TW546405B - Vaporizer and apparatus for vaporizing and supplying - Google Patents

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546405 五、發明説明（1 ) 月背景 Q1發明領域 本發明係關於對半導體製造等所用化學氣相成長（CVD) 裝置，供給氣態CVD原料用之氣化器及氣化供給裝置。 尤指液體CVD原料、以及液體CVD原料或固體CVD原 料溶於溶劑所得液體CVD原料，不降低品質，而在所需 濃度和流量，以良好效率供給之氣化器，以及氣化供給裝 置。 ί_2_)前案技藝之說明 半導體元件的絕緣薄膜，閘極絕緣膜爲Si02，電容器絕 緣膜爲ShN4，層間絕緣膜爲PSG(磷•矽•玻璃）、BPSG (硼•磷•矽•玻璃）。 向來作爲CVD裝置製造材料，係使用SiH4、nh3、PH3 ，B#6等氣體原料，但隨著元件的立體化或接線的多層化 進展，對絕緣膜平坦化的要求提高了，也使用不易發生空 隙等缺陷’可形成局品質薄膜之液體原料。例如s i〇2膜 的原料使四乙氧基矽（Si(OC2H5)4)，BPSG膜原料使用三甲 氧基硼（B(OCH3)3)、三甲氧基磷（P(OCh3)3)等。 此外’也在開發介質常數爲Si02數倍高的Ta205膜等 新薄膜’ Ta2〇5膜的原料可用液態五乙氧基鉬（Ta(〇C2H5)5)。 近年來’半導體記憶體用的氧化物系介質薄膜，可用高 介質常數而階級覆蓋性高的鈦酸锆（PZT)膜，鈦酸鋇銀 (BST)膜等。此等薄膜原料有例如pb源的pb(DpM)2(固體 原料），Zr源的Zr(OC(CH3)3)4(液體原料）、Ti源的 546405 五、發明説明（2 )

Ti(OCH(CH3)2)4)(液體原料），Ba源的Ba(DPM)2(固體原料） ，Sr源的Sr(DPM)2(固體原料）。 CVD原料使用液體原料時，液體原料經氣化器等成爲 氣態後，供至CVD裝置。然而，液體原料由於一般蒸氣 壓低，黏度高，氣化溫度和分解溫度接近，很難不降低其 品質，能以所需濃度和流量，以良好效率氣化。另外，固 體原料是藉保持局溫昇華而氣化供給，可得高純度原料， 但極難確保工業上充分的供給量，通常是由溶於四氫呋喃 等溶劑的液體原料，經氣化使用。然而，固體原料的氣化/ 溫度與溶劑大相逕庭’加熱容易只使溶劑氣化，以致液體 原料的氣化更爲困難。 使用此等液體原料或固體原料製造絕緣薄膜，必須有高 超技術’但使用氣體原料，預計可得高品質、高純度的絕 緣薄Μ ’爲了不使原料劣化，可以良好效率氣化，乃開發 各種氣化器或氣化供給裝置。 例如爲使液體原料氣化用之氣化器，其氣化容器形狀有 球形、橢球形、或末端帶有圓形的圓筒形、圓錐形、圓錐 台形、半球形，以及與此類似的形狀，或其組合形狀，而 口又疋成載氣回流至氣化容器內之氣化器（特開平1U42328 號公報）。 前述氣化器使加熱的載氣沿氣化容器的內壁面迴旋，利 用在原料供應口的霧化器等加以霧化的原料，即捲入此載 氣’經接觸加熱，受到內壁面的直接加熱，以致原料品質 降低’或內壁面附著物堆積極少，故亟需有提高氣化效率 -4- 546405 五、發明説明（3 ) 之優良氣化器。 然而’使用固體CVD原料溶於有機溶劑所得CVD原料 時’即使採用此等氣化器，在原料供給口只有溶劑容易氣 化’長期使用時，固體CVD原料會析出而附著於CVD原 料流通途徑內’無對絕緣薄膜的品質、純度發生不良影響 之虞。 又’ CVD原料通常爲尚價物，在化學氣相成長中，CVD 原料宜以高濃度供給以提高利用效率，惟隨CVD原料的 供給而減少載氣的供給量，則溶劑會氣化，固體CVD原 料析出的傾向大，故不宜。 發明槪沭 本發明所要解決之目的，在於提供一種氣化器，即使在 使用固體CVD原料的情況，在CVD原料供給口也不會有 固體CVD原料析出附著，可以所需濃度和流量，以良好 效率氣化供給’以及提供具有此氣化器之氣化供給裝置。 本發明人等爲解決此等課題，經潛心硏究結果，發現即 使在CVD原料供給部，與CVD原料接觸部之構成材料， 利用除耐熱性外，尙具有絕熱性，不易附著CVD原料之 特性的耐蝕性合成樹脂’尤其是含氟樹脂、聚醯亞胺系樹 脂等製成，另外於氣化室加熱時，將CVD原料供給部冷 卻，而使固體CVD原料溶於有機溶劑所得CVD原料時， 可防止只有有機溶劑氣化之一原因的急速CVD原料加熱 ’並使固體CVD原料不易析出附著。 