专利名称：气化器以及半导体处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于从液体原料中获取处理气体的气化器、以及半导体处理系统。这里，所谓半导体处理是指为在被处理基板上制造结构部件所实施的各种处理，其中结构部件通过在晶片、LCD(LiquidCrystal Display液晶显示器)或FPD(Flat Panel Display平板显示器)用玻璃基板等被处理基板上按预定的图案形成半导体层、绝缘层、导电层等而制造，并且包含半导体器件、以及连接半导体器件的配线、电极等。
背景技术：
作为半导体制造处理的一个例子，有在半导体晶片W的表面上形成预定膜的成膜处理。该处理例如利用减压CVD(Chemical VaporDeposition化学气相沉积)装置进行。该减压CVD装置在气体状态下供给原料以进行化学反应，从而使薄膜沉积在晶片表面。在这类装置中，有时将液体原料气化所得到的处理气体作为成膜气体而导入到处理室内。
作为使用液体原料气化所得到的处理气体的成膜处理实例，有如下的方法。即利用TEOS(Tetraethoxy silane四乙氧基硅)气化所得到的处理气体与氧气(O2)形成SiO2膜。利用Si2Cl6气化所得到的处理气体与氨气(NH3)形成氮化硅(Si3N4)。
专利文献1(特开平3-126872号公报(第3页30段，图1))公开了一种类型的气化液体原料的气化器。该气化器将雾化器产生的雾状液体原料供给到加热至预定温度的气化室内而使之气化。但是，该气化器在雾状液体原料通过气化室内的期间并不能进行充分的热交换。因此，从连接气化室出口侧的管道中排出的处理气体大量含有薄雾。当该处理气体供给到例如减压CVD装置等的反应室内时，这些薄雾会附着在晶片的表面而形成微粒。即薄雾是晶片上产生微粒的主要原因。
专利文献2(特开平6-310444号公报(0123段，图13))公开了另一种类型的气化液体原料的气化器。在该气化器的情况下，在气化室内内藏有加热器的多块加热板以与内壁面成直角的方式配置，从而使液体原料的流路受到阻碍。雾状液体原料通过与加热的气化板碰撞而发生气化。但在该气化器中，于气化板的基端侧(气化器的壁面侧)将产生气体的停滞区域(死体积)。在该停滞区域，雾状液体原料由于不与气化板碰撞而累积，该累积物可以导致薄雾的产生。因此，该气化器不能完全抑制薄雾的产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以高效气化原料液体的气化器。本发明的另一目的在于提供一种处理效率高的半导体处理系统。
本发明的第一方案涉及一种从液体原料获得处理气体的气化器，其包括容器，其规定了上述气化器的处理空间；喷射器，其在上述容器内具有以雾状将上述液体原料向下方喷出的喷出口；下部挡块，其在上述喷出口的下侧配置于上述容器内，在上述喷出口与上述下部挡块之间，规定了上述雾状液体原料的助动空间，在上述容器的内侧面与上述下部挡块之间，规定了与上述助动空间连续的环状空间；第1以及第2加热器，其分别配置于上述容器与上述下部挡块上，上述第1以及第2加热器对通过上述环状空间的上述雾状液体原料进行加热，从而生成上述处理气体；气体导出流路，为从上述环状空间导出上述处理气体而与上述容器相连接。
本发明的第二方案涉及一种半导体处理系统，其包括收纳有被处理基板的处理室；在上述处理室内支持上述被处理基板的支持部件；对上述处理室内的上述被处理基板进行加热的加热器；对上述处理室内进行排气的排气系统；向上述处理室内供给处理气体的供气系统，上述供气系统包含用于从上述液体原料获得上述处理气体的气化器；其中上述气化器包括容器，其规定了上述气化器的处理空间；喷射器，其在上述容器内具有以雾状将上述液体原料向下方喷出的喷出口；下部挡块，其在上述喷出口的下侧配置于上述容器内，在上述喷出口与上述下部挡块之间，规定了上述雾状液体原料的助动空间，在上述容器的内侧面与上述下部挡块之间，规定了与上述助动空间连续的环状空间；第1以及第2加热器，其分别配置于上述容器与上述下部挡块上，上述第1以及第2加热器对通过上述环状空间的上述雾状液体原料进行加热，从而生成上述处理气体；气体导出流路，为从上述环状空间导出上述处理气体而与上述容器相连接。
