(57)【要約】【課題】  濃度安定性の向上した原料ガス供給装置を提供する。【解決手段】  原料ガス供給装置（１０）は、液体原料（Ｍ）を収容する原料容器（１２）と、原料容器に収容された液体原料にキャリアガスを導入するためのキャリアガス導入路（１４）と、原料容器の上部からガス化した液体原料とキャリアガスとの混合ガスを原料ガスとして取り出すための原料ガス排出路（１６）と、原料容器の内部に設けられた隔壁部材（１８）であって、キャリアガス導入路と原料ガス排出路とが配置された第１空間（Ｓ１）と、第１空間と下方で連通する第２空間（Ｓ２）とを隔てる隔壁部材（１８）と、第１空間と第２空間とに液体原料が収容された状態で、第２空間における液体原料の上方の空間の圧力を調節することができる圧力調節機構（２０）とを備え、圧力調節機構を用いて第１空間における液体原料の液面レベル（Ｌ１）を調節可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体原料を収容する原料容器と、
前記原料容器に接続され、前記原料容器に収容された前記液体原料にキャリアガスを導入するためのキャリアガス導入路と、
前記原料容器に接続され、前記原料容器の上部から、ガス化した前記液体原料と前記キャリアガスとの混合ガスを原料ガスとして取り出すための原料ガス排出路と、
前記原料容器の内部に設けられた隔壁部材であって、前記キャリアガス導入路の吐出口と前記原料ガス排出路の排出口とが配置された第１空間と、前記第１空間と下方で連通する第２空間とを隔てる隔壁部材と、
前記第１空間と前記第２空間とに前記液体原料が収容された状態で、前記第２空間における前記液体原料の上方の空間の圧力を調節することができる圧力調節機構と
を備え、
前記圧力調節機構を用いて、前記第１空間における前記液体原料の液面レベルを調節可能なように構成されている、原料ガス供給装置。
【請求項２】
前記圧力調節機構は、前記第２空間に接続された加圧ガス供給路と、前記加圧ガス供給路に接続されたバルブおよび加圧ガス供給源とを含む、請求項１に記載の原料ガス供給装置。
【請求項３】
前記原料ガス排出路に、上流側の圧力を調整可能な自動圧力調整装置が設けられている、請求項１または２に記載の原料ガス供給装置。
【請求項４】
前記第１空間における前記液体原料の液面レベルを測定するレベル測定ユニットをさらに備え、前記レベル測定ユニットの出力に基づいて前記圧力調節機構が制御されるように構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の原料ガス供給装置。
【請求項５】
前記レベル測定ユニットは、前記原料ガス排出路に接続された第１圧力センサと、前記キャリアガス導入路に接続された第２圧力センサと、前記第１圧力センサの出力と前記第２圧力センサの出力とに基づいて液面レベルを演算する演算制御部とを含む、請求項４に記載の原料ガス供給装置。
【請求項６】
前記隔壁部材は、前記原料容器の蓋部から連続して下方に延びる筒状の部材である、請求項１から５のいずれかに記載の原料ガス供給装置。
【請求項７】
前記原料容器は、交換式の原料容器である、請求項１から６のいずれかに記載の原料ガス供給装置。
【請求項８】
前記第２空間において前記液体原料を覆うように配置され、前記液体原料の液面とともに移動可能に構成されている蓋部材をさらに備える、請求項１から７のいずれかに記載の原料ガス供給装置。
【請求項９】
前記第１空間の体積は、前記第２空間の体積よりも小さい、請求項１から８のいずれかに記載の原料ガス供給装置。
【請求項１０】
前記原料容器において、前記キャリアガス導入路は、前記隔壁部材の連通部の近傍まで延びており、前記原料ガス排出路は、前記キャリアガス導入路の半分以下の長さに形成されている、請求項１から９のいずれかに記載の原料ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガス供給装置に関し、特に、バブリング法によって生成した原料ガスを供給する原料ガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置において、プロセスチャンバに供給するＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）用の原料ガスを、バブリング法によって生成することが知られている。バブリング法では、タンクに貯蔵された液体の有機金属原料にキャリアガス（不活性ガス）を管から導入して気泡を発生させるとともに、タンクの上部から原料成分を含むガスを取り出し、これを原料ガスとして用いることができる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
