JP4191071B2 - Liquid material vaporizer - Google Patents
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Description
本発明は、半導体製造や超伝導材料製造において、液体材料を用いたMOCVD法による成膜プロセスに使用される液体材料気化装置に関する。 The present invention relates to a liquid material vaporization apparatus used in a film formation process by a MOCVD method using a liquid material in manufacturing a semiconductor or a superconducting material.
半導体デバイス製造工程における薄膜形成方法の一つとしてMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法があるが、スパッタ法等に比べて膜質,成膜速度,ステップカバレッジなどが優れていることから近年盛んに利用されている。MOCVD装置に用いられているCVDガス供給法としては、制御性および安定性の面でより優れたものとして、液体有機金属若しくは有機金属を有機溶剤に溶かした液体材料をCVDリアクタ直前で気化して供給する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method is one of the thin film forming methods in the semiconductor device manufacturing process, but it has been actively used in recent years due to its superior film quality, deposition rate, step coverage, etc. compared to sputtering methods. Has been. As a CVD gas supply method used in the MOCVD apparatus, a liquid material in which a liquid organic metal or an organic metal is dissolved in an organic solvent is vaporized immediately before the CVD reactor as a more excellent controllability and stability. A supply method is known (see, for example, Patent Document 1).
上述した気化方法を用いた液体材料気化装置では、キャリアガスの流れている配管内に液体材料を供給してキャリアガスと液体材料との気液2層流を形成し、その気液2層流状態の液体材料を気化器内に噴霧して気化を行っている。 In the liquid material vaporization apparatus using the above-described vaporization method, a liquid material is supplied into a pipe through which a carrier gas flows to form a gas-liquid two-layer flow of the carrier gas and the liquid material, and the gas-liquid two-layer flow Vaporization is performed by spraying the liquid material in a state in the vaporizer.
気液2層流を形成するにあたっては、キャリアガス流量、液体材料の流量、粘性、圧力などが複雑に絡み合っている。通常は、気液2層流となる条件を実験的に求め、その条件で装置を構成している。しかしながら、上述した従来の構成では、気液2層流を経時的に安定して形成するのが難しく、最適な条件から外れると気体部分と液体部分とが交互に流れるような状態になってしまう場合がある。そのような場合にはパルス状の霧化となって気化圧力に脈動が生じ、成膜プロセスに悪影響を与えてしまうことになる。 In forming the gas-liquid two-layer flow, the carrier gas flow rate, the flow rate of the liquid material, the viscosity, the pressure, and the like are intertwined in a complicated manner. Usually, the conditions for a gas-liquid two-layer flow are obtained experimentally, and the apparatus is configured under those conditions. However, in the above-described conventional configuration, it is difficult to stably form a gas-liquid two-layer flow with time, and if the gas is not optimal, the gas and liquid portions are alternately flowed. There is a case. In such a case, pulsation is generated in the form of pulses and pulsation occurs in the vaporization pressure, which adversely affects the film forming process.
請求項1の発明による液体材料気化装置は、液体材料をキャリアガスの流れる流路の壁面に沿うように流入させて、液体材料とキャリアガスとの気液2層流状態を生成する気液混合部と、気液混合部で生成された気液2層流状態の液体材料を噴霧して、噴霧された液体材料を気化する気化部とを備え、気液混合部は、キャリアガスが流れる内側管路および内側管路の周囲に形成されて液体材料がキャリアガスと同一方向に流れる外側管路を有する2重管構造体を備え、壁面を2重管構造体の流出口から流出下流方向に沿って設けたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の液体材料気化装置において、液体材料を2重管構造体の流出口へと導く螺旋構造体を、外側管路に形成したものである。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の液体材料気化装置において、壁面は断面積が連続的に減少するテーパ状にすぼまった管路を形成し、その管路の管路出口の断面形状が気液2層流状態の液体材料を気化部へと導く管路の断面形状と同一形状であること特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1に記載の液体材料気化装置において、外側管路に対してキャリアガスの流れ方向に斜めに接続されて、外側管路に液体材料を供給する液体材料供給管路を備える。
The liquid material vaporization apparatus according to the first aspect of the present invention is a gas-liquid mixing in which a liquid material is caused to flow along a wall surface of a flow path through which a carrier gas flows to generate a gas-liquid two-layer flow state of the liquid material and the carrier gas. And a vaporization unit that sprays the liquid material in a gas-liquid two-layer flow state generated in the gas-liquid mixing unit and vaporizes the sprayed liquid material , and the gas-liquid mixing unit has an inner side through which the carrier gas flows A double pipe structure having an outer pipe formed around the pipe and the inner pipe and having a liquid material flowing in the same direction as the carrier gas is provided, and the wall surface extends downstream from the outlet of the double pipe structure. It is provided along .