即本發明氣化器包括CVD原料氣化室，將CVD原料供 546405 五、發明説明（4 ) 給至該氣化室用之C V D原料供給部，氣化氣體排出口， 以及該氣化室的加熱機構，其特徵爲，該CVD原料供給 部中與CVD原料接觸部至少有一部份，係由耐蝕性合成 樹脂構成。 另外’本發明氣化器包括CVD原料氣化室，將CVD原 料供給至該氣化室用之CVD原料供給部、氣化氣體排出 口 ’以及該氣化室的加熱機構，其特徵爲，該CVD原料 供給部’內部和氣化室側表面係由耐蝕性合成樹脂構成， 而與氣化器外部接觸部份則以金屬構成。 再者’本發明氣化供給裝置，包括氣化器，內藏CVD 原料氣化室，將CVD原料供給至該氣化室之CVD原料供 給部，氣化氣體排出口，和該氣化室之加熱機構，以及冷 卻器，其特徵爲，氣化器之CVD原料供給部，其內部和 氣化室側表面係以合成樹脂構成，而與氣化器外部接觸之 部份則以金屬構成，從氣化室加熱時的加熱機構接受到熱 傳導的該CVD原料供給部之金屬構成部份至少一部份， 係構成可利用冷卻器加以冷卻。 圖式簡單說明 第1圖爲本發明氣化器具體例之斷面圖； 第2圖爲本發明氣化器的CVD原料供給部一具體例之 斷面圖； 第3圖爲本發明氣化器在第2圖以外的CVD原料供給 部具體例之斷面圖； 第4圖爲本發明氣化供給裝置一具體例之構成圖； -6- 546405 五、發明説明（5 ) 第5圖爲本發明第4圖以外的氣化供給裝置一具體例之 構成圖； 第6圖爲對使用本發明氣化器和氣化供給裝置的化學氣 相成長（CVD)裝置供給氣化氣體之系統一具體例構成圖； 弟7圖爲適用本發明氣化器的热化供給系統~具體例之 構成圖。 發j月之詳細說明 本發明適用之氣化器，係將液體CVD原料，或者液體 CVD原料或固體CVD原料溶於溶劑而得液體CVD原料氣 化，供給至CVD裝置等，惟使用固體CVD原料時，對於 在氣化器的CVD原料供給口防止固體CVD原料的析出、 附著，特別能發揮效果。 本發明氣化器在與CVD原料供給部的CVD原料接觸部 至少一部份，係以除耐熱性外，尙具有絕熱性和不易附著 CVD原料的特性之耐蝕性樹脂，例如含氟樹脂或聚醯亞胺 系樹脂所構成，更好是CVD原料供給部的內部和氣化室 側的表面，以具有前述特性的耐蝕性樹脂構成，而在與 CVD原料供給部的氣化器外部接觸部份，係以具有高度氣 密性的金屬構成。 又，本發明氣化供給裝置至少包括上述氣化器和冷卻器 ，而從氣化室加熱時的加熱機構接受熱傳導之前述金屬構 成部份，可利用冷卻器加以冷卻。 適用本發明氣化器和氣化供給裝置之CVD原料，只要 常溫時爲液體或固體溶於溶劑時，可保持液狀即可，無特 546405 五、發明説明（6 ) 另[J限制，可視用途適當選擇使用。例如四異丙氧基鈦 (Ti(OCH(CH3)2)4)、四正丙氧基鈦（Ti(OC3H7)4)、四（三級 丁氧基）锆（Zr(OC(CH3)3)4)、四正丁 氧基锆（Zr(OC4H9)4)、 四甲氧基釩（V(〇CH3)4)、三甲氧基氧化釩（VO(OCH3)3)、 五乙氧基銳（Nb(OC2H5)5)、五乙氧基組（Ta(OC2H5)5)、二 甲氧基硼（B(OCH3)3)、三異丙氧基鋁（ai(och(ch3)2)3)、 四乙氣基石夕（Si(OC2H5)4)、四乙氧基錯（Ge(OC2H5)4)、四甲 氧基錫（Sn(OCH3)4)、三甲氧基磷（P(OCH3)3、三甲氧基氧 化膦（P〇(〇CH3)3)、三乙氧基砷（As(OC2H5)3、三乙氧基銻. (Sb(OC2H5)3)等在常溫爲液體之烷氧化物。 前述之外，其他例尙有三甲基鋁（A1(CH3)3)、二甲基氫 化鋁（A1(CH3)2H)、三異丁基銘（Al(iso-C4H9)3)、六氟乙醯 丙酮乙烯基三甲基矽烷（（CF3CO)2CHCu· CH2CHSi(CH3)3) 、六氟乙醯基丙酮銅烯基三甲基矽烷（（CF3CO)2CHCu · CH2CHCH2Si(CH3)3)、雙（異丙基環戊二烯基）二氫化鎢 ((iso-C3H7C5H5)2WH2)、四（二甲基）胺基鋁（zr(N(CH3)2)4) 、五（二甲基）胺基鉬（Ta(N(CH3)2)5、五（二乙基）胺基鉬 (Ta(N(C2H3)2)5)、四（二甲基）胺基鈦（Ti(N(CH3)2)4)、四（二 乙基）胺基欽（Ti(N(C2H5)2)4)等正常溫爲液體之原料。 