JPH10135197A - 液体原料の気化方法及び装置 - Google Patents

液体原料の気化方法及び装置

Info

Publication number
JPH10135197A
JPH10135197A JP26092897A JP26092897A JPH10135197A JP H10135197 A JPH10135197 A JP H10135197A JP 26092897 A JP26092897 A JP 26092897A JP 26092897 A JP26092897 A JP 26092897A JP H10135197 A JPH10135197 A JP H10135197A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
liquid
particles
atomized
charged
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.)
Pending
Application number
JP26092897A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenao Suzuki
秀直 鈴木
Kuniaki Horie
邦明 堀江
Tsutomu Nakada
勉 中田
Takeshi Murakami
武司 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP26092897A priority Critical patent/JPH10135197A/ja
Publication of JPH10135197A publication Critical patent/JPH10135197A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4486Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by producing an aerosol and subsequent evaporation of the droplets or particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 霧化した液体原料の粒子を加熱体の表面に効
率良く導いて、高い気化効率を得るとともに、気化工程
における原料の析出を防いで安定に稼働する気化方法及
び装置を提供する。 【解決手段】 化学気相成長等に用いる液体原料の気化
方法において、帯電した液体原料の霧化粒子Mを生成
し、帯電した霧化粒子Mを電界から受ける力により原料
加熱体14に導き、これに静電気的吸着力によって吸着
させて加熱気化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液体を原料
とする薄膜気相成長装置に用いる気化装置に係り、特
に、チタン酸バリウム/ストロンチウム等の高誘電体あ
るいは強誘電体薄膜材料を気化させるのに好適な液体原
料気化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体産業における集積回路の集
積度の向上はめざましく、現状のメガビットオーダか
ら、将来のギガビットオーダを睨んだDRAMの研究開
発が行われている。かかるDRAMの製造のために必要
な大容量素子の製造に用いる誘電体薄膜として、誘電率
が10以下であるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、誘
電率が20程度である五酸化タンタル(Ta25 )薄膜
に替わって、誘電率が300程度であるチタン酸バリウ
ム(BaTiO3 )、あるいはチタン酸ストロンチウム
(SrTiO3 )又はこれらの混合物であるチタン酸バリ
ウムストロンチウム等の金属酸化物薄膜材料が有望視さ
れている。また、更に誘電率が高いPZT、PLZT、
Y1等の強誘電体の薄膜材料も有望視されている。
【0003】このような素材の成膜を行なう方法とし
て、化学気相成長(CVD)が有望とされており、この
場合、反応槽内で原料ガスを被成膜基板に安定的に供給
する必要がある。原料ガスは、常温で固体のBa(DP
M)2 ,Sr(DPM)2 などを液状化し、さらに気化
特性を安定化するために有機溶剤(例えばTHFなど)
を混合させたものを加熱して気化するようにしている。
【0004】このような気化を行なう装置として、液体
原料をスプレーノズルや超音波振動子によって一旦霧化
し、これを高温度領域に送ってガス化する技術が知られ
ており、これには、真空中で霧化した液体原料を、原料
加熱板に囲まれた気化室を通過させるもの、霧化原料と
加熱部との接触面積を増加させて気化効率を向上させる
ために、霧化原料を加熱した多孔質体中を通過させて気
化するもの等がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な高誘電体あるいは強誘電体の原料ガスを安定的に気化
させるのは非常に困難である。これは、これらの原料
の気化温度と分解温度が接近している、原料の気化温
度と有機溶剤の気化温度に差がある、蒸気圧が非常に
低い、などの理由による。
【0006】しかしながら、上記のような従来の技術に
おいては、霧化した原料は、気化した原料ガス自身やキ
ャリヤガス(霧化粒子を同伴するためのガス)の流れに
乗ってしまうので、流路を狭くしても加熱体の表面に到
達しにくく、伝熱効率、ひいては気化効率が悪い。ま
た、この結果として、液体原料が原料と溶剤の気化温度
の中間の温度に長時間滞在して溶剤だけが気化してしま
い、原料が析出したり濃度が不均一になるなどという不
具合も発生する。
【0007】本発明は、このような課題に鑑み、霧化し
た液体原料の粒子を加熱体の表面に効率良く導いて、高
