JP2003268552A - 気化器及びそれを用いた各種装置並びに気化方法 - Google Patents
気化器及びそれを用いた各種装置並びに気化方法Info
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45557—Pulsed pressure or control pressure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】目詰まりなどを起こすことがなく長期使用が可
能であり、かつ、反応部への安定的な原料供給が可能な
気化器を提供すること。 【解決手段】分散部本体１の内部に形成されたガス通路
２と、ガス通路２に加圧されたキャリアガス３を導入す
るガス導入口４と、ガス通路２を通過するキャリアガス
に原料溶液５を供給するための手段６と、分散された原
料溶液５を含むキャリアガスを気化部２２に送るための
ガス出口７と、ガス通路２内を流れるを冷却する手段１
８と、を有する分散部８と、装置の反応部と分散部８の
ガス出口７に接続された気化管２０と、気化管２０を加
熱するヒータ２１と、を有し、原料溶液が分散されたキ
ャリアガスを加熱・気化させる気化部２２と、を有し、
反応部の圧力は、気化管の圧力より低く設定されるよう
にしたことを特徴とする。
能であり、かつ、反応部への安定的な原料供給が可能な
気化器を提供すること。 【解決手段】分散部本体１の内部に形成されたガス通路
２と、ガス通路２に加圧されたキャリアガス３を導入す
るガス導入口４と、ガス通路２を通過するキャリアガス
に原料溶液５を供給するための手段６と、分散された原
料溶液５を含むキャリアガスを気化部２２に送るための
ガス出口７と、ガス通路２内を流れるを冷却する手段１
８と、を有する分散部８と、装置の反応部と分散部８の
ガス出口７に接続された気化管２０と、気化管２０を加
熱するヒータ２１と、を有し、原料溶液が分散されたキ
ャリアガスを加熱・気化させる気化部２２と、を有し、
反応部の圧力は、気化管の圧力より低く設定されるよう
にしたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＭＯＣＶＤなど
の成膜装置に好適に用いられる気化器及びの気化方法並
びにＣＶＤ薄膜形成装置その他の各種装置に関する。
の成膜装置に好適に用いられる気化器及びの気化方法並
びにＣＶＤ薄膜形成装置その他の各種装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＲＡＭの開発において問題となるの
は、微細化にともなう記憶キヤパシタンスである。ソフ
トエラーなどの点からはキャバシタンスは前の世代と同
程度が要求されるため何らかの対策を必要としている。
この対策として１Ｍまでのセル構造はプレーナ構造であ
ったものが、４Ｍからスタック構造、トレンチ構造と称
される立体構造が取り入れられ、キヤパシタ面積の増加
を図ってきた。また誘電膜も基板Ｓｉの熱酸化膜からポ
リＳｉ上で熱酸化膜とＣＶＤ窒化膜を積層する膜（この
積層された膜を―般にＯＮ膜という。）が採用された。
１６ＭＤＲＡＭでは、さらに容量に寄与する面積を増加
させるため、スタック型では側面を利用する立体型、プ
レートの裏面も利用するフィン型などが取り入れられ
た。
は、微細化にともなう記憶キヤパシタンスである。ソフ
トエラーなどの点からはキャバシタンスは前の世代と同
程度が要求されるため何らかの対策を必要としている。
この対策として１Ｍまでのセル構造はプレーナ構造であ
ったものが、４Ｍからスタック構造、トレンチ構造と称
される立体構造が取り入れられ、キヤパシタ面積の増加
を図ってきた。また誘電膜も基板Ｓｉの熱酸化膜からポ
リＳｉ上で熱酸化膜とＣＶＤ窒化膜を積層する膜（この
積層された膜を―般にＯＮ膜という。）が採用された。
１６ＭＤＲＡＭでは、さらに容量に寄与する面積を増加
させるため、スタック型では側面を利用する立体型、プ
レートの裏面も利用するフィン型などが取り入れられ
た。
【０００３】しかし、このような立体構造ではプロセス
の複雑化による工程数の増加ならびに段差の増大による
歩留りの低下が問題視され、２５６Ｍビット以降の実現
は困難であるとされている。そのため現在のＤＲＡＭの
構造を変えずに更に集積度を増加させるための１つの道
として、キヤパシタンスの誘電体は高い誘電率のものに
切り替えていく方法が考え出された。そして、誘電率の
高い誘電体薄膜としてＴａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２
などが高誘電率単金属常誘電体酸化物の薄膜がまず注目
された。それぞれの比誘電率はＴａ２Ｏ５が２８、Ｙ２
Ｏ３が１６、ＨｆＯ２が２４程度であり、ＳｉＯ２の４
〜７倍である。
の複雑化による工程数の増加ならびに段差の増大による
歩留りの低下が問題視され、２５６Ｍビット以降の実現
は困難であるとされている。そのため現在のＤＲＡＭの
構造を変えずに更に集積度を増加させるための１つの道
として、キヤパシタンスの誘電体は高い誘電率のものに
切り替えていく方法が考え出された。そして、誘電率の
高い誘電体薄膜としてＴａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２
などが高誘電率単金属常誘電体酸化物の薄膜がまず注目
された。それぞれの比誘電率はＴａ２Ｏ５が２８、Ｙ２
Ｏ３が１６、ＨｆＯ２が２４程度であり、ＳｉＯ２の４
〜７倍である。
【０００４】しかし２５６ＭＤＲＡＭ以降での適用に
は、立体キャバシタ構造が必要である。これらの酸化物
よりさらに高い比誘電率をもち、ＤＲＡＭへの適用が期
待される材料として、（ＢａｘＳｒ１−ｘ）ＴｉＯ３、
Ｐｂ（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）Ｏ３、（ＰｂａＬ１−ａ）
（ＺｒｂＴｉ１−ｂ）Ｏ３の３種類が有力視されてい
る。また、超電導材料と非常によく似た結晶構造を持つ
Ｂｉ系の層状構造は高誘電率を有し、強誘電体特性の自
己分極を持ち、不揮発性メモリーとして優れている点か
ら、近年大きく注目されている。
は、立体キャバシタ構造が必要である。これらの酸化物
よりさらに高い比誘電率をもち、ＤＲＡＭへの適用が期
待される材料として、（ＢａｘＳｒ１−ｘ）ＴｉＯ３、
Ｐｂ（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）Ｏ３、（ＰｂａＬ１−ａ）
（ＺｒｂＴｉ１−ｂ）Ｏ３の３種類が有力視されてい
る。また、超電導材料と非常によく似た結晶構造を持つ
Ｂｉ系の層状構造は高誘電率を有し、強誘電体特性の自
己分極を持ち、不揮発性メモリーとして優れている点か
ら、近年大きく注目されている。
【０００５】一般にＳｒＢｉ２ＴａＯ９強誘電体薄膜形
成は、実用的かつ将来性のあるＭＯＣＶＤ（有機金属気
相成長）法で行われている。
成は、実用的かつ将来性のあるＭＯＣＶＤ（有機金属気
相成長）法で行われている。
【０００６】強誘電体薄膜の原料は、例えば、３種類の
有機金属錯体Ｓｒ（ＤＰＭ）２、Ｂｉ（Ｃ６Ｈ５）３及
びＴａ（ＯＣ２Ｈ５）５であり、それぞれＴＨＦ（テト
ラヒドロフラン）、ヘキサンその他の溶剤に溶かし、原
料溶液として使用されている。Ｓｒ（Ｔａ（ＯＥｔ）
６）２や、Ｂｉ（ＯｔＡｍ）３もヘキサンその他の溶剤
に溶かし、原料溶液として使用されている。なお、ＤＰ
Ｍはジビバロイメタンの略である。
有機金属錯体Ｓｒ（ＤＰＭ）２、Ｂｉ（Ｃ６Ｈ５）３及
びＴａ（ＯＣ２Ｈ５）５であり、それぞれＴＨＦ（テト
ラヒドロフラン）、ヘキサンその他の溶剤に溶かし、原
料溶液として使用されている。Ｓｒ（Ｔａ（ＯＥｔ）
６）２や、Ｂｉ（ＯｔＡｍ）３もヘキサンその他の溶剤
に溶かし、原料溶液として使用されている。なお、ＤＰ
Ｍはジビバロイメタンの略である。
【０００７】それぞれの材料特性を表１に示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】ＭＯＣＶＤ法に用いる装置は、ＳｒＢｉ２
ＴａＯ９薄膜原料を気相反応及び表面反応させ成膜を行
わせる反応部、ＳｒＢｉ２ＴａＯ９薄膜原料並びに酸化
剤を反応部へ供給する供給部から構成される。
ＴａＯ９薄膜原料を気相反応及び表面反応させ成膜を行
わせる反応部、ＳｒＢｉ２ＴａＯ９薄膜原料並びに酸化
剤を反応部へ供給する供給部から構成される。
【００１０】そして、供給部は薄膜原料を気化させるた
めの気化器が設けられている。
めの気化器が設けられている。
【００１１】従来、気化器に関する技術としては、図１
６に示す各方法が知られている。図１６（ａ）に示すも
のはメタルフィルター式と称されるものであり、周囲に
存在する気体とＳｒＢｉ２ＴａＯ９強誘電体薄膜原料溶
液との接触面積を増加させる目的で用いられたメタルフ
ィルターに、所定の温度に加熱された原料溶液を導入す
ることにより気化を行う方法である。
６に示す各方法が知られている。図１６（ａ）に示すも
のはメタルフィルター式と称されるものであり、周囲に
存在する気体とＳｒＢｉ２ＴａＯ９強誘電体薄膜原料溶
液との接触面積を増加させる目的で用いられたメタルフ
ィルターに、所定の温度に加熱された原料溶液を導入す
ることにより気化を行う方法である。
【００１２】しかし、この技術においては、数時間の気
化でメタルフィルターが目詰まりを起すので、長期使用
に耐えられないという問題を有している。その原因は、
溶液が加熱され気化温度の低いものから蒸発するするた
めであると本発明者は推測した。
化でメタルフィルターが目詰まりを起すので、長期使用
に耐えられないという問題を有している。その原因は、
溶液が加熱され気化温度の低いものから蒸発するするた
めであると本発明者は推測した。
【００１３】図１６（ｂ）は原料溶液に３０ｋｇｆ／ｃ
ｍ２の圧力をかけて１０μｍの細孔から原料溶液を放出
させ膨張によって原料溶液を気化させる技術である。
ｍ２の圧力をかけて１０μｍの細孔から原料溶液を放出
させ膨張によって原料溶液を気化させる技術である。
【００１４】しかし、この技術においては、数時間の使
用により細孔が詰まり、やはり長期の使用に耐えられな
いという問題を有している。
用により細孔が詰まり、やはり長期の使用に耐えられな
いという問題を有している。
【００１５】また、原料溶液が、複数の有機金属錯体の
混合溶液、例えば、Ｓｒ（ＤＰＭ）２／ＴＨＦとＢｉ
（Ｃ６Ｈ５）３／ＴＨＦとＴａ（ＯＣ２Ｈ５）５／ＴＨ
Ｆの混合溶液であり、この混合溶液を加熱によって気化
する場合、蒸気圧の最も高い溶剤（この場合ＴＨＦ）が
いち早く気化し、加熱面上には有機金属錯体が析出付着
するため反応部への安定な原料供給ができないという問
題が生ずる。図１に示すこれらの方法は全て液体又はミ
スト状態に於いて溶剤の蒸発又は変化しうる熱量が加え
られてしまう。
混合溶液、例えば、Ｓｒ（ＤＰＭ）２／ＴＨＦとＢｉ
（Ｃ６Ｈ５）３／ＴＨＦとＴａ（ＯＣ２Ｈ５）５／ＴＨ
Ｆの混合溶液であり、この混合溶液を加熱によって気化
する場合、蒸気圧の最も高い溶剤（この場合ＴＨＦ）が
いち早く気化し、加熱面上には有機金属錯体が析出付着
するため反応部への安定な原料供給ができないという問
題が生ずる。図１に示すこれらの方法は全て液体又はミ
スト状態に於いて溶剤の蒸発又は変化しうる熱量が加え
られてしまう。
【００１６】さらに、ＭＯＣＶＤにおいて、均一性に優
れた膜を得るためには原料溶液が均一に分散した気化ガ
スを得ることが要請される。しかし、上記従来技術では
必ずしもかかる要請に応えきれていない。
れた膜を得るためには原料溶液が均一に分散した気化ガ
スを得ることが要請される。しかし、上記従来技術では
必ずしもかかる要請に応えきれていない。
【００１７】かかかる要請に応えるべく、本発明者は、
別途、次なる技術を提供している。
別途、次なる技術を提供している。
【００１８】すなわち、図１５に示す通り、内部に形
成されたガス通路と、該ガス通路に加圧されたキャリア
ガスを導入するためのガス導入口と、該ガス通路に原料
溶液を供給するための手段と、原料溶液を含むキャリア
ガスを気化部に送るためのガス出口と、該ガス通路を冷
却するための手段と、
成されたガス通路と、該ガス通路に加圧されたキャリア
ガスを導入するためのガス導入口と、該ガス通路に原料
溶液を供給するための手段と、原料溶液を含むキャリア
ガスを気化部に送るためのガス出口と、該ガス通路を冷
却するための手段と、
【００１９】気化部よりの輻射熱により原料ガスに分散
部内で熱エネルギーが加わらない様に冷却された輻射熱
防止噴出部、を有する分散部と； 一端がＭＯＣＶＤ装置の反応管に接続され、他端が前
記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加熱する
ための加熱手段と、を有し、前記分散部から送られてき
た、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化させる
ための気化部と；気化部よりの輻射熱により原料ガスに
分散部内で熱エネルギーが加わらぬ用を有するＭＯＣＶ
Ｄ用気化器である。
部内で熱エネルギーが加わらない様に冷却された輻射熱
防止噴出部、を有する分散部と； 一端がＭＯＣＶＤ装置の反応管に接続され、他端が前
記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加熱する
ための加熱手段と、を有し、前記分散部から送られてき
た、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化させる
ための気化部と；気化部よりの輻射熱により原料ガスに
分散部内で熱エネルギーが加わらぬ用を有するＭＯＣＶ
Ｄ用気化器である。
【００２０】この技術は、従来に比べ目詰まりが極めて
少なく、長期使用が可能であり、かつ、反応部への安定
的な原料供給が可能なＭＯＣＶＤ用気化器である。
少なく、長期使用が可能であり、かつ、反応部への安定
的な原料供給が可能なＭＯＣＶＤ用気化器である。
【００２１】また、この技術は、予め加熱された酸素の
導入口が、気化部下流に設けられている。
導入口が、気化部下流に設けられている。
【００２２】しかし、この技術によってもまだ、ガスの
通路に結晶の析出がみられ、目詰まりが生じることがあ
る。
通路に結晶の析出がみられ、目詰まりが生じることがあ
る。
【００２３】また、形成された膜中には大量の炭素（３
０〜４０ａｔ％）が含有されている。この炭素を除去す
るためには成膜後高温においてアニールを行う（例：８
００℃、６０分、酸素雰囲気）必要が生じてしまう。
０〜４０ａｔ％）が含有されている。この炭素を除去す
るためには成膜後高温においてアニールを行う（例：８
００℃、６０分、酸素雰囲気）必要が生じてしまう。
【００２４】さらに成膜を行う場合においては、組成比
のバラツキが大きく生じてしまう。
のバラツキが大きく生じてしまう。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、気泡発生を
抑えることができ、気泡に起因する薄膜堆積速度の変動
を抑制することが期待できる気化器、及び気化方法を提
供することを目的とする。
抑えることができ、気泡に起因する薄膜堆積速度の変動
を抑制することが期待できる気化器、及び気化方法を提
供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部に形成
されたガス通路と、該ガス通路にキャリアガスを導入す
るためのガス導入口と、該ガス通路に原料溶液を供給し
するための手段と、原料溶液を含むキャリアガスを気化
部に送るためのガス出口と、該ガス通路を冷却するため
の手段と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、霧化された原料溶液を含むキャリアガスを加
熱して気化させるための気化部と；を有し、反応部の圧
力は、気化管の圧力より低く設定されるようにしたこと
を特徴とする気化器である。反応部の圧力が、９００Ｔ
ｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒに制御された常圧ＣＶＤ装置で
あることが好ましい。反応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ〜
０．１Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ装置であること
が好ましい。反応部の圧力が、０．１Ｔｏｒｒ〜０．０
０１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装置であることが
好ましい。本発明は、内部に形成されたガス通路と、
該ガス通路に加圧されたキャリアガスを導入するための
ガス導入口と、該ガス通路に原料溶液を供給するための
手段と、原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送るた
めのガス出口と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、 前記分散部は、円筒状或いは円錐状中空部を有する分
散部本体と、該円筒状或いは円錐状中空部の内径より小
さな外径を有するロッドとを有し、該ロッドは、その外
周の気化器側に１又は２以上の螺旋状の溝を有し、か
つ、該円筒状或いは円錐状中空部に挿入され、気化器側
に向かい内径がテーパ状に広がる場合もあり、反応部の
圧力は、気化管の圧力より低く設定されるようにしたこ
とを特徴とする気化器である。反応部の圧力が、９００
Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒに制御された常圧ＣＶＤ装置
であることが好ましい。反応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ
〜０．１Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ装置であるこ
とが好ましい。反応部の圧力が、０．１Ｔｏｒｒ〜０．
００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装置であること
が好ましい。
されたガス通路と、該ガス通路にキャリアガスを導入す
るためのガス導入口と、該ガス通路に原料溶液を供給し
するための手段と、原料溶液を含むキャリアガスを気化
部に送るためのガス出口と、該ガス通路を冷却するため
の手段と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、霧化された原料溶液を含むキャリアガスを加
熱して気化させるための気化部と；を有し、反応部の圧
力は、気化管の圧力より低く設定されるようにしたこと
を特徴とする気化器である。反応部の圧力が、９００Ｔ
ｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒに制御された常圧ＣＶＤ装置で
あることが好ましい。反応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ〜
０．１Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ装置であること
が好ましい。反応部の圧力が、０．１Ｔｏｒｒ〜０．０
０１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装置であることが
好ましい。本発明は、内部に形成されたガス通路と、
該ガス通路に加圧されたキャリアガスを導入するための
ガス導入口と、該ガス通路に原料溶液を供給するための
手段と、原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送るた
めのガス出口と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、 前記分散部は、円筒状或いは円錐状中空部を有する分
