JPH11345774A - Liquid-material vaporizing device - Google Patents

Liquid-material vaporizing device

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Publication number
JPH11345774A
JPH11345774A JP15341798A JP15341798A JPH11345774A JP H11345774 A JPH11345774 A JP H11345774A JP 15341798 A JP15341798 A JP 15341798A JP 15341798 A JP15341798 A JP 15341798A JP H11345774 A JPH11345774 A JP H11345774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
liquid material
vaporizer
materials
solvent
Prior art date
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Pending
Application number
JP15341798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naomi Yoshioka
尚規 吉岡
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP15341798A priority Critical patent/JPH11345774A/en
Publication of JPH11345774A publication Critical patent/JPH11345774A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the fluctuation, etc., of film quality resulting from the abnormality of a liquid material surely, by transferring the liquid material up to a vaporizer by a liquid-feed line, and installing a state detecting means capable of detecting the state of the liquid material during device operation. SOLUTION: One ends of liquid-feed lines 4A-4D are disposed at places, where the liquid-feed lines are dipped in liquids in each material vessel 2A-2C or a solvent exclusive vessel 2D, the other ends are collected at a collecting place X, and flow-controllable proportional valves 5A-5D are interposed in the upstream of the collecting place X respectively and each liquid material A-D is transferred up to the vaporizer 12. The defective operation of a check valve for a pump 10 and the presence, etc., of the generation of bubbles in the liquid materials A-D and D are confirmed at the pressure of the liquid materials A-C and D monitored by a pressure sensor PS at that time. Attenuation in any extent in light transmitted through the liquid materials A-D from a light source having specified luminous intensity is obtained by detecting absorbance by a cell CL for spectrophotometric analysis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置へ
の液体材料の供給等を好適に行い得るようにした液体材
料気化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid material vaporizing apparatus capable of suitably supplying a liquid material to a semiconductor manufacturing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程で、膜質や成
膜速度、ステップカバレッジの点でスパッタ等に比べて
優れているとして、近年、MoCVD法が盛んに利用さ
れる様になった。このCVD用ガス供給方法には、バブ
リング法、昇華法等があるが、制御性、安定性の点で、
液体有機金属または有機金属を溶剤に溶かした常温の液
体材料を、反応層の直前で気化させる方法が有力視され
ている。
2. Description of the Related Art In the manufacturing process of semiconductor devices, MoCVD has been widely used in recent years because it is superior to sputtering or the like in film quality, film forming speed, and step coverage. The gas supply method for CVD includes a bubbling method, a sublimation method, and the like, but in terms of controllability and stability,
A promising method is to evaporate a liquid organic metal or a liquid material at room temperature in which an organic metal is dissolved in a solvent immediately before a reaction layer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
液体材料気化装置においては、気化した金属ガスを安定
してCVDに導入することが望まれる。しかしながら、
従来の液体材料気化装置は、送液中の液体材料の状態を
モニタする手段を装備していないため、気泡が液体材料
中に混入していたり、液体材料が加水分解などで変質し
ていたり、液体材料の混合比が設定通りになっていなか
ったりするといった液体材料の異常に起因する膜質の変
動に対してはその原因を解明できなかった。また膜質変
動は、成膜後の検査で初めて判明するため、ロット単位
で不良品が発生するおそれもある。
Incidentally, in such a liquid material vaporizer, it is desired to stably introduce the vaporized metal gas into CVD. However,
Conventional liquid material vaporizers are not equipped with a means for monitoring the state of the liquid material being fed, so bubbles are mixed in the liquid material, or the liquid material is altered by hydrolysis, etc. It was not possible to elucidate the cause of a change in film quality caused by an abnormality in the liquid material, such as a case where the mixing ratio of the liquid material was not as set. In addition, since the film quality fluctuation is found for the first time in the inspection after the film formation, there is a possibility that defective products may be generated in lot units.

【0004】本発明は、このような課題に着目してなさ
れたものであって、液体材料の異常に起因する膜質の変
動等を確実に防止できる液体材料気化装置を提供するこ
とを目的としている。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a liquid material vaporizing apparatus capable of reliably preventing a change in film quality due to an abnormality in a liquid material. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような手段を講じたものである。
すなわち、本発明の液体材料気化装置は、1又は複数の
液体材料を定量気化してCVD成膜装置に供給するもの
であって、前記液体材料を収容する容器と、前記液体材
料を気化するための気化器と、前記液体材料を容器から
気化器にまで移送するための送液ラインと、この送液ラ
イン上に設けられ、前記液体材料の状態を装置運転中に
検出し得る状態検出手段とを具備することを特徴とす
る。ここでいう液体材料の状態とは、例えば、各液体材
料の混合比(複数液混合の場合)、液体材料中の気泡の
有無、液体材料の変質度合等である。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
That is, the liquid material vaporizing apparatus of the present invention is for vaporizing one or a plurality of liquid materials quantitatively and supplying them to the CVD film forming apparatus. A vaporizer, a liquid sending line for transferring the liquid material from the container to the vaporizer, and a state detecting means provided on the liquid sending line and capable of detecting the state of the liquid material during operation of the apparatus. It is characterized by having. Here, the state of the liquid material refers to, for example, the mixing ratio of each liquid material (in the case of mixing a plurality of liquids), the presence or absence of bubbles in the liquid material, the degree of deterioration of the liquid material, and the like.

