JP2008103441A - 気化器および成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】気化室へ吐出される液状原料の液滴のサイズをコントロールして，液滴のサイズのばらつきを抑えることにより，液滴を確実に気化する。
【解決手段】液状原料が所定の圧力で供給される原料液室４１０と，原料液室内の液状原料を吐出するための複数の原料吐出ノズル４２０と，複数の原料吐出ノズルから吐出された液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室４３０と，原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，液状原料に吐出圧力を加える圧電素子４４０とを設けた。
【選択図】図２
【解決手段】液状原料が所定の圧力で供給される原料液室４１０と，原料液室内の液状原料を吐出するための複数の原料吐出ノズル４２０と，複数の原料吐出ノズルから吐出された液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室４３０と，原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，液状原料に吐出圧力を加える圧電素子４４０とを設けた。
【選択図】図２
Description
本発明は，液状原料を気化して原料ガスを生成する気化器およびその気化器を備えた成膜装置に関する。
一般に，誘電体，金属，半導体などで構成された各種薄膜を成膜する方法として，有機金属化合物などの有機原料ガスを成膜室に供給し，酸素やアンモニアなどの他のガスと反応させて成膜する化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が知られている。このようなＣＶＤ法で用いられる有機原料には，常温で液体あるいは固体であるものが多いため，有機原料を気化するための気化器が必要になる。例えば上記有機原料は，通常，溶媒を用いて希釈したり，溶解させたりすることによって液状原料とされる。この液状原料は，気化器に設けられた噴霧ノズルから加熱された気化室内に例えばキャリアガスの流れに乗って噴霧されることによって気化し，原料ガスとなる。この原料ガスは成膜室に供給され，ここで他のガスと反応することによって基板上に成膜される（例えば特許文献１〜３参照）。
このような従来の気化器において，噴霧ノズルによって噴霧された液状原料のうち，大部分は気化室内で気化する。しかし，その一部は気化しきれずに気化室内を浮遊し続け，その間に溶媒のみが揮発して微細なパーティクルとなることがあった。このパーティクルは，噴霧ノズル，気化室の内面，フィルタ，ガス輸送管の内部などに堆積し，各所の詰まりを招くとともに，原料ガスとともに成膜室まで到達してしまうと異常成膜や膜質不良の原因となる。このような問題点については，従来から種々の対策が講じられてきた（例えば特許文献４〜７参照）。
特許文献４には，気化室を噴霧ノズルの噴霧方向に延長された形状にすることによって，噴霧ノズルから噴出される液滴を気化室内で長い距離飛行させて気化室の内面からの放射熱により液滴を充分に加熱するものが記載されている。また，特許文献５には，気化室の内壁面に複数の凸部を設けることによって，液滴が付着しない領域が確保され，壁面からの供給熱量の極端な低下を抑えて気化性能を安定的に維持するものが記載されている。さらに，特許文献６には，気化器に多孔材によって構成されている気化面を設けることで液滴が気化面に接触する確率を増大させて気化率を向上させることにより，結果としてパーティクルの発生を抑制するものが記載されている。
しかしながら，上述したような従来の気化器では，１つのノズルから吐出される液状原料の液滴をキャリアガスの流れに乗せて気化室内に噴出するようになっているので，キャリアガスと液状原料との混ざり具合などに起因して，気化室内を浮遊する液滴のサイズにばらつきが生じていた。すなわち，従来のように１つのノズルで液状原料を吐出するものでは，液状原料の吐出量のコントロールだけで吐出される液滴のサイズや方向をコントロールするのは難しく，吐出される液滴のサイズ自体にばらつきが生じたり，吐出された液滴同士が結合してサイズが大きくなったりするという問題があった。
このように，液滴の中にサイズの大きなものが含まれると，上記従来の気化器であっても，その大きい液滴は気化室内で気化しきれずに成膜室内のウエハ上にまで到達し，いわゆるミストパーティクルとなってウエハ表面に付着するおそれがあった。
また，気化室内で気化しきれなかったサイズの大きい液滴は，気化室の壁面に付着して，そこに長時間留まることによって熱分解される。このようにして生成された熱分解物が壁面から剥がれて成膜室内まで導かれ，いわゆる残渣パーティクルとなってウエハ表面に飛散するおそれがあった。
この点，上記特許文献７には，圧電振動子により吐出圧力を変化させてノズル先端から燃料用液体の液滴を噴射して液滴のサイズを小さくするものが記載されているが，この場合も１つのノズルで燃料を噴出するようになっているので，実際には液状原料の吐出量のコントロールだけで吐出される液滴のサイズや方向をより細かくコントロールするのは難しい。また，特許文献７に記載のものはそもそも，エンジンに燃料を供給する燃料噴射器である点で，成膜装置などで使用される気化器とは異なるため，要求される液滴のサイズや流量についてもまったく異なり，燃料噴射器の技術をそのまま適用することはできない。
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，液状原料から微小かつ均一なサイズの液滴を形成して，その液滴を確実に気化することによって，パーティクルを含まない良質な原料ガスを生成することのできる気化器および成膜装置を提供することにある。
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，前記原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，前記液状原料に吐出圧力を加える加圧手段と，を備えたことを特徴とする気化器が提供される。
また，液状原料を供給する原料供給系と，前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化器と，前記気化器から供給される前記原料ガスを導入して被処理基板に対して成膜処理を行う成膜室とを有する成膜装置であって，前記気化器は，液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，前記原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，前記液状原料に吐出圧力を加える加圧手段と，を備えることを特徴とする成膜装置が提供される。
この気化器または成膜装置によれば，原料液室に液状原料を吐出するための複数の吐出口を設けることにより，各吐出口から吐出される液滴の吐出方向に直交する方向のサイズを均一化させることができる。さらに，各吐出口の径を小さくするだけで，液滴の吐出方向に直交する方向のサイズがより小さくなるようにコントロールすることができる。これにより，複数の吐出口から微小かつ均一なサイズの液滴を吐出させることができる。
また，原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させることで，各吐出口からの吐出量を一定にすることができるので，各吐出口から吐出される液滴の吐出方向のサイズについても均一化させることができる。さらに，原料液室の内部空間の容積の変化量を小さくしつつ容積変化の周期をより短くすることによって，液滴の吐出方向のサイズがより小さくなるようにコントロールすることができる。これにより，複数の吐出口からより微小かつ均一なサイズの液滴を吐出させることができる。
このような液滴であれば，気化室内で確実に気化させることができるので，パーティクルを含まない良質な原料ガスを生成することができる。また，複数の吐出口から微小かつ均一なサイズの液滴を連続的に吐出させることができるため，十分な流量の原料ガスを生成することができる。
前記各吐出口の直径は，前記気化室内に吐出される前記液状原料の液滴の目標サイズに応じて設定されることが好ましい。これによって，液滴のサイズのうち，吐出方向に直交する方向のサイズを吐出口の直径によって正確にコントロールすることができる。したがって，各吐出口から吐出される液滴のサイズの均一化が図られる。
また，前記各吐出口の直径を２０μｍ以下とすれば，気化不良が起きない微小かつ均一なサイズの液滴を形成することができる。
前記各吐出口は，前記液状原料の吐出方向が相互に平行になるように，かつ，前記液状原料の吐出方向に直交する平面方向に広がりをもって配置されることが好ましい。各吐出口をこのように配置することによって，それぞれから吐出された液滴は，気化室内を飛行している途中に相互に結合することなく気化する。したがって，パーティクルの発生が防止される。
前記各吐出口が配置される領域は，前記気化室の前記平面方向の広さに応じて設定されることが好ましい。これによれば，各吐出口から吐出された液滴は，気化室内全域に広がって飛行することになる。これによって，液滴同士が結合しにくくなり，各液滴は確実に気化することになる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，前記原料液室を区画する壁の一部を構成する可撓性部材と，前記可撓性部材を振動させて，前記原料液室内の前記液状原料に周期的な吐出圧力を加える振動手段と，を備えたことを特徴とする気化器が提供される。
この気化器によれば，振動手段により可撓性部材を振動させて原料液室内の液状原料に周期的な吐出圧力を加えることにより，複数の吐出口から吐出される液体原料の液切れを良好にすることができるので，液滴の吐出方向のサイズがより均一になるようにコントロールできる。さらに，振動周波数と振幅を制御することにより，液滴の吐出方向のサイズをより細かくコントロールすることができる。このように，液滴の径がより微小でより均一になるように制御することができるので，気化室内で確実に気化させることができる。したがって，パーティクルを含まない良質な原料ガスを生成することができる。また，複数の吐出口から微小かつ均一なサイズの液滴を連続的に吐出させることができるため，十分な流量の原料ガスを生成することができる。
前記振動手段は，圧電素子で構成されることが好ましい。また，前記振動手段の振幅は，前記複数の吐出口の数と前記気化室内に吐出される前記液状原料の液滴の目標サイズに応じて設定されることが好ましい。また，前記振動手段の振動周期は，単位時間あたりに前記気化室内に吐出される前記液状原料の液滴の目標数に応じて設定されることが好ましい。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，前記原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，前記液状原料に吐出圧力を加える加圧手段と，前記各吐出口の近傍にキャリアガスを噴出するキャリアガス噴出口と，を備えたことを特徴とする気化器が提供される。
このような本発明によれば，原料液室の内部空間の容積を細かく周期的に変化させて，複数の吐出口から微小かつ均一なサイズの液滴を吐出させることができる。このような液滴であれば，気化室内で確実に気化させることができる。しかも，各吐出口の近傍からキャリアガスを噴き出すことができるので，気化室内に吐出された液滴の飛行を安定させることができ，液滴の方向を確実にコントロールできるため，液滴は相互に結合することなく気化することができる。この結果，パーティクルを含まない良質な原料ガスを生成することができる。また，複数の吐出口から微小かつ均一なサイズの液滴を連続的に吐出させることができるため，十分な流量の原料ガスを生成することができる。
さらに，前記キャリアガス噴出口を前記吐出口の数と同じ数だけ設け，前記キャリアガス噴出口の径を前記吐出口の径よりも大きく構成して，前記各吐出口をそれぞれ前記各キャリアガス噴出口内に配置することが好ましい。この構成によれば，各吐出口の近傍にキャリアガスを噴き出すことができる。
また，前記キャリアガス噴出口を前記吐出口の数よりも多く設け，前記各吐出口の周りにそれぞれ前記キャリアガス噴出口を複数配置することが好ましい。この構成によれば，各吐出口の近傍にキャリアガスを噴き出すことができる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，前記原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，前記液状原料に吐出圧力を加える加圧手段と，前記気化室から原料ガスを導出する導出口と，を備え，前記気化室は，前記各吐出口から吐出された前記液状原料の液滴を前記導出口の方向へ案内する複数の案内孔を有し，前記各案内孔の入口は，前記各吐出口に対向することを特徴とする気化器が提供される。
この気化器によれば，原料液室の内部空間の容積を細かく周期的に変化させて，複数の吐出口から微小かつ均一なサイズの液滴を吐出させることができる。このような液滴であれば，気化室内で確実に気化させることができる。しかも，各吐出口から吐出された液滴は，対向する案内孔に導入されるため，液滴は，相互に結合することなく気化することができる。この結果，パーティクルを含まない良質な原料ガスを生成することができる。また，複数の吐出口から微小かつ均一なサイズの液滴を連続的に吐出させることができるため，十分な流量の原料ガスを生成することができる。
本発明によれば，液状原料から微小かつ均一なサイズの液滴を形成して，その液滴を確実に気化することによって，パーティクルを含まない良質な原料ガスを生成することができる。
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
（第１実施形態にかかる成膜装置）
まず，本発明の第１実施形態にかかる成膜装置について図面を参照しながら説明する。図１は第１実施形態にかかる成膜装置１００の概略構成例を示すブロック図である。この成膜装置１００は，被処理基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」ともいう）Ｗ上にＣＶＤ法により例えばＨｆ（ハフニウム）酸化膜を成膜するものであり，Ｈｆを含む液状原料を供給する液状原料供給源２００と，キャリアガスを供給するキャリアガス供給源３００と，液状原料供給源２００から供給される液状原料を気化して原料ガスを生成する気化器４０１と，気化器４０１が生成した原料ガスを用いてウエハＷにＨｆ酸化膜を形成する成膜室５００と，成膜装置１００の各部を制御する制御部６００を備えている。
まず，本発明の第１実施形態にかかる成膜装置について図面を参照しながら説明する。図１は第１実施形態にかかる成膜装置１００の概略構成例を示すブロック図である。この成膜装置１００は，被処理基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」ともいう）Ｗ上にＣＶＤ法により例えばＨｆ（ハフニウム）酸化膜を成膜するものであり，Ｈｆを含む液状原料を供給する液状原料供給源２００と，キャリアガスを供給するキャリアガス供給源３００と，液状原料供給源２００から供給される液状原料を気化して原料ガスを生成する気化器４０１と，気化器４０１が生成した原料ガスを用いてウエハＷにＨｆ酸化膜を形成する成膜室５００と，成膜装置１００の各部を制御する制御部６００を備えている。
また，液状原料供給源２００と気化器４０１は，液状原料供給管７００で接続されており，キャリアガス供給源３００と気化器４０１は，キャリアガス供給管７１０で接続されており，気化器４０１と成膜室５００は，原料ガス供給管７２０で接続されている。そして，液状原料供給管７００には液状原料流量制御バルブ７０２が備えられ，キャリアガス供給管７１０にはキャリアガス流量制御バルブ７１２を備えられ，原料ガス供給管７２０には原料ガス流量制御バルブ７２２が備えられており，これら液状原料流量制御バルブ７０２，キャリアガス流量制御バルブ７１２，および原料ガス流量制御バルブ７２２は，制御部６００からの制御信号によってそれぞれの開度が調整される。制御部６００は，液状原料供給管７００を流れる液状原料の流量，キャリアガス供給管７１０を流れるキャリアガスの流量，および原料ガス供給管７２０を流れる原料ガスの流量に応じて制御信号を出力することが好ましい。
成膜室５００は，略円筒状をなし，金属製（例えば，アルミニウム製またはステンレス製）の天壁５００Ａと底壁５００Ｂに囲まれた内部空間に，ウエハＷが水平に載置されるサセプタ５０２を備えている。サセプタ５０２は，円筒状の複数の支持部材５０４（ここでは，１本のみ図示）により支持されている。また，サセプタ５０２にはヒータ５０６が埋め込まれており，電源５０８からこのヒータ５０６に供給される電力を制御することによってサセプタ５０２上に載置されたウエハＷの温度を調整することができる。
成膜室５００の底壁５００Ｂには，排気ポート５１０が形成されており，この排気ポート５１０には排気系５１２が接続されている。そして排気系５１２により成膜室５００内を所定の真空度まで減圧することができる。
成膜室５００の天壁５００Ａには，シャワーヘッド５１４が取り付けられている。このシャワーヘッド５１４には原料ガス供給管７２０が接続されており，気化器４０１で気化されて形成された原料ガスが，原料ガス供給管７２０を経由してシャワーヘッド５１４内に導入される。シャワーヘッド５１４は，内部空間５１４Ａと，サセプタ５０２に対する対向面に多数のガス吐出孔５１４Ｂを有している。したがって，原料ガス供給管７２０を介してシャワーヘッド５１４の内部空間５１４Ａに導入された原料ガスは，ガス吐出孔５１４Ｂからサセプタ５０２上のウエハＷに向けて吐出される。
本実施形態にかかる成膜装置１００において，液状原料供給源２００は，液状原料として例えばハフニウム系有機金属化合物を貯留しており，この液状原料を，液状原料供給管７００を通じて気化器４０１に向けて送出する。ハフニウム系有機金属化合物としては，例えば，テトラターシャリーブトキシ・ハフニウム［Ｈｆ（Ｏｔ−Ｂｕ）４］，テトラジエチルアミノ・ハフニウム［Ｈｆ（ＮＥｔ２）４］，テトラキスメトキシメチルプロポキシ・ハフニウム［Ｈｆ（ＭＭＰ）４］，テトラジメチルアミノ・ハフニウム［Ｈｆ（ＮＭｅ２）４］，テトラメチルエチルアミノ・ハフニウム［Ｈｆ（ＮＭｅＥｔ）４］，テトラキストリエチルシロキシ・ハフニウム［Ｈｆ（ＯＳｉＥｔ３）４］等を挙げることができる。
また，液状原料としてハフニウム系以外の有機金属化合物を用いるようにしてもよい。例えば，ペンタエトキシ・タンタル［Ｔａ（Ｏ−Ｅｔ）］，テトラターシャリーブトキシ・ジルコニウム［Ｚｒ（Ｏｔ−Ｂｕ）４］，テトラエトキシ・シリコン［Ｓｉ（ＯＥｔ）４］，テトラジメチルアミノ・シリコン［Ｓｉ（ＮＭｅ２）４］，テトラキスメトキシメチルプロポキシ・ジルコニウム［Ｚｒ（ＭＭＰ）４］，デイスエチルサイクロペンタジエニル・ルテニウム［Ｒｕ（ＥｔＣｐ）２］，ターシャリーアミルイミドトリジメチルアミド・タンタル［Ｔａ（Ｎｔ−Ａｍ）（ＮＭｅ２）３］，トリスジメチルアミノシラン［ＨＳｉ（ＮＭｅ２）３］などを用いることもできる。
上記有機金属化合物は，常温下では液体または固体であるため，これを液状原料として使用する場合には一般的にオクタンなどの有機溶媒により希釈もしくは溶解する。
上記のような成膜装置１００の気化器４０１では，内部に設けた吐出口から液状原料の液滴を次々と吐出し，これを気化して原料ガス供給管７２０に送出するようになっている。なお，気化器４０１の具体的な構成は後述する。このような気化器４０１において，液状原料が完全に気化しなかった場合，多数の液状原料の液滴の一部が原料ガスに混じって原料ガス供給管７２０に送出され，成膜室５００に至るおそれがある。成膜室５００内に混入した液状原料の液滴は，パーティクルとしてウエハＷ上に形成されるハフニウム酸化膜の膜質を低下させる要因となる。
気化器４０１における液状原料の気化不良の原因の一つは，気化器４０１に導入された液状原料の液滴のサイズばらつきにある。特に，サイズの大きい液滴が混在していると，その液滴は気化器４０１内で気化しきれず成膜室５００まで到達してしまう可能性がある。この点，本実施形態にかかる気化器４０１は，以下説明するように，液状原料から微小かつ均一なサイズの液滴を形成して，その液滴を確実に気化することができる構成を有している。
（第１実施形態にかかる気化器）
次に，本発明の第１実施形態にかかる気化器について図面を参照しながら説明する。図２は第１実施形態にかかる気化器４０１の概略構成例を示す縦断面図である。図２に示すように，気化器４０１は，液状原料が供給される原料液室４１０と，この原料液室４１０から吐出される液状原料の液滴を気化する気化室４３０を備える。原料液室４１０の内部空間４１２には，液状原料供給源２００からの液状原料が所定の圧力で液状原料供給管７００を介して供給されるようになっている。
次に，本発明の第１実施形態にかかる気化器について図面を参照しながら説明する。図２は第１実施形態にかかる気化器４０１の概略構成例を示す縦断面図である。図２に示すように，気化器４０１は，液状原料が供給される原料液室４１０と，この原料液室４１０から吐出される液状原料の液滴を気化する気化室４３０を備える。原料液室４１０の内部空間４１２には，液状原料供給源２００からの液状原料が所定の圧力で液状原料供給管７００を介して供給されるようになっている。
