WO2023120402A1 - 気化器 - Google Patents

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WO2023120402A1
WO2023120402A1 PCT/JP2022/046349 JP2022046349W WO2023120402A1 WO 2023120402 A1 WO2023120402 A1 WO 2023120402A1 JP 2022046349 W JP2022046349 W JP 2022046349W WO 2023120402 A1 WO2023120402 A1 WO 2023120402A1
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WO
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heater
vaporizer
manipulator
flow path
opening
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PCT/JP2022/046349
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明典 澤田
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株式会社プロテリアル
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J7/00—Apparatus for generating gases
    • B01J7/02—Apparatus for generating gases by wet methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K49/00—Means in or on valves for heating or cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
    • F16L53/35—Ohmic-resistance heating
    • F16L53/38—Ohmic-resistance heating using elongate electric heating elements, e.g. wires or ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
    • H01L21/2015—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate the substrate being of crystalline semiconductor material, e.g. lattice adaptation, heteroepitaxy
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers

Definitions

  • the present invention relates to a vaporizer used for manufacturing semiconductor devices.
  • material gases In the manufacturing process of semiconductor devices represented by integrated circuits, various types of semiconductor material gases (hereinafter referred to as "material gases”) are used according to the purpose of the process.
  • material gases that are stored in the form of precursors that are liquid or solid
  • the precursors are converted into gaseous material gases using a vaporizer, and then delivered to semiconductor manufacturing equipment via piping. supplied.
  • Means for generating the material gas from the precursor in the vaporizer include, for example, a method of heating the precursor stored in a tank to generate vapor.
  • the vaporizer generally incorporates a valve for starting or stopping the supply of the generated material gas, a flow control device for controlling the flow rate of the material gas, and the like.
  • Patent Document 1 With the progress of integrated circuit manufacturing technology, there are increasing opportunities to use new material gases that have a lower equilibrium vapor pressure than conventional material gases and are therefore difficult to vaporize (see, for example, Patent Document 1).
  • a novel material gas when such a novel material gas is used, when the temperature of the material gas drops during the process of supplying the material gas from the vaporizer to the semiconductor manufacturing apparatus, the material gas condenses and returns to a liquid or solid precursor state, or the material gas The precursor adhering to the inner wall of the gas flow path may dry and solidify, and then peel off from the inner wall to cause particles. Therefore, in order to prevent condensation and solidification of the material gas in the flow path, an attempt has been made to heat the flow path by providing a heater around the flow path of the material gas.
  • Patent Literature 2 describes an invention of a flow rate control device capable of detachably holding a heater in close contact with the side surface of a flow path made up of a block-shaped body member.
  • Patent Document 3 discloses an invention of a flow rate control device that can be mounted by pressing a heater against the side surface of a gas line provided with a gas flow path using an elastic clip-shaped fixture. Are listed.
  • the width of the evaporator is downsized to 50 mm or less, the space through which the heater can pass when replacing the heater from the opening surface is narrower than before. Furthermore, piping, electric wiring, etc. are installed near the opening surface. Therefore, there is a problem that it is very difficult to insert and remove the heater.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize a vaporizer whose heater can be easily replaced even when it is narrow and densely installed. .
  • the present disclosure provides a vaporizer for vaporizing a precursor of a material gas for semiconductor manufacturing to generate a material gas, comprising a flow path through which the material gas flows and 1 or 2 heating the flow path.
  • the above exchangeable heater, the manipulator connected to the heater and displacing the heater in the direction toward or away from the flow channel, the guide that defines the movable range of the heater, and the positional relationship between the manipulator and the guide are fixed. and a carburetor.
  • the heater can be smoothly displaced by the action of the manipulator and the guide. Therefore, when the heater fails, the failed heater can be easily replaced with a backup heater. In addition, since the relative positional relationship between the heater and the flow path is fixed by the action of the guide and stopper, the operation of the vaporizer is stabilized.
  • the present disclosure further comprises a case containing the flow path, heater, manipulator, guides and stoppers in addition to the vaporizer configuration described above, wherein the case is adjacent to the vaporizer and the other vaporizer. Or has at least one opening surface that can be removed even when other structures are installed, and in a state where the manipulator is fixed by a stopper, the hand through the opening that appears by removing the opening surface
  • the manipulator is at least partly located at a position where it can be directly touched by the fingers of the vaporizer (details will be described later). In this configuration, since the operator can operate at least a part of the manipulator with fingers through the opening, the heater can be easily replaced in a short time.
  • the heater of the vaporizer can be easily replaced even in a dense installation situation, so the maintainability of the vaporizer is improved, and the cost required for backup equipment can be greatly reduced. .
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a vaporizer according to the invention
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a piping system of a vaporizer according to the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view showing an example of a heater that heats the flow path
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a flow channel
  • FIG. 5 is an assembly diagram showing a state in which the heater of FIG. 3 is assembled to the flow path of FIG. 4
  • FIG. 10 is a perspective view showing another example of a heater that heats the flow path
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of a heater that heats the vaporization section
  • FIG. 4 is a perspective view showing a tank that constitutes a vaporization section
  • FIG. 4 is a perspective view showing a cartridge heater
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state in which two cartridge heaters are incorporated in the vaporizer
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of
  • FIG. 1 A configuration common to the vaporizer according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. The present invention relates to a vaporizer that vaporizes a precursor of a material gas for semiconductor manufacturing to generate a material gas.
  • the precursor may be in a liquid state or a solid state before being vaporized.
  • the precursor is vaporized by the vaporizer according to the present invention into a material gas, and the generated material gas is supplied to a semiconductor manufacturing apparatus and used for manufacturing semiconductors.
  • means for generating a material gas from a precursor in a vaporizer include, for example, a method of heating a precursor stored in a tank to generate vapor.
  • Gas generating means is not limited to this method, and various known methods can be used.
  • Inside the vaporizer according to the present invention there is provided a portion constituting some means having a function of vaporizing the precursor to generate the material gas.
  • the term "vaporization section" is adopted as a term comprehensively indicating such a portion.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a carburetor 1 according to the invention.
  • the vaporizer 31 and other components are housed in a case 2 having a vertically long rectangular parallelepiped shape.
  • the surface located on the near side in FIG. 1 is an opening surface 21 configured to be removable.
  • a fixed surface 22 is located on the opposite side of the opening surface 21 with the vaporization section 31 interposed therebetween.
  • the carburetor 1 is fixed in the posture shown in FIG. 1 by fixing the fixing surface 22 to the installation surface which is a vertical wall surface with bolts or the like.
  • FIG. 1 Other surfaces constituting the case 2 are an upper surface 23 , a lower surface 24 , a left side 25 and a right side 26 .
  • Each surface constituting the case 2 can be detachably attached to the frame of the case 2 .
  • the opening surface 21 and the right side surface 26 are shown in a see-through manner so that the components that make up the carburetor 1 can be illustrated.
  • the case is not an essential invention specifying matter for the present invention.
  • a plurality of vaporizers each having a narrow rectangular parallelepiped shape are arranged side by side without gaps in the width direction as if a plurality of books are vertically arranged on a bookshelf without gaps.
  • adjacent carburetors are installed near the left side 25 and the right side 26 of the case 2 .
  • a structure other than the carburetor is installed near the left side 25 or the right side 26 of the carburetor at the end among the plurality of carburetors that are densely installed.
  • the left side surface 25 and the right side surface 26 are detachable, the left side surface 25 or the right side surface 26 can be removed to remove the carburetor 1 unless the adjacent carburetor or structure is removed. You can't access the inside.
  • the direction in which the inside of the vaporizer can be accessed without removing the adjacent vaporizer or structure is any direction of the opening surface 21, the upper surface 23, and the lower surface 24.
  • the entire interior of the vaporizer 1 cannot be accessed from the direction of the upper surface 23 and the lower surface 24, since the vaporizer 1 has the shape of an elongated rectangular parallelepiped. Therefore, the direction that can be used for maintenance is substantially limited to the direction of the opening surface 21 .
  • the opening surface 21 is usually fixed to the frame of the case 2 with fixing means such as screws.
  • fixing means such as screws.
  • the interior of the carburetor 1 can be exposed by releasing the fixing means and removing the opening surface 21 from the case 2 .
  • the term "opening" refers to an open space that appears when the opening surface 21 of the case 2 is removed.
  • the outside and the inside of the carburetor 1 separated by the opening surface 21 communicate with each other, so that the inside of the carburetor 1 can be accessed through the opening. become.
  • the width of the carburetor 1 is narrow, for example, 50 mm or less, and accordingly the width of the opening surface 21 is also narrow.
  • various components are incorporated inside the case 2 of the carburetor 1 . Therefore, the accessible range inside the carburetor 1 through the opening is limited.
  • the "accessible range” refers to a range that can be directly touched by an operator who performs maintenance on the carburetor 1.
  • "a range that can be directly touched by a finger” includes a range that can be touched by a gloved finger in a clean room or the like.
  • a range that cannot be directly touched with fingers and cannot be manipulated without using a tool such as tweezers or a long-handled screwdriver does not fall under the accessible range of this specification.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the piping system of the vaporizer 1 according to the present invention.
  • the vaporization section 31 consists of a tank in which the precursor is stored. The precursor in the tank is heated by a heater (not shown) to evaporate and generate a material gas. The generated material gas is led to the outside of the case 2 of the vaporizer 1 through the gas supply pipe 32 provided starting from the upper surface of the tank, and is sent to the semiconductor manufacturing apparatus via the pipe outside the vaporizer 1. supplied.
  • the vaporization section 31 and the gas supply pipe 32 correspond to the flow path 3 in the present invention.
  • the flow path 3 is one of the objects to be heated by the heater in the present invention.
  • a pressure gauge 33 measures the pressure of the material gas flowing through the flow path 3 .
  • the first valve 341 starts or stops supplying the material gas.
  • the flow controller 35 measures the flow rate of the material gas and controls it to a desired flow rate.
  • a passage purge pipe 8 can be provided in the vaporizer 1 according to the present invention.
  • the channel purge pipe 8 has a function of introducing a purge gas from the outside of the vaporizer 1 into the channel 3 through which the material gas flows, and discharging the material gas remaining in the channel 3 to the outside of the vaporizer 1 .
  • the purge gas for example, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas can be used.
  • a precursor supply pipe 37 can be provided in the vaporizer 1 according to the present invention.
