CN114599442B - 处理基板的装置、浓缩处理气体的装置和处理基板的方法 - Google Patents

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Abstract

在供给对用于制造半导体装置的基板进行处理的处理气体时，具有收纳有多孔质部件的浓缩罐和构成为使吸附于多孔质部件的处理气体脱附的脱附机构。多孔质部件包含构成为优先吸附与载气混合的处理气体的金属有机结构体。处理气体被吸附、储存在浓缩罐的多孔质部件中，在使用时被脱附机构脱附。

Description

处理基板的装置、浓缩处理气体的装置和处理基板的方法
技术领域
本发明涉及处理基板的装置、浓缩处理气体的装置和处理基板的方法。
背景技术
在下一代半导体工艺中，在基板上形成金属或金属化合物等的薄膜的需求正在提高。这些薄膜例如可以利用ALD(原子层沉积，Atomic Layer Deposition)法或CVD(化学气相沉积，Chemical Vapor Deposition)法形成。这些ALD法和CVD法是向放置于处理腔室内的基板供给作为处理气体的原料气体并在基板上形成薄膜的方法。作为将原料气体供给处理腔室的方法的一个例子，在专利文献1中提案了，将原料气体暂时贮存在贮存部，由此从升压后的贮存部向处理腔室内喷出。
在专利文献2中记载了一种多孔性金属配位化合物，其是将通过铝离子与芳香族羧酸配位结合而构成的金属配位化合物多个集聚而形成的，并具有氢吸存能力。另外，在专利文献3中记载了一种多孔性金属配位化合物，其是将通过三价金属离子与芳香族三羧酸配位结合而构成的金属配位化合物多个集聚而形成的，并具有氢、甲烷、二氧化碳等的吸存能力。另外，在专利文献4中记载了一种在气体储存-供给***中具有气体储存罐的构成，该气体储存罐封入了能够可逆地进行氢气、氨、甲烷等气体的吸存和释放的气体储存材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－198872号公报
专利文献2：日本专利第5305279号公报
专利文献3：日本专利第5656186号公报
专利文献4：日本特开2015－215125号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明提供一种在向用于制造半导体装置的基板供给用于对该基板进行处理的处理气体时能够供给高浓度的处理气体的技术。
用于解决技术问题的技术方案
本发明涉及一种对用于制造半导体装置的基板进行处理的装置，该装置具有：
腔室，其收纳上述基板；
原料罐，其收纳用于对上述基板进行处理的处理气体的原料；
载气供给部，其构成为向上述原料罐供给载气；
混合气体流路，其与上述原料罐连接，并且流通从上述处理气体的原料得到的处理气体与上述载气的混合气体；
浓缩罐，其与上述混合气体流路的下游连接，并且收纳有多孔质部件，该多孔质部件包含构成为优先吸附上述混合气体所含的上述处理气体的金属有机结构体；
脱附机构，其构成为使吸附于上述多孔质部件的上述处理气体脱附；和
浓缩气体流路，其设置于上述浓缩罐与上述腔室之间，并且向上述腔室供给从上述多孔质部件脱附的上述处理气体。
发明效果
利用本发明，在向用于制造半导体装置的基板供给用于对该基板进行处理的处理气体时，能够供给高浓度的处理气体。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的成膜装置的构成图。
图2是表示上述成膜装置的浓缩罐所收纳的多孔质部件的一个例子的示意图。
图3是上述成膜装置的第一作用图。
图4是上述成膜装置的第二作用图。
图5是表示上述成膜装置的其它例子的构成图。
图6是表示上述成膜装置的另外其它例子的构成图。
图7是表示上述成膜装置的另外其它例子的构成图。
图8是表示上述多孔质部件的评价试验的结果的特性图。
具体实施方式
参照图1～图4对作为本发明的处理基板的装置的成膜装置的第一实施方式进行说明。基板是用于制造半导体装置的基板，以下，对在作为基板的半导体晶片(以下称为“晶片”)上进行形成膜的处理的成膜装置1进行说明。成膜装置1具有：收纳要形成膜的晶片的腔室10；和用于向该腔室10供给作为膜的原料的原料气体来作为处理气体的气体供给***11。这样，在晶片的成膜处理中，处理气体为原料气体，处理气体的原料为形成于晶片上的膜的原料。
气体供给***11具有原料罐2，在该原料罐2内收纳液体或固体的膜的原料21。作为膜的原料21，可以使用金属化合物等，其中，以使用作为卤化金属的氯化铝(AlCl3)来作为原料21的情况为例进行说明。AlCl3在常温下是固体，原料罐2具有构成为使该原料21气化的气化机构22。该例子中的气化机构22是由设置于原料罐2的周围的加热器构成的原料加热机构。对于原料罐2内的固体状的AlCl3，利用原料加热机构，加热至AlCl3气化而不热分解的温度例如125℃，由此气化而形成原料气体。
