JPH1046343A

JPH1046343A - 液体原料気化装置及びガス噴射装置

Info

Publication number: JPH1046343A
Application number: JP10280997A
Authority: JP
Inventors: Yukio Fukunaga; 由紀夫福永; Takeshi Murakami; 武司村上; Naoaki Kogure; 直明小榑; Akihisa Hongo; 明久本郷
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】高誘電体の素材となる液体原料を、気化のた
めの十分な滞留時間をもって効率良く気化するととも
に、気化後の変質を防止して安定な原料供給を行なう。【解決手段】互いに対向して相対的に回転する内外の
筒状壁１，５の少なくとも一方に、原料流入口６に連通
する螺旋状の流路１３が形成され、筒状壁の少なくとも
一方を加熱する加熱手段１６が設けられ、流路の下流側
に、回転に伴って流路内を流れる原料ガスの背圧を保持
する圧力発生部３２ａ，３２ｂが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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及びガス噴射
装置に係り、特に、チタン酸バリウム／ストロンチウム
等の高誘電率薄膜材料を気化し、噴射するのに好適な液
体原料気化装置及びガス噴射装置に関する。

【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（Ｔａ₂Ｏ₅）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。

【０００３】ところで、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、最終的に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。原料ガスは気化特性
を安定化するため、常温で固体のＢａ(ＤＰＭ)₂ ，Ｓｒ
（ＤＰＭ)₂ などを有機溶剤（例えばＴＨＦなど）に溶
解させたものを加熱して気化するようにしている。この
ような気化装置として、例えば、液体原料あるいはこれ
を霧化したものをヒータで加熱した箱状の気化器の内部
に噴射して気化するものが知られており、伝熱特性を向
上させるためにノズルの前に気化板を配置したものも提
案されている。

【０００４】そして、前述のようにして気化装置内で気
化させた原料ガスを原料ガス配管を介して反応炉（成膜
室）内に導入し、噴射ヘッドに導いて反応ガス輸送管か
ら供給される反応ガス（酸化ガス）と混合し、被成膜基
板に向けて噴射して反応させて、被成膜基板の表面に薄
膜（酸化膜）を形成するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような高誘電体
の原料ガスは、気化温度と分解温度が接近している、
これらの気化温度と有機溶剤の気化温度に差がある、
これらの蒸気圧が非常に低い、などの特性を有してお
り、気化が難しく、また気化した後にガスを安定な状態
で維持するのが困難である。

【０００６】ところが、上記のような従来の技術では、
箱状の気化器の壁やその内部に配置した気化板からの伝
熱により原料を加熱して気化するので、気化効率が充分
でない。また、反応槽内は、例えば５ｔｏｒｒ程度の数
ｔｏｒｒのオーダーであって、気化装置との間に大きな
圧力差があり、原料は気化装置内を通過するうちに徐々
に減圧されるが、減圧と同時に体積が膨張するため、気
化装置内の通過速度が徐々に加速されて、原料は完全な
気化が行われないまま気化装置内を高速で通過してしま
う虞れがある。

【０００７】従って、これを防止して、気化装置内での
完全な原料の気化を行わせるためには、原料の気化のた
めの十分な滞留時間を得る必要があるが、その場合には
気化装置が大型化し、気化装置から反応室に至る原料ガ
ス配管が長くなり、ガスが析出しやすくなるなどの問題
があった。また、この原料ガス配管を保温するための作
業や設備コストが嵩むという課題もあった。

【０００８】更に、原料ガスと反応ガスとを別々の系統
で個別に反応槽内に導入すると、被成膜基板表面での原
料ガスと反応ガスのそれぞれの濃度が一様でなくなっ
て、この濃度の不均衡がそのまま基板表面の成膜厚さや
膜質のバラツキに繋がってしまうといった問題もあっ
た。

【０００９】この発明は、高誘電体の素材となる液体原
料を、気化のための十分な滞留時間をもって効率良く気
化するとともに、気化後の変質を防止して安定な原料供
給を行なうことを目的とする。また、この発明の他の目
的は、原料ガスと反応ガスとの混合を効率よく行えるよ
うにしたコンパクトな気化装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、互いに対向して相対的に回転する内外の筒状壁の少
なくとも一方に、原料流入口に連通する螺旋状の流路が
形成され、前記筒状壁の少なくとも一方を加熱する加熱
手段が設けられ、前記流路の下流側に、前記回転に伴っ
て該流路内を流れる原料ガスの背圧を保持する圧力発生
部が設けられていることを特徴とする液体原料気化装置
である。このような構成により、コンパクトな構成で加
熱による気化反応のための長い流路を形成するととも
に、壁との接触効率を高くして、高い気化効率を維持す
ることができる。しかも、圧力発生部によって、この上
流側の流路内の背圧を保持して有機溶剤のみが先に気化
するのを防止すると共に、流路内の原料にこれが完全に
気化するのに十分な滞留時間を与えることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、前記内外の筒状
壁が、前記流路の下流側で成膜容器に取り付けられてい
ることを特徴とする請求項１に記載の液体原料気化装置
である。これにより、成膜容器と液体原料気化装置を一
体化し、設置スペースの節約、気化原料の供給配管の短
縮化、熱媒体経路の短縮化などの作用が得られる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、前記流路の下流
側に、該流路に沿って流れる原料ガスと外部から導入さ
れる反応ガスとの混合空間が形成されていることを特徴
とする請求項１又は２に記載の液体原料気化装置であ
り、気化装置の内部に設けられた混合空間で原料ガスと
反応ガスとが互いに混合される。

【００１３】請求項４に記載の発明は、前記圧力発生部
が、前記筒状壁の前記流路の下流側端部に連結され、前
記混合空間内で回転する羽根車を有することを特徴とす
る請求項３に記載の液体原料気化装置である。羽根車
（圧力発生部）で原料ガスのスムーズな流れが阻止され
て、この上流側の圧力が保持されるとともに、特に原料
ガスと反応ガスとが羽根車で均一に撹拌混合され、この
撹拌効果により均一に混合させた混合ガスがシャワーヘ
ッド内に導入される。

【００１４】請求項５に記載の発明は、前記圧力発生部
が、前記内外の筒状体の互いに対向する対向面の少なく
とも一方に形成された凹凸部によって構成されているこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液
体原料気化装置であり、凹凸部（圧力発生部）は、例え
ば細ピッチで形成されていて、原料がこの凹凸部をスム
ーズに通過することを阻止されて、この上流側の圧力が
保持される。

【００１５】請求項６に記載の発明は、前記流路の下流
側端部に、前記原料ガスを被処理物に向けて噴出するノ
ズルを備えたシャワーヘッドが連結されていることを特
徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体原料
気化装置である。

【００１６】請求項７に記載の発明は、前記シャワーヘ
ッドが回転する前記筒状壁と一体に連結されていること
を特徴とする請求項６に記載の液体原料気化装置であ
り、気化後の原料ガス（または原料ガスと反応ガスとの
混合ガス）がシャワーヘッドの内部に導入されて混合さ
れ、これが被処理物に向けて均一に噴射される。

【００１７】請求項８に記載の発明は、前記筒状壁の前
記流路の下流側に段差面を介して小径部が形成されてい
ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載
の液体原料気化装置である。この段差面が流路を延長す
ることで背圧を発生させる。

【００１８】請求項９に記載の発明は、前記圧力発生部
が前記段差部に形成された遠心羽根で構成されているこ
とを特徴とする請求項８に記載の液体原料気化装置であ
り、遠心羽根（圧力発生部）の回転によって原料ガスに
逆流が生じ、この逆流によって原料のスムーズな流れが
阻止されて、この上流側の圧力が保持される。

【００１９】請求項１０に記載の発明は、外側の筒状壁
が固定され、内側の筒状壁が回転するようになっている
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の
液体原料気化装置である。

