專利名稱：原料供給裝置以及成膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使固體原料升華從而生成成膜用的氣體原料，并將其 向成膜裝置進行供給的原料供給裝置、以及使用該原料供給裝置的成 膜裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段，例如，通常采取使用有機金屬原料氣體在被處理基板上進行成膜的方法(例如MOCVD法)。對于這樣的有機金屬原料氣體而 言，其中在常溫常壓下多以固體形態(tài)存在。為了在成膜中使用這種固體原料，而有必要使該固體原料升華后 再向成膜裝置進行供給。為了使固體原料升華，例如采用對固體原料 進行加熱使其升華并且將該升華的原料與載體氣體一起向成膜裝置進 行供給的方法。專利文獻l:日本特幵2004—140328號公報但是，固體原料大多為粉末狀，通常各種顆粒直徑的粉末混合在 一起。因此，例如當通過加熱產(chǎn)生對流時，或者使用載體氣體等時， 尤其是顆粒直徑小的粉末狀固體原料上下飛舞，從而有可能被供給至 成膜裝置。若這種微粒被供給至成膜裝置，則有可能在成膜時進入到膜中， 因此，例如有可能導(dǎo)致半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率降低等成膜質(zhì)量的降低。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種解決上述問題的新型且有用的 原料供給裝置以及使用該原料供給裝置的成膜裝置。本發(fā)明具體的目的在于提供一種原料供給裝置以及使用該原料供 給裝置的成膜裝置，其中，該原料供給裝置將使固體原料升華得到的 氣體原料供給至成膜裝置，并能夠抑制微粒的產(chǎn)生。在本發(fā)明第一方面中，利用下述原料供給裝置來解決上述問題， 該原料供給裝置用于將使固體原料升華得到的氣體原料供給至成膜裝 置，其包括內(nèi)部保持所述固體原料的原料容器；設(shè)置在所述原料容 器的第一側(cè)的第一加熱單元；設(shè)置在所述原料容器的第二側(cè)的第二加 熱單元；第一溫度控制單元，進行第一處理，控制所述第一加熱單元 以及所述第二加熱單元，使所述第一側(cè)的溫度比所述第二側(cè)的溫度高, 從而使所述固體原料在所述第一側(cè)升華；以及第二溫度控制單元，進 行第二處理，控制所述第一加熱單元以及所述第二加熱單元，使所述 第二側(cè)的溫度比所述第一側(cè)的溫度高，從而使所述固體原料在所述第 二側(cè)升華。此外，在本發(fā)明的第二方面中，利用下述成膜裝置來解決上述問 題，該成膜裝置包括在內(nèi)部保持被處理基板的處理容器；以及原料 供給裝置，用于使固體原料升華而生成向所述被處理基板進行成膜用 的氣體原料，并向所述處理容器供給，其中，所述原料供給裝置包括 內(nèi)部保持所述固體原料的原料容器；設(shè)置在所述原料容器的第一側(cè)的 第一加熱單元；設(shè)置在所述原料容器的第二側(cè)的第二加熱單元；第一 溫度控制單元，進行第一處理，控制所述第一加熱單元以及所述第二 加熱單元，使所述第一側(cè)的溫度比所述第二側(cè)的溫度高，從而使所述 固體原料在所述第一側(cè)升華；和第二溫度控制單元，進行第二處理， 控制所述第一加熱單元以及所述第二加熱單元，使所述第二側(cè)的溫度 比所述第一側(cè)的溫度高，從而使所述固體原料在所述第二側(cè)升華。根據(jù)本發(fā)明能夠提供一種原料供給裝置以及使用該原料供給裝置 的成膜裝置，該原料供給裝置將使固體原料升華得到的氣體原料供給 至成膜裝置，并能夠抑制微粒的產(chǎn)生。