バブリング法では、導入したキャリアガスの気泡が液体原料中を上昇していく過程で、ガス化した原料が気泡に含まれる。このため、液体原料中におけるキャリアガスの吐出口から液面までの距離、または、液面レベルによって、原料ガス中の原料濃度が変化し得る。また、導入するキャリアガスの流量によっても原料濃度は変化し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６０５７９０号
【特許文献２】特開平７−１７１３７５号公報
【特許文献３】特開２００６−４５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バブリング法において、所望濃度の原料ガスを安定して得るために、タンク内の液体原料の液面レベルを一定に保つ技術が開発されている。
【０００６】
特許文献２には、タンク内の原料重量をロードセルを用いて検出し、原料重量を一定に保つように原料を補充することによって、液面レベルを一定に保つ装置が開示されている。また、特許文献３には、タンク内に底部から延びる仕切りを設け、仕切りの高さで液面レベルが一定に維持されるように、液体原料をオーバーフローさせて供給する構成が開示されている。
【０００７】
しかしながら、ＭＯＣＶＤに用いる有機金属には、外気との反応性が高く危険なものが多く、液体原料を外部から供給して液面レベルを一定に維持する機構を設けることは、安全性の面で好ましくない場合がある。また、液体原料を外部から補充して液面レベルを一定に保持する場合、頻繁に液体の補充が求められ、複雑で高価な液体供給機構が必要になるという課題もある。
【０００８】
一方で、液体原料補充機構を有しない交換式のバブリング用タンクを用いれば、より高い安全性を確保できる。しかしながら、交換式のタンクでは、使用中における液体原料の液面レベルの低下によって原料濃度の変化が生じやすい。また、安定した濃度の原料ガスを得るためには、タンク内の原料の残量が比較的多い段階でもタンクの取り換えが必要となり、一般に有機金属材料は高価なことから、できる限りタンク内の原料を効率的に利用することが望まれている。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、バブリング法において濃度が安定した原料ガスの供給を好適に行うことができる原料ガス供給装置を提供することをその主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態による原料ガス供給装置は、液体原料を収容する原料容器と、前記原料容器に接続され、前記原料容器に収容された前記液体原料にキャリアガスを導入するためのキャリアガス導入路と、前記原料容器に接続され、前記原料容器の上部から、ガス化した前記液体原料と前記キャリアガスとの混合ガスを原料ガスとして取り出すための原料ガス排出路と、前記原料容器の内部に設けられた隔壁部材であって、前記キャリアガス導入路の吐出口と前記原料ガス排出路の排出口とが配置された第１空間と、前記第１空間と下方で連通する第２空間とを隔てる隔壁部材と、前記第１空間と前記第２空間とに前記液体原料が収容された状態で、前記第２空間における前記液体原料の上方の空間の圧力を調節することができる圧力調節機構とを備え、前記圧力調節機構を用いて、前記第１空間における前記液体原料の液面レベルを調節可能なように構成されている。
【００１１】
ある実施形態において、前記圧力調節機構は、前記第２空間に接続された加圧ガス供給路と、前記加圧ガス供給路に接続されたバルブおよび加圧ガス供給源とを含む。
【００１２】
ある実施形態において、前記原料ガス排出路には、上流側の圧力を調整可能な自動圧力調整装置が設けられている。
【００１３】
ある実施形態において、上記の原料ガス供給装置は、前記第１空間における前記液体原料の液面レベルを測定するレベル測定ユニットをさらに備え、前記レベル測定ユニットの出力に基づいて前記圧力調節機構が制御されるように構成されている。
