JPH0445837A - バブリング機構とこれを含む表面処理装置 - Google Patents
バブリング機構とこれを含む表面処理装置Info
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- JPH0445837A JPH0445837A JP14958190A JP14958190A JPH0445837A JP H0445837 A JPH0445837 A JP H0445837A JP 14958190 A JP14958190 A JP 14958190A JP 14958190 A JP14958190 A JP 14958190A JP H0445837 A JPH0445837 A JP H0445837A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はバブリング機構とこれを含む表面処理装置に関
し、特に、液体原料を気化するバブリング機構と、この
バブリング機構によるバブリング作用によって生じた混
合ガスを利用することにより、センサ、光学部品、音響
製品、半導体デバイス等に使用される絶縁体膜、保護膜
、半導体膜、金属膜等に対し膜生成、エツチング、表面
クリーニング、表面改質等の処理を行う表面処理装置、
あるいは刃物、バイト等の表面に硬化処理を行う表面処
理装置に関するものである。
し、特に、液体原料を気化するバブリング機構と、この
バブリング機構によるバブリング作用によって生じた混
合ガスを利用することにより、センサ、光学部品、音響
製品、半導体デバイス等に使用される絶縁体膜、保護膜
、半導体膜、金属膜等に対し膜生成、エツチング、表面
クリーニング、表面改質等の処理を行う表面処理装置、
あるいは刃物、バイト等の表面に硬化処理を行う表面処
理装置に関するものである。
熱化学反応または活性種を用いた反応によって気体を活
性化させることにより、基体の表面に、目的とする物質
を堆積させて薄膜を生成したり、あるいはエツチング、
表面クリーニング、表面改質等を行う処理方法が、近年
急速に発展して来ている。上記の処理方法を実施するた
めに反応室に導入されるガスは、気体状態であるものば
かりでなく、常温常圧で液体状態であるものも多く使用
されている。
性化させることにより、基体の表面に、目的とする物質
を堆積させて薄膜を生成したり、あるいはエツチング、
表面クリーニング、表面改質等を行う処理方法が、近年
急速に発展して来ている。上記の処理方法を実施するた
めに反応室に導入されるガスは、気体状態であるものば
かりでなく、常温常圧で液体状態であるものも多く使用
されている。
従来において液体原料を気化して反応室内にガスを供給
する方法は、液体を加熱し気化させて輸送する方法（Ｓ
ＴＥＣ社製、 Ｌｉｑｕｉｄ ５ｏｕｒｃｅ Ｃａｎｔ
ｒｏｌｌｅｒ ＬＳＣ−８］００等）や、ボンベ内の液
体を加熱し、所定のキャリアーガスでバブリングする第
９図に示すような構造のバブラーを用いた方法がある。
する方法は、液体を加熱し気化させて輸送する方法（Ｓ
ＴＥＣ社製、 Ｌｉｑｕｉｄ ５ｏｕｒｃｅ Ｃａｎｔ
ｒｏｌｌｅｒ ＬＳＣ−８］００等）や、ボンベ内の液
体を加熱し、所定のキャリアーガスでバブリングする第
９図に示すような構造のバブラーを用いた方法がある。
第９図において、１０１は所定の液体原料、１０２は液
体原料１０１を収容する容器、１０３はキャリアガスを
供給するパイプであり、１０４はキャリアガスの流れ、
１０５はバブリング作用によって発生した混合気体の流
れをそれぞれ示ず。
体原料１０１を収容する容器、１０３はキャリアガスを
供給するパイプであり、１０４はキャリアガスの流れ、
１０５はバブリング作用によって発生した混合気体の流
れをそれぞれ示ず。
また１０６および１０７は供給パイプに設けられたバル
ブである。
ブである。
前者の供給方法は、液体原料を収容するボンベと反応室
