气体供给装置、气体供给方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够轻松地且低成本地将气相生长用气体设定为所希望的浓度的气体供给装置及气体供给方法。运算部具备如下控制程序，即至少参考从所述气相生长装置输出的所述混合气体的流量设定值信号，以被导入到所述气相生长装置的所述原料气体的质量变得恒定的方式根据所述混合气体的浓度而运算导入到所述气相生长装置的所述混合气体的流量来获取第1运算结果，并根据该第1运算结果控制所述第1质量流量控制器，在控制所述第1质量流量控制器之后，以所述混合气体流量及所述稀释气体流量的合计流量变得恒定的方式从所述第1运算结果运算所述稀释气体的流量来获取第2运算结果，并根据该第2运算结果控制所述第2质量流量控制器。

Gas supply device and method

The invention provides a gas supply device and a gas supply method which can easily and cheaply set the gas for gas phase growth to the desired concentration. The operation unit has the following control program, that is, at least referring to the flow setting value signal of the mixed gas output from the gas phase growth device, to obtain the first operation node by calculating the flow rate of the mixed gas imported into the gas phase growth device according to the concentration of the mixed gas according to the way in which the mass of the feed gas imported into the gas phase growth device becomes constant. As a result, the 1st mass flow controller is controlled according to the 1st operation result. After controlling the 1st mass flow controller, the 2nd operation result is obtained by calculating the flow rate of the diluted gas from the 1st operation result in a manner in which the combined flow of the mixed gas flow and the diluted gas flow becomes constant, and the 2nd operation result is used to control the 2nd quality. Flow controller.

【技术实现步骤摘要】
气体供给装置、气体供给方法
本专利技术涉及一种用于将液体原料气化而得到的原料气体作为反应气体而与稀释气体一同供给到气相生长装置的气体供给装置及气体供给方法。
技术介绍
例如，关于用于在晶圆形成气相生长膜（外延膜）的气相生长装置，通过导入原料气体（反应气体）及稀释气体，在晶圆等形成气相生长膜。作为供给到这样的气相生长装置的原料气体，例如主要使用将二氯硅烷（SiH2Cl2）、三氯硅烷（SiHCl3）、四氯硅烷（SiCl4）等液体原料气化而成的气体。除了二氯硅烷以外，上述原料在室温的大气压下是液体。以往，原料气体与载气混合，且作为混合气体而被供给到气相生长装置。该混合气体的供给方法中，例如存在如下方法，即对进入到气瓶的液体原料吹入载气而使液体原料鼓泡，由此产生将液体原料气化而成的原料气体与载气的混合气体，并将该混合气体供给到气相生长装置。并且，作为另一方法，存在对混合气体进一步混合稀释用氢而设为规定原料气体的浓度之后，将该混合气体供给到气相生长装置的方法、与混合气体分开地将稀释气体供给到气相生长装置的方法、对混合气体进一步注入磷等掺杂剂而供给到气相生长装置的方法等。