JP4845385B2 - 成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は成膜装置に係り、特に、有機金属などの液体若しくは気液混合状態の原料を気化することにより得た原料ガスを用いて成膜を行う装置の構造に関する。

一般に、有機金属の液体原料や、有機金属の原料を溶媒中に溶解させて液体化させた原料などを気化器にて気化させて原料ガスを形成し、この原料ガスを用いて成膜を行う成膜装置、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長）装置が知られている。この種の成膜装置の典型例としてはＭＯ（有機金属）ＣＶＤ装置があり、ＰＺＴ（Ｐｂ−Ｚｒ−Ｔｉ酸化物）やＢＳＴ（Ｂａ−Ｓｔ−Ｔｉ酸化物）などの高誘電率薄膜、Ｗなどの金属薄膜、ＩｎＰなどの半導体薄膜を成膜する場合等に用いられている（例えば、以下の特許文献１参照）。また、化学反応を生じさせるエネルギーの供給方式としては、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ、プラズマＣＶＤなどが知られている。

上記の成膜装置では、気化器の内部や成膜室へ向かう原料ガスの輸送経路において、原料の固化や分解などによって生ずる微細粒子（以下、単に「パーティクル」という。）が発生する場合がある。このパーティクルが発生すると、成膜室内に導入されて基板上に堆積し、薄膜の品位の低下をもたらすので、絶縁特性の悪化などの製品不良を招くという問題点がある。

そこで、従来から、気化器の出口にフィルタを配置する方法（例えば、以下の特許文献２参照）や、ガス供給源と成膜室との間にフィルタ（ラインフィルタ）を配置する方法（例えば、以下の特許文献３参照）などが提案されている。これらの方法では、上記の各フィルタによって上流側から流下してくるパーティクルを捕捉して下流側へ流さないようにすることで、成膜室へ導入されるパーティクル量を低減している。
特開平１０−１７７９７１号公報 特開平７−９４４２６号公報 特開平５−６８８２６号公報

しかしながら、前述のフィルタを用いたパーティクルの低減方法では、フィルタによって上流側から流下してくるパーティクルを捕捉しているにも拘らず、成膜室内の基板上に到達するパーティクル量が充分に低減されないという問題点があった。この原因は必ずしも明らかではないが、一般的には、例えば、細かなパーティクルがフィルタの目を通過して下流側において成長したり、微細な原料飛沫（残留ミスト）がフィルタを通過した後に下流側においてパーティクルになったりすることが考えられる。

ところが、細かなパーティクルや原料飛沫をも捕捉できるようにフィルタの目を小さくするなど、フィルタの捕捉効率を高くすると、フィルタが短期間で目詰まりを起こすため、原料ガスの供給量を維持するためには、フィルタの清掃や交換などのメンテナンス作業を頻繁に行う必要がある。

また、上記の原因としては、成膜室の内部の堆積物からパーティクルが発生したりすることも考えられる。すなわち、成膜室の内部においても、チャンバ内面やサセプタ周辺などに付着した堆積物が剥離してパーティクルを生ずるため、フィルタによってガス供給側のパーティクル量を低減しても、成膜室内のパーティクル発生によりフィルタの効果が得られない状況にある可能性もある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、原料ガスの輸送経路にフィルタを配置した成膜装置において、パーティクル量を従来よりも有効に低減することのできる新規な構造を提供することにある。また、別の課題は、充分なフィルタ効果を得つつ、フィルタに対するメンテナンス頻度を低減することもできる構造を提供することにある。さらに、異なる課題は、成膜室の内部におけるパーティクルの発生量を抑制することにより、パーティクルによる不具合を低減することのできる構造を提供することにある。

本願発明者らは、上記のように原料ガスの輸送経路にフィルタを配置した成膜装置において、成膜室へ導入されるパーティクル量が低下しない原因を種々検討している過程で、輸送経路の内面とフィルタとの間の隙間をガス流が通過していることに気づいた。

従来のフィルタは、金属繊維や金属のリボン材を押し固めてなるフィルタ素材の外縁を、表裏両側から金属製の一対のリング状の薄板材で挟みこみ、これらの薄板材の外縁を相互に溶接することによって一体に構成される。そして、このフィルタの外縁に上記一対の薄板材を貫通する取付孔が設けられ、この取付孔にボルトを挿通させて輸送経路の内面にネジ止めすることによって、フィルタが輸送経路の内面に締付固定される。ところが、このフィルタの外縁には上述のように一対の薄板材が相互に溶接された状態で固定されているので、ボルトでフィルタの外縁を締め付けると、ボルトの固定部分において一対の薄板材が変形して局部的に内面に押し付けられた状態になることによりフィルタの外縁に歪みが発生するとともに、ボルトで固定されていない部分（すなわちボルトとボルトの間にある部分）における密着力が不足するため、当該部分において輸送経路の内面との間に隙間が発生しやすくなる。

また、通常、原料ガスを高温に維持した状態で成膜室に導入するために原料ガスの輸送経路及びフィルタは常時加熱されているため、フィルタと輸送経路の内面の熱膨張率の差異によって上記隙間が形成されたり、拡大したりすることが考えられる。例えば、上記のフィルタが加熱されると、輸送経路の内面よりも薄板材が余分に熱膨張することにより上記部分が湾曲し、上述の隙間が大きくなる場合が考えられる。そして、実際に発明者らが観察したところによると、フィルタの上記部分及びこれに対向する輸送経路の内面には原料ガスが通過した筋状の痕跡（堆積物の付着縞）が生じていた。

本発明の成膜装置は、液体若しくは気液混合物で構成される原料を供給する原料供給部と、前記原料を気化して原料ガスを生成する原料気化部と、生成された前記原料ガスを用いて成膜処理を行う成膜部とを有する成膜装置である。そして、本願発明者らは、上記の隙間の発生を防止するための種々の検討を行った結果、以下の発明に到達したものである。すなわち、第１の発明は、上記の成膜装置において、前記原料気化部から前記成膜部の導入部分に至る前記原料ガスの輸送経路の途中にフィルタが配置され、前記フィルタの外縁は、当該外縁よりも押圧方向に高い剛性を備えた環状の支持部材により全周に亘って前記輸送経路の内面に対して押圧固定され、しかも、前記輸送経路の内面と前記支持部材との間で圧縮された状態にあることを特徴とする。

この発明によれば、フィルタの外縁がそれよりも押圧方向に高い剛性を備えた環状の支持部材により全周に亘って輸送経路の内面に対して押圧固定されていることにより、フィルタの外縁を内面に対して全周に亘ってほぼ均等な押圧力で固定することができるとともに、フィルタの外縁が輸送経路の内面と支持部材との間で圧縮された状態にあることにより、フィルタの外縁と輸送経路の内面との間に隙間が生ずることを防止できる。したがって、フィルタの外縁と輸送経路の内面との間を原料ガスが流通することがなくなるので、上記隙間を通してパーティクルや未気化の原料（残留ミスト）がフィルタの下流側へ漏出することが防止され、パーティクルが下流の成膜部へ導入されることが防止される。

本発明において、前記フィルタの外縁は、前記輸送経路の内面に対して径方向に凹凸形状を有した状態で密着固定されていることが好ましい。これによれば、フィルタの外縁と輸送経路の内面とが径方向に凹凸形状を有した状態で密着固定されていることにより、フィルタの外縁と輸送経路の内面との間の気密性をさらに高めることができる。

次に、第２の発明は、上記成膜装置において、前記原料気化部から前記成膜部の導入部分に至る前記原料ガスの輸送経路の途中にフィルタが配置され、前記フィルタの外縁は、当該外縁よりも押圧方向に高い剛性を備えた環状の支持部材により、前記輸送経路の内面に対して直接接触しているとともに前記フィルタの外縁よりも低い剛性を備えた環状のシール部材に対して全周に亘って押圧固定されていることを特徴とする。

この発明によれば、フィルタの外縁がそれよりも押圧方向に高い剛性を備えた環状の支持部材によって押圧固定されているので、フィルタの外縁を環状のシール部材に対して全周に亘って均等な押圧力で固定することができるとともに、当該シール部材がフィルタの外縁よりも低い剛性を備えていることにより、支持部材による押圧力に起因してフィルタの外縁と輸送経路の内面との間でシール部材が圧縮変形されるため、フィルタの外縁と輸送経路の内面との間に隙間が生ずることを防止できる。したがって、フィルタの外縁と輸送経路の内面との間を原料ガスが流通することがなくなるので、上記隙間を通してパーティクルや未気化の原料がフィルタの下流側へ漏出することを防止することができる。

本発明において、前記フィルタの外縁は、フィルタ素材そのもので構成されていることが好ましい。これによれば、外縁がフィルタ素材そのもので構成されていることにより、フィルタ全体をフィルタ素材で一体に構成できるなど、その構造を簡易なものとすることができるとともに、フィルタの外縁とその内側のフィルタ素材との間の気密性を考慮する必要もなくなるので、フィルタ性能を犠牲にすることなしにフィルタの製造コストを低減できる。また、フィルタ素材で構成された外縁を直接に輸送経路の内面に圧接させることで、フィルタ素材が輸送経路の内面形状に整合した態様で圧縮変形されるために輸送経路の内面に対する密着性が向上し、また、その圧縮状態により輸送経路の内面に対するフィルタの当接部分が緻密に構成されるようになるため、フィルタの外縁と輸送経路の内面との間の気密性をさらに向上させることが可能になる。

本発明において、前記フィルタの外縁は、内側に配置されたフィルタ素材に対して隙間なく接続された、別素材からなる外縁部材で構成されていることが好ましい。これによれば、上記第１の発明においては、剛性の高い支持部材が外縁部材を全周に亘って押圧することにより、外縁部材が輸送経路の内面に整合する態様で圧縮変形されるので、フィルタの外縁と輸送経路の内面との間の気密性を確保できる。また、上記第２の発明においては、剛性の高い支持部材が外縁部材を全周に亘って押圧することにより、外縁部材がシール部材に対して均一に押圧されるので、シール部材を介してフィルタの外縁と輸送経路の内面との間の気密性を確保できる。

さらに、本明細書に開示された成膜装置においては、液体若しくは気液混合物で構成される原料を供給する原料供給部と、前記原料を気化して原料ガスを生成する原料気化部と、生成された前記原料ガスを用いて成膜処理を行う成膜部とを有する成膜装置において、前記原料気化部から前記成膜部の導入部分に至る前記原料ガスの輸送経路の途中にフィルタが配置され、前記フィルタの外縁は、内側に配置されたフィルタ素材の外周部に対して気密に接続され、しかも、前記フィルタ素材よりも押圧方向に高い剛性を備えた環状の外縁部材により構成され、前記輸送経路の内面に対して全周に亘って押圧固定される。

この装置によれば、フィルタの外縁が、内側に配置されたフィルタ素材の外周部に気密に接続され、フィルタ素材よりも押圧方向に高い剛性を備えた環状の外縁部材によって構成されているので、外縁部材を輸送経路の内面に対して全周に亘って均等な押圧力で固定することができるとともに、当該外縁部材がフィルタ素材よりも高い剛性を備えていることにより、フィルタの外縁と輸送経路の内面との間に隙間が生ずることを防止できる。したがって、フィルタの外縁と輸送経路の内面との間を原料ガスが流通することがなくなるので、上記隙間を通してパーティクルや未気化の原料がフィルタの下流側へ漏出することを防止することができる。

上記各発明において、前記フィルタの前記外縁以外の内側部分には、前記フィルタを加熱する伝熱部が当接していることが好ましい。これによれば、伝熱部によってフィルタの内側部分にも熱が伝達されるので、原料ガスの流れや未気化原料の気化などにより生ずるフィルタの内側部分の温度低下を低減することができることから、フィルタの目詰まりを抑制することができ、メンテナンス作業を削減することができる。

