
適用することもできる。
【００３９】実施の形態３．次に、この発明の実施の形
態３について説明する。この実施の形態では、第１のキ
ャリアガス２７導入後に、希釈された気化ガス２４を反
応室２８に圧送する途中に設けられ、バブラ２１内およ
び配管内の圧力をモニタリングし、所定の圧力に制御す
る圧力計３２および圧力制御器３３について、図５に基
づいて以下に説明する。図５に示すように、圧力計３２
で圧力を測定し、圧力バルブ３３ａで構成される圧力制
御器３３により所定の圧力に制御する。圧力バルブ３３
ａの開閉は、電圧の印加によって行い、この圧力バルブ
３３ａの開閉に伴い、圧力バルブ３３ａが配管４０に対
して位置変動するが、圧力バルブ３３ａの全開位置と全
閉位置との範囲内で位置変動の動作範囲４１を有し、動
作範囲４１を限定することにより、精密な圧力制御を行
う。
態３について説明する。この実施の形態では、第１のキ
ャリアガス２７導入後に、希釈された気化ガス２４を反
応室２８に圧送する途中に設けられ、バブラ２１内およ
び配管内の圧力をモニタリングし、所定の圧力に制御す
る圧力計３２および圧力制御器３３について、図５に基
づいて以下に説明する。図５に示すように、圧力計３２
で圧力を測定し、圧力バルブ３３ａで構成される圧力制
御器３３により所定の圧力に制御する。圧力バルブ３３
ａの開閉は、電圧の印加によって行い、この圧力バルブ
３３ａの開閉に伴い、圧力バルブ３３ａが配管４０に対
して位置変動するが、圧力バルブ３３ａの全開位置と全
閉位置との範囲内で位置変動の動作範囲４１を有し、動
作範囲４１を限定することにより、精密な圧力制御を行
う。
【００４０】この実施の形態では、圧力制御器３３に、
上記圧力バルブ３３ａの開閉に伴い圧力バルブ３３ａが
配管４０に対して位置変動する動作範囲４１を以下の様
に調整する機構を設けた。上記動作範囲４１が異なる
と、圧力バルブ３３ａの圧力バルブ動作特性が異なり、
この圧力バルブ動作特性を図６に示す。なお、バルブ開
閉のための印加電圧は０Ｖ〜１５Ｖとし、この０Ｖ〜１
５Ｖの電圧印加による圧力バルブ３３ａの位置変動の動
作範囲４１が異なる２種類について比較した。図６
（ａ）は、ガス流量一定時の圧力変動に対する圧力バル
ブ動作特性を示すもので、ガス流量を成膜時の所望の流
量Ｑ４で一定としたとき、動作範囲４１がＡ、Ｂのそれ
ぞれの圧力バルブ動作特性を曲線４２、４３で示す。所
望の圧力Ｐ１およびその近傍において、曲線４２は、圧
力バルブ動作の変化の割合が大きく不安定であり、曲線
４３は、圧力バルブ動作の変化の割合が小さく安定であ
る。この変化の割合が所定の値を超えないように、圧力
バルブ３３ａの動作範囲４１を調整して、バルブ動作の
安定領域で圧力制御を行う。すなわち、圧力バルブ３３
ａの開閉によって所望の圧力に制御する際、何らかの条
件による瞬間的な圧力変動や微少な圧力変動が生じた場
合、圧力バルブ３３ａがこれら圧力変動に過剰に反応し
てより大きな圧力変動を招くという不都合を確実に防止
できて、安定した圧力制御が行える。
上記圧力バルブ３３ａの開閉に伴い圧力バルブ３３ａが
配管４０に対して位置変動する動作範囲４１を以下の様
に調整する機構を設けた。上記動作範囲４１が異なる
と、圧力バルブ３３ａの圧力バルブ動作特性が異なり、
この圧力バルブ動作特性を図６に示す。なお、バルブ開
閉のための印加電圧は０Ｖ〜１５Ｖとし、この０Ｖ〜１
５Ｖの電圧印加による圧力バルブ３３ａの位置変動の動
作範囲４１が異なる２種類について比較した。図６
（ａ）は、ガス流量一定時の圧力変動に対する圧力バル
ブ動作特性を示すもので、ガス流量を成膜時の所望の流
量Ｑ４で一定としたとき、動作範囲４１がＡ、Ｂのそれ
ぞれの圧力バルブ動作特性を曲線４２、４３で示す。所
望の圧力Ｐ１およびその近傍において、曲線４２は、圧
力バルブ動作の変化の割合が大きく不安定であり、曲線
４３は、圧力バルブ動作の変化の割合が小さく安定であ
る。この変化の割合が所定の値を超えないように、圧力
バルブ３３ａの動作範囲４１を調整して、バルブ動作の
安定領域で圧力制御を行う。すなわち、圧力バルブ３３
ａの開閉によって所望の圧力に制御する際、何らかの条
件による瞬間的な圧力変動や微少な圧力変動が生じた場
合、圧力バルブ３３ａがこれら圧力変動に過剰に反応し
てより大きな圧力変動を招くという不都合を確実に防止
できて、安定した圧力制御が行える。
