衬底处理装置和固体原料补充方法

专利名称：衬底处理装置和固体原料补充方法
技术领域：
本发明涉及衬底处理装置和固体原料补充方法，特别是涉及用于处理半导体晶片等衬底的衬底处理装置和对该衬底处理装置补充固体原料的固体原料补充方法。
背景技术：
在半导体晶片的表面形成薄膜的情况下，使用具有内部包括半导体晶片载置部的处理室的衬底处理装置。供给原料气体的原料供给系统连接于处理室，原料气体从原料供给系统供给到处理室内，在半导体晶片上形成薄膜。在使用了衬底处理装置的薄膜形成过程中，在将GaCl3那样的常温下是固体的物质作为原料而使用的情况下，设有收容有固体原料的固体原料箱，在固体原料箱内使固体原料升华，将升华了的气体原料作为原料气体，通过原料供给系统的配管供给到处理室内。 以往，在固体原料箱内的固体原料耗尽时，从原料供给系统的配管卸下原料耗尽的固体原料箱，更换为充分填充有固体原料的固体原料箱。对于这样的现有技术，为了更换固体原料箱而从原料供给系统的配管卸下原料耗尽的固体原料箱时，原料供给系统的配管向大气敞开，大气中的水分等附着在配管内，存在用于去除水分的浄化时间变长这样的问题。因此，开发了能够不卸下固体原料箱地对固体原料箱补充原料的技术(參照日本特开2010-40695号公报)。在该技术中，使用包括保持固体原料的原料容器、连接于原料容器并对原料容器补充固体原料的原料补充容器、加热原料补充容器的加热器和能够调整原料容器和原料补充容器的内部压カ的压カ调整机构的装置，对原料补充容器的内部压カ进行减压，加热原料补充容器的内部使固体原料升华并变相为气体原料，通过对原料容器的内部压カ进行减压，将来自原料补充容器的气体原料捕集到原料容器中，将原料补充容器的内部降温，通过重复上述操作规定次数，从而从原料补充容器对原料容器补充固体原料。此外，为了通过加热固体原料使其蒸发而得到成膜用的原料气体，也提出了以下的装置，该装置包括积存固体原料的固体原料积存部、通过使从固体原料积存部供给的固体原料熔融而得到液体原料的固体原料接受室、和与固体原料接受室连通并使从固体原料接受室供给的液体原料气化的气化室(日本特开2010-144221号公报)。可是，对于这样的固体原料补充技术，装置结构复杂，补充方法也复杂。

发明内容
本发明的主要目的在于提供ー种能够以简单的结构补充固体原料的衬底处理装置以及能够简单地补充固体原料的固体原料补充方法。根据本发明的一技术方案，提供ー种衬底处理装置，该衬底处理装置包括处理室，能够收容衬底；以及原料供给系统，使固体原料升华而生成上述衬底处理用的气体原料，井向上述处理室供给该气体原料，上述原料供给系统包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；以及第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的原料补充容器的安装部。根据本发明的其他的技术方案，提供ー种衬底处理装置，该衬底处理装置包括处理室，能够收容衬底；
原料供给系统，使固体原料升华而生成上述衬底处理用的气体原料，井向上述处理室供给该气体原料；以及控制部，上述原料供给系统包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的原料补充容器的安装部；第3配管，连接于上述第2配管与真空排气机构之间；第4配管，连接于上述第2配管，用于导入净化气体；第I阀，连接于上述第3配管的中途；以及第2阀，连接于上述第4配管的中途，上述控制部是以下的控制机构，S卩，为了从上述原料补充容器向上述固体原料容器补充上述固体原料而在上述安装部上安装上述原料补充容器时，控制上述真空排气机构、上述第I阀和上述第2阀，使得在对上述第2配管内进行抽真空之后向上述第2配管内导入上述净化气体。根据本发明的另ー其他的技术方案，提供ー种衬底处理装置，该衬底处理装置包括处理室，能够收容衬底；以及原料供给系统，使固体原料升华而生成上述衬底处理用的气体原料，井向上述处理室供给该气体原料，上述原料供给系统包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；安装部，用于将保持补充用的上述固体原料的原料补充容器安装在上述固体原料容器上；原料补充容器浄化气体导入部安装部，用于安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部；原料补充容器净化气体排出部安装部，用于安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部；以及控制机构，为了从上述原料补充容器向上述固体原料容器补充上述固体原料而在上述安装部上安装上述原料补充容器，在上述原料补充容器浄化气体导入部安装部上安装上述原料补充容器的浄化气体导入部，在上述原料补充容器净化气体排出部安装部上安装上述原料补充容器的净化气体排出部时，控制上述浄化气体导入部和上述净化气体排出部，使得从上述原料补充容器的浄化气体导入部向上述原料补充容器导入上述净化气体，从上述原料补充容器的浄化气体排出部排出上述净化气体。根据本发明的另ー其他的技术方案，提供ー种固体原料补充方法，该固体原料补充方法包括以下的エ序向原料供给系统的安装部安装原料补充容器的エ序，该原料供给系统是使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，井向处理上述衬底的处理室供给该气体原料的原料供给系统，包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的上述原料补充容器的上述安装部;第3配管，连接于上述第2配管与真空排气机构之间；第4配管，连接于上述第2配管，用于导入净化气体;第I阀，连接于 上述第3配管的中途；以及第2阀，连接于上述第4配管的中途；在将上述原料补充容器安装到上述安装部上的状态下，关闭上述第2阀，打开上述第I阀，利用上述真空排气机构对上述第2配管内进行抽真空的エ序；之后，关闭上述第I阀，打开上述第2阀，向上述第2配管内导入上述净化气体的
ェ序；之后，从上述原料补充容器经由上述第2配管对上述固体原料容器补充上述固体原料的エ序。根据本发明的另ー其他的技术方案，提供ー种固体原料补充方法，该固体原料补充方法包括以下的エ序向原料供给系统的安装部安装原料补充容器的エ序，该原料供给系统是使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，井向处理上述衬底的处理室供给该气体原料的原料供给系统，包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；以及第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的上述原料补充容器的上述安装部；以及在将上述原料补充容器安装到上述安装部上的状态下，从上述原料补充容器经由上述第2配管对上述固体原料容器补充上述固体原料的エ序。根据本发明的另ー其他的技术方案，提供ー种固体原料补充方法，该固体原料补充方法包括以下的エ序向原料供给系统的安装部安装原料补充容器，在上述原料供给系统的原料补充容器浄化气体导入部安装部上安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部，在上述原料供给系统的原料补充容器净化气体排出部安装部上安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部的エ序，该原料供给系统是使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，井向处理上述衬底的处理室供给该气体原料的原料供给系统，包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；安装部，用于将保持补充用的上述固体原料的上述原料补充容器安装在上述固体原料容器上；上述原料补充容器浄化气体导入部安装部，用于安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部；以及上述原料补充容器净化气体排出部安装部，用于安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部；之后，将上述浄化气体从上述原料补充容器的浄化气体导入部导入上述原料补充容器，从上述原料补充容器的净化气体排出部排出上述净化气体的エ序；之后，在将上述原料补充容器安装到上述安装部上的状态下，从上述原料补充容器对上述固体原料容器补充上述固体原料的エ序。根据本发明的另ー其他的技术方案，提供ー种固体原料补充用筒，该固体原料补充用筒包括
固体原料收容容器；以及被安装在上述容器的开ロ部的蝶阀。根据本发明的另ー其他的技术方案，提供ー种固体原料补充用筒，该固体原料补充用筒包括固体原料收容容器；安装部，用于安装上述固体原料收容容器；浄化气体导入部，向上述原料补充容器导入净化气体；以及净化气体排出部，从上述原料补充容器排出净化气体。根据本发明，提供能够以简单的结构补充固体原料的衬底处理装置和能简单地补充固体原料的固体原料补充方法。


图I是用于说明本发明优选的实施方式中较佳地使用的衬底处理装置的结构的概略立体透视图。图2是用于说明本发明优选的第I实施方式中较佳地使用的衬底处理装置的处理炉的一例和附属于该处理炉的原料供给系统、排气系统等的概略结构图，且是以概略纵截面表示处理炉部分的概略结构图。图3是用于说明图2所示的处理炉的内部构造的概略横剖视图。图4是用于说明图2所示的处理炉的喷嘴的概略图。图5是图4的A部的概略局部放大图。图6是用于说明在本发明优选的第I实施方式中较佳地使用的衬底处理装置上安装有原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的图。图7是用于说明在本发明优选的第I实施方式中较佳地使用的衬底处理装置上安装有原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的局部剖概略主视图。图8是用于说明在本发明优选的第I实施方式中较佳地使用的衬底处理装置上安装有原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的、图7的AA概略向视图。图9是用于说明本发明优选的第I实施方式中较佳地使用的原料补充筒的概略局部剖视图。
图10是用于说明从本发明优选的第I实施方式中较佳地使用的衬底处理装置卸下了原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的局部剖概略主视图。图11是用于说明从本发明优选的第I实施方式中较佳地使用的衬底处理装置卸下了原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的、图10的AA概略向视图。图12是用于说明本发明优选的第2实施方式中较佳地使用的衬底处理装置的处理炉的一例和附属于该处理炉的原料供给系统、排气系统等的概略结构图，且是以概略纵截面表示处理炉部分的概略结构图。图13是用于说明在本发明优选的第2实施方式中较佳地使用的衬底处理装置上安装有原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的图。图14是用于说明在本发明优选的第2实施方式中较佳地使用的衬底处理装置上安装有原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的局部剖概略主视图。图15是用于说明在本发明优选的第2实施方式中较佳地使用的衬底处理装置上安装有原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的、图14的BB概略向视图。图16是用于说明本发明优选的第2实施方式中较佳地使用的原料补充筒的概略局部剖视图。图17是用于说明本发明优选的第2实施方式中较佳地使用的原料补充筒的概略局部剖视图。图18是用于说明从本发明优选的第2实施方式中较佳地使用的衬底处理装置卸下了原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的图。图19是用于说明从本发明优选的第2实施方式中较佳地使用的衬底处理装置卸下了原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的局部剖概略主视图。图20是用于说明从本发明优选的第2实施方式中较佳地使用的衬底处理装置卸下了原料补充筒时的状态以及原料供给箱与原料补充筒的周围的配管等的、图19的BB概略向视图。图21是用于说明用于比较的、卸下原料供给箱而补充固体原料的技术的图，表示安装有原料供给箱的状态。图22是用于说明用于比较的、卸下原料供给箱而补充固体原料的技术的图，表示卸下了原料供给箱的状态。
具体实施例方式以下，參照

本发明的优选的实施方式。 首先，说明在本发明优选的第I和第2实施方式中优选地使用的衬底处理装置。该衬底处理装置构成为制造半导体装置所使用的半导体制造装置的一例。在以下的说明中，作为衬底处理装置的一例，说明使用了对衬底进行成膜处理等的立式装置的情况。但是，本发明并不是以立式装置的使用为前提，例如也可以使用层叠装置。此外，不仅可使用于成膜处理，也可以使用于蚀刻处理等。參照图1，在衬底处理装置101中，使用收纳有作为衬底的一例的晶片200的盒110，晶片200由半导体硅等材料构成。衬底处理装置101具有壳体111，在壳体111的内部设置盒载置台114。盒110由エ序内输送装置(未图示)搬入到盒载置台114上，或从盒载置台114上搬出。盒110以盒110内的晶片200由エ序内输送装置(未图示)保持垂直姿势且盒110的晶片出入口朝向上方向的方式载置在盒载置台114上。盒载置台114能够动作，使得盒110向壳体111的后方右转并纵向旋转90°，盒110内的晶片200成为水平姿势，且盒110的晶片出入口朝向壳体111的后方。在壳体111内的前后方向的大致中央部设置盒架105，盒架105构成为以多层多列 保管多个盒110。在盒架105上设有移载架123，该移载架123收纳作为晶片移载机构125的输送对象的盒110。在盒载置台114的上方设有预备盒架107，预备保管盒110。在盒载置台114与盒架105之间设置盒输送装置118。盒输送装置118包括在保持盒Iio的状态下能够升降的盒升降机构118a和作为输送机构的盒输送机构118b。盒输送装置118构成为，利用盒升降机构118a与盒输送机构118b的联动动作，在盒载置台114、盒架105、预备盒架107之间输送盒110。在盒架105的后方设置晶片移载机构125。晶片移载机构125包括使晶片200在水平方向上能够旋转以及平移的晶片移载装置125a和用于使晶片移载装置125a升降的晶片移载装置升降机构125b。在晶片移载装置125a上设有用于拾取晶片200的拾取钳(tweezer) 125c。晶片移载装置125构成为，通过晶片移载装置125a与晶片移载装置升降机构125b的联动动作，将拾取钳125c作为晶片200的载置部，对舟皿217装填(装载)晶片200或从舟皿217取出(卸载)晶片200。在壳体111的后部上方，设有对晶片200热处理的处理炉202，处理炉202的下端部由炉ロ闸门147开闭。在处理炉202的下方设有使舟皿217相对于处理炉202升降的舟皿升降机构115。在舟皿升降机构115的升降台上连结臂128，在臂128上水平地安装密封盖219。密封盖219垂直地支承舟皿217，并且闭塞处理炉202的下端部。舟皿217具有多个保持构件，以使多张(例如50 150张左右)晶片200的中心对齐并沿垂直方向排列的状态分别水平地保持该多张晶片200。在盒架105的上方设置供给作为清洁环境气体的清洁空气的清洁单元134a。清洁单元134a包括供给风扇(未图示)和防尘过滤器(未图示)，使清洁空气在壳体111的内部流通。在壳体111的左侧端部设置供给清洁空气的清洁单元134b。清洁单元134b也包括供给风扇(未图示)和防尘过滤器(未图示)，使清洁空气在晶片移载装置125a、舟皿217等附近流通。该清洁空气在晶片移载装置125a、舟皿217等附近流通之后，被排出到壳体111的外部。接着，说明衬底处理装置101的主要动作。
在盒110由エ序内输送装置(省略图示)搬入到盒载置台114上时，盒110以晶片200在盒载置台114上保持垂直姿势，且盒110的晶片出入口朝向上方向的方式被载置在盒载置台114上。之后，盒110利用盒载置台114向壳体111的后方右转并纵向旋转90°，使得盒110内的晶片200成为水平姿势，且盒110的晶片出入口朝向壳体111后。之后，盒110由盒输送装置118被向盒架105或预备盒架107的指定架位置自动地输送并交接，暂时被保管后，由盒输送装置118从盒架105或预备盒架107被移载到移载架123，或者盒110被直接输送到移载架123。在盒110被移载到移载架123吋，晶片200由晶片移载装置125a的拾取钳125c通过盒110的晶片出入口从盒110中拾取，并被装填(装载)到舟皿217中。将晶片200交接给舟皿217的晶片移载装置125a返回盒110，将后续的晶片200装填到舟皿217中。在预先指定的张数的晶片200被装填到舟皿217中时，打开封闭处理炉202的下端部的炉ロ闸门147，处理炉202的下端部被开放。之后，保持有晶片200组的舟皿217利用舟皿升降机构115的上升动作被搬入(加载)到处理炉202内，处理炉202的下部由密 封盖219闭塞。加载后，由处理炉202对晶片200实施任意的处理。该处理后，以上述相反的顺序，将晶片200和盒110搬出到壳体111的外部。(第I实施方式)接着，參照图2 图5说明上述的衬底处理装置101所使用的第I实施方式的处理炉202、原料供给系统230、排气系统240等。參照图2，在处理炉202中设有用于加热晶片200的作为加热装置(加热机构)的加热器207。加热器207包括上方被闭塞的圆筒形状的绝热构件和多根加热器线材，具有对绝热构件设有加热器线材的单元结构。在加热器207的内侧，设有用于处理晶片200的石英制的反应管203。在反应管203的下部设有集流腔209。集流腔209被固定在作为保持构件的加热器基座221上。在反应管203的下端部和集流腔209的上部开ロ端部分别设有环状的凸缘，在这些凸缘之间配置气密构件(以下称为O型密封圏)220，两者之间被气密地密封。在集流腔209的下方，设有作为能够气密地闭塞集流腔209下端开ロ的炉ロ盖体的密封盖219。密封盖219从垂直方向下侧抵接集流腔209的下端。密封盖219例如由不锈钢等金属构成，形成为圆盘状。在设于集流腔209的下部开ロ端部的环状的凸缘与密封盖219的上表面之间配置气密构件(以下称为O型密封圏)220，两者之间被气密地密封。至少由反应管203、集流腔209和密封盖219形成处理室201。在密封盖219上设有支承舟皿217的舟皿支承台218。舟皿217具有被固定在舟皿支承台218上的底板210和配置在该底板210的上方的顶板211，在底板210与顶板211之间架设有多根支柱212 (參照图I)。在舟皿217中保持有多张晶片200。多张晶片200以互相隔开恒定间隔地保持水平姿势的状态，在反应管203的管轴方向上呈多层地堆载，并由舟皿217的支柱21支承。在密封盖219的与处理室201相反的ー侧，设有使舟皿旋转的旋转机构227。旋转机构227贯穿密封盖219，并连接于舟皿支承台218，利用旋转机构227，经由舟皿支承台218使舟皿217旋转，由此使晶片200旋转。
密封盖219利用设于反应管203外部的作为升降机构的舟皿升降机构115沿垂直方向升降，由此，能够相对于处理室201内搬入搬出舟皿217。在以上的处理炉202中，在舟皿217装载有多张晶片200的情况下，舟皿217由舟皿支承台218支承着被插入处理室201。在被插入处理室201的舟皿217中，要被批量处理的多张晶片200为水平姿势且在反应管203的管轴方向上呈多层地堆载。加热器207将被插入处理室201的晶片200加热到规定的温度。參照图2 图5，设有作为向处理室201供给多种气体、在这里为两种气体的供给路径的两个气体供给管232a、232b。气体供给管232a、232b的端部以贯穿集流腔209的下部的方式设置，气体供给管232b在处理室201内与气体供给管232a汇合，两个气体供给管232a、232b连通于ー个多孔喷嘴233的下端部。如图5所示，在喷嘴233的上部，设有放出气体的多个气体供给孔238b。喷嘴233大致垂直地设于处理室201内，从反应管203的下部直到上部，沿着晶片 200的堆载方向配设。反应管203的上部以延伸到由气体供给管232b供给的原料气体的分解温度以上的区域的方式配置。另ー方面，气体供给管232b在处理室201内与气体供给管232a汇合的部位是小于原料气体的分解温度的区域，是温度比晶片200以及晶片附近的温度低的区域。在气体供给管232a上，从上游侧起依次设有作为流量控制机构的质量流量控制器241以及作为开闭阀的阀251和阀250。另外，在气体供给管232a上，在阀250和阀251之间，设有连接于后述的排气管247的通气管257和阀256。气体供给系统230a主要由气体供给管232a、质量流量控制器241、阀250、251、喷嘴233、通气管257和阀256构成。此外，用于供给运载气体的运载气体供给管232d在阀250的下游侧连接于气体供给管232a。在运载气体供给管232d上设有质量流量控制器244和阀254。运载气体供给系统(惰性气体供给系统)230d主要由运载气体供给管232d、质量流量控制器244、阀254构成。由运载气体供给系统230d供给例如氮(N2)气或氩(Ar)气。对于气体供给管232a，气体状的原料气体由质量流量控制器241进行流量调整后供给。另外，在不将原料气体供给处理室201的期间，关闭阀250，打开阀256，使原料气体经由阀256流入通气管257中。
然后，在将原料气体供给处理室201吋，关闭阀256，打开阀250，将原料气体供给到阀250的下游的气体供给管232a。另ー方面，运载气体由质量流量控制器244进行流量调整后，经由阀254，由运载气体供给管232d供给，原料气体在阀250的下游侧与该运载气体汇合，经由喷嘴233被供给到处理室201。在本实施方式中，作为原料气体，例如氨气(NH3)被供给到气体供给管232a，经由喷嘴233被供给到处理室201。供给氨气是因为假定形成GaN膜的情况，根据要形成的膜的种类，可代替氨气而适当供给臭氧气体、H2O, H2+C02气体。在气体供给管232b的上游侧端部连接收容有固体原料400的固体原料箱300。在气体供给管232b上从固体原料箱300起依次设有作为开闭阀的阀265和阀261。另外，在气体供给管232b上，在阀265与阀261之间，设有连接于后述的排气管231的通气管258和阀262。固体原料箱300经由配管375连接气体供给管282。在气体供给管282上，从上游侧起依次设有作为流量控制机构的质量流量控制器242、作为开闭阀的阀263和阀264。在阀265与阀261之间的气体供给管232b同阀263与阀264之间的气体供给管282之间连接配管283。在配管283上设有作为开闭阀的阀266。如图7、8所示，阀261 266、气体供给管282的一部分、气体供给管232b的一部分和配管283构成为集合阀260。设有加热固体原料箱300的加热器450、451、452。分别利用加热器450、451、452加热固体原料箱300的底面、侧面、顶部，将固体原料箱300所收容的固体原料400加热到规定温度，并且防止由于再固化造成原料附着于固体原料箱300的内壁。此外，在从阀261到集流腔209之间的气体供给管232b上卷绕加热器281，在从固体原料箱300到阀261之间的气体供给管232b上卷绕加热器285，在通气管258上卷绕加热器421，为了防止由于再固化造成原料附着于管内壁，构成为能够加热的结构。另外，在后述的阀267上也安装加热器453，为了防止由于再固化造成原料附着于阀内壁，构成为能够加热的结构。此外，在阀265与固体原料箱300之间的气体供给管232b设有压力传感器410。压カ传感器410能够应对加热高温。利用压カ传感器410监视固体原料箱300内的分压， 观察原料在固体原料箱300中升华后是否处于适当的压カ状态、因原料的剰余量减少压力是否下降等。气体供给系统230b主要由气体供给管282、质量流量控制器242、阀263、264、配管375、固体原料箱300、气体供给管232b、阀265、261、喷嘴233、通气管258和阀262构成。此外，在气体供给管232b上，在阀261的下游侧连接用于供给运载气体的运载气体供给管232c。在运载气体供给管232c上设有质量流量控制器243和阀253。运载气体供给系统(惰性气体供给系统)230c主要由运载气体供给管232c、质量流量控制器243、阀253构成。由运载气体供给系统230c供给例如氮(N2)气或氩(Ar)气。在利用加热器450、451、452将收容有固体原料400的固体原料箱300加热到规定温度吋，固体原料400升华，成为气体，在固体原料箱300内的空间304中以与规定温度相对应的规定分压存在。在该状态下，例如将氮(N2)气作为运载气体，利用质量流量控制器242进行流量调整后供给到配管282。氮(N2)气经由阀263、264、配管375，供给固体原料箱300内的空间304，成为气体的固体原料400随着氮(N2)气流入配管232b。在不将成为气体的固体原料400供给处理室201的期间，关闭阀261，打开阀262，使原料气体经由阀262流入通气管258。然后，在将成为气体的固体原料400供给处理室201吋，关闭阀262，打开阀261，将成为气体的固体原料400随着氮(N2)气供给到阀261的下游的气体供给管232b。另ー方面，作为运载气体的氮(N2)气由质量流量控制器243进行流量调整，经由阀253而由运载气体供给管232c供给，成为气体的固体原料400和氮(N2)气在阀261的下游侧与由运载气体供给管232c供给的运载气体(氮气)汇合，经由喷嘴233供给到处理室201。在本实施方式中，作为固体原料400例如使用GaCl3，升华成为气体的GaCl3被供给到气体供给管232b，经由喷嘴233供给到处理室201。作为固体原料400使用GaCl3是因为假定形成GaN膜的情况，根据要形成的膜的种类，可代替GaCl3而适当使用AlCl3等。原料供给系统230主要由气体供给系统230a、气体供给系统230b、运载气体供给系统230c、运载气体供给系统230d构成。另外，配管283和阀266是净化用的，通常关闭着，在进行净化时，关闭阀264、265，打开阀263、266，打开阀261或262，经由气体供给管282、阀263、配管283、阀266、气体供给管232b和阀261进行净化，或经由气体供给管282、阀263、配管283、阀266、通气管258和阀262进行净化。在集流腔209上连接将处理室201内的环境气体排出的排气管231。在排气管231上，经由作为检测处理室201内的压カ的压カ检测器(压カ检测部)的压カ传感器245以及作为压カ调整器(压カ调整部)的APC(Auto Pressure Controller,自动压カ控制)阀255，连接作为真空排 气装置的真空泵246，能够进行真空排气，使得处理室201内的压カ成为规定的压カ(真空度)。真空泵246的下游侧的排气管247连接于废气处理装置(未图示)等。另外，APC阀255是如下的开闭阀，S卩，能够通过打开关闭阀而进行处理室201内的真空排气、停止真空排气，进ー步通过调节阀开度而调整导流率，从而能够调整处理室201内的压力。排气系统240主要由排气管231、APC阀255、真空泵246、压カ传感器245构成。在反应管203内设置有作为温度检测器的温度传感器(未图示)，基于由温度传感器检测到的温度信息，调整向加热器207的供给电力，由此使处理室201内的温度成为所希望的温度分布。在反应管203内的中央部设有舟皿217。舟皿217能够利用舟皿升降机构115 (參照图I)相对于反应管203升降(出入)。在舟皿217被导入反应管203内时，由密封盖219夹着O型密封圈220地将集流腔209的下端部气密地密封。舟皿217被支承在舟皿支承台218上。为了提高处理的均匀性，驱动舟皿旋转机构227，使支承在舟皿支承台218上的舟皿217旋转。以上的质量流量控制器241、242、243、244、阀 250、251、253、254、256、261、262、263、264、265、266、268、269、APC 阀 255、加热器 207、281、285、421、450、451、452、温度传感器(未图示)、压カ传感器245、真空泵246、舟皿旋转机构227、舟皿升降机构115和后述的阀268、269等各构件连接于控制器280。控制器280是控制衬底处理装置101整体的动作的控制部(控制机构)的一例，分别控制质量流量控制器241、242、243、244的流量调整、阀250、251、253、254、256、261、262、263、264、265、266、阀 268,269 的开闭动作、基于 APC 阀 255的关闭以及压カ传感器245的压カ调整动作、加热器281、285、421、450、451、452的温度调整动作、基于温度传感器(未图示)的加热器207的温度调整动作、真空泵246的启动/停止、舟皿旋转机构227的转速调节、舟皿升降机构115的升降动作等。另外，阀250、251、253、254、256、261、262、263、264、265、266、268、269是空气阀，分别借助电磁阀由控制器280控制。接着，使用上述的衬底处理装置101，说明形成GaN膜的エ艺。另外，通过控制器280的控制进行以下的步骤。通过控制加热器207，将处理室201内保持为规定的温度。之后，在将多张晶片200装填到舟皿217中时，支承有多张晶片200的舟皿217由舟皿升降机构115举起后被搬入处理室201内。在该状态下，密封盖219成为夹着O型密封圈220密封集流腔209的下端的状态。之后，利用舟皿驱动机构227使舟皿217旋转，使晶片200旋转。之后，打开APC阀255，利用真空泵246对处理室201内进行抽真空，晶片200的温度等稳定之后，依次执行下ー个步骤。
在本实施方式中，使用ALD (Atomic Layer Deposition,原子层沉积)法形成GaN膜。所谓ALD法，是指在某成膜条件(温度等)下，将成膜用的至少两种作为原料的原料气体毎次I种地交替供给到衬底上，以I原子単位吸附在衬底上，利用表面反应进行成膜的方法。此时，膜厚的控制以供给原料气体的循环数进行(例如在成膜速度为I A/循环时，在要形成20 A的膜的情况下，进行20个循环)。利用加热器450、451、452将收容有作为固体原料400的被加工成粉末的GaCl3的固体原料箱300加热到规定的温度。此外，利用加热器281、285将气体供给管232b加热到规定的温度，利用加热器421将通气管258预先加热到规定的温度。将排气管231的APC阀255打开规定的角度，打开阀263、264、265，从配管282向固体原料箱300供给作为运载气体的氮(N2)气，打开阀261，将成为气体的GaCl3随着氮气供给到气体供给管232b。另ー方面，打开阀253，由运载气体供给管232c供给作为运载气 体的氮(N2)气，使成为气体的GaCl3和氮气在阀261的下游侧与由运载气体供给管232c供给的氮气汇合，经由喷嘴233供给到处理室201。接着，关闭阀261和阀253，停止向处理室201供给成为气体的GaCl3和氮气，排气管231的APC阀255保持打开的状态，利用真空泵246对处理室201内进行排气，从处理室201内去除残留的GaCl3。在将排气管231的APC阀255保持打开规定的角度的状态下，打开阀251、250，将NH3气供给到气体供给管232a。另ー方面，打开阀254，由运载气体供给管232d供给作为运载气体的氮气，使NH3气在阀251的下游侧与由运载气体供给管232d供给的氮气汇合，经由喷嘴233供给到处理室201。接着，关闭阀250和阀254，停止向处理室201供给NH3气和氮气，排气管231的APC阀255保持打开的状态，利用真空泵246对处理室201内进行排气，从处理室201内去除残留的NH3气。将以上的、向处理室201供给成为气体的GaCl3、从处理室201去除GaCl3、向处理室201供给NH3气、从处理室201去除NH3气体这4个エ序作为I个循环，通过重复规定次数，在晶片200上形成GaN膜。在进行形成规定膜厚的GaN膜的成膜处理时，通过ー边向处理室201内供给凡等惰性气体ー边排气，从而使用惰性气体净化处理室201内。之后，使用惰性气体置换处理室201内的环境气体，使处理室201内的压カ恢复为大气压。之后，利用舟皿升降机构115使密封盖219下降，打开集流腔209的下端，在将处理完成的晶片200装载到舟皿217上的状态下，从集流腔209的下端搬出到处理室201的外部。之后，利用舟皿217取出处理完成的晶片200。像以上那样，重复向晶片200进行GaN膜的成膜，在固体原料箱300变空时，对固体原料箱300补充固体原料400。接着，说明用于对固体原料箱300补充固体原料400的构造和补充方法。參照图2、图6 8，固体原料箱300成为密闭的构造。在固体原料箱300的底部303，设有中央低且周边部高的倾斜部302。在固体原料箱300的顶板310上设有贯穿孔314,3160在贯穿孔314中经由接头322连接气体供给管232b的阀265。在贯穿孔316中连接有配管375。在配管375上连接有阀267，在阀267上连接有配管380，在配管380上安装有用于补充固体原料400的原料补充筒(cartridge) 350。在配管375上还经由接头321连接有气体供给管282的阀264。由夹具384将阀267的凸缘372夹着O型密封圈373地固定在配管375的凸缘374上。由夹具383将配管380的凸缘369夹着O型密封圈370地固定在阀267的凸缘371上。由夹具382将原料补充筒350的阀270的凸缘366夹着O型密封圈367地固定在配管380的凸缘368上。配管380的凸缘368位于贯穿孔316的正上方。阀267和阀270是手动的蝶阀。在配管380上连接有净化气体供给配管284和配管259。在净化气体供给配管284上设有阀269。作为向净化气体供给配管284供给的净化气体，例如使用氮(N2)气。配管259连接于真空泵246的下游侧的排气管231 (參照图2)。配管259上设有阀268。阀268、269的开闭动作由控制器280控制。
另外，在上述的原料供给系统230中，不仅包含气体供给系统230a、气体供给系统230b、运载气体供给系统230c、运载气体供给系统230d，还包含连接于固体原料箱300的净化气体供给配管284、配管259和阀268、269。參照图9，原料补充筒350包括筒体351、阀270和转接器360，在筒体351上借助转接器360安装有阀270。在筒体351的ロ部353的外周部设有螺纹槽355。在转接器360的一端部361的内周部设有螺纹槽362。在筒体351的ロ部353与转接器360之间设有PTFE制的填密357，转接器360夹着填密357安装在筒体351的ロ部353。在转接器360的另ー端部设有凸缘363。由夹具381将阀270的凸缘365夹着O型密封圈364地固定在转接器360的凸缘363上。图7、图8表示在配管380上安装有原料补充筒350的状态，图10、图11表示从配管380卸下了原料补充筒350后的状态。參照图10，从配管380卸下了原料补充筒350之后，由夹具382将封闭板377夹着O型密封圈367地固定在配管380的凸缘368上。接着，说明使用原料补充筒350，对固体原料箱300补充固体原料400的方法。在固体原料箱300变空时，将原料补充筒350安装到配管380上。此时，由夹具382将原料补充筒350的阀270的凸缘366夹着O型密封圈367地固定在配管380的凸缘368上。另外，阀267、270是保持关闭的状态。在将原料补充筒350安装到配管380上后，打开阀268，利用真空泵246经由配管259、排气管231对配管380内进行抽真空。之后，关闭阀268，打开阀269，使用氮气对配管380内进行净化。浄化完成后，关闭阀269。打开原料补充筒350的阀270和阀267，使原料补充筒350的筒体351内的固体原料400落下而供给到固体原料箱300中。所供给的固体原料400利用固体原料箱300的底部303的倾斜部302而向固体原料箱300的中央部被均匀地供给。在将固体原料400供给到固体原料箱300后，在固体原料400和顶板310之间也形成空间304。在向固体原料箱300供给固体原料400结束时，关闭阀270和阀267，打开阀268，利用真空泵246经由配管259、排气管231对配管380内进行抽真空。之后，关闭阀268，打开阀269，使用氮气对配管380内进行净化。浄化完成后，关闭阀269。之后，卸下夹具382，从配管380卸下原料补充筒350。在从配管380卸下了原料补充筒350之后，由夹具382将封闭板377夹着O型密封圈367地固定在配管380的凸缘368上(參照图10)。
另ー方面，被卸下的原料补充筒350发送给原料供给制造商,下ー个固体原料400被填充到原料补充筒350中。(第2实施方式)接着，參照图12说明上述的衬底处理装置101所使用的第2实施方式的处理炉202、原料供给系统230、排气系统240等。本实施方式的处理炉202和排气系统240与第I实施方式的处理炉202和排气系统240相同。本实施方式的原料供给系统230与第I实施方式不同，在第I实施方式中，在气体供给管282和配管283上不设有加热器，相对于此，在本实施方式中，在气体供给管282上设有加热器422，在配管283上设有加热器423，在这ー点上与第I实施方式的原料供给系统230不同，而其他方面相同。此外，使用第2实施方式的衬底处理装置101形成GaN的エ艺也与第I实施方式相同。
接着，说明用于对固体原料箱300补充固体原料400的构造和补无方法。參照图12 15，本实施方式的固体原料箱300与第I实施方式的固体原料箱300的构造是相同的。在固体原料箱300的贯穿孔316中连接配管375。在配管375上连接阀267，在阀267上连接配管380，在配管380上安装有用于补充固体原料400的原料补充筒470。由夹具384将阀267的凸缘372夹着O型密封圈373地固定在配管375的凸缘374上。由夹具383将配管380的凸缘369夹着O型密封圈370地固定在阀267的凸缘371上。由夹具382将原料补充筒470的阀480的凸缘466夹着O型密封圈367地固定在配管380的凸缘368上。配管380的凸缘368位于贯穿孔316的正上方。阀267和阀480是手动的蝶阀。在配管380上连接有净化气体供给配管284和配管259。在净化气体供给配管284上设有阀269。作为向净化气体供给配管284供给的净化气体，例如使用氮(N2)气或氩(Ar)气。配管259连接于真空泵246的下游侧的排气管231 (參照图12)。在配管259上设有阀268。阀268、269的开闭动作由控制器280控制。在净化气体供给配管284上设有加热器425，在配管259上设有加热器426。在阀269的上游侧的净化气体供给配管284上连接有配管494的一端。在配管494上设有阀485。在配管494的另一端上设有接头512。在阀268的下游侧的配管259上连接有配管495的一端。在配管495上设有阀487。在配管495的另一端上设有接头511。在阀485与接头512之间的配管494同阀487与接头511之间的配管495之间，连接有配管493。在配管493上设有阀486。另外，原料供给系统230不仅包含气体供给系统230a、气体供给系统230b、运载气体供给系统230c、运载气体供给系统230d，还包含连接于固体原料箱300的净化气体供给配管284、配管259和阀269,268ο原料补充筒470包括容器471、阀480、阀483和阀484。容器471包括容器主体472及其下方的容器安装用配管部473。容器安装用配管部473的上端部与容器主体472连通。在容器安装用配管部473的下端部设有凸缘463。由夹具481将阀480的凸缘465夹着O型密封圈464地固定在容器安装用配管部473的凸缘463上。在容器安装用配管部473上连接有配管491。在配管491上连接有阀483。在容器主体472的上部连接有配管492。在配管492上连接有阀484。
在容器主体472上利用螺钉476安装有盖474。在容器主体472与盖474之间，设有O型密封圈等密封构件(未图示)。在盖474上以看得见固体原料400的方式设有窗475。图13 图15表示在配管380上安装有原料补充筒470的状态。如上所述，原料补充筒470的阀480由夹具382固定在配管380上。阀483连接于配管494的接头512。阀484连接于配管495的接头511。图16 图20表示在将原料补充筒470安装到配管380之前和卸下后的状态。另夕卜，在卸下了的情况下，固体原料400不残留在容器471内。在将原料补充筒470安装到配管380之前和卸下了之后，由夹具482将封闭板488夹着O型密封圈489地固定在阀480的凸缘466上。在阀483上安装有封闭栓498，在阀484上安装有封闭栓499。此外，由夹具382将封闭板377夹着O型密封圈367地固定在配管380的凸缘368上。在配管494的接头512上安装有封闭栓478，在配管495的接头511上安装有封闭栓479。在本实施方式中，质量流量控制器241、242、243、244、阀250、251、253、254、256、 261、262、263、264、265、266、268、269、483、484、485、486、487、APC 阀 255、加热器 207,281,285、421、422、423、424、425、426、450、451、452、453、温度传感器(未图示)、压カ传感器245、真空泵246、舟皿旋转机构227、舟皿升降机构115等各构件连接于控制器280。控制器280是控制衬底处理装置101整体的动作的控制部(控制机构)的一例，分别控制质量流量控制器 241、242、243、244 的流量调整、阀 250、251、253、254、256、261、262、263、264、265、266、268、269、483、484、485、486、487的开闭动作、APC阀255的开闭和基于压カ传感器245的压カ调整动作、加热器 281、285、421、422、423、424、425、426、450、451、452、453 的温度调整动作、基于温度传感器(未图示)的加热器207的温度调整动作、真空泵246的启动/停止、舟皿旋转机构227的转速调节、舟皿升降机构115的升降动作等。另外，阀250、251、253、254、256、261、262、263、264、265、266、268、269、483、484、485、486、487 是空气阀，分别借助电磁阀由控制器280控制。接着，说明使用原料补充筒470，对固体原料箱300供给或补充固体原料400的方法。首先，说明立起衬底处理装置101的情况的运用。在立起衬底处理装置101时，如图16 图20所示，原料补充筒470不安装到配管380上。在配管380的凸缘368上安装有封闭板377。在配管494的接头512上安装有封闭栓478，在配管495的接头511上安装有封闭栓 479。成为阀 250、251、253、254、256、261、262、263、264、265、266、268、269、483、484、485、486、487 全部被关闭，加热器 281、285、421、422、423、424、425、426、450、451、452、453全部关闭的状态。首先，打开阀263、264、265、261，由气体供给管282供给氮(N2)气或氩(Ar)气等净化气体，经由固体原料箱300和气体供给管232b对固体原料箱300上部配管管线进行净化，此外，打开阀268、269、485、486、487，由净化气体供给配管284供给氮(N2)气或氩(Ar)气等净化气体，对阀267上部配管管线进行净化之后，打开加热器281、285、421、422、423、424、425、426、450、451、452、453，将全部管线设定为100°C以上，实施12小时 48小时的水分去除。之后，控制加热器450、451、452，将固体原料箱300设定为使用温度(40°C 150。。)，控制加热器453、加热器281、285、421、422、423、424，将阀267和气体供给管282、气体供给管232b、通气管258、配管283、375设定为比固体原料箱300的使用温度高5°C 10で，加热器424、425、426关闭。关闭阀265、261，打开阀266、262，由气体供给管282供给氮(N2)气或氩(Ar)气等净化气体，经由气体供给管282、配管283和通气管258，实施旁路管线净化。此外，关闭阀268、487，使阀267上部配管管线为加压状态。接着，说明安装原料补充筒470时的运用。參照图16、17、19、20，卸下安装在原料补充筒470的阀480上的封闭板488，卸下安装在阀483上的封闭栓498和安装在阀484上的封闭栓499。此外，卸下安装在配管380的凸缘368上的封闭板377，卸下安装在配管494的接头512上的封闭栓478和安装在配管495的接头511上的封闭栓479。然后，如图14、16所示，通过在配管380的凸缘368上安装原料补充筒470的阀480，在配管494的接头512上安装阀483，在配管495的接头511上安装阀484，从而安装原料补充筒470。接着，參照图13 15，在打开了阀269的状态下，将阀268打开5秒后关闭25秒， 重复这ー过程，实施15次以上的循环净化，对向大气开放的、阀267与阀480之间的配管380、阀269与配管380之间的净化气体供给配管284、以及阀269与配管380之间的配管259进行净化。此外，打开阀487，关闭阀486，打开阀485、483，由净化气体供给配管284供给氮(N2)气或氩(Ar)气等净化气体，对原料补充筒470内、配管494、阀483、配管491、配管492、阀484和配管495进行净化，进行水分去除。此时，浄化气体经由配管491从原料补充筒470的下部被导入原料补充筒470内，净化气体从安装在原料补充筒470的上部的配管492被排出，所以利用净化气体，也去除原料补充筒470的固定原料400的水分。关闭阀269、268，作为原料填充待机状态。关闭阀266、262，打开阀264，261，由气体供给管282供给氮(N2)气或氩(Ar)气等净化气体，对固体原料箱300内实施净化。之后，关闭阀487，打开阀267、480，由原料补充筒470向固体原料箱300供给固体原料400。之后，关闭阀267，打开阀269、268，进行净化。之后，打开阀487，对原料补充筒470内进行净化。关闭阀264、265，打开阀266、261，作为エ艺供给待机状态。将加热器424、425、426设定为80°C，将固体原料400从原料补充筒470填充到固体原料箱300中后经过12小时后，关闭阀480，关闭阀483、484，打开阀486，停止对原料补充筒470内的浄化。关闭阀268、487，封入净化气体。通过从配管380的凸缘368卸下原料补充筒470的阀480，从配管494的接头512卸下阀483，从配管495的接头511卸下阀484，卸下原料补充筒470。在原料补充筒470的阀480上安装封闭板488，在阀483上安装封闭栓498，在阀484上安装封闭栓499。在配管380的凸缘368上安装封闭板377，在配管494的接头512上安装封闭栓478，在配管495的接头511上安装封闭栓479。打开阀469、487，始终进行管线净化。像以上那样，说明了立起衬底处理装置101之后，安装原料补充筒470，向固体原料箱300供给固体原料400的方法，然而在固体原料箱300的固体原料400变空后，安装原料补充筒470，向固体原料箱300供给固体原料400时也进行与上述同样的操作。像上述那样，通过从原料补充筒470向固体原料箱300供给固体原料400，能够使水分为O. 5ppm以下地向固体原料箱300供给固体原料400，所以能充分地抑制氯化气体与水分反应，能够使固体原料箱300内不腐蚀而半永久地供给固体原料400。此外，因为能够对原料补充筒470内进行净化，所以能够去除向原料补充筒470内供给固体原料400时混入的水分。參照图21、22，说明用于比较的、卸下固体原料箱后补充固体原料的技木。在本比较例中，使用固体原料箱330而代替上述实施方式的固体原料箱300。在固体原料箱330上，经由阀325、接头323和接头321，连接有气体供给管282的阀264。在固体原料箱330上，还经由阀326、接头324和接头322连接有气体供给管232b的阀265。在进行成膜等的对晶片200的处理的情况下，将收容有固体原料400的固体原料箱330加热到规定的温度，打开阀263、264、325、326、265、261，由配管282向固体原料箱330供给作为运载气体的氮(N2)气，将成为气体的固体原料400随着氮气供给到气体供给管 232b。 在固体原料箱330变空时，关闭阀264、325、326、265，卸下接头323、324，卸下固体原料箱330。此时，阀264与接头323之间的配管282’以及阀265与接头324之间的配管232b’向大气开放，大气中的水分等附着于配管282’和配管232b’内。因此，在安装了更换的固体原料箱330之后，为了去除阀264与阀325之间的配管282’以及阀265与阀326之间的配管232b’的水分，需要关闭阀264、265、261，打开阀263、266、262，从配管282导入氮(N2)气，流经配管258地进行氮气净化，存在净化时间变长这样的问题。在上述的本发明优选的第I和第2实施方式中，因为是在配管380上安装原料补充筒350、470，由原料补充筒350、470向固体原料箱300供给固体原料400的构造，所以装置结构也简单，也能简单地补充固体原料400。此外，能够由原料补充筒350、470将固体原料400直接供给到固体原料箱300。另外，也无需如日本特开2010-40695号公报那样使用固体原料箱300以外的补充用的固体原料箱。而且，在本发明的第I和第2优选的实施方式中，无需在补充固体原料400时卸下固体原料箱300。因为不卸下固体原料箱300，所以在阀264与固体原料箱300之间的配管以及在阀265与固体原料箱300之间的配管不会向大气开放，无需在补充固体原料400时进行用于去除这些配管的水分的浄化。因此，固体原料400的补充时间与比较例相比能大幅度地缩短。此外，在配管380上连接有连接于真空泵246的配管259，还连接有供给净化用的净化气体的净化气体供给配管284，此外，设有阀270(480)、267，所以能够将原料补充筒350、470安装到配管380上后，对配管380内进行抽真空，之后进行氮气净化。因此，能够在使配管380内为氮气环境的状态下由原料补充筒350、470对固体原料箱300补充固体原料400。其结果，在补充固体原料400时，固体原料箱300内不会被暴露在大气环境中。因为在固体原料箱300的底部303设有中央低且周边部高的倾斜部302，所以所补充的固体原料400即使不从固体原料箱300的中央而从端部供给，利用倾斜部302也容易均匀地移动到中央部。另外，上述以利用ALD法形成GaN膜的方法为例进行了说明，但是利用ALD法成膜、形成GaN膜是一例，也可以利用其他的方法例如CVD法成膜，还可以形成其他的膜例如AlN 膜。此外，上述使用了固体原料的GaCl3，但是也能使用TMGa (三甲基镓)、TMAl (三甲基铝)。这些材料较佳地使用于GaN、AlN的成膜。(本发明优选的方式)以下，附记本发明优选的方式。(附记I)根据本发明优选的一方式，提供ー种衬底处理装置，该衬底处理装置包括处理室，能够收容衬底；原料供给系统，使固体原料升华而生成上述衬底处理用的气体原料，井向上述处理室供给该气体原料；以及控制部， 上述原料供给系统包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的原料补充容器的安装部；第3配管，连接于上述第2配管与真空排气机构之间；第4配管，连接于上述第2配管，用于导入净化气体；第I阀，连接于上述第3配管的中途；以及第2阀，连接于上述第4配管的中途，上述控制部是如下的控制机构，S卩，为了从上述原料补充容器向上述固体原料容器补充上述固体原料而在上述安装部上安装上述原料补充容器时，控制上述真空排气机构、上述第I阀和上述第2阀，使得在对上述第2配管内进行抽真空之后向上述第2配管内导入上述净化气体。(附记2)根据附记I的衬底处理装置，优选的是，该衬底处理装置还包括原料补充容器净化气体导入部安装部，用于安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部；以及原料补充容器净化气体排出部安装部，用于安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部，上述控制部是如下的控制机构，S卩，为了从上述原料补充容器向上述固体原料容器补充上述固体原料而在上述安装部上安装上述原料补充容器，在上述原料补充容器浄化气体导入部安装部上安装上述原料补充容器的浄化气体导入部，在上述原料补充容器浄化气体排出部安装部上安装上述原料补充容器的净化气体排出部时，控制上述真空排气机构、上述第I阀和上述第2阀，使得在对上述第2配管内进行抽真空之后向上述第2配管内导入上述净化气体，控制上述真空排气机构、上述第I阀、上述第2阀、上述浄化气体导入部和上述净化气体排出部，使得从上述原料补充容器的浄化气体导入部向上述原料补充容器导入上述净化气体，从上述原料补充容器的净化气体排出部排出上述净化气体。(附记3)根据附记2的衬底处理装置，优选的是，上述原料补充容器的浄化气体导入部连接于在上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上述原料补充容器的下部，上述原料补充容器的净化气体排出部连接于在上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上述原料补充容器的上部。(附记4)根据附记I 3中任一村底处理装置，优选的是，该衬底处理装置具有设于上述第2配管与上述固体原料容器之间的第3阀。
(附记5)根据附记I 4中任一村底处理装置，优选的是，上述第2配管连接于上述固体原料容器的顶部。(附记6)根据附记I 5中任一村底处理装置，优选的是，上述固体原料容器在容器内部的底部具有中央低且周边部高的倾斜部。(附记7)根据本发明优选的其他的方式，提供ー种固体原料补充方法，该固体原料补充方法包括以下的エ序向原料供给系统的安装部安装原料补充容器的エ序，该原料供给系统是使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，井向处理上述衬底的处理室供给该气体原料的原料供给系统，包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的原料补充容器的安装部；第3配管，连接于上述第2配管与真空排气机构之间；第4配管，连接于上述第2配管，用于导入净化气体；第I阀，连接于上述第3配管的中途；以及第2阀，连接于上述第4配管的中途；在上述原料补充容器安装到上述安装部上的状态下，关闭上述第2阀，打开上述第I阀，利用上述真空排气机构对上述第2配管内进行抽真空的エ序；之后，关闭上述第I阀，打开上述第2阀，向上述第2配管内导入上述净化气体的
ェ序；之后，从上述原料补充容器经由上述第2配管对上述固体原料容器补充上述固体原料的エ序。(附记8)根据附记7的固体原料补充方法，优选的是，该固体原料补充方法还包括以下的
ェ序在上述原料供给系统的原料补充容器浄化气体导入部安装部上安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部，在上述原料供给系统的原料补充容器净化气体排出部安装部上安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部的エ序；之后，在从上述原料补充容器经由上述第2配管对上述固体原料容器补充上述固体原料前，从上述原料补充容器的浄化气体导入部向上述原料补充容器导入上述净化气体，从上述原料补充容器的净化气体排出部排出上述净化气体的エ序。(附记9)根据附记8的固体原料补充方法，优选的是，上述原料补充容器的浄化气体导入部连接于上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上述原料补充容器的下部，上述原料补充容器的净化气体排出部连接于上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上述原料补充容器的上部。(附记10)根据附记8或9的固体原料补充方法，优选的是，上述原料供给系统具有设于上述第2配管与上述固体原料容器之间的第3阀，在安装上述原料补充容器的エ序、进行上述抽真空的エ序和导入上述净化气体的エ序中关闭上述第3阀，在补充上述固体原料的エ序中打开上述第3阀。(附记11)根据附记8 10中任一固体原料补充方法，优选的是，上述原料补充容器具有第4阀，上述原料补充容器夹着上述第4阀被安装到上述安装部上，在安装上述原料补充容器的エ序、进行上述抽真空的エ序和导入上述净化气体的エ序中关闭上述第4阀，在补充上述固体原料的エ序中打开上述第4阀。 (附记12)根据附记8 11中任一固体原料补充方法，优选的是，上述第2配管连接于上述固体原料容器的顶部，在补充上述固体原料的エ序中，使上述固体原料从上述原料补充容器落下到上述固体原料容器中。(附记13)根据附记8 12中任一固体原料补充方法,优选的是,上述固体原料容器在容器内部的底部具有中央低且周边部高的倾斜部。(附记14)根据本发明优选的另ー其他的方式，提供ー种衬底处理装置，该衬底处理装置包括处理室，能够收容衬底；以及原料供给系统，使固体原料升华而生成上述衬底处理用的气体原料，井向上述处理室供给该气体原料，上述原料供给系统包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；以及第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的原料补充容器的安装部。(附记15)根据附记14的衬底处理装置，优选的是，上述第2配管连接于上述固体原料容器的顶部。(附记16)根据附记15的衬底处理装置，优选的是，上述安装部位于上述第2配管连接于上述固体原料容器的顶部的部位的正上方。(附记17)根据附记14 16中任一村底处理装置，优选的是，该衬底处理装置具有设于上述第2配管与上述固体原料容器之间的第I阀。
(附记18)根据附记14 17中任一村底处理装置，优选的是，上述固体原料容器在容器内部的底部具有中央低且周边部高的倾斜部。(附记19)根据附记14 18中任一村底处理装置，优选的是，该衬底处理装置还包括连接于上述第2配管与真空排气机构之间的第3配管；以及连接于上述第2配管，用于导入浄化气体的第4配管。(附记20)根据本发明优选的另ー其他的方式，提供ー种固体原料补充方法，该固体原料补充方法包括以下的エ序 向原料供给系统的安装部安装原料补充容器的エ序，该原料供给系统是使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，井向处理上述衬底的处理室供给该气体原料的原料供给系统，包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；以及第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的原料补充容器的安装部；以及在上述原料补充容器安装到上述安装部上的状态下，从上述原料补充容器经由上述第2配管对上述固体原料容器补充上述固体原料的エ序。(附记21)根据附记20的固体原料补充方法，优选的是，上述第2配管连接于上述固体原料容器的顶部，在经由上述第2配管补充上述固体原料的エ序中，使上述固体原料从上述原料补充容器落下而补充到上述固体原料容器中。(附记22)根据附记20或21的固体原料补充方法，优选的是，上述安装部位于上述第2配管连接于上述固体原料容器的顶部的部位的正上方。(附记23)根据附记20 22中任一固体原料补充方法，优选的是，具有设于上述第2配管与上述固体原料容器之间的第I阀，在补充上述固体原料的エ序中，打开上述第I阀。(附记24)根据附记20 23中任一固体原料补充方法，优选的是，上述原料补充容器具有第2阀，上述原料补充容器夹着上述第2阀被安装在上述安装部上，在补充上述固体原料的エ序中打开上述第2阀。(附记25)根据附记20 24中任一固体原料补充方法,优选的是,上述固体原料容器在容器内部的底部具有中央低且周边部高的倾斜部。(附记26)根据本发明优选的另ー其他的方式，提供ー种衬底处理装置，该衬底处理装置包括处理室，能够收容衬底；以及原料供给系统，使固体原料升华而生成上述衬底处理用的气体原料，井向上述处理室供给该气体原料，上述原料供给系统包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；安装部，用于将保持补充用的上述固体原料的原料补充容器安装在上述固体原料容器上；原料补充容器浄化气体导入部安装部，用于安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部；原料补充容器净化气体排出部安装部，用于安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部；以及 控制机构，为了从上述原料补充容器向上述固体原料容器补充上述固体原料而在上述安装部上安装上述原料补充容器，在上述原料补充容器浄化气体导入部安装部上安装上述原料补充容器的浄化气体导入部，在上述原料补充容器净化气体排出部安装部上安装上述原料补充容器的净化气体排出部时，控制上述浄化气体导入部和上述净化气体排出部，使得从上述原料补充容器的浄化气体导入部向上述原料补充容器导入上述净化气体，从上述原料补充容器的浄化气体排出部排出上述净化气体。(附记27)根据附记26的衬底处理装置，优选的是，上述原料补充容器的浄化气体导入部连接于将上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上述原料补充容器的下部，上述原料补充容器的净化气体排出部连接于将上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上述原料补充容器的上部。(附记28)根据附记27的衬底处理装置，优选的是，上述原料补充容器的浄化气体导入部包括连接于将上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上述原料补充容器的下部的第2配管；以及设于上述第2配管的第I阀，上述原料补充容器的净化气体排出部包括连接于将上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上述原料补充容器的上部的第3配管；以及设于上述第3配管的第2阀。(附记29)根据本发明优选的另ー其他的方式，提供ー种固体原料补充方法，该固体原料补充方法包括以下的エ序向原料供给系统的安装部安装原料补充容器，在上述原料供给系统的原料补充容器浄化气体导入部安装部上安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部，在上述原料供给系统的原料补充容器净化气体排出部安装部上安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部的エ序，该原料供给系统是使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，井向处理上述衬底的处理室供给该气体原料的原料供给系统，包括固体原料容器，收容上述固体原料;第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；安装部，用于将保持补充用的上述固体原料的原料补充容器安装在上述固体原料容器上；原料补充容器浄化气体导入部安装部，用于安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部；以及原料补充容器净化气体排出部安装部，用于安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部；之后，将上述浄化气体从上述原料补充容器的浄化气体导入部导入到上述原料补充容器，从上述原料补充容器的净化气体排出部排出上述净化气体的エ序；之后，在上述安装部上安装有上述原料补充容器的状态下，从上述原料补充容器对上述固体原料容器补充上述固体原料的エ序。(附记30)根据附记29的固体原料补充方法，优选的是，上述原料补充容器的浄化气体导入部连接于将上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上述原料补充容器的下部，上述原料补充容器的净化气体排出部连接于将上述原料补充容器安装到上述安装部上时的上 述原料补充容器的上部。(附记31)根据本发明优选的另ー其他的方式，提供ー种固体原料补充用筒，该固体原料补充用筒包括固体原料补充容器；以及被安装在上述容器的开ロ部的蝶阀。(附记32)根据本发明优选的另ー其他的方式，提供ー种固体原料补充用筒，该固体原料补充用筒包括固体原料补充容器；安装部，用于安装上述固体原料补充容器；净化气体导入部，向上述固体原料补充容器导入净化气体；以及净化气体排出部，从上述固体原料补充容器排出净化气体。(附记33)根据附记32的固体原料补充用筒，优选的是，上述固体原料补充容器的净化气体导入部连接于在上述固体原料补充容器被安装时的上述固体原料补充容器的下部，上述固体原料补充容器的净化气体排出部连接于在上述固体原料补充容器被安装时的上述固体原料补充容器的上部。(附记34)根据附记33的固体原料补充用筒，优选的是，上述浄化气体导入部包括连接于在上述固体原料补充容器被安装时的上述固体原料补充容器的下部的第I配管；以及设于上述第I配管的第I阀，上述净化气体排出部包括连接于在上述固体原料补充容器被安装时的上述固体原料补充容器的上部的第2配管；以及设于上述第2配管的第2阀。以上，说明了本发明的各种的典型实施方式，但是本发明不限定于这些实施方式。因此，本发明的范围仅由以下的权利要求书限定。
权利要求
1.ー种衬底处理装置，包括 处理室,能够收容衬底；以及 原料供给系统，使固体原料升华而生成上述衬底处理用的气体原料，井向上述处理室供给该气体原料， 上述原料供给系统包括 固体原料容器，收容上述固体原料； 第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；以及第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的原料补充容器的安装部。
2.ー种衬底处理装置，包括 处理室,能够收容衬底； 原料供给系统，使固体原料升华而生成上述衬底处理用的气体原料，井向上述处理室供给该气体原料；以及控制部， 上述原料供给系统包括 固体原料容器，收容上述固体原料； 第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间； 第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的原料补充容器的安装部； 第3配管，连接于上述第2配管与真空排气机构之间； 第4配管，连接于上述第2配管，用于导入净化气体； 第I阀，连接于上述第3配管的中途；以及 第2阀，连接于上述第4配管的中途， 上述控制部是以下的控制机构，即，为了从上述原料补充容器向上述固体原料容器补充上述固体原料而将上述原料补充容器安装到上述安装部上时，控制上述真空排气机构、上述第I阀和上述第2阀，使得在对上述第2配管内进行抽真空之后向上述第2配管内导入上述净化气体。
3.根据权利要求I或2所述的衬底处理装置， 该衬底处理装置还包括原料补充容器浄化气体导入部安装部，用于安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部；以及原料补充容器净化气体排出部安装部，用于安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的浄化气体排出部， 上述控制部是如下的控制机构，即，为了从上述原料补充容器向上述固体原料容器补充上述固体原料而在上述安装部上安装上述原料补充容器，在上述原料补充容器净化气体导入部安装部上安装上述原料补充容器的浄化气体导入部、在上述原料补充容器净化气体排出部安装部上安装上述原料补充容器的净化气体排出部时，控制上述真空排气机构、上述第I阀和上述第2阀，使得在对上述第2配管内进行抽真空之后向上述第2配管内导入上述净化气体，控制上述真空排气机构、上述第I阀、上述第2阀、上述浄化气体导入部和上述净化气体排出部，使得从上述原料补充容器的浄化气体导入部向上述原料补充容器导入上述净化气体，从上述原料补充容器的净化气体排出部排出上述净化气体。
4.ー种衬底处理装置，包括 处理室,能够收容衬底；以及 原料供给系统，使固体原料升华而生成上述衬底处理用的气体原料，井向上述处理室供给该气体原料， 上述原料供给系统包括 固体原料容器，收容上述固体原料； 第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间； 安装部，用于将保持补充用的上述固体原料的原料补充容器安装在上述固体原料容器上； 原料补充容器浄化气体导入部安装部，用于安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部； 原料补充容器净化气体排出部安装部，用于安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部；以及 控制机构，为了从上述原料补充容器向上述固体原料容器补充上述固体原料而在上述安装部上安装上述原料补充容器，在上述原料补充容器浄化气体导入部安装部上安装上述原料补充容器的浄化气体导入部、在上述原料补充容器净化气体排出部安装部上安装上述原料补充容器的净化气体排出部时，控制上述浄化气体导入部和上述净化气体排出部，使得从上述原料补充容器的浄化气体导入部向上述原料补充容器导入上述净化气体，从上述原料补充容器的浄化气体排出部排出上述净化气体。
5.ー种固体原料补充方法，包括以下的エ序 向原料供给系统的安装部安装原料补充容器的エ序，该原料供给系统是使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，井向处理上述衬底的处理室供给该气体原料的原料供给系统，包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的上述原料补充容器的上述安装部；第3配管，连接于上述第2配管与真空排气机构之间;第4配管，连接于上述第2配管，用于导入净化气体；第I阀，连接于上述第3配管的中途；以及第2阀，连接于上述第4配管的中途； 在将上述原料补充容器安装到上述安装部上的状态下，关闭上述第2阀，打开上述第I阀，利用上述真空排气机构对上述第2配管内进行抽真空的エ序； 之后，关闭上述第I阀，打开上述第2阀，向上述第2配管内导入上述净化气体的エ序；之后，从上述原料补充容器经由上述第2配管对上述固体原料容器补充上述固体原料的エ序。
6.根据权利要求5所述的固体原料补充方法， 该固体原料补充方法还包括以下的エ序 在上述原料供给系统的原料补充容器浄化气体导入部安装部上安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部，在上述原料供给系统的原料补充容器净化气体排出部安装部上安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部的エ序；之后，在从上述原料补充容器经由上述第2配管对上述固体原料容器补充上述固体原料之前，从上述原料补充容器的浄化气体导入部向上述原料补充容器导入上述净化气体，从上述原料补充容器的净化气体排出部排出上述净化气体的エ序。
7.—种固体原料补充方法，包括以下的エ序 向原料供给系统的安装部安装原料补充容器的エ序，该原料供给系统是使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，井向处理上述衬底的处理室供给该气体原料的原料供给系统，包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；以及第2配管，与上述固体原料容器连接，且上述第2配管具有用于安装保持补充用的上述固体原料的上述原料补充容器的上述安装部；以及 在将上述原料补充容器安装到上述安装部上的状态下，从上述原料补充容器经由上述第2配管对上述固体原料容器补充上述固体原料的エ序。
8.—种固体原料补充方法，包括以下的エ序 向原料供给系统的安装部安装原料补充容器，在上述原料供给系统的原料补充容器净化气体导入部安装部上安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的净化气体导入部，在上述原料供给系统的原料补充容器净化气体排出部安装部上安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部的エ序，该原料供给系统是使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，井向处理上述衬底的处理室供给该气体原料的原料供给系统，包括固体原料容器，收容上述固体原料；第I配管，连接于上述固体原料容器与上述处理室之间；上述安装部，用于将保持补充用的上述固体原料的上述原料补充容器安装在上述固体原料容器上；上述原料补充容器浄化气体导入部安装部，用于安装向上述原料补充容器导入净化气体的上述原料补充容器的浄化气体导入部；以及上述原料补充容器净化气体排出部安装部，用于安装从上述原料补充容器排出净化气体的上述原料补充容器的净化气体排出部； 之后，将上述浄化气体从上述原料补充容器的浄化气体导入部导入到上述原料补充容器，从上述原料补充容器的净化气体排出部排出上述净化气体的エ序； 之后，在将上述原料补充容器安装到上述安装部上的状态下，从上述原料补充容器对上述固体原料容器补充上述固体原料的エ序。
9.ー种固体原料补充用筒,包括 固体原料补充容器；以及 被安装在上述容器的开ロ部的蝶阀。
10.ー种固体原料补充用筒，包括 固体原料补充容器； 安装部，用于安装上述固体原料补充容器； 浄化气体导入部，向上述固体原料补充容器导入净化气体；以及 净化气体排出部，从上述固体原料补充容器排出净化气体。
全文摘要
本发明提供一种衬底处理装置和固体原料补充方法，衬底处理装置包括处理室，能够收容衬底；以及原料供给系统，使固体原料升华而生成衬底处理用的气体原料，并向处理室供给该气体原料。原料供给系统包括固体原料容器，收容固体原料；第1配管，连接于固体原料容器与处理室之间；以及第2配管，与固体原料容器连接，且第2配管具有用于安装保持补充用的固体原料的原料补充容器的安装部。
文档编号C23C16/44GK102691041SQ20121007195
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月15日 优先权日2011年3月22日
发明者小山刚记, 谷山智志 申请人:株式会社北泽Sct, 株式会社日立国际电气