JPH0445837A - Bubbling mechanism and surface-treating device including the mechanism - Google Patents

Bubbling mechanism and surface-treating device including the mechanism

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JPH0445837A
JPH0445837A JP14958190A JP14958190A JPH0445837A JP H0445837 A JPH0445837 A JP H0445837A JP 14958190 A JP14958190 A JP 14958190A JP 14958190 A JP14958190 A JP 14958190A JP H0445837 A JPH0445837 A JP H0445837A
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carrier gas
bubbler container
gas
bubbler
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Abstract

PURPOSE:To increase the area of the interface between a liq. material and a carrier gas and to stably generate an introducing gas at a high flow rate by forming a bubbler vessel for holding a specified liq. with a spiraled pipe member. CONSTITUTION:An airtight bubbler vessel 1 for holding a specified liq. 2 (e.g. tetraethyl orthosilicate) and a carrier gas inlet mechanism 8 for introducing a carrier gas (e.g. gaseous argon) into the vessel 1 are provided, and the liq. 2 is bubbled by the carrier gas and vaporized to generate a gaseous mixture. In this case, the vessel 1 is formed with a spiraled pipe member. Consequently, the temp. of the liq. material is stabilized, the area of the interface between the liq. material and the carrier gas is increased, and an introducing gas is stably generated at a high flow rate.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバブリング機構とこれを含む表面処理装置に関
し、特に、液体原料を気化するバブリング機構と、この
バブリング機構によるバブリング作用によって生じた混
合ガスを利用することにより、センサ、光学部品、音響
製品、半導体デバイス等に使用される絶縁体膜、保護膜
、半導体膜、金属膜等に対し膜生成、エツチング、表面
クリーニング、表面改質等の処理を行う表面処理装置、
あるいは刃物、バイト等の表面に硬化処理を行う表面処
理装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a bubbling mechanism and a surface treatment device including the same, and in particular to a bubbling mechanism that vaporizes a liquid raw material and a mixed gas generated by the bubbling action of this bubbling mechanism. By using this, it is possible to perform treatments such as film formation, etching, surface cleaning, and surface modification for insulating films, protective films, semiconductor films, metal films, etc. used in sensors, optical components, audio products, semiconductor devices, etc. Surface treatment equipment that performs
Alternatively, the present invention relates to a surface treatment device that performs hardening treatment on the surface of a knife, a cutting tool, or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

熱化学反応または活性種を用いた反応によって気体を活
性化させることにより、基体の表面に、目的とする物質
を堆積させて薄膜を生成したり、あるいはエツチング、
表面クリーニング、表面改質等を行う処理方法が、近年
急速に発展して来ている。上記の処理方法を実施するた
めに反応室に導入されるガスは、気体状態であるものば
かりでなく、常温常圧で液体状態であるものも多く使用
されている。
By activating a gas through a thermochemical reaction or a reaction using active species, a target substance can be deposited on the surface of a substrate to form a thin film, or it can be etched or
Treatment methods for surface cleaning, surface modification, etc. have been rapidly developed in recent years. The gas introduced into the reaction chamber to carry out the above treatment method is not only gaseous, but also often liquid at room temperature and pressure.

従来において液体原料を気化して反応室内にガスを供給
する方法は、液体を加熱し気化させて輸送する方法(S
TEC社製、 Liquid 5ource Cant
roller LSC−8]00等)や、ボンベ内の液
体を加熱し、所定のキャリアーガスでバブリングする第
9図に示すような構造のバブラーを用いた方法がある。
Conventionally, the method of vaporizing liquid raw materials and supplying gas into the reaction chamber is the method of heating the liquid, vaporizing it, and transporting it (S
Manufactured by TEC, Liquid 5source Cant
There is a method using a bubbler having a structure as shown in FIG. 9, which heats the liquid in a cylinder and bubbles it with a predetermined carrier gas.

第9図において、101は所定の液体原料、102は液
体原料101を収容する容器、103はキャリアガスを
供給するパイプであり、104はキャリアガスの流れ、
105はバブリング作用によって発生した混合気体の流
れをそれぞれ示ず。
In FIG. 9, 101 is a predetermined liquid raw material, 102 is a container containing the liquid raw material 101, 103 is a pipe for supplying carrier gas, 104 is a flow of carrier gas,
Reference numeral 105 does not indicate the flow of mixed gas generated by bubbling action.

また106および107は供給パイプに設けられたバル
ブである。
Further, 106 and 107 are valves provided in the supply pipe.

前者の供給方法は、液体原料を収容するボンベと反応室
との間に流量制御器(マスフローコントローラ)を設け
ることにより安定なガス導入が可能である。
The former supply method enables stable gas introduction by providing a mass flow controller between the cylinder containing the liquid raw material and the reaction chamber.

後者の供給方法は、液体原料に対してバブリングを行う
ことにより気化させ、前述したバブリングを行なわない
供給方法の場合に比較して、大流量の原料導入を行うこ
とができるという利点がある。
The latter supply method vaporizes the liquid raw material by bubbling it, and has the advantage that a large flow rate of the raw material can be introduced compared to the above-mentioned supply method that does not perform bubbling.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前述した液体を加熱し気化させてガスを供給する前者の
方法は、大流量の原料導入が難しいという問題がある。
The former method described above, in which a gas is supplied by heating and vaporizing a liquid, has a problem in that it is difficult to introduce a large flow rate of raw materials.