【００２０】請求項１１に記載の発明は、液体原料を加
熱して気化する気化装置と、気化した原料を反応室内の
基板に向けて噴射する噴射ヘッドとが熱的に一体に構成
されていることを特徴とするガス噴射装置である。これ
により、気化した原料は移送の過程での温度の変化を受
けることなく噴射ヘッドに送られる。従って、原料ガス
が事前の反応や析出を起こすことが防止され、これらの
箇所で詰まりや不純物の生成を生じることがないので、
成膜室内の基板に安定に供給され、成膜室において良好
な品質の気相成長がなされる。

【００２１】請求項１２に記載の発明は、液体原料を加
熱して気化する気化装置と、気化した原料を反応室内の
基板に向けて噴射する噴射ヘッドとが実質的に一体のケ
ーシングに収容されて構成されていることを特徴とする
ガス噴射装置である。これにより、気化した原料は移送
の過程での温度の変化を受けることなく、かつ配管を通
すことなく最短の経路で噴射ヘッドに送られる。従っ
て、原料ガスが事前の反応や析出を起こすことが防止さ
れ、これらの箇所で詰まりや不純物の生成を生じること
ないので、成膜室内の基板に安定に供給され、成膜室に
おいて良好な品質の気相成長がなされる。

【００２２】請求項１３に記載の発明は、前記一体のケ
ーシングには、前記気化装置と前記噴射ヘッドに共通の
加熱媒体流路が形成されていることを特徴とする請求項
１２に記載のガス噴射装置である。これにより、気化装
置と前記噴射ヘッドを簡単な構成で所定の温度に維持す
ることができる。

【００２３】

【実施例】以下、添付の図面を参照してこの発明の実施
例を説明する。図１は、この発明の一実施例の縦型の気
化装置を示すもので、ここでは上から下に向かって原料
が流される形式のものが示されている。この図におい
て、符号１は外筒であり、耐熱性を有する金属等の素材
から下部の平板状の基部２と上部のモータ部３とが一体
に形成されて、上端開口部は、塞板４で閉塞されてい
る。また、符号５は上記外筒１の内部に上記外筒１と微
小な隙間を持つように設置された内筒であり、これも耐
熱性を有する金属等の素材から構成されている。そし
て、外筒１と内筒５とのクリアランスは、回転において
接触せず、簡単に分解可能であって且つ壁に沿った短絡
通路が極力少なくなるような寸法に設定されている。

【００２４】外筒１の上部には、霧化した原料をこの内
部に流入させる複数の原料流入口６が、接線方向に延び
て等間隔に配置されている。この原料流入口６の数や取
付位置は、状況に応じて適宜選択可能である。更に、外
筒１には、前記基部２のやや上方に位置して大径部７が
形成され、この大径部７の内部に円環状のガス溜部８が
設けられているとともに、このガス溜部８に反応ガスを
供給する反応ガス流入口９と、ガス溜部８と外筒１の内
部を連通する連通孔１０が設けられている。

【００２５】前記内筒５の外周面には、断面が台形状の
突条１１が螺旋状に延びて形成され、従って、この突条
１１の間に同様に螺旋状に延びる溝１２が形成されてい
る。この溝１２によって、前記原料流入口６に連通する
螺旋状の流路１３が内筒５と外筒１の間に形成されてい
る。この流路１３は、上記原料流入口６から下方に延び
ており、この原料流入口６よりやや上方まで突出する内
筒５には、原料の上方への流出を防止する環状突起１４
が設けられている。

【００２６】外筒１の壁内部には、前記原料流入口６よ
り下方のほぼ全域に亘って加熱手段としての熱媒体流路
１６が設けられ、さらに、内筒５や外筒１に取り付けら
れたセンサ（図示略）からの信号に基づいて、この熱媒
体流路１６内を流れる熱媒体の温度及び流量を制御する
制御手段が設けられている。更に、外筒１の周囲などに
は必要に応じて断熱材が配されている。

【００２７】前記内筒５は、前記外筒１のモータ部３内
に内蔵された駆動モータ１７の出力軸（ロータ）１８に
連結され、この駆動モータ１７の駆動に伴って回転する
ようになっている。更に、前記出力軸１８は、磁気軸受
１９によって、一定の隙間を保持したまま回転自在に支
承されているとともに、この磁気軸受１９の上下方向の
両側には、停電時等、磁気軸受１９が作動しない場合の
緊急時に出力軸１８を支承するタッチダウン軸受２０が
配置されている。前記内筒５の回転方向は、この回転に
伴って原料が螺旋形の流路１３に沿って順次下方に強制
的に送られる方向に設定されている。

