(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状態の処理媒体を受け取る導入部と、
前記導入部に接続され、前記液体状態の処理媒体の流量を制御する流量制御部と、
前記流量制御部に接続され、前記流量制御部にて流量が制御された前記液体状態の処理媒体を気化するためのキャリアガスを導入するガス導入部と、
前記ガス導入部に接続され、前記ガス導入部より導入されたキャリアガスと前記液体状態の処理媒体を混合して加熱する気化部と、
前記気化部において前記キャリアガス及び前記液体状態の処理媒体を加熱する第１のヒータと、
前記第１のヒータを制御する第１の制御部と、
一端が前記気化部に接続され、前記気化部において加熱された前記キャリアガス及び前記処理媒体を前記一端から他端に通す接続部と、
当該接続部を加熱する第２のヒータと、
前記接続部を前記処理媒体の蒸発温度よりも高い温度で加熱するように前記第２のヒータを制御する第２の制御部と、を有し、
前記接続部の加熱温度は前記気化部の加熱温度以上である気化器。
【請求項２】
前記処理媒体が銅のβジケトン錯体である請求項１記載の気化器。
【請求項３】
液体状態の処理媒体を受け取る導入部と、
前記導入部に接続され、前記液体状態の処理媒体の流量を制御する流量制御部と、
前記流量制御部に接続され、前記流量制御部にて流量が制御された前記液体状態の処理媒体を気化するためのキャリアガスを導入するガス導入部と、
前記ガス導入部に接続され、前記ガス導入部より導入されたキャリアガスと前記液体状態の処理媒体を混合して加熱する気化部と、
前記気化部において前記キャリアガス及び前記液体状態の処理媒体を加熱する第１のヒータと、
前記第１のヒータを制御する第１の制御部と、
一端が前記気化部に接続され、前記気化部において加熱された前記キャリアガス及び前記処理媒体を前記一端から他端に通す接続部と、
当該接続部を加熱する第２のヒータと、
前記接続部を前記処理媒体の蒸発温度よりも高い温度で加熱するように前記第２のヒータを制御する第２の制御部と、を有し、
前記接続部の加熱温度は前記気化部の加熱温度以上である気化器と、
当該気化器の前記接続部の前記他端から排出された気体状態の前記処理媒体を利用して所定の処理を行う処理室と、
を有する処理装置。
【請求項４】
前記処理媒体は成膜原料であり、前記所定の処理が成膜処理である請求項３記載の処理装置。
【請求項５】
前記処理装置は、
前記気化器の前記接続部の前記他端と前記処理室とを接続する配管と、
当該配管を加熱することができる第３のヒータと、
前記第３のヒータを制御する第３の制御部と、
を更に有する請求項３記載の処理装置。
【請求項６】
前記処理媒体が銅のβジケトン錯体である請求項３記載の処理装置。
【請求項７】
前記処理装置は、
前記気化器の前記接続部の前記他端と前記処理室とを接続する配管と、
当該配管を加熱することができる第３のヒータと、
前記第３のヒータを制御する第３の制御部とを更に有する請求項６記載の処理装置。
【請求項８】
前記第３の制御部は、前記配管の加熱温度が前記接続部の加熱温度以上になるように前記第３のヒータを制御する請求項７記載の処理装置。
【請求項９】
前記第１の制御部と前記第２の制御部と前記第３の制御部は、前記気化部と前記接続部と前記配管の温度が６０℃〜７０℃の範囲となるように制御する請求項８記載の処理装置。
【請求項１０】
前記処理装置は、
前記気化器の前記接続部の前記他端と前記処理室とを接続する配管と、
当該配管を加熱することができる第３のヒータと、
前記配管の加熱温度が前記接続部の加熱温度以上になるように前記第３のヒータを制御する第３の制御部とを更に有する請求項３記載の処理装置。
【請求項１１】
液体状態の処理媒体を受け取る導入部と、
前記導入部に接続され、前記液体状態の処理媒体の流量を制御する流量制御部と、
前記流量制御部に接続され、前記流量制御部にて流量が制御された前記液体状態の処理媒体を気化するためのキャリアガスを導入するガス導入部と、
前記ガス導入部に接続され、前記ガス導入部より導入されたキャリアガスと前記液体状態の処理媒体を混合して加熱する気化部と、
前記気化部において前記キャリアガス及び前記液体状態の処理媒体を加熱する第１のヒータと、
一端が前記気化部に接続され、前記気化部において加熱された前記キャリアガス及び前記処理媒体を前記一端から他端に通す接続部と、
当該接続部を加熱する第２のヒータと、
を有する気化器の前記気化部の第１の温度を測定する工程と、
前記接続部の第２の温度を測定する工程と、
当該第２の温度が前記処理媒体の蒸発温度よりも高い温度になるとともに前記第１の温度よりも高くなるように前記第２のヒータを制御する工程と、
前記接続部の前記他端から排出された気体状態の前記処理媒体を利用して所定の処理を行う工程と、
を有する処理方法。
【請求項１２】
前記気化器に前記接続部の前記他端を介して接続され第３のヒータにより加熱される配管の第３の温度を測定する工程と、
当該第３の温度が前記第２の温度よりも高くなるように前記第３のヒータを制御する工程とを更に有し、
前記所定の処理を行う工程は、
前記接続部の前記他端から前記配管を通じて排出された前記処理媒体を利用する請求項１１記載の処理方法。
【請求項１３】
前記処理媒体が銅のβジケトン錯体である請求項１１または１２記載の処理方法。
【請求項１４】
前記第１の温度と前記第２の温度と前記第３の温度が６０℃〜７０℃である請求項１２記載の処理方法。
【請求項１５】
液体状態の成膜原料を受け取る導入部と、
前記導入部に接続され、前記液体状態の成膜原料の流量を制御する流量制御部と、
前記流量制御部に接続され、前記流量制御部にて流量が制御された前記液体状態の成膜原料を気化するためのキャリアガスを導入するガス導入部と、
前記ガス導入部に接続され、前記ガス導入部より導入されたキャリアガスと前記液体状態の成膜原料を混合して加熱する気化部と、
前記気化部において前記キャリアガス及び前記液体状態の成膜原料を加熱する第１のヒータと、
前記第１のヒータを制御する第１の制御部と、
一端が前記気化部に接続され、前記気化部において加熱された前記キャリアガス及び前記成膜原料を前記一端から他端に通す接続部と、
当該接続部を加熱する第２のヒータと、
前記接続部を前記成膜原料の蒸発温度よりも高い温度で加熱するように前記第２のヒータを制御する第２の制御部と、を有し、
前記接続部の加熱温度は前記気化部の加熱温度以上である気化器に液体状態の成膜原料を導入して気体状態の成膜原料を得る工程と、
前記気体状態の成膜原料を反応室に導入して半導体ウエハに成膜処理を行う工程と、
を有する半導体チップの製造方法。
【請求項１６】
前記気化器の前記接続部の前記他端と前記反応室とを接続する配管と、
当該配管を加熱することができる第３のヒータと、
前記第３のヒータを制御する第３の制御部とを更に有し、
前記第３の制御部は、前記配管の加熱温度が前記接続部の加熱温度以上になるように前記第３のヒータを制御し、
前記第１の制御部と前記第２の制御部と前記第３の制御部は、前記気化部と前記接続部と前記配管の温度が６０℃〜７０℃の範囲となるように制御する請求項１５記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気化器、処理装置、処理方法、及び半導体チップの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程は、一般に、ウェハへの酸化、薄膜形成、イオン注入、エッチングなどの工程を含んでおり、この種の操作を繰り返すことによって多層構造の半導体チップが形成される。半導体ウェハに薄膜を形成するには一般にＣＶＤ装置、スパッタリング装置等が使用される。ＣＶＤ装置は、真空又は常圧の反応室に半導体ウェハを置き、所定温度下で薄膜を構成する元素を含む１種又は数種のガスを供給して、化学反応により生じた反応生成物をウェハ表面に堆積させる装置である。
【０００３】
ＣＶＤ装置のうち有機金属ＣＶＤ装置は有機金属化合物の熱分解反応を利用して例えば金属膜を形成する装置として知られている。有機金属化合物としては、例えば、ヘキサフロロアセチルアセトネートトリメチルビニルシラン銅（Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ）が使用される。有機金属化合物は常温常圧では通常液体で気化しにくく、このため有機金属化合物を気体状態で気化器から反応室に供給するために種々の方法が提案されている。例えば、Ｎ２ガスなどのキャリアガスによりバブリングして霧状にして供給する方法や加熱して多量の蒸気を発生させて供給する方法などである。
