TWI445058B - A gasification supply device for a raw material - Google Patents

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TWI445058B TW101108841A TW101108841A TWI445058B TW I445058 B TWI445058 B TW I445058B TW 101108841 A TW101108841 A TW 101108841A TW 101108841 A TW101108841 A TW 101108841A TW I445058 B TWI445058 B TW I445058B
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Kaoru Hirata
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Ryousuke Dohi
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Nobukazu Ikeda
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Fujikin Kk
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Description

原料的氣化供給裝置
本發明係關於一種使用所謂有機金屬化學氣相沉積法(以下，稱為MOCVD法)的半導體製造裝置之原料氣化供給裝置的改良，且關於：不僅是液體即便是固體的原料、或是蒸氣壓較低的原料也可供給全部原料的原料蒸氣，並且藉由調整來源槽(source tank)內的內壓而能夠進行原料蒸氣與載送氣體(carrier gas)之混合比的控制，且將以高精度對流量控制在設定流量的混合氣體供給至處理腔室(process chamber)，藉此可有效地製造高品質半導體之原料的氣化供給裝置。
本案發明人等，係開發出一種如第6圖所示的原料氣化供給裝置，作為先前取決於MOCVD法的半導體製造裝置用之原料的氣化供給裝置，且將之予以公開(日本特許4605790號)。
亦即，在第6圖中，符號1為載送氣體供給源，2為減壓裝置，3為熱式質量流量控制裝置(質量流量控制器：mass flow controller)，4為原料(Al(CH3 )3 等之液狀原料或Pb(dpm)2 等之載體昇華型之固體原料)，5為來源槽，6為恆溫加熱部，7、9、10為閥(valve)，8為導入管，11為處理腔室，14為真空泵，15為來源槽內的自動壓力調整裝置，16為運算控制部，17為設定壓力信號的 輸入端子，8為檢測壓力信號的輸出端子，G1 為Ar(氬)等的載送氣體，G4 為原料的飽和蒸氣，Go為載送氣體G1 與原料蒸氣G4 的混合氣體，Po為混合氣體Go的壓力檢測器，To為混合氣體Go的溫度檢測器，CV為壓電(piezo)元件驅動型的控制閥，G5 為其他的原料，例如與Al(CH3 )3 等結合而在基板13上形成結晶薄膜用的其他原料氣體(PH3 等)。
又，在該原料的氣化供給裝置中，首先供給至來源槽5內的載送氣體G1 之壓力PG1 可藉由減壓裝置2設定在預定壓力值，並且其供給流量可藉由熱式質量流量控制裝置(質量流量控制器)3設定在預定值。
又，藉由恆溫加熱部6的動作，排除來源槽用之自動壓力調整裝置15的運算控制部16後的部分係加熱保持在約150℃的高溫度。
在上述第6圖之原料的氣化供給裝置中，分別使載送氣體G1 的供給量藉由熱式質量流量控制裝置3保持在設定值，又使來源槽5的溫度保持在設定值，更且使來源槽5的內部壓力(混合氣體Go的壓力)藉由自動壓力調整裝置15保持在設定值，藉此通過控制閥CV並以恆定混合比使恆定流量的混合氣體Go，一邊高精度地控制在與藉由前述熱式質量流量控制裝置3而設定的流量成正比之預定的流量值，一邊供給至處理腔室11。