【００２８】なお、磁気軸受１９としては、アクティブ
制御型磁気軸受が通常用いられるが、これに限られるも
のではなく、例えば永久磁石を用いたパッシブ型を用い
ることができる。また、タッチダウン軸受２０は、ころ
がり軸受が通常使用されるが、周囲が高温となるため、
セラミックス軸受等が望ましい。また、ころがり軸受に
限定されるものではなく、冷却機構を併用して、すべり
軸受を使用することもできる。

【００２９】内筒５の前記連通口１０に臨む位置には、
混合空間２１が形成されているとともに、内筒５の下端
には、中空円盤状で下面に多数の噴射ノズル２２を有す
るシャワーヘッド２３が一体に連接されている。更に、
内筒５の内部には、前記混合空間２１とシャワーヘッド
２３の内部とを繋ぐ内部通路２４が形成されている。

【００３０】前記シャワーヘッド２３は、外筒１の基部
２の下方に、密封容器２６内の成膜室２５に突出してお
り、下面を成膜室２５に臨ませている。つまり。気化装
置は、成膜室２５の上端開口部を基部２で塞ぐように該
密封容器２６の上端に取り付けられている。シャワーヘ
ッド２３は、成膜室２５内の保持台２７に保持された半
導体ウェハ等の被処理物２８に対向するようになってい
る。なお、前記密封容器２６には、処理後の排気を外部
に排出する排気口２９が設けられている。

【００３１】内筒５の外周面には、前記内部通路２４の
上下に、細ピッチの凹部３０と該凹部３０に挟まれた凸
部３１によって構成された圧力発生部３２ａ，３２ｂが
形成されている。上側の圧力発生部３２ａは内筒５の回
転に伴って流路１３に沿って徐々に気化しつつ順次下方
に送られる原料のスムーズな流れを阻止して、原料ガス
の背圧を保持するためのものである。

【００３２】この部分の圧力変化を説明すると、図２に
示すように、原料流入口６（地点ａ）からは、有機溶剤
の分離を防ぐため、例えば５００ｔｏｒｒ以上の圧力で
原料が供給され、気化した原料ガスは、シャワーヘッド
２３の噴射ノズル２２（地点ｃ）から５ｔｏｒｒ程度の
圧力の成膜室２５内に噴射される。この圧力発生部３２
ａは、この原料ガスの下流へのスムーズな流れを阻止し
て、上流側の圧力を保持する。つまり、圧力発生部３２
ａ（地点ｂ）を境として、この下流側で急激な圧力低下
が起こるようになっている。このように流路１３の下流
側に圧力発生部３２ａを設けることにより、原料ガスの
流路１３内での十分な滞留時間を確保し、原料ガスを徐
々に減圧しながら膨張させる。これにより、原料ガスが
完全に気化しないまま流路１３を流れてしまうことが防
止される。

【００３３】一方、下方に位置する圧力発生部３２ｂ
は、前記混合空間２１で混合した原料ガスと反応ガスと
の混合ガスがこの下方に流下してしまうことを防止する
シールとしての役割を果たす。

【００３４】このような気化装置は、原料流入口６に霧
化あるいは一部霧化した原料を供給して用いられるが、
そのための供給装置として、この実施例では、超音波振
動子３３に、一方のノズル３４よりアルゴン等のキャリ
アガスを供給しつつ、原料液体を他方のノズル３５より
滴下して霧化させるようにした霧化装置が備えられてい
る。なお、この霧化装置の下側の空間３６は、液状又は
固体状原料をトラップする部分である。

【００３５】なお、図４に示すように、外側ノズル３７
にアルゴン等のキャリアガスを、内側ノズル３８に原料
ガスを供給して霧吹きの原理で霧化させようにした周知
の二重構造の２流体ノズル３９を用いたもの、更にはこ
の２流体ノズル３９に対向して加熱板４０を設けて、単
に霧化させるだけでなく、少なくともその一部を気化さ
せるようにした供給装置を用いてもよいことは勿論であ
る。

