CN102016116A - 气化器及使用该气化器的成膜装置 - Google Patents

气化器及使用该气化器的成膜装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种气化器及使用该气化器的成膜装置，该气化器能够防止液体原料的排出口因附着物而堵塞。气化器(300)使从喷嘴(320)的排出口(322)排出的液体原料在被加热的气化室(360)内气化而生成原料气体，该气化器(300)包括：在喷嘴的前端部(323)与气化室之间按照覆盖排出口的周围的方式设置的筒形状的被加热部件(340)；从排出口的附近喷出载气的载气喷出口(326)；使从排出口排出的液体原料与载气混合后向气化室喷出的混合室(344)；从气化室的外侧加热气化室的第一加热部(加热器(392、394))；和从被加热部件的外侧加热被加热部件的第二加热部(加热器(342))。

Description

气化器及使用该气化器的成膜装置
技术领域
本发明涉及一种使液体原料气化而生成原料气体的气化器以及使用该气化器的成膜装置。
背景技术
作为形成由电介质体、金属、半导体等构成的各种薄膜的成膜方法，一般采用向成膜室供给有机金属化合物等有机原料，使其与氧、氨等其它气体发生反应而成膜(形成薄膜)的化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法。该CVD法中所使用的有机原料在常温常压下多为液体，因此，必须使该有机原料气化后供给至成膜室。因此，通常情况下，在气化器中使液体的有机原料气化，生成原料气体。
例如，如下述专利文献1所述，高温的载气流经液体原料流出路径(喷嘴)的排出口与隔膜阀之间，使从该排出口排出的液体原料气化而生成原料气体。此外，如下述专利文献2、3所述，通过向从液体原料排出部(例如喷嘴、管、孔等)排出的液体原料传播超声波振子的振动，从而使液体原料变成液滴(雾化)。接着，在液体原料的排出口附近形成载气流，将液滴状的液体原料载置在载气流中移送到加热空间使其气化，从而生成原料气体。
专利文献1：日本特开平8-200525号公报
专利文献2：日本特开平11-16839号公报
专利文献3：日本特开2001-89861号公报
专利文献4：日本特开2001-262350号公报
但是，如上所述，在现有的气化器中，在排出液体原料的排出口的附近形成载气流，根据液体原料的种类，其成分有可能与载气中所包含的微量水分发生反应后而固化。作为这种液体原料，例如可以列举TEMA、TEMAZ(Tetrakis(ethylmethylamino)zirconium：四(乙基甲基氨基)锆)以及TEMAH(Tetrakis(ethylmethylamino)hafnium：四双(乙基甲基氨)铪)等有机金属化合物。
此外，一般情况下，气化器采用以下方式构成：为了高效地使液体原料气化，缩小排出液体原料的喷嘴的孔径，使得尽可能形成小的液滴。因此，如果从排出口排出包含容易与水分发生反应的上述那样的成分的液体原料，那么，与流经其附近的载气所包含的水分反应发生而生成的生成物(氧化物)就会附着、沉积在排出口，最终，排出口有可能因这些多余的附着物而发生堵塞。于是就无法获得足够流量的原料气体。此外，由于必须频繁地更换喷嘴等或实施清扫，因此，生产能力也会相应地下降。
此外，如上述专利文献1所述，在载气流经喷嘴的排出口和隔膜阀之间而进行气化的气化器中，如上述专利文献4所述，为了提高气化效率，如果加热设有隔膜阀和喷嘴的整个部分，那么，加热温度越高，流经喷嘴内的液体原料热分解的可能就越高，因此，这种方法并不合适。反之，如果降低加热温度，那么，液体原料的气化效率就会降低。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种气化器以及使用该气化器的成膜装置，该气化器在使从喷嘴的排出口排出的液体原料在加热后的气化室内气化而生成原料气体时，能够防止液体原料的排出口被附着物堵塞。
本申请的发明人经过反复试验后发现，通过加热液体原料的排出口，即使排出口暴露在载气中，附着物也不会附着在排出口上。以下的本发明就是基于这一点而完成的。