との間に流量制御器（マスフローコントローラ）を設け
ることにより安定なガス導入が可能である。
との間に流量制御器（マスフローコントローラ）を設け
ることにより安定なガス導入が可能である。
後者の供給方法は、液体原料に対してバブリングを行う
ことにより気化させ、前述したバブリングを行なわない
供給方法の場合に比較して、大流量の原料導入を行うこ
とができるという利点がある。
ことにより気化させ、前述したバブリングを行なわない
供給方法の場合に比較して、大流量の原料導入を行うこ
とができるという利点がある。
前述した液体を加熱し気化させてガスを供給する前者の
方法は、大流量の原料導入が難しいという問題がある。
方法は、大流量の原料導入が難しいという問題がある。
一方、後者の加熱バブリングを行う方法では、大流量の
原料導入は可能であるが、バブラーのバブリング作用に
起因する問題が発生する。すなわちバブリングによって
キャリアガスの泡の出る付近の箇所の温度が気化熱によ
って極端に低くなる。このため、特に通常用いられる熱
伝導性の悪い原料の場合には、その供給量が減少し、ガ
ス導入量が不安定になる。さらにキャリアガスの泡と液
体原料とが、飽和蒸気圧に達するまでに必要な時間より
短かい時間しか接触していないため供給量が一定となら
ず、またガス発生量を十分に確保することができないと
いう問題があった。
原料導入は可能であるが、バブラーのバブリング作用に
起因する問題が発生する。すなわちバブリングによって
キャリアガスの泡の出る付近の箇所の温度が気化熱によ
って極端に低くなる。このため、特に通常用いられる熱
伝導性の悪い原料の場合には、その供給量が減少し、ガ
ス導入量が不安定になる。さらにキャリアガスの泡と液
体原料とが、飽和蒸気圧に達するまでに必要な時間より
短かい時間しか接触していないため供給量が一定となら
ず、またガス発生量を十分に確保することができないと
いう問題があった。
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、液体原料の温度を
安定に維持し、液体原料とキャリアガスとの界面面積を
大きくして、安定した状態で大流量の導入ガスを発生す
ることのできるバブリング機構を提供することにある。
安定に維持し、液体原料とキャリアガスとの界面面積を
大きくして、安定した状態で大流量の導入ガスを発生す
ることのできるバブリング機構を提供することにある。
本発明の他の目的は、」二記のバブリング機構を利用す
ることにより良質な再現性の良い表面処理を行うことの
できる表面処理装置を提供することにある。
ることにより良質な再現性の良い表面処理を行うことの
できる表面処理装置を提供することにある。
本発明に係る第１のバブリング機構は、内部が気密に保
持され、所定の液体が収容されるバブラー容器と、この
バブラー容器にキャリアガスを導入するキャリアガス導
入機構とを有し、液体をキャリアガスでバブリングして
気化させ、混合ガスを発生するバブリング機構において
、バブラー容器が、螺旋形状に加工したパイプ部材で形
成されることを特徴点として有する。
持され、所定の液体が収容されるバブラー容器と、この
バブラー容器にキャリアガスを導入するキャリアガス導
入機構とを有し、液体をキャリアガスでバブリングして
気化させ、混合ガスを発生するバブリング機構において
、バブラー容器が、螺旋形状に加工したパイプ部材で形
成されることを特徴点として有する。
本発明に係る第２のバブリング機構は、内部が気密に保
持され、所定の液体が収容されるバブラー容器と、この
バブラー容器にキャリアガスを導入するキャリアガス導
入機構とを有し、液体をキャリアガスでバブリングして
気化させ、混合ガスを発生するバブリング機構において
、バブラー容器が、複数箇所折り曲げた形状に加工した
パイプ部材で形成されることを特徴点として有する。
持され、所定の液体が収容されるバブラー容器と、この
