JP6203207B2 - Vaporizer - Google Patents
Vaporizer Download PDFInfo
- Publication number
- JP6203207B2 JP6203207B2 JP2015019404A JP2015019404A JP6203207B2 JP 6203207 B2 JP6203207 B2 JP 6203207B2 JP 2015019404 A JP2015019404 A JP 2015019404A JP 2015019404 A JP2015019404 A JP 2015019404A JP 6203207 B2 JP6203207 B2 JP 6203207B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inner tube
- tube
- vaporizer
- gas
- atomizer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 title claims description 22
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 14
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;hydrate Chemical compound O.OO QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Description
本発明は気化効率に優れた、特に半導体製造用並びに光導波路形成用の気化器に関する。 The present invention relates to a vaporizer excellent in vaporization efficiency, particularly for semiconductor manufacturing and optical waveguide formation.
ＳｉやＳｉＣなどの半導体材料の熱酸化手法の種類としてウェット酸化とドライ酸化がある。ウェット酸化では水を使う。Ｈ2Ｏをガス（水蒸気）として炉の中に流して、水の中の酸素を酸化膜の成長に使う。この特徴は、酸化速度が速い。したがって厚い膜厚が必要な場合にはこの方法を使う。一方、ドライ酸化は酸化膜成長に酸素ガスを使う。これは、ウェット酸化の反対で、成長速度は遅い。近年、更に酸化膜の成長速度を上げるために、水（Ｈ2Ｏ）の代わりに過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が使用されるようになってきた。他方、半導体以外の用途として、光導波路の形成がある。（特許文献１を参照）。この場合、１０〜２５μｍの厚さの二酸化ケイ素(ＳｉＯ2)の堆積には、Ｈ2Ｏによる酸化法では、長時間の堆積時間を必要とする。Ｈ2Ｏの代わりに過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を利用すれば、大幅な時間短縮が可能となる。 There are wet oxidation and dry oxidation as types of thermal oxidation methods for semiconductor materials such as Si and SiC. Water is used in wet oxidation. H 2 O is flowed into the furnace as gas (water vapor), and oxygen in the water is used for growth of the oxide film. This feature has a high oxidation rate. Therefore, this method is used when a thick film is required. On the other hand, dry oxidation uses oxygen gas for oxide film growth. This is the opposite of wet oxidation, and the growth rate is slow. In recent years, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) has been used instead of water (H 2 O) in order to further increase the growth rate of oxide films. On the other hand, there is formation of an optical waveguide as an application other than the semiconductor. (See Patent Document 1). In this case, the deposition of silicon dioxide (SiO 2 ) having a thickness of 10 to 25 μm requires a long deposition time in the oxidation method using H 2 O. If hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is used instead of H 2 O, the time can be significantly reduced.
そのためには大量の過酸化水素水を気化させて反応炉に送り込む必要がある。このような目的の装置として特許文献１に示すような装置が提案されている。 For this purpose, it is necessary to vaporize a large amount of hydrogen peroxide and send it to the reactor. An apparatus as shown in Patent Document 1 has been proposed as such an apparatus.
特許文献１に記載された、過酸化水素水を気化させて酸化性ガスを発生させる気化器は、過酸化水素水の入ったフラスコに似た中空球状容器の気化器の下半分を外からヒータで覆うもので、中空球状容器は１００〜１３０℃に加熱され、気化した過酸化水素ガスの含有された水蒸気ガスが、ガス供給管を経て反応炉に流れ込むようになっている。この装置は過酸化水素水を単に加熱させ気化させているもので、気化器内での過酸化水素水の蒸発と共に、過酸化水素の濃度が変化することが欠点である。さらに、過酸化水素の流量を一定に保持できることも困難であるほか、どれだけ流れているかの流量が不明である。 The vaporizer described in Patent Document 1 that vaporizes hydrogen peroxide water to generate oxidizing gas is a heater from the outside of the lower half of the vaporizer of a hollow spherical container similar to a flask containing hydrogen peroxide water. The hollow spherical container is heated to 100 to 130 ° C., and the vaporized water vapor gas containing hydrogen peroxide gas flows into the reaction furnace through the gas supply pipe. This apparatus simply heats and vaporizes the hydrogen peroxide solution, and the disadvantage is that the concentration of hydrogen peroxide changes as the hydrogen peroxide solution evaporates in the vaporizer. Furthermore, it is difficult to keep the flow rate of hydrogen peroxide constant, and the flow rate of how much is flowing is unknown.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来例に比べて気化効率がほぼ１００％と遥かに優れ、且つ、気化量や濃度に関して経時的変化がない気化器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and the object thereof is far superior to the conventional example in vaporization efficiency of almost 100%, and there is no change with time in vaporization amount and concentration. To provide a vaporizer.