一方、後者の加熱バブリングを行う方法では、大流量の
原料導入は可能であるが、バブラーのバブリング作用に
起因する問題が発生する。すなわちバブリングによって
キャリアガスの泡の出る付近の箇所の温度が気化熱によ
って極端に低くなる。このため、特に通常用いられる熱
伝導性の悪い原料の場合には、その供給量が減少し、ガ
ス導入量が不安定になる。さらにキャリアガスの泡と液
体原料とが、飽和蒸気圧に達するまでに必要な時間より
短かい時間しか接触していないため供給量が一定となら
ず、またガス発生量を十分に確保することができないと
いう問題があった。
On the other hand, in the latter method of heating bubbling, it is possible to introduce a large flow rate of raw materials, but problems arise due to the bubbling action of the bubbler. That is, due to bubbling, the temperature in the vicinity of where carrier gas bubbles are generated becomes extremely low due to the heat of vaporization. For this reason, especially in the case of commonly used raw materials with poor thermal conductivity, the amount supplied decreases and the amount of gas introduced becomes unstable. Furthermore, because the carrier gas bubbles and the liquid raw material are in contact for a shorter time than it takes to reach saturated vapor pressure, the supply amount is not constant, and it is difficult to ensure a sufficient amount of gas generation. The problem was that I couldn't do it.

本発明の目的は、上記の問題に鑑み、液体原料の温度を
安定に維持し、液体原料とキャリアガスとの界面面積を
大きくして、安定した状態で大流量の導入ガスを発生す
ることのできるバブリング機構を提供することにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is to maintain the temperature of a liquid raw material stably, increase the interface area between the liquid raw material and a carrier gas, and generate a large flow rate of introduced gas in a stable state. The objective is to provide a bubbling mechanism that can.

本発明の他の目的は、」二記のバブリング機構を利用す
ることにより良質な再現性の良い表面処理を行うことの
できる表面処理装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus that can perform surface treatment of high quality and with good reproducibility by utilizing the bubbling mechanism described in section 2 above.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る第1のバブリング機構は、内部が気密に保
持され、所定の液体が収容されるバブラー容器と、この
バブラー容器にキャリアガスを導入するキャリアガス導
入機構とを有し、液体をキャリアガスでバブリングして
気化させ、混合ガスを発生するバブリング機構において
、バブラー容器が、螺旋形状に加工したパイプ部材で形
成されることを特徴点として有する。
A first bubbling mechanism according to the present invention includes a bubbler container whose interior is kept airtight and stores a predetermined liquid, and a carrier gas introduction mechanism that introduces a carrier gas into the bubbler container, and carries the liquid into the carrier. A bubbling mechanism that generates a mixed gas by bubbling and vaporizing gas is characterized in that the bubbler container is formed of a pipe member processed into a spiral shape.

本発明に係る第2のバブリング機構は、内部が気密に保
持され、所定の液体が収容されるバブラー容器と、この
バブラー容器にキャリアガスを導入するキャリアガス導
入機構とを有し、液体をキャリアガスでバブリングして
気化させ、混合ガスを発生するバブリング機構において
、バブラー容器が、複数箇所折り曲げた形状に加工した
パイプ部材で形成されることを特徴点として有する。
A second bubbling mechanism according to the present invention includes a bubbler container whose interior is kept airtight and stores a predetermined liquid, and a carrier gas introduction mechanism that introduces a carrier gas into the bubbler container, and carries the liquid into the carrier. A bubbling mechanism that generates a mixed gas by bubbling and vaporizing gas is characterized in that the bubbler container is formed of a pipe member bent at multiple points.

本発明に係る第3のバブリング機構は、前記第1−また
は第2の構成において、熱バンパを設け、バブラー容器
を熱バンパに組み付けるようにしたことを特徴点として
有する。
A third bubbling mechanism according to the present invention is characterized in that, in the first or second configuration, a thermal bumper is provided and the bubbler container is assembled to the thermal bumper.

本発明に係る第4のバブリング機構は、前記第3の構成
において、熱バンパは、表面にバブラー容器の形状に対
応した形状の溝を有する所定の金属部材で形成されたブ
ロックであり、このブロックの溝にバブラー容器を埋設
するようにしたことを特徴点として有する。
In the fourth bubbling mechanism according to the present invention, in the third configuration, the heat bumper is a block formed of a predetermined metal member having a groove in a shape corresponding to the shape of the bubbler container on the surface; The feature is that the bubbler container is buried in the groove.