バブラー容器にキャリアガスを導入するキャリアガス導
入機構とを有し、液体をキャリアガスでバブリングして
気化させ、混合ガスを発生するバブリング機構において
、バブラー容器が、複数箇所折り曲げた形状に加工した
パイプ部材で形成されることを特徴点として有する。
本発明に係る第３のバブリング機構は、前記第１−また
は第２の構成において、熱バンパを設け、バブラー容器
を熱バンパに組み付けるようにしたことを特徴点として
有する。
は第２の構成において、熱バンパを設け、バブラー容器
を熱バンパに組み付けるようにしたことを特徴点として
有する。
本発明に係る第４のバブリング機構は、前記第３の構成
において、熱バンパは、表面にバブラー容器の形状に対
応した形状の溝を有する所定の金属部材で形成されたブ
ロックであり、このブロックの溝にバブラー容器を埋設
するようにしたことを特徴点として有する。
において、熱バンパは、表面にバブラー容器の形状に対
応した形状の溝を有する所定の金属部材で形成されたブ
ロックであり、このブロックの溝にバブラー容器を埋設
するようにしたことを特徴点として有する。
本発明に係る表面処理装置は、表面に所定の処理が行わ
れる基体と、この基体を収容する反応室と、この反応室
を排気する排気装置と、基体の温度を調整する温度調整
機構と、反応室の内部に所定の液体を気化して導入する
前記第１〜第４のいずれか１つに記載されたバブリング
機構とを備えて成ることを特徴点として有する。
れる基体と、この基体を収容する反応室と、この反応室
を排気する排気装置と、基体の温度を調整する温度調整
機構と、反応室の内部に所定の液体を気化して導入する
前記第１〜第４のいずれか１つに記載されたバブリング
機構とを備えて成ることを特徴点として有する。
本発明による前記第１および第２のバブリング機構では
、バブラー容器をパイプ部材で作製することによりその
径を小さくし、その中に収容される液体原料の温度変化
を少なくして安定化させ、またバブラー容器の長さを長
くしてキャリアガスと液体原料との接触時間を長くし、
換言すれば界面面積を大きくすることにより気化を効果
的に行い、バブリング作用を安定化させて安定した大流
量の導入ガスを発生する。
、バブラー容器をパイプ部材で作製することによりその
径を小さくし、その中に収容される液体原料の温度変化
を少なくして安定化させ、またバブラー容器の長さを長
くしてキャリアガスと液体原料との接触時間を長くし、
換言すれば界面面積を大きくすることにより気化を効果
的に行い、バブリング作用を安定化させて安定した大流
量の導入ガスを発生する。
本発明による前記第３および第４のバブリング機構では
、前記の作用に加えて、バブラー容器の形状に対応した
最適な熱バンパを設けるようにし、バブラー容器を適切
な温度状態に維持することにより、液体原料の温度状態
をさらに安定化させ、導入ガスの供給量の安定化をさら
に高めている。
、前記の作用に加えて、バブラー容器の形状に対応した
最適な熱バンパを設けるようにし、バブラー容器を適切
な温度状態に維持することにより、液体原料の温度状態
をさらに安定化させ、導入ガスの供給量の安定化をさら
に高めている。
本発明による表面処理装置では、前記の作用を生じるバ
ブリング機構によって大流量でかつ安定した流量の原料
ガスが反応室に導入され、効果的な表面処理が行われる
。
ブリング機構によって大流量でかつ安定した流量の原料
ガスが反応室に導入され、効果的な表面処理が行われる
。
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。
。
第１図に基づき本発明に係るバブリング機構の実施例を
説明する。第１図において］はバブラー容器であり、こ
のバブラー容器１は、ＳＵＳで形成された所定の径（例
えば１インチ）のパイプを螺旋状に巻いて形成されてい
る。バブラー容器１の内部にはテトラエチルオルソシリ
ケート（以下、ＴＥ０１と略記する）２が充填されてい
