專利名稱：氣化器和氣化供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于向半導體制造裝置(CVD裝置)供給氣體狀CVD原料的氣化器以及氣化供給裝置。更詳細地涉及將液體CVD原料或者固體CVD原料溶解在有機溶劑中制成的CVD原料以所需的濃度和流量有效地氣化，并氣化供給到半導體制造裝置的氣化器和氣化供給裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在半導體領(lǐng)域，作為半導體存儲器用的氧化物類電介體膜，可采用具有高電容率并且分段覆蓋性(step coverage)高的鈦酸鋯酸鉛(PZT)膜、鈦酸鋇鍶(BST)膜、鉭酸鍶鉍(SBT)膜、鈦酸鋯酸鑭鉛(PLZT)膜等。作為這些半導體薄膜的CVD原料，例如，Pb源采用Pb(DPM)2(固體原料)、Zr源采用Zr(OC(CH3)3)4(液體原料)、Zr(DPM)4(固體原料)、Ti源采用Ti(OCH(CH3)2)4(液體原料)、Ti(OCH(CH3)2)2(DPM)2(固體原料)、Ba源采用Ba(DPM)2(固體原料)、Sr源采用Sr(DPM)2(固體原料)。
在CVD原料使用液體原料時，通常，液體原料經(jīng)過液體流量控制部分與載氣一起供給到氣化器，在氣化器變成氣體狀后，供給到CVD裝置。但是，液體原料通常蒸汽壓低，粘度高，分解溫度與氣化溫度接近，因此，不降低質(zhì)量來有效地以所需的濃度和流量氣化是困難的。而固體原料通過保持在高溫進行升華并進行氣化供給，可以得到高純度的原料，但是，在工業(yè)上要確保足夠的供給量是極為困難的，因此，通常通過在四氫呋喃等溶劑中溶解制成液體原料來氣化使用。但是，固體原料的氣化溫度與溶劑有很大的差別，通過加熱僅溶劑發(fā)生氣化，固體原料容易析出，比液體原料更難以氣化。
上述采用固體原料制造半導體膜需要很高的技術(shù)，但是，為了能夠獲得高品質(zhì)和高純度，基于不劣化并析出這些原料而有效地氣化的目的，要開發(fā)各種氣化器或者氣化供給裝置。
作為這樣的氣化器，可舉出例如，與CVD原料供給部的CVD原料接觸的部分由氟系樹脂、聚亞胺樹脂等耐腐蝕性合成樹脂構(gòu)成的氣化器，而作為氣化供給裝置，可舉出具有上述氣化器并在氣化室加熱時接受來自加熱機構(gòu)的熱傳導的CVD原料供給部分的金屬構(gòu)成部分是具有可由冷卻器冷卻的構(gòu)成的氣化供給裝置(日本第349840/2001號發(fā)明專利申請)。

發(fā)明內(nèi)容
上述氣化器，使與CVD原料接觸部分的構(gòu)成材料為除了耐熱性之外還具有絕熱性并具有不易附著CVD原料的耐腐蝕性合成樹脂，即使在采用將固體CVD原料溶解在有機溶劑中制成的原料的情況下，也能夠防止原料的快速加熱，因此，僅溶劑氣化CVD原料析出的情況少，是可以獲得99.9％以上的高氣化效率的氣化器。而上述氣化供給裝置是具有上述氣化器并且形成在加熱氣化室時冷卻氣化器的CVD原料供給部分的構(gòu)成的裝置，是進一步提高防止CVD原料析出的效果的氣化供給裝置。
但是，上述氣化器或者氣化供給裝置具有能夠防止固體CVD原料在CVD原料供給部分內(nèi)析出附著的效果，如果減少隨CVD原料供給的載氣的供給量，則與其他氣化器一樣，僅溶劑氣化的傾向增大，固體CVD原料有可能在氣化室內(nèi)析出并附著。并且優(yōu)選在化學氣相生長中，通過以高濃度供給CVD原料提高其利用效率。
因此，本發(fā)明要解決定課題是提供，即使在減少隨CVD原料供給的載氣的供給量進行氣化供給的情況下，也能夠防止固體CVD原料在氣化室內(nèi)析出和附著，并能夠以所需的濃度和流量極為有效地進行氣化供給的氣化器和氣化供給裝置。
本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q該課題進行了銳意的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在用于將CVD原料噴射到氣化器的氣化室的CVD原料的流路或者液體流量控制部和氣化器之間設(shè)置產(chǎn)生CVD原料壓力損失的機構(gòu)，減小氣化室的壓力變化和液體流量控制部的流量變化來進行穩(wěn)定化，能夠防止氣化室內(nèi)的固體CVD原料的析出和附著，以所需濃度和流量極為有效地進行氣化供給，完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明是氣化器，該氣化器是具有CVD原料的氣化室、用于向該氣化室供給CVD原料的CVD原料供給部分、氣化氣體排出口以及該氣化室加熱機構(gòu)的氣化器，其特征在于該CVD原料供給部分至少具有CVD原料的流路和載氣的流路，該CVD原料的流路具備產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)。