本発明に係る表面処理装置は、表面に所定の処理が行わ
れる基体と、この基体を収容する反応室と、この反応室
を排気する排気装置と、基体の温度を調整する温度調整
機構と、反応室の内部に所定の液体を気化して導入する
前記第1〜第4のいずれか1つに記載されたバブリング
機構とを備えて成ることを特徴点として有する。
The surface treatment apparatus according to the present invention includes a substrate whose surface is subjected to a predetermined treatment, a reaction chamber that houses the substrate, an exhaust device that exhausts the reaction chamber, and a temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of the substrate. The bubbling mechanism described in any one of the first to fourth items is included for vaporizing and introducing a predetermined liquid into the reaction chamber.

〔作用〕[Effect]

本発明による前記第1および第2のバブリング機構では
、バブラー容器をパイプ部材で作製することによりその
径を小さくし、その中に収容される液体原料の温度変化
を少なくして安定化させ、またバブラー容器の長さを長
くしてキャリアガスと液体原料との接触時間を長くし、
換言すれば界面面積を大きくすることにより気化を効果
的に行い、バブリング作用を安定化させて安定した大流
量の導入ガスを発生する。
In the first and second bubbling mechanisms according to the present invention, the diameter of the bubbler container is made small by making it from a pipe member, and the temperature change of the liquid raw material contained therein is reduced and stabilized, and Increase the length of the bubbler container to increase the contact time between the carrier gas and the liquid raw material,
In other words, by increasing the interfacial area, vaporization is effectively performed, the bubbling effect is stabilized, and a stable large flow rate of introduced gas is generated.

本発明による前記第3および第4のバブリング機構では
、前記の作用に加えて、バブラー容器の形状に対応した
最適な熱バンパを設けるようにし、バブラー容器を適切
な温度状態に維持することにより、液体原料の温度状態
をさらに安定化させ、導入ガスの供給量の安定化をさら
に高めている。
In the third and fourth bubbling mechanisms according to the present invention, in addition to the above-mentioned effects, by providing an optimal thermal bumper corresponding to the shape of the bubbler container and maintaining the bubbler container at an appropriate temperature, The temperature state of the liquid raw material is further stabilized, and the supply amount of the introduced gas is further stabilized.

本発明による表面処理装置では、前記の作用を生じるバ
ブリング機構によって大流量でかつ安定した流量の原料
ガスが反応室に導入され、効果的な表面処理が行われる
In the surface treatment apparatus according to the present invention, a large and stable flow rate of raw material gas is introduced into the reaction chamber by the bubbling mechanism that produces the above-mentioned effect, and effective surface treatment is performed.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図に基づき本発明に係るバブリング機構の実施例を
説明する。第1図において]はバブラー容器であり、こ
のバブラー容器1は、SUSで形成された所定の径(例
えば1インチ)のパイプを螺旋状に巻いて形成されてい
る。バブラー容器1の内部にはテトラエチルオルソシリ
ケート(以下、TE01と略記する)2が充填されてい
る。なお充填液としてTE01の代わりにテトラエトキ
シシランを用いることもできる。バブラー容器1は、水
3が入れられた魔法瓶4において、水中に配設される。
An embodiment of the bubbling mechanism according to the present invention will be described based on FIG. In FIG. 1] is a bubbler container, and this bubbler container 1 is formed by spirally winding a pipe made of SUS and having a predetermined diameter (for example, 1 inch). The inside of the bubbler container 1 is filled with tetraethyl orthosilicate (hereinafter abbreviated as TE01) 2. Note that tetraethoxysilane can also be used as the filling liquid instead of TE01. The bubbler container 1 is placed underwater in a thermos flask 4 containing water 3.

バブラー容器1の図中上端には、水3の外の位置に溶液
溜り5が形成され、溶液溜り5の先には1/4インチの
バイブロが接続される。バイブロには途中にバルブ7が
設けられ、その他端は図示しない反応室に接続される。
A solution reservoir 5 is formed at the upper end of the bubbler container 1 in a position outside the water 3, and a 1/4 inch vibro is connected to the tip of the solution reservoir 5. A valve 7 is provided in the middle of the vibro, and the other end is connected to a reaction chamber (not shown).

上記の溶液溜り5はTEO82が反応室に液体のまま供
給されるのを防ぐために設けられている。一方、バブラ
ー容器」−の下端は、174インチのパイプ8に接続さ
れる。パイプ8は水3の外側に引き出され、途中バルブ
9が配設される。パイプ8の他端は図示しないキャリア
ガス発生器に接続される。
The solution reservoir 5 mentioned above is provided to prevent TEO 82 from being supplied as a liquid to the reaction chamber. Meanwhile, the lower end of the bubbler container is connected to a 174-inch pipe 8. The pipe 8 is drawn out to the outside of the water 3, and a valve 9 is disposed in the middle. The other end of the pipe 8 is connected to a carrier gas generator (not shown).

また魔法瓶4の水3の中にはヒータ10が所定の箇所に
配設され、ヒータ10で水3を加熱するようにしている
。11はマグネチックスターラであり、このマグネチッ
クスターラ11でマグネッ1□ 1−1. aを回転さ
ぜ、水3を撹拌させながら、水3の温度を熱電対12で
測定するように構成する。
Further, a heater 10 is disposed at a predetermined position in the water 3 of the thermos 4, and the water 3 is heated by the heater 10. 11 is a magnetic stirrer, and this magnetic stirrer 11 generates a magnet 1□ 1-1. A is rotated to measure the temperature of the water 3 with a thermocouple 12 while stirring the water 3.