为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，提供一种气化器，其特征在于，包括：以规定的压力供给液体原料的贮液室；以从所述贮液室突出的方式设置，且排出所述贮液室内的液体原料的喷嘴；将从所述喷嘴的排出口排出的所述液体原料气化而生成原料气体并从送出口送出的气化室；在所述喷嘴的前端部与所述气化室之间以覆盖所述排出口的周围的方式设置的筒形状的被加热部件；设置于所述被加热部件，从所述排出口的附近喷出载气的载气喷出口；在所述被加热部件内(分隔)形成的、将从所述排出口排出的所述液体原料与所述载气混合后向所述气化室喷出的混合室；从所述气化室的外侧加热所述气化室的第一加热部；和从所述被加热部件的外侧加热所述被加热部件的第二加热部。
为了解决上述课题，根据本发明的另一观点，提供一种成膜装置，其具有从气化器导入原料气体并对被处理基板进行成膜处理的成膜室，其中，该气化器用于将液体原料气化而生成所述原料气体，该成膜装置的特征在于，所述气化器包括：以规定的压力供给液体原料的贮液室；以从所述贮液室突出的方式设置，且排出所述贮液室内的液体原料的喷嘴；在所述喷嘴的前端部开口形成的排出口；将从所述排出口排出的所述液体原料气化而生成原料气体的气化室；将来自所述气化室的原料气体送出至所述成膜室的送出口；在所述喷嘴的前端部与所述气化室之间以覆盖所述排出口的周围的方式设置的筒形状的被加热部件；设置于所述被加热部件，从所述排出口的附近喷出载气的载气喷出口；在所述被加热部件内形成的、将从所述排出口排出的所述液体原料与所述载气混合后向所述气化室喷出的混合室；从所述气化室的外侧加热所述气化室的第一加热部；和从所述被加热部件的外侧加热所述被加热部件的第二加热部。
根据本发明，从喷嘴的排出口排出的液体原料的液滴，在被加热部件内的混合室中与从载气喷出口喷出的载气混合，朝向被第一加热部加热的气化室喷出。于是，液体原料的液滴在气化室中被气化成原料气体后被从送出口向外部(例如成膜室)送出。
此时，通过利用第二加热部加热被加热部件，能够不降低气化室的加热温度地能够将喷嘴的排出口局部地加热至附着物不会附着的温度。这样，在被加热部件的加热温度的条件下，液体原料在流到排出口的中途不会被热分解，能够防止附着物附着在排出口上。
而且，通过加热被加热部件，不仅能够加热液体原料的排出口，也能加热与载气混合的混合室。这样，由于能够在混合室内有效地蒸发成为生成附着物的主要原因的水分、即载气中所包含的水分，因此，能够更加有效地防止附着物附着在排出口上。
此外，优选所述被加热部件采用金属构成，所述喷嘴采用树脂构成。这样，由于能够使来自被加热部件的热量难以传热(热传导)，因此，能够有效地防止整个喷嘴被加热。这样，即使将第二加热部的加热温度设定成高温，流经喷嘴内的液体原料也不会在中途被热分解，能够更加有效地防止附着物附着在排出口上。
此外，优选所述混合室利用设置在所述被加热部件内的节流部形成，在所述节流部形成有将所述混合室与所述气化室之间连通的节流孔，所述节流部与所述被加热部件一起被所述第二加热部加热。这样，从排出口排出的液体原料的液滴在混合室中与载气混合，被节流部的节流孔加速并被朝向气化室喷出。这样，不仅能够使液体原料的液滴更细，而且能够将该液滴和载气一起稳定地供向气化室。
优选所述混合室由所述排出口的下方的中央空间和围绕该中央空间的周围的环状空间构成，所述载气喷出口被配置成向所述环状空间喷出载气。这样，从载气喷出口喷出的载气在环状空间扩散，从整个环状空间流向中央空间。这样就能将从排出口排出的液体原料的液滴有效地引导至节流孔。
此外，优选在所述节流部的所述混合室侧设置有使所述节流孔的孔径朝向该混合室侧逐渐增大的上部锥形(taper)部，所述上部锥形部按照朝向所述排出口突出的方式形成。这样，通过按照朝向混合室内突出的方式设置上部锥形部，能够在混合室内的上部锥形部的外侧形成环状空间的壁面。此外，由于节流孔朝着入口侧(上游侧)扩大，因此，能够容易地将载气从环状空间导向中央空间。
在此情况下，也可以在所述节流部的所述气化室侧设置使所述节流孔的孔径朝向该气化室侧逐渐增大的下部锥形部，所述下部锥形部按照朝向所述气化室突出的方式形成。这样，由于节流孔朝向出口侧(下游侧)扩大，因此，能够进一步提高从节流孔喷出的液体原料的液滴和载气的流速。这样，能够使液体原料成为更细小的液滴后供给至气化室。
此外，也可以设置：检测所述气化室的温度的第一温度传感器；检测所述排出口的温度的第二温度传感器；以及控制部，该控制部监视所述各个温度传感器所检测出的温度(值)，将所述排出口的温度控制在至少附着物不会附着在所述排出口的温度，并按照使得所述气化室的温度比所述排出口的温度高的方式进行控制。
