TWI819647B - 蒸發原料用容器以及固體氣化供給系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種耐腐蝕性優異之蒸發原料用容器以及使用該蒸發原料用容器之固體氣化供給系統。本發明的蒸發原料用容器為用以儲留作為蒸發原料的薄膜形成用金屬鹵素化合物(S)並使該薄膜形成用金屬鹵素化合物(S)蒸發之蒸發原料用容器(100)，並具備：內側容器(1)，係收容於外側容器(2)，並與外側容器(2)一起形成雙層壁結構；蓋體(3)，係具有內蓋(3a)以及外蓋(3b)，內蓋(3a)係以能夠對內側容器(1)進行裝卸之方式設置，外蓋(3b)係以能夠對外側容器(2)進行裝卸之方式設置；以及氣體導入管(7)，係與配設於蓋體(3)的載氣導入口(5)連接；內側容器(1)、內蓋(3a)以及氣體導入管(7)中之與氣體以及固體狀態的薄膜形成用金屬鹵素化合物(G2、S)接觸之接觸部分係由與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物(S)之金屬相同且純度為2N至6N的金屬材料所構成。
Description
本發明係關於一種蒸發原料用容器以及使用該蒸發原料用容器之固體氣化供給系統。更詳細而言，本發明係關於一種耐腐蝕性優異之蒸發原料用容器以及使用該蒸發原料用容器之固體氣化供給系統。
以往，例如作為用以儲留利用化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition；CVD)法進行之成膜所用的蒸發原料之容器，已知有蒸發原料用容器。而且，作為構成屬於蒸發原料用容器之蒸發器的材料，已知有不鏽鋼等(參照專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-866號公報。
在上述專利文獻1所記載的蒸發器中，容器壁採用不鏽鋼。然而，該不鏽鋼製的容器壁雖然導熱性良好，但有耐腐蝕性不充分之問題。例如，不鏽鋼雖然具有耐腐蝕性，但有時因與蒸發原料接觸而稍微腐蝕，極微量的雜質
混入至蒸發原料中。另外，即便為赫史特合金(Hastelloy)等其他材料，亦有時與不鏽鋼同樣地極微量的雜質混入至蒸發原料中。
另外，近年來，正研究使用薄膜形成用金屬鹵素化合物作為反應性更高的蒸發原料。此種薄膜形成用金屬鹵素化合物有下述問題：由於與水分反應而產生氯化氫等酸性氣體，因此該鹽酸氣體導致蒸發原料用容器的腐蝕變得更明顯。
另一方面，最近亦謀求半導體製品的更高性能化，結果要求更高純度的蒸發原料(亦即，雜質的比率更小的蒸發原料)。另外，於藉由原子層沈積(Atomic Layer Deposition；ALD)法進行成膜之情形時，由於對所成膜的膜要求原子水準的無缺陷或者均勻性，因此必須將蒸發原料所含之雜質的量減少至極限。因此，針對蒸發原料用容器的腐蝕之對策變得更重要。
本發明係鑒於如上所述的先前技術的問題點而成，目的在於提供一種耐腐蝕性優異之蒸發原料用容器以及使用該蒸發原料用容器之固體氣化供給系統。
本發明的蒸發原料用容器係用以儲留作為蒸發原料的薄膜形成用金屬鹵素化合物並使薄膜形成用金屬鹵素化合物蒸發，並具備：內側容器，係收容於外側容器，與外側容器一起形成雙層壁結構；蓋體，係具有內蓋以及外蓋，內蓋係以能夠對內側容器進行裝卸之方式設置，外蓋係能夠對外側容器進行裝卸之方式設置；以及氣體導入管，與配設於蓋體的載氣(carrier gas)導入口連接；內側容器、內蓋以及氣體導入管中之與氣體以及固體狀態的薄膜形成用金屬鹵素化合物接觸之接觸部分係由與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物之金屬相同且純度為2N至6N的金屬材料所構成。而且，經由載氣導入口供給之載氣係通過氣體導入管流入至內側容器內，自配設於蓋體之混合氣體導出口釋出混合
氣體，混合氣體係使藉由加熱於內側容器內蒸發而成為氣體之薄膜形成用金屬鹵素化合物、與流入至內側容器內之載氣混合而成。
另外，本發明的蒸發原料用容器係具有下述結構：氣體導入管的頂端係延伸至內側容器內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物的正上方的位置為止。而且，使載氣自氣體導入管的頂端向內側容器內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物釋出。
另外，本發明的蒸發原料用容器係具有下述結構：氣體導入管的頂端為埋設於內側容器內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物中的狀態，並且延伸至內側容器的底部壁的正上方的位置為止。而且，使載氣自氣體導入管的頂端於儲留於內側容器內之薄膜形成用金屬鹵素化合物中釋出。
另外，在本發明的蒸發原料用容器中，於內側容器設置有分隔壁，分隔壁用以將內側容器的內部分隔為用以構成內側容器的上壁之內蓋側的蒸發原料蓄積空間以及內側容器的底部壁側的載氣擴散空間這兩個空間，於分隔壁形成有一個以上的貫通孔，且蒸發原料用容器具有下述結構：氣體導入管的頂端貫通分隔壁且延伸至內側容器的底部壁的正上方的位置為止。而且，使載氣自氣體導入管的頂端於載氣擴散空間釋出，使於載氣擴散空間擴散之載氣經由貫通孔向儲留膜形成用金屬鹵素化合物之蒸發原料儲留空間釋出。
另外，在本發明的蒸發原料用容器中，於內側容器的內部以能夠插入以及取下之方式收容有用以儲留薄膜形成用金屬鹵素化合物之托盤，於托盤的底部壁形成有一個以上的貫通孔，於內側容器的底部壁的周緣部設置有用以卡止所收容的托盤之卡止部，藉由卡止部於所收容的托盤的下表面與內側容器的底部壁之間形成有載氣擴散空間，且蒸發原料用容器具有下述結構：氣體導入管的頂端貫通托盤的底部壁，延伸至內側容器的底部壁的正上方的位置為止；再者，托盤係由與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物之金屬相同且純度為2N
至6N的金屬材料所構成。而且，使載氣自氣體導入管的頂端於載氣擴散空間釋出，使於載氣擴散空間擴散之載氣經由貫通孔向托盤內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物釋出。
另外，本發明的蒸發原料用容器較佳為托盤能夠重疊收容於內側容器內。
另外，本發明的蒸發原料用容器較佳為於內側容器的內部配置一個以上的下述構件：最大長度為1mm至30mm，且與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物之金屬相同材質。
另外，本發明的蒸發原料用容器較佳為於構成蒸發原料用容器的金屬構件的表面實施電解研磨或者化學研磨。
另外，本發明的蒸發原料用容器尤佳為於經實施電解研磨或者化學研磨之金屬構件的表面進一步地實施氟樹脂塗佈或者陶瓷塗佈。
另外，本發明的蒸發原料用容器較佳為於構成蒸發原料用容器的金屬構件的表面實施氟樹脂塗佈或陶瓷塗佈。
另外，本發明的蒸發原料用容器較佳為進一步具備用以將外側容器與外蓋固定之緊固構件，緊固構件係由螺栓構件以及螺母構件所構成，螺栓構件係插入至設置於外側容器與外蓋的螺栓插入孔，螺母構件係能夠螺合並緊固於螺栓構件。
另外，本發明的蒸發原料用容器較佳為薄膜形成用金屬鹵素化合物為能夠以通式MXn表示之化合物。其中，M表示構成薄膜形成用金屬鹵素化合物之金屬的元素，X表示鹵素元素，n表示X的個數。
另外，本發明的蒸發原料用容器較佳為儲留利用化學氣相沈積(CVD)法進行之成膜所用的蒸發原料。
另外，本發明的蒸發原料用容器更佳為儲留利用原子層沈積(ALD)法進行之成膜所用的蒸發原料。
另外，本發明的蒸發原料用容器較佳為於較混合氣體導出口更靠下游側之氣體流路設置閥，將閥設為藉由將使水流通而測定之水置換的值之CV(Circulation Volume；流量係數)值為0.2以上的真空閥。