图1为表示本发明实施方案的半导体处理系统(成膜系统)的结构图。
图2为表示图1的系统所使用的气化器的纵剖面图。
图3A为表示图2所示的气化器内部的纵剖面图。
图3B为图3A的IIIB-IIIB线的横剖面图。
图4为表示本发明实施方案的成膜方法的流程图。
图5为表示在图2所示的气化器中进行液体原料气化的图像的剖面图。
图6A表示在图2所示的气化器所形成的环状空间中气体的流速分布。
图6B表示在比较例的环状空间中气体的流速分布。
图7为表示图2所示气化器之变化例的横剖面俯视图。
图8为表示图2所示气化器之另一变化例的纵剖面侧视图。
图9为表示本发明另一实施方案的半导体处理系统(成膜系统)的结构图。
图10为表示图9所示的实施方案之变化例的半导体处理系统(成膜系统)的结构图。
具体实施例方式
下面，参照附图就本发明的实施方案进行说明。此外，在以下的说明中，对大致具有相同功能以及结构的构成元件标记同一符号，只在必要时进行重复说明。
图1为表示本发明实施方案的半导体处理系统(成膜系统)的结构图。如图1所示，该系统包括对被处理基板例如晶片W进行预定成膜处理(在晶片W上形成预定的薄膜)的成膜处理部100。成膜处理部100与供气系统200连接，用于供给预定处理气体。
成膜处理部100例如包含具有反应室(处理室)即立式反应管110的批量式减压CVD装置。在反应管110内，装载有多枚晶片W的晶舟120可以搬进搬出。晶片W的加热通过设置在反应管110外侧的加热器130来进行。反应管110内通过真空排气机构即真空泵150维持在预定的真空度。由后述的处理气体供给管线向反应管110供给预定的处理气体。
供气系统200包括储存槽1、气化器2以及与它们连接的配管系统。储存槽1储存着例如在85℃的蒸汽压为0.55Pa以下的低蒸气压液体原料，例如TEMAH(Tetrakis(N-ethyl-N-methylamino)hafnium四(N-乙基-N-甲氨基)铪)或HTB(hafnium tetra-t-butoxide四丁氧基铪)等铪类材料。气化器2将由储存槽1供给的液体原料气化从而生成处理气体。
具体地说，储存槽1经由供给管线(液体原料供给流路)51与气化器2连接。供给管线51的储存槽1侧的端部被配置为与储存槽1内的液体原料接触。在供给管线51上，从上游一侧(储存槽1侧)开始，依次介设有第1阀V1、液体质量流量计M、以及第二阀V2。
储存槽1与介设有阀Va的供气管线21连接。供气管线21的一端侧被配置为位于储存槽1中液体原料液面的上方侧。供气管线21的另一端侧与加压气体例如N2气体的供给源22连接。在由储存槽1向气化器2供给液体原料时，向储存槽1内供给例如1.0kg/cm2左右的N2气体。由此对液体原料加压，通过这种加压可以将液体原料由储存槽1以预定的流量压送到气化器2中。在此，作为加压气体，除了N2以外，还可以使用氦气(He)以及氩气(Ar)等惰性气体。
另外，气化器2还经由供气管线23与用作净化气体或雾化用气体的辅助气体例如N2的供给源24连接。在供气管线23上，从供气源24侧开始，依次介设有第1质量流量控制器M1、以及阀Vb。由此可以向气化器2以预定的流量供给辅助气体即N2气体。在此，作为辅助气体，除了N2气体以外，例如还可以使用氦气以及氩气等惰性气体。