又，由於來源槽5或自動壓力調整裝置15的控制閥CV等可加熱保持在150℃的高溫度，所以可提高來源槽5 內的原料4之飽和蒸氣G4 的壓力，且可充分地對應蒸氣G4 往處理腔室11側的供給量之增加或混合氣體Go的高溫化之要求，也可完全地防止混合氣體Go之供給線中的原料飽和蒸氣G4 之凝結。
第7圖係顯示使用第6圖之氣泡方式的原料氣化供給裝置中的載送氣體G1 之流量A(sccm)、來源槽5的內壓力Ptank(Torr)、原料的蒸氣壓PM o(Torr)、原料的流量X(sccm)之關係，其中供給至腔室的混合氣體Go之供給流量Q=，係成為Q=A+X(sccm)。
亦即，由於原料的流量X係與來源槽內的原料蒸氣壓PM o成正比，又混合氣體Go的供給流量Q=A+X係與來源槽內的內壓Ptank成正比，所以成立下述的關係。原料的流量X：混合氣體供給流量(A+X)=來源槽內原料蒸氣壓PM o：來源槽內內壓Ptank，亦即，藉由下述(1)式X×Ptank=(A+X)×PM o………(1)，原料的流量X，就成為X=A×PM o/(Ptank-PM o)………(2)。
根據上述(2)式也可明白，原料的流量X係藉由載送氣體流量A、來源槽的壓力Ptank、原料的蒸氣壓(分壓)PM o而決定，又，來源槽的壓力Ptank係藉由來源槽內的溫度而變化，更且，取決於氣泡的原料之搬出量係藉由來源槽內的原料之液面高度而變化。
因而，混合氣體Go內的原料之濃度，係可將載送氣體流量A、來源槽的內壓Ptank、來源槽內的溫度t及來 源槽內的原料之液面高度(氣泡內的原料濃度)當作參數來決定。
第8圖係顯示在第6圖之原料的氣化供給裝置中，將原料在TEOS(tetraethoxysilane：四乙氧矽)中製成載送氣體(Ar)的流量=10(sccm)、來源槽的內壓Ptank=1000(Torr)(亦即，自動壓力調整裝置15的控制壓)、TEOS的蒸氣壓470Torr(在150℃下)、TEOS的流量X(sccm)之情況下的TEOS流量X與載送氣體流量A與往腔室的混合氣體供給流量(總流量Q=A+X)之相互關係。
根據前述(2)式，成為TEOS的流量X=A×PTEOS /(Ptank-PTEOS )=10×470(1000-470)=8.8(sccm)。
亦即，成為TEOS的流量8.8(sccm)、載送氣體(Ar氣體)流量X=10(sccm)、總流量(A+X)=18.8(sccm)，且供給至腔室11的混合氣體Go之流量Q(總流量A+X)與載送氣體流量A會成為不同的值，而無法以熱式質量流量控制裝置3直接控制混合氣體Go的流量。
雖然如此，但是上述第6圖所示之原料的氣化供給裝置，係形成以下的構成：將往來源槽5的載送氣體G1 之流入流量藉由質量流量控制裝置3高精度地控制在預定的流量，並且藉由以最高250℃的溫度恆溫加熱來源槽等而促進來源槽內的原料之蒸發，進而藉由自動壓力調整裝置將來源槽5內的載送氣體G1 與原料的蒸氣G4 之混合氣體Go的壓力Po高精度地控制在預定值。因此，流入處理腔室11內的混合氣體Go之流量及混合氣體Go內的載送氣 體G1 與蒸氣G4 之混合比可始終保持於一定，且可對處理腔室始終穩定地供給所期望量的原料4。結果，達成能夠完成所製造的半導體製品之品質的大幅提高與不良品的削減之優異的功效作用。
但是，即便是在上述氣泡方式之原料的氣化供給裝置中，尚殘留有多數未解決的問題。
首先，第1問題係在於：由於使用了高價的熱式質量流量控制裝置3，所以不僅難以降低原料的氣化供給裝置之製造成本，還有必要高精度地控制從載送氣體源1供給至熱式質量流量控制裝置3的載送氣體之供給壓，且會增加減壓裝置2的設備費用。
又，即便是熱式質量流量控制裝置3也有無法直接控制混合氣體Go的流量之問題。