【００４１】図６（ｂ）は、圧力一定時のガス流量変動
に対する圧力バルブ動作特性を示すもので、成膜時の所
望の圧力Ｐ１で一定としたとき、動作範囲４１がＣ、Ｄ
のそれぞれの圧力バルブ動作特性を曲線４４、４５で示
す。所望のガス流量Ｑ４およびその近傍において、曲線
４４は、圧力バルブ動作の変化の割合が大きく不安定で
あり、曲線４５は、圧力バルブ動作の変化の割合が小さ
く安定である。この変化の割合が所定の値を超えないよ
うに、圧力バルブ３３ａの動作範囲４１を調整して、バ
ルブ動作の安定領域で圧力制御を行う。すなわち、圧力
バルブ３３ａの開閉によって所望の圧力に制御する際、
何らかの条件による瞬間的なガス流量変動や微少なガス
流量変動が生じた場合、圧力バルブ３３ａがこれら圧力
変動に過剰に反応してより大きな圧力変動を招くという
不都合を確実に防止できて、安定した圧力制御が行え
る。
に対する圧力バルブ動作特性を示すもので、成膜時の所
望の圧力Ｐ１で一定としたとき、動作範囲４１がＣ、Ｄ
のそれぞれの圧力バルブ動作特性を曲線４４、４５で示
す。所望のガス流量Ｑ４およびその近傍において、曲線
４４は、圧力バルブ動作の変化の割合が大きく不安定で
あり、曲線４５は、圧力バルブ動作の変化の割合が小さ
く安定である。この変化の割合が所定の値を超えないよ
うに、圧力バルブ３３ａの動作範囲４１を調整して、バ
ルブ動作の安定領域で圧力制御を行う。すなわち、圧力
バルブ３３ａの開閉によって所望の圧力に制御する際、
何らかの条件による瞬間的なガス流量変動や微少なガス
流量変動が生じた場合、圧力バルブ３３ａがこれら圧力
変動に過剰に反応してより大きな圧力変動を招くという
不都合を確実に防止できて、安定した圧力制御が行え
る。
【００４２】以上のように、ガス流量一定時の圧力変動
に対する圧力バルブ動作特性が、所定の圧力およびその
近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の値
を越えないように、また、圧力一定時のガス流量変動に
対する圧力バルブ動作特性が、所定のガス流量およびそ
の近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の
値を越えないように、圧力バルブ３３ａの動作範囲４１
を調整して、安定した圧力制御を可能にする。このた
め、バブラ２１内および配管内の圧力を安定して制御す
ることができ、気化ガス２４の精密な流量制御が可能に
なり、安定した流量で反応室２８に供給できる。これに
より、半導体基板表面に所定の組成を有する信頼性の高
い膜を、安定して形成することができる。なお、この実
施の形態を上記実施の形態１または２で示した化学気相
成長装置に適用しても良く、気化ガス２４の流量制御が
さらに信頼性良く精密に可能となり、成膜の信頼性がさ
らに向上する。
に対する圧力バルブ動作特性が、所定の圧力およびその
近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の値
を越えないように、また、圧力一定時のガス流量変動に
対する圧力バルブ動作特性が、所定のガス流量およびそ
の近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の
値を越えないように、圧力バルブ３３ａの動作範囲４１
を調整して、安定した圧力制御を可能にする。このた
め、バブラ２１内および配管内の圧力を安定して制御す
ることができ、気化ガス２４の精密な流量制御が可能に
なり、安定した流量で反応室２８に供給できる。これに
より、半導体基板表面に所定の組成を有する信頼性の高
い膜を、安定して形成することができる。なお、この実
施の形態を上記実施の形態１または２で示した化学気相
成長装置に適用しても良く、気化ガス２４の流量制御が
さらに信頼性良く精密に可能となり、成膜の信頼性がさ
らに向上する。
【００４３】実施の形態４．次に、この発明の実施の形
態４について説明する。この実施の形態は、上記実施の
形態１を、複数個のバブラ２１を有して複数種の気化ガ
ス２４を作成し、それらを混合して成膜に用いる化学気
相成長装置に適用したものである。図７および図８は、
この発明の実施の形態４による化学気相成長装置の構造
を、図示の便宜上分割して示した部分ブロック図であ
る。図に示すように、例えば二種類の液体材料２０ａ、