【００３６】以下に、上記のように構成した気化装置の
作用を説明する。ここに、気化装置は、内部を成膜室２
５とした密封容器２６の上端開口部に該開口部を外筒１
の基部２で塞ぐように取り付けられる。

【００３７】先ず、常温で固体のＢａ（ＤＰＭ)₂ ，Ｓ
ｒ(ＤＰＭ)₂ などの原料を気化特性を安定化するため有
機溶剤（例えば、ＴＨＦ）に溶解させたものを液体原料
として用いる。この液体原料を上述した霧化装置により
霧化した（図４の場合は一部霧化、一部気化した）状態
で気化装置の原料流入口６からこの内部に流入させ、同
時に、駆動モータ１７を駆動させて内筒５を回転させ
る。すると、原料は内筒５の外周面の流路１３内に入
り、この回転に伴って、順次強制的に下方に送られ、こ
の途中で、加熱された外筒１の壁と接触しながら熱交換
して徐々に気化される。

【００３８】この時、原料は螺旋運動をしながら下降
し、気体中に霧状態で存在する原料液体は遠心力により
外側に飛ばされ、強制的に外筒１の壁面と接触させられ
て、熱交換が促進される。また、流路の断面は軸方向に
偏平な形状であるので、壁との間の大きな接触面積が確
保され、これによっても高い熱交換が促進される。な
お、流路１３内は、全体に同一断面積とすることにより
圧力変動を押さえ、生成物の形成を防止するようにして
いる。

【００３９】そして、流路１３に沿って送られてきた原
料は、多数の凹部３０及び凸部３１で構成された圧力発
生部３２ａでその下方へのスムーズな流れが阻止され、
これによって、原料は内筒５の流路１３内に高い圧力を
保持したまま膨張することなく所定時間滞留し、完全に
気化した後、圧力発生部３２ａ内を徐々に通過して混合
空間２１内に入る。

【００４０】完全に気化した原料ガスは、混合空間２１
内に入ると急速に減圧して膨張し、反応ガス流入口９か
ら導入された反応ガス（酸化ガス）と混合され、この混
合された混合ガスが内筒５の内部通路２４を通過して、
シャワーヘッド２３内に入る。そして、この混合ガスが
成膜室２５内に位置するシャワーヘッド２３の噴射ノズ
ル２２から半導体ウェハ等の被処理物２８に向けて噴射
されて、この表面に薄膜が形成される。

【００４１】ここに、成膜室２５内の圧力は、例えば５
ｔｏｒｒ程度であるため、混合空間２１で混合された混
合ガスは、この圧力勾配により急速に加速されてシャワ
ーヘッド２３内に入り、噴射ノズル２２から下方に噴出
される。

【００４２】この時、シャワーヘッド２３は、内筒５と
一体に回転するため、この回転によって原料ガスと反応
ガスとを撹拌混合させてそれぞれの濃度を均一にしなが
ら、しかも遠心作用によってより均一に混合ガスを被処
理物２８の全面に向けて噴射させて、膜厚が一定で均質
な薄膜を被処理物２８の表面に形成することができる。
処理後の排気ガスは、密封容器２６に設けられた排気口
２９から外部に排気される。

【００４３】図５は、この発明の他の実施例を示すもの
で、この実施例は、シャワーヘッドと気化装置を別体と
したものである。シャワーヘッド４１は密閉容器２６の
天板を兼ねる基板２の下側に固設され、その間に混合空
間４２を形成している。シャワーヘッド４１には、上下
に貫通する多数のガス流路（噴射ノズル）４３と、この
噴射ノズル４３を囲むオイル循環流路４４が形成されて
いる。このオイルの温度は、温度センサ等を介して、例
えば２５０℃に制御される。