图2为表示图1的系统所使用的气化器2的纵剖面图。图3A为表示图2所示的气化器内部的纵剖面图。图3B为图3A的IIIB-IIIB线的横剖面图。为了规定气化器的处理空间，气化器2包括成为气化器主体的气密圆筒形容器40、以及覆盖在容器40外圆面的四角形状的罩体41。容器40例如由内径为30～40mm、长度为250mm的不锈钢制圆筒体构成。容器40上端部的中心轴上配置有与供给管线51连接的喷射器30。喷射器30的构成为具有内管与外管的双层管结构的喷射式喷射器。从供给管线51送来的液体原料由该内管供给，从供给管线23作为雾化用气体送来的氮气由外管供给。液体原料由喷射器30顶端的喷出口30a(例如，孔径为0.1mm)雾化(变为薄雾)后，供给至容器40内。
如图3A所示，容器40的底部配置有直径小于该容器40的圆筒状下部挡块31。在下部挡块31的上方侧，形成了具有距离L(例如20～200mm左右)的助动空间G，其可以使喷射器30产生的雾状液体原料进一步均一雾化。下部挡块31被配置为使其中心从喷射器30的中心向一侧偏离距离R例如仅为1～4mm。如后所述，在这一侧，于容器40下端部的侧面，形成有将处理气体从气化器2取出的取出口32。借助于这样的结构，可以在容器40的内圆面与下部挡块31之间形成环状空间F。如图3B所示，对于环状空间.F的宽度(气化器2在俯视图中所看到的宽度)，其取出口32侧的宽度D1小于其相反侧的宽度D2。在此，环状空间F的宽度之比D2/D1优选设定为3～1，进一步优选设定为2～1.5。
如图3A、图3B所示，在罩体41的内部，例如以围绕容器40的方式配置有沿容器40的长度方向延伸、并且例如由多个电阻发热体构成的加热器48。本实施方案中，加热器48在靠近取出口32侧的位置设有2个，在靠近取出口32的相反侧的位置设有2个。这些加热器48与各自的供电部49相连接。加热器48例如可以采用一个共同的温度控制器进行控制加热。或者取而代之，加热器48能够以取出口32侧的2个为一组，以取出口32相反侧的2个为一组，各组分别独立地进行加热控制。或者取而代之，加热器48也可以4个相互独立地进行加热控制。
容器40下端部的侧面形成有取出口32，其用于取出液体原料气化所得到的处理气体。另外，在容器40的底面形成有排出口34，其用于排出未气化的液体原料。如图3B所示，排出口34形成于面向取出口32相反一侧的容器40的壁面与下部挡块31之间的容器40的底面上。排出管线42与排出口34相连接。在排出管线42上，于容器40的底部附近配设有薄雾排出用阀Vm。当阀Vm关闭时，薄雾储存在该排出口34附近，此处便成为薄雾的存储部。排出管线42的另一端侧与用于吸引并排出薄雾的排出泵44连接，并由排出管线42与排出泵44构成吸引流路。
如图3A、图3B所示，在下部挡块31的内部，沿圆周方向间隔配置有加热器33，加热器33沿下部挡块31的长度方向延伸，并且例如由多个电阻发热体构成。本实施方案中，加热器33在靠近取出口32侧的位置设有2个，在靠近取出口32的相反侧的位置设有2个。这些加热器33与各自的供电部49相连接。加热器33例如可以采用一个共同的温度控制器进行控制加热。或者取而代之，加热器33能够以取出口32侧的2个为一组，以取出口32相反侧的2个为一组，各组分别独立地进行加热控制。或者取而代之，加热器33也可以4个相互独立地进行加热控制。
另外，为了洗净容器40的内部，在气化器2上连接有向容器40供给洗涤液的供给部6。供给部6包括存储洗涤液的洗涤液槽62，它经由具有阀Vc的供给管线61与容器40的上部连接。在此，作为洗涤液例如可以使用能够溶解液体原料及液体原料固化物的溶剂，例如乙醇或己烷的醇类试剂。从洗涤液槽62经由供给管线61供给到容器40内的洗涤液，可以通过打开阀Vm而经由排出管线42排出。
气化器2经由后述具有第3阀V3的供给管线(处理气体供给管线)53与成膜处理部100的反应管110连接。为了在防止处理气体再次液化的状态下向成膜处理部100中导入处理气体，第3阀V3到成膜处理部100之间的距离设计得较短，例如50～100cm左右。实际上，供给管线53的第3阀V3的上游侧非常短，并在气化器2的出口与第3阀V3连接。如果不这样，第3阀V3的上游侧将变为死区，从而薄雾驻留在该区域。再者，供给管线53在阀V3的下游侧，经由具有阀Vf、质量流量计M2的供给管线55而与氮气供给源25连接。
供气系统200上可以配设具有阀Vd的分支管线63，该分支管线63一端侧与供给管线61连接，另一端侧连接在气体供给管线23的阀Vb与气化器2之间。另外，供气系统200上还可以配设具有阀Ve的分支管线54，该分支管线54一端侧在第1阀V1与液体质量流量计M之间与供给管线51连接，另一端侧与排出管线42的阀Vm的下游侧连接。
图4为表示本发明实施方案的成膜方法的流程图。在该方法中，首先，为进行成膜处理(步骤S1)而关闭阀Vm、Vb、Vc、Vd、Ve，并打开阀V1、V2、V3、Va(步骤S1)。
也就是说，供气系统200经由供气管线21向储存槽1内供给加压气体即N2气体。在该加压气体的作用下，储存槽1内的低蒸气压液体原料例如铪类材料在利用液体质量流量计M进行了流量调整的状态下，经由供给管线51而被压送至气化器2中。此时，流过供给管线51内的液体原料的温度借助于配置在供给管线5周围的加热器(图中未示出)，例如设定在40℃左右。
在此，成膜处理部100的反应管110内被真空排气至预定的真空度，所以供气系统200内的流体通过打开供给管线上设置的各阀而向下游侧通气。这样，将向气化器2中导入例如5sccm流量的铪类材料。此外，这时一方面取出口32的阀V3被开放，另一方面排出口34的阀Vm被关闭，所以在容器40内形成从垂直方向向水平方向弯曲的流体流。
图5为表示在图2所示的气化器2中进行液体原料气化的图像的剖面图。在气化器2中，利用加热器33、48例如将容器40的内部加热至80℃左右。在容器40的内部由喷射器30向下方喷出雾化(成为细微微粒)的液体原料。该雾状液体原料在容器40上部侧区域即助动空间G中一边扩展成圆锥状，一边进行更均匀的雾化，同时一部分通过加热而气化。然后，包含薄雾与蒸汽的圆锥状雾状液体原料流与下部挡块31发生碰撞。此时，下部挡块31相对地进入到雾状液体原料的中央而使该原料流扩展开来，并流入到在容器40内圆面与下部挡块31之间形成的环状空间F中。
图6A表示在图2所示的气化器2所形成的环状空间中气体的流速分布。如上所述，环状空间F被设计为取出口32侧的宽度D1小于其相反侧的宽度D2。因此，即使因供给管线53的吸引而在取出口32中产生负压，也正如图6A所示的那样，在环状空间F中，取出口32侧与其相反侧之间的压力差较小，从而在环状空间F内的压力变得大致均匀。因此，一部分已经在助动空间G中气化的雾状液体原料，一边均匀流过环境空间F内一边被加热。这样，雾状液体原料可以高效地气化而生成处理气体。
向下流过环状空间F内的处理气体由于取出口32的吸引而换向为水平方向，从而可以从取出口32流向供给管线53中。但是，处理气体中所含的薄雾由于重量较大，所以在惯性力的作用下，无法改变方向而直接向下方流动。其结果，薄雾从处理气体中分离出来而与容器40的底部碰撞。如果在容器40的底面上有薄雾的驻留，则它们相互之间附着在一起，形成液相而向排出口34的方向流动(阀Vm关闭)。由于排出口34的位置比取出口32低，所以排出液不会流入到取出口32中。
图6B表示在比较例的环状空间中气体的流速分布。该比较例中，下部挡块31配置在容器30的中心。此时由于取出口32的吸引，如图6B所示，在环状空间F中，取出口32侧与其相反侧之间的压力差增大，从而使环状空间F内的压力变得不均匀。此时，雾状液体原料不能均匀地流过环状空间F内，从而使气化效率下降。本发明虽然也包含这种情形，但如图6A所示，优选使下部挡块31向取出口32侧偏移。
这样，处理气体经由供给管线53而被送到成膜处理部100中。此时，流过供给管线53内的处理气体的温度借助于配置在供给管线53周围的加热器(图中未示出)，例如设定在80℃左右。