２０ｂをそれぞれのバブリング用のタンク（バブラ）２
１ａ、２１ｂに貯蔵し、流量制御器２２ａ、２２ｂで所
定の流量Ｑ１ａ、Ｑ１ｂに制御されたバブリングガス
（Ｎ2）２３ａ、２３ｂを、バブラ２１ａ、２１ｂ内に
導入して、それぞれ原料ガス（気化ガス）２４ａ、２４
ｂに変換する。この二種類の気化ガス２４ａ、２４ｂは
バブリングガス（Ｎ2）２３ａ、２３ｂと共に送られ、
ガス流量Ｑ２ａ、Ｑ１ｂを流量計２５ａ、２５ｂでそれ
ぞれモニタリングして、流量を監視する。この後、流量
制御器２６で所定の流量Ｑ３に制御された第１のキャリ
アガス（Ｎ2）２７を導入すると共に、二種類の気化ガ
ス２４ａ、２４ｂを混合して第１のキャリアガス２７で
希釈し、成膜を行う反応室２８に圧送する。
態４について説明する。この実施の形態は、上記実施の
形態１を、複数個のバブラ２１を有して複数種の気化ガ
ス２４を作成し、それらを混合して成膜に用いる化学気
相成長装置に適用したものである。図７および図８は、
この発明の実施の形態４による化学気相成長装置の構造
を、図示の便宜上分割して示した部分ブロック図であ
る。図に示すように、例えば二種類の液体材料２０ａ、
２０ｂをそれぞれのバブリング用のタンク（バブラ）２
１ａ、２１ｂに貯蔵し、流量制御器２２ａ、２２ｂで所
定の流量Ｑ１ａ、Ｑ１ｂに制御されたバブリングガス
（Ｎ2）２３ａ、２３ｂを、バブラ２１ａ、２１ｂ内に
導入して、それぞれ原料ガス（気化ガス）２４ａ、２４
ｂに変換する。この二種類の気化ガス２４ａ、２４ｂは
バブリングガス（Ｎ2）２３ａ、２３ｂと共に送られ、
ガス流量Ｑ２ａ、Ｑ１ｂを流量計２５ａ、２５ｂでそれ
ぞれモニタリングして、流量を監視する。この後、流量
制御器２６で所定の流量Ｑ３に制御された第１のキャリ
アガス（Ｎ2）２７を導入すると共に、二種類の気化ガ
ス２４ａ、２４ｂを混合して第１のキャリアガス２７で
希釈し、成膜を行う反応室２８に圧送する。
【００４４】第１のキャリアガス２７導入から反応室２
８に至る構造は、上記第１の実施の形態で示したものと
同様である。二種類の気化ガス２４ａ、２４ｂの発生か
らそれらを混合するまでのそれぞれのブロックＡ、Ｂに
は、上記第１の実施の形態と同様に、熱電対３５ａａ〜
３５ａｄ、３５ｂａ〜３５ｂｄおよび温度制御器３６ａ
ａ〜３６ａｄ、３３ｂａ〜３６ｂｄを備えた加熱手段と
してのヒータ３４ａａ〜３４ａｄ、３４ｂａ〜３４ｂ
ｄ、および切り替えバルブ３９ａａ〜３９ａｃ、３９ｂ
ａ〜３９ｂｃが設けられている。
８に至る構造は、上記第１の実施の形態で示したものと
同様である。二種類の気化ガス２４ａ、２４ｂの発生か
らそれらを混合するまでのそれぞれのブロックＡ、Ｂに
は、上記第１の実施の形態と同様に、熱電対３５ａａ〜
３５ａｄ、３５ｂａ〜３５ｂｄおよび温度制御器３６ａ
ａ〜３６ａｄ、３３ｂａ〜３６ｂｄを備えた加熱手段と
してのヒータ３４ａａ〜３４ａｄ、３４ｂａ〜３４ｂ
ｄ、および切り替えバルブ３９ａａ〜３９ａｃ、３９ｂ
ａ〜３９ｂｃが設けられている。
【００４５】この様に、複数種の気化ガス２４ａ、２４
ｂを混合して成膜に用いる場合、ガス流量も多くなり、
反応室２８に供給される気化ガス２４ａ、２４ｂの流量
が不安定になる要因が増大するものであるが、上記実施
の形態１を適用することにより、効果的に気化ガス２４
の流量制御の精密度を向上し、安定した流量で反応室２
８に供給でき、成膜の信頼性を効果的に向上できる。な
お、この実施の形態では、複数種の気化ガス２４ａ、２
４ｂを混合して成膜に用いる化学気相成長装置に上記実
施の形態１を適用したが、上記実施の形態２、３を適用
しても良く、上記実施の形態１〜３を、それぞれまたは
組み合わせて適用することができ、気化ガス２４ａ、２
４ｂの流量制御の精密度を効果的に向上して成膜の信頼
性を向上する。
ｂを混合して成膜に用いる場合、ガス流量も多くなり、
反応室２８に供給される気化ガス２４ａ、２４ｂの流量
が不安定になる要因が増大するものであるが、上記実施
の形態１を適用することにより、効果的に気化ガス２４
の流量制御の精密度を向上し、安定した流量で反応室２
８に供給でき、成膜の信頼性を効果的に向上できる。な
お、この実施の形態では、複数種の気化ガス２４ａ、２
４ｂを混合して成膜に用いる化学気相成長装置に上記実
施の形態１を適用したが、上記実施の形態２、３を適用
しても良く、上記実施の形態１〜３を、それぞれまたは