請求項１に記載した発明に係る気化器Ａは、
液体原料Ｌを霧化して吹き出すアトマイザ７と、
アトマイザ７の噴霧口７３が接続された中空のアウターチューブ１と、
アウターチューブ１内に収納されたインナーチューブ２と、
アウターチューブ１の外側或いはインナーチューブ２の内側の少なくともいずれか一方に設けられたヒータ４（９）とで構成され、
インナーチューブ２の先端頭部２ａは前記噴霧口７３方向に向くように配置され、噴霧口７３と該先端頭部２ａとの間に霧化空間Ｍが設けられ、
アウターチューブ１の内周面とインナーチューブ２の外側面との間に前記霧化空間Ｍに連通する気化用間隙３が設けられ、
インナーチューブ２の先端頭部２ａは、半球状又は円錐状に形成されており、先端頭部２ａの頂部Ｐから外側面に向かって弧状突条８１又は弧状溝８２が形成されていることを特徴とする。
The vaporizer A according to the invention described in claim 1 is:
An atomizer 7 that atomizes and blows off the liquid raw material L;
A hollow outer tube 1 to which the atomizing port 73 of the atomizer 7 is connected;
An inner tube 2 housed in the outer tube 1;
A heater 4 (9) provided on at least one of the outer side of the outer tube 1 or the inner side of the inner tube 2;
The tip portion 2a of the inner tube 2 is disposed so as to face the spray port 73, and an atomization space M is provided between the spray port 73 and the tip portion 2a.
Between the inner peripheral surface of the outer tube 1 and the outer surface of the inner tube 2, a vaporizing gap 3 communicating with the atomizing space M is provided,
The tip head 2a of the inner tube 2 is formed in a hemispherical or conical shape, and an arc-shaped protrusion 81 or an arc-shaped groove 82 is formed from the top P of the tip head 2a toward the outer surface. And
請求項２は、請求項１に記載した気化器Ａにおいて、アトマイザ７、インナーチューブ２及びアウターチューブ１が石英ガラスで形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the vaporizer A according to the first aspect, the atomizer 7, the inner tube 2, and the outer tube 1 are formed of quartz glass.
本発明にかかる気化器Ａは、「霧化空間Ｍ」とこれに連通する「気化用間隙３」が設けられているので、アトマイザ７からの液体原料Ｌは「霧化空間Ｍ」で霧化され、先端頭部２ａに沿って流れ、十分に幅の狭い「気化用間隙３」内に流れ込み、ヒータ４（９）により急速に気化される。 Since the vaporizer A according to the present invention is provided with the “atomization space M” and the “vaporization gap 3” communicating with the “atomization space M”, the liquid raw material L from the atomizer 7 is atomized in the “atomization space M”. Then, it flows along the tip head 2a, flows into the sufficiently small “vaporization gap 3”, and is rapidly vaporized by the heater 4 (9).