另外，本發明的固體氣化供給系統係上述本發明的蒸發原料用容器以及作為蒸發原料的薄膜形成用金屬鹵素化合物。
另外，本發明的固體氣化供給系統係進一步具備：載氣供給機構，係用以自載氣導入口向蒸發原料用容器內供給載氣。
另外，本發明的固體氣化供給系統較佳為將蒸發原料用容器的側壁、或者側壁以及底板加熱，將蒸發原料用容器內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物加熱，並且對於自載氣導入口供給進而流經氣體導入管而向內側容器內釋出之載氣亦同樣進行加熱，使藉由加熱而蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物與於氣體導入管內經加熱之載氣混合，從而生成混合氣體。
本發明的蒸發原料用容器以及固體氣化供給系統係發揮耐腐蝕性優異之功效。
1,1a,1b:內側容器
2:外側容器
3:蓋體
3a:內蓋
3b:外蓋
4:緊固構件
5:載氣導入口
6:混合氣體導出口
7,7a,7b,7c:氣體導入管
11:蒸發原料儲留空間
12:載氣擴散空間
13:分隔壁
14:貫通孔
21:托盤
22:底部壁
23:側壁部
24:卡止部
31:球狀構件
100,200,300,400,500:蒸發原料用容器
G1:載氣
G2:蒸發的蒸發原料(蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物)
G3:混合氣體
S:薄膜形成用金屬鹵素化合物
[圖1]係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第一實施形態的剖面圖。
[圖2]係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第二實施形態的剖面圖。
[圖3]係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第三實施形態的剖面圖。
[圖4]係表示分隔壁的結構的一例的平面圖。
[圖5]係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第四實施形態的剖面圖。
[圖6]係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第五實施形態的剖面圖。
以下，基於圖式對本發明的蒸發原料用容器以及固體氣化供給系統的實施形態加以詳細說明。再者，本發明不受該實施形態限定。亦即應理解，於不偏離本發明主旨之範圍基於所屬技術領域中具有通常知識者通常之知識對以下實施形態適當加以變更、改良等而得之實施形態亦屬於本發明之範圍。另外，關於本申請案的說明書以及圖式中可同樣地說明之要素，有時藉由標注相同的元件符號而省略重複說明。
[第一實施形態]
基於圖式對本發明的蒸發原料用容器以及固體氣化供給系統的第一實施形態加以詳細說明。
[總體構成]
圖1係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第一實施形態的剖面圖，詳細而言用以說明載氣G1、蒸發的蒸發原料G2(蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2)以及混合氣體G3之氣體流動的圖。
圖1所示的蒸發原料用容器100為用以儲留作為蒸發原料的薄膜形成用金屬鹵素化合物S並使該薄膜形成用金屬鹵素化合物S蒸發之容器，且例如具備內側容器1、外側容器2、具有內蓋3a以及外蓋3b之蓋體3以及緊固構件4。如圖1所示，該蒸發原料用容器100係具有由內側容器1以及外側容器2所構成之雙層壁結構，儲留薄膜形成用金屬鹵素化合物S之內側容器1係構成實質性的容器本體。
上述內側容器1例如係形成為圓筒形狀之容器，設置有與薄膜形成用金屬鹵素化合物S或者載氣G1、蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及混合氣體G3接觸之容器壁。
上述外側容器2係形成為與內側容器1同樣之圓筒形狀且形成得較內側容器1大一圈之容器，藉由在內部收容內側容器1而形成上述雙層壁結構的容器。另外，外側容器2係於上端部設置有以能夠與外蓋3b密接之方式形成之簷部。再者，關於這兩個容器(內側容器1、外側容器2)之形狀，只要為使載氣G1、蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及混合氣體G3容易進行氣體擴散之形狀即可，不限定於圓筒形狀。
上述內蓋3a係密接且以能夠裝卸之方式設置於內側容器1的上端部周緣，另外，上述外蓋3b係以能夠對外側容器2進行裝卸之方式設置，由這兩個內蓋3a以及外蓋3b形成蓋體3。而且，在該蓋體3配設有：載氣導入口5，係用以向內側容器1內供給載氣G1；以及混合氣體導出口6，係用以將已使蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2與載氣G1混合而成的混合氣體G3釋出至外部。本實施形態中，作為一例，於形成為圓盤狀之蓋體3(內蓋3a、外蓋3b)的中心部以能夠貫通之方式設置上述載氣導入口5，進一步地於蓋體3的中心部以外之場所以能夠貫通之方式設置上述混合氣體導出口6。藉此，本實施形態中，自外部經由載氣導入口5供給之載氣G1係通過與載氣導入口5連接設置之氣體導入管7流入至內側容器1內，並於內側容器1內擴散。而且，使於內側容器1內蒸發而成為氣體之蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及於內側容器1內擴散之載氣G1混合而成的混合氣體G3自混合氣體導出口6釋出。
另外，如圖1所示，在本實施形態的蒸發原料用容器100中具有下述結構：與設置於蓋體3的中心部之載氣導入口5連接設置的氣體導入管7的頂端係延伸至內側容器1內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物S的正上方的位置為
止。藉此，自外部經由載氣導入口5供給之載氣G1係於氣體導入管7內流動，並自該氣體導入管7的頂端向薄膜形成用金屬鹵素化合物S釋出(吹附法)。另外，藉由如上述般構成氣體導入管7，能夠於自外部將內側容器1加熱時對於流經氣體導入管7而向內側容器1內釋出之載氣G1亦同時進行加熱。因此，能夠使經加熱之載氣G1與薄膜形成用金屬鹵素化合物S接觸，能夠使薄膜形成用金屬鹵素化合物S穩定且以高流量氣化。
上述緊固構件4為用以將外側容器2與外蓋3b固定之構件，例如由螺栓構件以及螺母構件所構成，該螺栓構件係插入至設置於外側容器2之簷部與外蓋3b的螺栓插入孔，該螺母構件係能夠螺合並緊固於該螺栓構件。
再者，本實施形態的蒸發原料用容器100亦可進一步設置下述接頭構件：接頭構件(未圖示)，係將設置於蓋體3之載氣導入口5與用以使載氣G1向該載氣導入口5流動的氣體配管(未圖示)連接；以及接頭構件(未圖示)，係將同樣地設置於蓋體3之混合氣體導出口6與用以使自該混合氣體導出口6釋出之混合氣體G3流動的氣體配管(未圖示)連接。
[各構件的材料]
另外，本實施形態的蒸發原料用容器100中，內側容器1的容器壁以及氣體導入管7係由例如純度99%至99.9999%之銅、純度99%至99.9999%之鋁、或者純度99%至99.9999%之鈦等高純度的金屬材料所構成，並且該金屬材料與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物S之金屬相同。藉此，導熱性優異，能夠將內側容器1的容器壁以及氣體導入管7良好地加熱。再者，所謂「純度」意指藉由定量分析所決定之主成分於試樣中所佔之比率(重量比)。例如，若構成內側容器1的容器壁以及氣體導入管7的銅、鋁或者鈦之純度未達99%，則於這些構件之導熱性降低之方面而言欠佳。另外，若構成內側容器1的容器壁以及氣體導入管7的銅、鋁或者鈦之純度超過99.9999%，則於這些構件之強度降低之方面而言欠佳。