此外還有六羰基鉬（Mo(CO)6)、二甲基戊氧基金 (Ah(CH3)2(OC5H7))、雙（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸）_貝 (Ba((C(CH3)3)2C3H02)2)、雙（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸） 鋸（Sr((C(CH3)3)2C3H02)2)、四（2,2,6,6-四甲基- 3,5-庚二酸） 欽（Ti((C(CH3)3)2C3H02)4)、四（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸） 546405 五、發明説明（ ） 錯（21>(((11(€!113)3)2匸3^1〇2)4)'雙（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚 _* 酸） 鉛（Pb((C(CH3)3)2C3H02)2)、（二（三級丁氧基）雙（2,2,6,6_ 四 甲基-3,5 -庚二酸）駄、（二異丙氧基）（2,2,6,6 -四甲基-3,5 -庚 二酸）駄、肆（異丁醯基特戊醯基甲烷化）锆’或（異丙氧基） 參（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸）锆等在常溫爲固體之原料。 惟通常必須以〇.〗〜1 .〇莫耳/公升左右的濃度溶於有機溶 齊||內使用。 用作固體CVD原料溶劑的前述有機溶劑，通常爲沸點 在4〇t〜140 °C之有機溶劑。此等有機溶劑有例如丙醚、 甲基丁醚、乙基丙醚、乙基丁醚、1,3-環氧丙烷、四氫呋 喃、四氫吡喃等醚，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類，丙 酮、丁酮、異丙基甲基酮、異丁基甲基酮等酮類，丙胺、 丁胺、二乙胺、二丙胺、三乙胺等胺類，乙酸乙酯、乙酸 丙酯、乙酸丁酯等酯類，己烷、庚烷、辛烷等烴類等。 以下就第1 -3圖詳細說明本發明氣化器，惟本發明不受 此限制。 第1圖爲本發明氣化器一具體例之斷面圖，第2圖爲本 發明氣化器的CVD原料供給部一具體例之斷面圖，第3 圖爲本發明氣化器在第2圖以外的CVD原料供給部具體 例之斷面圖。 本發明氣化器如第1圖所示，具有CVD原料氣化室5 ’將CVD原料供給至氣化室所用之CVD原料供給室6、 氣化氣體排出口 7，以及氣化室之加熱機構（加熱器等）8。 CVD原料供給部的與CVD原料接觸部（CVD原料通路12 -9- 546405 五、發明説明（8 ) 或通路1 4週邊部）至少一部份，係由含氟樹脂或聚醯亞胺 系樹脂等耐蝕性合成樹脂所構成。再者，本發明氣化器更 好是如第2圖所示，在CVD原料供給部的內部9和氣化 室側的表面1 0，以含氟樹脂或聚醯亞胺系樹脂等耐蝕性合 成樹脂所構成。而與CVD原料供給部的氣化器外部接觸 部11則以金屬構成。在第1和2圖中，]3表示載氣通路 1 4表示CVD原料和載氣通路，1 5爲空間部，1 6爲具有加 熱機構之突部，1 7爲不銹鋼管。 在本發明中，耐蝕性合成樹脂之構成部，通常係形成在 CVD原料供給部的內部。耐蝕性合成樹脂構成部的形狀雖 無特別限制，但通常係數似第2圖所示圓柱形的形狀。 CVD原料通過例如由不銹鋼管；i 7和耐蝕性合成樹脂所構 成的通路12，供應至氣化室。前述不銹鋼管插入安裝到耐 蝕性合成樹脂構成部的內部爲止時，必須在連接處不要洩 漏’而使用接縫時，最好加以不產生轉動扭矩的密封。 耐蝕性合成樹脂構成部可以只在CVD原料通路的周邊 部’但使用CVD原料和固體CVD原料溶於有機溶劑所得 物時’使用加熱器等加熱機構把溶劑急速加熱之際，爲防 止在通路內氣化，以厚者爲佳。然而，金屬構成部太薄時 ’很難保持氣密性，故金屬厚度通常在l.Onm以上。又， 本發明氣化器係如此構成，即使只有溶劑氣化，使固體 CVD原料析出，在耐蝕性合成樹脂所構成的通路壁面，也 不易附著固體CVD原料。 又’向來氣化器的CVD原料供給部之構成材料，通常 -10- 546405 五、發明說明（9 ) 使用SUS 316，SUS 3 16L等不銹鋼，惟此等構成材料具有 熱傳導性高，容易附著固體CVD原料之特性，故利用氣 化室的加熱機構把CVD原料急速加熱，使只有有機溶劑 氣化時’在原料供給口即有固體CVD原料析出之虞。