この時、インナーチューブ２の先端頭部２ａは、半球状又は円錐状に形成されており、先端頭部２ａの頂部Ｐから外側面に向かって弧状突条８１又は弧状溝８２が同一の弧状方向を有するように形成されているので、先端頭部２ａに沿って流れる霧状流体Ｋを含む流体は弧状突条８１又は弧状溝８２に沿ってカーブし、「気化用間隙３」ではインナーチューブ２の周囲を旋回する旋回流ＧＲを形成して流れる。これにより気化に十分な時間が確保でき、常に定量の気化ガスＧ２が次工程に供給される。
At this time, the tip head 2a of the inner tube 2 is formed in a hemispherical or conical shape, and the arc-shaped protrusion 81 or the arc-shaped groove 82 has the same arcuate direction from the top P of the tip head 2a toward the outer surface. is formed so as to have a fluid containing atomized fluid K flowing along the tip head 2a is curved along the arc-shaped ridges 81 or arc-shaped grooves 82, "vaporization gap 3" in the inner tube 2 A swirl flow GR that swirls around is formed and flows. Thus, a sufficient time for vaporization can be secured, and a constant amount of vaporized gas G2 is always supplied to the next step.
このような本発明の気化器Ａは、液体流量制御器Ｅと直結でき、気化器Ａ内に輸送されてきた過酸化水素水を、ほぼ１００％の高率で気化できる。従って、定量的且つ定濃度で過酸化水素ガスを発生できる。 The vaporizer A of the present invention can be directly connected to the liquid flow rate controller E, and can vaporize the hydrogen peroxide solution transported into the vaporizer A at a high rate of almost 100%. Therefore, hydrogen peroxide gas can be generated quantitatively and at a constant concentration.
以下、本発明を図面に従って説明する。気化器Ａは、アトマイザ７と、アウターチューブ１及びインナーチューブ２並びにヒータ４（９）とで構成される。気化器Ａが適用される液体原料Ｌは気化して使用されるもの（半導体製造に供される例えば各種の液体原料）であればどのようなものでもよいが、ここでは過酸化水素水とする。気化器Ａが、過酸化水素水の気化用で、且つ、半導体製造装置のように極めて高純度な過酸化水素含有水蒸気ガスＧ２が必要な場合、高温環境において、過酸化水素含有水蒸気ガスＧ２に犯されないような「石英ガラス」でアトマイザ７、アウターチューブ１及びインナーチューブ２が作られる。そうでない分野では、パイレックス（登録商標）ガラスのような耐熱性ガラス、或いはハステロイやステンレス鋼のような耐食性金属の使用も可能である。 The present invention will be described below with reference to the drawings. The vaporizer A includes an atomizer 7, an outer tube 1, an inner tube 2, and a heater 4 (9). The liquid raw material L to which the vaporizer A is applied may be anything as long as it is vaporized and used (for example, various liquid raw materials used for semiconductor manufacturing). . When the vaporizer A is used for vaporizing hydrogen peroxide water and an extremely high purity hydrogen peroxide-containing water vapor gas G2 is required as in a semiconductor manufacturing apparatus, the hydrogen peroxide-containing water vapor gas G2 is converted into a hydrogen peroxide-containing water vapor gas G2 in a high-temperature environment. The atomizer 7, the outer tube 1 and the inner tube 2 are made of “quartz glass” which is not violated. In other fields, it is also possible to use a heat resistant glass such as Pyrex (registered trademark) glass or a corrosion resistant metal such as Hastelloy or stainless steel.
アトマイザ７は、アウターチューブ１の端部に接続される噴霧ガス管７ａと、噴霧ガス管７ａに対して直角又はこれに近い角度或いは図示していないが、霧化ガスの通流方向に傾斜させた液体原料導入管７ｂとで構成され、噴霧ガス管７ａには霧化ガスが通過する主供給孔７ｃが穿設されており、液体原料導入管７ｂには主供給孔７ｃに連通する副供給孔７ｄが穿設されている。主供給孔７ｃの内径は副供給孔７ｄの内径より大で、出口は細く絞られ噴霧口７３となっている。このアトマイザ７の噴霧ガス管７ａの出口部分はインナーチューブ２に接続されている。 The atomizer 7 is inclined to the spray gas pipe 7a connected to the end of the outer tube 1 and to the spray gas pipe 7a at a right angle or an angle close thereto or not shown, but in the flow direction of the atomized gas. A main feed hole 7c through which the atomized gas passes, and the liquid feed inlet pipe 7b is connected to the main feed hole 7c. A hole 7d is formed. The inner diameter of the main supply hole 7 c is larger than the inner diameter of the sub supply hole 7 d, and the outlet is narrowed down to form a spray port 73. The outlet portion of the atomizing gas pipe 7 a of the atomizer 7 is connected to the inner tube 2.