这样就能将排出口的温度保持在至少附着物不会附着在排出口上的温度，并且能够提高气化室中的气化效率。此外，通过按照使得气化室的温度比排出口的温度高的方式进行控制，能够形成在整个气化器中温度从上游侧朝向下游侧温度升高的温度梯度。即，液体原料流经的部分的温度最低，在该排出口被加热至附着物不会附着的温度，在气化室中被加热至更高的温度。于是，液体原料在通过细孔后到达排出口的中途不会被热分解，能够防止附着物附着在排出口上，而且能够提高气化室中的气化效率。
发明的效果
根据本发明，能够局部且按照与气化室不同的方式另行加热液体原料的排出口，因此，不仅能够防止液体原料的排出口因附着物而发生堵塞，而且也能够提高气化室中的气化效率。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的成膜装置的概略结构的图。
图2是表示该实施方式的气化器的概略结构的纵截面图。
图3是该实施方式的气化器的部分放大图。
图4是表示该实施方式的气化器的变形例的部分放大图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。此外，在本说明书及附图中，对于实际上具有相同功能构造的构成要素(构件)，标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
(成膜装置)
首先，参照附图，对本发明的实施方式的成膜装置进行说明。图1是用来说明本实施方式的成膜装置的概略构造例子的图。图1所示的成膜装置100用来在被处理基板例如半导体晶片(以下简称“晶片”)W上采用CVD法形成金属氧化物膜，该成膜装置包括：供给包括含有Hf(铪)的有机化合物的液体原料的液体原料供给源110；供给载气(carrier gas，也称为气体载体或传递气)的载气供给源120；使从液体原料供给源110供给的液体原料气化而生成原料气体的气化器300；使用气化器300所生成的原料气体在晶片W上形成例如HfO2膜的成膜室200；和控制成膜装置100的各个部分的控制部150。其中，载气例如能够使用氩(Ar)气等惰性气体。
液体原料供给源110与气化器300用液体原料供给配管112连接，载气供给源120与气化器300用载气供给配管122连接，气化器300与成膜室200用原料气体供给配管132连接。在液体原料供给配管112设置有液体原料流量控制阀114，在载气供给配管122设置有载气流量控制阀124，在原料气体供给配管132设置有原料气体流量控制阀134，这些液体原料流量控制阀114、载气流量控制阀124和原料气体流量控制阀134根据来自控制部150的控制信号来调整各自的开度。优选控制部150根据流经液体原料供给配管112的液体原料的流量、流经载气供给配管122的载气的流量、以及流经原料气体供给配管132的原料气体的流量输出控制信号。
成膜室200例如具有大致呈圆筒状的侧壁，在由该侧壁、顶壁210以及底壁212围成的内部空间设置有水平地载置晶片W的基座222。侧壁、顶壁210以及底壁212例如采用铝、不锈钢等金属构成。基座222被圆筒状的多个支承部件224(此处仅表示1根)支承。此外，加热器226被埋入基座222中，通过控制从电源228供向该加热器226的电力，能够调整被载放(载置)在基座222上的晶片W的温度。
在成膜室200的底壁212形成有排气口230，该排气口230与排气系统232连接。利用排气系统232，能够将成膜室200内减压至规定的真空度。
在成膜室200的顶壁210装有喷淋头240。该喷淋头240与原料气体供给配管132连接，经由该原料气体供给配管132，在气化器300中生成的原料气体被导入喷淋头240内。喷淋头240具有扩散室242以及与该扩散室242连通的多个排气孔244。通过原料气体供给配管132被导入喷淋头240的扩散室242中的原料气体，被从排气孔244朝向基座222上的晶片W排出。
在本实施方式的成膜装置100中，液体原料供给源110储存作为液体原料的HTB(Hafnium tert-butoxide：叔丁醇铪、叔丁氧基铪或丁氧铪)，该液体原料通过液体原料供给配管112被送往气化器300。