另一方面，在成膜处理部100中，事先将预定枚数的晶片W装载在晶舟120上，并搬送到例如维持在预定温度的反应管110内，而且进行真空排气使反应管110内达到预定的真空度。然后，使反应管110内稳定在预定的温度、以及预定的压力，之后由供给管线53将气化铪类材料得到的处理气体以及氧气(图中未示出)供给到反应管110内。由此，进行在晶片W上形成铪氧化膜的成膜处理。
这样在成膜处理结束后，进行气化器2的净化处理(步骤S2)。此时，关闭阀V1、V2、V3、Va、Vc、Vd、Ve，打开阀Vb、Vm，使排气泵44动作。由此，净化气体即N2气体在借助于质量流量控制器M1进行流量控制的状态下，由气体供给源24经由气体供给管线23供给到气化器2中，并经由排出管线42而排出。
这样一来，气化器2内通过N2气体的净化，可以完全除去气化器2内残留的液体原料。由此，在提高处理重现性的同时，可以进一步抑制微粒的产生。该净化处理例如可以在成膜处理部100中每进行1次成膜处理便进行1次，也可以每进行预定次数的成膜处理之后定期进行1次。
另外，在成膜处理结束之后，也可以对供给管线53的第3阀V3的下游侧进行净化处理。该净化处理在打开阀Vf的同时，借助于真空泵150对反应管110进行排气。另外，从氮气供给源25开始，经由供给管线55向供给管线53的第3阀V3的下游侧供应由质量流量控制器M2进行流量控制的氮气。由此，可以将供给管线53的内壁面上附着的处理气体残留物、以及处理气体发生变质所得到的固体组分等附着物推向成膜处理部100侧而除去。该净化处理例如可以在成膜处理部100中每进行1次成膜处理便进行1次，也可以每进行预定次数的成膜处理之后定期进行1次。
这样，在利用N2气体对气化器2进行净化之后，判断是否是利用洗涤液对气化器2进行洗涤的时机(步骤S3)。当不是进行洗涤的时机时，返回到步骤S1。当为进行洗涤的时机时，便进入步骤S4。在此，气化器2的洗涤例如可以在成膜处理部100中每进行预定次数的成膜处理之后定期进行1次。
在利用洗涤液进行的气化器2的洗涤中，关闭阀V1、V2、V3、Va、Vb、Vd、Ve，打开阀Vc、Vm，使排气泵44动作。由此，容器40中驻留的薄雾等经由排出管线42而排到装置外部，另一方面，洗涤液由供给管线61供给至气化器2中。在此，洗涤液由于是可溶解液体原料以及液体原料固化物的溶剂，由此，可以对气化器2的容器40的内壁上附着的薄雾进行冲洗。另外，即使假设薄雾再次液化，以及一部分变质为固体组分，也可以利用洗涤液溶解而除去。
在进一步的洗涤处理中，也可以打开阀V2、Vd、Ve，使排气泵44动作。由此，使洗涤液由分支管线63流至液体质量流量计M、供给管线51、分支管线54、排出管线42，从而除去在它们的内壁上附着的液体原料以及液体原料的固化组分等附着物。
在这样的气化器2中，从喷射器30向下方喷出的雾状液体原料在助动空间G中被进一步均匀雾化，同时一部分因受热而气化。此后，雾状液体原料因下部挡块31而扩展开来，并且一边流过环状空间F，一边进行充分的热交换而得以加热。在环状空间F中，由于不会产生气体的停滞区域(死体积)，因此能够以高气化效率使雾状液体原料切实地气化。这样，由于可以将极力抑制了薄雾混入的处理气体(液体原料的蒸汽)供给到成膜处理部100中，因此可以抑制晶片上微粒的附着。另外，在成膜处理部进行水蒸气处理时，可以抑制晶片上由水滴引起的所谓水痕的发生等。
另外，例如在每进行1次成膜处理、或者在每进行预定次数的成膜处理之后，便经由供气管线23向气化器2中通入净化气体，由此可以除去其内部残留的液体原料。因此，在进行下批处理时，气化器2的内部通常不存在附着物而呈干燥的状态，从而可以提高处理的重现性。此时，借助于与通往成膜处理部100的供给通路不同系统的供给通路向气化器2内供给净化气体。因此，净化区域集中在该气化器2等处，从而可以有效地进行净化，可以在短时间内完全除去该区域内的附着物。另外，由于阀V3与成膜处理部100之间的供给管线53的空间小，因而通过成膜处理部100的真空泵150的排气，可以高效地排出该空间内的附着物。
