[发明专利]原料气化供给装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用所谓有机金属化学气相沉积法(以下称为MOCVD法)的半导体制造装置的原料气化供给装置的改良，涉及将固体或液体或者气体的有机金属原料加热至期望的高温、不发生热分解而能够稳定地连续供给高蒸气压的原料蒸气的原料气化供给装置。

背景技术

以往以来，作为利用MOCVD法的半导体制造装置的原料气化供给装置，较多地使用起泡方式的气化供给装置。

但是，该起泡方式在所供给的原料气体的流量控制、原料气体的浓度控制及原料气体的蒸气压等方面存在诸多问题，作为解决这些问题的技术，本申请诸发明人此前公开了通过压力式流量控制装置进行原料气体的流量控制的气化器方式的原料气化供给装置(日本特开2009-252760号)。

另外，本申请诸发明人与上述气化器方式并行地，推进通过压力式流量控制装置进行原料气体的流量控制的烘烤方式的原料气化供给装置(日本特开2013-33782号、日本特开2012-234860号等)的开发。

图9是上述气化器方式的原料气化供给装置的模块结构图，由原料收纳罐T、供给量控制装置Q、气化器1、高温型压力式流量控制装置2、加热装置6(6a、6b、6c等)形成，气化器1以及压力式流量控制装置2的组合成为原料气化供给装置的主要部分。

另外，在图9中，M是加热温度控制装置，V₁是液体供给量控制阀，L是溢流阀，Gp是原料收纳罐加压用气体，LG是原料液体，G是原料气体，T₀～T₁是温度检测器，V₂～V₇是开闭阀，P₀～P₁是压力检测器，3是气化腔，4是脉动减少用孔板，5是液体积存部，7、8是流路，9是缓冲罐。

另外，图10是在上述图9中使用的气化器1的纵切立体图，3d是原料液体入口，3f、3g是加热促进体，3e是气体出口，4a是通孔。进而，图11是在上述图9中使用的气化器1与高温型压力式流量控制装置2的组合构造体的立体图，在由具有加热器10的加热板11围住的气化腔3的上部，载放并安装有高温型压力式流量控制装置2。另外，2a是流量控制装置主体部。

在上述图9的气化器1中，来自原料收纳罐T内的液体LG的供给量通过经由液体供给量控制装置Q调整罐T内的内压以及液体供给量控制阀V₁的开度来控制，根据来自气化器1的出口侧的压力检测器P₀的信号，控制液体LG的供给量，以使高温型压力式流量控制装置2的上游侧的气体压力成为规定的压力值以上。

同样，根据来自气化器1的加热温度检测器T₀的信号，经由加热温度控制装置M调整向加热装置6a的加热器的输入或液体供给量控制阀V₁的开度，利用上述液体供给量控制装置Q和加热温度控制装置M进行控制，以使高温型压力式流量控制装置2的上游侧气压成为期望的压力值以上。

上述气化器方式的原料气化供给装置通过流量控制特性稳定的高温型压力式流量控制装置2控制由气化器1气化后的原料气体，因此即使气化器1侧的温度或压力条件有所变动，流量控制精度也完全不受影响。因此，即使气化器1侧的温度控制精度或压力控制(液体流入量控制)精度有所下降，原料气体G的流量控制精度也不下降，能够稳定地进行高精度的气体流量控制。

另外，能够获得下述等的有益效果：由于利用脉动减少用孔板4将气化器1的气化腔3的内部空间划分为多个区域，因此能够减少气化腔3内的压力变动；通过由气化腔3的内部空间承担缓冲罐的作用，从而能够实现对高温型流量控制装置2的稳定气体供给；通过对气化腔3均匀地加热，从而能够进行稳定的液体成分的气化；将高温型压力式流量控制装置2内的气体接触部分的温度差抑制在大约6℃以下，能够完全防止流量控制装置主体2a内的气体的再冷凝。

另一方面，上述本申请申请人正在开发的烘烤方式的原料气化供给装置如图12的模块结构图所示，由收容原料液体LG的原料收纳罐T、将原料收纳罐T等加温的恒温加热装置12、以及调整从原料收纳罐T的内部上方空间Ta向处理腔13供给的原料气体G的流量的压力式流量控制装置2等构成。

另外，在图12中，14是原料液体供给口，15是清洗气体供给口，16是稀释气体供给口，17是其他的薄膜形成用气体供给口，18、19、20是流路，V₈～V₁₆是阀。