然 而’本發明氣化器在前述CVD原料供給部與CVD原料接 觸部’由具有絕熱性和不易附著CVD原料的特性之耐蝕 1'生合成樹脂製成，則此種顧慮即可減到極少。 本發明氣化器中使用固體CVD原料時，爲了防止固體 C V D原料附著於氣化器之c V D原料供給部，宜構成在 CVD原料添加載氣以提高線速度後，才供給至氣化室。在 如此構造中，爲防止附著在氣化室供給口，宜把C V D原 料供給部內的CVD原料通路，在氣化室供給口附近縮小 ，以提高線速度。爲了同樣目的，如第3圖（C)所示，將 CVD原料供給部的氣化室側外形，構成朝氣化室呈凸出的 圓錐形、圓錐台形、半球形，或其類似形狀。 另外，在本發明氣化器中設有加熱機構，視液體原料的 種類、供給量、氣化氣體濃度，及其他操作條件，設定在 所需溫度。加熱機構之設置形態，只要能對氣化室以良好 精密度加熱保溫，並無特別限制，例如加熱器可隱藏設在 氣化器側面的構成部等內。可是使用固體CVD原料溶於 有機溶劑所得CVD原料時，對CVD原料供給部的急速 CVD原料加熱之防止效果可進一步提高，最好在CVD原 料供給部側面周邊的氣化室外壁設有空間部，以限制對 CVD原料供給部的熱傳導。氣化室的加熱溫度，因液體原 -11 - 546405 五、發明説明（10 ) 料的種類、供給量。氣化氣體濃度，其他操作條件等而異 ，通常設定在40〜250 °C左右。 又，在本發明氣化器中，CVD原料供給部與CVD原料 接觸部’或內部及氣化室側表面構成材料所用耐蝕性合成 樹脂’只要具有所用溶劑沸點溫度以上之耐熱性，且對 CVD原料和溶劑具有耐蝕性，並無特別限制，例如酚樹脂 、尿素樹脂、蜜胺樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、聚胺樹脂 、聚醯胺樹脂、含氟樹脂、聚醯亞胺樹脂等均可用。但使 用含氟樹脂、聚醯亞胺系樹脂以外之合成樹脂時，有受到 CVD原料、溶劑作用之虞，故與CvD原料、溶劑接觸面 ’以含氟樹脂或聚醯亞胺系樹脂加以被覆爲佳。 含氟樹脂的種類只要具有耐熱性、耐鈾性、絕熱性、不 易附著CVD原料諸特性之材質，均可用。此等含氟樹脂 有例如聚四氟乙烯（PTFE)、聚三氟乙烯（PTrFE)、聚二氟 乙嫌(PVdF)、聚四氟乙烯、全氟烷基乙烯醚共聚物（PFA)等。 在本發明氣化器中，與前述同樣處所使用之聚醯亞胺系 樹脂’在聚醯亞胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂等分子內具有 (-N(CO)2 — )構造，只要在耐熱性、耐蝕性、絕熱性之外， 尙具有不易附著CVD原料之特性，即可用。 另外’與CVD原料供給部的氣化器外部接觸部份之構 成材料所用金屬，有碳鋼、錳鋼、鉻鋼、鉬鋼、不銹鋼、 鎳鋼等。 本發明氣化器中的氣化室形狀無特別限制，通常爲圓筒 形或類似圓筒形的形狀。氣化室的構成材料亦無特別限制， -12- 546405 五、發明説明（11 ) 可用碳鋼、錳鋼、鉻鋼、鉬鋼、不銹鋼、鎳鋼等金屬，但 其中就蝕性方面而言’以使用SUS 316，SUS 316L等不銹 鋼、Inconel，Hastelloy等高鎳鋼爲佳。 本發明氣化器可與其他提高氣化效率的機構組合使用。 例如CVD原料供給部與CVD原料接觸部份可以耐蝕性合 成樹脂製成，氣化室的形狀可製成球形、橢球形、水桶形 、圓筒形、圓錐形、圓錐台形、半球形、及其類似形狀， 設定成朝載氣供給口，使載氣在氣化室內形成漩流。藉此 可使固體CVD原料溶於有機溶劑所得CVD原料，不會在 原料供給口有固體CVD原料析出附著，在受到氣化室內 壁面加熱的同時，利用氣化室的載氣供給口供給，沿氣化 室內壁面迴旋加熱，捲入載氣接觸加熱，以所需濃度和流 量，即可以良好效率氣化。 與其他氣化效率提高機構組合時，與CVD原料供給部 的CVD原料接觸部份，採用耐蝕性合成樹脂，同時在氣 化室的中央部，具有加熱機構的突部固定設在氣化室下部 。藉此，固體CVD原料溶於有機溶劑所得cvd原料，不 會在原料供給口有固體CVD原料析出附著，利用氣化室 內壁面和氣化室中央部的突部加熱時，以所需濃度和流量 即可以良好效率氣化。 茲根據第4 - 6圖詳述本發明氣化供給裝置。 第4和5圖爲本發明氣化供給裝置具體例之構成圖，第 7圖爲使用本發明氣化供給裝置的化學氣相成長（c vd)裝 置之氣化氣體供給系統一具體例構成圖。 -13- 546405 五、發明説明（12 ) 本發明氣化供給裝置如第4圖所示，具有氣化器1和冷 卻器2，但如第5圖所示，除氣化器、冷卻器夕^ ，又設置 C VD原料脫氣器3和/或質量流動控制器4。本發明如此 等附圖所示，與氣化器的CVD原料供給部之氣化器外部 接觸部1 1 (金屬構成部份）至少一部份，構成可利用冷卻器 加以冷卻。在此等圖中，冷卻器2爲熱風鼓風機 (sirocco) ，利用送風使CVD原料供給部的金屬構成部份冷卻，但 本發明氣化供給裝置不限於此，例如利用冷卻水的冷卻器 亦可使用。又，在本發明氣化供給裝置中，氣化器以隔熱 材料加以保溫爲佳。在第4和5圖中，符號1 8表示CVD 原料供給管，1 8爲載氣供給管，20爲隔熱材料。 第6和7圖爲適用本發明氣化器，氣化供給方法之氣化 供給系統一具體例構成圖。 本發明之目的在於把液體原料以所需濃度和流量，可以 良好效率氣化供給，因此，原料在供至氣化器之前，不得 有原料業已劣化，濃度和流量不均勻之情形。 液體原料容器係爲供應液體原料之容器，只要能保持液 體原料不變質，其大小、形狀等無特別限制。又，液體原 料容器在加壓下保持，加壓供給至液體流量控制部時，以 可以承受壓力5kgf/cm2左右的構造爲佳。 液體流量控制部把液體原料以高精密度定量供應至氣化 器，例如使用質量流量控制部即可以良好精密度供給。亦 可由可變流量泵和控制閥，或泵與流量控制器等構成。使 用泵時，爲了供給液體原料不發生脈動，通常使用雙聯或多 -14- 546405 五、發明説明（13 ) 耳靜耐蝕性伸縮囊泵等。在泵二次側、CVD裝置以減壓操作 時，可設有流量控制作用的止回閥。 再者，在質量流動控制閥中爲正確計量CVD原料，可 在質量流動控制閥的前段，設有脫氣器，把溶存於CVD 原料的惰性氣體除去。如此脫氣器可令溶存第一惰性氣體 液體原料，通過透氣性合成樹脂管的內側，同時令對合 成樹脂管的透過性比第一惰性氣體爲低的第二惰性氣體， 沿此合成樹脂管的外側表面流通，可抑制第二惰性氣體透 過合成樹脂管內側，同時藉第一惰性氣體透過合成樹脂管 外側，以進行脫氣，此脫氣器有例如日本專利特願平Π-3 48156號所示。 又，第6和7圖中，符號21指CVD原料容器，22爲 CVD原料，23爲氣化供給裝置，24爲氣體流量控制器， 25爲載氣供給管線，26爲化學氣相成長（CVD)裝置。 使用本發明氣化供給裝置，把固體CVD原料溶於有機 溶劑所得CVD原料氣化之際，氣化室在加熱的同時，把 氣化器的C V D原料供給部的金屬構成部份1 1至少一部份 ，利用冷卻器加以冷卻。此時，前述金屬構成部份之溫度 ，視所用有機溶劑不能一槪而定，惟通常在8 0 °C以下，而 以50t以下爲佳。在使用本發明氣化供給裝置的氣化供給 方法中’除了使用隔熱性比金屬爲優的合成樹脂，作爲 CVD原料供給部的內部構成材料外，在氣化室加熱時將 CVD原料供給部加以冷卻，即可防止CVD原料供給部的 急速CVD原料之加熱或有機溶劑之加熱。 -15- 546405

五、發明説明（14 ) 利用本發明氣化器，即使CVD原料使用固體CVD原料 時’在原料供給口也不會有固體CVD原料析出附著，可 以所需濃度和流量’以良好效率氣化供給。 本發明氣化供給裝置，在氣化器的C V D原料供給部， 其內部和氣化室側表面之構成材料，係除耐熱性、耐飽性 外’尙具有隔熱性、不易附著CVD原料等諸特性之合成 樹脂’同時在氣化室加熱時，將CVD原料供給部加以冷 卻，故即使固體CVD原料溶於有機溶劑所得cvd原料在 使用時，受到氣化器加熱機構的熱傳導，不會只有前述有 機溶劑氣化，而且即使固體CVD原料析出，也不易附著 析出物。結果，不會在原料供給口有固體CVD原料析出 、附者’以致降低絕緣薄i吴的品質、純度，可以所需濃度 和流量，以良好效率把CVD原料氣化供給。 其次’利用實施例具體說明本發明，惟本發明不受此限 制。 實施例1 製作第2圖所示CVD原料供給部，內部和氣化室側表 面以含氟樹脂（PFA)構成，與氣化器外部的接觸部是以不 銹鋼（S U S 3 1 6)構成。含氟樹脂的構成部係外徑i 6 m m，高 3 42mm的圓柱形，外側不銹鋼厚度爲2.0mm。