【0006】このようなものであると、装置運転中に液
体材料に異常が発生した場合の検知が行えるので、その
場合には生産を中断するなどして、成膜前に未然に生産
不良を防止できる。また、状態検出手段から出力される
液体材料のデータを蓄積しておくことで、膜質に異常が
発生した際の原因究明に役立たせることができる。そし
て結果として、効率よく安定した成膜を行うことが可能
になる。
In such a case, it is possible to detect the occurrence of an abnormality in the liquid material during the operation of the apparatus. In this case, the production is interrupted, and the production failure is detected before the film formation. Can be prevented. In addition, by accumulating the data of the liquid material output from the state detecting means, it is possible to use it for investigating the cause when an abnormality occurs in the film quality. As a result, efficient and stable film formation can be performed.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。図1に示す液体材料気化装置は、CVD成膜
装置の構成要素であるCVDリアクタ1に液体材料を混
合、気化して供給するためのもので、液体材料A、B、
Cを充填した材料容器2A、2B、2Cと、溶剤専用容
器2Dと、送液ライン4A、4B、4C、4D、4E
と、この送液ライン4A〜4Eを通じて送られてきた液
体材料A〜C等を気化させる為の気化器12とを具備
し、これらを通過した後の混合ガスをCVDリアクター
1に供給するようにしたものである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The liquid material vaporizer shown in FIG. 1 is for mixing, vaporizing and supplying a liquid material to a CVD reactor 1 which is a component of a CVD film forming apparatus.
C, material containers 2A, 2B, and 2C, a solvent-only container 2D, and liquid supply lines 4A, 4B, 4C, 4D, and 4E.
And a vaporizer 12 for vaporizing the liquid materials A to C and the like sent through the liquid sending lines 4A to 4E, so that the mixed gas that has passed therethrough is supplied to the CVD reactor 1. It was done.

【0008】材料容器2A、2B、2Cには、それぞれ
共通の溶剤を用いて原料を所定の割合で溶かした有機金
属である液体材料A、B、Cが充填される。上記液体材
料A、B、Cの原料には、例えば強誘電体薄膜を成膜す
るのであればPb、Zr、Tiなどが、また高誘電体薄
膜を成膜するのであればBa、Sr、Tiなどが、さら
に超伝導薄膜を成膜するのであればBi、Sr、Cuな
どがそれぞれ用いられる。勿論、原料の数に応じて用意
する材料容器の数が2個或いは4個以上になる事がある
のは言うまでもない。
The material containers 2A, 2B, and 2C are filled with liquid materials A, B, and C, which are organic metals in which raw materials are dissolved at a predetermined ratio using a common solvent. The raw materials of the liquid materials A, B, and C include, for example, Pb, Zr, and Ti for forming a ferroelectric thin film, and Ba, Sr, and Ti for forming a high-dielectric thin film. However, if a superconducting thin film is further formed, Bi, Sr, Cu or the like is used. Of course, it goes without saying that the number of material containers prepared according to the number of raw materials may be two or four or more.