散部本体と、該円筒状或いは円錐状中空部の内径より小
さな外径を有するロッドとを有し、該ロッドは、その外
周の気化器側に１又は２以上の螺旋状の溝を有し、か
つ、該円筒状或いは円錐状中空部に挿入され、気化器側
に向かい内径がテーパ状に広がる場合もあり、反応部の
圧力は、気化管の圧力より低く設定されるようにしたこ
とを特徴とする気化器である。反応部の圧力が、９００
Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒに制御された常圧ＣＶＤ装置
であることが好ましい。反応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ
〜０．１Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ装置であるこ
とが好ましい。反応部の圧力が、０．１Ｔｏｒｒ〜０．
００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装置であること
が好ましい。
【００２７】本発明は、内部に形成されたガス通路
と、該ガス通路にキャリアを導入するためのガス導入口
と、該ガス通路に原料溶液を供給するための手段と、原
料溶液を含むキャリアガスを気化部に送るためのガス出
口と、該ガス通路を冷却するための手段と、を有する分
散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、前記ガス導入口からキ
ャリアガスに酸化性ガスを添加又は一次酸素供給口より
酸化性ガスを導入し得るようにし、反応部の圧力は、気
化管の圧力より低く設定される気化器である。反応部の
圧力が、９００Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒに制御された
常圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。反応部の圧力
が、２０Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒに制御された減圧Ｃ
ＶＤ装置であることが好ましい。反応部の圧力が、０．
１Ｔｏｒｒ〜０．００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶ
Ｄ装置であることが好ましい。本発明は、内部に形成
されたガス通路と、該ガス通路にキャリアを導入するた
めのガス導入口と、該ガス通路に原料溶液を供給するた
めの手段と、原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送
るためのガス出口と、該ガス通路を冷却するための手段
と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、該ガス出口の外側に細
孔を有する輻射防止部を設け、前記ガス導入口からキャ
リアガスと酸化性ガスとを導入し得るようにし、反応部
の圧力は、気化管の圧力より低く設定される気化器であ
る。反応部の圧力が、９００Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒ
に制御された常圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。反
応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒに制御さ
れた減圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。反応部の圧
力が、０．１Ｔｏｒｒ〜０．００１Ｔｏｒｒに制御され
た低圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。
と、該ガス通路にキャリアを導入するためのガス導入口
と、該ガス通路に原料溶液を供給するための手段と、原
料溶液を含むキャリアガスを気化部に送るためのガス出
口と、該ガス通路を冷却するための手段と、を有する分
散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、前記ガス導入口からキ
ャリアガスに酸化性ガスを添加又は一次酸素供給口より
酸化性ガスを導入し得るようにし、反応部の圧力は、気
化管の圧力より低く設定される気化器である。反応部の
圧力が、９００Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒに制御された
常圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。反応部の圧力
が、２０Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒに制御された減圧Ｃ
ＶＤ装置であることが好ましい。反応部の圧力が、０．
１Ｔｏｒｒ〜０．００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶ
Ｄ装置であることが好ましい。本発明は、内部に形成
されたガス通路と、該ガス通路にキャリアを導入するた
めのガス導入口と、該ガス通路に原料溶液を供給するた
めの手段と、原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送
るためのガス出口と、該ガス通路を冷却するための手段
と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、該ガス出口の外側に細
孔を有する輻射防止部を設け、前記ガス導入口からキャ
リアガスと酸化性ガスとを導入し得るようにし、反応部
の圧力は、気化管の圧力より低く設定される気化器であ
る。反応部の圧力が、９００Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒ
に制御された常圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。反
応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒに制御さ
れた減圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。反応部の圧
力が、０．１Ｔｏｒｒ〜０．００１Ｔｏｒｒに制御され
た低圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。
【００２８】本発明は、原料溶液を供給する複数の溶液
通路と、該複数の溶液通路から供給される複数の原料溶
液を混合する混合部と、一端が混合部に連通し、気化部
側となる出口を有する供給通路と、該供給通路内におい
て、該混合部から出た混合原料溶液に、キャリアガスあ
るいは、キャリアガスと酸素との混合ガスを吹き付ける
ように配置されたガス通路と、該供給通路を冷却するた
めの冷却手段と、が形成されている分散器と、一端が成
膜その他の各種装置の反応部に接続され、他端が前記分
散器の出口に接続された気化管と、該気化管を加熱する
ための加熱手段と；を有し、前記分散部から送られてき
た、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化させる
ための気化部と；を有し、該出口の外側に細孔を有する
輻射防止部を設け、該分散噴出部直近に酸化性ガスを導
入し得る一次酸素供給口を設け、反応部の圧力は、気化
管の圧力より低く設定される気化器である。反応部の圧
力が、９００Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒに制御された常
圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。反応部の圧力が、
２０Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ
装置であることが好ましい。反応部の圧力が、０．１Ｔ
ｏｒｒ〜０．００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装
置であることが好ましい。
通路と、該複数の溶液通路から供給される複数の原料溶
液を混合する混合部と、一端が混合部に連通し、気化部
側となる出口を有する供給通路と、該供給通路内におい
て、該混合部から出た混合原料溶液に、キャリアガスあ
るいは、キャリアガスと酸素との混合ガスを吹き付ける
ように配置されたガス通路と、該供給通路を冷却するた
めの冷却手段と、が形成されている分散器と、一端が成
膜その他の各種装置の反応部に接続され、他端が前記分
散器の出口に接続された気化管と、該気化管を加熱する
ための加熱手段と；を有し、前記分散部から送られてき
た、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化させる
ための気化部と；を有し、該出口の外側に細孔を有する
輻射防止部を設け、該分散噴出部直近に酸化性ガスを導
入し得る一次酸素供給口を設け、反応部の圧力は、気化
管の圧力より低く設定される気化器である。反応部の圧
力が、９００Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒに制御された常
圧ＣＶＤ装置であることが好ましい。反応部の圧力が、
２０Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ
装置であることが好ましい。反応部の圧力が、０．１Ｔ
ｏｒｒ〜０．００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装
置であることが好ましい。
【００２９】本発明は、上記記載の気化器を含む成膜装
置である。
置である。
【００３０】本発明は、ガス通路に原料溶液を導入し、
該導入した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させる
ことにより該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストと
し、次いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる
気化方法において、前記キャリアガスと、導入した原料
溶液が接触する領域において両者の圧力は、殆んど同じ
になるよう制御する事を特徴とする気化方法である。
該導入した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させる
ことにより該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストと
し、次いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる
気化方法において、前記キャリアガスと、導入した原料
溶液が接触する領域において両者の圧力は、殆んど同じ
になるよう制御する事を特徴とする気化方法である。
【００３１】本発明は、ガス通路に原料溶液を導入し、
該導入した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させる
ことにより該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストと
し、次いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる
気化方法において、前記キャリアガスと、導入した原料
溶液が接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導
入した原料溶液の圧力より低くなるよう制御する事を特
徴とする気化方法である。
該導入した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させる
ことにより該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストと
し、次いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる
気化方法において、前記キャリアガスと、導入した原料
溶液が接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導
入した原料溶液の圧力より低くなるよう制御する事を特
徴とする気化方法である。
【００３２】前記キャリアガスと、導入した原料溶液が
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より最大７６０Ｔｏｒｒ低くなるよう制
御することが好ましい。
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より最大７６０Ｔｏｒｒ低くなるよう制
御することが好ましい。
【００３３】前記キャリアガスと、導入した原料溶液が
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より最大１００〜１０Ｔｏｒｒ低くなる
よう制御することが好ましい。
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より最大１００〜１０Ｔｏｒｒ低くなる
よう制御することが好ましい。
【００３４】本発明は、ガス通路に原料溶液を導入し、
該導入した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させる
ことにより該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストと
し、次いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる
気化方法において、前記キャリアガスと、導入した原料
溶液が接触する領域においてキャリアガスと原料溶液の
圧力は、導入した原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制
御する事を特徴とする気化方法である。ガス通路に原料
溶液を導入し、該導入した原料溶液に向けてキャリアガ
スを噴射させることにより該原料溶液を剪断・霧化させ
て原料ミストとし、次いで、該原料ミストを気化部に供
給し気化させる気化方法において、前記キャリアガス
と、導入した原料溶液が接触する領域においてキャリア
ガスと原料溶液の圧力は、導入した原料溶液の蒸気圧よ
り１．５倍 以上高くなるよう制御することが好まし
い。
該導入した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させる
ことにより該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストと
し、次いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる
気化方法において、前記キャリアガスと、導入した原料
溶液が接触する領域においてキャリアガスと原料溶液の
圧力は、導入した原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制
御する事を特徴とする気化方法である。ガス通路に原料
溶液を導入し、該導入した原料溶液に向けてキャリアガ
スを噴射させることにより該原料溶液を剪断・霧化させ
て原料ミストとし、次いで、該原料ミストを気化部に供
給し気化させる気化方法において、前記キャリアガス
と、導入した原料溶液が接触する領域においてキャリア
ガスと原料溶液の圧力は、導入した原料溶液の蒸気圧よ
り１．５倍 以上高くなるよう制御することが好まし
い。
【００３５】キャリアガス中に酸素を含有せしめておく
ことが好ましい。
ことが好ましい。
【００３６】本発明は、上記気化方法により気化した後
成膜したことを特徴とする膜である。
成膜したことを特徴とする膜である。
【００３７】本発明は、上記膜を含む電子デバイスであ
る。
る。
【００３８】本発明は、加圧ガスを用いた圧送溶液中に
溶解した加圧ガスを脱気してから、流量を制御し、気化
器を用いてＣＶＤ装置に接続して、薄膜を形成すること
を特徴とするＣＶＤ薄膜形成方法である。
溶解した加圧ガスを脱気してから、流量を制御し、気化
器を用いてＣＶＤ装置に接続して、薄膜を形成すること
を特徴とするＣＶＤ薄膜形成方法である。
【００３９】ガス透過速度を制御したフッ素樹脂パイプ
に、前記加圧ガスを用いた圧送溶液を流すことによっ
て、加圧ガスのみを脱気することが好ましい。
に、前記加圧ガスを用いた圧送溶液を流すことによっ
て、加圧ガスのみを脱気することが好ましい。
【００４０】ガス透過速度を制御した、フッ素樹脂パイ
プ等に、前記加圧ガスを用いた圧送溶液を流すことによ
って、加圧ガスのみを脱気する際に、フッ素樹脂パイプ
等の外部環境を制御することによって、加圧ガスの脱気
を促進することが好ましい。
プ等に、前記加圧ガスを用いた圧送溶液を流すことによ
って、加圧ガスのみを脱気する際に、フッ素樹脂パイプ
等の外部環境を制御することによって、加圧ガスの脱気
を促進することが好ましい。
【００４１】本発明は、通路に原料溶液を導入し、減圧
し・加熱した気化器に導いて、気化器内部に噴射・また
は滴下させることにより、原料溶液を霧化し、気化させ
る気化方法において、通路先端部の原料溶液の圧力は、
導入した原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制御する事
を特徴とする気化方法である。
し・加熱した気化器に導いて、気化器内部に噴射・また
は滴下させることにより、原料溶液を霧化し、気化させ
る気化方法において、通路先端部の原料溶液の圧力は、
導入した原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制御する事
を特徴とする気化方法である。
【００４２】原料溶液の圧力を通路先端部の原料溶液の
蒸気圧の１．５倍 以上となるよう制御することが好ま
しい。
蒸気圧の１．５倍 以上となるよう制御することが好ま
しい。
【００４３】本発明は、減圧し・加熱した気化器に、原
料溶液とキャリアガスを導入して、気化器内部に噴射さ
せることにより、原料溶液を霧化し、気化させる気化方
法において、通路先端部の原料溶液の圧力は、導入した
原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制御する事を特徴と
する気化方法である。
料溶液とキャリアガスを導入して、気化器内部に噴射さ
せることにより、原料溶液を霧化し、気化させる気化方
法において、通路先端部の原料溶液の圧力は、導入した
原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制御する事を特徴と
する気化方法である。
【００４４】通路先端部の原料溶液の蒸気圧の１．５倍
以上となるよう制御することが好ましい。
以上となるよう制御することが好ましい。
【００４５】キャリアガス中に酸素を含有せしめておく
ことが好ましい。
ことが好ましい。
【００４６】前記キャリアガスと、導入した原料溶液が
接触する領域において両者の圧力は、殆んど同じになる
よう制御することが好ましい。
接触する領域において両者の圧力は、殆んど同じになる
よう制御することが好ましい。
【００４７】前記キャリアガスと、導入した原料溶液が
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より低くなるよう制御することが好まし
い。
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より低くなるよう制御することが好まし
