TW200401840A - Vaporizer and apparatus for vaporizing and supplying - Google Patents

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200401840 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及用於向半導體製造裝置（CVD機構）供給氣體 狀CVD原料的汽化器以及汽化供給裝置。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製成的 CVD原料以所需的濃度和流量有效地汽化，並汽化供給到半 導體製造裝置的汽化器及汽化供給裝置。 【先前技術】 近年來，在半導體領域，作爲半導體記憶體用的氧化 物類電介體膜，可採用具有高電容率並且分段覆蓋性（s t ep coverage)高的鈦酸鍩酸鉛（PZT)膜、鈦酸鋇緦（BST)膜、鉬 酸緦鉍（SBT )膜、鈦酸鍩酸鑭鉛（plzt )膜等。作爲這些半導 體薄腠的CVD原料，例如，Pb源採用pb ( DPM ) 2 (固體原料） 、Z r源ί未用Z r ( OC ( CH3) 3) 4 (液體原料）、Zr ( DPM ) 4 (固體原 料）、Tl源採用Ti(0CH(CH3)2)4(液體原料）、 Ti(OCH(CH3)2)2(DPM)2(固體原料）、Ba 源採用 Ba(DpM)“固 體原料）、S r源採用S r ( DPM ) 2 (固體原料）。 在CVD原料使用液體原料時，通常，液體原料經過液 體流量控制部與載氣一起供給到汽化器，在汽化器變成氣 體狀後’供給到CVD機構。但是，液體原料通常蒸汽壓低 ，粘度高，分解溫度與汽化溫度接近，因此，不降低品質 來有效地以所需的濃度和流量汽化是困難的。而固體原料 藉由保持在高溫進行昇華並進行汽化供給，可以得到高純 度的原料，但是，在工業上要確保足夠的供給量是極爲困 一 6 - 200401840 難的’因此’通常通過在四氫咲喃等溶劑中溶解製成液體 原料來汽化使用。但是，固體原料的汽化溫度與溶劑有很 大的差別，以加熱僅汽化溶劑而容易析出固體原料，因此 比液體原料更難以汽化。 上述採用固體原料製造半導體膜需要很高的技術，但 是’爲了能夠獲得高品質和高純度，基於不劣化並析出這 些原料而有效地汽化的目的，要開發各種汽化器或者汽化 供給裝置。 作爲這樣的汽化器，可舉出例如，與CVD原料供給部的 C V D原料接觸的邰分由氟系樹脂、聚亞胺樹脂等耐腐鈾性合 成樹日構成的汽化疏’而作爲汽化供給裝置，可舉出里有 上述汽化器並在汽化室加熱時接受來自加熱機構的熱傳導 的CVD原料供給部的金屬構成部分是具有可由冷卻器冷卻 的構成的汽化供給裝置（日本第2 0 0 1 - 3 4 9 8 4 0號發明專利申 請）。 【發明內容】 上述汽化器’使與CVD原料接觸部分的構成材料爲除 了耐熱性之外還具有絕熱性、並具有不易附著CVD原料的 耐腐蝕性合成樹脂，即使在採用將固體CVD原料溶解在有 機溶劑中製成的原料的情況下，也能夠防止原料的快速加 熱，因此，僅溶劑汽化CVD原料析出的情況少，是可以獲 得9 9 . 9%以上的筒汽化效率的汽化器。而上述汽化供給裝置 疋具有上述汽化器並且形成在加熱汽化室時冷卻汽化器的 CVD原料供給部的構成的機構，是進一步提高防止CVD原料 200401840 析出效果的汽化供給裝置。 但是’上述汽化器或者汽化供給裝置具有能夠防止固 體CVD原料在CVD原料供給部內析出附著的效果，如果減 少隨CVD原料供給的載氣的供給量，則與其他汽化器一樣 ，僅溶劑汽化的傾向增大，固體CVD原料有可能在汽化室 內析出並附著。不過，在化學氣相生長中，藉由以高濃度 供給CVD原料提高其利用效率者爲佳。 因此’本發明要解決之課題是提供一種汽化器及汽化 裝置，即使在減少隨CVD原料供給的載氣的供給量進行汽 化供給的情況下，也能夠防止固體CVD原料在汽化室內析 出和附著’並能夠以所需的濃度和流量極爲有效地進行汽 化供給。 本發明者們爲了解決該課題進行了深入的硏究，結果 發現’藉由在用於將CVD原料噴射到汽化器的汽化室的cvD 原料的流路、或者液體流量控制部和汽化器之間設置產生 CVD原料壓力損失的機構，減小汽化室的壓力變化和液體流 量控制部的流量變化來進行穩定化，能夠防止汽化室內的 固體CVD原料的析出和附著，以所需濃度和流量極爲有效 地進行汽化供給，完成了本發明。 即’本發明是爲一種汽化器，該汽化器是具有CVD原 料的汽化室、用於向該汽化室供給CVD原料的CVD原料供 給部、汽化氣體排出口以及該汽化室加熱機構的汽化器， 其特徵在於：該CVD原料供給部至少具有CVD原料的流路 和載氣的流路’該CVD原料的流路具備產生CVD原料的壓 200401840 力損失的機構。 