JP2011167680A5

JP2011167680A5 -

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Publication number: JP2011167680A5
Application number: JP2011002670A
Authority: JP
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2015-04-02

Description

狭い規格範囲内にあって、かつ再現性があり互換性のある半導体もしくは繊維を製造するために、製造プロセス中に変動しない蒸気濃度を使用することが望ましい。よって、再現性があってかつ一定の生成物を得るために、蒸気を含むキャリア流体の温度、キャリア流体滞留時間（例えば、バブラー中の液体レベル）およびキャリア流体の蒸気圧を制御することが望ましい。

キャリア流体中の化学物質蒸気濃度に影響を及ぼしうるさらに他の可変事項はキャリア流体の圧力である。商業的に入手可能な装置は機械式圧力制御装置を使用しており、これは圧力を感じそして制御するバネおよび隔壁に頼っている。しかし、このような市販の機械式装置に関しては、システムの変化に対する応答において本質的な遅れが存在する。このことは、圧力変動をもたらし、ひいては、このことは、化学物質蒸気濃度の変動を生じさせうる。

図１（Ａ）は蒸発器１００の上面図を描き、一方、図１（Ｂ）は蒸発器１００の側面図を描く。図２は、図１（Ａ）の断面Ａ−Ａ’でとった蒸発器１００の断面図を描く。ここでの図１（Ａ）、１（Ｂ）および２への言及に関して、蒸発器１００は外部ケーシング１０２を含み、外部ケーシング１０２は第１の端部１０４および第２の端部１０６を含む。蒸発器１００の外部ケーシング１０２は前駆体を収容する内部ケーシング１１０を取り囲む。内部ケーシング１１０は、蒸発器１００にキャリアガスを送り出すための第１の導管２１０、および蒸発器１００からキャリアガスを取り出すための第２の導管２１４を取り囲む。ある実施形態においては、第１の導管は逆Ｕ字型導管２１０であり、一方第２の導管は逆Ｊ字型導管２１４である。内部ケーシング１１０は第１の前駆体導管３０６にも接しており、第１の前駆体導管３０６は熱交換器３００と流体連絡している。第１の前駆体導管３０６は第２の前駆体導管３０２と接している。典型的な例においては、第２の前駆体導管３０２は第１の前駆体導管３０６よりも狭い断面を有する。第２の前駆体導管３０２は蒸発器１００のできるだけ近くで熱交換器３００に包まれる。

ある実施形態においては（図示されない）、外部ケーシング１０２は第１の穴１１２、第２の穴１１４、および第３の穴１１６を有する。第１の穴１１２および第２の穴１１４内に配置されるのは、それぞれ、逆Ｕ字型導管２１０および逆Ｊ字型導管２１４である。第３の穴１１６内に配置されるのは熱交換器３００と流体連絡している導管３０６である。典型的な実施形態においては（図２に示される）、プレート２００は第１の穴１１２、第２の穴１１４および第３の穴１１６を有する。逆Ｕ字型導管２１０は第１の穴１１２を貫通し、逆Ｊ字型導管２１４は第２の穴１１４を貫通する。プレート２００は第３の穴１１６の位置で第１の前駆体導管３０６と接触する。第１の前駆体導管３０６は熱交換器３００と流体連絡している。

第１のポート２０４は逆Ｕ字型導管２１０と流体連絡している。逆Ｕ字型導管２１０の他方の端はスパージャー２１２と流体連絡している。スパージャー２１２は多孔性もしくは穴が開けられた表面を有し、第１のポート２０４に導入されるキャリア流体が内部ケーシング１１０内に収容される前駆体を通って分散させられるのを可能にする。ある実施形態においては、スパージャー２１２は内部ケーシング１１０の直径にほぼ等しい直径を有する。言い換えれば、スパージャー２１２の外周は内部ケーシング１１０の内周にほぼ等しい。この実施形態においては、スパージャーは逆Ｕ字型導管および逆Ｊ字型導管を収容するための穴を有することができる。別の実施形態においては、スパージャーは、スパージャー２１２の外周と内部ケーシング１１０の内周との間に、逆Ｕ字型導管および逆Ｊ字型導管が配置されるのを可能にするのに充分小さい直径を有することができる。

第２のポート２０６は逆Ｊ字型導管２１４と流体連絡している。逆Ｊ字型導管の他方の端はスプラッシュシールド（ｓｐｌａｓｈ−ｓｈｉｅｌｄ）２１６によって保護される。このスプラッシュシールド２１６は逆Ｊ字型導管２１４の端の前約３〜約１０ミリメートル、特に約５ミリメートルに配置される板である。前駆体を同伴するキャリア流体はスプラッシュシールド２１６の周りに進み、第２のポート２０６に移動し、これは同時に前駆体の液滴が同じ挙動をするのを妨げる。図２に認められうるように、スプラッシュシールド２１６は逆Ｕ字型導管２１０の方を向いている。ある実施形態においては（図示されていない）、前駆体の液滴が第２のポート２０６に移動するのをさらに妨げるために、スプラッシュシールドは逆Ｕ字型導管２１０とは別の方を向いていてもよい。

典型的な実施形態においては、逆Ｕ字型導管２１０、逆Ｊ字型導管２１４、スプラッシュシールド２１６、内部ケーシング１１０、スパージャー２１２は金属、セラミック、プラスチックまたはこれらの組み合わせから製造されうる。

ある実施形態においては、蒸発器１００を製造する一方法において、第１の穴１１２、第２の穴１１４および第３の穴１１６を有するプレート２００には、逆Ｕ字型導管２１０、逆Ｊ字型導管２１４、および第１の前駆体導管３０６が取り付けられ、この第１の前駆体導管には熱交換器３００およびレベル検出装置３０８が取り付けられる。逆Ｊ字型導管２１４はその上に配置されたスプラッシュシールドを有する。内部ケーシング１１０はプレート２００上にネジで取り付けられる。ある実施形態においては、内部ケーシング１００はプレート２００上に溶接される。内部ケーシングとプレート２００との間にシールが配置される。内部ケーシング１１０は、熱交換器３００およびレベル検出装置３０８に取り付けられる第１の前駆体導管３０６、逆Ｕ字型導管２１０、並びに逆Ｊ字型導管２１４を覆う。プレート２００の相対する第２のフランジ２０２が、次いで、第１のフランジ１０８と位置あわせさせられ、この２つのフランジがボルトで一緒にされてガスケット２０８を封入する。

上述のように、蒸発器１００の近傍に配置された熱交換器３００を有することによって、その結果、内部ケーシング１１０内に存在する前駆体の温度または蒸気圧の変動が非常に小さくなる。これは、処理チャンバーへの実質的に一定の供給流体をもたらし、その流体は、キャリア流体の前駆体に対する実質的に一定の比率を有する。ある実施形態においては、熱交換器３００は蒸発器１００に非常に近く配置されるので、第２の導管によって蒸発器から取り出された後で、キャリア流体対前駆体の重量比は実質的に一定である。このことは、周囲温度が±１５℃以内（境界値を含む）の量で、特に±２５℃以内（境界値を含む）の量で、さらに特に±３５℃以内（境界値を含む）の量で変動する場合でさえ起こる。さらなる実施形態においては、熱交換器３００は蒸発器１００と一体化される。

ある実施形態においては、熱交換器３００は蒸発器１００の非常に近くに配置されるので、キャリア流体の前駆体に対する重量比は約０．１％以上、特に約０．２％以上、さらに特に約０．５％以上の量で変化しない。このことは、周囲温度が±１５℃以内（境界値を含む）の量で、特に±２５℃以内（境界値を含む）の量で、さらに特に±３５℃以内（境界値を含む）の量で変動する場合でさえ起こる。