构成为从载气供给部向原料罐2供给载气例如氩气(Ar)。作为载气，除了Ar气体以外，还可以使用氮气(N2)等不活泼气体。例如载气供给部具有载气供给源31和载气供给流路32，在载气供给流路32中设置有流量调节部321和阀322。在原料罐2内使AlCl3气化而生成原料气体、并且向该原料罐2内供给载气时，得到含有原料气体和载气的混合气体。
另外，混合气体流路41与原料罐2连接。混合气体流路41是流通上述混合气体的流路，在混合气体流路41的下游，经由阀411、412连接有原料气体浓缩装置5的浓缩罐51。阀322是载气的供给/切断用的阀，阀411、412是混合气体的供给/切断用的阀。
原料气体浓缩装置5具有对混合气体所含的原料气体进行浓缩的功能，具有浓缩罐51和后述的脱附机构52。浓缩罐51例如由金属容器构成，在其内部收纳有多孔质部件53。多孔质部件53包含构成为优先吸附混合气体所含的原料气体的金属有机结构体(Metal-Organic Framework，MOF)。金属有机结构体也被称为多孔性配位高分子(PorousCoordination Polymer，PCP)。金属有机结构体包含通过金属离子与有机配体(有机化合物)配位结合而构成的金属配位化合物，并具有该金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构。
在金属有机结构体中，通过金属离子与有机配体的配位结合，金属离子被桥联性的有机配体连结，形成了在其内部具有空间的结晶性的高分子结构。金属配位化合物多个集聚而形成的金属有机结构体由于金属离子与有机配体规则地结合，所以例如图2的(a)、(b)示意性地所示，金属有机结构体530具有纳米尺寸的细孔531规则地立体地排列的结构。对于这样的金属有机结构体530，原料气体以原料气体的1个或多个分子A进入的方式吸附于1个细孔531中(参照图2的(a))。需要说明的是，为了便于图示，进行了简化记载，但在图2的(a)、(b)示意性所示的金属有机结构体530的内部也规则地形成了细孔531。并且，这些内部的细孔531也能够吸附原料气体的分子A。
作为制造金属有机结构体的方法之一的溶液法，通过在常温、常压下将金属离子和有机配体的溶液混合，形成金属有机结构体，金属配位化合物的集聚在溶液中自组装地进行。这样，金属有机结构体比较容易制造，通过选择金属离子和有机配体并调整合成条件，能够控制细孔531的大小和形状，因此设计的自由度也高。
在本例中，为了与载气相比优先吸附作为原料气体的AlCl3，设计了与AlCl3分子的大小匹配并且构成多孔质部件53的金属有机结构体的细孔531。其中，金属有机结构体优先吸附混合气体所含的原料气体是指：例如在以原料气体与载气的分压相等的状态向金属有机结构体供给混合气体的情况下，原料气体分子的吸附量多于载气分子的吸附量。换言之，原料气体相对于载气选择性地被金属有机结构体吸附。因此，金属有机结构体除了吸附原料气体分子以外，还可以吸附载气分子。
混合气体在填充有具有上述的构成的多孔质部件53的浓缩罐51内流通时，如图2的(a)所示，AlCl3进入并吸附于构成多孔质部件53的金属有机结构体530的细孔531中。如上所述，细孔531是纳米尺寸且高密度形成，因此各细孔531内能够摄入AlCl3分子，高密度地吸附并储存大量的原料气体。
另外，此时AlCl3分子成为维持气体的分子结构，并被封入多孔质部件53的细孔531的状态。另一方面，如上所述，金属有机结构体构成为优先吸附作为原料气体的AlCl3分子。因此，载气分子不被多孔质部件53吸附，或者虽然一部分被吸附，但大部分不被吸附而通过多孔质部件53。作为该结果，在浓缩罐51内，与供给浓缩罐51之前的混合气体相比，原料气体的浓度提高，原料气体被浓缩。
作为构成多孔质部件53的金属有机结构体，例如可以列举使用选自以下的(a)～(d)所记载的金属有机结构体的例子。
(a)包含通过铜离子与1,3,5－苯三羧酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有上述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体；
(b)包含通过铁离子与1,3,5－苯三羧酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有上述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体；