本發明7E爲一種汽化供給裝置’該汽化供給裝置是終 過液體流量控制部將CVD原料供給到汽化器並進行汽化， 供給到半導體製造裝置中的汽化供給裝置，其特徵在於·· 在液體流量控制部和汽化器之間，具有產生CVD原料壓力 損失的機構。 【實施方式】 本發明適用於將液體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原料汽化，並供給 到半導體製造裝置中的汽化器，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，汽化室 內的壓力變化和液體流量控制部的流量變化也減小，在能 夠防止固體CVD原料在汽化室內析出和附著方面發揮特別 的效果。 本發明的汽化器是爲一種CVD原料供給部具有CVD原 料的流路和載氣的流路、上述CVD原料的流路具備產生cvd 原料壓力損失的機構的汽化器。 另外’本發明的汽化供給裝置是爲一種在液體流量控 制部和汽化器之間具備造成CVD原料壓力損失的機構的汽 化供給裝置。 ㊉適用於本發明的汽化器及汽化供給裝置的CVD原料 可以是在常溫、常壓下爲液體的，也可以是將固體溶解在 ί谷劑中的’只要能夠保持液態’沒有特別的限制，可根據 用途進行適當選擇和使用。可舉出例如四異丙氧基鈦 -9 - 200401840 (Ti(0CH(CH3)2)4)、四正丙氧基 i太（Ti(0C3H7)4)、四叔丁氧 基銷（Zr(OC(CH3)3)4)、四正丁氧基銷（Zr(〇C4H9)4)、四甲氧 基釩（V(OCH3)4)、三甲氧基氧釩化物（VO(OCH3)3)、五乙氧 基銳（Nb(〇C2H5)5)、五乙氧基組（Ta(OC2H5)5)、二甲氧基砸 (B(OCH3)3)、三異丙氧基鋁（A1 (OCH(CH3)2)3)、四乙氧基矽 (Si(OC2H5)4)、四乙氧基鍺（Ge(〇C2H5)4)、四甲氧基錫 (Sn(0CH3)4)、三甲氧基磷（P(〇CH3)3)、三甲氧基氧磷化物 (P〇（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（A 1 ( CH3 ) 3)、二甲基鋁氫 化物（A1 (CH3)2H)、三異丁基鋁（A1 ( i so-C4H9)3)、六氟乙酰 丙酮銅乙烯基三甲基矽烷（（CF3C0)2CHCu· CH2CHSi (CH3)3)、 六氟乙酰丙酮銅烯丙基三甲基矽烷（（〇?3(：0)20狀11· CH2CHCH2Si (CH3)3)、二（異丙基環戊二烯）鎢二氫化物 ((iso-C3H7C5H5)2WH2)、四二甲基氨基锆（Zr(N(CH3)2)4)、五 二甲基氨基鉅（Ta(N(CH3)2)5)、五二乙基氨基鉅 (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 〇 還可舉出六羰基鉬（Mo (C0)6)、二甲基戊氧基金 (Au( CH3 )2 ( OC5H7))、叔丁 氧基鉍（I I I ) (Bi ( 0t Bu ) 3 )、叔戊 氧基鉍（III)(Bi(0tAm)3)、三苯基鉍（BiPh3)、二（乙基環戊 二烯）釕（Ru(EtCp)2)、（乙基環戊二烯）（三甲基）鉑 (Pt(EtCp)Me3)、 1，5-環辛二烯（乙基環戊二烯）銥 200401840 (Ii:(EtCp)(cod))、二（六乙氧基鉅）緦（sr[Ta(OEt)6]2)、二 (六異丙氧基鉅）緦（S r [ T a (〇2 p r ) 6 ] 2)、三（2 , 2，6，6 _四甲基- 3,5庚二酮）鑭（1^(0?1\1)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）鳃（Sr (DPM)2)、四 (2,2,6,6-四甲基-3,5庚二酮）鈦（！^(0?^〇4)、四（2,2,6,6-四甲基-3,5庚二酮）锆（21*(0?1)4)、四（2,6-二甲基-3,5庚 二酮）銷（2以01^仙）4)、二（2,2,6,6-四甲基-3,5庚二酮）鉛 (?1)(0?^〇2)、（二叔丁氧基）二（2,2,6,6-四甲基-3,5庚二酮） 鈦（1^(〇181〇2(0?^〇2)、（二-異丙氧基）二（2,2,6,6-四甲基-3,5庚二酮）鈦（1^(〇1?1‘）2(〇?厘）2)、（異丙氧基）三（2,2,6,6-四甲基-3,5庚二酮）鉻（2]：(0丨？1〇(0?^/1)3)、（二異丙氧基）三 (2，2，6 , 6 -四甲基-3，5 庚二酮）鉅（Ta(0iPr )2(DPM)3)等常溫 常用下爲固体的原料。但是，它們一般需要以〇 . 1〜1 . 〇摩 爾/ L的濃度溶解在有機溶劑中來使用。 作爲固體CVD原料的溶劑使用的上述有機溶劑一般是 沸點溫度爲4 0 °C〜1 4 0 °C的有機溶劑。