CVD原料 和載氣配管，係在末端具有接頭（厚木閥件公司製品 SWAGELOK)而內徑1.5mm的不銹鋼管二支，插入到含氣 樹脂構成部的內部爲止裝好’ C V D原料和載氣在含氯樹脂 構成部的內部混合後’供給到氣化室所構成。又，含氟樹 -16- 546405 五、發明説明（15 ) 脂所構成CVD原料和載氣通路內徑爲0.3mm。 製作弟1圖所不不銹鋼（SUS 316)製氣化器，除前述 CVD原料供給部之外，還有氣化氣體排出口、氣化室加熱 機構，以及內藏加熱器之突部。氣化室係內徑65mm，高 9 2.5mm的圓柱狀，底部的突部高27.5mm，底部算起在 15mm的高度，設有氣化氣體排出口。 其次，連接液體質量流動控制部、載氣供給管線等，製 成第7圖所示氣化供給系統。 使用前述裝置進行下述氣化供給試驗。 氣化室設定lOtorr，2 70°C溫度，固體CVD原料的 Sr(DPM)2以0.1mol/l的濃度溶於THF溶劑所得液體CVD 原料及氮氣，分別以1 .〇g/min和0.3 1/min流量供給至氣 化器的CVD原料供給部，在含氟樹脂構成部的內部混合 後，在氣化室使液體CVD原料氣化。繼續1小時進行氣 化供給試驗後，檢查CVD原料供給部通路中的CVD原料 附著狀態，確認固體CVD原料未析出，CVD原料可以良 好效率氣化供給。 實施例2 除實施例1中CVD原料供給部內部和氣化室側表面的 構成材料改用聚醯亞胺外，和實施例1同樣製作氣化器。 使用此氣化器’與實施例1同樣繼續進行1小時的氣化供 給試驗◦結果’ CVD原料供給部通路中無固體CVD原料 析出，確認CVD原料可以良好效率氣化供給。 比較例1 -17- 546405 五、發明説明（16 ) 除實施例1中的CVD原料供給部，改用全部不銹鋼 (SUS 3 16)構成之CVD原料供給部外，和實施例1同樣製 作氣化器。使用此氣化器，和實施例1同樣進行氣化供給 試驗。結果，試驗開始1 5分鐘後，由於S r(DPM) 2析出， 堵塞C V D原料供給部通路，停止試驗。 實施例3 氣化供給裝置之製作 製作第2圖所示CVD原料供給部，其內部和氣化室側 表面係由含氟樹脂（PFA)構成，與氣化器外部之接觸部則 以不銹鋼（SUS 31 6)構成。含氟樹脂的構成部係外徑16mm ’高34.2mm的圓柱狀，其外側不銹鋼厚度爲2.0mm。 CVD原料和載氣配管，末端有接頭（厚木閥件公司製品 SWAGELOK)，內徑1.5mm的不銹鋼管二支插入到含氟樹 脂構成部的內部爲止裝好，CVD原料和載氣在含氟樹脂構 成部的內部混合後，供給至氣化室。又，以含氟樹脂構成 的CVD原料和載氣通路內徑爲〇.3mm。 製作第1圖所示不銹鋼（SUS 3 16)製氣化器，除前述 CVD原料供給部外，尙有氣化氣體排出口、氣化室加熱機 構，以及內藏加熱器的突部。氣化室呈內徑〇.5mm，高 9 2.5mm的圓柱狀，底咅B的突咅B高27.5mm，由底咅E起在 15mm高度設有氣化氣體排出口。又，未氣化之CVD原料 從氣化器底部取出。 其次，在氣化器連接脫氣器、液體質量流動控制器， CVD原料供給管、載氣供給管等，並設置熱風鼓風機使 CVD原料供給部的不銹鋼構成部份可以冷卻，製成第5圖 -18- 546405 五、發明説明（17 ) 所示氣化供給裝置。此外，把氣化供給裝置與CVE)原料 容器’載氣供給管線連接，同時’氣化器之氣化氣體排出 口，與捕集氣化氣體中的CVD原料之液氮冷卻捕集器連 接。 氣化供給試驗 使用前述裝置，進行下述氣化供給試驗。 氣化室設定在lOtorr，270°C溫度，利用熱風鼓風機， 把CVD原料供給部的不銹鋼構成部份（CVE)原料供給部之 頂部）保持在4%5(TC的溫度。其次，將固體CVD原料的 Sr(DPM)2。以O.lm〇l/1濃度溶於THF溶劑所得液體CVD 原料，以及氮氣，分別以1 .Og/miri和0,3 Ι/min流量，供 給至氣化器的CVD原料供給部，在含氟樹脂構成部的內 部混合後，於氣化室使液體CVD原料氣化。由氣化器排 出口排出的氣化氣體，經5小時冷卻捕集，結果氣化供給。 從冷卻捕集的液體CVD原料，採取Sr(DPM)2，用電子 平秤測量捕集量，利用FT-IR分析檢查結果，氣化效率爲 9 9.7%。進行氣化供給試驗後，檢查在CVD原料供,給部通 路的CVD原料附著狀態，確認固體CVD原料未析出， C VD原料可以良好效率氣化供給。 實施例4 在製作實施例3的氣化供給裝置中，除氣化器的CVD 原料供給部的內部及氣化室側表面之構成材料，改用聚醯 亞胺外，和實施例1同樣製成氣化供給裝置。其次，和實 施例3同樣繼續進行氣化供給試驗5小時。結果，氣化效 -19- 546405

五、發明說明（18 ) 率爲99.6%。確認在CVD原料供給部通路無附著固體 Cv〇原料，CVD原料以良好效率氣化供給。

製作實施例3的氣化供給裝置中，除氣化器的CVD原 料供給部內部及氣化室側表面之構成材料，改用與CVD 原料之接觸面以Teflon塗佈之酚樹脂外，和實施例3同樣 製作氣化器。使用此氣化器，和實施例1同樣製作氣化供 給裝置。其次，和實施例3同樣繼續進行氣化供給試驗5 小時。結果，氣化效率爲99.7%。確認CVD原料供給部通 路無附著固體CVD原料、CVD原料以良好效率氣化供給。 MJL6

使用實施例3同樣的氣化供給裝置，除以液體CVD原料 的TTIP(四異丙氧基鈦）進行氣化供給試驗。氣化室設定在 20t〇rr ’ 190°C 溫度，TTIP 和氮氣分別以 2.0g/min 和 0.1 Ι/min流量，供給至氣化器之CVD原料供給咅[5外，和實施 例3同樣繼續進行氣化供給試驗5小時。結果，氣化效率 爲99.4%。確認在CVD原料供給部通路不附著cvd原料 、CVD原料可以良好效率氣化供給。 實施例7 使用二個和實施例3同樣的氣化供給裝置，分別與 CVD原料容器、載氣供給管線連接，同時將二個氣化器的 氣化氣體排出口連接到以直徑6吋的聚矽氧基板固定之一 個CVD裝置。二個氣化供給裝置內和cvd裝置內用氮氣 排淨後’二者氣化供給裝置之氣化室均調至l〇t〇rr，270。(： -20-

546405 五、發明説明（19 ) 之溫度，利用熱風鼓風機把CVD原料供給部的不銹鋼構 成部份（C V D原料供給部之頂部），保持在濫度4 5 - 5 〇 t：。 其次，Sr(DPM)2以0· 1 mol/1濃度溶於THF溶劑所得液 體CVD原料，以及氮氣，分別以l.〇g/min和0·5 Ι/min流 量，供應至單一氣化供給裝置。TiO(DPM)2.以O.lm〇1/i濃 度溶於THF溶劑所得液體CVD原料以及氮氣，分別以 l.Og/mim和0.5 Ι/min流量，供給至另一氣化供給裝置。 加以氣化而供給至CVD裝置，在聚矽氧基板上，含 S r T i 0 3晶體成長。此晶體以X射線折射結果，確認可得均 勻晶體。 h匕車交例2 製作實施例3的氣化供給裝置中，除氣化器的CVD原 料供給部改用全部不銹鋼（SUS 31 6)構成外，和實施例3 同樣製成氣化器。除使用此氣化器，且不用熱風鼓風機外 ，和實施例3同樣製成氣化供給裝置。其次，和實施例1 同樣進行氣化供給試驗，在試驗開始20分鐘後，因Sr(DPM)2 附著而堵塞CVD原料供給部通路，即停止試驗。又CVD 原料供給部的不銹鋼構成部份，在試驗中爲1 20- 1 50°C。 比較例3 使用比較例2同樣的氣化供給裝置，使用液體CVD原 料之TTIP(四異丙氧基鈦）進行氣化供給試驗。和實施例6 同樣，把氣化室調至20torr，190°C溫度，TTIP和氮氣分 別以2.0g/miri和0.1 Ι/min流量，供給至氣化器和CVD原 料供給部，進行氣化供給試驗，在試驗開始250分鐘後， -21- 546405 五、發明説明（20 ) 因TTIP附著而堵塞c V D原料供給部之通路，即停止試驗 。又，CVD原料供給部之不銹鋼構成部份，在試驗中爲 90-110。。◦ 符號之說明 1 氣化器 2 冷卻器 3 CVD原料之脫氣器 4 質量流動控制部 5 CVD原料氣化室 6 CVD原料供給部 7 氣化氣體排出口 8 氣化室加熱機構 9 CVD原料供給部內部 10 氣化室側表面 11 與CVD原料供給部的氣化器外部之接觸部 12 CVD原料通路 13 載氣通路 14 CVD原料通路 15 空間部 16 具有加熱手段之突部 17 不銹鋼管 18 C V D原料供給管 19 載氣供給管 20 隔熱材料 -22- 546405 五、發明説明（21 ) 21 CVD原料容器 22 CVD原料 23 氣化供給裝置 24 氣體流量控制器 25 載氣供給管線 26 化學氣相成長（CVD)裝置 -23-

Claims (1)