【００１４】
ある実施形態において、前記レベル測定ユニットは、前記原料ガス排出路に接続された第１圧力センサと、前記キャリアガス導入路に接続された第２圧力センサと、前記第１圧力センサの出力と前記第２圧力センサの出力とに基づいて液面レベルを演算する演算制御部とを含む。
【００１５】
ある実施形態において、前記隔壁部材は、前記原料容器の蓋部から連続して下方に延びる筒状の部材である。
【００１６】
ある実施形態において、前記原料容器は、交換式の原料容器である。
【００１７】
ある実施形態において、上記の原料ガス供給装置は、前記第２空間において前記液体原料を覆うように配置され、前記液体原料の液面とともに移動可能に構成されている蓋部材をさらに備える。
【００１８】
ある実施形態において、前記第１空間の体積は、前記第２空間の体積よりも小さい。
【００１９】
ある実施形態において、前記キャリアガス導入路は、前記隔壁部材の連通部の近傍まで延びており、前記原料ガス排出路は、前記キャリアガス導入路の半分以下の長さに形成されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の実施形態によれば、濃度が安定した原料ガスを供給することができる原料ガス供給装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態による原料ガス供給装置を備える半導体製造装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による原料ガス供給装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態による原料ガス供給装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態による原料ガス供給装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態による原料ガス供給装置の構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態による原料ガス供給装置１０が組み込まれた半導体製造装置１００の全体構成を示す模式図である。半導体製造装置１００は、原料ガス供給装置１０によって生成された原料ガスＧ１をプロセスチャンバ２に供給するように構成されている。プロセスチャンバ２には真空ポンプ４が接続されており、プロセスチャンバ２の内部およびプロセスチャンバ２までの流路内を真空引きすることができる。また、図示する半導体製造装置１００では、原料ガス供給装置１０の下流側に自動圧力調整装置６が接続されており、原料ガス供給装置１０の内部の圧力を調節・維持することができる。また、自動圧力調整装置６とプロセスチャンバ２との間には遮断弁８が設けられ、遮断弁８を閉じることによってプロセスチャンバ２への原料ガスＧ１の供給を停止することができる。
【００２４】
自動圧力調整装置６は、原料ガス供給装置１０の出口側近傍に設けられており、原料ガス供給装置１０内で生成された原料ガスＧ１の圧力Ｐ1を所定値に自動調整することができる。自動圧力調整装置６は、例えば、流入側の一次配管において、原料ガスＧ１の圧力Ｐ1および温度Ｔを圧力センサＰ１および温度センサＴ１により検出すると共に、検出圧力Ｐ1および温度Ｔを用いて演算制御部６ａにおいて補正を行うことによって、現実の原料ガスＧ１の圧力を補正する。また、補正した原料ガスＧ１の圧力値と、設定圧力値とを対比して、両者の偏差が零となる方向にコントロールバルブ６ｂの開閉を制御する。コントロールバルブ６ｂとしては、例えば、圧電素子駆動式バルブを用いることができ、コントロールバルブ６ｂの開度調整により、原料ガスＧ１の圧力Ｐ1を調整することができる。
【００２５】
また、原料ガス供給装置１０は、バブリング法によって原料ガスＧ１を生成するように構成されており、液体原料Ｍを収容することができる原料容器１２と、原料容器１２に接続され液体原料ＭにキャリアガスＧ０を導入するためのキャリアガス導入路１４と、原料容器１２に接続され原料ガスＧ１を取り出すための原料ガス排出路１６とを備えている。原料容器１２としては、例えば、直径８ｃｍ〜３０ｃｍ、高さ１５ｃｍ〜２５ｃｍの円柱状の形状を有するステンレス製の密封可能な容器が用いられる。また、キャリアガス導入路１４および原料ガス排出路１６としては、例えば、直径３ｍｍ〜１０ｍｍのステンレス管が用いられる。