作爲這些有機溶劑， 可舉出例如丙醚、甲基丁基醚、乙基丙基醚、乙基丁基醚 、氧化二甲叉、四氫呋喃、四氫卩比喃等醚，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。 200401840 下面基於第1圖至第8 ( a )圖和第8 ( b )圖詳細說明本發 明的汽化器及汽化供給裝置，但是，本發明並不限於此。 第1圖和第2圖是表示本發明汽化器之例的截面圖， 第3 ( a )圖〜第3(f)圖是表示本發明汽化器的CVD原料供給 ~ 部之例的截面圖，第4(a)圖〜第4(d)圖是第3(a)圖〜第3(f) · 圖中a-a’面、b-b’面、c-c’面和d-d，面的截面圖，第5(a) 圖〜第5(c)圖是圖3中A-A’面（向汽化室噴射CVD原料和載 氣的面）之例的截面圖，第6圖是表示本發明汽化供給裝置 馨 之一例的構成圖，第7(a)圖和第7(b)圖是表示本發明中節 流部和孔之例的截面圖’第8(a)圖和第8(b)圖是表示本發 明中過濾器之例的截面圖。 如第1、2圖所示，本發明的汽化器是爲一種具備CVD 原料的汽化室1、用於將CVD原料供給到汽化室中的CVD原 料供給部2、汽化氣體排出口 3和汽化室加熱機構（加熱器 等）4等的汽化器。而且，本發明的汽化器係以更包括CVD 原料供給部的冷卻機構5者爲佳。作爲該冷卻機構，可舉 修 出例如在CVD原料供給部的側面部分通入冷卻水的配管等 〇 如第1圖、第2圖所示，本發明的汽化器是爲一種從 汽化器的外部到汽化器的CVD原料供給部連接CVD原料供 給管6和載氣供給管7。CVD原料供給部如第3 ( a )圖〜第3 ( f ) 圖所示，至少具有連接在上述供給管上流通CVD原料的流 路9、和流通載氣的流路1 〇。這兩個流路例如如第3 ( a )圖〜 第3 ( f )圖所示，具有合流形成混合流路u並將cvd原料和 - 12- 200401840 載氣噴射到汽化室中的構成。在本發明的汽化器 具備對流通上述CVD原料的流路9產生CVD原料 的機構。 在本發明的汽化器中，進一步如第3 ( b )圖、| 所示，以設置從混合流路1 1的汽化室噴出口的外 化室噴射載氣的流路1 2者爲佳。此外，以朝在向 1 1的汽化室噴射口傾斜的下方設定流路1 2的噴射 者爲佳。通過使CVD原料供給部具有上述構成， 減小汽化供給時汽化室內的壓力變化和液體流量 的流量變化，能夠極爲有效地汽化，進一步減少 固體CVD原料的析出和附著。 在本發明的汽化器中，作爲對流通CVD原料 產生CVD原料的壓力損失的機構，可以舉出如第 第3 ( b )圖所示CVD原料流路9的至少一部分採用内 原料和載氣的混合流路1 1內徑小的細管的機構， 3 ( c )圖〜第3 ( f )圖所示採用在CVD原料的流路上設 1 3或者孔1 4的機構等。在本發明的汽化器中，不 種機構，均以產生CVD原料供給部90%以上的CVD 力損失者爲佳。 在產生CVD原料的壓力損失的機構採用細管 細管的內徑小於混合流路的內徑就沒有特別的限 爲混合流路內徑的50%以下，可以使用小於〇.2mm 且，細管的長度是內徑越大必須越長，通常爲2 c 根據需要，流通CVD原料的全部流路、或如第1匱

中，還可 壓力損失 I 3 ( d )圖 周部向汽 混合流路 口的方向 可進一步 控制滾筒 汽化室內 的流路9 3(a)圖、 I徑比CVD 或者如第 置節流部 管採用哪 原料的壓 時，只要 制，通常 之物。而 m以上， I所示CVD 200401840 原料供給管6亦使用細管。 而在產生CVD原料的壓力損失的機構採用節流部或者 孔日寸’對其間隙的寬度沒有特別限定，不過，通常可設定 在CVD原料流路內徑的30%以下、小於〇1難。上述細管、 節k部、孔只要是CVD原料的流路即可，並不特別限制設 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，係以將其設置在汽化室噴 出口之外的位置者爲佳。 在本發明的汽化器中’將CVD原料供給部的內部作爲 氟系樹脂、聚亞胺系樹脂等合成樹脂或者空洞，同時與汽 化器外部接觸的部分爲金屬者爲佳。在CVD原料供給部內 口β爲合成樹脂時’如果3(a)圖、第3(b)圖、第3(c)圖、第 3 ( e )圖和第3 ( f )圖所示配置有合成樹脂構成部1 5。而在cVD 原料供給部內部爲空洞時，如第3 ( d )圖所示形成空洞1 6。 藉由此種構造’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時，以加熱器等加熱機構可防止僅有 溶劑被急速加熱而在流路內汽化。 