原料液室４１０の底部４１６には，原料液室４１０の内部空間４１２の液体原料を気化室４３０内へ向けて吐出する複数（多数）の原料吐出ノズル４２０が取り付けられている。原料液室４１０の底部４１６に複数（多数）の微小孔が形成されており，これら各微小孔は，それぞれに対向する各原料吐出ノズル４２０内の貫通孔と連通して液体原料の吐出口を構成する。
各原料吐出ノズル４２０は，液状原料の吐出方向が相互に平行になるように，例えば原料液室４１０の底部４１６に対して垂直に設けられる。また，各原料吐出ノズル４２０は，液状原料の吐出方向に直交する平面方向に広がりをもって配置される。この各原料吐出ノズル４２０の配置箇所の詳細については後述する。
なお，第１実施形態では原料液室４１０における液状原料の吐出口を原料吐出ノズル４２０で構成した場合について説明するが，必ずしもこれに限定されるものではなく，複数の貫通孔を形成した板状部材を原料液室４１０の底部４１６に取り付けて，これら貫通孔と底部４１６の複数（多数）の微小孔とを連通させて吐出口としてもよい。
各原料吐出ノズル４２０の吐出口の直径は，基本的には気化室４３０内に吐出される液状原料の液滴の目標サイズに応じて決定する。具体的には，次のような観点から各原料吐出ノズル４２０の吐出口の直径を決定することが好ましい。例えば気化室４３０内において，液滴が確実に気化するためには，液滴のサイズは小さい方がよいので，各原料吐出ノズル４２０の吐出口の直径も小さいことが好ましい。ただし，吐出口の直径を小さくし過ぎると液滴のサイズもより小さくなるので，液滴を気化して得られる原料ガスの流量が不足するおそれがあるとともに，内部空間４１２の液状原料に過大な吐出圧力を加えなければ各原料吐出ノズル４２０から液滴が吐出され難くなるおそれもある。このような観点に鑑みて，本実施形態では各原料吐出ノズル４２０の吐出口の直径を例えば２０μｍとしている。
各原料吐出ノズル４２０の構成材料としては，有機溶媒に対する耐性を有するポリイミド樹脂などの合成樹脂またはステンレス鋼やＴｉなどの金属が好ましい。また，各原料吐出ノズル４２０を合成樹脂で構成することによって，吐出される前の液状原料に周囲から熱が伝導しないようにすることができる。また，ポリイミド樹脂を用いることで，液状原料の残渣（析出物）が各原料吐出ノズル４２０に付着し難くなり，ノズルの目詰まりが防止される。
気化室４３０は，複数の原料吐出ノズル４２０が吐出した液状原料を気化して原料ガスを生成するものであって，その形状は吐出方向と直交する断面が円形となる略円筒形である。これによって原料吐出ノズル４２０から吐出された液滴に対して気化室４３０の壁面の位置が等方的になるため，後述する加熱手段４５０からの熱を液滴に効率よく伝達することができ，より安定した原料の気化状態を得ることができる。
気化室４３０の測壁には原料ガス導出口４３２が形成されており，この原料ガス導出口４３２に原料ガス供給管７２０が接続されている。このような構成により，気化室４３０で生成された原料ガスは，原料ガス供給管７２０を経由して成膜室５００に導かれる。
気化室４３０には，円筒状の側壁および底部の周りを覆うように加熱手段４５０が設けられている。この加熱手段４５０によって，気化室４３０内の雰囲気を液体原料の液滴が気化するのに適切な温度に調整することができる。具体的には，気化室４３０内の雰囲気を，液状原料の気化温度より高く，液状原料が固化してしまう分解温度より低い温度に調整することが好ましい。なお，この加熱手段４５０として，例えばカートリッジ型やテープ型などの抵抗加熱式のヒータを用いることができる。
ところで，本実施形態の原料液室４１０には，その内部空間４１２の容積を周期的に変化させて，液状原料に吐出圧力を加える加圧手段が設けられる。この加圧手段としては，例えば図２に示すように原料液室４１０を区画する壁の一部を構成する可撓性部材４１４を振動させる振動手段例えば圧電素子４４０により構成される。
なお，可撓性部材４１４としては，例えばダイヤフラム（Ｄｉａｐｈｒａｇｍ）などが挙げられる。その他，可撓性部材４１４として，ゴム，樹脂，金属など振動性や弾性を有する部材を採用することもできる。
ここで，圧電素子４４０の振動を利用して原料液室４１０の液状原料を吐出口から吐出させる構成についてさらに詳細に説明する。圧電素子４４０は，制御部６００からの制御信号（電圧）に応じて，例えば厚み方向に伸縮振動するものである。この圧電素子４４０は，その振動部が原料液室４１０の可撓性部材４１４に接するように配置されている。これにより，圧電素子４４０の振動は可撓性部材４１４に伝達し，可撓性部材４１４が振動することにより，原料液室４１０の内部空間４１２の容積に変化が生じる。例えば図２に示すように，可撓性部材４１４が振動して原料液室４１０の内部空間４１２側に撓んだときに内部空間４１２の容積が減少し，内部空間４１２の液状原料に可撓性部材４１４の撓み量に応じた吐出圧力が加えられ，液状原料が複数の原料吐出ノズル４２０の吐出口から押し出されて吐出する。
なお，圧電素子４４０としては，例えば２枚の圧電体を重ねたバイモルフ型または多数の圧電体を重ねた積層型を用いることができる。これらの構造を有する圧電素子４４０であれば，厚み方向に比較的大きな変位を得ることができるため，可撓性部材４１４の振幅の調整幅を大きくとることができる。これによって，各原料吐出ノズル４２０から吐出される液滴の大きさの調整範囲が拡大する。
このように，圧電素子４４０などの圧力手段によって原料液室４１０の内部空間４１２の容積を周期的に変化させることで，各吐出口からの吐出量を一定にすることができるので，各吐出口から吐出される液滴の吐出方向のサイズについても均一化させることができる。さらに，原料液室の内部空間の容積の変化量を小さくしつつ容積変化の周期をより短くすることによって，液滴の吐出方向のサイズがより小さくなるようにコントロールすることができる。これにより，複数の吐出口からより微小かつ均一なサイズの液滴を吐出させることができる。
さらに，圧力手段として圧電素子４４０などの振動手段を用いることによって，可撓性部材４１４を振動させて原料液室４１０内の液状原料に周期的な吐出圧力を加えることにより，複数の吐出口から吐出される液体原料の液切れを良好にすることができるので，液滴の吐出方向のサイズがより均一になるようにコントロールできる。また，圧電素子４４０に印加する電圧の振動周波数と振幅を制御することにより，液滴の吐出方向のサイズをより細かくコントロールすることができる。
このように，液滴の径がより微小でより均一になるように制御することができるので，気化室４３０内で確実に気化させることができる。したがって，パーティクルを含まない良質な原料ガスを生成することができる。また，複数の吐出口から微小かつ均一なサイズの液滴を連続的に吐出させることができるため，十分な流量の原料ガスを生成することができる。