再者，於內側容器1的容器壁中包含側壁、底部壁以及構成內側容器1的上壁之蓋體3的蒸氣接觸面(相當於內蓋3a的蒸氣接觸面)。亦即，於使得薄膜形成用金屬鹵素化合物S投入至蒸發原料用容器100內時，蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2所接觸之內側容器1內的壁部係全部為容器壁。
例如，於蒸發原料為氯化鋁之情形時，於內側容器1內氯化鋁與水分反應而產生鹽酸等酸化氣體。然而，若內側容器1的容器壁以及氣體導入管7使用純度99.9%之鋁，則例如即便於由該鹽酸氣體導致內側容器1內產生腐蝕之情形時，鋁亦會溶出，使載氣G1與氯化鋁的蒸發的蒸發原料G2混合而成的混合氣體G3不會被鋁以外之元素污染。
再者，內側容器1的容器壁以外之部分以及外側容器2的材料並無特別限制，就製造上之觀點而言，較佳為由上述同樣之金屬材料所構成。
另外，作為蓋體3的蒸氣接觸面以外的材料以及緊固構件4的材料並無特別限制，例如可使用：鋁、銅、鈦、鎳合金、鋁合金、超級不鏽鋼、不鏽鋼等。這些中，作為鎳合金，例如可使用赫史特合金或者英高鎳(Inconel)等，該赫史特合金以及英高鎳為包含Ni、Mo之合金。鋁、銅、鈦較佳為純度為99%以上，更佳為純度99%至99.9999%。
赫史特合金的組成可適當決定，具體而言，Ni為40質量%至60質量%，Mo為30質量%至50質量%。
另外，關於英高鎳的組成亦可適當決定，具體而言，Ni為20質量%至50質量%，Mo為70質量%至50質量%。
另外，超級不鏽鋼為包含17.00質量%至19.50質量%之Ni、19.00質量%至21.00質量%之Cr、5.50質量%至6.50質量%之Mo、0.16質量%至0.24質量%之N以及0.50質量%至1.00質量%之Cu，進一步地為C為0.020質量%以下、Si為
0.80質量%以下、Mn為1.00質量%以下、P為0.030質量%以下、S為0.015質量%以下之提高了耐腐蝕性之不鏽鋼。
[塗佈以及研磨]
另外，本實施形態的蒸發原料用容器100中，於內側容器1、外側容器2、蓋體3、緊固構件4、氣體導入管7以及構成該容器之其他金屬構件(包含接頭構件(未圖示)等)，分別實施氟樹脂塗佈。再者，本實施形態中對各金屬構件實施之塗佈不限於氟樹脂塗佈，例如亦可為陶瓷塗佈。
另外亦可對內側容器1、外側容器2、蓋體3、緊固構件4、氣體導入管7以及構成該容器之其他金屬構件各自的表面實施電解研磨代替上述塗佈。另外亦可對經實施電解研磨之各表面進一步地實施氟樹脂塗佈或者陶瓷塗佈。藉此，本實施形態的蒸發原料用容器100係能夠實現優異之耐腐蝕性。尤其，由於薄膜形成用金屬鹵素化合物S係與水分反應而產生氯化氫等酸性氣體，因此若為以往的蒸發原料用容器，則有時不僅於容器的內部產生腐蝕，而且於容器的外側或者蓋的表面以及構成該容器之其他金屬構件亦產生腐蝕。然而，本實施形態的蒸發原料用容器100中，不僅對與蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2接觸之內側容器1的容器壁以及氣體導入管7實施有氟樹脂塗佈以及/或者電解研磨，而且對內側容器1的容器壁以外之部分、外側容器2、蓋體3的蒸氣接觸面以外之部分以及緊固構件4等實質上不與蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2接觸之部位亦實施有氟樹脂塗佈以及/或者電解研磨，因此具有極其優異之耐腐蝕性。
另外，使用於氟樹脂塗佈之材料並無特別限制，只要為可塗佈之氟樹脂即可。例如，可列舉至少一部分氫經氟取代之樹脂等。具體而言，可使用聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)(商品名「鐵氟龍(Teflon，註冊商標)」)等。若使用此種材料，則能夠更良好地抑制雜質混入至蒸發原料中。
另外，氟樹脂塗佈的厚度並無特別限制，例如較佳為150μm至500μm，更佳為200μm至400μm，尤佳為250μm至350μm。再者，最佳為300μm左右。於氟樹脂塗佈的厚度未達上述下限值之情形時，有時無法獲得充分之耐腐蝕性。另外，於超過上述上限值之情形時，有時層變得過厚。
另外，氟樹脂塗佈例如可藉由蒸鍍而形成，蒸鍍方法可採用公知之方法，並無特別限制。
另外，氟樹脂塗佈較佳為對內側容器1的內面以及外面、外側容器2的內面以及外面、蓋體3的表面、緊固構件4的表面、氣體導入管7的內面以及外面等構成該容器之所有的面實施。亦即，氟樹脂塗佈較佳為不僅對與載氣G1、蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及混合氣體G3、或者薄膜形成用金屬鹵素化合物S接觸之面實施，而且亦對包含被認為不與這些接觸的各構件的表面的全部區域實施。
關於上述電解研磨，例如較佳為按下述實施條件實施之研磨處理。再者，於實施此種研磨處理且進一步地實施氟樹脂塗佈之情形時，氟樹脂塗佈之密接性變良好。
實施條件：使用直徑250mm至350mm的電極，將電流密度設為28.5mA/cm2以下，將電解溶液的濃度設為15質量%至30質量%，將液流量設為1L/分至8L/分，將電解溶液的pH設為鹼性。進一步地，將研磨條件設為壓力20kPa至60kPa、轉速350rpm以下，使用研磨粒徑0.020μm至0.10μm之無機粒子作為研磨粒。
再者，上述實施條件中，電流密度較佳為15mA/cm2至20mA/cm2。另外，電解溶液的pH較佳為11至11.5。
另外，研磨條件的轉速為50rpm至350rpm。研磨粒係使用無機粒子，該無機粒子並無特別限制，例如可使用膠體二氧化矽(colloidal silica)等。
例如，以上述實施條件進行了研磨處理之內側容器1的容器壁的表面係可將表面粗糙度設為Ra=0.8μm至1.1μm。
另外，是否實施電解研磨之確認係例如藉由使用電子顯微鏡與原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope；AFM)兩者觀察所述表面而進行。另外，作為其他方法，亦可藉由二次電子質譜分析檢查表面狀態。
如上文所述，本實施形態的蒸發原料用容器100係對內側容器1、外側容器2、蓋體3、緊固構件4、氣體導入管7以及構成該容器之其他金屬構件分別實施有氟樹脂塗佈以及/或者電解研磨，但亦可實施有例如化學研磨代替電解研磨。藉由化學研磨，亦能夠獲得優異之耐腐蝕性。另外，於實施化學研磨之後進一步地實施氟樹脂塗佈或者陶瓷塗佈之情形時，與實施電解研磨之情形同樣地，塗佈之密接性變得更良好。例如，於與氟樹脂塗佈之界面，水分或者氧等之污染變少，能夠提高氟樹脂塗佈之密接性。
[載氣以及蒸發原料]
另外，在本實施形態的蒸發原料用容器100中，作為載氣G1，例如使用氫、氦、氮、氧、氬、一氧化碳、二氧化碳等。具體而言，較佳為使用氦、氬。然而，若為不影響與蒸發原料的反應之範圍，則容許使用氫、氮、氧、一氧化碳、二氧化碳。
另外，薄膜形成用金屬鹵素化合物S較佳為能夠以下述通式表示之化合物。
[通式：MXn]
其中，上述通式中，M表示Al、Cu、Ti、Hf、Zr、Ta、W中的任一元素。X表示鹵素元素。n為X的個數。
作為能夠以上述通式表示之化合物，例如於X為氯(Cl)之情形時，可列舉：氯化鋁(AlCl3)、氯化銅(CuCl或者CuCl2)、氯化鈦(TiCl4)、氯化鉿(HfCl4)、氯化鋯(ZrCl4)、氯化鉭(TaCl5)、五氯化鎢(WCl5)、六氯化鎢(WCl6)。
本實施形態的蒸發原料用容器100即便為能夠以上述通式表示之化合物般為腐蝕性強之蒸發原料，亦能夠良好地保存，存在於蒸發原料之雜質的比率非常小。
