(57)【要約】【課題】ガスを供給してバッファ容器内部を加圧することにより、バッファ容器内に詰められたケミカルをバッファ容器外部に供給する液供給装置を提供する。【解決手段】バッファ容器４１０の内部圧力を測定できる圧力センサが提供され、バッファ容器内部にケミカルを充填するとき、バッファ容器内部圧力が設定圧力以上であると、バッファ容器内ガスを排気するようにベントライン４５０が設けられる。【選択図】図１
2008172246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液を供給する装置であって、
内部に液が詰められる空間を提供するバッファ容器と、
液貯蔵容器から前記バッファ容器内に液を供給する液流入管と、
前記バッファ容器内の液を前記バッファ容器の外部に供給する液供給管と、
前記バッファ容器内の液が前記液供給管を通して流出するための圧力を提供するよう、ガス貯蔵容器から前記バッファ容器内に加圧ガスを供給するガス流入管と、
前記バッファ容器に結合され、前記バッファ容器内の加圧ガスを前記バッファ容器の外部に排気するベントラインと、を含むことを特徴とする液供給装置。
【請求項２】
前記バッファ容器内の圧力を測定する圧力測定部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液供給装置。
【請求項３】
前記圧力測定部材は、前記ベントラインに設けられる圧力ゲージであることを特徴とする請求項２に記載の液供給装置。
【請求項４】
前記バッファ容器内の空間に詰められた液の水位を測定する水位測定部材をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液供給装置。
【請求項５】
前記水位測定部材は、
前記液貯蔵容器から前記バッファ容器への液供給を始める時期を決定するための水位を測定する下部センサと、
前記液貯蔵容器から前記バッファ容器への液供給を中断する時期を決定するための水位を測定する上部センサと、を含むことを特徴とする請求項４に記載の液供給装置。
【請求項６】
前記ベントラインには、前記バッファ容器内加圧ガスを強制排気するポンプが設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液供給装置。
【請求項７】
基板を処理する設備であって、
基板に対して工程を行う空間を提供する処理装置と、
内部に液状のケミカルが詰められる空間を提供するバッファ容器と、
液貯蔵容器から前記バッファ容器内に液状のケミカルを供給するケミカル流入管と、
前記バッファ容器内のケミカルを前記処理装置に供給し、前記液状のケミカルを気化させる気化器が設けられるケミカル供給管と、
前記バッファ容器内の液状ケミカルが前記ケミカル供給管を通して流出するための圧力を提供するよう、ガス貯蔵容器から前記バッファ容器内に加圧ガスを供給するガス流入管と、
前記バッファ容器内の加圧ガスを前記バッファ容器の外部に排気するベントラインと、を含むことを特徴とする基板処理設備。
【請求項８】
前記ベントラインに設けられ、前記バッファ容器内の加圧ガスを強制排気するベントポンプをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の基板処理設備。
【請求項９】
前記バッファ容器内の圧力を測定する圧力測定部材をさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の基板処理設備。
【請求項１０】
前記圧力測定部材は、前記ベントラインに設けられる圧力ゲージであることを特徴とする請求項９に記載の基板処理設備。
【請求項１１】
前記液貯蔵容器から前記バッファ容器へのケミカル供給を始める時期を決定するための前記バッファ容器内のケミカルの水位を測定する下部センサと、
前記液貯蔵容器から前記バッファ容器へのケミカル供給を中断する時期を決定するための前記バッファ容器内のケミカルの水位を測定する上部センサと、をさらに含むことを特徴とする請求項７〜１０に記載の基板処理設備。
【請求項１２】
前記バッファ容器内の圧力を測定する圧力測定部材と、
前記液貯蔵容器から前記バッファ容器へのケミカル供給を始める時期を決定するための前記バッファ容器内のケミカルの水位を測定する下部センサと、
前記液流入管、前記ガス流入管、前記供給管、及びベントラインの各々に設けられたバルブと、
前記下部センサ及び前記圧力測定部材から測定された信号を伝送され、前記バルブ各々の開閉を制御する制御機と、をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の基板処理設備。
【請求項１３】
前記処理装置の前記空間内を設定圧力に維持する工程ポンプをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の基板処理設備。
【請求項１４】
前記ケミカル供給管から分岐して、前記ベントポンプに連結される連結管をさらに含むことを特徴とする請求項８または１３に記載の基板処理設備。
【請求項１５】
バッファ容器内にガスを供給して前記バッファ容器内部を加圧することで、前記バッファ容器内に詰められた液を前記バッファ容器の外部に供給する液供給方法であって、
前記バッファ容器内の前記液が所定量以下になると、前記液を前記バッファ容器に供給して、前記バッファ容器内を詰める充填過程を繰り返し、所定の条件下で前記バッファ容器内のガスを前記バッファ容器に連結されたベントラインを通して排気することを特徴とする液供給方法。