【００２６】
原料ガス供給装置１０に設けられたキャリアガス導入路１４の上流側は、キャリアガス供給源３０に接続されている。キャリアガス供給源３０からは、途中に設けられた減圧装置３２、流量制御器３４などを介して、所望の流量で原料ガス供給装置１０にキャリアガスＧ０が供給される。流量制御器３４としては、例えば質量流量制御器（熱式流量制御器または圧力式流量制御器）を用いることができる。
【００２７】
本実施形態において、原料容器１２は交換式の容器であり、予め液体原料Ｍが内部に収容された状態で原料ガス供給ラインに取り付けられる。原料容器１２は、キャリアガス導入路１４および原料ガス排出路１６のそれぞれに設けられたバルブＶ１４、Ｖ１６ごと交換可能であってよく、この場合、バルブＶ１４、Ｖ１６の近傍には、図示しない継手等が設けられる。
【００２８】
液体原料Ｍとしては、例えば、ジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）などの有機金属の液体原料が用いられ、また、キャリアガスＧ０としては、例えば、Ａｒ、Ｎ2、Ｈ2などのガスが用いられる。
【００２９】
本実施形態において、原料容器１２は、恒温槽１１に収容されており、原料容器１２の内部の温度は一定に保たれている。ただし、恒温槽１１に代えて、原料容器１２を加熱することが出来る任意の態様のヒータが設けられていてもよい。ヒータは、原料容器１２だけでなく、原料ガス排出路１６および自動圧力調整装置６の流路部分も加熱し、温度を一定（例えば、１５０℃）に保つことができるように構成されていてよい。
【００３０】
以上のように構成された半導体製造装置１００において、バブリング法により原料ガス供給装置１０で生成された原料ガスＧ１は、自動圧力調整装置６を介して、プロセスチャンバ２へと供給される。原料ガスＧ１の流量の制御は、例えば、原料ガス供給装置１０の上流側でキャリアガスＧ０の流量を制御する流量制御器３４を用いて行うことができる。また、自動圧力調整装置６の下流側には、希釈ガス（例えばアルゴンガスなどの不活性ガス）の供給路が接続されていてもよく、希釈ガスの流量を調整することによってプロセスチャンバ２に導入する原料ガスＧ１の濃度を調節することもできる。さらに、自動圧力調整装置６の下流側に図示しない流量制御器を設けて、原料ガスＧ１の流量を直接制御することも考えられる。この場合、自動圧力調整装置６と流量制御器との間には、圧力上昇を防ぐための排気ラインを設ける必要がある。
【００３１】
また、図示するように、本実施形態の原料ガス供給装置１０は、圧力調節機構２０を備えている。圧力調節機構２０は、加圧ガス供給路２２と、バルブ２４と、加圧ガス供給源２６とを含み、バルブ２４を開けることで原料容器１２に加圧ガスＧ２を導入することができるように構成されている。圧力調節機構２０は、原料ガス供給装置１０の内部の圧力を調節可能である。圧力調節機構２０の詳細な動作については後述する。
【００３２】
図２は、原料ガス供給装置１０のより詳細な構成を示す図である。図２に示すように、原料ガス供給装置１０の原料容器１２の内部には、隔壁部材１８が設けられており、隔壁部材１８は、キャリアガス導入路１４および原料ガス排出路１６が設けられた第１空間Ｓ１と、その外側の第２空間Ｓ２とを分け隔てている。
【００３３】
本実施形態の隔壁部材１８は、原料容器１２の蓋部１２ａから連続して下方に延びる筒状の部材であり、円筒状、角筒状など、任意の形状を有していてよい。隔壁部材１８としては、例えば、直径１０ｍｍ〜１００ｍｍのステンレス製の円筒部材が用いられる。
【００３４】
また、隔壁部材１８の下端部と、原料容器１２の底部１２ｂとの間には隙間が設けられている。この構成において、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とは、上方（蓋部１２ａの近傍）では隔離されるとともに、原料容器１２の下方（底部１２ｂの近傍）で連通する。なお、本明細書において、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とが下方で連通するという場合、典型的には、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との連通部が、原料容器１２の高さの半分以下の高さに位置していることを意味する。