The invention of
According to a third aspect of the present invention, in the liquid material vaporizer according to the first or second aspect , the wall surface forms a tapered pipe having a cross-sectional area that continuously decreases, and the pipe of the pipe The cross-sectional shape of the outlet is the same as the cross-sectional shape of the pipe that guides the liquid material in a gas-liquid two-layer flow state to the vaporization section.
A fourth aspect of the present invention, the liquid material vaporizer according to claim 1, connected obliquely to the flow direction of the carrier gas with respect to the outer pipe, the liquid material supply pipe for supplying a liquid material to the outer pipe Provide a road.
本発明によれば、気化部に供給される液体材料の気液2層流状態が安定するので、経時変化や変動の少ない安定した霧化が可能となり、液体材料の安定した気化を行うことができる。 According to the present invention, since the gas-liquid two-layer flow state of the liquid material supplied to the vaporization unit is stable, stable atomization with little change with time and fluctuation is possible, and the liquid material can be stably vaporized. it can.
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は液体材料気化装置の概略構成を示すブロック図である。1は気化器2に液体有機金属や有機金属溶液等(以下では、これらを液体材料と呼ぶ)を供給する液体材料供給装置であり、供給された液体材料は気化器2で気化されてCDV装置に設けられたCVDリアクタに供給される。例えば、液体有機金属としてはCuやTaなどの有機金属があり、有機金属溶液としてはBa,Sr,Ti,Pb,Zrなどの有機金属を有機溶剤に溶かしたもがある。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a liquid material vaporizer. Reference numeral 1 denotes a liquid material supply device for supplying a liquid organic metal, an organic metal solution or the like (hereinafter referred to as a liquid material) to the
液体材料供給装置1に設けられた材料容器3A,3B,3Cには、MOCVDに用いられる液体材料4A,4B,4Cが充填されている。例えば、BST膜(BaSrTi酸化膜)を成膜する場合には、原料であるBa、Sr、Tiを有機溶剤THF(tetrahydrofuran)で溶解したものが液体材料4A,4B,4Cとして用いられる。また、溶剤容器3DにはTHFが溶剤4Dとして充填されている。なお、容器3A〜3Dは原料の数に応じて設けられ、必ずしも4個とは限らない。
The
各容器3A〜3Dには、チャージガスライン5と移送ライン6A〜6Dとが接続されている。各容器3A〜3D内にチャージガスライン5を介してチャージガスが供給されると、各容器3A〜3Dに充填されている液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dの液面にガス圧が加わり、液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dが各移送ライン6A〜6Dへとそれぞれ押し出される。
A charge gas line 5 and
各移送ライン6A〜6Dには、マスフローメータ8A〜8Dおよび遮断機能付き流量制御バルブ9A〜9Dが設けられている。マスフローメータ8A〜8Dで液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dの流量を各々監視しつつ流量制御バルブ9A〜9Dを制御して、液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dの流量が適切となるようにしている。なお、流量制御バルブ9A〜9Dに代えてプランジャポンプ等のポンプを用いても良い。
The
移送ライン6A〜6Dに押し出された各液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dは、マスフローメータ8A〜8Dおよび流量制御バルブ9A〜9Dを通ってそれぞれ気液混合部90に設けられた移送ライン6Eへと移送され、移送ライン6E内で混合状態となる。移送ライン6Eにはキャリアガスライン7からキャリアガスが供給されるようになっており、キャリアガス、液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dは気液2層流状態となって気化器2へと供給される。気液2層流状態では、配管内の管壁に沿って液体材料が流れ、配管中央部分はほぼキャリアガスの流れによって占められている。気液混合部90とキャリアガスライン7および気化器2との間には、それぞれ開閉バルブV9,V6が設けられている。
The
気化器2には、気液混合部90をバイパスするキャリアガスライン7Aを介してキャリアガスが供給されており、気化された材料はキャリアガスによってCVDリアクタ(不図示)へと送られる。なお、チャージガスおよびキャリアガスには窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが用いられる。また、移送ライン6A〜6Eにおける液体材料4A〜4Cや溶剤4Dの滞留量はできるだけ低減するのが好ましく、例えば、移送ライン6A〜6Cには1/8インチの配管が用いられる。
The
図2は気化器2の概略構成を示す断面図である。気化器2は液体材料4A〜4Cを噴霧して霧状とするノズル部20と、ノズル部20から噴霧された液体材料をさらに気化する気化チャンバ21とを備えている。ノズル部20には二重管200が設けられており、移送ライン6Eから導入された気液2層流状態の液体材料4A〜4Cおよびキャリアガスライン7から導入されたキャリアガスは、この二重管200に導かれる。なお、このキャリアガスは液体材料4A〜4Cを霧化するために用いられるものであり、以下では霧化用ガスと呼ぶことにする。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
気化チャンバ21には加熱用のヒータh1〜h6が設けられており、気化チャンバ21は液体材料4A〜4Cの気化温度より高い温度に保持されている。ノズル部20から二点鎖線23で示すように鉛直下向きに噴霧された液体材料4A〜4Cは、気化チャンバ21内で気化された後に、排出口24を介して不図示のCVDリアクタへと送られる。22は移送ライン6Eを気化器のノズル部20に接続するための継手である。
The
図3は図2のA部拡大図であり、上述した二重管200は内側配管200aと外側配管200bとから成る。内側配管200aには液体材料4A〜4Cとキャリアガスとの気液2層流が流れ、内側配管200aと外側配管200bとの間の環状空間には霧化用ガス(キャリアガス)が流れる。二重配管200の外側配管200bは溶接等により水冷ブロック201に固設され、二重配管200の周囲には外側配管200bに接して冷却ロッド202が設けられており、図2に示すように冷却ロッド202は二重配管200の下端部分まで延在している。
FIG. 3 is an enlarged view of part A in FIG. 2, and the
冷却ロッド202の外周上部には雄ねじ部203が形成されており、水冷ブロック201の凹部204に形成された雌ねじ部205に前記雄ねじ部203をねじ込むようにして、冷却ロッド202を水冷ブロック201に固定する。図2に示すように、水冷ブロック201には冷却水路206が形成されており、冷却水パイプ207を介して外部から供給された冷却水がこの冷却水路206を循環することにより水冷ブロック201が冷却される。冷却ロッド202は水冷ブロック201により冷却され、さらに、冷却ロッド202は二重配管200を冷却する。
A
図2の水冷ブロック201の図示下側には冷却ブロック202の周囲を覆うケーシング208が設けられており、ケーシング下部には固定用フランジ208aが形成されている。このフランジ208aを気化チャンバ21に固定することにより、ノズル部20が気化チャンバ21に取り付けられる。なお、本実施の形態では、水冷ブロック201と冷却ロッド202とを別個に形成してネジ締結する構造としたが、これらを一体に形成しても良い。また、冷却ロッド202には銅のように熱伝導性に優れた材料が用いられる。
A
図4は図2のB部拡大図である。ケーシング208の先端部分208bは薄く形成されており、外側配管200bの先端部と溶接等により接合されている。そのため、ケーシング208の内部空間209と気化チャンバ空間210とは隔離されており、冷却ロッド202は気化ガスによる腐食から防止されている。内部空間209は図2に示すようにパイプ214を介して真空排気できる構造となっており、内部空間209を真空状態とすることにより、対流によるケーシング208から冷却ロッド202への熱浸入を防止している。
FIG. 4 is an enlarged view of a portion B in FIG. The
内側配管200aは外側配管200bよりも図示下方に突出し、さらに、オリフィス部材212の中心部に形成された孔を貫通して突出している。内側配管200aと外側配管200bとの間を図示下方に流れてきた霧化用ガスは、オリフィス部材212と外側配管200bとの間に形成された隙間、例えば、1mm以下の微小隙間を通って気化チャンバ空間210へと噴出される。この霧化用ガスによって、液体材料4A〜4Cは内側配管200aから排出される際に霧化され、霧状の液体材料4A〜4Cが気化チャンバ空間210に噴霧される。
The