【請求項１６】
前記所定の条件は、前記バッファ容器内圧力条件を含み、
前記バッファ容器内圧力が所定の圧力以上であると、前記バッファ容器内のガスが排気されることを特徴とする請求項１５に記載の液供給方法。
【請求項１７】
前記ガスは、前記ベントラインに連結された減圧部材を使用して強制排気されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の液供給方法。
【請求項１８】
バッファ容器から供給された液状のケミカルを気化させて処理装置に提供することで基板上に工程を行い、
前記バッファ容器内にガスを供給して前記バッファ容器の内部を加圧することで、前記バッファ容器内に詰められた前記液状のケミカルを前記バッファ容器の外部に供給し、
前記バッファ容器内の前記液が所定量以下になると、前記液を前記バッファ容器に供給して、前記バッファ容器内を詰める充填過程を繰り返し、所定の条件下で前記バッファ容器内ガスを前記バッファ容器に連結されたベントラインを通して前記バッファ容器の外部に排気することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１９】
前記工程は、基板上に有機金属を蒸着する工程であり、
前記ケミカルは、有機金属蒸着に使用される前駆体であることを特徴とする請求項１８に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記ガスは、窒素、ヘリウム、及びアルゴンのうち何れか一つであることを特徴とする請求項１８または１９に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
前記ガスは、前記ベントラインに連結されたポンプを使用して強制排気されることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項２２】
前記ベントラインに連結されたポンプと、前記処理装置内における工程進行の際、前記処理装置内圧力を調節するポンプとは、互いに異なることを特徴とする請求項２１に記載の基板処理方法。
【請求項２３】
前記気化したケミカルは、その供給率が安定化した後、前記処理装置に供給され、前記気化したケミカルの供給率が安定化するまで、前記気化したケミカルは前記ベントラインに連結されたポンプを使用して排気されることを特徴とする請求項２１または２２に記載の基板処理方法。
【請求項２４】
前記所定の条件は、前記バッファ容器内圧力条件を含み、
前記バッファ容器内の圧力を測定し、圧力測定値が第１圧力以上であると、前記バッファ容器内のガスが排気されることを特徴とする請求項１８〜２３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項２５】
前記バッファ容器内に詰められたケミカルの水位を感知し、前記ガスは、前記ケミカルが第１水位に到達したことが感知された後の前記圧力測定値に基づき排気されることを特徴とする請求項２４に記載の基板処理方法。
【請求項２６】
前記ケミカルが前記第１水位に到達したことが感知されたときに、前記処理装置で工程が行われているとき、前記ガスは、前記処理装置で工程が完了した後の前記圧力測定値に基づき排気されることを特徴とする請求項２５に記載の基板処理方法。
【請求項２７】
前記ガスは、前記ベントラインに設けられた開閉バルブを所定の間開放することで排気され、前記開閉バルブが閉鎖された後に、前記バッファ容器内の圧力を再測定して、前記バッファ容器内の圧力が第２圧力以下でないと、前記開閉バルブの開放及び前記バッファ容器内の圧力の再測定過程を繰り返して行うことを特徴とする請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項２８】
前記バッファ容器内のケミカルを供給する流入管にはバルブが設けられ、当該バルブが閉鎖された状態のとき、前記ケミカルは、前記ケミカルが貯蔵される容器から前記開閉バルブまでの前記流入管内に充填されていることを特徴とする請求項１８〜２７のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する装置及び方法に関し、より詳細には、ガスを供給してバッファ容器内部を加圧することにより、バッファ容器内に詰められているケミカルをバッファ容器外部に供給する液供給装置及び方法を有する基板処理設備及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子を製造するためには、イオン注入工程、蒸着工程、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程のような多数の工程が要求される。かかる工程のうち、蒸着工程は、ウェハ上に所定の薄膜を蒸着する工程である。基板上にシリコン窒化膜より誘電率の高い絶縁性金属酸化膜を蒸着することは、スパッタリングにより行われてきた。しかしながら、スパッタリング方法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）の場合、微細パターンの形成が困難であり、パーティクルの発生量が多く、基板損傷の可能性が高い。従って、最近、上記の絶縁性金属酸化膜は、有機金属化合物を前駆体として使用する化学気相成長法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）により蒸着される。
【０００３】
