JPH10140356A

JPH10140356A - 気化装置及びｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH10140356A
Application number: JP30011896A
Authority: JP
Inventors: Michihito Ueda; 路人上田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1996-11-12
Publication date: 1998-05-26
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JP3893177B2

Abstract

(57)【要約】【課題】経時変化を伴わず且つ安定した気化原料を生
成できるようにし、汎用的で高品質な成膜ができるよう
にする。【解決手段】気化装置１０Ａは液体原料１１を収納す
る液体原料容器１２と、液体原料１１を加熱手段２１で
加熱して気化させることにより液体原料１１から気化原
料１３を生成する気化器１４とを備えている。液体原料
容器１２の底面下部には、液体原料１１の液面を超音波
１５で振動させることにより液体原料１１から微粒子状
の液滴１６を液体原料１１の液面に生じさせる超音波発
振器１７が設けられている。液体原料容器１２の上部に
は、液滴１６が混合された搬送用ガス１８を液体原料容
器１２から搬出する搬出管２０が設けられている。気化
器１４には、該気化器１４によって気化された気化原料
１３を反応炉５０に搬送する気化原料搬送管２２が気化
器１４の搬出側の開口端に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学気相成長（以
下、ＣＶＤと略記する。）法を用いて種々の薄膜を形成
する薄膜形成装置、特に、液体原料を気化して薄膜形成
装置に供給する気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高密度かつ高集
積化は急速な進展を見せており、例えば、ダイナミック
ランダムアクセスメモリ（＝ＤＲＡＭ）に代表される半
導体メモリにおいてもその集積度は向上の一途にある。
しかしながら、ＤＲＡＭにおいて各セルに蓄積される電
荷量は集積度によらずほぼ一定の値を維持する必要があ
る。従来のＤＲＡＭは、容量膜であるシリコン酸化膜の
膜厚を薄くすることなどにより電荷量を一定値に維持し
ていたが、薄膜化が限界に近づいているため、異なるア
プローチによって容量の確保を行なう必要がでてきた。
この対策として、容量膜に高誘電率の材料を用いる動き
がある。例えば、１ＧｂｉｔのＤＲＡＭにおいては比誘
電率が２５程度の酸化タンタルを用いることが有力視さ
れ、１Ｇｂｉｔを越えるＤＲＡＭについては比誘電率が
数１００以上のチタン酸バリウムストロンチウム（＝Ｂ
ＳＴ）やチタン酸ジルコン酸鉛（＝ＰＺＴ）を用いるこ
とが有力視されている。

【０００３】一般に、ＤＲＡＭの基板上の段差部を有す
るキャパシタ用電極上にＢＳＴやＰＺＴの容量膜を形成
するには、カバレッジが良好なＣＶＤ法を用いるのが最
も有効である。以前はβ−ジケトン系のジピバロイルメ
タン（＝ＤＰＭ）等を配位させた金属錯体材料を昇華さ
せることによりＢＳＴやＰＺＴの原料ガスを得ていた。
近年、原料ガスの供給を安定して行なえるため、これら
の金属錯体材料を溶媒に溶解し、その溶液を気化させる
ことにより原料ガスを得る方法が主流となりつつある。

【０００４】このような、従来の溶液気化方式のＣＶＤ
装置の例として特開平７−９４４２６に開示されている
ＣＶＤ装置が挙げられる。

【０００５】以下、従来の溶液気化方式のＣＶＤ装置を
図面を参照しながら説明する。

【０００６】図６は従来のＣＶＤ装置の構成断面図であ
る。図６に示すように、本ＣＶＤ装置は大別して、気化
原料を生成する気化器１０１と該気化器１０１から供給
される気化原料を加熱して反応させる反応炉１５０とに
より構成されている。

【０００７】液体原料を気化させる気化室１０２を有す
る気化器１０１には、気化室１０２の周囲の壁材の内部
に該気化器１０１を所定温度に加熱するヒータ１０３が
埋設されている。さらに、気化器１０１には、気化室１
０２において生成された気化原料を反応炉１５０に搬送
する希釈ガスを気化室１０２に高速に流入させるための
先細の絞り部１０４ａをその先端部に有するテーパ状細
管１０４と、気化室１０２において生成された気化原料
を反応炉１５０に供給する原料ガス輸送管１０５とが接
続されている。気化室１０２における原料ガス輸送管１
０５の開口部付近には気化原料に混入する異物をろ過す
るフィルター１０６が設けられている。原料ガス輸送管
１０５の周囲には、所定温度よりも低下することにより
生じる気化原料の再結露を防止するために所定温度に保
つ保温用ヒータ１０７が所定間隔を空けたらせん状に設
けられている。

【０００８】テーパ状細管１０４の上流端は希釈ガスの
流量を調節する希釈ガス供給器１１０に接続されてい
る。また、テーパ状細管１０４の内部には、液体原料を
気化室１０２に供給する液体原料供給管１１１がテーパ
状細管１０４の中心部を軸線方向に延びるように設けら
れている。液体原料供給管１１１の下流端はテーパ状細
管１０４の絞り部１０４ａの下流端にノズル１１１ａと
して開口しており、液体原料供給管１１１の上流端は、
テーパ状細管１０４の上流端の近傍においてテーパ状細
管１０４の径方向の外向きに屈曲して該テーパ状細管１
０４の側面を内側から外側に貫通し、液体原料の流量を
調節する液体原料供給器１１２に接続されている。液体
原料供給器１１２の上流側は液体原料を収容する原料容
器１１３に接続されている。原料容器１１３に上部には
液体原料供給器１１２に液体原料を圧送する圧送ガス管
１１４が接続されている。

【０００９】反応炉１５０の内部には、基板１５１を保
持する基板保持台１５２が設けられ、反応炉１５０の側
壁には反応路１５０を加熱する反応炉加熱手段１５３が
設けられ、反応炉１５０の上部には気化原料と反応させ
る反応ガスを反応炉１５０内に供給する反応ガス輸送管
が設けられている。

【００１０】以下、前記のように構成された従来のＣＶ
Ｄ装置の動作を説明する。

【００１１】まず、原料容器１１３内の液体原料は、圧
送ガス管１１４を通って送られてくる圧送ガスによって
加圧され、加圧された状態の液体原料は液体原料供給器
１１２によって流量が調節された後、液体原料供給管１
１１を通ってノズル１１１ａの先端にまで送られる。

【００１２】一方、希釈ガス供給器１１０により流量が
調節された希釈ガスはテーパ状細管１０４に送られ、該
テーパ状細管１０４の先端部の絞り部１０４ａにおいて
希釈ガスはその流速を速める。その結果、流速が速い希
釈ガスによってノズル１１１ａの先端から出る液体原料
は細かな液滴となり気化器１０１の気化室１０２内に噴
射される。気化器１０１は加熱ヒータ１０３により例え
ば２００℃に加熱されているため、噴射された液滴より
なる液体原料は気化室１０２の内壁に触れたり、又は内
壁の輻射熱によって気化する。気化した原料ガスはフィ
ルター１０６を通過し、再結露を防止する保温用ヒータ
１０７により保温された原料ガス輸送管１０５を通って
反応炉１５０に供給される。