い。
【００４８】前記キャリアガスと、導入した原料溶液が
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より最大７６０Ｔｏｒｒ低くなるよう制
御することが好ましい。
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より最大７６０Ｔｏｒｒ低くなるよう制
御することが好ましい。
【００４９】前記キャリアガスと、導入した原料溶液が
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より１００〜１０Ｔｏｒｒ低くなるよう
制御することが好ましい。
接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入した
原料溶液の圧力より１００〜１０Ｔｏｒｒ低くなるよう
制御することが好ましい。
【００５０】前記キャリアガスと、導入した原料溶液が
接触する領域においてキャリアガスと原料溶液の圧力
は、導入した原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制御す
ることが好ましい。
接触する領域においてキャリアガスと原料溶液の圧力
は、導入した原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制御す
ることが好ましい。
【００５１】前記キャリアガスと、導入した原料溶液が
接触する領域においてキャリアガスと原料溶液の圧力
は、導入した原料溶液の蒸気圧の１．５倍以上となるよ
う制御することが好ましい。
接触する領域においてキャリアガスと原料溶液の圧力
は、導入した原料溶液の蒸気圧の１．５倍以上となるよ
う制御することが好ましい。
【００５２】本発明は、加圧ガスを用いた圧送溶液をマ
スフローコントローラを介して気化器に導入し、気化器
を用いてＣＶＤ装置に接続して、薄膜を形成するＣＶＤ
薄膜形成装置において、前記マスフローコントローラの
上流に加圧ガスを脱ガスするための脱気手段を設けたこ
とを特徴とするＣＶＤ薄膜形成装置である。
スフローコントローラを介して気化器に導入し、気化器
を用いてＣＶＤ装置に接続して、薄膜を形成するＣＶＤ
薄膜形成装置において、前記マスフローコントローラの
上流に加圧ガスを脱ガスするための脱気手段を設けたこ
とを特徴とするＣＶＤ薄膜形成装置である。
【００５３】また、以下の気化器、気化方法に本発明は
適用できる。 内部に形成されたガス通路と、該ガス通路にキャリア
ガスを導入するためのガス導入口と、該ガス通路に原料
溶液を供給するための手段と、原料溶液を含むキャリア
ガスを気化部に送るためのガス出口と、該ガス通路を冷
却するための手段と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、霧化された原料溶液を含むキャリアガスを加
熱して気化させるための気化部と；を有し、該ガス出口
の外側に細孔を有する輻射防止部を設けたことを特徴と
する。本発明の気化器は、内部に形成されたガス通路
と、該ガス通路に加圧されたキャリアガスを導入するた
めのガス導入口と、該ガス通路に原料溶液を供給するた
めの手段と、原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送
るためのガス出口と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、 前記分散部は、円筒状或いは円錐状中空部を有する分
散部本体と、該円筒状或いは円錐状中空部の内径より小
さな外径を有するロッドとを有し、該ロッドは、その外
周の気化器側に１又は２以上の螺旋状の溝を有し、か
つ、該円筒状或いは円錐状中空部に挿入され、 該ガス出口の外側に、ガス出口側に細孔を有し、気
化器側に向かい内径がテーパー状に広がる冷却された輻
射防止部を設けたことを特徴とする気化器。
適用できる。 内部に形成されたガス通路と、該ガス通路にキャリア
ガスを導入するためのガス導入口と、該ガス通路に原料
溶液を供給するための手段と、原料溶液を含むキャリア
ガスを気化部に送るためのガス出口と、該ガス通路を冷
却するための手段と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、霧化された原料溶液を含むキャリアガスを加
熱して気化させるための気化部と；を有し、該ガス出口
の外側に細孔を有する輻射防止部を設けたことを特徴と
する。本発明の気化器は、内部に形成されたガス通路
と、該ガス通路に加圧されたキャリアガスを導入するた
めのガス導入口と、該ガス通路に原料溶液を供給するた
めの手段と、原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送
るためのガス出口と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、 前記分散部は、円筒状或いは円錐状中空部を有する分
散部本体と、該円筒状或いは円錐状中空部の内径より小
さな外径を有するロッドとを有し、該ロッドは、その外
周の気化器側に１又は２以上の螺旋状の溝を有し、か
つ、該円筒状或いは円錐状中空部に挿入され、 該ガス出口の外側に、ガス出口側に細孔を有し、気
化器側に向かい内径がテーパー状に広がる冷却された輻
射防止部を設けたことを特徴とする気化器。
【００５４】内部に形成されたガス通路と、該ガス通
路にキャリアを導入するためのガス導入口と、該ガス通
路に原料溶液を供給するための手段と、原料溶液を含む
キャリアガスを気化部に送るためのガス出口と、該ガス
通路を冷却するための手段と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、前記ガス導入口からキ
ャリアガスとして、ＡｒまたはＮ２、ヘリウム等に僅か
な酸化性ガスを添加し導入する方法又は噴出部直近の一
次酸素供給口より酸化性ガス又はその混合ガスを導入し
得るようにしたことを特徴とする気化器。
路にキャリアを導入するためのガス導入口と、該ガス通
路に原料溶液を供給するための手段と、原料溶液を含む
キャリアガスを気化部に送るためのガス出口と、該ガス
通路を冷却するための手段と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、前記ガス導入口からキ
ャリアガスとして、ＡｒまたはＮ２、ヘリウム等に僅か
な酸化性ガスを添加し導入する方法又は噴出部直近の一
次酸素供給口より酸化性ガス又はその混合ガスを導入し
得るようにしたことを特徴とする気化器。
【００５５】内部に形成されたガス通路と、該ガス通
路にキャリアを導入するためのガス導入口と、該ガス通
路に原料溶液を供給するための手段と、原料溶液を含む
キャリアガスを気化部に送るためのガス出口と、該ガス
通路を冷却するための手段と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、該ガス出口の外側に細
孔を有する輻射防止部を設け、前記ガス導入口からキャ
リアガスと酸化性ガスとを導入し得るようにしたことを
特徴とする気化器。
路にキャリアを導入するためのガス導入口と、該ガス通
路に原料溶液を供給するための手段と、原料溶液を含む
キャリアガスを気化部に送るためのガス出口と、該ガス
通路を冷却するための手段と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、該気化管を加
熱するための加熱手段と、を有し、前記分散部から送ら
れてきた、原料溶液を含むキャリアガスを加熱して気化
させるための気化部と；を有し、該ガス出口の外側に細
孔を有する輻射防止部を設け、前記ガス導入口からキャ
リアガスと酸化性ガスとを導入し得るようにしたことを
特徴とする気化器。
【００５６】ガス通路に原料溶液を導入し、該導入した
原料溶液に向けて高速のキャリアガスを噴射させること
により該原料溶液を剪断・霧化させて原料ガスとし、次
いで、該原料ガスを気化部に供給し気化させる気化方法
において、キャリアガス中に酸素を含有せしめておくこ
とを特徴とする。
原料溶液に向けて高速のキャリアガスを噴射させること
により該原料溶液を剪断・霧化させて原料ガスとし、次
いで、該原料ガスを気化部に供給し気化させる気化方法
において、キャリアガス中に酸素を含有せしめておくこ
とを特徴とする。
【００５７】本発明の気化器は、原料溶液を供給する複
数の溶液通路と、該複数の溶液通路から供給される複数
の原料溶液を混合する混合部と、一端が混合部に連通
し、気化部側となる出口を有する供給通路と、該供給通
路内において、該混合部から出た混合原料溶液に、キャ
リアガスあるいは、キャリアガスと酸素との混合ガスを
吹き付けるように配置されたガス通路と、該供給通路を
冷却するための冷却手段と、が形成されていることを特
徴とする気化方法。
数の溶液通路と、該複数の溶液通路から供給される複数
の原料溶液を混合する混合部と、一端が混合部に連通
し、気化部側となる出口を有する供給通路と、該供給通
路内において、該混合部から出た混合原料溶液に、キャ
リアガスあるいは、キャリアガスと酸素との混合ガスを
吹き付けるように配置されたガス通路と、該供給通路を
冷却するための冷却手段と、が形成されていることを特
徴とする気化方法。
【００５８】
【実施例】（実施例１）図１に実施例１に係るＭＯＣＶ
Ｄ用気化器を示す。
Ｄ用気化器を示す。
【００５９】本例では、分散部を構成する分散部本体１
の内部に形成されたガス通路２と、ガス通路２に加圧さ
れたキャリアガス３を導入するためのガス導入口４と、
ガス通路２を通過するキャリアガスに原料溶液５を供給
し、原料溶液５をミスト化するための手段（原料供給
孔）６と、ミスト化された原料溶液５を含むキャリアガ
ス（原料ガス）を気化部２２に送るためのガス出口７
と、ガス通路２内を流れるキャリアガスを冷却するため
の手段（冷却水）１８と、を有する分散部８と、一端が
ＭＯＣＶＤ装置の反応管に接続され、他端が分散部８の
ガス出口７に接続された気化管２０と、気化管２０を加
熱するための加熱手段（ヒータ）２１と、を有し、前記
分散部８から送られてきた、原料溶液が分散されたキャ
リアガスを加熱して気化させるための気化部２２と、を
有し、ガス出口７の外側に細孔１０１を有する輻射防止
部１０２を設けてある。
の内部に形成されたガス通路２と、ガス通路２に加圧さ
れたキャリアガス３を導入するためのガス導入口４と、
ガス通路２を通過するキャリアガスに原料溶液５を供給
し、原料溶液５をミスト化するための手段（原料供給
孔）６と、ミスト化された原料溶液５を含むキャリアガ
ス（原料ガス）を気化部２２に送るためのガス出口７
と、ガス通路２内を流れるキャリアガスを冷却するため
の手段（冷却水）１８と、を有する分散部８と、一端が
ＭＯＣＶＤ装置の反応管に接続され、他端が分散部８の
ガス出口７に接続された気化管２０と、気化管２０を加
熱するための加熱手段（ヒータ）２１と、を有し、前記
分散部８から送られてきた、原料溶液が分散されたキャ
リアガスを加熱して気化させるための気化部２２と、を
有し、ガス出口７の外側に細孔１０１を有する輻射防止
部１０２を設けてある。
【００６０】以下実施例をより詳細に説明する。
【００６１】図に示す例では、分散部本体１の内部は円
筒状の中空部となっている。該中空部内にロッド１０が
はめ込まれており、分散部本体の内壁とロッド１０とに
よりガス通路２が形成されている。なお、中空部は円筒
状に限らず、他の形状でもよい。例えば円錐状が好まし
い。円錐状の中空部の円巣の角度としては、０〜４５°
が好ましく、８〜２０°がより好ましい。他の実施例に
おいても同様である。
筒状の中空部となっている。該中空部内にロッド１０が
はめ込まれており、分散部本体の内壁とロッド１０とに
よりガス通路２が形成されている。なお、中空部は円筒
状に限らず、他の形状でもよい。例えば円錐状が好まし
い。円錐状の中空部の円巣の角度としては、０〜４５°
が好ましく、８〜２０°がより好ましい。他の実施例に
おいても同様である。
【００６２】なお、ガス通路の断面積は０．１０〜０．
５ｍｍ２が好ましい。０．１０ｍｍ ２未満では加工が困
難である。０．５ｍｍ２を超えるとキャリアガスを高速
化するために高圧のキャリアガスを大流量用いる必要が
生じてしまう。大流量のキャリアガスを用いると、反応
チャンバーを減圧（例：１．０Ｔｏｒｒ）に維持するた
めに、大容量の大型真空ポンプが必要になる。排気容量
が、１万リットル／ｍｉｎ．（ａｔ，１．０Ｔｏｒｒ）
を超える真空ポンプの採用は困難であるから、工業的な
実用化を図るためには、適正な流量即ちガス通路面積
０．１０〜０．５ｍｍ２が好ましい。
５ｍｍ２が好ましい。０．１０ｍｍ ２未満では加工が困
難である。０．５ｍｍ２を超えるとキャリアガスを高速
化するために高圧のキャリアガスを大流量用いる必要が
生じてしまう。大流量のキャリアガスを用いると、反応
チャンバーを減圧（例：１．０Ｔｏｒｒ）に維持するた
めに、大容量の大型真空ポンプが必要になる。排気容量
が、１万リットル／ｍｉｎ．（ａｔ，１．０Ｔｏｒｒ）
を超える真空ポンプの採用は困難であるから、工業的な
実用化を図るためには、適正な流量即ちガス通路面積
０．１０〜０．５ｍｍ２が好ましい。
【００６３】このガス通路２の一端にはガス導入口４が
設けられている。ガス導入口４にはキャリアガス（例え
ばＮ２，Ａｒ，Ｈｅ）源（図示せず）が接続されてい
る。
設けられている。ガス導入口４にはキャリアガス（例え
ばＮ２，Ａｒ，Ｈｅ）源（図示せず）が接続されてい
る。
【００６４】分散部本体１のほぼ中央の側部には、ガス
通路２に連通せしめて原料供給孔６を設けてあり、原料
溶液５をガス通路２に導入して、原料溶液５をガス通路
２を通過するキャリアガスに原料溶液５を分散させ原料
ガスとすることができる。
通路２に連通せしめて原料供給孔６を設けてあり、原料
溶液５をガス通路２に導入して、原料溶液５をガス通路
２を通過するキャリアガスに原料溶液５を分散させ原料
ガスとすることができる。
【００６５】ガス通路２の一端には、気化部２２の気化
管２０に連通するガス出口７が設けられている。
管２０に連通するガス出口７が設けられている。
【００６６】分散部本体１には、冷却水１８を流すため
の空間１１が形成されており、この空間内に冷却水８を
流すことによりガス通路２内を流れるキャリアガスを冷
却する。あるいはこの空間の代わりに例えばペルチェ素
子等を設置し冷却してもよい。分散部８のガス通路２内
は気化部２２のヒータ２１による熱影響を受けるためガ
ス通路２内において原料溶液の溶剤と有機金属錯体との
同時気化が生ずることなく、溶剤のみの気化が生じてし
まう。そこで、ガス通路２内を流れれる原料溶液が分散
したキャリアガスを冷却することにより溶剤のみの気化
を防止する。特に、原料供給孔６より下流側の冷却が重
要であり、少なくとも原料供給孔６の下流側の冷却を行
う。冷却温度は、溶剤の沸点以下の温度である。例え
ば、ＴＨＦの場合６７℃以下である。特に、ガス出口７
における温度が重要である。
の空間１１が形成されており、この空間内に冷却水８を
流すことによりガス通路２内を流れるキャリアガスを冷
却する。あるいはこの空間の代わりに例えばペルチェ素
子等を設置し冷却してもよい。分散部８のガス通路２内
は気化部２２のヒータ２１による熱影響を受けるためガ
ス通路２内において原料溶液の溶剤と有機金属錯体との
同時気化が生ずることなく、溶剤のみの気化が生じてし
まう。そこで、ガス通路２内を流れれる原料溶液が分散
したキャリアガスを冷却することにより溶剤のみの気化
を防止する。特に、原料供給孔６より下流側の冷却が重
要であり、少なくとも原料供給孔６の下流側の冷却を行
う。冷却温度は、溶剤の沸点以下の温度である。例え
ば、ＴＨＦの場合６７℃以下である。特に、ガス出口７
における温度が重要である。
【００６７】本例では、さらに、ガス出口７の外側に細
孔１０１を有する輻射防止部１０２を設けてある。な
お、１０３，１０４はＯリングなどのシール部材であ
る。この輻射防止部１０２は、例えば、テフロン（登録
商標）、ステンレス、セラミックなどにより構成すれば
よい。また、熱伝導性の優れた材料により構成すること
が好ましい。本発明者の知見によれば、従来技術におい
ては、気化部における熱が、輻射熱としてガス出口７を
介してガス通路２内におけるガスを過熱してしまう。従
って、冷却水１８により冷却したとしてもガス中の低融
点成分がガス出口７近傍に析出してしまう。
孔１０１を有する輻射防止部１０２を設けてある。な
お、１０３，１０４はＯリングなどのシール部材であ
る。この輻射防止部１０２は、例えば、テフロン（登録
商標）、ステンレス、セラミックなどにより構成すれば
よい。また、熱伝導性の優れた材料により構成すること
が好ましい。本発明者の知見によれば、従来技術におい
ては、気化部における熱が、輻射熱としてガス出口７を
介してガス通路２内におけるガスを過熱してしまう。従
って、冷却水１８により冷却したとしてもガス中の低融
点成分がガス出口７近傍に析出してしまう。
【００６８】輻射防止部は、かかる輻射熱がガスに伝播
することを防止するための部材である。従って、細孔１
０１の断面積は、ガス通路２の断面積より小さくするこ
とが好ましい。１／２以下とすることが好ましく、１／
３以下とすることがより好ましい。また、細孔を微小化
することが好ましい。特に、噴出するガス流速が亜音速
となる寸法に微小化することが好ましい。
することを防止するための部材である。従って、細孔１
０１の断面積は、ガス通路２の断面積より小さくするこ
とが好ましい。１／２以下とすることが好ましく、１／
３以下とすることがより好ましい。また、細孔を微小化
することが好ましい。特に、噴出するガス流速が亜音速
となる寸法に微小化することが好ましい。
【００６９】また、前記細孔の長さは、前記細孔寸法の
５倍以上であることが好ましく、１０倍以上であること
がより好ましい。
５倍以上であることが好ましく、１０倍以上であること
がより好ましい。
【００７０】また、分散部を冷却することにより、長期
間にわる使用に対してもガス通路内（特にガス出口）に
おける炭化物による閉塞を生ずることがない。
間にわる使用に対してもガス通路内（特にガス出口）に
おける炭化物による閉塞を生ずることがない。
【００７１】分散部本体１の下流側において、分散部本
体１は気化管２０に接続されている。分散部本体１と気
化管２０との接続は継手２４により行われ、この部分が
接続部２３となる。
体１は気化管２０に接続されている。分散部本体１と気
化管２０との接続は継手２４により行われ、この部分が
接続部２３となる。
【００７２】全体図を図２に示す。気化部２２は気化管
２０と加熱手段（ヒータ）２１とから構成される。ヒー
タ２１は気化管２０内を流れる原料溶液が分散したキャ
リアガスを加熱し気化させるためのヒータである。ヒー
タ２１としては、従来は円筒型ヒーターやマントルヒー
ターを気化管２０の外周に貼り付けることにより構成す
るが、気化管の長さ方向に対して、均一な温度になるよ
う加熱するには、熱容量が大きい液体や気体を熱媒体に
用いる方法が最も優れていたため、これを採用した。
２０と加熱手段（ヒータ）２１とから構成される。ヒー
タ２１は気化管２０内を流れる原料溶液が分散したキャ
リアガスを加熱し気化させるためのヒータである。ヒー
タ２１としては、従来は円筒型ヒーターやマントルヒー
ターを気化管２０の外周に貼り付けることにより構成す
るが、気化管の長さ方向に対して、均一な温度になるよ
う加熱するには、熱容量が大きい液体や気体を熱媒体に
用いる方法が最も優れていたため、これを採用した。
【００７３】気化管２０としては、例えばＳＵＳ３１６
Ｌなどのステンレス鋼を用いることが好ましい。気化管
２０の寸法は、気化ガスの温度が、十分に加熱される長
さに、適宜決定すればよいが、例えば、ＳｒＢｉ２Ｔａ
２Ｏ９原料溶液０．０４ｃｃｍを気化する場合には、外