再者，在预定的时机通过吸引从气化器2中排出薄雾，之后对气化器2进行洗涤。因此，在薄雾排出之后，也将容器40内以及薄雾驻留部附近附着的薄雾或薄雾变质形成的附着物除去。所以，在进行下批处理的时候，气化器2的内部通常处于不存在附着物的状态，故而可以进一步抑制微粒的产生，同时可以提高处理的重现性。
图7为表示图2所示气化器2之变化例的横剖面俯视图。在该变化例中，容器40内配置有横断面形状为多边形的下部挡块31。即使设计为这样的结构，也可以得到如上述同样的作用效果。
图8为表示图2所示气化器2之另一变化例的纵剖面侧视图。在图2所示结构中，下部挡块31被配置为使其中心从喷射器30的中心向取出口32侧偏离距离R。由此，环状空间F被设定为取出口32侧的宽度D1小于其相反侧的宽度D2。与之相对照，在图8所示的变化例中，下部挡块31的中心配置在喷射器30的中心，另一方面，容器40的侧壁形成为从下部挡块31的顶部7开始弯曲。由此，环状空间F被设定为取出口32侧的宽度D1小于其相反侧的宽度D2。即使设计为这样的结构，也可以得到如上述同样的作用效果。
本发明中，作为低蒸气压的液体原料，除了铪类材料以及HEAD之外，例如还可以使用在140℃的蒸气压为40Pa以下的Ta(OC2H5)5、在120℃的蒸气压为40Pa以下的TDEAH(HF{N(C2H5)}4)等。另外，本发明可以适用以下的处理，即使用气化HEAD得到的处理气体与NH3气体沉积氮化硅膜的处理，以及使用气化Ta(OC2H5)5得到的处理气体与O3气体沉积Ta2O5膜的处理。再者，作为成膜处理部，除了批量式减压CVD装置之外，也可以使用单片式成膜装置。
图9为表示本发明另一实施方案的半导体处理系统(成膜系统)的结构图。在该实施方案的实例中，供气系统300的结构是可以向成膜处理部100的反应管110供给不同的多种处理气体。因此，供气系统300包括多个储存槽，各自可存储多种不同液体原料；以及多个气化器，各自用于从多种液体原料获得多种不同的处理气体。
具体地说，成膜处理部100的结构是可以在装载于反应管110内的晶舟120上的晶片W的表面，形成包含高介电常数材料例如钡(Ba)、锶(Sr)以及钛(Ti)的金属氧化膜。因此，供气系统300具有储存槽70、71、72，各自用于存储将钛(Ti)、锶(Sr)以及钡(Ba)的各有机物质(金属有机物质)溶于四氢呋喃(THF)溶液中而得到的液体原料。储存槽70、71、72与各自专用的气化器2连接。安装在这些气化器2的取出口32上的供气管线53在成膜处理部100的跟前汇集成一个管道，此管道与成膜处理部100相连接。作为压送各储存槽70、71、72内的液体原料的加压气体，在该实例中使用氦气(He)。
图9所示的半导体处理系统以下述的方式实施成膜方法。即经由供气管线21向储存槽70、71、72内供给作为加压气体的He气体，藉此向各气化器2中压送液体原料。在各气化器2中，这些钛类材料、锶类材料、以及钡类材料发生气化而生成各自的处理气体。这些处理气体经由供气管线53而向成膜处理部100的反应管110中供给。再者，也向反应管110中供给氧气(图中未示出)。此时，反应管110内被设定为预定的温度以及预定的压力。由此，在反应管110内，于晶舟120上保持的晶片W的表面形成BST(钡锶钛)氧化膜。
这里，在供给钛类材料的气化器2中，利用加热器33、48例如将容器40内部的温度设定为最适宜气化钛类材料的温度例如200℃。在供给锶类材料的气化器2中，利用加热器33、48例如将容器40内部的温度设定为最适宜气化锶类材料的温度例如300℃。在供给钡类材料的气化器2中，利用加热器33、48例如将容器40内部的温度设定为最适宜气化钡类材料的温度例如300℃。这样一来，通过将各气化器2的容器40的内部温度设定为最适宜气化对应的液体原料的温度，便可以同时气化具有不同蒸气压以及热分解温度的多种液体原料。