【００３５】
ただし、隔壁部材１８は、下端部の全体が開放されている必要はなく、原料容器１２の底部１２ｂと部分的に接続されていてもよい。また、隔壁部材１８は、原料容器１２の底部１２ｂと全体的に接続されていてもよく、この場合には、隔壁部材１８の下端近傍に、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを連通させるための開口部が設けられる。
【００３６】
上記の隔壁部材１８を有する原料容器１２において、キャリアガス導入路１４および原料ガス排出路１６は、第１空間Ｓ１と連通するように、原料容器１２の蓋部１２ａに接続されている。キャリアガス導入路１４は、隔壁部材１８の下端部（すなわち第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との連通部）の近傍にまで延びており、その先端部に設けられた吐出口から上方に浮上するキャリアガスＧ０の気泡を生じさせる。
【００３７】
一方、原料ガス排出路１６の排出口は、原料容器１２の蓋部１２ａの近傍に設けられており、第１空間Ｓ１における液体原料Ｍの液面より上の空間Ｓ１’に溜まったガス（キャリアガスＧ０とガス化した液体原料Ｍとの混合ガス）を原料ガスＧ１として外部に取り出すことができる。第１空間Ｓ１における原料ガス排出路１６の長さは、例えば、キャリアガス導入路１４の長さの半分以下（より具体的には１／５以下）に設定されている。
【００３８】
ただし、原料ガス排出路１６は、原料容器１２の蓋部１２ａより上のみ、すなわち、第１空間Ｓ１の内部には長さを有しないように設けられていてもよい。なお、本明細書では、上記のように原料ガス排出路１６が第１空間Ｓ１に長さを有していない場合にも、原料ガス排出路１６が第１空間Ｓ１の上部と連通している限り、原料ガス排出路１６が第１空間Ｓ１に配置されていると記載することがある。また、原料ガス排出路１６が第１空間Ｓ１の上部に接続される（または第１空間Ｓ１の上部から原料ガスを取り出す）と言う場合、典型的には、原料容器１２の高さの半分以上の高さに、原料ガス排出路１６の排出口が位置していることを意味する。原料ガス排出路１６は、上記位置に排出口を有する限り、隔壁部材１８に接続されて第１空間Ｓ１と連通する管材によって構成されていてもよく、第２空間Ｓ２と連通しない限り第２空間Ｓ２を通過するように設けられていてもよい。
【００３９】
また、原料ガス供給装置１０の第２空間Ｓ２には、液体原料Ｍを覆うように配置され、液体原料Ｍの液面とともに移動可能に構成されている蓋部材（落し蓋）１７が設けられている。蓋部材１７を設けることによって、第２空間Ｓ２における液体原料Ｍの気化を抑制することができるので、液体原料Ｍの利用効率を向上させ得る。ただし、第２空間Ｓ２における液体原料Ｍの気化が特に問題とならないようであれば、蓋部材１７を設けなくてもよい。
【００４０】
また、上述したように、隔壁部材１８によって隔てられた第１空間Ｓ１の外側に設けられた第２空間Ｓ２には、圧力調節機構２０が接続されている。圧力調節機構２０は、液体原料Ｍが収容された状態で、第２空間Ｓ２における液体原料Ｍの上方の空間Ｓ２’の圧力を調節できるように構成されている。
【００４１】
以上の構成において、第１空間Ｓ１における液面レベルＬ１と、第２空間Ｓ２における液面レベルＬ２とは異なっており、具体的には、液面レベルＬ１は、液面レベルＬ２よりも高くなっている。これは、圧力調節機構２０を用いて第２空間Ｓ２の上方空間Ｓ２’の圧力が高いものにされ、第１空間Ｓ１の上方空間Ｓ１’の圧力よりも高くなっているからである。液面レベルＬ１と液面レベルＬ２との差は、上方空間Ｓ１’およびＳ２’の各圧力、第１空間Ｓ１および第２空間Ｓ２の各液面の受圧面積、液体原料Ｍの密度ρに従って決定される。
【００４２】