第2問題係在於：由於是氣泡方式，所以在固體原料的情況時難以穩定地供給原料蒸氣，更且在低蒸氣壓的原料之情況時難以進行穩定的原料蒸氣之供給，且有往處理腔室的混合氣體供給容易變成不穩定的問題。亦即，可氣化供給的原料受到限定，且有無法進行全部原料的氣化供給之問題。
第3問題係在於：混合氣體Go內的原料蒸氣之濃度會因來源槽內的原料液面之變動而大幅地變動，且難以進行原料蒸氣的濃度控制。亦即，在氣泡方式中，由於在氣泡流上升於原料液內的期間原料蒸氣會附著或包含於氣泡中，且會帶出至來源槽的內部上方空間部，所以帶出至來 源槽5的上方內部空間內之原料蒸氣G4 的量會因氣泡與原料液的接觸移動距離、即原料4的液面高度而大幅地變動，且混合氣體Go內的原料之濃度會因原料液面的高度之變動而產生變化。
第4問題係在於：由於入口側的載送氣體之流量A與出口側的混合氣體流量(總流量)Q不同，所以難以進行混合氣體流量的高精度之流量控制、以及不容易進行來源槽的內壓之高精度控制，結果，不容易進行與槽內的混合氣體內之原料蒸氣之分壓直接關聯的原料濃度之調整。亦即，由於難以一邊將原料濃度維持一定一邊穩定地供給混合氣體Go，所以需要高價的原料濃度之監視裝置，或是由於不容易算定來自來源槽內的原料帶出量，所以在來源槽內的原料之殘量管理上有費事的問題。
(專利文獻1)日本特許4605790號公報
本發明係將解決以下的問題作為發明的主目的：日本特許第4605790號之原料的氣化供給裝置之如上述的問題、即為了使用熱式質量流量控制裝置而難以降低製造成本等、能夠氣化供給的原料受到限定、難以進行供給至腔室的混合氣體之高精度的流量控制或混合氣體內的原料濃度之調整等的問題，其提供一種構造簡單且可謀求製造成本之降低並且可穩定地氣化供給全部的原料，而且可既容 易又高精度地控制供給至腔室的混合氣體流量或混合器內的原料濃度之原料的氣化供給。
申請專利範圍第1項的發明，係以如下之構成作為發明的基本構成：其包含：載送氣體供給源；及貯留有原料的來源槽；及流路L1 ，其係將來自載送氣體供給源的載送氣體G1 供給至前述來源槽的內部上方空間部；及自動壓力調整裝置，其係中介設置於該流路L1 ，且將前述來源槽的內部上方空間部之壓力控制在設定壓力；及流路L2 ，其係從前述來源槽的內部上方空間部，將由原料所生成的原料蒸氣與載送氣體所混合之作為混合體的混合氣體G0 供給至處理腔室；及流量控制裝置，其係中介設置於該流路L2 ，且將供給至處理腔室的混合氣體G0 之流量自動調整至設定流量；以及恆溫加熱部，其係將前述來源槽和流路L1 及流路L2 加熱至設定溫度，且設為：一邊將來源槽的內部上方空間部之內壓控制在所期望的壓力，一邊將混合氣體G0 供給至處理腔室。
申請專利範圍第2項的發明，係於申請專利範圍第1項的發明中，流路L1 及流路L2 ，係由可供流體流動的配管路、和自動壓力調整裝置及流量控制裝置之內部的流通路所構成。
申請專利範圍第3項的發明，係於申請專利範圍第1項的發明中，控制來源槽的內部上方空間部之壓力的自動 壓力調整裝置，是由以下所構成：控制閥CV1 ；及溫度檢測器T0 及壓力檢測器P0 ，其係設置於該控制閥CV1 之下游側；及運算控制部，其係將前述壓力檢測器P0 之檢測值根據溫度檢測器T0 之檢測值進行溫度修正，且運算載送氣體G1 之壓力，並且將預先設定的壓力與前述運算壓力進行比對之後輸出對控制閥CV1 進行開閉控制的控制信號Pd以使兩者之差朝變少的方向進行；以及加熱器，其係將載送氣體所流動的流通路加熱至預定溫度。
申請專利範圍第4項的發明，係於申請專利範圍第1項的發明中，從來源槽的內部上方空間將混合氣體G0 供給至處理腔室的流量控制裝置，是由以下所構成：控制閥CV2 ；及溫度檢測器T及壓力檢測器P，其係設置於該控制閥CV2 之下游側；及孔口，其係設置於壓力檢測器P之下游側；及運算控制部，其係將使用前述壓力檢測器P之檢測值而運算出的混合氣體G0 之流量根據溫度檢測器T之檢測值進行溫度修正，且運算混合氣體G0 之流量，並且將預先設定的混合氣體流量與前述運算出的混合氣體流量進行比對之後輸出對控制閥CV2 進行開閉控制的控制信號Pd以使兩者之差朝減少的方向進行；以及加熱器，其係將混合氣體所流動的流通路加熱至預定溫度。
申請專利範圍第5項的發明，係於申請專利範圍第1項的發明中，將原料製成液體或是可受載於多孔性載體的固體原料。
在本案發明中，係形成以下構成：將來源槽內的溫度保持在設定值，並且藉由自動壓力調整裝置來控制來源槽的內部上方空間部之壓力，且從來源槽的內部上方空間部將混合氣體藉由壓力式流量控制裝置一邊進行流量控制一邊供給至腔室的構成。
亦即，與氣泡(bubbling)方式不同，由於是藉由來源槽內的原料之加熱將來源槽內的原料蒸氣之蒸氣壓PMo 保持成設定溫度下的飽和蒸氣，並且將來源槽的內部上方空間部之總壓力Ptank藉由自動壓力調整裝置控制在設定值，所以也可與混合氣體Go內的原料流量X與原料蒸氣壓PMo 和槽內部的壓力Ptank之比成正比相結合，而既容易又高精度且穩定地控制原料流量X。
又，由於以流量控制裝置控制的流量與混合氣體流量Q成為相同值，所以可高精度地進行混合氣體Go之流量控制，此外可容易算出原料流量X，故而可簡單地知道來源槽內的原料之殘存量，且可簡化原料的管理。
以下，根據圖式說明本發明的實施形態。
第1圖係顯示本發明實施形態之原料的氣化供給裝置之構成的系統圖，該原料的氣化供給裝置，係由：載送氣體供給源1；及容納原料4的來源槽5；及控制來源槽5之內部壓力的自動壓力調整裝置15；及調整供給至處理 腔室11的混合氣體Go之供給流量的流量控制裝置19；以及加溫自動壓力調整裝置15及流量控制裝置19之流通路或來源槽5等的恆溫加熱部6等所構成。
另外，在第1圖中，除了以下三方面以外，其他的構成及構件係與習知第6圖所示的原料氣化供給裝置之情況相同，該三方面為：第一方面、對於與前述第6圖所示之原料的氣化供給裝置同一構成構件使用相同的圖編號，且使用調整來源槽5的內部上方空間部5a之壓力的自動壓力調整裝置15，來取代控制習知原料的氣化供給裝置中之供給至來源槽5的載送氣體G1 之供給流量的熱式質量流量控制裝置3，藉此控制來源槽5的內部壓力；及第二方面、不進行氣泡而將載送氣體G1 直接供給至來源槽5的內部上方空間部5a；以及第三方面、將來自來源槽5的混合氣體Go藉由流量控制裝置19一邊進行流量控制一邊將預定流量的混合氣體Go供給至腔室11。
參照第1圖，從載送氣體供給源1供給所得的Ar等之載送氣體G1 ，係通過自動壓力調整裝置15的控制閥CV1 而供給至來源槽5的內部上方空間部5a，且如後述般來源槽5的內部壓力係可藉由自動壓力調整裝置15控制在預定壓力值。
另一方面，在來源槽5的內部，係填充有適當量之液體的原料(例如，TEOS等的有機金屬化合物等)或固體的原料(例如，使有機金屬化合物受載於多孔性載體中的固體原料)，且藉由恆溫加熱部6內的加熱器(省略圖示)加 熱至150℃至250℃，藉此可產生該加熱溫度下之原料4的飽和蒸氣G4 ，且充滿於來源槽5的內部上方空間部5a內。
所產生之原料4的飽和蒸氣G4 與載送氣體G1 ，係在來源槽5的內部上方空間部5a內混合，該混合氣體Go通過閥9而流入流量控制裝置9的控制閥CV2 ，且如後述般，藉由流量控制裝置19控制在預定流量的混合氣體Go，可持續供給至處理腔室11。
前述自動壓力調整裝置15，係設置於載送氣體供給源1的下游側，用以將來源槽5的內部上方空間部5a之壓力自動調整在設定值。亦即，在往來源槽5內流入的流入側之流路L1 ，檢測載送氣體G1 的壓力Po及溫度To，並且使用該檢測壓力Po及溫度To在運算控制部16進行壓力的溫度修正，進而將該修正後的壓力值、與來自設定輸入端子17的設定壓力值進行比對，並朝向兩者之偏差成為零的方向控制控制閥CV1 之開閉。
第2圖係顯示前述自動壓力調整裝置15的方塊構成，其運算控制部16，係由溫度修正電路16a、比較電路16b、輸出入電路16c及輸出電路16d等所構成。