【０００４】
しかし、バブリング方式は、液量や液面面積の変化などによって供給量が不安定であると共に、バブリングだけでは必要な蒸気量を十分に確保できないという問題がある。更に、バブリングに使用するＮ２ガスやＨ２ガスが液体材料中に溶解して不純物となり成膜に悪影響を与えるという課題もある。一方、加熱方式は、必要蒸気量を確保することはできるが液体材料の加熱により材料自体の化合物が熱分解して変質してしまうという問題がある。更に、いずれの供給方式でも、一度気化したものが再液化したり、液体材料を充満してあった液タンク交換時に配管内や接続部に残留する液体材料が酸素と反応して固体副生成物が発生し、これを閉塞するなどの問題があった。
【０００５】
これらの問題を解決するために、特開平２−２０５３１７は、気化器と、加熱器と、原料供給管と、結露防止用ヒータを有する成膜装置を開示している。かかる成膜装置は、成膜に必要な気体原料と同じ流量の流体原料を気化器に供給すると共に気化器を加熱器により液体原料の気化熱以上の温度で加熱している。気化された原料は結露防止用ヒータにより加熱された原料供給管（配管）を通って反応室に運ばれる。特開平２−２０５３１７によれば、かかる成膜装置は液体原料の気化量を調節することができるとしている。
【０００６】
また、本出願人は先に特開平８−１７７４９で類似の液体材料供給装置を提案している。かかる装置は、気化器と、気化器とは独立した部材としての流量制御部と、加熱手段が備わった配管を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の成膜装置は、例えばＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ等の成膜原料を導入した場合に生じる再液化を完全に解消するには、未だ至らなかった。成膜原料が再液化した結果として、気体状態の処理媒体を安定して流量制御良く供給することができないという問題が存在していた。かかる再液化や、再液化した成膜原料が反応することによる固体生成物の堆積が、特に、配管（又は気化器が直接反応室に接続される場合には反応室）との気化器の接続部（以下「気化器の出口部」という。）付近において多く見られた。このように、従来の成膜装置（処理装置）においては、成膜原料（処理媒体）が気化器の出口部で再液化することによって、気体状態の処理媒体を安定して流量制御良く供給することができないという問題が有った。このような従来技術の問題点に鑑み、新規かつ有用な気化器、処理装置、処理方法、半導体チップの製造方法を提供することを本発明の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された気化器は、液体状態の処理媒体を受け取る導入部と、前記導入部に接続され、前記液体状態の処理媒体の流量を制御する流量制御部と、前記流量制御部に接続され、前記流量制御部にて流量が制御された前記液体状態の処理媒体を気化するためのキャリアガスを導入するガス導入部と、前記ガス導入部に接続され、前記ガス導入部より導入されたキャリアガスと前記液体状態の処理媒体を混合して加熱する気化部と、前記気化部において前記キャリアガス及び前記液体状態の処理媒体を加熱する第１のヒータと、前記第１のヒータを制御する第１の制御部と、一端が前記気化部に接続され、前記気化部において加熱された前記キャリアガス及び前記処理媒体を前記一端から他端に通す接続部と、当該接続部を加熱する第２のヒータと、前記接続部を前記処理媒体の蒸発温度よりも高い温度で加熱するように前記第２のヒータを制御する第２の制御部と、を有し、前記接続部の加熱温度は前記気化部の加熱温度以上である。
請求項２に記載された気化器は、請求項１に記載された気化器において前記処理媒体が銅のβジケトン錯体である。
【０００９】
請求項３に記載された処理装置は、液体状態の処理媒体を受け取る導入部と、前記導入部に接続され、前記液体状態の処理媒体の流量を制御する流量制御部と、前記流量制御部に接続され、前記流量制御部にて流量が制御された前記液体状態の処理媒体を気化するためのキャリアガスを導入するガス導入部と、前記ガス導入部に接続され、前記ガス導入部より導入されたキャリアガスと前記液体状態の処理媒体を混合して加熱する気化部と、前記気化部において前記キャリアガス及び前記液体状態の処理媒体を加熱する第１のヒータと、前記第１のヒータを制御する第１の制御部と、一端が前記気化部に接続され、前記気化部において加熱された前記キャリアガス及び前記処理媒体を前記一端から他端に通す接続部と、当該接続部を加熱する第２のヒータと、前記接続部を前記処理媒体の蒸発温度よりも高い温度で加熱するように前記第２のヒータを制御する第２の制御部と、を有し、前記接続部の加熱温度は前記気化部の加熱温度以上である気化器と、当該気化器の前記接続部の前記他端から排出された気体状態の前記処理媒体を利用して所定の処理を行う処理室とを有する。
【００１０】
請求項４に記載された処理装置は、請求項３に記載された処理装置において前記処理媒体は成膜原料であり、前記所定の処理が成膜処理である。
【００１１】
請求項５に記載された処理装置は、請求項３に記載された処理装置において前記処理装置は、前記気化器の前記接続部の前記他端と前記処理室とを接続する配管と、当該配管を加熱することができる第３のヒータと、前記第３のヒータを制御する第３の制御部とを更に有する。
【００１２】
請求項６に記載された処理装置は、請求項３に記載された処理装置において前記処理媒体が銅のβジケトン錯体である。
【００１３】
請求項７に記載された処理装置は、請求項６に記載された処理装置において前記処理装置は、前記気化器の前記接続部の前記他端と前記処理室とを接続する配管と、当該配管を加熱することができる第３のヒータと、前記第３のヒータを制御する第３の制御部とを更に有する。
請求項８に記載された処理装置は、請求項７に記載された処理装置において前記第３の制御部は、前記配管の加熱温度が前記接続部の加熱温度以上になるように前記第３のヒータを制御する。
請求項９に記載された処理装置は、請求項８に記載された処理装置において前記第１の制御部と前記第２の制御部と前記第３の制御部は、前記気化部と前記接続部と前記配管の温度が６０℃〜７０℃の範囲となるように制御する。
【００１５】
請求項１０に記載された処理装置は、請求項３に記載された処理装置において前記処理装置は、前記気化器の前記接続部の前記他端と前記処理室とを接続する配管と、当該配管を加熱することができる第３のヒータと、前記配管の加熱温度が前記接続部の加熱温度以上になるように前記第３のヒータを制御する第３の制御部とを更に有する。
【００１７】
請求項１１に記載された処理方法は、液体状態の処理媒体を受け取る導入部と、前記導入部に接続され、前記液体状態の処理媒体の流量を制御する流量制御部と、前記流量制御部に接続され、前記流量制御部にて流量が制御された前記液体状態の処理媒体を気化するためのキャリアガスを導入するガス導入部と、前記ガス導入部に接続され、前記ガス導入部より導入されたキャリアガスと前記液体状態の処理媒体を混合して加熱する気化部と、前記気化部において前記キャリアガス及び前記液体状態の処理媒体を加熱する第１のヒータと、一端が前記気化部に接続され、前記気化部において加熱された前記キャリアガス及び前記処理媒体を前記一端から他端に通す接続部と、当該接続部を加熱する第２のヒータと、を有する気化器の前記気化部の第１の温度を測定する工程と、前記接続部の第２の温度を測定する工程と、当該第２の温度が前記処理媒体の蒸発温度よりも高い温度になるとともに前記第１の温度よりも高くなるように前記第２のヒータを制御する工程と、前記接続部の前記他端から排出された気体状態の前記処理媒体を利用して所定の処理を行う工程とを有する。
【００１８】
請求項１２に記載された処理方法は、請求項１１記載の処理方法において、前記気化器に前記接続部の前記他端を介して接続され第３のヒータにより加熱される配管の第３の温度を測定する工程と、当該第３の温度が前記第２の温度よりも高くなるように前記第３のヒータを制御する工程とを更に有し、前記所定の処理を行う工程は、前記接続部の前記他端から前記配管を通じて排出された前記処理媒体を利用する。
請求項１３に記載された処理方法は、請求項１１または１２記載の処理方法において、前記処理媒体が銅のβジケトン錯体である。
請求項１４に記載された処理方法は、請求項１２記載の処理方法において、前記第１の温度と前記第２の温度と前記第３の温度が６０℃〜７０℃である。
【００１９】
請求項１５に記載された半導体チップの製造方法は、液体状態の成膜原料を受け取る導入部と、前記導入部に接続され、前記液体状態の成膜原料の流量を制御する流量制御部と、前記流量制御部に接続され、前記流量制御部にて流量が制御された前記液体状態の成膜原料を気化するためのキャリアガスを導入するガス導入部と、前記ガス導入部に接続され、前記ガス導入部より導入されたキャリアガスと前記液体状態の成膜原料を混合して加熱する気化部と、前記気化部において前記キャリアガス及び前記液体状態の成膜原料を加熱する第１のヒータと、前記第１のヒータを制御する第１の制御部と、一端が前記気化部に接続され、前記気化部において加熱された前記キャリアガス及び前記成膜原料を前記一端から他端に通す接続部と、当該接続部を加熱する第２のヒータと、前記接続部を前記成膜原料の蒸発温度よりも高い温度で加熱するように前記第２のヒータを制御する第２の制御部と、を有し、前記接続部の加熱温度は前記気化部の加熱温度以上である気化器に液体状態の成膜原料を導入して気体状態の成膜原料を得る工程と、前記気体状態の成膜原料を反応室に導入して半導体ウエハに成膜処理を行う工程とを有する。
請求項１６に記載された製造方法は、請求項１５記載の製造方法において、前記気化器の前記接続部の前記他端と前記反応室とを接続する配管と、当該配管を加熱することができる第３のヒータと、前記第３のヒータを制御する第３の制御部とを更に有し、前記第３の制御部は、前記配管の加熱温度が前記接続部の加熱温度以上になるように前記第３のヒータを制御し、前記第１の制御部と前記第２の制御部と前記第３の制御部は、前記気化部と前記接続部と前記配管の温度が６０℃〜７０℃の範囲となるように制御する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る気化器、処理装置、処理方法、及び半導体チップの製造方法の一実施例を説明する。なお、各図において同一の参照符号は同一部材を表している。図１は本発明の一態様としての処理装置の一例である成膜装置１００のブロック図である。図２は図１に示す成膜装置１００に使用される本発明の一態様としての気化器１４０の概略断面図である。
【００２１】
本実施例で説明する成膜装置１００は、使用される成膜原料（処理媒体）がＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳのような不安定化合物であっても、後述するように、処理媒体の再液化や固定生成物の堆積に伴う問題を解決することができる。このような不安定化合物としては、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの他に、例えば、[３−ヘキチン]ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅、[２−ブチン]ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅、[トリメチルフォスフィン]ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅等の銅のβジケトン錯体が有る。しかし、本発明は、これらの不安定化合物以外の物質を処理媒体として用いることを排除するものではない。
【００２２】
図１に示すように、成膜装置１００は、貯留槽１０８と、流量計１１０と、気化器１４０と、反応室１６０（処理室）とを有しており、好ましくは、常温常圧で液体状態である成膜原料を処理媒体として使用している。以下、本実施例では成膜装置１００が成膜原料として、不安定な有機金属化合物であるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを使用する場合について説明する。
【００２３】
貯留槽１０８は、図１中、符号「Ｌ」が付されている液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ（液体原料）を貯蔵している。貯留槽１０８は、バルブ１１８を有するノズル１１７と、バルブ１２０を有するノズル１１９に接続されている。ノズル１１７の下端はＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの液面上方に配置され、ノズル１１９の下端は液中に配置されている。ノズル１１７の上端に配置された口金１１５には加圧用気体としてのヘリウム（Ｈｅ）ガスを供給するＨｅガス源１０４が通路１０５を介して接続されている。Ｈｅガスは、例えば、０．５ｋｇ／ｃｍ２程度に圧力調整されており、貯留槽１０８に導入されることによってＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの液面を加圧することができる。また、通路１０５にはＨｅガスの給排を制御するバルブ１１２が設けられている。
【００２４】
ノズル１１９上端に配置された口金１２１は、気化器１４０（の後述する液体導入口１４０Ａと）通路１２３により接続されている。図１に示すように、通路１２３にはバルブ１２２及び１２６が取り付けられ、成膜装置１００の保守時その他の必要時に閉じられる。
【００２５】
流量計１１０は、貯留槽１０８から気化器１４０に供給されるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの質量流量を検出することができる。図１では、貯留槽１０８と気化器１４０の間に流量計１１０が設けられているが、図３を参照して後述されるように、流量計１１０は気化器１４０と一体であってもよい。選択的に、流量計１１０を流量制御バルブ１４２の役割を果たすことができる流量制御装置に置換して、気化器１４０をかかる機能を有しない通常の気化器に置換してもよい。どのような構造の気化器であっても配管１３５又は反応室１６０に接続されるための後述する接続部１４９を含んでおり、かかる接続部１４９に本発明は適用することができるため、結局、本発明が適用することができる気化器１４０の構造は限定されない。
【００２６】
気化器１４０は、液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを受け取る液体導入部１４０Ａと、通常は気化状態であるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを排出する蒸気出口部１４０Ｂと、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを気化するために導入されるキャリアガスを受け取るガス導入部１４０Ｃとを有している。気化器１４０は、流量制御されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを、例えば、霧吹きの原理で蒸気化或いは霧化することができる。上述したように、液体導入部１４０Ａは通路１２３を介して貯留槽１０８に接続されている。出口部１４０Ｂは通路（配管）１３５を介して（あるいは選択的に直接に）後述する反応室１６０（のシャワーヘッド１６２）に接続されている。ガス導入部１４０Ｃは通路１０３を介してＨｅガス源１０２に接続されている。本実施例では、例示的に、キャリアガスは圧力が０．５ｋｇ／ｃｍ２程度の流速の大きく６０℃乃至７０℃の温度を有するＨｅガスである。なお、気化器１４０はＨｅガス源１０２によって加圧されてもよいし減圧状態に保たれていてもよい。なお、通路１０３には保守時又は必要時にキャリアガスを遮断するのに使用されるバルブ１３０が設けられている。
【００２７】
次に、図２を参照して本発明の一態様である気化器１４０の構造をより詳細に説明する。同図に示すように、気化器１４０は、流量制御バルブ１４２と、蒸気バルブ１４５と、第１のヒータ１４６と、第１の熱電対１４８と、第１のヒータ制御装置１５０と、第２のヒータ１５２と、第２の熱電対１５４と、第２のヒータ制御装置１５６とを有している。なお、図１と図２においては、便宜上、キャリアガスやＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの進行方向が逆になっている。
【００２８】
なお、気化器１４０は流量計１１０と一体に構成されてもよい。図３に気化器１４０に一体的に構成された流量計１１０ａを示す。流量計１１０ａの筐体１１０ｂは面１１０ｃにおいて気化器１４０に接着している。流量計１１０ａは当業界で周知の感熱センサ１１０ｅが取り付けられたセンサ管１１０ｄを有している。また、流量計１１０ａは、面１１０ｃを通じて感熱センサ１１０ｅの熱が気化器１４０に影響を与えたり感熱センサ１１０ｅの温度が気化器１４０により変化したりするのを防止するために面１１０ｃ及び感熱センサ１１０ｅを囲むように断熱材１１０ｆを配置している。
【００２９】
流量計１１０ａを通過した流体原料は即座に気化器１４０に供給されるため、流量計１１０ａの測定結果に基づいて信頼性良く気化器１４０の流量制御バルブ１４２は流量制御を行うことができる。即ち、図３に示す構造は、流体原料が図１の流量計１１０を経た後に外部温度の影響などを受けて状態が変化する場合の流量制御バルブ１４２による制御誤差を最小にするものであり、有機金属化合物のような不安定化合物を取り扱う成膜装置１００には好ましい構造である。
【００３０】
流量制御バルブ１４２は、流量計１１０の検出結果に従って図示しないコントローラがその開閉を制御する。例えば、かかるコントローラは、バルブ孔１４３を流れる液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの質量流量が、例えば、毎秒０．１乃至１ｍｌとなるように、流量制御バルブ１４２を制御することができる。蒸気バルブ１４５はバルブ本体１４４に上下運動可能に取り付けられており、キャリアガスの流量を制御する。従って、流量制御バルブ１４２及び蒸気バルブ１４５をそれぞれバルブ孔１４３から離間して配置することにより、バルブ孔１４３を通過して流れてきた液体材料が流速の速いキャリアガスにより図２の右方（図１では左方）に運ばれて反応室１６０に向かって流れて行く。
【００３１】
第１のヒータ１４６と、第１の熱電対１４８と、第１のヒータ制御装置１５０は、キャリアガスが混合された液体材料Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを第１の加熱部１４７においてその蒸発温度より高い温度で加熱するように動作する。なお、図２は、一対の第１のヒータ１４６を示しているがその数は２つに限定されないことは言うまでもない。また、第１の熱電対１４８は、温度測定が可能な当業界で周知のその他のいかなる部材とも置換することができる。なお、図２において、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが流量制御バルブ１４２により排出されてキャリアガスと混合して第１の加熱部１４７を介して加熱されながら気化される空間は一般に気化部又は蒸発部といわれている。
【００３２】
第１の加熱部１４７は、図２においてはバルブ孔１４３付近から配管１３５との接続部１４９の前までの領域に相当する。図２とは異なる構造を有する気化器においては第１の加熱部の領域も変化する場合がある。また、接続部１４９に直接反応室１６０が接続される場合には接続部１４９の形状が変化する場合もある。図２において左側の第１のヒータ１４６と流量制御バルブ１４５との間も当然加熱されるがＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの移動方向から見て本実施例では問題としていない。第１の加熱部１４７は、広義には、第１のヒータ１４６により加熱されて第１のヒータ制御装置１５０により温度制御することができる領域である。処理媒体がＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳのような不安定化合物である場合は、気化した処理媒体の流路（成膜装置１００においては、第１の加熱部１４７から反応室１６０内のウエハＷまで）のコンダクタンスをなるべく高くし、気化した処理媒体が流路を迅速に通過するようにすることが好ましい。
【００３３】
第１の熱電対１４８は第１の加熱部１４７の温度を測定し、第１のヒータ制御装置１５０は、第１の加熱部１４７の温度がＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの蒸発温度より高い温度になるように、例えば、第１のヒータ１４６に流れる電流値を制御する。Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは、圧力２Ｔｏｒｒの下で蒸発温度が５０℃程度であるので、第１の加熱部１４７は通常６０℃乃至７０℃に加熱される。
【００３４】
一般に、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは不安定であり、蒸発温度以下でも後述する分解反応を生じる。しかし、６０℃乃至７０℃に加熱されれば分解反応が生じる前に反応室１６０に気体状態で送られて反応室１６０で適時に反応する。この温度以上に加熱されれば熱エネルギーを多く得る結果反応速度が速すぎてしまい、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは後述の分解反応を反応室１６０に到達する前に生じてしまう。完全に気化されて上述の温度に制御されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは反応室１６０への移動速度が速く、反応室１６０に導入されれば直ちに成膜処理に供することができるので最も好ましい。
【００３５】
Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ以外の有機金属化合物が使用されれば第１の加熱部１４７も変化するのは当然である。その場合、第１の加熱部１４７は有機金属化合物の蒸発温度より高い所定の範囲の温度に加熱される。「所定の範囲」の温度は、蒸発温度より高いが反応室１６０までは分解反応を生じない範囲の温度であることが好ましい。また、気化器と反応室が直結される場合には有機金属化合物が移送される距離は短いので所定の範囲の温度は変化する場合があることが理解されるだろう。
【００３６】
気化部で加熱された液体原料は出口部１４０Ｂに運ばれる。出口部１４０Ｂには、上述したように、配管１３５（又は選択的に反応室１６０）に接続される接続部１４９が設けられている。
【００３７】
従来の接続部は加熱制御がなされていなかった。このため、従来の成膜装置に有機金属化合物を導入するとかかる接続部付近で有機金属化合物の再液化や固化が多く見られた。このような再液化や固化は、蒸発（気化）温度と反応温度の差が３０℃以内（しばしば２０℃以内）と近接している有機金属化合物の特性に起因しており、本発明者等は気化器の出口付近においても十分な温度制御を行うことがより好ましいことを発見した。
【００３８】
有機金属化合物は、液体流量バルブ１４２によって制御される液体材料の流量が大きかったりすると、十分加熱されずに液状又は半液状（霧状）のまま接続部１４９に導入される場合がある。液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは反応室１６０への移動速度が遅いために反応室１６０に到達するまでに後述の分解反応が生じてしまう。そこで、このようなＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは接続部１４９で完全に液体材料を蒸発することが好ましい。
【００３９】
また、第１の加熱部１４７でＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが完全に気化されて接続部１４９へ導入されても接続部１４９の温度が低ければ再液化し、以下のように分解反応を生じて固体生成物が堆積してしまう。
２Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ→Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）２＋２ＴＭＶＳ
【００４０】
貯留槽１０８から気化器１４０に導入される液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳには安定剤ＴＭＶＳが混合されているため、上記の分解反応が生じないか生じても安定剤が可逆的に元の状態に戻すように作用する。しかし、一旦気化してから液化した場合にはＴＭＶＳはその比重の違いからＣｕ（ｈｆａｃ）２よりも速く反応室１６０に移動してＣｕ（ｈｆａｃ）２から離れるため上記の分解反応の可逆性は維持されない。分解すれば運ばれるべき気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの流量が減少するだけでなく、例えば、Ｃｕ（銅）などが接続部１４９やそれに接続される配管１３５に堆積し配管１３５が詰まってその後の供給量の制御が困難になる。
【００４１】
そこで、本発明者等は接続部１４９は第１の加熱部とは別個に第２の加熱部１５１として加熱制御されなければならないことを発見した。即ち、接続部１４９は、一般に、図２に示すように、第１の加熱部１４７との接触領域が小さく第１のヒータ１４６からの熱が伝導しにくいパイプ形状を有している。このため、第１のヒータ１４６により接続部１４９を十分に加熱しようとすれば第１の加熱部１４７の温度は６０℃乃至７０℃を超えてしまい、上述した分解反応が生じてしまう。また、接続部１４９の熱伝導性を高めるためにパイプ形状からブロック形状に変形することは費用がかかって実用的ではない。
【００４２】
また、特開平２−２０５３１７や特開平８−１７７４９は配管１３５にヒータ１５５を取り付けることを一般的に開示している。そこで、配管１３５のヒータ１５５の加熱を大きくして接続部１４９に配管１３５の熱を伝えることが考えられる。しかし、接続部１４９を６０℃乃至７０℃に保つためにはヒータ付近をより高温にしなければならず、この結果ヒータ付近の温度は６０℃乃至７０℃を超えてしまい、結局上述の分解が生じてしまう。
【００４３】
本発明の例示的実施例においては、接続部１４９には、第２のヒータ１５２と、第２の熱電対１５４と、第２のヒータ制御装置１５６とが設けられる。接続部１４９の形状は図２に示す構造には限定されず気化器１４０に接続される部材によってその形状は変化する。例えば、気化器１４０には図１に示すように配管１３５が接続される場合以外、反応室１６０が直接接続される場合があるからである。
【００４４】
第２のヒータ１５２は、抵抗加熱式ヒータや放射加熱式ヒータなどを含む当業界で周知のいかなるヒータも適用することができる。例えば、抵抗加熱式ヒータとしては坂口Ｅ．Ｈ．ＶＯＣ社のシリコンゴムヒータＳＳＨ−１６やシースヒータを利用することができる。また、放射加熱式ヒータとしては、遠赤外線セラミックヒータを利用することができる。第２の加熱部１５１の周りを囲んでその表面をカーボン系塗料で黒色に着色すれば赤外線の輻射熱により第２の加熱部１５１を効率的に加熱することができる。また、遠赤外線セラミックヒータを使用する場合は接続部１４９から通常に離間されるので図２では模式的に図示されている第２のヒータ１５２は必ずしも第２の加熱部１５１に物理的に接続している必要はない。
【００４５】
図２においては、第２のヒータ１５２は右側の第１のヒータ１４６と一部重なっているが、これはかかる部位の肉厚が薄く第１のヒータのみでは十分に加熱できないため第２の加熱部１５１の周りを全て覆うことが好ましいからである。このため、第２のヒータ１５２によって加熱される第２の加熱部は、接続部１４９だけでなく、その肉厚が薄いために第１のヒータ１４６による熱が十分に伝わりにくい部位も含むものである。
【００４６】
第２の熱電対１５４の位置や数は図２に示すものに限定されないことはもちろんである。第２の熱電対１５４は、第１の熱電対１４７と同様に、当業界で周知のいかなる熱電対も適用することができるため、ここでは詳しい説明は省略する。例えば、接続部１４９の周りに接続するリング状のバンド板を取り付け、かかるリングプレートに孔を開ける。一方、第２の熱電対１５４を、例えば、シース熱電対として構成してバンド板の孔に係合（例えば、密着又は埋め込み）させる。これにより、第２の熱電対１５４は接続部１４９と同じ温度のバンド板の温度を測定することができる。
【００４７】
一方、配管１３５には、図１の点線及び図２に模式的に示すように、第３のヒータ１５５と、第３の熱電対１５７と、第３のヒータ制御装置１５９が設けられている。第３のヒータ１５５は第２のヒータ１５２と同様に構成することができ、第３の熱電対１５７は第２の熱電対１５４と同様に構成することができる。また、図２は、第３のヒータ１５５により加熱される領域である第３の加熱部１５８を模式的に表している。第３のヒータ１５５や第３の熱電対１５７の位置は限定されないが、第３の加熱部１５８は配管１３５の全長に及んでいることが好ましい。なお、図１において配管１３３にも第３のヒータ１５５が及んでいるが、第３のヒータとは別個のヒータとして構成してもよい。
【００４８】
以下、図４を参照して、第２のヒータ制御装置１５２の制御方法について説明する。なお、図３に示すステップ１００２乃至１００６の先後は問わない。まず、第２のヒータ制御装置１５２は、第１のヒータ制御装置１５０と同様に、第２の加熱部１５１の温度が使用される液体材料の蒸発温度よりも高い温度であって、好ましくは過度な反応を防止する所定の範囲の温度（例えば、６０℃乃至７０℃）になるように、例えば、第２のヒータ１５２に流れる電流値を制御する（ステップ１００２、１００８）。第２の加熱部１５１の温度は第２の熱電対１５４によって測定される。なお、本実施例においては、第１及び第２のヒータ１４６及び１５２によるキャリアガスを含む液体（又は気体）材料の温度をそれらヒータの周辺の温度を測定することによって間接的に測定しているが、本発明は、かかる液体（又は気体）材料の温度を直接測定する手段を排除するものではない。
【００４９】
上述したように、従来は第２の加熱部１５１において温度制御がなされていなかったために第２の加熱部１５１は液体材料の蒸発温度よりも通常低い温度であった。しかし、本発明の制御方法により、第２の加熱部１５１は液体又は半液体の原料を完全に気化することができること、又は、気化された原料の液化及び固体生成物の堆積を防止することを達成している。
【００５０】
第２のヒータ制御装置１５２は、第２の加熱部１５１の温度が第１の加熱部１４７の温度よりも高いかどうかを判断している（ステップ１００４）。本発明者等は、たとえ第２の加熱部１５１の温度が液体材料の蒸発温度よりも高い所定の範囲の温度であっても、第１の加熱部１４７から第２の加熱部１５１へ向かって温度が上昇していなければ第２の加熱部１５１において上述の分解反応が生じやすいことを発見した。このため、第１の加熱部の温度が、例えば、６２℃であれば第２の加熱部１５１の温度は、例えば、６５℃に設定されるように、第２のヒータ制御装置１５２は第２のヒータ１５２を制御する（ステップ１００４、１００８）。
【００５１】
ステップ１００４を実行するためには、第２のヒータ制御装置１５２は、例えば、第１のヒータ制御装置１５０及び／又は第１の熱電対１４７に接続されて第１の加熱部１４７の温度情報を得ることが望ましい。また、図２は、第２のヒータ制御装置１５２を第１のヒータ制御装置１５０とは別個の部材として表しているが、一の制御装置として例えばワンチップＩＣにより一体的に構成してもよい。
【００５２】
上述したように、従来は第２の加熱部１５１において温度制御がなされていなかったために第２の加熱部１５１は第１の加熱部１４７よりも温度が低く上述した分解反応が起こりやすかった。しかし、本発明の制御方法により、第２の加熱部１５１は分解反応を効果的に防止している。なお、ステップ１００４とは代替的に、第１のヒータ制御装置１５０は、第１の加熱部１４７が第２の加熱部１４９よりも低くなるように第１のヒータ１４６を制御してもよい。
【００５３】
第２のヒータ制御装置１５２は、第２の加熱部１５１の温度が第３の加熱部１５８の温度よりも低いかどうかを判断している（ステップ１００６）。本発明者等は、たとえ第２の加熱部１５１の温度が６０℃乃至７０℃の範囲にあっても、第２の加熱部１５１から第３の加熱部１５８へ向かって温度が上昇していなければ第３の加熱部１５８において上述の分解反応が生じやすいことを発見した。このため、第３の加熱部の温度が、例えば、６８℃であれば第２の加熱部１５１の温度は、例えば、６５℃に設定されるように、第２のヒータ制御装置１５２は第２のヒータ１５２を制御する（ステップ１００６、１００８）。ステップ１００６を実行するためには、第２のヒータ制御装置１５２は、例えば、第３のヒータ制御装置１５９及び／又は第３の熱電対１５７に接続されて第３の加熱部１５８の温度情報を得ることが望ましい。また、図２は、第２のヒータ制御装置１５６を第３のヒータ制御装置１５９とは別個の部材として表しているが、一の制御装置として一体的に構成してもよい。第１乃至第３のヒータ制御装置１５０、１５２及び１５９を一の制御装置として構成してもよい。なお、ステップ１００６とは代替的に、第３のヒータ制御装置１５９は、第３の加熱部１４７が第２の加熱部１４９よりも高くなるように第３のヒータ１５５を制御してもよい。
【００５４】
このように、本実施例の制御方法は、第２の加熱部１５１の温度を第３の加熱部１５８の温度よりも低くなるように制御することにより気化器１４０から配管１３５に有機金属化合物が導入される際に上述の分解反応が生じることを効果的に防止している。
【００５５】
このように、気化されて温度制御されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは、ごく短い時間で効率的に反応室１６０のシャワーヘッド１６２に運ばれる。反応室１６０は被処理体に成膜処理を施す部位であり、例えば、半導体ウェハＷに成膜処理を施すＣＶＤ装置として構成される。反応室１６０を真空処理室として構成すれば真空ポンプを設けた真空排気系がこれに接続され、常圧処理室として構成すれば単なる排気系が接続される。なお、配管１３５には、後述する保守時又は残留液体排出時等に気化器１４０を孤立させるためのバルブ１３４が設けられている。
【００５６】
図４を参照して説明した本実施例の制御方法は、成膜処理に使用される処理ガスを制御するために成膜処理された部材（例えば、半導体チップ）の製造方法として機能する。即ち、半導体チップの製造工程は、前工程としてのウェハの酸化、薄膜形成、イオン注入、エッチング、後工程としての組み立てを行って半導体チップを製造するが、本発明の製造方法を用いれば原料ガスの供給量を安定的に制御良く行うことができるので上述の薄膜形成工程を迅速且つ高精度に行うことができる。
【００５７】
なお、第１乃至第３の制御部１５０、１５６及び１５９のいずれか又は全ては、制御パラメータに液体材料の流量やキャリアガスの流量及び圧力を含めて第１乃至第３のヒータ１４６、１５２及び１５５を制御してもよい。本実施例で使用されるキャリアガスの温度は、上述したように、６０℃乃至７０℃になるように供給されるのでキャリアガスの温度によるヒータの制御は本実施例では一般には必要ないが、これ以外の温度を有するキャリアガスを使用する場合にはキャリアガスの温度によるヒータの制御を行ってもよい。
【００５８】
その他、成膜装置１００は、装置の不使用時及び保守時に配管内部に溜まった液体その他の残留物を除去するための排気系を有している。排気系は、バルブ１２４、１２８、１３２、１３６、排出通路（配管）１３３、トラップ１５０、真空ポンプ１５２を含んでいる。なお、反応室１６０にも排気系が接続されるが図１では図示が省略されている。これらの詳しい構造は当業界で周知であるためにここでは詳しい説明は省略する。
【００５９】
排出通路１３３は、気化器１４０とバルブ１３４との間の配管１３５、流量計１１０と気化器１４０との間の配管１２３、及びバルブ１２２と１２６との間の配管１２３にそれぞれバルブ１３２、１２８及び１２４を介して接続されている。また、排出通路１３３の排出側にはバルブ１３６、排気中の液体を除去するトラップ１５０及び真空ポンプ１５２が設けられている。
【００６０】
排出通路１３３からの吸引排出だけでは十分に残留物等を除去できない場合を考慮して、本実施例の成膜装置１００は配管１２３に配管１０７と洗浄液源１０６を接続している。洗浄液としてはエ夕ノール、メタノール等のアルコール又はへキサン等の有機溶剤若しくは原料に含まれる成分（例えば、ＴＭＶＳなど）を使用することができる。配管１０７は、洗浄液の給排を行うバルブ１１４及び１１６を有している。
【００６１】
各通路のうち気化器１４０から出る配管１３５及び１３３、並びにそれらの接続通路には、常時加熱して気化ガスの再液化を阻止するための例えばテープヒータ等よりなる第３のヒータ１５５が設けられている。
【００６２】
成膜装置１００には当業界で周知のいかなる配管をも使用することができる。例えば、内径Ｄ１が４．３５ｍｍ、外径Ｄ２が６．３５ｍｍで肉厚が１．００ｍｍを有するいわゆる１／４インチステンレス製配管と、これと同寸法を有する継ぎ手やガスケットを使用することができる。代替的に、外径Ｄ２が６．３５ｍｍで内径１．８０ｍｍを有する配管と、これと同寸法を有する継ぎ手やガスケットを使用してもよい。
【００６３】
次に、成膜装置１００の動作について説明する。なお、事前に配管等内の残留物を除去してこれらが反応室１６０に送られるのを防止しておく。次に、反応室１６０のサセプタ１６４上に半導体ウェハＷをセットし、このウェハＷを所定のプロセス温度（例えば、１５０乃至２００℃）に維持すると共に所定のプロセス圧力（例えば、０．１乃至数Ｔｏｒｒ）を維持するように真空排気系を駆動する。この状態で成膜処理を行う。
【００６４】
バルブ１３２及び１３６を開いて気化器１４０を通路１３３にt秒間だけ接続させる。通路１３３は真空ポンプ１５２によって常時真空引きされているので、気化器１４０内の残留物が通路１３３を介して排除される。所定時間後、バルブ１３２及び１３６を閉じてバルブ１１２、１１８、１２０、１２２、１２６、１３０及び１３４をそれぞれ開ける。気化器１４０の流体制御バルブ１４２も開放される。
【００６５】
これにより、貯留槽１０８内の液体材料Lは加圧Ｈｅガスにより押し出されて僅かずつ配管１２３を流れて行き、この流量は流量計１１０と流量制御バルブ１４２により制御される。液体材料Ｌは気化器１４０にて、通路１０３を流れてくる比較的流速の速いキャリアガスと熱により霧吹きの原理で霧化されて蒸気化される。ガス化された成膜材料はそのまま通路１３５を介して反応室１６０へ導入されて時間Ｔだけ成膜が行われる。なお、この時、気化器１４０の気化部（即ち、上述したように、有機金属化合物がキャリアガスと混合して気化される第１の加熱部１４７を含む気化器１４０の内部空間）の圧力が反応室１６０の圧力の１.０倍乃至１０倍以下と近接するように設定することが好ましい。これは、気化部の圧力をできるだけ低く（ガス化された成膜材料が反応室１６０から気化器１４０の方向へ逆流しない範囲で）することによって、液体材料Ｌが気化しやすくなり、気化速度を速めることができるからである。
【００６６】
このように本実施例では、成膜処理前に、成膜装置１００の各部の残留物を排除することができるので、成膜ガス供給量を安定的に且つ精度良く供給することができ、従って、品質及び特性の良好な成膜を得ることが可能となる。なお、残留物の排除は、前段の成膜処理終了後今回の成膜処理前に行えば足りることはいうまでもない。
【００６７】
以上の実施例においては、キャリアガス、加圧用ガスとしてＨｅガスを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、他の不活性ガス、例えばＡｒガス、Ｎ２ガスやＨ２等の還元性ガスも用いることができる。また、被処理体としては半導体ウェハに限定されず、他の材料、例えばＬＣＤ基板、ガラス基板等も用いることができるのは勿論であり、また、反応室の処理方式としては、枚葉式、バッチ式どちらにも適用することができる。
【００６８】
本実施例の気化器１４０は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを受け取る液体導入部１４０Ａと、第１の加熱部１４７においてＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを加熱する第１のヒータ１４６と、第１の加熱部１４７において加熱されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを排出する蒸気出口部１４０Ｂと、蒸気出口部１４０Ｂを加熱する第２のヒータ１５２と、蒸気出口部１４０ＢをＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの蒸発温度よりも高い温度で加熱するように第２のヒータ１５２を制御する第２のヒータ制御装置１５６とを有する。かかる構成を採用しているので、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが蒸気出口部１４０Ｂで再液化することを抑え、後段の装置に気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを安定して流量制御良く供給することができる。
【００６９】
本実施例の処理装置１００は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを受け取る液体導入部１４０Ａと、第１の加熱部１４７においてＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを加熱する第１のヒータ１４６と、第１の加熱部１４７において加熱されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを排出する蒸気出口部１４０Ｂと、蒸気出口部１４０Ｂを加熱する第２のヒータ１５２と、蒸気出口部１４０ＢをＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの蒸発温度よりも高い温度で加熱するように第２のヒータ１５２を制御する第２のヒータ制御装置１５６とを有する気化器１４０と、気化器１４０の蒸気出口部１４０Ｂから排出された気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを利用して所定の処理を行う処理室１６０とを有する。かかる構成を採用しているので、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが蒸気出口部１４０Ｂで再液化することを抑え、反応室（処理室）１６０に気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを安定して流量制御良く供給することができる。
【００７０】
また、本実施例の処理装置１００において処理媒体として用いられるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは成膜原料であり、処理室１６０で行われる処理が成膜処理であるので、成膜処理における膜厚の制御を容易に行うことができる。
【００７１】
また、本実施例の処理装置１００は、気化器１４０の蒸気出口部１４０Ｂと処理室１６０とを接続する配管１３５と、配管１３５を加熱することができる第３のヒータ１５５と、第３のヒータ１５５を第２のヒータ制御装置１５６とは独立に制御する第３のヒータ制御装置１５９とを更に有する。かかる構成を採用しているので、ガス配管１３５の温度を上げすぎることなく蒸気出口部１４０Ｂの温度を調節することが容易にできる。
【００７２】
また、本実施例の処理装置１００において処理媒体として用いられるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは銅のβジケトン錯体であり、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが蒸気出口部１４０Ｂで再液化し、再液化したＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが反応することによって固体上の反応生成物が蒸気出口部１４０Ｂに堆積して蒸気出口部１４０Ｂが詰まることを抑えることができる。
【００７３】
また、本実施例の処理装置１００は、気化器１４０の蒸気出口部１４０Ｂと処理室１６０とを接続する配管１３５と、配管１３５を加熱することができる第３のヒータ１５５と、第３のヒータ１５５を第２のヒータ制御装置１５６とは独立に制御する第３のヒータ制御装置１５９とを更に有する。かかる構成を採用しているので、ガス配管１３５の温度を上げ過ぎることなく蒸気出口部１４０Ｂの温度を調節することが容易にできるので、不安定で反応しやすいＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを配管１３５内で大量に反応させることなく、気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを反応室（処理室）１６０に到達させることができる。
【００７４】
本実施例の処理装置１００では、蒸気出口部１４０Ｂの加熱温度を第１の加熱部１４７の加熱温度以上にしているので、飽和に近い状態で第１の加熱部１４７から蒸気出口部１４０Ｂに流入する気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが蒸気出口部１４０Ｂ内で再液化することを抑えることができ、気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを安定して流量制御良く供給することができる。
【００７５】
本実施例の処理装置１００は、気化器１４０の蒸気出口部１４０Ｂと反応室（処理室）１６０とを接続する配管１３５と、
配管１３５を加熱することができる第３のヒータ１５５と、配管１３５の加熱温度が蒸気出口部１４０Ｂの加熱温度以上になるように第３のヒータ１５５を制御する第２のヒータ制御装置１５６とは別の第３のヒータ制御装置１５９とを更に有する。かかる構成を採用しているので、飽和に近い状態で蒸気出口部１４０Ｂから配管１３５に流入する気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが配管１３５内で再液化することを抑えることができ、気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを安定して流量制御良く供給することができる。
【００７６】
本実施例の処理方法は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを受け取る液体導入部１４０Ａと、第１の加熱部１４７においてＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを加熱する第１のヒータ１４６と、第１の加熱部１４７において加熱されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを排出する蒸気出口部１４０Ｂと、蒸気出口部１４０Ｂを加熱する第２のヒータ１５２とを有する気化器１４０の蒸気出口部１４０Ｂの温度を測定する工程と、蒸気出口部１４０Ｂの温度がＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの蒸発温度よりも高い温度になるように第２のヒータ１５２を制御する工程と、蒸気出口部１４０Ｂから排出された気体状態の前記Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを利用して所定の処理を行う工程とを有する。かかる構成を採用しているので、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが蒸気出口部１４０Ｂで再液化することを抑え、反応室（処理室）１６０に気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを安定して流量制御良く供給することができる。
【００７７】
また、本実施例の処理方法は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを受け取る液体導入部１４０Ａと、第１の加熱部１４７において前記Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを加熱する第１のヒータ１４６と、第１の加熱部１４７において加熱されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを排出する蒸気出口部１４０Ｂと、蒸気出口部１４０Ｂを加熱する第２のヒータ１５２とを有する気化器１４０の第１の加熱部１４７の第１の温度を測定する工程と、蒸気出口部１４０Ｂの第２の温度を測定する工程と、第２の温度がＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの蒸発温度よりも高い温度になるとともに第１の温度よりも高くなるように前記第２のヒータを制御する工程と、蒸気出口部１４０Ｂから排出された気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを利用して所定の処理を行う工程とを有する。かかる構成を採用しているので、飽和に近い状態で第１の加熱部１４７から蒸気出口部１４０Ｂに流入する気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが蒸気出口部１４０Ｂ内で再液化することを抑えることができ、気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを安定して流量制御良く供給することができる。