通过如此将混合气体供给到气相生长装置，使硅单晶薄膜在设置在气相生长装置的单晶硅基板上气相生长。专利文献1：日本特开平11-349397号公报。但是，通过上述鼓泡而供给混合气体的方法中存在如下问题。考虑到工作人员的操作，使用在上述气瓶中具有25kg液体原料填充用容积的总重量为约50kg的气瓶，并用一个气瓶对多台气相生长装置供给混合气体时，混合气体中所含有的原料气体的浓度易发生变化，且反应炉中的反应速度发生变动。原料气体的流量分别依赖于根据液温而发生变化的液体原料的蒸气压、气瓶内的压力、载气的流量，因此原料气体的浓度控制变复杂。若液体原料被消耗而气瓶内的液体原料的残留量减少，则基于鼓泡的气体与液体的接触时间变短，并且因鼓泡时蒸发的液体原料的潜热而液的温度降低，且分别产生的原料气体的浓度降低。其结果，存在气相生长装置中的反应速度降低这样的问题。并且，每次更换气瓶时，还需要在于气相生长装置中外延生长之前进行用于确认反应条件的试运行。另一方面，作为解决鼓泡中的问题的方法，例如，已知有对起泡器进行温度控制，并且利用缓冲罐而吸收起泡器中的浓度变动的方法、从起泡器外部向起泡器供给液体原料而控制起泡器内部的液体原料的液面位置的方法等。然而，这些解决鼓泡中的问题的方法中都存在为了设置设备而需要较大的成本的问题。并且，即使在进行了液面控制的情况下，通过鼓泡而从液体原料制作原料气体的操作为一种蒸馏，因此液体原料中所含有的非常微量的重金属或高沸点的杂质向液侧偏析，且随着液体原料的蒸发的进展而杂质浓度相对变高。其结果，存在通过鼓泡而得到的原料气体中的杂质量随着时间的经过而增加的问题。并且，使用于气体供给装置中的质量流量控制器很难通过实际使用的气体进行校正，因此利用换算系数而调整校正气体与实际使用的气体之差，并进行流量控制。然而，若实际使用的气体的浓度发生变化，则该换算系数也发生变化，因此即使为相同的设定值也会导致实际流动的流量发生变化。因此，存在混合气体的浓度变化较大的气瓶更换时进行的反应条件设定操作变繁杂的问题。
技术实现思路
该专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够轻松地且低成本地将气相生长用气体设定为所希望的浓度的气体供给装置及气体供给方法。为了解决上述问题，本专利技术的气体供给装置为用于向气相生长装置分别供给包含原料气体及载气的混合气体和稀释气体的气体供给装置，该气体供给装置的特征在于，具有：混合气体供给源，供给所述混合气体；稀释气体供给源，供给所述稀释气体；浓度测定部，测定从所述混合气体供给源流出的所述混合气体的浓度；第1质量流量控制器，控制供给到所述气相生长装置的所述混合气体的流量；第2质量流量控制器，控制供给到所述气相生长装置的所述稀释气体的流量；及运算部，控制所述第1质量流量控制器及第2质量流量控制器，所述运算部具备如下控制程序，即至少参考从所述气相生长装置输出的所述混合气体的流量设定值信号，以被导入所述气相生长装置的所述原料气体的质量变得恒定的方式根据所述混合气体的浓度而运算导入到所述气相生长装置的所述混合气体的流量来获取第1运算结果，并根据该第1运算结果控制所述第1质量流量控制器，并且在控制所述第1质量流量控制器之后，以所述混合气体的流量及所述稀释气体流量的合计流量变得恒定的方式运算所述稀释气体的流量来获取第2运算结果，并根据该第2运算结果控制所述第2质量流量控制器。根据本专利技术，能够不受混合气体的浓度变化的影响而以规定流量向气相生长装置供给恒定质量的气相生长用原料气体。由此，能够减少气相生长膜的生长速度的偏差。并且，本专利技术的特征在于，还具备流量换算部，其对应于从所述浓度测定部输出的所述混合气体的浓度信号的变化来计算所述第1质量流量控制器及第2质量流量控制器的换算系数而向所述运算部输出换算系数信号，并根据所述换算系数而变更所述运算部的对所述第1质量流量控制器及第2质量流量控制器的流量设定值。并且，本专利技术的特征在于所述气相生长装置至少配置有两个以上，所述第1质量流量控制器及第2质量流量控制器按每一个所述气相生长装置而形成，且由一个所述运算部控制按每一个所述气相生长装置而形成的多个所述第1质量流量控制器及第2质量流量控制器。本专利技术的气体供给方法为向气相生长装置导入包含原料气体及载气的混合气体和稀释气体，并且在晶圆的主面形成气相生长膜的气相生长方法，该气体供给方法的特征在于，具备：浓度测定工序，测定所述混合气体的浓度；混合气体流量控制工序，至少参考从所述气相生长装置输出的所述混合气体的流量设定值信号，以被导入到所述气相生长装置的原料气体的质量变得恒定的方式根据所述混合气体浓度而控制所述混合气体流量；及稀释气体流量控制工序，其为所述混合气体流量控制工序的后工序，且以所述混合气体流量及所述稀释气体流量的合计流量变得恒定的方式控制所述稀释气体的流量。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种能够轻松地且低成本地将气相生长用气体设定为所希望的浓度的气体供给装置及气体供给方法。附图说明图1为表示本专利技术的气体供给装置的结构的框图。图2为表示混合气体供给源的结构的概略结构图。具体实施方式以下,参考附图对本专利技术的一实施方式的气体供给装置及气体供给方法进行说明。另外，以下所示的各实施方式为用于更加便于理解专利技术的宗旨而进行具体说明的实施方式，只要无特别指定，则并不限定本专利技术。并且，关于以下的说明中所使用的附图，为了容易理解本专利技术的特征，以方便起见，有时将为主要部分的部分放大表示，各构成要件的尺寸比率等并不一定与实际相同。（气体供给装置）首先，对本专利技术的气体供给装置的结构进行说明。图1为表示本专利技术的气体供给装置的结构的框图。另外，本实施方式中，示出了通过本专利技术的气体供给装置统一控制多个气相生长装置的例，但即使为仅配置有一个气相生长装置的结构，也能够以完全相同的方式应用。本实施方式中，气体供给装置10构成为分别对两个气相生长装置21、22供给混合气体及稀释气体。气体供给装置10具有作为包括原料气体及载气的混合气体的供给源的混合气体供给源11和作为稀释气体的供给源的稀释气体供给源12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体供给装置，其用于向气相生长装置分别供给包含原料气体及载气的混合气体和稀释气体，该气体供给装置的特征在于，具有：混合气体供给源，供给所述混合气体；稀释气体供给源，供给所述稀释气体；浓度测定部，测定从所述混合气体供给源流出的所述混合气体的浓度；第1质量流量控制器，控制供给到所述气相生长装置的所述混合气体的流量；第2质量流量控制器，控制供给到所述气相生长装置的所述稀释气体的流量；及运算部，控制所述第1质量流量控制器及第2质量流量控制器，所述运算部具备如下控制程序，即至少参考从所述气相生长装置输出的所述混合气体的流量设定值信号，以被导入到所述气相生长装置的所述原料气体的质量变得恒定的方式根据所述混合气体的浓度而运算导入到所述气相生长装置的所述混合气体的流量来获取第1运算结果，并根据该第1运算结果控制所述第1质量流量控制器，并且在控制所述第1质量流量控制器之后，以所述混合气体的流量及所述稀释气体流量的合计流量变得恒定的方式从所述第1运算结果运算所述稀释气体的流量来获取第2运算结果，并根据该第2运算结果控制所述第2质量流量控制器。

【技术特征摘要】
1.一种气体供给装置，其用于向气相生长装置分别供给包含原料气体及载气的混合气体和稀释气体，该气体供给装置的特征在于，具有：混合气体供给源，供给所述混合气体；稀释气体供给源，供给所述稀释气体；浓度测定部，测定从所述混合气体供给源流出的所述混合气体的浓度；第1质量流量控制器，控制供给到所述气相生长装置的所述混合气体的流量；第2质量流量控制器，控制供给到所述气相生长装置的所述稀释气体的流量；及运算部，控制所述第1质量流量控制器及第2质量流量控制器，所述运算部具备如下控制程序，即至少参考从所述气相生长装置输出的所述混合气体的流量设定值信号，以被导入到所述气相生长装置的所述原料气体的质量变得恒定的方式根据所述混合气体的浓度而运算导入到所述气相生长装置的所述混合气体的流量来获取第1运算结果，并根据该第1运算结果控制所述第1质量流量控制器，并且在控制所述第1质量流量控制器之后，以所述混合气体的流量及所述稀释气体流量的合计流量变得恒定的方式从所述第1运算结果运算所述稀释气体的流量来获取第2运算结果，并根据该第2运算结果控制所述第2质量流量控制器。2.根据权利要求1所述的气体供给装置，其特征在于，还具备：流量换算部，其对应于从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高梨启一，石桥昌幸，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP