WO2020218064A1 - 原料ガス供給システム及び原料ガス供給方法 - Google Patents

原料ガス供給システム及び原料ガス供給方法 Download PDF

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WO2020218064A1
WO2020218064A1 PCT/JP2020/016298 JP2020016298W WO2020218064A1 WO 2020218064 A1 WO2020218064 A1 WO 2020218064A1 JP 2020016298 W JP2020016298 W JP 2020016298W WO 2020218064 A1 WO2020218064 A1 WO 2020218064A1
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WO
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raw material
material gas
vaporizer
gas supply
solid
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Application number
PCT/JP2020/016298
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English (en)
French (fr)
Inventor
庸之 岡部
成幸 大倉
栄一 小森
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation

Definitions

  • This disclosure relates to a raw material gas supply system and a raw material gas supply method.
  • a solid raw material is sublimated in a raw material container, a carrier gas is discharged into the raw material container from a carrier gas introduction path, and the sublimated raw material is supplied to the film forming processing section together with the carrier gas through a raw material gas flow path.
  • the raw material gas supply device to be used is disclosed.
  • the raw material container is configured to be able to accommodate a solid raw material of 5 kg to 60 kg, and when the remaining amount of the raw material container becomes low, the raw material container is replaced.
  • the technology according to the present disclosure makes it possible to easily supply a solid raw material to a raw material gas supply system that supplies a raw material gas generated by vaporizing a solid raw material to a processing apparatus.
  • the replenishing device includes a vaporizing device to be generated, a raw material gas supply pipe for supplying the raw material gas generated by the vaporizing device to the processing device, and a replenishing device for transporting and replenishing a solid raw material to the vaporizing device.
  • a raw material cartridge filled with the solid raw material can be detachably attached, has an accommodating portion for accommodating the solid raw material in the raw material cartridge, and powders the solid raw material contained in the accommodating portion. It is transported to the vaporizer in the state of the body.
  • the solid raw material can be easily replenished to the raw material gas supply system that supplies the raw material gas generated by vaporizing the solid raw material to the processing apparatus.
  • a film forming process for forming a predetermined film such as a metal film are repeatedly performed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”), whereby the wafer is manufactured.
  • the desired semiconductor device is manufactured on top.
  • a solid raw material may be heated and vaporized to be a raw material gas.
  • a solid raw material is sublimated in a raw material container, a carrier gas is discharged into the raw material container from a carrier gas introduction path, and the sublimated raw material is transferred to a raw material gas flow path together with the carrier gas.
  • the raw material gas supply device to be supplied to the film forming processing unit is disclosed. In this raw material gas supply device, when the remaining amount of the solid raw material in the raw material container becomes low, the raw material is replenished by exchanging the raw material container.
  • the raw material gas flow path exposed to the atmosphere when the raw material container is removed is purged, or the raw material container heated for sublimation is used. It is necessary to cool it to a workable temperature, and it takes a long time for replenishment work.
  • the technology according to the present disclosure makes it possible to easily supply the solid raw material to the raw material gas supply system that supplies the raw material gas generated by vaporizing the solid raw material to the processing apparatus.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram schematically showing an outline of the configuration of the raw material gas supply system according to the first embodiment.
  • the raw material gas supply system 1 of this example supplies the raw material gas to the film forming apparatus 500 as a processing apparatus.
  • the film forming apparatus 500 processes a processing container 501 configured to be depressurized, a mounting table 502 provided in the processing container 501 on which the wafer W is horizontally placed, a raw material gas, and the like. It has a gas introduction unit 503 to be introduced into the container 501.
  • a tungsten (W) film is ALD on the surface of the wafer W heated by the heater (not shown) of the mounting table 502 by supplying the raw material gas from the raw material gas supply system 1. It is formed by the (Atomic Layer Deposition) method.
  • the film forming apparatus 500 is configured so that a reaction gas (reducing gas) that reacts with the raw material gas and an inert gas can be supplied from a gas supply source (not shown).
  • the raw material gas supply system 1 supplies, for example, the raw material gas generated by vaporizing WCl 6 which is a solid raw material to the film forming apparatus 500.
  • the raw material gas supply system 1 includes two vaporizers 10 (10A, 10B), a replenishment device 20, and a carrier gas supply source 30.
  • the vaporizer 10 (10A, 10B) contains WCl 6 , which is a solid raw material, and vaporizes the contained solid raw material to generate a raw material gas.
  • the vaporizers 10A and 10B are connected to the film forming apparatus 500 in parallel with each other.
  • the replenishment device 20 transports the solid raw material to the vaporization device 10 (10A, 10B) and replenishes it.
  • the replenishment device 20 is configured so that the raw material cartridge 101 as a raw material replenishment container filled with solid raw materials can be detachably attached.
  • the delivery mechanism 100 included in the replenishment device 20 The raw material cartridge 101 is configured to be detachably attached.
  • the delivery mechanism 100 has an accommodating portion 102 (see FIG. 2 described later) for accommodating the solid raw material in the raw material cartridge 101.
  • the delivery mechanism 100 is connected to the vaporizer 10 (10A, 10B) by a solid raw material supply pipe 110.
  • the solid raw material supply pipe 110 has a common pipe 111 for solid raw materials whose upstream end is connected to the delivery mechanism 100, and branch pipes 112 and 113 for solid raw materials that branch from the downstream end of the common pipe 111. Then, the downstream end of the branch pipe 112 is connected to the vaporizer 10A, and the downstream end of the branch pipe 113 is connected to the vaporizer 10B.
  • the branch pipes 112 and 113 are provided with on-off valves 121 and 122, respectively.
  • the replenishment device 20 sends out the solid raw material stored in the accommodating portion 102 in the form of powder from the delivery mechanism 100, conveys it to the vaporization device 10 (10A, 10B) via the solid material supply pipe 110, and replenishes it. ..
  • the replenishment device 20 conveys the solid raw material in the state of powder sent out from the delivery mechanism 100 to the vaporization device 10 (10A, 10B)
  • the solid raw material is delivered by gravity acting on the solid raw material. Transport.
  • the carrier gas supply source 30 stores the carrier gas and supplies the stored carrier gas to the vaporizer 10 (10A, 10B).
  • the carrier gas supplied from the carrier gas supply source 30 to the vaporizer 10 (10A, 10B) is the raw material gas supply pipe described later together with the raw material gas produced by sublimation of the solid raw material in the vaporizer 10 (10A, 10B). It is supplied to the film forming apparatus 500 via.
  • the carrier gas supply source 30 is connected to the vaporizer 10 (10A, 10B) by the carrier gas supply pipe 50.
  • the carrier gas supply pipe 50 has a common pipe 51 for carrier gas whose upstream end is connected to the carrier gas supply source 30, and branch pipes 52 and 53 for carrier gas that branch from the downstream end of the common pipe 51.
  • the downstream end of the branch pipe 52 is connected to the vaporizer 10A, and the downstream end of the branch pipe 53 is connected to the vaporizer 10B.
  • the branch pipes 52 and 53 are provided with on-off valves 71 and 72, which are carrier gas supply valves, respectively.
  • the vaporizer (10A, 10B) and the film forming apparatus 500 are connected by the raw material gas supply pipe 60.
  • the raw material gas supply pipe 60 has a common pipe 61 for raw material gas whose downstream end is connected to the film forming apparatus 500, and branch pipes 62 and 63 for raw material gas branching from the upstream end of the common pipe 61.
  • the upstream end of the branch pipe 62 is connected to the vaporizer 10A, and the upstream end of the branch pipe 63 is connected to the vaporizer 10B.
  • the common pipe 61 is provided with a mass flow meter 73 and a flow rate control valve 74 in this order from the upstream side, and the branch pipes 62 and 63 are provided with on-off valves 75 and 76 as raw material gas supply valves, respectively. ing.
  • the control device U is provided in the raw material gas supply system 1 configured as described above.
  • the control device U is composed of, for example, a computer equipped with a CPU, a memory, or the like, and has a program storage unit (not shown).
  • the program storage unit also stores a program for controlling various mechanisms and valves (including a shutter) to realize a film forming process including a raw material gas supply process using the raw material gas supply system 1.
  • the program may be recorded on a computer-readable storage medium and may be installed on the control device U from the storage medium. Further, a part or all of the program may be realized by dedicated hardware (circuit board).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an outline of the configuration of the delivery mechanism 100.
  • the delivery mechanism 100 is configured such that the raw material cartridge 101 can be attached and detached. Further, the delivery mechanism 100 has an accommodating portion 102 for accommodating the solid raw material in the raw material cartridge 101.
  • the raw material cartridge 101 is a container filled with a solid raw material, and more specifically, a portable solid raw material (hereinafter, may be referred to as “powder raw material”) in a powder state is stored in an airtight state. It is a container. Further, the "powder” means a powder having a particle size of 10 mm or less.
  • the filling of the raw material cartridge 101 with the powder raw material is performed from a storage container for the powder raw material stored in an airtight state in a tri-box provided in an environment-controlled dry booth.
  • the humidity of the dry booth is maintained at, for example, 2% to 4%, and the humidity of the dry box is maintained at, for example, 0.5 to 1.5%. This prevents the powder raw material before being filled in the raw material cartridge 101 from reacting with water, oxygen and nitrogen.
  • the powder raw material may be heated by a heating means such as a heater and then filled in the raw material cartridge 101.