【0009】溶剤専用容器2Dには、上記各液体材料
A、B、Cに用いているものと同一の溶剤Dが充填され
る。この場合、CVD処理に化学的影響を与えない範囲
で溶剤Dは必ずしも同一でなくてもよく、性質を共通に
する同種の溶剤を用いることもできる。送液ライン4A
〜4Dは、一端を各材料容器2A〜2C若しくは溶剤専
用容器2Dの液中に浸漬する位置に配設し他端を集合位
置Xに集合させてなるもので、この集合位置Xの上流に
それぞれ流量調節可能な比例バルブ5A、5B、5C、
5Dを介在させている。これら、比例バルブ5A、5
B、5C、5Dは、後述する気化装置コントローラ17
からの出力信号a、b、c、dでそれぞれ流量調節可能
なものである。また、送液ライン4Eは、集合位置Xか
ら気化器12に至るまでの流路であり、この送液ライン
4E上に上流から順に、流量を制御する送液ポンプ1
0、液混合の為のミキサー11を配設している。この送
液ポンプ10には高精度で低脈動の直列形ダブルプラン
ジャポンプを採用しており、プランジャが1ストローク
する際の吸入時間内に、前述した各比例バルブ5A〜5
Dが各々予め設定された混合比に見合う配分時間づつ順
次に開いてその液体材料又は溶剤をプランジャに吸入さ
せるようにしている。全流量は送液ポンプ10の駆動回
転数を通じて制御される。
The solvent dedicated container 2D is filled with the same solvent D as that used for each of the liquid materials A, B, and C. In this case, the solvents D are not necessarily the same as long as they do not chemically affect the CVD process, and the same type of solvent having the same property can be used. Liquid sending line 4A
4D are arranged such that one end is immersed in the liquid of each of the material containers 2A to 2C or the solvent dedicated container 2D, and the other end is gathered at the gathering position X, and each is upstream of the gathering position X. Flow rate adjustable proportional valves 5A, 5B, 5C,
5D is interposed. These proportional valves 5A, 5A
B, 5C and 5D correspond to a vaporizer controller 17 described later.
The flow rate can be adjusted by output signals a, b, c, and d from the above. The liquid sending line 4E is a flow path from the collecting position X to the vaporizer 12, and is provided on the liquid sending line 4E in order from the upstream in order to control the flow rate.
0, a mixer 11 for mixing liquids is provided. The liquid sending pump 10 employs a series double plunger pump with high precision and low pulsation.
D is sequentially opened for a distribution time corresponding to a preset mixing ratio so that the liquid material or the solvent is sucked into the plunger. The total flow rate is controlled through the driving speed of the liquid feed pump 10.

【0010】この実施例では送液ライン4A〜4E以外
に外部供給ライン6A、6B、6C、6D、パージライ
ン7、バキュームライン8及び溶剤バイパスライン9等
を可能な限り配管を共用し且つ配管の接点の周辺に多数
のバルブ(図示省略)を組み込んで構成してある。簡単
にこれらを説明しておくと、外部供給ライン6A〜6D
は、所要のバルブ操作を通じ、図外の供給源から各容器
2A〜2Dの入口側に液体材料A〜Cや溶剤Dを充填、
補充するものである。パージライン7は、各容器2A〜
2Dに対して送液の為の液面加圧を行い、或いは容器2
A〜2D内、周辺管内のパージを行うためのものであ
る。バキュームライン8は、容器2A〜2D内や周辺配
管内の真空引きを行うためのものである。溶剤バイパス
ライン9は、容器出口側に位置する配管内の溶剤洗浄を
行うためのものである。
In this embodiment, the external supply lines 6A, 6B, 6C and 6D, the purge line 7, the vacuum line 8 and the solvent bypass line 9 are used as much as possible in addition to the liquid feed lines 4A to 4E. A number of valves (not shown) are incorporated around the contact. Briefly describing these, the external supply lines 6A to 6D
Is filled with liquid materials A to C and a solvent D from a supply source (not shown) to the inlet side of each container 2A through a required valve operation.
To replenish. The purge line 7 is provided for each container 2A-
2D pressurizes the liquid surface for sending liquid, or
This is for purging the inside of the peripheral pipes in A to 2D. The vacuum line 8 is for evacuating the inside of the containers 2A to 2D and the surrounding piping. The solvent bypass line 9 is for performing solvent cleaning in a pipe located on the container outlet side.

【0011】なお、前記溶剤専用容器2Dは、別途に気
化器洗浄用に設けた溶剤移送ライン13及び補助ポンプ
14を通じて溶剤を直接気化器12の入口に移送し得る
ようにしている。また、気化器12に外部からキャリヤ
ガス導入系路15を通じて不活性なキャリヤガスを導入
することも可能である。このように構成した液体材料気
化装置において、本実施例では、混合された液体材料
A、B、Cを供給するための送液ライン4E上に、この
混合された液体材料A、B、Cの状態を常時インライン
で検出し得る状態検出手段を設けたことを特徴とする。
しかして液体材料A、B、Cは、有機金属または有機金
属を有機溶剤に溶かしたものであり、加水分解を起し変
質しやすいうえ、溶剤の蒸気圧が高いことから配管内に
気泡を発生しやすい。これらの点から、本実施例では、
液体材料A、B、Cの状態検出手段として変質度を検知
するための吸光分析用セルCLと、気泡の有無等を感知
するための圧力センサPSとを採用している。
The solvent dedicated container 2D is designed to be able to directly transfer the solvent to the inlet of the vaporizer 12 through a solvent transfer line 13 and an auxiliary pump 14 separately provided for cleaning the vaporizer. It is also possible to introduce an inert carrier gas into the vaporizer 12 through the carrier gas introduction system 15 from outside. In the liquid material vaporizer configured as above, in the present embodiment, the mixed liquid materials A, B, and C are placed on the liquid sending line 4E for supplying the mixed liquid materials A, B, and C. A state detecting means capable of always detecting the state in-line is provided.
The liquid materials A, B, and C are organic metals or organic metals dissolved in an organic solvent. The liquid materials A, B, and C are easily hydrolyzed and deteriorate. In addition, since the vapor pressure of the solvent is high, bubbles are generated in the piping. It's easy to do. From these points, in this embodiment,
As the state detecting means of the liquid materials A, B, and C, an absorption analysis cell CL for detecting the degree of alteration and a pressure sensor PS for detecting the presence or absence of air bubbles are employed.