組み合わせて適用することができ、気化ガス２４ａ、２
４ｂの流量制御の精密度を効果的に向上して成膜の信頼
性を向上する。
【００４６】
【発明の効果】以上のように、この発明に係わる請求項
１記載の化学気相成長装置は、液体材料をバブリングに
より気化させて作成した原料ガスを、キャリアガスを導
入して希釈し、反応室に供給して成膜する装置構成であ
って、上記液体材料、上記キャリアガスを導入する配管
系、および上記原料ガスを上記反応室に供給する配管系
に加熱手段を設けたため、原料ガスが配管系内で液化す
るのが防止でき、原料ガスの精密な流量制御が可能とな
り、半導体基板表面に信頼性の高い膜を安定して形成す
ることができる。
１記載の化学気相成長装置は、液体材料をバブリングに
より気化させて作成した原料ガスを、キャリアガスを導
入して希釈し、反応室に供給して成膜する装置構成であ
って、上記液体材料、上記キャリアガスを導入する配管
系、および上記原料ガスを上記反応室に供給する配管系
に加熱手段を設けたため、原料ガスが配管系内で液化す
るのが防止でき、原料ガスの精密な流量制御が可能とな
り、半導体基板表面に信頼性の高い膜を安定して形成す
ることができる。
【００４７】またこの発明に係わる請求項２記載の化学
気相成長装置は、請求項１において、キャリアガスを導
入する配管系、および原料ガスを反応室に供給する配管
系に設けた加熱手段が、上記配管内のガスの温度を直接
監視して所定のガス温度に制御する機構を備えたため、
ガス温度が信頼性良く制御できて、原料ガスが配管系内
で液化するのが防止でき、原料ガスの精密な流量制御が
可能となり、半導体基板表面に信頼性の高い膜を安定し
て形成することができる。
気相成長装置は、請求項１において、キャリアガスを導
入する配管系、および原料ガスを反応室に供給する配管
系に設けた加熱手段が、上記配管内のガスの温度を直接
監視して所定のガス温度に制御する機構を備えたため、
ガス温度が信頼性良く制御できて、原料ガスが配管系内
で液化するのが防止でき、原料ガスの精密な流量制御が
可能となり、半導体基板表面に信頼性の高い膜を安定し
て形成することができる。
【００４８】またこの発明に係わる請求項３記載の化学
気相成長装置は、請求項１または２において、原料ガス
を希釈するキャリアガスが、気化された上記原料ガスを
反応室に圧送する第１のキャリアガスと、上記原料ガス
を上記反応室に至る手前で希釈して冷却する第２のキャ
リアガスとを有し、上記反応室入り口直前の配管内のガ
スの温度を直接監視して、所定のガス温度まで上記第２
のキャリアガスにより冷却して制御する機構を備えたた
め、反応室内入り口付近での原料ガスの反応が抑制でき
て、原料ガスを安定した流量で半導体基板上に供給で
き、半導体基板表面に信頼性の高い膜を安定して形成す
ることができる。
気相成長装置は、請求項１または２において、原料ガス
を希釈するキャリアガスが、気化された上記原料ガスを
反応室に圧送する第１のキャリアガスと、上記原料ガス
を上記反応室に至る手前で希釈して冷却する第２のキャ
リアガスとを有し、上記反応室入り口直前の配管内のガ
スの温度を直接監視して、所定のガス温度まで上記第２
のキャリアガスにより冷却して制御する機構を備えたた
め、反応室内入り口付近での原料ガスの反応が抑制でき
て、原料ガスを安定した流量で半導体基板上に供給で
き、半導体基板表面に信頼性の高い膜を安定して形成す
ることができる。
【００４９】またこの発明に係わる請求項４記載の化学
気相成長装置は、請求項２または３において、熱電対の
端部を配管内に埋め込んで、該配管内のガスの温度を直
接監視するため、ガス温度が信頼性良く容易に制御でき
て、原料ガスの供給量が精密に制御可能となり、半導体
基板表面に信頼性の高い膜を安定して形成することがで
きる。
気相成長装置は、請求項２または３において、熱電対の
端部を配管内に埋め込んで、該配管内のガスの温度を直
接監視するため、ガス温度が信頼性良く容易に制御でき
て、原料ガスの供給量が精密に制御可能となり、半導体
基板表面に信頼性の高い膜を安定して形成することがで
きる。
【００５０】またこの発明に係わる請求項５記載の化学
気相成長装置は、請求項３において、第２のキャリアガ
スを、成膜時以外は配管内および反応室内をパージする
のに用いるため、原料ガスの希釈、冷却およびパージを