本発明において、或いは、液体若しくは気液混合物で構成される原料を供給する原料供給部と、前記原料を気化して原料ガスを生成する原料気化部と、生成された前記原料ガスを用いて成膜処理を行う成膜部とを有する成膜装置において、前記原料ガスの輸送経路は、前記成膜部に向けて上方若しくは斜め上方に伸びる上昇ライン部分を有することが好ましい。これによれば、原料ガスの輸送経路が成膜部に向けて上方若しくは斜め上方に伸びる上昇ライン部分を有することにより、輸送経路に混入したパーティクルが成膜部に進むことを抑制できるため、成膜部の内部に導入されるパーティクル量を低減できる。

ここで、上記の上昇ライン部分は、成膜部と、この成膜部に対して原料ガスの供給・停止を行うガス導入バルブとの間に設けることが望ましい。上昇ライン部分が原料ガスの輸送経路の上流側部分に設けられていると、それよりも下流側の輸送経路中にて発生したパーティクルの進行を抑制することはできないが、上記のように原料ガスの輸送経路のうち最も成膜部に近い領域に上昇ライン部分を設けることにより、輸送経路の大部分において発生したパーティクルの進行を抑制できるため、成膜部内のパーティクル量の低減効果をさらに高めることができる。

この場合に、前記輸送経路には、前記成膜部に対して原料ガスの供給・停止を行うガス導入バルブが設けられ、該ガス導入バルブ、又は、前記ガス導入バルブ近傍の前記成膜部側部分に、パージガスを導入するためのパージラインが接続されていることが好ましい。これによれば、ガス導入バルブを停止したときの原料ガスの滞留空間（ガス導入バルブと成膜室との間の配管内の空間）をなくすか、或いは、低減することができるため、配管内に原料ガスが滞留することがなくなり、或いは、原料ガスが滞留してもパージガスによりその原料ガスを迅速かつ十分に希釈・置換することができることから、配管内における原料ガスの滞留に起因するパーティクルの発生を防止することができる。

本発明において、或いは、液体若しくは気液混合物で構成される原料を供給する原料供給部と、前記原料を気化して原料ガスを生成する原料気化部と、生成された前記原料ガスを用いて成膜処理を行う成膜部とを有する成膜装置において、前記成膜部には、基板を配置する成膜領域を備えた載置部材の周囲に配置される金属製のシールド部材を有することが好ましい。これによれば、成膜部において上記載置部材（サセプタ或いは下部電極）の周囲に金属製のシールド部材を配置することにより、シールド部材の熱伝導性が良好になるので、シールド部材に付着した堆積物が剥離しにくくなることから、成膜部内におけるパーティクルの発生を抑制することができる。

本発明において、或いは、液体若しくは気液混合物で構成される原料を供給する原料供給部と、前記原料を気化して原料ガスを生成する原料気化部と、生成された前記原料ガスを用いて成膜処理を行う成膜部とを有する成膜装置において、前記成膜部には、基板を載置する成膜領域を備えた載置部材を有し、前記成膜領域の周囲には、前記基板を位置決めするための複数の離散的に配置された位置決め突起が設けられていることが好ましい。これによれば、基板を位置決めするための手段として、基板の成膜領域の周囲に複数の位置決め突起が離散的に配置されていることにより、基板上からその外周側へと向かうガスの滞留を低減することができるので、成膜領域の周囲における堆積物の量を低減することができるため、成膜部内におけるパーティクルの発生を抑制することができる。

この場合に、前記載置部材は、前記成膜領域から前記位置決め突起の外側に亘る範囲が、同素材で一体に構成され、しかも、他の部材により覆われていないことが好ましい。これによれば、基板の載置される成膜領域から、その周囲にある位置決め突起の外側にまで亘る範囲が、同素材で一体に構成されているとともに他の部材によって覆われていないことにより、基板の周囲の温度変化が少なくなる上にガスの滞留も少なくなり、堆積物の量が低減されると同時にその堆積物が剥離しにくくなることから、パーティクルの発生がさらに低減される。ここで、載置部材における同素材で一体に構成され、しかも、他の部材により覆われていない範囲が、上記位置決め突起から成膜領域の半径の３０％以上離れた位置まで広がっていることが好ましい。特に、上記範囲は、上記位置決め突起から成膜領域の半径の４５％以上離れた位置まで広がっていることがより望ましい。

本発明において、或いは、液体若しくは気液混合物で構成される原料を供給する原料供給部と、前記原料を気化して原料ガスを生成する原料気化部と、生成された前記原料ガスを用いて成膜処理を行う成膜部とを有する成膜装置において、前記原料気化部と前記成膜部との間にはガス導入バルブが設けられ、当該ガス導入バルブは、少なくとも前記原料ガスの前記成膜部への供給を制御するダイヤフラム弁を有し、当該ダイヤフラム弁は、ダイヤフラムが臨むバルブ室に開口する導入側開口部と導出側開口部とを備え、前記導入側開口部の開口面積と、前記導出側開口部の開口面積とがほぼ等しいことが好ましい。

本発明において、或いは、液体若しくは気液混合物で構成される原料を供給する原料供給部と、前記原料を気化して原料ガスを生成する原料気化部と、生成された前記原料ガスを用いて成膜処理を行う成膜部とを有する成膜装置において、前記原料気化部と前記成膜部との間にはガス導入バルブが設けられ、当該ガス導入バルブは、少なくとも前記原料ガスの前記成膜部への供給を制御するダイヤフラム弁を有し、当該ダイヤフラム弁は、ダイヤフラムが臨むバルブ室に開口する導入側開口部と導出側開口部とを備え、一方の開口部が前記バルブ室の中央に設けられ、他方の開口部が前記バルブ室の周辺に設けられ、前記他方の開口部の開口形状が前記バルブ室の中心の周りを周回する方向に延長された形状であるか、或いは、前記他方の開口部が前記バルブ室の中心の周りを周回する方向に複数配置されていることが好ましい。

本発明によれば、成膜部内のパーティクル量を大幅に低減することができ、成膜品位を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１は、本実施形態の成膜装置の全体構成を模式的に示す概略構成図である。本実施形態の成膜装置１００は、原料供給部１１０と、この原料供給部１１０から供給される原料を気化する原料気化部１２０と、原料気化部１２０にて気化された原料ガスを用いて成膜を行う成膜部１３０と、この成膜部１３０の内部を排気する排気部１４０と、上記の原料気化部１２０にて気化された原料ガスを上記の成膜部１３０へ輸送する輸送経路１５０とを備えている。

［全体構成］
原料供給部１１０は、複数の容器１１１Ａ〜１１１Ｄと、これらの複数の容器のそれぞれに接続された個別供給ライン１１２Ａ〜１１２Ｄと、これらの個別供給ラインの途中にそれぞれ設けられた流量制御器１１３Ａ〜１１３Ｄと、Ａｒその他の不活性ガスなどを供給するキャリアガス源に接続された流量制御器１１４に接続されるとともに、上記の個別供給ライン１１２Ａ〜１１２Ｄが共に接続される原料供給ライン１１５とを備えている。上記複数の容器１１１Ａ〜１１１Ｄには、溶媒や液体原料などが収容され、これらの溶媒や液体原料は、圧送用ガスライン（Ｈｅなどの不活性ガスを容器に導入するライン）１１０Ｔによる加圧作用などによって個別供給ライン１１２Ａ〜１１２Ｄにそれぞれ送り出される。そして、流量制御器１１３Ａ〜１１３Ｄによって流量制御された溶媒や液体原料がキャリアガスの流れる原料供給ライン１１５に押し出されるようになっている。

例えば、上記の成膜装置１００によってＰＺＴ（Ｐｂ［Ｚｒ_１−ｘＴｉ_ｘ］Ｏ_３）の誘電薄膜を成膜しようとする場合には、容器１１２Ａには酢酸ブチルなどの有機溶媒が収容され、容器１１２ＢにはＰｂ（ＤＰＭ）_２などの有機Ｐｂ原料が収容され、容器１１２ＣにはＺｒ（Ｏ−ｔ−Ｂｕ）_４などの有機Ｚｒ原料が収容され、容器１１２ＤにはＴｉ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）_４などの有機Ｔｉ原料が収容される。ＰＺＴ薄膜は、上記各原料から生成された原料ガスと、後述する反応ガスであるＮＯ_２などの酸化剤とを反応させることによって形成される。

また、原料供給部１１０には、Ａｒその他の不活性ガスなどの噴霧ガスを供給するための流量制御器１１６及び噴霧ガス供給ライン１１７と、Ｏ_２，Ｏ_３，ＮＯ_２などの酸化性反応ガスを供給する流量制御器１１８及び反応ガス供給ライン１１９とが設けられている。なお、図示例では、上記の噴霧ガスの供給系及び反応ガスの供給系が原料供給部１１０内に包含されるように構成されているが、原料供給部１１０とは別に設けられていても構わない。

原料気化部１２０には、気化容器１２１と、上記原料供給ライン１１５及び噴霧ガス供給ライン１１７が接続された噴霧ノズル１２２とが設けられ、噴霧ノズル１２２は、気化容器１２１の内部に構成された原料気化空間１２０Ａに開口し、原料気化空間１２０Ａ内に上記の原料をミスト状に噴霧するように構成されている。ここで、上記原料供給部１１０の構成では、原料供給ライン１１５において液体原料がキャリアガスによって搬送され、気液混合状態で原料気化部１２０に供給されるように構成されているが、原料供給ライン１１５において液体原料のみを供給するようにしてもよい。

原料気化部１２０の原料気化空間１２０Ａでは、噴霧ノズル１２２から噴霧されたミストが気化面１２０Ｂによって直接若しくは間接的に加熱されることにより気化され、原料ガスが生成される。この原料ガスは、遮蔽板１５４と原料ガス送出部１５０Ｘの隔壁１５１によって構成される内部空間１５０Ａ内に導入され、フィルタ１５３を通過して原料ガス輸送ライン１５０Ｓに導入される。原料ガス輸送ライン１５０Ｓは原料ガス輸送ライン１５０Ｔに接続されている。ここで、原料ガス輸送ライン１５０Ｓと原料ガス輸送ライン１５０Ｔとの間にはラインフィルタ１５０Ｆが介在している。ただし、後述するようにラインフィルタ１５０Ｆを設けなくてもよい。原料ガス輸送ライン１５０Ｔは、ガス導入バルブ１５０Ｖを介して原料ガス輸送ライン１５０Ｕに接続され、この原料ガス輸送ライン１５０Ｕは、成膜部１３０に導入されている。上記の原料ガス送出部１５０Ｘ、原料ガス輸送ライン１５０Ｓ、（ラインフィルタ１５０Ｆ）、原料ガス輸送ライン１５０Ｔ、ガス導入バルブ１５０Ｖ、及び、原料ガス輸送ライン１５０Ｕは、上述の原料ガスの輸送経路を構成する。

また、図１に示すように、原料供給部１１０には、Ａｒガスなどの不活性ガスその他のパージガスを流量制御器１１０Ｘにより流量制御して送り出すパージライン１１０Ｐが設けられ、このパージライン１１０Ｐはパージバルブ１１０Ｙを介して原料ガスの輸送経路に接続されている。パージラインは、従来一般には、原料ガス輸送ラインの成膜部１３０近傍部分や成膜部１３０のガス導入部１３２などに接続されていたが、本実施形態の場合、パージライン１１０Ｐは、原料ガスの輸送経路のうち、ガス導入バルブ１５０Ｖの近傍位置にある部分に接続されている。より具体的には、図示例では、パージライン１１０Ｐは原料ガス輸送ライン１５０Ｕのうちガス導入バルブ１５０Ｖの近傍にある部分に接続されている。

原料ガス輸送ライン１５０Ｓにはバイパスライン１４０Ｓが接続され、このバイパスライン１４０Ｓは後述する排気ライン１４０Ｘに接続されている。また、ガス導入バルブ１５０Ｖはバイパスライン１４０Ｔに接続され、このバイパスライン１４０Ｔもまた排気ライン１４０Ｘに接続されている。

成膜部１３０には、密閉可能な構造を有する成膜容器１３１と、この成膜容器１３１の内部にガスを供給するためのガス導入部１３２と、成膜対象となる基板を載置するためのサセプタ１３３と、サセプタ１３３を加熱するための加熱ランプなどで構成される加熱手段１３４とが設けられている。ガス導入部１３２には上記の原料ガス輸送ライン１５０Ｕ及び反応ガス供給ライン１１９が導入され、サセプタ１３３上に配置された基板に向けて原料ガス及び反応ガスを流すように構成されている。ガス導入部１３２は本実施形態の場合、サセプタ１３３の基板載置面に対向する多数の原料ガス導入口及び反応ガス導入口を備えたシャワーヘッド構造を有する。

上記成膜容器１３１には排気ライン１４０Ａが接続され、圧力調整弁１４０Ｂを介して排気トラップ１４１Ａ及びドライポンプなどの真空ポンプ１４２に接続されている。また、この真空ポンプ１４２には、上記バイパスライン１４０Ｓ，１４０Ｔが接続された排気ライン１４０Ｘが排気トラップ１４１Ｘを介して接続されている。なお、上記排気部１４０は、排気ライン１４０Ａ、圧力調整弁１４０Ｂ、排気トラップ１４１Ａ、真空ポンプ１４２、バイパスライン１４０Ｓ，１４０Ｔ、排気ライン１４０Ｘ、排気トラップ１４１Ｘによって構成される。

上記排気部１４０によって成膜部１３０の成膜容器１３１の内部は圧力調整弁１４０Ｂにより制御された所定の圧力に減圧された状態とされ、この状態で、上記ガス導入部１３２によって導入された原料ガスと反応ガスとが反応してサセプタ１３３に載置された基板上に薄膜が形成される。なお、本実施形態の成膜装置１００は、後述するようにプラズマＣＶＤ装置として構成された例を示すものであるが、成膜部１３０において設けられる高周波電源やマッチング回路などのプラズマ発生手段については、図示及び説明を省略する。

<第１実施例>［原料気化部及び原料ガスの輸送経路の詳細構造］
図２は、上記原料気化部１２０の構造をより詳細に示す縦断面図である。原料気化部１２０には、上記原料気化空間１２０Ａを画成する気化容器１２１の隔壁内に設置されたヒータなどの加熱手段１２３を備えている。この加熱手段１２３によって気化面１２０Ｂが加熱され、この気化面１２０Ｂからの放射熱によって原料気化空間１２０Ａ内も加熱されている。気化容器１２１には開口部１２４が設けられ、この開口部１２４と原料気化空間１２０Ａとの間にフィルタ１２５が配置されている。また、開口部１２４は原料気化空間１２０Ａの圧力を検出するための図示しない圧力ゲージ（キャパシタンスマノメータ）を取り付ける検出用ライン１２６に接続されている。

原料ガス送出部１５０Ｘは、原料気化空間１２０Ａにおいて気化された原料ガスを、原料ガス輸送ライン１５０Ｓに送り出す部分である。原料ガス送出部１５０Ｘには、隔壁１５１における原料気化空間１２０Ａ側の内面の凹部形状により内部空間１５０Ａが構成され、この内部空間１５０Ａを介して原料気化空間１２０Ａが原料ガス輸送ライン１５０Ｓに連通している。また、隔壁１５１の内部（収容孔１５１ａ）にはヒータなどの加熱手段１５２が配置され、内部空間１５０Ａを加熱するようになっている。さらに、内部空間１５０Ａ内には上記のフィルタ１５３及び遮蔽板１５４が配置され、また、隔壁１５１の内面には、上記内部空間１５０Ａに凸部状に突出してフィルタ１５３に当接する柱状の伝熱部１５５が設けられている。

また、内部空間１５０Ａに配置されるフィルタ１５３を構成するフィルタ素材は、パーティクル捕捉機能を有する通気性のある素材を用いることができるが、例えば、多孔質素材、細孔を多数備えた素材、繊維・線材・帯材などを押し固めた（焼結した）素材、網目（メッシュ）状素材などが挙げられる。より具体的には、高温（例えば、１８０℃〜３５０℃程度、ただし、原料の気化温度や分解温度によって適宜に設定される。）に耐えられる極細状の金属繊維若しくは金属線材（たとえばステンレス鋼で構成されたもの）を適度に圧縮成形してなるフィルタ素材を用いることができる。ここで、上記金属繊維の径は０．０１〜３．０ｍｍ程度であることが好ましい。また、繊維・線材・帯材などの他に、熱伝導性の高い、球状その他の粒状材料を焼結してなる焼結材を用いてもよい。これらの種々のフィルタ素材の構成材料としては、セラミックス、石英などの非金属材料や、ステンレス鋼、アルミニウム、チタン、ニッケルなどの非鉄金属材料及びこれらの合金材料などが挙げられる。

図３（ａ）は、上記原料ガス送出部１５０Ｘを原料気化空間１２０Ａ側から見た様子を示す内面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面を示す縦断面図、図４は図３（ｂ）に示す断面の一部を拡大して示す拡大部分断面図である。フィルタ１５３は上記内部空間１５０Ａの流通断面を全て覆うように配置され、その外縁は、周囲にある隔壁１５１の内面に接触し接続固定されている。より具体的には、フィルタ１５３の外縁は、環状の支持部材１５８を介して固定ネジ１５８ａにより隔壁１５１の内面に密着固定されている。すなわち、図４に示すように、固定ネジ１５８ａを支持部材１５８及びフィルタ１５３の外縁１５３ａに貫通させて隔壁１５１にねじ込むことにより、固定ネジ１５８ａの締付力により支持部材１５８がフィルタ１５３の外縁１５３ａを隔壁１５１の内面に押し付けるようになっている。図示例の場合、支持部材１５８はリング状の平面形状を有しているので、フィルタ１５３の外縁１５３ａを全周に亘って押圧することができる。一方、フィルタ１５３の外縁１５３ａは、この外縁１５３ａ以外の内側部分と同様に上述のフィルタ素材で構成されている。すなわち、フィルタ１５３は、その外縁１５３ａを含め全体が均一で一体のフィルタ素材で構成されている。

上記の支持部材１５８は、例えばステンレス鋼などで構成され、フィルタ１５３の外縁よりも押圧方向に高い剛性を備えたものである。また、この支持部材１５８は、その周回方向に沿って均一な押圧構造を有し、その結果、フィルタ１５３の外縁を均一に押圧できるように構成されている。具体的には、支持部材１５８は周回方向に同一の断面形状を有し、かつ、均一な素材で構成されている。本実施形態において、支持部材１５８はフィルタ１５３の素材と同様のステンレス鋼で構成されているが、フィルタ１５３のように通気性を有する構造（多孔質若しくは帯形状や粒形状の素材を押し固めた材質）よりも押圧方向に高い剛性を有し、かつ、その周回方向に均一な押圧構造を有する中実材質（ムク材質）で構成されている。特に、支持部材１５８は、フィルタ１５３を周回方向に均一に押圧し、しかも、その押圧方向（厚さ方向）の剛性をさらに高めるために、図示例のようにフィルタ１５３の外縁１５３ａよりも厚く（好ましくは２倍若しくはそれ以上の厚さに）形成されていることが好ましい。

本実施形態において、フィルタ１５３の外縁１５３ａは、上記支持部材１５８と隔壁１５１との間で圧縮された状態にある。すなわち、固定ネジ１５８ａを締め付けることにより、フィルタ１５３の外縁１５３ａは、周回方向に均一な押圧構造を有し、かつ、剛性の高い支持部材１５８により隔壁１５１の内面に押圧固定され、これによって全周に亘って押しつぶされた状態となっている。

図３に示すように、フィルタ１５３の上記外縁１５３ａ以外の部分（以下、単に「内側部分」という。）には、隔壁１５１より内側に突出する伝熱部１５５，１５７が当接している。この伝熱部１５５，１５７は、隔壁１５１の内面上に突出した柱形状を備えている。これにより、フィルタ１５３の内側部分は伝熱部１５５，１５７を介して隔壁１５１に熱接触していることになるので、フィルタ１５３は外縁１５３ａばかりでなく、内側部分の上記伝熱部１５５，１５７に当接している部分でも熱を受けることになる。また、上記の伝熱部１５５，１５７は、フィルタ１５３の内側部分を支持する支持体としても機能している。

上記の伝熱部１５５，１５７は、熱伝導性の良い金属（たとえばステンレス鋼、ニッケル、銅、クロム及びこれらの合金など）により構成される。伝熱部１５５の横断面は長円形の柱状に構成され、伝熱部１５７の横断面は円形の柱状に構成されている。なお、これらの伝熱部１５５，１５７は、図示例では隔壁１５１内に配置されたヒータ等の加熱手段１５２により間接的に加熱されているが、これらの伝熱部自体が加熱手段で構成されていてもよく、また、伝熱部の内部に加熱手段を埋め込んでも構わない。

また、フィルタ１５３の原料気化空間１２０Ａ側には、遮蔽板１５４が隣接配置されている。この遮蔽板１５４は、例えば、ステンレス鋼などの熱伝導性材料（金属材料）で構成されている。この遮蔽板１５４は原料気化空間１２０Ａに面していて、原料気化空間１２０Ａに対してフィルタ１５３を平面的に覆った形状に構成されている。遮蔽板１５４（の外縁）と隔壁１５１の内面との間には、上記原料気化空間１２０Ａと上記内部空間１５０Ａとを連通させる連通開口部１５０Ｂが設けられている。

遮蔽板１５４は、上記フィルタ１５３とともに、スペーサ１５６を介して伝熱部１５５に固定されている。スペーサ１５６は、伝熱性の良い部材、例えばＡｌやステンレス鋼等の金属、セラミックスなどで構成される。なお、固定ネジ１５６ａは遮蔽板１５４及びスペーサ１５６を伝熱部１５５に固定する固定手段である。また、これと同様の固定手段がフィルタ１５３を伝熱部１５７に固定するためにも用いられている。フィルタ１５３及び遮蔽板１５４は、伝熱部１５５及びスペーサ１５６を介して加熱手段１５２からの伝導熱を受けることにより加熱されているが、遮蔽板１５４は、原料気化空間１２０Ａに臨む気化面１２０Ｂからの輻射熱を受けることによっても加熱されている。

本実施形態では、延長された平面形状を有する伝熱部１５５の内部に、隔壁１５１に設けられた穴１５１ｂに導入された温度センサ（例えば熱電対）１５９の検出点が配置されている。これによって、伝熱部１５５の温度、すなわちフィルタ部材１５３の温度にきわめて近い温度を検出することができる。そして、この温度センサ１５９の出力は、図示しない温度制御回路などに接続され、この温度制御回路は、温度センサ１５９の出力に基づいて加熱手段１５２を制御するように構成できる。このように、本実施形態では、伝熱部１５５の温度を検出して加熱手段１５２を制御することができることから、遮蔽板１５４の温度の制御性が向上するため、遮蔽板１５４の温度低下を低減することができる。この場合、加熱手段１５２の設定温度は気化面１２０Ｂに対する設定温度と同一にすることが好ましい。

この実施形態においては、原料供給ライン１１５から供給される原料は噴霧ノズル１２２において原料気化空間１２０Ａ内に噴霧され、ここで噴霧された原料のミストは、一部が飛行中に気化するとともに、加熱手段１２３によって加熱されている気化面１２０Ｂに到達することによっても加熱され、気化される。原料を気化させるためには、気化面１２０Ｂは、加熱手段１２３によって原料の分解温度より低く、かつ、原料の気化温度より高い温度範囲に加熱される。たとえば、１００〜３５０℃程度であることが好ましい。

このようにして原料気化空間１２０Ａにて生成された原料ガスは、遮蔽板１５４を回避して流通開口部１５０Ｂから内部空間１５０Ａに導入される。ここで、内部空間１５０Ａに導入された原料ガスはフィルタ１５３を通過し、原料ガス輸送ライン１５０Ｓに送出される。ここで、内部空間１５０Ａに導入された原料ガスには、原料気化空間１２０Ａにおいて気化されない微細な残留ミストが含まれているが、これらの残留ミストはフィルタ１５３に到達して捕捉され、更に加熱手段１５２から伝熱部１５５，１５７を介してフィルタ１５３に伝えられた熱によって気化される。このフィルタ１５３もまた、上記気化面１２０Ｂと実質的に同じ温度範囲になるように加熱されることが好ましい。