  • the raw material cartridge 101 has a mouth portion 101a, which is an opening for taking in and out the powder raw material, on the bottom wall thereof.
  • the mouth portion 101a is formed at a position corresponding to the supply port 102d described later in a state where the raw material cartridge 101 is housed in the storage portion 102.
  • the raw material cartridge 101 has a shutter 101b which is a plate-shaped member capable of opening and closing the mouth portion 101a.
  • the shutter 101b When the shutter 101b is opened, the inside and the outside of the raw material cartridge 101 communicate with each other via the mouth 101a, and the powder raw material inside the raw material cartridge 101 can be discharged to the outside through the mouth 101a. It becomes.
  • the shutter 101b when the shutter 101b is closed, the communication between the inside and the outside of the raw material cartridge 101 is cut off, and the powder raw material inside the raw material cartridge 101 cannot be discharged to the outside. Further, if the shutter 101b is closed, it is possible to prevent the powder raw material filled in the raw material cartridge 101 from reacting with moisture, oxygen and nitrogen even after the raw material cartridge 101 is taken out from the dry box into the atmosphere. can do.
  • the raw material cartridge 101 has an extrusion mechanism 101c which is a mechanism for pushing out the powder raw material stored inside the raw material cartridge 101.
  • the extrusion mechanism 101c is configured so that the powder raw material can be extruded continuously or intermittently, and for example, a screw feeder can be used as the extrusion mechanism 101c.
  • a screw feeder By opening the shutter 101b and pushing out the powder raw material stored inside the raw material cartridge 101 by the extrusion mechanism 101c, the powder raw material inside the raw material cartridge 101 passes through the mouth 101a of the raw material cartridge 101. It is discharged to the outside so that it falls.
  • the discharge amount of the powder raw material per unit time can be adjusted by controlling the rotational degree of the screw of the screw feeder.
  • the accommodating portion 102 accommodates the powder raw material in the raw material cartridge 101.
  • the raw material cartridge 101 filled with the powder raw material is accommodated, and more specifically, the raw material cartridge 101 is attached and detached. Contain as much as possible.
  • the accommodating portion 102 is configured so that the powder raw material inside the raw material cartridge 101 can be sent to the solid raw material supply pipe 110 while maintaining the airtight state.
  • the accommodating portion 102 has a substantially rectangular parallelepiped main body 102a having an open upper end. Since the upper end of the main body 102a is opened as described above, the raw material cartridge 101 can be inserted from above. However, the main body 102a may have a side end opened so that the raw material cartridge 101 can be inserted from the side.
  • the accommodating portion 102 has a lid 102b that opens and closes the opening at the upper end of the main body 102a.
  • the lid 102b is attached on the upper end of the main body 102a via a sealing member 102c such as an O-ring so as to be detachable and airtightly sealed inside the accommodating portion 102.
  • the accommodating unit 102 has a supply port 102d which is an opening for sending the powder raw material in the raw material cartridge 101 housed in the accommodating unit 102 to the outside of the accommodating unit 102.
  • the upstream end of the solid raw material supply pipe 110 specifically, the upstream end of the common pipe 111 for solid raw materials is connected to the supply port 102d.
  • the powder raw material discharged from the inside of the raw material cartridge 101 so as to fall through the mouth portion 101a is sent out to the solid raw material supply pipe 110 via the supply port 102d.
  • the sent out powder raw material is conveyed to the vaporizer 10 (10A, 10B) by gravity acting on the powder raw material.
  • the accommodating portion 102 has a shutter 102e which is a plate-shaped member capable of opening and closing the supply port 102d.
  • the accommodating portion 102 and the vaporizer 10 (10A, 10B) communicate with each other via the supply port 102d.
  • the shutter 102e is closed, the communication between the accommodating portion 102 and the vaporizer 10 (10A, 10B) is cut off.
  • the closed space S inside the accommodating portion 102 is configured to be pressurizable, and the closed space S is purged with a purge gas (for example, an inert gas such as argon gas).
  • a purge gas for example, an inert gas such as argon gas.
  • the purge gas is supplied from the gas supply source 103 into the accommodating portion 102 from the port 102f provided in the accommodating portion 102 through the gas supply pipe 104 provided with the valve 105.
  • the inside of the accommodating portion 102 is configured to be exhaustable by an exhaust mechanism (not shown).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of the configuration of the solid raw material supply pipe 110.
  • the solid raw material supply pipe 110 has a common pipe 111 for solid raw materials, that is, for powder raw materials, and branch pipes 112 and 113.
  • the common pipe 111 is a straight pipe and is provided so as to extend in the vertical direction. As a result, the powder raw material sent out from the delivery mechanism 100 is smoothly conveyed to the downstream end of the common pipe 111 that branches to the branch pipes 112 and 113 by the gravity acting on the powder raw material.
  • branch pipes 112 and 113 are linear pipes, respectively, and are provided so as to be inclined with respect to the vertical and horizontal planes, that is, to extend in an oblique direction. As a result, the powder raw material that has reached the upstream end of the branch pipes 112 and 113 is smoothly conveyed to the vaporizer 10 (10A, 10B) along the wall surface of the branch pipes 112 and 113 by gravity.
  • the on-off valve 122 provided in the branch pipe 113 is a plate-shaped member, and when the branch pipe 113 is closed, the on-off valve 122 extends in an oblique direction and its tip is extended. It is provided so as to be located in the branch pipe 112.
  • the powder raw material is sent out from the delivery mechanism 100 in a state where the branch pipe 113 is blocked by the on-off valve 122, so that the powder raw material is supplied to the vaporizer 10B.
  • the powder raw material that has reached the downstream end of the common pipe 111 can be smoothly moved to the vaporizer 10A along the on-off valve 122 and the branch pipe 112 while shutting off.
  • the on-off valve 121 provided in the branch pipe 112 is a plate-shaped member, and when the branch pipe 112 is closed, the on-off valve 121 extends in an oblique direction and has a tip thereof. Is provided so as to be located in the branch pipe 113.
  • the powder raw material is sent out from the delivery mechanism 100 in a state where the branch pipe 113 is blocked by the on-off valve 121, so that the powder raw material is supplied to the vaporizer 10A.
  • the powder raw material that has reached the downstream end of the common pipe 111 can be smoothly moved to the vaporizer 10B along the on-off valve 121 and the branch pipe 113 while shutting off.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an outline of the configuration of the vaporizer 10A.
  • the vaporizer 10A has a cylindrical container 201 for accommodating the powder raw material conveyed from the replenishment device 20.
  • the top wall of the container 201 is formed with an opening 201a to which the downstream end of the branch pipe 112 for solid raw materials is connected.
  • the powder raw material conveyed from the replenishing device 20 is housed in the vaporizing device 10A through the opening 201a.
  • the opening 201a is provided with a shutter 201b as a shutoff valve which is a plate-shaped member capable of opening and closing the opening 201a.
  • a filter 202 is provided inside the container 201 so as to extend in the horizontal direction.
  • the powder raw material conveyed from the replenishment device 20 is accumulated on the filter 202.
  • the filter 202 is for holding the powder raw material R in a desired position in the container 201.
  • the filter 202 is formed of a porous material having pores having a diameter that does not allow the powder raw material R to pass through but allows the carrier gas to pass through.
  • an opening 201c to which the downstream end of the branch pipe 52 for carrier gas is connected is formed on the wall facing the opening 201a with the filter 202 in between. Further, on the wall of the container 201 located between the filter 202 and the opening 201a, an opening 201d to which the upstream end of the branch pipe 62 for the raw material gas is connected is formed.
  • the carrier gas supplied through the branch pipe 52 and the opening 201c passes through the filter 202 and further passes between the powder raw materials R. After that, the carrier gas is supplied to the film forming apparatus 500 through the opening 201d and the branch pipe 62 together with the raw material gas generated by sublimating the powder raw material R.
  • a heating unit 203 such as a jacket heater is provided around the container 201.
  • the heating unit 203 heats the container 201 and promotes the sublimation of the powder raw material in the container 201. Further, for example, from the viewpoint of improving the operating rate, the heating unit 203 preheats the container 201 so that the temperature of the container 201 becomes a predetermined temperature (for example, 120 ° C. to 130 ° C. lower than the sublimation temperature of WCl 6 ). You may.
  • the configuration of the vaporizer 10B is the same as that of the vaporizer 10A.
  • the container, shutter, and heating unit of the vaporizer 10B may be referred to as the container 201, shutter 201b, and heating unit 203, as in the case of the vaporizer 10A.
  • FIGS. 5 and 6 the valve in the open state is painted white, the valve in the closed state is painted black, and the pipe through which the powder raw material, the carrier gas, and the raw material gas are distributed is shown by a thick line.
  • the description of the open / closed state of the valve will be omitted.
  • the vaporizer 10B is in a state where the powder raw material needs to be replenished and the vaporizer 10A is in a state where the powder raw material needs to be replenished at the start of the treatment.
  • the shutter 201b (see FIG. 4) of the vaporizer 10B is closed, and the vaporizer 10B is heated by the heating unit 203.
  • the on-off valve of the branch pipe 53 for the carrier gas is opened and closed.
  • 72 is opened, and the on-off valve 76 of the branch pipe 63 for the raw material gas is opened.
  • the powder raw material in the container 201 of the vaporization device 10B that communicates with the film forming apparatus 500 and is depressurized is sublimated to generate a raw material gas, which is supplied to the film forming apparatus 500 by the carrier gas.
  • WCl 6 When supplied to the film forming apparatus 500, WCl 6 is adsorbed on the surface of the wafer W heated by the heater (not shown) of the mounting table 502. Then, after a predetermined time has elapsed, the on-off valve 76 of the branch pipe 63 for the raw material gas is closed, and the supply of the raw material gas to the film forming apparatus 500 is stopped. Next, an inert gas as a replacement gas is supplied to the film forming apparatus 500, and after the gas in the processing container 501 is replaced, for example, H 2 is supplied to the film forming apparatus 500 as a reaction gas. As a result, WCl 6 adsorbed on the wafer W is reduced by H 2 to form, for example, a tungsten film having a single atomic layer.
  • the replacement gas is supplied to the film forming apparatus 500, and the gas in the processing container 501 is replaced.
  • the on-off valve 76 of the branch pipe 63 for the raw material gas is opened, the supply of the raw material gas is restarted.
  • the powder raw material is replenished to the vaporizer 10A.
  • the raw material gas can be supplied from the vaporizing device 10B to the film forming apparatus 500
  • the solid raw material is transported from the replenishing device 20 to the vaporizing device 10A and replenished.
  • the on-off valve 122 of the branch pipe 113 for solid raw materials is in the closed state
  • the on-off valve 121 of the branch pipe 112 is in the open state
  • the shutter 201b of the vaporizer 10A is in the open state.
  • the shutters 101b and 102e (see FIG. 2) of the replenishment device 20 are also opened.
  • the extrusion mechanism 101c of the raw material cartridge 101 of the replenishment device 20 is driven.
  • the powder raw material inside the raw material cartridge 101 is sent out from the delivery mechanism 100 via the mouth portion 101a and the supply port 102d, and is sent to the vaporizer 10A via the common pipe 111 and the branch pipe 112 for the solid raw material. Be transported.
  • the drive of the extrusion mechanism 101c is stopped at the timing when a desired amount of the powder raw material is supplied to the vaporizer 10A, specifically, at the timing when a predetermined time has elapsed from the start of driving the extrusion mechanism 101c. ..
  • the shutters 101b and 102e of the replenishing device 20 and the shutter 201b of the vaporizing device 10A are closed, and the replenishment of the powder raw material to the vaporizing device 10A is completed.
  • the film is formed. Since the amount of powder raw material in the vaporizer 10B is reduced, the supply source of the raw material gas is switched to the vaporizer 10A. First, as shown in FIG. 6, the on-off valve 76 of the branch pipe 63 for the raw material gas and the on-off valve 72 of the branch pipe 52 for the carrier gas are closed, and the shutter 201b of the vaporizer 10B is closed. ..
  • the shutter 201b of the vaporizer 10A is closed, the on-off valve 71 of the branch pipe 52 for the carrier gas is opened while the vaporizer 10A is heated by the heating unit 203, and the branch for the raw material gas is branched.
  • the on-off valve 75 of the pipe 62 is opened.
  • the tungsten film having a desired thickness is formed on the wafer W by repeating the supply of the raw material gas, the supply of the replacement gas, the supply of the reaction gas, and the supply of the replacement gas a plurality of times.
  • the powder raw material is replenished to the vaporizer 10B.
  • the raw material gas can be supplied from the vaporizing device 10A to the film forming apparatus 500
  • the solid raw material is transported from the replenishing device 20 to the vaporizing device 10B and replenished.
  • the on-off valve 121 of the branch pipe 112 for solid raw materials is closed, and the on-off valve 122 of the branch pipe 113 is open, and the shutter 201b of the vaporizer 10B is open.
  • the shutters 101b and 102e of the replenishment device 20 are also opened.
  • the extrusion mechanism 101c of the raw material cartridge 101 of the replenishment device 20 is driven.
  • the powder raw material inside the raw material cartridge 101 is sent out from the delivery mechanism 100 via the mouth portion 101a and the supply port 102d, and is sent to the vaporizer 10B via the common pipe 111 and the branch pipe 113 for solid raw materials. Be transported.
  • the drive of the extrusion mechanism 101c is stopped at the timing when the desired amount of the powder raw material is supplied to the vaporizer 10B.
  • the shutters 101b and 102e of the replenishing device 20 and the shutter 201b of the vaporizing device 10B are closed, and the replenishment of the powder raw material to the vaporizing device 10B is completed.
  • the heating of the vaporizers 10A and 10B by the heating unit 203 is stopped. Further, when the powder raw material is replenished to the vaporizers 10A and 10B, the solid raw material supply pipe 110 may be purged before the replenishment is started. Further, when performing this purging, an exhaust line for exhausting the purge gas may be provided in the solid raw material supply pipe 110.
  • the powder raw material is replenished to the delivery mechanism 100 of the replenishment device 20 as follows. For example, when the amount of powder raw material stored inside the raw material cartridge 101 monitored by the mass flow meter downstream of the system becomes less than a predetermined amount, the shutters 101b and 102e are closed, and then the shutters 101b and 102e are closed.
  • the lid 102b is removed, and the new raw material cartridge 101 filled with the powder raw material is attached to the accommodating portion 102 by replacing the raw material cartridge 101 with a small amount of the powder raw material. That is, the powder raw material is replenished to the delivery mechanism 100 of the replenishment device 20 by exchanging the raw material cartridge. After the new raw material cartridge 101 is attached, the lid 102b is attached. After that, the inside of the accommodating portion 102 is purged using the gas supply source 103 and the discharge mechanism (not shown), and the replenishment process of the powder raw material to the delivery mechanism 100 of the replenishment device 20 is completed.
  • the raw material gas supply system 1 accommodates the powder raw material, vaporizes the contained powder raw material, and generates the raw material gas.
  • a raw material gas supply pipe 60 that supplies the raw material gas generated by 10 (10A, 10B) to the film forming apparatus 500, and a replenishing device 20 that conveys and replenishes the powder raw material to the vaporizer 10 (10A, 10B).
  • the replenishment device 20 is configured so that the raw material cartridge 101 filled with the powder raw material can be detachably attached, and has an accommodating portion 102 for accommodating the solid raw material in the raw material cartridge 101, and accommodating the accommodating portion 102.
  • the produced powder raw material is conveyed to the vaporizer 10 (10A, 10B). Therefore, since the powder raw material is transported and replenished by the replenishment device 20, it is not necessary to remove the vaporizer 10 (10A, 10B), which is also a raw material container for accommodating the powder raw material, from the raw material gas supply pipe 60 at the time of the replenishment.
  • the raw material gas supply pipe 60 is not exposed to the atmosphere. Therefore, it is not necessary to purge the raw material gas supply pipe 60. Further, since the work on the vaporizer 10 (10A, 10B) is not required when replenishing the powder raw material, the vaporizer 10 (10A, 10B) does not need to be cooled or hardly needs to be cooled.
  • the solid raw material can be easily replenished. Unlike gas and liquid, solid raw materials cannot be expected to transfer heat by convection heat conduction, so it takes a long time to heat the raw materials themselves.
  • the two vaporizers 10 A configuration in which solid raw materials are alternately replenished in 10A and 10B can be adopted.
  • the solid raw material is replenished to the other vaporizer and the solid raw material is heated by the other vaporizer while the raw material gas is being supplied from one vaporizer. be able to. Therefore, even when a solid raw material that requires a long time for heating is used, it is possible to prevent the throughput of the film forming process from being lowered due to the waiting time until the solid raw material is heated to a desired temperature. Further, as in Patent Document 1, when the exchange target when supplying the raw material to the raw material gas supply system is the raw material container and also serves as a vaporizer for sublimating the solid raw material, depending on the structure of the raw material container, during transportation, etc.
  • the replacement target is the raw material cartridge 101 and does not also serve as a vaporizer, it is not necessary to pay attention to the transportation and the like, and the work required for replenishment becomes easy. Further, according to the present embodiment, since it is not necessary to purge the raw material gas supply pipe 60 or the like, the replacement target filled with the raw material (raw material cartridge 101 in the present embodiment) can be easily replaced.
  • the container to be exchanged When the exchange target filled with the raw material cannot be easily exchanged, the container to be exchanged may be enlarged and the container may be filled with a large amount of solid raw material in order to reduce the frequency of the exchange work.
  • a large amount of a very expensive material such as WCl 6 is filled in one container to be replaced, a large loss will be incurred when a problem occurs in the container due to an accident or the like during the replacement work. become. Therefore, it is difficult for semiconductor manufacturers to introduce a method of filling a container to be replaced with a large amount of solid raw materials to reduce the frequency of replacement work.
  • the replacement target filled with the raw material can be easily replaced, even if the frequency of the replacement work is increased, it does not impose a burden on the operator. Therefore, the replacement target is used as a raw material replenishment method. (Container) can be filled with a relatively small amount of raw material and replaced in detail. This method is easy for semiconductor manufacturers to introduce.
  • the raw material gas supply system 1 has two vaporizers 10A and 10B connected in parallel to each other. Then, when one of the vaporizing devices 10A and 10B is in a state where the raw material gas can be supplied to the film forming apparatus 500, the powder raw material is conveyed and replenished from the replenishing device 20 to the other of the vaporizing devices 10A and 10B. There is. Therefore, it is not necessary to stop the raw material gas supply system 1 when replenishing the powder raw material, and the supply of the raw material gas can be continued. Therefore, the throughput of the film forming process can be improved.
  • the replenishing device 20 and the vaporizing device 10 (10A, 10B) are supplied.
  • a shutoff valve for blocking communication between the replenishment device 20 and the vaporization device 10 (10A, 10B) may be provided in the solid raw material supply pipe 110, and more specifically, the branch pipe 112 of the solid raw material supply pipe 110, It may be provided in 113.
  • FIG. 7 is a system configuration diagram schematically showing an outline of the configuration of the raw material gas supply system according to the second embodiment.
  • the raw material gas supply system 1a of this example supplies the raw material gas to the film forming apparatus 500 as a processing apparatus.
  • the raw material gas supply system 1 of FIG. 1 includes a replenishment device 20 that transports and replenishes the powder raw material by gravity acting on the powder raw material.
  • the raw material gas supply system 1a of FIG. 7 includes a replenishment device 300 that transports and replenishes the powder raw material by the carrier gas.
  • the replenishment device 300 has the delivery mechanism 100 of FIG. 2 like the replenishment device 20 of FIG. Then, the upper end of the connection pipe 301 made of a linear pipe is connected to the supply port 102d of the delivery mechanism 100. A container 302 is connected to the lower end of the connecting pipe 301. The powder raw material delivered from the supply port 102d of the delivery mechanism 100 falls due to gravity, passes through the connecting pipe 301, is housed in the container 302, and is stored in the bottom of the container 302.
  • Two openings 302a and 302b are provided on the side wall of the container 302.
  • a carrier gas supply mechanism 310 that stores carrier gas and supplies the stored carrier gas to the container 302 is connected to the opening 302a. Specifically, the downstream end of the carrier gas supply pipe 311 of the carrier gas supply mechanism 310 is connected, and the carrier gas supply source 312 is connected to the upstream end of the carrier gas supply pipe 311.
  • the carrier gas supply pipe 311 is provided with an on-off valve 313.
  • the powder raw material supply pipe 320 through which the powder raw material conveyed by the carrier gas flows is connected to the opening 302b.
  • the powder raw material supply pipe 320 has a common pipe 321 for powder raw materials whose upstream end is connected to the container 302, and branch pipes 322 and 323 for powder raw materials that branch from the downstream end of the common pipe 321. Then, the upstream end of the common pipe 321 is connected to the opening 302b of the container 302, the downstream end of the branch pipe 322 is connected to the opening 201a of the vaporizer 10A, and the downstream end of the branch pipe 323 is connected to the opening 201a of the vaporizer 10B. Has been done.
  • the branch pipes 322 and 323 are provided with on-off valves 331 and 332, respectively.
  • the carrier gas supplied from the carrier gas supply mechanism 310 to the container 302 causes the powder raw material stored in the container 302 to be vaporized by the vaporizer 10A or the vaporization device 300 through the opening 302a and the powder raw material supply pipe 320. It can be transported to the device 10B and replenished.
  • the vaporizing device 10A When the powder raw material is replenished by the replenishing device 300, the vaporizing device 10A is provided so that the filter 202 extends in the vertical direction, for example, unlike the example of FIG. Therefore, the powder raw material conveyed to the vaporizer 10A by the carrier gas collides with the filter 202, falls along the filter 202, and is accumulated on the bottom wall of the vaporizer 10A. The same applies to the vaporizer 10B.
  • an exhaust line may be provided in the container 201.
  • one raw material cartridge 101 is attached to the delivery mechanism 100, but a plurality of raw material cartridges 101 may be attached.
  • the extrusion mechanism 101c is provided in the raw material cartridge 101.
  • a similar extrusion mechanism is provided in the accommodating portion in the delivery mechanism 100, the powder raw material in the raw material cartridge is once moved to the accommodating portion by gravity, and then the extrusion mechanism in the accommodating portion is used.
  • the powder raw material may be sent out from (the replenishment port) of the accommodating portion.
  • the raw material cartridge 101 was previously filled with a solid raw material in a powder state. Instead of this, a mechanism for turning the solid raw material taken out from the raw material cartridge into a powder state may be provided in the delivery mechanism 100.
  • a raw material gas supply system that supplies a raw material gas generated by vaporizing a solid raw material to a processing apparatus.
  • a vaporizer that accommodates the solid raw material and vaporizes the contained solid raw material to generate a raw material gas.
  • a raw material gas supply pipe that supplies the raw material gas generated by the vaporizer to the processing device, and
  • a replenishment device for transporting and replenishing solid raw materials to the vaporizer is provided.
  • the replenishment device The raw material cartridge filled with the solid raw material is configured to be detachably attached. It has an accommodating portion for accommodating the solid raw material in the raw material cartridge.
  • a raw material gas supply system for transporting the solid raw material contained in the storage portion to the vaporizer in the form of powder.
  • the solid raw material since the solid raw material is transported and replenished in the powder state by the replenishment device, it is necessary to remove the vaporizer, which is also a raw material container for accommodating the solid raw material, from the raw material gas supply pipe at the time of the replenishment.
  • the raw material gas supply pipe is not exposed to the atmosphere. Therefore, it is not necessary to purge the raw material gas supply pipe.
  • replenishing the solid raw material it is not necessary to work on the vaporizer, so that it is not necessary to provide a long cooling time for the vaporizer. Therefore, the solid raw material can be easily replenished.
  • a plurality of the vaporizers connected in parallel to each other and When a part of the plurality of vaporizers is in a state where the raw material gas can be supplied to the processing device, a control signal is output so that the solid raw material is transported from the replenishment device to the other vaporizers and replenished.
  • the raw material gas supply system according to any one of (1) to (4) above, comprising a control device configured as described above. According to the above (5), the raw material gas can be continuously supplied even when the solid raw material is replenished.
  • the vaporization device is provided with a raw material gas supply valve that shuts off the supply of the raw material gas from the vaporizer when the solid raw material is being conveyed to the vaporizer.
  • the raw material gas supply system according to any one of (6).
  • a raw material gas supply method for supplying a raw material gas generated by vaporizing a solid raw material to a processing apparatus.
  • the step of transporting and replenishing the solid raw material is A raw material gas supply method in which a raw material cartridge filled with a solid raw material is detachably attached to a replenishment device, and the solid raw material in the raw material cartridge is conveyed to the vaporizer in a powder state.

Abstract

固体原料を気化して生成された原料ガスを処理装置に供給する原料ガス供給システムであって、前記固体原料を収容し、収容した固体原料を気化して原料ガスを生成する気化装置と、前記気化装置で生成された原料ガスを前記処理装置に供給する原料ガス供給管と、前記気化装置に固体原料を搬送して補給する補給装置と、を備え、前記補給装置は、前記固体原料が充填された原料カートリッジが着脱可能に取り付けられるように構成され、前記原料カートリッジ内の固体原料を収容する収容部を有し、前記収容部に収容された前記固体原料を粉体の状態で前記気化装置に搬送する。

Description

原料ガス供給システム及び原料ガス供給方法
　本開示は、原料ガス供給システム及び原料ガス供給方法に関する。
　特許文献１には、原料容器にて固体原料を昇華させると共に、原料容器にキャリアガス導入路からキャリアガスを吐出し、昇華した原料をキャリアガスと共に原料ガス流路にて成膜処理部に供給する原料ガス供給装置が開示されている。この原料ガス供給装置では、原料容器が５ｋｇ～６０ｋｇの固体原料を収容可能に構成されており、この原料容器の残量が少なくなると、原料容器の交換が行われる。
特開２０１６－１９１１４０号公報
　本開示にかかる技術は、固体原料を気化して生成された原料ガスを処理装置に供給する原料ガス供給システムに、簡単に固体原料を補給することができるようにする。
　本開示の一態様は、固体原料を気化して生成された原料ガスを処理装置に供給する原料ガス供給システムであって、前記固体原料を収容し、収容した固体原料を気化して原料ガスを生成する気化装置と、前記気化装置で生成された原料ガスを前記処理装置に供給する原料ガス供給管と、前記気化装置に固体原料を搬送して補給する補給装置と、を備え、前記補給装置は、前記固体原料が充填された原料カートリッジが着脱可能に取り付けられるように構成され、前記原料カートリッジ内の固体原料を収容する収容部を有し、前記収容部に収容された前記固体原料を粉体の状態で前記気化装置に搬送する。
　本開示によれば、固体原料を気化して生成された原料ガスを処理装置に供給する原料ガス供給システムに、簡単に固体原料を補給することができる。
第１実施形態にかかる原料ガス供給システムの構成の概略を模式的に示すシステム構成図である。 送出機構の構成の概略を示す断面図である。 固体原料供給管の構成の概略を示す断面図である。 気化装置の構成の概略を示す断面図である。 原料ガス供給システムを用いた原料ガス供給処理を含む成膜処理の一工程の説明図である。 原料ガス供給システムを用いた原料ガス供給処理を含む成膜処理の他の工程の説明図である。 第２実施形態にかかる原料ガス供給システムの構成の概略を模式的に示すシステム構成図である。
　例えば、半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）に対して、金属膜等の所定の膜を形成する成膜処理等の各種処理が繰り返し行われ、これにより、ウェハ上に所望の半導体デバイスが製造される。
　ところで、成膜処理では、固体原料を加熱して気化させ、原料ガスとすることがある。
　例えば、特許文献１には、前述のように、原料容器にて固体原料を昇華させると共に、原料容器にキャリアガス導入路からキャリアガスを吐出し、昇華した原料をキャリアガスと共に原料ガス流路にて成膜処理部に供給する原料ガス供給装置が開示されている。この原料ガス供給装置では、原料容器内の固体原料の残量が少なくなると、原料容器の交換により原料の補給が行われる。
　しかし、原料容器の交換により原料容器に原料を補給する方法では、例えば、原料容器を取り外したときに大気に曝される原料ガス流路をパージしたり、昇華のために加熱される原料容器を作業可能な温度まで冷却したりする必要があり、補給作業に長時間を要する。
　そこで、本開示にかかる技術は、固体原料を気化して生成された原料ガスを処理装置に供給する原料ガス供給システムに、簡単に固体原料を補給することができるようにする。
　以下、本実施形態にかかる原料ガス供給システム及び原料ガス供給方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態にかかる原料ガス供給システムの構成の概略を模式的に示すシステム構成図である。本例の原料ガス供給システム１は、処理装置としての成膜装置５００に原料ガスを供給する。
　図１に示すように、成膜装置５００は、減圧可能に構成された処理容器５０１と、処理容器５０１内に設けられウェハＷが水平に載置される載置台５０２と、原料ガス等を処理容器５０１内に導入するガス導入部５０３とを有する。この成膜装置５００では、原料ガス供給システム１から原料ガスが供給されることにより、載置台５０２のヒータ（図示せず）で加熱されたウェハＷの表面に、例えばタングステン（Ｗ）膜がＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法によって形成される。なお、成膜装置５００は、原料ガス以外に、原料ガスと反応する反応ガス（還元ガス）や、不活性ガスがガス供給源（図示せず）から供給可能に構成されている。
　上述のように成膜装置５００にてＷ膜を形成する場合、原料ガス供給システム１は、例えば、固体原料であるＷＣｌ６を気化して生成された原料ガスを成膜装置５００に供給する。
　原料ガス供給システム１は、二台の気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）と、補給装置２０と、キャリアガス供給源３０とを備える。
　気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、固体原料であるＷＣｌ６を収容し、収容した固体原料を気化させて原料ガスを生成する。気化装置１０Ａ、１０Ｂは、成膜装置５００に対し、互いに並列に接続されている。
　補給装置２０は、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に固体原料を搬送して補給する。本実施形態において、補給装置２０は、固体原料が充填された原料補充容器としての原料カートリッジ１０１が着脱可能に取り付けられるように構成され、具体的には、補給装置２０が有する送出機構１００が、原料カートリッジ１０１が着脱可能に取り付けられるように構成されている。また、送出機構１００は、後述するように、原料カートリッジ１０１内の固体原料を収容する収容部１０２（後述の図２参照）を有している。さらに、送出機構１００は、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）と、固体原料供給管１１０により接続されている。
　固体原料供給管１１０は、上流端が送出機構１００に接続される固体原料用の共通管１１１と、共通管１１１の下流端から分岐する固体原料用の分岐管１１２、１１３とを有する。そして、分岐管１１２の下流端が気化装置１０Ａに接続され、分岐管１１３の下流端が気化装置１０Ｂに接続されている。分岐管１１２、１１３には、それぞれ開閉弁１２１、１２２が設けられている。
