CN101285178B - 汽化器和半导体处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽化器和半导体处理系统，其是用于从液体原料得到处理气体的汽化器，包括在喷注器的排出口下侧配置在容器内的具有中空的内部空间的下部热交换体。在排出口和下部热交换体之间规定雾状液体原料的助起动空间，在容器的内侧面和下部热交换体之间规定与助起动空间连接的环状空间。内部加热器配置在下部热交换体的内部空间中。内部加热器作成利用陶瓷密封编织有多个碳纤维束的碳线的结构。内部加热器加热通过环状空间的雾状液体原料生成处理气体。

Description

汽化器和半导体处理系统
技术领域
本发明涉及用于从液体原料得到处理气体的汽化器和半导体处理系统。在此，所谓半导体处理是为了按规定的图形在晶片或LCD(液晶显示器)那样的用于FPD(平板显示器)的玻璃基板等被处理基板上形成半导体层、绝缘层、导电层等，由此在该被处理基板上制造半导体器件或包含与半导体器件连接的配线、电极等结构物而实行的各种处理。 
背景技术
作为半导体制造处理的一种有在半导体晶片W的表面上形成规定的膜的成膜处理。该处理例如使用减压CVD(化学蒸气沉积)装置进行。该减压CVD装置通过气体状态供给原料，进行化学反应，在晶片表面上堆积薄膜。在该装置中存在以汽化液体原料得到的处理气体作为成膜气体导入处理室内的情况。 
作为使用汽化液体原料得到的处理气体的成膜处理的例子有以下的例子。即，使用汽化TEOS(四乙氧基硅烷)得到的处理气体和氧气(O2)形成SiO2膜。使用汽化Si2Cl6得到的处理气体和氨(NH3)气，形成氮化硅(Si3N4)膜。 
特许文献1(特开平3-126872号公报(第3页，段落30，图1))公开了汽化液体原料的汽化器的一种形式。在这种汽化器的情况下，利用喷雾器将雾状液体原料供给到加热至规定温度的汽化室内进行汽化。但是，在该汽化器中，当雾状液体原料在汽化室内流通期间，没有能够进行充分的热交换。因此，在从连接于汽化室的出口侧的管排出的处理气体中包含许多雾(mist)。在将这种处理气体供给到例如减压CVD装置等的反应室内的情况下，该雾附着在晶片表面上，成为颗粒。即，雾成为在晶片上产生颗粒的重要原因。 
鉴于这个问题，本发明者们所属的研究组开发了图6所示的汽化器300。该汽化器300包括在侧壁上具有加热器301的汽化室302，在该汽化室内部的底面上配置下部热交换体303。为了在下部热交换体303的表面上也使液体原料汽化，在下部热交换体303内，例如沿着下部热交换体303的周方向埋入4个棒状体的加热器304。加热器301、304与电源部310连接。从汽化室302的上面通过喷注器305而在汽化室302内被雾化的液体原料，通过汽化室302的侧壁的加热器301和下部热交换体303内的加热器304加热至例如150℃并被汽化。并且，汽化后的液体原料作为处理气体从取出口306供给至例如CVD装置等的消费装置。
然而，如后文所述，根据本发明者们的研究发现该汽化器伴随着一些问题。 
发明内容
本发明的目的是提供能够高效率地汽化液体原料，还能够抑制颗粒的产生的汽化器。本发明的另一目的是提供处理效率高的半导体处理系统。 
本发明的第一观点为一种从液体原料得到处理气体的汽化器，包括：规定所述汽化器的处理空间的容器；具有使所述液体原料呈雾状向下方喷出至所述容器内的排出口的喷注器；在所述排出口的下侧配置在所述容器内的具有中空的内部空间的下部热交换体，并且在所述排出口和所述下部热交换体之间规定所述雾状液体原料的助起动空间，在所述容器的内侧面和所述下部热交换体之间，规定与所述助起动空间连接的环状空间；配置在所述下部热交换体的所述内部空间中的内部加热器，该内部加热器作成为利用陶瓷密封编织有多根碳纤维束的碳线的结构，所述内部加热器加热通过所述环状空间的所述雾状液体原料生成所述处理气体；以从所述环状空间导出所述处理气体的方式与所述容器连接的气体导出路；和当停止来自所述喷注器的所述液体原料的排出时，减少或停止向所述内部加热器的电力供给的控制部。 
本发明的第二观点为，一种半导体处理系统，包括：收纳被处理基板的处理室；在所述处理室内支承所述被处理基板的支承部件；加 热所述处理室内的所述被处理基板的加热器；对所述处理室内进行排气的排气系统；和对所述处理室内供给处理气体的气体供给系统，所述气体供给系统包括用于从液体原料得到所述处理气体的汽化器，其中所述汽化器具备：规定所述汽化器的处理空间的容器；具有使所述液体原料呈雾状向下方喷出至所述容器内的排出口的喷注器；在所述排出口的下侧配置在所述容器内的具有中空的内部空间的下部热交换体，并且在所述排出口和所述热交换体之间规定所述雾状液体原料的助起动空间，在所述容器的内侧面和所述下部热交换体之间，规定与所述助起动空间连接的环状空间；配置在所述下部热交换体的所述内部空间中的内部加热器，该内部加热器作成为利用陶瓷密封编织有多根碳纤维束的碳线的结构，所述内部加热器加热通过所述环状空间的所述雾状液体原料生成所述处理气体；以从所述环状空间导出所述处理气体的方式与所述容器连接的气体导出路；和当停止来自所述喷注器的所述液体原料的排出时，减少或停止向所述内部加热器的电力供给的控制部。 
附图说明
图1为表示本发明的实施方式的半导体处理系统(成膜系统)的结构图。 
图2为表示在图1的系统中使用的汽化器的纵截面图。 
图3为表示图2所示的汽化器内部的气体流动的示意图。 
图4为大致地表示在图2所示的汽化器中，停止液体原料的供给时的下部热交换体的顶部的温度推移的特性图。 
图5为大致地表示在图6所示的汽化器中，停止液体原料的供给时的下部热交换体的顶部的温度推移的特性图。 
图6为表示具有构成为中间实心的下部热交换体的汽化器的纵截面图。 
具体实施方式
本发明者们在本发明的开发过程中研究了图6所示的汽化器的问题。结果，本发明者们得到以下所述的认识。 
在6的汽化器300中，由于在下部热交换体303的上面，被雾化的液体原料汽化最多，其上面通过汽化热而被冷却温度降低。因此，在下部热交换体303的上而配置热电偶等的温度传感器307，调整加热器304的输出，使下部热交换体303的上面的温度为液体原料的汽化温度以上。在下部热交换体303中形成越向内部，温度越高的温度梯度。 
液体原料的雾从汽化室302的侧壁和下部热交换体303被加热。因此，雾的汽化量变多，供给给CVD装置等的处理气体中包含的雾量减少，颗粒的产生量减少。 
在动作中，在该汽化器300中，下部热交换体303处于高温的蓄热状态，通过使雾化后的液体原料汽化，放出热。但是，当停止供给液体原料时，下部热交换体303没有热的释放处。由于下部热交换体303的热容量大，即使同时停止对下部热交换体303的加热，下部热交换体303变成被称为所谓的超调状态(overshoot)，表面的温度急剧地上升。一般，液体原料(例如有机金属络化物)汽化的适当温度范围狭窄，当超过该温度范围时，大多会通过热分解变质而变成残渣物。因此，在该汽化器300中，当下部热交换体303过热时，液体原料热分解变质，成为残渣物，堆积在汽化室302内或处理气体供给路内。并且，在后续的处理时，该残渣物剥离，流入处理气氛中，造成成为基板的颗粒污染的原因等的不利影响。这种超调，在上述专利文献1中所述的汽化室中成为问题。 
作为解决上述问题的方法有，在停止液体原料的供给后，在引起超调前，将例如惰性气体等的对处理影响少的清扫气体等冷却供给到汽化室302内，冷却下部热交换体303的方法。但是，在这种情况下，每当停止液体原料的供给时，必需大量供给清扫气体，气体使用量多。同时，需要冷却清扫气体的能量，从成本方面来说并不优选。 
另外，如上所述，在下部热交换体303的上面测定温度，进行下部热交换体303内的加热器304的控制。但是，在这种加热器304中，由于不能均匀地加热下部热交换体303的全体表面，当在温度最低的上面调整温度时，下部热交换体303下侧的温度变得过高。因此，在下部热交换体303的表面上，从上面向下侧产生温度逐渐地升高的温 度梯度，例如，在下部热交换体303的下侧，温度上升至350℃左右。这成为上述液体原料过热引起分解的一个原因，同时，例如成为配置在汽化室302的底而和侧壁之间的树脂制O形环(图中没有示出)等零件热劣化的原因。 
上述超调和下部热交换体303的上下方向的温度梯度，在处理气体的流量越增加时(液体原料的供给量越增加)越大。因此，在需要大流量的处理中，上述不良状况更加显著。另外，作为液体原料，不仅是通过加热分解的材料，例如在供给水的处理的情况下，上述密封件的热劣化也成为问题。 
以下，参照附图，说明基于这种认识构成的本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，关于具有大致相同的功能和结构的构成要素用相同的符号表示，仅在必要的情况下进行重复说明。 
图1为表示本发明的实施方式的半导体处理系统(成膜系统)的结构图。如图1所示，该系统10包括对被处理基板(例如晶片W)进行规定的成膜处理(在晶片W上形成规定的薄膜)的成膜处理部100。用于供给规定的处理气体的气体供给系统200与成膜处理部分100连接。 
成膜处理部100包括具有例如作为反应室(处理室)的纵型反应管110的间歇式的减压CVD装置。在反应管110内，能够搬出搬入搭载有多块晶片W的晶舟120可。晶片W通过设置在反应管110外侧的加热器130被加热。反应管110内通过作为真空排气装置的真空泵150维持为规定的真空度。规定的处理气体从后述的处理气体供给管路53被供给到反应管110。 
气体供给系统200包括贮留槽1、汽化器2和与它们连接的配管系统。贮留槽1贮留85℃下的蒸气压为0.55pa以下的低蒸气压的液体原料例如TEMAH(四(N-乙基-N-甲基氨基)铪)或HTB(四叔丁氧基铪)等铪系材料。汽化器2汽化从贮留槽1供给的液体原料，生成处理气体。 
具体地是，贮留槽1通过供给管路(液体原料供给路)51与汽化器2连接。供给管路51的贮留槽1的端部以与贮留槽1内的液体原料接触的方式被配设。在供给管路51上，从上游侧(贮留槽1侧)依次 设置有第一阀V1、液体质量流量计M，第二阀V2。在供给管路51内流通的液体原料的温度通过配置在供给管路5周围的加热器(图中没有示出)设定为例如40℃左右。 
氮气供给源24在阀V2的下游侧通过气体供给管路23与供给管路51连接。在气体供给管路23上，从气体供给源24开始依次设置有第一质量流量控制器M1和阀Vb。由此氮气以规定流量被供给到供给管路51。 
设置有阀Va的气体供给管路21与贮留槽1连接。气体供给管路21的一端以位于贮留槽1的液体原料的液面的上方侧的方式被配置。气体供给管路21的另一端与加压气体(例如氮气)的供给源22连接。当从贮留槽1对汽化器2供给液体原料时，对贮留槽1内供给例如1.0kg/cm2左右的氮气。由此，加压液体原料，通过该加压能够将液体原料以规定流量从贮留槽1压送至汽化器2。在此，作为加压气体，除了氮气以外，能够使用氦(He)气或氩(Ar)气等惰性气体。 
图2是表示在图1的系统中使用的汽化器2的纵截面图。为了规定汽化器的处理空间，汽化器2包括成为器本件的气密的圆筒形容器40和覆盖容器40的外周面的四角形状的盖41。容器40由内径30～40mm、长度250mm的不锈钢制的圆筒状体构成。在容器40的上端部的中心轴上配置有与供给管路51连接的喷注器30。喷注器30作为具有内管和外管的双层管结构的喷射式喷注器构成。从该内管供给从供给管路51送出的液体原料，从外管供给从氮气源27通过阀Vg、质量流量控制器M3供给作为雾化用气体送出的氮气。液体原料从喷注器30的前端的排出口30a(例如孔径为0.1mm)被雾化(成为雾)并被供给到容器40内。 
在容器40的底部配置有直径比该容器40小的园筒状的下部热交换体31。下部热交换体31的外轮廓通过由薄板的透明材料(例如石英)构成的中空并且气密的壳体31a形成。壳体31a的壁厚设定为1～10mm，优选为2～6mm(例如3mm左右)。另外，壳体31a以使内部气氛为大气压或真空的方式气密地被构成。另外，在壳体31a内也可以封入惰性气体(例如氮气等)。 
在壳体31a的内部配置有由碳线加热器构成的线状的内部加热器 33。内部加热器33包括高纯度的线状的具有可挠性的发热体例如作为线径为10μm左右的碳部件的通过编织多根碳纤维束而形成的碳线。该碳线被密封固定在由陶瓷构成的密封件(例如外径为十几mm的透明石英管)中。内部加热器33与电源50a连接，利用辐射热加热下部热交换体31的内面，同时通过透明壳体31a加热容器40的内壁。在壳体31a的内部配置有由测定下部热交换体31的顶部的温度用的热电偶等构成的温度传感器35。电源部50a和温度传感器35与后述的控制部20A连接。 