アウターチューブ１は円筒状の中空管で、一端が閉塞され、この閉塞端１ａにアトマイザ７の噴霧ガス管７ａが接続されており、噴霧口７３が開口している。そしてアウターチューブ１の閉塞端１ａと反対側の外周面には後述する気化用間隙３に連通する出口ノズル１１が接続されている。 The outer tube 1 is a cylindrical hollow tube, one end of which is closed, a spray gas tube 7a of an atomizer 7 is connected to the closed end 1a, and a spray port 73 is opened. An outlet nozzle 11 communicating with a vaporizing gap 3 described later is connected to the outer peripheral surface of the outer tube 1 opposite to the closed end 1a.
インナーチューブ２は挿入端側である先端頭部２ａが閉塞され、半球状に形成されており、その先端頭部２ａの頂部Ｐから外側縁に至り、且つ、インナーチューブ２の外側面に向かう３本の弧状突条８１が等角度、同方向（凸湾曲方向が図２のように時計方向に突曲している）に形成されている。弧状突条８１は細い石英ガラス棒で形成され当該部分に溶着されている。弧状突条８１の本数は特段限定されるものではなく、１以上であればよいが少なくとも３本以上が好ましい。 The inner tube 2 has a distal end head 2a which is the insertion end side closed, is formed in a hemispherical shape, reaches the outer edge from the apex P of the distal end head 2a, and faces the outer surface of the inner tube 2 3 The arc-shaped ridges 81 of the book are formed at the same angle and in the same direction (the convex curve direction projects clockwise as shown in FIG. 2). The arc-shaped ridge 81 is formed of a thin quartz glass rod and is welded to the portion. The number of the arc-shaped protrusions 81 is not particularly limited, and may be one or more, but is preferably at least three.
インナーチューブ２の外側縁に達した弧状突条８１の端部に接する直線（外接線）は、インナーチューブ２の外側面の接線或いはこれに近い線になるようにするのが好ましい。なお、図の実施例では先端頭部２ａの形状は、半球状であるが、勿論、これに限られず、回転楕円体面、回転放物面或いは円錐状であってもよい。また、ここでは弧状突条８１を用いたが、同方向（凸湾曲方向が図２のように時計方向に突曲している）に湾曲した弧状溝８２を形成してもよい。いずれの場合でも複数設けることが好ましい（図７）。 It is preferable that a straight line (outer tangent) that contacts the end of the arc-shaped protrusion 81 that reaches the outer edge of the inner tube 2 is a tangent to the outer surface of the inner tube 2 or a line close thereto. In the embodiment shown in the figure, the shape of the tip head 2a is hemispherical, but of course it is not limited to this, and may be a spheroid, a paraboloid or a cone. Further, although the arc-shaped protrusion 81 is used here, an arc-shaped groove 82 that is curved in the same direction (the convex curve direction is curved clockwise as shown in FIG. 2) may be formed. In any case, it is preferable to provide a plurality (FIG. 7).
インナーチューブ２の他端は開放しており、インナーヒータ９が挿入される。そして、インナーチューブ２の外周面には同一円周上で少なくとも３点の微小な突起６が２段に亘って設けられており、インナーチューブ２をアウターチューブ１に挿入した時にこの微小な突起６がアウターチューブ１の内周面に接触してインナーチューブ２とアウターチューブ１との間に全周に亘って均一な且つ十分に狭い気化用間隙３を形成する。この気化用間隙３はヒータ挿入端側で前述のように出口ノズル１１に繋がっている。この出口ノズル１１は例えばシリコン基板酸化用の反応炉に気化ガスＧ２を質量流量だけ供給する質量流量制御器Ｓに接続されている。 The other end of the inner tube 2 is open, and the inner heater 9 is inserted. Further, at least three minute projections 6 on the same circumference are provided in two stages on the outer circumferential surface of the inner tube 2, and when the inner tube 2 is inserted into the outer tube 1, these minute projections 6. Comes into contact with the inner peripheral surface of the outer tube 1 and forms a uniform and sufficiently narrow vaporization gap 3 between the inner tube 2 and the outer tube 1 over the entire circumference. The vaporization gap 3 is connected to the outlet nozzle 11 as described above on the heater insertion end side. The outlet nozzle 11 is connected to a mass flow controller S for supplying the vaporized gas G2 by a mass flow rate to a reaction furnace for silicon substrate oxidation, for example.
