KR101058976B1 - 액체재료 기화장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 호리바 에스텍
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Abstract

액체재료(LM)와 캐리어 가스(CG)를 혼합하여 기액혼합체(GL)를 생성하는 기액혼합부(1)와, 상기 기액혼합부(1)로부터의 기액혼합체(GL)를 기화하고 이 기화에 의해서 발생한 가스를 상기 캐리어 가스(CG)에 의해서 외부로 도출하는 가열형 기화부(2)와, 상기 기액혼합부(1)로 상기 기화부(2)를 접속하고, 내부에 상기 기액혼합체(GL)의 유로를 가지는 접속부(3)와, 상기 접속부(3)를 냉각하는 냉각부(4)를 구비하는 것으로, 다른 비점을 가지는 복수의 재료로부터 이루어지는 액체재료를 기화하는 경우에서도 잔지의 발생을 방지하여 바람직하게 기화 가능한 액체재료 기화장치를 제공하도록 했다.

Description

액체재료 기화장치{LIQUID MATERIAL VAPORIZER}
본 발명은 반도체 제조에 있어서 이용하는 각종의 액체재료를 기화하기 위한 액체재료 기화장치에 관한 것이다.
종래부터, 열분해를 일으키기 쉬운 액체재료로서도 이것을 열분해시키지 않고 확실히 기화시킬 수 있도록 한 액체재료 기화장치가 알려져 있다.
구체적으로 이런 종류의 액체재료 기화장치는 액체재료와 캐리어 가스(carrier gas)가 공급되고, 액체재료를 유량제어하면서 캐리어 가스와 혼합하는 유량제어 기능을 구비한 제어밸브로 이루어지는 기액혼합부와, 이 기액혼합부와 독립하여 설치되고, 관로를 통하여 도입되는 기액혼합부로부터의 기액혼합체를 노즐부로부터 방출하여 감압하는 것에 의해 액체재료를 기화하고, 이 기화에 의해서 발생한 가스를 상기 캐리어 가스에 의해서 도출하는 기화부와, 이들 기액혼합부 및 기화부를 연결하는 관로 등으로 구성되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본국 특개2003-163168호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그렇지만 종래의 구성에서는 고비점(高沸點)의 용질(溶質)을 저비점 재료 용매에 녹여서 이루어지는 액체재료의 기화를 실시하면, 관로에 있어서, 저비점 재료 용매만이 기화하고, 고비점의 용질이 잔사(殘渣)하게 되어 관로를 폐색(閉塞)하는 등의 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 이와 같은 과제에 착안하여 이루어진 것으로, 주된 목적은 고비점의 용질을 저비점 재료 용매에 녹여서 이루어지는 액체재료의 기화를 실시해도 관로에 있어서, 저비점 재료 용매만이 기화하고, 고비점의 용질이 잔사하게 되어 관로를 폐색해 버린다고 하는 문제점이 없는 우수한 액체재료 기화장치를 제공하는 것에 있다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
즉, 본 발명에 관한 액체재료 기화장치는 액체재료와 캐리어 가스를 혼합하여 기액혼합체를 생성하는 기액혼합부와, 상기 기액혼합부로부터의 기액혼합체를 기화하고 이 기화에 의해서 발생한 가스를 상기 캐리어 가스에 의해서 외부로 도출하는 가열형 기화부와, 상기 기액혼합부와 상기 기화부를 접속하고, 내부에 상기 기액혼합체의 유로를 가지는 접속부와, 상기 접속부와 함께 상기 기액혼합부를 냉각하는 냉각부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 액체재료 기화장치의 효과를 특히 확인할 수 있는 「액체재료」로서는 다른 비점을 가지는 복수의 재료를 혼합한 액체상태의 재료, 예를 들면, 고비점의 용질을 저비점 재료 용매에 녹여서 이루어지는 액체재료를 들 수 있다. 또한, 해당 액체재료 기화장치로 그 외의 액체재료(예를 들면, 단일 성분으로 이루어진 것이나, 동일한 비점을 가지는 복수의 재료를 혼합한 것 등)를 기화할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 또, 액체재료의 생성방법은, 예를 들면, 고체를 액체에 녹여서 이루어지는 것이나, 액체끼리를 혼합한 것 등 임의로 하여도 좋다.
이와 같은 것에 의하면, 냉각부가 접속부를 냉각하는 것으로 기화부의 열이 기액혼합부로 향해서 열이 전달되는 것을 저감할 수 있고, 접속부 내의 유로를 통과하는 기액혼합체가 그 열에너지의 영향을 받는 것을 줄일 수 있다. 따라서, 예를 들면, 고비점의 용질을 저비점 재료 용매에 녹여서 이루어지는 액체재료의 기화를 실시해도 관로나 기액혼합부 내의 액체유량제어용의 다이아프램(diaphragm)에 있어서, 저비점 재료 용매만이 기화하고, 고비점의 용질이 잔사하게 되어 접속부의 내부유로나 다이아프램을 폐색해 버린다고 하는 문제점을 방지할 수 있다.
즉, 다른 비점을 가지는 복수의 재료로부터 이루어지는 액체재료를 기화하는 경우에서도 잔사의 발생을 방지하여 바람직하게 기화할 수 있다고 하는 우수한 액체재료 기화장치를 제공할 수 있다.
보다 높은 잔사의 발생방지 효과를 얻는 데는 상기 냉각부가 상기 접속부의 대략 전체에 걸쳐 냉각하는 것이 바람직하다.
상기 기화부가 약300도 정도로 가열보온되는 것으로 하여도 냉각부의 작용으로 기액혼합부를 약60도 정도로 할 수 있으므로, 고온형의 기화부의 기능을 확보하면서 잔사의 발생을 바람직하게 방지할 수 있다.
본 발명의 냉각부의 구체적 형태로서는 상기 냉각부가 쿨링가스의 공급을 받고 또한 상기 접속부에 부착되는 1 또는 복수의 접속부 냉각핀을 구비하여 이루어지는 것을 들 수 있다. 이와 같은 구성으로 하는 것으로, 간단한 구성으로 하면서도 높은 냉각효과를 얻을 수 있고, 잔사가 발생한다고 하는 문제점을 바람직하게 방지할 수 있다.
이 때, 상기 접속부 냉각핀을 상기 쿨링가스를 내부로 도입하는 도입구 및 냉각에 이용한 쿨링가스를 외부로 도출하는 도출구를 가지는 냉각 케이스 내에 배치하고 있으면, 쿨링가스를 접속부 냉각핀에 대해서 유효하게 공급할 수 있으므로, 접속부 냉각핀을 효과적으로 냉각할 수 있고, 냉각 케이스의 밖으로 필요한 쿨링가스의 냉기가 빠져 나가 헛되이 되는 것을 방지하고, 에너지 절약에 이바지한다.
상기 쿨링가스를 미리 냉각하는 쿨링가스 냉각부를 구비하고 있으면, 접속부에 있어서의 보다 높은 냉각효과를 얻을 수 있어 상기 문제점의 방지에 유효하다.
여기서, 상기 쿨링가스 냉각부의 바람직한 태양으로서는 이 쿨링가스 냉각부가 1 또는 복수의 쿨링가스 냉각핀과, 냉각 측을 쿨링가스의 유로에 대해서 부착되는 한편 발열 측을 상기 쿨링가스 냉각핀에게 부착되어 이루어지는 쿨링가스 냉각용 팰티어 소자를 구비하는 것을 들 수 있다.
본 발명의 냉각부의 다른 구체적 태양으로서는 이 냉각부가 냉각 측을 상기 접속부에 부착한 접속부 냉각용 팰티어 소자와, 이 접속부 냉각용 팰티어 소자의 발열 측에 부착한 1 또는 복수의 팰티어 소자 냉각핀을 구비하여 이루어지는 것을 들 수 있다.