　そして、補給装置２０は、収容部１０２に収容された固体原料を粉体の状態で送出機構１００から送り出し、固体原料供給管１１０を介して、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に搬送し補給する。本実施形態においては、補給装置２０は、送出機構１００から送り出した粉体の状態の固体原料を気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に搬送する際、当該固体原料に作用する重力により当該固体原料を搬送する。
　キャリアガス供給源３０は、キャリアガスを貯留し、貯留したキャリアガスを気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に供給する。キャリアガス供給源３０から気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に供給されたキャリアガスは、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）において固体原料が昇華して生成された原料ガスと共に、後述の原料ガス供給管を介して、成膜装置５００に供給される。
　また、キャリアガス供給源３０は、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）と、キャリアガス供給管５０により接続されている。キャリアガス供給管５０は、上流端がキャリアガス供給源３０に接続されるキャリアガス用の共通管５１と、共通管５１の下流端から分岐するキャリアガス用の分岐管５２、５３とを有する。そして、分岐管５２の下流端が気化装置１０Ａに接続され、分岐管５３の下流端が気化装置１０Ｂに接続されている。なお、分岐管５２、５３には、それぞれキャリアガス供給弁である開閉弁７１、７２が設けられている。
　さらに、原料ガス供給システム１では、気化装置（１０Ａ、１０Ｂ）と成膜装置５００とが、原料ガス供給管６０により接続されている。原料ガス供給管６０は、下流端が成膜装置５００に接続される原料ガス用の共通管６１と、共通管６１の上流端から分岐する原料ガス用の分岐管６２、６３とを有する。そして、分岐管６２の上流端が気化装置１０Ａに接続され、分岐管６３の上流端が気化装置１０Ｂに接続されている。なお、共通管６１には、上流側から順に、マスフローメータ７３、流量制御弁７４が設けられており、分岐管６２、６３には、それぞれ原料ガス供給弁としての開閉弁７５、７６が設けられている。
　以上のように構成される原料ガス供給システム１には、制御装置Ｕが設けられている。制御装置Ｕは、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、各種機構や各種弁（シャッタを含む）等を制御して、原料ガス供給システム１を用いた原料ガス供給処理を含む成膜処理等を実現するためのプログラムも格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御装置Ｕにインストールされたものであってもよい。また、プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。
　続いて、補給装置２０が有する送出機構１００について図２を用いて説明する。図２は、送出機構１００の構成の概略を示す断面図である。
　送出機構１００は、前述のように、原料カートリッジ１０１が着脱可能に構成されている。また、送出機構１００は、原料カートリッジ１０１内の固体原料を収容する収容部１０２を有する。
　原料カートリッジ１０１は、固体原料が充填される容器であり、より具体的には、粉体状態の固体原料（以下、「粉体原料」ということがある。）を気密状態で収納する可搬性の容器である。また、「粉体」とは、その粒径が１０ｍｍ以下のものをいう。
　原料カートリッジ１０１への粉体原料の充填は、環境制御されたドライブース内に設けられたトライボックス内で、気密状態で保管されている粉体原料の保管容器から行われる。
　上記ドライブースの湿度は、例えば２％～４％に保持され、上記ドライボックスの湿度は、例えば０．５～１．５％に保持される。これにより、原料カートリッジ１０１内に充填される前の粉体原料が水分、酸素及び窒素と反応することを防止している。なお、上記ドライボックス内において、ヒータ等の加熱手段により粉体原料を加熱してから原料カートリッジ１０１に充填してもよい。
　また、原料カートリッジ１０１は、粉体原料を出し入れする開口である口部１０１ａを、その底壁に有する。口部１０１ａは、原料カートリッジ１０１が収容部１０２に収容された状態で後述の補給口１０２ｄと対応する位置に形成されている。
　さらに、原料カートリッジ１０１は、口部１０１ａを開閉可能な板状部材であるシャッタ１０１ｂを有する。
　シャッタ１０１ｂが開状態とされると、口部１０１ａを介して原料カートリッジ１０１の内部と外部とが連通し、原料カートリッジ１０１の内部の粉体原料を、口部１０１ａを介して、外部に吐出可能となる。
　一方、シャッタ１０１ｂが閉状態とされると、原料カートリッジ１０１の内部と外部との連通が遮断され、原料カートリッジ１０１の内部の粉体原料を外部に吐出不可能な状態となる。また、シャッタ１０１ｂを閉状態としておけば、原料カートリッジ１０１をドライボックス内から大気中に取り出した後でも、原料カートリッジ１０１内に充填された粉体原料が水分、酸素及び窒素と反応することを防止することができる。
　さらにまた、原料カートリッジ１０１は、当該原料カートリッジ１０１の内部に収納された粉体原料を押し出す機構である押出機構１０１ｃを有する。押出機構１０１ｃは、粉体原料を連続的又は間欠的に押し出し可能に構成されており、押出機構１０１ｃとしては例えばスクリューフィーダを用いることができる。
　シャッタ１０１ｂを開状態とし、押出機構１０１ｃにより原料カートリッジ１０１の内部に収納された粉体原料を押し出すことで、原料カートリッジ１０１の内部の粉体原料が、口部１０１ａを介して、原料カートリッジ１０１の外部に、落下するように吐出される。なお、押出機構１０１ｃにスクリューフィーダを用いる場合、スクリューフィーダのスクリューの回転族度を制御することで、単位時間当たりの粉体原料の吐出量を調節することができる。
　収容部１０２は、原料カートリッジ１０１内の粉体原料を収容するものであり、本例では、粉体原料が充填された原料カートリッジ１０１ごと収容し、より具体的には、上記原料カートリッジ１０１を着脱可能に収容する。
　また、収容部１０２は、気密状態を維持しながら原料カートリッジ１０１の内部の粉体原料を、固体原料供給管１１０に送出可能に構成されている。
　収容部１０２は、上端が開口された略直方体形状の本体１０２ａを有する。本体１０２ａは、上述のように上端が開口されているため、上方から原料カートリッジ１０１を挿入可能である。ただし、本体１０２ａは、側端が開口され、側方から原料カートリッジ１０１を挿入可能にしてもよい。
　また、収容部１０２は、本体１０２ａの上端の開口を開閉する蓋体１０２ｂを有する。蓋体１０２ｂは、本体１０２ａの上端の上に、Ｏリング等のシール部材１０２ｃを介して、着脱可能且つ収容部１０２内を気密封止可能に、取り付けられている。
　さらに、収容部１０２は、当該収容部１０２内に収容された原料カートリッジ１０１内の粉体原料を、収容部１０２の外部に送り出す開口である補給口１０２ｄを有する。
　補給口１０２ｄには、固体原料供給管１１０の上流端、具体的には、固体原料用の共通管１１１の上流端が接続されている。
　原料カートリッジ１０１の内部から口部１０１ａを介して落下するように吐出された粉体原料は、補給口１０２ｄを介して、固体原料供給管１１０へ送り出される。送り出された粉体原料は、当該粉体原料に作用する重力により気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）へ搬送される。
　さらにまた、収容部１０２は、補給口１０２ｄを開閉可能な板状部材であるシャッタ１０２ｅを有する。
　シャッタ１０２ｅが開状態とされると、補給口１０２ｄを介して、収容部１０２と気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）とが連通する。
　一方、シャッタ１０２ｅが閉状態とされると、収容部１０２と気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）との連通が遮断される。
　なお、収容部１０２の内部の密閉空間Ｓは、加圧可能に構成され、密閉空間Ｓはパージガス（例えばアルゴンガス等の不活性ガス）によりパージされている。これにより、原料カートリッジ１０１内の粉体原料を水分、窒素及び酸素と反応させずに気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に補給可能となる。パージガスは、ガス供給源１０３から、バルブ１０５が介設されたガス供給配管１０４を通って、収容部１０２に設けられたポート１０２ｆから収容部１０２内に供給される。また、収容部１０２は、その内部が排気機構（図示せず）により排気可能に構成されている。
　次に、補給装置２０の固体原料供給管１１０について、図３を用いて説明する。図３は、固体原料供給管１１０の構成の概略を示す断面図である。
　固体原料供給管１１０は、前述のように、固体原料用のすなわち粉体原料用の共通管１１１と、分岐管１１２、１１３とを有する。
　図３に示すように、共通管１１１は、直線状管であり、上下方向に延在するように設けられている。これにより、送出機構１００から送り出された粉体原料が、当該粉体原料に作用する重力によって、分岐管１１２、１１３へ分岐する共通管１１１の下流端へ、スムーズに搬送される。
　また、分岐管１１２、１１３はそれぞれ、直線状管であり、また、垂直及び水平面に対して傾けられて、すなわち、斜め方向に延在するように、設けられている。これにより、分岐管１１２、１１３の上流端に至った粉体原料が、重力によって、当該分岐管１１２、１１３の壁面に沿って、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）へ、スムーズに搬送される。
　さらに、分岐管１１３に設けられた開閉弁１２２は、図３（Ａ）に示すように、板状部材であり、当該分岐管１１３を塞ぐときに、斜め方向に延在すると共に、その先端が分岐管１１２内に位置するように設けられている。これにより、気化装置１０Ａへの補給の際、開閉弁１２２で分岐管１１３が塞がれている状態で、粉体原料を送出機構１００から送り出すことで、気化装置１０Ｂへの粉体原料の供給を遮断しながら、共通管１１１の下流端に至った粉体原料を、開閉弁１２２及び分岐管１１２に沿って、気化装置１０Ａへ、スムーズに移動させることができる。
　同様に、分岐管１１２に設けられた開閉弁１２１は、図３（Ｂ）に示すように、板状部材であり、当該分岐管１１２を塞ぐときに、斜め方向に延在すると共に、その先端が分岐管１１３内に位置するように設けられている。これにより、気化装置１０Ｂへの補給の際、開閉弁１２１で分岐管１１３が塞がれている状態で、粉体原料を送出機構１００から送り出すことで、気化装置１０Ａへの粉体原料の供給を遮断しながら、共通管１１１の下流端に至った粉体原料を、開閉弁１２１及び分岐管１１３に沿って、気化装置１０Ｂへ、スムーズに移動させることができる。
　続いて、気化装置１０Ａについて、図４を用いて説明する。図４は、気化装置１０Ａの構成の概略を示す断面図である。
　気化装置１０Ａは、図４に示すように、補給装置２０から搬送された粉体原料を収容する、円柱形状の容器２０１を有する。
　容器２０１の天壁には、固体原料用の分岐管１１２の下流端が接続される開口２０１ａが形成されている。補給装置２０から搬送された粉体原料は、開口２０１ａを介して気化装置１０Ａ内に収容される。また、開口２０１ａに対して、当該開口２０１ａを開閉可能な板状部材である遮断弁としてのシャッタ２０１ｂが設けられている。
　また、容器２０１の内部にはフィルタ２０２が水平方向に延在するように設けられている。補給装置２０から搬送された粉体原料は、このフィルタ２０２上に蓄積される。フィルタ２０２は、粉体原料Ｒを容器２０１内の所望の位置に保持するためのものである。このフィルタ２０２は、粉体原料Ｒを通過させないがキャリアガスを通過させることが可能な直径の孔を有する多孔材料から形成される。