【0012】圧力センサPSは、送液ライン4E上であ
って、ポンプ10とミキサ11との間(好ましくはポン
プ出口近傍)に配設しており、モニタしている混合液体
材料A、B、Cの圧力によって、ポンプ10のチェック
弁の動作不良や、混合液体材料A、B、C中の気泡の発
生の有無等を確認するためのものである。すなわち、モ
ニタしている圧力が正常であれば混合液体材料A、B、
Cが正常に流れており、圧力が不安定であれば、ポンプ
10のチェック弁の動作不良や混合液体材料A、B、C
中に気泡が発生していることなどが確認可能である。こ
の圧力センサPSの出力信号gは後述する気化装置コン
トローラ17に送られる。なお、この圧力センサPS以
外にも、流量計を用いて同様のことが行えるが、ポンプ
出口の配管が比較的細い上、デッドボリュームも極力小
さくしたいことから、使用できる流量計はマスフローコ
ントローラで用いられるような熱式のものなどに限られ
る。しかし、熱式のものは材料毎にキャリブレーション
が必要なことと、熱に不安定な材料に対しては使い難い
という問題点があり、本実施例ではこのような点を比較
検討して、取り扱いが容易で動作の確実な圧力センサP
Sを採用している。また、ポンプ14の出口近傍にも同
様な圧力センサPSを設け、溶剤Dの圧力を出力信号h
によってモニタできるように構成してある。
The pressure sensor PS is disposed on the liquid sending line 4E and between the pump 10 and the mixer 11 (preferably near the pump outlet), and monitors the mixed liquid materials A, B, This is for confirming the malfunction of the check valve of the pump 10 and the occurrence of bubbles in the mixed liquid materials A, B, C, and the like by the pressure of C. That is, if the monitored pressure is normal, the mixed liquid materials A, B,
If C is flowing normally and the pressure is unstable, malfunction of the check valve of the pump 10 or mixed liquid materials A, B, C
It can be confirmed that air bubbles are generated therein. The output signal g of the pressure sensor PS is sent to a vaporizer controller 17 described later. In addition to the pressure sensor PS, the same operation can be performed using a flow meter. However, since the piping at the pump outlet is relatively thin and the dead volume is to be minimized, the usable flow meter is used in the mass flow controller. Limited to the thermal type. However, the thermal type has a problem that calibration is necessary for each material, and there is a problem that it is difficult to use for a material that is unstable to heat. Easy to handle and reliable operation pressure sensor P
S is adopted. Further, a similar pressure sensor PS is provided near the outlet of the pump 14, and the pressure of the solvent D is output from the output signal h.
It is configured so that it can be monitored.

【0013】吸光分析用セルCLは、送液ライン4E上
であってミキサー11、気化器12間(好ましくは気化
器12直前)に配設しており、例えば所定の光度を有す
る光源から発せられ液体材料を透過した光が、どの程度
減衰しているかでその吸光度を検出する原理のものであ
る。しかして、この液体材料A、B、Cが有機金属であ
り、加水分解などして変質した場合に吸光度が変わるこ
とから、変質していない基準となる液体材料A、B、C
の吸光度と、実際に測定された送液ライン4E中の液体
材料A、B、Cの吸光度とを比較することにより、送液
ライン4E中の液体材料A、B、Cの変質度を確認する
ことが可能である。本実施例では、この吸光分析用セル
CLの出力信号iを、アンプAMPを介して気化装置コ
ントローラ17に転送するようにしている。
The absorption analysis cell CL is provided on the liquid sending line 4E and between the mixer 11 and the vaporizer 12 (preferably immediately before the vaporizer 12), and is emitted from a light source having a predetermined luminous intensity, for example. It is based on the principle of detecting the absorbance of light transmitted through a liquid material based on the degree of attenuation. Since the liquid materials A, B, and C are organic metals and their absorbance changes when they are altered by hydrolysis or the like, the reference liquid materials A, B, and C that are not altered are changed.
Is compared with the actually measured absorbances of the liquid materials A, B, and C in the liquid sending line 4E to confirm the degree of deterioration of the liquid materials A, B, and C in the liquid sending line 4E. It is possible. In the present embodiment, the output signal i of the cell CL for absorption analysis is transferred to the vaporizer controller 17 via the amplifier AMP.