有機金属を化学気相成長法により蒸着する装置は、一般に前駆体（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）であるケミカルを液状でバッファ容器に貯蔵し、バッファ容器内部をガスで加圧して、バッファ容器内ケミカルを気化器（ｖａｐｏｒｉｚｅｒ）が設けられた供給管を通して処理装置に供給する構造を有する。
【０００４】
バッファ容器内ケミカルが消耗すると、工程を中断し、バッファ容器を交替するか、バッファ容器にケミカルを再充填（ｒｅｆｉｌｌ）して使用する。しかし、交替使用の際には、バッファ容器が交替される間、処理装置での工程が中断されるので、設備稼働率が低下する。再充填方式を使用する場合には、再充填回数が増加することによって、加圧のためのガスによりバッファ容器内圧力が増加するため、バッファ容器に再充填されるケミカルの量が次第に減少する。従って、再充填回数が増加するほど、再充填周期が短くなり、バッファ容器内が高圧であるために、処理装置に供給されるケミカル量が安定化するまで多くの時間が費やされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、処理装置にケミカルを効率的に供給できる液供給装置及び液供給方法、そして基板処理設備及び基板処理方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、設備稼働率を低下させず、バッファ容器にケミカルを効率的に再充填できる液供給装置及び液供給方法、そして基板処理設備及び基板処理方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の目的はこれに制限されず、言及されない他の目的は、下記の記載から当業者により明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、液を供給する装置を提供する。前記装置は、内部に液が詰められる空間を提供するバッファ容器を有する。前記バッファ容器には、液貯蔵容器から前記バッファ容器内に液を供給する液流入管と、前記バッファ容器内の液を前記バッファ容器の外部に供給する液供給管と、前記バッファ容器内の液が前記液供給管を通して流出するための圧力を提供するよう、ガス貯蔵容器から前記バッファ容器内に加圧ガスを供給するガス流入管と、前記バッファ容器内加圧ガスを前記バッファ容器の外部に排気するベントラインと、が連結される。
【０００９】
前記液供給装置には、前記バッファ容器内圧力を測定する圧力測定部材が提供され得る。前記圧力測定部材としては、前記ベントラインに設けられる圧力ゲージが使用され得る。
【００１０】
前記液供給装置には、前記バッファ容器内の空間に詰められた液の水位を測定する水位測定部材が提供され得る。前記水位測定部材は、前記液貯蔵容器から前記バッファ容器への液供給を始める時期を決定するための水位を測定する下部センサと、前記液貯蔵容器から前記バッファ容器への液供給を中断する時期を決定するための水位を測定する上部センサと、を含むことができる。
【００１１】
一例によれば、前記ベントラインには、前記バッファ容器内加圧ガスを強制排気するポンプが設けられる。
【００１２】
また、本発明は、基板を処理する設備を提供する。本発明の設備は、基板に対して工程を行う空間を提供する処理装置と、内部に液状のケミカルが詰められる空間を提供するバッファ容器と、液貯蔵容器から前記バッファ容器内に液状のケミカルを供給するケミカル流入管と、前記バッファ容器内ケミカルを前記処理装置に供給し、前記液状のケミカルを気化させる気化器が設けられるケミカル供給管と、前記バッファ容器内の液状ケミカルが前記ケミカル供給管を通して流出するための圧力を提供するよう、ガス貯蔵容器から前記バッファ容器内に加圧ガスを供給するガス流入管と、前記バッファ容器内加圧ガスを前記バッファ容器の外部に排気するベントラインと、を含む。
【００１３】
前記ベントラインにはベントポンプが設けられ、前記バッファ容器内の加圧ガスを強制排気することができる。また、前記バッファ容器内圧力を測定する圧力測定部材が提供され得る。また、前記基板処理設備には、前記液貯蔵容器から前記バッファ容器へのケミカル供給を始める時期を決定するための前記バッファ容器内ケミカルの水位を測定する下部センサと、前記液貯蔵容器から前記バッファ容器へのケミカル供給を中断する時期を決定するための前記バッファ容器内ケミカルの水位を測定する上部センサと、が提供され得る。また、前記液流入管、前記ガス流入管、前記供給管、及びベントラインの各々にバルブが設けられ得る。前記下部センサ及び前記圧力測定部材から測定された信号は制御機に伝送され、前記制御機は、これに基づき前記バルブ各々の開閉を制御することができる。
【００１４】
また、前記基板処理設備は、前記処理装置の空間内を設定圧力に維持する工程ポンプと、前記ケミカル供給管から分岐して、前記ベントポンプに連結される連結管とを含むことができる。
【００１５】
また、本発明は、バッファ容器内にガスを供給して前記バッファ容器内部を加圧することで、前記バッファ容器内に詰められた液を前記バッファ容器の外部に供給する液供給方法を提供する。本発明によれば、前記バッファ容器内の前記液が所定量以下になると、前記液を前記バッファ容器に供給して、前記バッファ容器内を詰める充填過程を繰り返し、所定の条件下で前記バッファ容器内ガスを前記バッファ容器に連結されたベントラインを通して排気する。
【００１６】