本実施形態において、フィルタ１５３の外縁１５３ａは、当該外縁１５３ａよりも剛性の高い支持部材１５８によって全周に亘って隔壁１５１の内面に押圧固定されているので、支持部材１５８による押圧力は全周に亘って均一にフィルタ１５３の外縁１５３ａに及ぼされる。また、隔壁１５１とフィルタ１５３の外縁１５３ａとの間に熱膨張率の差が存在することにより、加熱手段１５２などにより加熱されたときに両者の熱膨張量に差異が生じても、フィルタ１５３の外縁１５３ａは支持部材１５８と隔壁１５１の内面との間で圧縮された状態にあるので、隔壁１５１とフィルタ１５３との密着状態が熱膨張率による影響を受けにくいことから、フィルタ１５３の外縁１５３ａと隔壁１５１の内面との間に隙間が発生しにくくなる。したがって、原料ガスや残留ミストが当該隙間を通過して下流側へ漏れるといったことを防止できる。

特に、本実施形態では、フィルタ１５３の外縁が加熱されるだけではなく、伝熱部１５５，１５７を介してフィルタ１５３の内側部分も直接加熱されるので、当該内側部分の温度低下を低減して気化効率を高めることができるため、当該内側部分が局所的に目詰まりを起こすといったことを防止することができる。なお、上記の伝熱部１５５，１５７は、原料ガスの流路断面においてフィルタ１５３の全体に亘ってほぼ均一に分散配置されていることが好ましい。これによって、フィルタ１５３をより均一に加熱することが可能になり、残留ミストの気化効率を向上させることができ、また、フィルタの目詰まりをより低減できる。

一方、遮蔽板１５４は、噴霧ノズル１２２から噴霧されるミストがフィルタ１５３に直接到達することを防止するので、フィルタ１５３が大量のミストによって熱を奪われ、その結果、付着したミストを気化させる能力が所定箇所において部分的に低下して、当該箇所において目詰まりを起こすことにより、原料ガスの送出量が低下するといったことが防止される。また、伝熱部１５５，１５７を介して遮蔽板１５４に熱が伝えられ、遮蔽板１５４が加熱されることにより、この遮蔽板１５４に原料気化空間１２０Ａ内の原料ミストが直接当ると、遮蔽板１５４の表面でもミストが気化する。このように、本実施形態では、原料ガス送出部１５０Ｘにおいても原料ミストの気化作用を果たすことができるので、全体として気化効率を高めることができる。

上記実施形態において、原料ガス送出部１５０Ｘは、隔壁１５１を隔壁１２１から取り外すことによって、簡単にフィルタ１５３を取り出すことができるように構成されている。したがって、フィルタ１５３に目詰まりなどの問題が発生したときには、きわめて簡単かつ迅速にフィルタ１５３を取り外し、清掃したり、或いは、新たなフィルタに交換したりすることができるので、メンテナンス時間が短縮され、装置の稼働率が向上し、歩留まりも向上する。

［他の構成例］
次に、フィルタ１５３の外縁１５３ａと隔壁１５１の内面とを気密に固定する取付構造の他の構成例について説明する。以下に説明する各構成例は、いずれも、上記の実施形態の取付構造の代わりに用いることができるものである。

図５に示す構成例では、フィルタ１５３Ａは、原料ガスを通過させることのできる通気性を有するフィルタ素材で構成された内側部分１５３ＡＸと、この内側部分１５３ＡＸに対して溶接、溶着、圧着などにより隙間なく接続された外縁部材１５３ＡＹとで構成されている。なお、フィルタ１５３Ａ以外は上記実施形態と同様に構成されている。ここで、内側部分１５３ＡＸは上記実施形態で説明したものと同様のフィルタ素材で構成され、外縁部材１５３ＡＹはそのフィルタ素材とは異なる素材、例えば、中実材質（ムク材質）の金属などの通気性を有しない素材で構成される。外縁部材１５３ＡＹは厚さ方向（押圧方向）に見て支持部材１５８よりも低い剛性を有する。例えば、外縁部材１５３ＡＹが支持部材１５８と同様の金属で構成される場合には、外縁部材１５３ＡＹは支持部材１５８よりも薄い板状材で構成される。フィルタ１５３Ａの外縁部材１５３ＡＹは、支持部材１５８によって全周に亘って隔壁１５１の内面に押圧固定され、隔壁１５１の内面に密着している。この場合、外縁部材１５３ＡＹと隔壁１５１との密着性を高めるために、相互に密着する外縁部材１５３ＡＹの表面と隔壁１５１の表面に研磨などの平滑化処理を施すことにより、表面粗さを小さくすることが好ましい。特に、両表面の平坦度を高く構成することが好ましい。

また、上記構成において、外縁部材１５３ＡＹと支持部材１５８が同じ剛性の部材で構成される場合は、支持部材１５８を省略し、外縁部材１５３ＡＹのみを固定ネジ１５８ａを用いて隔壁１５１の内面に押圧固定してもよい。この場合には、支持部材１５８が不要となるので、部品数が減り、低コストに構成できる。この場合、環状の外縁部材１５３ＡＹは内側に配置されたフィルタ素材１５３ＡＸの外周部に対して気密に接続され、しかも、フィルタ素材１５３ＡＸよりも高い剛性を有している。また、外縁部材ＡＹはその周回方向に均一な押圧構造（断面形状）を有するように構成されている。

図６に示す構成例では、フィルタ１５３Ｂは、通気性を有するフィルタ素材１５３ＢＸと、通気性を有しない金属薄板などの可撓性板状材で構成される外縁部材１５３ＢＹとで構成されている。外縁部材１５３ＢＹは屈折し、上記フィルタ素材１５３ＢＸの外縁部分を挟み込むように、当該外縁部分に対して溶接、溶着、圧着などにより隙間なく接続されている。フィルタ１５３Ｂの外縁は、上記外縁部材１５３ＢＹとこれに挟持されたフィルタ素材１５３ＢＸの外縁部分とによって構成される。フィルタ１５３Ｂの外縁は厚さ方向（押圧方向）に見て支持部材１５８よりも低い剛性を有し、支持部材１５８の押圧力によって、支持部材１５８と隔壁１５１との間で圧縮された状態にある。

図７に示す構成例では、フィルタ１５３Ｃの外縁が支持部材１５８Ｃと隔壁１５１Ｃの内面との間に挟持され、圧縮された状態にある。フィルタ１５３Ｃの外縁に当接する支持部材１５８Ｃの表面には、フィルタ１５３の径方向（図示上下方向）に見て凹凸状に構成され、凸部が設けられた表面凹凸構造１５８ｃｘが設けられている。この表面凹凸構造１５８ｃｘは、フィルタ１５３Ｃの外縁に対応して設けられた溝部１５８ｃｙの内面に形成されている。そして、支持部材１５８Ｃの表面凹凸構造１５８ｃｘと、フィルタ１５３Ｃの外縁とは相互に密着し、フィルタ１５３Ｃの密着面が径方向に凹凸状に構成されている。また、フィルタ１５３Ｃの外縁に当接する隔壁１５１Ｃの内面部分にも、フィルタ１５３Ｃの径方向に見て凹凸状に構成され、凸部が設けられた表面凹凸構造１５１ｃｘが設けられている。この表面凹凸構造１５１ｃｘは、フィルタ１５３Ｃの外縁に対応して設けられた溝部１５１ｃｙの内面に形成されている。そして、隔壁１５１の表面凹凸構造１５１ｃｘと、フィルタ１５３Ｃの外縁とは相互に密着し、フィルタ１５３Ｃの密着面が径方向に凹凸状に構成されている。この構成例では、隔壁１５１Ｃの表面凹凸構造１５１ｃｘの凸部と、支持部材１５８Ｃの表面凹凸構造１５８ｃｘの凸部とがフィルタ１５３Ｃの外縁を挟んで相互に対向する位置に設けられ、両凸部によってフィルタ１５３Ｃの外縁が局部的に強く圧縮された状態となっているので、フィルタ１５３Ｃの外縁と隔壁１５１Ｃの内面との間の気密性や密着性がより向上している。

図８に示す構成例では、図７に示す構成例と同様に、支持部材１５８Ｄの表面に凸部を備えた径方向の表面凹凸構造１５８ｄｘが設けられ、この表面凹凸構造１５８ｄｘはフィルタ１５３Ｄの外縁に対応して設けられた溝部１５８ｄｙの内面に形成されている。また、隔壁１５１Ｄの内面部分にも凹部を備えた径方向の表面凹凸構造１５１ｄｘが設けられている。この表面凹凸構造１５１ｄｘはフィルタ１５３Ｄの外縁に対応して設けられた溝部１５１ｄｙの内面に形成されている。この構成例が先の構成例と異なる点は、支持部材１５８Ｄの表面凹凸構造１５８ｄｘの凸部と隔壁１５１Ｄの表面凹凸構造１５１ｄｘの凹部とがフィルタ１５３Ｄの外縁を挟んで相互に対向する位置に設けられている点である。また、支持部材１５８の表面凹凸構造１５８ｄｘの凹部と隔壁１５１Ｄの表面凹凸構造１５１ｄｘの凸部とがフィルタ１５３Ｄの外縁を挟んで相互に対向する位置に設けられている。これによって、フィルタ１５３Ｄの外縁が圧縮されつつ局部的に隔壁１５１Ｄ側に変形された状態となるので、フィルタ１５３Ｄの外縁と隔壁１５１Ｄの内面との間の気密性や密着性がより向上する。

図９に示す構成例では、フィルタ１５３Ｅの外縁の表面に径方向に凹凸状に構成された表面凹凸構造１５３ｅｘが形成されている。この表面凹凸構造１５３ｅｘは、フィルタ１５３Ｅの外縁の一部に凸部を設けたものである。図示例では、フィルタ１５３Ｅの外縁の表裏両面にそれぞれ凸部及び凹部を備えた表面凹凸構造１５３ｅｘが設けられている。一方、隔壁１５１Ｅには、フィルタ１５３Ｅの外縁に対応する部分に溝部１５１ｅｙが形成され、また、支持部材１５８には、フィルタ１５３Ｅの外縁に対応する部分に溝部１５８ｅｙが形成されている。ここで、支持部材１５８による押圧固定により、上記表面凹凸構造１５３ｅｘが支持部材１５８の溝部１５８ｅｙの内面や隔壁１５１の溝部１５１ｅｙの内面に圧接され、これによって、フィルタ１５３Ｅの外縁のうち表面凹凸構造１５３ｅｘの上記凸部が設けられている部分が局部的に強く圧縮された状態となっているので、フィルタ１５３Ｅの外縁と隔壁１５１Ｅの内面との間の気密性及び密着性が向上する。

図１０に示す構成例では、フィルタ１５３Ｆの外縁が支持部材１５８Ｆと、シール部材１５８Ｇの間に挟持された状態となっており、シール材１５８Ｇは隔壁１５１Ｆの内面の一部に設けられた凹所１５１Ｆｘに収容され、その内面部分に密着固定されている。支持部材１５８Ｆは上記各構成例と同様にフィルタ１５３Ｆの外縁よりも押圧方向に高い剛性を有し、シール部材１５８Ｇはフィルタ１５３Ｆの外縁よりも低い剛性を有する。このため、支持部材１５８Ｆによってフィルタ１５３Ｆの外縁は全周に亘って均一に押圧される。また、その押圧力によってシール部材１５８Ｇは圧縮され、フィルタ１５３Ｆの外縁及び隔壁１５１Ｆの内面に対して共に緊密に密着固定される。

上記シール部材１５８Ｇは、フィルタ１５３Ｆの外縁よりも押圧方向に弾性変形しやすく構成されている。より具体的には、シール部材１５８Ｇは、合成ゴムなどのように弾性変形しやすい素材で構成されている。しかし、フィルタ１５３Ｆの外縁よりも必ずしも押圧方向に弾性変形しやすい素材で構成されているわけではないが、その構造（断面形状）によって結果的にシール材１５３Ｆの外縁よりも押圧方向に弾性変形しやすく構成されているものであってもよい。例えば、図１０（ａ）に示すシール部材１５８Ｈは、その内部が中空に構成されている。また、図１０（ｂ）に示すシール部材１５８Ｉは、一部が開いた湾曲状（Ｃ字状若しくはＵ字状）の断面を有する。さらに、図１０（ｃ）に示すシール部材１５８Ｊは、一部が開いた屈折状（コ字状）の断面を有する。上記のシール部材の構成素材は、フィルタに熱を伝え易くするという観点では金属材料、特に、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、ニッケルなどの非鉄金属であることが好ましく、また、セラミックスや石英などの無機材料であってもよく、さらに、弾性変形させやすいものとしては、各種の合成ゴム、テトラフルオロエチレンその他のフッ素系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂系材料であってもよい。

この構成例では、シール部材１５８Ｇ〜１５８Ｊが主体的に弾性変形することにより、フィルタ１５３Ｆの外縁、シール部材１５８Ｇ〜１５８Ｊ、及び、隔壁１５１Ｆの内面の間の気密性や密着性が確保されるので、シール部材１５３Ｆと隔壁１５１Ｆとの間を原料ガスや残留ミストが流通することを確実に阻止することができる。

図１４は、本実施形態のフィルタ取付構造を用いた場合において、成膜部１３０で基板（８インチ径のシリコンウエハ）上に成膜された薄膜上に存在する０．２μｍ以上の粒径を有するパーティクルの数の処理時間依存性を測定したものである。ここで、図示白の正方形で示すデータが、原料ガス供給ライン途中にラインフィルタ１５０Ｆを介在させた場合のデータであり、図示白丸で示すデータがラインフィルタ１５０Ｆを使用しない場合のデータである。

図１４に示すように、本実施形態では、従来に較べてパーティクル数がきわめて少ない良好な結果が得られた。これは、本実施形態では、フィルタの周囲に隙間が発生しないため、パーティクルや残留ミストの漏出も生じないためであると思われる。また、実際には、本実施形態ではパーティクル数の少ない状態が安定して得られるという利点もある。さらに、本実施形態では処理時間が経過してもパーティクル量はほとんど変化しない。これは、本実施形態のフィルタでは内側部分にも上記伝熱部によって熱が伝達されることにより内側部分の温度低下が少なく、残留ミストがフィルタに到達しても効率的に気化されるため、また、遮蔽板１５４の遮蔽効果が得られるため、フィルタの局部的な目詰まりが発生しにくいからと思われる。また、本実施形態ではラインフィルタ１５０Ｆを使用しない場合と使用した場合とでパーティクル数にほとんど差がないことから、本質的には気化器１２０のガス導出部１５０Ｘに設けたフィルタ構造のみによってパーティクルの抑制がなされていることがわかる。

<第２実施例>［原料ガスの輸送経路］
本実施形態において、原料気化部１２０は成膜部１３０の上方に配置され、原料気化部１２０から導出される原料ガス輸送ライン１５０Ｓ、及び、原料ガス輸送ライン１５０Ｔで構成される輸送経路部分は、極力屈曲部を少なくし、かつ、各屈曲部の屈折角度を小さくするように構成されている。輸送経路の屈曲部はラインの圧力損失を生じさせ、屈曲角度が大きくなるほど圧力損失が大きくなり、これらによって原料ガスに圧力変動が生じて配管内で固化する可能性が高くなるので、輸送経路内で生ずるパーティクル量を低減するには、上記のように屈曲部を極力少なくし、かつ、その屈曲角度を小さくすることが効果的である。

上記のように、原料ガス輸送ライン１５０Ｓと１５０Ｔとの間にはラインフィルタ１５０Ｆを設けなくてもよいが、このラインフィルタ１５０Ｆを設ける場合においては、その内部に配置されるフィルタは、上記のフィルタ１５３又は１５３Ａ〜１５３Ｆと同様に環状の支持部材やシール部材などを用いて取り付けることが好ましい。

図１１は、本実施形態の成膜部１３０を示す一部縦断面図である。図１１に示すように、成膜部１３０の外部には、上記のガス導入バルブ１５０Ｖや成膜部１３０に固定されたバルブベースブロック１５０Ｐで構成されるガス導入ブロック１５０Ｙが設けられている。ここで、ガス導入バルブ１５０Ｖは、２連のダイヤフラムバルブなどで構成され、原料ガス輸送ライン１５０Ｔで供給される原料ガスを、原料ガス輸送ライン１５０Ｕとバイパスライン１４０Ｔのいずれかに切り替えて送出できるように構成されたものである。

また、上記のガス導入ブロック１５０Ｙの内部にて上記パージライン１１０Ｐが原料ガス輸送ライン１５０Ｕに接続されている。上述のように、パージライン１１０Ｐ（図１参照）は、原料ガス輸送ライン１５０Ｕにおけるガス導入バルブ１５０Ｖの近傍位置（ガス導入ブロック１５０Ｙ）に接続されている。具体的には、図１に示すように、ガス導入バルブ１５０Ｖの流路切替部よりやや下流側（原料ガス輸送ライン１５０Ｕの基部、図示例ではバルブベースブロック１５０Ｐ内にある部分）にパージライン１１０Ｐが合流している。この構成によって、本実施形態では、原料ガスの輸送経路におけるパージライン１１０Ｐの合流位置と、ガス導入バルブ１５０Ｖとの間の配管容積（バルブベースブロック１５０Ｐ内の配管容積の一部）を従来よりも大幅に低減している。例えば、従来構造の成膜装置では上記配管容積は４２．１ｃｃであったものが、本実施形態では２．４ｃｃとなった。これによって、成膜部１３０への原料ガスの供給状態から停止状態への切替操作時に原料ガスが滞留する空間を極小にすることができる。そして、この滞留空間が極小になることにより、当該滞留空間内の原料ガスをパージガスによって容易に希釈若しくは置換することができるので、原料ガスの滞留に起因する輸送経路内でのパーティクルの発生を防止できる。ここで、パージライン１１０Ｐをガス導入バルブ１５０Ｖの内部に直接接続してもよい。すなわち、パージライン１１０Ｐをガス導入バルブ１５０Ｖの流路切替部に合流させ、ガス導入バルブ１５０Ｖにより、４つの流路である原料ガス輸送ライン１５０Ｔ、原料ガス輸送ライン１５０Ｕ、パージライン１１０Ｐ及びバイパスライン１４０Ｔが適宜の接続態様となるように切り替え可能に構成してもよい。この場合には、上記原料ガスの滞留空間はほとんど完全になくなるので、配管内におけるパーティクルの発生をより確実に防止できる。

なお、本実施形態では、原料気化部１２０を成膜部１３０の上方に配置しているが、原料気化部１２０をガス導入バルブ１５０Ｖの近傍に配置してもよい。この場合には、原料ガスの輸送経路が短くなるので、輸送経路途中におけるパーティクルの発生量をさらに低減させることができる。

上記の原料ガス輸送ライン１５０Ｕは、上記ガス導入ブロック１５０Ｙ（より具体的にはバルブベースブロック１５０Ｐ）から上方若しくは斜め上方へ向かう上昇ライン部分１５０ｕｘを備え、この上昇ライン部分１５０ｕｘの先に、成膜部１３０のガス導入部１３２へ向けて垂直下方に伸びる下降ライン部分１５０ｕｙが設けられている。

上記のように上昇ライン部分１５０ｕｘが設けられていることで、本実施形態では、ガス導入バルブ１５０Ｖから成膜部１３０へと輸送される原料ガス中にパーティクルが含まれていても、当該パーティクルが上昇ライン部分１５０ｕｘにて下流側へ進みにくくなるため、成膜部１３０へ導入されるパーティクル量を低減できる。特に、パーティクルのうち重いもの（大きいもの）に対して高い効果が得られる。実際に、成膜部１３０内で確認されるパーティクルのうち、原料ガスの輸送経路で発生して成膜部１３０へ導入されるパーティクルの多くは、小さなパーティクルが相互に複数凝集した塊状であることがわかっている。このような塊状のパーティクルは重量が大きく、粒径も大きいので、上昇ライン部分１５０ｕｘにおいて下流側へ移動しにくい。また、この種の大きなパーティクルは成膜品位への影響が大きいので、特に大きなパーティクルを除去できるという点で上昇ライン部分１５０ｕｘを設ける構成は非常に有効である。

また、上昇ライン部分１５０ｕｘは、ガス導入バルブ１５０Ｖの下流側、すなわち、成膜部１３０の近傍に設けられているので、原料ガスの輸送経路の大部分がそれよりも上流側にあることから、当該大部分において発生したパーティクルの進行を抑制することができるので、成膜部１３０へのパーティクル導入量の低減効果が高くなるものと思われる。

さらに、上昇ライン部分１５０ｕｘの基端はガス導入バルブ１５０Ｖの近傍であり、しかも、ガス導入バルブ１５０Ｖに接続されたバイパスライン１４０Ｙは下方に向けて伸びているので、輸送経路に沿って運ばれてくるパーティクルの多くは、エバック作業時において、原料ガスライン１５０Ｔからガス導入バルブ１５０Ｖを介してバイパスライン１４０Ｙを通って効率的に排出される。したがって、エバック作業時において輸送経路内にパーティクルが留まる可能性が少なくなるため、輸送経路内に留まったパーティクルが成膜時において成膜部１３０へ向かうといったことを防止できる。ここで、バイパスライン１４０Ｙは、気化器内の不安定な気化ガス（パーティクルや未気化の残留ミストを含む。）を排気するもので、安定した気化ガスをチャンバ内へ供給する目的で設けられたものである。

本実施形態では、ガス導入部１３２に向けて垂直下方に伸びる下降ライン部分１５０ｕｙの高さＨを充分に確保している。これにより、原料ガスの圧力がガス導入部１３２の内部にて慣性や進行方向の変化によって偏ることが防止される。すなわち、上記高さＨが小さいと、成膜部１３０のコンパクト化には好都合であるが、原料ガスが側方（図示右側）から供給されることによって、原料ガスの慣性や流れ方向の変化による圧力変動により、ガス導入部１３２の内部において原料ガスの圧力分布が偏る（ばらつく）ことになるので、成膜処理の均一性も損なわれる。ここで、上記の偏り（ばらつき）は比重の重いガスを用いる場合ほど顕著になる。なお、上記事項は原料ガス輸送ライン１５０Ｕ及び原料ガスに関するものであるが、反応ガス供給ライン１１９及び反応ガスについても上記と同様である。

本実施形態では、上昇ライン部分１５０ｕｘを設けることで、下降ライン部分１５０ｕｙの高さＨを大きく確保することが可能になっている。したがって、成膜部１３０へのパーティクル導入量の低減と、成膜部１３０への原料ガスの偏りを抑制する効果とを共に得ることができる。また、これらの効果は、相互に密接に関連している。図１６は、上記高さＨを変化させてガス導入部１３２から成膜部１３０内に導入されるガスの流速分布のシミュレーション結果を示すグラフである。ここで、図１５に示すように、例えばガス導入部１３２に接続される導入管を内径１１ｍｍの直管を９０度屈折させたものとし、導入管を２１０℃に加熱した状態とし、さらに、予め均一に混合した不活性ガス及び有機溶媒を、導入管の流入側の流量Ｌｉｎが不活性ガスであるアルゴンガスが３００ｓｃｃｍ、有機溶媒である酢酸ブチルが１．２ｍｌ／ｍｉｎで一定になるように供給し、また、導入管の流出側の圧力Ｐｏｕｔが約３１９．２Ｐａ（２．４ｔｏｒｒ）と一定になるように設定してシミュレーションを行った。図示Ｈ１の分布は上記高さＨが例えば４６ｍｍの場合、図示Ｈ２の分布は９２ｍｍの場合、図示Ｈ３の分布は１３８ｍｍの場合を示す。この図１６に示すように、下降ライン部分１５０ｕｙの高さＨが小さいときには、ガスの流速分布の偏りにより、基板上の成膜の分布もまた同様に偏ったものになることがわかる。したがって、上記高さＨを大きくすることで、基板上の成膜の面内均一化も可能となる。この場合、ガス密度などにより上記偏り（均一性）に関する効果も変化するので、ガスの種類や温度などに応じて上記高さＨは適宜に設定される。上記高さＨの範囲としては、好ましくは６０ｃｍ以上、より好ましくは８０ｃｍ以上であり、また、装置サイズを考慮すれば１０００ｃｍ以下であることが好ましい。

また、上記原料ガス輸送ライン１５０Ｕは全体としてアーチ状に構成され、上昇ライン部分１５０ｕｘの垂直上方に伸びる部分と、斜め上方に伸びる部分との接続部分、並びに、上昇ライン部分１５０ｕｘと下降ライン部分１５０ｕｘの接続部分が緩やかな（曲率半径の大きな）湾曲形状となっている。これによって、原料ガス輸送ライン１５０Ｕの途中で圧力変動を防止することができる。

さらに、図１１に示すように、成膜部１３０の近傍において、反応ガス供給ライン１１９は、上記原料ガス輸送ライン１５０Ｕに沿って配管され、上記ガス導入部１３２に接続されている。これにより、原料ガス輸送ライン１５０Ｕと同様の下降ライン部分を反応ガスライン１１９にも設けることができるため、ガス導入部１３２内の反応ガスの偏りを防止できる。また、反応ガス供給ライン１１９と原料ガス輸送ライン１５０Ｕとを成膜部１３０の近傍で共通のヒータブロック（マントルヒータなど）１５０Ｈで加熱することが可能になるので、ラインの加熱構造を簡易に構成できる。以上の構成により、原料ガスが均一にガス導入部１３２に供給され、処理容器内に均一に導入される。

<第３実施形態>［成膜部の構造］
次に、図１１乃至図１３を参照して、本実施形態の成膜部１３０の内部構造について説明する。図１１に示すように、成膜部１３０は、上記のように成膜容器１３１の一部隔壁（図示上部）にガス導入部１３２が設けられ、このガス導入部１３２から成膜容器１３１の内部の上記サセプタ１３３へ向けて原料ガス及び反応ガスが導入されるようになっている。ガス導入部１３２には、上記原料ガスを内部に導入するための多数の原料ガス導入口１３２ａと、上記反応ガスを内部に導入するための多数の反応ガス導入口１３２ｂとが設けられた、いわゆるポストミックス型のシャワーヘッド構造を有する。また、このガス導入部１３２は、複数のプレートが積層された積層プレート構造を有している。図示例では、ガス導入部１３２は上部プレート、中間プレート及び下部プレートの３層構造を有する。中間プレートの表裏には原料ガスの拡散空間を構成するための凹部（上下のガス経路に連通する溝）及び反応ガスの拡散空間を構成するための凹部（上下のガス経路に連通する溝）が形成され、下部プレートには上記原料ガス導入口１３２ａ及び反応ガス導入口１３２ｂに続く小通路が形成され、上部プレートには、上記原料ガス輸送ライン１５０Ｕを原料ガスの拡散空間に連通させるための通路、及び、上記反応ガス供給ライン１１９を反応ガスの拡散空間に連通させるための通路が貫通して形成されている。

ガス導入部１３２の上面には、複数のフィンやプレート構造などで構成される放熱部１３２ｅが設けられている。この放熱部１３２ｅは、成膜容器１３１の内部の熱がガス導入部１３２を介して外部に放熱される際の放熱効率を高めるためのものである。この放熱部１３２ｅを設けることで、ガス導入部１３２内の熱の流れが均等に分散され、また、放熱効率が向上するので、原料ガス導入口１３２ａ及び反応ガス導入口１３２ｂが設けられるガス導入部１３２の内側部分（下部プレート）の温度の制御性及び均一性が向上し、成膜領域の温度の安定化を図ることができる。そして、この温度の安定化によって、ガス反応の安定化や堆積物の剥離低減などを図ることができるので、成膜部１３０内のパーティクルが低減され、良質な堆積物を形成することが可能になる。

なお、温度センサ１３２ｔは熱電対などで構成され、ガス導入部１３２の内側部分（下部プレート）の温度を検出するようになっている。そして、この温度センサ１３２ｔの検出温度により、ガス導入部１３２の内部や外面上などに設けられた図示しないヒータなどの加熱手段や冷却ファンなどの冷却手段を制御し、ガス導入部１３２の温度制御を行うようにしてもよい。このようにすると、ガス導入部１３２の内側部分（下部プレート）の温度をさらに安定化させることができる。

また、成膜容器１３１の内部は図１に示す排気ライン１４０Ａに接続され、所定の圧力に減圧されるようになっている。また、成膜容器１３１の下部には石英などの透光性素材で構成された窓１３１ｐが設けられ、この窓１３１ｐを通してその下方に配置されたランプ加熱装置１３９が垂直軸周りに回転しながらサセプタ１３３に加熱用の光を照射するようになっている。このランプ加熱装置１３９は、中心側加熱部１３９Ａの熱線強度（加熱強度）と周辺側加熱部１３９Ｂの熱線強度（加熱強度）を独立に制御できるように構成されている。これによって、後述するように、サセプタ１３３の半径方向の温度プロファイルを適宜に制御できるようになっている。なお、上記のランプ加熱装置の代わりに、抵抗加熱装置を用いてもよい。

図１２は、サセプタ１３３及びその近傍を示す平面図である。サセプタ１３３の表面上には基板Ｗが配置される。サセプタ１３３の表面には、基板Ｗの位置決めを行うための位置決め突起１３３ｐが設けられている。本実施形態では、複数の位置決め突起１３３ｐが基板Ｗを配置するための成膜領域１３３Ａの周囲を取り巻くように離散的に（分散して）配置されている。位置決め突起１３３ｐは、図１２中の拡大斜視図に示すように、基板Ｗ側の内側面が凸曲面状（平面視円弧状）に構成されている。ここで、位置決め突起１３３ｐ全体が平面視円形或いは環状に形成されていてもよい。また、基板Ｗ側の内側面が角状に構成されていてもよい。さらに、位置決め突起１３３ｐとしては、基板Ｗを取り囲むように環状に連続して形成されたものでなければよく、例えば、環状の位置決め枠の複数箇所にスリットを設けた構造など、結果として基板Ｗの載置領域の周囲において不連続に、或いは均等に分散された状態に形成されていればよい。

サセプタ１３３は、図１７に示す支持枠１３６Ｓ及び１３６Ｔを含む支持体１３６によって外周部が支持されている。図示例の場合、サセプタ１３３はＳｉＣで構成され、支持枠１３６Ｓは石英で構成され、支持枠１３６Ｔはアルミニウムで構成されている。排気口１３６ａはサセプタ１３３の下部空間を排気する開口である。また、サセプタ１３３と支持枠１３６Ｓの接続部分上にはプロテクションリング１３５が載置された状態にある。なお、図１２に示す点線のハッチングはプロテクションリング１３５の範囲を示すだけの理由で施したものである。このプロテクションリング１３５はＳｉＣで構成されている。サセプタ１３３やプロテクションリング１３５はＳｉＣに限らず、Ａｌ_２Ｏ_３やＡｌＮなどの他のセラミックス材料で構成されていても構わない。プロテクションリング１３５は、サセプタ１３３と支持枠１３３Ｓの間隙を覆うことにより、プロセスガスのサセプタ裏面側への流入を防止するために配置される。

なお、上記実施形態では、プロテクションリング１３５がサセプタ１３３と別体に構成されているが、サセプタ１３３の外周部に支持枠１３６Ｓ上に張り出す張り出し部を一体に設け、この張り出し部によって支持枠１３６Ｓとの間隙を覆うように構成してもよい。この場合には、張り出し部が一体に構成されているため、プロテクションリング１３５を設ける必要がなくなり、基板Ｗの外周側の温度勾配をさらに低減することができる。

従来構造では、図１８に示すように、サセプタ１３３′には、基板Ｗの成膜領域を取り巻くように平面リング状に構成された位置決め枠１３３ｐ′を設けていた。このため、図１９に示すように、プロセスガスが中央の基板Ｗ上から外周側へ流れる際に、基板Ｗと位置決め枠１３３ｐ′との間に僅かな隙間があると、プロセスガスの滞留が起こり、堆積物が付着しやすくなるとともに、位置決め枠１３３ｐ′の内縁段差によってガス流が上方に向けられ、乱流が生じるため、このガス流とともに上記の隙間に形成された堆積物や位置決め枠１３３ｐ′上の堆積物（特に剥離片など）が巻き上げられて基板Ｗ上に堆積することにより、成膜品位を悪化させるという問題点があった。

本実施形態では、上記のように複数の位置決め突起１３３ｐが離散的に配置されていることにより、リング状の位置決め枠を備えた従来構造に較べて、基板Ｗ上に導入されたガスが基板Ｗの周囲に向けて流れ易くなるので、ガスの滞留が防止され、基板Ｗの周囲の堆積物が少なくなるため、基板Ｗと堆積物とが擦れ合うことなどに起因するパーティクルの発生量が低減される。また、位置決め突起１３３ｐの内側面が凸曲面状に構成されていることにより、ガス流の流れがスムーズになるので、基板Ｗの周囲の堆積物の密着性が向上し、堆積物の剥離物や堆積物がさらに少なくなるという効果がある。

サセプタ１３３の表面は、基板Ｗを載置する上記の成膜領域１３３Ａと、この成膜領域１３３Ａの周囲に設けられた外周領域１３３Ｂとを備えている。そして、上記の位置決め突起１３３ｐは、この成膜領域１３３Ａと外周領域１３３Ｂとの間に形成されている。本実施形態のサセプタ１３３では、成膜領域１３３Ａと外周領域１３３Ｂとが同一素材で一体に構成されている。また、このサセプタ１３３の表面上には、基板Ｗが載置されるべき成膜領域１３３Ａ上だけでなく、その周囲の外周領域１３３Ｂの内周側部分上にも他の部材が配置されていない。さらに、サセプタ１３３の成膜領域１３３Ａの表面と外周領域１３３Ｂの表面とが同一面（同じ高さ）になるように構成されることが好ましい。また、外周領域１３３Ｂの表面と、成膜領域１３３Ａ上に載置された基板Ｗの表面とが同一面になるように構成されていてもよい。

図１８及び図１９に示すように、基板Ｗが載置される成膜領域１３３Ａ′のすぐ外側（すなわち位置決め枠１３３ｐ′の外側）にＳｉＣなどで構成されるプロテクションリング１３５′が配置された場合とは異なり、本実施形態では、プロテクションリング１３５は外周領域１３３Ｂの内周側部分には配置されず、サセプタ１３３の最外周の外縁部分上にのみ配置されている。したがって、成膜領域１３３Ａから外周領域１３３Ｂに亘る範囲上には他部材が存在せず、サセプタ１３３の表面は露出して、その表面は上記範囲において同一高さを有する平面となっている。また、サセプタ１３３の上記外縁部分の表面はプロテクションリング１３５の厚さ分だけ低くなっており、その結果、当該外縁部分上に配置されたプロテクションリング１３５の表面と、その内側のサセプタ１３３の表面とがほぼ同一高さになるように（すなわち、段差がほとんど形成されないように）構成されている。

また、サセプタ１３３′では、基板Ｗの温度の均一性を高めるために熱伝導性の高い素材で形成されているが、図１８及び図１９に示すように、位置決め枠１３３ｐ′に隣接してプロテクションリング１３５′が配置されていることにより、基板Ｗの外縁が位置決め枠１３３ｐ′を挟んでプロテクションリング１３５′に近接しているため、プロテクションリング１３５′により基板Ｗの外縁の温度が低下しやすい。これは、サセプタ１３３′が図１１に示すランプ加熱装置１３９により下方から加熱されるとき、サセプタ１３３′とプロテクションリング１３５′は単に接触しているか、或いは、極めて微細な隙間を介して隣接しているだけであるので、サセプタ１３３′との間の熱伝導性が悪く、その結果、プロテクションリング１３５′の温度がサセプタ１３３′よりも低くなり、これが基板Ｗに温度勾配をもたらし、基板Ｗの温度均一性を低下させるからである。例えば、直径２００ｍｍの基板Ｗ用のサセプタ１３３′を６５０℃程度に設定した所定の成膜条件下で各部の温度を計算すると、プロテクションリング１３５′は５８５〜６３０℃、平均で５９５℃程度になり、サセプタ１３３′とプロテクションリング１３５′の温度差は５０℃を越えることが確認されている。なお、図１８に示す点線のハッチングはプロテクションリング１３５′の範囲を示すだけの理由で施したものである。

図１７に示す本実施形態では、サセプタ１３３において位置決め突起１３３ｐの外側にプロテクションリング１３５で覆われていない領域が広がり、プロテクションリング１３５は、サセプタ１３３の外縁部のみを覆っている。例えば、図示例の場合、位置決め突起１３３ｐは中心から１００ｍｍ離れた位置に形成され、プロテクションリング１３５の内縁は中心から１５０ｍｍ離れた位置にある。

このように、本実施形態では、成膜領域１３３Ａから外周領域１３３Ｂまでが同一の素材で一体に構成されているとともに、外周領域１３３Ｂの内周部分をプロテクションリングで覆っていないので、サセプタ１３３の温度が均一になる。特に、外周領域１３３Ｂの内周部分の温度低下が抑制されるため、基板Ｗの周囲の堆積物の密着性が向上し、温度勾配による堆積物の剥離が抑制される。したがって、堆積物の剥離等に起因するパーティクルの発生量を更に低減できる。図１８及び図１９に示す従来構造で成膜した場合には、位置決め枠１３３ｐ′上や外周領域１３３Ｂ′において堆積物が剥離し、特に、位置決め枠１３３ｐ′の表面では堆積物の剥離が顕著であった。これに対して、本実施形態の構造で成膜を行ったところ、位置決め突起１３３ｐ上をも含めて外周領域１３３Ｂでは均一に堆積物が付着し、堆積物の剥離は全く観察されなかった。
また、本実施形態では、上記のように外周領域１３３Ｂの温度の均一性が向上したことにより、基板Ｗの温度分布も均一化され、基板上の成膜の面内均一性、薄膜組成の均一性が向上する。さらに、サセプタ１３３の表面と、その外縁部分上に配置されるプロテクションリング１３５の表面とがほぼ同一の高さになるように構成されていることにより、プロテクションリング１３５の内縁により段差が形成されることもなく、したがってガスの流れを妨げることもなくなるため、成膜の均一性をさらに向上させることができる。

プロテクションリング１３５の内縁位置は、上記の効果を得るために、位置決め突起１３３ｐの半径位置（或いは、中心から基板Ｗの半径分だけ離れた位置）よりも、さらに成膜領域１３３Ａの半径の３０％以上外側に離間した位置に設定されていることが好ましい。特に、上記半径の４５％以上外側に離間した位置に設定されていることがより望ましい。

本実施形態では、サセプタ１３３の成膜領域１３３Ａと外周領域１３３Ｂの温度を均一化するため、ランプ加熱装置１３９の中心側加熱部１３９Ａの照射エネルギーと、周辺側加熱部１３９Ｂの照射エネルギーとをそれぞれ独立に制御できるように構成されている。これによって、サセプタ１３３の温度分布をより高精度に均一化することができる。また、温度分布の均一化を図るために、図２０に示すように、サセプタ１３３″の外周領域１３３Ｂ″の厚さｄ２を、基板Ｗを載置する成膜領域１３３Ａ″の厚さｄ１よりも薄く形成してもよい。これによって、サセプタ１３３″の外周領域１３３Ｂ″の表面温度が上昇し易くなるため、外周領域１３３Ｂ″の外縁から外側（支持体１３６側）へ逃げる熱による基板Ｗの半径方向の温度勾配が低減される。なお、図２０に示す構造においては、図１７と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

なお、図１２に示すリフターピン１３３ｑは、基板Ｗの搬入時及び搬出時において基板Ｗをサセプタ１３３の表面から上方に持ち上げた状態に支持するためのものである。ここで、図１、図１１及び図１３においては、上記のリフターピン１３３ｑ及びこれをサセプタ１３３に対して出没させるための昇降駆動機構については、図示を省略してある。

図１３は、図１２とは異なる方向の断面形状を示す縦断面図である。図１１及び図１３に示すように、成膜容器１３１の内壁側には、上記サセプタ１３３を取り巻くように筒状のシールド部材１３７が脱着可能に配置されている。シールド部材１３７は、例えば、アルミニウム、チタン、ニッケル等のような熱伝導性の良好な金属素材で構成され、特に、アルミニウムの表面にアルマイト処理を施したものであることが望ましい。図１３に示すように、成膜容器１３１の側部には、基板Ｗを搬入及び搬出するための搬送口１３１Ａが形成され、この搬送口１３１Ａは、搬送通路１３１Ｘに連通し、ゲートバルブ１３１Ｙの開閉動作によって開閉可能に構成されている。また、搬送口１３１Ａに対応する位置の上記シールド部材１３７の側壁には開口部１３７ａが形成され、この開口部１３７ａは、可動の（上下方向に移動可能に構成された）シールドゲート板１３８によって開閉可能に構成されている。このシールドゲート板１３８は、上記ゲートバルブ１３１Ｙと同期して開閉するように構成され、シールドゲート板１３８及びゲートバルブ１３１Ｙが開くことによって基板Ｗを出し入れできるようになっている。シールドゲート板１３８は上記シールド部材１３７と同じ素材、すなわち、熱伝導性の良好な金属素材で構成されることが好ましい。このシールド部材１３７は脱着可能に構成されているので、稼働率及びメンテナンス性が向上する。

また、シールド部材１３７の内面には支持体１３６側に向けて張り出したバッフル部１３７ｂが突設されている。このバッフル部１３７ｂは成膜領域の周囲において環状に配置された整流板であり、バッフル部１３７ｂ上には成膜容器１３１内を均一に排気するための整流孔が設けられ、この整流孔はスリット状又は丸状に形成されている。これにより、成膜容器１３１の内部のガスが整流され、排気ラインへ向けて均等に排気されるようになっている。また、搬出口１３１Ａ側に配置されたバッフル部１３６ｂはバッフル部１３７ｂとは別体に形成されている。ただし、バッフル部１３６ｂと１３７ｂとが一体に構成されていてもよい。

さらに、成膜容器１３１の内面と、上記シールド部材１３７との間には、導入口１３１ｄからＡｒその他の不活性ガスなどのパージガスが導入され、成膜容器１３１の内面に堆積物が付着しないように構成されている。これにより、成膜装置の稼働率及びメンテナンス性が向上する。さらに、搬送口１３１Ｘ内から内部に向けて不活性ガスなどのパージガスを導入するための導入口１３１Ｚも設けられている。

本実施形態では、シールド部材１３７を金属で構成したことにより、シールド部材１３８の熱伝導性が良好になるため、シールド部材１３７に付着した堆積物が剥離しにくくなることから、成膜容器１３１内において発生するパーティクル量を低減することが可能になる。

<第４実施形態>［ガス導入バルブの構造］
図２１乃至図２３には、本実施形態の上記ガス導入バルブ１５０Ｖの具体的な構造を示す。このガス導入バルブ１５０Ｖは、ガス導入口１８０と、ガス導出口１８７と、ガス排気口１８９とを有する。ガス導入口１８０は上記原料ガス輸送ライン１５０Ｔに接続され、ガス導出口１８７は上記成膜部１３０（具体的には原料ガス輸送ライン１５０Ｕ）に接続され、ガス排気口１８９は上記バイパスライン１４０Ｙに接続されている。内部には、ガス導入口１８０に接続された導入路１８１が設けられ、この導入路１８１は、ダイヤフラム弁１６０の動作により、上記ガス導出口１８７を備えた導出路１８６に連通した状態と、この導出路１８６とは遮断された状態のいずれかの状態を取るように構成されている。

具体的には、導入路１８１は、ダイヤフラム弁１６０のロッド１６１（図示上方のアクチュエータによって上下に動作する。）によって駆動される弁体（ダイヤフラム）１６２が臨むバルブ内空間（環状の溝）１６３（図２２及び図２３参照）に開口部１８２にて開口し、また、当該バルブ内空間１６３に対して上記導出路１８６が開口部１８４にて開口している。なお、図２２に示すように、導入路１８１と開口部１８２との間の図示上下方向に伸びる接続路１８１ｓは、開口部１８２の開口面積と同じ流通断面積を有するように構成され、具体的には、開口部１８２と同一の開口形状及び開口寸法を有するように構成されている。ただし、開口部１８１の開口面積が導入路１８１の流通断面積より大きい場合には、接続路１８１ｓにおける導入路１８１側の部分を導入路１８１の流通断面積と同じ流通断面積となるように構成し、開口部１８２の近傍で開口部１８１の開口面積に整合する態様で流通断面積が徐々に増大するように構成してもよい。バルブ内空間１６３には上記開口部１８４を取り巻く環状のリブ１６４が突出し、このリブ１６４に対してロッド１６１が駆動する弁体１６２が当接することで、開口部１８４が閉鎖されるように構成されている。

また、上記導入路１８１は、ダイヤフラム弁１７０の動作により、ガス排気口１８９を備えた排気路１８８に連通した状態と、排気路１８８とは遮断された状態のいずれかの状態を取るように構成されている。具体的には、導入路１８１は、ダイヤフラム弁１７０のロッド１７１によって駆動される弁体（ダイヤフラム）１７２が臨むバルブ内空間１７３に開口部１８３にて開口し、また、当該バルブ内空間１７３に対して上記排気路１８８が開口部１８５にて開口している。なお、導入路１８１と開口部１８３との間の接続路は図示されていないが、上述の導入路１８１と開口部１８２との間の接続路１８１ｓと同様に構成されている。バルブ内空間１７３には上記開口部１８５を取り巻く環状のリブ１７４が突出し、このリブ１７４に対してロッド１７１が駆動する弁体１７２が当接することで、開口部１８５が閉鎖されるように構成されている。

上記構造により、ダイヤフラム弁１６０が開き、ダイヤフラム弁１７０が閉じている場合には、ガス導入口１８０から導入されたガスは導入路１８１から導出路１８６に流れ、ガス導出口１８７から成膜部１３０へ向け導出される。また、ダイヤフラム弁１６０が閉じ、ダイヤフラム弁１７０が開いている場合には、ガス導入口１８０から導入されたガスは導入路１８１から排気路１８８に流れ、ガス排気口１８９から排出される。

本実施形態のガス導入バルブ１５０Ｖにおいては、ダイヤフラム弁１６０のバルブ内空間１６３に開口する開口部１８２及びダイヤフラム弁１７０のバルブ内空間１７３に開口する開口部１８３がそれぞれ延長形状（図示長孔形状）に構成され、これによって、ガスの流通断面積が開口部１８２及び１８３において小さくならないように構成されている。この場合、開口部１８２（１８３）の開口面積を開口部１８４（１８５）の開口面積と同じ又はそれ以上にすることが好ましい。具体的には、バルブ内空間１６３，１７３の中心に円形の開口形状を有する上記開口部１８４，１８５が開口するとともに、バルブ内空間１６３，１７３の周辺に設けられる上記開口部１８２，１８３の開口形状は、開口部１８４，１８５を中心とする周回方向に延長された形状となっている。このようにすると、導入路１８１からダイヤフラム弁１６０，１７０のそれぞれのバルブ内空間を経て導出路１８６或いは排気路１８８にガスが流れる際に、開口部１８２，１８３においてガス圧力が変動して原料が液化したり固化したりするといったことを防止でき、これによるパーティクルの発生を抑制できる。

例えば、図２６に示す従来構造のガス導入弁１５０Ｖ′（ここで、図２３と同じ部分には同一符号を付してある。）では、バルブ内空間周辺の開口部１８２ｘ及び１８３ｘの開口形状が円形であるとともに、バルブ構造上の制約からその開口半径を或る程度に留める必要があることから、導入路１８１及び導出路１８６又は排気路１８８の流通断面積よりも開口部１８２ｘ及び１８３ｘの開口面積が小さくなり、流路中にオリフィス（絞り）を形成した場合と同様に、開口部１８２ｘ及び１８３ｘをガスが通過するときに圧力変動が生ずる。ところが、上記の原料ガス（固体若しくは液体の有機金属材料を気化させてなるもの）は、圧力変動やこれに伴う温度変動によって液化や固化を起こし易いため、ガス導入口１８０に上記の原料ガスが供給されて開口部１８２ｘ及び１８３ｘにおいて圧力変動が生ずると、原料ガスから液滴や固形物が析出することにより、バルブ内空間１６３，１７３内にてパーティクルが発生する。バルブ内空間１６３，１７３内で発生したパーティクルは、そのまま、或いは、或る時期にまとまって導出路を通過してガス導出口から成膜部１３０へ向かうことになり、成膜品位を低下させる原因となる。

これに対して、本実施形態では、開口部１８２及び１８３を延長された開口形状を備えたものとすることによって、バルブ構造上の制約が存在するにも拘らず、開口部１８４，１９５の開口面積と同じか或いはそれ以上に開口させることで、圧力変動を抑制できるため、バルブ内空間１６３，１７３内におけるパーティクルの発生を抑制できる。ここで、成膜部１３０に直接連通するダイヤフラム弁１６０のバルブ内空間１６３に設けられる開口部１８２のみを上記の延長された開口形状を備えたものとしてもよい。

図２４は、上記と異なる実施形態の開口部１８２′の開口形状を示す横断面図である。ここで、図２３に示す構造と対応する部分には同一符号を付してある。この図の開口部１８２′では、バルブ内空間１６３の中心の周りに、或いは、バルブ内の環状溝に沿って弧状（図示円弧状）に延長された開口形状を備えている。このようにすると、開口部１８２′の開口面積をバルブ構造上の制約にも拘らずさらに自由に設定することができるようになるため、バルブ室内におけるパーティクルの発生を更に抑制することが可能になる。

図２５は、上記とはさらに異なる実施形態の開口部１８２″の形成構造を示す横断面図である。ここでも、図２３に示す構造と対応する部分には同一符号を付してある。この図の開口部１８２″は、バルブ内空間１６３の中心の周りに複数（図示例では２個）配置されている。ここで、複数の開口部１８２″はバルブ内空間１６３の中心を周回する方向に配列されている。このようにしても、開口部１８２″による全開口面積を開口部１８４と同じかそれ以上に設定するのが好ましい。これにより、バルブ室内におけるパーティクルの発生を更に抑制することが可能になる。

特に、周辺の開口部１８２，１８３は、中心の開口部１８４，１８５とほぼ同一又はそれ以上の開口面積を有するように構成することが好ましい。このようにすると、これらの開口部に起因する圧力変動を抑制することができるので、パーティクルの発生をさらに抑制できる。但し、周辺の開口部１８２，１８３の開口面積と中心の開口部１８４，１８４５の開口面積とが完全に同一でなくても、一方の開口面積が他方の開口面積の±１０％の範囲内にあれば効果が得られ、特に±５％の範囲内であればより高い効果が得られる。また、導入路１８１からバルブ内空間１６３，１７３を経て導出路１８６に至る流路中において原料ガスの圧力変動が±２０％以内であることが好ましく、特に、±１０％以内であることがより望ましい。

上記のガス導入バルブ１５０Ｖによれば、ダイヤフラム弁１６０，１７０のバルブ内空間１６３，１７３の中央に配置される開口部１８４，１８５の周囲に設けられる開口部１８２，１８３を、中心の開口部１８４，１８５の周回方向に延長された形状とすることで、或いは、周回方向に複数配置することで、周辺の開口部１８２，１８３の開口面積を十分に確保することが可能になるため、周辺の開口部１８２，１８３を通過する際のガスの圧力変動を抑制することができることから、原料ガスの液化や固化を防止することができ、パーティクルの発生を抑制できる。特に、固体や液体原料を気化してなる原料ガスや減圧液化原料等の場合には、凝縮や固化などを防止するために、供給経路中において圧力差がない状態で供給する必要がある。したがって、供給経路中に設けるバルブ構造としては上記のようなバルブ構造であることがきわめて望ましい。このような原料としては、Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｈｆ，Ｔａなどの金属元素若しくはその酸化物などを含む有機金属化合物、或いは、Ｔｉ，Ｔａ，Ｗなどの金属元素を含む塩化物やフッ化物などの無機金属化合物などが挙げられる。

一般に、周辺の開口部１８２，１８３の開口面積を十分に確保するには、中心の開口部１８４，１８５の開口面積を小さくするか、或いは、バルブ内空間１６３，１７３を大きくする必要がある。しかし、中心の開口部１８４，１８５の開口面積を小さくすると、ダイヤフラム弁１６０，１７０の流通断面積が低下するとともに、導出路１８６或いは排気路１８８の流通断面積よりも開口部１８４，１８５の開口断面積が小さくなることにより圧力変動が生じ、上記と同様にパーティクルが発生する。また、バルブ内空間１６３，１７３を大きくすると、導入路１８１及び導出路１８６又は排気路１８８の流通断面積とバルブ室の流通断面積の差が大きくなることによりやはり圧力変動などが発生しやすくなるとともに、ダイヤフラム弁１６０，１７０全体が大型化し、弁体１６２，１７２を駆動するために大きな駆動力が必要になる。

本実施形態のガス導入バルブ１５０Ｖでは、中心の開口部１８４，１８５の開口面積を小さくすることなく、また、バルブ内空間１６３，１７３を大きくすることなく、周辺の開口部１８２，１８３の開口面積を増加させることができ、ダイヤフラム弁１６０，１７０の内部におけるガスの圧力変動や温度変動を抑制することができるという利点が得られる。

実施形態の成膜装置の全体構成を示す概略構成図。 原料気化部の縦断面図。 ガス送出部の内面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）。 ガス送出部の拡大部分断面図。 ガス送出部の他の構成例を示す拡大部分断面図。 ガス送出部の他の構成例を示す拡大部分断面図。 ガス送出部の他の構成例を示す拡大部分断面図。 ガス送出部の他の構成例を示す拡大部分断面図。 ガス送出部の他の構成例を示す拡大部分断面図。 ガス送出部の他の構成例を示す拡大部分断面図及びシール部材の他の例を示す断面図（ａ）〜（ｃ）。 成膜部の主要部及びその近傍の構造を示す部分断面図。 成膜部のサセプタの平面図及び位置決め突起の拡大斜視図。 成膜部の主要部の構造を示す縦断面図。 実施形態と従来構造のパーティクル量の処理時間依存性を比較して示すグラフ。 原料ガス輸送ラインの下降ライン部分の高さＨによる影響を調べる際の前提条件を示す説明図。 原料ガス輸送ラインの下降ライン部分の高さＨ別のパーティクル分布を示すグラフ。 実施形態のサセプタの一部を示す縦断面図。 従来構造のサセプタの平面図。 従来構造のサセプタの一部を示す縦断面図。 異なる実施形態のサセプタの一部を示す縦断面図。 実施形態のガス導入バルブの構造を示す部分縦断面図。 実施形態のガス導入バルブの構造を図２３のII−II線に沿った端面で示す部分縦端面図。 実施形態のガス導入バルブの構造を図２１のIII−III線に沿った断面で示す横断面図。 異なる実施形態のガス導入バルブの横断面図。 さらに異なる実施形態のガス導入バルブの横断面図。 従来構造のガス導入バルブの横断面図。

符号の説明

１００…成膜装置、１１０…原料供給部、１１０Ｐ…パージライン、１１５…原料供給ライン、１２０…原料気化部、１２１…原料気化容器、１２２…噴霧ノズル、１３０…成膜部、１３１…成膜容器、１３２…ガス導入部、１３３…サセプタ、１３３Ａ…成膜領域、１３３Ｂ…外周領域、１３３ｐ…位置決め突起、１３７…シールド部材、１３８…シールドゲート板、１４０…排気部、１５０…輸送経路、１５１…隔壁、１５３…フィルタ、１５３ａ…外縁、１５４…遮蔽板、１５５，１５７…伝熱部、１５０Ｘ…ガス送出部、１５０Ａ…内部空間、１５０Ｂ…流通開口部、１５０Ｓ，１５０Ｔ，１５０Ｕ…原料ガス輸送ライン、１５０Ｆ…ラインフィルタ、１５０Ｖ…ガス導入バルブ、１５０Ｙ…バルブブロック、１５０ｕｘ…上昇ライン部分、１５０ｕｙ…下降ライン部分、Ｈ…高さ

Claims (10)

1. 液体若しくは気液混合物で構成される原料を供給する原料供給部と、前記原料を気化して原料ガスを生成する原料気化部と、生成された前記原料ガスを用いて成膜処理を行う成膜部とを有する成膜装置において、
   前記原料気化部から前記成膜部の導入部分に至る前記原料ガスの輸送経路の途中にフィルタが配置され、
   前記フィルタの外縁は、当該外縁よりも押圧方向に高い剛性を備えた環状の支持部材により全周に亘って前記輸送経路の内面に対して押圧固定され、しかも、前記輸送経路の内面と前記支持部材との間で圧縮された状態にあり、
   前記フィルタの前記外縁以外の内側部分には、前記フィルタを加熱する伝熱部が当接していることを特徴とする成膜装置。
2. 前記フィルタの外縁は、前記輸送経路の内面に対して径方向に凹凸形状を有した状態で密着固定されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 液体若しくは気液混合物で構成される原料を供給する原料供給部と、前記原料を気化して原料ガスを生成する原料気化部と、生成された前記原料ガスを用いて成膜処理を行う成膜部とを有する成膜装置において、
   前記原料気化部から前記成膜部の導入部分に至る前記原料ガスの輸送経路の途中にフィルタが配置され、
   前記フィルタの外縁は、当該外縁よりも押圧方向に高い剛性を備えた環状の支持部材により、前記輸送経路の内面に対して直接接触しているとともに前記フィルタの外縁よりも低い剛性を備えた環状のシール部材に対して全周に亘って押圧固定され、
   前記フィルタの前記外縁以外の内側部分には、前記フィルタを加熱する伝熱部が当接していることを特徴とする成膜装置。
4. 前記フィルタの外縁は、フィルタ素材そのもので構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
5. 前記フィルタの外縁は、内側に配置されたフィルタ素材に対して隙間なく接続された、別素材からなる外縁部材で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。
6. 前記原料ガスの輸送経路は、前記成膜部に向けて上方若しくは斜め上方に伸びる上昇ライン部分を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の成膜装置。
7. 前記輸送経路には、前記成膜部に対して原料ガスの供給・停止を行うガス導入バルブが設けられ、該ガス導入バルブ、又は、前記ガス導入バルブ近傍の前記成膜部側部分に、パージガスを導入するためのパージラインが接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の成膜装置。
8. 前記成膜部には、基板を配置する成膜領域を備えた載置部材の周囲に配置される金属製のシールド部材を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成膜装置。
9. 前記成膜部には、基板を載置する成膜領域を備えた載置部材を有し、前記成膜領域の周囲には、前記基板を位置決めするための複数の離散的に配置された位置決め突起が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成膜装置。
10. 前記載置部材は、前記成膜領域から前記位置決め突起の外側に亘る範囲が、同素材で一体に構成され、しかも、他の部材により覆われていないことを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。

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