用于材料的汽化和供给装置制造方法及图纸

一种材料的汽化和供给装置，其中在控制的流速下将用于ＣＶＤ的液体材料引入到汽化器内，通过设置在汽化器内部或外部的超声波雾化装置雾化，通过载体气体的循环气流加热并汽化。当用于ＣＶＤ的液体材料提供到制造半导体的ＣＶＤ装置时，在汽化中材料的浓度容易控制，根据材料流速的变化快速改变气体内材料的浓度，不会发生材料的分解，不会限制ＣＶＤ装置的工作条件。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料的汽化和供给装置，用于将气体提供到制造半导体使用的化学汽相淀积(CVD)装置或物理汽相淀积(PVD)装置。具体地说，本专利技术涉及在规定的流速下高精确度地汽化和提供在较高温度下不稳定的液相CVD材料用于制造半导体的装置，而不会使质量变坏。在半导体器件的制造中需要形成如半导体膜、绝缘膜和金属膜等膜层。形成膜的主要工艺是使用真空淀积或溅射的物理汽相淀积(PVD)和使用光能或热能的化学汽相淀积(CVD)。主要用CVD是由于容易控制。根据该工艺，用于处理的材料放置在CVD气体的气氛中，例如由提供气体的装置提供的有机金属化合物。通过向要处理的材料提供光能或热能分解CVD气体，如半导体膜、绝缘膜和金属膜等的膜形成在要处理的材料表面上。随着提供各种各样具有较高集成度和较高速度的半导体器件，要求膜的特性进一步提高。如上所述有机硅化合物和有机铝化合物已用做CVD材料形成以上的膜。在以上氛围中，其它有机化合物例如有机钽化合物、有机钡化合物、有机钛化合物、有机钨化合物、有机铜化合物、有机锶化合物、和有机锆化合物作为CVD材料用于形成以上的膜也已得到检验。当使用任何一个以上的CVD材料时，必须使在半导体的制造中提供的气体具有高纯度，并且要精确地控制气体的浓度和供给量。许多以上的材料具有低汽化压力和高粘度，在高温下不稳定。因此，也必需汽化CVD材料并提供给CVD装置，而质量不变化。现已知道有多种方法中汽化CVD材料并按汽相将材料提供给CVD装置。这些方法的例子包括(1)载体气体吹到加热的液体材料来汽化材料的方法，(2)在正常或升高温度下抽空液体材料造成材料蒸汽的方法，(3)在加压下液体材料喷涂到加热的汽化器形成材料蒸汽的方法，(日本专利申请特许公开No.Heisei 6(1994)-310444),(4)在加热的容器内载体气体引入到液体材料的汽相部分以降低汽相材料的浓度，并且材料的蒸汽由液相补充的方法，以及(5)液体材料由设置在液体材料的容器下部的超声波振动器雾化，然后引入到加热的汽化器形成材料蒸汽的方法(日本专利申请特许公开No.Heisei 7(1995)-278817)。然而，以上方法具有以下缺陷。在方法(1)中，由于提供的载体气体的量以及液体材料和载体气体之间接触的效率，部分材料变为喷雾而不是蒸汽，因而由汽化得到的气体浓度不同。在方法(2)中，CVD装置的操作条件受降低的气压限制。在方法(3)中，是由于由雾化得到的材料的条件不同，很大程度上取决于压力和在压力下喷雾中的流速，因此提供到CVD装置的量不能设置到规定的值。在方法(4)中，液体材料被分解和退化，同时在容器中加热。在方法(5)中，由于液体材料在雾化的条件中提供，过滤器或振动板必须设置在汽化器中，以防止将材料的喷雾提供到CVD装置，因而很难控制汽化气体的浓度。在以上条件下，需要开发不会降低CVD材料质量的材料汽化和供给装置，使汽化中材料的浓度容易控制，气体中材料浓度的快速变化响应于材料流速中的变化，并且不会限制CVD装置的工作条件。经过本专利技术人的广泛研究，发现当装置具有能控制材料流速的控制液体流速部分和使用超声波振动器的雾化器，并且利用加热的载体气体的循环流动按汽相同时雾化和汽化液体材料时，可以解决常规方法中存在以上缺陷。本专利技术在所述认识的基础上完成。因此，本专利技术提供一种汽化液体材料并以汽相提供该材料的装置，它包括液体材料的容器，控制液体流速的部件，超声波雾化装置，和汽化器，汽化器配备至少一个用于液体材料入口，至少一个载体气体的入口，和一个汽化气体的出口，形状为球形、椭圆形、筒形、圆柱形、圆锥形、截锥形或半球形，每个出口在端部具有圆形表面，形状类似于这些形状，或这些形状的组合，并按汽相汽化液体材料。本专利技术的装置应用于半导体的制造中汽化液体材料并将汽化的材料提供到CVD装置。在本专利技术的装置中，液体状态的液体材料以控制的流速引入到汽化器或靠近汽化器的入口部件，通过设置在汽化器外部或内部的超声波雾化振动器雾化，通过汽化器内载体气体的循环气流加热而快速汽化，并以汽相提供到CVD装置。附图说明图1示出了本专利技术装置的一个例子的示意图。图2和3每个示出了本专利技术中使用的汽化器的一个例子的剖面图。超声波雾化装置设置在图2所示的汽化器的内部和图3所示的汽化器的外部。图4示出了本专利技术的装置中使用的控制流速的泵的一个例子的剖面图。图5示出了本专利技术的装置中使用的控制流速的泵的另一个例子的剖面图。一般本专利技术的装置中的汽化器的形状为球形、椭圆形、筒形、圆柱形、圆锥形、截锥形或半球形，每个汽化鸡在端部具有弯曲表面，形状类似于这些形状，或这些形状的组合。圆锥体的形状包括圆形锥体、椭圆形锥体和截锥体等类似形状。汽化器优选简单的形状，以有助于载体气体的循环流动。球形最好。用椭圆形和筒形也是优选的。“与这些形状类似的形状”是指为形状大体上与以上形状相同，或基本上等同于以上形状，例如局部改变的球形、椭圆形、筒形、圆柱形、圆锥形、截锥形或半球形的形状，每种形状在端部具有圆形表面，没有特别的附加效果。“端部”是指平面或弯曲表面与另一个平面或弯曲表面交叉的部分。例如，圆柱形的端部是指圆柱形的上或下表面圆形的圆周部分。使用具有椭圆形、筒形、圆柱形、圆锥形、截锥形或半球形且在端部每个都具有弯曲表面的汽化器，以有助于载体气体在端部的流动，并防止由于气体的停滞而使附着到端部的物质堆积。汽化器的尺寸依提供到CVD装置的汽化气体的量而不同，不能笼统地限定。通常汽化器的尺寸与具有约70到250mm的内直径的球形相一致，优选为100到150mm。载体气体的入口最好设置在汽化器的上部，以便载体气体沿汽化器的内壁表面循环流动。具体地，载体气体的一个或多个入口以下面的方式设置在汽化器内入口的方向与垂直于汽化气体出口的表面平行；以及在载体气体引入方向的延伸与汽化器的内壁相交的点处，在交叉处延伸方向与汽化器内表面正切方向倾斜，即除了与正切的方向垂直外，在正切的方向按规定的角度方向引入载体气体。以上的角度优选为0到45度。实际上，载体气体的入口可以下面方式设置在要设置载体气体的入口的位置处，即在除了垂直于正切的方向和平行于正切的方向，在与正切的方向具有规定角度的方向内，在与汽化器内表面正切倾斜的方向内引入载体气体。在本专利技术中载体气体的入口特别优选设置在汽化器的上部，汽化气体的出口设置在汽化器的下部，并且汽化气体的每个入口以下面的方式设置在载体气体引入方向的延伸与汽化器的内壁相交的点处，或载体气体的入口固定到汽化器的点处，载体气体入口的方向相对于汽化器内表面的正切方向倾斜，即在与正切方向成0到45℃度的方向引入载体气体。本专利技术的实施例同样优选载体气体的入口设置在与水平表面向下0到15度或向上0到5度的角度的方向。在本专利技术中，通过载体气体的循环流动，促进了汽化器壁的热传递，使温度分布均匀。当雾化的液体材料与载体气体的循环气流接触时，发生瞬间的汽化。可以根据CVD装置的工作条件和要提供的CVD材料的量适当地决定载体气体的流速。循环流动是指载体气体的一系列流动，包括通过载体气体的入口将气体引入到汽化器，气体沿汽化器的内壁的循环流动以及从汽化气体的出口排除气体。在本专利技术中，超声波雾化装置设置在汽化器的内部或外部。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽化液体材料并以汽相提供该材料的装置，包括装液体材料的容器，控制液体流速部件，超声波雾化装置，和汽化器，汽化器配备至少一个液体材料入口，至少一个载体气体一个入口，和一个汽化气体的出口，形状为球形、椭圆形、筒形、圆柱形、圆锥形、截锥形或半球形，在端部各具有圆形表面，形状类似于这些形状或这些形状的组合，并把液体材料汽化成汽相。

【技术特征摘要】
JP 1997-9-30 282746/971．一种汽化液体材料并以汽相提供该材料的装置，包括装液体材料的容器，控制液体流速部件，超声波雾化装置，和汽化器，汽化器配备至少一个液体材料入口，至少一个载体气体一个入口，和一个汽化气体的出口，形状为球形、椭圆形、筒形、圆柱形、圆锥形、截锥形或半球形，在端部各具有圆形表面，形状类似于这些形状或这些形状的组合，并把液体材料汽化成汽相。2．根据权利要求1的装置，其中载体气体的入口按汽化器内形成载体气体循环气流方向内设置。3．根据权利要求1的装置，其中载体气体的入口设置在与垂直于汽化气体出口的平面平行并与汽化器的内表面倾斜的方向内。4．根据权利要求1的装置，其中超声波雾化装置设置在汽化器的内部。5．根据权利要求1的装置，其中超声波雾化装置设置在液体材料的入口。6．根据权利要求1的装置，其中使用泵、使用泵和流速控制阀或将液体材料的容器保持在升高的压力下并使用流速控制阀，可以最小程度地间断提供液体材料。7．根据权利要求1的装置，其中液体材料的容器、控制液体流速的部件和汽化器使用的连接件为具有10-9乇·升/秒或以下的氦漏泄速率的连接件或焊接连接件。8．一种汽化器，包括至少一个液...

【专利技术属性】
技术研发人员：高松勇吉，米山岳夫，石滨义康，
申请(专利权)人：日本派欧尼股份株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]