熱電対12で測定される水温に基づいて、図示しないバ
ブリング温度調整機構によりPID制御、PI制御、0
N−OFF制御、ファジー制御等を利用してヒータ10
の発熱量を制御し、水3は所要の温度に維持される。
Based on the water temperature measured by the thermocouple 12, a bubbling temperature adjustment mechanism (not shown) performs PID control, PI control, 0
Heater 10 using N-OFF control, fuzzy control, etc.
The water 3 is maintained at the required temperature.

上記の構成において、バルブ7と9を開いた状態で、キ
ャリアガス発生器からパイプ8を用いて矢印13の如く
キャリアガス(アルゴンガス)を供給すると、螺旋形状
を有したバブラー容器1−でTEO32のバブリングが
行われる。このようにしてバブラー容器1でバブリング
が行われると、作用の欄で説明したようにバブラー容器
1のパイプ部材の螺旋形状およびその温度制御に基づき
、常に一定温度で効果的に気化されたTEO82とアル
ゴンガスの混合ガスが、大流量および安定した流量で矢
印14の方向に移動し、バイブロを通りバルブ7を経由
して反応室に供給される。
In the above configuration, when the carrier gas (argon gas) is supplied from the carrier gas generator using the pipe 8 as shown by the arrow 13 with the valves 7 and 9 open, the TEO 32 is heated in the spiral bubbler container 1-. bubbling is performed. When bubbling is performed in the bubbler container 1 in this way, based on the spiral shape of the pipe member of the bubbler container 1 and its temperature control, as explained in the operation section, the TEO 82 is effectively vaporized at a constant temperature. A mixture of argon gas moves in the direction of arrow 14 at a high and stable flow rate and is supplied to the reaction chamber via valve 7 through the vibro.

次に第2図に基づきバブリング機構の他の実施例を説明
する。第2図において第1図と同一の構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。
Next, another embodiment of the bubbling mechanism will be described based on FIG. In FIG. 2, the same components as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

この実施例では、バブラー容器の形状に関し、符号21
に示す如く、SUSで形成された1イシチのパイプを、
連続したくの字状またはヘアピン状、またはジグザグ状
に曲げて形成したバブラー容器を用いている。その他の
構成は基本的に第1図の実施例の構成と同じである。従
って、前記第1図の実施例で説明した作用および効果に
加えて、バブラー容器全体の3次元的形状が薄いものと
なり、魔法瓶4の内部空間で場所を取らないという利点
を有する。なおこの実施例では、溶液溜り5を設置1 けていないが、かかる構成であっても第1図の実施例と
同様なガス供給が可能である。
In this example, regarding the shape of the bubbler container, reference numeral 21 is used.
As shown in the figure, one piece of pipe made of SUS is
A bubbler container is used that is bent into a continuous dogleg shape, hairpin shape, or zigzag shape. The other configurations are basically the same as the configuration of the embodiment shown in FIG. Therefore, in addition to the functions and effects described in the embodiment of FIG. 1, the three-dimensional shape of the bubbler container as a whole becomes thinner, and there is an advantage that it takes up less space in the interior space of the thermos flask 4. In this embodiment, the solution reservoir 5 is not installed, but even with such a configuration, the same gas supply as in the embodiment shown in FIG. 1 is possible.

次に第3図に基づきバブリング機構の他の実施例を説明
する。第3図において第1図と同一の構成部分には同一
の符号を付し1、その説明を省略する。この実施例では
、SUSで形成された1インチのパイプを螺旋状に形成
したバブラー容器1を、円筒型に形成され且つその外周
面に螺旋状の溝31aが形成された銅のブロック31に
おいて当該溝31aに巻き付けるように組付けている。
Next, another embodiment of the bubbling mechanism will be described based on FIG. In FIG. 3, the same components as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals 1, and their explanations will be omitted. In this embodiment, a bubbler container 1 made of a 1-inch pipe made of SUS is arranged in a copper block 31 which is formed into a cylindrical shape and has a spiral groove 31a formed on its outer circumferential surface. It is assembled so as to be wrapped around the groove 31a.

バブラー容器1とブロック31との間の隙間にはロー付
けまたはハンダ付けが施され、隙間が埋められる。第3
図中、ブロック31に関して上部側を正面図として、下
部側を縦断面図として図示している。かかる銅のブロッ
ク31とバブラー容器1の組立て体は、その周囲に前記
ヒータ10と同様な機能を有したマントルヒータ32が
配設され、これによって加熱される。ブロック31は熱
バンパとして作用する。マントルヒータ32は第3図中
すべて斜線で示されている。この実施例では、魔洗瓶お
よび水は使用されない。また熱電対12はバブラー容器
1とマントルヒータ32との間に挟み込まれる。
The gap between the bubbler container 1 and the block 31 is filled with brazing or soldering. Third
In the figure, the upper side of the block 31 is shown as a front view, and the lower side is shown as a longitudinal sectional view. The assembly of the copper block 31 and the bubbler container 1 is heated by a mantle heater 32 having the same function as the heater 10 arranged around it. Block 31 acts as a thermal bumper. All of the mantle heaters 32 are shown with diagonal lines in FIG. In this example, a bathtub and water are not used. Further, the thermocouple 12 is sandwiched between the bubbler container 1 and the mantle heater 32.