径３／４インチ、長さ数百ｍｍのものを用いればよい。
Ｌなどのステンレス鋼を用いることが好ましい。気化管
２０の寸法は、気化ガスの温度が、十分に加熱される長
さに、適宜決定すればよいが、例えば、ＳｒＢｉ２Ｔａ
２Ｏ９原料溶液０．０４ｃｃｍを気化する場合には、外
径３／４インチ、長さ数百ｍｍのものを用いればよい。
【００７４】気化管２０の下流側端はＭＯＣＶＤ装置の
反応管に接続されるが、本例では気化管２０に酸素供給
手段として酸素供給口２５を設けてあり、所定の温度に
加熱された酸素をキャリアガスに混入せしめ得るように
してある。
反応管に接続されるが、本例では気化管２０に酸素供給
手段として酸素供給口２５を設けてあり、所定の温度に
加熱された酸素をキャリアガスに混入せしめ得るように
してある。
【００７５】まず、気化器への原料溶液の供始について
述べる。図３に示すように、原料供給口６には、それぞ
れ、リザーブタンク３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ
が、マスフローコントローラ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，
３０ｄ及びバルブ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを介
して接続されている。
述べる。図３に示すように、原料供給口６には、それぞ
れ、リザーブタンク３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ
が、マスフローコントローラ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，
３０ｄ及びバルブ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを介
して接続されている。
【００７６】また、それぞれのリザーブタンク３２ａ，
３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにはキャリアガスボンベ３３に
接続されている。
３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにはキャリアガスボンベ３３に
接続されている。
【００７７】リザーブタンクの詳細を図４に示す。
【００７８】リザーブタンクには、原料溶液が充填され
ており、それぞれのリザーバータンク（内容積３００ｃ
ｃ、ＳＵＳ製に例えば１．０〜３．０ｋｇｆ／ｃｍ２の
キャリアガス（例えば不活性ガスＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅ）を
送り込む。リザーブータンク内はキャリアガスにより加
圧されるため、原料溶液は溶液と接している側の管内を
押し上げられ液体用マスフローコントロ―ラ（ＳＴＥＣ
製、フルスケール流量０．２ｃｃ／ｍｉｎ）まで圧送さ
れ、ここで流量が制御され、気化器の原料供給入口２９
から原料供給孔６に輸送される。
ており、それぞれのリザーバータンク（内容積３００ｃ
ｃ、ＳＵＳ製に例えば１．０〜３．０ｋｇｆ／ｃｍ２の
キャリアガス（例えば不活性ガスＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅ）を
送り込む。リザーブータンク内はキャリアガスにより加
圧されるため、原料溶液は溶液と接している側の管内を
押し上げられ液体用マスフローコントロ―ラ（ＳＴＥＣ
製、フルスケール流量０．２ｃｃ／ｍｉｎ）まで圧送さ
れ、ここで流量が制御され、気化器の原料供給入口２９
から原料供給孔６に輸送される。
【００７９】マスフローコントロ―ラで一定流量に制御
されたキャリアガスによって反応部へ輸送される。同時
にマスフロ―コントロ―ラ（ＳＴＥＣ製、フルスケール
流量２Ｌ／ｍｉｎで―定流量に制御された酸素（酸化
剤）も反応部へ輸送する。
されたキャリアガスによって反応部へ輸送される。同時
にマスフロ―コントロ―ラ（ＳＴＥＣ製、フルスケール
流量２Ｌ／ｍｉｎで―定流量に制御された酸素（酸化
剤）も反応部へ輸送する。
【００８０】原料溶液は、溶剤であるＴＨＦその他の溶
媒に常温で液体または固体状の有機金属錯体を溶解して
いるため、そのまま放置しておくとＴＨＦ溶剤の蒸発に
よって有機金属錯体が析出し、最終的に固形状になる。
したがって原液と接触した配管内が、これによって配管
の閉塞などを生ずることが想定される。よって配管の閉
塞を抑制するためには、成膜作業終了後の配管内および
気化器内をＴＨＦその他の溶媒で洗浄すればよいと考
え、洗浄ラインを設けてある。洗浄は、原料容器交換作
業も含め容器出口側より気化器までの区間とし、各作業
に適合した部分を溶剤にて洗い流すものである。
媒に常温で液体または固体状の有機金属錯体を溶解して
いるため、そのまま放置しておくとＴＨＦ溶剤の蒸発に
よって有機金属錯体が析出し、最終的に固形状になる。
したがって原液と接触した配管内が、これによって配管
の閉塞などを生ずることが想定される。よって配管の閉
塞を抑制するためには、成膜作業終了後の配管内および
気化器内をＴＨＦその他の溶媒で洗浄すればよいと考
え、洗浄ラインを設けてある。洗浄は、原料容器交換作
業も含め容器出口側より気化器までの区間とし、各作業
に適合した部分を溶剤にて洗い流すものである。
【００８１】バルブ３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを開とし、
リザーブタンク３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ内にキャリアガ
スを圧送した。原料溶液は、マスフローコントローラ
（ＳＴＥＣ製フルスケール流量０．２ｃｃ／ｍｉｎ）ま
で圧送され、ここで流量が制御され、溶液原料を気化器
の原料供給孔６に輸送される。
リザーブタンク３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ内にキャリアガ
スを圧送した。原料溶液は、マスフローコントローラ
（ＳＴＥＣ製フルスケール流量０．２ｃｃ／ｍｉｎ）ま
で圧送され、ここで流量が制御され、溶液原料を気化器
の原料供給孔６に輸送される。
【００８２】一方、キャリアガスを気化器のガス導入口
から導入した。供給口側の最大圧力は３ｋｇｆ／ｃｍ２
以下とすることが好ましく、このとき通過可能な最大流
量はおよそ１２００ｃｃ／ｍｉｎであり、ガス通路２の
通過流速は百数十ｍ／ｓまで達する。
から導入した。供給口側の最大圧力は３ｋｇｆ／ｃｍ２
以下とすることが好ましく、このとき通過可能な最大流
量はおよそ１２００ｃｃ／ｍｉｎであり、ガス通路２の
通過流速は百数十ｍ／ｓまで達する。
【００８３】気化器のガス通路２を流れるキャリアガス
に原料供給孔６から原料溶液が導入すると原料溶液はキ
ャリアガスの高速流により剪断され、超微粒子化され
る。その結果原料溶液はキャリアガス中に超微粒子状態
で分散する。原料溶液が超微粒子状態で分散したキャリ
アガス（原料ガス）は高速のまま気化部２２に霧化され
放出される。ガス通路と原料供給孔が形成する角度を最
適化する。キャリア流路と原料溶液導入口が鋭角（３０
度）の場合、溶液はガスに引かれる。９０度以上であれ
ば、溶液はガスに押される。溶液の粘度・流量から、最
適な角度が決まる。粘度や流量が大きい場合は、より鋭
角にすることによって、溶液が円滑に流れる。ヘキサン
を溶媒に用いて、ＳＢＴ膜を形成する場合、粘度・流量
ともに小さいため、約８４度が好ましい。
に原料供給孔６から原料溶液が導入すると原料溶液はキ
ャリアガスの高速流により剪断され、超微粒子化され
る。その結果原料溶液はキャリアガス中に超微粒子状態
で分散する。原料溶液が超微粒子状態で分散したキャリ
アガス（原料ガス）は高速のまま気化部２２に霧化され
放出される。ガス通路と原料供給孔が形成する角度を最
適化する。キャリア流路と原料溶液導入口が鋭角（３０
度）の場合、溶液はガスに引かれる。９０度以上であれ
ば、溶液はガスに押される。溶液の粘度・流量から、最
適な角度が決まる。粘度や流量が大きい場合は、より鋭
角にすることによって、溶液が円滑に流れる。ヘキサン
を溶媒に用いて、ＳＢＴ膜を形成する場合、粘度・流量
ともに小さいため、約８４度が好ましい。
【００８４】一定流量に制御された３種の原料溶液は、
それぞれの原料供給入口２９を介して原料供給孔６から
ガス通路２に流入し、高速気流となったキャリアガスと
ともにガス通路を移動した後、気化部２２に放出され
る。分散部８においても、原料溶液は気化部２２からの
熱によって加熱されＴＨＦなどの溶剤の蒸発が促進され
るため、原料供給入口２９から原料供給孔６までの区間
及びガス通路２の区間を水その他の冷媒によって冷却す
る。
それぞれの原料供給入口２９を介して原料供給孔６から
ガス通路２に流入し、高速気流となったキャリアガスと
ともにガス通路を移動した後、気化部２２に放出され
る。分散部８においても、原料溶液は気化部２２からの
熱によって加熱されＴＨＦなどの溶剤の蒸発が促進され
るため、原料供給入口２９から原料供給孔６までの区間
及びガス通路２の区間を水その他の冷媒によって冷却す
る。
【００８５】分散部８から放出された、キャリアガス中
に微粒子状に分散した原料溶液は、ヒータ２１によって
所定の温度に加熱された気化管２０内部を輸送中に気化
が促進されＭＯＣＶＤの反応管に到達する直前に設けら
れた酸素供給口２５からの所定の温度に加熱された酸素
の混入によって混合気体となり、反応管に流入する。な
お、本例では、成膜に代え気化ガスの反応形態の解析を
行うことにより評価した。
に微粒子状に分散した原料溶液は、ヒータ２１によって
所定の温度に加熱された気化管２０内部を輸送中に気化
が促進されＭＯＣＶＤの反応管に到達する直前に設けら
れた酸素供給口２５からの所定の温度に加熱された酸素
の混入によって混合気体となり、反応管に流入する。な
お、本例では、成膜に代え気化ガスの反応形態の解析を
行うことにより評価した。
【００８６】排気口４２から真空ポンプ（図示せず）を
接続し、約２０分間の減圧操作により反応管４４内の水
分などの不純物を取り除き、排気口４２下流のバルブ４
０を閉じた。
接続し、約２０分間の減圧操作により反応管４４内の水
分などの不純物を取り除き、排気口４２下流のバルブ４
０を閉じた。
【００８７】気化器に冷却水を約４００ｃｃ／ｍｉｎで
流した。一方、３ｋｇｆ／ｃｍ２のキャリアガスを４９
５ｃｃ／ｍｉｎで流し、反応管４４内をキャリアガスで
十分満たした後、バルブ４０を開放した。ガス出口７に
おける温度は６７℃より低かった。
流した。一方、３ｋｇｆ／ｃｍ２のキャリアガスを４９
５ｃｃ／ｍｉｎで流し、反応管４４内をキャリアガスで
十分満たした後、バルブ４０を開放した。ガス出口７に
おける温度は６７℃より低かった。
【００８８】気化管２０内を２００℃、反応管４４から
ガスパック４６までの区間及びガスパックを１００℃、
反応管４４内を３００℃〜６００℃に加熱した。
ガスパック４６までの区間及びガスパックを１００℃、
反応管４４内を３００℃〜６００℃に加熱した。
【００８９】リザーブタンク内をキャリアガスで加圧
し、マスフローコントローラで所定の液体を流した。
し、マスフローコントローラで所定の液体を流した。
【００９０】Ｓｒ（ＤＰＭ）２、Ｂｉ（Ｃ６Ｈ５）３、
Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５、ＴＨＦをそれぞれ０．０４ｃｃ
／ｍｉｎ、０．０８ｃｃ／ｍｉｎ、０．０８ｃｃ／ｍｉ
ｎ、０．２ｃｃ／ｍｉｎの流量で流した。
Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５、ＴＨＦをそれぞれ０．０４ｃｃ
／ｍｉｎ、０．０８ｃｃ／ｍｉｎ、０．０８ｃｃ／ｍｉ
ｎ、０．２ｃｃ／ｍｉｎの流量で流した。
【００９１】２０分後ガスパック４６直前のバルブを開
きガスパック４６内に反応生成物を回収し、ガスクロマ
トグラフにて分析し、検出された生成物と反応理論に基
づき検討した反応式中の生成物が一致するかどうかを調
べた。その結果、本例においては、検出された生成物と
反応理論に基づき検討した反応式中の生成物はよく一致
した。
きガスパック４６内に反応生成物を回収し、ガスクロマ
トグラフにて分析し、検出された生成物と反応理論に基
づき検討した反応式中の生成物が一致するかどうかを調
べた。その結果、本例においては、検出された生成物と
反応理論に基づき検討した反応式中の生成物はよく一致
した。
【００９２】また、分散部本体１のガス出口７側の外面
における炭化物の付着量を測定した。その結果、炭化物
の付着量はごくわずかであり、図１４に示す装置を用い
た場合よりさらに少なかった。
における炭化物の付着量を測定した。その結果、炭化物
の付着量はごくわずかであり、図１４に示す装置を用い
た場合よりさらに少なかった。
【００９３】なお、溶媒に膜原料となる金属を混合ある
いは溶解させ原料溶液とした場合、該原料溶液は、金属
は錯体となり、液体／液体状態（完全溶媒液）となるの
が一般的である。しかし、本発明者は原料溶液を綿密に
調べたところ、必ずしも金属錯体はバラバラの分子状態
のものとはならず、金属錯体そのものが溶媒中で、１〜
１００ｎｍの大きさの微粒子として存在する場合もあ
り、固体／液体状態として一部存在する場合もあること
を知見した。気化時の目詰まりはかかる状態の原料溶液
の時に特に生じやすいと考えられるが、本発明の気化器
を用いた場合には、かかる状態の原料溶液の場合であっ
ても目詰まりは生じない。
いは溶解させ原料溶液とした場合、該原料溶液は、金属
は錯体となり、液体／液体状態（完全溶媒液）となるの
が一般的である。しかし、本発明者は原料溶液を綿密に
調べたところ、必ずしも金属錯体はバラバラの分子状態
のものとはならず、金属錯体そのものが溶媒中で、１〜
１００ｎｍの大きさの微粒子として存在する場合もあ
り、固体／液体状態として一部存在する場合もあること
を知見した。気化時の目詰まりはかかる状態の原料溶液
の時に特に生じやすいと考えられるが、本発明の気化器
を用いた場合には、かかる状態の原料溶液の場合であっ
ても目詰まりは生じない。
【００９４】また、原料溶液の保存する溶液中では、微
粒子がその重力のために底部に沈降しやすい。そこで、
底部を加熱（あくまでも溶媒の蒸発点以下に）すること
により保存溶液内において対流を生じせしめ微粒子を均
一分散せしめることが目詰まり防止上好ましい。また、
底部を加熱するとともに容器上面の側面は冷却すること
がより好ましい。もちろん溶剤の蒸発温度以下の温度で
加熱を行う。なお、気化管上部領域の加熱熱量が下流領
域の加熱熱量よりも大きくなるように加熱ヒータが設定
ないし制御することが好ましい。すなわち、分散部か
ら、水冷されたガスが噴出するので、気化管上部領域で
は、加熱熱量を大きくし、下流領域では、加熱熱量を小
さく設定あるいは制御する加熱ヒータを設けることが好
ましい。
粒子がその重力のために底部に沈降しやすい。そこで、
底部を加熱（あくまでも溶媒の蒸発点以下に）すること
により保存溶液内において対流を生じせしめ微粒子を均
一分散せしめることが目詰まり防止上好ましい。また、
底部を加熱するとともに容器上面の側面は冷却すること
がより好ましい。もちろん溶剤の蒸発温度以下の温度で
加熱を行う。なお、気化管上部領域の加熱熱量が下流領
域の加熱熱量よりも大きくなるように加熱ヒータが設定
ないし制御することが好ましい。すなわち、分散部か
ら、水冷されたガスが噴出するので、気化管上部領域で
は、加熱熱量を大きくし、下流領域では、加熱熱量を小
さく設定あるいは制御する加熱ヒータを設けることが好
ましい。
【００９５】（実施例２）図５に実施例２に係るＭＯＣ
ＶＤ用気化器を示す。本例では、輻射防止部１０２の外
周に冷却水通路１０６を形成し、また、接続部２３の外
周には冷却手段５０を設け、輻射防止部１０２の冷却を
行った。
ＶＤ用気化器を示す。本例では、輻射防止部１０２の外
周に冷却水通路１０６を形成し、また、接続部２３の外
周には冷却手段５０を設け、輻射防止部１０２の冷却を
行った。
【００９６】また、細孔１０１の出口周辺にくぼみ１０
７を設けた。
７を設けた。
【００９７】他の点は実施例１と同様とした。
【００９８】本例においては、検出された生成物と反応
理論に基づき検討した反応式中の生成物は実施例１の場
合よりも良好な一致が見られた。
理論に基づき検討した反応式中の生成物は実施例１の場
合よりも良好な一致が見られた。
【００９９】また、分散部本体１のガス出口７側の外面
における炭化物の付着量を測定した結果は、炭化物の付
着量は実施例１の場合の約１／３倍であった。
における炭化物の付着量を測定した結果は、炭化物の付
着量は実施例１の場合の約１／３倍であった。
【０１００】（実施例３）図６に実施例３に係るＭＯＣ
ＶＤ用気化器を示す。
ＶＤ用気化器を示す。
【０１０１】本例では、輻射防止部１０２にテーパー５
１を設けてある。かかるテーパー５１のためその部分の
デッドゾーンが無くなり、原料の滞留を防止することが
できる。他の点は実施例２と同様とした。
１を設けてある。かかるテーパー５１のためその部分の
デッドゾーンが無くなり、原料の滞留を防止することが
できる。他の点は実施例２と同様とした。
【０１０２】本例においては、検出された生成物と反応
理論に基づき検討した反応式中の生成物は実施例２の場
合よりも良好な一致が見られた。
理論に基づき検討した反応式中の生成物は実施例２の場
合よりも良好な一致が見られた。
【０１０３】また、分散部本体１のガス出口７側の外面
における炭化物の付着量を測定した結果は、炭化物の付
着量は皆無に近かった。
における炭化物の付着量を測定した結果は、炭化物の付
着量は皆無に近かった。
【０１０４】（実施例４）図７にガス通路の変形実施例
を示す。
を示す。
【０１０５】図７（ａ）ではロッド１０の表面に溝７０
を形成してあり、ロッド１０の外径を分散部本体１の内
部にあけた孔の内径とほぼ同一としてある。従って、ロ
ッド１０を孔にはめ込むだけで、偏心することなく孔内
にロッド１０を配置することができる。また、ビスなど
を用いる必要もない。この溝７０がガス通路となる。
を形成してあり、ロッド１０の外径を分散部本体１の内
部にあけた孔の内径とほぼ同一としてある。従って、ロ
ッド１０を孔にはめ込むだけで、偏心することなく孔内
にロッド１０を配置することができる。また、ビスなど
を用いる必要もない。この溝７０がガス通路となる。
【０１０６】なお、溝７０はロッド１０の長手方向中心
軸と平行に複数本形成してもよいが、ロッド１０の表面
に螺旋状に形成してもよい。螺旋状の場合にはより均一
性に優れた原料ガスを得ることができる。
軸と平行に複数本形成してもよいが、ロッド１０の表面
に螺旋状に形成してもよい。螺旋状の場合にはより均一
性に優れた原料ガスを得ることができる。
【０１０７】図７（ｂ）はロッド１０の先端部に混合部
を設けた例である。先端部の最も大きな径を分散部本体
１の内部にあけた孔の内径とほぼ同一としてある。ロッ
ド先端部と孔の内面とで形成される空間がガス通路とな
る。
を設けた例である。先端部の最も大きな径を分散部本体
１の内部にあけた孔の内径とほぼ同一としてある。ロッ
ド先端部と孔の内面とで形成される空間がガス通路とな
る。
【０１０８】なお、（ａ），（ｂ）に示した例は、ロッ
ド１０の表面に加工を施してた例であるが、ロッドとし
て断面円形のものを用い、孔の方に凹部を設けてガス通
路としてもよいことはいうまでもない。なお、ロッドの
設置は、例えば、ＪＩＳに規定するＨ７×ｈ６〜ＪＳ７
程度で行うことが好ましい。
ド１０の表面に加工を施してた例であるが、ロッドとし
て断面円形のものを用い、孔の方に凹部を設けてガス通
路としてもよいことはいうまでもない。なお、ロッドの
設置は、例えば、ＪＩＳに規定するＨ７×ｈ６〜ＪＳ７
程度で行うことが好ましい。