本發(fā)明還是氣化供給裝置，該氣化供給裝置是經(jīng)過液體流量控制部分將CVD原料供給到氣化器并進行氣化，供給到半導體制造裝置中的氣化供給裝置，其特征在于在液體流量控制部分和氣化器之間，具有產(chǎn)生CVD原料壓力損失的機構(gòu)。
采用本發(fā)明的氣化器和氣化供給裝置，即使在減少隨CVD原料供給的載氣的供給量進行氣化供給的情況下，也可減小氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制部分的流量變化并使其穩(wěn)定，能夠防止氣化室內(nèi)的固體CVD原料的析出和附著，以所需的濃度和流量極為有效地進行氣化供給。結(jié)果，在化學氣相生長等中，通過以高濃度向半導體制造裝置中供給CVD原料，能夠提高其利用效率。


圖1是表示本發(fā)明氣化器例子的截面圖。
圖2是表示本發(fā)明圖1之外的氣化器例子的截面圖。
圖3a～圖3f是表示本發(fā)明氣化器的CVD原料供給部分例子的截面圖。
圖4a～圖4d是圖3a～圖3d中a-a’面、b-b’面、c-c’面、d-d’面的截面圖。
圖5a～圖5c是表示圖3中A-A’面(將CVD原料、載氣噴射到氣化室的面)例子的截面圖。
圖6是表示本發(fā)明氣化供給裝置一個例子的構(gòu)成圖。
圖7a和圖7b是表示本發(fā)明節(jié)流部分和孔的例子的截面圖。
圖8a和圖8b是表示本發(fā)明過濾器的例子的截面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明適用于將液體CVD原料或者、液體CVD原料或固體CVD原料溶解在溶劑中生成的CVD原料氣化，并供給到半導體制造裝置中的氣化器，特別是在使用固體CVD原料時，即使減少隨CVD原料供給的載氣的供給量，氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制部分的流量變化也減小，在能夠防止固體CVD原料在氣化室內(nèi)析出和附著方面發(fā)揮特別的效果。
本發(fā)明的氣化器是CVD原料供給部分具有CVD原料的流路和載氣的流路，上述CVD原料的流路具備產(chǎn)生CVD原料壓力損失的機構(gòu)的氣化器。
另外，本發(fā)明的氣化供給裝置是在液體流量控制部分和氣化器之間具備造成CVD原料壓力損失的機構(gòu)的氣化供給裝置。
能適用于本發(fā)明的氣化器和氣化供給裝置的CVD原料可以是在常溫、常壓下為液體的，也可以是將固體溶解在溶劑中的，只要能夠保持液態(tài)，沒有特別的限制，可根據(jù)用途進行適當選擇和使用?？膳e出例如四異丙氧基鈦(Ti(OCH(CH3)2)4)、四正丙氧基鈦(Ti(OC3H7)4)、四叔丁氧基鋯(Zr(OC(CH3)3)4)、四正丁氧基鋯(Zr(OC4H9)4)、四甲氧基釩(V(OCH3)4)、三甲氧基氧釩化物(VO(OCH3)3)、五乙氧基鈮(Nb(OC2H5)5)、五乙氧基鉭(Ta(OC2H5)5)、三甲氧基硼(B(OCH3)3)、三異丙氧基鋁(Al(OCH(CH3)2)3)、四乙氧基硅(Si(OC2H5)4)、四乙氧基鍺(Ge(OC2H5)4)、四甲氧基錫(Sn(OCH3)4)、三甲氧基磷(P(OCH3)3)、三甲氧基氧磷化物(PO(OCH3)3)、三乙氧基砷(As(OC2H5)3)、三乙氧基銻(Sb(OC2H5)3)等在常溫、常壓下是液體的醇鹽。
除此之外，還可舉出三甲基鋁(Al(CH3)3)、二甲基鋁氫化物(Al(CH3)2H)、三異丁基鋁(Al(iso-C4H9)3)、六氟乙酰丙酮銅乙烯基三甲基硅烷((CF3CO)2CHCu·CH2CHSi(CH3)3)、六氟乙酰丙酮銅烯丙基三甲基硅烷((CF3CO)2CHCu·CH2CHCH2Si(CH3)3)、二(異丙基環(huán)戊二烯)鎢二氫化物((iso-C3H7C5H5)2WH2)、四二甲基氨基鋯(Zr(N(CH3)2)4)、五二甲基氨基鉭(Ta(N(CH3)2)5)、五二乙基氨基鉭(Ta(N(C2H5)2)5)、四二甲基氨基鈦(Ti(N(CH3)2)4)、四二乙基氨基鈦(Ti(N(C2H5)2)4)等在常溫、常壓下是液體的原料。