気化用間隙３の幅Ｗは、特段限定されるものではないが、該幅Ｗは気化効率の面から高い熱伝達率を有する温度境界層が形成される範囲であることが好ましい。即ち、気化用間隙３を流れる通流流体Ｑの温度は、インナーチューブ２の外周面又はアウターチューブ１の内周面の温度を壁面温度とすると、これら壁面から離れるに従って流体温度が次第に下がり、或る温度で一定の温度（一様流温度）になる。壁面から一定の温度になる範囲が温度境界層であり、気化用間隙３の幅Ｗをこの範囲にすることが好ましい。 The width W of the vaporization gap 3 is not particularly limited, but the width W is preferably within a range in which a temperature boundary layer having a high heat transfer coefficient is formed in terms of vaporization efficiency. That is, the temperature of the flowing fluid Q flowing through the vaporizing gap 3 is such that the temperature of the outer peripheral surface of the inner tube 2 or the inner peripheral surface of the outer tube 1 is a wall surface temperature, the fluid temperature gradually decreases as the distance from the wall surface increases. At a certain temperature (uniform flow temperature). The range in which the temperature reaches a certain temperature from the wall surface is the temperature boundary layer, and the width W of the vaporization gap 3 is preferably in this range.
インナーチューブ２とアウターチューブ１のヒータ挿入側の開口端は全周に亘って融着され、前記気化用間隙３のヒータ挿入側の開口側端部は全周に亘って閉塞される。アウターチューブ１に収納されたインナーチューブ２の先端頭部２ａは噴霧口７３方向に向いており、噴霧口７３が設けられている閉塞端１ａと先端頭部２ａとの間に霧化空間Ｍが設けられている。そしてこの霧化空間Ｍに気化用間隙３が全周に亘って連通している。 The opening ends on the heater insertion side of the inner tube 2 and the outer tube 1 are fused over the entire circumference, and the opening end on the heater insertion side of the vaporization gap 3 is closed over the entire circumference. The tip head 2a of the inner tube 2 housed in the outer tube 1 faces the spray port 73, and an atomization space M is formed between the closed end 1a where the spray port 73 is provided and the tip head 2a. Is provided. The vaporization gap 3 communicates with the atomization space M over the entire circumference.
加熱装置として電気ヒータが使用され、図の実施例ではインナーヒータ９とアウターヒータ４とが使用されている。勿論、加熱が十分であれば、いずれか一方でも構わない。インナーヒータ９はインナーチューブ２の内側に挿入され、熱伝導性に優れた接着用のペースト５でインナーチューブ２の内周面に接着されている。同様にアウターヒータ４がアウターチューブ１の外周面に接着用のペースト５で接着されている。そしてインナーヒータ９には温度センサ１０が装備されており、インナーヒータ９の温度を制御している。アウターヒータ４はインナーヒータ９の温度センサ１０に連動するように制御してもよいし、図示していないが、独自に温度センサを用意してもよい。 An electric heater is used as the heating device, and an inner heater 9 and an outer heater 4 are used in the illustrated embodiment. Of course, as long as the heating is sufficient, either one may be used. The inner heater 9 is inserted inside the inner tube 2 and bonded to the inner peripheral surface of the inner tube 2 with an adhesive paste 5 having excellent thermal conductivity. Similarly, the outer heater 4 is bonded to the outer peripheral surface of the outer tube 1 with an adhesive paste 5. The inner heater 9 is equipped with a temperature sensor 10 to control the temperature of the inner heater 9. The outer heater 4 may be controlled so as to be linked to the temperature sensor 10 of the inner heater 9, or although not shown, a temperature sensor may be prepared independently.