また，本実施形態では，各原料吐出ノズル４２０の吐出口から吐出される液滴の方向をコントロールするために，原料液室４１０と気化室４３０の間にキャリアガス室４６０を配置して，キャリアガス室４６０からのキャリアガスを各吐出口の近傍から液滴の吐出方向と同一方向に噴出するような構成にしている。具体的には例えば図２に示すように，キャリアガス室４６０の底部４６２に形成された複数のキャリアガス噴出口４６４内にそれぞれ各原料吐出ノズル４２０を配置する。
キャリアガス室４６０内には，キャリアガス供給源３００からのキャリアガスがキャリアガス供給管７１０を介して供給され，キャリアガス噴出口４６４から噴出されるようになっている。これにより，キャリアガス室４６０内に供給されたキャリアガスは，各キャリアガス噴出口４６４に均等に分配されて気化室４３０内へ噴出される。なお，キャリアガスとして，例えばＮ２，Ｈｅ，Ａｒなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
このような構成により，各原料吐出ノズル４２０の吐出口はそれぞれ各キャリアガス噴出口４６４内に配置されるので，各吐出口の近傍からキャリアガスを噴き出すことができる。これにより，気化室内に吐出された液滴の飛行を安定させることができ，液滴の方向を確実にコントロールできるため，液滴は相互に結合することなく気化することができる。
なお，各原料吐出ノズル４２０を各キャリアガス噴出口４６４内に配置する構成にしたので，各原料吐出ノズル４２０の長手寸法を短くしても，原料液室４１０の液状原料を気化室４３０に向けて確実に吐出することができる。特に本実施形態にかかる気化器４０１は，圧電素子４４０から与えられる吐出圧力を用いて液状原料を各原料吐出ノズル４２０から吐出するようになっているので，各原料吐出ノズル４２０の長手寸法が短い方が各原料吐出ノズル４２０の先端の吐出口まで吐出圧力をより効率よく伝えることができる。
ここで，液状原料の吐出方向に直交する平面方向についての各原料吐出ノズル４２０と各キャリアガス噴出口４６４の具体的な配置例について図面を参照しながら説明する。図３は，図２の気化器４０１のＡ−Ａ断面を矢印方向から見た図である。図３に示すように，キャリアガス噴出口４６４と原料吐出ノズル４２０は同数であり，各キャリアガス噴出口４６４は，その径が各原料吐出ノズル４２０の吐出口の径よりも大きくなるように構成され，各原料吐出ノズル４２０の吐出口は，上述したように各キャリアガス噴出口４６４内に配置されている。また，複数の原料吐出ノズル４２０の吐出口と複数のキャリアガス噴出口４６４は，気化室４３０の平面方向全域にわたり，かつ偏りがないように配置されている。これにより，各原料吐出ノズル４２０から吐出された液状原料の液滴を，気化室４３０の中の全域を各液滴の吐出方向に沿って飛行させることができる。
また，各原料吐出ノズル４２０はキャリアガス噴出口４６４内に配置されるので，各原料吐出ノズル４２０の間隔はその分広くなり，また液状原料の吐出方向が相互に平行になるように配置されているため，液滴同士が結合することなく，各液滴を確実に気化させることができる。
図４は，図２に示す１つの原料吐出ノズル４２０とキャリアガス噴出口４６４との配置関係を示す斜視図である。図４に示すように，原料吐出ノズル４２０は，先端部分がキャリアガス噴出口４６４の中央部に位置するように配置される。これにより，各キャリアガス噴出口４６４は，各原料吐出ノズル４２０の吐出口の周囲からまんべんなくキャリアガスを噴出することができる。また，各キャリアガス噴出口４６４から噴出されるキャリアガスの流れの方向は，例えば各原料吐出ノズル４２０から吐出される液滴の方向に平行になるように調整される。図４では，キャリアガスの流れの方向を白抜き矢印で概略的に示し，液状原料の流れの方向を破線矢印で概略的に示している。
このように，各原料吐出ノズル４２０の吐出口の周囲から吐出方向に向けてキャリアガスの流れを形成することによって，各原料吐出ノズル４２０から吐出された液状原料の各液滴を吐出方向に確実に飛行させることができる。これにより，連続して吐出される液滴の飛行方向を１滴ずつ確実にコントロールでき，各液滴の飛行方向を安定させることができるので，液滴同士の結合の確率を低下させることができ，微小サイズの液滴をそのまま維持することができる。この結果，各液滴をより確実に気化することができる。
（成膜装置の動作）
以上のように構成された本実施形態にかかる成膜装置１００の動作について図１，図２を参照しながら説明する。気化器４０１によって原料ガスを生成するにあたり，まず気化器４０１の原料液室４１０内を液状原料で満たす必要がある。そのために液状原料流量制御バルブ７０２の開度を調整して，所定の流量の液状原料を液状原料供給管７００を介して液状原料供給源２００から原料液室４１０内に供給する。この動作と並行して，キャリアガス流量制御バルブ７１２の開度を調整して，所定の流量のキャリアガスをキャリアガス供給管７１０を介してキャリアガス供給源３００からキャリアガス室４６０内に供給することが好ましい。また，加熱手段４５０も動作を開始させておき，気化室４３０内の温度を所定値に調整しておくことが好ましい。
以上のように構成された本実施形態にかかる成膜装置１００の動作について図１，図２を参照しながら説明する。気化器４０１によって原料ガスを生成するにあたり，まず気化器４０１の原料液室４１０内を液状原料で満たす必要がある。そのために液状原料流量制御バルブ７０２の開度を調整して，所定の流量の液状原料を液状原料供給管７００を介して液状原料供給源２００から原料液室４１０内に供給する。この動作と並行して，キャリアガス流量制御バルブ７１２の開度を調整して，所定の流量のキャリアガスをキャリアガス供給管７１０を介してキャリアガス供給源３００からキャリアガス室４６０内に供給することが好ましい。また，加熱手段４５０も動作を開始させておき，気化室４３０内の温度を所定値に調整しておくことが好ましい。
原料液室４１０内が液状原料で満たされたところで，圧電素子４４０の振動動作を開始させて，原料液室４１０の可撓性部材４１４に振動を与える。可撓性部材４１４が振動すると，原料液室４１０の内部空間４１２の容積に周期的な変化が生じ，内部空間４１２を満たしている液状原料に対して，可撓性部材４１４の撓み量に応じた吐出圧力が周期的に加えられる。これにより，複数の原料吐出ノズル４２０から液状原料の液滴が連続して気化室４３０内に吐出される。
図５は，第１実施形態にかかる気化器４０１において，原料吐出ノズル４２０内の液状原料Ｌから液滴Ｄが分離して原料吐出ノズル４２０の先端から吐出された瞬間の状態を表した概念図である。図５では，キャリアガスの流れの方向を白抜き矢印で概略的に示し，液滴Ｄの飛行方向を黒矢印で概略的に示している。図５に示すように，原料吐出ノズル４２０から吐出された液滴Ｄは，近傍のキャリアガス噴出口４６４から噴出するキャリアガスから推進力を受け原料吐出ノズル４２０の長手方向に沿って気化室４３０内を飛行する。
原料吐出ノズル４２０から吐出された液滴Ｄの水平方向のサイズＷｈは，原料吐出ノズル４２０の内径で規定される。上述のように，本実施形態にかかる原料吐出ノズル４２０の吐出口は極めて細く，例えば直径２０μｍであるため，液滴Ｄの水平方向のサイズＷｈは，２０μｍに近い値となる。一方，液滴Ｄの垂直方向のサイズＷｖは，原料吐出ノズル４２０から押し出される液状原料の量によって決まる。そして，この量は原料液室４１０の可撓性部材４１４の撓み量すなわち圧電素子４４０の振幅（変位量）で調整することができる。したがって，本実施形態では，圧電素子４４０に加える電圧値を制御して圧電素子４４０の振幅を調整し，液滴Ｄの垂直方向のサイズＷｖを例えば２０μｍに定めるようにする。このようにして，水平方向のサイズＷｈと垂直方向のサイズＷｖがともに小さく調整された微小サイズの液滴Ｄを形成することができる。
また，本実施形態にかかる気化器４０１は，液滴Ｄを吐出する原料吐出ノズル４２０を多数備えており，原料吐出ノズル４２０の数と同数の液滴Ｄを一度に気化室４３０内に吐出することができる。したがって，液滴Ｄが微小であっても気化室４３０内で多数の液滴を気化することによって，十分な流量の原料ガスを生成することができる。
なお，原料ガスの流量については，圧電素子４４０の振動周波数を制御することによって調整できる。例えば振動周波数を高めると，単位時間当たりに各原料吐出ノズル４２０から吐出される液滴の数が増加して，これに応じて原料ガスの流量が増加する。なお，圧電素子４４０の振動周波数の調整については，固有振動数を考慮する必要があり，例えば固有振動数の三分の一以下とすることが好ましい。
各原料吐出ノズル４２０から次々と吐出された微小な液滴は，所定温度に調整されている気化室４３０内の雰囲気に接することによって，気化室４３０内を飛行している間に気化して，原料ガスに変化する。このようにして生成された原料ガスは，気化室４３０の壁面に形成されている原料ガス導出口４３２から原料ガス供給管７２０を経由して成膜室５００に導かれる。なお，成膜室５００に導入される原料ガスの流量は，原料ガス供給管７２０に備えられた原料ガス流量制御バルブ７２２の開度を制御することによって調整できる。
成膜室５００に導かれた原料ガスは，シャワーヘッド５１４の内部空間５１４Ａに導入され，ガス吐出孔５１４Ｂからサセプタ５０２上のウエハＷに向けて吐出される。そして，ウエハＷ上に所定の膜，例えば有機金属化合物を含む膜が形成される。
以上のように，第１実施形態にかかる気化器４０１によれば，各原料吐出ノズル４２０から微小な液滴を気化室４３０に吐出することができるため，すべての液滴を確実に気化することができる。したがって，パーティクルを含まない良質な原料ガスを成膜室５００に供給することができる。
また，複数の原料吐出ノズル４２０から微小な液滴を連続的に吐出することができるため，成膜室５００において実施される成膜処理に必要な流量の原料ガスを安定的に生成することができる。しかも，各原料吐出ノズル４２０から吐出される複数の液滴は，気化室４３０で結合して大きな液滴になることはないため，確実に気化することができる。
また，気化室４３０に吐出される液滴は微小であるため，液滴は気化室４３０内を長く飛行することなく気化する。したがって，気化室４３０の長手方向のサイズを抑えることができ，結果的に気化器４０１を小型化することができる。
なお，液状原料供給源２００から原料液室４１０内に供給される液状原料の流量が多すぎると，原料液室４１０内の液状原料に過大な圧力がかかってしまい，圧電素子４４０の振幅によって調整されるべき液滴Ｄの垂直方向のサイズＷｖが大きくなるおそれがある。逆に，液状原料の流量が少なすぎると，原料液室４１０に空間が生じてしまい，各原料吐出ノズル４２０から吐出される液滴Ｄの垂直方向のサイズＷｖにばらつきが生じてしまう可能性がある。したがって，液状原料供給源２００から原料液室４１０内に供給される液状原料の流量は，各原料吐出ノズル４２０から単位時間あたりに吐出される液滴の数と液滴のサイズ，すなわち圧電素子４４０の振幅と振動周波数に応じて調整されることが好ましい。
（第２実施形態にかかる気化器）
次に，本発明の第２実施形態にかかる気化器について図面を参照しながら説明する。図６は第２実施形態にかかる気化器４０２の概略構成例を示す縦断面図である。第１実施形態では気化室４３０の側壁に原料ガス導出口４３２を設ける場合について説明したが，第２実施形態では気化室４３４の底部に原料ガス導出口４３６を設ける場合について説明する。なお，原料液室４１０，原料吐出ノズル４２０，圧電素子（加圧手段，振動手段）４４０，キャリアガス室４６０の構成は，上記第１実施形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
次に，本発明の第２実施形態にかかる気化器について図面を参照しながら説明する。図６は第２実施形態にかかる気化器４０２の概略構成例を示す縦断面図である。第１実施形態では気化室４３０の側壁に原料ガス導出口４３２を設ける場合について説明したが，第２実施形態では気化室４３４の底部に原料ガス導出口４３６を設ける場合について説明する。なお，原料液室４１０，原料吐出ノズル４２０，圧電素子（加圧手段，振動手段）４４０，キャリアガス室４６０の構成は，上記第１実施形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
第２実施形態にかかる気化室４３４は，略円筒形に構成され，その底部は原料ガス導出口４３６に向けて断面の径が小さくなるように構成される。原料ガス導出口４３６には原料ガス供給管７２０が接続されており，気化室４３４で生成された原料ガスは原料ガス供給管７２０を介して成膜室５００に導入されるようになっている。
また，気化室４３４は，各原料吐出ノズル４２０から吐出された液状原料の液滴を原料ガス導出口４３６の方向へ案内する複数の案内孔４３８を有している。各案内孔４３８の入口は，各原料吐出ノズル４２０の吐出口とキャリアガス噴出口４６４に対向している。
ここで，液状原料の吐出方向に直交する平面方向についての各原料吐出ノズル４２０，各キャリアガス噴出口４６４，および各案内孔４３８との位置関係について図面を参照しながら説明する。図７は，図６の気化器４０２のＡ−Ａ断面を示している。図７に示すように，複数の原料吐出ノズル４２０，複数のキャリアガス噴出口４６４，および複数の案内孔４３８は同数であり，それぞれは気化室４３４の平面方向全域にわたり，かつ偏りがないように配置されている。
このように，原料吐出ノズル４２０を配置するキャリアガス噴出口４６４のそれぞれに対向するように案内孔４３８を設けることによって，各原料吐出ノズル４２０から吐出された液状原料の液滴は１滴ずつ，各キャリアガス噴出口４６４から噴出されたキャリアガスと共に，それぞれ対応する案内孔４３８に確実に導入させることができ，他の原料吐出ノズル４２０から吐出された液滴と混ざり合うことなく，案内孔４３８を確実に飛行させることができる。これにより，各原料吐出ノズル４２０から吐出された液状原料の液滴の気化効率をより向上させることができる。
気化室４３４には，円筒状の側壁および底部形状に沿ってその周りを覆うように加熱手段４５４が備えられている。この加熱手段４５４によって，気化室４３４内の特に各案内孔４３８内の雰囲気，ここでは特に各案内孔４３８内の雰囲気を液体原料の液滴が気化するのに適切な温度に調整することができる。具体的には，気化室４３４内の雰囲気を，液状原料の気化温度より高く，液状原料が固化してしまう分解温度より低い温度に調整することが好ましい。なお，この加熱手段４５４として，例えばカートリッジ型やテープ型などの抵抗加熱式のヒータを用いることができる。
このような第２実施形態にかかる気化器４０２によれば，各案内孔４３８内で液滴を一滴ずつ確実に気化させることができる。また，複数の原料吐出ノズル４２０から同時に吐出された複数の液滴はそれぞれ別個の案内孔４３８内に導かれるため，相互に結合することはない。したがって，大きい液滴が気化室４３４内に存在しなくなり，液滴の気化不良の発生を完全に防ぐことができる。これによって，パーティクルを含まない，より良質な原料ガスを成膜室５００に供給することができる。
また，各案内孔４３８には液滴と共にキャリアガスが導入されるため，各案内孔４３８に導入された液滴を，各案内孔４３８の内壁に接触させることなく気化させることができる。したがって，案内孔４３８の内壁に液滴が付着することを防止できるので，液滴の熱分解物に起因するパーティクルの発生も防止できる。
（第３実施形態にかかる気化器）
次に，本発明の第３実施形態にかかる気化器について図面を参照しながら説明する。図８は第３実施形態にかかる気化器４０３の概略構成例を示す縦断面図である。第１実施形態ではキャリアガス噴出口４６４内に原料吐出ノズル４２０の吐出口を配置する場合について説明したが，第３実施形態では原料吐出ノズル４２０の吐出口の周囲近傍に複数のキャリアガス噴出口４７０を配置する場合について説明する。なお，原料液室４１０，原料吐出ノズル４２０，気化室４３０，圧電素子（加圧手段，振動手段）４４０，加熱手段４５０の構成は，第１実施形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
次に，本発明の第３実施形態にかかる気化器について図面を参照しながら説明する。図８は第３実施形態にかかる気化器４０３の概略構成例を示す縦断面図である。第１実施形態ではキャリアガス噴出口４６４内に原料吐出ノズル４２０の吐出口を配置する場合について説明したが，第３実施形態では原料吐出ノズル４２０の吐出口の周囲近傍に複数のキャリアガス噴出口４７０を配置する場合について説明する。なお，原料液室４１０，原料吐出ノズル４２０，気化室４３０，圧電素子（加圧手段，振動手段）４４０，加熱手段４５０の構成は，第１実施形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
第３実施形態にかかるキャリアガス室４６６のキャリアガス噴出口４７０は，例えば図８に示すようにキャリアガス室４６６の底部４６８に形成され，各原料吐出ノズル４２０の吐出口の周りに複数配置される。このような各原料吐出ノズル４２０の吐出口と各キャリアガス噴出口４７０の配置例を図９に示す。図９は，図８の気化器４０３のＡ−Ａ断面を矢印方向から見た図である。
図９に示すように，キャリアガス噴出口４７０の数を原料吐出ノズル４２０の数よりも多くし，各原料吐出ノズル４２０の吐出口の周囲に複数（例えば６個）のキャリアガス噴出口４７０を配置する。これによれば，各原料吐出ノズル４２０から吐出される液滴は，その周囲のキャリアガス噴出口４７０から噴出されるキャリアガスの流れに乗るので，液滴の飛行方向を確実にコントロールすることができる。また，各原料吐出ノズル４２０の吐出口の周囲に複数のキャリアガス噴出口４７０を配置するので，各原料吐出ノズル４２０の間隔を広くとることができる。これにより，液滴同士の結合を防止することができ，各液滴を１滴ずつ確実に気化することができる。
図１０は，図８に示す１つの原料吐出ノズル４２０とその周りの複数のキャリアガス噴出口４７０との配置関係を示す斜視図である。図１０に示すように，各原料吐出ノズル４２０の周囲には，複数（ここでは６個）のキャリアガス噴出口４７０が配置されている。この構成によって，各キャリアガス噴出口４７０は，各原料吐出ノズル４２０の周囲近傍からキャリアガスを噴出することができる。また，各キャリアガス噴出口４７０から噴出されるキャリアガスの流れの方向は，例えば各原料吐出ノズル４２０から吐出される液滴の方向に平行になるように調整される。図１０では，キャリアガスの流れの方向を白抜き矢印で概略的に示し，液状原料の流れの方向を破線矢印で概略的に示している。
図１１は，第３実施形態にかかる気化器４０３において，原料吐出ノズル４２０内の液状原料Ｌから液滴Ｄが分離して原料吐出ノズル４２０の先端から吐出された瞬間の状態を表した概念図である。図１１では，キャリアガスの流れの方向を白抜き矢印で概略的に示し，液滴Ｄの飛行方向を黒矢印で概略的に示している。図１１に示すように，原料吐出ノズル４２０から吐出された液滴Ｄは，近傍のキャリアガス噴出口４７０から噴出するキャリアガスによって原料吐出ノズル４２０の長手方向沿って気化室４３０内を飛行する。
このように，各原料吐出ノズル４２０の吐出口の周囲近傍にキャリアガスの流れを形成することによって，各原料吐出ノズル４２０から吐出された液状原料の液滴を各原料吐出ノズル４２０の長手方向に沿って飛行させることができる。このように，各液滴の飛行方向が安定すれば，液滴同士の結合の確率を低下させることができ，微小サイズの液滴をそのまま維持することができる。この結果，各液滴をより確実に気化することができる。
このような第３実施形態にかかる気化器４０３によっても，上記第１及び第２実施形態の場合と同様に，各原料吐出ノズル４２０から微小な液滴を気化室４３０に吐出することができるため，すべての液滴を確実に気化することができる。したがって，パーティクルを含まない良質な原料ガスを成膜室５００に供給することができる。
また，複数の原料吐出ノズル４２０から微小な液滴を連続的に吐出することができるため，成膜室５００において実施される成膜処理に必要な流量の原料ガスを安定的に生成することができる。しかも，各原料吐出ノズル４２０から吐出される複数の液滴は，気化室４３０で結合して大きな液滴になることはないため，確実に気化することができる。
また，気化室４３０に吐出される液滴は微小であるため，液滴は気化室４３０内を長く飛行することなく気化する。したがって，気化室４３０の長手方向のサイズを抑えることができ，結果的に気化器４０３を小型化することができる。
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば，上記第１〜第３実施形態では，原料ガス種が一種類のみであるとして説明しているが，複数の原料ガス種を用いて成膜を行ってもよい。この場合には，上記原料供給系を複数設け，これらから供給される複数の液状原料を混合して気化器に供給してもよい。また，複数の気化器を設けて，これらの気化器を液状原料毎に専用の気化器としてもよい。
また，上記第１〜第３実施形態では，成膜装置に用いられる気化器について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，その他の装置例えばＭＯＣＶＤ装置，プラズマＣＶＤ装置，ＡＬＤ（原子層成膜）装置などで用いられる気化器に適用してもよい。
本発明は，液状原料を気化して原料ガスを生成する気化器およびこれらの成膜装置に適用可能である。