前記所定の条件は、前記バッファ容器内圧力条件を含み、前記バッファ容器内圧力が所定の圧力以上であると、前記バッファ容器内の前記ガスが排気される。前記ガスは、前記ベントラインに連結された減圧部材を使用して強制排気することができる。
【００１７】
また、本発明は、バッファ容器から供給された液状のケミカルを気化させて処理装置に提供することで基板上に工程を行う方法を提供する。本発明によれば、前記バッファ容器内にガスを供給して前記バッファ容器内部を加圧することで、前記バッファ容器内に詰められた前記液状のケミカルを前記バッファ容器の外部に供給し、前記バッファ容器内の前記液が所定量以下になると、前記液を前記バッファ容器に供給して、前記バッファ容器内を詰める充填過程を繰り返し、所定の条件下で前記バッファ容器内ガスを前記バッファ容器に連結されたベントラインを通して前記バッファ容器の外部に排気する。前記ガスは、前記ベントラインに連結されたポンプを使用して強制排気され得る。
【００１８】
一例によれば、前記工程は、基板上に有機金属を蒸着する工程であり、前記ケミカルは、有機金属蒸着に使用される前駆体。前記ガスは、窒素、ヘリウム、及びアルゴンのうち何れか一つである。
【００１９】
一例によれば、前記ベントラインに連結されたポンプと、前記処理装置内で工程進行の際、前記処理装置内圧力を調節するポンプとは、互いに異なる。前記気化したケミカルは、その供給率が安定化した後、前記処理装置に供給され、初期に前記気化したケミカルの供給率が安定化するまで、前記気化したケミカルは前記ベントラインに連結されたポンプを使用して排気されることができる。
【００２０】
一例によれば、前記所定の条件は、前記バッファ容器内圧力条件を含み、前記バッファ容器内圧力を測定し、圧力測定値が第１圧力以上であると、前記バッファ容器内前記ガスが排気される。前記バッファ容器内に詰められたケミカルの水位を感知し、前記ガスは、前記ケミカルが第１水位に到達したことが感知された後の前記圧力測定値に基づき排気されることができる。前記ケミカルが前記第１水位に到達したことが感知されたときに、前記処理装置で工程が行われていると、前記ガスは、前記処理装置で工程が完了した後の前記圧力測定値に基づき排気されることができる。前記ガスは、前記ベントラインに設けられた開閉バルブを設定時間の間開放することで排気され、前記開閉バルブが閉鎖された後に、前記バッファ容器内圧力を再測定して、前記バッファ容器内圧力が第２圧力以下でないと、前記開閉バルブの開放及び前記バッファ容器内圧力再測定過程を繰り返して行うことができる。前記バッファ容器内のケミカルを供給する流入管には開閉バルブが設けられ、前記開閉バルブが閉鎖された状態のとき、ケミカルは、前記ケミカルが貯蔵される容器から前記開閉バルブまでの流入管内に充填されている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ケミカルの継続的な供給ができるので、設備稼働率が向上する。
【００２２】
また、本発明によれば、初期にケミカルの供給量が安定化するまで費やされる時間を短縮することができる。
【００２３】
さらに、本発明によれば、ケミカルがバッファ容器に再充填される周期が短くなって設備稼働率が低下することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図１〜図１０Ｂに基づき詳細に説明する。本発明の実施の形態は、様々な形態に変形でき、本発明の範囲が下記の実施の形態に限定されると解釈されてはならない。本実施の形態は、発明の属する技術分野における平均の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図における要素の形状は、より明確な説明を強調するために誇張されている。
【００２５】
本実施の形態では、半導体製造工程において、基板上に有機金属を蒸着する有機金属蒸着設備を例に挙げて説明する。しかし、本発明の技術的思想はこれに限定されず、バッファ容器内に加圧ガスを供給してバッファ容器内の液をバッファ容器外部に供給する構造を有する様々な種類の液供給装置に適用可能である。
【００２６】
図１は、本発明の好ましい一実施の形態による基板処理設備１の一例を示す図である。図１を参照すると、基板処理設備１は、処理装置１０と液供給装置４０とを有する。処理装置１０は、基板上に有機金属を蒸着する工程を行なう。液供給装置４０は、工程に使用されるケミカル（有機金属）を処理装置１０に供給する。液供給装置４０から供給された液状のケミカルは、気化器４４４を通して気化してから、処理装置１０に流入する。
【００２７】
図２は、処理装置１０の一例を概略的に示す断面図である。処理装置１０は、工程が行われる空間を提供する工程チェンバー１００を有する。工程チェンバー１００は、石英（ｑｕａｒｔｚ）材質の内部チューブ１２０と外部チューブ１４０とを有する。内部チューブ１２０は、上・下部が両方とも開放された円筒形状を有する。外部チューブ１４０は、内部チューブ１２０を取り囲み、それから一定距離離隔するよう設けられ、下部が開放された円筒形状を有する。外部チューブ１４０の外側には、外部チューブ１４０を取り囲むようにヒータ１６０が設けられる。ヒータ１６０は、工程進行の際、工程チェンバー１００内部を工程温度に維持する。
【００２８】