【００１３】なお、フィルター１０６は、気化室１０２
において十分に気化しなかった液体原料の微粒子や、固
化してしまった粒子を再蒸発させたりトラップしたりす
るために設けられている。反応炉１０５の側壁も気化さ
れた原料が結露するのを防止する反応炉加熱手段１５３
によって所定温度に設定されている。また、例えば酸化
剤としての酸素ガスが原料ガス輸送管１０５とは別系統
の反応ガス輸送管１５４を通して反応炉１５０に供給さ
れる。これにより、基板保持台１５２の基板保持面に成
膜を行なう基板１５１を載置し、原料ガス分解温度以上
に基板１５１を昇温すると、基板１５１の表面上で原料
ガスの分解と酸化とが同時に進行するため、基板１５１
の表面に酸化物薄膜が成膜される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のＣＶＤ装置は、液体原料供給管１１１及びそのノズ
ル１１１ａに液体原料を供給することにより該液体原料
を細かな液滴としているため、装置停止時に、ノズル１
１１ａに至る配管に残留する液体原料の変質や析出によ
る目詰まりを防止する必要がある。従って、装置停止ご
とに残留液体原料を除去する手順を経る必要があり、装
置の運用に煩雑さを生じるだけでなく、目詰まり除去に
専用の配管を設ける必要があるなど、装置構成が複雑に
なるという問題を有していた。

【００１５】また、気化器１０１による液体原料の微粒
化には限界があり、また細管から出る液体を高速の気流
によって液滴を生成するという原理上、比較的径が大き
な液滴が生じるなど、その気化される原料は不均一さを
伴わざるを得なかった。このため、十分に気化せず気化
器を通過する液体原料が存在する一方で、逆に過熱され
ることにより固体成分が析出してしまうことになる。こ
れに対処するため、フィルター１０６を設けてこれらの
液体原料や固体成分を除去しているが、フィルター１０
６を設けたために該フィルター１０６を定期的に交換す
る必要が生じ、装置の連続運用ができないという問題を
有していた。また、フィルター１０６はその運用の状況
に応じて該フィルター１０６を通過する気化原料の流量
に変化が生じるため、結果として気化原料の供給量に経
時的な変化を引き起こすので、実際の成膜にあたっては
経験に頼る部分が大きくなり、汎用的なＣＶＤ装置とし
て利用できないという問題を有していた。

【００１６】本発明は、前記従来の問題を一挙に解決
し、経時変化を伴わず且つ安定した気化原料を生成でき
るようにし、汎用的で高品質な成膜ができるようにする
ことを目的とする。

【００１７】

【課題を解決する手段】前記の目的を達成するため、本
発明は、液体原料の液面を超音波で振動させることによ
り、液体原料の液面から径がそろい且つ極めて細かな微
粒子状の液滴を生じさせ、該液滴を加熱して気化原料と
するものである。

【００１８】具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、気化装置を、液体原料を収納する液体原料容器と、
前記液体原料容器に設けられ、前記液体原料の液面を超
音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子
状の液滴を前記液面に生じさせる超音波発振器と、前記
液滴と混合され該液滴を搬送するための搬送用ガスを前
記液体原料容器内に供給する搬送用ガス供給管と、前記
液体原料容器内で前記搬送用ガスに混合された前記液滴
を搬送しながら加熱手段で加熱して気化することにより
気化原料を生成すると共に、生成された気化原料を搬送
する気化原料搬送管とを備えている構成とするものであ
る。

【００１９】請求項１の構成により、液体原料容器に設
けられた超音波発振器が、液体原料の液面を超音波で振
動させることにより、液体原料から微粒子状の液滴を液
体原料の液面に生じさせるため、微粒子状の液滴の径が
ほぼ均一になるので、径が大き過ぎるために気化部にお
いて液滴が気化されずに液体のまま残ったり、径が小さ
過ぎるために個体成分が析出したりすることがない。こ
れにより、加熱手段によって気化される際に生成される
気化原料が均一となる。従って、気化原料に混入する異
物がなくなるので、気化原料の通路に異物をろ過するフ
ィルターが不要となる。また、細管に液体原料を流さな
いため、細管が目詰まりを起こすことがない。

【００２０】請求項２の発明は、請求項１の構成に、前
記気化原料搬送管に設けられ、該気化原料搬送管を搬送
される前記気化原料が凝縮しないように該気化原料を保
温する保温手段をさらに備えている構成を付加するもの
である。

【００２１】請求項３の発明は、請求項１の構成に、前
記超音波発振器は前記液体原料容器の底部に設けられて
いる構成を付加するものである。

【００２２】請求項４の発明は、請求項１の構成に、前
記気化原料搬送管の内部に設けられ、該気化原料搬送管
の内壁面に付着する前記液滴が前記液体原料に混入する
ことを防止する混入防止手段をさらに備えている構成を
付加するものである。

【００２３】請求項５の発明は、請求項４の構成に、前
記混入防止手段は、前記気化原料搬送管の内径が部分的
に拡大している拡大部と、前記拡大部に設けられ、頂点
が搬送方向に位置し且つ周端部が前記拡大部における前
記気化原料搬送管の内壁面よりも外側に位置する円錐状
体とを有している構成を付加するものである。

【００２４】請求項６の発明は、請求項１の構成に、前
記気化原料搬送管内を搬送される前記液滴が前記加熱手
段により加熱される前に気化しないよう前記液滴を冷却
する冷却手段をさらに備えている構成を付加するもので
ある。

【００２５】請求項７の発明は、請求項６の構成に、前
記冷却手段は前記液滴を室温程度に冷却する構成を付加
するものである。

【００２６】請求項８の発明が講じた解決手段は、気化
装置を、液体原料及び搬送用ガスが供給され、供給され
た液体原料の液面を超音波発信器が発する超音波で振動
させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を
前記液面に生じさせる液滴生成手段と、前記液滴生成手
段から前記液滴と混合された搬送用ガスが供給され、供
給された液滴を加熱して気化することにより気化原料を
生成する気化原料生成手段とを備えている構成とするも
のである。

【００２７】請求項８の構成により、液滴生成手段に設
けられている超音波発振器が出力する超音波を用いて、
液滴生成手段に供給される液体原料の液面を超音波で振
動させることにより、液体原料から微粒子状の液滴を液
体原料の液面に生じさせるため、微粒子状の液滴の径が
均一になるので、径が大き過ぎるために気化原料生成手
段において液滴が気化されずに液体のまま残ったり、径
が小さ過ぎるために個体成分が析出したりすることがな
い。これにより、気化原料生成手段において生成される
気化原料が均一となる。従って、気化原料に混入する異
物がなくなるので、気化原料の通路に異物をろ過するフ
ィルターが不要となる。また、細管に液体原料を流さな
いため、細管が目詰まりを起こすことがない。