還可舉出六羰基鉬(Mo(CO)6)、二甲基戊氧基金(Au(CH3)2(OC5H7))、叔丁氧基鉍(III)(Bi(OtBu)3)、叔戊氧基鉍(III)(Bi(OtAm)3)、三苯基鉍(BiPh3)、二(乙基環(huán)戊二烯)釕(Ru(EtCp)2)、(乙基環(huán)戊二烯)(三甲基)鉑(Pt(EtCp)Me3)、1，5-環(huán)辛二烯(乙基環(huán)戊二烯)銥(Ir(EtCp)(cod))、二(六乙氧基鉭)鍶(Sr[Ta(OEt)6]2)、二(六異丙氧基鉭)鍶(Sr[Ta(OiPr)6]2)、三(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鑭(La(DPM)3)、三(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)釔(Y(DPM)3)、三(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)釕(Ru(DPM)3)、二(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鋇(Ba(DPM)2)、二(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鍶(Sr(DPM)2)、四(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鈦(Ti(DPM)4)、四(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鋯(Zr(DPM)4)、四(2，6-二甲基-3，5庚二酮)鋯(Zr(DMHD)4)、二(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鉛(Pb(DPM)2)、(二叔丁氧基)二(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鈦(Ti(OtBu)2(DPM)2)、(二-異丙氧基)二(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鈦(Ti(OiPr)2(DPM)2)、(異丙氧基)三(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鋯(Zr(OiPr)(DPM)3)、(二異丙氧基)三(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮)鉭(Ta(OiPr)2(DPM)3)等常溫常用下為固體的原料。但是，它們一般需要以0.1～1.0摩爾/L的濃度溶解在有機溶劑中來使用。
作為固體CVD原料的溶劑使用的上述有機溶劑一般是沸點溫度為40℃～140℃的有機溶劑。作為這些有機溶劑，可舉出例如丙醚、甲基丁基醚、乙基丙基醚、乙基丁基醚、氧化三甲叉、四氫呋喃、四氫吡喃等醚，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇，丙酮、乙基甲基酮、異丙基甲基酮、異丁基甲基酮等酮，丙胺、丁胺、二乙基胺、二丙基胺、三乙基胺等胺，乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等酯、己烷、庚烷、辛烷等烴等。
下面基于圖1至圖8a和圖8b詳細說明本發(fā)明的氣化器和氣化供給裝置，但是，本發(fā)明并不限于此。
圖1和圖2是表示本發(fā)明氣化器的例子的截面圖，圖3a～圖3f是表示本發(fā)明氣化器的CVD原料供給部分的例子的截面圖，圖4a～圖4d是圖3a～圖3 d中a-a’面、b-b’面、c-c’面和d-d’面的截面圖，圖5a～圖5c是圖3中A-A’面(向氣化室噴射CVD原料和載氣的面)的例子的截面圖，圖6是表示本發(fā)明氣化供給裝置的一個例子的構(gòu)成圖，圖7a和圖7b是表示本發(fā)明中節(jié)流部分和孔的例子的截面圖，圖8a和圖8b是表示本發(fā)明中過濾器例子的截面圖。
如圖1、2所示，本發(fā)明的氣化器是具備CVD原料的氣化室1、用于將CVD原料供給到氣化室中的CVD原料供給部分2、氣化氣體排出口3和氣化室加熱機構(gòu)(加熱器等)4等的氣化器。而且，本發(fā)明的氣化器優(yōu)選還包括CVD原料供給部分的冷卻機構(gòu)5。作為該冷卻機構(gòu)，可舉出例如在CVD原料供給部分的側(cè)面部分通入冷卻水的配管等。
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的氣化器是從氣化器的外部到氣化器的CVD原料供給部分連接CVD原料供給管6和載氣供給管7。CVD原料供給部分如圖3a～圖3f所示，至少具有連接在上述供給管上的、流通CVD原料的流路9和流通載氣的流路10。這兩個流路例如如圖3a～圖3f所示，具有合流形成混合流路11并將CVD原料和載氣噴射到氣化室中的構(gòu)成。在本發(fā)明的氣化器中，還可具備對流通上述CVD原料的流路9產(chǎn)生CVD原料壓力損失的機構(gòu)。
在本發(fā)明的氣化器中，進一步如圖3b，圖3d所示，優(yōu)選設(shè)置從混合流路11的氣化室噴出口的外周部向氣化室噴射載氣的流路12。還優(yōu)選在向混合流路11的氣化室噴射口傾斜的下方設(shè)定流路12的噴射口的方向。通過使CVD原料供給部分具有上述構(gòu)成，可進一步減小氣化供給時氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化，能夠極為有效地氣化，進一步減少氣化室內(nèi)固體CVD原料的析出和附著。
在本發(fā)明的氣化器中，作為對流通CVD原料的流路9產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)，可以舉出如圖3a，圖3b所示CVD原料流路9的至少一部分采用內(nèi)徑比CVD原料和載氣的混合流路11內(nèi)徑小的細管的機構(gòu)，或者如圖3c～圖3f所示采用在CVD原料的流路上設(shè)置節(jié)流部分13或者孔14的機構(gòu)等。在本發(fā)明的氣化器中，不管采用哪種機構(gòu)，都優(yōu)選產(chǎn)生CVD原料供給部分90％以上的CVD原料的壓力損失。
在產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)采用細管時，只要細管的內(nèi)徑小于混合流路的內(nèi)徑就沒有特別的限制，通常在混合流路內(nèi)徑的50％以下，可以使用小于0.2mm的。而且，細管的長度是內(nèi)徑越大必須越長，通常為2cm以上，根據(jù)需要，流通CVD原料的全部流路或者如圖1所示CVD原料供給管6使用細管。
而在產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)采用節(jié)流部分或者孔時，對其間隙的寬度沒有特別限定，通?？稍O(shè)定在10torrCVD原料流路內(nèi)徑的30％以下，即小于0.1 mm。上述細管、節(jié)流部分、孔只要是CVD原料的流路即可，并不特別限制設(shè)定場所，還可以使用多個，而且可以組合使用。但是，從不易引起流量堵塞的角度考慮，它們優(yōu)選設(shè)置在氣化室噴出口之外的位置。
在本發(fā)明的氣化器中，優(yōu)選使CVD原料供給部分的內(nèi)部為氟系樹脂、聚亞胺系樹脂等合成樹脂或者空洞，與氣化器外部接觸的部分為金屬。在CVD原料供給部分內(nèi)部為合成樹脂時，如圖3a，圖3b，圖3c，圖3e和圖3f所示配置合成樹脂15。而在CVD原料供給部分內(nèi)部為空洞時，如圖3d所示形成空洞16。通過具有這樣的構(gòu)成，在CVD原料使用將固體CVD原料溶解在有機溶劑中生成的物質(zhì)時，通過加熱器等加熱機構(gòu)可防止僅溶劑被驟然加熱在流路內(nèi)氣化。
本發(fā)明的氣化供給裝置是CVD原料經(jīng)液體流量控制部分供給到氣化器中氣化，并供給到半導體制造裝置的氣化供給裝置，如圖6所示，由脫氣器22、液體流量控制滾筒等液體流量控制部分23、氣化器26和載氣供給管線28等構(gòu)成。在本發(fā)明的氣化供給裝置中，在液體流量控制部分和氣化器之間，設(shè)置產(chǎn)生CVD原料壓力損失的機構(gòu)。
在本發(fā)明的氣化供給裝置中，作為在液體流量控制部分和氣化器之間產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)，可以舉出在液體流量控制部分和氣化器之間的配管24的至少一部分使用內(nèi)徑比氣化器CVD原料供給部分的CVD原料流路內(nèi)徑小的細管的機構(gòu)，如圖7a和圖7b所示在上述配管24上設(shè)置節(jié)流部分30或者孔31的機構(gòu)，或者如圖8a和圖8b所示在上述配管24上設(shè)置過濾器的機構(gòu)等。在本發(fā)明的氣化供給裝置中，不管采用哪種機構(gòu)，優(yōu)選在CVD原料容器和氣化器之間產(chǎn)生90％以上的CVD原料的壓力損失。另外，在本發(fā)明中，上述氣化器的CVD原料的流路和液體流量控制部分和氣化器之間均可設(shè)置產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)。在這種情況下，優(yōu)選通過這兩種機構(gòu)，在CVD原料容器和氣化器的CVD原料供給部分之間產(chǎn)生90％以上的CVD原料壓力損失。