另外，在供气系统300中设有储存槽73，其用于存储洗涤气化器2以及供给管线51的四氢呋喃(THF)溶液。介设有液体质量流量计M4的洗涤液供给管线83与储存槽73相连接。供给管线83在液体质量流量计M的下游侧，具有各自与气化器2侧的供给管线51连接的分支管线。另外，供给管线83在液体质量流量计M的上游侧，还具有各自与供给管线51连接的分支管线。在来自供给管线83的这些分支管线上，设有阀V7、V8。另外，上述供气管线21经由阀V9与储存槽73连接。
在图9所示的半导体处理系统中，当进行洗涤处理时，经由供气管线21向储存槽73内供给作为加压气体的He气体。由此，将储存槽73内的四氢呋喃(THF)溶液压送到气化器2以及供给管线51中，从而对它们的内部进行洗涤。
如上所述，该实施方案对多种液体原料(在该实例中为钡、锶、钛)中每一种分别准备气化器2，而且在各气化器2中，将容器40的内部温度设定为最适宜各液体原料气化的温度。为此，可以同时气化蒸气压以及热分解温度不同的多种液体原料，而且可以同时将处理气体从各气化器2导入至成膜处理部100的反应管110中。
与该结构相反，如果气化器2对各种液体原料通用时，为了分别确定适于各种液体原料气化的温度范围，必须在重叠的温度范围内对它们进行加热控制。此时所具有的担心是温度控制困难，而且液体原料发生热分解而使其蒸气压降低，从而以液态形式附着在气化器2内。因此，优选的结构是如图9所示那样对各液体原料配置气化器2。
图10为表示图9所示的实施方案之变化例的半导体处理系统(成膜系统)的结构图。该变化例中，各气化器2的取出口32上分别安装的多个供气管线53直接与成膜处理部100的反应管110连接。即不同的处理气体事前并不混合，而是分别供给至反应管110内。该结构在处理气体各自间歇地导入到反应管110内时是优选的情况。其它部分的结构，与图9所示的相同。
权利要求
1.一种从液体原料获得处理气体的气化器，其包括容器，其规定了所述气化器的处理空间；喷射器，其在所述容器内具有以雾状将所述液体原料向下方喷出的喷出口；下部挡块，其在所述喷出口的下侧配置于所述容器内，在所述喷出口与所述下部挡块之间，规定了所述雾状液体原料的助动空间，在所述容器的内侧面与所述下部挡块之间，规定了与所述助动空间连续的环状空间；第1以及第2加热器，其分别配置于所述容器与所述下部挡块上，所述第1以及第2加热器对通过所述环状空间的所述雾状液体原料进行加热，从而生成所述处理气体；气体导出流路，为从所述环状空间导出所述处理气体而与所述容器相连接。
2.如权利要求1所述的气化器，其特征在于所述气体导出流路的结构是将所述处理气体从所述环状空间沿横向导出。
3.如权利要求2所述的气化器，其特征在于在所述气体导出流路的更下侧，还具有与所述容器连接且用于排出排出液的排出流路。
4.如权利要求3所述的气化器，其特征在于在所述排出流路上设有阀，在所述阀关闭的状态下，所述排出流路作为薄雾驻留部发挥作用。
5.如权利要求4所述的气化器，其特征在于所述环状空间被设定为，与所述气体导出流路连接一侧的第1宽度小于其相反侧的第2宽度。
6.如权利要求2所述的气化器，其特征在于所述第2宽度/所述第1宽度之比为3～1。
7.如权利要求6所述气化器，其特征在于所述下部挡块的横断面形状为圆形或多边形，所述下部挡块的中心从所述喷出口的中心向所述气体导出流路侧偏移。
8.如权利要求1所述的气化器，其特征在于所述喷射器具有由内管与外管构成的双层管结构，所述液体原料由所述内管供给，雾化用气体由所述外管供给。