另外，本實施形態的蒸發原料用容器100係藉由與能夠加熱或者冷卻之媒體接觸，從而能夠以氣體(蒸發的蒸發原料G2)或者固體(薄膜形成用金屬鹵素化合物S)中的任一狀態保持容器內的薄膜形成用金屬鹵素化合物。
另外，本實施形態的蒸發原料用容器100係可用作用以儲留利用化學氣相沈積(CVD)法、有機金屬化學氣相沈積(MOCVD)法、原子層沈積(ALD)法進行之成膜所用的蒸發原料之容器，例如較佳為用作利用原子層沈積(ALD)法進行之成膜所用的容器。具體而言，原子層沈積(ALD)法係能夠形成較藉由化學氣相沈積(CVD)法所形成之膜更薄的膜之方法，能夠形成幾奈米(nm)左右之非常薄的膜。然而，另一方面，膜的精度容易受到蒸發原料所含之雜質的影響。因此，本實施形態中，藉由使用蒸發原料用容器100，將蒸發原料所含之雜質控制成極微量。
[閥]
另外，本實施形態的蒸發原料用容器100中亦可於較載氣導入口5更靠上游側的載氣流路以及較混合氣體導出口6更靠下游側的混合氣體流路設置閥(未圖示)。例如，藉由開閉這些閥，而能夠控制向蒸發原料用容器100(內側容器1內)之載氣G1的供給以及自內側容器1之混合氣體G3的釋出。
再者，上述兩個閥中，設置於較混合氣體導出口6更靠下游側的混合氣體流路的閥較佳為CV值(水置換)為0.2以上之閥。尤其該閥更佳為波紋管
閥(bellows valve)所代表之真空閥。藉由具備此種閥，而能夠更有效率地進行混合氣體G3的釋出。例如若CV值(水置換)未達0.2，則大流量的混合氣體G3的流通受阻，有時混合氣體G3於閥內滯留。若混合氣體G3於閥內滯留，則有時因氣化熱而發生溫度降低，蒸發原料(薄膜形成用金屬鹵素化合物)於閥內固著而導致閥堵塞。藉由設置CV值(水置換)為0.2以上之閥，而能夠抑制閥之堵塞，能夠無障礙地釋出混合氣體G3。再者，關於閥之CV值，較佳為0.2以上，更佳為0.6以上，尤佳為1.0以上。關於CV值之上限值並無特別限制，例如較佳為3.0或者2.5。作為如上所述CV值之閥，例如可使用隔膜閥(diaphragm)、球閥、波紋管閥等。這些閥較佳為不依賴於閥功能、本體材質、片材材質、溫度。
再者，上述閥的CV值係藉由將該閥全開使水流通而測定之水置換的值。具體而言，於閥的流入側以及流出側測定流經閥之流體(水)的流量。例如，使用流量計測定流經閥之流體的流量Q。接著，於閥之前後配置壓力計，測定通過閥時之流體的壓力損失△P。再者，關於流體的流量Q以及通過閥時之壓力損失△P係根據實際的使用條件來測量。例如，以成為接近實際的使用條件的值之方式進行測定。另外，可根據混合氣體G3的比重以及水的比重來規定水的流量Q。例如，於將水的比重設定為1，將各蒸發原料的比重設定為1.40至1.68，將載氣G1的流量設定為500cc/分之情形時，水的流量Q成為300cc/分左右。關於CV值係設為於15℃的條件進行測定。
[蒸發原料用容器的製造方法]
本實施形態的蒸發原料用容器100係例如以下述方式製造。首先，利用公知的方法將素材挖穿，或者將輥狀的加工物焊接，藉此製作具有簷部的外側容器2。接著，製作用以構成容器本體之內側容器1。該內側容器1係由例如純度99%至99.9999%之銅、純度99%至99.9999%之鋁、或者純度99%至99.9999%之鈦等高純度的金屬材料所構成，並且該金屬材料與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物S之
金屬相同。接著，將內側容器1收容於外側容器2的內部，藉此製作雙層壁結構的容器。接著，製作蓋體3。具體而言，製作能夠對內側容器1進行裝卸之內蓋3a以及能夠對外側容器2進行裝卸之外蓋3b。再者，至少構成內側容器1的上壁之內蓋3a的蒸氣接觸面係與內側容器1同樣地，由例如純度99%至99.9999%之銅、純度99%至99.9999%之鋁、或者純度99%至99.9999%之鈦等高純度的金屬材料所構成，並且該金屬材料與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物S之金屬相同。另外，於外側容器2的簷部以及外蓋3b形成用以螺合緊固構件4之螺栓插入孔，準備與該螺栓插入孔適配之緊固構件4(螺栓構件及螺母構件)。而且，準備氣體導入管7以及各種接頭構件(未圖示)，氣體導入管7係與配設於蓋體3之載氣導入口5連接設置，各種接頭構件(未圖示)係與配設於蓋體3之載氣導入口5以及混合氣體導出口6連接。另外，關於氣體導入管7亦與內側容器1同樣地，由例如純度99%至99.9999%之銅、純度99%至99.9999%之鋁、或者純度99%至99.9999%之鈦等高純度的金屬材料所構成，並且該金屬材料與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物S之金屬相同。如此，獲得用以構成蒸發原料用容器100之未處理的各構件(準備步驟)。
接著，將由上述準備步驟所得之各構件進行研磨處理(研磨步驟)。具體而言，研磨各構件的表面。於研磨處理中，較佳為實施基於上述實施條件的電解研磨。
接著，對藉由研磨步驟進行了研磨之各構件實施氟樹脂塗佈(塗佈步驟)。此時，如上所述，氟樹脂塗佈係藉由蒸鍍而形成。再者，於上述研磨步驟中實施基於上述實施條件的電解研磨之情形時，未必一定要實施氟樹脂塗佈。
接著，將經實施研磨以及塗佈之各構件組裝而製作蒸發原料用容器100(組裝步驟)。再者，關於製造本實施形態的蒸發原料用容器100之方法，不限定於上述方法。
[蒸發原料用容器的使用方法]
本實施形態中，首先將蒸發原料用容器100的載氣導入口5經由接頭構件等與載氣箱(未圖示)連結，進一步地將混合氣體導出口6經由接頭構件等連結於半導體處理設備(未圖示)。
接著，於蒸發原料用容器100的內側容器1投入薄膜形成用金屬鹵素化合物S，然後利用蓋體3(內蓋3a、外蓋3b)將內側容器1密閉，藉由緊固構件4將外側容器2的簷部與外蓋3b固定。
接著，藉由自外部將內側容器1的容器壁加熱而將薄膜形成用金屬鹵素化合物S加熱，並且自載氣箱(未圖示)將載氣G1供給至蒸發原料用容器100的內側容器1內。藉此，使藉由來自外部的加熱而於內側容器1內蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及於氣體導入管7內經加熱之載氣G1混合而成的混合氣體G3自混合氣體導出口6釋出。再者，薄膜形成用金屬鹵素化合物S係藉由加熱而蒸發(氣化)，成為原料氣體。然後，於半導體處理設備(未圖示)中，進行利用化學氣相沈積(CVD)法、有機金屬化學氣相沈積(MOCVD)法、或者原子層沈積(ALD)法進行之成膜。該半導體處理設備為配置有作為成膜對象之基板的設備(例如CVD裝置的反應室)，於該半導體處理設備內所配置之基板上形成所需之薄膜。
藉此，本實施形態的蒸發原料用容器100係耐腐蝕性優異，蒸發原料中的源自容器之雜質的比率非常小，能夠將高純度的混合氣體G3供給至半導體處理設備(未圖示)。本實施形態的蒸發原料用容器100為CVD、ALD、MOCVD等之作為氣相而氣體化之用途的容器，例如可用作用以向半導體處理設備供給混合氣體G3之壓力容器。
[固體氣化供給系統]
接著，對使用本實施形態的蒸發原料用容器100之固體氣化供給系統加以說明。本實施形態的固體氣化供給系統係具備上述蒸發原料用容器100以及儲留於內側容器1內之薄膜形成用金屬鹵素化合物S。再者，該固體氣化供給系統亦可進一步具備用以向內側容器1內供給載氣G1之載氣供給機構(未圖示)。另外，本實施形態的固體氣化供給系統亦可於蒸發原料用容器100中的較混合氣體導出口6更靠下游側進一步具備用以儲留混合氣體G3之緩衝箱(未圖示)。然而，上述緩衝箱為任意的構成要素。於具備緩衝箱之情形時，例如使得由蒸發原料用容器100生成之混合氣體G3自緩衝箱供給至半導體處理設備(未圖示)。