在这种构造的成膜装置100中，来自气化器300的原料气体按照以下方式被供给。如果来自液体原料供给源110的液体原料通过液体原料供给配管112被供给至气化器300，并且来自载气供给源120的载气通过载气供给配管122被供给气化器300，那么，与载气一起，液体原料成为液滴状并被排出至设在气化器300内的气化室，该液体原料气化而生成原料气体。在气化器300中生成的原料气体通过原料气体供给配管132被供给至成膜室200，对成膜室200内的晶片W实施所希望的成膜处理。此外，在后面对气化器300的具体的构造的例子进行说明。
(气化器的构造的例子)
下面，参照附图，对本实施方式的气化器300的具体构造的例子进行说明。图2是表示本实施方式的气化器的概略构造的例子的纵截面图。如图2所示，气化器300大致包括：使液体原料成为液滴状(雾(mist)状)并将其排出的液体原料供给部300A；和形成气化室360的原料气体生成部300B，其中，该气化室360使所排出的液滴状的液体原料气化而生成原料气体。
首先，对液体原料供给部300A进行说明。液体原料供给部300A具备：临时贮存从液体原料供给配管112以规定的压力供给的液体原料的贮液室310；从贮液室310朝下方突出(伸出)设置的喷嘴320；构成将贮液室310内的液体原料引导至喷嘴320的排出口322的流路(流通路)的细孔316；对细孔316的贮液室310侧的液体入口312进行开闭的阀体334；以及驱动阀体334的致动器(调节器)330。
具体来讲，液体原料供给部300A具备导入液体原料的液体原料导入部311。液体原料导入部311采用铝或不锈钢等制成的块状金属构成，在其内部划分出(即形成有)上述贮液室310。于是，液体原料被以规定的压力通过液体原料供给配管112供给至贮液室310。
在液体原料导入部311，以向该液体原料导入部311的下方突出(伸出)的方式设置有喷嘴320。本实施方式中的喷嘴320例如采用聚酰亚胺、特氟隆(Teflon：聚四氟乙烯)(注册商标)等树脂构成，以使来自周围的热难以传热。
喷嘴320的基端部(底端部)通过采用铝或不锈钢等制成的块状金属构成的安装部件321固定在液体原料导入部311的下表面。液体原料导入部311和安装部件321的接触面被O形环等密封。具体来讲，在液体原料导入部311与喷嘴320之间设置有O形环318，并且在液体原料导入部311与安装部件321之间设置有O形环319。
在液体原料导入部311的底部，上述细孔316按照从贮液室310通过喷嘴320的前端部(也称为顶端部)323贯通至排出口322的方式形成。这样，如果贮液室310内的液体原料被从细孔316的贮液室310侧的液体入口312导入，那么，通过喷嘴320内后从排出口322被排出。
细孔316的液体入口312被例如由隔膜阀等构成的可挠性阀体334开合(开闭)。贮液室310由阀体334和液体原料导入部311的内壁划分形成。阀体334被安装在用来调整阀的开合以及阀的开度的致动器330。
致动器330被设置在贮液室310的顶部。具体来讲，隔着以围绕形成于贮液室310的顶部的贯通孔301的方式设置的筒状安装部件332安装有致动器330。在致动器330的大致中央位置，根据致动器330的操作而上下驱动的驱动杆333贯穿贯通孔301而设置。
上述致动器330例如构成为利用筒体形的电磁线圈使驱动杆333上下运动，在驱动杆333的下端安装有上述阀体334。于是，通过与驱动杆333的动作联动地使阀体334弯曲，能够开闭细孔316的液体入口312。
例如，将致动器330与控制部150连接，根据来自控制部150的控制信号使驱动杆333驱动。这样就能根据来自控制部150的控制信号，使致动器330的驱动杆333上下运动来驱动阀体334，从而使阀体334进行阀开闭动作。
此外，根据来自控制部150的控制信号来调整上述致动器330的驱动杆333的位置，这样就能调整阀体334的阀开度。于是，通过调整阀体334的阀开度，就能调整从细孔316的液体入口312被导入的液体原料，因此，能够调整从排出口322排出的液体原料的流量。为了停止供给从排出口322排出的液体原料，只要驱动驱动杆333直至阀体334盖住液体入口312，形成为全关闭状态即可。
此外，致动器330并非局限于上述的电磁驱动方式，例如，也可以采用基于压电元件的驱动方式。
在本实施方式的气化器300中，为了防止附着物附着在喷嘴的排出口322，在喷嘴320的前端部323与气化室360之间设置有用来部分加热排出口322的被加热部件340。被加热部件340的上端被安装在喷嘴320的安装部件321，被加热部件340的下端被安装在原料气体生成部300B。