る。なお充填液としてＴＥ０１の代わりにテトラエトキ
シシランを用いることもできる。バブラー容器１は、水
３が入れられた魔法瓶４において、水中に配設される。
説明する。第１図において］はバブラー容器であり、こ
のバブラー容器１は、ＳＵＳで形成された所定の径（例
えば１インチ）のパイプを螺旋状に巻いて形成されてい
る。バブラー容器１の内部にはテトラエチルオルソシリ
ケート（以下、ＴＥ０１と略記する）２が充填されてい
る。なお充填液としてＴＥ０１の代わりにテトラエトキ
シシランを用いることもできる。バブラー容器１は、水
３が入れられた魔法瓶４において、水中に配設される。
バブラー容器１の図中上端には、水３の外の位置に溶液
溜り５が形成され、溶液溜り５の先には１／４インチの
バイブロが接続される。バイブロには途中にバルブ７が
設けられ、その他端は図示しない反応室に接続される。
溜り５が形成され、溶液溜り５の先には１／４インチの
バイブロが接続される。バイブロには途中にバルブ７が
設けられ、その他端は図示しない反応室に接続される。
上記の溶液溜り５はＴＥＯ８２が反応室に液体のまま供
給されるのを防ぐために設けられている。一方、バブラ
ー容器」−の下端は、１７４インチのパイプ８に接続さ
れる。パイプ８は水３の外側に引き出され、途中バルブ
９が配設される。パイプ８の他端は図示しないキャリア
ガス発生器に接続される。
給されるのを防ぐために設けられている。一方、バブラ
ー容器」−の下端は、１７４インチのパイプ８に接続さ
れる。パイプ８は水３の外側に引き出され、途中バルブ
９が配設される。パイプ８の他端は図示しないキャリア
ガス発生器に接続される。
また魔法瓶４の水３の中にはヒータ１０が所定の箇所に
配設され、ヒータ１０で水３を加熱するようにしている
。１１はマグネチックスターラであり、このマグネチッ
クスターラ１１でマグネッ１□ １−１． ａを回転さ
ぜ、水３を撹拌させながら、水３の温度を熱電対１２で
測定するように構成する。
配設され、ヒータ１０で水３を加熱するようにしている
。１１はマグネチックスターラであり、このマグネチッ
クスターラ１１でマグネッ１□ １−１． ａを回転さ
ぜ、水３を撹拌させながら、水３の温度を熱電対１２で
測定するように構成する。
熱電対１２で測定される水温に基づいて、図示しないバ
ブリング温度調整機構によりＰＩＤ制御、ＰＩ制御、０
Ｎ−ＯＦＦ制御、ファジー制御等を利用してヒータ１０
の発熱量を制御し、水３は所要の温度に維持される。
ブリング温度調整機構によりＰＩＤ制御、ＰＩ制御、０
Ｎ−ＯＦＦ制御、ファジー制御等を利用してヒータ１０
の発熱量を制御し、水３は所要の温度に維持される。
上記の構成において、バルブ７と９を開いた状態で、キ
ャリアガス発生器からパイプ８を用いて矢印１３の如く
キャリアガス（アルゴンガス）を供給すると、螺旋形状
を有したバブラー容器１−でＴＥＯ３２のバブリングが
行われる。このようにしてバブラー容器１でバブリング
が行われると、作用の欄で説明したようにバブラー容器
１のパイプ部材の螺旋形状およびその温度制御に基づき
、常に一定温度で効果的に気化されたＴＥＯ８２とアル
ゴンガスの混合ガスが、大流量および安定した流量で矢
印１４の方向に移動し、バイブロを通りバルブ７を経由
して反応室に供給される。
ャリアガス発生器からパイプ８を用いて矢印１３の如く
キャリアガス（アルゴンガス）を供給すると、螺旋形状
を有したバブラー容器１−でＴＥＯ３２のバブリングが
行われる。このようにしてバブラー容器１でバブリング
が行われると、作用の欄で説明したようにバブラー容器
１のパイプ部材の螺旋形状およびその温度制御に基づき
、常に一定温度で効果的に気化されたＴＥＯ８２とアル
ゴンガスの混合ガスが、大流量および安定した流量で矢
印１４の方向に移動し、バイブロを通りバルブ７を経由
して反応室に供給される。
次に第２図に基づきバブリング機構の他の実施例を説明