い気化効率を得るとともに、気化工程における原料の析
出を防いで安定に稼働する気化方法及び装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、化学気相成長等に用いる液体原料の気化方法におい
て、帯電した液体原料の霧化粒子を生成し、該帯電した
霧化粒子を電界から受ける力により原料加熱体に導き、
これに静電気的吸着力により吸着させて加熱気化させる
ことを特徴とする液体原料の気化方法である。
【0009】これにより、液体原料の霧化粒子は、電界
から受ける力によってキャリアガスや原料ガスの流れと
は別に選択的に原料加熱体に向けて移動させられ、これ
に静電気的吸着力により吸着される。従って、ガスの流
れに乗って下流に搬出されてしまう比率が減少し、効率
的にかつ迅速に気化される。また、帯電した霧化粒子は
互いに反発しあうので、原料加熱体の広い範囲の表面に
分散して加熱され、原料加熱体の加熱面を有効に利用し
た加熱がなされる。
【0010】請求項2に記載の発明は、霧化器によって
霧化粒子を生成し、これに放電により発生する荷電粒子
を衝突させることによって帯電霧化粒子を生成すること
を特徴とする請求項1に記載の液体原料の気化方法であ
る。請求項3に記載の発明は、液体原料をノズル先端に
導入し、ノズルと原料加熱体との間に高電圧をかけるこ
とによって起こる静電霧化現象を用いて帯電霧化粒子を
生成することを特徴とする請求項1に記載の液体原料の
気化方法である。
【0011】請求項4に記載の発明は、化学気相成長等
に用いる液体原料の気化装置において、帯電した液体原
料の霧化粒子を生成する手段と、該原料の気化温度以上
に加熱された原料加熱体と、該帯電した霧化粒子を電界
から受ける力により原料加熱体に導く手段とを有するこ
とを特徴とする液体原料の気化装置である。
【0012】請求項5に記載の発明は、前記の帯電霧化
粒子生成手段は、霧化器と、該霧化器によって霧化され
た粒子の流れの中に配置された先端の尖った電極と、該
先端のとがった電極と原料加熱体との間に高電圧をかけ
て放電を起こさせる手段とを有することを特徴とする請
求項4に記載の液体原料の気化装置である。
【0013】請求項6に記載の発明は、前記帯電霧化粒
子生成手段は、液体原料ノズルと、該液体原料ノズルと
原料加熱体との間に高電圧をかけてノズル内の液体原料
を帯電させ、静電霧化現象を起こさせる手段を有するこ
とを特徴とする請求項4に記載の液体原料の気化装置で
ある。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の液体原料気化装
置の第1の実施の形態を示す。これは、導電性材質から
なる容器10により、気密の気化室12が形成されてい
るもので、原料加熱体である容器10の壁14はオイル
等の熱媒体を流通させるジャケット16により液体原料
の気化温度以上の所定温度に維持されている。容器10
の側面の底部近傍には排気孔18が開口しており、これ
は、通常、成膜装置等を介して真空源であるポンプに繋
げられている。
【0015】容器10の天板20には、液体原料を霧化
して気化室12内に噴霧するための霧化部22が設けら
れている。この霧化部22は、下側が気化室12に開口
する絶縁性の筒状体24の上部に、霧化器26及びキャ
リアガス導入口28が設けられて構成されている。霧化
器26は、超音波振動子と液体ノズルが一体になった周
知のものであり、流量制御手段を介して液体原料供給源
に繋げられ、また、キャリアガス導入口28はAr,N
2 ガス等の不活性ガス源に繋げられている。
【0016】気化室12を構成する容器10は電気的に
接地されている。筒状体24の出口付近には、高電圧が
印加される先の尖った電極30が、先端部を気体流れに
平行にして挿入されている。この電極30は、気密維持
ができる真空装置用導入端子32を用いて、外部大気中
の高電圧電源34と接続され、これは数十から百kVを
印加することができる。
【0017】次に、上記のように構成された気化装置の
作用を説明する。筒状体24の内部には、霧化器26に
よって霧化された液体原料が霧化粒子Mとなって供給さ
れ、また、導入口28からArガス、N2 ガス等のキャ
リアガスが供給される。先端電極30と接地された原料
加熱体14との間には、数十から百kVの高電圧が印加
されており、従って、キャリアガスを媒体として、コロ
ナ放電が起こる。この放電により生じたキャリアガス分
子のイオン(例えばArイオン)は、霧化粒子Mに衝突
し、従って霧化粒子も帯電状態となる。帯電した霧化粒
子は、電界から力を受け、接地された原料加熱体14に
向かって加速される。従って、ほとんどの霧化粒子M
は、N2 ガス,Arガスに同伴されずに、原料加熱体1
4に到達する。
【0018】荷電した霧化粒子は原料加熱体14に到達
しても、電荷を全く失うのではなく、一部残した状態に
あるため、荷電した粒子と加熱体14との間に働く静電
気的吸着力(影像力)によって吸着され、加熱体14の
表面に押し付けられる。この押し付け力により、霧化粒
子と原料加熱体14との接触面積が増えるので、この間
の伝熱効率が良くなって瞬時に気化が行われる。
【0019】なお、熱媒体は(図示していないが)、少
なくともヒータ等の加熱手段とポンプ等の抽送手段を有
する熱媒体循環ユニットによって気化装置のジャケット
16内を循環している。熱媒体の温度制御のための温度
センサは外部の配管に設けてもよいし、本気化装置のジ
ャケット16内に直接設けてもよい。
【0020】図2は、この発明の第2の実施の形態を示
すもので、容器10は絶縁性素材から構成され、原料加
熱体として、間に微小な隙間42を持つ多層平板40を
用いた例である。多層平板40は中心部にオイル流路4
4が確保されている導電性の平板46が0.3mm以下の
間隔で積層された構造となっており、平板46表面の温
度はオイルの温度とほぼ同じ温度になっている。この隙