【００２８】請求項９の発明は、請求項８の構成に、前
記液滴生成手段と前記気化原料生成手段とは一体化され
ている構成を付加するものである。

【００２９】請求項９の構成により、液滴生成手段と気
化原料生成手段とが一体化されているため、構成が簡単
になると共に装置のメンテナンスもさらに容易になる。

【００３０】請求項１０の発明は、請求項９の構成に、
前記気化原料生成手段の底面が前記液滴生成手段の底面
よりも高く設定されている構成を付加するものである。

【００３１】請求項１０の構成により、気化原料生成手
段の底面が液滴生成手段の底面よりも高く設定されてい
るため、気化原料に液滴が混入することを防ぐことがで
きる。

【００３２】請求項１１の発明が講じた解決手段は、Ｃ
ＶＤ装置を、請求項１に記載の気化装置と、前記気化装
置の前記気化原料搬送管の搬出側と接続され、該気化原
料搬送管により搬送されてきた前記気化原料を加熱して
反応させる反応炉と、前記反応炉の内部に設けられ、基
板を保持する基板保持台と、前記反応炉に設けられ、該
反応路を加熱する反応炉加熱手段とを備えている構成と
するものである。

【００３３】請求項１１の構成により、請求項１に記載
の気化装置を備えているため、該気化装置から均質で且
つ安定した気化原料が供給される。

【００３４】請求項１２の発明は、請求項１１の構成
に、前記基板保持台は、前記基板を所定の温度に加熱す
る基板加熱手段を有している構成を付加するものであ
る。

【００３５】請求項１３の発明は、請求項１１の構成
に、前記気化原料と反応する反応ガスを前記反応炉内に
供給する反応ガス供給管をさらに備えている構成を付加
するものである。

【００３６】請求項１４の発明は、請求項１３の構成
に、前記反応ガス供給管から供給される前記反応ガスは
Ｏ₂,ＮＯ，Ｎ₂Ｏ及びＯ₃のうちの少なくとも１つを含む
構成を付加するものである。

【００３７】請求項１５の発明が講じた解決手段は、Ｃ
ＶＤ装置を、反応炉と、前記反応炉の内部に設けられて
おり、請求項８に記載の気化装置を有し、該気化装置に
より液体原料から気化原料を生成する気化原料生成部
と、前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料
生成部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上
の基板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成
膜部とを備えている構成とするものである。

【００３８】請求項１５により、気化原料生成部に請求
項８に記載の気化装置を有しているため、該気化原料生
成部から均質で且つ安定した気化原料が供給される。

【００３９】請求項１６の発明は、請求項１５の構成
に、前記気化原料生成部における前記液滴生成手段は、
前記液体原料が前記気化原料生成手段により加熱される
前に気化しないよう前記液体原料を冷却する冷却手段を
有している構成を付加するものである。

【００４０】請求項１７の発明が講じた解決手段は、Ｃ
ＶＤ装置を、反応炉と、前記反応炉の内部に設けられて
おり、請求項９に記載の気化装置を有し、該気化装置に
より液体原料から気化原料を生成する気化原料生成部
と、前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料
生成部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上
の基板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成
膜部とを備えている構成とするものである。

【００４１】請求項１７により、気化原料生成部に請求
項９に記載の気化装置を有しているため、該気化原料生
成部から均質で且つ安定した気化原料が供給される。

【００４２】請求項１８の発明が講じた解決手段は、Ｃ
ＶＤ装置を、反応炉と、前記反応炉の内部に設けられて
おり、請求項１０に記載の気化装置を有し、該気化装置
により液体原料から気化原料を生成する気化原料生成部
と、前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料
生成部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上
の基板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成
膜部とを備えている構成とするものである。

【００４３】請求項１８により、気化原料生成部に請求
項１０に記載の気化装置を有しているため、該気化原料
生成部から均質で且つ安定した気化原料が供給される。

【００４４】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）本発明の第１の実施形態を図面を参
照しながら説明する。

【００４５】図１は本発明の第１の実施形態に係る気化
装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図で
ある。図１に示すように、ＣＶＤ装置１は液体原料を気
化した気化原料を生成する気化装置１０Ａと気化原料を
加熱して反応させる反応炉５０とにより構成されてい
る。気化装置１０Ａは、成膜の原料である液体原料１１
を収納する液体原料容器１２と、液体原料１１を加熱し
て気化させることにより液体原料１１から気化原料１３
を生成する気化器１４とを備えている。液体原料容器１
２の底面下部には、液体原料１１の液面を超音波１５で
振動させることにより液体原料１１から微粒子状の液滴
１６を液体原料１１の液面に生じさせる超音波発振器１
７が設けられている。液体原料容器１２の上部には、液
滴１６と混合し液滴１６を反応炉５０に搬送するための
不活性ガス、例えばアルゴンよりなる搬送用ガス１８を
供給する搬送用ガス供給管１９と、液滴１６が混合され
た搬送用ガス１８を液体原料容器１２から搬出する気化
原料搬送管の一部としての搬出管２０とが設けられてい
る。気化器１４は、搬出管２０の搬出側の開口端に滑ら
かに接続される筒形状を有し、その外周面には気化器１
４の内部を流通する液滴１６を気化させる加熱手段２１
が設けられている。なお、図示したように気化器１４の
径を搬出管２０の径よりも大きくし、搬送用ガス１８の
流速を抑えることにより液滴１６が十分に加熱されるよ
うにしてもよい。また、気化器１４は搬出管２０の一部
の外周面又は内周面に加熱手段２１を設けて、搬出管２
０と一体的に形成されていてもよい。気化器１４には、
該気化器１４によって気化された気化原料１３を反応炉
５０に搬送する気化原料搬送管２２が気化器１４の搬出
側の開口端に滑らかに接続されている。気化原料搬送管
２２の搬出側の開口端は反応炉５０の上部に接続されて
いる。なお、気化原料搬送管２２の外周部には、気化原
料１３が冷えて再液化（＝凝縮）することを防止する保
温手段としての保温ヒーター２３が装着されている。

【００４６】反応炉５０には、その内部に反応室５１が
設けられており、反応室５１の上部には、気化原料搬送
管２２の搬出側の開口端が接続され、先端部が末広がり
形状の気化原料導入部５２が設けられている。反応炉５
０の外壁面には、気化装置１０Ａから供給された気化原
料の再結露を防ぐために反応路５０の壁面の温度を調整
する反応炉加熱手段５３が設けられている。反応室５１
の底部には、基板保持面に被成膜対象の例えばシリコン
よりなる基板５４を保持する基板保持台５５が設置さ
れ、該基板保持台５５の基板保持部には基板５４を所定
の温度に加熱する基板加熱手段としてのシース抵抗ヒー
ター５６が配置されている。また、反応室５１の上部に
は、気化原料と反応する反応ガス５７を反応室５１に供
給する反応ガス供給管５８が設けられ、反応室５１の底
部から反応室５１の排気を行なう排気手段５９が排気管
を通じて接続されている。