　さらに、容器２０１における、フィルタ２０２を間に挟み開口２０１ａと対向する壁には、キャリアガス用の分岐管５２の下流端が接続される開口２０１ｃが形成されている。また、フィルタ２０２と開口２０１ａとの間に位置する容器２０１の壁には、原料ガス用の分岐管６２の上流端が接続される開口２０１ｄが形成されている。このような構成により、分岐管５２及び開口２０１ｃを介して供給されたキャリアガスが、フィルタ２０２を通過して更に粉体原料Ｒの間を通過する。その後、キャリアガスは、粉体原料Ｒが昇華して生成された原料ガスと共に、開口２０１ｄ及び分岐管６２を介して、成膜装置５００に供給される。
　さらにまた、容器２０１の周囲にはジャケットヒータ等の加熱部２０３が設けられている。加熱部２０３は、容器２０１を加熱し、容器２０１内の粉体原料の昇華を促進させるものである。また、例えば、稼働率を向上させる観点から、加熱部２０３は、容器２０１が予め定められた温度（例えば、ＷＣｌ６の昇華温度よりも低い１２０℃～１３０℃）になるように予備加熱を行ってもよい。
　なお、詳細な説明は省略するが、気化装置１０Ｂの構成は気化装置１０Ａと同様である。以下では、気化装置１０Ｂが有する容器、シャッタ、加熱部について、気化装置１０Ａと同様、容器２０１、シャッタ２０１ｂ、加熱部２０３と記載することがある。
　次に、原料ガス供給システム１を用いた原料ガス供給処理を含む成膜処理について図５及び図６を用いて説明する。なお、図５及び図６では、開状態の弁を白塗りで、閉状態の弁を黒塗りで、粉体原料やキャリアガス、原料ガスが流通している管を太線で示すことで、その他の弁の開閉状態については説明を省略する。また、以下の説明では、処理開始時において、気化装置１０Ｂが粉体原料の補給が不要な状態であり、気化装置１０Ａが粉体原料の補給が必要な状態であるものとする。
　まず、気化装置１０Ｂのシャッタ２０１ｂ（図４参照）が閉状態とされ、気化装置１０Ｂが加熱部２０３により加熱された状態で、図５に示すように、キャリアガス用の分岐管５３の開閉弁７２が開状態とされ、原料ガス用の分岐管６３の開閉弁７６が開状態とされる。これにより、成膜装置５００と連通し減圧された気化装置１０Ｂの容器２０１内の粉体原料が昇華して、原料ガスが生成され、キャリアガスによって成膜装置５００に供給される。
　成膜装置５００に供給されると、載置台５０２のヒータ（図示せず）で加熱されたウェハＷの表面にＷＣｌ６が吸着される。
　そして、予め決められた時間が経過した後に、原料ガス用の分岐管６３の開閉弁７６が閉状態とされ、成膜装置５００への原料ガスの供給が停止される。次いで、置換ガスとしての不活性ガスが成膜装置５００へ供給され、処理容器５０１内のガスが置換された後、反応ガスとして例えば、Ｈ２が成膜装置５００に供給される。これにより、ウェハＷに吸着されているＷＣｌ６がＨ２により還元されて、例えば１原子層のタングステン膜が成膜される。
　続いて、反応ガスの供給が停止された後、置換ガスが成膜装置５００へ供給され、処理容器５０１内のガスが置換される。その後、原料ガス用の分岐管６３の開閉弁７６が開状態とされると、原料ガスの供給が再開される。
　上述のような原料ガスの供給、置換ガスの供給、反応ガスの供給、置換ガスの供給を複数回繰り返すことにより、所望の厚さのタングステン膜がウェハＷ上に形成される。
　上述のような気化装置１０Ｂからの原料ガスを用いたタングステン膜の形成と並行して、気化装置１０Ａへの粉体原料の補給が行われる。言い換えると、気化装置１０Ｂから成膜装置５００へ原料ガスを供給可能な状態のときに、補給装置２０から気化装置１０Ａへ固体原料が搬送され補給される。
　具体的には、まず、固体原料用の分岐管１１３の開閉弁１２２が閉状態とされ、分岐管１１２の開閉弁１２１が開状態とされている状態で、気化装置１０Ａのシャッタ２０１ｂが開状態とされ、補給装置２０のシャッタ１０１ｂ、１０２ｅ（図２参照）も開状態とされる。そして、補給装置２０の原料カートリッジ１０１の押出機構１０１ｃが駆動される。これにより、原料カートリッジ１０１の内部の粉体原料が、口部１０１ａ及び補給口１０２ｄを介して送出機構１００から送り出され、固体原料用の共通管１１１及び分岐管１１２を介して、気化装置１０Ａへ搬送される。
　所望の量の粉体原料が気化装置１０Ａへ補給されたタイミングで、具体的には、押出機構１０１ｃを駆動開始から予め定められた時間が経過したタイミングで、押出機構１０１ｃの駆動が停止される。そして、補給装置２０のシャッタ１０１ｂ、１０２ｅや、気化装置１０Ａのシャッタ２０１ｂが閉状態とされ、気化装置１０Ａへの粉体原料の補給が完了する。
　気化装置１０Ｂからの原料ガスを用いたタングステン膜の形成を開始してから予め定められた時間が経過すると、具体的には、予め設定された枚数のウェハＷに対し成膜が行われると、気化装置１０Ｂ内の粉体原料が少なくなるので、原料ガスの供給元が、気化装置１０Ａに切り替えられる。
　まず、図６に示すように、原料ガス用の分岐管６３の開閉弁７６とキャリアガス用の分岐管５２の開閉弁７２が閉状態とされ、気化装置１０Ｂのシャッタ２０１ｂが閉状態とされる。そして、気化装置１０Ａのシャッタ２０１ｂが閉状態とされ、気化装置１０Ａが加熱部２０３により加熱された状態で、キャリアガス用の分岐管５２の開閉弁７１が開状態とされ、原料ガス用の分岐管６２の開閉弁７５が開状態とされる。これにより、成膜装置５００と連通し減圧された気化装置１０Ａの容器２０１内の粉体原料が昇華して、原料ガスが生成され、キャリアガスによって成膜装置５００に供給される。
　そして、上述と同様に、原料ガスの供給、置換ガスの供給、反応ガスの供給、置換ガスの供給を複数回繰り返すことにより、所望の厚さのタングステン膜がウェハＷ上に形成される。
　また、上述のような気化装置１０Ｂからの原料ガスを用いたタングステン膜の形成と並行して、気化装置１０Ｂへの粉体原料の補給が行われる。言い換えると、気化装置１０Ａから成膜装置５００へ原料ガスを供給可能な状態のときに、補給装置２０から気化装置１０Ｂへ固体原料が搬送され補給される。
　具体的には、まず、固体原料用の分岐管１１２の開閉弁１２１が閉状態とされ、分岐管１１３の開閉弁１２２が開状態とされている状態で、気化装置１０Ｂのシャッタ２０１ｂが開状態とされ、補給装置２０のシャッタ１０１ｂ、１０２ｅも開状態とされる。そして、補給装置２０の原料カートリッジ１０１の押出機構１０１ｃが駆動される。これにより、原料カートリッジ１０１の内部の粉体原料が、口部１０１ａ及び補給口１０２ｄを介して送出機構１００から送り出され、固体原料用の共通管１１１及び分岐管１１３を介して、気化装置１０Ｂへ搬送される。
　所望の量の粉体原料が気化装置１０Ｂへ補給されたタイミングで、押出機構１０１ｃの駆動が停止される。そして、補給装置２０のシャッタ１０１ｂ、１０２ｅや、気化装置１０Ｂのシャッタ２０１ｂが閉状態とされ、気化装置１０Ｂへの粉体原料の補給が完了する。
　なお、気化装置１０Ａ、１０Ｂへの粉体原料の補給の際は、加熱部２０３による当該気化装置１０Ａ、１０Ｂの加熱は停止される。
　また、気化装置１０Ａ、１０Ｂへの粉体原料の補給の際は、補給開始前に、固体原料供給管１１０のパージを行うようにしてもよい。また、このパージを行う場合、パージガスを排気する排気ラインを固体原料供給管１１０に設けてもよい。
　なお、補給装置２０の送出機構１００への粉体原料の補給は、以下のようにして行われる。例えば、システムの下流にあるマスフローメータにて監視している原料カートリッジ１０１の内部に収納されている粉体原料が所定量以下になったときに、シャッタ１０１ｂ、１０２ｅが閉状態とされた後、蓋体１０２ｂが取り外され、粉体原料が充填済の新しい原料カートリッジ１０１が、粉体原料が少ない原料カートリッジ１０１との交換で、収容部１０２に取り付けられる。つまり、補給装置２０の送出機構１００への粉体原料の補給は原料カートリッジの交換により行われる。新しい原料カートリッジ１０１が取り付けられた後、蓋体１０２ｂが取り付けられる。その後、ガス供給源１０３及び排出機構（図示せず）を用いた収容部１０２内のパージが行われ、補給装置２０の送出機構１００への粉体原料の補給処理は完了する。
　以上のように、本実施形態では、原料ガス供給システム１が、粉体原料を収容し、収容した粉体原料を気化して原料ガスを生成する気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）と、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）で生成された原料ガスを成膜装置５００に供給する原料ガス供給管６０と、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に粉体原料を搬送して補給する補給装置２０と、を備える。そして、補給装置２０が、粉体原料が充填された原料カートリッジ１０１が着脱可能に取り付けられるように構成され、原料カートリッジ１０１内の固体原料を収容する収容部１０２を有し、収容部１０２に収容された粉体原料を気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に搬送する。したがって、補給装置２０によって粉体原料を搬送し補給を行うため、当該補給に際し、粉体原料を収容する原料容器でもある気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）を原料ガス供給管６０から取り外す必要がなく当該原料ガス供給管６０が大気に曝されない。そのため、原料ガス供給管６０のパージが不要となる。また、粉体原料の補給に際し、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に対する作業は不要であるため、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）の冷却が必要ない、または、ほとんど必要ない。したがって、粉体原料の補給の際に、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）の冷却時間を長く設ける必要がない。よって、簡単に固体原料の補給を行うことができる。
　なお、固体の原料は、例えば、気体、液体のように対流熱伝導による伝熱が期待できないため、原料自身の加温に長時間を要する。それに対し、本実施形態のように、補給装置によって粉体原料を搬送する構成であれば、すなわち、補給装置によって粉体の状態で固体原料を搬送する構成であれば、２つの気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に交互に固体原料を補充する構成を採用することができる。この交互に固体原料を補充する構成では、一方の気化装置から原料ガスを供給している間に、他方の気化装置への固体原料の補充及び当該他方の気化装置での固体原料の加熱を行うことができる。したがって、加温に長時間を要する固体原料を用いる場合でも、固体原料が所望の温度に加熱されるまでの待機時間によって成膜処理のスループットが低下するのを防ぐことができる。
　また、特許文献１のように、原料ガス供給システムへ原料を補給する際の交換対象が原料容器であり、固体原料を昇華させる気化器を兼ねている場合、原料容器の構造によっては、運搬中等に原料容器が傾くと原料容器内での気化効率が悪化してしまうことがある。したがって、運搬時等の取り扱いに注意が必要となる。それに対し、本実施形態では、上記交換対象が、原料カートリッジ１０１であり、気化装置を兼ねていないため、運搬時等に注意する必要がなく、補給に必要な作業が容易となる。
　さらに、本実施形態によれば、原料ガス供給管６０のパージ等が不要であるため、原料を充填した交換対象（本実施形態では原料カートリッジ１０１）を容易に交換することができる。原料を充填した交換対象を容易に交換することができない場合、交換作業の頻度を下げるために、交換対象の容器を大型化し当該容器に大量の固体原料を充填することがある。しかし、ＷＣｌ６等の非常に高価な材料を１つの交換対象の容器に大量に充填しておくと、交換作業中に事故等により容器内に問題が生じたときに、多大な損失を被ることになる。そのため、交換対象の容器に大量の固体原料を充填しておき交換作業頻度を下げる方式は半導体製造業者が導入しにくい。それに対し、本実施形態では、原料を充填した交換対象を容易に交換することができるため、交換作業の頻度を増加させても、作業者の負担とならないので、原料の補給方式として、交換対象（の容器）に比較的少量の原料を充填しておき細目に交換作業を行う方式を取り得る。この方式は、半導体製造業者は導入し易い方式である。