【００４４】そして、内筒５の下端には、圧力発生部を
構成する羽根車４５が連結され、この羽根車４５は前記
混合空間４２の内部に収容される大きさに設定されてい
る。基板２の上側には、反応ガスを導入する反応ガス流
入口４６、ガス溜部４７、及びガス溜部４７を混合空間
４２に連通する連通孔４８が設けられている。なお、こ
の例では、内筒５は中空にして軽量化され、加熱手段と
しては外筒１の内部に埋設した高周波ヒータ４９ａと、
この外周面に巻き付けたコイルヒータ４９ｂが用いられ
ている。

【００４５】この実施例の場合、内筒５の回転に伴っ
て、流路１３に沿って順次強制的に下方に送られてくる
原料は、徐々に気化して混合空間４５に入る。ここにお
いて羽根車４５が内筒５と一体に回転することにより、
ここでのスムーズな流れが阻止され、これによって、原
料は内筒５の流路１３内に高い圧力を保持したまま膨張
することなく滞留し、完全に気化した後、混合空間４２
内に入る。

【００４６】この混合空間４２内では、導入された反応
ガスと原料ガスが羽根車４５の回転によって十分に撹拌
混合され、これによって、原料ガスや反応ガスのそれぞ
れの濃度分布のバラツキによる成膜厚さや膜質のバラツ
キの発生が防止される。

【００４７】図６及び図７は、この発明の更に他の実施
例を示すもので、この実施例は、内筒５の下部に段差面
５０を介して小径部５１を形成しており、この小径部５
１の外側に、反応ガス流入口５２、ガス溜部５３及び連
通孔５４が設けられている。前記段差面５０には、圧力
発生部を構成する複数の羽根片５５を有する遠心羽根５
６が設けられている。

【００４８】この遠心羽根５６はガスを逆流させるよう
に作用するので、流路１３に沿って送られてきた原料
は、遠心羽根５６で構成された圧力発生部でその下方へ
のスムーズな流れが阻止される。これによって、原料は
内筒５の流路１３内に高い圧力を保持したまま膨張する
ことなく滞留し、完全に気化した後に混合空間４２内に
入る。

【００４９】なお、この実施例の場合、混合空間４２が
羽根車４５よりも大きく形成されており、この羽根車４
５はガスを逆流させるよりも、主に原料ガスと反応ガス
とを撹拌混合させるためのものである。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の気化装
置によれば、加熱による気化反応のための長い流路を筒
状壁の間に構成し、しかもこの筒状壁を相対的に回転さ
せることで、流れが遠心方向への速度成分を持つので壁
との接触効率が高く、加熱用ヒータの配置やメンテナン
スも容易で操作性が良い。しかも、圧力発生部によっ
て、この圧力発生部より上流側の流路内の圧力を保持し
て、この急激な降下を防止することができる。従って、
高誘電体の素材となる液体原料を気化装置内や配管内の
詰まりを防止しつつ、効率良く、且つ十分な滞留時間を
持って完全に原料を気化することができるコンパクトな
気化装置を提供することができる。

【００５１】また、内部に原料ガスと外部から導入され
る反応ガスとの混合空間を形成することにより、原料ガ
スと反応ガスとを予め混合させた混合ガスを成膜室内に
導入することができ、しかも例えば回転する内筒に連結
した羽根車等によって混合ガスを撹拌混合させてことに
より、これらのガスの成膜室内の濃度分布をより均一に
して、膜厚や膜質の均一化を図ることができる。

【００５２】更に、内筒を回転させ、この内筒に原料ガ
スと反応ガスの混合ガスを被処理物に向けて噴出する中
空のシャワーヘッドを連結し、内筒の内部に混合空間と
シャワーヘッドの内部とを繋ぐ内部通路を設けることに
より、内筒とシャワーヘッドとを一体に回転させて、気
化後の原料ガスと反応ガスとの混合ガスをシャワーヘッ
ドの回転に伴って撹拌混合させながら、これを被処理物
に向けて均一に噴射させて、膜厚や膜質の均一化を図る
ことができる。