在本實施形態的固體氣化供給系統中，自載氣導入口5供給之載氣G1係流入至蒸發原料用容器100內，並自混合氣體導出口6釋出使藉由來自外部的加熱而於蒸發原料用容器100內蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2與載氣G1混合而成的混合氣體G3。藉此，在本實施形態的固體氣化供給系統中，能夠將更高純度的蒸發原料以高流量供給至半導體處理設備(未圖示)。
具體而言，本實施形態的固體氣化供給系統較佳為如以下方式構成。首先，於蒸發原料用容器100的內側容器1內投入薄膜形成用金屬鹵素化合物S。接著，將蒸發原料用容器100的側壁、或者側壁以及底板自外部加熱，藉此將薄膜形成用金屬鹵素化合物S加熱，並且對於流經氣體導入管7而向內側容器1內釋出之載氣G1亦同時進行加熱。而且，使藉由加熱於內側容器1內蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及於氣體導入管7經加熱之載氣G1混合，從而生成混合氣體G3。藉此，由於能夠使經加熱之載氣G1與薄膜形成用金屬鹵素化合物S接觸，因此能夠使薄膜形成用金屬鹵素化合物S穩定且以高流量氣化。
[第二實施形態]
接著，基於圖式對本發明的蒸發原料用容器以及固體氣化供給系統的第二實施形態加以詳細說明。再者，本發明不受該實施形態限定。另外，關於可與
前述第一實施形態同樣地說明之要素，藉由標注相同之元件符號而省略重複說明。
[總體構成]
圖2係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第二實施形態的剖面圖，詳細而言用以說明載氣G1、蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及混合氣體G3的氣體流動的圖。
圖2所示的蒸發原料用容器200係與前述蒸發原料用容器100同樣地，為用以儲留薄膜形成用金屬鹵素化合物S且使該薄膜形成用金屬鹵素化合物S蒸發之容器，且例如具備：內側容器1以及外側容器2，為形成雙層壁結構之兩個容器；蓋體3，係具有內蓋3a以及外蓋3b；以及緊固構件4，係用以將外側容器2與外蓋3b固定。另一方面，本實施形態的蒸發原料用容器200的氣體導入管7a的結構與第一實施形態的蒸發原料用容器100不同。
具體而言，如圖2所示，在本實施形態的蒸發原料用容器200中具有下述結構：與設置於蓋體3的中心部之載氣導入口5連接設置的氣體導入管7a的頂端為埋設於內側容器1內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物S中的狀態，且延伸至內側容器1底部壁的正上方的位置為止。藉此，自外部經由載氣導入口5供給之載氣G1係於氣體導入管7a內流動，自該氣體導入管7a的頂端於薄膜形成用金屬鹵素化合物S之中釋出(吹入法)。另外，藉由如上述般構成氣體導入管7a，從而能夠於將內側容器1自外部加熱時對流經氣體導入管7a而向內側容器1內釋出之載氣G1亦同時進行加熱。藉此，由於能夠使經加熱之載氣G1與薄膜形成用金屬鹵素化合物S接觸，因此能夠使薄膜形成用金屬鹵素化合物S穩定且以高流量氣化。
[各構件的材料]
上述氣體導入管7a係與前述第一實施形態的氣體導入管7同樣地，由例如純度99%至99.9999%之銅、純度99%至99.9999%之鋁、或者純度99%至99.9999%之鈦等高純度的金屬材料所構成，並且該金屬材料與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物S之金屬相同。
[塗佈以及研磨]
另外，上述氣體導入管7a係與前述第一實施形態同樣地，實施氟樹脂塗佈以及/或者電解研磨。再者，亦可實施陶瓷塗佈代替氟樹脂塗佈。另外，亦可實施化學研磨代替電解研磨。
再者，關於與蒸發原料用容器200有關之其他說明，由於可與前述第一實施形態的蒸發原料用容器100同樣地說明，因而省略重複之說明。另外，關於前述第一實施形態中的蒸發原料用容器的製造方法、使用方法以及固體氣化供給系統之說明，亦可藉由將蒸發原料用容器100以及氣體導入管7替換為蒸發原料用容器200以及氣體導入管7a而進行說明。
[第三實施形態]
接著，基於圖式對本發明的蒸發原料用容器以及固體氣化供給系統的第三實施形態加以詳細說明。再者，本發明不受該實施形態限定。另外，關於可與前述第一實施形態、第二實施形態同樣地說明之要素，藉由標注相同之元件符號而省略重複說明。
[總體構成]
圖3係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第三實施形態的剖面圖，詳細而言用以說明載氣G1、蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及混合氣體G3的氣體流動的圖。
圖3所示的蒸發原料用容器300為用以儲留薄膜形成用金屬鹵素化合物S且使該薄膜形成用金屬鹵素化合物S蒸發之容器，且例如具備：內側容
器1a以及外側容器2，為形成雙層壁結構之兩個容器；蓋體，係具有內蓋3a以及外蓋3b；緊固構件4，係用以將外側容器2與外蓋3b固定；以及氣體導入管7b，係用以使自外部經由載氣導入口5供給之載氣G1於內側容器1a內釋出。本實施形態的蒸發原料用容器300的內側容器1a以及氣體導入管7b之結構係與前述實施形態1的蒸發原料用容器100不同。
具體而言，在本實施形態的蒸發原料用容器300中，於內側容器1a設有圓板狀的分隔壁13，分隔壁13係用以將內側容器1a的內部分隔為蒸發原料儲留空間11與載氣擴散空間12這兩個上下的空間。該蒸發原料儲留空間11為形成於分隔壁13的上面與構成內側容器1a的上壁之內蓋3a之間的空間，且在本實施形態中於該分隔壁13的上面側亦即內側容器1a內部的蒸發原料儲留空間11儲留薄膜形成用金屬鹵素化合物S。另外，載氣擴散空間12為形成於分隔板13的下表面與內側容器1a的底部壁之間的空間。
另外，如圖3所示，在本實施形態的蒸發原料用容器300中具有下述結構：與設置於蓋體3的中心部之載氣導入口5連接設置的氣體導入管7b的頂端係貫通分隔壁13的中心部並延伸至內側容器1a的底部壁的正上方的位置為止。亦即，氣體導入管7b的頂端係不抵接於內側容器1a的底部壁。藉此，自外部經由載氣導入口5供給之載氣G1係於氣體導入管7b內流動，並自該氣體導入管7b的頂端於載氣擴散空間12釋出並擴散。
另外，於上述分隔壁13形成有一個以上之貫通孔14，一個以上之貫通孔14係用以將載氣擴散空間12中擴散的載氣G1供給至蒸發原料儲留空間11。圖4係表示分隔壁13的結構的一例的平面圖。亦即，於載氣擴散空間12內擴散之載氣G1係穿過這些貫通孔14向蒸發原料儲留空間11釋出(底吹法)。而且，使於內側容器1a的蒸發原料儲留空間11內蒸發而成為氣體之蒸發的薄膜形成用金
屬鹵素化合物G2以及於蒸發原料儲留空間11內擴散之載氣G1混合而成的混合氣體G3自混合氣體導出口6釋出。
另外，如圖4所示，上述分隔壁13例如較佳為具有形成有複數個貫通孔14之蓮蓬頭(shower head)結構。所謂蓮蓬頭結構為下述結構：複數個貫通孔14成為載氣G1的噴出孔，實現射叢(shower)狀的氣體流動。
另外，關於形成於上述分隔壁13之複數個貫通孔14的配置並無特別限制，例如亦可如圖4所示般均等地配置貫通孔14。另外，雖圖示省略，但關於複數個貫通孔14的配置例如亦可以圍繞分隔壁13之方式形成複數個貫通孔14，複數個貫通孔14的軌跡係描繪成旋渦。
另外，上述分隔壁13例如亦可由多孔質體構成。於該情形時，於分隔壁13無需形成如圖4所示的貫通孔14。藉由多孔質體，流入至載氣擴散空間12之載氣G1係向蒸發原料儲留空間11釋出並擴散。而且，於蒸發原料儲留空間11內進行載氣G1、蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及混合氣體G3的氣體流動。另外，由於多孔質體具有過濾器之功能，因此可將於載氣擴散空間12內產生之微粒於此處捕集去除。作為可使用於本實施形態的分隔壁13的多孔質體，例如可列舉陶瓷。