【００４７】以下、前記のように構成された気化装置１
０Ａ及びＣＶＤ装置１の動作を説明する。まず、液体原
料容器１２内には、例えば、Ｂａ(ＤＰＭ)₂ ，Ｓｒ(Ｄ
ＰＭ)₂ 及びＴｉＯ(ＤＰＭ)₂ をモル比１：１：２の割
合で、且つ、全体で０．１ｍｏｌ／ｌの濃度になるよう
にＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に溶解して生成された
液体原料１１が蓄えられている。液体原料容器１２の底
部の外側には、超音波発振器１７が該底部に密着して設
けられており、液体原料１１の液面に向けて超音波１５
を発振する。超音波１５は液体原料１１内を伝播し、液
体原料１１の液面に到達して液体原料１１の液面に超音
波振動を発生させる。液体原料１１は液体としての粘性
を有しており、単に振動するだけでなく、液面の振動に
より液体自体に慣性力が働くため、液体原料１１の一部
が液面の一部から微粒子状の液滴１６となって液体原料
容器１２の上方の空間部に放出される。

【００４８】なお、超音波発振器１７は液体原料容器１
２の底部の外側に設けられているが、これに限らず、液
体原料容器１２内の底面上であってもよい。また、液体
原料容器１２の底部に限らず、側部であってもよい。

【００４９】次に、液体原料容器１１には搬送用ガス供
給管１９を通して搬送用ガス１８が供給されており、液
体原料容器１２の上方の空間部に放出された多数の液滴
１６はこの搬送用ガス１８と混合され混合ガスとなっ
て、液体原料容器１２の搬出管２０から搬出され気化器
１４に運ばれる。気化器１４は加熱手段２１によって、
液滴１６が気化し且つ溶解されている原料のＢａ(ＤＰ
Ｍ)₂ ，Ｓｒ(ＤＰＭ)₂ 及びＴｉＯ(ＤＰＭ)₂ が分解し
ない温度、例えば２５０℃に設定されており、液滴１６
は昇温され気化して気化原料１３となる。

【００５０】従来のノズル噴射方式では、液体原料の微
粒化には限界があり、液滴の径が最小でも数１０μｍ程
度であったが、本実施形態においては、平均粒径が数μ
ｍ程度の極めて細かな液滴１６を得ることができる。こ
のため、液滴１６の昇温及び気化が高速に行なわれると
共に、簡単な原理で超微粒子状の液体原料を得られるた
め、液体原料の粘度が安定であれば、超音波の強度で液
滴１６の供給量が制御できる。従って、粒径の再現性も
高いため、安定した気化原料を供給することができる。

【００５１】次に、気化原料１３は搬送用ガス１８と共
に気化原料搬送管２２を搬送され反応炉５０に供給され
る。気化原料搬送管２２は該気化原料搬送管２２に装着
されている保温ヒーター２３により、例えば２００℃に
保温されているため、気化原料１３は再液化することな
く良好な気化状態を保持しつつ、反応炉５０の気化原料
導入部５２から反応室５１に導入される。反応炉５０の
壁面は、例えば、２００℃に設定されたオイルを循環す
る反応炉加熱手段５３によって反応室５１内の温度が制
御されており、反応室５１において気化原料１３が再液
化することを防止している。一方、反応炉５０には反応
ガス供給管５８から、例えば酸素ガスなどの反応ガス５
７が供給され、気化原料１３と共に基板保持台５５の基
板保持部に載置されている基板５４の表面に達する。基
板５４は基板保持台５５の基板保持部に配置されている
シース抵抗ヒーター５６によって加熱され昇温されてい
る。

【００５２】基板５４の温度は成膜される膜の結晶状態
などを大きく左右する重要なパラメータであるが、本実
施形態では、例えば４３０℃に設定することにより、粒
径が小さなＢＳＴ膜が形成される。未反応の気化原料１
３や反応ガス５７又は反応によって生成した不要なガス
等は排気手段５９を通じて反応室５１の底部から外部に
排気される。

【００５３】以上説明したように、本実施形態による
と、液体原料１１の液面を超音波振動させることにより
微粒子状の液滴１６が発生するため、従来の噴霧器と異
なり極めて粒径が細かい微粒化された液体原料を生成す
ることができる。その結果、良好な気化状態を実現でき
るため、従来のようにノズル部分でのパイプの目詰まり
やろ過フィルターの交換等のメンテナンスが不要とな
る。

【００５４】従って、微粒化液体原料、すなわち液滴１
６の供給量に経時的変化を伴わないため、長期間にわた
って安定した気化原料の供給が可能となり、気化装置１
０Ａを用いたＣＶＤ装置１によると、組成や成膜速度の
再現性が極めて良好になる。

【００５５】なお、本実施形態では、反応室５１に酸素
ガスよりなる反応ガス５７を供給したが、特に反応ガス
５７が必要でなければ、反応ガス供給管５８を省略した
装置構成であってもよい。

【００５６】また、本実施形態は成膜される膜の種類に
限定されるものではなく、液体原料又は溶液原料が分解
温度以下で得られる原料を有する材料であれば、成膜が
可能である。

【００５７】また、複数の元素からなる膜を形成するに
は、超音波発信器１７がそれぞれ設けられている液体原
料の数分の液体原料容器１２，１２，…を用いてこれら
の原料が個々に溶解された液体原料１１，１１，…をそ
れぞれ微粒化した後、混合し気化してもよい。ちなみ
に、この混合処理は気化した後であってもよいことは容
易に類推される。

【００５８】また、本実施形態及び以下に説明する各実
施形態においても、成膜される膜の材質については一例
を示したに過ぎず、液体原料１１が得られるものであれ
ば他の材質の膜形成も同様に行なえることは言うまでも
ない。

【００５９】(第２の実施形態)以下、本発明の第２の実
施形態を図面を参照しながら説明する。

【００６０】図２は本発明の第２の実施形態に係る気化
装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図で
ある。図２に示すように、ＣＶＤ装置１は液体原料を気
化した気化原料を生成する気化装置１０Ｂと気化原料を
加熱して反応させる反応炉５０とにより構成されてい
る。なお、本実施形態のＣＶＤ装置１は、第１の実施形
態のＣＶＤ装置１とは気化装置１０Ｂのみが異なるた
め、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付す
ことにより説明を省略する。図２に示すように、搬出管
２０における気化器１４の搬入側には、搬出管２０の内
径が部分的に拡大された拡大部３１と該拡大部３１の内
部に頂点が搬送方向に位置する円錐状体３０とを有する
混入防止手段が設けられている。円錐状体３０の周端部
は拡大部３１における搬出管２０の内壁面よりも外側に
位置するように設けられており、搬出管２０の内壁面に
付着する不要な液滴１６ａが落下して液体原料１１に混
入するのを確実に防ぐことができる。円錐状体３０の上
面に落下した不要な液滴１６ａは、拡大部３１に設けら
れた受皿にいったん溜められ、受皿に溜まった液滴１６
ａは拡大部３１に設けられた排出管３２を通って外部に
排出される。

【００６１】なお、本実施形態においては、搬出管２０
が液体原料容器１２の液面に対して垂直に延びるように
接続されているが、必ずしもこれに限るものではなく、
該液面に対して水平方向に延びるように接続されていて
もよい。ただし、搬出管２０が水平方向に延びる場合
は、円錐状体３０は必ずしも必要ではないが、搬出管２
０の内壁面に付着する不要な液滴１６ａが液体原料容器
１２に逆流しないようにトラップする、例えば拡大部３
１のようなトラップ部と該トラップ部に溜まる不要な液
滴１６ａを搬出管２０の外に排出する排出管３２とは設
けてあることが好ましい。

【００６２】また、円錐状体３０と加熱手段２１を有す
る気化器１４との間に、搬出管２０の温度上昇を防止す
る冷却水３４Ａ、３４Ｂをその内部に循環させて搬出管
２０の温度を所定の温度に保つ冷却手段３３が搬出管２
０の外周部に設けられている。冷却手段３３の設定温度
は液滴１６が分解しない温度、例えば２００℃以下であ
ればよいが、本実施形態においては気化状態のムラをな
くすため室温に近い２５℃としている。

【００６３】なお、混入防止手段及び冷却手段３３は必
ずしも両方を備えている必要はなく、いずれか１つを備
えていてもよい。

【００６４】以下、前記のように構成された気化装置１
０Ｂ及びＣＶＤ装置１の動作を説明する。第１の実施形
態の気化装置１０Ａにおいて、搬出管２０の内壁に不要
な液滴１６ａが付着した場合に、これらの液滴１６ａが
液体原料容器１２に逆流し、液体原料１１に混入してし
まうことも考えられる。液体原料１１が変質しやすい材
料であれば、不要な液滴１６ａが液体原料１１に混入す
ると、不要な液滴１６ａの溶媒に対する成分比は液体原
料１１の溶媒に対する成分比と比べて変化している可能
性があるため、液体原料１１の質が低下してしまい、成
膜される膜質の低下や、供給の不安定を引き起こす場合
も考えられる。

【００６５】従って、本実施形態の気化装置１０Ｂは、
液体原料容器１２内に不要な液滴１６ａが流入しないよ
うに搬出管２０の内部に円錐状体３０を設けている。円
錐状体３０や搬出管２０に付着した液滴１６ａは重力に
より落下し、拡大部３１により受けられ排出液となる。
排出液は排出管３２を通って外部に排出される。

【００６６】なお、排出液が変質しない場合は、該排出
液を液体原料１１として再利用できることはいうまでも
なく、効率的な利用を図ることができる。

【００６７】一方、本気化装置１０Ｂの気化原理による
と、液体原料１１の液面を超音波を用いて振動させるこ
とにより極めて微細な液体原料が得られるため、均一且
つ良好な気化原料が得られることは第１の実施形態で説
明した通りである。しかしながら、液体原料１１が未だ
開発途上にあり、完全ではないので、長期間の使用によ
っては、搬出管２０の内壁面に液体原料１１から析出す
る固形物が付着することが考えられる。第１の実施形態
の気化装置１０Ａにおいては、気化器１４を加熱手段２
１を用いて加熱した際に、加熱手段２１の熱が熱伝導に
より搬出管２０に伝わるため、該搬出管２０の温度が上
昇してしまう。その結果、液体原料１１から析出する固
形物が搬出管２０の内壁面に付着してしまい、固形物の
清掃や搬出管２０の交換に手間がかかることも考えられ
る。

【００６８】本実施形態においては、搬出管２０の気化
器１４付近に、冷却水３４Ａ，３４Ｂにより搬出管２０
を冷却する冷却手段３３を設けることにより、搬出管２
０の温度上昇を防止している。これにより、搬出管２０
の内壁面に固形物が付着することはなくなり、該固形物
は気化器１４のみに付着するようになり、気化器１４の
洗浄又は交換を行なうだけでＣＶＤ装置１の運用が可能
となる。

【００６９】なお、混入防止手段は気化器１４で生じる
固形物が液体原料容器１２内に落下するのを防止する効
果も有している。

【００７０】このように、本実施形態に係る気化装置１
０Ｂによると、搬出管２０に付着し落下して液体原料容
器１２に混入する不要な液滴１６ａを混入防止手段によ
り防止することができるため、液体原料１１が変質しや
すい場合であっても、反応炉５０に質が安定した気化原
料１３を供給することができる。

【００７１】また、搬出管２０における該搬出管２０と
気化器１４との接続部付近に冷却手段３３を設けること
により、搬出管２０の温度上昇が抑制されるため、搬出
管２０の内壁面において液体原料１１から固形物が析出
し付着することを防止し、ＣＶＤ装置１の運用を容易に
することできる。

【００７２】なお、冷却手段３３は冷却水３３Ａ，３３
Ｂを循環させる方式としたが、これに限らず、例えば、
搬出管２０にペルチェ素子を貼り付けるなどの別の方法
を用いて冷却してもよい。

【００７３】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態を図面を参照しながら説明する。

【００７４】図３は本発明の第３の実施形態に係る気化
装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図で
ある。図３において、図１に示した部材と同一の部材に
は同一の符号を付すことにより説明を省略する。図３に
示すように、本実施形態に係る反応炉５０の内部には、
その上部に気化原料生成部５１Ａが設けられ、その下部
に仕切板により気化原料生成部５１Ａと仕切られた成膜
部としての反応室５１Ｂが設けられている。

【００７５】気化原料生成部５１Ａの内部には、気化装
置１０Ｃが配置され、該気化装置１０Ｃは、底部の外側
に密着されるように設けられた超音波発信器６２を有す
る液滴生成手段としての霧化室６１と、該霧化室６１と
配管によって接続され、霧化室６１において生成された
液滴１６を加熱して気化させることにより液体原料１１
から気化原料１３を生成する気化原料生成手段としての
気化器１４とにより構成されている。霧化室６１の導入
側には液体原料供給管６３が接続されており、霧化室６
１は、液体原料供給管６３と、例えば液体ポンプよりな
る液体原料供給器６４とを介して液体原料容器１２に接
続されている。また、霧化室６１の上部における液体原
料供給管６３の導入側の開口部付近には、液滴１６と混
合され該液滴１６を反応室５１Ｂに搬送するための不活
性ガス、例えばアルゴンよりなる搬送用ガス１８を供給
する搬送用ガス供給管１９が設けられている。