  • the precursor replenishment pipe 37 has a function of replenishing the vaporizer 31 with new precursor from the outside of the vaporizer 1 when the liquid precursor stored in the vaporizer 31 is consumed by the operation of the vaporizer 1 . have. Further, the precursor replenishing pipe 37 can also be used when taking out the precursor remaining in the vaporizing section 31 to the outside.
  • the precursor replenishment pipe 37 can be provided starting from the precursor introduction port provided on the surface of the case 2 and ending at the bottom surface of the vaporizing section 31 , for example. Precursor replenishment pipe 37 may be included in channel 3 in the present invention.
  • the precursor replenishing pipe 37 is heated for the purpose of discharging the precursor remaining in the precursor replenishing pipe 37 to the outside of the vaporizer 1 .
  • the precursor supply pipe 37 is also subject to heating by the heater.
  • the carburetor 1 of the invention can be provided with a case purge line 27 .
  • the outlet of the case purge pipe 27 is provided at a position near the bottom inside the case 2 and the exhaust hole 28 is provided at a position near the top of the case 2 so that the purge gas can be discharged to the bottom of the case 2.
  • the air in the case can be discharged from the exhaust hole 28 to the outside.
  • the outlet of the case purge pipe 27 may be provided at a position near the top inside the case 2 and at a position near the bottom of the case 2, contrary to the above.
  • the case 2 may be filled with purge gas from the upper part thereof and the air in the case may be discharged to the outside through the exhaust hole 28 .
  • normally closed air valves driven by compressed air can be adopted.
  • a solenoid coil can be used to control the compressed air that drives the air valve.
  • the solenoid coil By forming the solenoid coil as a separate unit from the carburetor 1 and connecting the unit installed outside the carburetor 1 and the air valve inside the carburetor 1 with piping, the width of the carburetor itself is narrowed. can reduce the footprint.
  • the surface of the case 2 is provided with three ports for receiving pipes from the solenoid coil, and the pipes shown by dotted lines connect from these ports to the air valve. These pipes are not intended to be heated by the heater, but they can become an obstacle to displacement of the heater when the heater is replaced.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the heater 41 included in the vaporizer 1 according to the first embodiment of the invention.
  • the heater 41 is composed of one or more heat generating members, and is replaceable.
  • the term "exchangeable" with respect to the heater 4 means that the heater 4 is not only removable from the flow path, but also that the heater 4 can It means that the heater 4 can be replaced even if direct access to the heater 4 is difficult or impossible.
  • the failed heater 4 is used as a backup.
  • the function of the heater 4 can be quickly restored by replacing it with another heater 4 prepared in advance. As a result, even if the heater 4 of the vaporizer 1 malfunctions, it is not necessary to replace the entire vaporizer, and only the malfunctioning heater 4 needs to be replaced. can be reduced.
  • the heater 41 illustrated in FIG. 3 is designed to heat the gas supply pipe 32, which is part of the flow path 3 through which the material gas flows.
  • the heater 41 is composed of two planar heat-generating elements that sandwich the gas supply pipe 32 extending vertically in the figure.
  • a rubber heater 44 or the like can be used as the heating element that constitutes the heater 41 .
  • a cable (not shown) for supplying power is connected to the heater 41 .
  • the heater 41 can be further provided with a thermostat for preventing excessive temperature rise, a temperature sensor for measuring temperature, and the like.
  • the two heaters 41 may be replaced at the same time, or only one of the two heaters 41 that has failed may be replaced. good.
  • the one or more heaters provided in the vaporizer 1 may all be replaceable heaters, or may include fixed heaters that are fixed to the vaporizer 1 and cannot be easily replaced. . In the latter case, one or more heaters among the plurality of heaters provided in the vaporizer 1 are replaceable heaters. One or two or more heaters provided in the vaporizer 1 may all heat the flow path 3, or may include heaters that heat portions other than the flow path.
  • a vaporizer 1 according to the first embodiment of the invention comprises a manipulator 5 .
  • a "manipulator” is a member that can be manipulated by human hands, and is connected to the heater 4 to displace the heater 4 in a direction toward or away from the flow path 3.
  • the carburetor 1 according to the first embodiment of the invention is often installed in situations where the accessible area is limited. Even in such a situation, by manipulating the manipulator 5 connected to the heater 4, the heater 4 installed in a position that is difficult or impossible to access can be easily replaced. It is permissible in the present invention to operate the manipulator 5 with a gloved hand.
  • a heater plate 53 made of a metal plate having the same size as the heater 41 is connected to the heater 41 illustrated in FIG.
  • the heater plate 53 is located inside the heater 41, that is, on the side where the flow path 3 exists. At the end of the heater 41, a portion of the heater plate 53 protrudes from the position of the heater 41 to form a small piece.
  • a tubular member 51 is connected to the small piece portion. That is, the heater 41 illustrated in FIG. 3 is displaced by the manipulator 5 composed of the heater plate 53 and the tubular member 51 .
  • the tubular member 51 that constitutes the manipulator 5 and the rod-shaped member 61 that constitutes the guide 6 are preferably straight members in order to smoothly displace the heater 4 . However, it is permissible in this embodiment to slightly bend the shape of the tubular member 51 and the rod-shaped member 61 for some purpose.
  • the length of the tubular member 51 is configured to be approximately the same as the length of the depth of the carburetor 1 .
  • the end portion of the cylindrical member 51 connected to the heater 41 via the heater plate 53 is It can be exposed to the opening of the case 2 . Therefore, the failed heater 41 can be displaced away from the flow path 3 and removed from the vaporizer 1 by pinching and pulling the end of the tubular member 51 through the opening. Further, by pushing the end of the cylindrical member 51 connected to another replacement heater 41 through the opening with a finger, the heater 41 is displaced in a direction approaching the flow path 3 to move toward the vaporizer 1 . can be installed.
  • a set of two heaters 41 illustrated in FIG. 3 may be configured as members that can be displaced independently, or may be configured as an indivisible integral unit by connecting a set of two heaters with a connecting member. good.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of the gas supply pipe 32 provided in the vaporizer 1 according to the first embodiment of the invention, that is, the flow path 3.
  • the gas supply pipe 32 illustrated here is composed of a pressure gauge 33, a first valve 341, and a flow control device 35 in order from the upstream side.
  • FIG. 4 also depicts the second valve 342 that constitutes the passage purge piping 8 . All components are connected together by a joint block 36 with channels therein.
  • the entire channel 3 is fixed to one side of an elongated base plate 38 having a width slightly smaller than the width of the vaporizer 1 .
  • guides 6 made up of rod-shaped members 61 are provided.
  • the guide 6 defines the movable range of the heater 4 displaced by the manipulator 5, that is, the range in which the heater 41 connected to the manipulator 5 is displaced.
  • a male screw 62 is provided at the tip of the rod-like member 61 for fixing the stopper 7, which will be described later.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the heater 41 shown in FIG. 3 is incorporated in the channel 3 shown in FIG.
  • the heater 41 is displaced in the direction approaching the flow path 3 .
  • the heater 41 is displaced away from the flow path 3 by pinching the two ends of the cylindrical member 51 with the fingers of both hands and pulling them out.
  • the manipulator 5 is displaced along the guide 6, so the movable range of the heater 41 is predetermined by the position where the guide 6 is installed. Therefore, even if the heater 41 must be displaced in a narrow gap between the flow path 3 and the case 2, the heater 41 can be moved smoothly without coming into contact with the flow path 3 or the case 2. . Moreover, even when the base plate 38 is located near the channel 3 , the tip of the guide 6 can be exposed through the opening of the case 2 . Therefore, the heater 41 can be easily replaced. Furthermore, since the manipulator 5 and the guide 6 are made of a thin rod-shaped material, there is little possibility that the heat generated by the heater 41 is transmitted to the manipulator 5 and the guide 6 and is wastefully emitted to the outside of the vaporizer 1 .
  • the distance between the flow path 3 and the heater 41 is 0.10 mm or more and 0.80 mm or less.
  • a more preferable range of the distance between the flow path 3 and the heater 41 is 0.20 mm or more and 0.60 mm or less.
  • the carburetor 1 includes stoppers 7 that fix the positional relationship between the manipulator 5 and the guide 6 .
  • the stopper 7 maintains the state in which the heater 4 is displaced toward the flow path 3 by the action of the manipulator 5 .
  • the heater 4 can be displaced away from the flow path 3.
  • FIG. 5 showing the first embodiment of the present invention, the manipulator 5 is pushed all the way along the guide 6 and the heater 41 is positioned close to the flow path 3 .
  • the manipulator 5 can be easily displaced along the guide 6, if the vaporizer 1 receives vibration from the outside, the position of the heater 41 shifts and the flow path 3 cannot be efficiently heated.
  • stopper 7 it is possible to fix the positional relationship between the manipulator 5 and the guide 6 and prevent the position of the heater 4 from moving away from the flow path 3 . Also, when the heater 4 is replaced, the heater 4 can be removed by releasing the stopper 7 fixed to the guide 6 .
  • FIG. 5 shows an example of the stopper 7 made up of a nut 71.
  • This nut 71 is screwed into a male thread 62 provided at the tip of the guide 6 shown in FIG. Positional relationship can be fixed.
  • the lengths of the guide 6 and the manipulator 5 should be adjusted so that the tip of the guide 6 protrudes slightly from the tip of the manipulator 5 at the position where the heater 41 is fixed.
  • a clip or other known configuration can be employed.
  • the carburetor 1 further comprises a case 2 housing the flow path 3, the heater 4, the manipulator 5, the guide 6 and the stopper 7, the case 2 adjoining the carburetor 1 and other has at least one opening surface 21 that can be removed even when the evaporator or other structure is installed, and the positional relationship between the manipulator 5 and the guide 6 is fixed by the stopper 7, At least part of the manipulator 5 is at a position where it can be directly touched by a finger through the opening revealed by removing the opening surface 21 . In this embodiment, at least part of the manipulator 5 is in the accessible range in the sense described above, since it is located at a position where it can be directly touched by a finger through the opening. Since the operator who performs maintenance of the vaporizer 1 can directly touch at least a part of the manipulator 5 with his/her fingers, the accuracy of the replacement work of the heater 4 is improved and the time required for maintenance is shortened. That is, maintainability is improved.
  • At least part of the manipulator 5 exists on the opening surface 21 side of the position 30 mm into the case 2 from the opening surface 21 .