Claims

蒸発器および熱交換器を含む装置であって、
熱交換器は蒸発器と流体連絡しており；
蒸発器は外部ケーシングおよび内部ケーシングを含み；内部ケーシングは外部ケーシング内に配置されており；内部ケーシングはプレートと接触しており；内部ケーシングは第１の導管および第２の導管を取り囲んでおり；
第１の導管は蒸発器にキャリア流体を導入するように機能し；
第２の導管は前駆体を同伴したキャリア流体を取り出すように機能し；
外部ケーシングは取り外し可能にプレートに取り付けられており；プレートは第１の前駆体導管と接触しており；第１の前駆体導管は熱交換器から蒸発器へ前駆体を導入するように機能し；熱交換器は、熱交換器および蒸発器の周りの周囲温度が±３５℃以内の量で変動する場合に、第１の熱交換器の中央から蒸発器まで伸びる流体径路における前駆体の温度の変動を±０．５℃以内に維持する距離で蒸発器の近傍に配置されている；
蒸発器および熱交換器を含む装置。
第１の導管が逆Ｕ字型導管であり、逆Ｕ字型導管が、キャリア流体を蒸発器に導入するための第１のポートと流体連絡している一方の端、およびスパージャーと流体連絡している反対側の端を有する、請求項１に記載の装置。
第２の導管が逆Ｊ字型導管であり、逆Ｊ字型導管が、前駆体を同伴したキャリア流体を蒸発器から取り出すための第２のポートと流体連絡している一方の端、およびスプラッシュシールドと流体連絡している反対側の端を有する、請求項１に記載の装置。
熱交換器と蒸発器との近さが、熱交換器および蒸発器の周りの周囲温度が±３５℃以内の量で変動する場合に、キャリア流体の前駆体に対する重量比が約０．５％以上の量で変化しないように維持する、請求項１に記載の装置。
熱交換器と蒸発器との近さが、熱交換器から蒸発器への流体経路における前駆体の温度の変動を±０．１℃以内に維持する、請求項１に記載の装置。
逆Ｕ字型導管がプレートの穴を通って蒸発器内に配置される、請求項２に記載の装置。
逆Ｊ字型導管がプレートの穴を通って蒸発器内に配置される、請求項３に記載の装置。
熱交換器において前駆体を加熱または冷却する工程；
前駆体を熱交換器から蒸発器に送り出す工程；
キャリア流体を第１の導管を介して蒸発器に導入する工程；
キャリア流体で前駆体をスパージする工程；並びに、
前駆体を同伴したキャリア流体を第２の導管を介して蒸発器から取り出す工程；を含み、
蒸発器は外部ケーシングおよび内部ケーシングを含み；内部ケーシングは外部ケーシング内に配置されており；内部ケーシングはプレートと接触しており；内部ケーシングは第１の導管および第２の導管を取り囲んでおり；
熱交換器と蒸発器との近さが、熱交換器および蒸発器の周りの周囲温度が±３５℃以内の量で変動する場合に、第１の熱交換器の中央から蒸発器まで伸びる流体径路における前駆体の温度の変動を±０．５℃以内に維持する；
方法。
外部ケーシングと内部ケーシングとの間の空間において流体を循環させることをさらに含む、請求項８に記載の方法。
逆Ｕ字型導管をプレートの第１の穴の中に、逆Ｊ字型導管をプレートの第２の穴の中に、および第１の前駆体導管をプレートの第３の穴の中に配置する工程、ここで、前記プレートは熱交換器に固定されている；並びに、
熱交換器がプレートに接触している面と反対側のプレートの面上に内部ケーシングおよび外部ケーシングを配置する工程、ここで、内部ケーシングは外部ケーシング内に収容されており、内部ケーシングは逆Ｕ字型導管、逆Ｊ字型導管および第１の前駆体導管を取り囲んでいる；
を含む、請求項１に記載の装置を製造する方法。