下面，参照附图，对这种被加热部件340进行更加详细的说明。图3是用来说明被加热部件附近的构造的放大图。如图2、图3所示，被加热部件340采用由铝或不锈钢等构成的大致呈圆筒状的金属构成，其上部覆盖喷嘴320的前端部323，特别是覆盖排出口322的周围。
在被加热部件340设有从排出口322的附近喷出载气的载气喷出口326。载气喷出口326与在被加热部件340形成的载气供给流路324连通。载气供给流路324与载气供给配管122连接。于是，来自载气供给配管122的载气通过载气供给流路324，从载气喷出口326被喷出。
被加热部件340的下端的内侧与气化室360的导入口361连结。在被加热部件340内，在排出口322的下方区划形成有混合室344，该混合室344将从排出口322排出的液体原料与从载气喷出口326喷出的载气混合后向气化室360喷出。
具体来讲，混合室344由设置在被加热部件340内的节流部350和被加热部件340的内壁形成。在节流部350形成有连通混合室344与气化室360的节流孔352。这样，从排出口322排出的液体原料的液滴在混合室344内与从载气喷出口326喷出的载气混合，通过节流孔352后朝向气化室360被喷出。此时，因节流孔352的作用，液体原料的液滴和载气的流速被加速。
该节流部350例如按照图3所示的方式构成。在图3所示的节流部350的混合室344一侧设置有上部锥形部354，该上部锥形部354使节流孔352的直径(孔径)朝向该混合室344一侧逐渐增大，按照朝向排出口322突出的方式设置。在节流部350的气化室360一侧设置有下部锥形部356，该下部锥形部356使节流孔352的直径朝向该气化室360一侧逐渐增大，按照朝向气化室360突出的方式设置。
于是，从排出口322排出的液体原料的液滴在混合室344中与载气混合，其流速被节流孔352加快后朝向气化室360被喷出。这样，不仅能够使液体原料的液滴变得更细小，而且能够将该液滴和载气一同稳定地供向气化室360。
优选混合室344由排出口322的下方的中央空间346与围绕其周围的环状空间348构成。具体来讲，例如在图3中，倾斜地形成划分形成混合室344的被加热部件340的内壁中的、侧壁附近的上部(例如，形成载气喷出口326的部位)，这样就能形成环状空间348的壁面。而且，如图3所示，按照朝向混合室344内突出的方式设置上部锥形部354，这样就能在混合室344内的上部锥形部354的外侧形成环状空间348的壁面。
这样，混合室344由排出口322的下方的中央空间346与围绕其周围的环状空间348构成，载气喷出口326按照向环状空间348喷出载气的方式配置，这样，从载气喷出口326喷出的载气朝向环状空间348扩散，从整个环状空间348流向中央空间346。这样就能将从排出口322排出的液体原料的液滴有效地向节流孔352引导。此外，按照图3所示的方式构成节流部350，由于节流孔352朝向入口侧(上游侧)变宽，因此，能够很容易地将载气从环状空间348向中央空间346引导。
此外，按照图3所示的方式构成节流部350，由于节流孔352朝向出口侧(下游侧)变宽，因此，能够进一步提高从节流孔352喷出的液体原料的液滴和载气的流速。此外，节流部350的构造并非局限于图3所示。也可以如图4所示，将节流部350构成为圆板形状，在其中央设置节流孔352。
此外，如图4所示，根据排出口322与节流部350的距离d，从节流孔352喷出时的流速发生变化。因此，优选根据所希望的流速决定节流部350的位置，以使距离d变成最佳距离。此外，这一点对于图3所示的构造也同样。
在被加热部件340的外侧卷绕设置有线圈状的加热器342。加热器342被设置在从喷嘴320的排出口322至被加热部件340的下端部的狭窄的范围。这样就能局部地加热被加热部件340中的排出口322的附近。加热器342例如有电阻发热加热器构成。通过控制部150控制加热器电源343来控制加热器342的发热温度。
根据这种构造，通过使用加热器342加热被加热部件340，能够以不附着附着物的程度的温度(例如100℃以上)局部地加热液体原料的排出口322。这样就能防止附着物附着在排出口322上。而且，通过加热被加热部件340，不仅能够加热液体原料的排出口322，而且也能加热与载气混合的混合室344。于是，由于能够在混合室344内有效地蒸发成为生成附着物的主要原因的水分、即载气中所包含的水分，因此，能够更加有效地防止附着物附着在排出口322上。