圖1A是實施例1所涉及的原理供給裝置的模式圖(之一)。 圖1B是實施例1所涉及的原理供給裝置的模式圖(之二)。 圖1C是實施例1所涉及的原理供給裝置的模式圖(之三)。 圖1D是實施例1所涉及的原理供給裝置的模式圖(之四)。 圖2A表示的是原料供給裝置的溫度控制的一個例子(之一)。圖2B表示的是原料供給裝置的溫度控制的一個例子(之二)。圖3A是表示過于促進固體原料的顆粒成長的狀態(tài)模式圖(之一 )。圖3B是表示過于促進固體原料的顆粒成長的狀態(tài)模式圖(之二)。圖4A是通過模擬求出的載體氣體的流量與流動的固體原料的顆 粒直徑之間關(guān)系的結(jié)果示意圖(之一)。圖4B是通過模擬求出的載體氣體的流量與流動的固體原料的顆 粒直徑之間關(guān)系的結(jié)果示意圖(之二)。圖5是實施例2所涉及的成膜裝置的示意圖。標號說明200:原料供給裝置；201:原料容器；201a、 201b:顆粒；201A: 固體原料；205:原料補充單元；206、 207:氣體管線；206A、 207A、 205A:閥門；208:多孔板；301:界面(interface); 302、 303、 304:控制單元；300:成膜裝置；300A:控制裝置；300a: CPU; 101、 102: 處理容器；103:排氣口； 104:基板保持臺；106:銷設(shè)置臺；107: 突起銷；108:開口部；109:噴淋頭部；109A:擴散區(qū)域；109B:供 給口； 110:氣體孔；111:溝槽；112:制冷劑供給源；113:電源；114: 排氣裝置；115:可動裝置；116:門閥；120、 130:氣體管線；121、131:吹掃管線；120A、 120C、 121A、 121C、 131A、 131C、 130C:閥 門；120B、 121B、 131B、 130B:質(zhì)量流量控制器；130A:流量計； 120D:原料氣體供給源；121D、 131D:吹掃氣體供給源具體實施方式
接著，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1A是模式表示本發(fā)明實施例l所涉及的原料供給裝置200的截 面圖。參照圖1A，本實施例的原料供給裝置200具有在內(nèi)部保持固體 原料201A的例如大致呈圓筒狀的原料容器201。在上述原料容器201 的圓筒形狀的下側(cè)的面的外側(cè)設(shè)置有加熱器202，在相對的上側(cè)的面的 外側(cè)設(shè)置有加熱器203。而且，在該圓筒形狀的側(cè)面(曲面)以覆蓋該 側(cè)面的方式設(shè)置有加熱器204，構(gòu)成為能夠利用這些加熱器來加熱上述 固體原料201A并使其升華。此外，在上述原料容器201的下側(cè)的面上連接有用于向該原料容器201內(nèi)供給載體氣體的、安裝有閥門206A的氣體管線206。此外， 在上述原料容器201的內(nèi)部，在設(shè)置有上述氣體管線206側(cè)的附近， 設(shè)置有多孔板208。在保持上述固體原料201A的同時，使從上述氣體 管線206供給的載體氣體通過形成于該多孔板208上的孔部從而均勻 地被供給至上述原料容器201內(nèi)。此外，被加熱器加熱而升華的原料，通過安裝有閥門207A的氣體 管線207而被供給至在本圖中省略圖示的成膜裝置，其中，該氣體管 線207被設(shè)置在上述原料容器201內(nèi)的、與設(shè)置有上述氣體管線206 側(cè)相反的一側(cè)。此外，與上述氣體管線207鄰接設(shè)置有原料補充單元205，形成為 能夠通過開放閥門205A從該原料補充單元205向上述原料容器201供 給固體原料。當使用本實施例中所涉及的原料供給裝置200例如向成膜裝置等 供給氣體原料時，首先，利用上述加熱器202、 203、 204加熱上述固 體原料201A使其升華，從而生成氣體原料。進一步，通過使閥門206A、 207A開放，例如將Ar等載體氣體供給至上述原料容器201內(nèi)，該氣 體原料與該載體氣體一起從上述氣體管線207被供給至成膜裝置。在現(xiàn)有技術(shù)的原料供給裝置中，會發(fā)生由粉末構(gòu)成的固體原料飛 舞而成為微粒并流入到成膜裝置中的問題。