間42が気体流路を構成しており、各平板46は上端面
48が断面半円形になっているので、気体流路42の上
側開口部は上に向かって広がって形成されている。ま
た、流路42の下側開口部は下側空間50を介して排気
孔18に繋げられている。
【0021】この実施の形態では、帯電した霧化粒子M
は、電界から受ける力により原料加熱体である平板46
に向かって加速され、平板の上端面48に到達して付着
する。付着した霧化粒子は、平板46からの伝熱により
瞬時に加熱気化され、気化ガスとして下流側の成膜室へ
運ばれる。この場合、平板46の上端面48が半円形の
断面であるので、加熱面積が広くなっているとともに、
気化ガスの流路42への流入を円滑にしている。なお、
流路42の幅は一定でなく、下流に向かって狭めるよう
にしてもよい。
【0022】図3は、図1の実施の形態における霧化部
22の構造を、超音波振動ではなく、静電霧化を用いる
ように変えたものである。ここでは、静電霧化を行うた
めに、液体原料を通すための絶縁物のパイプ60の先に
導電体のノズル62を該絶縁物で支持する構造としてい
る。容器10の側壁の排気孔18に対向する位置には、
キャリアガス導入口19が設けられている。
【0023】このような構成においては、絶縁物のパイ
プ60に液体原料を導入すると、ノズル先端出口に液面
が現れる。続いてノズル62と接地面である底板(原料
加熱体)64との間に数kV〜数10kVの直流または
交流の高電圧をかけると、液体自身が帯電する。ノズル
62の出口には強い電界が形成されているため、出口の
液体は電界から力を受け、この電気力が液体の表面張力
を超えると、液体は不安定になって分裂して霧化粒子M
を生成する。
【0024】ちなみに電界の強さを変えることによって
数100μm〜数μmの帯電した霧化粒子を生成するこ
とができる。この霧化粒子Mは、図1と同様の過程で効
率良く加熱気化される。なお、図4は、図2の上部構造
を静電霧化を用いる型に変えた実施の形態を示すもので
あるが、作用は上記と同じであるので、説明を省く。
【0025】
【発明の効果】本発明は、帯電した液体原料の霧化粒子
を生成し、電気的に原料加熱体に引き込み、吸着させて
加熱気化させる構成としたことによって、原料加熱体に
到達しない霧化粒子の気化室外への流出を防止して、霧
化粒子と原料加熱体との伝熱効率を向上させ、その結
果、安定した効率の良い気化を行なうことができるとい
う優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態の気化装置を示す
断面図である。
【図2】この発明の第2の実施の形態の気化装置を示す
断面図である。
【図3】この発明の第3の実施の形態の気化装置を示す
断面図である。
【図4】この発明の第4の実施の形態の気化装置を示す
断面図である。
【符号の説明】
10 容器 12 気化室 14 壁(原料加熱体) 16 ジャケット 26 霧化器 30 電極 34 高電圧電源 42 隙間(気体流路) 40 多層平板(原料加熱体) 62 ノズル 64 底板(原料加熱体) M 霧化粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 武司 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学気相成長等に用いる液体原料の気化
    方法において、 帯電した液体原料の霧化粒子を生成し、該帯電した霧化
    粒子を電界から受ける力により原料加熱体に導き、これ
    に静電気的吸着力により吸着させて加熱気化させること
    を特徴とする液体原料の気化方法。
  2. 【請求項2】 霧化器によって霧化粒子を生成し、これ
    に放電により発生する荷電粒子を衝突させることによっ
    て帯電霧化粒子を生成することを特徴とする請求項1に
    記載の液体原料の気化方法。
  3. 【請求項3】 液体原料をノズル先端に導入し、ノズル
    と原料加熱体との間に高電圧をかけることによって起こ
    る静電霧化現象を用いて帯電霧化粒子を生成することを
    特徴とする請求項1に記載の液体原料の気化方法。
  4. 【請求項4】 化学気相成長等に用いる液体原料の気化
    装置において、 帯電した液体原料の霧化粒子を生成する手段と、該原料
    の気化温度以上に加熱された原料加熱体と、該帯電した
    霧化粒子を電界から受ける力により原料加熱体に導く手
    段とを有することを特徴とする液体原料の気化装置。
  5. 【請求項5】 前記の帯電霧化粒子生成手段は、霧化器
    と、該霧化器によって霧化された粒子の流れの中に配置
    された先端の尖った電極と、該先端のとがった電極と原
    料加熱体との間に高電圧をかけて放電を起こさせる手段
    とを有することを特徴とする請求項4に記載の液体原料
    の気化装置。
  6. 【請求項6】 前記帯電霧化粒子生成手段は、液体原料
    ノズルと、該液体原料ノズルと原料加熱体との間に高電
    圧をかけてノズル内の液体原料を帯電させ、静電霧化現
    象を起こさせる手段を有することを特徴とする請求項4
    に記載の液体原料の気化装置。
JP26092897A 1996-09-09 1997-09-09 液体原料の気化方法及び装置 Pending JPH10135197A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26092897A JPH10135197A (ja) 1996-09-09 1997-09-09 液体原料の気化方法及び装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26026296 1996-09-09
JP8-260262 1996-09-09
