CN104822858B

CN104822858B - 原料气化供给装置

Info

Publication number: CN104822858B
Application number: CN201380057690.8A
Authority: CN
Inventors: 日高敦志; 永濑正明; 山下哲; 西野功二; 池田信; 池田信一
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2017-08-01
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: TWI503443B; US9994955B2; KR20150030770A; CN104822858A; JP5837869B2; WO2014087592A1; US20150322567A1; TW201441412A; KR101613141B1; JP2014114463A

Abstract

本发明涉及原料气化供给装置，无论是固体原料还是液体原料，都是使几乎全部原料气体不发生热分解地成为期望的高温、高蒸气压的原料气体，从而能够将高纯度且达到期望浓度的原料气体以高精度进行流量控制同时向处理腔稳定地供给。本发明的原料气化供给装置由原料收纳罐、对从液体收纳罐压送而来的液体进行气化的气化器、对来自气化器的原料气体的流量进行调整的流量控制装置、以及对气化器、高温型压力式流量控制装置及与气化器和高温型压力式流量控制装置连接的流路的期望部分进行加热的加热装置构成，至少针对所述原料收纳罐、气化器、流量控制装置、将所述各设备装置之间加以连结的流路以及介设于流路中的开闭阀中的任一个的金属表面的各液体接触部或气体接触部，实施了Al₂O₃钝化处理或Cr₂O₃钝化处理或FeF₂钝化处理。

Description

原料气化供给装置

技术领域

本发明涉及利用所谓有机金属化学气相沉积法(以下称为MOCVD法)的半导体制造装置的原料气化供给装置的改良，涉及将固体或液体或者气体的有机金属原料加热至期望的高温、不发生热分解而能够稳定地连续供给高蒸气压的原料蒸气的原料气化供给装置。

背景技术

以往以来，作为利用MOCVD法的半导体制造装置的原料气化供给装置，较多地使用起泡方式的气化供给装置。

但是，该起泡方式在所供给的原料气体的流量控制、原料气体的浓度控制及原料气体的蒸气压等方面存在诸多问题，作为解决这些问题的技术，本申请诸发明人此前公开了通过压力式流量控制装置进行原料气体的流量控制的气化器方式的原料气化供给装置(日本特开2009-252760号)。

另外，本申请诸发明人与上述气化器方式并行地，推进通过压力式流量控制装置进行原料气体的流量控制的烘烤方式的原料气化供给装置(日本特开2013-33782号、日本特开2012-234860号等)的开发。

图9是上述气化器方式的原料气化供给装置的模块结构图，由原料收纳罐T、供给量控制装置Q、气化器1、高温型压力式流量控制装置2、加热装置6(6a、6b、6c等)形成，气化器1以及压力式流量控制装置2的组合成为原料气化供给装置的主要部分。

另外，在图9中，M是加热温度控制装置，V₁是液体供给量控制阀，L是溢流阀，Gp是原料收纳罐加压用气体，LG是原料液体，G是原料气体，T₀～T₁是温度检测器，V₂～V₇是开闭阀，P₀～P₁是压力检测器，3是气化腔，4是脉动减少用孔板，5是液体积存部，7、8是流路，9是缓冲罐。

另外，图10是在上述图9中使用的气化器1的纵切立体图，3d是原料液体入口，3f、3g是加热促进体，3e是气体出口，4a是通孔。进而，图11是在上述图9中使用的气化器1与高温型压力式流量控制装置2的组合构造体的立体图，在由具有加热器10的加热板11围住的气化腔3的上部，载放并安装有高温型压力式流量控制装置2。另外，2a是流量控制装置主体部。

在上述图9的气化器1中，来自原料收纳罐T内的液体LG的供给量通过经由液体供给量控制装置Q调整罐T内的内压以及液体供给量控制阀V₁的开度来控制，根据来自气化器1的出口侧的压力检测器P₀的信号，控制液体LG的供给量，以使高温型压力式流量控制装置2的上游侧的气体压力成为规定的压力值以上。

同样，根据来自气化器1的加热温度检测器T₀的信号，经由加热温度控制装置M调整向加热装置6a的加热器的输入或液体供给量控制阀V₁的开度，利用上述液体供给量控制装置Q和加热温度控制装置M进行控制，以使高温型压力式流量控制装置2的上游侧气压成为期望的压力值以上。

上述气化器方式的原料气化供给装置通过流量控制特性稳定的高温型压力式流量控制装置2控制由气化器1气化后的原料气体，因此即使气化器1侧的温度或压力条件有所变动，流量控制精度也完全不受影响。因此，即使气化器1侧的温度控制精度或压力控制(液体流入量控制)精度有所下降，原料气体G的流量控制精度也不下降，能够稳定地进行高精度的气体流量控制。

另外，能够获得下述等的有益效果：由于利用脉动减少用孔板4将气化器1的气化腔3的内部空间划分为多个区域，因此能够减少气化腔3内的压力变动；通过由气化腔3的内部空间承担缓冲罐的作用，从而能够实现对高温型流量控制装置2的稳定气体供给；通过对气化腔3均匀地加热，从而能够进行稳定的液体成分的气化；将高温型压力式流量控制装置2内的气体接触部分的温度差抑制在大约6℃以下，能够完全防止流量控制装置主体2a内的气体的再冷凝。

另一方面，上述本申请申请人正在开发的烘烤方式的原料气化供给装置如图12的模块结构图所示，由收容原料液体LG的原料收纳罐T、将原料收纳罐T等加温的恒温加热装置12、以及调整从原料收纳罐T的内部上方空间Ta向处理腔13供给的原料气体G的流量的压力式流量控制装置2等构成。

另外，在图12中，14是原料液体供给口，15是清洗气体供给口，16是稀释气体供给口，17是其他的薄膜形成用气体供给口，18、19、20是流路，V₈～V₁₆是阀。

在原料收纳罐T的内部，适量填充着液体原料(例如TMGa等有机金属化合物等)或固体原料(例如TMIn的粉体、或使多孔性的载体装载着有机金属化合物的固体原料)，通过被恒温加热装置12内的加热器(省略图示)加热到40℃～220℃，生成该加热温度下的原料液体LG或固体原料的饱和蒸气压的原料蒸气G₀，并充满原料收纳罐T的内部空间Ta内。

另外，生成的原料蒸气G₀经过原料蒸气出口阀V₉向高温型压力式流量控制装置2流入，将被高温型压力式流量控制装置2控制为规定流量的原料气体G向处理腔13供给。

另外，在原料气体G的流路等的清洗中，通过从清洗气体供给口15供给N₂等清洗气体Gp，此外，根据需要从稀释气体供给口16供给氦、氩、氢等稀释气体G₁。进而，原料气体G的流路被恒温加热装置12加热到40℃～220℃，所以原料气体G不会再冷凝。

图13是表示烘烤方式的原料气化供给装置的主要部分的截面概要图，在原料收纳罐T的上部载放并安装高温型压力式流量控制装置2，将原料收纳罐T内的原料蒸气G₀直接向高温型压力式流量控制装置2导入，边进行流量控制边向处理腔13(省略图示)供给。

该烘烤方式的原料气化供给装置能够总是仅将纯净的原料气体G向处理腔13供给，能够高精度且容易地控制处理气体内的原料蒸气浓度。

另外，通过使用高温压力式流量控制装置2，完全没有质量流量控制器(热式质量流量控制装置)那样的由原料气体G的冷凝带来的堵塞，与使用热式质量流量控制装置的原料气化供给装置相比，能够进行更稳定的原料气体G的供给。

进而，能够获得下述等的有益效果：即使原料收纳罐T内的原料蒸气G₀的蒸气压有所变动，也能够进行高精度的流量控制；能够实现原料气化供给装置的大幅的小型化和制造成本的降低。

但是，在上述气化器方式以及烘烤方式的原料气化供给装置中，仍然存在很多要解决的问题。

首先，第1个问题是原料气体G的热分解的问题。一般而言，在半导体的工艺处理装置中，从防止管道途中的工艺气体的再冷凝和工艺处理效率的观点出发，更高蒸气压的高纯度原料气体G的稳定供给是优选的。具体而言，有的情况下要求200kPaabs.左右的高蒸气压，但为了得到200kPaabs.的蒸气压，需要将原料气体G加热到相当高的温度，例如在原料气体为TEOS的情况下需要加热并保持为200℃，在TEB的情况下需要加热并保持为150℃，在TMIn的情况下需要加热并保持为150℃，在DEZn的情况下需要加热并保持为140℃，在TiCl₄的情况下需要加热并保持为160℃。

但是，在半导体制造用的有机金属原料之中，有的由于与金属材料的接触而在比原料的沸点低的温度下气体就发生热分解，存在无法将全部的有机金属原料的气化气体在稳定的状态下供给这样的难点。

另外，在构成原料气化供给装置的设备类之中，在各种开闭阀的阀体或密封件等中使用的树脂材料成为气体接触部的设备大量存在。但是，原料气体是否会由于与这些树脂材料的接触而发生热分解，或者假设会发生热分解，那么在何种程度的加热温度下会发生原料气体的热分解等，都完全没有被验证，在这些方面也遗留着有机金属原料气体的稳定供给上的问题。

当然，以往以来，作为防止从形成流路或设备类的金属件外表面放出粒子，或者抑制金属外表面的催化作用来防止工艺气体的热分解的方案，开发并广泛利用了所谓钝化处理技术(日本特许4685012号等)。

但是，以往的这种钝化处理技术是以处理气体温度为100～120℃以下的低温气体的管道和设备类作为对象，对于处理超过150℃的高温的有机金属原料气体的管道和设备类，存在并没有对由实施钝化处理所带来的原料气体的热分解防止效果等进行充分解析的问题。

专利文献1：日本特许4605790号公报

专利文献2：日本特开2009-252760号公报

专利文献3：日本特许4685012号公报

发明内容

本发明的主要目的在于，解决上述日本特开2009-252760号等的原料气化供给装置中的如上所述的问题和与以往的钝化处理的效果等相关的问题，即，由于与金属材料的接触而在比原料的沸点低的温度下发生气体的热分解，或者由于与各种金属或树脂材料的接触而引起的原料气体的分解不明确，因此无法将全部的有机金属材料的原料气体以高纯度且高蒸气压而稳定供给，以及由于在原料气体成为超过150℃的高温的情况下的钝化处理的效果等并没有得到充分解析，因此原料气体的防止热分解的稳定性欠缺等问题，提供构造简单且能够实现制造成本的降低、并且能够将全部的有机金属原料的原料气体以期望的高蒸气压而且在稳定的状态下以高精度进行流量控制同时连续地进行气化供给的原料气化供给。

本申请技术方案1的发明为一种原料气化供给装置，具备：原料收纳罐T、对从原料收纳罐T压送而来的液体LG进行气化的气化器1、对来自气化器1的原料气体G的流量进行调整的流量控制装置2、以及对气化器1、流量控制装置2及与气化器1和流量控制装置2连接的流路的期望部分进行加热的加热装置6，发明的基本结构在于，至少针对所述原料收纳罐T、气化器1、流量控制装置2、将所述各设备装置之间加以连结的流路以及介设于该流路中的开闭阀中的任一个的各液体接触部或气体接触部，实施了钝化处理(passivationtreatment)。

另外，本申请技术方案2的发明为一种原料气化供给装置，具备：储存原料有的原料收纳罐T、向原料收纳罐T供给原料的流路18、从原料收纳罐T的内部空间部Ta向处理腔13供给原料气体G的原料气体流路19、20、控制向处理腔13供给的原料气体流量的流量控制装置2、以及将原料收纳罐T、原料气体流路和流量控制装置2加热到设定温度的恒温加热装置12，发明的基本结构在于，至少针对所述原料收纳罐、流量控制装置、将所述各设备装置之间加以连结的流路以及介设于该流路中的开闭阀中的任一个的各液体接触部或气体接触部，实施了钝化处理。

技术方案3的发明是在技术方案1或技术方案2的发明中，以Al₂O₃钝化处理或Cr₂O₃钝化处理或FeF₂钝化处理，作为对金属表面的各液体接触部或气体接触部实施的钝化处理。