また第4図はバブリング機構の他の実施例を示すもので
あり、この実施例では、第2図に示された形状を有する
バブラー容器21を、このバブラー容器21の形状と同
等な溝を有する銅板41の当該溝に沿って埋め込むよう
に構成している。ノくブラー容器21と銅板41との間
に隙間があるときには前述した実施例と同様にノ\ンダ
等が埋められる。その他の構成については第3図に示さ
れた構成と基本的に同じである。なお、この実施例では
溶液溜り5が設けられている。
FIG. 4 shows another embodiment of the bubbling mechanism. In this embodiment, a bubbler container 21 having the shape shown in FIG. It is configured to be embedded along the groove of the copper plate 41. If there is a gap between the blanker container 21 and the copper plate 41, the gap is filled in the same way as in the embodiment described above. The other configurations are basically the same as those shown in FIG. 3. In this embodiment, a solution reservoir 5 is provided.

上記の第3図および第4図の変更実施例によっても、前
記の第1図および第2図の実施例と同様なバブリング作
用を生じさせることができる。また魔法瓶および水を使
用しないため、取扱いが便利である。
The modified embodiments shown in FIGS. 3 and 4 described above can also produce the same bubbling effect as the embodiments shown in FIGS. 1 and 2 described above. It is also convenient to handle because it does not require a thermos flask or water.

第5図に示される他の実施例では前記の第3図の実施例
をさらに変更したものである。この実施例では、ブロッ
ク31における螺旋形状のバブラー容器1の間の外周面
に他の螺旋形状の溝31bを形成し、SUSで形成され
た1/2インチのパイプ51を溝31. bに埋め込む
ように構成される。
Another embodiment shown in FIG. 5 is a further modification of the embodiment shown in FIG. In this embodiment, another spiral groove 31b is formed on the outer peripheral surface between the spiral bubbler containers 1 in the block 31, and a 1/2 inch pipe 51 made of SUS is inserted into the groove 31. It is configured to be embedded in b.

そしてパイプ51に矢印52.53に示す方向で恒温槽
54から加熱した水をポンプで循環させパイプ1内のT
EO82を加熱する。これによって、前記の各実施例の
場合と同様な作用および効果を発揮させる。さらに表面
処理が終了した場合には、TEO32の加熱分解を早く
減少させるために、チラー55を使用してパイプ51で
冷却水を循環させるよう構成している。56は、恒温槽
54とチラー55の切換えるためのバルブである。バル
ブ56の切換え動作は図示しない制御装置により適宜に
制御される。
Then, heated water from the constant temperature bath 54 is circulated through the pipe 51 in the directions shown by arrows 52 and 53 using a pump, and the T in the pipe 1 is
Heat EO82. As a result, the same functions and effects as in each of the above-mentioned embodiments can be achieved. Further, when the surface treatment is completed, a chiller 55 is used to circulate cooling water through the pipe 51 in order to quickly reduce thermal decomposition of the TEO 32. 56 is a valve for switching between the constant temperature bath 54 and the chiller 55. The switching operation of the valve 56 is appropriately controlled by a control device (not shown).

次に、前述した本発明に係るバブリング機構のいずれか
1つを適用して構成された表面処理装置の例を説明する
Next, an example of a surface treatment apparatus configured by applying any one of the bubbling mechanisms according to the present invention described above will be described.

第6図は表面処理装置の第1の実施例を示す。FIG. 6 shows a first embodiment of the surface treatment apparatus.

この実施例ては、高温平衡または非平衡プラズマを用い
て02のみを活性化させ、活性酸素と1’ EO8とを
反応させてSO7膜を基体にコーティングする方法を示
している。第6図において61は放電室、62は反応室
である。放電室61は、高周波(数KH2〜数百MH2
)を発生ずる電源63、スイッチ64、コイル65、放
電管66で構成されており、電源63の高周波電圧がコ
イル65に印加されると、放電管66内の高周波誘導結
合された放電用空間67に放電が生じる。スイッチ64
によりコイル65の一方の端を選択して接地することが
できる。放電管66の内部には放電用ガスと反応ガスを
兼ねたO2を矢印68で示す方向からバルブ69を経由
して導入する。
This example shows a method of activating only 02 using high-temperature equilibrium or non-equilibrium plasma, reacting active oxygen with 1' EO8, and coating a substrate with an SO7 film. In FIG. 6, 61 is a discharge chamber, and 62 is a reaction chamber. The discharge chamber 61 is a high frequency (several KH2 to several hundred MH2)
), a switch 64 , a coil 65 , and a discharge tube 66 A discharge occurs. switch 64
Accordingly, one end of the coil 65 can be selected and grounded. O2, which serves as a discharge gas and a reaction gas, is introduced into the discharge tube 66 from the direction shown by an arrow 68 via a valve 69.