次に、本発明の気化器Ａの作用について説明する。図８は本発明の気化器Ａを使用した半導体製造装置の装置構成の一例で、液体原料Ｌ（本実施例では過酸化水素水）が貯蔵された、加圧ガスＧ０により液体原料Ｌが送り出される原料タンクＴ、前記原料タンクＴに接続され、供給された液体原料Ｌを一定流量だけ送り出す液体流量制御器Ｅ、窒素ガスや酸素ガスなどの霧化ガス供給源に接続され、これら霧化ガスＧ１を質量流量だけ送り出す質量流量制御器Ｓ、前記液体流量制御器Ｅから送り出された液体原料Ｌを受け取る液体原料導入管７ｂと質量流量制御器Ｓからの霧化ガスＧ１を受け取る噴霧ガス管７ａとで構成されたアトマイザ７がその入口部分に装備され、例えばシリコン基板酸化用の反応炉Ｈに処理ガスＧ２（本実施例では過酸化水素含有水蒸気ガス）を一定量安定的に供給する気化器Ａとで構成されている。 Next, the operation of the vaporizer A of the present invention will be described. FIG. 8 shows an example of the configuration of a semiconductor manufacturing apparatus using the vaporizer A of the present invention. The liquid source L is sent out by the pressurized gas G0 in which the liquid source L (hydrogen peroxide solution in this embodiment) is stored. A raw material tank T connected to the raw material tank T, connected to a liquid flow rate controller E for sending the supplied liquid raw material L at a constant flow rate, and an atomizing gas supply source such as nitrogen gas or oxygen gas. A mass flow controller S for sending G1 by the mass flow rate, a liquid raw material introduction pipe 7b for receiving the liquid raw material L sent from the liquid flow rate controller E, and an atomizing gas pipe 7a for receiving the atomized gas G1 from the mass flow controller S. And an atomizer 7 constituted by the above-mentioned is provided at the inlet portion, and for example, a fixed amount of processing gas G2 (hydrogen peroxide-containing water vapor gas in this embodiment) is stably supplied to a reactor H for oxidizing a silicon substrate. It is composed of a vaporizer A.
この装置において、ヒータ４（９）が通電されてアウターチューブ１及びインナーチューブ２が所定温度まで加熱されるとアトマイザ７に液体原料Ｌ（本実施例では過酸化水素水）が液体原料供給口７２に供給され、同時にガス供給口７１に霧化ガスＧ１が圧入される。これによって噴霧口７３から流体原料Ｌが霧状流体Ｋとなって霧化空間Ｍ内に吹き込まれる。 In this apparatus, when the heater 4 (9) is energized and the outer tube 1 and the inner tube 2 are heated to a predetermined temperature, the liquid material L (hydrogen peroxide solution in this embodiment) is supplied to the atomizer 7 as the liquid material supply port 72. At the same time, the atomized gas G1 is press-fitted into the gas supply port 71. As a result, the fluid raw material L is sprayed into the atomizing space M from the spray port 73 as the mist fluid K.
この霧状流体Ｋはインナーチューブ２の球状の先端頭部２ａに衝突し、先端頭部２ａの弧状突条８１（或いは弧状溝８２）に沿って流れる。先端頭部２ａの外周縁ではインナーチューブ２の外周円の接線方向或いはこれに近い方向で流れ、インナーチューブ２の周囲を旋回しながら出口ノズル１１に向かって気化用間隙３内を進む。即ち、気化用間隙３内で旋回流ＧＲを発生させる。これにより加熱時間を十分に確保することが出来る。この間、気化用間隙３全体が温度境界層となっている場合には、前記旋回流ＧＲは壁面温度に近い温度に熱せられて急速に気化し、出口ノズル１１から排出されて質量流量制御器Ｓに供給される。 The mist-like fluid K collides with the spherical tip head 2a of the inner tube 2 and flows along the arc-shaped protrusion 81 (or arc-shaped groove 82) of the tip head 2a. It flows in the tangential direction of the outer circumference of the inner tube 2 or a direction close thereto at the outer peripheral edge of the tip head 2a, and advances in the vaporization gap 3 toward the outlet nozzle 11 while turning around the inner tube 2. That is, the swirl flow GR is generated in the vaporization gap 3. Thereby, a sufficient heating time can be secured. During this time, when the entire vaporization gap 3 is a temperature boundary layer, the swirling flow GR is heated to a temperature close to the wall surface temperature and rapidly vaporized, and is discharged from the outlet nozzle 11 to be mass flow controller S. To be supplied.