工程が行われるウェハＷは、ボート３００に搭載される。ボート３００は、水平に配置される上部板３１２及びこれと上下に対向して位置する下部板３１４を有する。下部板３１４と上部板３１２との間には、複数の垂直支持台３２０が設けられ、各々の垂直支持台３２０には、ウェハＷのエッジ部が挿入されるスロットが形成される。スロットは、各々の垂直支持台３２０に大略５０〜１００個が形成される。下部板３１４の下には、放熱板３４２が提供される。放熱板３４２は石英材質からなり、水平方向に設けられる。ボート３００は、キャップ（ｃａｐ）３４４により支持される。キャップ３４４は、板形状に形成され、ボート３００が内部チューブ１２０内に挿入されると、フランジ２００の底面と接触して工程チェンバー１００内部を外部から密閉する。キャップ３４４には駆動部３８０が装着される。駆動部３８０は、キャップ３４４を回転させるモータ３８２とキャップ３４４を上下に移動させる昇降機３８４とを有する。昇降機３８４は、モータ３８４ｃにより回転するスクリュー３８４ｂ及びこれに接続してスクリュー３８４ｂの回転により直線移動し、キャップ３４４と結合するブラケット３８４ａを有する。
【００２９】
内部チューブ１２０と外部チューブ１４０は、その下に位置するフランジ２００により支持される。フランジ２００の中央にはスルーホールが形成され、そのスルーホールを通して工程チェンバー１００はその下に配置される待機室（図示せず）と連通する。ウェハＷは、待機室でボート３００に積載された後、内部チューブ１２０内に出入する。フランジ２００には、外部チューブ１４０を支持する外側支持台２２２及び内部チューブ１２０を支持する内側支持台２２４が提供される。外側支持台２２２は、リング形状に形成され、フランジ２００の上端から外方に伸びる。内側支持台２２４は、リング形状に形成され、フランジ２００の内側壁から内方に伸びる。フランジ２００の一側には、工程ガスを供給する供給管２４０と連結されるポート２４２とパージガスを供給する供給管２６０と連結されるポート２６２とが形成される。フランジ２００の他側には排気管２８０が連結される。工程進行の際、工程チェンバー１００内部を低圧に維持し、工程チェンバー１００内で発生した反応副産物を強制排気するために、排気管２８０には工程ポンプ２８２が設けられる。また、排気管２８０には、排気ガスのうち有害成分を中和させるスクラバー（ｓｃｒｕｂｂｅｒ）２８４が設けられ得る。
【００３０】
工程ガスは内部チューブ１２０の内側に流入し、上方向に流れて、ボート３００に搭載されたウェハＷ上に蒸着される。残留ガスは、内部チューブ１２０と外部チューブ１４０との間の空間に沿って下に流れ、排気管２８０を通して外部に排気される。
【００３１】
例えば、ウェハＷ上にハフニウム酸化膜を蒸着する場合、工程ガスとしてハフニウムを含む前駆体ソース（ケミカル）と酸化ガスが使用される。ハフニウムを含む前駆体ソースとしてはテトラエチルメチルアミノハフニウム（ｔｅｔｒａ  ｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈｙｌ  ａｍｉｎｏ  ｈａｆｎｉｕｍ、ＴＥＭＡＨｆ）が使用され、酸化ガスとしては酸素（Ｏ２）が使用される。また、パージガスとしては、アルゴンガスまたは窒素ガスを使用できる。
【００３２】
最初に、工程チェンバー１００内にハフニウム前駆体ソースガスが供給され、ウェハＷ上に原子層単位のハフニウム前駆体薄膜が形成される。工程チェンバー１００内にパージガスが供給され、工程チェンバー１００内部をパージする。その後、工程チェンバー１００内に酸素ガスを供給して、ハフニウム前駆体薄膜を酸化させることで、ウェハＷ上に原子層単位のハフニウム酸化膜を形成する。最後に、工程チェンバー１００内にパージガスを供給して、ハフニウム酸化膜を形成する過程で発生した反応副産物を除去する。上述のハフニウム前駆体ソースガスの供給、パージガスの供給、酸素ガスの供給、そしてパージガスの供給からなる１回の蒸着サイクルを繰り返して行うことで、ウェハＷ上に要求される厚さのハフニウム酸化膜を形成する。
【００３３】
上述の例では、前駆体ソースガスとしてテトラエチルメチルアミノハフニウム（ＴＥＭＡＨｆ）が使用される場合を例に挙げて説明している。しかし、蒸着しようとする薄膜の種類によって、前駆体ソースガスとして様々な種類のガスを使用できる。例えば、アルミニウム酸化膜やジルコニウム酸化膜を蒸着しようとする場合、前駆体ソースガスとして、トリメチルアルミニウム（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ａｌｕｍｉｎｕｍ、ＴＭＡｌ）やテトラエチルメチルアミノジルコニウム（ｔｅｔｒａ  ｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈｙｌ  ａｍｉｎｏ  ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ、ＴＥＭＡＺｒ）などを使用できる。また、薄膜が窒化膜である場合、酸素ガスの代わりに、アンモニアや窒素ガスなどを使用できる。
【００３４】
前駆体ソースガスは、液供給装置４０から液状態のケミカルとして供給され、液状態のケミカルは、気化器４４４により気化した後、工程チェンバー１００内に流入する。以下では、再び図１を参照して、液供給装置４０の構造について具体的に説明する。
【００３５】