9.如权利要求1所述的气化器，其特征在于为了向所述处理空间内供给净化气体，还具有与所述容器连接的净化气体供给流路。
10.如权利要求1所述的气化器，其特征在于为了向所述处理空间内供给洗涤液，还具有与所述容器连接的洗涤液供给流路。
11.一种半导体处理系统，其包括收纳有被处理基板的处理室；在所述处理室内支持所述被处理基板的支持部件；对所述处理室内的所述被处理基板进行加热的加热器；对所述处理室内进行排气的排气系统；向所述处理室内供给处理气体的供气系统，所述供气系统包含用于从液体原料获得所述处理气体的气化器；其中所述气化器包括容器，其规定了所述气化器的处理空间；喷射器，其在所述容器内具有以雾状将所述液体原料向下方喷出的喷出口；下部挡块，其在所述喷出口的下侧配置于所述容器内，在所述喷出口与所述下部挡块之间，规定了所述雾状液体原料的助动空间，在所述容器的内侧面与所述下部挡块之间，规定了与所述助动空间连续的环状空间；第1以及第2加热器，其分别配置于所述容器与所述下部挡块上，所述第1以及第2加热器对通过所述环状空间的所述雾状液体原料进行加热，从而生成所述处理气体；气体导出流路，为从所述环状空间导出所述处理气体而与所述容器相连接。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于所述气体导出流路的结构是将所述处理气体从所述环状空间沿横向导出。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述气化器在所述气体导出流路的更下侧，还具有与所述容器连接且用于排出排出液的排出流路。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述环状空间被设定为，与所述气体导出流路连接一侧的第1宽度小于其相反侧的第2宽度。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述下部挡块的横断面形状为圆形或多边形，所述下部挡块的中心从所述喷出口的中心向所述气体导出流路侧偏移。
16.如权利要求11所述的系统，其特征在于所述供气系统还具有储存槽，其经由液体原料供给流路与所述气化器相连接，用以储存所述液体原料；以及供气部，其向所述储存槽供给加压气体，以便将所述液体原料从所述储存槽通过所述液体原料供给流路压送到所述气化器。
17.如权利要求11所述的系统，其特征在于所述供气系统的结构是，向所述处理室内供给多种不同的处理气体；所述供气系统包含多个气化器，用以各自从多种不同的液体原料获得所述多种不同的处理气体。
18.如权利要求11所述的系统，其特征在于所述供气系统的结构为，供给用于在所述被处理基板上采用CVD形成薄膜的气体作为所述处理气体。
全文摘要
本发明涉及一种用于从液体原料获得处理气体的气化器(2)，其包括规定了气化器(2)处理空间的容器(40)、以及在容器(40)内具有将液体原料以雾状向下方喷出的喷出口(30a)的喷射器。在喷出口(30a)的下侧，于容器(40)内配置有下部挡块(31)，由此在喷出口(30a)与下部挡块(31)之间，规定了上述雾状液体原料的助动空间(G)，在容器(40)的内侧面与下部挡块(31)之间，规定了与助动空间(G)连续的环状空间(F)。在容器(40)及下部挡块(31)上各自配置有第1以及第2加热器(48、33)，第1以及第2加热器(48、33)加热通过环状空间(F)的雾状液体原料而生成处理气体。为从环状空间(F)中导出处理气体，在容器(40)上连接有气体导出流路(53)。
文档编号H01L21/02GK1955338SQ20061016355
公开日2007年5月2日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年10月6日
发明者冈部庸之, 大仓成幸, 氏家一夫 申请人:东京毅力科创株式会社, 创研工业株式会社