JP26092897A JPH10135197A (ja) 1996-09-09 1997-09-09 液体原料の気化方法及び装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10135197A true JPH10135197A (ja) 1998-05-22

Family

ID=26544529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26092897A Pending JPH10135197A (ja) 1996-09-09 1997-09-09 液体原料の気化方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10135197A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000299296A (ja) * 1999-04-13 2000-10-24 Hyundai Electronics Ind Co Ltd 半導体素子の銅金属配線形成方法
KR100322411B1 (ko) * 2000-01-29 2002-03-18 손명호 액체원료 기화장치
JP2003514992A (ja) * 1999-11-18 2003-04-22 東京エレクトロン株式会社 低蒸気圧液体供給源からcvd室まで前駆体蒸気を運搬する装置及び方法
JPWO2020213104A1 (ja) * 2019-04-17 2020-10-22

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000299296A (ja) * 1999-04-13 2000-10-24 Hyundai Electronics Ind Co Ltd 半導体素子の銅金属配線形成方法
JP2003514992A (ja) * 1999-11-18 2003-04-22 東京エレクトロン株式会社 低蒸気圧液体供給源からcvd室まで前駆体蒸気を運搬する装置及び方法
KR100322411B1 (ko) * 2000-01-29 2002-03-18 손명호 액체원료 기화장치
JPWO2020213104A1 (ja) * 2019-04-17 2020-10-22
WO2020213104A1 (ja) * 2019-04-17 2020-10-22 株式会社Welcon 気化器およびその製造方法
US11885017B2 (en) 2019-04-17 2024-01-30 Welcon Inc. Vaporizer and method for manufacture thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5344676A (en) Method and apparatus for producing nanodrops and nanoparticles and thin film deposits therefrom
US6349668B1 (en) Method and apparatus for thin film deposition on large area substrates
KR100344967B1 (ko) 플라즈마처리방법및플라즈마처리장치
US6271498B1 (en) Apparatus for vaporizing liquid raw material and method of cleaning CVD apparatus
US5229171A (en) Apparatus and method for uniformly coating a substrate in an evacuable chamber
US6800333B2 (en) Method of depositing in situ a solid film on a substrate
WO2011137127A1 (en) Vaporizing or atomizing of electrically charged droplets
US6475571B1 (en) Method of producing thin resin films
JP2002526907A (ja) 薄膜のミスト状付着を行うための方法及び装置
JPS6369555A (ja) 静電噴霧コ−ティングヘッドおよびそれを用いたコ−ティング方法
JPH11111644A (ja) 気化供給装置
JPH0254764A (ja) 基板を絶縁体で被覆する装置
JP5589750B2 (ja) 質量分析装置用イオン化装置及び該イオン化装置を備える質量分析装置
CN107075676B (zh) 针对成膜装置的气体喷射装置
JP3893177B2 (ja) 気化装置、cvd装置及び薄膜製造方法
US6050217A (en) Parallel plate plasma CVD apparatus
JP4598237B2 (ja) 静電霧化式イオン化装置および方法並びに荷電粒子搬送式イオン化装置および方法
EP0828012B1 (en) Method for vaporizing liquid feed and vaporizer therefor
JPH10135197A (ja) 液体原料の気化方法及び装置
KR20010032205A (ko) 박막의 안개화퇴적방법 및 장치
WO2009041774A2 (en) Electrospray vaporizer
JPH1112740A (ja) 液体原料の気化装置およびそれを備えるcvd装置のクリーニング方法
KR100507838B1 (ko) 독립전위 가드판을 갖는 정전분무장치 및 그 방법
KR100840783B1 (ko) 전구체 기화 방법 및 장치, 및 이를 이용한 유전막 형성방법
JP2001353454A (ja) 成膜方法、有機el素子の製造方法及び成膜装置