オリフィス部材212は、ノズルリング211によってシール材213を挟持するようにケーシング先端部208bに固定される。ケーシング208の先端に袋ナット形式で取り付けられるノズルリング211には、円錐面状の気化面211aが形成されている。ノズルリング211はノズル部20から噴霧された液体材料4A〜4Cがノズル部20先端部分に再凝縮するのを防止するものであり、気化チャンバ21に固定されるフランジ208a(図2参照)を介して流入する熱により高温に保たれている。その結果、霧化された液体材料4A〜4Cが気化面211aに付着しても、未気化残渣が生じることはない。
The
上述したケーシング208,ノズルリング211,配管200a,200b等は、腐食等を考慮してSUS等で形成される。一方、オリフィス部材212,シール材213は、ノズルリング211から冷却ロッド202への熱浸入が低減されるように、断熱性の良い樹脂等が用いられる。特に、オリフィス部材212やシール材213は液体材料4A〜4Cに対する耐食性も要求されるので、断熱性、耐熱性,耐薬品性に優れたPTFE(polytetrafluoroethylene)で形成するのが望ましい。また、高温環境やノズルリング211の締め付けによるオリフィス部材212の変形を防止するため、より硬度の高いPEEK(polyether ether ketone)で形成するようにしても良い。
The above-described
なお、本実施の形態の気化器では、内側配管200aの先端がオリフィス部材212の下方に僅かに突出した状態(h>0)で使用するのが好ましい。また、オリフィス部材212の孔径eは外側配管200bの内径よりも小さく設定され、内側配管200aとオリフィス部材212との間の環状領域から吹き出される霧化ガスの流速VaがVa=数十〜300m/sとなるようにする。
In the carburetor of the present embodiment, it is preferable to use the
《気液混合部90の説明》
図5は気液混合部90の外観を示す図であり、ポート91〜96が設けられている。ポート91〜94には、流量制御バルブ9A〜9Dがそれぞれ接続されており、ポート95,96には開閉バルブV9,V6が接続されている。
<< Description of Gas-
FIG. 5 is a diagram showing the appearance of the gas-
図6は気液混合部90の断面図である。気液混合部90のボディ内には空洞900が形成されており、この空洞900が図1に示した移送ライン6Eに対応している。空洞900の下流側(図示右側)は円錐状にすぼまっており、空洞900の下流側出口にはポート96が設けられている。また、空洞900に直交するように、4つの管路901〜904が形成されている。これらの管路901〜904には、図6に示すようにポート91〜94が接続されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the gas-
空洞900内には、貫通孔905aが形成されたパイプ状のインサート905が挿入されている。インサート905の左側端部にはナット906が固設されており、このナット906を気液混合部90の雌ねじ部907に固定することにより、インサート905が空洞900内に装着される。910はシール部材である。ナット906には貫通孔908が形成されており、貫通孔908の入り口(図示左側開口)にはポート95が固設され、貫通孔908の出口側にインサート905が固設される。その結果、貫通孔908を介してポート95とインサート905の内側に形成された貫通孔905aとが連通する。
A pipe-
また、インサート905の外周には、図7(a)の外観図に示すように螺旋状の凸部905bが形成されており、その凸部905b間には螺旋溝905cが形成される。図6に示すように、空洞900に挿入されたインサート905の凸部905bの外周は空洞壁と接し、螺旋状の管路909が空洞壁とインサート905との間に形成される。各管路901〜904はこの螺旋状管路909に連通するように形成されている。
Further, on the outer periphery of the
図6の矢印で示すように、各管路901〜904から螺旋状管路909に流入した液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dは、それぞれ螺旋状管路909内を図示右方向に移送される。そして、インサート905の先端部まで移送された液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dは、インサート905と空洞壁との隙間から空洞壁に沿って空洞900の混合領域900aに流出される。
As shown by the arrows in FIG. 6, the
一方、キャリアガスは、インサート905の貫通孔905aから混合領域900aへと軸に沿って流出される。混合領域900aの壁面は下流に向かってすぼまるようなテーパー形状になっており、ポート96の内壁と滑らかに接続されている。その結果、混合領域900aでは液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dが空洞900の壁面に沿って流れ、かつ、キャリアガスが空洞900の中心部を流れる気液2層流が効率良く形成される。また、、上述したように混合領域900aの内径が徐々に小さくなってポート96の内壁と連続的に接続されることにより、形成された気液2層流が乱されるのを防止することができる。
On the other hand, the carrier gas flows out along the axis from the through