  • the position on the side of the opening surface 21 from the position of the opening surface 21 toward the inside of the case 2 by 30 mm in the direction perpendicular to the opening surface 21 is a position close to the opening surface 21 where the manipulator 5 can be accessed. Access is easier. Therefore, if at least part of the manipulator 5 exists at such a position, the replacement work of the heater 4 can be performed more easily. It is more preferable that the position where at least part of the manipulator 5 exists is closer to the opening surface 21 than the position 20 mm from the opening surface 21 toward the inside of the case 2 . It is most preferable if it is located on the side of the opening surface 21 from the position within 10 mm.
  • the manipulator 5 not only is at least part of the manipulator 5 in a position that can be directly touched by a finger through the opening revealed by removing the opening surface 21, but also the stopper It is more preferable if 7 is also present in the same position. Screws, nuts, and the like, which are specific members that constitute the stopper 7, are usually operated using tools. is sometimes useful.
  • the guide 6 may be composed of a tubular member, and the manipulator 5 may be composed of a rod-shaped member that slides and displaces inside the tubular member.
  • the guide 6 may be provided with a continuous slit between both ends, and a member connecting the manipulator 5 and the heater 4 through the slit may be provided.
  • the stopper 7 may be a cap that can be fixed to the end of the tubular member on the opening surface 21 side.
  • FIG. 6 is a perspective view showing another example of the heater 41 that heats the flow path 3.
  • the example of the heater 41 shown here belongs to the first embodiment like the example of the heater shown in FIG. 3, and is a modified example in which a part of the configuration of the heater shown in FIG. 3 is changed.
  • the heater 41 is composed of one or more heat-generating members, like the heater shown in FIG. However, unlike the heater shown in FIG. 3, the heater 41 shown in FIG. Therefore, the heater 41 can be brought closer to the flow path 3, so that the flow path 3 can be efficiently heated by the heater 41.
  • FIG. 1 is a perspective view showing another example of the heater 41 that heats the flow path 3.
  • a set of two heater plates 53 shown in FIG. A pair of extension portions 52 are connected by a connection portion 72 .
  • a part of the extension part 52 more specifically, the end part on the side of the connection part 72 , is inserted into the evaporator 1 with the heater 41 installed and the opening surface 21 of the case 2 is removed. It is accessible because it exists in a position where it can be directly touched by .
  • the heater 41 connected to the heater plate 53 can be displaced toward or away from the flow path 3 by manipulating the extension 52 or part of the connection 72 with a finger.
  • the heater 41 can be displaced through gaps between the left and right side surfaces 25 and 26 of the case (not shown) and both side surfaces of the flow path 3 . Since the movable range of the heater 41 is defined by this gap, the left and right side surfaces 25 and 26 of the case 2 and both side surfaces of the flow path 3 correspond to guides in the present invention.
  • the connecting portion 72 hits the inside of the opening surface 21 and does not protrude outside the case 2. Therefore, the connecting portion 72 and the opening surface 21 do not function as stoppers in the present invention. corresponds to Since the modified example can be composed only of flat plates in this way, it is easy to manufacture and the cost can be reduced.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an example of the heater 42 that heats the vaporizing section 31.
  • the vaporizing section 31 in the second embodiment can be configured by a tank as illustrated in FIG. 7, but as described above, the vaporizing section 31 may be configured by something other than the tank.
  • the heater 42 is composed of one or two or more planar heaters, and is provided at one or two or more locations of the vaporizing section 31 .
  • the heater 42 is preferably provided at a position where the heater 42 can be easily replaced.
  • the heater 42 it is preferable to provide the heater 42 on either the upper surface, the lower surface, or the surface farthest from the gas supply pipe 32 of the vaporization unit 31 .
  • the surface closest to the gas supply pipe 32 cannot be accessed unless the vaporizer 31 is removed, so it is not preferable to provide the heater 42 on this surface.
  • the heater 42 is provided on the left side or the right side of the vaporizing section 31, the lateral width of the vaporizing section 31 must be narrowed by the thickness of the heater 42, which reduces the volume of the vaporizing section 31. So I still don't like it.
  • a pair of upper and lower heaters 42 shown in FIG. 7 are connected to the manipulator 5 composed of a planar heater plate 53 .
  • a part of the heater plate 53 specifically, the end on the side of the opening 21 (that is, the side opposite to the flow path 3) faces the opening 21 of the case 2 with the heater 42 incorporated in the evaporator 1. It is accessible because it is in a position where it can be touched directly with a finger through the opening that appears when it is removed.
  • the heater 42 connected to the heater plate 53 can be displaced in a direction toward or away from the flow channel 3 including the vaporizing portion 31. can.
  • the strength of the heater plate 53 against bending stress can be increased.
  • the heater 42 can be fixed in close contact with the vaporization section 31, so that the heating efficiency of the vaporization section 31 by the heater 42 is improved.
  • the heater 42 can be displaced by sliding near the surface of the vaporization section 31 . Since the movable range of the heater 42 is determined by the surface of the vaporization section 31, the vaporization section 31 corresponds to the guide in the second embodiment of the present invention.
  • the heater plate 53 has a locking portion 73 which is an opening hole formed in a portion of the end portion of the case 2 closer to the fixing surface 22 that is bent in the opposite direction to the vaporization portion 31 .
  • the locking portion 73 can fix the position of the heater plate 53 by inserting a pin 311 provided in the vaporizing portion 31 .
  • the heater plate 53 is provided with fastening portions 74 made of screws on the side near the opening surface 21 of the case 2 .
  • the locking portion 73, the pin 311 and the fastening portion 74 correspond to the stopper in the second embodiment.
  • the heater plate 53 is operated with a finger to slide the heater 42 along the vaporizing portion 31, and the pin 311 is inserted into the locking portion 73 on the far side.
  • the screw fastening portion 74 is fastened to the vaporizing portion 31 using a screwdriver.
  • the opposite operation should be performed. In the operation described above, the screws are in an accessible position and can be easily tightened or loosened using a normal screwdriver. If thumb screws are used instead of screws, it can be operated with fingers without using a screwdriver.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a tank that constitutes the vaporizing section 31.
  • the tank lower portion 312 is made of a plate-like member that is thicker than the other wall surfaces, and two insertion holes 63 are formed therein. A hole is provided near the opening of the insertion hole 63 for screwing a screw for fixing the cover 75, which will be described later.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the cartridge heater 421.
  • the cartridge heater 421 is a rod-shaped heater having a structure in which a heating element is incorporated in a stainless steel tube closed at one end. Two lead wires 54 emerge from the open end of the stainless steel tube. Leads 54 are electrically connected to the heating element inside the tube. By connecting a power supply to the lead wire 54 and supplying power, the cartridge heater 421 can be heated.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a state in which two cartridge heaters 421 are incorporated in the vaporizing section 31.
  • FIG. 10 To incorporate the cartridge heater 421 into the vaporizing section 31, first, the cartridge heater 421 is inserted into the insertion hole 63 shown in FIG. At this time, the insertion hole 63 functions as the guide 6 in this modified example. When the insertion hole 63 passes through the tank lower portion 312 , the far side end of the insertion hole 63 is closed in advance by the cover 75 . Next, with the lead wire 54 of the cartridge heater 421 passed through the small hole of the other cover 75, the cover 75 is fixed to the front side of the tank lower part 312 with a screw (not shown) so that the cartridge heater 421 does not come off. do.
  • the two covers function as the stopper 7 in this modified example.
  • the insertion hole 63 does not penetrate the tank lower part 312, that is, the insertion hole 63 is formed so as to have a length (depth) corresponding to the cartridge heater 421, and the far end of the insertion hole 63 is
  • the cover 75 is closed in the first place, the lead wire 54 of the cartridge heater 421 is passed through the small hole of one cover 75, and the cover 75 is fixed to the front side of the tank lower part 312 with a screw (not shown), and the cartridge heater 421 is pulled out.
  • the one cover and the far side end of the insertion hole 63 function as the stopper 7 in this modified example.
  • the lead wire 54 functions as the manipulator 5 in this modified example.
  • the cartridge heater 421 generally has a higher wattage and a higher heat-resistant temperature than the rubber heater 44 , and is suitable for heating the vaporizing section 31 .
  • FIG. 11 is a perspective view showing an example of the heater 43 that heats the precursor supply pipe 37.
  • the precursor replenishing pipe 37 may be heated for the purpose of discharging the precursor remaining in the precursor replenishing pipe 37 to the outside of the vaporizer 1 .
  • the heater shown in FIG. 11 is an example of the heater 43 used in such a case.
  • the heater 43 is composed of a plate-like heater and is connected to a heater plate 53 having a plate-like portion.
  • At least part of the heater plate 53 is hand-held through the opening that appears when the opening 21 of the case 2 is removed with the heater 43 assembled in the evaporator 1 . It is accessible because it exists in a position where it can be directly touched by the finger of the user. By manipulating a portion of the heater plate 53 with a finger, the heater 43 connected to the heater plate 53 is displaced toward or away from the channel 3 including the precursor supply pipe 37. be able to.
  • the heater plate 53 has a recess 532 into which the precursor supply pipe 37 is inserted.
  • the heater 43 can be displaced by sliding the heater plate 53 along the surface of the precursor supply pipe 37 . Since the movable range of the heater 43 is defined by the precursor supply pipe 37, the precursor supply pipe 37 corresponds to the guide in the third embodiment of the invention.
  • the heater plate 53 also has an opening hole 76 on the side closer to the fixing surface 22 of the case 2 .
  • a pin provided on the case 2 can be inserted and fixed in the opening hole 76 .
  • the opening hole 76 and the pin correspond to the stopper in the third embodiment.
  • the heater plate 53 may be further fixed by fastening portions such as screws.
  • the heater plate 53 When fixing the heater 43 to the precursor replenishment pipe 37, the heater plate 53 is operated with a finger to slide the heater 43 along the precursor replenishment pipe 37, and a pin is inserted into the opening hole 76 on the far side. As described above, when the heater plate 53 is provided with screws as fastening portions, the screws are fastened to the case 2 using a screwdriver. When the heater 43 is to be removed, the opposite operation should be performed.
  • the heater 43 may be provided temporarily only when heating the precursor supply pipe 37 when changing the precursor. In this case, the heater 43 may simply be placed on the precursor replenishment pipe 37 without fixing it with screws.
  • the vaporizer 1 according to the present invention temporarily withdraws the electric wiring and the tube existing in the movable range of the heater 4 from the movable range by deforming themselves or releasing the connector. configured to allow Since the carburetor 1 according to the present invention has a narrow lateral width and is designed to be compact as a whole, the space inside the case 2 is narrow as illustrated in FIG. In particular, since the position where the vaporization part 31 is installed occupies most of the width direction and the depth direction of the vaporizer 1, there is almost no extra space.
  • the electrical wiring for transmitting electrical signals and power necessary for operating the vaporizer 1 and the tube for transmitting compressed air for driving the air valve are located in areas other than the area where the vaporization section 31 is installed, for example, It is housed in the space between the flow control device 35 and the opening surface 21 of the case 2 or the like.
  • the vaporizer 1 according to the invention is constructed so that the electrical wiring and tubes present in the range of motion of the heater 4 can be temporarily withdrawn from the range of motion. As a result, the obstacles that hinder the displacement of the heater 4 are removed, so that the replacement of the heater 4 is facilitated.
  • Electrical wiring and tubes can be retracted by their own deformation.
  • the electric wiring and the tube are configured to be longer than the necessary length, and when the heater 4 is replaced, the electric wiring and the tube are temporarily pulled out from the opening surface 21 of the case 2 of the vaporizer 1.
  • it can be retracted from the movable range of the heater 4 by temporarily moving it to the side of the heater 4 other than the heater 4 to be replaced. After the failed heater 4 is removed from the evaporator 1 and the backup heater 4 is attached, the evacuated electrical wiring and tubes can be returned to their original positions.
  • the electrical wiring and tubes can be retracted by releasing the connector.
  • a connector is provided in the middle of the electric wiring and the tube, and the connector is released when the heater 4 is replaced. Then, the electrical wiring and a part of the tube separated at the position of the connector are temporarily pulled out from the opening surface 21 of the case 2 of the carburetor 1, or temporarily placed on the side of the heater 4 other than the heater 4 to be replaced. It is possible to withdraw from the movable range of the heater 4 by moving to . After the failed heater 4 is removed from the carburetor 1 and the backup heater 4 is attached, the disconnected connector can be reconnected and returned to its original position.

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Abstract

気化器を、材料ガスが流れる流路と、流路を加熱する１又は２以上の交換可能なヒータと、ヒータと連結され、ヒータを流路に近づく方向又は流路から遠ざかる方向に変位させるマニピュレータと、ヒータの可動域を定めるガイドと、マニピュレータとガイドとの位置関係を固定するストッパとで構成する。これにより、幅が狭く密集して設置された場合であってもヒータの交換を容易に行うことができる気化器を実現する。好ましくは、ケースの開口面を取り外すことによって現れる開口部を介して手の指で直接的に触れることが可能な位置にマニピュレータの少なくとも一部が存在する。

Description

気化器
　この発明は、半導体デバイスの製造に用いられる気化器に関する。
　集積回路で代表される半導体デバイスの製造工程においては、工程の目的に応じてさまざまな種類の半導体材料ガス（以下「材料ガス」という。）が使用される。材料ガスのうち液体又は固体でなる前駆体の状態で貯蔵されるものについては、気化器を用いて前駆体を気体の状態の材料ガスに変化させた後、配管を経由して半導体製造装置に供給される。気化器において前駆体から材料ガスを発生させる手段には、例えば、タンクに貯蔵された前駆体を加熱して蒸気を発生させる方法などがある。気化器には、一般に、発生した材料ガスの供給を開始又は停止するためのバルブや、材料ガスの流量を制御するための流量制御装置などが組み込まれる。
　集積回路の製造技術の進歩に伴い、従来の材料ガスに比べて平衡蒸気圧が低く、したがって気化されにくい新規な材料ガスが使用される機会が増えている（例えば、特許文献１参照）。このような新規な材料ガスを使用した場合、気化器から半導体製造装置に供給する過程で材料ガスの温度が低下すると、材料ガスが凝縮して液体又は固体の前駆体の状態に戻ったり、材料ガスの流路の内壁に付着した前駆体が乾燥して固化し、その後内壁から剥離してパーティクルの原因となったりするおそれがある。そこで、流路内での材料ガスの凝縮及び固化を防止する目的で、材料ガスの流路の周囲にヒータを設けて流路を加温することが試みられている。
　ヒータは、故障した場合に容易に交換することができるように、流路に着脱可能な状態で設けられることが好ましい。例えば、特許文献２には、ブロック状のボディ部材でなる流路の側面にヒータを着脱可能に密着させて保持することができる流量制御装置の発明が記載されている。また、例えば、特許文献３には、弾性を有するクリップ形状の固定具を用いて、ガス流路が設けられたガスラインの側面にヒータを押し当てて装着することができる流量制御装置の発明が記載されている。これらの従来技術に係る流量制御装置を気化器に組み込むことによって、タンクで発生した材料ガスの凝縮・固化を防止しながら、材料ガスの供給を開始又は停止したり、供給量を制御したりすることができる。
特開２００９－７４１０８号公報 特開２０２０－１５３５１３号公報 特開２０２０－１５９４４５号公報
　近年、半導体デバイスの製造工程が複雑化するにつれて、非常に多くの種類の材料ガスを使い分けたり、同じ種類の材料ガスをシリコン基板上の複数の位置に独立に供給したりする技術動向が見られる。このため、一台の半導体製造装置に従来よりも多くの数の気化器を設置したいという要求がある。しかし、気化器を設置することができる面積には限りがある。そこで、気化器の幅を従来よりも狭くして、多数の気化器を密集した状態で設置することによって、気化器を設置する面積を増やさずに台数を増やすことが試みられている。
　密集した状態で設置された気化器において、ヒータの交換等のメンテナンスを行う目的で気化器の内部にアクセスすることができる範囲は、手前側の開口面と、開口面から一定の距離以内にある位置とに限られる。特許文献２及び３に記載された従来技術に係る流量制御装置を気化器に組み込んだ場合において、ヒータの交換のための操作が必要な固定具等の位置は、上記の範囲よりも内側の奥深い位置にあるため、アクセスすることができないか、あるいはアクセスが極めて困難である。このため、ヒータが故障した場合にはヒータのみを容易に交換することができず、気化器全体を交換しなければならない。そうすると、バックアップ用の資材としてヒータの価格の何十倍、何百倍もの価格の気化器を必要な数だけ用意しなければならず、経済的な負担が大きくなるという課題があった。
　また、気化器の幅が５０ｍｍ、あるいはそれ以下までダウンサイジングされていると、開口面からヒータの交換を行う場合にヒータが通過することができるスペースが従来に比べて狭くなっている。さらに、開口面の付近には配管や電気配線などが設置されている。このため、ヒータの出し入れに非常な困難を伴うという課題があった。
　本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、幅が狭く密集して設置された場合であってもヒータの交換を容易に行うことができる気化器を実現することを目的としている。
　ある実施の形態において、本開示は、半導体製造用の材料ガスの前駆体を気化して材料ガスを生成する気化器であって、材料ガスが流れる流路と、流路を加熱する１又は２以上の交換可能なヒータと、ヒータと連結され、ヒータを流路に近づく方向又は流路から遠ざかる方向に変位させるマニピュレータと、ヒータの可動域を定めるガイドと、マニピュレータとガイドとの位置関係を固定するストッパとを備える気化器に関する。
　上記の構成において、マニピュレータ及びガイドの作用によってヒータをスムーズに変位させることができるので、ヒータが故障した場合に故障したヒータをバックアップ用のヒータに容易に交換することができる。また、ガイド及びストッパの作用によってヒータと流路の相対的な位置関係が固定されるので、気化器の動作が安定する。
　好ましい実施の形態において、本開示は、上記の気化器の構成に加え、流路、ヒータ、マニピュレータ、ガイド及びストッパを収容するケースをさらに備え、ケースが、気化器に隣接して他の気化器又はその他の構造物が設置された状態であっても取り外しが可能な少なくとも１の開口面を有し、マニピュレータがストッパによって固定された状態において、開口面を取り外すことによって現れる開口部を介して手の指で直接的に触れることが可能な位置にマニピュレータの少なくとも一部が存在する気化器に関する（詳しくは後述する）。この構成において、開口部を介してマニピュレータの少なくとも一部をオペレータが手の指を使って操作することができるので、ヒータの交換を短時間で容易に行うことができる。
　本開示によれば、密集した設置状況においても気化器のヒータを容易に交換することができるので、気化器のメンテナンス性が向上し、バックアップ用の機器に要する費用を大幅に削減することができる。
本発明に係る気化器の例を示す斜視図である。 本発明に係る気化器の配管系の例を示す模式図である。 流路を加熱するヒータの一例を示す斜視図である。 流路の例を示す斜視図である。 図３のヒータを図４の流路に組み付けた状態を示す組立図である。 流路を加熱するヒータの他の例を示す斜視図である。 気化部を加熱するヒータの例を示す斜視図である。 気化部を構成するタンクを示す斜視図である。 カートリッジヒータを示す斜視図である。 気化器に２本のカートリッジヒータが組み込まれた状態を示す斜視図である。 前駆体補給配管を加熱するヒータの例を示す斜視図である。
１．各実施形態に共通する構成
　本発明に係る気化器が共通に備える構成について、図１及び図２を使って説明する。本発明は、半導体製造用の材料ガスの前駆体を気化して材料ガスを生成する気化器に関する発明である。気化される前の前駆体は液体の状態であってもよいし、固体の状態であってもよい。前駆体は本発明に係る気化器によって気化されて材料ガスとなり、生成した材料ガスが半導体製造装置に供給されて半導体の製造に利用される。
＜気化部＞
　前述のとおり、気化器において前駆体から材料ガスを発生させる手段には、例えば、タンクに貯蔵された前駆体を加熱して蒸気を発生させる方法などがあるが、本発明に係る気化器における材料ガスの発生手段はこの方法に限られず、公知のさまざまな方法を用いることができる。本発明に係る気化器の内部には、前駆体を気化して材料ガスを生成する機能を有するなんらかの手段を構成する部位が設けられている。以下の説明では、このような部位を包括的に示す用語として「気化部」を採用して説明する。
＜ケース＞
　図１は、本発明に係る気化器１の例を示す斜視図である。図１に例示される気化器１は、気化部３１及びその他の構成部品の全体が縦長の直方体の形状を有するケース２に収容されている。ケース２を構成する面のうち図１の手前側に位置する面は、取り外しが可能なように構成された開口面２１である。気化部３１をはさんで開口面２１と反対側に位置する面は固定面２２である。気化器１は、垂直な壁面でなる設置面に固定面２２をボルト等で固定することによって、図１に示された姿勢に固定される。ケース２を構成する他の面は、上面２３、下面２４、左側面２５及び右側面２６である。ケース２を構成するそれぞれの面は、ケース２のフレームに着脱可能に取り付けることができる。図１は、気化器１を構成する構成部品を図示することができるように、開口面２１及び右側面２６が透視可能な状態で描かれている。なお、後述するように、ケースは本発明に必須の発明特定事項ではない。
　前述のとおり、一台の半導体製造装置に従来よりも多くの台数の気化器を設置したいという要求がある。このため、あたかも複数の書籍を本棚に隙間なく立てて並べるように、幅の狭い直方体形状を有する複数の気化器を幅方向に隙間なく並べて設置する場合がある。このような密集した設置状況の場合、ケース２のうち左側面２５及び右側面２６の近くには隣の気化器が設置されている。また、密集して設置された複数の気化器のうち最も端にある気化器の左側面２５又は右側面２６の近くに気化器以外のその他の構造物が設置される場合もある。これらの場合には、仮に左側面２５及び右側面２６が着脱可能に構成されていたとしても、隣接する気化器又は構造物を取り外さない限り左側面２５又は右側面２６を取り外して気化器１の内部にアクセスすることはできない。
　隣接する気化器又は構造物を取り外さないで気化器の内部にアクセスすることができる方向は、開口面２１、上面２３及び下面２４のいずれかの方向である。しかし、気化器１が縦長の直方体の形状を有することから、上面２３及び下面２４の方向からは気化器１の内部全体にアクセスすることはできない。したがって、メンテナンスの際に利用できる方向は、実質的に開口面２１の方向に限られる。
　開口面２１は、普段はビスなどの固定手段によってケース２のフレームに固定されている。気化器１のメンテナンスが必要になったときは、固定手段を解除して開口面２１をケース２から取り外すことによって、気化器１の内部を露出することができる。本明細書において「開口部」とは、ケース２が有する開口面２１を取り外すことによって現れる開かれた空間をいう。開口部においては、開口面２１が取り外されることにより開口面２１によって隔てられていた気化器１の外部と内部とが連通するため、開口部を介して気化器１の内部にアクセスすることが可能になる。前述のとおり、気化器１の幅は例えば５０ｍｍ以下のように狭いため、それに伴って開口面２１の幅も狭い。また、気化器１のケース２の内部にはさまざまな構成部品が組み込まれている。このため、開口部を介して気化器１の内部にアクセス可能な範囲は限られる。
　本明細書において「アクセス可能な範囲」とは、気化器１のメンテナンスを行うオペレータが手の指で直接触れることができる範囲をいう。本発明において、「手の指で直接触れることができる範囲」には、クリーンルームなどにおいてグローブを装着した手の指で触れることができる範囲が含まれる。手の指で直接触れることができず、ピンセットや柄の長いドライバなどの工具を用いないと操作することができない範囲は、本明細書のアクセス可能な範囲に該当しない。気化器１のメンテナンスの際に、オペレータの手の指で直接触れながら気化器１を構成する部材を操作することができれば、作業の精度が向上し、メンテナンスに要する時間も短くて済む。すなわち、メンテナンス性が向上する。本発明は、アクセス可能な範囲が限られている設置状況における気化器１のメンテナンス性を向上させることを目的のひとつとしている。
＜流路＞
　本明細書において「流路」とは、材料ガスが流れる経路又はそれを構成する部材をいう。図２は、本発明に係る気化器１の配管系の例を示す模式図である。ここに示す例において、気化部３１はタンクで構成され、タンク内に前駆体が貯蔵される。タンク内の前駆体は図示しないヒータによって加熱されて蒸発し、材料ガスが生成される。生成された材料ガスは、タンクの上面を起点として設けられたガス供給配管３２を通って気化器１のケース２の外部に導かれ、気化器１の外部の配管を経由して半導体製造装置に供給される。気化部３１及びガス供給配管３２は、本発明における流路３に相当する。流路３は、本発明においてヒータが加熱を行う対象のひとつである。
　材料ガスの流れを計測又は制御する目的で、材料ガスが流れる流路３にいくつかの構成部品を設けることができる。圧力計３３は、流路３を流れる材料ガスの圧力を計測する。第１バルブ３４１は、材料ガスの供給を開始又は停止する。流量制御装置３５は、材料ガスの流量を計測し、望みの流量に制御する。流路３にこれらの構成部品を設けた場合には、これらの構成部品のうち材料ガスが流れる部分はガス供給配管３２に含まれ、ヒータによる加熱の対象となる。
　本発明に係る気化器１には、流路パージ配管８を設けることができる。流路パージ配管８は、材料ガスが流れる流路３に気化器１の外部からパージガスを導入して、流路３に残留する材料ガスを気化器１の外部に排出する機能を有する。パージガスとしては、例えば、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを用いることができる。流路パージ配管８と材料ガスが流れる流路３との間に第２バルブ３４２を設けることによって、流路３のパージを行うとき以外に両者を遮断することができる。流路パージ配管８は、本発明における材料ガスが流れる流路３に該当しない。しかし、なんらかの目的で流路パージ配管８をヒータによって加熱することは、本発明において許容される。
　本発明に係る気化器１には、前駆体補給配管３７を設けることができる。前駆体補給配管３７は、気化器１の運転によって気化部３１に貯蔵された液体の前駆体が消費されたときに、気化器１の外部から気化部３１に新たな前駆体を補給する機能を有する。また、前駆体補給配管３７は、気化部３１に残った前駆体を外部に取り出す際にも使用することができる。前駆体補給配管３７は、ケース２の表面に設けられた前駆体導入口を起点とし、例えば気化部３１の底面を終点として設けることができる。前駆体補給配管３７は、本発明における流路３に含まれる場合がある。前駆体補給配管３７に第３バルブ３４３を設けることによって、前駆体の補給又は抜き取りを開始又は停止することができる。前駆体補給配管３７に残留する前駆体を気化器１の外部に排出する目的で、前駆体補給配管３７を加熱する場合がある。この場合には、前駆体補給配管３７もまたヒータによる加熱を行う対象となる。
　ケース２の内部を不活性ガス等のパージガスで満たすことによって、なんらかの理由で前駆体が気化部３１から漏れ出したような場合であっても、気化器１の損傷や外部環境への影響を最小限に抑えることができる。この目的で、本発明の気化器１にケースパージ配管２７を設けることができる。図２に例示するように、ケースパージ配管２７の出口をケース２の内部の底部に近い位置に設けるとともに、ケース２の上部に近い位置に排気孔２８を設けることによって、パージガスをケース２の底部からケース内に満たし、ケース内の空気を排気孔２８から外部に排出することができる。あるいは、排出すべきケース内の空気の密度などの性状によっては、上記とは逆に、ケースパージ配管２７の出口をケース２の内部の上部に近い位置に設けるとともに、ケース２の底部に近い位置に排気孔２８を設けることによって、パージガスをケース２の上部からケース内に満たし、ケース内の空気を排気孔２８から外部に排出するようにしてもよい。
　上記の第１バルブ３４１、第２バルブ３４２及び第３バルブ３４３には、例えば圧縮空気で駆動するノーマルクローズド型のエアバルブを採用することができる。エアバルブを駆動する圧縮空気の制御にはソレノイドコイルを用いることができる。ソレノイドコイルを気化器１とは別のユニットとして構成し、気化器１の外部に設置されたユニットと気化器１の内部のエアバルブとを配管で接続することによって、気化器自体の幅を狭くして設置面積を削減することができる。図２に例示した気化器１においては、ケース２の表面にソレノイドコイルからの配管を受ける３つのポートが設けられ、そこからエアバルブまでの間は点線で示された配管によって接続されている。これらの配管はヒータによる加熱を行う対象ではないが、ヒータを交換する際のヒータの変位の障害となり得る。
２．第１実施形態
＜ヒータ＞
　本発明の第１実施形態について、図３から図６までを使って説明する。本発明の第１実施形態に係る気化器１は、流路３を加熱する１又は２以上の交換可能なヒータ４を備える。図３は、本発明の第１実施形態に係る気化器１が備えるヒータ４１の一例を示す斜視図である。ヒータ４１は、１又は２以上の発熱部材で構成され、かつ、交換可能に構成される。本明細書においてヒータ４について「交換可能」とは、ヒータ４が流路に対して単に着脱可能であるだけでなく、例えば気化器１の全体がケース２に収容されている場合のようにヒータ４に直接アクセスすることが困難又は不可能な状況であっても、ヒータ４を交換することができることをいう。
　本発明の第１実施形態に係る気化器１において１又は２以上のヒータ４の一部が故障によって本来の機能を果たすことができなくなった場合には、その故障したヒータ４を、バックアップ用として予め用意された別のヒータ４と交換することによってヒータ４の機能をすばやく回復することができる。これにより、気化器１のヒータ４に不具合が生じた場合であっても、気化器全体を交換する必要はなく、故障したヒータ４のみを交換すればよいので、機能回復に要する資材と時間とを削減することができる。
　図３に例示されたヒータ４１は、材料ガスが流れる流路３の一部であるガス供給配管３２を加熱するように設計されている。ヒータ４１は、図の上下方向に設けられたガス供給配管３２を両側から挟むような形で設けられた２枚の平面状の発熱体で構成されている。ヒータ４１を構成する発熱体としては、例えばラバーヒータ４４などを採用することができる。ヒータ４１には、電力を供給するための図示しないケーブルが接続される。ヒータ４１には、さらに、過剰な昇温を防止するためのサーモスタットや、温度を計測するための温度センサなどを設けることができる。ヒータ４１を２枚一組の発熱体で構成する場合、ヒータ４１の交換はその２枚を同時に交換してもよいし、あるいは、２枚のうち故障した方の１枚だけを交換してもよい。
　本発明において、気化器１が備える１又は２以上のヒータは、その全てが交換可能なヒータであってもよく、あるいは気化器１に固定され容易に交換することができない固定ヒータを含んでもよい。後者の場合、気化器１が備える複数のヒータのうち１又は２以上のヒータは交換可能なヒータである。また、気化器１が備える１又は２以上のヒータは、その全てが流路３を加熱するものであってもよく、あるいは流路以外の部分を加熱するヒータを含んでもよい。
＜マニピュレータ＞
　本発明の第１実施形態に係る気化器１は、マニピュレータ５を備える。本発明において「マニピュレータ（ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ）」とは、人間の手によって操作することができる部材であって、ヒータ４に連結され、ヒータ４を流路３に近づく方向又は流路３から遠ざかる方向に変位させるものをいう。「人間の手による操作」とは、具体的には、２本以上の手の指でマニピュレータ５の一部をつまんだ状態で押したり引いたりする操作、手の指の腹でマニピュレータ５の一部を押す操作などをいうが、これらの操作に限られない。前述のとおり、本発明の第１実施形態に係る気化器１は、アクセス可能な範囲が限られている状況で設置されることが多い。そのような状況においても、ヒータ４に連結されるマニピュレータ５を操作することによって、アクセスが困難又は不可能な位置に設置されているヒータ４を容易に交換することができる。グローブを装着した手によってマニピュレータ５を操作することは、本発明において許容される。
　図３に例示するヒータ４１には、ヒータ４１と同じサイズの金属板でできたヒータプレート５３が連結されている。ヒータプレート５３は、ヒータ４１よりも内側、すなわち流路３が存在する側に位置している。ヒータ４１の端部において、ヒータプレート５３の一部がヒータ４１の位置から突出して小片をなす。その小片の部分には、筒状部材５１が接続されている。すなわち、図３に例示するヒータ４１は、ヒータプレート５３及び筒状部材５１で構成されるマニピュレータ５によって変位させられる。マニピュレータ５を構成する筒状部材５１及び後述するガイド６を構成する棒状部材６１は、いずれもまっすぐな形状を有する部材で構成することがヒータ４をスムーズに変位させる上で好ましい。ただし、なんらかの目的で筒状部材５１及び棒状部材６１の形状を多少湾曲させることは、本実施形態において許容される。
　筒状部材５１の長さは、気化器１の奥行の長さと同程度になるように構成されている。これにより、気化器１の固定面２２の付近に存在する流路３の近くにヒータ４１が位置していても、ヒータプレート５３を介してヒータ４１と連結された筒状部材５１の端部をケース２の開口部に露出させることができる。このため、開口部を介して筒状部材５１の端部を手の指でつまんで引っ張ることによって、故障したヒータ４１を流路３から遠ざかる方向に変位させて気化器１から取り出すことができる。また、開口部を介して交換用の別のヒータ４１と連結する筒状部材５１の端部を手の指で押し込むことによって、ヒータ４１を流路３に近づく方向に変位させて気化器１に取り付けることができる。図３に例示する２個一組のヒータ４１は、それぞれが独立に変位可能な部材として構成されてもよいし、２個一組を連結部材によって連結させて不可分一体のユニットとして構成されてもよい。
＜ガイド＞
　図４は、本発明の第１実施形態に係る気化器１が備えるガス供給配管３２、すなわち流路３、の例を示す斜視図である。ここに例示されたガス供給配管３２は、上流側から順に圧力計３３、第１バルブ３４１及び流量制御装置３５によって構成される。図４には、流路パージ配管８を構成する第２バルブ３４２も描かれている。全ての構成部材は、内部に流路を備える継手ブロック３６によって互いに結合されている。流路３の全体は、気化器１の幅よりも少し小さな幅を有する細長い形状をしたベースプレート３８の片面に固定されている。ベースプレート３８の四隅には、棒状部材６１で構成されたガイド６が設けられている。ガイド６は、マニピュレータ５によって変位するヒータ４の可動域、すなわちマニピュレータ５に連結されたヒータ４１が変位させられる範囲、を定める。棒状部材６１の先端には、後述するストッパ７を固定するためのおねじ６２が設けられている。
　図５は、図４に示す流路３に図３に示すヒータ４１が組み込まれた状態を示す斜視図である。流路３にヒータ４１を組み込むには、まず、２本一組の筒状部材５１について、ヒータプレート５３の小片に接続されている側の端部を、棒状部材６１でなる２本のガイド６の先端にそれぞれ差し込む。次に、筒状部材５１の反対側の端部２箇所を両手の手の指でそれぞれつまみ、２本の筒状部材５１のバランスを取りながらガイド６に沿って滑らせて、ヒータ４１の端部がベースプレート３８に当たるまで押し込む。これらの操作によって、ヒータ４１は流路３に近づく方向に変位させられる。ヒータ４１を取り外すときは、上記とは逆に、筒状部材５１の２箇所の端部を両手の手の指でそれぞれつまんで引き出すことによって、ヒータ４１を流路３から遠ざかる方向に変位させる。
　上記のいずれの操作においても、マニピュレータ５はガイド６に沿って変位するので、ヒータ４１の可動域はガイド６が設置される位置によって予め定まっている。したがって、流路３とケース２との間の狭い隙間でヒータ４１を変位させなければならない場合であっても、ヒータ４１は流路３やケース２と接触することなくスムーズに移動させることができる。また、ベースプレート３８が流路３の近くにある場合であっても、ケース２の開口部にガイド６の先端を露出させることができる。このため、ヒータ４１の交換を容易に行うことができる。さらに、マニピュレータ５とガイド６が棒状の細い素材で構成されるので、ヒータ４１で発生した熱がマニピュレータ５及びガイド６伝わって気化器１の外部に無駄に放出されるおそれが少ない。
　図５に示す流路３にヒータ４１が組み込まれた状態において、流路３とヒータ４１の距離が０．１０ｍｍ以上であれば両者が接触することがなく、０．８０ｍｍ以下であればヒータ４１から流路３への熱の伝達が妨げられない。したがって、流路３とヒータ４１の距離は０．１０ｍｍ以上、０．８０ｍｍ以下であることが好ましい。流路３とヒータ４１の距離のより好ましい範囲は０．２０ｍｍ以上、０．６０ｍｍ以下である。なお、図３に例示したように、ヒータ４１がヒータプレート５３に接着されており、流路３が存在する側にヒータプレート５３が位置するときは、上記の流路３とヒータ４１の距離は、流路３とヒータプレート５３の距離と読み替えるものとする。
＜ストッパ＞
　本発明の第１実施形態に係る気化器１は、マニピュレータ５とガイド６との位置関係を固定するストッパ７を備える。ストッパ７は、ヒータ４がマニピュレータ５の作用によって流路３に近づく方向に変位させられた状態を維持するものである。ストッパ７による固定を解除することによって、ヒータ４は流路３から遠ざかる方向に変位させることができる。本発明の第１実施形態を示す図５において、マニピュレータ５はガイド６に沿って奥まで押し込まれた状態にあり、ヒータ４１が流路３に近い位置にある。しかし、マニピュレータ５はガイド６に沿って容易に変位することができるので、気化器１が外部から振動を受けたりするとヒータ４１の位置がずれて、流路３を効率よく加熱することができなくなるおそれがある。ストッパ７を用いることによって、マニピュレータ５とガイド６との位置関係を固定してヒータ４の位置が流路３から遠ざかることを防止できる。また、ヒータ４を交換するときは、ガイド６に固定されているストッパ７を解除することによって、ヒータ４を取り外すことができる。
　図５には、ナット７１で構成されたストッパ７の例が示されている。このナット７１は、図４に示すガイド６の先端に設けられたおねじ６２にねじ込まれることによって、マニピュレータ５の先端を気化器１の奥側に向かって押し付けて、マニピュレータ５とガイド６との位置関係を固定することができる。このためには、ガイド６及びマニピュレータ５の長さを調整して、ヒータ４１を固定する位置においてガイド６の先端がマニピュレータ５の先端から少し突出するようにすればよい。ストッパ７には、上記に示したナット７１とおねじ６２による構成を採用することができるほか、クリップその他の公知の構成を採用することができる。
　本発明の好ましい実施の形態において、気化器１が、流路３、ヒータ４、マニピュレータ５、ガイド６及びストッパ７を収容するケース２をさらに備え、ケース２が、気化器１に隣接して他の気化器又はその他の構造物が設置された状態であっても取り外しが可能な少なくとも１の開口面２１を有し、マニピュレータ５とガイド６との位置関係がストッパ７によって固定された状態において、開口面２１を取り外すことによって現れる開口部を介して手の指で直接的に触れることが可能な位置にマニピュレータ５の少なくとも一部が存在する。この実施形態では、マニピュレータ５の少なくとも一部は、開口部を介して手の指で直接的に触れることが可能な位置に存在することから、前述した意味でアクセス可能な範囲にある。このように気化器１のメンテナンスを行うオペレータがマニピュレータ５の少なくとも一部に手の指で直接触れることができるので、ヒータ４の交換作業の精度が向上し、メンテナンスに要する時間も短くて済む。すなわち、メンテナンス性が向上する。
　本発明のより好ましい実施の形態において、マニピュレータ５の少なくとも一部が、開口面２１からケース２の内部に向かって３０ｍｍだけ入った位置よりも開口面２１側に存在する。開口面２１の位置からケース２の内部に向かって開口面２１に垂直な方向に３０ｍｍだけ入った位置よりも開口面２１側の位置は、マニピュレータ５にアクセスが可能な開口面２１に近い位置の中でもアクセスがより容易である。したがって、そのような位置にマニピュレータ５の少なくとも一部が存在していれば、ヒータ４の交換作業をより容易に行うことができる。マニピュレータ５の少なくとも一部が存在する位置は、開口面２１からケース２の内部に向かって２０ｍｍだけ入った位置よりも開口面２１側にあればさらに好ましい。１０ｍｍだけ入った位置よりも開口面２１側にあれば最も好ましい。
　本発明の好ましい実施の形態において、開口面２１を取り外すことによって現れる開口部を介して手の指で直接的に触れることが可能な位置にマニピュレータ５の少なくとも一部が存在するだけでなく、ストッパ７もそれと同等の位置に存在すればより好ましい。ストッパ７を構成する具体的な部材であるビスやナットなどは通常は工具を用いて操作を行うことが多いが、これらの部材をガイド５に着脱するのにオペレータの手の指を使った方が便利な場合がある。
＜変形例１＞
　図３から図５までに示した実施形態の構成とは異なり、ガイド６を筒状部材で構成し、マニピュレータ５を筒状部材の内部をスライドしながら変位する棒状部材で構成してもよい。この場合において、ガイド６には両端部の間に連続するスリットを設け、そのスリットを通してマニピュレータ５とヒータ４とを連結する部材を設けてもよい。また、ストッパ７を、筒状部材の開口面２１側の端部に固定することができるキャップで構成してもよい。
＜変形例２＞
　図６は、流路３を加熱するヒータ４１の他の例を示す斜視図である。ここに示されたヒータ４１の例は、図３に示されたヒータの例と同じく第１実施形態に属し、図３に示されたヒータの構成の一部を変更した変形例である。ヒータ４１は、図３に示されたヒータと同じく、１又は２以上の発熱部材で構成され、ヒータ４１と同じサイズの金属板でできたヒータプレート５３が連結されている。ただし、図３に示されたヒータと異なり、図６に示されたヒータ４１ではヒータ４１がヒータプレート５３よりも内側、すなわち流路３が存在する側、に接着されている。このため、ヒータ４１を流路３により近づけることができるので、ヒータ４１による流路３の加熱を効率よく行うことができる。
　図６に示された２枚一組のヒータプレート５３は、ヒータ４１の端部からヒータ４１と同一の面内方向に延長した延長部５２と接続されている。また、２枚一組の延長部５２は、連結部７２によって連結されている。延長部５２の一部、具体的には連結部７２側の端部は、気化器１にヒータ４１を組み込んだ状態でケース２の開口面２１を取り外すことによって現れる開口部を介して手の指で直接的に触れることが可能な位置に存在しているので、アクセス可能である。延長部５２又は連結部７２の一部を手の指で操作することによって、ヒータプレート５３に連結されたヒータ４１を流路３に近づく方向又は流路から遠ざかる方向に変位させることができる。
　この変形例において、ヒータ４１は、図示しないケースの左側面２５及び右側面２６と流路３の両側面との間の隙間を通過して変位することができる。ヒータ４１の可動域はこの隙間によって定められるので、ケース２の左側面２５及び右側面２６並びに流路３の両側面は、本発明におけるガイドに相当する。また、ケース２の開口面２１を閉じた状態では、連結部７２が開口面２１の内側に当たってケース２よりも外に突出することがないので、連結部７２及び開口面２１は、本発明におけるストッパに相当する。変形例はこのように平板だけで構成することができるので、製造が容易でコストも低減することができる。
３．第２実施形態
　本発明の第２実施形態について、図７を使って説明する。図７は、気化部３１を加熱するヒータ４２の例を示す斜視図である。第２実施形態における気化部３１は、図７に例示するようにタンクで構成することができるが、前述のとおり、気化部３１をタンク以外のもので構成してもよい。ヒータ４２は、１又は２以上の平面状のヒータで構成され、気化部３１の１箇所又は２箇所以上に設けられる。ヒータ４２は、ヒータ４２の交換を容易に行うことができる位置に設けることが好ましい。具体的には、ヒータ４２を気化部３１の上面、下面又はガス供給配管３２から最も遠い面のいずれかに設けることが好ましい。気化部３１が有する面のうちガス供給配管３２に最も近い面は気化部３１を取り外さないとアクセスすることができないので、この面にヒータ４２を設けることは好ましくない。ただし、なんらかの目的で、ガス供給配管３２に最も近い面に固定ヒータを設けることは、本発明において許容される。また、気化部３１の左側面又は右側面にヒータ４２を設けると、気化部３１の左右方向の幅をヒータ４２の厚み分だけ狭くしなければならなくなり、気化部３１の容積が減少してしまうので、やはり好ましくない。ただし、なんらかの目的で、容積を犠牲にして気化部３１の左側面や右側面にヒータ４２を設けることは、本発明において許容される。
　図７に示された上下一組のヒータ４２は、平面状のヒータプレート５３で構成されたマニピュレータ５に連結されている。このヒータプレート５３の一部、具体的には開口面２１側（すなわち、流路３とは反対側）の端部は、気化器１にヒータ４２を組み込んだ状態でケース２の開口面２１を取り外すことによって現れる開口部を介して手の指で直接的に触れることが可能な位置に存在しているので、アクセス可能である。ヒータプレート５３の一部を手の指で操作することによって、ヒータプレート５３に連結されたヒータ４２を、気化部３１を含む流路３に近づく方向又は流路３から遠ざかる方向に変位させることができる。ヒータプレート５３を構成する平板の端部５３１を気化部３１とは反対の方向に直角に折り曲げることによって、ヒータプレート５３の曲げ応力に対する強度を高めることができる。これによって、ヒータ４２を気化部３１に密着させた状態で固定することができるので、ヒータ４２による気化部３１の加熱効率が向上する。
　図７おいて、ヒータは４２、気化部３１の表面付近をスライドして変位することができる。ヒータ４２の可動域は気化部３１の表面によって定められるので、気化部３１は本発明の第２実施形態におけるガイドに相当する。また、ヒータプレート５３は、ケース２の固定面２２に近い側の端部において気化部３１とは反対側に折り曲げられた部分に形成された開口孔である係止部７３を備える。この係止部７３は、気化部３１に設けられたピン３１１を差し込んでヒータプレート５３の位置を固定することができる。さらに、ヒータプレート５３は、ケース２の開口面２１に近い側にビスでなる締結部７４を備える。係止部７３、ピン３１１及び締結部７４は、第２実施形態におけるストッパに相当する。
　ヒータ４２を気化部３１に固定する際は、まずヒータプレート５３を手の指で操作してヒータ４２を気化部３１に沿ってスライドさせ、奥側の係止部７３にピン３１１を差し込む。次に、ドライバを用いてビスでなる締結部７４を気化部３１に締結する。ヒータ４２を取り外す際は、これとは逆の操作をすればよい。上記の操作において、ビスはアクセス可能な位置にあるので、通常のドライバを使って容易に締結又は解除することができる。ビスの代わりに蝶ネジを用いれば、ドライバを使わずに手の指で操作することができる。
＜変形例３＞
　図８から図１０までは、第２実施形態の変形例を示す斜視図である。図８は気化部３１を構成するタンクを示す斜視図である。タンクを構成する壁面のうちタンク下部３１２は、他の壁面よりも厚さの厚い板状部材で構成され、２本の挿入穴６３が形成されている。挿入穴６３の開口部の近くには後述するカバー７５を固定するビスをねじ止めするための穴が設けられている。
　図９は、カートリッジヒータ４２１を示す斜視図である。カートリッジヒータ４２１は、一端が閉じたステンレス製の管の中に発熱体が組み込まれた構造を有する棒状のヒータである。ステンレス製の管のうち閉じていない方の端部からは２本のリード線５４が出ている。リード線５４は、管の内部の発熱体と電気的に接続されている。リード線５４に電源を接続して電力を供給することにより、カートリッジヒータ４２１を発熱させることができる。
　図１０は、気化部３１に２本のカートリッジヒータ４２１が組み込まれた状態を示す斜視図である。カートリッジヒータ４２１を気化部３１に組み込むには、まず、カートリッジヒータ４２１を図８に示された挿入穴６３に挿入する。この際に、挿入穴６３は本変形例におけるガイド６の機能を奏する。挿入穴６３がタンク下部３１２を貫通している場合、挿入穴６３の奥側の端部はカバー７５によって予め閉じられている。次に、もう１枚のカバー７５の小穴にカートリッジヒータ４２１のリード線５４を通した状態で、カバー７５を図示しないビスによってタンク下部３１２の手前側に固定し、カートリッジヒータ４２１が抜けないようにする。この場合、２枚のカバーは本変形例におけるストッパ７の機能を奏する。一方、挿入穴６３がタンク下部３１２を貫通していない場合、すなわちカートリッジヒータ４２１に対応する長さ（深さ）を有するように挿入穴６３が形成され且つ挿入穴６３の奥側の端部がそもそも閉じている場合は、１枚のカバー７５の小穴にカートリッジヒータ４２１のリード線５４を通した状態で、カバー７５を図示しないビスによってタンク下部３１２の手前側に固定し、カートリッジヒータ４２１が抜けないようにする。この場合、１枚のカバー及び挿入穴６３の奥側の端部は本変形例におけるストッパ７の機能を奏する。７５カートリッジヒータ４２１を交換する目的で取り外すときは、上記と逆の操作を行えばよい。挿入穴６３からカートリッジヒータ４２１を取り出すとき、リード線５４が本変形例におけるマニピュレータ５の機能を奏する。
　気化部３１において前駆体を加熱して材料ガスを発生させる場合、気化又は昇華によって熱が奪われる。このため、気化部３１において材料ガスを効率よく発生させるには、ワット数の大きなヒータ４を採用することが好ましい。カートリッジヒータ４２１は一般にラバーヒータ４４に比べてワット数が大きく、耐熱温度も高いので、気化部３１を加熱するのに適している。
４．第３実施形態
　本発明の第３実施形態について、図１１を使って説明する。図１１は、前駆体補給配管３７を加熱するヒータ４３の例を示す斜視図である。前述のとおり、前駆体補給配管３７に残留する前駆体を気化器１の外部に排出する目的で、前駆体補給配管３７を加熱する場合がある。図１１に示すヒータは、このような場合に用いられるヒータ４３の例である。ヒータ４３は、平板状のヒータで構成され、平板形状の部分を備えるヒータプレート５３に連結されている。このヒータプレート５３の少なくとも一部、具体的には開口面２１側の端部は、気化器１にヒータ４３を組み込んだ状態でケース２の開口面２１を取り外すことによって現れる開口部を介して手の指で直接的に触れることが可能な位置に存在しているので、アクセス可能である。ヒータプレート５３の一部を手の指で操作することによって、ヒータプレート５３に連結されたヒータ４３を、前駆体補給配管３７を含む流路３に近づく方向又は流路３から遠ざかる方向に変位させることができる。
　図１１において、ヒータプレート５３は、前駆体補給配管３７が入り込む凹部５３２を備える。ヒータプレート５３を前駆体補給配管３７の表面に沿ってスライドさせることにより、ヒータ４３を変位させることができる。ヒータ４３の可動域は前駆体補給配管３７によって定められるので、前駆体補給配管３７は、本発明の第３実施形態におけるガイドに相当する。また、ヒータプレート５３は、ケース２の固定面２２に近い側に開口孔７６を備える。この開口孔７６は、ケース２に設けられたピンを差し込んで固定することができる。開口孔７６及びピンは、第３実施形態におけるストッパに相当する。図７に示す第２実施形態の場合と同様に、ヒータプレート５３をさらにビスなどの締結部によって固定してもよい。
　ヒータ４３を前駆体補給配管３７に固定する際は、ヒータプレート５３を手の指で操作してヒータ４３を前駆体補給配管３７に沿ってスライドさせ、奥側の開口孔７６にピンを差し込む。上述したようにヒータプレート５３が締結部としてビスを備える場合は、ドライバを用いてビスをケース２に締結する。ヒータ４３を取り外す際は、これとは逆の操作をすればよい。第３実施形態において、ヒータ４３は、前駆体を変更したりする際に前駆体補給配管３７を加熱するときだけ一時的に設けてもよい。この場合は、ヒータ４３をビスで固定せずに単に前駆体補給配管３７の上にヒータ４３を載せた状態で加熱してもよい。
５．電気配線等の退避
　好ましい実施の形態において、本発明に係る気化器１は、ヒータ４の可動域に存在する電気配線及びチューブについて、それら自身の変形又はコネクタの解除によって一時的に可動域から退避できるように構成される。本発明に係る気化器１は左右方向の幅が狭く、全体がコンパクトに設計されているので、図１に例示するとおりケース２の内部のスペースは狭い。特に、気化部３１が設置されている位置は気化器１の幅方向および奥行き方向の大部分を占めるように気化部３１が設置されているので、余分なスペースがほとんどない。このため、気化器１を作動させるために必要な電気信号や電力を送る電気配線及びエアバルブを駆動するための圧縮空気を送るチューブは、気化部３１が設置されている領域以外の領域、例えば、流量制御装置３５とケース２の開口面２１の間のスペースなど、に収められる。
　しかし、このスペースはちょうど流路３を加熱するヒータ４を交換する際の可動域に当たる。このため、電気配線及びチューブが存在すると、ヒータ４を交換する際の変位を妨げるおそれがある。好ましい実施の形態において、本発明に係る気化器１は、ヒータ４の可動域に存在する電気配線及びチューブが一時的に可動域から退避できるように構成される。これによって、ヒータ４の変位を妨げる障害物が取り除かれるので、ヒータ４の交換が容易になる。
　電気配線及びチューブの退避は、それら自身の変形によって行うことができる。この場合、例えば、電気配線及びチューブを必要な長さよりも長く構成しておき、ヒータ４を交換する際に気化器１のケース２の開口面２１から電気配線及びチューブを一時的に外部に引き出すか、あるいは、交換したいヒータ４とは別のヒータ４の側に一時的に移動させることによって、ヒータ４の可動域から退避させることができる。故障したヒータ４を気化器１から取り出して、バックアップ用のヒータ４を取り付けた後、退避させた電気配線及びチューブを元の位置に戻すことができる。
　また、電気配線及びチューブの退避は、コネクタの解除によっても行うことができる。この場合、例えば、電気配線及びチューブの途中にコネクタを設けておき、ヒータ４を交換する際にコネクタを解除する。そして、コネクタの位置で分離した電気配線及びチューブの一部を気化器１のケース２の開口面２１から一時的に引き出すか、あるいは、交換したいヒータ４とは別のヒータ４の側に一時的に移動させることによって、ヒータ４の可動域から退避させることができる。故障したヒータ４を気化器１から取り出して、バックアップ用のヒータ４を取り付けた後、解除したコネクタを再び結合させ、元の位置に戻すことができる。
　以上の記載では、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細な説明を行った。これらの説明及び図面は、本発明を実施するための形態を例示したものにすぎず、本発明の実施形態はここに例示された実施形態に限定されない。 本発明は、ここに説明された技術思想を逸脱しない範囲において、明細書及び図面に明示の記載があるか否かにかかわらず、その構成の少なくとも一部を変更して実施することができる。
　１　気化器
　２　ケース
　　２１　開口面
　　２２　固定面
　　２３　上面
　　２４　下面
　　２５　左側面
　　２６　右側面
　　２７　ケースパージ配管
　　２８　排気孔
　３　流路
　　３１　気化部
　　　３１１　ピン
　　　３１２　タンク下部
　　３２　ガス供給配管
　　３３　圧力計
　　３４　バルブ
　　　３４１　第１バルブ
　　　３４２　第２バルブ
　　　３４３　第３バルブ
　　３５　流量制御装置
　　３６　継手ブロック
　　３７　前駆体補給配管
　　３８　ベースプレート
　４　ヒータ
　　４１　ヒータ（第１実施形態）
　　４２　ヒータ（第２実施形態）
　　　４２１　カートリッジヒータ
　　４３　ヒータ（第３実施形態）
　　４４　ラバーヒータ
　５　マニピュレータ
　　５１　筒状部材
　　５２　延長部
　　５３　ヒータプレート
　　　５３１　端部
　　　５３２　凹部
　　５４　リード線
　６　ガイド
　　６１　棒状部材
　　６２　おねじ
　　６３　挿入穴
　７　ストッパ
　　７１　ナット
　　７２　連結部
　　７３　係止部
　　７４　締結部
　　７５　カバー
　　７６　開口孔
　８　流路パージ配管

Claims (12)

  1. 　半導体製造用の材料ガスの前駆体を気化して材料ガスを生成する気化器であって、
    　材料ガスが流れる流路と、
    　前記流路を加熱する１又は２以上の交換可能なヒータと、
    　前記ヒータに連結され、前記ヒータを前記流路に近づく方向又は前記流路から遠ざかる方向に変位させるマニピュレータと、
    　前記ヒータの可動域を定めるガイドと、
    　前記マニピュレータと前記ガイドとの位置関係を固定するストッパと
    を備える気化器。
  2. 　前記流路、前記ヒータ、前記マニピュレータ、前記ガイド及び前記ストッパを収容するケースをさらに備え、
    　前記ケースが、前記気化器に隣接して他の気化器又はその他の構造物が設置された状態であっても取り外しが可能な少なくとも１の開口面を有し、
    　前記マニピュレータと前記ガイドとの位置関係が前記ストッパによって固定された状態において、前記開口面を取り外すことによって現れる開口部を介して手の指で直接的に触れることが可能な位置に前記マニピュレータの少なくとも一部が存在する
    請求項１に記載の気化器。
  3. 　前記マニピュレータの少なくとも一部が、前記開口面から前記ケースの内部に向かって３０ｍｍだけ入った位置よりも前記開口面側に存在する
    請求項２に記載の気化器。
  4. 　前記マニピュレータが、筒状部材で構成され、
    　前記ガイドが、前記筒状部材を挿入して変位させることができ、端部におねじを有する棒状部材で構成され、
    　前記ストッパが、前記おねじに対応するめねじを有し、前記棒状部材の端部にねじ止めすることによって前記筒状部材を前記棒状部材に固定するナットで構成される
    請求項１から３までのいずれかに記載の気化器。
  5. 　前記マニピュレータが、棒状部材で構成され、
    　前記ガイドが、前記棒状部材を挿入して変位させることができ、端部におねじを有する筒状部材で構成され、
    　前記ストッパが、前記筒状部材の前記開口面側の端部に固定することによって前記棒状部材を前記筒状部材に固定するキャップで構成される
    請求項１から３までのいずれかに記載の気化器。
  6. 　前記マニピュレータが、２枚一組の前記ヒータのそれぞれの端部から前記ヒータと同一の面内方向に延長される２つの延長部で構成され、
    　前記ガイドが、前記流路の両側面と、前記ケースのうち当該両側面の外側に位置する左側面及び右側面とで構成され、
    　前記ストッパが、前記延長部を連結する連結部と、前記開口面とによって構成される
    請求項２又は３に記載の気化器。
  7. 　前記流路が、前駆体を気化して材料ガスを生成する気化部を含み、
    　前記ヒータが、前記気化部を加熱する１又は２以上の平面状のヒータで構成され、
    　前記マニピュレータが、前記ヒータに連結されるヒータプレートで構成され、
    　前記ストッパが、前記開口面から遠い側に設けられる係止部と、前記開口面に近い側に設けられる締結部とで構成され、
    　前記締結部を前記気化部の表面に締結することによって前記ヒータが前記気化部の表面に固定される
    請求項１から３までのいずれかに記載の気化器。
  8. 　前記流路が、前駆体を気化して材料ガスを生成する気化部を含み、
    　前記気化部が、１本又は２本以上の挿入穴を備え、
    　前記ヒータが、前記挿入穴に挿入された１本又は２本以上の棒状のカートリッジヒータで構成され、
    　前記マニピュレータが、前記カートリッジヒータが備えるリード線で構成され、
    　前記ストッパが、前記リード線を通す小穴を備える板状の部材で構成され、
    　前記カバーを前記気化部の表面に締結することによって前記カートリッジヒータが前記挿入穴に固定される
    請求項１から３までのいずれかに記載の気化器。
  9. 　前記流路が、前駆体を前記気化部に補給する前駆体補給配管を含み、
    　前記ヒータが、前記前駆体補給配管を加熱する１又は２以上の平面状のヒータで構成され、
    　前記マニピュレータが、前記ヒータに連結されるヒータプレートで構成され、
    　前記ストッパが、前記ケースの前記開口面に対向する面である固定面に設けられるピン及び前記ヒータプレートの前記固定面に近い側に形成される開口孔で構成され、
    　前記開口孔に前記ピンを差し込むことによって前記ヒータプレートと前記前駆体補給配管との位置関係が固定される
    請求項２又は３に記載の気化器。
  10. 　前記流路が、圧力計、バルブ、流量制御装置及び継手ブロックからなる群から選択される１又は２以上の部材を含む
    請求項１から３までのいずれかに記載の気化器。
  11. 　前記マニピュレータと前記ガイドとの位置関係が前記ストッパによって固定された状態において、前記流路の表面と前記ヒータの表面との距離が０．１０ｍｍ以上、０．８０ｍｍ以下である
    請求項１から３までのいずれかに記載の気化器。
  12. 　前記ヒータの可動域に存在する電気配線及びチューブについて、それら自身の変形又はコネクタの解除によって一時的に前記ヒータの可動域から退避できるように構成される
    請求項１から３までのいずれかに記載の気化器。
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