液供給装置４０は、バッファ容器４１０、ケミカル流入管（液流入管）４２０、ガス流入管４３０、ケミカル供給管（液供給管）４４０、及びベントライン４５０を有する。バッファ容器（ｂｕｆｆｅｒ  ｖｅｓｓｅｌ）４１０は、内部にケミカルが入る空間を有する筒形状からなる。バッファ容器４１０は、高腐食性物質に耐えられるよう、ステンレススチール（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ）材質で製造される。バッファ容器４１０は、高圧に耐えられる強度で製造される。バッファ容器４１０には、その内部に詰められているケミカルの水位を測定する水位測定部材（ｌｅｖｅｌ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）４１４が装着される。水位測定部材４１４としては、バッファ容器４１０内ケミカルの特定水位に到達したか否かを測定するセンサが使用される。例えば、水位測定部材４１４は、最下部センサ（ｌｏｗｅｒｍｏｓｔ  ｓｅｎｓｏｒ）４１４ａ、下部センサ（ｌｏｗｅｒ  ｓｅｎｓｏｒ）４１４ｂ、上部センサ（ｕｐｐｅｒ  ｓｅｎｓｏｒ）４１４ｃ、及び最上部センサ（ｕｐｐｅｒｍｏｓｔ  ｓｅｎｓｏｒ）４１４ｄを有する。下部センサ４１４ｂは、バッファ容器４１０内ケミカル水位が第１水位に到達したかを感知する。第１水位は、バッファ容器４１０内のケミカルが一定量使用され、バッファ容器４１０内にケミカルの充填が必要な水位である。例えば、第１水位は、ケミカルがバッファ容器４１０内に約２５％程度詰められている状態の水位であり得る。上部センサ４１４ｃは、バッファ容器４１０内のケミカルの水位が第２水位に到達したかを感知する。第２水位は、バッファ容器４１０にケミカルを充填するとき、バッファ容器４１０内に要求される量が入り、ケミカルの供給が中断される水位である。例えば、第２水位は、ケミカルが容器内に約４０％程度詰められている状態の水位であり得る。最下部センサ４１４ａと最上部センサ４１４ｄにより感知される水位は、バッファ容器４１０内のケミカルの不足、または過剰供給により工程進行が難しい時点を決定するために使用される。
【００３６】
ケミカル流入管（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｉｎｌｅｔ  ｐｉｐｅ）４２０は、ケミカル貯蔵容器４２２に連結され、ケミカル貯蔵容器４２２内のケミカルは、ケミカル流入管４２０を通してバッファ容器４１０に供給される。ケミカル流入管４２０は、バッファ容器４１０の上壁を貫通し、その端部は、バッファ容器４１０内の上部に位置する。ケミカル流入管４２０は、事前に設定された条件下でバッファ容器４１０内部にケミカルを再充填（ｒｅｆｉｌｌ）する。ケミカル貯蔵容器４２２に詰められているケミカルは、上述のように、液状態の有機金属であり、テトラエチルメチルアミノハフニウム（ＴＥＭＡＨｆ）、テトラエチルメチルアミノジルコニウム（ＴＥＭＡＺｒ）、またはトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）などであり得る。
【００３７】
ガス流入管（ｇａｓ  ｉｎｌｅｔ  ｐｉｐｅ）４３０は、ガス貯蔵容器４３２に連結され、ガス貯蔵容器４３２内のガスは、ガス流入管４３０を通してバッファ容器４１０に供給される。ガスとしては、ヘリウムガス（Ｈｅ）、アルゴンガス（Ａｒ）、または窒素ガス（Ｎ２）などのように化学的に安定化したガスを使用できる。ガス流入管４３０は、バッファ容器４１０の上壁を貫通し、その端部は、バッファ容器４１０内の上部に位置する。また、ガス流入管４３０には、ガス貯蔵容器４３２から供給されるガス内汚染物質を除去するフィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）４３３、ガス流入管４３０を通して供給される流量を調節するニードルバルブ（ｎｅｅｄｌｅ  ｖａｌｖｅ）４３４、バッファ容器４１０からガス流入管４３０への逆流を防止するチェックバルブ（ｃｈｅｃｋ  ｖａｌｖｅ）４３５などが設けられる。ガス流入管４３０を通してバッファ容器４１０内に流入したガスによりバッファ容器４１０内部が加圧され、バッファ容器４１０内部に詰められているケミカルは、ケミカル供給管４４０を通してバッファ容器４１０から工程チェンバー１００に供給される。
【００３８】
ケミカル供給管（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ  ｐｉｐｅ）４４０は、バッファ容器４１０の上壁を貫通し、バッファ容器４１０内の下部まで伸びる。ケミカル供給管４４０には、上述の気化器４４４が設けられ、ケミカル供給管４４０を通して流れる液状のケミカルの流量を制御するＬＦＣ（ｌｉｑｕｉｄ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のような流量調節器４４２が設けられる。
【００３９】
バッファ容器４１０にケミカルを再充填して使用する回数が増加することによって、バッファ容器４１０内の圧力は増加する。これは、バッファ容器４１０内部を加圧するために供給されたガスがバッファ容器４１０に残留した状態で、バッファ容器４１０にケミカルの再充填が行われ、その後再びバッファ容器４１０からケミカル供給管４４０にケミカルを供給するために、バッファ容器４１０内にガスが供給されるからである。ベントライン（ｖｅｎｔ  ｌｉｎｅ）４５０は、設定条件下でバッファ容器４１０内ガスを排気するよう、バッファ容器４１０に連結される。ベントライン４５０にはベントポンプ４５２が設けられ、バッファ容器４１０内ガスはバッファ容器４１０から強制排気される。ベントライン４５０は、上述のスクラバー２８４に連結される。一例によれば、ベントライン４５０は、ガス流入管４３０から分岐するように提供される。しかし、図３のように、ベントライン４５０は、ガス流入管４３０とは独立的に提供され得る。
【００４０】
ケミカル流入管４２０、ガス流入管４３０、及びケミカル供給管４４０には、各々自動バルブ（ａｕｔｏ  ｖａｌｖｅ）ＡＶ１、ＡＶ２、ＡＶ４が設けられる。また、ベントライン４５０がガス流入管４３０から分岐する分岐点とバッファ容器４１０との間、そして分岐点とベントポンプ４５２との間には、各々自動バルブＡＶ３、ＡＶ５が設けられる。自動バルブＡＶ１、ＡＶ２、ＡＶ３、ＡＶ４、ＡＶ５は、空圧により開閉調節が可能なバルブである。
【００４１】
一例によれば、ベント時期を決定するための上述の設定条件は、再充填を行う前のバッファ容器４１０内部の圧力条件である。バッファ容器４１０内部圧力を測定するために、圧力測定部材（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）が提供される。圧力測定部材としては、圧力ゲージ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｇａｕｇｅ）４６０を使用できる。圧力ゲージ４６０は、分岐点と自動バルブＡＶ３との間の位置でガス流入管４３０上に設けられる。ベントライン４５０がガス流入管４３０と独立的に提供される場合、圧力ゲージ４６０は、ベントライン４５０上に設けられる。選択的にバッファ容器４１０の圧力測定部材は、ガス流入管４３０やベントライン４５０でなくバッファ容器４１０に直接設けられることができる。この場合、バッファ容器４１０内圧力は、実時間でモニタリングできる。
【００４２】
その他に、ベント時期を決定するための上述の設定条件は、様々に提供できる。例えば、設定条件は、バッファ容器４１０内ケミカルの再充填回数または工程チェンバー１００での工程進行回数などであり得る。
【００４３】
また、ベントポンプ４５２とケミカル供給管４４０とは、連結管４８０により連結される。連結管４８０は、気化器４４４と工程チェンバー１００との間の位置で、ケミカル供給管４４０から分岐する。連結管４８０は、初期に気化したケミカルが安定化するまで工程チェンバー１００に供給されず、ベントポンプ４５２を介して排気されるようにする。ケミカル供給管４４０で連結管４８０がケミカル供給管４４０から分岐した地点と工程チェンバー１００との間には、自動バルブＡＶ６が設けられ、連結管４８０にも自動バルブＡＶ７が設けられる。バッファ容器４１０内ガスの排気及び気化したケミカルが安定化するまでのケミカルの排気が、工程ポンプ２８２でなくベントポンプ４５２を介して行われる。従って、工程ポンプ２８２を頻繁に洗浄する必要がなく、洗浄などの周期が長くなるので、工程チェンバー１００の稼働率が増加する。
【００４４】
制御機４７０は、処理装置１０で工程が行われる過程及び液供給装置４０を制御する。制御機４７０には、圧力ゲージ４６０により測定された圧力値及び水位測定部材４１４により感知されたバッファ容器４１０内ケミカルの水位が伝送され、制御機４７０は自動バルブＡＶ１、ＡＶ２、ＡＶ３、ＡＶ４、ＡＶ５、ＡＶ６、ＡＶ７の各々の開閉を制御する。
【００４５】
次に、図４〜図９を参照して、液供給装置４０から処理装置１０にケミカルを供給する方法を説明する。図４は、液供給装置４０内にケミカルを再充填する過程を示すフローチャートであり、図５〜図９は、ケミカルを供給する過程における自動バルブＡＶ１、ＡＶ２、ＡＶ３、ＡＶ４、ＡＶ５、ＡＶ６、ＡＶ７の開閉状態を示す図である。図５〜図９において、黒色のバルブは閉鎖状態を示し、白色のバルブは開放状態を示す。
【００４６】
バッファ容器４１０にケミカルが詰められている状態で、バッファ容器４１０内にガスを供給する。バッファ容器４１０内の圧力増加により、バッファ容器４１０内の液状のケミカルがケミカル供給管４４０に流出する。液状のケミカルは、気化器４４４で気化した後、工程チェンバー１００に供給される。気化したケミカルの供給量が安定化するまで、ケミカルはベントポンプ４５２を介して排気される。このとき、自動バルブＡＶ２、ＡＶ３、ＡＶ４、ＡＶ７は開放され、自動バルブＡＶ１、ＡＶ５、ＡＶ６は閉鎖される（図５参照）。
【００４７】
ケミカルの供給量が安定化すると、ケミカルは工程チェンバー１００に供給され、工程チェンバー１００内で蒸着が行われる（ステップＳ１２）。このとき、自動バルブＡＶ２、ＡＶ３、ＡＶ４、ＡＶ６は開放され、自動バルブＡＶ１、ＡＶ５、ＡＶ７は閉鎖される（図６参照）。
【００４８】
工程が継続的に進行されることによって、バッファ容器４１０内ケミカルの水位が低くなる。バッファ容器４１０内ケミカルの水位が第１水位に到達したか否かを下部センサ４１４ｂが感知する（ステップＳ１４）。ケミカルの水位が第１水位に到達すると、ケミカルの再充填が準備される。ケミカルの再充填が始まる前に、工程チェンバー１００でウェハＷに対して蒸着工程が行われているかを判断する（ステップＳ１６）。ウェハＷに対して蒸着工程が行われていなかったら、バッファ容器４１０内圧力をチェックし、制御機４７０は、バッファ容器４１０内圧力が設定圧力未満であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。ウェハＷに対して蒸着工程が行われていたら、進行中の蒸着工程が完了した後、バッファ容器４１０内圧力をチェックする（ステップＳ１８）。バッファ容器４１０内圧力測定のために、自動バルブＡＶ３は開放され、自動バルブＡＶ１、ＡＶ２、ＡＶ４．ＡＶ５、ＡＶ６、ＡＶ７は閉鎖される（図７参照）。