(c)包含通过铬离子与对苯二甲酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有上述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体；
(d)包含通过镧离子与1,3,5－三(4－羧基苯基)苯配位结合而构成的金属配位化合物并且具有上述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体。
包含金属有机结构体的多孔质部件53形成为粒料状、粉末状、比粒料小的粒状，填充在浓缩罐51内。这样，浓缩罐51内成为设置有气体通过的填充层的状态。多孔质部件53可以是只由金属有机结构体构成的部件，也可以是除了包含金属有机结构体以外还包含用于将金属有机结构体成型为粒料状、粒状的成型助剂等的部件。
其中，在以下的说明中，有时对多孔质部件53和构成其的金属有机结构体不进行区分，而记载为“多孔质部件53的细孔”、“向多孔质部件53的吸附”等。
另外，在原料气体浓缩装置5的浓缩罐51中设置有构成为使吸附于多孔质部件53的原料气体脱附的脱附机构52。该例子的脱附机构52是构成为对浓缩罐51内的多孔质部件53进行加热而使吸附于多孔质部件53的原料气体脱附的多孔质部件加热机构。多孔质部件加热机构例如由加热器构成，设置于浓缩罐51的周围。
如上所述，原料气体以进入多孔质部件53的细孔531的方式被吸附，因此原料气体与多孔质部件53的吸附能比较小。因此，通过以原料气体不发生热分解的程度的比较低的温度对多孔质部件53进行加热，如图2的(b)所示，能够容易地使原料气体从金属有机结构体530中脱附。
其中，如上所述，在多孔质部件53中优先吸附原料气体。因此，在吸附于多孔质部件53的载气分子因加热而脱附的情况下，通过脱附而生成的气体中的载气浓度也低于供给浓缩罐51的混合气体中的载气浓度。以下，有时将通过从多孔质部件53脱附而得到的气体称为浓缩气体。
另外，浓缩罐51经由浓缩气体流路6与腔室10连接。腔室10收纳待形成膜的晶片W，例如具有载置晶片W的载置台，并且经由排气流路与排气机构连接。需要说明的是，在图1中，省略了载置台、排气流路、排气机构的图示。
浓缩气体流路6是用于将从多孔质部件53脱附的原料气体供给腔室10的流路。如上所述，含有从多孔质部件53脱附的原料气体的浓缩气体在浓缩气体流路6中流通。在该浓缩气体流路6中流通的浓缩气体与在浓缩罐51的上游侧的混合气体流路41中流通的混合气体相比，成为混合气体中的原料气体的浓度提高了的状态。
浓缩气体流路6具有构成为进行原料气体向腔室10的供给、停止的原料气体供给/切断阀61和构成为实施原料气体的流量调节的流量调节部62。
另外，在浓缩气体流路6中，在原料气体供给/切断阀61的上游侧还连接有用于排出载气的排出流路63，该排出流路63具有阀631。排出流路63与未图示的排气机构连接。
该例子中的成膜装置1构成为利用ALD法形成薄膜，还具有反应气体供给部和吹扫气体供给部。
反应气体供给部构成为将反应气体供给于腔室10，具有反应气体的供给源641和从该供给源641向腔室10供给反应气体的反应气体供给流路64。反应气体是与原料气体反应而形成膜的气体，例如可以使用通过与AlCl3反应而生成氮化铝(AlN)的氨气(NH3)。例如反应气体供给流路64具有构成为进行反应气体的供给、停止的反应气体供给/切断阀642和实施反应气体的流量调节的流量调节部643。
吹扫气体供给部具有从吹扫气体例如氮气(N2)的供给源651向腔室10供给吹扫气体的吹扫气体供给流路65。例如，在吹扫气体供给流路65中设置有构成为进行吹扫气体的供给、停止的吹扫气体供给/切断阀652和实施吹扫气体的流量调节的流量调节部653。在该例中，全部的阀使用自动开闭的构成的阀。
另外，成膜装置1具有控制部100。该控制部100由具有CPU和存储部的计算机构成，控制成膜装置1的各部。存储部记录用于执行晶片W的成膜处理所需的动作的步骤(命令)组所组成的程序。另外，例如构成为控制原料气体供给/切断阀61、反应气体供给/切断阀642、吹扫气体供给/切断阀652的开闭动作，使得向腔室10交替供给原料气体和反应气体。程序存储于例如硬盘、微型光盘、磁光盘、存储卡等存储介质中，由此安装在计算机中。
接着，对在成膜装置1中所实施的进行在晶片W上形成膜的处理的方法进行说明。首先，实施在收纳有作为膜的原料的AlCl3的原料罐2内使原料气化的工序。在该工序中，例如通过在打开阀322、411的状态下、利用气化机构(原料加热机构)22将原料罐2加热至固体的AlCl3气化的温度例如125℃而实施。