固體原料通常為粉末狀態(tài)， 是各種顆粒直徑的粉末混合在一起的狀態(tài)。在圖1中，在構(gòu)成固體原 料201A的顆粒中，顆粒直徑較大(例如顆粒直徑超過1.5mm)的顆粒 以顆粒201a表示，顆粒直徑較小(例如顆粒直徑為1.5mm以下)的顆 粒以顆粒201b表示。上述表示方式只是方便起見，實際上固體原料 201A是各種顆粒直徑的顆?；旌显谝黄?。在本實施例中所涉及的原料供給裝置200中，顆粒直徑較小的固 體原料(顆粒201b)積極地升華成為氣體原料，在該氣體原料凝固時， 其凝固附著在顆粒直徑較大的固體原料(顆粒201a)上，因此，使其 結(jié)晶顆粒成長。其結(jié)果，能夠排除固體原料201A中的顆粒直徑較小的部分，從而 能夠在進行原料供給時抑制微粒的產(chǎn)生。因此，在本實施例的原料供給裝置200中，上述加熱器202、 203、204構(gòu)成為能夠?qū)嵤┳鳛楹线m溫度的多種溫度條件進行的溫度處理。具體而言，上述原料供給裝置200具有用于使上述原料容器201成為進行第一溫度處理的第一溫度(溫度分布)的第一控制單元302; 用于使上述原料容器201成為進行第二溫度處理的第二溫度(溫度分 布)的第二控制單元303;以及用于使上述原料容器201成為進行第三 溫度處理的第三溫度(溫度分布)的第三控制單元304。上述第一溫度控制單元302、第二溫度控制單元303、以及第三溫 度控制單元304通過界面301與上述加熱器202、 203、 204連接。在上述原料供給裝置200中，首先進行上述第一溫度處理，然后， 再進行第二溫度處理，從而能夠?qū)⒐腆w原料中的直徑顆粒較小的部分 排除(變化成直徑顆粒較大的一部分)。然后，通過使上述原料容器成 為用于成膜的原料供給的溫度，而能夠抑制微粒的產(chǎn)生，從而能夠穩(wěn) 定地向成膜裝置供給原料。接著，進一步地對上述第一溫度處理以及第二溫度處理進行具體 的說明。圖1B 圖1D分別表示的是上述原料供給裝置200的上述第一處 理溫度、第二處理溫度、以及成膜時原料供給的狀態(tài)。其中，在圖中， 對與已經(jīng)說明過的部分標注相同的參考標號并省略說明。首先，在圖1B所示的第一溫度處理的狀態(tài)下，利用上述第一溫度 控制單元302進行上述加熱器202、 203、 204的溫度控制。此時，上 述加熱器202的溫度比上述加熱器203、 204的溫度高。此處，在上述原料容器201內(nèi)部的設(shè)置有上述加熱器202 —側(cè)(下 文中稱為下側(cè))，上述固體原料201A發(fā)生升華。對于固體原料的升華 而言，顆粒直徑越小越容易發(fā)生。這是因為固體原料的表面積相對于 體積的比例大的原因。圖中，在上述顆粒201a、 201b中，主要是顆粒 201b產(chǎn)生升華。艮卩，在上述第一溫度處理中，主要是下側(cè)的由微小粉末構(gòu)成的固 體原料積極地發(fā)生升華而成為氣體原料，然后，在溫度較低的設(shè)置有 加熱器203 —側(cè)(下文稱為中上側(cè))，其析出并且成長為顆粒201c，使 上側(cè)的結(jié)晶顆粒，例如顆粒201a成長。接著，在圖1C所示的第二溫度處理的狀態(tài)下，通過上述第二溫度控制單元303進行上述加熱器202、 203、 204的溫度控制。此時，上 述加熱器203的溫度比上述加熱器202、 204的溫度高。此處，在上述原料容器201內(nèi)部的上側(cè)，上述固體原料201A發(fā)生 升華。對于固體原料的升華而言，如上所述，因為顆粒直徑越小越容 易發(fā)生，因此，主要殘留在上側(cè)的、由微小粉末構(gòu)成的固體原料(201b)、 通過第一溫度處理析出的固體原料(201c)積極地升華而成為氣體原 料，使溫度較低的下側(cè)的結(jié)晶顆粒例如顆粒201a成長。