來自前述壓力檢測器Po及溫度檢測器To的檢測值係被轉換成數位信號並輸入至溫度修正電路16a，且在此當檢測壓力Po被修正為檢測壓力Pt之後，被輸入至比較電路16b。又，設定壓力的輸入信號Ps從端子17輸入，且在輸出入電路16c被轉換成數位值之後被輸入至比較電路 16b，並在此與進行來自前述溫度修正電路16a之溫度修正後的檢測壓力Pt比較。然後，在設定壓力輸入信號Ps大於進行溫度修正後的檢測壓力Pt時，控制信號Pd會輸出至控制閥CV1 的驅動部。藉此，控制閥CV1 會朝向開閥方向驅動，且在設定壓力輸入信號Ps與溫度修正後的檢測壓力Pt之差(Ps-Pt)變成零為止朝向開閥方向驅動。
又，反之，在前述設定壓力輸入信號Ps小於進行溫度修正後的檢測壓力Pt時，控制信號Pd會輸出至控制閥CV1 的驅動部，且控制閥CV1 會朝向閉閥方向驅動。藉此在兩者之差Ps-Pt變成零為止會朝向閉閥方向驅動。
前述流量控制裝置19，係設置於來源槽5的下游側之混合氣體Go的導出流路L2 ，且如同第3圖之構成圖所示，除了使通過控制閥CV2 而流入的混合氣體Go通過孔口(orifice)21流出此點以外，其他的構成係與前述自動壓力調整裝置19的情況相同。因而，在此省略其詳細說明。
另外，在流量控制裝置19的運算控制部20中，係成為以下的構成：使用壓力檢測值P並以流量Q為Q=KP1 (K為依孔口而定的常數)來運算，對該運算所得的流量藉由溫度檢測器T之檢測值施予所謂溫度修正，並將進行溫度修正後的流量運算值與設定流量值在比較電路20b進行比較，且將兩者之差信號輸出至控制閥CV2 的驅動電路。
該流量控制裝置19本身雖然如同上述般為公知，但 是在孔口21的下游側壓力P2 (亦即，處理腔室側的壓力P2 )與孔口21的上游側壓力P1 (亦即，控制閥CV2 之出口側的壓力P1 )之間，保持P1 /P2 約2以上的關係(所謂臨界條件)時，流通於孔口21的混合氣體Go之流量Q會成為Q=KP1 ，且有以下之優異的特徵：藉由控制壓力P1 可高精度地控制流量Q，並且即便控制閥CV2 之上游側的混合氣體Go之壓力大幅變化，流量控制特性也幾乎不會變化。
第4圖係顯示使用自動壓力調整方式的本發明之原料的氣化供給裝置中的載送氣體G1 之流量A(sccm)、來源槽5的總內壓Ptank(Torr)、原料4的蒸氣壓(分壓)PM o(Torr)、原料4的流量X(sccm)之關係，其中供給至腔室11的混合氣體Go之供給流量(sccm)的Q，係成為Q=A+X(sccm)，且成為流量控制裝置19中的控制流量。
亦即，成立原料的流量X：總流量Q=來源槽內的原料蒸氣壓(分壓)PM o：來源槽內總內壓Ptank之關係式，根據此，原料的流量X，係成為X=總流量Q×來源槽內的原料蒸氣壓(分壓)PM o/來源槽內總內壓Ptank，且原料流量X(亦即，來自來源槽5的原料4之帶出量)可根據總流量Q、原料蒸氣壓PM o槽內總內壓Ptank而輕易地計算。
又，從上述原料流量X的關係式也可明白，原料的流量X(亦即，混合氣體Go內的原料濃度)，係將來源槽的內壓力Ptank、原料的飽和蒸氣壓PM o、及來源槽內溫度當作參數而決定。
第5圖係顯示在本發明之原料的氣化供給裝置中，將原料製成TEOS，且將載送氣體G1 製成氬(Ar)、往腔室的混合氣體流量Q=10(sccm)、來源槽的總內壓Ptank=1000(Torr)(亦即，取決於自動壓力調整裝置15的來源槽內控制壓力)、TEOS的蒸氣壓PM o-=470(Torr)(溫度150℃的情況)、載送氣體Ar的供給量A(sccm)時的混合氣體Go內之TEOS流量X，且成為TEOS流量X(sccm)=Q×PTEOS /Ptank=10×470/1000=4.7(sccm)。
結果，成為混合氣體Go的總供給流量Q=A+X=10(sccm)、TEOS流量X=4.7(sccm)、載送氣體(Ar)G1 的流量A=5.3(sccm)。
另外，以下係顯示在本實施例中使用的來源槽內壓調整用之自動壓力調整裝置15的主要規格，且最高使用溫度為150℃，流量500sccm(N2 )時的最大壓力(F.S.壓力)為133.3kPaabs。