【００４９】
バッファ容器４１０内の圧力が設定圧力未満であったら、バッファ容器４１０内圧力が許容範囲以内であると判断し、バッファ容器４１０内ガスを排気せず、バッファ容器４１０内にケミカルを再充填する（ステップＳ２２）。ケミカルは、バッファ容器４１０内水位が第２水位に到達するまで供給される。このとき、自動バルブＡＶ１は開放され、自動バルブＡＶ２、ＡＶ３、ＡＶ４、ＡＶ５、ＡＶ６、ＡＶ７は閉鎖される（図８参照）。
【００５０】
一方、バッファ容器４１０内圧力が設定圧力以上であったら、ベントライン４５０を通してバッファ容器４１０内ガスを強制排気する（ステップＳ２４）。このとき、自動バルブＡＶ３、ＡＶ５は開放され、自動バルブＡＶ１、ＡＶ２、ＡＶ４、ＡＶ６、ＡＶ７は閉鎖される（図９参照）。ベントライン４５０内ガスの排気は、最初に設定時間の間自動バルブＡＶ３、ＡＶ５を開放することで行われる。設定時間が経過すると自動バルブＡＶ３は開放し、自動バルブＡＶ５を閉鎖して、バッファ容器４１０内ガスの圧力を再測定する。バッファ容器４１０内ガスの圧力が設定圧力未満であったら、強制排気を終了し、バッファ容器４１０内にケミカルを再充填する。しかし、バッファ容器４１０内ガスの圧力が設定圧力以上であったら、前記設定時間の間自動バルブＡＶ３、ＡＶ５を再び開放して、ガスを再排気する。
【００５１】
初期にガスの排気を行うかを判断する設定圧力とガスの排気が行われた後ガスを再排気するか否かを判断する設定圧力とは、同一な圧力であり得る。或いは、再排気を判断する設定圧力と初期にガスの排気を行うかどうかを判断する設定圧力とは、相違し得る。
【００５２】
ケミカルの充填が完了した後、ケミカル流入管４２０内ケミカルをケミカル貯蔵容器４２２に回収した状態で待機が行われると、以後ケミカル流入管４２０内にパーティクルが多量発生する。よって、ケミカル流入管４２０内部洗浄のために多くの時間が所要され、設備稼働率が低下する。従って、ケミカル流入管４２０内部汚染を防止し、設備稼働率を向上させるために、バッファ容器４１０内にケミカルの充填が完了した後、自動バルブＡＶ１は閉鎖され、ケミカル流入管４２０内には、自動バルブＡＶ１が設けられた位置までケミカルが詰められている状態で待機する。
【００５３】
図１０Ａは、バッファ容器４１０内ガスを排気せず継続的にケミカルを再充填して使用する場合のバッファ容器４１０内圧力とケミカルの再充填量を示し、図１０Ｂは、ベントライン４５０を使用してバッファ容器４１０内ガスを排気しながらケミカルを再充填する場合のバッファ容器４１０内圧力とケミカルの再充填量を示している。図１０Ａを参照すると、バッファ容器４１０内ガスを排気せずケミカルを継続的に再充填する場合、再充填回数が増加することによって、バッファ容器４１０内部圧力は増加し、それと共にバッファ容器４１０内に再充填されるケミカルの量は減少することが分かる。一方、図１０Ｂを参照すると、バッファ容器４１０内ガスが排気される時点Ｔで、バッファ容器４１０内部圧力が減少し、それによりケミカルの再充填量が再び増加することが分かる。
【００５４】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の基板処理設備の好ましい一実施の形態を示す図である。
【図２】図１の設備における処理装置の内部構成を概略的に示す図である。
【図３】図１の変形例を示す図である。
【図４】本発明の基板処理設備を使用して工程が行なわれる過程を示す図である。
【図５】工程が行なわれる過程における自動バルブの開閉状態を示す図である。
【図６】工程が行なわれる過程における自動バルブの開閉状態を示す図である。
【図７】工程が行なわれる過程における自動バルブの開閉状態を示す図である。
【図８】工程が行なわれる過程における自動バルブの開閉状態を示す図である。
【図９】工程が行なわれる過程における自動バルブの開閉状態を示す図である。
【図１０Ａ】バッファ容器内ガスを排気せず継続的に再充填が行なわれる場合における、バッファ容器内部圧力及びケミカルの再充填量を示す図である。
【図１０Ｂ】バッファ容器内ガスを排気しながら再充填が行なわれる場合における、バッファ容器内部圧力及びケミカルの再充填量を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    処理装置、
４０    液供給装置、
４１０    バッファ容器、
４１４    水位測定部材、
４２０    ケミカル流入管、
４３０    ガス流入管、
４４０    ケミカル供給管、
４５０    ベントライン、
４５２    ベントポンプ、
４６０    圧力測定部材、
４７０    制御機、
ＡＶ１〜ＡＶ７    自動バルブ。
【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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【図６】
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【図７】
2008172246.tif 000009
【図８】
2008172246.tif 000010
【図９】
2008172246.tif 000011
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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