技术方案4的发明是在技术方案1或技术方案2的发明中，以高温型压力式流量控制装置作为流量控制装置2。

技术方案5的发明是在技术方案1的发明中，构成为在气化器1的气化腔3的上方搭载有流量控制装置2的装置主体2a。

技术方案6的发明是在技术方案1的发明中，设有液体供给控制装置Q，该液体供给控制装置Q调整从原料收纳罐T向气化器1压送的液体量，以使流量控制装置2的上游侧的气体压力成为预定的设定压力以上。

技术方案7的发明是在技术方案1的发明中，设有加热温度控制装置M，该加热温度控制装置M调整气化器1的温度，以使流量控制装置2的上游侧压力成为预定的设定压力以上。

技术方案8的发明是在技术方案2的发明中，将清洗气体Gp的供给通路向流量控制装置2的一次侧以分支状连结，并且将稀释气体的供给通路向流量控制装置2的二次侧以分支状连结。

技术方案9的发明是在技术方案1或技术方案2中，作为形成液体接触部或气体接触部的金属材料，使用不锈钢(SUS316L)、镍基合金(Hastelloy)(C22)、钴基合金(spron)(100)中的任一个，另外，作为形成液体接触部或气体接触部的合成树脂材料，使用聚四氟乙烯树脂(PFA)，进而，作为金属外表面的钝化处理，使用Al₂O₃钝化处理。

技术方案10的发明是在技术方案9中，使压力检测器的液体接触部或气体接触部为镍基合金(C22)制成，阀类的阀座为聚四氟乙烯树脂(PFA)制成，流量控制装置2的控制阀的隔膜为钴基合金(100)制成，流路及其他设备类的结构部件为不锈钢(SUS316L)制成。

技术方案11的发明是在技术方案9的发明中，使得来自流量控制装置2的原料气体G(其中除了二乙基锌(DEZn)的原料气体之外)的加热温度为蒸气压成为200kPa abs.以下的温度。

技术方案12的发明是在技术方案9的发明中，以二乙基锌(DEZn)作为来自流量控制装置2的原料气体G，并使得其加热温度为105℃以下。

发明效果

本发明构成为，在气化器方式的原料气化供给装置中，针对所述原料收纳罐T、气化器1、流量控制装置2、将所述各设备装置之间加以连结的流路以及介设于该流路中的开闭阀中的至少任一个的各液体接触部或气体接触部，实施了钝化处理。另外，本发明的其他方式构成为，在烘烤方式的原料气化供给装置中，针对所述原料收纳罐T、流量控制装置2、将所述各设备装置之间加以连结的流路以及介设于该流路中的开闭阀中的至少任一个的各液体接触部或气体接触部，实施了钝化处理。

由此，设备类或管道等的结构件所具有的液体接触部或气体接触部处的原料热分解作用、即针对热分解的催化作用被削减，原料气体的热分解被大致完全防止。结果，不仅能够提高原料气体的加热温度，供给所期望的高蒸气压的原料气体，而且能够将高纯度的原料气体在稳定的状态下以高精度进行流量控制同时连续地进行气化供给。

尤其是，即使是由于与不锈钢的接触而在低温度下发生热分解的二乙基锌(DEZn)这样的原料气体，通过进行Al₂O₃钝化处理从而能够加热到110℃附近，也能够实现高压的原料气体供给。

附图说明

图1是有机金属原料(MO材料)的热分解特性检查装置的结构***图。

图2是表示二乙基锌(DEZn)针对各种气体接触部的材质的热分解特性的曲线。

图3是本发明的第1实施例所涉及的气化气体供给装置的结构说明图。

图4是本发明的第2实施例所涉及的气化气体供给装置的结构说明图。

图5是表示第2实施例中使用的气化器的概要的纵切立体图。

图6是表示第2实施例中使用的气化器与流量控制装置的组合状态的概要的立体图。

图7是本发明的第3实施例所涉及的气化气体供给装置的结构说明图。

图8是表示第3实施例中使用的气化器与流量控制装置的组合状态的概要的纵截面图。

图9是以往的原料气化供给装置的结构***图(专利文献2)。

图10是表示以往的原料气化供给装置中使用的气化器的概要的纵切立体图。

图11是表示以往的原料气化供给装置中使用的气化器与高温型压力式流量控制装置的组合状态的概要的纵截面图。

图12是本申请的申请人的在先申请中涉及的烘烤式原料气化供给装置的结构***图。

图13是表示本申请的申请人的在先申请中涉及的烘烤式原料气化供给装置中使用的气化器与高温型压力式流量控制装置的组合状态的概要的纵截面图。

符号说明：

T 原料收纳罐

Ta 罐内部的上方空间

LG 原料液体(MO材料)

G 原料气体

Go 原料蒸气(饱和蒸气)

Gp 原料收纳罐加压用气体

PG 清洗气体

MFC₁～MFC₃ 热量式质量流量控制装置(质量流量控制器)

V₁ 液体供给量控制阀

V₂～V₇ 开闭阀

Q 液体供给量控制装置

M 加热温度控制装置

L 溢流阀

T₀～T₁ 温度检测器

P₀～P₁ 压力检测器

Tc 罐温度调节装置

Pr 压力调整装置

RTU 反应器管件(REACTOR TUBE：反应管)

FT-IR 红外分光光度计

1 气化器

2 高温型压力式流量控制装置

2a 流量控制装置主体

2b 压电驱动部

2c 绝热用轴

3 气化腔

3d 液体入口

3e 气体出口

3f～3g 加热促进体

4 脉动减少用孔板

4a 通孔

5 液体积存部

6(6a～6c) 加热装置

7 流路

8(8a～8b) 流路

9 缓冲罐

10 加热器

11 加热板

12 恒温加热装置

13 处理腔

14 原料液体供给口

15 清洗气体供给口

16 稀释气体供给口

17 薄膜形成用气体供给口

18 流路

19 流路

20 流路

21 给液阀

22 下游侧截止阀

23 原料气体出口

具体实施方式

以下基于附图说明本发明的实施方式。

本申请诸发明人首先为了评价用于半导体制造用的各种有机金属材料(以下称为MO原料)的热分解特性，制作了如图1的试验装置，使用该装置，调查了金属表面及其温度与同其接触的各种MO原料气体的热分解开始温度的关系。另外，用于试验的金属为不锈钢(SUS316L)、钴基合金(100)和镍基合金(C22)这3种。

接着，使用相同的试验装置，针对对上述3种金属表面(气体接触部)实施了Al₂O₃钝化处理后的表面、以及对3种金属表面(气体接触部)实施了Cr₂O₃钝化处理后的表面，调查了表面温度与MO原料气体的热分解开始温度的关系。另外，所述热分解开始温度，规定为原料气体的分解比例成为5％时的温度，将此时的温度定义为原料气体(例如DMZn气体)的热分解温度。

图1中，MFC₁～MFC₃为热量式质量流量控制装置，TC为罐温度调节装置，T为原料收纳罐，PR为罐内压控制装置，RTU为反应器管件(试验用试样)，FT-IR为红外分光光度计，在原料收纳罐T内中填充着二甲基锌(DMZn·24℃下的饱和蒸气压15Torr)。

另外，虽未图示，反应器管件RTU以及FT-IR的附近由加热装置调节为100～700℃的温度。

原料气体(DMZn气体)通过所谓起泡方式从热量式质量流量控制装置MFC₃向反应器管件RTU内导入，通过FT-IR测定经过了反应器管件RTU的排出气体内的DMZn浓度，以DMZn浓度从100％下降到95％的点作为基准，判断有无其热分解。即，将DMZn的分解比例成为5％时的温度，定义为DMZn气体的热分解温度。

在试验时，设为罐温度24℃、DMZn蒸气压15Torr、起泡流量(MFC₂)7sccm、稀释气体流量(MFC₃)1043sccm、罐内压1000Torr、向反应器管件RTU的气体供给流量(MFC₃)10sccm，另外，此时基于FT-IR的气体中的DMZn的分析浓度值为100ppm。即，在供给气体10sccm中存在100ppm的DMZn。

在如上所述的条件下，将10sccm的气体经过热量式质量流量控制装置MFC₃连续地供给，其间使反应器管件RTU的温度以2℃/min的比例升温，并且通过FT-IR测定了来自反应器管件RTU的排出气体内的DMZn浓度。

另外，作为反应器管件RTU，制作了(1)SUS316L制6.35mmφ×1000mm、(2)镍基合金C22制6.35mmφ×1000mm、(3)在具有Al₂O₃钝化表面的12.7mmφ的SUS316L制管内放入钴基合金100的试验片而成的试验体、(4)对上述(1)的内表面实施Al₂O₃钝化处理而成的试验体、以及(5)对上述(1)的内表面实施Cr₂O₃钝化处理而成的试验体，并将这5种试验体用作反应器管件RTU。

另外，所述试验体(4)是通过对含有3～6wt％的铝的SUS316L制6.35mmφ×1000mm进行加热处理，在表层部形成以厚度20nm～100nm的Al₂O₃作为主体的保护膜(被膜)而得的试验体。同样，所述试验体(5)是通过在低氧分压以及弱氧化性气氛下对上述SUS316L制6.35mmφ×1000mm进行热处理，在表层部形成以厚度15～20nm的Cr₂O₃作为主体的保护膜(被膜)而得的试验体。另外，该Al₂O₃钝化处理以及Cr₂O₃钝化处理本身是公知的，因此在此省略其详细说明。

表1表示由图1的试验装置测定的各原料液体LG(MO材料)的热分解开始温度的测定结果，将各原料液体LG(MO材料)的5％被热分解了的温度定义为分解开始温度。

另外，在表1中，还记载了针对合成树脂材料(聚酰亚胺树脂PI以及聚四氟乙烯树脂PFA)制的试验片进行的试验结果。这是因为，有时在一部分设备类的气体接触部、例如在压力式流量控制装置的上游侧或下游侧设置的阀的阀座或密封件等使用合成树脂材料。

[表1]

热分解实验结果(分解开始温度：规定为MO材料分解了5％时的温度)

根据表1明确可知，在原料液体LG(MO材料)为DEZn或DMZn的情况下，通过实施Al₂O₃钝化处理以及Cr₂O₃钝化处理，MO材料的热分解开始温度大幅度提高，能够进行高温加热。另外，可知由此能够供给接近于200kPa abs.的高蒸气压的原料气体G。

另外，图2是将原料液体LG(MO材料)为DEZn的情况下的热分解特性试验的测定结果曲线化而成的附图，可知在DEZn气体的情况下，Al₂O₃钝化处理对于提高热分解开始温度是有效的。

[第1实施例]

图3表示本申请发明的第1实施例，该原料气化供给装置由原料收纳罐T、液体供给用阀21、气化器1、高温型压力式流量控制装置2等构成，在原料收纳罐T与气化器1之间设有液体供给用阀21。另外，在原料收纳罐T设有加热装置(省略图示)。

上述气化器1设有内部被划分为多个(实施例中为3室)的气化腔3、设于各室内的气化促进用的块体(省略图示)、以及对气化腔3内进行加热的加热装置(省略图示)，被气化的原料气体G从气体出口3e向高温型压力式流量控制装置2流入。

另外，在上述气化器1中，虽然设为在气化腔3的各室内设有块体和加热装置，但是也可以将气化腔3的各室仅设为空室。

所述高温型压力式流量控制装置2是公知的，其装置主体2a能够被加热装置(省略图示)进行温度调整。

另外，在图3中，22是下游侧截止阀，23是原料气体出口。

在上述第1实施例中，分别由镍基合金(hastelloy)C22形成高温型压力式流量控制装置2的压力检测器，另外，由钴基合金(spron)100形成构成高温型压力式流量控制装置2的阀体部的隔膜，进而，由PFA形成给液阀21以及下游侧截止阀22的阀座，除此以外，阀主体、气化器1、构成流路的配管等部件、流量控制装置主体2a等各设备类的气体接触部以及液体接触部全部由不锈钢(SUS316L)形成。

另外，针对上述各设备类的由不锈钢(SUS316L)、镍基合金C22以及钴基合金100构成的液体接触部和/或气体接触部，全部实施Al₂O₃钝化处理，在液体接触部和/或气体接触部整体上均匀地形成有以平均厚度20nm的Al₂O₃为主体的保护膜(被膜)。

另外，在第1实施例中施加了Al₂O₃钝化处理，但也可以取而代之实施Cr₂O₃钝化处理。另外，根据情况，也可以针对一部分设备类实施Al₂O₃钝化处理，针对其他设备类实施Cr₂O₃钝化处理。

另外，在上述第1实施例中，设为针对包括高温型压力式流量控制装置2的压力检测器中使用的镍基合金C22制隔膜、以及控制阀中使用的钴基合金100制隔膜在内的全部液体接触部和/或气体接触部实施Al₂O₃钝化处理，但也可以针对该镍基合金C22制隔膜或钴基合金100制隔膜的液体接触部和/或气体接触部，取代上述Al₂O₃钝化处理而实施氟树脂涂层处理。

根据本第1实施例，例如在原料液体LG为DEZn的情况下，如表1所示，即使将金属液体接触部或气体接触部加热到108℃，DEZn气体的分解比例也为5％以内，能够稳定地供给接近于200kPa abs.的高蒸气压的DEZn气体。

[第2实施例]

图4是第2实施例所涉及的原料气化供给装置的模块结构图，原料气化供给装置的结构与以往的图9～图11所示的装置相同。

另外，在该第2实施例中，也是分别由镍基合金C22形成高温型压力式流量控制装置2的压力检测器，另外，由钴基合金100形成构成高温型压力式流量控制装置2的阀体部的隔膜，进而，由PFA形成给液阀21以及下游侧截止阀22的阀座，除此以外，阀主体、气化器1、构成流路的部件、流量控制装置主体2a等各设备类的气体接触部以及液体接触部全部由不锈钢(SUS316L)形成。

进而，针对构成装置各设备类的由不锈钢(SUS316L)、镍基合金C22以及钴基合金100构成的液体接触部和/或气体接触部，全部实施了Al₂O₃钝化处理和/或Cr₂O₃钝化处理，在气体接触部整体上均匀地形成有以平均厚度20nm的Al₂O₃为主体的保护膜(被膜)，这一点与以往的图9～图11所示的原料气化供给装置不同。

另外，在图4～图6中，T为原料收纳罐，Q为供给量控制装置，1为气化器，2为高温型压力式流量控制装置，2a为流量控制装置主体，3为气化腔，3d为原料液体入口，3f·3g为加热促进体，3h为气体出口，4为脉动减少用孔板，4a为通孔，6(6a·6b·6c)为加热装置，7·8a·8b为流路，10为加热器，11为加热板，M为加热温度控制装置，V₁为液体供给量控制阀，L为溢流阀，Gp为原料收纳罐加压用气体，LG为原料液体，G为原料气体，T₀～T₁为温度检测器，V₂～V₇为开闭阀，P₀～P₁为压力检测器。

另外，原料气化供给装置本身的动作与以往的图9～图11的情况相同，因此在此省略其说明。

[第3实施例]

图7是第3实施例所涉及的原料气化供给装置的模块结构图，原料气化供给装置的结构与上述图12所示的结构相同。

另外，在该第3实施例中，也是分别由镍基合金C22形成高温型压力式流量控制装置2的压力检测器，另外，由钴基合金100形成构成高温型压力式流量控制装置2的阀体部的隔膜，进而，由PFA形成给液阀21以及下游侧截止阀22的阀座，除此以外，阀主体、气化器1、构成流路的部件、流量控制装置主体2a等各设备类的气体接触部以及液体接触部全部由不锈钢(SUS316L)形成。

进而，针对构成装置的各设备类的由不锈钢(SUS316L)、镍基合金C22以及钴基合金100构成的液体接触部和/或气体接触部，全部实施了Al₂O₃钝化处理，在气体接触部整体上均匀地形成有以平均厚度20nm的Al₂O₃为主体的保护膜(被膜)，这一点与上述图12所示的以往的原料气化供给装置不同。

该图7以及图8所示的第3实施例的原料气化供给装置由收容原料液体LG的原料收纳罐T、对原料收纳罐T等进行加温的恒温加热装置12、调整从原料收纳罐T的内部上方空间Ta向处理腔13供给的原料气体G的流量的压力式流量控制装置2等构成。另外，在图7以及图8中，14是原料液体供给口，15是清洗气体供给口，16是稀释气体供给口，17是其他的薄膜形成用气体供给口，V₈～V₁₆是阀。

另外，原料气化供给装置本身的动作与上述图12的情况相同，因此在此省略其说明。

在本发明所涉及的原料气化供给装置中，针对SUS316L等金属的气体接触部全部实施了Al₂O₃钝化处理或Cr₂O₃钝化处理，因此SUS316L等的气体接触部在所谓原料气体的热分解反应中的催化作用大幅削减。尤其是，如表1所示，即使是在比原材料的沸点低的SUS316L的表面温度下发生热分解的二乙基锌(DEZn)这样的有机金属原料液体，也能够几乎不发生热分解地加热到100～110℃的高温，结果能够连续且稳定地供给高纯度且高蒸气压的原料气体(DEZn气体)，起到了在以往的原料气化供给装置中无法达成的效果。

工业实用性

本发明不仅能够作为用于MOCVD法的原料的气化供给装置，而且能够适用于在半导体制造装置或化学品制造装置等中从加压储存源向处理腔供给气体的结构的全部气体供给装置。

Claims

1.一种原料气化供给装置，具备：原料收纳罐、对从原料收纳罐压送而来的液体进行气化的气化器、对来自气化器的原料气体的流量进行调整的流量控制装置、以及对气化器、流量控制装置及与气化器和流量控制装置连接的流路的期望部分进行加热的加热装置，其特征在于，

至少针对所述原料收纳罐、气化器、流量控制装置、将各设备装置之间加以连结的流路以及介设于该流路中的开闭阀中的任一个的金属表面的各液体接触部或气体接触部，实施了钝化处理，

作为所述任一个的金属表面的液体接触部或气体接触部的金属使用不锈钢SUS316L、镍基合金C22、钴基合金100中的任一个，另外，作为形成液体接触部或气体接触部的合成树脂材料使用聚四氟乙烯树脂PFA，

使所述流量控制装置的压力检测器的液体接触部或气体接触部为镍基合金C22制成，阀类的阀座为聚四氟乙烯树脂制成，

所述钝化处理为Al₂O₃钝化处理或Cr₂O₃钝化处理或FeF₂钝化处理。

2.一种原料气化供给装置，具备：储存有原料的原料收纳罐、向原料收纳罐供给原料的流路、从原料收纳罐的内部空间部向处理腔供给原料气体的原料气体流路、控制向处理腔供给的原料气体流量的流量控制装置、以及将原料收纳罐、原料气体流路和流量控制装置加热到设定温度的恒温加热装置，其特征在于，

至少针对所述原料收纳罐、流量控制装置、将各设备装置之间加以连结的流路以及介设于该流路中的开闭阀中的任一个的金属表面的各液体接触部或气体接触部，实施了钝化处理，

3.如权利要求1或2所述的原料气化供给装置，其特征在于，

流量控制装置是高温型压力式流量控制装置。

4.如权利要求1所述的原料气化供给装置，其特征在于，

构成为在气化器的气化腔的上方搭载流量控制装置的装置主体。

5.如权利要求1所述的原料气化供给装置，其特征在于，

构成为具备液体供给控制装置，该液体供给控制装置调整从原料收纳罐向气化器压送的液体量，以使流量控制装置的上游侧的气体压力成为预定的设定压力以上。

6.如权利要求1所述的原料气化供给装置，其特征在于，

构成为具备温度控制装置，该温度控制装置调整气化器的加热温度，以使流量控制装置的上游侧压力成为预定的设定压力以上。

7.如权利要求1或2所述的原料气化供给装置，其特征在于，

使流量控制装置的控制阀的隔膜为钴基合金100制成，流路及其他结构部件的液体接触部或气体接触部为不锈钢SUS316L制成。

8.如权利要求1或2所述的原料气化供给装置，其特征在于，

使得来自流量控制装置的原料气体的加热温度为蒸气压成为200kPa abs以下的温度，其中原料气体是除了二乙基锌的原料气体之外的原料气体。

9.如权利要求1或2所述的原料气化供给装置，其特征在于，

以二乙基锌作为来自流量控制装置的原料气体G，并使得该二乙基锌的加热温度为105℃以下。

10.如权利要求1或2所述的原料气化供给装置，其特征在于，

所述钝化处理为Al₂O₃钝化处理。