又，在本實施形態中使用的流量控制裝置19之主要規格，僅有上述表1的名稱欄位改為流量控制裝置，壓力範圍(F.S.壓力)的欄位改為流量範圍(F.S)、500sccm(N2 )，二次側壓力的欄位改為1次側壓力500kPa abs以下，其他的規格則完全相同。
更且，在上述自動壓力調整裝置15及流量控制裝置19中使用的控制閥CV1 、CV2 ，由於是使使用溫度上升至150℃至250℃，所以將壓電致動器(piezoactuator)或板狀彈簧(plate spring)等的閥構成構件形成能夠高溫使用的規格者，並且考慮壓電元件或閥的各構成構件之熱膨脹，而將鐵鎳合金材料(Iron-nickel alloy material)使用於膜片壓力計(diaphragm pressure gage)，藉此可防止因壓電元件 驅動部之膨脹所引起的流路閉塞。
又，將壓電元件驅動部的儲存箱形成開孔底架(chassis)，將壓電元件驅動部等形成能夠氣冷的構造，藉此可謀求壓電閥的各構成零件之熱膨脹減低，並且在控制閥CV1 、CV2 的本體(body)部安裝匣式加熱器(cartridge heater)或罩式加熱器(mantle heater)，將閥本體加熱至預定溫度(最高250℃)。
另外，自動壓力調整裝置15及流量控制裝置19本身，由於已揭露於日本特許4605790所以為公知，故在此省略其詳細說明。
(產業上之可利用性)
本發明不僅適用作為用在MOCVD法之原料的氣化供給裝置，在半導體製造裝置或化學品製造裝置等中，也可適用於從加壓貯留源將氣體供給至處理腔室的構成之全部的氣體供給裝置。
同樣，本發明的自動壓力調整裝置，不僅是用在MOCVD法之原料的氣化供給裝置用，作為一次側的流體供給源之自動壓力調整裝置，也可廣泛適用於半導體製造裝置或化學品製造裝置等之流體供給電路。
1‧‧‧載送氣體供給源
2‧‧‧減壓裝置
3‧‧‧質量流量控制裝置
4‧‧‧原料
5‧‧‧來源槽(容器)
5a‧‧‧來源槽的內部上方空間
6‧‧‧高溫加熱部
7‧‧‧入口閥
8‧‧‧導入管
9‧‧‧出口閥
10‧‧‧閥
11‧‧‧處理腔室(結晶成長爐)
12‧‧‧加熱器
13‧‧‧基板
14‧‧‧真空泵
15‧‧‧來源槽用自動壓力調整裝置
16、20‧‧‧運算控制部
16a、20a‧‧‧溫度修正電路
16b、20b‧‧‧比較電路
16c、20c‧‧‧輸出入電路
16d、20d‧‧‧輸出電路
17、21‧‧‧輸入信號端子(設定輸入信號)
18、22‧‧‧輸出信號端子(壓力輸出信號)
19‧‧‧壓力式流量控制裝置
21‧‧‧孔口
A‧‧‧供給量
G1 ‧‧‧載送氣體
G4 ‧‧‧原料的飽和蒸氣
Go‧‧‧混合氣體
G5 ‧‧‧薄膜形成用氣體
K‧‧‧常數
L1 、L2 ‧‧‧流路
P、Po‧‧‧壓力檢測器
P1 ‧‧‧下游側壓力
P2 ‧‧‧上游側壓力
T、To‧‧‧溫度檢測器
CV1 、CV2 ‧‧‧控制閥
V1 至V5 ‧‧‧閥
Ps‧‧‧設定壓力的輸入信號
Pt‧‧‧溫度修正後的檢測壓力值
Pd‧‧‧控制閥驅動信號
Pot‧‧‧控制壓力的輸出信號(載送氣體G1 的溫度修正後的壓力檢測信號)
PM o‧‧‧原料蒸氣壓
Ptank‧‧‧壓力
Q‧‧‧混合氣體流量
X‧‧‧原料流量
第1圖係顯示本發明實施形態之原料的氣化供給裝置之構成的系統圖。
第2圖係顯示自動壓力調整裝置的構成說明圖。
第3圖係顯示壓力式流量控制裝置的構成說明圖。
第4圖係顯示本發明中的載送氣體G1 之供給流量與供給至腔室的混合氣體Go之供給流量之關係的說明圖。
第5圖係顯示本發明之一實施例的載送氣體G1 之供給流量與供給至腔室的混合氣體Go之供給流量之關係的說明圖。
第6圖係顯示習知原料的氣化供給裝置之構成的系統圖。
第7圖係顯示習知原料的氣化供給裝置中的載送氣體G1 之供給流量與供給至腔室的混合氣體Go之供給流量之關係的說明圖。
第8圖係顯示習知之一實施例的載送氣體G1 之供給流量與供給至腔室的混合氣體Go之供給流量之關係的說明圖。