【０１０９】（実施例５）図８に基づき実施例５を説明
する。
する。
【０１１０】本例のＭＯＣＶＤ用気化器は、内部に形成
されたガス通路と、ガス通路に加圧されたキャリアガス
３を導入するためのガス導入口４と、ガス通路に原料溶
液５ａ，５ｂを供給するための手段と、原料溶液５ａ、
５ｂを含むキャリアガスを気化部２２に送るためのガス
出口７と、を有する分散部８と、一端がＭＯＣＶＤ装置
の反応管に接続され、他端が前ガス出口７に接続された
気化管２０と、気化管２０を加熱するための加熱手段
と、を有し、分散部８から送られてきた、原料溶液を含
むキャリアガスを加熱して気化させるための気化部２２
と、を有し、分散部８は、円筒状中空部を有する分散部
本体１と、円筒状中空部の内径より小さな外径を有する
ロッド１０と、を有し、ロッド１０の外周の気化器２２
側に１又は２以上の螺旋状の溝６０を有し、ロッド１０
は該円筒状中空部に挿入され、ガス出口７の外側に、細
孔１０１を有し、気化器２２側に向かい内径がテーパー
状に広がる輻射防止部１０１を設けてある。
されたガス通路と、ガス通路に加圧されたキャリアガス
３を導入するためのガス導入口４と、ガス通路に原料溶
液５ａ，５ｂを供給するための手段と、原料溶液５ａ、
５ｂを含むキャリアガスを気化部２２に送るためのガス
出口７と、を有する分散部８と、一端がＭＯＣＶＤ装置
の反応管に接続され、他端が前ガス出口７に接続された
気化管２０と、気化管２０を加熱するための加熱手段
と、を有し、分散部８から送られてきた、原料溶液を含
むキャリアガスを加熱して気化させるための気化部２２
と、を有し、分散部８は、円筒状中空部を有する分散部
本体１と、円筒状中空部の内径より小さな外径を有する
ロッド１０と、を有し、ロッド１０の外周の気化器２２
側に１又は２以上の螺旋状の溝６０を有し、ロッド１０
は該円筒状中空部に挿入され、ガス出口７の外側に、細
孔１０１を有し、気化器２２側に向かい内径がテーパー
状に広がる輻射防止部１０１を設けてある。
【０１１１】高速のキャリアガス３が流れるガス通路に
原料溶液５が供給されると、原料溶液は剪断・霧化され
る。すなわち、液体である原料溶液は、キャリアガスの
高速流により剪断され、粒子化される。粒子化した原料
溶液は粒子状態でキャリアガス中に分散する。この点
は、実施例１と同様である。
原料溶液５が供給されると、原料溶液は剪断・霧化され
る。すなわち、液体である原料溶液は、キャリアガスの
高速流により剪断され、粒子化される。粒子化した原料
溶液は粒子状態でキャリアガス中に分散する。この点
は、実施例１と同様である。
【０１１２】なお、剪断・霧化を最適に行うためには、
次ぎの条件が好ましい。原料溶液５の供給は、０．００
５〜２ｃｃ／ｍｉｎで行うことが好ましく、０．００５
〜０．０２ｃ／ｍｉｎで行うことがより好ましく、０．
１〜０．３ｃｃ／ｍｉｎで行うことがさらに好ましい。
複数の原料溶液（溶剤を含む）を同時に供給する場合に
は、そのトータル量である。
次ぎの条件が好ましい。原料溶液５の供給は、０．００
５〜２ｃｃ／ｍｉｎで行うことが好ましく、０．００５
〜０．０２ｃ／ｍｉｎで行うことがより好ましく、０．
１〜０．３ｃｃ／ｍｉｎで行うことがさらに好ましい。
複数の原料溶液（溶剤を含む）を同時に供給する場合に
は、そのトータル量である。
【０１１３】また、キャリアガスは、１０〜２００ｍ／
ｓｅｃの速度で供給することが好ましく、１００〜２０
０ｍ／ｓｅｃがより好ましい。原料溶液流量とキャリア
ガス流量は相関関係が有り、最適なせん断・霧化を実現
し、超微粒子ミストが得られる流路断面積と形状を選択
することは言うまでのない。
ｓｅｃの速度で供給することが好ましく、１００〜２０
０ｍ／ｓｅｃがより好ましい。原料溶液流量とキャリア
ガス流量は相関関係が有り、最適なせん断・霧化を実現
し、超微粒子ミストが得られる流路断面積と形状を選択
することは言うまでのない。
【０１１４】本例では、ロッド１０の外周には、螺旋状
の溝６０が形成してあり、かつ、分散部本体１とロッド
１０との間には隙間空間が存在するため、霧化状態とな
った原料溶液を含むキャリアガスはこの隙間空間を直進
流として直進するとともに、螺旋状の溝６０に沿って旋
回流を形成する。
の溝６０が形成してあり、かつ、分散部本体１とロッド
１０との間には隙間空間が存在するため、霧化状態とな
った原料溶液を含むキャリアガスはこの隙間空間を直進
流として直進するとともに、螺旋状の溝６０に沿って旋
回流を形成する。
【０１１５】このように、直進流と旋回流とが併存する
状態において霧化した原料溶液はキャリアガス中に一様
に分散することを本発明者は見いだしたのである。直進
流と旋回流とが併存すると何故に一様の分散が得られる
のかの理由は必ずしも明らかではないが、次のように考
えられる。旋回流の存在により、流れに遠心力が働き、
二次の流れが生じる。この二次の流れにより、原料及び
キャリアガスの混合が促進される。すなわち、旋回流の
遠心効果により流れに対して直角方向に２次的な派生流
が生じ、これによって霧化した原料溶液がキャリアガス
中により一様に分散するものと思われる。
状態において霧化した原料溶液はキャリアガス中に一様
に分散することを本発明者は見いだしたのである。直進
流と旋回流とが併存すると何故に一様の分散が得られる
のかの理由は必ずしも明らかではないが、次のように考
えられる。旋回流の存在により、流れに遠心力が働き、
二次の流れが生じる。この二次の流れにより、原料及び
キャリアガスの混合が促進される。すなわち、旋回流の
遠心効果により流れに対して直角方向に２次的な派生流
が生じ、これによって霧化した原料溶液がキャリアガス
中により一様に分散するものと思われる。
【０１１６】以下、本実施例をより詳細に説明する。本
実施例では、一例として４種類の原料溶液５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄ（５ａ，５ｂ，５ｃは有機金属原料、５ｄは
ＴＨＦなどの溶剤原料）をガス通路に供給するように構
成されている。
実施例では、一例として４種類の原料溶液５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄ（５ａ，５ｂ，５ｃは有機金属原料、５ｄは
ＴＨＦなどの溶剤原料）をガス通路に供給するように構
成されている。
【０１１７】それぞれ霧化し、超微粒子状となった原料
溶液を含むキャリアガス（「原料ガス」という）を混合
するために、本例では、ロッド１０の原料供給孔６に対
応する部分の下流部分に螺旋状の溝のない部分を設けて
ある。この部分はプレミキシング部６５となる。プレミ
キシング部６５において、３種類の有機金属の原料ガス
はある程度混合され、さらに、下流の螺旋構造の領域に
おいて完全な混合原料ガスとなる。均一な混合原料ガス
を得るためには、このミキシング部６５の長さは、５〜
２０ｍｍが好ましく、８〜１５ｍｍがより好ましい。こ
の範囲外の場合、３種類の有機金属の原料ガスのうち１
種類のみの濃度が高い混合原料ガスが気化部２２に送ら
れてしまうことがある。
溶液を含むキャリアガス（「原料ガス」という）を混合
するために、本例では、ロッド１０の原料供給孔６に対
応する部分の下流部分に螺旋状の溝のない部分を設けて
ある。この部分はプレミキシング部６５となる。プレミ
キシング部６５において、３種類の有機金属の原料ガス
はある程度混合され、さらに、下流の螺旋構造の領域に
おいて完全な混合原料ガスとなる。均一な混合原料ガス
を得るためには、このミキシング部６５の長さは、５〜
２０ｍｍが好ましく、８〜１５ｍｍがより好ましい。こ
の範囲外の場合、３種類の有機金属の原料ガスのうち１
種類のみの濃度が高い混合原料ガスが気化部２２に送ら
れてしまうことがある。
【０１１８】本例では、ロッド１０の上流側の端部６６
には、平行部６７とテーパ部５８とを設けてある。分散
部本体１の円筒中空部にも平行部６７とテーパー部５８
に対応した、ロッド１０の平行部６７の外径と同じ内径
の平行部と、ロッド１０のテーパーと同じテーパのテー
パ部とを設けてある。従って、ロッド１０を図面上左側
から挿入すれば、ロッド１０は分散部本体１の中空部内
に保持される。
には、平行部６７とテーパ部５８とを設けてある。分散
部本体１の円筒中空部にも平行部６７とテーパー部５８
に対応した、ロッド１０の平行部６７の外径と同じ内径
の平行部と、ロッド１０のテーパーと同じテーパのテー
パ部とを設けてある。従って、ロッド１０を図面上左側
から挿入すれば、ロッド１０は分散部本体１の中空部内
に保持される。
【０１１９】本例では、実施例１の場合とは異なり、ロ
ッド１０にテーパを設けて保持しているため、３ｋｇｆ
／ｃｍ２よりも高圧のキャリアガスを用いてもロッド１
０の移動を防止することができる。すなわち、図８に示
す保持技術を採用すれば、３ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力で
キャリアガスを流すことができる。その結果、ガス通路
の断面積を小さくして、少量のガスでより高速のキャリ
アガスの供給が可能となる。すなわち、５０〜３００ｍ
ｍ／ｓの高速のキャリアガスの供給も可能となる。前記
した他の実施例においてもこの保持技術を採用すれば同
様である。
ッド１０にテーパを設けて保持しているため、３ｋｇｆ
／ｃｍ２よりも高圧のキャリアガスを用いてもロッド１
０の移動を防止することができる。すなわち、図８に示
す保持技術を採用すれば、３ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力で
キャリアガスを流すことができる。その結果、ガス通路
の断面積を小さくして、少量のガスでより高速のキャリ
アガスの供給が可能となる。すなわち、５０〜３００ｍ
ｍ／ｓの高速のキャリアガスの供給も可能となる。前記
した他の実施例においてもこの保持技術を採用すれば同
様である。
【０１２０】なお、ロッド１０の原料供給孔６に対応す
る部分には、図９（ｂ）に示すように、キャリアガスの
通路として溝６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄを形成し
ておく。各溝６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７の深さとし
ては、０．００５〜０．１ｍｍが好ましい。０．００５
ｍｍ未満では溝の成形加工が困難となる。また、０．０
１〜０．０５がより好ましい。この範囲とすることによ
り目詰まりなどの発生がなくなる。また、高速流が得ら
れやすい。
る部分には、図９（ｂ）に示すように、キャリアガスの
通路として溝６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄを形成し
ておく。各溝６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７の深さとし
ては、０．００５〜０．１ｍｍが好ましい。０．００５
ｍｍ未満では溝の成形加工が困難となる。また、０．０
１〜０．０５がより好ましい。この範囲とすることによ
り目詰まりなどの発生がなくなる。また、高速流が得ら
れやすい。
【０１２１】ロッド１０の保持、ガス通路の形成につい
ては、実施例１における図１に示す構成その他の構成を
採用してもかまわない。
ては、実施例１における図１に示す構成その他の構成を
採用してもかまわない。
【０１２２】螺旋状の溝６０は、図９（ａ）に示すよう
に、１本でもよいが、図１０に示すように複数本でもよ
い。また、螺旋状の溝を複数本形成する場合には、クロ
スさせてもよい。クロスさせた場合には、より均一に分
散した原料ガスが得られる。但し、各溝に対するガス流
速は１０ｍ／ｓｅｃ以上が得られる断面積とする。
に、１本でもよいが、図１０に示すように複数本でもよ
い。また、螺旋状の溝を複数本形成する場合には、クロ
スさせてもよい。クロスさせた場合には、より均一に分
散した原料ガスが得られる。但し、各溝に対するガス流
速は１０ｍ／ｓｅｃ以上が得られる断面積とする。
【０１２３】螺旋状の溝６０の寸法・形状には特に限定
されず、図９（ｃ）に示した寸法・形状が一例としてあ
げられる。
されず、図９（ｃ）に示した寸法・形状が一例としてあ
げられる。
【０１２４】なお、本例では、図８に示すとおり、ガス
通路は、冷却水１８により冷却している。
通路は、冷却水１８により冷却している。
【０１２５】また、本例では、分散部２２の入口手前に
おいて、拡張部６９を独立して設けてあり、この拡張部
に長手の輻射防止部１０２が配置してある。輻射防止部
のガス出口７側は細孔１０１が形成され、気化器側に向
かい内径がテーパー状に広がっている。
おいて、拡張部６９を独立して設けてあり、この拡張部
に長手の輻射防止部１０２が配置してある。輻射防止部
のガス出口７側は細孔１０１が形成され、気化器側に向
かい内径がテーパー状に広がっている。
【０１２６】この拡張部６９は実施例３において、述べ
た原料ガスの滞留を防止するための部分でもある。もち
ろん、拡張部６９を独立して設ける必要はなく、図６に
示したように一体化した構成としてもよい。
た原料ガスの滞留を防止するための部分でもある。もち
ろん、拡張部６９を独立して設ける必要はなく、図６に
示したように一体化した構成としてもよい。
【０１２７】拡張部６９における拡張角度θとしては、
５〜１０度が好ましい。θがこの範囲内の場合、旋回流
を壊すことなく原料ガスを分散部に供給することができ
る。また、θがこの範囲内の場合、拡大による流体抵抗
が最小となり、また、デッドの存在が最小となり、デッ
ドゾーンの存在による渦流の存在を最小にすることがで
きる。なお、θとしては、６〜７度がより好ましい。な
お、図６に示した実施例の場合においても好ましいθの
範囲は同様である。
５〜１０度が好ましい。θがこの範囲内の場合、旋回流
を壊すことなく原料ガスを分散部に供給することができ
る。また、θがこの範囲内の場合、拡大による流体抵抗
が最小となり、また、デッドの存在が最小となり、デッ
ドゾーンの存在による渦流の存在を最小にすることがで
きる。なお、θとしては、６〜７度がより好ましい。な
お、図６に示した実施例の場合においても好ましいθの
範囲は同様である。
【０１２８】（実施例６）図８に示す装置を用い、次ぎ
なる条件で原料溶液及びキャリアガスの供給を行い、原
料ガスにおける均一性を調べた。
なる条件で原料溶液及びキャリアガスの供給を行い、原
料ガスにおける均一性を調べた。
【０１２９】
原料溶液導入量：Ｓｒ（ＤＰＭ）２ ０．０４ｃｃ／ｍｉｎ
Ｂｉ（Ｃ６Ｈ５）３ ０．０８ｃｃ／ｍｉｎ
Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５ ０．０８ｃｃ／ｍｉｎ
ＴＨＦ ０．２ｃｃ／ｍｉｎ
キャリアガス：窒素ガス
１０〜３５０ｍ／ｓ
【０１３０】気化装置としては図８に示す装置を用い
た。ただ、ロッドとしては、図９に示すロッドにおいて
螺旋溝が形成されていないロッドを用いた。
た。ただ、ロッドとしては、図９に示すロッドにおいて
螺旋溝が形成されていないロッドを用いた。
【０１３１】原料溶液を原料供給孔６から供給するとと
もにキャリアガスをその速度を各種変化させた。なお、
原料供給孔からは、溝６７ａにはＳｒ（ＤＰＭ）２、溝
６７ｂにはＢｉ（Ｃ６Ｈ５）３、溝６７ｃにはＴａ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）５、溝６７ｄにはＴＨＦなどの溶剤をそれぞ
れ供給した。
もにキャリアガスをその速度を各種変化させた。なお、
原料供給孔からは、溝６７ａにはＳｒ（ＤＰＭ）２、溝
６７ｂにはＢｉ（Ｃ６Ｈ５）３、溝６７ｃにはＴａ（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）５、溝６７ｄにはＴＨＦなどの溶剤をそれぞ
れ供給した。
【０１３２】気化部における加熱を行わず、ガス出口７
において原料ガスを採取し、採取した原料ガスにおける
原料溶液の粒子径の測定を行った。
において原料ガスを採取し、採取した原料ガスにおける
原料溶液の粒子径の測定を行った。
【０１３３】その結果を相対値（図１２（ａ）に示す従
来例に係る装置を用いた場合を１とする）として図１１
に示す。図１１からわかるように、流速を５０ｍ／ｓ以
上とすることにより分散粒子径は小さくなり、１００ｍ
／ｓ以上とすることにより分散粒子径はさらに小さくな
る。ただ、２００ｍ／ｓ以上としても分散粒子径は飽和
する。従って、１００〜２００ｍ／ｓがより好ましい範
囲である。
来例に係る装置を用いた場合を１とする）として図１１
に示す。図１１からわかるように、流速を５０ｍ／ｓ以
上とすることにより分散粒子径は小さくなり、１００ｍ
／ｓ以上とすることにより分散粒子径はさらに小さくな
る。ただ、２００ｍ／ｓ以上としても分散粒子径は飽和
する。従って、１００〜２００ｍ／ｓがより好ましい範
囲である。
【０１３４】（実施例７）本例では、ロッドとして螺旋
溝を形成したロッドを使用した。
溝を形成したロッドを使用した。
【０１３５】他の点は実施例６と同様とした。
【０１３６】実施例６では、溝の延長部において、溝に
供給された原料溶液の濃度が濃かった。すなわち、すな
わち、溝６７ａの延長部では、Ｓｒ（ＤＰＭ）２が、溝
６７ｂの延長部ではＢｉ（Ｃ６Ｈ５）３が、溝６７ｃの
延長部ではＴａ（ＯＣ２Ｈ５）５がそれぞれ他の濃度が
高かった。
供給された原料溶液の濃度が濃かった。すなわち、すな
わち、溝６７ａの延長部では、Ｓｒ（ＤＰＭ）２が、溝
６７ｂの延長部ではＢｉ（Ｃ６Ｈ５）３が、溝６７ｃの
延長部ではＴａ（ＯＣ２Ｈ５）５がそれぞれ他の濃度が
高かった。
【０１３７】しかし、本例では、螺旋溝の端において得
られた混合原料ガスはどの部分においても各有機金属原
料が均一であった。
られた混合原料ガスはどの部分においても各有機金属原
料が均一であった。
【０１３８】（実施例８）図１２及び図１３に実施例８
を示す。
を示す。
【０１３９】従来、酸素の導入は、図２に示すように、
気化部２２の下流においてのみ行われていた。従来の技
術において形成された膜中に炭素が大量に含有されてい
ることは従来の技術の欄において述べて通りである。ま
た、原料における組成配分と成膜された膜中における組
成配分とにはズレが生じていた。すなわち、原料を化学
量論比通りの組成比に調整して気化、成膜を行った場
合、実際に成膜された膜は化学量論比からずれた組成の
膜となってしまっていた。特に、ビスマスが殆んど含有
されない（０．１ａｔ％程度）現象が観察された。
気化部２２の下流においてのみ行われていた。従来の技
術において形成された膜中に炭素が大量に含有されてい
ることは従来の技術の欄において述べて通りである。ま
た、原料における組成配分と成膜された膜中における組
成配分とにはズレが生じていた。すなわち、原料を化学
量論比通りの組成比に調整して気化、成膜を行った場
合、実際に成膜された膜は化学量論比からずれた組成の
膜となってしまっていた。特に、ビスマスが殆んど含有
されない（０．１ａｔ％程度）現象が観察された。
【０１４０】本発明者はこの原因が酸素の導入位置に関
係することを見いだした。すなわち、図２０に示すよう
に、酸素をガス導入口４及び噴出口直近二次酸素供給口
２００及び酸素導入口（一次酸素供給口）２５からキャ
リアガスとともに導入すれば、形成された膜中の組成
は、原料溶液中の組成との間の組成比のずれは極めて小
さなものとすることができることがわかった。
係することを見いだした。すなわち、図２０に示すよう
に、酸素をガス導入口４及び噴出口直近二次酸素供給口
２００及び酸素導入口（一次酸素供給口）２５からキャ
リアガスとともに導入すれば、形成された膜中の組成
は、原料溶液中の組成との間の組成比のずれは極めて小
さなものとすることができることがわかった。
【０１４１】なお、予めキャリアガスと酸素とを混合し
ておき、その混合ガスをガス導入口４から導入してもよ
い。