　さらにまた、本実施形態では、原料ガス供給システム１が、互いに並列に接続された２台の気化装置１０Ａ、１０Ｂを有する。そして、気化装置１０Ａ、１０Ｂの一方が成膜装置５００へ原料ガスを供給可能な状態のときに、気化装置１０Ａ、１０Ｂの他方へ補給装置２０から粉体原料が搬送され補給されるようしている。そのため、粉体原料の補給に際し、原料ガス供給システム１を停止する必要がなく、原料ガスの供給を継続することができる。したがって、成膜処理のスループットを向上させることができる。
　また、本実施形態では、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）に対し、当該気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）から原料ガスを供給しているときに、補給装置２０と当該気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）との連通を遮断するシャッタ２０１ｂが設けられている。したがって、原料ガスに不要なガス成分が混入するのを防ぐことができる。補給装置２０と当該気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）との連通を遮断する遮断弁は、固体原料供給管１１０に設けてもよく、より具体的には、固体原料供給管１１０の分岐管１１２、１１３に設けてもよい。
（第２実施形態）
　図７は、第２実施形態にかかる原料ガス供給システムの構成の概略を模式的に示すシステム構成図である。本例の原料ガス供給システム１ａは、処理装置としての成膜装置５００に原料ガスを供給する。
　図１の原料ガス供給システム１は、粉体原料に作用する重力により当該粉体原料を搬送し補給する補給装置２０を備えていた。それに対し、図７の原料ガス供給システム１ａは、キャリアガスにより粉体原料を搬送し補給する補給装置３００を備えている。
　補給装置３００は、図１の補給装置２０と同様、図２の送出機構１００を有している。
　そして、送出機構１００の補給口１０２ｄに、直線状管からなる接続管３０１の上端が接続されている。接続管３０１の下端には、容器３０２が接続されている。送出機構１００の補給口１０２ｄから送り出され粉体原料は、重力により落下し、接続管３０１を通過し、容器３０２に収容され、当該容器３０２の底部に貯留される。
　容器３０２の側壁には、２つの開口３０２ａ、３０２ｂが設けられている。
　開口３０２ａには、キャリアガスを貯留し該貯留したキャリアガスを容器３０２に供給するキャリアガス供給機構３１０が接続されている。具体的には、キャリアガス供給機構３１０のキャリアガス供給管３１１の下流端が接続され、キャリアガス供給管３１１の上流端にはキャリアガス供給源３１２が接続されている。なお、キャリアガス供給管３１１には、開閉弁３１３が設けられている。
　一方、開口３０２ｂには、キャリアガスによって搬送される粉体原料が通流する粉体原料供給管３２０が接続されている。粉体原料供給管３２０は、上流端が容器３０２に接続される粉体原料用の共通管３２１と、共通管３２１の下流端から分岐する粉体原料用の分岐管３２２、３２３とを有する。そして、共通管３２１の上流端が容器３０２の開口３０２ｂに接続され、分岐管３２２の下流端が気化装置１０Ａの開口２０１ａに接続され、分岐管３２３の下流端が気化装置１０Ｂの開口２０１ａに接続されている。なお、分岐管３２２、３２３には、それぞれ開閉弁３３１、３３２が設けられている。
　補給装置３００では、キャリアガス供給機構３１０から容器３０２へ供給したキャリアガスにより、当該容器３０２に貯留された粉体原料を、開口３０２ａ及び粉体原料供給管３２０を介して、気化装置１０Ａまたは気化装置１０Ｂに搬送し、補給することができる。
　なお、補給装置３００によって粉体原料を補給する場合、気化装置１０Ａは、図４の例と異なり、フィルタ２０２が例えば鉛直方向に延在するように設けられている。したがって、キャリアガスによって気化装置１０Ａに搬送された粉体原料はフィルタ２０２に衝突して当該フィルタ２０２に沿って落下し気化装置１０Ａの底壁上に蓄積される。
　気化装置１０Ｂについても同様である。
　また、補給装置３００により補給を行う場合、補給時に、気化装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）の容器２０１内に大量のキャリアガスが流れ込む。このキャリアガスを排出するために、例えば容器２０１に排気ラインを設けてもよい。
　なお、以上の例では、送出機構１００に１本の原料カートリッジ１０１が取り付けられていたが、複数本の原料カートリッジ１０１が取り付けられていてもよい。
　また、以上の例では、原料カートリッジ１０１内に押出機構１０１ｃが設けられていた。これに代えて、例えば、送出機構１００内の収容部に同様の押出機構を設けておき、原料カートリッジ内の粉体原料を重力により一旦収容部に移動させた後、当該収容部内の押出機構により粉体原料を当該収容部（の補給口）から送出するようにしてもよい。
　さらに、以上の例では、原料カートリッジ１０１内に予め、粉体状態の固体原料が充填されていた。これに代えて、送出機構１００内に、原料カートリッジ内から取り出した固体原料を粉体状態にする機構を設けるようにしてもよい。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）固体原料を気化して生成された原料ガスを処理装置に供給する原料ガス供給システムであって、
前記固体原料を収容し、収容した固体原料を気化して原料ガスを生成する気化装置と、
前記気化装置で生成された原料ガスを前記処理装置に供給する原料ガス供給管と、
前記気化装置に固体原料を搬送して補給する補給装置と、を備え、
前記補給装置は、
　前記固体原料が充填された原料カートリッジが着脱可能に取り付けられるように構成され、
　前記原料カートリッジ内の固体原料を収容する収容部を有し、
　前記収容部に収容された前記固体原料を粉体の状態で前記気化装置に搬送する、原料ガス供給システム。
　前記（１）によれば、補給装置によって粉体の状態で固体原料を搬送し補給を行うため、当該補給に際し、固体原料を収容する原料容器でもある気化装置を原料ガス供給管から取り外す必要がなく当該原料ガス供給管が大気に曝されない。そのため、原料ガス供給管のパージが不要となる。また、固体原料の補給に際し、気化装置に対する作業は不要であるため、気化装置の冷却時間を長く設ける必要がない。したがって、簡単に固体原料の補給を行うことができる。
（２）前記補給装置は、前記粉体の状態の前記固体原料に作用する重力により当該固体原料を搬送する、前記（１）に記載の原料ガス供給システム。
（３）前記補給装置は、キャリアガスにより前記粉体の状態の前記固体原料を搬送する、前記（１）に記載の原料ガス供給システム。
（４）前記粉体の状態の前記固体原料は、その粒径が１０ｍｍ以下である前記（１）～（３）のいずれか１に記載の原料ガス供給システム。
（５）互いに並列に接続された複数の前記気化装置と、
前記複数の気化装置の一部が前記処理装置へ原料ガスを供給可能な状態のときに、他の前記気化装置へ前記補給装置から前記固体原料が搬送され補給されるよう、制御信号を出力するように構成された制御装置と、を備える、前記（１）～（４）のいずれか１に記載の原料ガス供給システム。
　前記（５）によれば、固体原料を補給する際にも、原料ガスの供給を継続して供給することができる。
（６）前記気化装置に対し、当該気化装置から原料ガスを供給しているときに当該気化装置と前記補給装置との連通を遮断する遮断弁が設けられている前記（１）～（５）のいずれか１に記載の原料ガス供給システム。
（７）前記気化装置に対し、当該気化装置へ前記固体原料を搬送しているときに当該気化装置からの原料ガスの供給を遮断する原料ガス供給弁が設けられている、前記（１）～（６）のいずれか１に記載の原料ガス供給システム。
（８）固体原料を気化して生成された原料ガスを処理装置に供給する原料ガス供給方法であって、
気化装置に収容された固体原料を気化して当該気化装置で原料ガスを生成する工程と、
前記気化装置で生成された原料ガスを前記処理装置に供給する工程と、
前記気化装置に固体原料を搬送して補給する工程と、を含み、
前記固体原料を搬送して補給する工程は、
　前記固体原料が充填された原料カートリッジが着脱可能に取り付けられた補給装置によって、前記原料カートリッジ内の固体原料を粉体の状態で前記気化装置に搬送する、原料ガス供給方法。
１、１ａ　　　　原料ガス供給システム
１０Ａ、１０Ｂ　気化装置
２０、３００　　補給装置
６０　　　　　　原料ガス供給管
１０１　　　　　原料カートリッジ
１０２　　　　　収容部
５００　　　　　成膜装置
Ｒ　　　　　　　固体原料（粉体原料）
 

Claims (8)

  1. 固体原料を気化して生成された原料ガスを処理装置に供給する原料ガス供給システムであって、
    前記固体原料を収容し、収容した固体原料を気化して原料ガスを生成する気化装置と、
    前記気化装置で生成された原料ガスを前記処理装置に供給する原料ガス供給管と、
    前記気化装置に固体原料を搬送して補給する補給装置と、を備え、
    前記補給装置は、
    　前記固体原料が充填された原料カートリッジが着脱可能に取り付けられるように構成され、
    　前記原料カートリッジ内の固体原料を収容する収容部を有し、
    　前記収容部に収容された前記固体原料を粉体の状態で前記気化装置に搬送する、原料ガス供給システム。
  2. 前記補給装置は、前記粉体の状態の前記固体原料に作用する重力により当該固体原料を搬送する、請求項１に記載の原料ガス供給システム。
  3. 前記補給装置は、キャリアガスにより前記粉体の状態の前記固体原料を搬送する、請求項１に記載の原料ガス供給システム。
  4. 前記粉体の状態の前記固体原料は、その粒径が１０ｍｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の原料ガス供給システム。
  5. 互いに並列に接続された複数の前記気化装置と、
    前記複数の気化装置の一部が前記処理装置へ原料ガスを供給可能な状態のときに、他の前記気化装置へ前記補給装置から前記固体原料が搬送され補給されるよう、制御信号を出力するように構成された制御装置と、を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の原料ガス供給システム。
  6. 前記気化装置に対し、当該気化装置から原料ガスを供給しているときに当該気化装置と前記補給装置との連通を遮断する遮断弁が設けられている、請求項１～５のいずれか１項に記載の原料ガス供給システム。
  7. 前記気化装置に対し、当該気化装置へ前記固体原料を搬送しているときに当該気化装置からの原料ガスの供給を遮断する原料ガス供給弁が設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の原料ガス供給システム。
  8. 固体原料を気化して生成された原料ガスを処理装置に供給する原料ガス供給方法であって、
    気化装置に収容された固体原料を気化して当該気化装置で原料ガスを生成する工程と、
    前記気化装置で生成された原料ガスを前記処理装置に供給する工程と、
    前記気化装置に固体原料を搬送して補給する工程と、を含み、
    前記固体原料を搬送して補給する工程は、
    　前記固体原料が充填された原料カートリッジが着脱可能に取り付けられた補給装置によって、前記原料カートリッジ内の固体原料を粉体の状態で前記気化装置に搬送する、原料ガス供給方法。
     
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