効率的に行って、半導体基板表面に信頼性の高い膜を安
定して形成することができる。
気相成長装置は、請求項３において、第２のキャリアガ
スを、成膜時以外は配管内および反応室内をパージする
のに用いるため、原料ガスの希釈、冷却およびパージを
効率的に行って、半導体基板表面に信頼性の高い膜を安
定して形成することができる。
【００５１】またこの発明に係わる請求項６記載の化学
気相成長装置は、ガスを流通させる配管系に複数の切り
替えバルブを備え、該バルブの一連の操作により上記ガ
スの流路を切り替える際、液体材料をバブリングするタ
ンク、および作成した原料ガスを反応室に供給する配管
系の圧力変動を抑制する様に、一連の該バルブの操作時
間に時間差を設定可能にしたため、原料ガスの精密な流
量制御が可能となり、半導体基板表面に信頼性の高い膜
を安定して形成することができる。
気相成長装置は、ガスを流通させる配管系に複数の切り
替えバルブを備え、該バルブの一連の操作により上記ガ
スの流路を切り替える際、液体材料をバブリングするタ
ンク、および作成した原料ガスを反応室に供給する配管
系の圧力変動を抑制する様に、一連の該バルブの操作時
間に時間差を設定可能にしたため、原料ガスの精密な流
量制御が可能となり、半導体基板表面に信頼性の高い膜
を安定して形成することができる。
【００５２】またこの発明に係わる請求項７記載の化学
気相成長装置は、液体材料をバブリングするタンクの圧
力を制御する圧力バルブを、上記タンクの出口側でキャ
リアガス導入後の配管に備え、上記圧力バルブの開閉に
伴い該圧力バルブが上記配管に対して位置変動する動作
範囲を調整する機構を有して、ガス流量一定時の圧力変
動に対する圧力バルブ動作特性が、所定の圧力およびそ
の近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の
値を越えないように、また、圧力一定時のガス流量変動
に対する圧力バルブ動作特性が、所定のガス流量および
その近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定
の値を越えないように、上記動作範囲を調整して、安定
した圧力制御を可能にしたため、原料ガスの精密な流量
制御が可能となり、半導体基板表面に信頼性の高い膜を
安定して形成することができる。
気相成長装置は、液体材料をバブリングするタンクの圧
力を制御する圧力バルブを、上記タンクの出口側でキャ
リアガス導入後の配管に備え、上記圧力バルブの開閉に
伴い該圧力バルブが上記配管に対して位置変動する動作
範囲を調整する機構を有して、ガス流量一定時の圧力変
動に対する圧力バルブ動作特性が、所定の圧力およびそ
の近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の
値を越えないように、また、圧力一定時のガス流量変動
に対する圧力バルブ動作特性が、所定のガス流量および
その近傍における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定
の値を越えないように、上記動作範囲を調整して、安定
した圧力制御を可能にしたため、原料ガスの精密な流量
制御が可能となり、半導体基板表面に信頼性の高い膜を
安定して形成することができる。
【００５３】この発明に係わる請求項８記載の化学気相
成長装置は、請求項１〜７のいずれかにおいて、複数種
の液体材料をそれぞれバブリングする複数のタンクを備
え、上記液体材料を気化させて作成した複数種の原料ガ
スを混合して、成膜に用いるため、原料ガスの流量制御
の精密度をを効果的に向上でき、半導体基板表面に信頼
性の高い膜を安定して形成することができる。
成長装置は、請求項１〜７のいずれかにおいて、複数種
の液体材料をそれぞれバブリングする複数のタンクを備
え、上記液体材料を気化させて作成した複数種の原料ガ
スを混合して、成膜に用いるため、原料ガスの流量制御
の精密度をを効果的に向上でき、半導体基板表面に信頼
性の高い膜を安定して形成することができる。
【図１】 この発明の実施の形態１による化学気相成長
装置の構造を示す部分ブロック図である。
装置の構造を示す部分ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による化学気相成長
装置の構造を示す部分ブロック図である。