为了使从内部加热器33放射的辐射热传送至下部热交换体31的外侧(在容器40的内壁或容器40内流通的液体原料的雾)，优选壳体31a由透明材料构成。只要是能够将辐射热传送至下部热交换体31的外侧的材料，该透明材料能够是可透过红外线等的石英以外的材料。例如，只要能够暂时在壳体31a的内面吸收辐射热，将该热从壳体31a的外面作为辐射热放出的材料即可。另外，壳体31a的构成材料也可以是不锈钢或SiC(碳化硅)等不透明的材料。 
在下部热交换体31的上方侧作为助起动空间G被形成，该助起动空间G具有能够利用喷注器30使雾状液体原料更均匀地微粒化的距离L。下部热交换体31配置成使其中心比喷注器30的中心向一侧仅偏移距离R(例如1～4mm)。如后所述，在该侧在容器40的下端部的侧面形成从汽化器2取出处理气体的取出口32。利用这种结构，在容器40的内周面和下部热交换体31之间形成环状空间F。环状空间F的宽度(在汽化器2的平面图中看时的宽度)为使取出口32侧的宽度比其相反一侧的宽度小。 
例如沿着容器40的长度方向延伸的由多个例如电阻发热体构成的加热器48以包围容器40的方式配置在盖41的内部。在本实施方式中，在靠近取出口32侧的位置上配置2个加热器48，在靠近与取出口32相反一侧的位置上配置2个加热器48。这些加热器48分别与电源部50b连接。加热器48由例如一个共同的温度控制器进行加热控制。作为选择，加热器48可以是在取出口32侧的两个作为1组，在与取出32相反一侧的两个作为1组，分别对各组独立地进行加热控制。或者也可以是4个加热器48互相独立地被进行加热控制。此外如后文所述， 在能够利用下部热交换体31内的内部加热器33充分地汽化液体原料的情况下，也可以不设置这个加热器48。 
在容器40的下端部的侧面上形成用于取出汽化液体原料得到的处理气体的取出口32。上述供给管路51与取出口32连接。取出口32和供给管路51，通过作为嵌入供给管路51的端面槽51a中的密封件的树脂制的O形环51b，利用螺钉等气密地密封。在容器40的底面上配置有凸缘40a。盖体49通过嵌入盖体49的槽49a中的O形环49b气密地与凸缘40a密封。 
另外，在容器40的底面上形成用于排出没有汽化的液体原料的排放口34。在这个例子中，排放口34在取出口32的相反侧形成。排出管路42与排放口34连接。在排出管路42上，在容器40的底部附近配置有排出雾用的阀Vm。当阀Vm关闭时，雾在该排放口34附近贮留，这里成为雾积存部分。用于吸引排出雾的排出泵44与排出管路42的另一端连接，利用排出管路42和排出泵44构成吸引路。 
另外，为了洗涤容器40的内部，在汽化器2连接有向容器40供给洗涤液的供给部6。供给部6包含贮留洗涤液的洗涤液槽62。该洗涤液槽62通过具有阀Vc的供给管路61与容器40的上部连接。作为洗涤液，可以使用溶解液体原料或液体原料的固化物的溶剂(例如乙醇或己烷等的乙醇类的药液)。通过供给管路61从洗涤液槽62供给到容器40内的洗涤液，通过打开阀Vm，经由排出管路42被排出。 
汽化器2通过具有后述的第三阀V3的供给管路(处理气体供给管路)53，与成膜处理部100的反应管110连接。为了在防止凝缩的状态下，将处理气体导入成膜处理部100中，将从第三阀V3至成膜处理部100的距离较短地设定为50-100cm左右。利用配置在该供给管路53周围的带式加热器(图中没有示出)，将在供给管路53内流通的处理气体的温度设定为80℃左右。 
为了对供给管路53内进行洗涤，在阀V3的下游侧，氮气供给源25通过具有阀Vf，质量流量控制器M2的供给管路55与供给管路53连接。为了对供给管路51内进行洗涤，具有阀Vd的分支管路63设置为，其一端侧与洗涤液的供给管路61连接，另一端侧与气体供给管路23的阀Vb和汽化器2之间连接。另外，具有阀Ve的分支管路54设 置为，其一端侧在第一阀V1和液体质量流量计M之间与供给管路51连接，另一端侧与排出管路42的阀Vm的下游侧连接。 
另外，该成膜系统10包括由计算机构成的控制部20A，该控制部还作为汽化器2的控制器发挥作用。该控制部20A具备由存储程序等的存储器或CPU等构成的数据处理部等。在该程序中装入命令，使得从控制部20A对包括汽化器2的成膜系统10的各部发送控制信号，并使进行后述的晶片W的处理或搬送等的各步骤实行。另外，在存储器中例如具有写入处理压力、处理温度、处理时间、气体流量或者电力值等的处理参数的值的区域。当CPU实行程序的各命令时，读出必要的处理参数，将与该参数值对应的控制信号发送至包括汽化器2的成膜系统10的各部位。该程序(包括关于处理参数的输入操作或显示的程序)存放在计算机存储介质例如软盘，光盘(compact disk)，MO(光磁盘)，硬盘等的存储部中并被安装在控制部20A中。 
其次，说明上述成膜系统10的成膜方法。首先，在成膜处理部100中，将规定枚数的晶片W搭载在晶舟120上，搬入维持在规定温度的反应管110内，对反应管110内进行真空排气至规定的真空度。并且，使反应管110内稳定在规定温度和规定的压力下。 
另一方面，在气体供给系统200中，关闭阀Vm、Vb、Vc、Vd、Ve，打开阀V1、V2、V3、Va。由此，从气体供给源22通过气体供给管路21向贮留槽1内供给作为加压气体的N2气体。利用该加压气体，通过供给管路51，在通过液体质量流量计M调整流量的状态下，将贮留槽1内的低蒸气压的液体原料(例如铪类材料)压送至汽化器2。并且，以使来自汽化器2的喷注器30的液体原料成为喷雾的方式从氮气源供给氮气。由此，与氮气一起例如5sccm流量的液体原料成为雾状，导入汽化器2中。 
图3是表示图2所示的汽化器2内部的气体的流动的示意图。在汽化器2中利用加热器48将容器40的内壁加热至例如150℃。另外，内部加热器33成为例如300℃左右，使下部热交换体31的前端面成为例如150℃。因此，利用该内部加热器33的辐射热加热壳体31a的内面，通过将该热传递至壳体31a的外侧(表面)，均匀地加热下部热交换体31，使温度TA成为例如150℃左右。 
这时，由于壳体31a的内部空间为中空，并且为大气压或真空气氛，在此几乎不引起热传导或气体的对流。因此，下部热交换体31将上下方向的温度差抑制得较小。另外，因为下部热交换体31的热容量小，成为蓄热少的状态。并且，由于利用内部加热器33的辐射热加热，因此主要加热壳体31a的表面，壳体31a内的气氛的温度几乎不上升。即，壳体31a的表面选择性地被加热，其结果是，下部热交换体31的全体表面被均匀地加热。 
另外，壳体31a由透明的石英构成。因此，内部加热器33的辐射热通过壳体31a将容器40的内壁也加热。由此，容器40的内部例如成为150℃左右。这里，雾化(成为微细的粒子)的液体原料从喷注器30向下方排出。该雾状的液体原料呈圆锥状在作为容器40的上部侧区域的助起动空间G中扩展，并且更加均匀地露化，同时一部分通过加热被汽化。并且，包含雾和蒸气的圆锥状的雾状液体原料流与表面例如被设定为150℃的下部热交换体31冲突。这时，下部热交换体31相对地进入雾状液体原料流的中央，由此该流扩展开，流入在容器40的内周面和下部热交换体31之间形成的环状空间F中。另外，这时，雾状液体原料通过下部热交换体31的内部加热器33的辐射热直接被加热，进行汽化。 
如上所述，环状空间F以取出口32的宽度比其相反侧的宽度小的方式设定。因此，即使利用通过供给管路53的吸引在取出口32中产生负压，在环状空间F中，取出口32及其反对侧的压力差小，环状空间F内的压力大致均匀。由此，在助起动空间G中，一部分已经汽化的雾状液体原料，均等地在环状空间F内流动并被加热。由此，能够高效率地汽化雾状液体原料生成处理气体。 
另外，下部热交换体31的上面(温度传感器35附近)或侧面几乎为相同的温度。由此，在抑制热分解的状态下(在几乎不包含分解生成物的状态下)，处理气体向着供给管路53流通。另外，像这样通过抑制下部热交换体31的过热，上述O形环49b、51b成为耐热温度以下。由此，能够抑制O形环49b、51b的热劣化。 
在环状空间F内向下流动的处理气体通过取出口32的吸引，进行方向变换为水平方向，能够从取出口32流到供给管路53。但是，处理 气体中包含的雾，由于重量大，因惯性力而不能进行方向变换仍向下方流动。其结果是，雾从处理气体分离，与容器40的底部冲突。当雾积存在容器40的底面上时，它们互相附着成为液相，向排放口34流动(阀Vm关闭)。由于排放口34位于比取出口32低的位置，排放物不会流入取出口32中。 
另外，在下部热交换体31配置在容器30的中心的情况下，通过取出口32的吸引使得在环状空间F中，取出口32侧与其相反侧的压力差增大，环状空间F内的压力变得不均匀。在这种情况下，雾状液体原料不能均等地在环状空间F内流动，汽化效率降低。本发明也包括这种情况，但是优选使下部热交换体31向取出口32侧偏移。 
这样，汽化铪类材料得到的处理气体通过供给管路53输送至成膜处理部100。来自供给管路53的处理气体和氧气(图中没有示出)被供给到稳定在规定温度和规定压力下的反应管110内。由此，在晶片W上进行形成铪氧化膜的成膜处理。 
对成膜处理部100供给处理气体经过规定的时间之后，停止处理气体，并且停止或减少对内部加热器33的电力供给。即，关闭阀V1、V2、V3和Va，同时停止或减少从电源部50a的输出。另外，为了进行汽化器2的清扫处理，打开阀Vb和Vm。由此，作为清扫气体的氮气，在利用质量流量控制器M1进行流量控制的状态下，从气体供给源24通过气体供给管路23供给到汽化器2，再通过排出管路42排出。 
图4为大致地表示在图2所示的汽化器2中，当停止液体原料的供给时的下部热交换体31的顶部的温度推移的特性图。如图4所示，在时间t1，停止处理气体的供给，同时停止液体原料的供给和向下部热交换体31内的内部加热器33的电力供给。这时，如上所述，由于下部热交换体31构成为中空热容量小，所以在内部几乎不蓄热。因此，下部热交换体31从时间t1的温度TA快速地冷却，汽化器2内的液体原料的雾不会因过热而分解，保持原样从排出管路42排出。 
如上所述，在成膜处理后，通过用氮气清扫汽化器2内，完全除去残留在汽化器2内的液体原料。另外，也可以对供给管路53供给清扫气体。在这种情况下，打开阀Vf。从氮气供给源25对成膜处理部100供给氮气。这样，附着在供给管路53的内壁面的处理气体的残留 物或处理气体变质后的固体成分等的附着物，被向成膜处理部100压出，再从反应管110向排气管路140除去。 
在进行规定次数的成膜处理后，如下所述，进行汽化器2的洗涤。具体地是，关闭阀V1、V2、V3、Va、Vb、Vd、Ve，打开阀Vc、Vm，使排气泵44工作。由此，贮留在容器40中的雾等通过排出管路42向装置外部排出，另一方面，从供给管路61对汽化器2供给洗涤液。这里，由于洗涤液为溶解液体原料或液体原料的固化物的溶剂，因此附着在汽化器2的容器40的内壁上的雾被冲洗。另外，假定即使雾凝缩，一部分变质为固体成分，也能够用洗涤液溶解除去。 
另外，在洗涤处理中，也可以打开阀V2、Vd、Ve，使排气泵44工作。由此，使洗涤液从分支管路63开始在液体质量流量计M、供给管路51、分支管路54、排出管路42中流通，除去附着在这些内壁上的液体原料或液体原料的固化成分等附着物。 
在这种汽化器2中，由于在助起动空间G的下部配置有形成环状空间F的下部热交换体31，因此能够高效率地汽化雾状液体原料。另外，下部热交换体31由薄壁中空的热容量小的壳体31a和作为配置在其内部的辐射热源的内部加热器33构成。因此，能够无温度不均地均匀地加热下部热交换体31的全体表面，能够将在停止液体原料的供给时的下部热交换体31的温度的超调抑制在较小。其结果是，能够抑制液体原料的热分解，实现颗粒的减少。由此，能够增加处理气体的流量(液体原料的汽化量)。 
图5为大致地表示在图6中所示的汽化器300中，当停止液体原料的供给时的下部热变换体303的顶部的温度的推移的特性图。在图6所示的汽化器300的情况下，由于下部热交换体303中间实心，在加热时，内部温度比表面温度高例如成为350℃。当在时间t1停止处理气体的供给(停止液体原料的汽化)时，因为热的放出源(冷却源)消失，如图5所示，内部的热急剧地传递至下部热交换体303全体，因此引起所谓的超调现象。由此，下部热交换体303的表面温度从时间t1的温度TA升高至300℃左右，产生上述的液体原料的分解。 
在本实施方式的汽化器2中，利用透过内部加热器33的辐射热的材料(例如石英)构成下部热交换体31的壳体31a。在这种情况下， 内部加热器33不仅直接加热下部热交换体31的表面，而且直接加热容器40的内壁、容器40的内部空间(环状空间F和助起动空间G)中流通的液体原料的雾。因此，液体原料的汽化量增加，流至成膜处理部100的雾减少，能够抑制颗粒的产生量。另外，像这样由于扩大通过内部加热器33加热的区域，因此例如能够不需要容器40的加热器48，或者降低加热器48的设定温度。 
另外，通过将壳体31a内作成中空，下部热交换体31的热容量更小。因为传导热的物质极少，所以基于内部加热器33的热传导的加热量变少。因此，被温暖后的气体等在壳体31a的内部空间中在上下方向的对流量几乎没有，能够降低下部热交换体31的上下方向的温度差。并且，因为利用内部加热器33的辐射热加热壳体31a，因此能够均匀地加热下部热交换体31的全体。因此，能够抑制下部热交换体31局部地方的过热，并抑制O形环49b、51b的热劣化。 
另外，雾状液体原料从喷注器30向下方排出，在助起动空间G中更均匀地被雾化，同时一部分因加热而汽化。然后，雾状液体原料通过下部热交换体31被扩开在环状空间F中流动，同时进行充分的热交换并被加热。由于在环状空间F中不产生气体的停滞区域(deadvolume：死区容积)，所以雾状液体原料能够以高汽化效率可靠地被汽化。由此，由于能够将雾的混入被极力抑制的处理气体(液体原料的蒸气)供给到成膜处理部100，所以能够抑制颗粒附着在晶片上。 
在上述实施例中，在汽化器的容器40的周围配置有加热器48。但是如上所述，利用下部热交换体31内的内部加热器33容器40的内壁也被加热。因此，在液体原料被充分汽化的情况下，也可以不设置该加热器48。或者也可以降低加热器48的设定温度(用输出小的价格便宜的加热器)。 
在上述实施方式中，下部热交换体31的横截面形状为大致圆形，也可以为多角形。作为铪类的低蒸气压液体原料，能够使用120℃下的蒸气压为40Pa以下的TDEAH(Hf{N(C2H5)}4)。除了铪材料以外，能够使用例如140℃下的蒸气压为40Pa以下的Ta(OC2H5)5。另外，本发明能够应用于使用汽化HEAD(六甲基氨基二硅烷)得到的处理气体和NH3气形成氮化硅膜的处理中、或者使用汽化Ta(OC2H5)5 得到的处理气体和O3气形成Ta2O5膜的处理中、或者供给水蒸气的处理中。另外，作为成膜处理部，除了间歇式的减压CVD装置外，也可以使用单片式的成膜装置。 
另外在上述实施方式中，设置有1个贮留液体原料的贮留槽1，但不局限于此。例如，能够设置多个贮留互不相同的液体原料的贮留槽，在各个贮留槽的每一个上连接汽化液体原料的汽化器。在这种情况下将在各个汽化器中生成的多种处理气体导入成膜处理部分100的反应管110内供给成膜使用。例如，作为这种结构的应用例，能够举出如包含钡(Ba)，锶(Sr)和钛(Ti)的BST(钡锶钛)氧化膜那样的高介电率的金属氧化膜的成膜处理。 

Claims (20)

1.一种用于从液体原料得到处理气体的汽化器，其特征在于，包括：
规定所述汽化器的处理空间的容器；
具有使所述液体原料呈雾状向下方喷出至所述容器内的排出口的喷注器；
在所述排出口的下侧配置在所述容器内的具有中空的内部空间的下部热交换体，并且在所述排出口和所述下部热交换体之间规定所述雾状液体原料的助起动空间，在所述容器的内侧面和所述下部热交换体之间，规定与所述助起动空间连接的环状空间；
配置在所述下部热交换体的所述内部空间中的内部加热器，该内部加热器作成为利用陶瓷密封编织有多根碳纤维束的碳线的结构，所述内部加热器加热通过所述环状空间的所述雾状液体原料生成所述处理气体；
以从所述环状空间导出所述处理气体的方式与所述容器连接的气体导出路；和
当停止来自所述喷注器的所述液体原料的排出时，减少或停止向所述内部加热器的电力供给的控制部。
2.根据权利要求1所述的汽化器，其特征在于：
所述下部热交换体具有由透明的壳体形成的外轮廓。
3.根据权利要求1所述的汽化器，其特征在于：
所述下部热交换体的所述内部空间为大气压或真空气氛。
4.根据权利要求2所述的汽化器，其特征在于：
所述壳体具有1～10mm的壁厚。
5.根据权利要求3所述的汽化器，其特征在于：
在所述下部热交换体的所述内部空间中封入惰性气体。
6.根据权利要求1所述的汽化器，其特征在于：
其还具备配置在所述下部热交换体的所述内部空间中的温度传感器，所述控制部根据所述温度传感器的温度检测值和预先设定的设定温度，控制向所述内部加热器的供给电力。
7.根据权利要求6所述的汽化器，其特征在于：
所述温度传感器以检测所述下部热交换体的顶部的温度的方式配置。
8.根据权利要求1所述的汽化器，其特征在于：
还具备相对于所述容器被配置的周围加热器，用于加热所述汽化器的处理空间。
9.根据权利要求1所述的汽化器，其特征在于：
所述气体导出路，以从所述环状空间横方向地导出所述处理气体的方式构成，所述环状空间，以与所述气体导出路连接一侧的第一宽度比其相反侧的第二宽度小的方式设定。
10.根据权利要求1所述的汽化器，其特征在于：
所述喷注器具有由内管和外管构成的双层管结构，从所述内管供给所述液体原料，从所述外管供给雾化用气体。
11.一种半导体处理系统，其包括：
收纳被处理基板的处理室；
在所述处理室内支承所述被处理基板的支承部件；
加热所述处理室内的所述被处理基板的加热器；
对所述处理室内进行排气的排气系统；和
对所述处理室内供给处理气体的气体供给系统，所述气体供给系统包括用于从液体原料得到所述处理气体的汽化器，其中
所述汽化器具备：
规定所述汽化器的处理空间的容器；
具有使所述液体原料呈雾状向下方喷出至所述容器内的排出口的喷注器；
在所述排出口的下侧配置在所述容器内的具有中空的内部空间的下部热交换体，并且在所述排出口和所述热交换体之间规定所述雾状液体原料的助起动空间，在所述容器的内侧面和所述下部热交换体之间，规定与所述助起动空间连接的环状空间；
配置在所述下部热交换体的所述内部空间中的内部加热器，该内部加热器作成为利用陶瓷密封编织有多根碳纤维束的碳线的结构，所述内部加热器加热通过所述环状空间的所述雾状液体原料生成所述处理气体；
以从所述环状空间导出所述处理气体的方式与所述容器连接的气体导出路；和
当停止来自所述喷注器的所述液体原料的排出时，减少或停止向所述内部加热器的电力供给的控制部。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述下部热交换体具有由透明的壳体形成的外轮廓。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述下部热交换体的所述内部空间为大气压或者真空气氛。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于：
在所述下部热交换体的所述内部空间中封入惰性气体。
15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：
其还具备配置在所述下部热交换体的所述内部空间中的温度传感器，所述控制部根据所述温度传感器的温度检测值和预先设定的设定温度，控制向所述内部加热器的供给电力。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于：
所述温度传感器以检测所述下部热交换体的顶部的温度的方式配置。
17.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：
还具备相对于所述容器配置的周围加热器，用于加热所述汽化器的处理空间。
18.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述气体导出路，以从所述环状空间沿横方向导出所述处理气体的方式构成，所述环状空间，以与所述气体导出路连接一侧的第一宽度比其相反侧的第二宽度小的方式设定。
19.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述气体供给系统还包括：
通过液体原料供给路与所述汽化器连接的、贮留所述液体原料的贮留槽；和
对所述贮留槽供给加压气体的气体供给部，用于通过所述液体原料供给路从所述贮留槽将所述液体原料压送至所述汽化器。
20.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述气体供给系统，以供给作为所述处理气体的用于利用CVD在所述被处理基板上形成薄膜的气体的方式构成。
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