<발명의 효과>
이와 같이 본 발명에 관한 액체재료 기화장치는 냉각부가 접속부를 냉각하는 것으로, 기화부의 열이 기액혼합부로 향해서 열이 전달되는 것을 저감할 수 있고, 접속부 내의 유로를 통과하는 기액혼합체가 그 열에너지의 영향을 받는 것을 줄일 수 있다. 따라서, 예를 들면, 고비점의 용질을 저비점 재료 용매에 녹여서 이루어지는 액체재료의 기화를 실시하여도 관로나 기액혼합부 내의 액체유량제어용 다이아프램에 있어서, 저비점 재료 용매만이 기화하고, 고비점의 용질이 잔사하게 되어 접속부의 내부유로나 다이아프램을 폐색해 버린다고 하는 문제점을 방지할 수 있다.
즉, 다른 비점을 가지는 복수의 재료로부터 이루어지는 액체재료를 기화하는 경우에서도 잔사의 발생을 방지하여 바람직하게 기화할 수 있다고 하는 우수한 액체재료 기화장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 액체재료 기화장치의 구조 단면을 모식적으로 나타내는 구조 단면도.
도 2는 동일한 실시형태에 있어서의 주요부의 사시도.
도 3은 동일한 실시형태에 있어서의 기액혼합실부분의 구조 단면도(기액혼합실의 용적을 감소시켰을 때).
도 4는 동일한 실시형태에 있어서의 기액혼합실부분의 구조 단면도(기액혼합실의 용적이 통상일 때).
도 5는 본 발명의 다른 일실시형태에 관한 액체재료 기화장치의 구조 단면을 모식적으로 나타내는 구조 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 일실시형태에 관한 액체재료 기화장치의 구조 단면을 모식적으로 나타내는 구조 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 일실시형태에 관한 액체재료 기화장치의 구조 단면을 모식적으로 나타내는 구조 단면도.
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>
이하, 본 발명의 일실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 액체재료 기화장치(A)는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 액체재료(LM)와 캐리어 가스(CG)를 혼합하여 기액혼합체(GL)를 생성하는 기액혼합부(1)와, 상기 기액혼합부(1)로부터의 기액혼합체(GL)를 기화하고 이 기화한 가스를 상기 캐리어 가스(CG)에 의해서 외부로 도출하는 가열형 기화부(2)와, 상기 기액혼합부(1)와 상기 기화부(2)를 접속하고 내부에 상기 기액혼합체(GL) 등의 유로를 가지는 접속부(3)와, 상기 접속부(3)를 냉각하는 냉각부(4)를 구비하여 이루어지는 것이다. 이하, 각 부를 구체적으로 설명한다.
기액혼합부(1)는 내부에 다른 3개의 유로(1a ~ 1c)를 가지는 대략 직방체(直方體) 형상의 본체 블록(11)과, 이 본체 블록(11)의 상면 측에 설치한 유량제어부(12)와, 이들 본체 블록(11)과 유량제어부(12)에서 끼이는 공간에 형성되는 기액혼합실(13)을 구비해서 이루어지는 것이다.
본체 블록(11)은 스테인리스강 등과 같이 내열성 및 내부식성이 풍부한 금속소재로 이루어지는 것으로서, 상기 3개의 유로(1a ~ 1c)의 하단 측에 설치한 히 터(11H)로 가열될 수 있도록 구성되어 있다.
3개의 유로(1a ~ 1c)는 상기 기액혼합실(13)에 액체재료(LM)를 도입하는 액체재료 도입로(1a)와, 상기 기액혼합실(13)에 캐리어 가스(CG)를 도입하는 캐리어 가스 도입로(1b)와, 상기 기액혼합실(13)에서 생성한 기액혼합체(GL)를 도출하는 기액혼합체 도출로(1c)로 이루어지는 것이다.
액체재료 도입로(1a)는, 도 2 등에 나타내는 바와 같이, 수평방향으로 뻗어 있는 액체재료 도입로 수평부(1a1)와, 이 액체재료 도입로 수평부(1a1)의 기액혼합실(13) 측을 대략 직각으로 기립(起立)시킨 액체재료 도입로 기립부(1a2)를 구비하는 측면에서 보아 대략 L자형 모양을 가지는 것이다. 본 실시형태에서는 이들 액체재료 도입로 수평부(1a1)의 직경과 액체재료 도입로 기립부(1a2)의 직경을 대략 일치시키고 있다.
캐리어 가스 도입로(1b)는, 도 2 등에 나타내는 바와 같이, 수평방향으로 뻗어 있는 캐리어 가스 도입로 수평부(1b1)와, 이 캐리어 가스 도입로 수평부(1b1)의 기액혼합실(13) 측을 대략 직각으로 기립시킨 캐리어 가스 도입로 기립부(1b2)를 구비하는 측면애서 보아 대략 L자형 모양을 가지는 것이다. 본 실시형태에서는 캐리어 가스 도입로 수평부(1b1)의 직경을 캐리어 가스 도입로 기립부(1b2)의 직경보다 크게 하고 있다.
기액혼합체 도출로(1c)는, 도 2 등에 나타내는 바와 같이, 수평방향으로 뻗어 있는 기액혼합체 도출로 수평부(1c1)와, 이 기액혼합체 도출로 수평부(1c1)의 기액혼합실(13) 측을 대략 직각으로 기립시킨 기액혼합체 도출로 기립부(1c2)를 구 비하는 측면애서 보아 대략 L자형 모양을 가지는 것이다. 본 실시형태에서는 기액혼합체 도출로 수평부(1c1)의 직경과 기액혼합체 도출로 기립부(1c2)의 직경을 대략 일치시키고 있다.
유량제어부(12)는, 도 3, 도 4 등에 나타내는 바와 같이, 본체 블록(11)의 오목부(131)를 덮는 위치에 배치한 박육(薄肉) 원판 모양의 다이어프램(121)과, 이 다이어프램(121)의 중심부에 설치한 대략 원주 모양의 축부(120)와, 이 축부(120)의 상단부에 진구(眞球)(12x)를 통하여 맞닿게 한 피에조(piezo) 액츄에이터(122)와, 상기 축부(120)를 위쪽으로 상시 가압하는 가압부재(123)를 구비하여 이루어지고, 이들 각 부를 밸브 블록(124a)의 내부 및 이 밸브 블록(124a)의 상부에 세워 설치한 대략 통 모양의 하우징(124b)의 내부에 수용시키고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 밸브 블록(124a)을 본체 블록(11)에 스페이서(SP) 및 O링(OR)을 통하여 부착하고 있다.
그리고, 본 실시형태에서는 다이어프램(121)이 축부(120)를 통하여 피에조 액츄에이터(122)에 의해서 아래방향으로 가압력(가압부재(123)의 가압력을 이기는 누르는 힘)을 받으면, 다이어프램(121)이 아래방향으로 볼록하게 변위하여, 다이어프램(121)과 밸브 시트(132)와의 사이에 형성되는 기액혼합실(13) 내의 용적을 감소시킴과 동시에 축부(120)의 하단면(120x)이 액체재료 도입로 기립부(1a2)의 개구를 폐색하는(도 3 참조) 한편, 가압력을 받지 않는 경우에는 다이어프램(121) 및 축부(120)의 하단면(120x)은 밸브 시트(132)로부터 이간한 위치(스페이서(SP)의 두께만큼)에 유지되고, 상기 기액혼합실(13) 내의 용적을 적의(敵意) 확보할 수 있도 록 하고 있다(도 4 참조).
기액혼합실(13)은 본체 블록(11)의 상향면을 대략 접시 모양으로 움푹 패이게 한 오목부(131) 및 이 오목부(131)의 중심에 배치되고 상기 오목부(131)의 바닥 위치보다 높은 위치에 설치한 평면에서 보아 대략 원형 모양의 밸브 시트(132)와, 후술하는 유량제어부(12)의 다이어프램(121)의 하단면과의 사이에 놓인 공간에 형성되는 것이다(도 4 참조).