再者，雖然結構與前述第一實施形態以及第二實施形態不同，但即便為將氣體導入管7b作成如圖3所示的結構之情形，亦能夠於將內側容器1a自外部加熱時將流經氣體導入管7b之載氣G1同時加熱。因此，由於能夠使經加熱之載氣G1與薄膜形成用金屬鹵素化合物S接觸，因此能夠使薄膜形成用金屬鹵素化合物S穩定且以高流量氣化。
另外，上述分隔壁13係構成內側容器1a的一部分，例如可為與內側容器1a一體化之結構，另外亦可為根據需要能夠從內側容器1a卸除之結構。另
外，關於作成能夠卸除之結構的情形時之分隔壁13的安裝位置並無特別限定，例如只要為能夠在內側容器1a的內部卡止並固定之結構，則可適當調整。
[各構件的材料]
上述內側容器1a的容器壁以及氣體導入管7b係與前述第一實施形態的內側容器1的容器壁同樣地，由例如純度99%至99.9999%之銅、純度99%至99.9999%之鋁、或者純度99%至99.9999%之鈦等高純度的金屬材料所構成，並且該金屬材料與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物S之金屬相同。再者，內側容器1a的容器壁中包含側壁、底部壁、構成內側容器1的上壁之蓋體3的蒸氣接觸面(相當於內蓋3a的蒸氣接觸面)以及分隔壁13。亦即，於薄膜形成用金屬鹵素化合物S投入至蒸發原料用容器300內時，蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2所接觸之內側容器1a內的壁部係全部為容器壁。
[塗佈以及研磨]
另外，上述內側容器1a的容器壁以及氣體導入管7b係與前述第一實施形態同樣地，實施氟樹脂塗佈以及/或者電解研磨。再者，亦可實施陶瓷塗佈代替氟樹脂塗佈。另外，亦可實施化學研磨代替電解研磨。
再者，關於與蒸發原料用容器300有關之其他說明，由於可與前述第一實施形態的蒸發原料用容器100同樣地說明，因此省略重複之說明。另外，關於前述第一實施形態中的蒸發原料用容器的製造方法、使用方法以及固體氣化供給系統之說明，亦可藉由將蒸發原料用容器100、內側容器1以及氣體導入管7替換為蒸發原料用容器300、內側容器1a以及氣體導入管7b而進行說明。
[第四實施形態]
接著，基於圖式對本發明的蒸發原料用容器以及固體氣化供給系統的第四實施形態加以詳細說明。再者，本發明不受該實施形態限定。另外，關於可與
前述第一實施形態至第三實施形態同樣地說明之要素，藉由標注相同之元件符號而省略重複說明。
[總體構成]
圖5係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第四實施形態的剖面圖，詳細而言用以說明載氣G1、蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及混合氣體G3的氣體流動的圖。
圖5所示的蒸發原料用容器400係例如具備：內側容器1b以及外側容器2，為形成雙層壁結構之兩個容器；蓋體3，係具有內蓋3a以及外蓋3b；緊固構件4，係用以將外側容器2與外蓋3b固定；以及氣體導入管7c，係用以使自外部經由載氣導入口5供給之載氣G1於內側容器1b內釋出。進一步地，於本實施形態的蒸發原料用容器400的內側容器1b的內部以能夠插入以及取下之方式收容有用以儲留薄膜形成用金屬鹵素化合物S之托盤21。另外，於內側容器1b內能夠重疊收容複數個托盤21。
另外，於上述托盤21的底部壁22的中心部設有側壁部23，側壁部23係具有圓筒形狀之側壁且具有該側壁內部貫通之結構，該側壁部23係以能夠供上述氣體導入管7c穿插之方式設置。
另外，在本實施形態的蒸發原料用容器400中，於內側容器1b的底部壁的周緣部設有卡止部24，卡止部24係用以卡止收容於最下部的托盤21；藉由該卡止部24，於托盤21的下表面與內側容器1b的底部壁之間形成有載氣擴散空間12。
另外，如圖5所示，在本實施形態的蒸發原料用容器400中具有下述結構：與設置於蓋體3的中心部之載氣導入口5連接設置之氣體導入管7c的頂端係貫通以重疊的狀態收容的所有托盤21的側壁部23內，且延伸至內側容器1b的底部壁的正上方的位置為止。亦即，氣體導入管7c的頂端係不抵接於內側容
器1b的底部壁。藉此，自外部經由載氣導入口5供給之載氣G1係於氣體導入管7c內流動，並自該氣體導入管7c的頂端於載氣擴散空間12釋出並擴散。
另外，於上述托盤21的底部壁22的形成有一個以上之貫通孔14(參照圖4)，一個以上之貫通孔14係用以將於載氣擴散空間12中擴散之載氣G1供給至托盤21內。再者，托盤21的底部壁22係與前述第三實施形態的分隔壁13的結構(形狀、配置、材質等)同樣。亦即，於載氣擴散空間12內擴散之載氣G1係穿過這些貫通孔14，並依序向重疊的托盤21內儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物S釋出。而且，使於各托盤21內蒸發而成為氣體之蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及於各托盤21內擴散之載氣G1混合而成的混合氣體G3自混合氣體導出口6釋出。
再者，雖然結構與前述第一實施形態至第三實施形態不同，但即便為將氣體導入管7c作成如圖5所示的結構之情形，亦能夠於將內側容器1b自外部加熱時將流經氣體導入管7c之載氣G1同時加熱。因此，由於能夠使經加熱之載氣G1與薄膜形成用金屬鹵素化合物S接觸，因此能夠使薄膜形成用金屬鹵素化合物S穩定且以高流量氣化。
[各構件的材料]
上述內側容器1b的容器壁、托盤21、氣體導入管7c係與前述第一實施形態的內側容器1的容器壁同樣地，由例如純度99%至99.9999%之銅、純度99%至99.9999%之鋁、或者純度99%至99.9999%之鈦等高純度的金屬材料所構成，並且該金屬材料與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物S之金屬相同。再者，內側容器1b的容器壁中包含側壁、底部壁、卡止部24以及構成內側容器1b的上壁之蓋體3的蒸氣接觸面(相當於內蓋3a的蒸氣接觸面)。亦即，內側容器1b內的壁部係全部為容器壁。
[塗佈以及研磨]
另外，上述內側容器1b的容器壁、卡止部24、托盤21、氣體導入管7c係與前述第一實施形態同樣地，實施氟樹脂塗佈以及/或者電解研磨。再者，亦可實施陶瓷塗佈代替氟樹脂塗佈。另外，亦可實施化學研磨代替電解研磨。
[蒸發原料用容器的製造方法]
本實施形態的蒸發原料用容器400係例如如以下述方式製造。首先，利用公知的方法將素材挖穿，或者將輥狀的加工物焊接，藉此製作具有簷部的外側容器2。接著，製作用以構成容器本體之內側容器1b。該內側容器1b係由例如純度99%至99.9999%之銅、純度99%至99.9999%之鋁、或者純度99%至99.9999%之鈦等高純度的金屬材料所構成，並且該金屬材料與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物S之金屬相同。接著，於外側容器2的內側收容內側容器1b，藉此製作雙層壁結構的容器。接著，製作用以儲留薄膜形成用金屬鹵素化合物S之托盤21，然後製作具有內蓋3a以及外蓋3b之蓋體3。托盤21以及至少構成內側容器1b的上壁之內蓋3a的蒸氣接觸面係與內側容器1b同樣地，由例如純度99%至99.9999%之銅、純度99%至99.9999%之鋁、或者純度99%至99.9999%之鈦等高純度的金屬材料所構成，並且該金屬材料與構成薄膜形成用金屬鹵素化合物S之金屬相同。