【００５３】また、液体原料を加熱して気化する気化装
置と、気化した原料を反応室内の基板に向けて噴射する
噴射ヘッドとが熱的に一体に構成したことにより、気化
した原料は移送の過程での温度の変化を受けることなく
噴射ヘッドに送られ、原料ガスが事前の反応や析出を起
こすことが防止される。従って、これらの箇所で詰まり
や不純物の生成を生じることないので、成膜室内の基板
に安定に供給され、成膜室において良好な品質の気相成
長がなされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の全体の断面図である。

【図２】図１に示す実施例における原料の流れに沿った
圧力分布を示すグラフである。

【図３】図１の要部の拡大図である。

【図４】この発明の気化装置に用いる霧化ないし気化装
置の他の例である。

【図５】この発明の気化装置の他の実施例の全体断面図
である。

【図６】この発明の気化装置の更に他の実施例の要部を
示す断面図である。

【図７】図６の実施例の遠心羽根を示す図である。

【符号の説明】

１，５筒状壁（外筒、内筒）６原料流入口９，４６，５２反応ガス流入口１３流路１６熱媒体流路（加熱手段）１７駆動モータ２１，４２混合空間２２，４３噴射ノズル２３，４１シャワーヘッド２４内部通路２５成膜室２８被処理物３２ａ，３２ｂ圧力発生部４５羽根車（圧力発生部）４９ａ高周波ヒータ（加熱手段）４９ｂコイルヒータ（加熱手段）５０段差面５５羽根片５６遠心羽根（圧力発生部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本郷明久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

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向して相対的に回転する内外の
筒状壁の少なくとも一方に、原料流入口に連通する螺旋
状の流路が形成され、前記筒状壁の少なくとも一方を加熱する加熱手段が設け
られ、前記流路の下流側に、前記回転に伴って該流路内を流れ
る原料ガスの背圧を保持する圧力発生部が設けられてい
ることを特徴とする液体原料気化装置。
【請求項２】前記内外の筒状壁が、前記流路の下流側
で成膜容器に取り付けられていることを特徴とする請求
項１に記載の液体原料気化装置。
【請求項３】前記流路の下流側に、該流路に沿って流
れる原料ガスと外部から導入される反応ガスとの混合空
間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に
記載の液体原料気化装置。
【請求項４】前記圧力発生部が、前記筒状壁の前記流
路の下流側端部に連結され、前記混合空間内で回転する
羽根車を有することを特徴とする請求項３に記載の液体
原料気化装置。
【請求項５】前記圧力発生部が、前記内外の筒状壁の
互いに対向する対向面の少なくとも一方に形成された凹
凸部を有することを特徴とする請求項１ないし４のいず
れかに記載の液体原料気化装置。
【請求項６】前記流路の下流側端部に、前記原料ガス
を被処理物に向けて噴出するノズルを備えたシャワーヘ
ッドが連結されていることを特徴とする請求項１ないし
５のいずれかに記載の液体原料気化装置。
【請求項７】前記シャワーヘッドが回転する前記筒状
壁と一体に連結されていることを特徴とする請求項６に
記載の液体原料気化装置。
【請求項８】前記筒状壁の前記流路の下流側に段差面
を介して小径部が形成されていることを特徴とする請求
項１ないし７のいずれかに記載の液体原料気化装置。
【請求項９】前記圧力発生部が前記段差部に形成され
た遠心羽根で構成されていることを特徴とする請求項８
に記載の液体原料気化装置。
【請求項１０】外側の筒状壁が固定され、内側の筒状
壁が回転するようになっていることを特徴とする請求項
１ないし９のいずれかに記載の液体原料気化装置。
【請求項１１】液体原料を加熱して気化する気化装置
と、気化した原料を反応室内の基板に向けて噴射する噴
射ヘッドとが熱的に一体に構成されていることを特徴と
するガス噴射装置。
【請求項１２】液体原料を加熱して気化する気化装置
と、気化した原料を反応室内の基板に向けて噴射する噴
射ヘッドとが実質的に一体のケーシングに収容されて構
成されていることを特徴とするガス噴射装置。
【請求項１３】前記一体のケーシングには、前記気化
装置と前記噴射ヘッドに共通の加熱媒体流路が形成され
ていることを特徴とする請求項１２に記載のガス噴射装
置。