なお、上記気化器Ａのアトマイザ７、アウターチューブ１及びインナーチューブ２が「石英ガラス」で形成されている場合には、液体原料Ｌが過酸化水素水であったとしても、犯されないので、シリコン基板の表面酸化に適用することが出来る。 In addition, when the atomizer 7, the outer tube 1 and the inner tube 2 of the vaporizer A are formed of “quartz glass”, even if the liquid raw material L is hydrogen peroxide, it is not violated. It can be applied to surface oxidation of a substrate.
Ａ：気化器、Ｌ：液体原料、Ｅ：液体流量制御器、Ｇ０：加圧ガス、Ｇ１：霧化ガス、Ｇ２：気化ガス、ＧＲ：旋回流、Ｈ：反応炉、Ｋ：霧状流体、Ｍ：霧化空間、Ｐ：頂部、Ｑ：通流流体、Ｓ：質量流量制御器、Ｔ：原料タンク、Ｗ：気化用間隙の幅、１：アウターチューブ、１ａ：閉塞端、２：インナーチューブ、２ａ：先端頭部、３：気化用間隙、４：アウターヒータ、５：ペースト、６：突起、７：アトマイザ、７ａ：噴霧ガス管、７ｂ：液体原料導入管、７ｃ：主供給孔、７ｄ：副供給孔、９：インナーヒータ、１０：温度センサ、１１：出口ノズル、７１：ガス供給口、７２：液体原料供給口、７３：噴霧口、８１：弧状突条、８２：弧状溝。 A: vaporizer, L: liquid raw material, E: liquid flow controller, G0: pressurized gas, G1: atomized gas, G2: vaporized gas, GR: swirling flow, H: reactor, K: atomized fluid, M: atomization space, P: top, Q: flow fluid, S: mass flow controller, T: raw material tank, W: width of vaporization gap, 1: outer tube, 1a: closed end, 2: inner tube 2a: tip head, 3: gap for vaporization, 4: outer heater, 5: paste, 6: protrusion, 7: atomizer, 7a: spray gas pipe, 7b: liquid raw material introduction pipe, 7c: main supply hole, 7d : Sub-supply hole, 9: inner heater, 10: temperature sensor, 11: outlet nozzle, 71: gas supply port, 72: liquid raw material supply port, 73: spraying port, 81: arc-shaped ridge, 82: arc-shaped groove.
Claims (2)
アトマイザの噴霧口が接続された中空のアウターチューブと、
アウターチューブ内に収納されたインナーチューブと、
アウターチューブの外側或いはインナーチューブの内側の少なくともいずれか一方に設けられたヒータとで構成され、
インナーチューブの先端頭部は前記噴霧口方向に向くように配置され、噴霧口と該先端頭部との間に霧化空間が設けられ、
アウターチューブの内周面とインナーチューブの外側面との間に前記霧化空間に連通する気化用間隙が設けられ、
インナーチューブの先端頭部は、半球状又は円錐状に形成されており、先端頭部の頂部から外側面に向かって弧状突条又は弧状溝が同一の弧状方向を有するように形成されていることを特徴とする気化器。 An atomizer that atomizes and blows off liquid ingredients;
A hollow outer tube to which the atomizer spray port is connected;
An inner tube stored in the outer tube;
It is composed of a heater provided on at least one of the outside of the outer tube or the inside of the inner tube,
The tip of the inner tube is disposed so as to face the spray port, and an atomization space is provided between the spray port and the tip of the head.