【００７６】液体原料容器１２には、例えば、ＴｉＯ
(ＤＰＭ)₂ をＴＨＦに溶解した液体原料１１が収納され
ている。

【００７７】以下、前記のように構成された気化装置１
０Ｃ及びＣＶＤ装置の動作を説明する。液体原料容器１
２内の液体原料１１は、液体原料供給器６４によってそ
の流量が調節され、液体原料供給管６３を通って霧化室
６１に供給される。霧化室６１の底部の外側に設けられ
ている超音波発振器６２は超音波を発しており、霧化室
６１に供給された液体原料１１は、霧化室６１の超音波
振動する底面に触れることにより、前記の実施形態と同
様に、液体原料１１が微粒化されて液滴１６が生成され
る。液体原料１１よりなる液滴１６は搬送用ガス供給管
１９から供給される搬送用ガス１８と混合されて気化器
１４に搬送された後、気化器１４の外周面に設けられた
加熱手段２１により昇温され気化して気化原料１３とな
る。気化器１４において生成された気化原料１３は、気
化原料搬送管２２及び反応室５１Ｂの上部に設けられた
気化原料導入部５２を通って被成膜対象である、例えば
シリコンよりなる基板５４の上面に供給される。

【００７８】このように、本実施形態によると、反応炉
５０の内部を気化原料生成部５１Ａと成膜部としての反
応室５１Ｂとに分割し、外部から反応炉５０の内部に液
体原料１１を供給するため、気化装置１０Ｃの小型化が
図れるので、ＣＶＤ装置の配置の自由度が向上する。

【００７９】また、反応炉５０の内部に気化原料生成部
５１Ａを配置し、且つ、反応炉加熱手段５３によって、
気化原料生成部５１Ａは例えば温度が２００℃になるよ
うに保温されている。これにより、第１又は第２の実施
形態に示した気化原料搬送管２２を保温する保温ヒータ
ー２３を不要にすることができる。

【００８０】一般に、気化原料ガス１３は厳密な温度制
御が必要とされているため、本実施形態のように反応炉
５０内で一括して温度制御することにより、装置構造の
簡略化と制御容易性とを図ることができる。

【００８１】このように、本実施形態に係る気化装置１
０Ｃによると、液体原料１１を外部から供給することに
より装置の小型化が達成され、配置の自由度が向上す
る。さらに本気化装置を用いたＣＶＤ装置においては、
温度制御された反応炉５０内に気化装置１０Ｃを配置す
ることにより、気化原料１３の温度制御が容易になると
共に、ＣＶＤ装置の構造を簡略化することができる。

【００８２】なお、液体原料供給管６３の温度上昇に伴
い、液体原料１１が霧化室６１の入口付近で沸騰するの
を防止するため、液体原料供給管６３における霧化室６
１の搬入部付近に冷却手段を設けてもよい。

【００８３】また、超音波発信器６２を霧化室６１の底
部の外側に設けたが、これに限らず、霧化室６１内の底
面上であってもよい。

【００８４】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態を図面を参照しながら説明する。

【００８５】図４は本発明の第４の実施形態に係る気化
装置の構成断面図である。図４において、図３に示した
部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明
を省略する。図４に示す気化装置１０Ｄは、図３に示す
反応炉５０の内部が仕切られた気化原料生成部５１Ａに
配置されている霧化室６１と気化器１４とよりなる気化
装置１０Ｃが一体に構成されている。気化装置１０Ｄに
は、その内部に１つの空間部よりなる気化室６５が設け
られ、その底部の外側には液体原料１１から微粒子状の
液体原料を生成する超音波発振器６２が設けられてい
る。気化装置１０Ｄの搬入側には、図示されていない液
体原料容器内の液体原料１１を気化装置１０Ｄに供給す
る液体原料供給管６３と、気化原料１３に混合され該気
化原料１３を図示されていない反応室に搬送する搬送用
ガス１８を供給する搬送用ガス供給管１９とが独立に接
続されている。気化装置１０Ｄの搬送方向の外周面には
液体原料１１を加熱して気化原料１３を生成する加熱手
段２１が設けられている。気化装置１０Ｄの搬出側に
は、気化原料１３が混合された搬送用ガス１８を反応室
に搬送する気化原料搬送管２２が接続されている。

【００８６】以下、前記のように構成された気化装置１
０Ｄの動作を説明する。液体原料供給管６３から供給さ
れた液体原料１１は、例えば２５０℃に設定された加熱
手段２１によって加熱されている気化装置１０Ｄ内の底
面に触れることにより一部が気化されるが、その大部分
の液体原料１１は液体の状態で気化室６５に導入され
る。気化室６５の底面は超音波発振器６２によって超音
波振動しており、気化室６５の内部に液体のまま供給さ
れる液体原料１１はこの底面の超音波振動によって微粒
子状の液滴１６となる。該液滴１６は極めて細かい微粒
子であるため、熱容量が小さいので２５０℃程度の温度
によって容易に気化されて気化原料１３となる。気化装
置１０Ｄにより生成された気化原料１２は、搬送用ガス
供給管１９から供給される搬送用ガス１８と共に気化原
料搬送管２２に送られ、第３の実施形態と同様にして反
応室に供給される。

【００８７】このように、本実施形態に係る気化装置１
０Ｄによると、液体原料１１から微粒子状の液滴１６を
生成し、該液滴１６から気化原料１３を生成する過程を
１つの気化室６５で行なえるため、装置の構造をさらに
簡略化できる。

【００８８】さらに、液滴１６が搬送用ガス１８に搬送
される際に触れる壁面の面積を小さくすることができる
ため、液滴１６が壁面に付着することによる再液化の発
生を低減できるので、より効率的な気化原料を反応室に
供給することができる。

【００８９】また、長期間の運用に伴って気化装置１０
Ｄの内部に残留物が生じても、該装置のみを洗浄又は交
換するだけで済むため、メンテナンスが容易である。

【００９０】なお、液体原料１１が気化室６５に供給さ
れる際に、気化室６５の底面に触れて直接昇温され気化
されることにより、運用当初に気化原料１３の供給量が
不安定になることも考えられる。これを防止するため、
気化装置１０Ｄの底部には加熱手段２１を設けない構成
としてもよい。また、運用当初の供給量が不安定な間
は、気化原料１３を反応室に供給せずに直接排気手段へ
排気するような構成にしてもよい。

【００９１】また、超音波発信器６２を気化装置１０Ｄ
の底部の外側に設けたが、これに限らず、気化室６５内
の底面上であってもよい。

【００９２】（第５の実施形態）以下、本発明の第５の
実施形態を図面を参照しながら説明する。

【００９３】図５は本発明の第５の実施形態に係る気化
装置の構成断面図である。図５において、図４に示した
部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明
を省略する。図５に示す気化装置１０Ｅは、底部の外側
に密着されるように設けられた超音波発信器６２を有す
る液滴生成手段６６と、該液滴生成手段６６において生
成された液滴１６を加熱して気化させることにより液体
原料１１から気化原料１３を生成する気化原料生成手段
６７とにより構成されている。これにより、図３に示す
気化装置１０Ｃの長所と図４に示す気化装置１０Ｄの長
所とを併せ持つ構成としている。すなわち、気化装置１
０Ｅは、図３に示す霧化室６１と気化器１４とよりなる
気化装置１０Ｃが一体にされた構成であるため、再液化
の発生を低減できるので、より効率的な気化原料を生成
できると共に、装置の構造の簡略化及び装置のメンテナ
ンスの容易化を図ることができる。