從而，通過上述的第一溫度處理和第二溫度處理，交互地在原料 容器內(nèi)產(chǎn)生溫度較高部分和溫度較低部分，由此，升華的原料在溫度 較低部分凝固，原料容器內(nèi)的壓力變低，因此原料氣體在原料容器內(nèi) 并不飽和，能夠連續(xù)地進行減少顆粒直徑小的固體原料的處理。此外，若連續(xù)地對同一部分(上側(cè)或者下側(cè))進行加熱，則如后 所述，因為進行必要以上的顆粒成長，因此產(chǎn)生原料供給的效率惡化 的問題。因此，在交互地使上側(cè)和下側(cè)成為高溫側(cè)和低溫側(cè)的本實施 例中，因為顆粒201a適度地成長，因此能夠穩(wěn)定地供給原料，這是優(yōu) 選的。此外，圖1D是表示當實施完上述的第一溫度處理以及第二溫度處 理后，使固體原料氣化成而作為氣體原料向成膜裝置(圖未示出)進 行供給時的狀態(tài)。參照圖1D，在該圖所示的狀態(tài)中，通過上述第三溫度控制單元304 進行上述加熱器202、 203、 204的溫度控制。此時，上述加熱器202、 203、 204的溫度為了能夠使上述固體原料201A升華而被控制在效率 良好的溫度。進一步，通過打開上述閥門206A、 207A,向上述原料容器201供 給載體氣體。在上述原料容器201內(nèi)升華而生成的氣體原料與該載體 氣體一起從上述氣體管線207被供給至成膜裝置。此時，通過上述的 第一溫度處理和第二溫度處理使顆粒直徑小的固體原料減少，由此， 能夠抑制微粒的產(chǎn)生，能夠穩(wěn)定地將清凈的氣體原料供給至成膜裝置。在本實施例的原料供給裝置中，能夠使各種固體原料升華并將其 供給至成膜裝置。例如，有機金屬原料等為其典型的例子，但是本發(fā) 明并不局限于有機金屬原料，其也可以適用于各種原料的供給。圖2A、圖2B是使用上述原料供給裝置200供給作為有機金屬原 料的一個例子的W(CO)6時的溫度控制的例子。此外，在這些圖中，記 載有兩個例子(條件l、條件2)。在圖2A中，表示在各個條件中，第 一溫度處理、第二處理溫度時的加熱器202、 203、 204的溫度設(shè)定值 和處理時間。在圖2B中，表示在各個條件中，第一溫度處理、第二處 理溫度時的加熱器202、 203、 204的溫度實際測量值和處理時間。此 外，在圖2A中，同時還表示有向處理裝置供給原料時的、加熱器202、 203、 204的溫度設(shè)定值和在該溫度時至成膜開始所需的準備時間(至 升華充分穩(wěn)定的時間)。參照圖2A以及圖2B，首先，在條件1的情況下，在第一溫度處 理中，設(shè)定加熱器203的溫度為15°C，設(shè)定加熱器204的溫度為20°C， 此外，設(shè)定加熱器202的溫度為60°C，實際上加熱器203顯示的溫度 為54°C，加熱器204顯示的溫度為54°C，加熱器202顯示的溫度為 60°C。此外，該第一溫度處理實施9.5小時(時間)。接著，在第二溫度處理中，設(shè)定加熱器203的溫度為70°C，設(shè)定 加熱器204的溫度為20'C，此外，設(shè)定加熱器202的溫度為2(TC，實 際上加熱器203顯示的溫度為70°C，加熱器204顯示的溫度為51.5°C， 加熱器202顯示的溫度為51.5°C。此外，該第二溫度處理實施5小時 (時間)。進一步，當向成膜裝置內(nèi)供給原料時，設(shè)定加熱器203的溫度為 45°C，設(shè)定加熱器204的溫度為40°C，此外，設(shè)定加熱器202的溫度 為4(TC，此外，實際的溫度相同。此外，在該溫度的情況下，至成膜 開始為止所需的準備時間(至升華充分穩(wěn)定的時間)為3.5小時(時間)。同樣，在條件2的情況下，在第一溫度處理中，設(shè)定加熱器203 的溫度為20°C，設(shè)定加熱器204的溫度為20°C，此外，設(shè)定加熱器202 的溫度為7(TC，實際上加熱器203顯示的溫度為60°C，加熱器204顯 示的溫度為6(TC，加熱器202顯示的溫度為70°C。此外，該第一溫度 處理實施5小時。