A vaporizing gap communicating with the atomization space is provided between the inner peripheral surface of the outer tube and the outer surface of the inner tube,
The tip of the inner tube has a hemispherical or conical shape, and arc-shaped ridges or arc-shaped grooves have the same arcuate direction from the top of the tip to the outer surface. A vaporizer characterized by.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015019404A JP6203207B2 (en) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | Vaporizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015019404A JP6203207B2 (en) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | Vaporizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016143798A JP2016143798A (en) | 2016-08-08 |
| JP6203207B2 true JP6203207B2 (en) | 2017-09-27 |
Family
ID=56570787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015019404A Active JP6203207B2 (en) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | Vaporizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6203207B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6747727B1 (en) * | 2019-08-21 | 2020-08-26 | 株式会社リンテック | Vaporizer |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1074746A (en) * | 1996-05-23 | 1998-03-17 | Ebara Corp | Liquid raw material vaporizing apparatus |
| JP3345803B2 (en) * | 1997-05-16 | 2002-11-18 | 東京エレクトロン株式会社 | Steam generation method and device |
| JP3470055B2 (en) * | 1999-01-22 | 2003-11-25 | 株式会社渡邊商行 | MOCVD vaporizer and raw material solution vaporization method |
| JP4634592B2 (en) * | 2000-10-06 | 2011-02-16 | キヤノンアネルバ株式会社 | Vaporizer for thin film deposition liquid material |
| JP2006202965A (en) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Lintec Co Ltd | Vaporizing apparatus and vaporizing structure |
| JP5213341B2 (en) * | 2007-03-20 | 2013-06-19 | 東京エレクトロン株式会社 | Vaporizer, vaporization module, film deposition system |
| JP4324619B2 (en) * | 2007-03-29 | 2009-09-02 | 東京エレクトロン株式会社 | Vaporization apparatus, film forming apparatus, and vaporization method |
| WO2014157211A1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 株式会社日立国際電気 | Substrate-processing apparatus, method for manufacturing semiconductor device, and recording medium |
-
2015
- 2015-02-03 JP JP2015019404A patent/JP6203207B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016143798A (en) | 2016-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI728740B (en) | Vaporizer | |
| JP2001507757A (en) | Flash vaporizer | |
| US20020092918A1 (en) | Hot gas atomization | |
| NO812067L (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR MICROWAVE CREATION PRODUCTION | |
| JP2008196054A (en) | Vaporizer and vaporizing method | |
| JP2008055414A (en) | Plasma spraying device and method for introducing liquid precursor in plasma gas stream | |
| JP5118644B2 (en) | Liquid material vaporizer | |
| US6598805B2 (en) | Substrate cleaning apparatus | |
| JP2015505291A (en) | Method for producing synthetic quartz glass | |
| JP6203207B2 (en) | Vaporizer | |
| JP6769645B1 (en) | Vaporizer | |
| JP2002217181A (en) | Vaporizer for supplying semiconductor raw materials | |
| JP7495334B2 (en) | Carburetor | |
| JP2007046084A (en) | Vaporizer, and liquid vaporizing-feeding device using the same | |
| KR102555279B1 (en) | Vaporizer for semiconductor process with improved vaporization efficiency | |
| JP4433392B2 (en) | Vaporizer | |
| JP2008001994A (en) | Evaporator and evaporation method | |
| JP2005051006A (en) | Vaporizer | |
| JPS63222034A (en) | Burner for forming fine particle soot | |
| KR101721681B1 (en) | Vaporizer | |
| JPH0445838A (en) | Vaporizer in liquid material supply system | |
| JP6979914B2 (en) | Vaporizer | |
| WO2020039886A1 (en) | Vaporizer, liquid material vaporization device, and vaporization method | |
| JP2662993B2 (en) | Liquid raw material vaporizer | |
| KR20220105317A (en) | Vaporizer for semiconductor process using carrier gas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160824 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170525 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170606 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170801 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170817 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170829 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6203207 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |