CN117916864A - 气化器 - Google Patents
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Abstract
由使前体气化而生成材料气体的气化部、将生成的材料气体从气化部向外部引导的气体流路、对气化部进行加热而不对气体流路进行加热的第1加热器、以及对气化部和气体流路这两者进行加热的第2加热器构成气化器。优选的是,第1加热器和第2加热器中的至少一者具有平面形状,具有每单位面积的消耗电力较大的部分和较小的部分。由此,实现一种能够利用不使用恒温槽的紧凑的结构使气化器整体的温度平衡优异并且减少电力消耗量的气化器。
Description
技术领域
本发明涉及半导体的制造所使用的气化器。
背景技术
在半导体的制造工序中,根据工序的目的而使用各种各样的种类的半导体材料气体(以下称为“材料气体”)。就材料气体中的以液体的状态储存的材料气体而言,在使用气化器使液体蒸发而变化为气体的状态之后,将其供给到半导体制造装置。在气化器中产生材料气体的手段例如有对储存于罐的液体进行加热而产生蒸气的方法等。随着半导体制造技术的进步,使用与以往的材料气体相比平衡蒸气压较低而难以气化的材料气体的机会增加(参照专利文献1)。
为了在对液体进行加热的方式的气化器中高效地供给平衡蒸气压较低的材料气体,与以往相比提高对罐进行加热的温度而提高材料气体的蒸气压的做法是有效的(参照非专利文献1)。若在向半导体制造装置供给利用该方法在罐内产生的材料气体的过程中材料气体的温度下降,则材料气体容易冷凝而复原为液体。于是,研究了用于防止材料气体在配管的内部冷凝的各种各样的手段。
例如在专利文献2中公开了一种这样的手段:利用单独的空气恒温槽分别包围加入有液体的罐的周围和供气化的气体流动的配管、质量流量控制器以及阀的周围,将两个空气恒温槽的内部保持在恒定温度。此外,例如在专利文献3中公开了一种这样的手段:设置专门对罐、流量计以及流量控制阀分别进行加热的加热装置。此外,例如在专利文献4中公开了一种这样的手段:绕供材料气体流动的配管卷绕用于对配管进行加热的带状的加热器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-74108号公报
专利文献2:日本特开平2-255595号公报
专利文献3:日本特开2003-273026号公报
专利文献4:日本特开平11-63400号公报
非专利文献
非专利文献1:佐佐木章、“扩大了适用上限温度的液体材料气化器”、日立金属技报、2012年、第28卷、p.26-29
发明内容
发明要解决的问题
在欲使用专利文献2所公开的空气恒温槽控制气化器的内部的温度的情况下,若不在罐、配管的周围设置较宽阔的用于使空气循环的空间而提高换热的效率,则难以均匀地保持空气恒温槽的内部的温度分布。此外,也需要用于使空气循环的风扇用的空间。因此,气化器的尺寸较大,存在无法设计紧凑的气化器这样的问题。此外,由于风扇具有可动部,因此存在故障的风险。
在设置专利文献3所记载的专用的装置的情况下,由于缺少恒温槽,因此存在根据供材料气体通过的路径的位置不同而容易产生温度差这样的问题。保持温度越高,则该问题越显著。在设置专利文献4所记载的带状的加热器的情况下,就粘贴加热器的位置、与配管的接触面积而言,不可避免地会产生设备间的个体差异、在长期使用的期间位置发生偏移。因此,存在气化器的性能不稳定这样的问题。
本公开是鉴于上述的问题而完成的,其目的在于实现一种紧凑且均热性优异的气化器。
用于解决问题的方案
在一个技术方案中,本公开涉及一种气化器,其向半导体制造装置供给材料气体,其中,该气化器具备:气化部,其使前体气化而生成材料气体;气体流路,其将生成的材料气体从气化部向外部引导;第1加热器,其对气化部进行加热而不对气体流路进行加热;以及第2加热器,其对气化部和气体流路这两者进行加热。
在上述的结构中,能够利用第1加热器和第2加热器这两个加热器进行气化部的加热,因此与以往技术相比气化部的温度分布较为均匀。此外,将第2加热器兼用于气化部和气体流路这两者的加热,因此与以往技术相比能够削减加热器的合计的数量而设计更紧凑的气化器。
在另一个技术方案中,本公开涉及一种气化器,在上述的结构中,此外,第1加热器和第2加热器中的至少一者具有每单位面积的消耗电力较大的部分和每单位面积的消耗电力较小的部分。在该技术方案中,能够对被加热器加热的构件中的伴随材料气体的气化和流动而产生的温度的下降显著的部分优先进行加热。在再一个技术方案中,本公开涉及一种使用气化器供给材料气体的方法。
发明的效果
根据本公开,能够利用不使用恒温槽的紧凑的结构改善气化器整体的温度平衡,并且能够减少气化器的电力消耗量。
附图说明
图1是示出本发明的气化器的第1实施例的局部剖视图。
图2是示出本发明的气化器的第2实施例的局部剖视图。
图3是示出本发明的气化器的第3实施例的配管图。
图4是示出本发明的气化器的第3实施例的俯视图。
图5是示出本发明的气化器的第3实施例的局部剖视侧视图。
图6是示出本发明的第1加热器的例子的平面图。
图7是示出本发明的第2加热器的例子的平面图。
图8是示出本发明的第3加热器的例子的平面图。
具体实施方式
以下,详细地说明用于实施本发明的方式。以下的说明及附图示出了用于实施本发明的方式的例子,用于实施本发明的方式并不限定于以下的说明及附图所示的方式。另外,在本说明书中,“上”和“下”这样的用语是以气化器安装于半导体的制造流水线而使用的状态下的重力的方向为基准定义的。
1.第1实施方式
在第1实施方式中,本发明是一种气化器的发明,该气化器向半导体制造装置供给材料气体,其中,该气化器具备使前体气化而生成材料气体的气化部、将生成的材料气体从气化部向外部引导的气体流路、对气化部进行加热而不对气体流路进行加热的第1加热器、以及对气化部和气体流路这两者进行加热的第2加热器。
<气化器>
在本说明书中,“气化器”是指向半导体制造装置供给使前体气化而生成的材料气体的装置。作为在气化器中使前体气化的手段,通常已知有烘烤方式、鼓泡方式及直接气化方式等手段。本发明的气化器只要具备使前体气化而成为气体的状态的手段即可,该手段也可以是上述公知的手段中的任一手段。此外,该手段也可以是不属于上述任一手段的新手段。
<材料气体>
