JPH1074746A

JPH1074746A - 液体原料気化装置

Info

Publication number: JPH1074746A
Application number: JP14854297A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Horie; 邦明堀江; Tsutomu Nakada; 勉中田; Hidenao Suzuki; 秀直鈴木; Takeshi Murakami; 武司村上; Yuji Abe; 祐士阿部; Yuji Araki; 裕二荒木; Fumio Kuriyama; 文夫栗山
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】高誘電体の素材となる複雑な気化特性を持つ
ような液体原料を効率良く気化するとともに、微少量を
精度良く制御し、気化装置内や配管内の詰まりを防止で
きるようなコンパクトな気化装置を提供する。【解決手段】液体原料Ｌを液化温度以下に保ちなが
ら定量づつ供給する供給部と、供給部より供給された液
体原料Ｌを液化温度以上に加熱する気化部とを備え、供
給部と気化部の間には、液体原料Ｌを連続的に授受する
ために微少の隙間ｔ₁，ｔ₂を保って形成された架橋部Ｂ
ｒが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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（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。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。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いる。

【０００４】

【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、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。

【０００５】例えば、Ｂａ（ＤＰＭ）₂，Ｓｒ（ＤＰ
Ｍ）₂をＴＨＦ中に溶解した液体原料では、溶剤の液相
範囲は図１１のａの領域であり、原料の液相範囲はａ＋
ｃである。従って、領域ａの原料を気化させるために領
域ｃを通過する際に、溶剤のみが気化して原料が析出
し、通路を塞いだり、濃度変化による品質悪化を招くの
で、気化の際は液体原料を一気に高温領域に持っていく
必要があると考えられる。

【０００６】また、原料の供給は成膜の種類によっても
異なるが、かなり微速度で行なう場合もある。上記のよ
うな材料であると、原料を必要量以上気化すると後処理
が困難となり、配管詰まりや品質の低下、歩留まりの低
下につながる。従って、気化装置においては微少量まで
の制御を行なう必要がある。

【０００７】上記の従来の技術においては、スプレーノ
ズルを用いて霧化する場合は、かなりの高圧でキャリア
ガスを送るので微少量を制御しながら霧化するのが困難
である。また、超音波振動子を用いる場合、気化温度に
近い高温に耐える素材を見つけることが困難であり、安
定した気化を行なうことができない。さらに、原料ガス
の気化はできるだけ反応槽の直前で行って気相での搬送
経路を短くするのが好ましいが、霧化してから気化する
上記装置はコンパクトな構成とするのが困難であった。
また、両者とも霧化、スプレー部分に広い空間が必要な
ため原料の滞留が起こり、その部分での原料の変質や原
料供給の制御性に劣るという問題があった。

【０００８】この発明は、高誘電体あるいは強誘電体の
素材となる複雑な気化特性を持つような液体原料を効率
良く気化するとともに、微少量を精度良く制御し、気化
装置内や配管内の詰まりを防止できるようなコンパクト
な気化装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、液体原料を気化温度以下に保ちながら定量づつ供給
する供給部と、上記供給部より供給された液体原料を気
化温度以上に加熱する気化部とを備え、上記供給部と上
記気化部の間に、液体原料を連続的に授受するために微
少の隙間を保って形成された架橋部が形成されているこ
とを特徴とする液体原料気化装置である。

【００１０】これにより、低温の供給部と高温の気化部
を直接に接触させることがないので、両者の間での熱移
動が抑えられ、液体原料が液相温度と気相温度の中間領
域に長い間存在することが防止される。しかも、液滴状
態での移送ではなく、液体の表面張力により架橋部を形
成して移送するので、微少流量であっても気化部に連続
的に液体原料が供給され、従って、原料濃度の微視的な
変化も小さい。

【００１１】請求項２に記載の発明は、上記架橋部に
は、液体原料にキャリアガスを接触させるためのガス導
入口が開口し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。キャリアガスを気化部の前に
液体原料に接触させて、気化とキャリアガスとの混合を
同時に行えば、工程や装置構成が簡単になるだけでな
く、キャリアガスの冷却作用によって、架橋部で早期に
気化して円滑な液体移動が損なわれる事態の発生を防止
する。

【００１２】請求項３に記載の発明は、上記隙間の寸法
を調整する隙間調整機構が設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。請求項
４に記載の発明は、上記隙間調整機構を駆動する駆動手
段が設けられてい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。これにより、原料液体の物性
や必要な気化量に応じて隙間寸法を調整し、円滑な気化
作業が行われる。

【００１３】請求項５に記載の発明は、上記架橋部が、
上記供給部の原料供給用の細孔の先端に臨んで配置され
たニードル部を有す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。請求項６に記載の発明は、
上記細孔が、筒状ノズルに形成されていることを特徴と
する請求項５に記載の液体原料気化装置である。請求項
７に記載の発明は、上記細孔が、径が２ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項５に記載の液体原料気化装置で
ある。

【００１４】請求項８に記載の発明は、上記架橋部は、
下流に向かうに従い断面が狭くなる導入部を有すること
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
ので、供給部から気化部に液体原料の導入が円滑に行わ
れる。

【００１５】請求項９に記載の発明は、液体原料を気化
温度以下に保ちながら定量づつ供給する供給部と、上記
供給部より供給された液体原料を気化温度以上に加熱す
る気化部と、上記供給部と上記気化部の間で液体原料を
連続的に授受するために微少の隙間を保って形成された
架橋部とを有する気化装置と、気化した原料を成膜室内
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。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照してこの
発明の実施の形態を説明する。図１ないし図５は第１の
実施の形態を示すもので、この液体原料気化装置は、上
側の液体原料供給部Ａと下側の気化部Ｂとが液体原料流
入口を取り囲む縁部において接合されて構成されてい
る。

【００１７】供給部Ａは、筒状の容器１の中央に上下を
挿通するように液体原料供給管２が設けられており、そ
の上端には原料配管が接続され、下端部のノズル３は後
述するように気化部Ｂの液体原料流入口４に臨んで開口
している。筒状容器１の内部は液体原料供給管２を液体
原料が安定であるような所定温度（図１３における領域
ａ）に維持する保温用ジャケット５となっており、容器
１の底板６に熱媒体（冷却水）の流入口７が、天板８に
流出口９が設けられている。

【００１８】気化部Ｂは、それぞれがジャケット構造を
有する外殻部１０と内殻部１１とからなり、これらが同
芯に配置されて構成されている。外殻部１０の内壁１２
と内殻部１１は、それぞれ上部が所定角度の円錐面状
に、下部が円筒面状に形成されており、これらの面の間
には上から下に向かう流路Ｒが形成されている。外殻部
１０の天板１３中央の開口部に、内殻部１１先端のニー
ドル部１４が臨ませられて液体原料流入口４が形成され
ている。ニードル部１４と開口部の間に取り付けられた
環状部材４ａにより液体原料を導く導入部が形成されて
いる。外殻部１０の下部にはジャケット１５を挿通して
気化原料流出口１６が形成されている。

【００１９】これらの内外壁は、それぞれ液体原料に対
して濡れ性の良い、例えば、ステンレスのような素材で
形成されており、表面は所定の粗度となるように、例え
ば、表面粗さが０．１ｍｍ程度になるように酸洗、サン
ドブラスト等により仕上げられている。また、外殻部１
０の内壁１２と内殻部１１の円錐面どうしは微少な隙間
ｔ₁をもって対向して流路Ｒを構成している。この隙間
ｔ₁の寸法は、取り扱う液体原料の種類や温度、圧力な
どの条件によって異なるが、供給された液体原料が毛管
現象によって対向面間にただちに液膜状に広がり、瞬時
に加熱・気化され、気化速度に応じて連続的に新たに供
給された液体もただちに追随して液膜に広がり気化して
いくような値に設定される。

【００２０】流路Ｒを形成する内殻部側の壁面には、図
３及び図４に示すように、ガス化した原料を流出させる
溝１７が形成されている。この溝１７は、円錐面の稜線
に沿って延び、下部に向かうに従い数が増えていく、あ
るいは溝断面積が増加していく、つまり対向面の表面積
に占める割合が大きくなるように配置されている。この
溝１７の深さや幅は、気化した原料とキャリアガスを円
滑に流通させることができるように実験的に求めること
ができる。非常に濡れ性の悪い液体原料の場合は、この
溝は少なくし、あるいは無くした方が良い。

【００２１】内殻部１１と外殻部１０は、内殻部１１の
下部外面に形成されたフランジ１８と外殻部１１底面の
間をボルト１９により締結して連結されている。外殻部
１０及び内殻部１１のそれぞれのジャケット１５，２０
には、熱媒体であるオイルを供給する配管２１，２２，
２３，２４がそれぞれ接続されている。

【００２２】次に、供給部Ａと気化部Ｂを連絡する部分
の構成を説明する。供給部Ａの底板６と気化部Ｂの天板
１３は縁部において連結されている。図５に示すよう
に、液体原料供給管２の先端のノズル３は内殻部１１の
先端のニードル部１４との間に一定の隙間ｔ₂をもって
配置されている。この隙間ｔ₂の寸法は、この装置が必
要とする最小限の液体原料供給速度において、原料供給
管２の先端のノズル３から供給される液体原料Ｌがニー
ドル部１４との間にブリッジ（架橋部）Ｂｒを形成して
連続的に流れるような値になっている。

【００２３】供給部Ａの底板６と気化部Ｂの天板１３の
間には、液体原料流入口４の周囲を取り囲むように空間
Ｓが形成され、これは上記底板６と天板１３の間の縁部
近傍部分に配置されたシール部材２５によって密閉され
ている。気化部Ｂの天板１３、又は供給部Ａの底板６に
は、空間Ｓに開口するキャリアガス導入流路２６，２７
が形成されている。前者はキャリアガスを冷却して供給
する場合に用いられ、後者はキャリアガスを予熱して供
給する場合に用いられる。天板１３の開口部には、ノズ
ル１４を取り囲む環状部材４ａが螺合され、この環状部
材４ａと底板６との隙間（キャリアガス流路）を調整す
ることができるようになっている。

【００２４】以下、このように構成された液体原料気化
装置の作用を説明する。供給部Ａのジャケット５には、
所定温度の冷却水が供給され、原料供給管２の温度を所
定温度に維持している。この温度は、図１３に示す領域
ａのうち、領域ｃかつｂに近い箇所（例えば、点Ｘ）に
設定する。液体原料Ｌは原料配管から流量を制御された
状態で原料供給管２に流入し、ここでＸの温度に維持さ
れて下端から気化部Ｂの原料流入口４に供給される。

【００２５】原料流入口４では、ノズル３とニードル部
１４が微少な隙間ｔ₂をもって設定されているので、微
少流量であっても液体原料ＬがブリッジＢｒを形成して
連続的に流れる。すなわち、比較的流量が多い場合は、
図５（ａ）に示すように平均的に流れ、微少流量の場合
は図５（ｂ）に示すようにノズル３とニードル部１４の
間に表面張力によってブリッジＢｒが形成され、これか
ら内殻部表面に延びて流れる。いずれの場合も、液滴状
とならないので気化する量が微視的に変動することがな
く、ガス濃度の微少の変動もない。

【００２６】原料流入口４を取り囲む環状空間Ｓには、
キャリアガス流路２６あるいは２７からキャリアガスが
供給されて原料流入口４に流入する。このキャリアガス
はニードル部１４の周囲の導入部４ａを通り、気化した
原料ガスを同伴しながら内殻部１１の溝１７に流入す
る。一方、ニードル部１４に供給された液体原料Ｌは、
図４に示すように、その表面に沿って流れて内殻部１１
と外殻部１０の内壁１２間に流入し、液と壁との付着力
（毛管現象）により溝には入りにくいので、対向面間の
隙間ｔ₁のみに流入する。

【００２７】ここにおいて、内殻部１１と外殻部１０の
双方が液体原料Ｌを加熱し、液体原料Ｌの濡れ性が良く
なり、即ち表面張力が下がり、しかも隙間ｔ₁が充分狭
くなっているので、液体状態の原料は速やかに隙間ｔ₁
に流入してそこで保持される。液体原料Ｌは壁面で加熱
され、順次気化して溝に流入し、キャリアガスと混合し
て下方に流れ、気化原料流出口１６から流出する。この
ように、液体原料Ｌが狭い隙間ｔ₁に膜状に広がった状
態で加熱されるので、図１３に示す領域ｃを瞬時に通過
して気化領域ｂの点Ｙに移行する。従って、溶媒のみが
気化して原料の分解物、重合物、酸化金属等が析出する
などの事態の発生が防止される。

【００２８】また、この装置においては、供給部Ａと気
化部Ｂが縁部において連結され、その内側には空間Ｓが
形成されている。従って、温度を厳密に管理すべきノズ
ル３やニードル部１４は、接合部分から遠くなってお
り、かつ接合面に気密性を有するテフロンのような断熱
材を使用しているため、熱伝導による影響を受けにく
く、該当部分を必要な一定温度に維持することが容易で
ある。保温部で気化直前までの温度にまで加熱しておく
と、加熱部での気化効率を上げることもできる。この場
合、特に保温部での温度コントロールが重要となり、加
熱部からの熱の移動を最小限に抑えなければならない。

【００２９】図６は、ノズル３先端の形状が異なる他の
実施の形態を示すものである。同図（ａ）は、先端孔３
ａがテーパ状に開いており、ニードル部１４との間に互
いに対向する面を形成して、液溜まりの保持性を良くし
たものであり、同図（ｂ）は、逆に先端孔３ｂが狭まる
テーパ状として液体の流出方向が広がらないようにした
ものである。この他に、曲線断面等の適宜の形状が選択
でき、またこれに対応してニードル部１４の先端形状を
変えることも可能である。

【００３０】図７及び図８は、この発明の他の実施の形
態を示すもので、液体原料Ｌの流量や物性に応じて対向
面間の隙間ｔ1の寸法を可変としたものである。図７に
おいては、内殻部１１の下部外面に形成されたフランジ
２８と外殻部１０底面の間に、両者を上下方向に摺動可
能に支持するガイドピン２９と、両者の隙間を調整する
調整用ネジ３０とが設けられている。ガイドピン２９に
は両者を互いに近付ける方向に押圧するバネ３１が支持
されており、また、これらのガイドピン２９と調整用ネ
ジ３０は、複数が周方向に交互に配置されている。

【００３１】このような構成により、調整用ネジ３０を
押し込むと内殻部１１が下方に移動して隙間ｔ₁が広が
り、その隙間ｔ₁はバネ３１の付勢力によりその状態で
保持される。なお、この図には記載していないが、調整
後の位置に両者を固定する別のネジを設けてもよい。ま
た、この装置では、対向面どうしの隙間ｔ₁とノズル３
及びニードル部１４の隙間ｔ₂が連動するが、両者を個
別に調整するために、例えば、供給部Ａにノズル位置を
調整する手段を設けてもよい。

【００３２】図８は、さらに隙間調整手段に駆動機構を
設けて、隙間ｔ₁の調整を迅速かつ精度良く行えるよう
にしたものである。すなわち、内殻部１１と外殻部１０
は、ガイドピン２９と、ガイドピン２９に設けたバネ３
１により支持されている。そして、また、外殻部１０の
外周にはネジ溝３２が形成され、これに大径のナット部
材３３が螺合され、このナット部材３３の外周には歯３
４が形成されている。一方、固定ベース３５には減速機
を有する電動モータ３６が設置され、この電動モータ３
６には、上記ナット部材３３の歯３４と噛み合う歯車３
７が設けられている。

【００３３】この構成により、電動モータ３６を駆動す
ると所定のピッチで内殻部１１が上下に動き、対向面間
の隙間ｔ₁及びノズル３とニードル部１４の間の隙間ｔ₂
の寸法が変化する。なお、上述したように、供給部Ａに
ノズル位置だけ調整する機構を設けても良く、また、駆
動手段として、他の同効の手段を用いることができるの
は勿論である。

【００３４】図９は、この発明の気化装置のさらに他の
実施の形態を示すもので、先の実施の形態では気化原料
流出口１６が液体原料の流路に対して直交する方向に形
成されていたが、この例では、両者が同一軸線上に設け
られ、従って、気化原料の乱流や淀みが減少し、圧力変
動に起因する析出が防止されて気化が円滑に行われる。
また、この構成は、後述するように気化器を噴射ヘッド
と一体化する場合に便利であり、取付場所に応じて気化
原料の流出方向を選べる選択肢を増やす意味でも有用で
ある。

【００３５】すなわち、この例では、内殻部１１１が上
下に円錐部を有して形成され、また、外殻部１１２ａ，
１１２ｂの内壁もこれに沿った形状となっており、下端
中央に気化原料流出口１１６が形成されている。外殻部
１１２ａ，１１２ｂは、上下に分割されて構成され、そ
れぞれの部分に熱媒体を流すジャケット１１５ａ，１１
５ｂが形成されている。また、これらのジャケット１１
５ａ，１１５ｂに熱媒を供給する熱媒流路１２０ａ，１
２０ｂ，１２１ａ，１２１ｂが設けられている。上側の
流入口側１０３の流路Ｒ₁は隙間が０．３ｍｍ程度であ
るのに対して、下側の流路Ｒ₂は流出口に向かうに従い
順次広がるように形成されている。

【００３６】内殻部１１１はやはり内部にジャケット部
１２２が形成され、下側の外殻部１１２ｂの内側に周方
向にいくつかが突出して形成された支持部１００により
支持されており、これには内殻部１１１の内側のジャケ
ット部１２２に熱媒を供給する熱媒流路１２３，１２４
が形成されている。この例では、熱媒はジャケット部１
２２の内部に下方に延びる配管１２３ａから供給され、
降温した後に上方に延びる配管１２４ａから排出される
ようになっている。

【００３７】図１０は、図９の気化装置と成膜室内の基
板に向けて噴射する噴射ヘッドとが一体に構成されたガ
ス噴射ヘッド１３０を示すもので、これは、上部を覆う
ほぼ円錐状のケーシング１４２と下面を覆うノズル盤１
４４から構成され、内部には整流空間であるレジューサ
部Ｒｄが形成されている。レジューサ部Ｒｄは、気化し
たガスの膨張を吸収して急激な圧力変動を気化装置の一
部をなすとともに、原料ガスと反応ガス（酸化ガス）を
混合してノズル盤１４４のノズル１４６に送る混合室の
役割を持つ噴射ヘッド１３０の一部でもある。

【００３８】ケーシング１４２の上部には反応ガス（例
えば、酸化ガス）を供給するための反応ガス配管１４８
が開口して設けられている。反応ガス配管１４８は周方
向に複数均等に配置しても、円環状に開口するようにし
てもよい。ケーシング１４２とノズル盤１４４はフラン
ジ１４２ａ，１４４ａを介して結合され、気相成長装置
１５０の成膜室１５２の上部を覆うように取り付けられ
ている。ノズル盤１４４は基板ホルダ１５４に保持され
た基板Ｗに所定間隔で対向して配置される。

【００３９】ケーシング１４２及びノズル盤１４４の内
部には、ほぼ全域に亘って加熱手段としての熱媒体流路
１５６，１５８が設けられている。該熱媒体流路１５
６，１５８は熱媒体配管１６０，１６２を介して熱媒体
供給装置に接続され、これには、所定位置に取り付けら
れたセンサ（図示略）からの信号に基づいて熱媒体の温
度及び流量を制御する制御手段が設けられている。これ
らのケーシング１４２や熱媒体配管１６０，１６２の周
囲などには必要に応じて断熱材が配されている。

【００４０】このように構成されたガス噴射装置におい
ては、原料容器１７０に収納されている液体原料Ｌは、
原料ポンプ１７２により原料輸送管１７６を介して気化
装置Ｖに送られて気化される。気化した原料ガスはレジ
ューサ部Ｒｄに送られ、徐々に流路が拡大する過程で圧
力変動や乱流の発生を避けながら整流され、かつ反応ガ
スと合流して混合され、ノズル盤１６１のノズル２２か
ら基板Ｗに向けて噴射され、さらに排気孔１６４から排
気される。

【００４１】このガス噴射装置では、気化ガスをレジュ
ーサ部Ｒｄに導いて整流して直接にノズル１４６から噴
射するので、気化ガスが余分な経路を経ず、従って、気
化した原料が変質したり経路に詰まりを生じる余地がな
い。しかも、これらの部分は熱的に一体であるので温度
変化もないから一層安定なガス供給が行われ、保温する
部分も少ないので加熱のための負荷も小さい。

【００４２】そして、レジューサ部Ｒｄの上部に反応ガ
スを供給し、気化ガスの膨張エネルギーを利用すること
で均一な混合状態が得られる。しかもレジューサ部Ｒｄ
の下部にノズル盤１４４が配置されているので、レジュ
ーサ部Ｒｄの作用で整流されたガスが一様に各ノズル１
４６に分散して供給され、成膜室１５２内での均一なガ
ス分布が得られる。

【００４３】図１１は、この発明のさらに他の実施の形
態の気化部Ｂを示すもので、一対の平板３８の間に流路
Ｒを形成している。図１１は、扇状の平板の例であり、
中心側が液体原料流入口３９、外周側が気化原料流出口
４０となる。このような平板３８が一対、隙間ｔ₁をも
って対向しており、平板３８の外側は加熱媒体を流すジ
ャケットが形成され、上方には供給部Ａが、下方には気
化したガスを流出させる流路Ｒが設けられている（図示
略）。供給部Ａと気化部Ｂの間の連絡部は、図１の実施
の形態と同様のキャリアガス混入用空間が形成されてお
り、また、供給部Ａと気化部Ｂの間の熱伝導が液体原料
流入口に影響しないようになっている。

【００４４】図１１（ａ）には、溝の配置の例が示して
あり、流出口４０に向かうに従い数が増える点は図３の
場合と同様である。原料流入口３９の部分の断面は図１
１（ｂ）に示す通りであり、狭い隙間ｔ₁の流路Ｒの上
部にＶ字状の断面を持つ導入部４１が形成されており、
これにノズル３の先端が所定の隙間ｔ₂をもって臨ませ
られている。導入部４１から流路Ｒへの移行部分は角を
形成せずに滑らかに移行するようになっている。

【００４５】このような平板状の加熱壁によっても、先
の実施の形態と同様に、迅速な加熱による均質なガス化
と、微少な流量制御という作用効果が得られる。この場
合、全体の気化装置が平板状となるので、装置の構成が
簡単となり、製造コストも低下する。また、設置スペー
スが小さくて良いので、気化装置全体をコンパクトなも
のとすることができる。

【００４６】なお、図１２は原料流入口部分の他の構成
を示すもので、（ａ）は複数の平板３８が並列配置され
ている場合、（ｂ）は漏斗状の導入部４２を有するもの
である。（ｂ）の場合は、図１の形式の気化部あるいは
図１１の形式の気化部のいずれにも用いることができ
る。なお、平板３８の形状は扇状に限られず、長方形、
円形等任意である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、低温の供給部と高温の気化部を直接に接触させるこ
とがないので、両者の間での熱移動が抑えられ、液体原
料が液相温度と気相温度の中間領域に長い間存在するこ
とが防止される。しかも、液滴状態での移送ではなく、
液体の表面張力により架橋部を形成して移送するので、
微少流量であっても気化部に連続的に液体原料が供給さ
れ、従って、原料濃度の微視的な変化も小さい。

【００４８】さらに、架橋部に、液体原料にキャリアガ
スを接触させるためのガス導入口を開口させることで、
キャリアガスを気化部の前に液体原料に接触させて、気
化とキャリアガスとの混合を同時に行い、工程や装置構
成を簡単にすることができるとともに、キャリアガスの
冷却作用によって、架橋部で早期に気化して円滑な液体
移動が損なわれる事態の発生を防止することができる。
また、隙間の寸法を調整する隙間調整機構を設けること
により、原料液体の物性や必要な気化量に応じて隙間寸
法を調整し、円滑な気化作業を行うことができるなどの
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態の液体原料気化装置の
全体の断面図である。

【図２】図１の中心部を拡大して示す断面図である。

【図３】図２の要部であるニードルの外形を示す図であ
り、（ａ）正面図、（ｂ）平面図である。

【図４】図３の要部を拡大して示す横断面図である。

【図５】図１の要部であるノズルの先端とニードルの部
分の拡大図である。

【図６】図５の部分の他の例である。

【図７】この発明の気化装置のさらに他の実施の形態で
ある。

【図８】この発明の気化装置のさらに他の実施の形態で
ある。

【図９】この発明の気化装置のさらに他の実施の形態で
ある。

【図１０】この発明の気化装置と一体ガス噴射ヘッドを
示す断面図である。

【図１１】この発明の気化装置のさらに他の実施の形態
である。

【図１２】原料流入口の部分のさらに他の実施の形態を
示す図である。

【図１３】液体原料の物性を示すグラフの一例である。

【符号の説明】

２，３，１０２，１０３供給流路４液体原料流入口４ａ，４１，４２導入部１１，１２，１１１，１１２壁１５，１１５加熱手段１６，１１６気化原料流出口１７溝２６，２７ガス導入路ｔ₁ ，ｔ₂ 隙間Ｒ，Ｒ₁，Ｒ₂ 流路Ｌ液体原料Ｂｒ架橋部

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 (72)発明者阿部祐士東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者荒木裕二東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者栗山文夫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】液体原料を気化温度以下に保ちながら定
量づつ供給する供給部と、上記供給部より供給された液
体原料を気化温度以上に加熱する気化部とを備え、上記供給部と上記気化部の間には、液体原料を連続的に
授受するために微少の隙間を保って形成された架橋部が
形成されていることを特徴とする液体原料気化装置。
【請求項２】上記架橋部には、液体原料にキャリアガ
スを接触させるためのガス導入口が開口していることを
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】上記隙間の寸法を調整する隙間調整機構
が設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４】上記隙間調整機構を駆動する駆動手段が
設けられてい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】上記架橋部は、上記供給部の原料供給用
の細孔の先端に臨んで配置されたニードル部を有するこ
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６】上記細孔は、筒状ノズルに形成されてい
ることを特徴とする請求項５に記載の液体原料気化装
置。
【請求項７】上記細孔は、径が２ｍｍ以下であること
を特徴とする請求項５に記載の液体原料気化装置。
【請求項８】上記架橋部は、下流に向かうに従い断面
が狭くなる導入部を有す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９】液体原料を気化温度以下に保ちながら定
量づつ供給する供給部と、上記供給部より供給された液
体原料を気化温度以上に加熱する気化部と、上記供給部
と上記気化部の間で液体原料を連続的に授受するために
微少の隙間を保って形成された架橋部とを有する気化装
置と、気化した原料を成膜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。