再者，關於本實施形態的製造方法之後續的步驟，由於可藉由將前述第一實施形態中的蒸發原料用容器100以及氣體導入管7替換為蒸發原料用容器400以及氣體導入管7c而進行說明，因此省略重複之說明。
[蒸發原料用容器的使用方法]
本實施形態中，首先將蒸發原料用容器400的載氣導入口5經由接頭構件等與載氣箱(未圖示)連結，接著將混合氣體導出口6經由接頭構件等連結於半導體處理設備(未圖示)。
接著，於蒸發原料用容器400內的托盤21投入薄膜形成用金屬鹵素化合物S，然後利用蓋體3(內蓋3a、外蓋3b)將內側容器1b密閉，藉由緊固構件4將外側容器2的簷部與外蓋3b固定。
再者，關於本實施形態的使用方法之後續的步驟，由於可藉由將前述第一實施形態中的蒸發原料用容器100、內側容器1以及氣體導入管7替換為蒸發原料用容器400、內側容器1b以及氣體導入管7c而進行說明，因此省略重複之說明。
另外，關於與蒸發原料用容器400有關之其他說明，由於可與前述蒸發原料用容器100、蒸發原料用容器200、蒸發原料用容器300同樣地說明，因此省略重複之說明。另外，關於前述第一實施形態中的固體氣化供給系統之說明，亦可藉由將蒸發原料用容器100、內側容器1以及氣體導入管7替換為蒸發原料用容器400、托盤21以及氣體導入管7c而進行說明。
[第五實施形態]
接著，基於圖式對本發明的蒸發原料用容器以及固體氣化供給系統的第五實施形態加以詳細說明。再者，本發明不受該實施形態限定。另外，關於可與前述第四實施形態同樣地說明之要素，藉由標注相同之元件符號而省略重複說明。
[總體構成]
圖6係示意性地表示本發明的蒸發原料用容器的第五實施形態的剖面圖，詳細而言用以說明載氣G1、蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2以及混合氣體G3的氣體流動的圖。
圖6所示的蒸發原料用容器500係與前述蒸發原料用容器400同樣地，例如具備：內側容器1b以及外側容器2，為形成雙層壁結構之兩個容器；蓋體3，係具有內蓋3a以及外蓋3b；緊固構件4，係用以將外側容器2與外蓋3b固定；
氣體導入管7c，係用以使自外部經由載氣導入口5供給之載氣G1向內側容器1b內釋出；以及托盤21，係以能夠插入以及取下之方式收容於內側容器1b內。進一步地亦可於上述托盤21內的預定的位置例如薄膜形成用金屬鹵素化合物S內以及/或者薄膜形成用金屬鹵素化合物S的附近配置最大長度為1mm至30mm且為鋁製、銅製或者鈦製之一個以上的球狀構件31。
再者，配置於托盤21內之球狀構件31的形狀並無限制，除了球狀以外，例如亦可為長球狀、葉狀、螺旋狀或者其他不定形狀的構件。為葉狀的構件之情形時，較佳為橫寬為1cm至2cm左右。為長球狀或螺旋狀的構件之情形時，較佳為長邊方向之長度為1.5cm至3cm左右。關於其他不定形狀之構件，較佳為長邊方向的長度為1.5cm至3cm左右。此種構件為鋁製、銅製或者鈦製，例如使用與容器壁相同之材質。例如，於容器壁為純度99%至99.9999%之銅之情形時，較佳為球狀構件31為銅製。
例如藉由在托盤21內適當配置如圖6所示之球狀構件31，能夠使薄膜形成用金屬鹵素化合物S的導熱上升。另外，關於配置於一個托盤21內之球狀構件31的個數並無特別限制，例如較佳為10個至20個。
再者，關於與蒸發原料用容器500有關之其他說明，由於可與前述第四實施形態的蒸發原料用容器400同樣地說明，因此省略重複之說明。
另外，在本實施形態中，作為一例，亦可於前述第四實施形態的蒸發原料用容器400的內側容器1b所收容的托盤21內適當配置與容器壁相同材質之各種形狀的金屬構件，但不限於此。例如，亦可於第一實施形態至第三實施形態所記載之蒸發原料用容器(100、200、300)之內側容器(1、1a)內的預定位置適當配置上述各種形狀的金屬構件。
[實施例]
以下，藉由實施例以及比較例對本發明的蒸發原料用容器加以更具體說明。再者。本發明不限定於此。
[實施例1至實施例19]
在實施例1至實施例19中，製作具備內側容器1、外側容器2、蓋體3、緊固構件4、氣體導入管7以及構成該容器之其他構件(包含接頭構件(未圖示))的蒸發原料用容器100。具體而言，基於前述第一實施形態利用表1所示之「材質」以及「純度(%)」的材料製作「內側容器壁」。另外，對內側容器1、外側容器2、蓋體3、緊固構件4、氣體導入管7以及構成該容器之其他金屬構件的表面按下述實施條件實施研磨處理(電解研磨)。然後，於經實施研磨處理之各構件的表面上實施氟樹脂塗佈。氟樹脂塗佈係藉由下述方式進行：使用利用電子照射真空蒸鍍法進行蒸鍍之裝置蒸鍍聚四氟乙烯(鐵氟龍(註冊商標))。
實施條件：使用直徑300mm之電極，將電流密度設為20mA/cm2以下，將電解溶液的濃度設為20質量%，將液流量設為3L/分，將電解溶液的pH設為10。進一步地，將研磨條件設為壓力31.35kPa、轉速300rpm，使用研磨粒徑0.07μm的膠體二氧化矽作為研磨粒。
[比較例1至比較例11]
另一方面，比較例1至比較例11中，以表2所示之條件製作蒸發原料用容器。具體而言，利用表2所示之「材質」以及「純度(%)」的材料製作「內側容器壁」，對內側容器、外側容器、蓋體、緊固構件以及構成該容器之其他構件之表面按上述實施條件實施研磨處理(電解研磨)。
而且，於各實施例的蒸發原料用容器100以及各比較例的蒸發原料用容器中，分別於混合氣體導出口的下游側設置CV值(水置換)為1.5之閥，經由該閥進行混合氣體G3之供給。
[實施例20至實施例38]
於實施例20至實施例38中，除了不實施氟樹脂塗佈以外，利用與實施例1至實施例19同樣的方法製作蒸發原料用容器100。亦即，實施例20至實施例38的蒸發原料用容器100係對內側容器1、外側容器2、蓋體3、緊固構件4、氣體導入管7以及構成該容器之其他金屬構件的表面僅實施基於上述實施條件的研磨處理而成。再者，各實施例20至實施例38中，利用表3所示之「材質」以及「純度(%)」的材料製作蒸發原料用容器100的「內側容器壁」。
[實施例的方法]
於實施例1至實施例38的蒸發原料用容器100以及比較例1至比較例11的蒸發原料用容器儲留表1至表3的「原料(金屬鹵素化合物)」的欄位所示之薄膜形成用金屬鹵素化合物S，向內側容器內供給載氣G1，生成使蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物G2與載氣G1混合而成的混合氣體G3。使用所生成之混合氣體G3，進行利用原子層沈積(ALD)法進行之成膜。將藉由原子層沈積(ALD)法所成膜之ALD膜的組成示於表4至表6。另外，藉由ICPMS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry；感應耦合電漿質譜分析計)測定成膜後之蒸發原料中的雜質(表4至表6所示之12成種元素)的量。再者，於表4的「成膜前」的欄位中記載成膜前之蒸發原料中的雜質(表4至表6所示之12成種元素)的量。
雜質的量的測定係藉由以下方法進行。首先，於成膜後，回收內側容器內殘留之蒸發原料(薄膜形成用金屬鹵素化合物S)的殘留物。接著，利用ICPMS(感應耦合高頻電漿質譜分析法)之裝置，使用王水使回收物溶解預定量。然後，利用加熱板將溶解物加熱至120℃進行蒸發乾固。接著，將蒸發乾固物稀釋，獲得測定試樣。然後，利用上述分析裝置對測定試樣中的金屬雜質進行測定。
另外，於上述成膜前後，藉由AFM(原子力顯微鏡)分析儀(HORIBA公司製造)測定內側容器的內表面的表面粗糙度。該表面粗糙度係測定
複數次並算出平均值。將成膜前之表面粗糙度設為B，將成膜後之表面粗糙度設為A，算出將A除以B所得之值(A/B)。將所算出之「A/B」的值顯示於表4至表6的「內部表面粗糙度」的欄位。
另外，於利用原子層沈積(ALD)法進行之成膜中，進行成長速度(GPC；Growth Per Cycle)之測定。具體而言，於上述成膜時，以每0.2秒一次之比率開閉閥，將包含蒸發原料之混合氣體G3導入至成膜室。將進行一次閥之開閉的0.2秒設為一循環，測定於8吋的矽晶圓所成膜之膜厚，算出每單位時間(一循環)之膜的成長速度。
[結果]
如由表4至表6的結果所得知，可知實施例1至實施例38的蒸發原料用容器100與比較例1至比較例11的蒸發原料用容器相比，雜質的量少。另外，實施例1至實施例38的蒸發原料用容器100係「內部表面粗糙度」的「A/B」的值成為接近1之值，可知於成膜前後的表面粗糙度的差小。此處，該表面粗糙度的差小係表示蒸發原料所致之腐蝕的程度少，可知耐腐蝕性高。由此種結果得知，實施例1至實施例38的蒸發原料用容器100係耐腐蝕性優異。另外，實施例1至實施例38的蒸發原料用容器100亦獲得了成長速度快之結果。
[產業可利用性]
如以上般，本發明的蒸發原料用容器係作為用以儲留利用化學氣相沈積(CVD)法、有機金屬化學氣相沈積(MOCVD)法、原子層沈積(ALD)法進行
之成膜所用的蒸發原料的容器而有用，尤其適於用以將使蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物與載氣混合而成的混合氣體供給至半導體處理設備之壓力容器。
1:內側容器
2:外側容器
3:蓋體
3a:內蓋
3b:外蓋
4:緊固構件
5:載氣導入口
6:混合氣體導出口
7:氣體導入管
100:蒸發原料用容器
G1:載氣
G2:蒸發的蒸發原料(蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物)
G3:混合氣體
S:薄膜形成用金屬鹵素化合物
Claims (18)
- 一種蒸發原料用容器，係用以儲留作為蒸發原料的薄膜形成用金屬鹵素化合物並使前述薄膜形成用金屬鹵素化合物蒸發，並且具備：內側容器，係收容於外側容器，與前述外側容器一起形成雙層壁結構；蓋體，係具有內蓋以及外蓋，前述內蓋係具有蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物接觸的蒸氣接觸面並以能夠對前述內側容器密接且進行裝卸之方式設置，前述外蓋係以不與蒸發的前述薄膜形成用金屬鹵素化合物接觸且能夠對前述外側容器進行裝卸之方式設置；以及氣體導入管，係與配設於前述蓋體之載氣導入口連接；前述內側容器、前述內蓋以及前述氣體導入管中的與氣體以及固體狀態之薄膜形成用金屬鹵素化合物接觸之接觸部分係由與構成前述薄膜形成用金屬鹵素化合物之金屬相同且純度為2N至6N的金屬材料所構成；經由前述載氣導入口供給之載氣係通過前述氣體導入管流入至前述內側容器內，自配設於前述蓋體之混合氣體導出口釋出使藉由加熱於前述內側容器內蒸發而成為氣體之薄膜形成用金屬鹵素化合物以及流入至前述內側容器內之載氣混合而成的混合氣體。
- 如請求項1所記載之蒸發原料用容器，其中具有下述結構：前述氣體導入管的頂端延伸至前述內側容器內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物的正上方的位置為止；使前述載氣自前述氣體導入管的頂端向前述內側容器內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物釋出。
- 如請求項1所記載之蒸發原料用容器，其中具有下述結構：前述氣體導入管的頂端為埋設於前述內側容器內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物中的狀態，並且延伸至前述內側容器的底部壁的正上方的位置為止；使前述載氣自前述氣體導入管的頂端向前述內側容器內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物之中釋出。
- 如請求項1所記載之蒸發原料用容器，其中進一步於前述內側容器設有分隔壁，前述分隔壁係用以將前述內側容器的內部分隔為用以構成前述內側容器的上壁之內蓋側的蒸發原料儲留空間以及前述內側容器的底部壁側的載氣擴散空間這兩個空間；於前述分隔壁形成有一個以上的貫通孔；前述蒸發原料用容器係具有下述結構：前述氣體導入管的頂端係貫通前述分隔壁且延伸至前述內側容器的底部壁的正上方的位置為止；使前述載氣自前述氣體導入管的頂端於前述載氣擴散空間釋出，使於前述載氣擴散空間擴散之載氣經由前述貫通孔向儲留前述膜形成用金屬鹵素化合物之蒸發原料儲留空間釋出。
- 如請求項1所記載之蒸發原料用容器，其中進一步於前述內側容器的內部以能夠插入以及取下之方式收容有用以儲留前述薄膜形成用金屬鹵素化合物之托盤；於前述托盤的底部壁形成有一個以上的貫通孔；於前述內側容器的底部壁的周緣部設有用以卡止所收容之托盤的卡止部，藉由前述卡止部於所收容之托盤的下表面與前述內側容器的底部壁之間形成有載氣擴散空間； 前述蒸發原料用容器係具有下述結構：前述氣體導入管的頂端係貫通前述托盤的底部壁且延伸至前述內側容器的底部壁的正上方的位置為止；另外，前述托盤係由與構成前述薄膜形成用金屬鹵素化合物之金屬相同且純度為2N至6N的金屬材料所構成；使前述載氣自前述氣體導入管的頂端於前述載氣擴散空間釋出，使於前述載氣擴散空間擴散之載氣經由前述貫通孔向前述托盤內所儲留之薄膜形成用金屬鹵素化合物釋出。
- 如請求項5所記載之蒸發原料用容器，其中前述托盤係能夠重疊收容於前述內側容器內。
- 如請求項1至6中任一項所記載之蒸發原料用容器，其中於前述內側容器的內部配置一個以上的下述構件：最大長度為1mm至30mm，且與構成前述薄膜形成用金屬鹵素化合物之金屬相同材質。
- 如請求項1至6中任一項所記載之蒸發原料用容器，其中於構成前述蒸發原料用容器的金屬構件的表面實施電解研磨或者化學研磨。
- 如請求項8所記載之蒸發原料用容器，其中於經實施電解研磨或者化學研磨之金屬構件的表面進一步實施氟樹脂塗佈或者陶瓷塗佈。
- 如請求項1至6中任一項所記載之蒸發原料用容器，其中於構成前述蒸發原料用容器的金屬構件的表面實施氟樹脂塗佈或者陶瓷塗佈。
- 如請求項1至6中任一項所記載之蒸發原料用容器，其中進一步具備：緊固構件，係用以將前述外側容器與前述外蓋固定； 前述緊固構件係由螺栓構件以及螺母構件所構成，前述螺栓構件係插入至設於前述外側容器以及前述外蓋的螺栓插入孔，前述螺母構件係能夠螺合並緊固於前述螺栓構件。
- 如請求項1至6中任一項所記載之蒸發原料用容器，其中前述薄膜形成用金屬鹵素化合物為能夠以通式MXn表示之化合物；M係表示構成前述薄膜形成用金屬鹵素化合物之金屬的元素，X係表示鹵素元素，n係表示X的個數。
- 如請求項1至6中任一項所記載之蒸發原料用容器，其中儲留利用化學氣相沈積法進行之成膜所用的蒸發原料。
- 如請求項1至6中任一項所記載之蒸發原料用容器，其中儲留利用原子層沈積法進行之成膜所用的蒸發原料。
- 如請求項1至6中任一項所記載之蒸發原料用容器，其中於較前述混合氣體導出口更靠下游側的氣體流路設置閥；將前述閥設為藉由將使水流通而測定之水置換的值之流量係數值為0.2以上的真空閥。
- 一種固體氣化供給系統，係具備：如請求項1至6中任一項所記載之蒸發原料用容器；以及作為蒸發原料的薄膜形成用金屬鹵素化合物。
- 如請求項16所記載之固體氣化供給系統，其中進一步具備：載氣供給機構，係用以自載氣導入口向前述蒸發原料用容器內供給載氣。
- 如請求項17所記載之固體氣化供給系統，其中將前述蒸發原料用容器的側壁、或者側壁以及底板加熱，將前述蒸發原料用容器內所儲留之薄 膜形成用金屬鹵素化合物加熱，並且對於自載氣導入口供給進而流經氣體導入管而向內側容器內釋出之載氣亦同時進行加熱；使藉由加熱而蒸發的薄膜形成用金屬鹵素化合物以及於前述氣體導入管內經加熱之載氣混合，從而生成混合氣體。
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