接著，在第二溫度處理中，設(shè)定加熱器203的溫度為80°C，設(shè)定 加熱器204的溫度為20°C，此外，設(shè)定加熱器202的溫度為20°C，實 際上加熱器203顯示的溫度為80°C ，加熱器204顯示的溫度為57°C ，加熱器202顯示的溫度為57°C。此外，該第二溫度處理實施5小時。進一步，當向成膜裝置內(nèi)供給原料時，設(shè)定加熱器203的溫度為 45°C，設(shè)定加熱器204的溫度為4(TC，此外，設(shè)定加熱器202的溫度 為40。C，此外，實際的溫度相同。此外，在該溫度的情況下，至成膜 開始為止所需的準備時間為2小時。在上述條件1以及條件2中的任一種情況下，均能夠抑制供給原 料時的微粒。其中，條件2 —方的溫度設(shè)定更高，特別是將成為高溫 側(cè)的溫度設(shè)定得高，從而處理時間短。在條件2下，進一步提高高溫側(cè)的溫度，有效地進行處理，實現(xiàn) 處理時間的縮短。因此，在條件2中的處理時間變短，而且至成膜開 始位置所需的準備時間也變短。但是，若處理溫度(特別是高溫側(cè)的溫度)過高，則如已經(jīng)說明 的那樣，有可能進行所需以上的固體原料的顆粒成長，因此，優(yōu)選將 處理溫度設(shè)定為合適的溫度。圖3A、圖3B是表示例如因為處理溫度過高或者處理時間過長而 過于促使固體原料的顆粒成長的狀態(tài)的模式圖。其中，在該圖中，對 于與上述已經(jīng)說明的部分相同的部分標注相同的標號并省略說明。首先，參照圖3A，在該圖所示的情況下，得知進行固體原料的顆 粒成長，顆粒變大，但是固體原料整體的表面積減小。因此，固體原 料的升華效率減小，氣體原料的供給效率惡化。此外，圖3B表示的是從圖3A的狀態(tài)幵始進一步進行顆粒成長的 狀態(tài)。在本圖所示的狀態(tài)中，固體原料升華而被供給的通路實質(zhì)上僅 為一條，從而導(dǎo)致氣體原料的供給效率進一步降低。為了防止這種顆粒過度地成長并且有效地使原料升華，優(yōu)選在第 一溫度處理以及第二溫度處理中，將高溫側(cè)的加熱器溫度設(shè)置在合適 的溫度范圍。例如，上述第一溫度處理中的加熱器202的溫度以及上 述第二溫度處理中的加熱器203的溫度優(yōu)選為固體原料的分解開始溫 度的50%以上并且95%以下。此外，為了穩(wěn)定地使固體原料升華，優(yōu)選對高溫側(cè)的溫度(上述 第一溫度處理中的加熱器202的溫度以及上述第二溫度處理中的加熱 器203的溫度)進行控制，使得固體原料的蒸氣壓力為0.05TcnT以上且10Torr以下，更優(yōu)選為0,1Torr以上且5Torr以下。此外，在第一溫度處理以及第二溫度處理中，低溫側(cè)的加熱器的 溫度若過高則原料的凝固變得困難，若過低則在高溫側(cè)的升華變得困 難，因此，優(yōu)選控制在合適的溫度范圍。因此，例如，優(yōu)選上述第一溫度處理中的加熱器203的溫度以及 上述第二溫度處理中的加熱器202的溫度為比各處理中的高溫部(高 溫側(cè)加熱器)的溫度低5 20。C。此外，在本實施例中，也可以省略加熱器204。此時，通過加熱器 202、 203來進行第一處理溫度、第二處理溫度、以及用于成膜溫度的 保持。但是，通過附加有加熱器204的結(jié)構(gòu)，能夠起到縮短溫度處理 的時間，縮短溫度達到穩(wěn)定的時間的效果。此外，在本實施例中，主要排除1.5mm以下顆粒直徑的固體原料 (使其升華變成較大顆粒)，由此實現(xiàn)氣體原料中的微粒的減少。圖4A是表示通過模擬求出的，在上述原理供給裝置中，載體氣體 的流量與相對于該載體氣體的流動而流動(巻起)的固體原料的顆粒 直徑的關(guān)系的結(jié)果圖，圖4B是表示圖4A的放大圖(載體氣體流量0 50sccm)。參照圖4A 圖4B得知，隨著載體氣體(Ar)流量的增大，巻起 的固體原料的顆粒直徑變大。通常，成膜中所使用的載體氣體為 200sccm以下，在該載體氣體的流量區(qū)域巻起的固體原料的顆粒直徑為 L5mm以下。