[发明专利]供应液体原材料的方法及设备

说明书

本发明涉及一种供应液体原材料的方法和设备，特别涉及一种在半导体制造工艺中从液体原材料容器向液流控制部分供应原材料，同时排出原材料中的气体等的方法和设备。

近些年来，随着半导体工业的发展，已开发出高性能和高集成度半导体器件。关于用于金属膜和绝缘膜的原材料，已经可以用各种液态有机金属化合物代替通常采用的氢化物气体和卤化物气体。

例如，关于半导体器件的金属膜，可以用二甲基铝氢化物(Al(CH₃)₂H)作铝膜的CVD原材料，用六氟乙酰丙酮铜乙烯基三甲基硅烷((CF₃CO)₂CHCu·CH₂CHSi(CH₃)₃)作铜膜的原材料，用二乙基环戊二烯基钌(Ru(C₅H₄C₂H₅)₂)作钌膜的CVD原材料。

另外，关于半导体器件的绝缘膜，已知用SiO₂作栅绝缘膜，用Si₃N₄作电容绝缘膜，用PSG(磷/硅/玻璃)和BPSG(硼/磷/硅/玻璃)作层间绝缘膜。另外，用四乙氧基原硅烷(Si(OC₂H₅)₄)作SiO₂膜的CVD原材料，用三甲氧基硼(B(OCH₃)₃)、三甲氧基磷化氢氧化物(PO(OCH₃)₃)等作PSG膜和BPSG膜的CVD原材料。

同时，已开发出利用蒸汽，以希望的浓度和希望的流量，向半导体制造设备供应这些液体原材料的各种设备和方法。例如，已知有配有用于控制液体原材料流量的液流控制部分和利用超声振动雾化受流量控制部分控制的液体原材料并通过加热汽化雾化材料的汽化器的液体原材料汽化设备(日本专利申请公开5-132779)。另外，还有一种供应液体原材料的方法，其中其流量受液流控制部分控制的液体原材料与加压携带气体混合，然后气体的流量被控制为恒定(日本专利申请公开9-111456)。另外，还有一种供应液体原材料的方法，具有与质流控制器和低压源连接及去除溶解于液体原材料中的气体的设备(日本专利申请6-220604)。

在用于上述供应方法或供应设备的液流控制部分中，由于液体原材料必须以极高的精度定量供应到汽化器，所以采用了可以没有脉动流供应液体原材料的两串以上耐蚀隔膜泵或质流控制器代替泵。在液体原材料为均相时，这种隔膜泵和液体质流控制器可向汽化器高精度定量供应液体原材料。然而，当在液体原材料中存在惰性气体等作为细气泡时，无法以恒定的流量供应液体原材料。

即，在一般的液体原材料供应系统中，液体原材料容器中填充有例如氦、氮、氩等惰性气体，在制造半导体时，利用惰性气体的压力，向液流控制部分供应液体原材料。

因此，在制造半导体的工艺中，由于液体原材料容器中惰性气体的加压条件的缘故，较大量惰性气体溶解于液体原材料中。另一方面，CVD设备在减压条件下工作。因此，设置于容器和CVD设备之间的液流控制部分在大气压或低压下工作。当液体原材料到达液流控制部分的出口侧的时候，惰性气体在液体原材料中的溶解度降低，溶解的惰性气体频繁地产生细气泡。如果液体原材料中存在细气泡，则会产生在隔膜泵或质流控制器中无法测量液体原材料的问题，和无法以汽态高精度定量向半导体制造设备供应液体原材料的问题。另外，在液体原材料通过液流控制部分后，在液体原材料中产生细气泡时，存在着气泡负面影响膜质量均匀性的问题。

因此，本发明的目的是解决上述问题，提供一种供应液体原材料的方法和设备，该方法和设备能够在利用液体原材料的半导体制造工艺中，在利用例如隔膜泵或质流控制部分中控制液体原材料的流量之前，容易且有效地去除上述溶解于液体原材料中的惰性气体。

本发明的发明人最早进行了解决上述问题的研究，结果，发现通过使其中溶解有第一惰性气体的液体原材料在透气合成树脂管内通过，并使对合成树脂管的透过率比第一惰性气体低的第二惰性气体通过，以便在限制第二惰性气体渗透到合成树脂管内的同时，使第一惰性气体渗透到合成树脂管外。于是完成本发明。