放電管66は通常絶縁物で作製され、この実施例の放電
管では石英ガラスを用いた。石英ガラスは放電プラズマ
の高温化によって石英ガラスが溶融するおそれがあるた
め、放電管66を石英ガラスを用いた2重管として形成
し、内管と外管の間に冷却水を流すように構成している
The discharge tube 66 is normally made of an insulator, and in this embodiment, quartz glass was used for the discharge tube. Since the quartz glass may melt due to the high temperature of the discharge plasma, the discharge tube 66 is formed as a double tube using quartz glass, and the configuration is such that cooling water flows between the inner tube and the outer tube. are doing.

反応室62において、70は所定の表面処理が行われる
基体であり、この基体70は基体ホルダ71に保持され
る。基体ボルダ71は必要に応じて基体70の温度を調
節できる構成を内蔵する。
In the reaction chamber 62 , a substrate 70 is subjected to a predetermined surface treatment, and this substrate 70 is held by a substrate holder 71 . The base boulder 71 has a built-in structure that can adjust the temperature of the base 70 as necessary.

72は基体ホルダ71の内部に設置されたヒータである
。73は反応室62からの排気方向を示し、図示しない
真空排気系によりバルブ74を通して反応室62の内部
をυ[気する。なお75は反応室62を大気と遮断する
ための反応室ハウジングである。
72 is a heater installed inside the base holder 71. Reference numeral 73 indicates the direction of exhaust air from the reaction chamber 62, and the interior of the reaction chamber 62 is evacuated through a valve 74 by a vacuum exhaust system (not shown). Note that 75 is a reaction chamber housing for isolating the reaction chamber 62 from the atmosphere.

76は反応ガスの流れの方向を示し、キャリアガスボン
ベ77からのアルゴンガスを、マスフローメータ78、
前記バルブ9、前述したいずれかの実施例によるバブラ
ー容器79、前記バルブ7を経由させ、ガス導入リング
80にあけた小孔を通して反応室62に導入する。
76 indicates the flow direction of the reaction gas, and argon gas from the carrier gas cylinder 77 is connected to the mass flow meter 78,
The gas is introduced into the reaction chamber 62 through the valve 9, the bubbler container 79 according to any of the embodiments described above, the valve 7, and a small hole made in the gas introduction ring 80.

放電室61における高温平衡または非平衡プラズマ81
からの活性種は、放電室61から反応室62の方向へ流
れ、反応室62に導入される。
High temperature equilibrium or non-equilibrium plasma 81 in discharge chamber 61
The activated species flow from the discharge chamber 61 toward the reaction chamber 62 and are introduced into the reaction chamber 62.

上記の如き構成を有する表面処理装置と、従来のバブラ
ー容器(例えば、φ150X300mm)を備えた表面
処理装置とを比較してみると、反応室62の成膜時の圧
力をQ、  7 Tor+ 、バブラー容器の温度を5
5° Cとして、1分間Sin、、の膜をSi基板に堆
積させて形成するという表面処理を試みた。その結果、
形成された薄膜の膜厚は、従来の装置では8000人、
本願の装置においては’+、 8000人となり、倍量
上の膜厚の差が生じた。このことは、本発明によるバブ
ラー容器によれば、バブリング時にキャリアガスとして
のアルゴンガスの移動距離が長くなり、アルゴンとTE
01との接触時間が長く、界面面積が十分にとれている
ために、所定の温度条件において有効に気化させること
ができ、原料ガス供給量を従来の装置に比べて安定した
状態で多くすることができることによるものと考えられ
る。
Comparing the surface treatment apparatus with the above configuration and the surface treatment apparatus equipped with a conventional bubbler container (for example, φ150 x 300 mm), it is found that the pressure during film formation in the reaction chamber 62 is Q, 7 Tor+, and the bubbler. Set the temperature of the container to 5
A surface treatment was attempted in which a film of Sin was deposited on a Si substrate at 5° C. for 1 minute. the result,
The thickness of the thin film formed was 8,000 people using conventional equipment;
In the apparatus of the present invention, the number of coats was +8,000, resulting in a difference in film thickness that was twice as large. This means that according to the bubbler container according to the present invention, the moving distance of argon gas as a carrier gas during bubbling becomes longer, and the argon and TE
Because the contact time with 01 is long and the interface area is sufficient, it can be effectively vaporized under specified temperature conditions, and the amount of raw material gas supplied can be stably increased compared to conventional equipment. This is thought to be due to the ability to

第7図は表面処理装置の第2の実施例を示す。FIG. 7 shows a second embodiment of the surface treatment apparatus.

