本發(fā)明提供一種能夠輕松地且低成本地將氣相生長(zhǎng)用氣體設(shè)定為所希望的濃度的氣體供給裝置及氣體供給方法。運(yùn)算部具備如下控制程序，即至少參考從所述氣相生長(zhǎng)裝置輸出的所述混合氣體的流量設(shè)定值信號(hào)，以被導(dǎo)入到所述氣相生長(zhǎng)裝置的所述原料氣體的質(zhì)量變得恒定的方式根據(jù)所述混合氣體的濃度而運(yùn)算導(dǎo)入到所述氣相生長(zhǎng)裝置的所述混合氣體的流量來獲取第1運(yùn)算結(jié)果，并根據(jù)該第1運(yùn)算結(jié)果控制所述第1質(zhì)量流量控制器，在控制所述第1質(zhì)量流量控制器之后，以所述混合氣體流量及所述稀釋氣體流量的合計(jì)流量變得恒定的方式從所述第1運(yùn)算結(jié)果運(yùn)算所述稀釋氣體的流量來獲取第2運(yùn)算結(jié)果，并根據(jù)該第2運(yùn)算結(jié)果控制所述第2質(zhì)量流量控制器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于將液體原料氣化而得到的原料氣體作為反應(yīng)氣體而與稀釋氣體一同供給到氣相生長(zhǎng)裝置的氣體供給裝置及氣體供給方法。

背景技術(shù)

例如，關(guān)于用于在晶圓形成氣相生長(zhǎng)膜（外延膜）的氣相生長(zhǎng)裝置，通過導(dǎo)入原料氣體（反應(yīng)氣體）及稀釋氣體，在晶圓等形成氣相生長(zhǎng)膜。作為供給到這樣的氣相生長(zhǎng)裝置的原料氣體，例如主要使用將二氯硅烷（SiH₂Cl₂）、三氯硅烷（SiHCl₃）、四氯硅烷（SiCl₄）等液體原料氣化而成的氣體。除了二氯硅烷以外，上述原料在室溫的大氣壓下是液體。

以往，原料氣體與載氣混合，且作為混合氣體而被供給到氣相生長(zhǎng)裝置。該混合氣體的供給方法中，例如存在如下方法，即對(duì)進(jìn)入到氣瓶的液體原料吹入載氣而使液體原料鼓泡，由此產(chǎn)生將液體原料氣化而成的原料氣體與載氣的混合氣體，并將該混合氣體供給到氣相生長(zhǎng)裝置。

并且，作為另一方法，存在對(duì)混合氣體進(jìn)一步混合稀釋用氫而設(shè)為規(guī)定原料氣體的濃度之后，將該混合氣體供給到氣相生長(zhǎng)裝置的方法、與混合氣體分開地將稀釋氣體供給到氣相生長(zhǎng)裝置的方法、對(duì)混合氣體進(jìn)一步注入磷等摻雜劑而供給到氣相生長(zhǎng)裝置的方法等。通過如此將混合氣體供給到氣相生長(zhǎng)裝置，使硅單晶薄膜在設(shè)置在氣相生長(zhǎng)裝置的單晶硅基板上氣相生長(zhǎng)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平11-349397號(hào)公報(bào)。

但是，通過上述鼓泡而供給混合氣體的方法中存在如下問題。

考慮到工作人員的操作，使用在上述氣瓶中具有25kg液體原料填充用容積的總重量為約50kg的氣瓶，并用一個(gè)氣瓶對(duì)多臺(tái)氣相生長(zhǎng)裝置供給混合氣體時(shí)，混合氣體中所含有的原料氣體的濃度易發(fā)生變化，且反應(yīng)爐中的反應(yīng)速度發(fā)生變動(dòng)。原料氣體的流量分別依賴于根據(jù)液溫而發(fā)生變化的液體原料的蒸氣壓、氣瓶?jī)?nèi)的壓力、載氣的流量，因此原料氣體的濃度控制變復(fù)雜。

若液體原料被消耗而氣瓶?jī)?nèi)的液體原料的殘留量減少，則基于鼓泡的氣體與液體的接觸時(shí)間變短，并且因鼓泡時(shí)蒸發(fā)的液體原料的潛熱而液的溫度降低，且分別產(chǎn)生的原料氣體的濃度降低。其結(jié)果，存在氣相生長(zhǎng)裝置中的反應(yīng)速度降低這樣的問題。并且，每次更換氣瓶時(shí)，還需要在于氣相生長(zhǎng)裝置中外延生長(zhǎng)之前進(jìn)行用于確認(rèn)反應(yīng)條件的試運(yùn)行。

另一方面，作為解決鼓泡中的問題的方法，例如，已知有對(duì)起泡器進(jìn)行溫度控制，并且利用緩沖罐而吸收起泡器中的濃度變動(dòng)的方法、從起泡器外部向起泡器供給液體原料而控制起泡器內(nèi)部的液體原料的液面位置的方法等。

然而，這些解決鼓泡中的問題的方法中都存在為了設(shè)置設(shè)備而需要較大的成本的問題。并且，即使在進(jìn)行了液面控制的情況下，通過鼓泡而從液體原料制作原料氣體的操作為一種蒸餾，因此液體原料中所含有的非常微量的重金屬或高沸點(diǎn)的雜質(zhì)向液側(cè)偏析，且隨著液體原料的蒸發(fā)的進(jìn)展而雜質(zhì)濃度相對(duì)變高。其結(jié)果，存在通過鼓泡而得到的原料氣體中的雜質(zhì)量隨著時(shí)間的經(jīng)過而增加的問題。