此外，如本实施方式所述，采用树脂构成喷嘴320，这样，即使被加热部件340被加热，也能有效地防止喷嘴320内的细孔316被加热。于是，即使进一步提高被加热部件340的加热温度，也不会使通过细孔316的液体原料发生热分解，从而能够防止附着物附着在排出口322上。
下面，对原料气体生成部300B进行说明。原料气体生成部300B包括：划分形成气化室360的大致呈筒状的箱体370；和在箱体370的下方设置的原料气体送出部380。箱体370和原料气体送出部380例如采用铝(Al)或不锈钢等金属构成。箱体370和原料气体送出部380被作为第一加热部的加热器392、394覆盖。加热器392、394例如采用电阻发热加热器构成。在此情况下，通过控制部150控制加热器电源395来控制加热器392、394的发热温度。这样就能将原料气体生成部300B加热至例如比液体原料的气化温度高的规定温度。
此处所说的箱体370通过用图中未表示的螺栓等紧固部件连结上部箱体372、中间部箱体374以及下部箱体376而构成。气化室360包括：由上部箱体372形成的扩径空间362、由中间部箱体374形成的引导空间364、以及由下部箱体376形成的导出空间366。
扩径空间362从导入口361朝向下方直径逐渐扩大，其下端与引导空间364相连设置。为了有效地加热液体原料的液滴，此处所说的引导空间364由从上方朝向下方垂直形成的多个引导孔365构成。多个引导孔365将来自扩径空间362的液体原料的液滴导向导出空间366。而且，引导空间364并非局限于上述方式。例如，也可以将中间部箱体374形成为简单的圆筒状。在此情况下，作为中间部箱体374内的空间的引导空间364也可以形成为直径与扩径空间362的下端直径(导出空间366的直径)相同的圆柱形状。
当从液体原料供给部300A通过导入口361与载气一同被供给的液体原料的液滴在被加热器392、394加热的箱体370的气化室360内，依次通过扩径空间362、引导孔365、导出空间366时，气化而成为原料气体。
于是，原料气体就从导出空间366通过设在下部箱体376的侧壁的所述原料气体送出部380被送出至外部。具体来讲，原料气体送出部380包括：与设在下部箱体376的侧壁的送出口378连接的原料气体送出配管382；和以堵塞原料气体送出配管382的方式设置的捕雾器(mist trap)部390。原料气体送出配管382被垂直安装在下部箱体376的侧壁，并且沿着水平方向延伸。在原料气体送出配管382的下游侧的端部384安装有与上述原料气体供给配管132连接的带凸缘的接头386。此处所说的捕雾器部390按照堵塞原料气体送出配管382的端部384的开口的方式设置，且该捕雾器部390能够自由拆卸地被带凸缘的接头386固定。
捕雾器部390由具有通气性的通气性部件构成，该通气性部件能够使液滴状的液体原料不能通过地捕捉液滴状的液体原料，并使该液体原料气化而得到的原料气体通过。这种通气性部件优选采用孔(网眼)比液体原料的液滴的直径细小的部件。此外，通气性部件的构成材料优选具有热传导率高、温度容易上升的特性。满足这个条件的材料，例如可以列举具有多孔(porous)构造或者网眼构造的不锈钢等金属。除此之外，也可以使用热传导率高的陶瓷、塑料。此处，用加热器394覆盖整个原料气体送出部380，这样，捕雾器部390也被该加热器394加热。
于是，通过在原料气体送出口378设置捕雾器部390，例如，在气化室360中未完全气化而残留的液体原料的液滴，也被由加热器394加热的捕雾器部390捕捉后气化，从而能够通过捕雾器部390。
此外，在箱体370设置有第一温度传感器(例如热电偶)152，利用控制部150监视加热器392、394的加热温度、特别是气化室360内的温度，这样就能将气化室360内的温度总保持在规定的设定温度。此外，在被加热部件340的喷嘴320的排出口322的附近设置有第二温度传感器(例如热电偶)154，利用控制部150监视加热器342的加热温度、特别是排出口322的温度，这样就能将排出口322的附近的温度总保持在规定的设定温度。
在此情况下，排出口322的温度优选设定在至少附着物不会附着在排出口322的程度例如100℃～140℃以上，气化室360内的温度优选设定在比排出口322的温度高的温度例如120℃～160℃以上。此处，排出口322的温度例如设定为120℃，气化室360内的温度例如设定为140℃。
这样就能将排出口322的温度保持在至少附着物不会附着在排出口322上的程度的温度，并且能够提高气化室360中的气化效率。此外，通过按照使得气化室360的温度比排出口322的温度高的方式进行控制，能够在整个气化器300中形成温度从上游侧朝向下游侧增加的温度梯度。即，液体原料流经的部分的温度最低，在该排出口322被加热至附着物不会附着的温度，在气化室360被加热至更高的温度。于是，液体原料在通过细孔316到达排出口322的中途(途中)不会被热分解，能够防止附着物附着在排出口322上，而且能够提高气化室360中的气化效率。
此外，尽可能将第二温度传感器154靠近排出口322设置，这样就能更加准确地进行加热控制，使排出口322为所希望的温度。这样也能防止液体原料在细孔316中流动时被多余加热。
(成膜装置的动作)
参照附图，对采用上述方式构成的本实施方式的成膜装置100的动作进行说明。当使用气化器300生成原料气体时，使用气化器300的加热器392、394预先加热气化室360以及捕雾器部390，并且使用加热器342加热被加热部件340。
首先，控制部150调整液体原料流量控制阀114的开度，通过液体原料供给配管112从液体原料供给源110将规定流量的液体原料供给至气化器300。与此同时，调整载气流量控制阀124的开度，通过载气供给配管122从载气供给源120将规定流量的载气供给至气化器300。
于是，来自液体原料供给配管112的液体原料被暂时贮存在贮液室310中。此时，利用致动器330驱动阀体334，打开细孔316的液体入口312，这样，液体原料通过细孔316，从喷嘴320的排出口322呈液滴状被排出。此外，来自载气供给配管122的载气通过载气供给流路324从载气喷出口326被喷出。这样，从排出口322排出的液体原料的液滴在混合室344内与从载气喷出口326喷出的载气混合，通过节流孔352后被加速，成为更细小的液滴，并被朝向气化室360喷出。此时，由于被加热部件340被加热至规定的温度，因此，即使排出口322暴露在载气中，附着物也不会附着。
在气化室360中，从导入口361与载气一同被导入的液体原料的液滴在扩径空间362扩散，通过引导空间364的各个引导孔365后被导向导出空间366。此时，与被加热部件340不同，气化室360的各个空间被另外加热至规定的温度，因此，液体原料的液滴在被加热的气化室360的各个空间几乎全部气化而成为原料气体，被引导至送出口378，经原料气体送出配管382，通过捕雾器部390后被送出至原料气体供给配管132。此外，由于捕雾器部390也被加热至规定的温度，因此，在气化室360内未完全气化的液滴也被吹向(喷向)捕雾器部390并瞬间气化，成为原料气体并通过捕雾器部390后被送往原料气体供给配管132。
被送至原料气体供给配管132的原料气体，被供给至成膜室200，被导入喷淋头240的扩散室242中，被从气体排出孔244朝向基座222上的晶片W排出。然后，在晶片W上形成规定的膜例如HfO2膜。此外，通过控制在原料气体供给配管132(上)设置的原料气体流量控制阀134的开度，能够调整被导入成膜室200中的原料气体的流量。
这样，根据本实施方式，能够局部且以与气化室360不同的方式加热液体原料的排出口322，因此，通过细孔316的液体原料不会在中途热分解，能够防止排出口322因附着物而发生堵塞，进一步也能够提高气化室360中的气化效率。
以上，参照附图，对本发明的优选实施方式进行了说明，当然，本发明并非局限于所述的例子。显然，本领域的技术人员在权利要求书所述的范围内，能够想到各种经过更改或者修改后的例子，这些例子当然也应归属于本发明的技术范畴。
例如，本发明的气化器也能应用于在MOCVD装置、等离子体CVD装置、ALD(原子层成膜)装置、LP-CVD(批量式、立式、卧式、小批量式)等装置中所使用的气化器。
工业实用性
本发明能够应用在将液体原料气化而生成原料气体的气化器以及使用该气化器的成膜装置中。
附图标记的说明
100  成膜装置
110  液体原料供给源
112  液体原料供给配管
114  液体原料流量控制阀
120  载气供给源
122  载气供给配管
124  载气流量控制阀
132  原料气体供给配管
134  原料气体流量控制阀
150  控制部
152  第一温度传感器
154  第二温度传感器
200  成膜室
210  顶壁
212  底壁
222  基座
224  支承部件
226  加热器
228  电源
230  排气口
232  排气系统
240  喷淋头
242  扩散室
244  气体排出孔
300  气化器
300A 液体原料供给部
300B 原料气体生成部
301  贯通孔
310  贮液室
311  液体原料导入部
312  液体入口
316  细孔
318、319O 形环
320  喷嘴
321  安装部件
322  排出口
323  前端部
324  载气供给流路
326  载气喷出口
330  致动器
332  安装部件
333  驱动杆
334  阀体
340  被加热部件
342  加热器
343  加热器电源
344  混合室
346  中央空间
348  环状空间
350  节流部
352  节流孔
354  上部锥形部
356  下部锥形部
360  气化室
361  导入口
362  扩径空间
364  引导空间
365  引导孔
366  导出空间
370  箱体
372  上部箱体
374  中间部箱体
376  下部箱体
378  送出口
380  原料气体送出部
382  原料气体送出配管
384  端部
386  带凸缘的接头
390  捕雾器部
392、394  加热器
395  加热器电源
W    晶片

Claims (8)

1.一种气化器，其特征在于，包括：
以规定的压力供给液体原料的贮液室；
被设置成从所述贮液室突出、用于排出所述贮液室内的液体原料的喷嘴；
将所述喷嘴的排出口排出的所述液体原料气化并生成原料气体，并将该原料气体从送出口送出的气化室；
设置在所述喷嘴的前端部与所述气化室之间，并覆盖所述排出口周围的筒形状被加热部件；
设置于所述被加热部件，用于从所述排出口的附近喷出载气的载气喷出口；
在所述被加热部件内被分隔而成的、用于将所述排出口排出的所述液体原料与所述载气混合后向所述气化室喷出的混合室；
从所述气化室的外侧对所述气化室进行加热的第一加热部；和
从所述被加热部件的外侧对所述被加热部件进行加热的第二加热部。
2.如权利要求1所述的气化器，其特征在于：
所述被加热部件由金属构成，所述喷嘴由树脂构成。
3.如权利要求2所述的气化器，其特征在于：
所述混合室利用设置在所述被加热部件内的节流部被分隔而成，在所述节流部形成有将所述混合室与所述气化室之间连通的节流孔，
所述节流部与所述被加热部件一起被所述第二加热部加热。
4.如权利要求3所述的气化器，其特征在于：
所述混合室由所述排出口的下方的中央空间和围绕该中央空间的周围的环状空间构成，所述载气喷出口被配置成向所述环状空间喷出载气。
5.如权利要求4所述的气化器，其特征在于：
在所述节流部的所述混合室一侧，设置有使所述节流孔的孔径向着该混合室一侧逐渐变大的上部锥形部，
所述上部锥形部被形成为向着所述排出口突出。
6.如权利要求5所述的气化器，其特征在于：
在所述节流部的所述气化室一侧，设置有使所述节流孔的孔径向着该气化室一侧逐渐变大的下部锥形部，
所述下部锥形部被形成为向着所述气化室突出。
7.如权利要求1～6中任一项所述的气化器，其特征在于，设置有：
检测所述气化室的温度的第一温度传感器；
检测所述排出口的温度的第二温度传感器；和
控制部，其监视所述各个温度传感器所检测出的温度，将所述排出口的温度控制在至少附着物不会附着在所述排出口的温度，并将所述气化室的温度控制为高于所述排出口的温度。
8.一种成膜装置，其具有从气化器导入原料气体并对被处理基板进行成膜处理的成膜室，其中，该气化器用于将液体原料气化并生成所述原料气体，该成膜装置的特征在于，所述气化器包括：
以规定的压力供给液体原料的贮液室；
被设置成从所述贮液室突出、用于排出所述贮液室内的液体原料的喷嘴；
在所述喷嘴的前端部开口的排出口；
将所述排出口排出的所述液体原料气化并生成原料气体的气化室；
将来自所述气化室的原料气体送出至所述成膜室的送出口；
设置在所述喷嘴的前端部与所述气化室之间，并覆盖所述排出口周围的筒形状被加热部件；
设置于所述被加热部件，用于从所述排出口的附近喷出载气的载气喷出口；
在所述被加热部件内被分隔而成的、用于将所述排出口排出的所述液体原料与所述载气混合后向所述气化室喷出的混合室；
从所述气化室的外侧对所述气化室进行加热的第一加热部；和
从所述被加热部件的外侧对所述被加热部件进行加热的第二加热部。
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