この実施例では、03をTE01と反応させる装置構成
を示している。矢印91は03の供給方向を示し、図示
しないオゾナイザ−により03が供給される。反応室6
2に導入された03は、ガス吹出し板92にあけた小孔
を通して反応室62に導入される。その他の構成につい
ては第6図に示した実施例の構成と同じであるので、同
一部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。従
ってバブリング機構は、第6図の実施例の場合と同じで
あり、ガス導入リング80からTE01が導入され、反
応室62においてこのTE01と上記の03ガスとを反
応させる。
This example shows an apparatus configuration in which 03 is reacted with TE01. An arrow 91 indicates the direction in which 03 is supplied, and 03 is supplied by an ozonizer (not shown). Reaction chamber 6
2 is introduced into the reaction chamber 62 through a small hole made in the gas blowing plate 92. The rest of the structure is the same as that of the embodiment shown in FIG. 6, so the same parts are given the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted. Therefore, the bubbling mechanism is the same as in the embodiment shown in FIG. 6, and TE01 is introduced from the gas introduction ring 80, and this TE01 is caused to react with the above-mentioned 03 gas in the reaction chamber 62.

上記の如き03とTE01を反応させる装置構成の場合
、反応が遅く、基体70の表面での堆積速度が2000
人/m1nLかならない。従って、バブリング機構によ
るTE01の供給については安定性が要求される。
In the case of the apparatus configuration in which 03 and TE01 are reacted as described above, the reaction is slow and the deposition rate on the surface of the substrate 70 is 2000%.
It must be 1 person/m1nL. Therefore, stability is required for the supply of TE01 by the bubbling mechanism.

第8図に、第7図に示した本発明装置と、従来のバブリ
ング機構を備えた従来装置とを比較した、バブリング開
始後の反応室内の圧力変動のグラフを示す。このグラフ
によれば、従来のバブリング機構を用いた従来装置では
、TE01の熱伝導性が悪いためバブリングによる気化
熱で泡の出現する付近の温度が極端に下がり供給量が減
少していることが分かる。一方、本発明によるバブラー
容器を備えた装置では、lomin前後までは安定に供
給されていることが確認できる。
FIG. 8 shows a graph of pressure fluctuations in the reaction chamber after the start of bubbling, comparing the apparatus of the present invention shown in FIG. 7 with a conventional apparatus equipped with a conventional bubbling mechanism. According to this graph, in a conventional device using a conventional bubbling mechanism, due to the poor thermal conductivity of TE01, the temperature in the vicinity of where bubbles appear due to the heat of vaporization due to bubbling drops extremely, reducing the supply amount. I understand. On the other hand, in the device equipped with the bubbler container according to the present invention, it can be confirmed that the bubbler is stably supplied up to around lomin.

本発明によるバブリング機構や表面処理装置の他の応用
例としては、放電空間を用いるものに限定されない。液
体原料として、トリイソブチルアルミニウムや水素化ジ
メチルアルミニウムを用いた場合でも、基体の表面に安
定してアルミニウムの膜を作製することができる。また
、液体原料として六フッ化タングステンを用いた場合に
はタングステン膜を作製することができる。さらに液体
原料として四塩化炭素を用いた場合には安定したドライ
エツチングが可能となる。
Other application examples of the bubbling mechanism and surface treatment apparatus according to the present invention are not limited to those using a discharge space. Even when triisobutylaluminum or dimethylaluminum hydride is used as the liquid raw material, an aluminum film can be stably produced on the surface of the substrate. Further, when tungsten hexafluoride is used as the liquid raw material, a tungsten film can be produced. Furthermore, when carbon tetrachloride is used as the liquid raw material, stable dry etching becomes possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、次の効
果を奏する。
As is clear from the above description, the present invention provides the following effects.

バブリング機構において、バブラー容器をパイプ部材に
よって液体原料内のキャリアガスの移動距離が長くなる
ように螺旋形状または複数箇所折り曲げた形状に作製し
たため、界面面積が大きくなり、大流量の原料ガスを安
定した状態で発生することができる。さらにバブラー容
器の周囲に熱パンパを設け、バブラー容器内の液体原料
の温度条件を最適に維持し、バブリングによる大流量の
原料ガスの安定供給をさらに高める。また本発明による
バブリング機構を備えた表面処理装置では、安定して大
流量の原料ガスを供給されるため、再現性の良好な表面
処理を行うことができる。
In the bubbling mechanism, the bubbler container is made into a spiral shape or a shape bent at multiple points so that the moving distance of the carrier gas in the liquid raw material is increased by the pipe member, which increases the interfacial area and stabilizes the large flow rate of the raw material gas. It can occur in any situation. Furthermore, a thermal pump is provided around the bubbler container to maintain the optimum temperature condition of the liquid raw material inside the bubbler container, further increasing the stable supply of large flow rate raw material gas through bubbling. Further, in the surface treatment apparatus equipped with the bubbling mechanism according to the present invention, a large flow rate of raw material gas is stably supplied, so that surface treatment with good reproducibility can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係るバブリング機構の第1実施例を示
す構成図、第2図〜第5図はバブリング機構の他の実施
例の構成図、第6図は本発明に係る表面処理装置の第1
実施例を示す構成図、第7図は表面処理装置の他の実施
例を示す構成図、第8図は第7図に示した本発明による
表面処理装置と従来の装置とを比較するためのグラフ、
第9図は従来のバブリング機構を説明するための縦断面
図である。 〔符号の説明〕 1.21.79・・バブラー容器 2・・・・・・・・TE01 (液体原料)4・・・・
・・・・魔法瓶 5・・・・・・・・溶液溜め 10・・・・・・・ヒータ 31.41・・・・ブロック(熱バンパ)31a、41
a・・溝 32・・−・・−・マントルヒータ 12・・・・・・・熱電対 61・・・・・・・放電室 62・・・・・・・反応室 70・・・・・・・気体 71・・・・・・・気体ホルダ 出願人   日電アネルバ株式会社 代理人   弁理士   田宮寛祉
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the bubbling mechanism according to the present invention, FIGS. 2 to 5 are block diagrams of other embodiments of the bubbling mechanism, and FIG. 6 is a surface treatment apparatus according to the present invention. 1st of
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the surface treatment apparatus, and FIG. 8 is a block diagram showing the surface treatment apparatus according to the present invention shown in FIG. 7 and a conventional apparatus. graph,
FIG. 9 is a longitudinal sectional view for explaining a conventional bubbling mechanism. [Explanation of symbols] 1.21.79...Bubbler container 2...TE01 (Liquid raw material) 4...
...Thermos flask 5...Solution reservoir 10...Heater 31.41...Block (thermal bumper) 31a, 41
a... Groove 32... Mantle heater 12... Thermocouple 61... Discharge chamber 62... Reaction chamber 70... ...Gas 71... Gas holder applicant Nichiden Anelva Co., Ltd. agent Patent attorney Hiroki Tamiya