即，在本實施例的原料供給裝置中，主要排除1.5mm以 下顆粒直徑的顆粒。此外，對于顆粒直徑為1.5mm以下的顆粒而言， 尤其是50pm以下的顆粒，很容易成為微粒的產(chǎn)生源，因此，通過排除 顆粒直徑小的固體原料而能夠使微粒抑制效果變得非常大。實施例2接著，在圖5中表示的是作為使用實施例1所揭示的原料供給裝 置200的成膜裝置的一個例子的成膜裝置300。其中，在該圖中，對與 上述已經(jīng)說明的部分標注同一標號并省略說明。參照圖5，本實施例所涉及的成膜裝置300包括底部具有開口部 的筐體形狀的處理容器101;以及設(shè)置在該開口部并且具有向下凸出的 圓筒部的處理容器102，此外，還包括由該處理容器101、 102構(gòu)成的內(nèi)部空間IOIA。所述內(nèi)部空間IOIA構(gòu)成為例如通過真空泵等排氣裝置114從設(shè)置 在所述處理容器102的排氣口 103進行排氣而能夠成為減壓狀態(tài)。此外，在所述處理容器102的底部以立起的方式設(shè)置有圓柱狀的 支撐部117，在該支撐部117上設(shè)置有大致圓板狀的基板保持臺104。 所述基板保持臺104內(nèi)置有與電源113連接的加熱器104A，能夠?qū)Ρ?持在所述基板保持臺104上的被處理基板W進行加熱。此外，保持在所述基板保持臺104上的被處理基板W通過以貫通 所述基板保持臺104的方式設(shè)置的突起銷107而能夠突起。所述突起 銷107設(shè)置在圓板狀的銷設(shè)置臺106上，該銷設(shè)置臺106能夠通過可 動裝置115上下移動，對所述突起銷107的上下移動進行操作。例如，當所述被處理基板W被搬出到所述處理容器101的外部時， 或者從外部將搬出的所述被處理基板W設(shè)置在所述基板保持臺104上 時，進行所述突起銷107的上下移動。此外，在所述處理容器101的側(cè)壁部形成有安裝有門閥116的開 口部108。因此，能夠使所述門閥116開放，例如使用搬送設(shè)備的搬送 臂進行基板W的搬入搬出。此外，在所述處理容器101的與所述基板保持臺104相對一側(cè)設(shè) 置有向所述內(nèi)部空間101A供給用于在被處理基板W上進行成膜的氣 體原料的噴淋頭部109。所述噴淋頭部109包括從所述原理供給裝置 200等供給氣體原料等的供給口 109B，和該氣體原料擴散的擴散區(qū)域 109A以及向所述內(nèi)部空間IOIA供給該氣體原料的氣體孔110。此外，在所述噴淋頭部109上形成有冷卻該噴淋頭部109用的制 冷劑流動的溝槽111,從制冷劑供給源112向該溝槽111供給制冷劑。此外，所述供給口 109B分別與氣體管線120、 130連接，在本實 施例中構(gòu)成為能夠供給兩種氣體原料(氣體)。首先，在所述氣體管線120上經(jīng)由闊門120A、 120C以及質(zhì)量流 量控制器120B設(shè)置有原料氣體供給源120D。構(gòu)成為能夠通過開放所 述閥門120A、 120C，利用所述質(zhì)量流量控制器120B控制流量，向所 述內(nèi)部空間IOIA供給原料氣體。此外，所述氣體管線120與吹掃管線121連接。所述吹掃管線121經(jīng)由閥門121A、 121C以及質(zhì)量流量控制器121B設(shè)置有吹掃氣體供給 源121D。構(gòu)成為能夠通過開放所述閥門121A、 121C，利用所述質(zhì)量 流量控制器121B控制流量，向所述內(nèi)部空間101A供給吹掃氣體。此外，所述氣體管線130經(jīng)由流量計130A與圖1A 圖ID中說 明的所述原料供給裝置200連接。此時，所述流量計130A與所述氣體 管線207連接，經(jīng)由所述氣體管線130將升華的固體原料供給至所述 內(nèi)部空間IOIA。此外，所述氣體管線206經(jīng)由質(zhì)量流量控制器130B、閥門130C 而與載體氣體供給源121D。