【0014】次に、本実施例の取扱方法について説明す
る。先ず空の容器2A〜2Dを取り付ける場合には、各
容器2A〜2Dが接続されるべき最寄りの配管にそれぞ
れ継手Zを介してそれらの入口側及び出口側を接続す
る。次に、全てのバルブを開いてバキュームライン8を
作動させ、容器2A〜2D及び随所の配管内を真空排気
した後、各容器2A〜2D内に液体材料A〜C及び溶剤
Dを充填する。そして、ポンプ10を作動させると共
に、パージライン7に沿って各容器2A〜2Dの入口側
に不活性ガスを導入し液面加圧を行うと、これらの容器
2A〜2Dに充填されている液体材料A〜C及び溶剤D
が送液ライン4A〜4Dに送り出され、比例バルブ5A
〜5Dを経て予め定めた所定の混合比で集合位置Xに集
合する。この混合比は、稼働中であっても各比例バルブ
5A〜5Dの設定を通じて変更することが可能である。
このようにして作られた混合液は、図1に示すポンプ1
0を通過した後、ミキサー11で均質に混合され、気化
器12で気化される。
Next, the handling method of this embodiment will be described. First, when attaching empty containers 2A to 2D, their inlet side and outlet side are connected to the nearest piping to which each of the containers 2A to 2D is to be connected via a joint Z, respectively. Next, all the valves are opened to operate the vacuum line 8 to evacuate the containers 2A to 2D and the pipes at various locations, and then the containers 2A to 2D are filled with the liquid materials A to C and the solvent D. When the pump 10 is operated and an inert gas is introduced along the purge line 7 to the inlet side of each of the containers 2A to 2D and the liquid surface is pressurized, the liquid filled in these containers 2A to 2D is Materials A to C and solvent D
Is sent to the liquid sending lines 4A to 4D, and the proportional valve 5A
After 5D, they are gathered at the gathering position X at a predetermined mixture ratio. This mixing ratio can be changed through the setting of each of the proportional valves 5A to 5D even during operation.
The liquid mixture thus produced is supplied to the pump 1 shown in FIG.
After passing through 0, the mixture is homogeneously mixed by the mixer 11 and vaporized by the vaporizer 12.

【0015】この際に圧力センサPS及び吸光分析用セ
ルCLによって、送液ライン4E中の混合液体材料A、
B、Cの状態がモニタされ、それらデータは、図1に示
すように、出力信号g、iによって気化装置コントロー
ラ17に送られ、さらにそこから他のデータとともに、
図示しない上位のコンピュータに送られる。この上位の
コンピュータは転送されてくるデータを分析し、例えば
その値がある所定範囲を外れた場合には異常として製造
ラインを止め、不良品の発生を防止する。一方でこれら
データを蓄積記憶しておき、不良品発生時の原因解析用
に提供する。
At this time, the mixed liquid material A in the liquid feed line 4E is
The states of B and C are monitored and these data are sent to the vaporizer controller 17 by output signals g and i, as shown in FIG.
This is sent to a higher-level computer (not shown). The higher-level computer analyzes the transferred data and, for example, if the value is out of a certain predetermined range, stops the production line as abnormal and prevents the occurrence of defective products. On the other hand, these data are stored and provided for analysis of the cause when a defective product occurs.

【0016】なお、この気化器12にはCVDリアクタ
ー1の他にベントライン16が設けてあり、混合ガスは
成膜中にのみCVDリアクター1に送られ、成膜と成膜
の間はベントライン16側に逃がされる。このとき、ポ
ンプ10をOFF、ポンプ14をONにして、溶剤移送
ライン13から気化器12に溶剤が直接移送され、内部
の洗浄が行われる。
The vaporizer 12 is provided with a vent line 16 in addition to the CVD reactor 1, and the mixed gas is sent to the CVD reactor 1 only during the film formation. Escape to 16 side. At this time, the pump 10 is turned off and the pump 14 is turned on, the solvent is directly transferred from the solvent transfer line 13 to the vaporizer 12, and the inside is cleaned.