１００ 成膜装置
２００ 液状原料供給源
３００ キャリアガス供給源
４０１，４０２，４０３ 気化器
４１０ 原料液室
４１２ 内部空間
４１４ 可撓性部材
４１６，４６２，４６８ 底部
４２０ 原料吐出ノズル
４３０，４３４， 気化室
４３２，４３６ 原料ガス導出口
４３８ 案内孔
４４０ 圧電素子
４５０，４５４ 加熱手段
４６０，４６６ キャリアガス室
４６４，４７０ キャリアガス噴出口
５００ 成膜室
５００Ａ 天壁
５００Ｂ 底壁
５０２ サセプタ
５０４ 支持部材
５０６ ヒータ
５０８ 電源
５１０ 排気ポート
５１２ 排気系
５１４ シャワーヘッド
５１４Ａ 内部空間
５１４Ｂ ガス吐出孔
６００ 制御部
７００ 液状原料供給管
７０２ 液状原料流量制御バルブ
７１０ キャリアガス供給管
７１２ キャリアガス流量制御バルブ
７２０ 原料ガス供給管
７２２ 原料ガス流量制御バルブ
Ｄ 液滴
Ｌ 液状原料
Ｗ ウエハ
２００ 液状原料供給源
３００ キャリアガス供給源
４０１，４０２，４０３ 気化器
４１０ 原料液室
４１２ 内部空間
４１４ 可撓性部材
４１６，４６２，４６８ 底部
４２０ 原料吐出ノズル
４３０，４３４， 気化室
４３２，４３６ 原料ガス導出口
４３８ 案内孔
４４０ 圧電素子
４５０，４５４ 加熱手段
４６０，４６６ キャリアガス室
４６４，４７０ キャリアガス噴出口
５００ 成膜室
５００Ａ 天壁
５００Ｂ 底壁
５０２ サセプタ
５０４ 支持部材
５０６ ヒータ
５０８ 電源
５１０ 排気ポート
５１２ 排気系
５１４ シャワーヘッド
５１４Ａ 内部空間
５１４Ｂ ガス吐出孔
６００ 制御部
７００ 液状原料供給管
７０２ 液状原料流量制御バルブ
７１０ キャリアガス供給管
７１２ キャリアガス流量制御バルブ
７２０ 原料ガス供給管
７２２ 原料ガス流量制御バルブ
Ｄ 液滴
Ｌ 液状原料
Ｗ ウエハ
Claims (14)
- 液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，
前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，
前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，
前記原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，前記液状原料に吐出圧力を加える加圧手段と，
を備えたことを特徴とする気化器。 - 前記各吐出口の直径は，前記気化室内に吐出される前記液状原料の液滴の目標サイズに応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の気化器。
- 前記各吐出口の直径は，２０μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の気化器。
- 前記各吐出口は，前記液状原料の吐出方向が相互に平行になるように，かつ，前記液状原料の吐出方向に直交する平面方向に広がりをもって配置されることを特徴とする請求項１に記載の気化器。
- 前記各吐出口が配置される領域は，前記気化室の前記平面方向の広さに応じて設定されることを特徴とする請求項４に記載の気化器。
- 液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，
前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，
前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，
前記原料液室を区画する壁の一部を構成する可撓性部材と，
前記可撓性部材を振動させて，前記原料液室内の前記液状原料に周期的な吐出圧力を加える振動手段と，
を備えたことを特徴とする気化器。 - 前記振動手段は，圧電素子で構成されることを特徴とする請求項６に記載の気化器。
- 前記振動手段の振幅は，前記複数の原料吐出ノズルの数と前記気化室内に吐出される前記液状原料の液滴の目標サイズに応じて設定されることを特徴とする請求項６に記載の気化器。
- 前記振動手段の振動周期は，単位時間あたりに前記気化室内に吐出される前記液状原料の液滴の目標数に応じて設定されることを特徴とする請求項６に記載の気化器。
- 液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，
前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，
前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，
前記原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，前記液状原料に吐出圧力を加える加圧手段と，
前記各吐出口の近傍にキャリアガスを噴出するキャリアガス噴出口と，
を備えたことを特徴とする気化器。 - 前記キャリアガス噴出口を前記吐出口の数と同じ数だけ設け，
前記キャリアガス噴出口の径を前記吐出口の径よりも大きく構成して，前記各吐出口をそれぞれ前記各キャリアガス噴出口内に配置したことを特徴とする請求項１０に記載の気化器。 - 前記キャリアガス噴出口を前記吐出口の数よりも多く設け，前記各吐出口の周りにそれぞれ前記キャリアガス噴出口を複数配置したことを特徴とする請求項１０に記載の気化器。
- 液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，
前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，
前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，
前記原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，前記液状原料に吐出圧力を加える加圧手段と，
前記気化室から原料ガスを導出する導出口と，を備え，
前記気化室は，前記各吐出口から吐出された前記液状原料の液滴を前記導出口の方向へ案内する複数の案内孔を有し，
前記各案内孔の入口は，前記各吐出口に対向することを特徴とする気化器。 - 液状原料を供給する原料供給系と，前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化器と，前記気化器から供給される前記原料ガスを導入して被処理基板に対して成膜処理を行う成膜室とを有する成膜装置であって，
前記気化器は，液状原料が所定の圧力で供給される原料液室と，前記原料液室内の液状原料を吐出するための複数の吐出口と，前記複数の吐出口から吐出された前記液状原料を気化して原料ガスを生成する気化室と，前記原料液室の内部空間の容積を周期的に変化させて，前記液状原料に吐出圧力を加える加圧手段と，を備えることを特徴とする成膜装置。
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