本發明的汽化供給裝置是爲一種CVD原料經液體流量 控制部供給到汽化器中汽化，並供給到半導體製造裝置的 汽化供給裝置，如第6圖所示，由脫氣器22、液體流量控 制滾筒等液體流量控制部2 3、汽化器2 6和載氣供給管線2 8 等構成。在本發明的汽化供給裝置中，在液體流量控制部 和汽化器之間，設置產生CVD原料之壓力損失的機構。 在本發明的汽化供給裝置中，作爲在液體流量控制部 一 14一 200401840 和汽化器之間產生CVD原料的壓力損失的機構，可以舉出 在液體流量控制部和汽化器之間的配管2 4的至少一部分使 用內徑比汽化器CVD原料供給部的CVD原料流路內徑小的 細管的機構、如第7 ( a )圖和第7 ( b )圖所示在上述配管2 4 上設置節流部3 0或者孔3 1的機構、或者如第8 ( a )圖和第 8 ( b )圖所示在上述配管24上設置過濾器的機構等。在本發 明的汽化供給裝置中，不管採用哪種機構，係以在CVD原 料容器和汽化器之間產生9 0%以上的CVD原料的壓力損失者 爲佳。另外，在本發明中，上述汽化器的CVD原料的流路 、以及液體流量控制部和汽化器之間的雙方亦可設置產生 CVD原料的壓力損失的機構。即使在這種情況下，藉由這兩 種機構，以在CVD原料容器和汽化器的CVD原料供給部之 間產生90%以上的CVD原料壓力損失者爲佳。 在產生CVD原料壓力損失的機構採用細管時，細管的 內徑只要小於汽化器CVD原料供給部的CVD原料流路的內 徑即可，沒有特別的限制，通常爲CVD原料流路內徑的5 0% 以下，也可使用小於0 · 2mm之物。而且細管的長度是內徑 越大需要越長，通常在2 cm以上，根據需要，液體流量控 制部和汽化器之間的所有配管亦可均採用細管。 在產生CVD原料的壓力損失的機構採用節流部或者孔 時’其間隙沒有特別的限定，通常，爲液體流量控制部和 汽化器之間配管的內徑的30%以下，可設定爲小於〇 . lmm。 在產生CVD原料的壓力損失的機構採用過濾器時，只 要具有耐腐蝕性即可，沒有特別的限定，通常使用燒結金 200401840 屬過濾器、陶瓷過濾器、氟系樹脂過濾器等。而且過濾器 係以能夠以99 · 99%以上的除去率除去相當於直徑0 · 0 1微米 的顆粒者爲佳，能夠以99 · 99%以上的除去率除去相當於直 徑0 . 00 1微米的顆粒者爲更佳。市售的過濾器可以使用例 如不銹鋼過濾器（日本派歐尼（股）製，SLF - E、L、Μ、X)、 鐵氟隆膜濾器（日本派歐尼（股）製，XLF-D、Ε、L、Μ)。而 且，上述細管、節流部、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明，但是本發明並不限 於這些實施例。 《實施例1》 製造具有如第3 ( a )圖所示的各流路，內部由氟系樹脂 (PFA)構成，與汽化器外部接觸的部分由不銹鋼（SUS3 16)構 成的CVD原料供給部。氟系樹脂構成部是外徑爲i 6mm、高 度爲34 · 2mm的圓柱狀，其外側不銹鋼的厚度爲2 · 0mm。而 且，CVD原料的流路和載氣的流路由不銹鋼製之配管構成， 這些流路合流通入汽化室的CVD原料和載氣的混合流路係 由氟系樹脂所構成。CVD原料的流路（細管）內徑爲〇 . 1 mm， 載氣流路的內徑爲1 · 8mm，CVD原料和載氣的混合流路的內 徑爲0.25mm。另外，CVD原料和載氣的合流位置設定在距 最下部5mm處。而且，在CVD原料供給部的側面設置通入 冷卻水能夠冷卻CVD原料供給部的冷卻管。 除了上述CVD原料供給部之外，製造具有內藏汽化氣 -16- 200401840 體排出口、汽化室的加熱機構和加熱器的突起的如第丨圖 所示的不銹鋼製（SUS31 6)汽化器。汽化室是內徑爲65mm、 高度爲92 . 5mm的圓柱狀，底部的突起之高度爲27 . 5mm，在 距底部1 5 m m的高度設置汽化氣體排出□ ° 接著，連接脫氣器、液體流量控制滾筒、載氣供給管 線等，製造如第6圖所示的汽化供給裝置。液體流量控制 部和汽化益之間的配管採用內徑爲1·8ιώγω、長度爲iQcni的 不銹鋼製配管。 採用上述汽化供給裝置進行如下所述之汽化供給試驗 〇 使汽化室爲1 . 3 k P a ( 1 0 t 〇 r r )、2 5 0 °c的溫度，將作爲 固體CVD原料的Zr(DPM)4以〇.3mol/L的濃度溶解在THF 溶劑中的C VD原料以〇 · 2 g /分鐘的速度供給，同時，以2 〇 〇 m j / 分鐘的流量供給氬氣，在汽化室將CVD原料汽化。這期間 ’通入冷卻水，使CVD原料供給部的不銹鋼溫度爲3〇± 2。〇 連續1 〇個小時進行汽化供給試驗之後，雖調查CVD原 料供給部的流路和汽化室的固體CVD原料的附著狀態，不 CVD原料的析出和附著。因此

汽化供給試驗中汽化室內的壓力變動和液體 過係無法以目測來確定固體CVD ’在C V D原料的流路他終Li r?