このように、原料ガス供給装置１０は、圧力調節機構２０を用いて第２空間Ｓ２の上方空間Ｓ２’の圧力を調節することによって、第１空間Ｓ１における液体原料Ｍの液面レベルＬ１を調節することが可能である。具体的には、圧力調節機構２０において加圧ガス供給路２２を介して、上記の空間Ｓ２’に加圧ガスＧ２としての不活性ガスを供給することによって、空間Ｓ２’の圧力を増加させることができ、その圧力に応じた高さに第２空間Ｓ２の液面レベルＬ２を降下させるとともに、第１空間Ｓ１の液面レベルＬ１を上昇させることができる。加圧ガスＧ２としては、液体原料Ｍと反応が生じないガスを用いることが望ましく、具体的には、アルゴンガスや窒素ガスを用いることができる。
【００４３】
したがって、バブリングにより原料ガスＧ１の供給を行うことによって、次第に原料容器１２内の液体原料Ｍの全体量が低下したときにも、第２空間Ｓ２の上方空間Ｓ２’の圧力を増加させることによって、第１空間Ｓ１における液面レベルＬ１を一定に保つことが可能である。液面レベルＬ１を一定に保つようにすれば、キャリアガス導入路１４の吐出口と液面までの距離（気泡の移動距離）が一定に保たれるので、より安定した濃度の原料ガスＧ１を得ることができる。
【００４４】
また、加圧ガス供給路２２に排気ラインおよび排気バルブを設け、圧力調節機構２０が第２空間Ｓ２の上方空間Ｓ２’の圧力を減少させ得るように構成されていてもよい。この場合、上方空間Ｓ２’の圧力を減少させることによって液面レベルＬ１を下降させることもできるので、液面レベルＬ１が高くなりすぎたときなどにも対応することができる。また、原料ガスＧ１の濃度を低下させたいときにも、液面レベルＬ１を下降させることによって対応することができる。
【００４５】
上記の第１空間Ｓ１の体積は、典型的には、第２空間Ｓ２の体積よりも小さく設計されている。このため、第１空間Ｓ１における液面レベルＬ１は、第１空間Ｓ１への比較的少量の液体原料Ｍの流出入により変化させることができ、また、原料容器取り換え時の液体原料Ｍの残量を少なくすることができる。ただし、第２空間Ｓ２の受圧面積が第１空間Ｓ１の受圧面積と比較して大きいほど、上方空間Ｓ２’の圧力変化に対し液面が大きく変動するため、液面レベルＬ１の制御が難しくなる。また、第１空間Ｓ１の体積が小さい場合、気泡が隔壁部材１８に接触することで原料ガスＧ１の濃度に影響を与え得る。したがって、第１空間Ｓ１および第２空間Ｓ２の大きさについては、これらの要素も考慮して設計されることが好適である。
【００４６】
また、図２に示すように、本実施形態の原料ガス供給装置１０では、第１空間Ｓ１に、レベル測定ユニットとしてのレベルセンサ１９が設けられ、第１空間Ｓ１における液面レベルＬ１を測定可能である。この場合、レベルセンサ１９からの出力がバルブ２４を制御する演算制御部２８にフィードバックされ、液面レベルＬ１を一定に維持するようにバルブ２４を制御することができる。
【００４７】
ただし、液面レベルＬ１を常に一定に維持する必要はなく、閾値以上の液面レベルＬ１の低下が確認されたときだけ、圧力調節機構２０を用いて、液面レベルＬ１を上昇させる動作を行うようにしてもよいことはもちろんである。
【００４８】
上記のレベルセンサ１９としては、任意のものを用いることができ、例えば、光学式、フローター式、測温抵抗体を用いた方式などの種々のレベルセンサを採用することができる。光学式のレベルセンサとしては、例えば、図２に示すような原料容器１２の蓋部１２ａに取り付けられ、液面に対して光を照射するとともに、液面からの反射光を受け取って高さを計測するタイプのものを用いることができる。
【００４９】
また、図３に示す原料ガス供給装置１０Ａのように、別途レベルセンサを設けることなく、原料ガス排出路１６に接続された第１圧力センサＰ１と、キャリアガス導入路１４に接続された第２圧力センサＰ２と、第１圧力センサＰ１の出力（圧力）Ｐ1と第２圧力センサＰ２の出力（圧力）Ｐ2とに基づいて液面レベルＬ１を演算する演算制御部２９とを用いて液面レベルＬ１を測定するレベル測定ユニットを構成することもできる。
【００５０】
第１圧力センサＰ１および第２圧力センサＰ２を用いた液面レベルＬ１の測定は、気泡式液面計と同様の原理を利用して行うことができる。気泡式液面計では、液中に挿入したチューブの先端から気泡を発生させたときのチューブ内の圧力が、チューブ先端における液体の圧力と同じになることを利用して、チューブ先端位置での液体の圧力ひいては液面レベルを測定することができる。液面レベルが高い場合、気泡発生時のチューブ内の圧力は大きくなり、液面レベルが低い場合、チューブ内の圧力は小さくなる。
