JPH1085581A - Vaporizer - Google Patents
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- JPH1085581A JPH1085581A JP14854397A JP14854397A JPH1085581A JP H1085581 A JPH1085581 A JP H1085581A JP 14854397 A JP14854397 A JP 14854397A JP 14854397 A JP14854397 A JP 14854397A JP H1085581 A JPH1085581 A JP H1085581A
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Abstract
Description
【0001】[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率薄
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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vaporizer for use in, for example, a thin film vapor phase growth apparatus using a liquid as a raw material, and more particularly to a vaporizer for high permittivity thin film materials such as barium / strontium titanate. The present invention relates to a liquid material vaporizer.
【0002】[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。2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of integrated circuits in the semiconductor industry has been remarkably improved, and research and development of DRAMs from the current megabit order to the future gigabit order have been conducted. As a dielectric thin film used for manufacturing a large-capacity element required for manufacturing such a DRAM, a silicon oxide film or a silicon nitride film having a dielectric constant of 10 or less, and tantalum pentoxide (Ta 2 O) having a dielectric constant of about 20 are used. 5 ) Instead of the thin film, a metal oxide thin film material such as barium titanate (BaTiO 3 ) having a dielectric constant of about 300, strontium titanate (SrTiO 3 ), or a mixture thereof, such as barium strontium titanate, is promising. Have been.
【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、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、常温で固体のBa
(DPM)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、TH
F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。As a method for forming such a material, chemical vapor deposition (CVD) is promising. In this case, a source gas is finally supplied stably to a substrate on which the film is to be formed in a reaction tank. There is a need to. The raw material gas is Ba which is solid at room temperature.
In order to liquefy (DPM) 2 , Sr (DPM) 2 and the like, and further stabilize the vaporization characteristics, an organic solvent (for example, TH
F) is vaporized by heating.
【0004】ところで、上記のような高誘電体の原料ガ
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。[0004] It is very difficult to stably vaporize such a high dielectric material gas as described above. This is because the vaporization temperature and decomposition temperature of these raw materials are close to each other, there is a difference between the vaporization temperature and the vaporization temperature of the organic solvent, and the vapor pressure is extremely low.
【0005】例えば、Ba(DPM)2 ,Sr(DP
M)2 をTHFなどの溶剤中に溶解した液体原料では、
溶剤の液相範囲は図6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。For example, Ba (DPM) 2 , Sr (DP
The liquid material obtained by dissolving M) 2 in a solvent such as THF,
The liquid phase range of the solvent is the region of FIG. 6A, and the liquid phase range of the raw material is a + c. Therefore, when passing the region c in order to vaporize the raw material in the region a, only the solvent is vaporized and the raw material precipitates, blocking the passages and causing quality deterioration due to a change in concentration.
【0006】従って、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。このような気化装置とし
て、液体原料を多孔質体に供給し、液体原料を多孔質体
内部に分散させた状態で多孔質体を加熱するようにした
ものが知られている。[0006] Therefore, it is necessary to bring the liquid raw material to a high-temperature region at once at the time of vaporization. As such a vaporizer, there is known an apparatus in which a liquid material is supplied to a porous body and the porous material is heated in a state where the liquid material is dispersed inside the porous body.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の気
化器においては、多孔質体の気化部位から気化熱が奪わ
れるので、多孔質体に気化熱に相当する大きな熱を供給
する必要がある。従来の装置では、多孔質体への熱の供
給は多孔質体の外部から行われており、多孔質体の中央
部への熱の供給は主として多孔質体自体の熱伝導によっ
ている。従って、多孔質体の内側への熱補給が不充分と
なって低温となり、内側で詰まりを生じる等により気化
効率が低下する。In the above-mentioned conventional vaporizer, since the heat of vaporization is taken from the vaporized portion of the porous body, it is necessary to supply a large amount of heat corresponding to the heat of vaporization to the porous body. is there. In the conventional apparatus, the supply of heat to the porous body is performed from the outside of the porous body, and the supply of heat to the center of the porous body mainly depends on the heat conduction of the porous body itself. Therefore, the heat supply to the inside of the porous body becomes insufficient and the temperature becomes low, and the inside of the porous body is clogged.
【0008】蒸発の下限温度のみが問題となる気化器に
おいては、外周部を気化温度より十分高くすれば中央部
が気化温度以下に下がる心配がない。しかし、特定の原
料液体では、温度が高すぎると変質や分解等を起こして
しまうことがあり、上限と下限の範囲が狭いので上記の
ような方法はとれない。In a vaporizer in which only the lower limit temperature of evaporation is a problem, if the temperature of the outer peripheral portion is sufficiently higher than the vaporizing temperature, the temperature of the central portion does not drop below the vaporizing temperature. However, with a specific raw material liquid, if the temperature is too high, deterioration or decomposition may occur, and the upper limit and the lower limit are narrow, so that the above method cannot be taken.
【0009】本発明は上記の問題を解決するため、多孔
質体を有する気化器への熱の供給を円滑に行って、複雑
な特性を有する液体原料の気化を効率的かつ円滑に行な
わせることを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for smoothly supplying heat to a vaporizer having a porous body to efficiently and smoothly vaporize a liquid material having complicated characteristics. It is intended for.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、互いに対向する受液面と排気面を有する多孔質体を
有する気化部と、前記多孔質体の受液面に液体原料を供
給する原料供給路を有する原料供給部と、該多孔質体に
熱的に接触する熱媒体流路と、前記熱媒体流路に前記液
体原料の気化温度以上に加熱した熱媒体を流通させる熱
媒体供給系とを有することを特徴とする気化器である。According to a first aspect of the present invention, there is provided an evaporating section having a porous body having a liquid receiving surface and an exhaust surface opposed to each other, and a liquid raw material on a liquid receiving surface of the porous body. A raw material supply section having a raw material supply path to be supplied, a heat medium flow path that is in thermal contact with the porous body, and heat for flowing the heat medium heated to a temperature equal to or higher than the vaporization temperature of the liquid raw material through the heat medium flow path. A vaporizer characterized by having a medium supply system.
【0011】これにより、熱媒体流路を流れる熱媒体に
より供給される充分な熱容量をもって多孔質体が加熱さ
れ、これにより、多孔質体の全範囲を有効に利用した効
率的な気化が行われる。このような熱媒体流路は、多孔
質体に対して閉鎖系となるように、適当な材質や、径、
厚さ等の寸法を有するケーシングで構成され、加熱はこ
れらのケーシングから多孔質体への熱伝導によって行わ
れる。As a result, the porous body is heated with a sufficient heat capacity supplied by the heat medium flowing through the heat medium flow path, whereby efficient vaporization is effectively performed by effectively using the entire area of the porous body. . Such a heat medium flow path is made of a suitable material, diameter,
It is composed of casings having dimensions such as thickness, and heating is performed by heat conduction from these casings to the porous body.
【0012】熱媒体としては、通常、オイルのような熱
容量の大きいものを用いる。これにより、温度の変動が
小さく、安定な制御ができる。熱容量の大きい熱媒体を
用いると、熱媒体流路の径をある程度の大きさにしてお
けば、熱媒体を高速で流通させる必要はない。多孔質体
の加熱のために、熱媒体流路以外の加熱を併用してもよ
いことは言うまでもない。A heat medium having a large heat capacity, such as oil, is usually used. As a result, stable control can be performed with small fluctuations in temperature. When a heat medium having a large heat capacity is used, it is not necessary to flow the heat medium at a high speed if the diameter of the heat medium flow path is set to a certain size. It goes without saying that heating other than the heat medium flow path may be used in combination for heating the porous body.
【0013】請求項2に記載の発明は、前記熱媒体流路
は、前記多孔質体の側面を覆う外部熱媒体流路を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の気化器である。請求
項3に記載の発明は、前記熱媒体流路は、前記多孔質体
を貫通する内部熱媒体流路を有することを特徴とする請
求項1に記載の気化器である。請求項4に記載の発明
は、前記内部熱媒体流路は前記多孔質体の軸線に交差す
る方向に延びる横断流路を有することを特徴とする請求
項3に記載の気化器である。The invention according to a second aspect is the vaporizer according to the first aspect, wherein the heat medium flow path has an external heat medium flow path that covers a side surface of the porous body. The invention according to claim 3 is the vaporizer according to claim 1, wherein the heat medium flow path has an internal heat medium flow path penetrating the porous body. The invention according to claim 4 is the vaporizer according to claim 3, wherein the internal heat medium flow path has a transverse flow path extending in a direction intersecting the axis of the porous body.
【0014】請求項5に記載の発明は、前記内部熱媒体
流路は前記多孔質体の軸線に平行な方向に延びる縦断流
路を有することを特徴とする請求項3に記載の気化器で
ある。請求項6に記載の発明は、前記内部熱媒体流路は
前記多孔質体の中央で拡大する滞流部を有することを特
徴とする請求項3に記載の気化器である。請求項7に記
載の発明は、前記熱媒体流路は、前記多孔質体の前記受
液面と排気面の少なくとも一方の縁部を覆うように設け
られていることを特徴とする請求項1に記載の気化器で
ある。According to a fifth aspect of the present invention, in the vaporizer according to the third aspect, the internal heat medium flow path has a vertical flow path extending in a direction parallel to an axis of the porous body. is there. The invention according to claim 6 is the vaporizer according to claim 3, wherein the internal heat medium flow path has a stagnant portion that expands at the center of the porous body. The invention according to claim 7 is characterized in that the heat medium flow path is provided so as to cover at least one edge of the liquid receiving surface and the exhaust surface of the porous body. The vaporizer according to the above.
【0015】請求項8に記載の発明は、前記外部熱媒体
流路を形成するジャケットが前記多孔質体の縁部を挟む
ような分割構造になっていることを特徴とする請求項2
に記載の気化器である。これにより、多孔質体が安定に
保持され、また、その取り付け、取り外し等の作業が容
易になる。The invention according to claim 8 is characterized in that the jacket forming the external heat medium passage has a divided structure sandwiching the edge of the porous body.
The vaporizer according to the above. Thereby, the porous body is stably held, and the work of attaching and detaching the porous body becomes easy.
【0016】請求項9に記載の発明は、さらに、前記受
液面と排気面の少なくとも一方の中央部を覆う第2の外
部熱媒体流路が設けられていることを特徴とする請求項
2に記載の気化器である。前記多孔質体を、柱状に形成
してもよい。前記多孔質体を、扁平盤状に形成してもよ
い。According to a ninth aspect of the present invention, there is further provided a second external heat medium flow passage which covers a central portion of at least one of the liquid receiving surface and the exhaust surface. The vaporizer according to the above. The porous body may be formed in a column shape. The porous body may be formed in a flat disk shape.
【0017】前記多孔質体を、断面が下流に向かうに従
い大きくなるように形成してもよい。流速が速すぎる
と、液の入口側の圧力が増大してしまうが、下流側の径
を大きくすることにより流速を落とし、圧力損失を適当
な値に維持することができる。[0017] The porous body may be formed so that its cross section becomes larger as it goes downstream. If the flow velocity is too high, the pressure on the liquid inlet side increases. However, by increasing the diameter on the downstream side, the flow velocity can be reduced and the pressure loss can be maintained at an appropriate value.
【0018】請求項10に記載の発明は、前記受液面に
向けてキャリアガスを供給するキャリアガス供給路が形
成されていることを特徴とする請求項1に記載の気化器
である。キャリアガスを供給することにより原料ガスの
分圧を下げて気化を促進することができる。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the vaporizer according to the first aspect, wherein a carrier gas supply path for supplying a carrier gas toward the liquid receiving surface is formed. By supplying the carrier gas, the partial pressure of the source gas can be reduced to promote the vaporization.
【0019】請求項11に記載の発明は、前記原料供給
部は前記気化部と別体として構成され、前記原料供給路
を液体原料の気化温度以下に維持する温度維持機構が設
けられていることを特徴とする請求項1に記載の気化器
である。別体として構成することにより、高温である気
化部から原料供給路への熱伝導が防止され、また、温度
維持機構により気化部からの輻射等による熱の影響を防
止する。この温度としては、この部分での気化を確実に
防止するために、液体原料を構成する個々の成分の気化
や分解の温度のうち最も低い温度よりさらに少し低めに
設定する。これにより、液体原料が気化領域に達する直
前まで原料が安定な組成に維持される。According to an eleventh aspect of the present invention, the raw material supply section is formed separately from the vaporizing section, and a temperature maintaining mechanism for maintaining the raw material supply path at a temperature lower than the vaporization temperature of the liquid raw material is provided. The vaporizer according to claim 1, characterized in that: With the separate structure, heat conduction from the high temperature vaporizing section to the raw material supply path is prevented, and the temperature maintaining mechanism prevents the influence of heat due to radiation from the vaporizing section. This temperature is set to be slightly lower than the lowest temperature among the vaporization and decomposition temperatures of the individual components constituting the liquid raw material in order to surely prevent vaporization in this portion. Thus, the raw material is maintained in a stable composition until immediately before the liquid raw material reaches the vaporization region.
【0020】請求項12に記載の発明は、前記原料供給
路には、前記気化部の直前に、液体原料の圧力を調整す
る圧力調整部が設けられていることを特徴とする請求項
1に記載の気化器である。圧力調整部としては、流路圧
力が調整可能である圧力調整弁やオリフィス、スプリン
グ式逆止弁などが用いられる。これにより、液体原料が
気化部の直前まで所定圧力に維持されるので、原料中の
気化しやすい成分のみが気化して分離することが防止さ
れる。According to a twelfth aspect of the present invention, in the first aspect, the raw material supply path is provided with a pressure adjusting part for adjusting the pressure of the liquid raw material immediately before the vaporizing part. It is the vaporizer described. As the pressure adjusting section, a pressure adjusting valve, an orifice, a spring check valve, or the like, which can adjust the flow path pressure is used. As a result, the liquid raw material is maintained at the predetermined pressure immediately before the vaporizing section, so that only the easily vaporizable components in the raw material are prevented from being vaporized and separated.
【0021】請求項13に記載の発明は、前記圧力調整
部を加熱又は冷却する保温機構を有することを特徴とす
る請求項12に記載の気化器である。圧力調整部は通常
狭隘であるので特に詰まりやすく、この部分の温度を制
御することによりこの部分での詰まりを抑制することが
できる。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the vaporizer according to the twelfth aspect, further comprising a heat retaining mechanism for heating or cooling the pressure adjusting section. Since the pressure adjusting section is usually narrow, it is particularly easily clogged. By controlling the temperature of this section, clogging at this section can be suppressed.
【0022】前記保温機構を、前記圧力調整部の加熱又
は冷却を流動性を有する熱媒体を通して行うようにして
もよい。前記圧力調整部の温度を液体原料の気化温度以
下に保温するようにしてもよい。The heat retaining mechanism may heat or cool the pressure adjusting section through a heat medium having fluidity. The temperature of the pressure adjusting section may be kept below the vaporization temperature of the liquid raw material.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図1及び図2はこの発明の第1の実
施例の気化器を示すもので、上側から順に、液体原料を
供給する供給部A、気化すべき液体原料に接触して加熱
し、気化する気化部B、及びこの気化部Bで気化した原
料を次工程に送る排出配管Cとを備えている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 show a vaporizer according to a first embodiment of the present invention. In order from the upper side, a supply section A for supplying a liquid raw material, a vaporizer which heats and vaporizes by contacting the liquid raw material to be vaporized. And a discharge pipe C for sending the raw material vaporized in the vaporization section B to the next step.
【0024】供給部Aは、中央に上下を挿通して液体原
料供給管1が設けられており、その上端には原料配管が
接続され、下端は気化部Bの上側に開口している。ま
た、下端部の近傍には、上流側が一定圧力以上であると
きに流体を流通させる圧力調整弁2が設けられ、その下
方に原料流出口(ノズル)3が設けられている。そし
て、この圧力調整弁2を含む原料供給配管1を取り囲む
保温ジャケット4が設けられ、これに冷却水等の冷却媒
体L1を流通させる流入管5と流出管6が設けられてい
る。流入管5はジャケット4底部近くまで延びており、
ジャケット4内での液体の流れを円滑にしている。この
例では、保温ジャケット4はフランジ7を介して上下に
分割可能となっており、圧力調整弁2の交換作業等に便
利となっている。The supply section A is provided with a liquid source supply pipe 1 which is inserted vertically into the center thereof, and a source pipe is connected to an upper end thereof, and a lower end is opened above the vaporization section B. In the vicinity of the lower end, a pressure regulating valve 2 for flowing a fluid when the pressure on the upstream side is equal to or higher than a predetermined pressure is provided, and a raw material outlet (nozzle) 3 is provided below the pressure regulating valve 2. Then, the pressure regulating valve 2 insulation jacket 4 which surrounds the raw material supply pipe 1 including a is provided, the outflow pipe 6 is provided with inlet pipe 5 for circulating the cooling medium L 1 such as cooling water thereto. The inflow pipe 5 extends near the bottom of the jacket 4,
The flow of the liquid in the jacket 4 is smooth. In this example, the heat insulation jacket 4 can be vertically divided via the flange 7, which is convenient for replacement work of the pressure regulating valve 2 and the like.
【0025】気化部Bは、筒状のケーシング8の中に多
孔質体9が配されており、また、このケーシング8の外
部に加熱用の外部熱媒体流路P1を構成するジャケット
10が設けられ、これには加熱媒体L2を流通させるた
めの入口11と出口12が形成されている。加熱媒体L
2としては、熱容量の大きいものが望ましく、通常は所
定のオイルが用いられる。この例では、ジャケット10
は上側の原料供給配管を囲む保温ジャケット4の回りに
まで延びて形成され、これらと天板13により原料供給
配管の下端のノズル3を気密に取り囲む空間14を形成
している。In the vaporizing section B, a porous body 9 is disposed in a cylindrical casing 8, and a jacket 10 forming an external heat medium flow path P 1 for heating is provided outside the casing 8. provided, including an inlet 11 and an outlet 12 for circulating a heating medium L 2 is formed. Heating medium L
As 2 , one having a large heat capacity is desirable, and usually a predetermined oil is used. In this example, the jacket 10
Are formed to extend around the heat retaining jacket 4 surrounding the upper raw material supply pipe, and a space 14 surrounding the nozzle 3 at the lower end of the raw material supply pipe in an airtight manner is formed by these and the top plate 13.
【0026】また、天板13には、空間14に液体原料
の置換を促進するために、Ar等のキャリアガスを供給
するキャリアガス導入口15が形成されている。ノズル
3の先端は多孔質体9の上面(受液面)9aとの間で所
定の狭い隙間を確保するようにしており、これにより小
量の液体原料でも多孔質体9へ円滑に供給することがで
きるようになっている。The top plate 13 is formed with a carrier gas inlet 15 for supplying a carrier gas such as Ar for promoting the replacement of the liquid material in the space 14. The tip of the nozzle 3 secures a predetermined narrow gap with the upper surface (liquid receiving surface) 9a of the porous body 9 so that even a small amount of liquid raw material can be smoothly supplied to the porous body 9. You can do it.
【0027】多孔質体9は、熱伝導性が良い素材を、適
当な通液性、通気性を有するような空隙率になるように
形成している。例えば、粉状、粒状、線状、針状、繊維
状その他不定形の小片とした素材を通気性容器に充填し
たもの、圧縮又は熱により多孔質体やメッシュ状に成形
したものなどがある。微細孔の径としては、数10μm
〜100μm程度が望ましい。また、多孔質でない素材
にスリットや細孔を形成してもよい。材質としては、通
常は金属が用いられるが、耐熱性や熱伝導性の条件に適
合するものであれば、セラミックス、プラスチック等が
適宜に用いられる。The porous body 9 is formed of a material having good heat conductivity so as to have a porosity having appropriate liquid permeability and air permeability. For example, powdery, granular, linear, needle-like, fibrous, or other irregularly shaped material filled into a gas permeable container, or molded into a porous or mesh shape by compression or heat. Several tens of μm
About 100 μm is desirable. Further, slits or pores may be formed in a non-porous material. As the material, a metal is usually used, but ceramics, plastics, and the like are appropriately used as long as they meet conditions of heat resistance and thermal conductivity.
【0028】また、多孔質体9の高さ方向ほぼ中央部に
は、図2(a)に示すように横方向に貫通する内部熱媒
体流路P2を構成する穴16が形成され、ケーシング8
にもこの穴に対応する位置にパイプ17が設けられてい
る。気化部Bの下側に接続された排出配管Cには、多孔
質体9の下面(排気面)9bが開口している。なお、こ
の排出配管Cにも、外部熱媒体流路P3を構成するジャ
ケット18が設けられている。Further, in a substantially central portion height direction of the porous body 9, the hole 16 of the inner heat medium passage P 2 which penetrates in the lateral direction as shown in FIG. 2 (a) is formed, the casing 8
Also, a pipe 17 is provided at a position corresponding to this hole. The lower surface (exhaust surface) 9b of the porous body 9 is open in the discharge pipe C connected to the lower side of the vaporization section B. Incidentally, also the exhaust pipe C, the jacket 18 is provided that constitutes the external heat medium flow path P 3.
【0029】この気化器の原料供給配管1は、流量調整
器やポンプなどを備えた原料供給源に接続されており、
所定圧力で一定流量の原料が供給される。排出配管C
は、例えば、CVD処理を行なうための真空チャンバに
接続されており、従って、内部はかなり低圧になってい
る。原料供給配管1の保温ジャケット4は水冷により液
体原料の気化温度以下に維持され、気化部B及び排出配
管Cのジャケット10,18はそれぞれオイル循環によ
り気化温度以上に維持されている。The raw material supply pipe 1 of the vaporizer is connected to a raw material supply source equipped with a flow controller and a pump.
A constant flow rate of the raw material is supplied at a predetermined pressure. Discharge piping C
Is connected, for example, to a vacuum chamber for performing a CVD process, and therefore has a considerably low pressure inside. The heat insulation jacket 4 of the raw material supply pipe 1 is maintained at a temperature lower than the vaporization temperature of the liquid raw material by water cooling, and the jackets 10 and 18 of the vaporization section B and the discharge pipe C are each maintained at a temperature higher than the vaporization temperature by oil circulation.
【0030】ここで、原料供給源のポンプ等により液体
原料の圧力が圧力調整弁2の設定値以上に上げられる
と、圧力調整弁2が開いて液体原料が気化部Bの上面に
供給される。供給された液体は多孔質体9の上面9aに
接触し、下方の負圧と毛管現象等によって多孔質体9中
に吸引され、これを通過する途中で気化熱を得て気化す
る。この例では、液体原料は供給部Aから気化部Bへ受
け渡される際に、低温の供給部Aから高温の気化部Bへ
と瞬時に移動し、従って、温度遷移領域はほとんどなく
なる。従って、原料中の溶媒が分離したり、他の成分が
析出するなどの事態が抑制される。Here, when the pressure of the liquid raw material is raised to a value equal to or higher than the set value of the pressure regulating valve 2 by a pump or the like of the raw material supply source, the pressure regulating valve 2 is opened and the liquid raw material is supplied to the upper surface of the vaporizing section B. . The supplied liquid comes into contact with the upper surface 9a of the porous body 9, is sucked into the porous body 9 by a negative pressure, a capillary phenomenon, and the like, and vaporizes by passing through the porous body 9 while passing therethrough. In this example, when the liquid raw material is transferred from the supply section A to the vaporization section B, it is instantaneously moved from the low-temperature supply section A to the high-temperature vaporization section B, so that the temperature transition region is almost eliminated. Therefore, situations such as separation of the solvent in the raw material and precipitation of other components are suppressed.
【0031】この実施例では、多孔質体9の中央を貫通
するように加熱媒体流路P2が形成されているので、多
孔質体9の内部においても、気化熱を奪われて温度低下
した箇所への熱供給が円滑に行われ、多孔質体9内部の
温度の不均一が少ない。従って、多孔質体9の全領域を
利用した効率の良い気化が行われる。なお、図2(b)
に示すように複数の貫通する熱媒体流路P2を形成して
も良いことは言うまでもない。In this embodiment, since the heating medium flow path P 2 is formed so as to penetrate the center of the porous body 9, the heat of vaporization is also deprived of the inside of the porous body 9 and the temperature is lowered. Heat is smoothly supplied to the locations, and the temperature inside the porous body 9 is less uneven. Therefore, efficient vaporization using the entire region of the porous body 9 is performed. FIG. 2 (b)
It may of course be formed a heat medium flow path P 2 to a plurality of through as shown in FIG.
【0032】図3に示すのは、この発明の他の実施例で
あり、多孔質体19を上から下に向かって拡径するよう
なテーパ状に形成したものである。これは、液体原料の
気化が進行するに従い、下流側で流速が大きくなって入
口側での圧力損失が増大することを防止するために、下
流側の径を大きくして流速を落とすようにしたものであ
る。これに伴い、拡径部の内部と外部の温度を均衡させ
るために、多孔質体19の下側中央部分に内部熱媒体流
路P4を形成している。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which the porous body 19 is formed in a tapered shape such that the diameter of the porous body 19 increases from the top to the bottom. In order to prevent the flow rate from increasing on the downstream side and increasing the pressure loss on the inlet side as the vaporization of the liquid material progresses, the diameter on the downstream side is increased to decrease the flow rate. Things. Accordingly, in order to balance the internal and external temperatures of the enlarged diameter portion to form an internal heat medium passage P 4 in the lower central portion of the porous body 19.
【0033】この実施例では、この内部熱媒体流路P4
は、軸線に沿った縦断流路20と上流側の及び下流側の
横断流路21,22を有しているが、図4に示すよう
に、同じ高さ位置に横断流路21,22を有する内部熱
媒体流路P5を設けてもよい。この場合には、縦断流路
20aは横断流路21,22より拡大しており、この中
では熱媒体が滞流し、対流によって熱媒体が循環するよ
うになっている。In this embodiment, the internal heat medium flow path P 4
Has longitudinal flow paths 20 along the axis and cross flow paths 21 and 22 on the upstream and downstream sides. As shown in FIG. 4, the cross flow paths 21 and 22 are located at the same height. May be provided. In this case, the longitudinal flow path 20a is wider than the transverse flow paths 21 and 22, in which the heat medium flows and the heat medium circulates by convection.
【0034】図5に示すのは、この発明のさらに他の実
施例であり、これに用いる多孔質体23は先の実施例に
比較して扁平な円盤形状をしている。この実施例では、
多孔質体23の内部を貫通する熱媒体流路を設けておら
ず、その替わりに、第1の外部熱媒体流路P6を構成す
るジャケット24a,24bが多孔質体23の側面のみ
でなく上下の面23a,23bの外縁部にも接触してい
る。つまり、ジャケット24a,24bはその環状の凹
部25a,25bで多孔質体23の縁部を挟み込んでい
る。また、第2の外部熱媒体流路P7を構成するジャケ
ット26が排出配管Cの中央部に突出して設けられ、そ
の頂面が排気面23bの中央部を覆っている。FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention, in which the porous body 23 used has a flat disk shape as compared with the previous embodiment. In this example,
Not provided the heat medium flow path through the interior of the porous body 23, in its instead, not jackets 24a constituting the first external heat medium flow path P 6, 24b only the side surface of the porous body 23 The outer edges of the upper and lower surfaces 23a and 23b are also in contact with each other. That is, the jackets 24a and 24b sandwich the edge of the porous body 23 between the annular concave portions 25a and 25b. Also, the jacket 26 constituting the second external heat medium passage P 7 is provided to protrude in the central portion of the discharge pipe C, the top surface covers the central portion of the exhaust surface 23b.
【0035】このような構成の気化器においては、液体
原料はノズル3から多孔質体23の受液面23aの中心
に供給され、下方の負圧と毛管現象等によって多孔質体
23の内部を径方向に放射状に流れ、その途中で気化熱
を得て気化する。気化したガスは、環状の排気面23b
から排出配管Cへ流れ、次工程に供給される。多孔質体
23は扁平な円盤状であるので、縁部及び下面中央から
の入熱により充分な加熱がなされ、詰まりの無い安定な
気化が行われるとともに、簡単な形状なので製造コスト
も安い。また、この実施例では、外部ジャケット24
a,24bを上下に分割して多孔質体23を挟み込んで
固定しているので、取り付け、清掃や交換のための取り
外しの作業が容易である。In the vaporizer having such a structure, the liquid raw material is supplied from the nozzle 3 to the center of the liquid receiving surface 23a of the porous body 23, and the inside of the porous body 23 is reduced by a negative pressure and a capillary phenomenon. It flows radially in the radial direction, and evaporates by obtaining heat of vaporization along the way. The vaporized gas is supplied to the annular exhaust surface 23b.
Flows to the discharge pipe C and is supplied to the next step. Since the porous body 23 has a flat disk shape, sufficient heating is performed by heat input from the edge and the center of the lower surface, stable vaporization without clogging is performed, and the manufacturing cost is low because of the simple shape. In this embodiment, the outer jacket 24
Since the porous bodies 23 are fixed by sandwiching the porous body 23 by dividing the upper and lower parts a and 24b, the work of attaching, cleaning, and removing for replacement is easy.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、多孔質体が熱媒体流路により効率的に加熱されて多
孔質体内での気化を促進し、多孔質体の全範囲を有効に
利用した効率的な気化が行われる。また、原料供給部を
上記気化部と別体として構成し、原料供給路を所定温度
以下に維持する温度維持機構を設けたことにより、高温
である気化部から原料供給路への熱伝導を防止して、円
滑な気化を行なうことができる。さらに、気化部の直前
に、液体原料の圧力を調整する圧力調整部を設けたこと
により、液体原料が気化部に至る前に変質することが防
止される。これらの結果として、複雑な特性を有する液
体原料の気化を効率的かつ円滑に行うことができる。As described above, according to the present invention, the porous body is efficiently heated by the heat medium flow passage to promote the vaporization in the porous body, and the entire area of the porous body is effectively used. Efficient vaporization is used. In addition, the material supply section is configured separately from the vaporization section, and a temperature maintaining mechanism for maintaining the material supply path at a predetermined temperature or less is provided, thereby preventing heat conduction from the high-temperature vaporization section to the material supply path. Thus, smooth vaporization can be performed. Further, by providing the pressure adjusting section for adjusting the pressure of the liquid raw material immediately before the vaporizing section, the liquid raw material is prevented from being deteriorated before reaching the vaporizing section. As a result, it is possible to efficiently and smoothly vaporize a liquid raw material having complicated characteristics.
【図1】この発明の一つの実施例の全体の構成を示す断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of one embodiment of the present invention.
【図2】図1の(a)II矢視図、(b)は他の実施例の
II矢視図である。FIG. 2A is a view taken in the direction of the arrow II, and FIG.
FIG.
【図3】この発明の他の実施例の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of another embodiment of the present invention.
【図4】図3の発明の他の例の要部断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a main part of another example of the invention shown in FIG. 3;
【図5】この発明のさらに他の実施例の全体の構成を示
す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing the overall configuration of still another embodiment of the present invention.
【図6】液体原料の物性を示すグラフの一例である。FIG. 6 is an example of a graph showing physical properties of a liquid raw material.
1 原料供給路 2 圧力調整部 4 温度維持機構 9,19,23 多孔質体 9a,19a,23a 受液面 9b,19b,23b 排気面 L2 加熱媒体 A 気化部 B 原料供給部 C 排出配管 P1,P3,P6,P7 外部熱媒体流路 P2,P4,P5 内部熱媒体流路1 feed channel 2 pressure regulator 4 temperature maintaining mechanism 9,19,23 porous body 9a, 19a, 23a liquid-receiving surface 9b, 19b, 23b exhaust surface L 2 heating medium A vaporization section B material supply section C discharging pipe P 1, P 3, P 6, P 7 external heat medium passage P 2, P 4, P 5 the internal heat medium channel
───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akihisa Hongo 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Corporation
Claims (13)
多孔質体を有する気化部と、 前記多孔質体の受液面に液体原料を供給する原料供給路
を有する原料供給部と、 該多孔質体に熱的に接触する熱媒体流路と、 前記熱媒体流路に前記液体原料の気化温度以上に加熱し
た熱媒体を流通させる熱媒体供給系とを有することを特
徴とする気化器。A vaporizer having a porous body having a liquid receiving surface and an exhaust surface facing each other; a raw material supply unit having a raw material supply path for supplying a liquid raw material to the liquid receiving surface of the porous body; A heat medium flow path thermally contacting a porous body, and a heat medium supply system for flowing a heat medium heated to a temperature equal to or higher than the vaporization temperature of the liquid raw material through the heat medium flow path. .
を覆う外部熱媒体流路を有することを特徴とする請求項
1に記載の気化器。2. The vaporizer according to claim 1, wherein the heat medium flow path has an external heat medium flow path that covers a side surface of the porous body.
する内部熱媒体流路を有することを特徴とする請求項1
に記載の気化器。3. The heat medium flow path has an internal heat medium flow path penetrating the porous body.
The carburetor according to claim 1.
線に交差する方向に延びる横断流路を有することを特徴
とする請求項3に記載の気化器。4. The vaporizer according to claim 3, wherein the internal heat medium flow path has a transverse flow path extending in a direction intersecting the axis of the porous body.
線に平行な方向に延びる縦断流路を有することを特徴と
する請求項3に記載の気化器。5. The vaporizer according to claim 3, wherein the internal heat medium flow path has a vertical flow path extending in a direction parallel to an axis of the porous body.
央で拡大する滞流部を有することを特徴とする請求項3
に記載の気化器。6. The internal heat medium flow path has a stagnant portion expanding at the center of the porous body.
The carburetor according to claim 1.
受液面と排気面の少なくとも一方の縁部を覆うように設
けられていることを特徴とする請求項1に記載の気化
器。7. The vaporizer according to claim 1, wherein the heat medium flow path is provided so as to cover at least one edge of the liquid receiving surface and the exhaust surface of the porous body. vessel.
トが前記多孔質体の縁部を挟むような分割構造になって
いることを特徴とする請求項2に記載の気化器。8. The vaporizer according to claim 2, wherein the jacket forming the external heat medium flow passage has a divided structure sandwiching an edge of the porous body.
も一方の中央部を覆う第2の外部熱媒体流路が設けられ
ていることを特徴とする請求項2に記載の気化器。9. The vaporizer according to claim 2, further comprising a second external heat medium passage which covers a central portion of at least one of the liquid receiving surface and the exhaust surface.
給するキャリアガス供給路が形成されていることを特徴
とする請求項1に記載の気化器。10. The vaporizer according to claim 1, wherein a carrier gas supply path for supplying a carrier gas toward the liquid receiving surface is formed.
して構成され、前記原料供給路を液体原料の気化温度以
下に維持する温度維持機構が設けられていることを特徴
とする請求項1に記載の気化器。11. The apparatus according to claim 1, wherein the raw material supply section is formed separately from the vaporizing section, and a temperature maintaining mechanism for maintaining the raw material supply path at a temperature equal to or lower than a vaporization temperature of the liquid raw material is provided. The carburetor according to claim 1.
前に、液体原料の圧力を調整する圧力調整部が設けられ
ていることを特徴とする請求項1に記載の気化器。12. The vaporizer according to claim 1, wherein a pressure regulator for regulating the pressure of the liquid raw material is provided in the raw material supply path immediately before the vaporizer.
温機構を有することを特徴とする請求項12に記載の気
化器。13. The vaporizer according to claim 12, further comprising a heat retaining mechanism for heating or cooling the pressure adjusting section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14854397A JPH1085581A (en) | 1996-05-24 | 1997-05-22 | Vaporizer |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15340796 | 1996-05-24 | ||
JP8-153407 | 1996-05-24 | ||
JP14854397A JPH1085581A (en) | 1996-05-24 | 1997-05-22 | Vaporizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1085581A true JPH1085581A (en) | 1998-04-07 |
Family
ID=26478699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14854397A Pending JPH1085581A (en) | 1996-05-24 | 1997-05-22 | Vaporizer |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH1085581A (en) |
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1997
- 1997-05-22 JP JP14854397A patent/JPH1085581A/en active Pending
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