ておき、その混合ガスをガス導入口４から導入してもよ
い。
【０１４２】（実施例９）図１９、２０に示す気化器、
図２１に示すＣＶＤ装置を用いて、ＳＢＴ膜を形成し、
さらに分極特性等を評価した。
図２１に示すＣＶＤ装置を用いて、ＳＢＴ膜を形成し、
さらに分極特性等を評価した。
【０１４３】具体的には気化器の条件及び反応室の条件
は下記のように制御し、酸化したシリコン基板上に、白
金２００ｎｍを形成した基板上に、ＳＢＴ薄膜を形成し
た。 具体的条件：ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタル
Ｓｒ［Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶
媒：ヘキサン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３ ０．２モル溶液（溶媒：ヘキサン） ０．
０２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第２キャリア Ａｒ＝ ２０ｓｃｃｍ（ガス導入口２０
０から入れる） Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口２００から入れ
る） 反応酸素 Ｏ２＝２００ｓｃｃｍ（分散噴出部 下
部２５から入れる） 反応酸素温度 ２１６℃（分散噴出部 下部から入
れる前に別途設けたヒータで温度制御） ウエーハ温度 ４７５℃ 空間温度 ２９９℃ 空間距離 ３０ｍｍ シャワーヘッド温度２０１℃ 反応圧力 １Ｔｏｒｒ 成膜時間 ２０分 その結果 ＳＢＴ膜厚さ 約３００ｎｍ （堆積速度 約１５０ｎ
ｍ／ｍｉｎ．） 形成された膜中の組成は、原料溶液中の組成との間の組
成比のずれは小さく、堆積速度も従来比約５倍になっ
た。少量の酸素をガス導入口４からキャリアガスととも
に導入する効果は極めて大きい事がわかる。カーボン含
有量も３．５ａｔ％と少ない。
は下記のように制御し、酸化したシリコン基板上に、白
金２００ｎｍを形成した基板上に、ＳＢＴ薄膜を形成し
た。 具体的条件：ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタル
Ｓｒ［Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶
媒：ヘキサン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３ ０．２モル溶液（溶媒：ヘキサン） ０．
０２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第２キャリア Ａｒ＝ ２０ｓｃｃｍ（ガス導入口２０
０から入れる） Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口２００から入れ
る） 反応酸素 Ｏ２＝２００ｓｃｃｍ（分散噴出部 下
部２５から入れる） 反応酸素温度 ２１６℃（分散噴出部 下部から入
れる前に別途設けたヒータで温度制御） ウエーハ温度 ４７５℃ 空間温度 ２９９℃ 空間距離 ３０ｍｍ シャワーヘッド温度２０１℃ 反応圧力 １Ｔｏｒｒ 成膜時間 ２０分 その結果 ＳＢＴ膜厚さ 約３００ｎｍ （堆積速度 約１５０ｎ
ｍ／ｍｉｎ．） 形成された膜中の組成は、原料溶液中の組成との間の組
成比のずれは小さく、堆積速度も従来比約５倍になっ
た。少量の酸素をガス導入口４からキャリアガスととも
に導入する効果は極めて大きい事がわかる。カーボン含
有量も３．５ａｔ％と少ない。
【０１４４】反応酸素２００ｃｃ／ｍｉｎ．を、分散噴
出部下部から入れる前に別途設けたヒータで正確に温度
制御（２１６℃）したため、気化した、有機金属化合物
の再凝縮・昇華（固化）を抑制する効果が大きい事が、
気化管下部の汚れが無くなった事から確認できた。
出部下部から入れる前に別途設けたヒータで正確に温度
制御（２１６℃）したため、気化した、有機金属化合物
の再凝縮・昇華（固化）を抑制する効果が大きい事が、
気化管下部の汚れが無くなった事から確認できた。
【０１４５】このＳＢＴ薄膜形成後、酸素雰囲気で７５
０℃、３０分の結晶化処理を行い、上部電極を形成して
測定評価した所、優れた結晶化特性と分極特性を示し
た。これを図１７，１８に示した。
０℃、３０分の結晶化処理を行い、上部電極を形成して
測定評価した所、優れた結晶化特性と分極特性を示し
た。これを図１７，１８に示した。
【０１４６】ガス導入口４または噴出口直近の一次酸素
供給口から酸素等の酸化性ガスを導入しさえすれば、図
２に示すように、気化部の下流において同時に酸素を導
入して酸素の量を適宜制御することが、より組成比のズ
レを小さくし、また、炭素含有量を減少させる上から好
ましい。
供給口から酸素等の酸化性ガスを導入しさえすれば、図
２に示すように、気化部の下流において同時に酸素を導
入して酸素の量を適宜制御することが、より組成比のズ
レを小さくし、また、炭素含有量を減少させる上から好
ましい。
【０１４７】形成された膜中における炭素の含有量を従
来の５％〜２０％に減少させることができる。
来の５％〜２０％に減少させることができる。
【０１４８】図２０を用いて、ＳＢＴ薄膜堆積プロセス
の実施例を説明する。バルブ２を開き、バルブ１を閉じ
て、反応チャンバーを高真空に引き、数分後にロードロ
ックチャンバーから、反応チャンバーへウエーハを移載
する。この時 気化器には、 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶媒：ヘキサ
ン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３ ０．２モル 溶液（溶媒：ヘキサン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） が流れており、バルブ２及び圧力自動調整弁を経由し
て、真空ポンプへ引かれている。この時、圧力計は、圧
力自動調整弁によって、４Ｔｏｒｒに制御される。ウエ
ーハを移載し数分後、温度が安定したら、バルブ１を開
き、バルブ２を閉じて、反応チャンバーへ下記のガスを
流して、堆積を開始する。 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶媒：ヘキサ
ン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３ ０．２モル溶液（溶媒：ヘキサン）０．０
２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第２キャリア Ａｒ＝ ２０ｓｃｃｍ（ガス導入口２０
０から入れる） Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口２００から入れ
る） 反応酸素 Ｏ２＝２００ｓｃｃｍ（分散噴出部 下
部２５から入れる） 反応酸素温度 ２１６℃（分散噴出部下部から入れ
る前に別途設けたヒータで温度制御） ウエーハ温度 ４７５℃ 反応圧力チャンバー圧力は、１Ｔｏｒｒに制御する。 （記載されていない圧力自動調整弁による） 所定の時間（此処では２０分）が経過したら、バルブ２
を開き、バルブ１を閉じて、堆積を終了する。反応チャ
ンバーを高真空に引いて反応ガスを完全に除去して、１
分後にロードロックチャンバーへウエーハを取り出す。 キャパシタ構造 Ｐｔ（２００ｎｍ）／ＣＶＤＳＢＴ（３００ｎｍ）／Ｐ
ｔ（１７５ｎｍ）／Ｔｉ（３０ｎｍ）／ＳｉＯ２／Ｓｉ キャパシタ作成プロセス 下部電極形成Ｐｔ（１７５ｎｍ）／ＴＩ（３０ｎｍ）
ＣＶＤＳＢＴ膜形成（３００ｎｍ） ＳＢＴ膜結晶化処理（拡散炉アニール：ウエハ７５０
℃、３０ｍｉｎ、Ｏ２雰囲気） 上部電極形成Ｐｔ（２００ｎｍ） アニール：６５０℃、Ｏ２、３０ｍｉｎ
の実施例を説明する。バルブ２を開き、バルブ１を閉じ
て、反応チャンバーを高真空に引き、数分後にロードロ
ックチャンバーから、反応チャンバーへウエーハを移載
する。この時 気化器には、 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶媒：ヘキサ
ン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３ ０．２モル 溶液（溶媒：ヘキサン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） が流れており、バルブ２及び圧力自動調整弁を経由し
て、真空ポンプへ引かれている。この時、圧力計は、圧
力自動調整弁によって、４Ｔｏｒｒに制御される。ウエ
ーハを移載し数分後、温度が安定したら、バルブ１を開
き、バルブ２を閉じて、反応チャンバーへ下記のガスを
流して、堆積を開始する。 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶媒：ヘキサ
ン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３ ０．２モル溶液（溶媒：ヘキサン）０．０
２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第２キャリア Ａｒ＝ ２０ｓｃｃｍ（ガス導入口２０
０から入れる） Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口２００から入れ
る） 反応酸素 Ｏ２＝２００ｓｃｃｍ（分散噴出部 下
部２５から入れる） 反応酸素温度 ２１６℃（分散噴出部下部から入れ
る前に別途設けたヒータで温度制御） ウエーハ温度 ４７５℃ 反応圧力チャンバー圧力は、１Ｔｏｒｒに制御する。 （記載されていない圧力自動調整弁による） 所定の時間（此処では２０分）が経過したら、バルブ２
を開き、バルブ１を閉じて、堆積を終了する。反応チャ
ンバーを高真空に引いて反応ガスを完全に除去して、１
分後にロードロックチャンバーへウエーハを取り出す。 キャパシタ構造 Ｐｔ（２００ｎｍ）／ＣＶＤＳＢＴ（３００ｎｍ）／Ｐ
ｔ（１７５ｎｍ）／Ｔｉ（３０ｎｍ）／ＳｉＯ２／Ｓｉ キャパシタ作成プロセス 下部電極形成Ｐｔ（１７５ｎｍ）／ＴＩ（３０ｎｍ）
ＣＶＤＳＢＴ膜形成（３００ｎｍ） ＳＢＴ膜結晶化処理（拡散炉アニール：ウエハ７５０
℃、３０ｍｉｎ、Ｏ２雰囲気） 上部電極形成Ｐｔ（２００ｎｍ） アニール：６５０℃、Ｏ２、３０ｍｉｎ
【０１４９】従来 反応酸素（例。２００ｓｃｃｍ）
は、室温状態で、気化管に入れていたため、有機金属ガ
スが、冷却されて、気化管に付着・堆積していた。気化
部下部から供給する、反応酸素の温度制御を行う場合従
来、ステンレス管（１／４−１／１６ｉｎｃｈ 外形、
長さ１０−１００ｃｍ）の外部にヒータを巻きつけて、
ステンレス管外壁の温度を制御（例：２１９℃）してい
た。
は、室温状態で、気化管に入れていたため、有機金属ガ
スが、冷却されて、気化管に付着・堆積していた。気化
部下部から供給する、反応酸素の温度制御を行う場合従
来、ステンレス管（１／４−１／１６ｉｎｃｈ 外形、
長さ１０−１００ｃｍ）の外部にヒータを巻きつけて、
ステンレス管外壁の温度を制御（例：２１９℃）してい
た。
【０１５０】ステンレス管外壁の温度（例：２１９℃）
＝内部を流れる酸素（流量２００ｓｃｃｍ）の温度と考
えて居た。
＝内部を流れる酸素（流量２００ｓｃｃｍ）の温度と考
えて居た。
【０１５１】ところが、酸素温度を微細な熱伝対で測定
したら、上記例では、約３５℃にしか、昇温されていな
かった。
したら、上記例では、約３５℃にしか、昇温されていな
かった。
【０１５２】そこで、加熱後の酸素温度を、直接微細な
熱伝対で測定し、加熱ヒータ温度を制御して、酸素温度
を正確に制御した。
熱伝対で測定し、加熱ヒータ温度を制御して、酸素温度
を正確に制御した。
【０１５３】管を流れる酸素等ガスを昇温することは容
易ではなく、加熱管内に充填物をいれて、熱交換効率の
向上を図り、加熱された酸素ガス温度を測定して加熱ヒ
ータ温度を適正に制御した。
易ではなく、加熱管内に充填物をいれて、熱交換効率の
向上を図り、加熱された酸素ガス温度を測定して加熱ヒ
ータ温度を適正に制御した。
【０１５４】かかる制御のための手段が図２０に示すヒ
ートエクスチェンジャーである。
ートエクスチェンジャーである。
【０１５５】（実施例１０）図１４に実施例１０を示
す。
す。
【０１５６】前記実施例は、単一の原料溶液のそれぞれ
にガスを吹き付けることにより噴霧化し、その後噴霧化
した原料溶液を混合するものであったが、本例は、複数
の原料溶液を混合し、次いで、混合原料溶液を噴霧化す
るための装置である。
にガスを吹き付けることにより噴霧化し、その後噴霧化
した原料溶液を混合するものであったが、本例は、複数
の原料溶液を混合し、次いで、混合原料溶液を噴霧化す
るための装置である。
【０１５７】本例は、原料溶液５ａ，５ｂを供給する複
数の溶液通路１３０ａ，１３０ｂと、複数の溶液通路１
３０ａ，１３０ｂから供給される複数の原料溶液５ａ，
５ｂを混合する混合部１０９と、一端が混合部１０９に
連通し、気化部２２側となる出口０１７を有する供給通
路１１０と、供給通路１１０内において、混合部１０９
から出た混合原料溶液に、キャリアガスあるいは、キャ
リアガスと酸素との混合ガスを吹き付けるように配置さ
れたガス通路１２０と、供給通路１１０内を冷却するた
めの冷却手段とが形成されている分散器１５０と、一端
がＭＯＣＶＤ装置の反応管に接続され、他端が分散器１
５０の出口１０７に接続された気化管と、気化管を加熱
するための加熱手段２とを有し、前記分散器１５０から
送られてきた、原料溶液を含むガスを加熱して気化させ
るための気化部２２とを有し、出口１０７の外側に細孔
１０１を有する輻射熱防止材１０２が配置されている。
数の溶液通路１３０ａ，１３０ｂと、複数の溶液通路１
３０ａ，１３０ｂから供給される複数の原料溶液５ａ，
５ｂを混合する混合部１０９と、一端が混合部１０９に
連通し、気化部２２側となる出口０１７を有する供給通
路１１０と、供給通路１１０内において、混合部１０９
から出た混合原料溶液に、キャリアガスあるいは、キャ
リアガスと酸素との混合ガスを吹き付けるように配置さ
れたガス通路１２０と、供給通路１１０内を冷却するた
めの冷却手段とが形成されている分散器１５０と、一端
がＭＯＣＶＤ装置の反応管に接続され、他端が分散器１
５０の出口１０７に接続された気化管と、気化管を加熱
するための加熱手段２とを有し、前記分散器１５０から
送られてきた、原料溶液を含むガスを加熱して気化させ
るための気化部２２とを有し、出口１０７の外側に細孔
１０１を有する輻射熱防止材１０２が配置されている。
【０１５８】本例では、混合しても反応が進行しない原
料溶液に有効であり、一旦混合後噴霧化するため、噴霧
化後混合する場合に比べ組成が正確となる。また、混合
部１０９における混合原料溶液の組成を分析するための
手段（図示せず）を設けておき、分析結果に基づき原料
溶液５ａ，５ｂの供給量を制御すればより一層正確な組
成を得ることが可能となる。
料溶液に有効であり、一旦混合後噴霧化するため、噴霧
化後混合する場合に比べ組成が正確となる。また、混合
部１０９における混合原料溶液の組成を分析するための
手段（図示せず）を設けておき、分析結果に基づき原料
溶液５ａ，５ｂの供給量を制御すればより一層正確な組
成を得ることが可能となる。
【０１５９】また、本例では、ロッド（図１の１０）を
用いる必要がないため、ロッドを伝播した熱が供給通路
１１０内を加熱するということがない。さらに、噴霧化
後混合する場合に比べ供給通路１１０の断面積を小さく
でき、ひいては出口１０７の断面積を小さくすることが
できるため輻射により供給通路１１０内を加熱するとい
うことも少ない。従って、輻射防止部１０２を設けずと
も結晶の析出などを少なくすることができる。ただ、よ
り一層結晶の析出などを防止したい場合は図１４に示し
たように輻射防止部１０２を設けてもよい。
用いる必要がないため、ロッドを伝播した熱が供給通路
１１０内を加熱するということがない。さらに、噴霧化
後混合する場合に比べ供給通路１１０の断面積を小さく
でき、ひいては出口１０７の断面積を小さくすることが
できるため輻射により供給通路１１０内を加熱するとい
うことも少ない。従って、輻射防止部１０２を設けずと
も結晶の析出などを少なくすることができる。ただ、よ
り一層結晶の析出などを防止したい場合は図１４に示し
たように輻射防止部１０２を設けてもよい。
【０１６０】なお、以上の実施例において、細孔は一つ
の例を示したがもちろん複数でもよい。また、細孔の径
としては２ｍｍ以下が好ましい。複数設ける場合にはさ
らに小さい径とすることも可能である。
の例を示したがもちろん複数でもよい。また、細孔の径
としては２ｍｍ以下が好ましい。複数設ける場合にはさ
らに小さい径とすることも可能である。
【０１６１】また、以上の実施例において、キャリア流
路と原料溶液導入口が鋭角（３０度）の場合、溶液はガ
スに引かれる。９０度以上であれば、溶液はガスに押さ
れる。従って，３０〜９０°が好ましい。具体的には、
溶液の粘度・流量から、最適な角度が決まる。粘度が大
きい場合や流量が大きい場合はより鋭角にすることによ
って、溶液が円滑に流れる。従って，実施にあたって
は、粘度・流量に対応する最適角度を予め実験などによ
り求めておけばよい。
路と原料溶液導入口が鋭角（３０度）の場合、溶液はガ
スに引かれる。９０度以上であれば、溶液はガスに押さ
れる。従って，３０〜９０°が好ましい。具体的には、
溶液の粘度・流量から、最適な角度が決まる。粘度が大
きい場合や流量が大きい場合はより鋭角にすることによ
って、溶液が円滑に流れる。従って，実施にあたって
は、粘度・流量に対応する最適角度を予め実験などによ
り求めておけばよい。
【０１６２】また、以上の実施例において、シャワーヘ
ッドとサセプターとの間の空間の距離を任意の距離に制
御するための機構を設けることが好ましい。
ッドとサセプターとの間の空間の距離を任意の距離に制
御するための機構を設けることが好ましい。
【０１６３】さらに、原料溶液の流量を制御するための
液体マスフローコントローラを設けるとともに、該液体
マスフローコントローラの上流側に脱気するための脱気
手段を設けることが好ましい。脱気せず、マスフローコ
ントローラに原料溶液を導入すると成膜された膜のばら
つきが同一ウエハ上あるいは他のウエハ同士との間で生
じる。ヘリウムなどを脱気後にマスフローコントローラ
に原料溶液を導入することにより上記膜厚のばらつきが
著しく減少する。
液体マスフローコントローラを設けるとともに、該液体
マスフローコントローラの上流側に脱気するための脱気
手段を設けることが好ましい。脱気せず、マスフローコ
ントローラに原料溶液を導入すると成膜された膜のばら
つきが同一ウエハ上あるいは他のウエハ同士との間で生
じる。ヘリウムなどを脱気後にマスフローコントローラ
に原料溶液を導入することにより上記膜厚のばらつきが
著しく減少する。
【０１６４】原料溶液およびヘリウム圧送容器及び液体
マスフローコントローラーおよび前後の配管の温度を一
定温度に制御するための手段を設けることによりより一
層膜厚のばらつきを防止することができる。また、化学
的に不安定な原料溶液の変質を防ぐこともできる。ＳＢ
Ｔ薄膜を形成する際は、５℃〜２０℃の範囲で、精密に
制御する。特に１２℃±１℃が望ましい。
マスフローコントローラーおよび前後の配管の温度を一
定温度に制御するための手段を設けることによりより一
層膜厚のばらつきを防止することができる。また、化学
的に不安定な原料溶液の変質を防ぐこともできる。ＳＢ
Ｔ薄膜を形成する際は、５℃〜２０℃の範囲で、精密に
制御する。特に１２℃±１℃が望ましい。
【０１６５】また、図２２、２３に示すようなシリコン
基板等の基板表面へ所定のガスを吹き付け該基板表面へ
表面処理を施す基板表面処理装置において、熱媒体の貫
流の為の熱媒体入口３２０と接続された上流環３０１
と、前記所定の熱媒体の熱媒体出口３２１と接続された
下流環３０２と、前記上流環１と下流環２との間を互い
に平行方向に接続し前記熱媒体の流路を形成する少なく
とも２個の熱伝達路３０３ａ、３０３ｂとを有し、隣接
する前記熱伝達路３０３ａ、３０３ｂ間の前記上流環１
から下流環３０２への流路方向を交互とし、前記ガスを
所定の温度とするための熱媒体循環路が構成されたもの
とすることが好ましい。
基板等の基板表面へ所定のガスを吹き付け該基板表面へ
表面処理を施す基板表面処理装置において、熱媒体の貫
流の為の熱媒体入口３２０と接続された上流環３０１
と、前記所定の熱媒体の熱媒体出口３２１と接続された
下流環３０２と、前記上流環１と下流環２との間を互い
に平行方向に接続し前記熱媒体の流路を形成する少なく
とも２個の熱伝達路３０３ａ、３０３ｂとを有し、隣接
する前記熱伝達路３０３ａ、３０３ｂ間の前記上流環１
から下流環３０２への流路方向を交互とし、前記ガスを
所定の温度とするための熱媒体循環路が構成されたもの
とすることが好ましい。
【０１６６】また、前記基板表面処理装置は、さらに、
前記熱媒体循環路内の所定平面内であり、前記平行方向
の前記熱媒体の流路の形成された平面内に前記熱媒体循
環路と熱的に接続された熱変換板３０４を有し、該熱変
換板３０４の前記平面内を前記熱媒体により略均一温度
に熱することを可能とすることが好ましい。
前記熱媒体循環路内の所定平面内であり、前記平行方向
の前記熱媒体の流路の形成された平面内に前記熱媒体循
環路と熱的に接続された熱変換板３０４を有し、該熱変
換板３０４の前記平面内を前記熱媒体により略均一温度
に熱することを可能とすることが好ましい。
【０１６７】さらに、前記熱変換板３０４の前記平面内
には、該平面の垂直方向へ前記所定のガスを通過させる
複数の通気孔が形成され、該通気孔を通過する前記所定
のガスを、前記平面内において略均一温度に熱すること
を可能とすることが好ましい。
には、該平面の垂直方向へ前記所定のガスを通過させる
複数の通気孔が形成され、該通気孔を通過する前記所定
のガスを、前記平面内において略均一温度に熱すること
を可能とすることが好ましい。
【０１６８】これにより、熱媒体循環路の隣接する熱伝
達路間の上流環から下流環への流路方向を交互として構
成される。このため、熱伝達路に隣接する領域の温度差
が高／低／高／低・・・・と構成される。本構成によ
り、熱変換板を均一に加熱、あるいは冷却することが可
能となる。また、さらに、平行方向の熱媒体の流路の形
成された平面内に熱媒体循環路と熱的に接続された熱変
換板を有している。よって、この熱変換板の平面内を熱
媒体により略均一温度に熱することを可能となる。 （実施例１１）ＣＶＤ溶液に発生する気泡対策について
ＣＶＤ溶液は、ガス（アルゴン、ヘリウム等）を用いて
３−４Ｋｇ／ｃｍ２に加圧し、液体マスフロコントロラ
ーを用いて、流量を制御する場合、加圧用ガスが溶媒
（例えばヘキサン）に溶解する。そして、溶液がＭＦＣ
を通過した直後 圧損により溶液の圧力が１−０Ｋｇ／
ｃｍ２（ゲージ圧）に低下するため、溶解していた加圧
用ガスの大半が、気泡として出てくる。この発生した気
泡は、溶液流量のふら付きの原因になるから、気泡発生
は抑制する必要がある。溶媒に対するガス（アルゴン、
ヘリウム等）の溶解度は、化学便覧（日本化学会編、改
訂４版、丸善出版）によると、下記にようになる。 １：溶媒 ヘキサン（２５℃） ヘリウム溶解度２．６
０ｅ−４ モル（分圧１０１．３ｋＰａ） ２：溶媒 ヘキサン（２５℃） アルゴン溶解度２５．
２ｅ−４ モル（分圧１０１．３ｋＰａ） アルゴン溶解度２５．２ｅ−４ モル は、ヘキサン１
モル（１３０ｃｃ）に、アルゴンが６５ｃｃ溶解する事
を意味する。溶解量はガス圧力に比例するから、この２
−３倍のガスが溶解する事になる。ヘリウムは、アルゴ
ンの１０％程度と少ない溶解度である。次に、溶解した
ガスを取り出す（脱気する）方法を実施する。加圧ガス
は溶解し、溶液が減圧されたとき、気泡となって、観察
される。このシステムを図２４に示した。脱気方法は、
図２５，２６に示した。結果を図２７および表２に纏め
た。気泡評価気化器を図２６に示す。加圧ガスにヘリウ
ムを用いた場合、１５〜６０ｃｍのＰＦＡチューブを通
過させる事によって、殆んど問題無い水準まで脱気でき
ることが分る。しかし、４００Ｔｏｒｒ以下になると、
数％の気泡が観察されるから、溶液圧力をこれ以下に低
下させることはできない。
達路間の上流環から下流環への流路方向を交互として構
成される。このため、熱伝達路に隣接する領域の温度差
が高／低／高／低・・・・と構成される。本構成によ
り、熱変換板を均一に加熱、あるいは冷却することが可
能となる。また、さらに、平行方向の熱媒体の流路の形
成された平面内に熱媒体循環路と熱的に接続された熱変
換板を有している。よって、この熱変換板の平面内を熱
媒体により略均一温度に熱することを可能となる。 （実施例１１）ＣＶＤ溶液に発生する気泡対策について
ＣＶＤ溶液は、ガス（アルゴン、ヘリウム等）を用いて
３−４Ｋｇ／ｃｍ２に加圧し、液体マスフロコントロラ
ーを用いて、流量を制御する場合、加圧用ガスが溶媒
（例えばヘキサン）に溶解する。そして、溶液がＭＦＣ
を通過した直後 圧損により溶液の圧力が１−０Ｋｇ／
ｃｍ２（ゲージ圧）に低下するため、溶解していた加圧
用ガスの大半が、気泡として出てくる。この発生した気
泡は、溶液流量のふら付きの原因になるから、気泡発生
は抑制する必要がある。溶媒に対するガス（アルゴン、
ヘリウム等）の溶解度は、化学便覧（日本化学会編、改
訂４版、丸善出版）によると、下記にようになる。 １：溶媒 ヘキサン（２５℃） ヘリウム溶解度２．６
０ｅ−４ モル（分圧１０１．３ｋＰａ） ２：溶媒 ヘキサン（２５℃） アルゴン溶解度２５．
２ｅ−４ モル（分圧１０１．３ｋＰａ） アルゴン溶解度２５．２ｅ−４ モル は、ヘキサン１
モル（１３０ｃｃ）に、アルゴンが６５ｃｃ溶解する事
を意味する。溶解量はガス圧力に比例するから、この２
−３倍のガスが溶解する事になる。ヘリウムは、アルゴ
ンの１０％程度と少ない溶解度である。次に、溶解した
ガスを取り出す（脱気する）方法を実施する。加圧ガス
は溶解し、溶液が減圧されたとき、気泡となって、観察
される。このシステムを図２４に示した。脱気方法は、
図２５，２６に示した。結果を図２７および表２に纏め
た。気泡評価気化器を図２６に示す。加圧ガスにヘリウ
ムを用いた場合、１５〜６０ｃｍのＰＦＡチューブを通
過させる事によって、殆んど問題無い水準まで脱気でき
ることが分る。しかし、４００Ｔｏｒｒ以下になると、
数％の気泡が観察されるから、溶液圧力をこれ以下に低
下させることはできない。
【０１６９】加圧ガスにアルゴンを用いた場合、配管内
部の５０％以上が発生した気泡に占められる。
部の５０％以上が発生した気泡に占められる。
【０１７０】アルゴンは、ガス透過性の大きいＰＦＡチ
ューブを採用しても、殆んど脱気できない事が分った。
表２に示すように、ヘキサンの蒸気圧は、２０℃におい
て、１２０Ｔｏｒｒ程度であるから、ヘキサン溶液の圧
力は、１２０Ｔｏｒｒ以上に維持して、気泡発生を抑え
る必要がある事も明らかである。
ューブを採用しても、殆んど脱気できない事が分った。
表２に示すように、ヘキサンの蒸気圧は、２０℃におい
て、１２０Ｔｏｒｒ程度であるから、ヘキサン溶液の圧
力は、１２０Ｔｏｒｒ以上に維持して、気泡発生を抑え
る必要がある事も明らかである。
【０１７１】なお、溶媒の物性を表３に示す。
【０１７２】
【表２】
【０１７３】
【表３】
【０１７４】（実施例１２）減圧気化器における気泡抑
制について気泡評価気化器を図２８に示す。
制について気泡評価気化器を図２８に示す。
【０１７５】気化ヘッドの手前でＳｒ／Ｔａ原料とＢｉ
原料を混合し、ヘッド内の二つの流路の内、一つの流路
だけをソースが流れ、もう一方の流路はキャリアガスだ
けが流れるようになっている。
原料を混合し、ヘッド内の二つの流路の内、一つの流路
だけをソースが流れ、もう一方の流路はキャリアガスだ
けが流れるようになっている。
【０１７６】流量０．０９ｃｃｍのヘキサンを流し、キ
ャリア圧力の評価と気泡発生評価を行った。
ャリア圧力の評価と気泡発生評価を行った。
【０１７７】この結果を表４に示す。表４にように、キ
ャリア圧力は安定しており、気泡も発生しなかった。
ャリア圧力は安定しており、気泡も発生しなかった。
【０１７８】
【表４】
【０１７９】（実施例１３）減圧気化器における気泡抑
制について図２１を用いて、ＳＢＴ薄膜堆積プロセスの
実施例を説明する。
制について図２１を用いて、ＳＢＴ薄膜堆積プロセスの
実施例を説明する。
【０１８０】バルブ２を開き、バルブ１を閉じて、反応
チャンバーを高真空に引き、数分後にロードロックチャ
ンバーから、反応チャンバーへウエーハを移載する。こ
の時 気化器には、 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶媒：ヘキサ
ン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３０．２モル溶液（溶媒：ヘキサン） ０．０
２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） が流れており、バルブ２ 及び圧力自動調整弁を経由し
て、真空ポンプへ引かれている。この時 圧力計は、圧
力自動調整弁によって、４Ｔｏｒｒに制御される。ウエ
ーハを移載し 数分後 温度が安定したら、バルブ１を
開き、バルブ２を閉じて、反応チャンバーへ下記のガス
を流して、堆積を開始する。 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶媒：ヘキサ
ン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３０．２モル溶液（溶媒：ヘキサン） ０．０
２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） 第２キャリア Ａｒ＝ ２０ｓｃｃｍ（ガス導入口２０
０から入れる） Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口２００から入れる 反応酸素 Ｏ２＝２００ｓｃｃｍ（分散噴出部下部
２５から入れる） 反応酸素温度 ２１６℃（分散噴出部下部から入れ
る前に別途設けたヒータで温度制御） ウエーハ温度 ４７５℃ 反応圧力チャンバー圧力は、１Ｔｏｒｒに制御する。 （記載されていない圧力自動調整弁による） 成膜開始前には、気泡が観察されなかったが、成膜開始
から３時間後に気泡が現れ始めた。また、開始時点での
キャリアガス圧は６００Ｔｏｒｒであったが、ソースを
供給しているラインのキャリア圧のみが７２０〜７８０
Ｔｏｒｒの範囲で変動した。また、気泡はＳｒ／Ｔａと
Ｂｉ系の両方で随時発生した。気泡は前進、後退、停滞
を繰り返す挙動を示した（図２９）。
チャンバーを高真空に引き、数分後にロードロックチャ
ンバーから、反応チャンバーへウエーハを移載する。こ
の時 気化器には、 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶媒：ヘキサ
ン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３０．２モル溶液（溶媒：ヘキサン） ０．０
２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） が流れており、バルブ２ 及び圧力自動調整弁を経由し
て、真空ポンプへ引かれている。この時 圧力計は、圧
力自動調整弁によって、４Ｔｏｒｒに制御される。ウエ
ーハを移載し 数分後 温度が安定したら、バルブ１を
開き、バルブ２を閉じて、反応チャンバーへ下記のガス
を流して、堆積を開始する。 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．１モル溶液（溶媒：ヘキサ
ン）０．０２ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３０．２モル溶液（溶媒：ヘキサン） ０．０
２ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） 第２キャリア Ａｒ＝ ２０ｓｃｃｍ（ガス導入口２０
０から入れる） Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口２００から入れる 反応酸素 Ｏ２＝２００ｓｃｃｍ（分散噴出部下部
２５から入れる） 反応酸素温度 ２１６℃（分散噴出部下部から入れ
る前に別途設けたヒータで温度制御） ウエーハ温度 ４７５℃ 反応圧力チャンバー圧力は、１Ｔｏｒｒに制御する。 （記載されていない圧力自動調整弁による） 成膜開始前には、気泡が観察されなかったが、成膜開始
から３時間後に気泡が現れ始めた。また、開始時点での
キャリアガス圧は６００Ｔｏｒｒであったが、ソースを
供給しているラインのキャリア圧のみが７２０〜７８０
Ｔｏｒｒの範囲で変動した。また、気泡はＳｒ／Ｔａと
Ｂｉ系の両方で随時発生した。気泡は前進、後退、停滞
を繰り返す挙動を示した（図２９）。
【０１８１】（実施例１４）減圧気化器における気泡抑
制について図２１を用いて、ＳＢＴ薄膜堆積プロセスの
実施例を説明する。
制について図２１を用いて、ＳＢＴ薄膜堆積プロセスの
実施例を説明する。
【０１８２】本実施例では、ＣＶＤ溶液の加圧を従来の
３気圧から４気圧（ゲージ圧）に増大した。バルブ２を
開き、バルブ１を閉じて、反応チャンバーを高真空に引
き、数分後にロードロックチャンバーから、反応チャン
バーへウエーハを移載する。
３気圧から４気圧（ゲージ圧）に増大した。バルブ２を
開き、バルブ１を閉じて、反応チャンバーを高真空に引
き、数分後にロードロックチャンバーから、反応チャン
バーへウエーハを移載する。
【０１８３】この時 気化器には、
ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．０２モル溶液（溶媒：ヘキ
サン）０．１０ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３０．０４モル溶液（溶媒：ヘキサン） ０．
１０ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） が流れており、バルブ２ 及び圧力自動調整弁を経由し
て、真空ポンプへ引かれている。この時 圧力計は、圧
力自動調整弁によって、４Ｔｏｒｒに制御される。ウエ
ーハを移載し 数分後 温度が安定したら、バルブ１を
開き、バルブ２を閉じて、反応チャンバーへ下記のガス
を流して、堆積を開始する。 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．０２モル溶液（溶媒：ヘキ
サン）０．１０ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３０．０４モル溶液（溶媒：ヘキサン）０．１
０ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） 第２キャリア Ａｒ＝ ２０ｓｃｃｍ（ガス導入口２０
０から入れる） Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口２００から入れる 反応酸素 Ｏ２＝２００ｓｃｃｍ（分散噴出部下部
２５から入れる） 反応酸素温度 ２１６℃（分散噴出部下部から入れ
る前に別途設けたヒータで温度制御） ウエーハ温度 ４７５℃ 反応圧力チャンバー圧力は、１Ｔｏｒｒに制御する。 （記載されていない圧力自動調整弁による） 成膜開始前は、気泡が観察されなかった。成膜開始から
１０時間経過しても、気泡は現れなかった。
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．０２モル溶液（溶媒：ヘキ
サン）０．１０ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３０．０４モル溶液（溶媒：ヘキサン） ０．
１０ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） が流れており、バルブ２ 及び圧力自動調整弁を経由し
て、真空ポンプへ引かれている。この時 圧力計は、圧
力自動調整弁によって、４Ｔｏｒｒに制御される。ウエ
ーハを移載し 数分後 温度が安定したら、バルブ１を
開き、バルブ２を閉じて、反応チャンバーへ下記のガス
を流して、堆積を開始する。 ヘキサエトキシ・ストロンチウムタンタルＳｒ［Ｔａ
（ＯＣ２Ｈ５）６］２ ０．０２モル溶液（溶媒：ヘキ
サン）０．１０ｍｌ／ｍｉｎ． トリ−ｔ−アミロキシドビスマス Ｂｉ（Ｏ−ｔ−Ｃ５
Ｈ１１）３０．０４モル溶液（溶媒：ヘキサン）０．１
０ｍｌ／ｍｉｎ． 第一キャリア Ａｒ＝２００ｓｃｃｍ（ガス導入口４か
ら入れる） 第一キャリア Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口４
から入れる） 第２キャリア Ａｒ＝ ２０ｓｃｃｍ（ガス導入口２０
０から入れる） Ｏ２＝ １０ｓｃｃｍ（ガス導入口２００から入れる 反応酸素 Ｏ２＝２００ｓｃｃｍ（分散噴出部下部
２５から入れる） 反応酸素温度 ２１６℃（分散噴出部下部から入れ
る前に別途設けたヒータで温度制御） ウエーハ温度 ４７５℃ 反応圧力チャンバー圧力は、１Ｔｏｒｒに制御する。 （記載されていない圧力自動調整弁による） 成膜開始前は、気泡が観察されなかった。成膜開始から
１０時間経過しても、気泡は現れなかった。
【０１８４】実施例１３で、発生した気泡は、キャリア
ガスの圧力が変動することによって、キャリアガスが、
溶液ラインに逆流したと考えられたため、溶液の加圧を
増大し、流量を増大させることによって、解決すること
ができた。
ガスの圧力が変動することによって、キャリアガスが、
溶液ラインに逆流したと考えられたため、溶液の加圧を
増大し、流量を増大させることによって、解決すること
ができた。
【０１８５】なお、本発明が適用可能な各種気化器を図
３０に示す。
３０に示す。
【０１８６】
【発明の効果】１：本発明によれば、目詰まりなどを起
こすことがなく長期使用が可能であり、かつ反応部への
安定的な原料供給が可能なＭＯＣＶＤ用などの成膜装置
その他装置用気化器を提供することができる。
こすことがなく長期使用が可能であり、かつ反応部への
安定的な原料供給が可能なＭＯＣＶＤ用などの成膜装置
その他装置用気化器を提供することができる。
【０１８７】２：気泡発生を抑えることができた。気泡
に起因する薄膜堆積速度の変動を抑制することが期待で
きる。
に起因する薄膜堆積速度の変動を抑制することが期待で
きる。
【図１】実施例１に係るＭＯＣＶＤ用気化器の要部を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】実施例１に係るＭＯＣＶＤ用気化器の全体断面
図である。
図である。
【図３】ＭＯＣＶＤのシステム図である。
【図４】リザーブタンクの正面図である。
【図５】実施例２に係るＭＯＣＶＤ用気化器の要部を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】実施例３に係るＭＯＣＶＤ用気化器の要部を示
す断面図である。
す断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）ともに、実施例４に係り、ＭＯ
ＣＶＤ用気化器のガス通路の変形例を示す断面図であ
る。
ＣＶＤ用気化器のガス通路の変形例を示す断面図であ
る。
【図８】実施例５に係るＭＯＣＶＤ用気化器を示す断面
図である。
図である。
【図９】実施例５に係るＭＯＣＶＤ用気化器に使用する
ロッドを示し、（ａ）は側面図（ｂ）はＸ−Ｘ断面図、
（ｃ）はＹ−Ｙ断面図である。
ロッドを示し、（ａ）は側面図（ｂ）はＸ−Ｘ断面図、
（ｃ）はＹ−Ｙ断面図である。
【図１０】図９（ａ）の変形例を示す側面図である。
【図１１】実施例６における実験結果を示すグラフであ
る。
る。
【図１２】実施例８を示す側断面図である。
【図１３】実施例８のガス供給システムを示す概念図で
ある。
ある。
【図１４】実施例９を示す断面図である。
【図１５】直近の従来技術を示す断面図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）ともに従来のＭＯＣＶＤ用気
化器を示す断面図である。
化器を示す断面図である。
【図１７】ＳＢＴ薄膜の結晶化特性を示すグラフであ
る。
る。
【図１８】結晶化したＳＢＴ薄膜の分極特性を示すグラ
フである。
フである。
【図１９】気化器の詳細図である。
【図２０】気化器の全体図である。
【図２１】気化器を用いるＳＢＴ薄膜ＣＶＤ装置の例を
示す図である。
示す図である。
【図２２】成膜装置例を示す断面図である。
【図２３】図２２においても散られる熱媒体循環の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２４】脱気システムを示す図である。
【図２５】脱気方法例を示す図である。
【図２６】脱気方法例を示す図である。
【図２７】気泡発生の滞在時間・圧力の依存性を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図２８】気泡評価気化器を示す図である。
【図２９】気泡の挙動を示す図である。
【図３０】様々な気化器を示す図である。
１ 分散部本体、
２ ガス通路、
３ キャリアガス、
４ ガス導入口、
５ 原料溶液、
６ 原料供給孔、
７ ガス出口、
８ 分散部、
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ ビス、
１０ ロッド、
１８ 冷却するための手段（冷却水）、
２０ 気化管、
２１ 加熱手段（ヒータ）、
２２ 気化部、
２３ 接続部、
２４ 継手、
２５ 酸素導入手段（一次酸素（酸化性ガス）供給
口、）、 ２９ 原料供給入口、 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ マスフローコントロ
ーラ、 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ バルブ、 ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ リザーブタンク、 ３３ キャリアガスボンベ、 ４２ 排気口、 ４０ バルブ、 ４４ 反応管、 ４６ ガスパック、 ５１ テーパー、 ７０ 溝、 １０１ 細孔、 １０２ 輻射防止部、 ２００ 酸素導入手段（２次酸素（酸化性ガス）、キャ
リア供給口、）、 ３０１ 上流環、 ３０２ 下流環、 ３０３あ、３０３ｂ 熱伝達路、 ３０４ 熱変換板、 ３０４ａ ガス通気孔ガスノズル、 ３０６ 排気口、 ３０８ オリフィス、 ３１２ 基板加熱ヒータ、 ３２０ 熱媒体入口、 ３２１ 熱媒体出口、 ３９０ 入熱媒体、 ３９１ 出熱媒体、 ３１００ シリコン基板
口、）、 ２９ 原料供給入口、 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ マスフローコントロ
ーラ、 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ バルブ、 ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ リザーブタンク、 ３３ キャリアガスボンベ、 ４２ 排気口、 ４０ バルブ、 ４４ 反応管、 ４６ ガスパック、 ５１ テーパー、 ７０ 溝、 １０１ 細孔、 １０２ 輻射防止部、 ２００ 酸素導入手段（２次酸素（酸化性ガス）、キャ
リア供給口、）、 ３０１ 上流環、 ３０２ 下流環、 ３０３あ、３０３ｂ 熱伝達路、 ３０４ 熱変換板、 ３０４ａ ガス通気孔ガスノズル、 ３０６ 排気口、 ３０８ オリフィス、 ３１２ 基板加熱ヒータ、 ３２０ 熱媒体入口、 ３２１ 熱媒体出口、 ３９０ 入熱媒体、 ３９１ 出熱媒体、 ３１００ シリコン基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 都田 昌之
山形県米沢市東２丁目７の139
Ｆターム(参考） 4K030 AA11 AA14 AA18 EA01 EA03
JA05 JA09 JA12 KA25 KA46
5F045 AA04 AA06 AB31 AF10 EE02
Claims (45)
- 【請求項１】 内部に形成されたガス通路と、 該ガス通路にキャリアガスを導入するためのガス導入口
と、 該ガス通路に原料溶液を供給しするための手段と、 原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送るためのガス
出口と、 該ガス通路を冷却するための手段と、を有する分散部
と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、 該気化管を加熱するための加熱手段と、を有し、 前記分散部から送られてきた、霧化された原料溶液を含
むキャリアガスを加熱して気化させるための気化部と；
を有し、 反応部の圧力は、気化管の圧力より低く設定されるよう
にしたことを特徴とする気化器。 - 【請求項２】 反応部の圧力が、９００Ｔｏｒｒ〜７６
０Ｔｏｒｒに制御された常圧ＣＶＤ装置である請求項１
記載の気化器。 - 【請求項３】 反応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ〜０．１
Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ装置である請求項１記
載の気化器。 - 【請求項４】 反応部の圧力が、０．１Ｔｏｒｒ〜０．
００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装置である請求
項１記載の気化器。 - 【請求項５】 内部に形成されたガス通路と、 該ガス通路に加圧されたキャリアガスを導入するための
ガス導入口と、 該ガス通路に原料溶液を供給するための手段と、 原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送るためのガス
出口と、を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、 該気化管を加熱するための加熱手段と、を有し、 前記分散部から送られてきた、原料溶液を含むキャリア
ガスを加熱して気化させるための気化部と； を有し、 前記分散部は、円筒状或いは円錐状中空部を有する分
散部本体と、該円筒状或いは円錐状中空部の内径より小
さな外径を有するロッドとを有し、 該ロッドは、その外周の気化器側に１又は２以上の螺旋
状の溝を有し、かつ、該円筒状或いは円錐状中空部に挿
入され、気化器側に向かい内径がテーパ状に広がる場合
もあり、 反応部の圧力は、気化管の圧力より低く設定される気化
器。 - 【請求項６】 反応部の圧力が、９００Ｔｏｒｒ〜７６
０Ｔｏｒｒに制御された常圧ＣＶＤ装置である請求項５
記載の気化器。 - 【請求項７】 反応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ〜０．１
Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ装置である請求項５記
載の気化器。 - 【請求項８】 反応部の圧力が、０．１Ｔｏｒｒ〜０．
００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装置である請求
項５記載の気化器。 - 【請求項９】 内部に形成されたガス通路と、 該ガス通路にキャリアを導入するためのガス導入口と、 該ガス通路に原料溶液を供給するための手段と、 原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送るためのガス
出口と、 該ガス通路を冷却するための手段と、を有する分散部
と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、 該気化管を加熱するための加熱手段と、を有し、 前記分散部から送られてきた、原料溶液を含むキャリア
ガスを加熱して気化させるための気化部と；を有し、 前記ガス導入口からキャリアガスに酸化性ガスを添加又
は一次酸素供給口より酸化性ガスを導入し得るように
し、 反応部の圧力は、気化管の圧力より低く設定される気化
器。 - 【請求項１０】 反応部の圧力が、９００Ｔｏｒｒ〜７
６０Ｔｏｒｒに制御された常圧ＣＶＤ装置である請求項
９記載の気化器。 - 【請求項１１】 反応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ〜０．
１Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ装置である請求項９
記載の気化器。 - 【請求項１２】 反応部の圧力が、０．１Ｔｏｒｒ〜
０．００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装置である
請求項９記載の気化器。 - 【請求項１３】 内部に形成されたガス通路と、 該ガス通路にキャリアを導入するためのガス導入口と、 該ガス通路に原料溶液を供給するための手段と、 原料溶液を含むキャリアガスを気化部に送るためのガス
出口と、該ガス通路を冷却するための手段と、 を有する分散部と； 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他
端が前記ガス出口に接続された気化管と、 該気化管を加熱するための加熱手段と、を有し、 前記分散部から送られてきた、原料溶液を含むキャリア
ガスを加熱して気化させるための気化部と；を有し、 該ガス出口の外側に細孔を有する輻射防止部を設け、 前記ガス導入口からキャリアガスと酸化性ガスとを導入
し得るようにし、 反応部の圧力は、気化管の圧力より低く設定される気化
器。 - 【請求項１４】 反応部の圧力が、９００Ｔｏｒｒ〜７
６０Ｔｏｒｒに制御された常圧ＣＶＤ装置である請求項
１３記載の気化器。 - 【請求項１５】 反応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ〜０．
１Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ装置である請求項１
３記載の気化器。 - 【請求項１６】 反応部の圧力が、０．１Ｔｏｒｒ〜
０．００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装置である
請求項１３記載の気化器。 - 【請求項１７】原料溶液を供給する複数の溶液通路と、 該複数の溶液通路から供給される複数の原料溶液を混合
する混合部と、 一端が混合部に連通し、気化部側となる出口を有する供
給通路と、 該供給通路内において、該混合部から出た混合原料溶液
に、キャリアガスあるいは、キャリアガスと酸素との混
合ガスを吹き付けるように配置されたガス通路と、 該供給通路を冷却するための冷却手段と、が形成されて
いる分散器と、 一端が成膜その他の各種装置の反応部に接続され、他端
が前記分散器の出口に接続された気化管と、 該気化管を加熱するための加熱手段と；を有し、 前記分散部から送られてきた、原料溶液を含むキャリア
ガスを加熱して気化させるための気化部と；を有し、 該出口の外側に細孔を有する輻射防止部を設け、該分散
噴出部直近に酸化性ガスを導入し得る一次酸素供給口を
設け、 反応部の圧力は、気化管の圧力より低く設定される気化
器。 - 【請求項１８】 反応部の圧力が、９００Ｔｏｒｒ〜７
６０Ｔｏｒｒに制御された常圧ＣＶＤ装置である請求項
１７記載の気化器。 - 【請求項１９】 反応部の圧力が、２０Ｔｏｒｒ〜０．
１Ｔｏｒｒに制御された減圧ＣＶＤ装置である請求項１
７記載の気化器。 - 【請求項２０】 反応部の圧力が、０．１Ｔｏｒｒ〜
０．００１Ｔｏｒｒに制御された低圧ＣＶＤ装置である
請求項１７記載の気化器。 - 【請求項２１】 請求項ないし２０のいずれか１項記載
の気化器を含む成膜装置。 - 【請求項２２】 ガス通路に原料溶液を導入し、該導入
した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させることに
より該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストとし、次
いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる気化方
法において、 前記キャリアガスと、導入した原料溶液が接触する領域
において両者の圧力は、殆んど同じになるよう制御する
事を特徴とする気化方法。 - 【請求項２３】 ガス通路に原料溶液を導入し、該導入
した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させることに
より該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストとし、次
いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる気化方
法において、 前記キャリアガスと、導入した原料溶液が接触する領域
においてキャリアガスの圧力は、導入した原料溶液の圧
力より低くなるよう制御する事を特徴とする気化方法。 - 【請求項２４】 前記キャリアガスと、導入した原料溶
液が接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入
した原料溶液の圧力より最大７６０Ｔｏｒｒ低くなるよ
う制御する事を特徴とする請求項２３記載の気化方法。 - 【請求項２５】 前記キャリアガスと、導入した原料溶
液が接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入
した原料溶液の圧力より最大１００〜１０Ｔｏｒｒ低く
なるよう制御する事を特徴とする請求項４０記載の気化
方法。 - 【請求項２６】 ガス通路に原料溶液を導入し、該導入
した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させることに
より該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストとし、次
いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる気化方
法において、 前記キャリアガスと、導入した原料溶液が接触する領域
においてキャリアガスと原料溶液の圧力は、導入した原
料溶液の蒸気圧より高くなるよう制御する事を特徴とす
る気化方法。 - 【請求項２７】 ガス通路に原料溶液を導入し、該導入
した原料溶液に向けてキャリアガスを噴射させることに
より該原料溶液を剪断・霧化させて原料ミストとし、次
いで、該原料ミストを気化部に供給し気化させる気化方
法において、 前記キャリアガスと、導入した原料溶液が接触する領域
においてキャリアガスと原料溶液の圧力は、導入した原
料溶液の蒸気圧より１．５倍以上高くなるよう制御する
事を特徴とする請求項２６記載の気化方法。 - 【請求項２８】 キャリアガス中に酸素を含有せしめて
おくことを特徴とする２２ないし２７のいずれか１項記
載の気化方法。 - 【請求項２９】 請求項２２ないし２８のいずれか１項
記載の気化方法により気化した後成膜したことを特徴と
する膜。 - 【請求項３０】 請求項２９記載の膜を含む電子デバイ
ス。 - 【請求項３１】 加圧ガスを用いた圧送溶液中に溶解し
た加圧ガスを脱気してから、流量を制御し、気化器を用
いてＣＶＤ装置に接続して、薄膜を形成することを特徴
とするＣＶＤ薄膜形成方法。 - 【請求項３２】 ガス透過速度を制御したフッ素樹脂パ
イプに、前記加圧ガスを用いた圧送溶液を流すことによ
って、加圧ガスのみを脱気することを特徴とする請求項
３１記載のＣＶＤ薄膜堆積形成方法。 - 【請求項３３】 ガス透過速度を制御した、フッ素樹脂
パイプ等に、前記加圧ガスを用いた圧送溶液を流すこと
によって、加圧ガスのみを脱気する際に、フッ素樹脂パ
イプ等の外部環境を制御することによって、加圧ガスの
脱気を促進することを特徴とする請求項３１又は３２記
載のＣＶＤ薄膜堆積形成方法。 - 【請求項３４】 通路に原料溶液を導入し、減圧し・加
熱した気化器に導いて、気化器内部に噴射・または滴下
させることにより、原料溶液を霧化し、気化させる気化
方法において、通路先端部の原料溶液の圧力は、導入し
た原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制御する事を特徴
とする気化方法。 - 【請求項３５】 原料溶液の圧力を通路先端部の原料溶
液の蒸気圧の１.５倍 以上となるよう制御する請求項３
４記載の気化方法。 - 【請求項３６】 減圧し・加熱した気化器に、原料溶液
とキャリアガスを導入して、 気化器内部に噴射させることにより、原料溶液を霧化
し、気化させる気化方法において、通路先端部の原料溶
液の圧力は、導入した原料溶液の蒸気圧より高くなるよ
う制御する事を特徴とする気化方法。 - 【請求項３７】 通路先端部の原料溶液の蒸気圧の１．
５倍以上となるよう制御する請求項３６記載の気化方
法。 - 【請求項３８】 キャリアガス中に酸素を含有せしめて
おくことを特徴とする請求項３５又は３７記載の気化方
法。 - 【請求項３９】 前記キャリアガスと、導入した原料溶
液が接触する領域において両者の圧力は、殆んど同じに
なるよう制御する事を特徴とする請求項３５ないし３８
のいずれか１項記載の気化方法。 - 【請求項４０】 前記キャリアガスと、導入した原料溶
液が接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入
した原料溶液の圧力より低くなるよう制御する事を特徴
とする請求項３５ないし３８のいずれか１項記載の気化
方法。 - 【請求項４１】 前記キャリアガスと、導入した原料溶
液が接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入
した原料溶液の圧力より最大７６０Ｔｏｒｒ低くなるよ
う制御する事を特徴とする請求項４０記載の気化方法。 - 【請求項４２】 前記キャリアガスと、導入した原料溶
液が接触する領域においてキャリアガスの圧力は、導入
した原料溶液の圧力より１００〜１０Ｔｏｒｒ低くなる
よう制御する事を特徴とする請求項４１記載の気化方
法。 - 【請求項４３】 前記キャリアガスと、導入した原料溶
液が接触する領域においてキャリアガスと原料溶液の圧
力は、導入した原料溶液の蒸気圧より高くなるよう制御
する事を特徴とする請求項３５ないし３８のいずれか１
項記載の気化方法。 - 【請求項４４】 前記キャリアガスと、導入した原料溶
液が接触する領域においてキャリアガスと原料溶液の圧
力は、導入した原料溶液の蒸気圧の１．５倍以上となる
よう制御する事を特徴とする請求項４３記載の気化方
法。 - 【請求項４５】 加圧ガスを用いた圧送溶液をマスフロ
ーコントローラを介して気化器に導入し、気化器を用い
てＣＶＤ装置に接続して、薄膜を形成するＣＶＤ薄膜形
成装置において、前記マスフローコントローラの上流に
加圧ガスを脱ガスするための脱気手段を設けたことを特
徴とするＣＶＤ薄膜形成装置。
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