그리고, 오목부(131)에는 액체재료 도입로 기립부(1a2)를 개구시키고 있다.
또, 이 밸브 시트(132)에는 평면에서 보아 대략 타원형상의 혼합 홈(132m)을 형성하고 있다. 그리고, 이 혼합 홈(132m)에 캐리어 가스 도입로 기립부(1b2)를 개구시킴과 동시에 기액혼합체 도출로 기립부(1c2)를 개구시키고 있다.
기화부(2)는 예열 블록(21)과, 이 예열 블록(21)의 기액혼합부(1)의 반대 측에 설치한 기화 블록(22)과, 상기 예열 블록(21)의 대략 중앙에 설치되고 또한 그 두께 방향으로 관통하는 가스 도입로(23)와, 상기 기화 블록(22)의 대략 중앙에 설치되고 또한 그 두께 방향으로 관통하는 가스도출로(24)와, 이들 가스 도입로(23)와 가스도출로(24)와의 접속부분에 설치되는 노즐부(25)를 구비하여 이루어지는 것이다.
예열 블록(21)은 알루미늄 등과 같이 열전도성이 풍부한 금속소재로 형성하여 이루어지는 것이다.
기화 블록(22)은 스테인리스강 등과 같이 내열성 및 내부식성이 풍부한 금속소재로 형성하여 이루어지는 것이다. 그리고, 이 기화 블록(22)에는 히터(도시하지 않음)를 내장시키고 있다. 이 히터에 의해서, 노즐부(25)를 포함한 기화 블록(22) 전체가 상기 본체 블록(11)의 가열보온 온도보다 꽤 높은 온도(예를 들면, 300도 정도)가 되도록 가열보온되도록 되어 있다.
가스 도입로(23)는 후술하는 파이프 부재(P)의 내부유로를 이용하여 형성한 것이다.
가스도출로(24)는 노즐부(25) 측의 단부 측을 원추형상으로 한 대략 직관(直管) 모양의 것이다. 본 실시형태에서는 이 가스도출로(24)의 외경을 가스 도입로(23)의 외경보다 크게 설정하고 있다. 또, 이 가스도출로(24)의 하류 측을 반도체 제조장치로의 관로(도시하지 않음)에 접속시키고 있다.
노즐부(25)는 상기 가스 도입로(23) 및 상기 가스도출로(24)의 직경이나 길이에 비해 꽤 작고, 예를 들면, 직경은 1.0㎜이하, 길이는 1.0㎜정도이다. 그리고 이 노즐부(25)에는 가스 도입로(23)를 거쳐 도입되는 기액혼합체(GL)가 흐르지만, 이 때, 기액혼합체(GL)에 포함되는 액체재료(LM)가 감압되는 것에 의해서 기화되고, 이 기화에 의해서 발생한 가스는 캐리어 가스(CG)와 혼합하여 혼합가스(KG)가 된다.
접속부(3)는 내부에 상기 기액혼합체 도출로(1c)로부터 기액혼합체(GL) 및 캐리어 가스(CG)를 도입하고, 기화부(2)의 가스 도입로(23)를 향하여 도출하는 내부유로(31)를 가지는 것이다. 본 실시형태에서는 이 접속부(3)의 내부유로(31)와, 상기 기액혼합부(1)의 기액혼합체 도출로 수평부(1c1)와, 상기 기화부(2)의 가스 도입로(23)가 공통의 파이프 부재(P)의 내부유로를 이용하여 형성되도록 하고 있 다.
냉각부(4)는 외부로부터 쿨링가스(CL)의 공급을 받고 또한 상기 접속부(3)에 부착되는 복수의 접속부 냉각핀(41)을 구비하는 「강제공냉방식」의 것이다. 각각의 접속부 냉각핀(41)에는 동일한 박판 모양의 것을 이용하고 있다. 또, 이들 접속부 냉각핀(41)을 쿨링가스(CL)의 흐름을 방해하지 않도록 소정 간격 이간 시키면서 늘어놓아 배치하고 있다. 또한, 이들 복수의 접속부 냉각핀(41)을 쿨링가스(CL)를 내부로 도입하는 도입구(421) 및 냉각에 이용한 쿨링가스(CL)를 외부로 도출하는 도출구(422)를 가지는 냉각 케이스(42) 내에 배치하고 있다.