【００７８】
また、本実施例の処理方法は、気化器１４０に蒸気出口部１４０Ｂを介して接続され第３のヒータ１５５により加熱される配管１３５の第３の温度を測定する工程と、当該第３の温度が前記第２の温度よりも高くなるように第３のヒータ１５５を制御する工程とを更に有し、蒸気出口部１４０Ｂから配管１３５を通じて排出された気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを利用して所定の処理を行うものである。かかる構成を採用しているので、飽和に近い状態で蒸気出口部１４０Ｂから配管１３５に流入する気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが配管１３５内で再液化することを抑えることができ、気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを安定して流量制御良く供給することができる。
【００７９】
本実施例の半導体チップの製造方法は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを受け取る液体導入部１４０Ａと、第１の加熱部１４７においてＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを加熱する第１のヒータ１４６と、第１の加熱部１４７において加熱されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを排出する蒸気出口部１４０Ｂと、蒸気出口部１４０Ｂを加熱する第２のヒータ１５２と、蒸気出口部１４０ＢをＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの蒸発温度よりも高い温度で加熱するように第２のヒータ１５２を制御する制御部を有する気化器１４０に液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを導入して気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを得る工程と、気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを反応室（処理室）１６０に導入してウエハに成膜処理を行う工程とを有する。かかる構成を採用しているので、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが蒸気出口部１４０Ｂで再液化することを抑え、反応室（処理室）１６０に気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを安定して流量制御良く供給することができる。従って、成膜処理における膜厚の制御を容易に行うことができ、半導体チップの構成要素となる薄膜の形成を高精度に行うことができるので半導体チップの歩留まりが向上する。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１に記載された気化器によれば、飽和に近い状態で気化部から接続部に流入する気体状態の処理媒体が接続部内で再液化することを抑え、後段の装置に気体状態の処理媒体を安定して流量制御良く供給することができる。
【００８１】
請求項３に記載された処理装置によれば、飽和に近い状態で気化部から接続部に流入する気体状態の処理媒体が接続部内で再液化することを抑え、処理室に気体状態の処理媒体を安定して流量制御良く供給することができる。
【００８２】
請求項４に記載された処理装置によれば、成膜原料が接続部で再液化することを抑え、処理室に気体状態の成膜原料を安定して流量制御良く供給することができる。従って、成膜処理における膜厚の制御を容易に行うことができる。
【００８３】
請求項５に記載された処理装置によれば、ガス配管の温度を上げすぎることなく接続部の温度を調節することが容易にできる。
【００８４】
請求項２、６及び１３に記載された気化器、処理装置及び処理方法によれば、請求項１、２、１１及び１２の効果に加えて、銅のβジケトン錯体が接続部で再液化し、再液化した銅のβジケトン錯体が反応することによって固体状の反応生成物が接続部に堆積して接続部が詰まることを抑えることができる。
【００８５】
請求項７、８及び９に記載された処理装置によれば、ガス配管の温度を上げすぎることなく接続部の温度を調節することが容易にできるので、請求項６の効果に加えて、不安定で反応しやすい銅のβジケトン錯体を配管内で大量に反応させることなく、気体状態の銅のβジケトン錯体を処理室に到達させることができる。
【００８７】
請求項１０に記載された処理装置によれば、請求項３の効果に加えて、飽和に近い状態で接続部から配管に流入する気体状態の処理媒体が配管内で再液化することを抑えることができ、気体状態の処理媒体を安定して流量制御良く供給することができる。
【００８９】
請求項１１に記載された処理方法によれば、飽和に近い状態で気化部から接続部に流入する気体状態の処理媒体が接続部内で再液化することを抑えることができ、処理室に気体状態の処理媒体を安定して流量制御良く供給することができる。
【００９０】
請求項１２及び１４に記載された処理方法によれば、請求項１１の効果に加えて、飽和に近い状態で接続部から配管に流入する気体状態の処理媒体が配管内で再液化することを抑えることができ、気体状態の処理媒体を安定して流量制御良く供給することができる。
【００９１】
請求項１５及び１６に記載された半導体チップの製造方法によれば、成膜原料が接続部で再液化することを抑え、処理室に気体状態の成膜原料を安定して流量制御良く供給することができる。従って、成膜処理における膜厚の制御を容易に行うことができるという効果により、半導体チップの構成要素となる薄膜の形成を高精度に行うことができるので半導体チップの歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一態様としての処理装置の一例である成膜装置のブロック図である。
【図２】  図１に示す成膜装置に使用される本発明の一態様としての気化器の概略断面図である。
【図３】  図１に示された気化器と流量計の構造の変形例を示す概略断面図である。
【図４】  図２に示された気化器の接続部の温度制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１００            成膜装置（処理装置）
１３５            配管
１４０            気化器
１４０Ａ          液体導入部
１４０Ｂ          蒸気出口部
１４０Ｃ          ガス導入部
１４６            第１のヒータ
１４７            第１の加熱部
１４９            接続部
１５０            ヒータ制御装置
１５１            第２の加熱部
１５２            第２のヒータ
１５４            第２の熱電対
１５５            第３のヒータ
１５６            第２のヒータ制御装置
１５７            第３の熱電対
１５８            第３の加熱部
１５９            第３のヒータ制御装置
１６０            反応室（処理室）
【図１】
0004439030.tif 000002
【図２】
0004439030.tif 000003
【図３】
0004439030.tif 000004
【図４】
0004439030.tif 000005