【００５１】
本実施形態においても、キャリアガス導入路１４から液体原料Ｍに気泡を発生させるので、このときの第２圧力センサＰ２の出力Ｐ2（キャリアガス導入路１４の吐出口の位置での液体圧力）、液面上方の圧力を示す第１圧力センサＰ１の出力Ｐ1、および、液体原料Ｍの密度ρなどに基づいて、液面レベルＬ１を演算により求め得る。例えば、吐出口の高さ位置を液面レベルＬ１の基準とすると、Ｌ１＝（Ｐ2−Ｐ1）／ρｇの式に基づいて（ここでｇは重力加速度）、液面レベルＬ１を求めることができる。
【００５２】
このように第１圧力センサＰ１および第２圧力センサＰ２の出力Ｐ1、Ｐ2に基づいて液面レベルＬ１を求めることができれば、他にレベルセンサを設ける必要がないので低コスト化を図ることができる。第１圧力センサＰ１は、例えば、流量制御器３４に備えられたものであってよく、第２圧力センサＰ２は、自動圧力調整装置６に備えられたものであってもよい。
【００５３】
なお、上記のようなレベル測定ユニットを設けることなく、原料ガスＧ１の消費量（例えば、原料ガス供給装置１０の下流側に設けた流量制御器または流量計によって測定されるガス流量の積分値）から原料容器１２内の第１空間Ｓ１における液面レベルＬ１の低下の程度を推定し、原料ガスＧ１の消費量に基づいて第２空間Ｓ２の圧力を適宜増加させるようにしても液面レベルＬ１を一定に保持し得る。
【００５４】
以上、本実施形態の原料ガス供給装置を説明したが、種々の改変が可能である。例えば、図４に示す原料ガス供給装置１０Ｂのように、隔壁部材１８を、筒状ではなく、板状の部材にして、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを一枚の壁で隔てるようにしてもよい。また、上述したように、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とは、隔壁部材１８に設けた開口部１８ａによって連通させてもよい。
【００５５】
また、図５は、液体原料供給路１５が設けられている他の態様の原料ガス供給装置１０Ｃを示す。液体原料供給路１５が設けられている場合、原料容器内の液体原料Ｍの量が大幅に低下したときに、液体原料Ｍを補充することができる。ただし、第１空間Ｓ１における液面レベルＬ１を一定に保つために常に液体原料Ｍを補充する必要はなく、液体原料Ｍの量が十分に多いうちは第２空間Ｓ２の上方空間Ｓ２’の圧力調節により液面レベルＬ１を所定の高さに維持し、液体原料Ｍの量が相当量少なくなったときにのみバルブＶ１５を開いて追加の液体原料Ｍを補充するようすればよい。
【００５６】
また、上記には、キャリアガス供給源３０と加圧ガス供給源２６とを別々に設ける態様を説明したが、キャリアガスＧ０と加圧ガスＧ２とが同じ種類のガスであってよい場合、共通のガス供給源から流路を分岐させてキャリアガス導入路１４および加圧ガス供給路２２にそれぞれ接続するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の実施形態にかかる原料ガス供給装置は、例えば、半導体製造装置において原料ガスを供給するために好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５８】
２  プロセスチャンバ
４  真空ポンプ
６  自動圧力調整装置
８  遮断弁
１０  原料ガス供給装置
１１  恒温槽
１２  原料容器
１４  キャリアガス導入路
１６  原料ガス排出路
１８  隔壁部材
１９  レベルセンサ
２０  圧力調節機構
２２  加圧ガス供給路
２４  バルブ
２６  加圧ガス供給源
２８  演算制御部
２９  演算制御部
３０  キャリアガス供給源
３２  減圧装置
３４  流量制御器
１００  半導体製造装置
Ｇ０  キャリアガス
Ｇ１  原料ガス
Ｇ２  加圧ガス
Ｍ  液体原料
Ｓ１  第１空間
Ｓ２  第２空間
Ｌ１、Ｌ２  液面レベル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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