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内部が気密に保持され、所定の液体が収容される
バブラー容器と、このバブラー容器にキャリアガスを導
入するキャリアガス導入機構とを有し、前記液体を前記
キャリアガスでバブリングして気化させ、混合ガスを発
生するバブリング機構において、前記バブラー容器が、
螺旋形状に加工したパイプ部材で形成されることを特徴
とするバブリング機構。
(1) It has a bubbler container whose interior is kept airtight and stores a predetermined liquid, and a carrier gas introduction mechanism that introduces a carrier gas into the bubbler container, and bubbles the liquid with the carrier gas to vaporize it. In the bubbling mechanism that generates a mixed gas, the bubbler container includes:
A bubbling mechanism characterized by being formed of a pipe member processed into a spiral shape.
(2)内部が気密に保持され、所定の液体が収容される
バブラー容器と、このバブラー容器にキャリアガスを導
入するキャリアガス導入機構とを有し、前記液体を前記
キャリアガスでバブリングして気化させ、混合ガスを発
生するバブリング機構において、前記バブラー容器が、
複数箇所折り曲げた形状に加工したパイプ部材で形成さ
れることを特徴とするバブリング機構。
(2) It has a bubbler container whose interior is kept airtight and stores a predetermined liquid, and a carrier gas introduction mechanism that introduces a carrier gas into the bubbler container, and bubbles the liquid with the carrier gas to vaporize it. In the bubbling mechanism that generates a mixed gas, the bubbler container includes:
A bubbling mechanism characterized by being formed from a pipe member that is bent at multiple points.
(3)請求項1または2記載のバブリング機構において
、熱バンパを設け、前記バブラー容器を前記熱バンパに
組み付けるようにしたことを特徴とするバブリング機構
(3) The bubbling mechanism according to claim 1 or 2, wherein a thermal bumper is provided, and the bubbler container is assembled to the thermal bumper.
(4)請求項3記載のバブリング機構において、前記熱
バンパは、表面に前記バブラー容器の形状に対応した形
状の溝を有する所定の金属部材で形成されたブロックで
あり、このブロックの前記溝に前記バブラー容器を埋設
するようにしたことを特徴とするバブリング機構。
(4) In the bubbling mechanism according to claim 3, the heat bumper is a block formed of a predetermined metal member having a groove on its surface having a shape corresponding to the shape of the bubbler container, and the groove of the block A bubbling mechanism characterized in that the bubbler container is buried.
(5)表面に所定の処理が行われる基体と、この基体を
収容する反応室と、この反応室を排気する排気装置と、
前記基体の温度を調整する温度調整機構と、前記反応室
の内部に所定の液体を気化して導入する請求項1〜4の
いずれか1項に記載されたバブリング機構とを備えて成
ることを特徴とする表面処理装置。
(5) a substrate whose surface is subjected to a predetermined treatment, a reaction chamber that accommodates the substrate, and an exhaust device that exhausts the reaction chamber;
A temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the substrate, and a bubbling mechanism according to any one of claims 1 to 4 for vaporizing and introducing a predetermined liquid into the reaction chamber. Characteristic surface treatment equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08153708A (en) * 1994-11-29 1996-06-11 Nec Corp Method and device for etching
JP2011089163A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Furukawa Electric Co Ltd:The Vaporizer, vaporization method, and cvd device
US8170404B2 (en) 2004-05-20 2012-05-01 Akzo Nobel N.V. Bubbler for constant vapor delivery of a solid chemical
WO2014022219A1 (en) * 2012-07-30 2014-02-06 William Kimmerle Chemical precursor bubbler

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