接着，与上述气化的工序同时实施向原料罐2供给载气而得到原料气体与载气的混合气体的工序。也就是说，经由载气供给流路32向原料罐2供给载气。由此，在原料罐2内，原料气体和载气混合而生成混合气体。
接着，实施向浓缩罐51供给混合气体且使多孔质部件53优先吸附混合气体中的原料气体的工序。例如在该工序中，如图3所示，打开阀322、411、412、631，关闭其它的阀，使混合气体从原料罐2向浓缩罐51流通。由此，混合气体中的原料气体被多孔质部件53吸附，未被多孔质部件53吸附而通过的载气经由排出流路63被排出。其中，在图3和图4中，将打开阀的状态示为“O”，将关闭阀的状态示为“S”，利用粗线表示气体流通的流路。另外，在优先吸附原料气体的工序中，打开阀412，另一方面，关闭阀61、631双方，向出口被关闭的状态的浓缩罐51供给混合气体，由此可以使多孔质部件53吸附原料气体。在这种情况下，例如在实施吸附后，打开阀631，将未被多孔质部件53吸附的载气向排出流路63排出。
接着，实施使吸附于多孔质部件53的原料气体脱附的工序。也就是说，关闭阀61、631、412，利用脱附机构(多孔质部件加热机构)52，将浓缩罐51加热至原料气体从多孔质部件53脱附的温度，使吸附于多孔质部件53的原料气体脱附。
之后，实施将含有脱附的原料气体的浓缩气体供给至收纳有晶片W的腔室10并在晶片W上形成膜的工序。将晶片W载置于腔室10内的载置台上，利用ALD法形成膜的情况下，首先，利用排气机构对腔室10内进行排气，调整为成膜时的压力。然后，如图4所示，打开原料气体供给/切断阀61，关闭其它的阀，将浓缩气体供给腔室10，使原料气体吸附于晶片W的表面。
其中，原料气体的脱附和浓缩气体向腔室10的供给也可以同时进行。在这种情况下，如图4所示，在打开原料气体供给/切断阀61的状态下对多孔质部件53进行加热，将脱附的原料气体直接供给腔室10。
接着，打开吹扫气体供给/切断阀652，关闭其它的阀，将吹扫气体供给腔室10，利用吹扫气体置换腔室10内的原料气体。接着，打开反应气体供给/切断阀642，关闭其它的阀，将反应气体供给腔室10。由此，吸附于晶片表面的原料气体与反应气体发生反应，形成AlN的单分子层。之后，打开吹扫气体供给/切断阀652，关闭其它的阀，将吹扫气体供给腔室10，利用吹扫气体置换腔室10内的反应气体。
如此控制原料气体、反应气体、吹扫气体的各供给/切断阀61、642、652的开闭动作，使得按照原料气体→吹扫气体→反应气体→吹扫气体的顺序向腔室10交替供给原料气体和反应气体。并且，通过重复供给原料气体和反应气体，能够形成所希望的厚度的AlN膜。
以上，使浓缩罐51的多孔质部件53吸附原料气体的工序优选在开始在晶片W上形成膜的工序之前结束，也就是说，在实施使原料气体从多孔质部件53脱附的工序之前结束。因此，填充在浓缩罐51内的多孔质部件53的填充量可以设定为例如在晶片W上形成膜的工序中能够吸附在1个批次内的全部晶片上都能够形成膜的原料气体的量。另外，在原料气体向多孔质部件53的吸附花费时间的情况下，可以准备多个浓缩罐51，利用多个浓缩罐51同时实施原料气体向多孔质部件53的吸附。在这种情况下，通过逐次切换与浓缩气体流路6连接的浓缩罐51，可以一边向腔室10供给原料气体，一边在其它的浓缩罐51内使多孔质部件53吸附原料气体。
利用该实施方式，使原料气体与载气的混合气体在浓缩罐51中流通，使多孔质部件53选择性地吸附原料气体，接着，将该原料气体从多孔质部件53脱附后供给腔室10。原料气体高密度地吸附、储存在多孔质部件53中，因此从多孔质部件53脱附的气体成为原料气体的浓度高的被浓缩的气体(浓缩气体)。这样，在浓缩罐51内选择性地大量吸附储存原料气体，在想要使用时能够在任意的时机脱附，因此能够不受原料气体的气化速度限制地使用原料气体。另外，在腔室10内，在晶片W上形成膜时，能够向腔室10供给原料气体的浓度高的浓缩气体。其结果，能够在短时间内供给能够被晶片W吸附且充分的量的原料气体的气体流量，成膜处理的生产性提高。
已知卤化金属等含有金属的原料，其分子彼此的相互作用强，因此饱和蒸气压低，不易气化。另一方面，为了增加气化量而将原料以高温加热时，原料成分可能热分解，加热温度有限制。另外，在向原料气体供给载气并使载气与原料气体的混合气体在腔室10中流通的方法中，由于被载气稀释，所以难以使混合气体中的原料气体浓度变高。因此，成膜处理时无法确保充分的原料气体的气体流量，生产性可能下降。特别是在利用ALD法将原料气体和反应气体交替供给腔室10而形成膜的情况下，在原料气体的供给时间内无法供给充分的流量的原料气体，存在成膜速度下降的倾向。因此，本发明的方法在使用饱和蒸气压低并且不易气化的原料21形成膜的情况下特别有效。虽然根据原料气体或载气的供给流量、腔室10内的工艺压力等条件而发生变化，但可以例示优选将100℃时的饱和蒸气压为26.7kPa以下的物质作为原料21的情况。