装置の構造を示す部分ブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による化学気相成長
装置の配管系に設けられた加熱手段を説明する断面図で
ある。
装置の配管系に設けられた加熱手段を説明する断面図で
ある。
【図４】 この発明の実施の形態２による化学気相成長
装置の配管系に設けられた切り替えバルブの開閉と処理
の流れを説明する図である。
装置の配管系に設けられた切り替えバルブの開閉と処理
の流れを説明する図である。
【図５】 この発明の実施の形態３による化学気相成長
装置の圧力制御に用いる圧力計および圧力制御器を示す
断面図である。
装置の圧力制御に用いる圧力計および圧力制御器を示す
断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３による化学気相成長
装置の圧力制御における圧力バルブ動作特性を示す図で
ある。
装置の圧力制御における圧力バルブ動作特性を示す図で
ある。
【図７】 この発明の実施の形態４による化学気相成長
装置の構造を示す部分ブロック図である。
装置の構造を示す部分ブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態４による化学気相成長
装置の構造を示す部分ブロック図である。
装置の構造を示す部分ブロック図である。
【図９】 従来の化学気相成長装置の構造を示す部分ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１０】 従来の化学気相成長装置の構造を示す部分
ブロック図である。
ブロック図である。
【図１１】 従来の化学気相成長装置の配管系に設けら
れた加熱手段を説明する断面図である。
れた加熱手段を説明する断面図である。
【図１２】 従来の化学気相成長装置の配管系に設けら
れた切り替えバルブの開閉と処理の流れを説明する図で
ある。
れた切り替えバルブの開閉と処理の流れを説明する図で
ある。
２０，２０ａ，２０ｂ 液体材料、２１，２１ａ，２１
ｂ タンク、２３，２３ａ，２３ｂ バブリングガス、
２７ 第１のキャリアガス、３０ 第２のキャリアガ
ス、３２ 圧力計、３３ 圧力制御器、３３ａ 圧力バ
ルブ、３４，３４ａ〜３４ｈ 加熱手段としてのヒー
タ、３５，３５ｃ，３５ｆ〜３５ｉ 熱電対、３６，３
６ｃ，３６ｆ〜３６ｉ 温度制御器、３７ 原料ガスを
反応室に供給する配管系、３８ａ，３８ｂ キャリアガ
スを導入する配管系、３９ａ〜３９ｆ 切り替えバル
ブ、４０ 配管、４１ 動作範囲。
ｂ タンク、２３，２３ａ，２３ｂ バブリングガス、
２７ 第１のキャリアガス、３０ 第２のキャリアガ
ス、３２ 圧力計、３３ 圧力制御器、３３ａ 圧力バ
ルブ、３４，３４ａ〜３４ｈ 加熱手段としてのヒー
タ、３５，３５ｃ，３５ｆ〜３５ｉ 熱電対、３６，３
６ｃ，３６ｆ〜３６ｉ 温度制御器、３７ 原料ガスを
反応室に供給する配管系、３８ａ，３８ｂ キャリアガ
スを導入する配管系、３９ａ〜３９ｆ 切り替えバル
ブ、４０ 配管、４１ 動作範囲。
Claims (8)
- 【請求項１】 液体材料をバブリングにより気化させて
作成した原料ガスを、キャリアガスを導入して希釈し、
反応室に供給して成膜する化学気相成長装置において、
上記液体材料、上記キャリアガスを導入する配管系、お
よび上記原料ガスを上記反応室に供給する配管系に加熱
手段を設けたことを特徴とする化学気相成長装置。 - 【請求項２】 キャリアガスを導入する配管系、および
原料ガスを反応室に供給する配管系に設けた加熱手段
が、上記配管内のガスの温度を直接監視して所定のガス
温度に制御する機構を備えたことを特徴とする請求項１
記載の化学気相成長装置。 - 【請求項３】 原料ガスを希釈するキャリアガスが、気
化された上記原料ガスを反応室に圧送する第１のキャリ
アガスと、上記原料ガスを上記反応室に至る手前で希釈
して冷却する第２のキャリアガスとを有し、上記反応室
入り口直前の配管内のガスの温度を直接監視して、所定
のガス温度まで上記第２のキャリアガスにより冷却して
制御する機構を備えたことを特徴とする請求項１または
２記載の化学気相成長装置。 - 【請求項４】 熱電対の端部を配管内に埋め込んで、該
配管内のガスの温度を直接監視することを特徴とする請
求項２または３記載の化学気相成長装置。 - 【請求項５】 第２のキャリアガスを、成膜時以外は配
管内および反応室内をパージするのに用いることを特徴
とする請求項３記載の化学気相成長装置。 - 【請求項６】 液体材料をバブリングにより気化させて
作成した原料ガスを、キャリアガスを導入して希釈し、
反応室に供給して成膜する化学気相成長装置において、
ガスを流通させる配管系に複数の切り替えバルブを備
え、該バルブの一連の操作により上記ガスの流路を切り
替える際、上記液体材料をバブリングするタンク、およ
び作成した上記原料ガスを上記反応室に供給する配管系
の圧力変動を抑制する様に、一連の該バルブの操作時間
に時間差を設定可能にしたことを特徴とする化学気相成
長装置。 - 【請求項７】 液体材料をバブリングにより気化させて
作成した原料ガスを、キャリアガスを導入して希釈し、
反応室に供給して成膜する化学気相成長装置において、
上記液体材料をバブリングするタンクの圧力を制御する
圧力バルブを、上記タンクの出口側で上記キャリアガス
導入後の配管に備え、上記圧力バルブの開閉に伴い該圧
力バルブが上記配管に対して位置変動する動作範囲を調
整する機構を有して、ガス流量一定時の圧力変動に対す
る圧力バルブ動作特性が、所定の圧力およびその近傍に
おける該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の値を越え
ないように、また、圧力一定時のガス流量変動に対する
圧力バルブ動作特性が、所定のガス流量およびその近傍
における該圧力バルブ動作の変化の割合が所定の値を越
えないように、上記動作範囲を調整して、安定した圧力
制御を可能にしたことを特徴とする化学気相成長装置。 - 【請求項８】 複数種の液体材料をそれぞれバブリング
する複数のタンクを備え、上記液体材料を気化させて作
成した複数種の原料ガスを混合して、成膜に用いること
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の化学気相
成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3843298A JPH11236673A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3843298A JPH11236673A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 化学気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236673A true JPH11236673A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12525159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3843298A Pending JPH11236673A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11236673A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1248100A2 (en) * | 2001-04-06 | 2002-10-09 | The Boc Group, Inc. | Method and system for liquefaction monitoring |
| WO2007125174A1 (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-08 | Beneq Oy | Hot source |
| JP2010084194A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Hoya Corp | 蒸着装置及び蒸着方法 |
| CN102312222A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-01-11 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 输气装置 |
| CN109154082A (zh) * | 2016-05-20 | 2019-01-04 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 升华气体供应系统和升华气体供应方法 |
| JP2020142214A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 古河電気工業株式会社 | 原料ガス供給方法および原料ガス供給装置 |
| CN115216752A (zh) * | 2021-04-21 | 2022-10-21 | 韩华株式会社 | 配备加热套的基板处理装置 |
| WO2024080180A1 (ja) * | 2022-10-12 | 2024-04-18 | 株式会社堀場エステック | 液体材料気化装置および液体材料気化方法 |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP3843298A patent/JPH11236673A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1248100A2 (en) * | 2001-04-06 | 2002-10-09 | The Boc Group, Inc. | Method and system for liquefaction monitoring |
| EP1248100A3 (en) * | 2001-04-06 | 2003-12-17 | The Boc Group, Inc. | Method and system for liquefaction monitoring |
| SG111052A1 (en) * | 2001-04-06 | 2005-05-30 | Boc Group Inc | Method and system for liquefaction monitoring |
| US6915660B2 (en) | 2001-04-06 | 2005-07-12 | The Boc Group, Inc. | Method and system for liquefaction monitoring |
| WO2007125174A1 (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-08 | Beneq Oy | Hot source |
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| CN102312222A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-01-11 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 输气装置 |
| CN109154082A (zh) * | 2016-05-20 | 2019-01-04 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 升华气体供应系统和升华气体供应方法 |
| JP2020142214A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 古河電気工業株式会社 | 原料ガス供給方法および原料ガス供給装置 |
| CN115216752A (zh) * | 2021-04-21 | 2022-10-21 | 韩华株式会社 | 配备加热套的基板处理装置 |
| WO2024080180A1 (ja) * | 2022-10-12 | 2024-04-18 | 株式会社堀場エステック | 液体材料気化装置および液体材料気化方法 |
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Effective date: 20050120 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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| A621 | Written request for application examination |
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