다음에 상기 구성의 액체재료 기화장치(A)의 사용 방법에 대해 설명한다.
우선, 액체재료 도입로(1a)를 거쳐 오는 액체재료(LM)는 피에조 액츄에이터(122)에 의해서 구동되는 축부(120)의 하단면(120x)에 의해서 혼합 홈(132m)으로의 유입유량이 제어되어 도입되는 한편, 상기 혼합 홈(132m)에는 캐리어 가스 도입로(1b)를 거쳐 캐리어 가스(CG)가 도입된다. 그리고, 이러한 액체재료(LM)와 캐리어 가스(CG)는 혼합 홈(132m) 내에서 혼합된 후, 기액혼합체(GL)로서 기액혼합체 도출로(1c)로 도출된다. 이 기액혼합체(GL)는, 또한, 접속부(3)의 내부유로(31)를 거쳐 기화부(2)에 도달한다.
여기서, 접속부(3)는 냉각부(4)에 의해서 냉각되고 있다. 이것에 의해, 기화부(2)의 열이 기액혼합부(1)로 향하여 열이 전달되는 것을 저감할 수 있고, 접속부(3)의 내부유로(31) 등을 통과하는 기액혼합체(GL)가 그 열에너지의 영향을 받는 것을 줄일 수 있다. 구체적으로는 기화부(2)의 열이 약 300도에 있어서, 냉각부(4)가 없는 경우에는 기액혼합부(1)의 온도는 약 100도 정도이지만, 냉각부(4)가 있는 경우에는 약 60도 정도로 할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 고비점의 용질을 저비점 재료 용매에 녹여서 이루어지는 액체재료(LM)의 기화를 실시하여도 기액혼합부(1)의 기액혼합체 도출로 수평부(1c1)나 접속부(3)의 내부유로(31)나 기화부(2)의 가스 도입로(23) 혹은 기액혼합부(1) 내의 액체유량제어용 다이어프램(121)에 있어서, 저비점 재료 용매만이 기화하고, 고비점의 용질이 잔사하게 되어 접속부(3)의 내부유로나 다이어프램(121)을 폐색해 버린다고 하는 문제점을 일으키지 않는다.
이와 같이 하여 기화부(2)의 가스 도입로(23)로 도입된 기액혼합체(GL)가 더욱 노즐부(25)에 도입되면, 이 노즐부(25)로 기액혼합체(GL)에 포함되는 액체재료(LM)가 감압되는 것에 의해서 기화된다. 그리고, 이 기화에 의해서 발생한 가스는 캐리어 가스(CG)와 혼합하여 혼합가스(KG)가 되어 외부로 도출된다.
따라서, 이와 같은 액체재료 기화장치(A)에 의하면, 냉각부(4)가 접속부(3)를 냉각하는 것으로, 기화부(2)의 열이 기액혼합부(1)로 향하여 열이 전달되는 것을 저감 할 수 있고, 접속부(3) 내의 유로를 통과하는 기액혼합체(GL)가 그 열에너지의 영향을 받는 것을 줄일 수 있다. 따라서, 예를 들면, 고비점의 용질을 저비점 재료 용매에 녹여서 이루어지는 액체재료(LM)의 기화를 실시해도 기액혼합부(1)의 기액혼합체 도출로 수평부(1c1)나 접속부(3)의 내부유로(31)나 기화부(2)의 가스 도입로(23) 혹은 기액혼합부(1) 내의 액체유량제어용 다이어프램(121)에 있어서, 저비점 재료 용매만이 기화하고, 고비점의 용질이 잔사하게 되어 각 유로나 다이어프램(121)을 폐색해 버린다고 하는 문제점을 방지할 수 있다.
즉, 다른 비점을 가지는 복수의 재료로부터 이루어지는 액체재료(LM)를 기화하는 경우에서도 잔사의 발생을 방지하여 바람직하게 기화할 수 있다고 하는 우수한 액체재료 기화장치(A)를 제공할 수 있다.
상기 냉각부(4)가 상기 접속부(3)의 대략 전체에 걸쳐 냉각하고, 이 냉각부(4)가 쿨링가스(CL)의 공급을 받고 또한 상기 접속부(3)에 부착되는 복수의 접속부 냉각핀(41)을 구비하여 이루어지므로, 상기 기화부(2)를 약 300도 정도로 가열보온하여도 냉각부(4)의 작용으로 기액혼합부(1)를 약 60도 정도로 할 수 있다. 따라서, 이와 같이 간단한 구성이면서, 고온형의 기화부(2)의 기능을 확보하면서, 냉각부(4)에서는 높은 냉각효과를 얻을 수 있어 잔사가 발생한다고 하는 문제점을 바람직하게 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 접속부 냉각핀(41)의 냉각에 이용하는 쿨링가스(CL)를 미리 냉각하는 쿨링가스 냉각부(43)를 구비한다고 하는 태양으로 할 수도 있다. 구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 쿨링가스 냉각부(43)가 복수의 쿨링가스 냉각핀(431)과, 냉각 측을 쿨링가스(CL)의 유로에 대해서 부착되는 한편 발열 측을 상기 쿨링가스 냉각핀(431)에 부착되어 이루어지는 쿨링가스 냉각용 팰티어 소자(432)를 구비하도록 한 것을 들 수 있다.
이와 같은 구성으로 하는 것으로, 접속부(3)에 있어서의 보다 높은 냉각효과를 얻을 수 있어 상기 문제점의 방지에 더욱 유효하다.
또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 냉각부(4)를 냉각 측을 접속부(3)에 부착한 접속부 냉각용 팰티어 소자(47)와, 이 접속부 냉각용 팰티어 소자(47)의 발열 측에 부착한 복수의 팰티어 소자 냉각핀(48)을 구비하여 이루어진다고 하는 태양으로 할 수도 있다.
이와 같은 구성으로 하는 것으로, 접속부(3)를 직접 또한 적극적으로 또한 능동적으로 냉각하여 잔사가 발생한다고 하는 문제점을 바람직하게 방지할 수 있다.
또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 액체재료 기화장치(A)의 구성을 위로부터 기액혼합부(1), 냉각부(4)를 부착한 접속부(3), 기화부(2)의 순서로 연직 방향으로 늘어놓은 구성으로 한다는 실시형태를 채용할 수도 있다.
이와 같은 구성으로 하는 것으로, 기화부(2)의 노즐부(25)에 액체재료(LM)가 남는 경우에서도 이 액체재료(LM)는 중력에 의해 늘어져 떨어지므로, 이 노즐부(25)가 막혀 버린다고 하는 문제점을 방지할 수 있다.
또한, 냉각부에 있어서의 냉각 방식은 본 실시형태의 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 냉각용으로 액체를 사용한 수냉 방식으로 하는 등 실시형태에 따라 적당한 냉각방식을 취할 수 있다.
또, 기액혼합실에 공급된 액체재료가 캐리어 가스 도입로에 역류하는 것을 방지하기 위한 「역류방지노즐」을 상기 실시형태에 대해서 더 설치한 구성으로 할 수도 있다. 이 역류방지노즐의 구체적인 태양으로서는, 예를 들면, 일본국 특개 2003-273025에 기재한 역류방지용 노즐부(3 ~ 4페이지, 도 2)를 들 수 있다.
그런데, 예를 들면, 가스도출로(24) 내가 중공인 경우에는 통로 내의 압력이 낮으면 혼합가스(KG)의 가스밀도가 얇아져 분자간 거리가 넓어진다. 이 때문에 열이 전해지기 어려워져 혼합가스(KG)를 외부로 바람직하게 도출할 수 없는, 즉, 기화에 지장이 생기는 경우가 있다. 그래서, 가스도출로(24) 내에 도시하지 않은 충전재(充塡材)를 배치하는 것으로, 통로 내의 압력이 낮아도 열을 전해지기 쉽게 하고, 기화를 바람직하게 실시할 수 있도록 할 수 있다. 이 충전재의 재질로서는, 예를 들면, 열전도성이 우수한 티탄 등의 금속을 이용할 수 있다. 또, 충전재는 입상(粒狀)(구상(球狀))의 것을 통로 내에 복수 배치할 수도 있고, 평판을 비틀어 스파이럴 형상으로 한 것(이른바 스태틱 믹서(static mixer))를 통로 내에 1 또는 복수 배치할 수도 있다. 스파이럴 형상의 충전재는 입상의 충전재에 비해, 통로 내에 배치했을 때의 압력 손실이 작기 때문에 보다 바람직하게 기화할 수 있다.
또, 노즐부(25)의 후단에 도시하지 않은 필터를 설치할 수도 있다. 필터를 설치하는 것으로 잔사가 발생했다고 해도 이것을 포착할 수 있다. 또, 기액혼합체(GL) 중 기화되지 않은 액체가 잔류하고, 이것으로부터 미스트가 발생했다고 하여도 이것을 제거할 수 있다.
또, 기액혼합부(1), 기화부(2), 접속부(3) 및 냉각부(4)를 각각 분해할 수 있는 구성으로 할 수 있다. 이것에 의해서 각부의 메인터넌스를 용이하게 실시할 수 있다.
그 외, 각 부의 구체적 구성에 대해서도 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 관한 액체재료 기화장치는 다른 비점을 가지는 복수의 재료로부터 이루어지는 액체재료를 기화하는 경우에서도 잔사의 발생을 방지하여 바람직하게 기화할 수 있으므로, 예를 들면, 반도체 제조에 있어서 이용하는 각종의 액체재료를 기화하기 위한 액체재료 기화장치로서 바람직하게 이용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 액체재료와 캐리어 가스(carrier gas)를 혼합하여 기액혼합체를 생성하는 기액혼합부와,
    상기 기액혼합부로부터의 기액혼합체를 기화하고 이 기화에 의해서 발생한 가스를 상기 캐리어 가스에 의해서 외부로 도출(導出)하는 가열형 기화부와,
    상기 기액혼합부와 상기 기화부를 접속하고 내부에 상기 기액혼합체의 유로를 가지는 접속부와,
    상기 접속부와 함께 상기 기액혼합부를 냉각하는 냉각부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체재료 기화장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각부가 상기 접속부의 전체에 걸쳐 냉각하는 것을 특징으로 하는 액체재료 기화장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기화부가 300도 정도로 가열보온되는 것을 특징으로 하는 액체재료 기화장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각부가 쿨링가스의 공급을 받고 또한 상기 접속부에 부착되는 1 또는 복수의 접속부 냉각핀을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체재료 기화장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 접속부 냉각핀을 상기 쿨링가스를 내부로 도입하는 도입구 및 냉각에 이용한 쿨링가스를 외부로 도출하는 도출구를 가지는 냉각 케이스 내에 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 액체재료 기화장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 쿨링가스를 미리 냉각하는 쿨링가스 냉각부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액체재료 기화장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 쿨링가스 냉각부가 1 또는 복수의 쿨링가스 냉각핀과, 냉각 측을 쿨링가스의 유로에 대해서 부착되는 한편 발열 측을 상기 쿨링가스 냉각핀에 부착하여 이루어지는 쿨링가스 냉각용 팰티어(peltier) 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 액체재료 기화장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각부가 냉각 측을 상기 접속부에 부착한 접속부 냉각용 팰티어 소자와, 이 접속부 냉각용 팰티어 소자의 발열 측에 부착한 1 또는 복수의 팰티어 소자 냉각핀을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체재료 기화장치.
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