【００９４】また、気化装置１０Ｅは、液滴生成手段６
６と気化原料生成手段６７とに分離され、且つ、気化原
料生成手段６７の底面が液滴生成手段６６の底面よりも
高くなるよう段差部が設定されているため、運用当初の
液体原料１１が気化原料生成手段６７の底部に直接触れ
ることによって昇温され気化されることがない。従っ
て、気化原料１３は運用当初から安定して供給されるこ
とになる。

【００９５】なお、気化原料生成手段６７の底面と液滴
生成手段６６の底面とに段差部を設定する代わりに、気
化原料生成手段６７と液滴生成手段６６との間に、該段
差部程度の高さの衝立を設けても同様の効果が得られ
る。

【００９６】また、超音波発信器６２を液滴生成手段６
６の底部の外側に設けたが、これに限らず、液滴生成手
段６６の内部の底面上であってもよい。

【００９７】

【発明の効果】請求項１の発明に係る気化装置による
と、超音波発振器が液体原料の液面を超音波で振動させ
ることにより、液体原料から極めて細かい微粒子状の液
滴が生じるため、加熱して得られる気化原料が均一とな
るので、安定して気化原料を供給することができる。

【００９８】また、気化原料に混入する異物がなくなる
ので、気化原料の通路に異物をろ過するフィルターが不
要となると共に、細管に液体原料を流さないため、細管
が目詰まりを起こすことがなくなるため、装置のメンテ
ナンスが容易になる。

【００９９】また、微粒子状の液体原料の供給量が経時
的変化を伴わないため、長期間にわたって安定した気化
原料を供給できる。

【０１００】請求項２の発明に係る気化装置によると、
請求項１の発明に係る気化装置の効果が得られる上に、
気化原料搬送管を搬送される気化原料が凝縮しないよう
に気化原料搬送管を保温する保温手段を備えているた
め、反応炉に搬送される間に気化原料が凝縮しないの
で、さらに安定して気化原料を供給することができる。

【０１０１】請求項３の発明に係る気化装置によると、
請求項１の発明に係る気化装置の効果が得られる上に、
超音波発振器が液体原料容器の底部に設けられているた
め、発せられる超音波が液体原料の液面を効率よく振動
させることができるので、微粒子状の液体原料を効率よ
く確実に生成することができる。

【０１０２】請求項４の発明に係る気化装置によると、
請求項１の発明に係る気化装置の効果が得られる上に、
気化原料搬送管の内壁面に付着する不要な液滴が液体原
料に混入することを防止する混入防止手段を気化原料搬
送管の内部に備えているため、液体原料が不要な液滴に
汚染されないので、気化原料の質を安定して保つことが
できる。

【０１０３】請求項５の発明に係る気化装置によると、
請求項４の発明に係る気化装置の効果が得られる上に、
混入防止手段が気化原料搬送管を部分的に拡大した拡大
部と、該拡大部に設けられた、頂点が搬送方向に位置し
且つ周端部が拡大部の内壁面よりも外側に位置する円錐
状体とから構成されているため、不要な液滴が液体原料
に混入することを確実に防止できる。

【０１０４】請求項６の発明に係る気化装置によると、
請求項１の発明に係る気化装置の効果が得られる上に、
液滴が加熱手段に加熱される前に気化しないよう液滴を
冷却する冷却手段を備えているため、気化原料搬送管の
内壁面に液体原料から固形物が析出し付着することを防
止できるので、装置の運用を容易にすることができる。

【０１０５】請求項７の発明に係る気化装置によると、
請求項６の発明に係る気化装置の効果が得られる上に、
冷却手段が液滴を室温程度に冷却するため、気化原料搬
送管の内壁面に固形物が析出し付着することを確実に防
止することができる。

【０１０６】請求項８の発明に係る気化装置によると、
請求項１の発明に係る気化装置の効果が得られる上に、
液体原料容器と液体原料から微粒子状の液滴を生成する
液滴生成手段とが分離されているため、気化装置の小型
化を図ることができる。

【０１０７】請求項９の発明に係る気化装置によると、
請求項８の発明に係る気化装置の効果が得られる上に、
液滴生成手段と気化原料生成手段とが一体化されている
ため、微粒子状の液滴が搬送される際に触れる壁面の面
積が小さくなるので、液滴が壁面に付着することによる
再液化の発生を低減できる。これにより、効率的な気化
原料を生成することができる。

【０１０８】また、装置の構造が簡略化されると共に装
置のメンテナンスの容易化を図ることができる。

【０１０９】請求項１０の発明に係る気化装置による
と、請求項９の発明に係る気化装置の効果が得られる上
に、気化原料生成手段の底面が液滴生成手段の底面より
も高く設定されているため、気化原料に液滴が混入する
ことを防ぐことができる。さらに、運用当初の液体原料
が気化原料生成手段の底部に直接触れることによって昇
温され気化されることがないので、気化原料は運用当初
から安定して供給されることになる。

【０１１０】請求項１１の発明に係るＣＶＤ装置による
と、請求項１の発明に係る気化装置から均質で且つ安定
した気化原料が供給されるため、その供給に経時変化が
ないので、組成や成膜速度の再現性が極めて良好とな
り、その結果、汎用的で高品質な成膜ができる。

【０１１１】請求項１２の発明に係るＣＶＤ装置による
と、請求項１１の発明に係るＣＶＤ装置の効果が得られ
る上に、基板保持台が基板加熱手段を有しているため、
基板の温度を所定の温度に加熱することができるので、
基板上に所望の薄膜を確実に成膜することができる。

【０１１２】請求項１３の発明に係るＣＶＤ装置による
と、請求項１１の発明に係るＣＶＤ装置の効果が得られ
る上に、気化原料と反応する反応ガスを反応炉内に供給
する反応ガス供給管を有しているため、気化原料と反応
するガスを適当に選ぶことにより、基板上に所望の薄膜
を成膜することができる。

【０１１３】請求項１４の発明に係るＣＶＤ装置による
と、請求項１３の発明に係るＣＶＤ装置の効果が得られ
る上に、反応ガス供給管から供給される反応ガスはＯ₂,
ＮＯ，Ｎ₂Ｏ及びＯ₃のうちの少なくとも１つを含むた
め、基板上に酸化物又は窒化物よりなる薄膜を確実に成
膜することができる。

【０１１４】請求項１５の発明に係るＣＶＤ装置による
と、請求項８の発明に係る気化装置から均質で且つ安定
した気化原料が供給されるため、その供給に経時変化が
ないので、組成や成膜速度の再現性が極めて良好とな
り、その結果、汎用的で高品質な成膜ができる。また、
請求項８の発明に係る気化装置は、気化装置自体が小型
に構成されているため、ＣＶＤ装置の構成の自由度が増
すと共に、温度制御が容易になる。