在產(chǎn)生CVD原料壓力損失的機構(gòu)采用細管時，細管的內(nèi)徑只要小于氣化器CVD原料供給部分的CVD原料流路的內(nèi)徑即可，沒有特別的限制，通常為CVD原料流路內(nèi)徑的50％以下，也可使用小于0.2mm的。而且細管的長度是內(nèi)徑越大需要越長，通常在2cm以上，根據(jù)需要，液體流量控制部分和氣化器之間的所有配管均采用細管。
在產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)采用節(jié)流部分或者孔時，其間隙沒有特別的限定，通常，為液體流量控制部分和氣化器之間配管的內(nèi)徑的30％以下，可設(shè)定為小于0.1mm。
在產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)采用過濾器時，只要具有耐腐蝕性即可，沒有特別的限定，通常使用燒結(jié)金屬過濾器、陶瓷過濾器、氟系樹脂過濾器等。而且過濾器優(yōu)選能夠以99.99％以上的除去率除去相當于直徑0.01微米的顆粒，進一步優(yōu)選能夠以99.99％以上的除去率除去相當于直徑0.001微米的顆粒。市售的過濾器可以使用例如不銹鋼過濾器(日本派歐尼(株)制，SLF-E、L、M、X)、特氟隆膜濾器(日本派歐尼(株)制，XLF-D、E、L、M)。而且，上述細管、節(jié)流部分、孔、過濾器可以使用多個，且可以組合使用。
實施例下面通過實施例具體說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于這些實施例。
實施例1制造具有如圖3a所示的各流路，內(nèi)部由氟系樹脂(PFA)構(gòu)成，與氣化器外部接觸的部分由不銹鋼(SUS316)構(gòu)成的CVD原料供給部分。氟系樹脂構(gòu)成部分是外徑為16mm，高度為34.2mm的圓柱狀，其外側(cè)不銹鋼的厚度為2.0mm。而且，CVD原料的流路和載氣的流路由不銹鋼制度配管構(gòu)成，這些流路合流通入氣化室的CVD原料和載氣的混合流路由氟系樹脂構(gòu)成。CVD原料的流路(細管)的內(nèi)徑為0.1mm，載氣流路的內(nèi)徑為1.8mm，CVD原料和載氣的混合流路的內(nèi)徑為0.25mm。另外，CVD原料和載氣的合流位置設(shè)定在距最下部5mm處。而且，在CVD原料供給部分的側(cè)面設(shè)置通入冷卻水能夠冷卻CVD原料供給部分的冷卻管。除了上述CVD原料供給部分之外，制造具有內(nèi)藏氣化氣體排出口、氣化室的加熱機構(gòu)和加熱器的突起的如圖1所示的不銹鋼制(SUS316)氣化器。氣化室是內(nèi)徑為65mm、高度為92.5mm的圓柱狀，底部的突起的高度為27.5mm，在距底部15mm的高度設(shè)置氣化氣體排出口。
接著，連接脫氣器、液體流量控制滾筒、載氣供給管線等，制造如圖6所示的氣化供給裝置。液體流量控制部和氣化器之間的配管采用內(nèi)徑為1.8mm、長度為10cm的不銹鋼制配管。
采用上述氣化供給裝置如下所述進行氣化供給試驗。
使氣化室為1.3kPa(10torr)、250℃的溫度，將作為固體CVD原料的Zr(DPM)4以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中的CVD原料以0.2g/分鐘的速度供給，同時，以200ml/分鐘的流量供給氬氣，在氣化室將CVD原料氣化。這期間，通入冷卻水，使CVD原料供給部分的不銹鋼溫度為30±2℃。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗之后，研究CVD原料供給部分的流路和氣化室的固體CVD原料的附著狀態(tài)，目測無法確定固體CVD原料的析出和附著。因此，在從CVD原料的流路供給THF沖洗固體CVD原料并將其回收之后，蒸發(fā)THF，測定固體CVD原料的重量。該結(jié)果在表1表示。而氣化供給試驗中氣化室內(nèi)的壓力變動和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。壓力變化和流量變化是每5分鐘測定最大變化率并將其平均的值。
實施例2采用與實施例1相同的氣化供給裝置，如下所述氣化供給將作為固體CVD原料的Pb(DPM)2以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
使氣化室為1.3kPa(10torr)、210℃的溫度，以0.36g/分鐘的速度供給CVD原料，以30ml/分鐘的流量供給氬氣，在氣化室氣化CVD原料。這期間，通入冷卻水，使CVD原料供給部分的不銹鋼溫度為30±2℃。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
實施例3采用與實施例1相同的氣化供給裝置，如下所述氣化供給將作為固體CVD原料的Ti(OiPr)2(DPM)2以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
使氣化室為1.3kPa(10torr)、230℃的溫度，以0.2g/分鐘的速度供給CVD原料，以100ml/分鐘的流量供給氬氣，在氣化室氣化CVD原料。這期間，通入冷卻水，使CVD原料供給部分的不銹鋼溫度為30+2℃。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
實施例4在實施例1中的氣化器的CVD原料供給部分的制作中，代替作為CVD原料流路使用的細管，采用具有間隙為0.05mm的節(jié)流部分的、內(nèi)徑為0.25mm的配管，除此之外，與實施例1同樣，制作如圖3c所示的CVD原料供給部分。
除了采用該CVD原料供給部分之外，制作與實施例1同樣的氣化器，進一步制作連接與實施例1相同的脫氣器、液體流量控制滾筒、載氣供給管線等的氣化供給裝置。
采用上述氣化供給裝置，與實施例1同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Zr(DPM)4以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
實施例5制作具有如圖3b所示的各流路，內(nèi)部由氟系樹脂(PFA)構(gòu)成，與氣化器外部接觸的部分由不銹鋼(SUS316)構(gòu)成的CVD原料供給部分。氟系樹脂的構(gòu)成部分是外徑為16mm、高度為34.2mm的圓柱狀，其外側(cè)不銹鋼的厚度為2.0mm。而且，CVD原料和與其相鄰的載氣的流路由不銹鋼制的雙重管制成，它們的混合流路和上述之外的載氣流路由氟系樹脂構(gòu)成。雙重管的內(nèi)管(細管)的內(nèi)徑為0.1mm，外徑為1.59mm，外管的內(nèi)徑為1.8mm，外徑為3.18mm，混合流路和外側(cè)載氣流路的內(nèi)徑分別為0.25mm、1.8mm。A-A’面(將CVD原料、載氣向氣化室噴射的面)設(shè)定成如圖5b所示的形態(tài)。而且，CVD原料和載氣合流位置設(shè)定在距最下部5mm處。在CVD原料供給部分的側(cè)面設(shè)置通入冷卻水能夠冷卻CVD原料供給部分的冷卻管。
除了采用這種CVD原料供給部分之外，制作與實施例1相同的氣化器，進一步制作連接與實施例1相同的脫氣器、液體流量控制滾筒、載氣供給管線等的氣化供給裝置。
采用上述氣化供給裝置，與實施例1同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Zr(DPM)4以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
實施例6在實施例5中的氣化器的CVD原料供給部分的制作中，代替在CVD原料供給部分內(nèi)具有空洞并進一步包括細管的雙重管，除了作為CVD原料的流路，采用包括具有間隙為0.05mm孔的、內(nèi)徑為0.25mm的配管的雙重管(雙重管外管的內(nèi)徑為1.8mm)之外，與實施例5同樣，制作如圖3d所示的CVD原料供給部分。
除了采用該CVD原料供給部分之外，制作與實施例1同樣的氣化器，進一步制作連接與實施例1相同的脫氣器、液體流量控制滾筒、載氣供給管線等的氣化供給裝置。
采用上述氣化供給裝置，與實施例1同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Zr(DPM)4以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
而且，在實施例1～實施例6中，通過在與上述相同的條件下進行的其它氣化供給試驗，可確定產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)可產(chǎn)生CVD原料供給部分總體90％以上的CVD原料的壓力損失。
實施例7在實施例1中的氣化器的CVD原料供給部分的制作中，代替作為CVD原料流路使用的細管，采用內(nèi)徑為0.25mm的配管，除此之外，與實施例1同樣，制作CVD原料供給部分。
除了采用該CVD原料供給部分之外，制作與實施例1同樣的氣化器。進而，除了作為液體流量控制部分和氣化器之間的配管采用內(nèi)徑為0.1mm、長度為10cm的不銹鋼制細管之外，制作連接與實施例1相同的脫氣器、液體流量控制滾筒、載氣供給管線等的氣化供給裝置。
采用上述氣化供給裝置，與實施例1同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Zr(DPM)4以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
實施例8
采用與實施例7相同的氣化供給裝置，與實施例2同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Pb(DPM)2以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
實施例9采用與實施例7相同的氣化供給裝置，與實施例3同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Ti(OiPr)2以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
實施例10在實施例7的氣化供給裝置中，代替作為液體流路控制部分和氣化器之間的配管使用的細管，采用具有間隙為0.05mm節(jié)流部分的內(nèi)徑為1.8mm、長度為10cm的配管，除此之外，與實施例7同樣，制作氣化供給裝置。
采用上述氣化供給裝置，與實施例1同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Zr(DPM)4以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
實施例11在實施例7的氣化供給裝置中，代替作為液體流路控制部分和氣化器之間的配管使用的細管，采用具有間隙為0.05mm的孔的內(nèi)徑為1.8mm、長度為10cm的配管，除此之外，與實施例7同樣，制作氣化供給裝置。
采用上述氣化供給裝置，與實施例1同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Zr(DPM)4以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
實施例12在實施例7的氣化供給裝置中，代替作為液體流量控制部分和氣化器之間的配管使用的細管，采用內(nèi)徑為1.8mm、長度為10cm的配管，進而在該配管途中設(shè)置不銹鋼過濾器(日本派歐尼(株)制，SLF-M，直徑為0.01微米的均一顆粒除去率為99.9999999％)，除此之外，與實施例7同樣來制作氣化供給裝置。
采用上述氣化供給裝置，與實施例1同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Zr(DPM)4以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
在實施例7～實施例12中，通過在與上述相同的條件下進行的其它氣化供給試驗，可確定產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)可產(chǎn)生CVD原料供給部分總體90％以上的CVD原料的壓力損失。
比較例1在實施例1中的氣化器的CVD原料供給部分的制作中，代替作為CVD原料流路使用的細管，采用內(nèi)徑為0.25mm的配管，除此之外，與實施例1同樣，制作CVD原料供給部分。
除了采用該CVD原料供給部分之外，制作與實施例1同樣的氣化器。進而，制作連接與實施例1相同的脫氣器、液體流量控制滾筒、載氣供給管線等的氣化供給裝置。
采用上述氣化供給裝置，與實施例1同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Zr(DPM)4以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
比較例2采用與比較例1相同的氣化供給裝置，與實施例2同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Pb(DPM)2以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
比較例3采用與比較例1相同的氣化供給裝置，與實施例3同樣氣化供給將作為固體CVD原料的Ti(OiPr)2(DPM)2以0.3mol/L的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。
連續(xù)10個小時進行氣化供給試驗，與實施例1同樣制備的固體CVD原料的重量、氣化供給試驗中的氣化室內(nèi)的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結(jié)果在表1表示。
表1

※Zr表示Zr(DPM)4、Pb表示Pb(DPM)2、Ti表示Ti(OiPr)2(DPM)權(quán)利要求
1.一種氣化器，是具有CVD原料的氣化室、用于向該氣化室供給CVD原料的CVD原料供給部分、氣化氣體排出口和該氣化室的加熱機構(gòu)，其特征在于該CVD原料供給部分具有至少CVD原料的流路和載氣的流路，該CVD原料的流路具備產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的氣化器，其中CVD原料供給部分具有CVD原料的流路、載氣的流路和該兩個流路合流通入氣化室的CVD原料和載氣的混合流路。
3.如權(quán)利要求2所述的氣化器，其中CVD原料供給部分還具有從混合流路的氣化室噴射口的外周部分向氣化室噴射載氣的流路。
4.如權(quán)利要求1所述的氣化器，其中產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)是產(chǎn)生CVD原料供給部分整體90％以上的CVD原料的壓力損失的機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的氣化器，其中作為產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)，CVD原料流路的至少一部分使用內(nèi)徑小于CVD原料和載氣混合流路內(nèi)徑的細管。
6.如權(quán)利要求5所述的氣化器，其中細管的內(nèi)徑為0.2mm以下。
7.如權(quán)利要求5所述的氣化器，其中細管的長度為2cm以上。
8.如權(quán)利要求1所述的氣化器，其中作為產(chǎn)生CVD原料壓力損失的機構(gòu)，在CVD原料流路上設(shè)置節(jié)流部分或者孔。
9.如權(quán)利要求8所述的氣化器，其中節(jié)流部分或者孔的間隙為0.1mm以下。
10.如權(quán)利要求1所述的氣化器，其中CVD原料是將固體CVD原料溶解在有機溶劑中生成的CVD原料。
11.一種氣化供給裝置，該裝置是使CVD原料經(jīng)過液體流量控制部分供給到氣化器進行氣化，并供給到半導體制造裝置的氣化供給裝置，其特征在于在液體流量控制部分和氣化器之間，具備產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11所述的氣化供給裝置，其中產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)是產(chǎn)生CVD原料供給部分整體90％以上的CVD原料的壓力損失的機構(gòu)。
13.如權(quán)利要求11所述的氣化供給裝置，其中作為產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)，液體流量控制部分和氣化器之間的配管道至少一部分使用內(nèi)徑小于氣化器的CVD原料供給部分的CVD原料流路的內(nèi)徑的細管。
14.如權(quán)利要求13所述的氣化供給裝置，其中細管的內(nèi)徑為0.2mm以下。
15.如權(quán)利要求13所述的氣化供給裝置，其中細管的長度為2cm以上。
16.如權(quán)利要求11所述的氣化供給裝置，作為產(chǎn)生CVD原料壓力損失的機構(gòu)，在液體流量控制部分和氣化器之間的配管上設(shè)置節(jié)流部分或者孔。
17.如權(quán)利要求16所述的氣化供給裝置，其中節(jié)流部分或者孔的間隙為0.1mm以下。
18.如權(quán)利要求11所述的氣化供給裝置，其中作為產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)，在液體流量控制部分和氣化器之間設(shè)置過濾器。
19.如權(quán)利要求18所述的氣化供給裝置，過濾器是能夠以99.99％以上的除去率除去直徑0.01微米的均一顆粒的過濾器。
20.如權(quán)利要求11所述的氣化供給裝置，其中CVD原料是將固體CVD原料溶解在有機溶劑中生成的CVD原料。
全文摘要
本發(fā)明提供即使在減少隨CVD原料供給的載氣的供給量來進行氣化供給時，也能夠防止氣化室內(nèi)固體CVD原料的析出和附著，并且能夠以所需的濃度和流量極為有效地氣化供給的氣化器和氣化供給裝置。制作CVD原料供給部分至少具有CVD原料流路和載氣流路，并具備CVD原料的流路產(chǎn)生CVD原料的壓力損失的機構(gòu)的氣化器。制作在液體流量控制部分和氣化器之間具備產(chǎn)生CVD原料壓力損失的機構(gòu)的氣化供給裝置。
文檔編號C23C16/448GK1458669SQ03123649
公開日2003年11月26日 申請日期2003年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者高松勇吉, 十七里和昭, 巖田充弘, 桐山晃二, 淺野彰良 申請人:日本派歐尼株式會社