1. 546405 _____丨 乂\ ‘dL ；> ： ΛΊ rr' ； -- 六、申請專利範圍 — 1 · 一種氣化器，具有c V D.原料氣化室、把c V D原料供應 至該氣化室之CVD原料供給部，氣化氣體排出口，以 及該氣化室之加熱機構，其特徵爲，該C V D原料供給 部與CVD原料接觸部至少一部份，係以耐蝕性合成樹 脂構成者。 2 . —種氣化器，具有CVD原料氣化室，把CVD原料供給 至該氣化室之CVD原料供給部，氣化氣體排出口，以 及該氣化室之加熱機構，其特徵爲，該C V D原料供給 部，在內部和氣化室側表面以耐蝕性合成樹脂構成，與 氣化器外部的接觸部則以金屬構成者。 3 .如申sra專利範圍桌1或2項之氣化器，其中耐鈾性合成 樹脂係含氟樹脂或聚醯亞胺系樹脂者。 4.如申請專利範圍第1或2項之氣化器，其中CVD原料 供給部的耐鈾性合成樹脂構成部，呈圓柱形或類似圓柱 形之形狀者。 ' 5 .如申請專利範圍第1或2項之氣化器，其中c V D原料 供給部具通路，構成在CVD原料和載氣在內部混合後 ，可供給至氣化室者。 6 ·如申請專利範圍第5項之氣化器，其中cv D原料供給 部內的CVD原料通路’係在進氣化室的供給口附近 縮小者。 7.如申請專利範圍第1或2項之氣化器，其中CVD原料 供給部的氣化室側外形，呈圓錐形、圓錐台形、半球形 或類似形狀者。 -24- 546405 六、申請專利範圍 8 ·如申請專利範圍第1或2項之氣化器，其中在c V D原 料供給部的側面周邊氣化室外壁，設有空間部者。 9 ·如申請專利範圍第1或2項之氣化器，其中又設有載氣 供給口 ’其設定方向使載氣可在氣化室內形成漩流者。 1 0.如申請專利範圍第1或2項之氣化器，其中在氣化室的 中央部，設備具有加熱機構的突部，固定於該氣化室下 部者。 1 1 ·如申請專利範圍第1或2項之氣化器，其中c V D原料 係由固體CVC原料溶於有機溶劑所得CVD原料者。 1 2.如申請專利範圍第11項之氣化器，其中固體c V D原料 係選自雙（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸）鋇、雙（2,2,6,6-四 甲基-3,5-庚二酸）緦、四（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸）鈦 、四（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸）鍩、雙（2,2,6,6-四甲基 -3,5-庚二酸）鉛、雙（環戊二烯基）鋇、雙（環戊二烯基）緦 、六羰基鉬、二甲基戊氧基金、（二（三級丁基）丁氧基雙 (2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸）鈦、（二異丙氧基）（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸）鈦、肆（異丁醯基特戊醯甲烷化） 锆，以及（異丙氧基）參（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸）锆者。 1 3.如申請專利範圍第1 1項之氣化器，其中有機溶劑係選 自沸點在40°C〜140°C之醚類、醇類、酮類、胺類、酯 類及氫之一種以上者。 14.一種氣化供給裝置，具有CVD原料氣化室，把CVD原 料供給至該氣化室用之CVD原料供給部，氣化氣體排 出口，以及內藏該氣化室之加熱機構之氣化室’和冷卻 _25_ 546405 六、申請專利範圍 器’其特徵爲，氣化器的CVD原料供給部，其內部和 氣化室側表面係以耐鈾性合成樹脂所構成，與氣化器外 部之接觸部係以金屬構成，在氣化室加熱時，受到加熱 機構熱傳導的該CVD原料供給部之金屬構成部份至少 一部份，可利用冷卻器加以冷卻者。 1 5 ·如申請專利範圍第i 4項之氣化供給裝置，其中除氣化 器、冷卻器外，同時具有CVD原料脫氣器和質量流動 控制器至少其一者。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項之氣化供給裝置，其中冷卻器 係熱風鼓風機者。 1 7.如申請專利範圍第1 4項之氣化供給裝置，其中CVD原 料供給部之耐触性合成樹脂構成部份，呈圓柱形或類似 圓柱形之形狀者。 -26-