1‧‧‧載送氣體供給源
2‧‧‧減壓裝置
4‧‧‧原料
5‧‧‧來源槽(容器)
5a‧‧‧來源槽之內部上方空間
6‧‧‧高溫加熱部
7‧‧‧入口閥
9‧‧‧出口閥
10‧‧‧閥
11‧‧‧處理腔室(結晶成長爐)
12‧‧‧加熱器
13‧‧‧基板
14‧‧‧真空泵
15‧‧‧來源槽用自動壓力調整裝置
16、20‧‧‧運算控制部
17、21‧‧‧輸入信號端子(設定輸入信號)
18、22‧‧‧輸出信號端子(壓力輸出信號)
19‧‧‧壓力式流量控制裝置
21‧‧‧孔口
G1 ‧‧‧載送氣體
G4 ‧‧‧原料的飽和蒸氣
Go‧‧‧混合氣體
G5 ‧‧‧薄膜形成用氣體
L1 、L2 ‧‧‧流路
P、Po‧‧‧壓力檢測器
T、To‧‧‧溫度檢測器
CV1 、CV2 ‧‧‧控制閥
V1 至V5 ‧‧‧閥

Claims (5)

  1. 一種原料的氣化供給裝置，其特徵為：在構成上，包含：載送氣體供給源；及貯留有原料的來源槽；及流路(L1 )，其係將來自載送氣體供給源的載送氣體(G1 )供給至前述來源槽的內部上方空間部；及自動壓力調整裝置，其係中介設置於該流路(L1 )，且將前述來源槽的內部上方空間部之壓力控制在設定壓力；及流路(L2 )，其係從前述來源槽的內部上方空間部，將由原料所生成的原料蒸氣與載送氣體所混合之作為混合體的混合氣體(G0 )供給至處理腔室；及流量控制裝置，其係中介設置於該流路(L2 )，且將供給至處理腔室的混合氣體(G0 )之流量自動調整至設定流量；以及恆溫加熱部，其係將前述來源槽和流路(L1 )及流路(L2 )加熱至設定溫度，且設為：一邊將來源槽的內部上方空間部之內壓控制在所期望的壓力一邊將混合氣體(G0 )供給至處理腔室。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的原料的氣化供給裝置，其中，流路(L1 )及流路(L2 )，係由可供流體流動的配管路、和自動壓力調整裝置及流量控制裝置之內部的流通路所構成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的原料的氣化供給裝置，其中，控制來源槽的內部上方空間部之壓力的自動壓力調整裝置，是由以下所構成：控制閥(CV1 )；及溫度檢測器(T0 )及壓力檢測器(P0 )，其係設置於該控制閥(CV1 )之下游側；及運算控制部，其係將前述壓力檢測器(P0 )之檢測值根據溫度檢測器(T0 )之檢測值進行溫度修正，且運算載送氣體(G1 )之壓力，並且將預先設定的壓力與前述運算壓力進行比對之後輸出對控制閥(CV1 )進行開閉控制的控制信號(Pd)以使兩者之差朝變少的方向進行；以及加熱器，其係將載送氣體所流動的流通路加熱至預定溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的原料的氣化供給裝置，其中，從來源槽的內部上方空間將混合氣體(G0 )供給至處理腔室的流量控制裝置，是由以下所構成：控制閥(CV2 )；及溫度檢測器(T)及壓力檢測器(P)，其係設置於該控制閥(CV2 )之下游側；及孔口，其係設置於壓力檢測器(P)之下游側；及運算控制部，其係將使用前述壓力檢測器(P)之檢測值而運算出的混合氣體(G0 )之流量根據溫度檢測器(T)之檢測值進行溫度修正，且運算混合氣體(G0 )之流量，並且將預先設定的混合氣體流量與前述運算出的混合氣體流量 進行比對之後輸出對控制閥(CV2 )進行開閉控制的控制信號(Pd)以使兩者之差朝減少的方向進行；以及加熱器，其係將混合氣體所流動的流通路加熱至預定溫度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的原料的氣化供給裝置，其中，將原料製成液體或是可受載於多孔性載體的固體原料。
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