構(gòu)成為能夠通過開放所述閥門130C,利 用所述質(zhì)量流量控制器130B控制流量，向所述原料供給裝置200供給 載體氣體。此外，所述氣體管線130與吹掃管線131連接。所述吹掃管線131 經(jīng)由閥門131A、 131C以及質(zhì)量流量控制器131B設(shè)置有吹掃氣體供給 源131D。構(gòu)成為能夠通過開放所述閥門131A、 131C，利用所述質(zhì)量 流量控制器131B控制流量，向所述內(nèi)部空間101A供給吹掃氣體。此外，在上述成膜裝置300中，與成膜有關(guān)的處理，例如所述閥 門的開關(guān)、流量控制、基板保持臺的加熱控制、突起銷的上下移動、 真空排氣等的動作，都是通過具有CPU300a的控制裝置300A來控制。 省略這些連接配線的圖示。此外，所述CPU300a同時與所述第一溫度控制單元302、所述第 二溫度控制單元303以及所述第三溫度控制單元304連接(這些連接 的配線省略圖示)，已經(jīng)說明的原料供給裝置200的溫度處理的加熱控 制也一并由所述控制裝置300A控制?；蛘撸部梢詻]有必要分別獨立設(shè)置第一溫度控制單元302、第二 溫度控制單元303、第三溫度控制單元304，根據(jù)來自一個溫度控制單 元和控制裝置300A的指示，交替實施第一溫度控制、第二溫度控制、 成膜的原料供給用的溫度控制。在本實施例的成膜裝置300中，當進行成膜時，首先，在成膜之 前預(yù)先在所述原料供給裝置200中，如上述圖1B 圖1C說明的那樣， 實施第一溫度處理、以及第二溫度處理，排出顆粒狀固體原料中的顆 粒直徑小的固體原料。接著，使所述加熱器202、 203、 204成為成膜中所使用的溫度(即，成為進行升華使得用于成膜的氣體原料能夠被 供給的溫度)，在規(guī)定的準備時間后，如圖1D所說明的那樣，使用載 體氣體，向所述內(nèi)部空間101A供給原料氣體。供給至所述內(nèi)部空間101A的氣體原料，在由加熱器104A加熱的所述被處理基板w上分解成膜。接著，使用上述成膜裝置300進行成膜，以下，對于測定被處理基板上的微粒的結(jié)果進行說明，。在上述實驗中，對實驗l:不進行圖 1B 圖1C的溫度處理進行成膜的情況，實驗2:按照圖2所示的條件 1實施圖1B 圖1C的溫度處理，之后進行成膜的情況，實驗3:按照 圖2所示的條件2實施圖1B 圖1C的溫度處理，之后進行成膜的情 況這三個情況的比較。在各個實驗中，以下條件是共同的。首先，固體原料為粉末狀的 W(CO)6，載體氣體使用Ar，并進一步添加作為吹掃氣體(稀釋氣體) 的Ar。載體氣體Ar的流量為90sccm，吹掃氣體的Ar的流量為700sccm。 此外，所述內(nèi)部空間101A的壓力為67Pa，成膜時間為75sec，在被處 理基板上形成厚度為10nm的W (鎢)膜。根據(jù)上述各個實驗，由微粒測量器對成膜的被處理基板的微粒個 數(shù)進行測定，對于顆粒直徑在O.lpm以上的微粒個數(shù)，在實驗l中為 252個，在實驗2中為48個，在實驗3中為11個。此外，對于顆粒直 徑在0.5pm以上的微粒個數(shù)，在實驗1中為143個，在實驗2中為17 個，在實驗3中為O個。由此，根據(jù)本實施例，在使用原料供給裝置的成膜裝置中，確認 能夠抑制微粒的個數(shù)。此外，在本實施例中，作為固體原料，以主要使用有機金屬原料 的情況為例進行了說明，但是其并不局限于此，可以適用于使各種固 體原料升華進行使用的情況是不言而喻的。以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了說明，但是本發(fā)明并不局限 于上述特定的實施例，在權(quán)利要求記載的要旨內(nèi)可以進行種種變形以 及變更。工業(yè)可利用性根據(jù)本發(fā)明能夠提供一種原料供給裝置以及使用該原料供給裝置的成膜裝置，其中，該原料供給裝置將使固體原料升華得到的氣體原 料供給至成膜裝置，并能夠抑制顆粒的產(chǎn)生。本國際申請主張基于2005年9月21日申請的日本專利申請2005 一274470號的優(yōu)先權(quán)，在本國際申請中引用2005—274470號的全部內(nèi) 容。