このように、本実施の形態では、気液混合部90を上述したような空洞900とインサート905との2重管構造とし、液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dおよびキャリアガスを軸方向に沿って平行に流出させることにより安定した気液2層流から成る連続流を形成することができる。また、凸部905bが空洞900の壁面に接することにより、隙間寸法を均一に保つことができ、気液2層流の安定性がさらに増す。その結果、気化器2における霧化が安定する。なお、インサート905から流出するキャリアガスの流速は、気液2層流が形成されるように約5〜10(m/s)程度とされ、上述した霧化ガスの流速よりも格段に低く設定されるので、2重管構造の流出部において霧化が発生することは無い。
As described above, in the present embodiment, the gas-
インサート905では螺旋溝905cは1条であったが、複数状の螺旋溝であっても良い。例えば、溝を4条形成し、各液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dを各々異なる溝を流入させるようにする。また、図7(b)、図7(c)に示すようなインサート920,930であっても良い。図7(b)のインサート920では、軸方向に沿って複数の直線状凸部920aを形成したものであり、中心軸には貫通孔920cが形成されている。液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dは凸部920aの間に形成された溝920b内を軸方向に流れる。
In the
一方、図7(c)に示すインサート930では、インサート905やインサート920のように外周面に溝は形成せず、位置決め用の凸部930a,930bを形成した。インサート930の中心軸には貫通孔930cが形成されている。インサート930の場合には、インサート930の外周面と空洞900(図6参照)の壁面との隙間を各液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dが流れる。隙間寸法は凸部930a,930bの高さ寸法設定により調整することができ、凸部930a,930bが空洞900の壁面に接することにより隙間寸法を均一に保持することができる。なお、インサート905,920の場合にも、凸部905b,920aの高さ寸法によりインサート905,920と空洞壁面との隙間寸法を調整することができる。
On the other hand, in the
さらに、図8に示すようなハニカム構造体931を、インサート930の空洞壁との隙間に配設しても良い。ハニカム構造体931には多数の貫通孔931aが形成されていて、この貫通孔931a内を液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dが軸方向に流れることにより安定な気液2層流が形成される。
Further, a
[第1変形例]
図9は気液混合部の第1の変形例を示す図であり、気液混合部の部分は断面とした。図9に示した気液混合部80には、図5に示した気液混合部90と同様に、流量制御バルブ9A〜9Dおよび開閉バルブV9,V6が取り付けられている。気液混合部80では、長手方向に形成された管路81に対して斜めに交差するように、管路82〜86が形成されている。管路81の流入口にはポート95が設けられ、管路81の排出口にはポート96が設けられている。また、斜めの管路82〜86に対しては、対応するポート91〜94が設けられている。
[First Modification]
FIG. 9 is a view showing a first modification of the gas-liquid mixing unit, and the gas-liquid mixing unit has a cross section. As with the gas-
図10(a)は管路83の部分の拡大図であり、図10(b)はC−C断面図である。管路83はキャリアガスが流入される管路81に対して角度θ(<90度)で斜めに接続している。管路を左から右へと流れるキャリアガスにより、管路83から管路81に斜め右下方向に流入した液体材料4Bは、管路81の壁面に沿って右方向へとスムーズに流れる。その結果、従来のように液体材料4Bが管路81に対して垂直(θ=90度)に流入する場合に比べて、安定した気液2層流が得られる。また、図10(b)に示すように管路83の開口が楕円形状となって管路83の断面積よりも開口面積の方が大きくなるため、液体材料4Bが層状となりやすく気液2層流状態がより安定する。なお、図6に示した気液混合部90の場合は、流入角度θをほぼ90(度)とした場合に相当する。
10A is an enlarged view of a portion of the
ところで、従来の液体材料気化装置では、開閉バルブV6(図1参照)にダイアフラムバルブが用いられるが、ボールバルブのように流路が直線的で流路形状が大きく変化しないものを使用すると、気液2層流への悪影響を低減することができる。 By the way, in the conventional liquid material vaporizer, a diaphragm valve is used as the opening / closing valve V6 (see FIG. 1). However, if a device such as a ball valve that has a straight flow path and does not significantly change the flow path shape is used. The adverse effect on the liquid two-layer flow can be reduced.
[第2変形例]
図11は気液混合部の第2の変形例を示す図であり、気化器2と気液混合部100とを示したものである。気化器2に気液2層流状態の液体材料を供給する移送ライン6Eは、垂直(図示上下方向)に設けられている。気液混合部100の底部には気液2層流状態の液体材料を排出するためのポート106が垂直に設けられており、このポート106はボールバルブで構成される開閉バルブV6を介して移送ライン6Aに接続されている。すなわち、気液混合部100から気化器2のノズル部20の先端までの移送ラインは、垂直方向に直線状に構成されている。
[Second Modification]
FIG. 11 is a diagram showing a second modification of the gas-liquid mixing unit, and shows the
気液混合部100の側面には液体材料4A〜4Dが流入するポート101〜104(図12参照)が設けられ、上面にはキャリアガスを流入するためのポート105が設けられている。図12は気液混合部100の斜視図である。図12ではポート102に接続された流量制御バルブ9Bだけを図示したが、上述した気液混合部90と同様に他のポート101,103,104にも流量制御バルブ9A,9C,9Dが接続されている。気液混合部100はボディ110とその上面に固定されるフランジ111とを有しており、ポート101〜104,106はボディ110に取り付けられ、ポート105はフランジ111に取り付けられている。
図13は図12のポート101,102に沿ったD−D断面を示したものである。ボディ110内には図6に示した空洞900と同一形状の空洞112が垂直に形成されており、その空洞112内にはインサート905が挿入されている。その結果、気液混合部90の場合と同様に空洞内壁とインサート905との間に螺旋状の管路909が形成される。インサート905の上端はフランジ111に固設されており、インサート905の軸中心に形成された貫通孔905aはフランジ111に取り付けられたキャリアガス用ポート105と連通している。
FIG. 13 shows a DD cross section along the
また、ボディ110内には、螺旋状の管路909とボディ側面に取り付けられた各ポート101〜104とを連通するほぼ水平な管路113がそれぞれ形成されている。各管路113から螺旋状管路909に流入した液体材料4A〜4Cおよび溶剤4Dは螺旋状管路909内を図示下方に移動して、インサート905と空洞壁との隙間から空洞壁に沿って混合領域112aに流出する。一方、キャリアガスは、インサート905の貫通孔905aを下方に流れて、インサート905の先端から混合領域112aに流出する。
In the
その結果、混合領域112aにおいて、液体材料とキャリアガスとの気液2層流が効率よくかつ安定して得られる。そして、第2変形例では、気液2層流が形成されて気化器2のノズル部20の先端で霧化されるまでの移送経路が直線状に構成されているため、その間で気液2層流が乱されることが無く、霧化および気化を安定的に行うことができる。
As a result, a gas-liquid two-layer flow of the liquid material and the carrier gas can be obtained efficiently and stably in the
なお、上述したインサート905に代えてインサート920,930を用いても良い。さらに、図14に示すような構成としても良い。図14において、(a)は図13と同様の気液混合部100の断面図であり、(b)はE−E断面図である。ボディ110には上下に貫通する孔115に対して水平な管路113が形成されている。孔115にはキャリアガス用のパイプ114が隙間をあけて挿入されており、これらは二重管構造体を形成している。
Note that the
各管路113に供給された液体材料は、管路113からパイプ114と孔115との隙間に流れ込んで図示下方に移動し、孔115の壁面に沿って混合領域115aに流出する。一方、キャリアガスはパイプ114内を図示下方に流れ、パイプ114の先端から孔115の混合領域115aに流出される。その結果、キャリアガスと液体材料との気液2層流が形成される。
The liquid material supplied to each
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、インサート905,920,930と空洞900または112とで2重管構造体が形成され、気化器2は気化部を、螺旋溝905cは螺旋構造体をそれぞれ構成する。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
In the correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, a double pipe structure is formed by the
1 液体材料供給装置
2 気化器
3A〜3D 容器
4A〜4C 液体材料
4D 溶剤
6A〜6E 移送ライン
7,7A キャリアガスライン
9A〜9D 流量制御バルブ
80,90,100 気液混合部
81〜86,901〜904 管路
91〜96,101〜106 ポート
114 パイプ
900,112 空洞
900a,112a,115a 混合領域
905,920,930 インサート
905a,920c,930c,931a 貫通孔
905b,920a,930a,930b 凸部
905c 螺旋溝
909 螺旋状管路
920b 溝
931 ハニカム構造体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid
Claims (4)
前記気液混合部で生成された気液2層流状態の液体材料を噴霧して、噴霧された液体材料を気化する気化部とを備え、
前記気液混合部は、キャリアガスが流れる内側管路および前記内側管路の周囲に形成されて前記液体材料が前記キャリアガスと同一方向に流れる外側管路を有する2重管構造体を備え、前記壁面を前記2重管構造体の流出口から流出下流方向に沿って設けたことを特徴とする液体材料気化装置。 A gas-liquid mixing unit that causes the liquid material to flow along the wall surface of the flow path through which the carrier gas flows to generate a gas-liquid two-layer flow state of the liquid material and the carrier gas;
A vaporization unit that sprays the liquid material in a gas-liquid two-layer flow state generated in the gas-liquid mixing unit and vaporizes the sprayed liquid material,
The gas-liquid mixing unit includes a double pipe structure having an inner pipe through which a carrier gas flows and an outer pipe formed around the inner pipe and in which the liquid material flows in the same direction as the carrier gas, The liquid material vaporizer characterized by providing the said wall surface along the outflow downstream direction from the outflow port of the said double-pipe structure.
前記液体材料を前記2重管構造体の流出口へと導く螺旋構造体を、前記外側管路に形成したことを特徴とする液体材料気化装置。 The liquid material vaporizer according to claim 1,
A liquid material vaporizer characterized in that a spiral structure for guiding the liquid material to an outlet of the double pipe structure is formed in the outer pipe.
前記壁面は断面積が連続的に減少するテーパ状にすぼまった管路を形成し、その管路の管路出口の断面形状が前記気液2層流状態の液体材料を前記気化部へと導く管路の断面形状と同一形状であること特徴とする液体材料気化装置。 In the liquid material vaporizer according to 請 Motomeko 1 or 2,
The wall surface forms a tapered pipe with a cross-sectional area that continuously decreases, and the cross-sectional shape of the pipe outlet of the pipe is a liquid material in a gas-liquid two-layer flow state to the vaporization section A liquid material vaporizer characterized by having the same shape as the cross-sectional shape of the pipe leading to the pipe.
前記外側管路に対して前記キャリアガスの流れ方向に斜めに接続されて、前記外側管路に前記液体材料を供給する液体材料供給管路を備えることを特徴とする液体材料気化装置。 The liquid material vaporizer according to claim 1,
An apparatus for vaporizing liquid material, comprising a liquid material supply conduit that is connected obliquely to the outer conduit in the flow direction of the carrier gas and supplies the liquid material to the outer conduit.
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