【０１１５】請求項１６の発明に係るＣＶＤ装置による
と、請求項１５の発明に係るＣＶＤ装置の効果が得られ
る上に、気化原料生成部における液滴生成手段が、気化
原料生成手段により加熱される前に気化しないよう液体
原料を冷却する冷却手段を有しているため、液滴生成手
段の温度上昇が抑制される。その結果、液体原料供給管
の内壁面に液体原料から固形物が析出し付着することを
防止できるので、装置の運用を容易にすることができ
る。

【０１１６】請求項１７の発明に係るＣＶＤ装置による
と、請求項９の発明に係る気化装置から均質で且つ安定
した気化原料が供給されるため、その供給に経時変化が
ないので、組成や成膜速度の再現性が極めて良好とな
り、その結果、汎用的で高品質な成膜ができる。

【０１１７】請求項１８の発明に係るＣＶＤ装置による
と、請求項１０の発明に係る気化装置から均質で且つ安
定した気化原料が供給されるため、その供給に経時変化
がないので、組成や成膜速度の再現性が極めて良好とな
り、その結果、汎用的で高品質な成膜ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る気化装置及び該
気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る気化装置及び該
気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。

【図３】本発明の第３の実施形態に係る気化装置及び該
気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。

【図４】本発明の第４の実施形態に係る気化装置の構成
断面図である。

【図５】本発明の第５の実施形態に係る気化装置の構成
断面図である。

【図６】従来の溶液気化方式のＣＶＤ装置の構成断面図
である。

【符号の説明】

１ＣＶＤ装置１０Ａ気化装置１０Ｂ気化装置１０Ｃ気化装置１０Ｄ気化装置１０Ｅ気化装置１１液体原料１２液体原料容器１３気化原料１４気化器（気化原料生成手段）１５超音波１６液滴１６ａ液滴１７超音波発振器１８搬送用ガス１９搬送用ガス供給管２０搬出管（気化原料搬送管）２１加熱手段２２気化原料搬送管２３保温ヒーター（保温手段）３０円錐状体３１拡大部３２排出管３３冷却手段３４Ａ冷却水３４Ｂ冷却水５０反応炉５１反応室５１Ａ気化原料生成部５１Ｂ反応室（成膜部）５２気化原料導入部５３反応炉加熱手段５４基板５５基板保持台５６シース抵抗ヒーター（基板加熱手段）５７反応ガス５８反応ガス供給管５９排気手段６１霧化室（液滴生成手段）６２超音波発信器６３液体原料供給管６４液体原料供給器６５気化室６６液滴生成手段６７気化原料生成手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体原料を収納する液体原料容器と、前記液体原料容器に設けられ、前記液体原料の液面を超
音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子
状の液滴を前記液面に生じさせる超音波発振器と、前記液滴と混合され該液滴を搬送するための搬送用ガス
を前記液体原料容器内に供給する搬送用ガス供給管と、前記液体原料容器内で前記搬送用ガスに混合された前記
液滴を搬送しながら加熱手段で加熱して気化することに
より気化原料を生成すると共に、生成された気化原料を
搬送する気化原料搬送管とを備えていることを特徴とす
る気化装置。
【請求項２】前記気化原料搬送管に設けられ、該気化
原料搬送管を搬送される前記気化原料が凝縮しないよう
に該気化原料を保温する保温手段をさらに備えているこ
とを特徴とする請求項１に記載の気化装置。
【請求項３】前記超音波発振器は前記液体原料容器の
底部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載
の気化装置。
【請求項４】前記気化原料搬送管の内部に設けられ、
該気化原料搬送管の内壁面に付着する前記液滴が前記液
体原料に混入することを防止する混入防止手段をさらに
備えていることを特徴とする請求項１に記載の気化装
置。
【請求項５】前記混入防止手段は、前記気化原料搬送
管の内径が部分的に拡大している拡大部と、前記拡大部
に設けられ、頂点が搬送方向に位置し且つ周端部が前記
拡大部における前記気化原料搬送管の内壁面よりも外側
に位置する円錐状体とを有していることを特徴とする請
求項４に記載の気化装置。
【請求項６】前記気化原料搬送管内を搬送される前記
液滴が前記加熱手段により加熱される前に気化しないよ
う前記液滴を冷却する冷却手段をさらに備えていること
を特徴とする請求項１に記載の気化装置。
【請求項７】前記冷却手段は前記液滴を室温程度に冷
却することを特徴とする請求項６に記載の気化装置。
【請求項８】液体原料及び搬送用ガスが供給され、供
給された液体原料の液面を超音波発信器が発する超音波
で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の
液滴を前記液面に生じさせる液滴生成手段と、前記液滴生成手段から前記液滴と混合された搬送用ガス
が供給され、供給された液滴を加熱して気化することに
より気化原料を生成する気化原料生成手段とを備えてい
ることを特徴とする気化装置。
【請求項９】前記液滴生成手段と前記気化原料生成手
段とは一体化されていることを特徴とする請求項８に記
載の気化装置。
【請求項１０】前記気化原料生成手段の底面が前記液
滴生成手段の底面よりも高く設定されていることを特徴
とする請求項９に記載の気化装置。
【請求項１１】請求項１に記載の気化装置と、前記気化装置の前記気化原料搬送管の搬出側と接続さ
れ、該気化原料搬送管により搬送されてきた前記気化原
料を加熱して反応させる反応炉と、前記反応炉の内部に設けられ、基板を保持する基板保持
台と、前記反応炉に設けられ、該反応路を加熱する反応炉加熱
手段とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１２】前記基板保持台は、前記基板を所定の
温度に加熱する基板加熱手段を有していることを特徴と
する請求項１１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１３】前記気化原料と反応する反応ガスを前
記反応炉内に供給する反応ガス供給管をさらに備えてい
ることを特徴とする請求項１１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１４】前記反応ガス供給管から供給される前
記反応ガスはＯ₂,ＮＯ，Ｎ₂Ｏ及びＯ₃のうちの少なくと
も１つを含むことを特徴とする請求項１３に記載のＣＶ
Ｄ装置。
【請求項１５】反応炉と、前記反応炉の内部に設けられており、請求項８に記載の
気化装置を有し、該気化装置により液体原料から気化原
料を生成する気化原料生成部と、前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料生成
部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上の基
板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成膜部
とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１６】前記気化原料生成部における前記液滴
生成手段は、前記液体原料が前記気化原料生成手段によ
り加熱される前に気化しないよう前記液体原料を冷却す
る冷却手段を有していることを特徴とする請求項１５に
記載のＣＶＤ装置。
【請求項１７】反応炉と、前記反応炉の内部に設けられており、請求項９に記載の
気化装置を有し、該気化装置により液体原料から気化原
料を生成する気化原料生成部と、前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料生成
部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上の基
板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成膜部
とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１８】反応炉と、前記反応炉の内部に設けられており、請求項１０に記載
の気化装置を有し、該気化装置により液体原料から気化
原料を生成する気化原料生成部と、前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料生成
部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上の基
板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成膜部
とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。