另外，原料气体从多孔质部件53的脱附可以通过利用构成脱附机构52的多孔质部件加热机构对多孔质部件53进行加热这种简单的方法进行。因此，能够在短时间内并且不使原料分子热分解而有效地使原料气体从多孔质部件53脱附。
如上所述，构成多孔质部件53的金属有机结构体与活性炭或沸石等其它多孔质部件相比，容易设计细孔531的大小和形状等，能够设计成使吸附对象的气体选择性地吸附。
另外，如后述的评价试验所示，确认了包含通过铜离子与1,3,5－苯三羧酸的配位结合、铁离子与1,3,5－苯三羧酸的配位结合、铬离子与对苯二甲酸的配位结合、镧离子与1,3,5－三(4－羧基苯基)苯的配位结合而分别构成的金属有机结构体的多孔质部件53能够实际上吸附含有AlCl3的原料气体。
接着，利用图5～图7对包含具有原料气体浓缩装置5的气体供给***11的成膜装置的构成例进行简单说明。其中，在这些图中，对于与图1所示的成膜装置1相同的构成部件，标注相同的符号，并省略说明。
图5是将作为图1所示的腔室10的间歇式的成膜装置7的腔室71与上述气体供给***11连接的例子。在由纵长的真空容器构成的腔室71内收纳多层地载置有晶片W的晶舟72。该腔室71利用具有阀741的排气流路74与未图示的排气机构连接。另外，在腔室71内收纳有晶舟72时，在晶舟72的侧方设置有沿着晶舟72的长度方向伸长的气体喷嘴73。
气体喷嘴73构成为经由本发明的原料气体的气体供给***11从原料气体浓缩装置5的浓缩罐51供给浓缩后的原料气体。气体供给***11与上述的实施方式中图1所示的构成同样地构成，但在图5中，载气供给源31与阀412之间的构成省略了图示。另外，气体喷嘴73经由反应气体供给流路64与反应气体的供给源641连接，并且经由吹扫气体供给流路65与吹扫气体的供给源651连接。在该成膜装置7中，与使用图4说明的例子同样，从气体喷嘴73交替向腔室71内供给原料气体和反应气体，利用ALD法在晶片W上形成例如由AlN形成的薄膜。
图6是将作为图1所示的腔室10的单片式的成膜装置8的腔室81与上述气体供给***11连接的例子。例如在由扁平的圆筒状的真空容器构成的腔室81内，在未图示的载置台上载置晶片W。另外，例如气体导入部82与腔室81的顶部连接，腔室81利用具有阀831的排气流路83与未图示的排气机构连接。
气体导入部82构成为经由本发明的原料气体的气体供给***11从原料气体浓缩装置5的浓缩罐51供给浓缩后的原料气体。气体供给***11与上述的实施方式中图1所示的构成同样地构成，但在图6中，载气供给源31与阀412之间的构成省略了图示。另外，气体导入部82经由反应气体供给流路64与反应气体的供给源641连接，并经由吹扫气体供给流路65与吹扫气体的供给源651连接。在该成膜装置8中，与使用图4说明的例子同样，从气体导入部82交替向腔室81内供给原料气体和反应气体，利用ALD法在晶片W上形成例如由AlN形成的薄膜。
图7是将作为图1所示的腔室10的半间歇式的成膜装置9的腔室91与上述气体供给***11连接的例子。例如在由扁平的圆筒状的真空容器构成的腔室91内，设置有构成载置台的水平的旋转台92，在该旋转台92上载置多个晶片W，使其通过旋转台92的旋转而公转。另外，对于晶片W利用旋转台92的旋转而通过的区域，设置有用于供给原料气体的原料气体喷嘴93和用于供给反应气体的反应气体喷嘴94。另外，在原料气体喷嘴93与反应气体喷嘴94之间的区域，分别设置有用于供给分离气体例如N2气体的2个分离气体喷嘴951、952。这些原料气体喷嘴93、反应气体喷嘴94、分离气体喷嘴951、952以从腔室91的侧壁向腔室中央水平伸出的方式彼此在周向上分离而配置。
在设置分离气体喷嘴951、952的区域，设置有例如用于将腔室91内的空间分隔成供给原料气体的供给区域911和供给反应气体的供给区域912的分隔部件96。由此，能够抑制原料气体与反应气体在腔室91内混合。另外，供给原料气体的供给区域911和供给反应气体的供给区域912分别经由具有阀971、981的排气流路97、98与未图示的排气机构分别连接。
原料气体喷嘴93构成为经由本发明的原料气体的气体供给***11从原料气体浓缩装置5的浓缩罐51连续供给浓缩后的原料气体。气体供给***11是与上述的实施方式中图1所示的构成同样地构成，但在图7中，载气供给源31与阀412之间的构成省略了图示。另外，反应气体喷嘴94经由反应气体供给流路64与反应气体的供给源641连接。另外，分离气体喷嘴951、952经由具有分离气体供给/切断阀964、流量调节部965的分离气体供给流路963与分离气体的供给源961分别连接。
在该成膜装置9中，随着旋转台92的旋转，晶片W通过原料气体的供给区域911，由此原料气体吸附于晶片表面。接着，晶片W通过反应气体的供给区域912，由此使晶片表面的原料气体与反应气体发生反应而形成膜。这样，晶片W交替通过原料气体的供给区域911和反应气体的供给区域912，由此能够利用ALD法在晶片W上形成例如由AlN形成的薄膜。
以上，用于对基板进行处理的处理气体的原料可以为气体，也可以将例如需要利用原料气体浓缩装置5浓缩的低浓度的原料气体作为“原料气体的原料”。在这种情况下，不需要实施在原料罐设置气化机构使原料气化的工序。另外，在使用图1～图7说明的本发明的气体供给***11中，原料罐所设置的气化机构也可以是构成为向液体的原料鼓入载气而使原料气化的鼓泡机构。另外，气化机构也可以是从喷射器喷射液体的原料并使其直接气化的机构。进一步而言，脱附机构还可以由构成为对浓缩罐内进行减压而使原料气体从多孔质部件脱附的减压机构构成，也可以具有多孔质部件加热机构和减压机构双方。
原料气体与反应气体的组合并不限定于上述的例子。作为原料，在使用卤化金属的情况下，除了AlCl3以外，还可以使用常温下为固体的五氯化钨(WCl5)。例如在使用WCl5作为原料、使用NH3气体作为反应气体、并利用ALD法在晶片W上形成膜的情况下，能够形成氮化钨(WN)。另外，除了卤化金属以外，还可以使用有机金属化合物、有机化合物作为原料。
另外，作为与原料气体反应而形成膜的反应气体，除了NH3气体以外，还可以使用氧气(O2)、臭氧气体(O3)、氢气(H2)、水蒸气(H2O)、过氧化氢气体(H2O2)等。根据需要，该反应气体的供给也可以利用浓缩罐。
在基板上形成膜的装置并不限于上述的图5～图7所记载的成膜装置，也能够应用其它的构成的成膜装置。另外，对用于制造半导体装置的基板所实施的膜的形成，不仅可以实施利用ALD法的成膜处理，也可以实施利用单独供给原料气体并通过热分解进行成膜的热CVD法的成膜处理。另外，本发明对成膜装置没有限定，能够适用于蚀刻装置、原子层蚀刻(ALE：Atomic layer Etching)装置等对基板进行处理的装置。在这种情况下，原料罐内收纳作为用于对基板进行蚀刻处理的处理气体的蚀刻气体的原料。进一步而言，能够适用本发明的基板并不限定于半导体晶片W。例如，可以为FPD(平板显示器，Flat Panel Display)用的玻璃基板。
应当认为本发明公开的实施方式在所有方面都是示例而不是限制。上述的实施方式可以不脱离本发明请求保护的范围及其主旨而以各种方式进行省略、置换、变更。
实施例
接着，对为了评价上述的AlCl3向构成多孔质部件53的金属有机结构体的吸附而实施的吸附实验进行说明。利用在容积为90ml的金属制的耐压容器的内部收纳有2个容积为4ml的管形瓶的装置，实施实验。首先，打开管形瓶的盖，在一个管形瓶内收纳后述的金属有机结构体1.0g，在另一个管形瓶内收纳固体的AlCl3 1.0g。接着，在管形瓶的盖打开的状态下，利用作为载气的Ar气体对耐压容器的内部进行置换后，盖上耐压容器的盖。接着，以耐压容器的内部成为约125℃的方式在烘箱中加热18小时，使AlCl3的气体吸附于金属有机结构体。之后，对于收纳有金属有机结构体的管形瓶，利用电子天平进行称量，实施热重(TG：Thermal Gravimetric)分析。
对以下的(a)～(d)所记载的金属有机结构体(实施例1～4)实施该吸附实验。
(a)包含通过铜离子与1,3,5－苯三羧酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有上述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体(实施例1)。
(b)包含通过铁离子与1,3,5－苯三羧酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有上述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体(实施例2)。
(c)包含通过铬离子与对苯二甲酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有上述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体(实施例3)。
(d)包含通过镧离子与1,3,5－三(4－羧基苯基)苯配位结合而构成的金属配位化合物并且具有上述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体(实施例4)。
另外，作为吸附实验的比较例，也实施AlCl3单独的TG分析。在该比较实验中，在上述耐压容器的内部设置1个上述管形瓶，在该管形瓶内收纳等量的固体的AlCl3，与上述的吸附实验同样地进行TG分析。
关于该评价试验的结果，示于图8。图8中，横轴为温度，纵轴为重量减少比例。另外，关于各自的结果，实施例1用粗虚线表示，实施例2用双点划线表示，实施例3用单点划线表示，实施例4用实线表示，比较例用细虚线表示。其结果，确认了：实施例1～4都随着温度变高，重量减少比例有增加，AlCl3被金属有机结构体吸附，并且由于金属有机结构体的加热，被吸附的AlCl3脱附。
另外，可以理解为，重量减少比例的变化方式因金属有机结构体的种类而不同，因此每种金属有机结构体的细孔的大小、AlCl3的易附着性等不同。因此能够推断，金属有机结构体的细孔的大小等的设计自由度高，根据吸附对象的气体能够设计并制造合适的金属有机结构体。
另外，确认了在作为比较例的AlCl3单独的情况下，在125℃以上的温度下重量减少比例急剧增加，气化正在进行。另一方面，在实施例3和实施例4中，看到了在低于125℃的温度下重量减少比例的增加。因此能够确认，在使用实施例3和实施例4的金属有机结构体的情况下，在低于125℃的温度例如80℃～90℃左右的温度下，AlCl3能够脱附。由此能够理解，在使用AlCl3作为原料的情况下，作为多孔质部件53，更优选使用实施例3和实施例4的金属有机结构体。另外，在实施例1和实施例2所涉及的金属有机结构体中，也确认了AlCl3相对于金属有机结构体的吸附和脱附。因此，如果有除AlCl3以外的能够以更低温脱附的卤化金属、有机金属化合物、有机化合物等，则可以看出在优先吸附这些物质的方面能够利用的可能性。
符号说明
10：腔室；2：原料罐；22：气化机构；4：混合气体流路；5：原料气体浓缩装置；51：浓缩罐；52：脱附机构；53：多孔质部件；6：浓缩气体流路；W：半导体晶片。

Claims (15)

1.一种对用于制造半导体装置的基板进行处理的装置，该装置的特征在于，具有：
腔室，其收纳所述基板；
原料罐，其收纳用于对所述基板进行处理的处理气体的原料；
载气供给部，其构成为向所述原料罐供给载气；
混合气体流路，其与所述原料罐连接，并且流通从所述处理气体的原料得到的处理气体与所述载气的混合气体；
浓缩罐，其与所述混合气体流路的下游连接，并且收纳有多孔质部件，该多孔质部件包含构成为优先吸附所述混合气体所含的所述处理气体的金属有机结构体；
脱附机构，其构成为使吸附于所述多孔质部件的所述处理气体脱附；
浓缩气体流路，其设置于所述浓缩罐与所述腔室之间，并且向所述腔室供给从所述多孔质部件脱附的所述处理气体；和
处理气体供给/切断阀，其设置于所述浓缩气体流路，并且构成为进行所述处理气体向所述腔室的供给、停止，
在所述浓缩气体流路中的所述处理气体供给/切断阀的上游侧连接有用于排出载气的排出流路，在所述排出流路具有排出流路阀。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述原料为液体或固体，
所述原料罐具有构成为使所述处理气体的原料气化而得到所述处理气体的气化机构。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述脱附机构具有多孔质部件加热机构，该多孔质部件加热机构构成为对所述浓缩罐内的所述多孔质部件进行加热而使所述处理气体脱附。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述金属有机结构体选自下述(a)～(d)所述的金属有机结构体：
(a)包含通过铜离子与1,3,5－苯三羧酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有所述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体；
(b)包含通过铁离子与1,3,5－苯三羧酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有所述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体；
(c)包含通过铬离子与对苯二甲酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有所述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体；
(d)包含通过镧离子与1,3,5－三(4－羧基苯基)苯配位结合而构成的金属配位化合物并且具有所述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述浓缩气体流路具有流量调节部，该流量调节部构成为实施所述处理气体的流量调节。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于：
所述气化机构是构成为向液体的所述原料中鼓入所述载气而将所述原料气化的鼓泡机构，或者是构成为对液体或固体的所述原料进行加热而将所述原料气化的原料加热机构。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述处理是在基板上形成膜的处理，所述原料是作为所述膜的原料的卤化金属。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述卤化金属选自包含氯化铝、五氯化钨和四氯化钛的卤化金属。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，具有：
反应气体供给部，其构成为供给与所述处理气体反应而形成所述膜的反应气体，并且具有构成为进行反应气体向所述腔室的供给、停止的反应气体供给/切断阀；和
控制部，
所述控制部构成为控制所述处理气体供给/切断阀和所述反应气体供给/切断阀，使得向所述腔室交替供给所述处理气体和反应气体。
10.一种对用于制造半导体装置的基板进行处理的方法，该方法的特征在于，包括：
向收纳有用于对所述基板进行处理的处理气体的原料的原料罐供给载气而得到处理气体与所述载气的混合气体的工序；
向收纳有包含金属有机结构体的多孔质部件的浓缩罐供给所述混合气体并使所述混合气体中的所述处理气体优先吸附于所述多孔质部件的工序；
使吸附于所述多孔质部件的所述处理气体脱附的工序；
在进行优先吸附处理气体的工序的同时或之后经由在浓缩气体流路中的处理气体供给/切断阀的上游侧连接的排出流路将载气排出的工序；和
将所述脱附的所述处理气体供给于收纳有基板的腔室并对所述基板进行处理的工序，
所述浓缩气体流路设置于所述浓缩罐与所述腔室之间，
所述处理气体供给/切断阀设置于所述浓缩气体流路，并且构成为进行所述处理气体向所述腔室的供给、停止。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述原料为液体或固体，
所述方法包括在收纳有原料的原料罐内使所述处理气体的原料气化而得到所述处理气体的工序。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
在使所述处理气体脱附的工序中，对所述浓缩罐内的所述多孔质部件进行加热，使所述处理气体脱附。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述金属有机结构体选自下述(a)～(d)所述的金属有机结构体：
(a)包含通过铜离子与1,3,5－苯三羧酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有所述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体；
(b)包含通过铁离子与1,3,5－苯三羧酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有所述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体；
(c)包含通过铬离子与对苯二甲酸配位结合而构成的金属配位化合物并且具有所述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体；
(d)包含通过镧离子与1,3,5－三(4－羧基苯基)苯配位结合而构成的金属配位化合物并且具有所述金属配位化合物多个集聚而形成的细孔结构的金属有机结构体。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述处理是在基板上形成膜的处理，所述原料是作为所述膜的原料的卤化金属。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述卤化金属选自包含氯化铝、五氯化钨和四氯化钛的卤化金属。
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