和流量變化是每5 分鐘測定最大變化率並將其平均的値。 200401840 《實施例2》 採用與實施例1相同的汽化供給裝置，如下所述汽化 供給將作爲固體CVD原料的Pb ( DPM ) 2以0 · 3mo 1 /L的濃度 溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。 使汽化室設爲1 · 3 k P a ( 1 0 t 〇 r r )、2 1 0 °C的溫度，以〇 . 3 6 g / 分鐘的速度供給CVD原料，以30ml /分鐘的流量供給氬氣， 在汽化室汽化CVD原料。這期間，通入冷卻水，使CVD原 料供給部的不銹鋼溫度爲30± 2°C。 連續1 0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 表1表示。 《實施例3》 採用與實施例1相同的汽化供給裝置，如下所述汽化 供給將作爲固體CVD原料的TUOiPrMDPMhW 0.3n)〇1/L 的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。 使汽化室設爲1 · 3kPa( 10 torr )、2 3 0 t的溫度，以0 . 2g/ 分鐘的速度供給CVD原料，同時以1 〇 〇m丨/分鐘的流量供給 氬氣，在汽化室汽化CVD原料。這期間，通入冷卻水，使CVD 原料供給部的不銹鋼溫度爲30± 2°C。 連續1 0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 表 1表示。 - 1 8 - 200401840 《實施例4》 在實施例1中之汽化器的CVD原料供給部的製作中， 代替作爲CVD原料流路使用的細管，爲採用具有間隙爲 0 · 05mm之節流部、內徑爲〇 · 25mm的配管，除此之外係與實 施例1同樣地製作出如第3 ( c )圖所示的CVD原料供給部。 除了採用該CVD原料供給部之外，製作與實施例1同 樣的汽化器’進一步製作連接與實施例1相同的脫氣器、 液體流量控制滾筒、載氣供給管線等的汽化供給裝置。 採用上述汽化供給裝置，與實施例1同樣汽化供給將 作爲固體CVD原料的Zr ( DPM ) 4以0 . 3mo 1 / L的濃度溶解在THF 溶劑中生成的CVD原料。 連續1 0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 表 1表示。 《實施例5》 製作具有如第3 ( b )圖所示的各流路，內部由氟系樹脂（PFA) 構成' 與汽化器外部接觸的部分由不銹鋼（SUS3丨6 )構成的 CVD原料供給部。氟系樹脂的構成部是外徑爲1 6mm、高度 爲34 · 2mm的圓柱狀，其外側不銹鋼的厚度爲2 . 0mm。而且 ’ CVD原料和與其相鄰的載氣的流路由不銹鋼製的雙重管製 $ ’該等混合流路和上述之外的載氣流路由氟系樹脂構成 °雙重管的內管（細管）的內徑爲〇 . 1 mm，外徑爲1.59mm， 外管的內徑爲1 . 8mm，外徑爲3 · 1 8mm，混合流路和外側載 -19- 200401840 氣流路的內倥分別爲〇 . 2 5 m m、1 · 8 m m。A - A ’面（將C V D原料 '載氣向汽化室噴射的面）設定成如第5 ( b )圖所示的形態。 而且，CVD原料和載氣合流位置設定在距最下部5mm處。在 CVD原料供給部的側面設置通入冷卻水能夠冷卻CVD原料供 給部的冷卻管。 除了採用這種CVD原料供給部之外，製作與實施例1 相同的汽化器，進一步製作連接與實施例1相同的脫氣器 、液體流量控制滾筒、載氣供給管線等的汽化供給裝置。 採用上述汽化供給裝置，與實施例1同樣汽化供給將 作爲固體CVD原料的Zr(DPM)4以〇.3mol/L的濃度溶解在THF 溶劑中生成的CVD原料。 連續1 0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 表 1表7K。 《實施例6》 在實施例5中之汽化器的CVD原料供給部的製作中， 代替在CVD原料供給部內具有空洞、更包括有細管的雙重 管，除了作爲CVD原料的流路，採用包括具有間隙爲〇 . 05mm 孔、內徑爲0.25mm的配管的雙重管（雙重管外管的內徑爲 1 . 8mm )之外，與實施例5同樣，製作如第3 ( d )圖所示的CVD 原料供給部。 除了採用該CVD原料供給部之外，製作與實施例丨同 樣的汽化器，進一步製作連接與實施例1相同的脫氣器、 -20- 200401840 液體流量控制滾筒、載氣供給管線等的汽化供給裝置。 採用上述汽化供給裝置，與實施例1同樣汽化供給將 作爲固體CVD原料的Zr (DPM )4以0 . 3mo 1 / L的濃度溶解在THF 溶劑中生成的CVD原料。 連續1 0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 表 1表不。 而且，在實施例1〜實施例6中，通過在與上述相同的 條件下進行的其他汽化供給試驗，可確定產生CVD原料的 壓力損失的機構可產生CVD原料供給部總體90%以上的CVD 原料的壓力損失。 《實施例7》 在實施例1中之汽化器的CVE)原料供給部的製作中， 代替作爲CVD原料流路使用的細管，採用內徑爲〇 . 25mm的 配管’除此之外係與實施例1同樣地製作CVD原料供給部 〇 除了採用該CVD原料供給部之外，製作與實施例1同 樣的汽化器。進而，除了作爲液體流量控制部和汽化器之 間的配管採用內徑爲〇 . 1 mm、長度爲1 〇 c m的不銹鋼製細管 之外’製作連接與實施例1相同的脫氣器、液體流量控制 滾筒、載氣供給管線等的汽化供給裝置。

採用上述汽化供給裝置，與實施例1同樣汽化供給將 作爲固體CVD原料的Zr(DPM)4W 〇.3mol/L的濃度溶解在THF 200401840 溶劑中生成的CVD原料。 連續 1 0個小時推彳：=!：、户彳> 份=4 一 丫了汽化t、fe g式驗後，與實施例1同樣 製備的固體CVD原料的甫里 ^ , ^科的重里、汽化供給試驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流 风里L制滚同的流量變化的測定結果在 表1表示。 《實施例8》 採用與實施例7相同的汽|俾；*八爿士罢 —+Α- 丨Η丨口」HJ f飞彳七1共紹裝置，與實施例2同 樣汽化供給將作爲固體p V π商% η 1 7Λ ΤΛ

E LVD 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1 0個小時進行汽化伴户說目A L订A化1/、忒驗後，與實施例丨同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化伴^ 1七1/、轼驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流量控制滾筒的户I — 一 丨工市」很问旳&里變化的測定結果在 表1表不。 《實施例9》 採用與實施例7相同的汽化供衿裝卷 n化1八鞀衣觼，與實施例3同 樣汽化供給將作爲固體CVD原料的τ i ( 〇 . p 、

以1·)〗以 0.3inol/L 的濃度溶解在THF溶劑中生成的cVD原料。 連續10個小時進行汽化供給試驗後，與實施例i同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化安內 的壓力變化和液體流量控制滚筒的流量變化的測定結果在 表1表示。 《實施例1 0》 在實施例7的汽化供給裝置中，代秩 K替作爲液體流路控 制部和汽化器之間的配管使用的細管， ™ s ί木用具有間隙爲 22 200401840 0 . 05nnm節流邰、內徑爲丨· 8mm、長度爲丄〇cm的配管，除此 之外，與實施例7同樣，製作汽化供給裝置。 ί未用上述汽化供給裝置，與貫施例1同樣汽化供給將 作爲固體CVD原料的z;r ( dpm ) 4以〇 . 3mo 1 / L的濃度溶解在thF 溶劑中生成的CVD原料。 連續]0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 表1表示。 《實施例1 1》 在實施例7的汽化供給裝置中，代替作爲液體流路控 制部和汽化器之間的配管使用的細管，採用具有間隙爲 0 . 05mm的孔、內徑爲1 · 8mm、長度爲lOcni的配管，除此之 外，與實施例7同樣，製作汽化供給裝置。 採用上述汽化供給裝置，與實施例1同樣汽化供給將 作爲固體CVD原料的Zr (DPM)4W 0 . 3mol / L的濃度溶解在THF 溶劑中生成的CVD原料。 連續1 0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 表 1表示。 《實施例1 2》 在實施例7的汽化供給裝置中，代替作爲液體流量控 制部和汽化器之間的配管使用的細管，採用內徑爲1 · 8mm、 -23- 200401840 長度爲1 0cm的配管，進而在該配管途中設置不銹鋼過濾器 (日本派歐尼（股）製，slf_m，直徑爲〇 . 微米的均一顆粒 除去率爲9 9 · 9 9 9 9 9 9 9 % )，除此之外，與實施例7同樣來製 作汽化供給裝置。 抹用上述汽化供給裝置，與實施例1同樣汽化供給將 作爲固體CVD原料的z r ( DPM )4以0 . 3mo 1 / L的濃度溶解在THF 溶劑中生成的CVD原料。 連續1 0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例丨同樣 製備的固體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 的壓力變化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 表1表示。 在實施例7〜實施例1 2中，通過在與上述相同的條件 下進行的其他汽化供給試驗，可確定產生CVD原料的壓力 損失的機構可產生CVD原料供給部總體90%以上的CVD原料 的壓力損失。 《比較例1》 在實施例1中的汽化器的CVD原料供給部的製作中， 代替作爲C V D原料流路使用的細管，採用內徑爲〇 · 2 5 m m的 配管，除此之外，與實施例1同樣，製作CVD原料供給部 〇 除了採用該CVD原料供給部之外，製作與實施例1同 樣的汽化器。進而’製作連接與實施例1相同的脫氣器、 液體流量控制滾筒、載氣供給管線等的汽化供給裝置。 採用上述汽化供給裝置，與實施例1同樣汽化供給將 -24- 200401840 作爲固體 溶劑中生 連續 製備的固 的壓力變 表1表示 《比I 採用！ 樣汽化供 的濃度溶 連續 製備的固 的壓力變 表1表示 《比_ 採用！ 樣汽化供 0 . 3mo 1 /L 連續 製備的固 的壓力變 表1表示

CVD原料的Zr(DPM)4以〇.3m〇l/L的濃度溶解在THF 成的CVD原料。 1 0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 化和液體流量控制浪筒的流量變化的測定結果在 δ例2》 缚比較例1相同的汽化供給裝置，與實施例2同 給將作爲固體CVD原料的Pb(DPM)2& 〇.3mol/L 解在THF溶劑中生成的CVD原料。 1 0個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 ㈣3》 每比較例1相同的汽化供給裝置，與實施例3同 給將作爲固體CVD原料的THOiPrMDPMh以 的濃度溶解在THF溶劑中生成的CVD原料。 1 〇個小時進行汽化供給試驗後，與實施例1同樣 體CVD原料的重量、汽化供給試驗中的汽化室內 化和液體流量控制滾筒的流量變化的測定結果在 25 200401840 表1 CVD原料 壓力損失機構 附著CVD原 壓力變 流量變 適用 機構 料重量（mg) 化(％) 化(％) 實施例1 Zr 汽化器 細管 20 1.1 1.2 實施例2 Pb 汽化器 細管 45 0.9 1.1 實施例3 Ti 汽化器 細管 7 0.7 1.1 實施例4 Zr 汽化器 節流部 22 0.9 0.9 實施例5 Zr 汽化器 細管 18 0.7 0.8 實施例6 Zr 汽化器 孔 15 0.8 0.9 實施例7 Zr 汽化供給裝置 細管 25 1.5 1.8 實施例8 Pb 汽化供給裝置 細管 56 1.7 2.1 實施例9 Ti 汽化供給裝置 細管 8 1.6 2.2 實施例 10 Zr 汽化供給裝置 節流部 22 1.0 1.7 實施例 11 Zr 汽化供給裝置 孔 27 1.4 2.0 實施例 12 Zr 汽化供給裝置 過濾器 29 2.5 2.8 比較例1 Zr - - 192 6.2 10.1 比較例2 Pb - 一 283 6.5 11.2 比較例3 Ti - - 86 6.0 9.8

※ Ζι•表示 Ζι·(ϋΡΜ)4、Pb 表示 Pb(DPM)2、Ti 表示 Τι (OiPr )2(DPM)2。 【發明功效】 -26- 200401840 藉由本發明的汽化器及汽化供給裝置，即使在減少隨CVD 原料供給的載氣的供給量進行汽化供給的情況下，也可減 小汽化室內的壓力變化和液體流量控制部的流量變化並使 其穩定，同時能夠防止汽化室內的固體CVD原料的析出和 附著’以所需的濃度和流量極爲有效地進行汽化供給。結 果’在化學氣相生長等中，藉由以高濃度向半導體製造裝 置中供fe CVD原料’能夠提局其利用效率。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示本發明汽化器之例的截面圖。 第2圖是表示本發明第1圖之外的汽化器之例的截面圖 〇 第3(a)圖〜第3(f)圖是表示本發明汽化器的CVD原料供 給部例子的截面圖。 桌4(a)圖〜第4(d)圖是第3(a)圖〜第3(f)圖中a-a’面、 b-b’面、c-c’面、d-d’面的截面圖。 第5(a)圖〜第5(c)圖是表示第3(a)圖〜第3(f)圖中A-A， 面（將CVD原料、載氣噴射到汽化室的面）之例的截面圖。 第6圖是表示本發明汽化供給裝置一例的構成圖。 第7 ( a )圖和第7 ( b )圖是表示本發明節流部和孔之例的截 面圖。 第8(a)圖和第8(b)圖是表示本發明過濾器之例的截面圖。 【主要部分之代表符號說明】 1 :汽化室 2 ·· CVD原料供給部 200401840 3 :汽化氣體排出口 4 :加熱機構 5 : CVD原料供給部的冷卻機構 6 : CVD原料供給管 7 :載氣供給管 8 :突起 9 : CVD原料的流路 1 0 :流通載氣的流路 1 1 :混合流路 1 2 :載氣的流路 1 3 :節流部 14 :孔 1 5 :樹脂構成部 1 6 :空洞 1 7 : CVD原料及載氣之汽化室噴出口 18:載氣之汽化室噴出口 1 9 :惰性氣體供給線 20 : CVD原料 21 : VCD原料容器 2 2 :脫氣器 2 3 :液體流量控制部 24 :液體流量控制部與汽化器之間的配管 2 5 :斷熱材 2 6 :汽化器 28- 200401840 27 :氣體流量控制部 28 :載氣供給管線 29 :半導體製造裝置 3 0 :節流部 31 :孔 3 2 :濾波器 3 3 :空隙

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Claims (1)

1. 200401840 拾、申請專利範圍： 1. -種減器，是具有GVD原義減室、職向該汽化 室供給CVD原料白勺CVD原料供給部、汽化氣體排出口和 β汽化土的加熱機構，其特徵在於：該cvd原料供給部 具有至少CVD原料的流路和載氣的流路，該原料的 流路具備產生CVD原料的壓力損失的機構。 2 .如申昍專利箪E圍帛"頁之汽化器，其巾cvd原料供給部 具有CVD原料的流路、載氣的流路和該兩個流路合流通 入汽化室的CVD原料和載氣的混合流路。 3 .如申請專利範圍第2項之汽化器，其中CVD原料供給部 速具有從混合流路的汽化室噴射口的外周部分向汽化室 噴射載氣的流路。 4 ·如申請專利範圍第1項之汽化器，其中產生CVD原料的 壓力損失的機構是產生CVD原料供給部整體9〇%以上的 CVD原料的壓力損失的機構。 5 .如申請專利範圍第2項之汽化器，其中作爲產生CVD原 料的壓力損失的機構，CVD原料流路的至少一部分使用 內徑小於CVD原料和載氣混合流路內徑的細管。 6 ·如申請專利範圍第5項之汽化器，其中細管的內徑爲 0 · 2mm以下。 7 ·如申請專利範圍第5項之汽化器，其中細管的長度爲2cm 以上。 8 ·如申請專利範圍第1項之汽化器，其中作爲產生CVD原 料壓力損失的機構，在CVD原料流路上設置節流部或者 200401840 孔。 9 .如申請專利範圍第8項之汽化器，其中節流部或者孔的 間隙爲0 · 1mm以下。 1 0 .如申請專利範圍第1項之汽化器，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. 一種汽化供給裝置’該機構是使CVD原料經過液體流量 控制部供給到汽化器進行汽化，並供給到半導體製造裝 置的汽化供給裝置，其特徵在於：在液體流量控制部和 汽化器之間，具備產生CVD原料的壓力損失的機構。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之汽化供給裝置，其中產生CVD 原料的壓力損失的機構是產生CVD原料供給部整體90% 以上的CVD原料的壓力損失的機構。 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項之汽化供給裝置，其中作爲產生 CVD原料的壓力損失的機構，液體流量控制部和汽化器 之間的配管道至少一部分使用內徑小於汽化器的CVD原 料供給部的CVD原料流路的內徑的細管。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之汽化供給裝置，其中細管的內 徑爲0 · 2mm以下。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之汽化供給裝置，其中細管的長 度爲2 c m以上。 1 6 .如申請專利範圍第1 1項之汽化供給裝置，其中作爲產生 CVD原料壓力損失的機構，在液體流量控制部和汽化器 之間的配管上設置節流部或者孔。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之汽化供給裝置，其中節流部或 -31- 200401840 4孔的間隙爲0 . 1 _以下 18 . 19 · 20 · 如申請專利範圍第11項之汽化供給裝置，其中作爲產生 CVD原料的壓力損失的機構，在液體流量控制部和汽化 器之間設置過濾器。 如申請專利範圍第1 8項之汽化供給裝置，其中過濾器是 能夠以9 9 . 9 9%以上的除去率除去直徑〇 . 微米的均一 顆粒的過滤器。 如申請專利範圍第1 1項之汽化供給裝置，其中CVD原％ 是將固體CVD原料溶解在有機溶劑中生成的CVD原料。

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