在本说明书中,“材料气体”是指在半导体的制造工序中使用的气体,且是以液体或固体的前体的方式储存并需要在使用时进行使前体蒸发或升华而变化为气体的操作的气体。本说明书的材料气体是如下这样的概念:不仅包含成为构成半导体器件的图案化的元件、导线或绝缘层等的材料的气体,还包含半导体器件的蚀刻处理所使用的气体等在半导体的制造工序中使用的所有气体。在本说明书中,“前体”(precursor)是指材料气体生成之前的阶段的物质。
<气化部>
本发明的气化器具备使前体气化而生成材料气体的气化部。气化部只要具有对前体进行加热而使其气化的功能,就可以是任易的构造。在采用烘烤方式作为使前体气化的手段的情况下,气化部能够由收纳液体或固体的前体的罐构成。罐只要具有由分隔壁构成的封闭的空间,其形状就没有限定。
就将前体收纳于罐的手段而言,在前体是液体的情况下,能够使用与罐连接设置的配管将前体填装于罐内。此外,在前体是固体的情况下,能够如下这样进行:从在罐的分隔壁的局部设置的开口部向罐内填装前体,之后由盖密闭开口部。能够在罐设置用于检测前体的余量、温度、压力等的传感器。
在采用鼓泡方式作为使前体气化的方法的情况下,气化部能够由收纳液体的前体的罐和用于向罐内导入载气的配管构成。在采用直接气化方式作为使前体气化的方法的情况下,气化部能够由分别连续地导入液体的前体和气体的载气的配管和对它们连续地进行加热的部件构成。在采用上述任一手段的情况下,均是前体在气化部的内部气化而生成材料气体。
在前体是液体的情况下,在烘烤方式和鼓泡方式中,产生的气体积存在比储存于罐的前体的液面靠上方的空间。在该情况下,罐既可以是能够收纳材料气体的供给所需要的足够量的前体的较大的容积的罐,或者也可以是,构成气化部的罐自身由较小的容积的罐构成,并向气化部随时补充收纳于与其独立的具有较大的容积的储存容器的前体。在直接气化方式中,向气化部连续地供给储存于与气化部独立的容器的液体的前体来进行气化。
<气体流路>
本发明的气化器具备将生成的材料气体从气化部向外部引导的气体流路。在本说明书中,“气体流路”是指供在气化部生成的材料气体流动的路径,是如下这样的概念:除了包含配管以外,还包含后述的阀、质量流量控制器以及附属于它们的构件等具备供材料气体流动的路径的所有构件。在采用烘烤方式作为使前体气化的方法的情况下,气化的材料气体在气体流路中流动。在采用鼓泡方式或直接气化方式作为使前体气化的方法的情况下,材料气体和载气的混合气体在气体流路中流动。
气体流路的起点是设于气化部的材料气体的流出部。在像上述那样材料气体积存在气化部的上部的情况下,优选将材料气体的流出部设在气化部的上部。气体流路的终点是从气化器向外部供给材料气体的供给口,也可以像后述那样自气化器的壳体突出。具体而言,用于连接将材料气体从气化器输送至半导体制造装置的配管的接头等相当于该气体流路的终点。具有上述的结构的气体流路能够将在气化部生成的材料气体从气化部向气化器的外部引导。若在从气体流路的起点到终点的期间材料气体的温度下降,则材料气体有可能冷凝。因此,在本发明中,使用后述的第2加热器对气体流路进行加热,防止材料气体的冷凝。另外,自固体的前体产生的材料气体的温度下降而复原为固体的现象有时被称为凝固(solidification),但在本说明书中,为了避免繁琐,以下不对材料气体因温度的下降而复原为液体和固体中的任一者的现象进行区分而统一称为“冷凝”(condensation)。
在本发明的气化器中,气体流路设在气化部附近的方式在后述的第2加热器的电力效率这一点上较为优选。在本说明书中,“电力效率”是指向加热器供给的电力中的、有助于气化部和气体流路的加热的电力的比例。在气化部生成的材料气体具有密度较低而易于上升的性质。因此,气体流路设在比气化部靠上方的位置的方式在使材料气体的流动顺畅这一点上较为优选。但是,在本发明中,设置气体流路的位置并不限定于比气化部靠上方的位置。气体流路例如也可以设于气化部的侧面。
<第1加热器>
本发明的气化器具备对气化部进行加热而不对气体流路进行加热的第1加热器。第1加热器是与后述的第2加热器不同的独立的构件。第1加热器具有对气化部进行加热的功能,而不具有对气体流路进行加热的功能或者即使具有该功能其效果也是限定性的。更具体而言,第1加热器设在与气体流路分离的位置,或者设为在其与气体流路之间不存在有效的热的传递路径的状态。第1加热器具有与后述的第2加热器一起对气化部进行加热的功能。由第1加热器消耗的电力的大部分被用于对气化部进行加热。
不过,第1加热器并不是完全没有对气体流路进行加热的作用。例如,在本发明中容许,作为气化部被第1加热器和后述的第2加热器加热的结果,与被加热的气化部相邻的气体流路被加热。在本发明中容许,由第1加热器消耗的电力的一部分被用于既不是气化部也不是气体流路的其他构件的加热。
在本发明的气化器中,第1加热器设在与后述的第2加热器所设置的位置不同的位置。例如在第2加热器设在比气化部靠上方的位置的情况下,第1加热器能够设在比气化部靠下方的位置或者与气化部相同的高度的位置。在本发明中容许,为了特别的效果而设置多个第1加热器。
在本发明的气化器中,第1加热器的具体的结构只要是能够通过供给电力而对气化部进行加热的结构,就可以是任意的结构。例如,第1加热器能够包含发热电阻器和向发热电阻器供给电力的电线。此外,也可以根据气化部的结构(例如大小、形状及构造等)而将发热电阻器分割成多个部分,也可以构成为将分割成多个部分的发热电阻器并联或串联连接而供给电力。
作为控制向第1加热器供给的电力的手段,能够使用公知的温度控制技术。例如,能够在第1加热器的内部设置温度传感器,以使该温度传感器测量的第1加热器的温度与预先设定的温度一致的方式进行反馈控制。或者,能够设置对作为第1加热器加热的对象的前体的温度进行测量的温度传感器,以使该温度传感器测量的前体的温度与预先设定的温度一致的方式进行反馈控制。向第1加热器供给的电力的控制所使用的温度传感器的数量既可以是一个,也可以是两个以上。
<第2加热器>
本发明的气化器具备对气化部和气体流路这两者进行加热的第2加热器。第2加热器是与上述的第1加热器不同的独立的构件。第2加热器兼具对气化部进行加热的功能和对气体流路进行加热的功能。由第2加热器消耗的电力的一部分被用于气体流路的加热,剩余的部分被用于气化部的加热。不过,与第1加热器的情况同样,在本发明中容许,由第2加热器消耗的电力的一部分被用于既不是气化部也不是气体流路的其他构件的加热。在气体流路是一个***的情况下,第2加热器的数量通常一个就足够。但是,在本发明中容许,为了特别的目的而设置多个第2加热器。
像上述那样,在本发明中,对气化部进行加热的功能主要由第1加热器承担。关于气化部的加热,第2加热器只不过承担辅助的作用。另一方面,关于气体流路的加热,几乎没有来自第1加热器的贡献,主要依赖于第2加热器。像这样由第1加热器和第2加热器构成气化器所使用的加热器,使各个加热器承担不同的功能,从而本发明产生如以下叙述这样的以往技术中没有的特有的效果。
首先,与分别针对气化部和气体流路各利用一个专用加热器进行加热的以往技术相比较,在本发明的气化器中,虽然加热器的数量同为两个,但是利用设在互不相同的位置的第1加热器和第2加热器这两个加热器进行气化部的加热,而不是利用一个专用加热器进行气化部的加热,因此与以往技术相比气化部的温度分布更加均匀。
此外,与利用两个专用加热器进行气化部的加热、利用第3加热器进行气体流路的加热、合计使用三个加热器的以往技术相比较,在本发明中能够在不损害气化部的温度分布的均匀的情况下将加热器的数量从三个削减为两个,因此与以往技术相比能够进行更紧凑的气化器的设计。
另外,若仅是专门针对防止在气化器中产生的材料气体在气体流路的内部冷凝这样的目的,则通过充分提高气体流路的温度就能够达成上述目的。但是,仅使气化器的局部在所需程度以上的高温下进行动作,会导致该高温部分的部件的劣化、流量精度的下降以及可靠性的下降等。此外,也有可能由过度的升温引起材料气体变质或热分解,而使源自材料气体的异物附着于气体流路的内部,在流量传感器、阀等发生堵塞。
因而,在理想的气化器中,期望的是,将从气化部的流出部到供给口的气体流路整体均匀地加热到所需最低限度的温度,从而避免由材料气体的过度的加热造成的上述的障碍。采用本发明的第1加热器和第2加热器作为气化器的加热手段,对于针对气体流路整体的温度均匀地进行加热而言是有效的。由此,产生如下效果:气化器所产生的材料气体的流量精度、可靠性的提升、通过故障的产生频率的下降、抑制微粒而实现的半导体制造工艺的可靠性的提升、维护频率的下降等。
在本发明的气化器中,第2加热器的具体的结构与第1加热器的情况同样,只要是能够通过供给电力而对气化部进行加热的结构,就可以是任意的结构。例如,第2加热器能够包含发热电阻器和向发热电阻器供给电力的电线。此外,也可以根据气化部和气体流路的结构(例如大小、形状及构造等)而将发热电阻器分割成多个部分,也可以构成为将分割成多个部分的发热电阻器并联或串联连接而供给电力。
与第1加热器的情况同样,作为控制向第2加热器供给的电力的手段,能够使用公知的温度控制技术。例如,能够在第2加热器的内部设置温度传感器,以使该温度传感器测量的第2加热器的温度与预先设定的温度一致的方式进行反馈控制。或者,也可以设置对作为第2加热器加热的对象之一的气体流路的温度进行测量的温度传感器,以使该温度传感器测量的气体流路的温度与预先设定的温度一致的方式进行反馈控制。向第2加热器供给的电力的控制所使用的温度传感器的数量既可以是一个,也可以是两个以上。一个温度传感器测量的温度也可以共用于向第1加热器供给的电力的控制和向第2加热器供给的电力的控制这两者。
<具有平面形状的第2加热器>
在优选的实施方式中,本发明是如下这样的气化器的发明:第1实施方式的第2加热器具有平面形状,气化部位于第2加热器的一面侧,气体流路位于第2加热器的另一面侧。在本说明书中,第2加热器“具有平面形状”是指第2加热器自身的形状呈又薄又平的形状。第2加热器的形状只要是平面形状即可,其平面的轮廓的形状没有特别的限定,也可以是任意的形状。此外,第2加热器的厚度既可以在整个平面上均匀,相反地,也可以具有厚度不同的部分。
具有平面形状的第2加热器需要能够向一面和另一面这两者供给热。在该情况下,向另一面供给热的供给能力和向一面供给热的供给能力既可以相等,或者也可以不同,但无论在哪一面热的供给能力都不是零。通过设为气化部位于第2加热器的一面侧,气体流路位于第2加热器的另一面侧,从而在第2加热器中产生的热被同时分配到位于一面侧的气化部和位于另一面侧的气体流路。换言之,第2加热器位于气化部和气体流路之间,向这两者供给热。在该优选的实施方式中,由于在第2加热器产生的热的大部分对气化部和气体流路中的任一者进行加热,因此第2加热器的电力效率得到提高。
此外,在上述的优选的实施方式中,具有平面形状的加热器与以往技术的带状的加热器不同,加热器的形状不会变化。因此,加热器和加热器欲加热的对象之间的距离和其他的相互的位置关系在设计阶段被固定下来,即使重复生产同一设计的气化器,位置关系的再现性也较高,因此,关于温度分布,能够减小气化器的设备间的个体差异。也就是说,谁来制作都能够生产相同性能的气化器。此外,与带状的加热器相比由长期使用引起的经时的变化也较少。
<与平面形状的第2加热器的接触>
在更优选的实施方式中,本发明是如下这样的气化器的发明:基于上述的优选的实施方式,气化部不与平面形状的第2加热器的一面接触,而气体流路与第2加热器的另一面接触。在本说明书中,具有平面形状的加热器的某个面和其他的构件“接触”是指如下这样的状态:加热器的某个面和其他的构件在物理上接触,在加热器和其他的构件之间进行的热的移动主要由热传导引起。本说明书的“接触”是如下这样的概念:不仅是指加热器和其他的构件直接接触的情况,还包含加热器和其他的构件隔着中间构件间接接触的情况。
如下这样的情况不相当于本说明书的“接触”这样的状态:在加热器和其他的构件之间存在不能无视的间隙,在两者之间进行的热的移动主要由对流或热辐射引起,而不是由热传导引起。上述的“气化部不与第2加热器的一面接触”意味着这样的状态。一般来讲,在温度差和其他的条件相同的情况下,由对流或热辐射引起的热的移动比由热传导引起的热的移动缓慢。
在该实施方式中,气化部不与第2加热器的一面接触,气化部和第2加热器配置并固定为相互保持有间隔的状态。气化部和第2加热器之间的间隔既可以是恒定的距离,也可以是距离根据位置而变化,但不存在两者之间的距离为零的部分。在气化部和第2加热器之间的空隙存在空气或环境气体。这些气体的导热率比固体的导热率小得多。此外,在空隙不那么大的情况下,也难以引起对流。因此,在第2加热器产生的热几乎不通过热传导、对流而向气化部传递,主要通过热辐射而向气化部传递。另外,在本发明中,对于第2加热器和气化部利用截面积较小的支承构件等间接地接触的方式,在由该支承构件等引起的热传导不对本发明的效果产生较大影响的限度下是被容许的。
相对于此,气体流路配置并固定为与第2加热器的另一面接触的状态。气体流路和第2加热器的接触既可以是两者彼此直接接触,也可以是隔着设于两者之间的中间构件而两者间接接触。此外,接触是面彼此间的接触且中间构件由易于传导热的材料构成的方式在第2加热器的电力效率这一点上较为优选。无论在哪一结构中,在第2加热器产生的热的一部分都主要通过热传导而向气体流路的至少局部传递。气体流路中的与第2加热器接触的部分只要是至少局部即可,接触的部分的数量也可以是一个或两个以上。通过气体流路的至少局部与第2加热器接触,从而对该部分进行加热,防止在气体流路中流动的材料气体的冷凝。
根据更优选的实施方式的上述的结构,热从第2加热器向不与该第2加热器接触的气化部的移动比热从第2加热器向与该第2加热器接触的气体流路的移动缓慢。其结果,在第2加热器产生的热向气化部分配得较少,与其相比向气体流路分配得较多。在该更优选的实施方式中,即使在使用作为共用的热源的第2加热器将与该第2加热器接触的气体流路加热到高温的情况下,也能够防止不与该第2加热器接触的气化部的温度变得过高。其结果,能够避免气化器的局部的过度的温度上升并且仅对所需的部位进行加热。也就是说,能够接近上述的气化器的理想的温度分布。
加热器的某个面和其他的构件之间的接触是两者具备的外表面彼此间的面接触的方式在加热器的电力效率这一点上较为优选。在本发明中容许,在彼此面接触的加热器和其他的构件之间存在由加工精度、表面的凹凸等引起的例如0.50mm以下的微小的间隙。
通过使气体流路中的、特别担忧材料气体的由温度的下降引起的冷凝的部分优先与第2加热器接触来防止该部分的材料气体的冷凝的方式在第2加热器的电力效率这一点上较为优选。具体而言,能够以使第2加热器的表面和气体流路中的欲优先加热的部分直接接触的方式设计两者的形状,或者设置同第2加热器的表面和该部分这两者接触的中间构件。另外,在本发明中,就气体流路中的不与第2加热器接触的部分而言,在第2加热器产生的热的一部分通过热辐射或对流而传递到气体流路,这作为第2加热器所具有的次要的作用是当然被容许的。
像上述那样,在本发明的气化器的结构中,热从第2加热器向不与该第2加热器接触的气化部的传递主要通过热辐射来进行,热从第2加热器向至少局部与该第2加热器接触的气体流路的传递主要通过热传导来进行。在温度差、截面积等条件相同的情况下,通过热辐射进行的热的传递与通过热传导进行的热的传递相比移动的热量较少且不是局部的。因而,在第2加热器产生的热较多且局部地分配到气体流路的加热,与其相比较少且整体地分配到气化部的加热。由此,即使在将气体流路加热到能够防止材料气体的冷凝的温度的情况下,气化部中的靠近第2加热器的位置也不会被过度地加热。其结果,能够减少由气化部的加热引起的问题,并且使用作为共用的热源的第2加热器对气化部和气体流路同时进行加热,能够谋求加热器的个数的削减和气化器的紧凑化。
此外,在着眼于气化部整体的加热时,像上述那样,在本发明的气化器的结构中,气化部被通过来自与自身接触的第1加热器的热传导进行的高效率的热传递和通过来自不与自身接触的第2加热器的热辐射进行的非局部的热传递这两种热传递手段加热。由此,例如与利用与气化部接触的一个或两个以上加热器对气化部进行加热的以往的结构相比,能够使气化部整体的温度分布更均匀,因此,能够使气化的材料气体的供给量稳定,削减总计的消耗电力。
<与平面形状的第1加热器的接触>
在进一步优选的实施方式中,本发明是如下这样的气化器的发明:基于上述的更优选的实施方式,第1加热器具有平面形状,气化部与第1加热器的一面接触。在本说明书中,第1加热器“具有平面形状”与第2加热器的情况同样,是指第1加热器自身的形状呈又薄又平的形状。第1加热器的形状只要是平面形状即可,其平面的轮廓的形状没有特别的限定,也可以是任意的形状。此外,第1加热器的厚度既可以在整个平面上均匀,也可以具有厚度不同的部分。
在该实施方式中,气化部配置并固定为与第1加热器的一面接触的状态。气化部中的与第1加热器接触的部分只要是除了第2加热器所设置的部分以外的局部即可,接触的部分的数量也可以是一个或两个以上。通过气化部的至少局部与第1加热器接触,从而对该部分进行加热,促进气化部的内部的前体的气化。
通过使气化部中的、特别担忧前体的由气化引起的温度的下降的部分优先与第1加热器接触来促进该部分的气化的方式在第1加热器的电力效率这一点上较为优选。例如在前体是液体且使前体气化的手段是烘烤方式或鼓泡方式的情况下,气化热在填装于罐的前体的液面处被拿走。在这样的情况下,优选的是,在罐的侧面或底面设置第1加热器,进行控制以防止前体的温度下降。另外,在将第1加热器设于罐的底面的情况下,存在由于前体的对流而使前体整体的温度均匀化的倾向,因此,也不是必须将第1加热器设于罐的侧面的靠近液面的部位。
<罐的均热>
在优选的实施方式中,本发明是如下这样的气化器的发明:前体是液体,气化部是收纳前体的罐,第1加热器和第2加热器配置于隔着罐而相对的位置。在该实施方式中,前体在常温下是液体,由收纳液体的前体的罐构成气化部。此外,第1加热器和第2加热器配置于隔着构成气化部的罐而相对的位置。即,与罐的一面接触地配置第1加热器,并且在位于与该一面相对的位置的另一面侧以不与罐接触的方式配置第2加热器。具有平面形状的第2加热器的不与罐接触的方向的面与气体流路接触。
在这样的配置中,第2加热器配置在隔着罐而距第1加热器最远的面。由于该面也是最难以被第1加热器加热的面,因此在仅利用第1加热器进行液体的前体的加热的情况下,气化了的材料气体有可能在该面附近冷却而冷凝。通过在该面侧配置第2加热器而加热到适度的温度,从而能够使罐内的温度分布均匀。与此同时,能够利用第2加热器也将气体流路加热到适度的温度,因此,在包含气化部和气体流路的气化器整体上不存在温度极高或极低的部位,加热器的电力效率也得到提高。
在更优选的实施方式中,本发明是如下这样的气化器的发明:基于上述的优选的实施方式,第1加热器位于罐的底部,第2加热器位于罐的上部。像上述那样,第1加热器对气化部(罐)进行加热,因此,通过配置于罐的底部从而对作为液体的前体始终接触的部分进行加热,因此第1加热器的电力效率得到提高。此外,由于作为液体的前体在罐内对流,因而罐的底部附近的前体的温度和气化表面附近的前体的温度之差较小。并且,由于在气化表面气化了的材料气体能够在气化表面和罐的顶部之间的空间对流,因此罐的上部也会被材料气体一定程度地加热。这样的话,由第2加热器对罐进行的加热较少也无妨,因此第1加热器和第2加热器总体的电力效率得到提高。
<阀和质量流量控制器>
在本发明的优选的实施方式中,气体流路包含阀和质量流量控制器。阀只要具有关闭气体流路的功能,就可以是任意的构造的阀。通过操作阀,从而即使在气化部持续产生材料气体的情况下,也能够使材料气体从气化器向半导体制造装置的供给瞬时地停止或开始。质量流量控制器只要具有控制在气体流路中流动的材料气体的流量的功能,就可以是任意的构造的质量流量控制器。通过使用质量流量控制器,从而能够将从气化器向半导体制造装置供给的材料气体的流量控制为任意的量。关闭上述的气体流路的阀也可以由质量流量控制器所具备的流量控制阀代替。
阀和质量流量控制器其自身具备单独的气体流路。在上述的优选的实施方式中,将材料气体从气化部向外部引导的配管同阀和质量流量控制器单独具备的单独的气体流路浑然一体而构成本发明的气体流路。阀和质量流量控制器单独具备的气体流路与第2加热器接触,在第2加热器产生的热通过热传导而向这些单独的气体流路传递。其结果,气体流路的至少局部与第2加热器接触,被第2加热器加热。
在阀的封闭面的下游区域,存在因绝热膨胀而材料气体的温度易于下降的倾向。在质量流量控制器所具备的流量控制阀的封闭面的下游区域,也同样能观察到该倾向。通过对阀和质量流量控制器所具有的这些区域优先进行加热,从而能够有效地防止伴随绝热膨胀产生的材料气体的温度的下降和冷凝。
作为利用与阀接触的第2加热器对阀所具备的气体流路进行加热的具体的手段,例如能够采用使第2加热器的表面与构成阀的主体(阀箱)的构件的表面接触的手段、使由导热率较高的材料构成的中间构件介于第2加热器和阀的主体之间的手段等。作为利用与质量流量控制器接触的第2加热器对质量流量控制器所具备的气体流路进行加热的具体的手段,例如能够采用使第2加热器的表面与构成质量流量控制器的主体(基体)的构件的表面接触的手段、使由导热率较高的材料构成的中间构件介于第2加热器和质量流量控制器的主体之间的手段等。
在本发明的优选的实施方式中,从气化部向外部引导材料气体的气体流路的数量既可以是一个***,也可以是两个***或者比两个多的***。在气化部的每单位时间的材料气体的产生量足够大的情况下,气体流路的数量越多,则能够在不使材料气体的压力变高的情况下增大流量。在本发明的气化器具备多个气体流路的情况下,既可以是气体流路各自具备阀和质量流量控制器,或者也可以是利用一个阀或质量流量控制器同时进行多个气体流路的开闭或流量控制。也可以在气体流路的从气化部到外部的中途设置用于使气体流路分支或合流的歧管。
<壳体>
在本发明的优选的实施方式中,气化器还具备收纳气化部、气体流路、第1加热器以及第2加热器的壳体。壳体是收纳本发明的气化器的结构构件整体的容器。具备壳体的气化器与不具备壳体的气化器相比不易受到周围的环境即温度、湿度、风速、腐蚀性气体、静电、粉尘等的变化的影响,因此能够更稳定地供给材料气体。此外,在万一气化器发生故障而材料气体从气化器泄漏到外部这样的情况下,若有壳体,则能够使由该泄漏引起的损害波及的范围成为限定性的。
上述的优选的实施方式中的壳体也可以不具有例如专利文献2所公开的空气恒温槽这样的对内部的空气进行搅拌的功能,也可以不由完全密闭的容器构成。作为构成壳体的材料,例如若是由金属或合金构成的板材,则即使较薄也具有充分的强度,因此能够使气化器整体的尺寸紧凑,较为优选。
上述的优选的实施方式中的壳体优选还具备绝热部件。通过壳体具备绝热部件,从而能够抑制在第1加热器和第2加热器产生的热向气化器的外部散出,将产生的热的大部分没有浪费地用于气化部和气体流路的加热。绝热部件可以配置于构成壳体的容器的内表面侧和外表面侧中的任一者,但在气化器的操纵和美感这一点上优选配置于容器的内表面侧。绝热部件既可以配置于构成壳体的容器的整个面,或者也可以局部地仅配置于特别需要绝热的部位。
作为绝热部件的具体例,例如能够使用在壳体的内侧粘贴由硅胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)等材料形成的多孔质片等手段。也可以是,构成壳体的容器自身采用绝热性能较高的材料。
<每单位面积的消耗电力>
在本发明的优选的实施方式中,第1加热器和第2加热器中的至少一者由平面状的发热体构成,发热体具有每单位面积的消耗电力较大的部分和较小的部分。在本说明书中,“每单位面积的消耗电力”也是指瓦特密度,就平面状的发热体的某个区域而言,是指在该区域消耗的电力除以该区域的面积而得到的值。每单位面积的消耗电力就是发热体的该区域的发热量。若无视发热体的面内方向上的热的移动,则该发热量成为从发热体的表面和背面产生的热量的合计值。
在平面状的发热体中,对于设置每单位面积的消耗电力较大的部分和较小的部分,例如能够通过设置发热体的每单位面积的发热电阻丝的密度较密的部分和较疏的部分、或者设置发热电阻丝的每单位长度的电阻值较高的部分和较低的部分等手段来实现。通过将每单位面积的消耗电力较大的部分配置在前体或材料气体的温度的下降显著的部位,将每单位面积的消耗电力较小的部分配置在温度不怎么下降的部位,从而能够抑制加热器消耗的电力量的总量并且对需要的部位优先进行加热。
<第3加热器>
在本发明的优选的实施方式中,气化器具备对气体流路进行加热而不对气化部进行加热的第3加热器。第3加热器是与上述的第1加热器以及第2加热器不同的独立的构件。第3加热器主要出于对气体流路进行加热的目的而使用。优选的是,第3加热器设在气体流路中的、由于距气化部和第2加热器最远且靠近气化器的外部因而材料气体的温度最容易下降的位置。由此,与对气化器的内部整体进行加热的情况相比,能够以更少的消耗电力防止材料气体的冷凝。第3加热器的具体的结构与第1加热器以及第2加热器同样,能够包含发热电阻器、电线以及温度传感器。在气体流路是一个***的情况下,第3加热器的数量通常是一个就足够。但是,在本发明中容许,为了特别的目的而设置多个第3加热器。
2.第2实施方式
在第2实施方式中,本发明是一种使用气化器向半导体制造装置供给材料气体的方法的发明,该气化器具备使前体气化而生成材料气体的气化部、将生成的材料气体从气化部向外部引导的气体流路、对气化部进行加热而不对气体流路进行加热的第1加热器、以及对气化部和气体流路这两者进行加热的第2加热器,其中,控制向第1加热器供给的电力和向第2加热器供给的电力,使气体流路的温度比气化部中的前体的温度高。该方法的发明所使用的气化器的结构与上述的第1实施方式中的气化器的结构相同,因此在此省略说明。
在本发明的方法中,控制向第1加热器供给的电力和向第2加热器供给的电力,使气体流路的温度比气化部中的前体的温度高。像上述那样,气化部中的前体被第1加热器和第2加热器加热,但由第1加热器进行的加热是主要的,由第2加热器进行的加热是辅助的。因而,例如能够利用温度传感器等部件测量气化部中的前体的温度,以使该温度在预定的范围内的方式控制向第1加热器供给的电力。另一方面,气体流路被第2加热器加热。因而,例如能够利用温度传感器等部件测量气体流路的温度,以使该温度比前体的温度高的方式控制向第2加热器供给的电力。不过,以使气体流路的温度比气化部中的前体的温度高的方式控制的具体的手段并不限定于上述的手段。
气化部中的前体的温度成为在气化部气化了的材料气体的温度的指标。由于气化而拿走气化潜热,因此认为在气化部刚刚气化之后的材料气体的实际的温度比前体的温度略低。此外,与液体或固体的前体相比,准确地测量材料气体的温度通常较为困难。于是,在本发明的方法中,测量可靠性更高的气化部中的前体的温度来替代直接测量材料气体的温度。前体的温度的测量例如能够利用在气化部的内部设置的温度传感器等进行。
在本发明中,“气体流路的温度”是指构成气体流路的配管、阀的主体(阀箱)或质量流量控制器的主体(基体)的温度。理想的是,在测量气体流路的温度时测量气体流路中的、材料气体接触的内侧的面的温度。但是,这伴随有技术上的困难,因此也可以测量配管、阀的主体(阀箱)或质量流量控制器的主体(基体)暴露在外部空气的部分的温度,并将该温度视为气体流路的温度。或者,也可以在这些部分的局部设置用于***温度传感器的孔,并测量该孔的内部的温度。
在本发明的方法中,作为控制向第1加热器供给的电力和向第2加热器供给的电力的结果,能够使气体流路的温度比气化部中的前体的温度高。像上述那样,认为从气化部向气体流路流入的材料气体的温度比气化部中的前体的温度低。因而,只要通过上述的温度控制将气体流路的温度保持为比气化部中的前体的温度高的温度,就能够使气体流路的温度比在该气体流路中流动的材料气体的温度高,能够可靠地防止在气体流路中材料气体冷凝的情况。
实施例1
<第1实施例>
以下,使用附图更具体地说明用于实施本发明的方式。图1是示出本发明的气化器的例子的局部剖视图。该气化器1采用烘烤方式作为使前体P气化的手段,具备由用于储存液体的前体P并使其气化的罐2a构成的气化部2。利用未图示的配管从外部向气化部2注入液体的前体P。在气化部2的内部设有用于测量前体P的温度的未图示的温度传感器。
在气化部2之上设有气体流路3。气体流路3例如能够由配管等构成。气体流路3开始于在构成气化部2的罐2a的上表面设置的流出部3a,结束于供给口3b。在气体流路3设有未图示的温度传感器。
在气化部2的底部的外侧设有第1加热器4。本实施例的第1加热器4是由利用橡胶成形发热电阻丝的橡胶加热器构成的平面状的加热器。第1加热器4与气化部2的作为局部的底面接触地设置,不与气体流路3接触。在第1加热器4产生的热通过热传导而经由气化部2的底面向前体P传递。从被加热的前体P的液面产生的材料气体滞留在气化部2的上部,从流出部3a通过气体流路3到达供给口3b,从此处通过未图示的外部配管向半导体制造装置供给。
在气化部2的上表面的外侧设有第2加热器5。与第1加热器4的情况同样,本实施例的第2加热器5也是由利用橡胶成形发热电阻丝的橡胶加热器构成的平面状的加热器。第2加热器5不与气化部2接触地设置。即,在第2加热器5的底面和气化部2的上表面之间存在一定距离的间隙d。该间隙d的大小被调整为2.0mm以上且5.0mm以下。由于存在该间隙d,因此在第2加热器5产生的热主要通过热辐射而向气化部2传递,而不是通过热传导而向气化部2传递。
在第2加热器5和气化部2之间存在未图示的间隔件,将两者之间的间隙d保持为一定的值。由于间隔件的截面积较小,因此,通过经由间隔件的热传导而从第2加热器5向气化部2传递的热量与通过热辐射而传递的热量相比足够小,是能够无视的程度。
另一方面,第2加热器5与气体流路3接触地设置。具体而言,第2加热器5的上表面与气体流路3的下部接触。由此,在第2加热器5产生的热的一部分通过热传导而向气体流路3传递。另外,在图1中,描绘成在第2加热器5的上表面和气体流路3的下部之间存在间隙,但该间隙只是出于能够将两者视觉识别为独立的构件的意图而设置的。实际上,第2加热器5的上表面和气体流路3的下部在本说明书中定义的意义上接触。
在本实施例的气化器1中,构成气化部2的罐2a被设于其下表面的第1加热器4和位于上方的第2加热器5夹着。利用该结构,即使储存于气化部2的前体P的液位变动,也能够将气化部2的内部的温度分布维持在均匀的状态。此外,由于在气化部2的侧面未设置加热器,因此能够使气化部2占满气化器1的设置面积的几乎全部。
对于使用本实施例的气化器1向半导体制造装置供给材料气体,控制向第1加热器4供给的电力和向第2加热器5供给的电力,使气体流路3的温度比气化部2中的前体P的温度高。由此,能够防止气体流路3中的材料气体的冷凝。对于控制向两个加热器供给的电力,例如基于由温度传感器测量的前体P的温度和气体流路的温度,使未图示的电源和控制电路工作即可。电源和控制电路既可以内置于气化器1,也可以构成为与气化器1独立的单元。
<第2实施例>
图2是示出本发明的气化器的另一例的局部剖视图。在该实施例中,在气体流路3的中途连接有阀3c和质量流量控制器3d。阀3c和质量流量控制器3d其自身具备单独的气体流路。构成气体流路3的配管同阀3c和质量流量控制器3d所具备的单独的气体流路浑然一体而构成气化器1的气体流路3。
第2加热器5的上表面侧粘贴于加热板5a,阀3c和质量流量控制器3d隔着中间构件5b固定于加热板5a的上表面。本实施例的加热板5a和中间构件5b由导热率较高的铝合金构成。加热板5a的厚度被调整为5.0mm以上且10mm以下。由此,第2加热器5和加热板5a的面内方向上的温度分布较为均匀。在第2加热器5产生的热的一部分经由加热板5a和中间构件5b通过热传导而向阀3c和质量流量控制器3d传递。与图1所示的例子的情况同样,在图2所示的例子中也是,第2加热器5不与气化部2接触地设置。即,在第2加热器5的底面和气化部2的上表面之间存在一定距离的间隙d。
气化部2、气体流路3、第1加热器4以及第2加热器5整体收纳于由金属板构成的壳体7。在壳体7的内侧在整个面贴有由硅胶构成的片作为绝热部件7a。由此,能够防止热从气化部2的底面和侧面以及气体流路3之上的空间向气化器1的外部散出,因此能够提高第1加热器4和第2加热器5的电力效率。
<第3实施例>
图3是本发明的气化器中的接近实际的产品的实施例的配管图。在该第3实施例中,与第1实施例和第2实施例不同,气体流路3不是一个***,而是设有两个***。即,供材料气体从罐2a流出的流出部3a有两处,在各个气体流路各设有一个阀3c。气体流路在阀3c的出口暂且合流之后分支向两台质量流量控制器3d。气体流路在质量流量控制器3d的出口再次合流而从供给口3b向外部供给材料气体。这样一来,也能够应对大流量。从前体供给阀2b向气化部2供给前体P,并储存于气化部2。在欲从气体流路3排出材料气体时,从吹扫气体阀3g向气体流路3导入吹扫气体。
图4是第3实施例的气化器的俯视图。在此示出了罐2a的上表面的构件和配管的配置。在罐2a产生的材料气体从未图示的两处流出部3a流出,并经过两个阀3c,之后到达第1歧管3e而合流。该第1歧管3e隔着与位于罐2a的上部的第2加热器5相连的中间构件5b而与第2加热器5的上表面接触。此外,两个阀3c的底部也隔着中间构件5b而与第2加热器5的上表面接触。接着,材料气体从第1歧管3e分支向两个质量流量控制器3d的配管,并经过质量流量控制器3d,之后到达第2歧管3f而合流,并从一处供给口3b向外部供给。另外,第3实施例的气化器1还具备对气体流路3进行加热的第3加热器6。第3加热器6的详细内容随后叙述。
图5是第3实施例的气化器的局部剖视侧视图。在此,记载有质量流量控制器3d,在侧视时处于相同位置的阀3c被遮挡在质量流量控制器3d的背后而看不到。如图所示,支承第1歧管3e的中间构件5b呈字母L形的形状,螺纹固定于第2加热器5的上表面。该中间构件5b由易于传导热的铝合金板构成。气化器1整体被壳体7包围,在壳体7的内侧的局部设有绝热部件7a。此外,在壳体7的内部设有用于供给吹扫气体的吹扫气体配管7b。在图5所示的第3实施例的气化器1中,罐2a的上表面和第2加热器5的下表面之间的间隙d的距离为3.0mm。
图6是表示第3实施例的第1加热器4的平面图。第1加热器4由与罐2a的底面大致相同形状的平面状的橡胶加热器构成。罐2a的底面的中央部与周边部相比散热较少,温度不易下降。因此,在图6所示的第1加热器4中,设为与罐2a的周边部接触的周边部4a的部分的每单位面积的消耗电力大于与罐2a的中央部接触的中央部4b的部分的每单位面积的消耗电力,提高第1加热器4的电力效率。
在图6所示的第1加热器4的一角,出于防止第1加热器4被过度加热的目的而设有温度熔断器4d。温度熔断器4d所设置的部分4c的位置的每单位面积的消耗电力比中央部4b更小,提高温度熔断器4d的灵敏度。例示出该第1加热器4的实施例的各部分的每1平方厘米的消耗电力,周边部4a为0.9瓦特,中央部4b为0.6瓦特,部分4c为0.4瓦特。
图7是示出第3实施例的第2加热器5的平面图。图7以与图4的俯视图相同的比例尺和朝向描绘。第2加热器5由纵横的最大尺寸是与罐2a的上表面大致相同的尺寸的平面状的橡胶加热器构成。图7的部分5c是图4所示的两个质量流量控制器3d中的位于外侧的质量流量控制器3d所配置的位置,每单位面积的消耗电力最大。其原因在于,与位于内侧的质量流量控制器3d所配置的位置相比,向壳体7的外侧散出的热量较大。部分5d是阀3c所配置的位置,由于与质量流量控制器3d相比温度下降较少,因此将每单位面积的消耗电力抑制得较低。由此,提高第2加热器5的电力效率。
在图7中,第2加热器5被呈矩形地切除的部分5e是由于如图4所示不存在应加热的构件而未设置第2加热器5的缺损部。在第2加热器5产生的热通过热辐射而向气化部2侧传递,经由加热板5a和中间构件5b通过热传导而向气体流路3侧传递。与第1加热器4的情况同样,在图4所示的第2加热器5的局部,出于防止第2加热器5被过度加热的目的而设有温度熔断器5f。例示出该第2加热器5的实施例的各部分的每1平方厘米的消耗电力,部分5c为1.0瓦特,部分5d为0.7瓦特,缺损部5e为零。
图8是示出第3实施例的第3加热器6的平面图。第3加热器6成为在加热板6a的局部粘贴有橡胶加热器6b的构造。加热板6a由厚度为20mm的铝板构成,被加工成供包含歧管3e的气体流路3刚好嵌入的形状。利用该结构,在橡胶加热器6b产生的热经由加热板6a到达气体流路3。与第1加热器4和第2加热器5的情况同样,在图8所示的第3加热器6的局部,出于防止第3加热器6被过度加热的目的而设有温度熔断器6c。该第3加热器6的实施例的橡胶加热器6b的每1平方厘米的消耗电力为0.8瓦特。
接着,示出使用上述的第3实施例的气化器1使作为材料气体的一种的四乙氧基硅烷(TEOS)气化时的气化器1的各部分的设定温度的例子,具体地说明本发明的效果。气化器1具备:第1传感器,其测量作为储存于罐2a的前体P的温度的第1温度:以及第2传感器,其测量作为构成两台质量流量控制器3d中的位于图4的外侧的质量流量控制器3d的主体(基体)的构件的温度的第2温度。这些传感器均未图示,但为铂测温电阻体或热电偶。第1加热器4以使第1温度与预先设定的温度一致的方式被反馈控制,第2加热器5以使第2温度与预先设定的温度一致的方式被反馈控制。第3加热器6构成为使气体流路3的被第3加热器6加热的部分的温度比气体流路3的被第2加热器5加热的部分的温度高。
上述这样的结构例如能够通过如下方法来实现:在气体流路3的被第3加热器6加热的部分也配设温度传感器,以使由该温度传感器检测的温度比第2温度高的方式对第3加热器6进行反馈控制。但是,在该情况下,气化器1的结构要素增加,整体上的控制复杂化,作为结果担忧导致气化器1的成本增大等问题。此外,优选的是,像前述那样,第3加热器6设于气体流路3中的距气化部2和第2加热器5最远且靠近气化器1的外部因而材料气体的温度最容易下降的位置。这样的位置的气体流路3的部分通常是不包含阀3c和质量流量控制器3d的单纯的配管。即,就该部分而言,担忧由高温引起的构成阀3c和/或质量流量控制器3d的部件的劣化、流量精度的下降以及可靠性的下降等问题的必要性相对较低。因而,该部分的温度只要能够维持在足够高的温度以能够可靠地避免材料气体的冷凝即可。
于是,在第3实施例的气化器1中,第3加热器6与第2加热器5并联地连接于电源,构成为基于第2温度进行控制。但是,在气化器1中,以气体流路3的被第3加热器6加热的部分的温度比气体流路3的被第2加热器5加热的部分的温度高的方式构成第3加热器6。这样的结构例如能够通过相对于气体流路3的被第3加热器6加热的部分的热容量适当地设计第3加热器6的瓦特密度(每单位面积的消耗电力)等策略来达成。其结果,能够将气体流路3的被第3加热器6加热的部分的温度维持为在一定程度上比气体流路3的被第2加热器5加热的部分的温度高。
在具有上述这样的结构的第3实施例的气化器1中,在经由前体供给阀2b向罐2a的内部储存了四乙氧基硅烷之后,以在关闭阀3c的状态下使第1温度和第2温度分别与89.0℃和91.0℃一致的方式分别对第1加热器4和第2加热器5进行反馈控制,将该控制状态保持180分钟而使各部分的温度稳定。第3加热器6像上述那样与第2加热器5并联地连接于电源,构成为基于第2温度进行控制。之后,使用铂测温电阻体或热电偶测量气化器1的各部分的温度。
作为测量的结果,从气体流路3的上游侧起依次为,从罐2a的上部的流出部3a到阀3c的配管的弯管的侧面的温度为88.6℃,阀3c的出口侧的第1歧管3e的侧面的温度为93.1℃,两台质量流量控制器3d中的位于图4的外侧的质量流量控制器3d的入口部分的接头的温度为91.2℃,该质量流量控制器3d的基体的侧面的外侧的温度为96.1℃,两台质量流量控制器3d中的位于图4的内侧的质量流量控制器3d的基体的侧面的温度在两侧分别为93.5℃和94.0℃,第3加热器6的上部的供给口3b的位置的配管的温度为100.9℃。
根据上述的结果可知,在第3实施例的气化器1中,在气体流路3的全部位置都维持为与罐2a的设定温度相等或比该设定温度高的温度。由此,防止在气体流路3的内部材料气体冷凝的情况。此外,可知两台质量流量控制器3d的基体的侧面的温度的偏差在3.0℃以内。由此,维持由质量流量控制器3d对材料气体的流量控制的精度。此外,可知气体流路3的除了相当于气体流路3的最下游的供给口3b的位置以外的部分的温度的偏差在10℃以内。由此,构成各构件的部件不会被过度加热,因此能够确保气化器整体的可靠性。
在上述的例子中,将前体的保持温度设为89℃,但随着今后气化器的用途扩大,可预想到使用应将前体保持为更高的温度的材料气体的机会增加。前体的保持温度越高,则存在气化器的各部分的温度差变大的倾向。即使在这样的情况下,根据本发明的气化器和供给材料气体的方法,能够使气化器的内部的温度分布接近均匀的状态,因此无需在温度过高的部分特意采用耐热温度较高的部件、消耗无用的电力,较为经济。
附图标记说明
1、气化器;2、气化部;2a、罐;2b、前体供给阀;3、气体流路;3a、流出部;3b、供给口;3c、阀;3d、质量流量控制器;3e、第1歧管;3f、第2歧管;3g、吹扫气体阀;4、第1加热器;4a、消耗电力较大的部分;4b、消耗电力中等的部分;4c、消耗电力较小的部分;4d、温度熔断器;5、第2加热器;5a、加热板;5b、中间构件;5c、消耗电力较大的部分;5d、消耗电力较小的部分;5e、消耗电力为零的部分(缺损部);5f、温度熔断器;6、第3加热器;6a、加热板;6b、橡胶加热器;6c、温度熔断器;7、壳体;7a、绝热部件;7b、吹扫气体配管;P、前体(precursor);d、间隙。
Claims (13)
1.一种气化器,其向半导体制造装置供给材料气体,其中,
该气化器具备:
气化部,其使前体气化而生成材料气体;
气体流路,其将生成的材料气体从所述气化部向外部引导;
第1加热器,其对所述气化部进行加热而不对所述气体流路进行加热;以及
第2加热器,其对所述气化部和所述气体流路这两者进行加热。
2.根据权利要求1所述的气化器,其中,
所述第2加热器具有平面形状,
所述气化部位于所述第2加热器的一面侧,
所述气体流路位于所述第2加热器的另一面侧。
3.根据权利要求2所述的气化器,其中,
所述气化部不与所述第2加热器的一面接触,
所述气体流路与所述第2加热器的另一面接触。
4.根据权利要求3所述的气化器,其中,
所述第1加热器具有平面形状,
所述气化部与所述第1加热器的一面接触。
5.根据权利要求4所述的气化器,其中,
所述前体是液体,
所述气化部是收纳所述前体的罐,
所述第1加热器和所述第2加热器配置在隔着所述罐而相对的位置。
6.根据权利要求5所述的气化器,其中,
所述第1加热器位于所述罐的底部,
所述第2加热器位于所述罐的上部。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的气化器,其中,
所述气体流路包含阀和质量流量控制器。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的气化器,其中,
所述气化器具备收纳所述气化部、所述气体流路、所述第1加热器以及所述第2加热器的壳体。
9.根据权利要求8所述的气化器,其中,
所述壳体具备绝热部件。
10.根据权利要求2~6中任一项所述的气化器,其中,
所述第1加热器和所述第2加热器中的至少一者具有每单位面积的消耗电力较大的部分和每单位面积的消耗电力较小的部分。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的气化器,其中,
该气化器还具备第3加热器,该第3加热器对所述气体流路进行加热而不对所述气化部进行加热。
12.一种方法,其是使用气化器向半导体制造装置供给材料气体的方法,该气化器具备:
气化部,其使前体气化而生成材料气体;
气体流路,其将生成的材料气体从所述气化部向外部引导;
第1加热器,其对所述气化部进行加热而不对所述气体流路进行加热;以及
第2加热器,其对所述气化部和所述气体流路这两者进行加热,其中,
控制向所述第1加热器供给的电力和向所述第2加热器供给的电力,使所述气体流路的温度比所述气化部中的所述前体的温度高。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,
所述气化器还具备第3加热器,该第3加热器对所述气体流路进行加热而不对所述气化部进行加热,
以使所述气体流路的被所述第3加热器加热的部分的温度比所述气体流路的被所述第2加热器加热的部分的温度高的方式构成所述第3加热器。
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