【0017】以上のようにして、混合液体材料A、B、
Cの状態を運転中に連続的にインラインで検出すること
ができる。したがって、本実施例によれば、混合液体材
料A、B、Cに異常が発生した場合の検知が行えるの
で、成膜前に未然に生産不良を防止できる。また、状態
検出手段から出力される混合液体材料A、B、Cのデー
タを蓄積(ロギング)しておくことで、膜質に異常が発
生した際の原因究明に役立たせることができる。
As described above, the mixed liquid materials A, B,
The state of C can be continuously detected in-line during operation. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect when an abnormality has occurred in the mixed liquid materials A, B, and C, thereby preventing production defects before film formation. Further, by accumulating (logging) the data of the mixed liquid materials A, B, and C output from the state detecting means, it is possible to use for investigating the cause when an abnormality occurs in the film quality.

【0018】なお、本発明は上記実施例に限らず種々の
変形が可能である。例えば、図2はCVDリアクタ1に
供給すべき液体材料の濃度が高く、そのままの濃度では
吸光分析用セルCLでは測定不可能な場合における変形
例である。ここで、前記実施例に対応する部材には同一
の符号を付している。この変形例では、ミキサ11を出
て気化器12へ至る送液ライン4E上に6方向弁20を
設けるとともに、この6方向弁20から分岐して測定専
用ミキサ22、吸光分析用セルCL等に至る回路を設け
ている。詳述すると、この6方向弁20は、通常位置に
おいては、同図中実線で示される接続状態となる。すな
わち、ミキサ11と気化器12とが直接接続されるとと
もに、希釈用の溶剤が送り込まれる配管4Fが、一定量
の液体を保持できる定量ループ部21を介して、測定専
用ミキサ22に接続されるようにしてある。一方、破線
で示す接続となる測定位置では、ミキサ11と気化器1
2との間に前記定量ループ部21が介在するように接続
されるとともに、配管4Fが、測定専用ミキサ22に接
続されるようにしてある。なお、同図中符号24はドレ
ンを示している。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, FIG. 2 shows a modified example in which the concentration of the liquid material to be supplied to the CVD reactor 1 is high and the concentration cannot be measured by the absorption-analysis cell CL if the concentration is unchanged. Here, the same reference numerals are given to members corresponding to the above embodiment. In this modified example, a six-way valve 20 is provided on a liquid sending line 4E that exits the mixer 11 and reaches the vaporizer 12, and is branched from the six-way valve 20 into a measurement-specific mixer 22, an absorption analysis cell CL, and the like. The circuit that leads to it is provided. More specifically, in the normal position, the six-way valve 20 is in a connection state shown by a solid line in FIG. That is, the mixer 11 and the vaporizer 12 are directly connected, and the pipe 4F into which the diluting solvent is fed is connected to the measurement-specific mixer 22 via the quantitative loop section 21 that can hold a fixed amount of liquid. It is like that. On the other hand, the mixer 11 and the carburetor 1
2 and the pipe 4F are connected to the mixer 22 dedicated to measurement. In the figure, reference numeral 24 indicates a drain.

【0019】この取り扱い方法としては、例えば以下の
ようなものである。すなわち、成膜中は、6方向弁20
を通常位置に設定しておき、成膜と成膜との間等に一定
時間6方向弁20を測定位置に切換える。このようにし
て定量ループ部21に混合液体材料A、B、Cを充填し
た後、6方向弁20を再び通常位置に切換える。この結
果、希釈用の溶剤とともに定量ループ部21で所定量切
り取られた混合液体材料A、B、Cが測定専用ミキサ2
2に流入し、ここで希釈用の溶剤とともに攪拌されて所
定の比率で薄められる。その後、この薄められた混合液
体材料A、B、Cを、測定専用ミキサ22の下流に設け
てある吸光分析用セルCLで測定する。
The handling method is, for example, as follows. That is, during the film formation, the six-way valve 20
Is set to the normal position, and the six-way valve 20 is switched to the measurement position for a certain period of time between film formations. After filling the fixed amount loop section 21 with the mixed liquid materials A, B and C in this way, the 6-way valve 20 is switched to the normal position again. As a result, the mixed liquid materials A, B, and C, which have been cut out by the predetermined amount in the fixed amount loop section 21 together with the solvent for dilution, are mixed with the dedicated mixer 2
2 where it is stirred with a solvent for dilution and diluted at a predetermined ratio. After that, the diluted mixed liquid materials A, B, and C are measured by the absorption analysis cell CL provided downstream of the measurement mixer 22.

【0020】図3は、各液体材料A、B、C毎の定量分
析を行う場合等に有効な変形例である。この変形例は、
図2における測定専用ミキサ22と吸光分析用セルCL
との間に、第2の6方向弁20Aとカラム25とを上流
から順に直列に配設したものである。第2の6方向弁2
0Aは、実線で示す通常位置においては、測定専用ミキ
サ22をドレン24に直接連通させる一方、第2の定量
ループ部21Aの一端をカラム25に連通させ、他端を
圧力流体が送り込まれる配管4Gに連通させるようにし
てある。また破線で示す測定位置においては、測定専用
ミキサ22とドレン24とが第2の定量ループ部21A
を介在させて接続されるとともに、配管4Gが直接カラ
ム25に接続されるようにしてある。
FIG. 3 shows a modification which is effective when quantitative analysis is performed for each of the liquid materials A, B and C. This variant is
Mixer 22 dedicated to measurement and cell CL for absorption analysis in FIG.
The second 6-way valve 20A and the column 25 are arranged in series in this order from the upstream. Second 6-way valve 2
In the normal position indicated by the solid line 0A, the dedicated measurement mixer 22 communicates directly with the drain 24, while one end of the second quantitative loop section 21A communicates with the column 25, and the other end connects to a pipe 4G through which the pressure fluid is fed. It is made to communicate with. At the measurement position indicated by the broken line, the dedicated mixer 22 for measurement and the drain 24 are connected to the second quantitative loop section 21A.
And the pipe 4G is directly connected to the column 25.

【0021】この取り扱い方法としては、例えば以下の
ようなものである。まず、第2の6方向弁20Aを測定
位置に設定しておくことにより、前記変形例と同様の操
作で希釈され、測定専用ミキサ22から吐出する混合液
体材料A、B、Cを、第2の定量ループ部21Aに充填
する。その後、第2の6方向弁20Aを通常位置に切換
える。この結果、第2の定量ループ部21Aで所定量切
り取られた混合液体材料A、B、Cが、圧力流体により
カラム25に押し込まれる。カラム25は、液体クロマ
トグラフィの分野では周知の通り、各液体材料A、B、
C毎に通過時間を異ならせて分離する。したがって、カ
ラム25の下流に設けた吸光分析用セルCLの出力値を
連続的に監視しておけば、各液体材料A、B、C毎に異
なった時間にピークを有する例えば図4に示すような曲
線グラフが求められる。しかして、このグラフにおける
各山AA、BB、CCのピークの時間が液体材料A、
B、Cの種類を示し、その面積が、各液体材料A、B、
Cの含有量を示すことになる。したがって、このような
方法によれば、検出した各液体材料A、B、Cの量か
ら、その混合比率が設定通りとなっているかどうかを調
べることもできる。なお、図2、図3で示したようにオ
フラインでのモニタを行う場合には、吸光分析に限ら
ず、TOF-MS等の他の分析手段を利用することも可能であ
り、材料に適した手法が選択できる。
The handling method is, for example, as follows. First, by setting the second six-way valve 20A to the measurement position, the mixed liquid materials A, B, and C that are diluted by the same operation as in the above-described modification and discharged from the measurement-specific mixer 22 are subjected to the second measurement. Is filled in the quantitative loop section 21A. Thereafter, the second 6-way valve 20A is switched to the normal position. As a result, the mixed liquid materials A, B, and C cut by a predetermined amount in the second fixed amount loop section 21A are pushed into the column 25 by the pressure fluid. As is well known in the field of liquid chromatography, the column 25 includes each liquid material A, B,
Separation is performed by making the passage time different for each C. Therefore, if the output value of the absorption cell CL provided downstream of the column 25 is continuously monitored, as shown in FIG. 4, for example, each liquid material A, B, and C has peaks at different times. A simple curve graph is required. The peak time of each peak AA, BB, CC in this graph is the same as the liquid material A,
The types of B and C are shown, and the area of each of the liquid materials A, B,
This indicates the content of C. Therefore, according to such a method, it is also possible to check whether or not the mixing ratio is as set based on the detected amounts of the liquid materials A, B, and C. In addition, when monitoring off-line as shown in FIG. 2 and FIG. 3, it is possible to use not only the absorption analysis but also other analysis means such as TOF-MS, which is suitable for the material. The method can be selected.