權(quán)利要求
1.一種原料供給裝置，用于向成膜裝置供給使固體原料升華得到的氣體原料，其特征在于，包括內(nèi)部保持所述固體原料的原料容器；設(shè)置在所述原料容器的第一側(cè)的第一加熱單元；設(shè)置在所述原料容器的第二側(cè)的第二加熱單元；第一溫度控制單元，進行第一處理，控制所述第一加熱單元以及所述第二加熱單元，使所述第一側(cè)的溫度比所述第二側(cè)的溫度高，從而使所述固體原料在所述第一側(cè)升華；和第二溫度控制單元，進行第二處理，控制所述第一加熱單元以及所述第二加熱單元，使所述第二側(cè)的溫度比所述第一側(cè)的溫度高，從而使所述固體原料在所述第二側(cè)升華。
2. 如權(quán)利要求1所述的原料供給裝置，其特征在于 所述固體原料含有顆粒直徑在1.5mm以下的粉末原料。
3. 如權(quán)利要求1所述的原料供給裝置，其特征在于 所述原料容器設(shè)置有用于將升華的所述固體原料供給至所述成膜裝置的載體氣體的供給路。
4. 如權(quán)利要求1所述的原料供給裝置，其特征在于 所述固體原料由有機金屬原料構(gòu)成。
5. —種成膜裝置，其特征在于，包括 在內(nèi)部保持被處理基板的處理容器；以及原料供給裝置，用于使固體原料升華從而生成向所述被處理基板 進行成膜用的氣體原料，并向所述處理容器供給，其中，所述原料供 給裝置包括內(nèi)部保持所述固體原料的原料容器；設(shè)置在所述原料容器的第一側(cè)的第一加熱單元；設(shè)置在所述原料容器的第二側(cè)的第二加熱單元；第一溫度控制單元，進行第一處理，控制所述第一加熱單元以及 所述第二加熱單元，使所述第一側(cè)的溫度比所述第二側(cè)的溫度高，從 而使所述固體原料在所述第一側(cè)升華；以及第二溫度控制單元，進行第二處理，控制所述第一加熱單元以及 所述第二加熱單元，使所述第二側(cè)的溫度比所述第一側(cè)的溫度高，從 而使所述固體原料在所述第二側(cè)升華。
6. 如權(quán)利要求5所述的成膜裝置，其特征在于所述固體原料含有顆粒直徑在1.5mm以下的粉末原料-。
7. 如權(quán)利要求5所述的成膜裝置，其特征在于 所述原料容器設(shè)置有用于將所述氣體原料供給至所述處理容器的載體氣體的供給路。
8. 如權(quán)利要求5所述的成膜裝置，其特征在于所述固體原料由有機金屬原料構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種原料供給裝置，是向成膜裝置供給使固體原料升華的氣體原料的原料供給裝置，其特征在于，包括內(nèi)部保持所述固體原料的原料容器；設(shè)置在所述原料容器的第一側(cè)的第一加熱單元；設(shè)置在所述原料容器的第二側(cè)的第二加熱單元；第一溫度控制單元，進行第一處理，控制所述第一加熱單元以及所述第二加熱單元，使所述第一側(cè)的溫度比所述第二側(cè)的溫度高，以使所述固體原料在所述第一側(cè)升華；以及第二溫度控制單元，進行第二處理，控制所述第一加熱單元以及所述第二加熱單元，使所述第二側(cè)的溫度比所述第一側(cè)的溫度高，以使所述固體原料在所述第二側(cè)升華。
文檔編號C23C16/448GK101268212SQ20068003481
公開日2008年9月17日 申請日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月21日
發(fā)明者山崎英亮, 河野有美子 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社