【0022】本発明はこの他にも種々の変形が可能であ
る。例えば、図1において、吸光分析セルCLをバイパ
スするバイパス流路を設けるとともに、液体材料が吸光
分析セルを通過するかバイパス流路を通過するか選択可
能なバルブを設けておき、モニタ時のみ吸光分析セルに
液体材料を通過させるようにしてもよい。このようにす
れば吸光分析セルの汚れを可及的に小さくでき、測定精
度向上を図ることもできる。この場合に、非モニタ時に
は、溶剤のみを吸光分析セルに導いて内部分洗浄を行う
ように回路構成してもよい。また、上述の実施例や変形
例は、複数の液体材料を混合させるものであったが、本
発明は材料そのものの状態をモニタできるという利点か
ら、単液の場合でも十分な効果が得られる。もちろん、
複液混合の場合でも、各バルブ出口にそれぞれ吸光分析
セルを接続することにより、各液体材料毎のモニタが可
能であるのは言うまでもない。さらに、液体材料の状態
データを元にして、液体混合比等をフィードバック制御
することも可能である。
The present invention can be variously modified in addition to the above. For example, in FIG. 1, a bypass flow path that bypasses the light absorption analysis cell CL is provided, and a valve that allows the liquid material to pass through the light absorption analysis cell or the bypass flow path is provided so that the light absorption is performed only during monitoring. A liquid material may be passed through the analysis cell. In this way, contamination of the absorption spectroscopy cell can be reduced as much as possible, and measurement accuracy can be improved. In this case, when not monitoring, the circuit may be configured so that only the solvent is guided to the absorption spectroscopy cell to clean the inner part. In the above-described embodiments and modifications, a plurality of liquid materials are mixed. However, the present invention has an advantage that the state of the material itself can be monitored. of course,
Even in the case of mixing two or more liquids, it is needless to say that each liquid material can be monitored by connecting an absorption analysis cell to each valve outlet. Further, it is also possible to feedback-control the liquid mixing ratio and the like based on the state data of the liquid material.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、液体材
料を供給するための送液ライン上に、各液体材料の混合
比(複数液混合の場合)、液体材料中の気泡の有無、液
体材料の変質度合等に代表される液体材料の状態を、装
置運転中に検出し得る状態検出手段を設けたものであ
る。したがって、装置運転中に液体材料に異常が発生し
た場合の検知が行えるので、その場合には生産を中断す
るなどして、成膜前に未然に生産不良を防止できる。ま
た、状態検出手段から出力される液体材料のデータを蓄
積しておくことで、膜質に異常が発生した際の原因究明
に役立たせることが可能となるだけでなく、液体材料の
状態データを元にして、液体混合比等をフィードバック
制御し、常に安定した液体材料の供給を図ることもでき
る。このように、本発明によれば、効率よく安定した成
膜を行うことが可能になる。
As described above, according to the present invention, the mixing ratio of each liquid material (in the case of mixing a plurality of liquids), the presence or absence of bubbles in the liquid material, The apparatus is provided with state detecting means capable of detecting the state of the liquid material typified by the degree of deterioration of the liquid material during operation of the apparatus. Therefore, it is possible to detect the occurrence of an abnormality in the liquid material during the operation of the apparatus. In this case, it is possible to prevent production failure before film formation, for example, by interrupting production. In addition, by accumulating the data of the liquid material output from the state detecting means, not only can it be useful for investigating the cause when an abnormality has occurred in the film quality, but also the state data of the liquid material can be used as the basis. In this way, the liquid mixing ratio and the like can be feedback-controlled to constantly supply a stable liquid material. As described above, according to the present invention, efficient and stable film formation can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の変形例を示す要部回路図。FIG. 2 is a main part circuit diagram showing a modification of the present invention.

【図3】本発明の他の変形例を示す要部回路図。FIG. 3 is a main part circuit diagram showing another modification of the present invention.

【図4】同変形例の測定結果の一例を示す測定結果図。FIG. 4 is a measurement result diagram showing an example of a measurement result of the modification.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A、B、C…液体材料 2A、2B、2C…容器 4A、4B、4C、4D、4E…送液ライン 12…気化器 PS…圧力センサ(状態検出手段) CL…吸光分析セル(状態検出手段) A, B, C: liquid material 2A, 2B, 2C: container 4A, 4B, 4C, 4D, 4E: liquid sending line 12: vaporizer PS: pressure sensor (state detecting means) CL: absorption analysis cell (state detecting means) )

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1又は複数の液体材料を定量気化してCV
D成膜装置に供給するものであって、前記液体材料を収
容する容器と、前記液体材料を気化するための気化器
と、前記液体材料を容器から気化器にまで移送するため
の送液ラインと、この送液ライン上に設けられ、前記液
体材料の状態を装置運転中に検出し得る状態検出手段と
を具備することを特徴とする液体材料気化装置。
1. The method of claim 1, wherein one or a plurality of liquid materials are quantitatively vaporized to obtain a CV.
D, which is to be supplied to the film forming apparatus, wherein a container containing the liquid material, a vaporizer for vaporizing the liquid material, and a liquid sending line for transferring the liquid material from the container to the vaporizer And a state detecting means provided on the liquid sending line and capable of detecting the state of the liquid material during operation of the apparatus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7163197B2 (en) 2000-09-26 2007-01-16 Shimadzu Corporation Liquid substance supply device for vaporizing system, vaporizer, and vaporization performance appraisal method
JP2009524515A (en) * 2006-01-27 2009-07-02 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード Multiple types of precursor dispenser device

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