する。第２図において第１図と同一の構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。
する。第２図において第１図と同一の構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。
この実施例では、バブラー容器の形状に関し、符号２１
に示す如く、ＳＵＳで形成された１イシチのパイプを、
連続したくの字状またはヘアピン状、またはジグザグ状
に曲げて形成したバブラー容器を用いている。その他の
構成は基本的に第１図の実施例の構成と同じである。従
って、前記第１図の実施例で説明した作用および効果に
加えて、バブラー容器全体の３次元的形状が薄いものと
なり、魔法瓶４の内部空間で場所を取らないという利点
を有する。なおこの実施例では、溶液溜り５を設置１ けていないが、かかる構成であっても第１図の実施例と
同様なガス供給が可能である。
に示す如く、ＳＵＳで形成された１イシチのパイプを、
連続したくの字状またはヘアピン状、またはジグザグ状
に曲げて形成したバブラー容器を用いている。その他の
構成は基本的に第１図の実施例の構成と同じである。従
って、前記第１図の実施例で説明した作用および効果に
加えて、バブラー容器全体の３次元的形状が薄いものと
なり、魔法瓶４の内部空間で場所を取らないという利点
を有する。なおこの実施例では、溶液溜り５を設置１ けていないが、かかる構成であっても第１図の実施例と
同様なガス供給が可能である。
次に第３図に基づきバブリング機構の他の実施例を説明
する。第３図において第１図と同一の構成部分には同一
の符号を付し１、その説明を省略する。この実施例では
、ＳＵＳで形成された１インチのパイプを螺旋状に形成
したバブラー容器１を、円筒型に形成され且つその外周
面に螺旋状の溝３１ａが形成された銅のブロック３１に
おいて当該溝３１ａに巻き付けるように組付けている。
する。第３図において第１図と同一の構成部分には同一
の符号を付し１、その説明を省略する。この実施例では
、ＳＵＳで形成された１インチのパイプを螺旋状に形成
したバブラー容器１を、円筒型に形成され且つその外周
面に螺旋状の溝３１ａが形成された銅のブロック３１に
おいて当該溝３１ａに巻き付けるように組付けている。
バブラー容器１とブロック３１との間の隙間にはロー付
けまたはハンダ付けが施され、隙間が埋められる。第３
図中、ブロック３１に関して上部側を正面図として、下
部側を縦断面図として図示している。かかる銅のブロッ
ク３１とバブラー容器１の組立て体は、その周囲に前記
ヒータ１０と同様な機能を有したマントルヒータ３２が
配設され、これによって加熱される。ブロック３１は熱
バンパとして作用する。マントルヒータ３２は第３図中
すべて斜線で示されている。この実施例では、魔洗瓶お
よび水は使用されない。また熱電対１２はバブラー容器
１とマントルヒータ３２との間に挟み込まれる。
けまたはハンダ付けが施され、隙間が埋められる。第３
図中、ブロック３１に関して上部側を正面図として、下
部側を縦断面図として図示している。かかる銅のブロッ
ク３１とバブラー容器１の組立て体は、その周囲に前記
ヒータ１０と同様な機能を有したマントルヒータ３２が
配設され、これによって加熱される。ブロック３１は熱
バンパとして作用する。マントルヒータ３２は第３図中
すべて斜線で示されている。この実施例では、魔洗瓶お
よび水は使用されない。また熱電対１２はバブラー容器
１とマントルヒータ３２との間に挟み込まれる。
また第４図はバブリング機構の他の実施例を示すもので
あり、この実施例では、第２図に示された形状を有する
バブラー容器２１を、このバブラー容器２１の形状と同
等な溝を有する銅板４１の当該溝に沿って埋め込むよう
に構成している。ノくブラー容器２１と銅板４１との間
に隙間があるときには前述した実施例と同様にノ＼ンダ
等が埋められる。その他の構成については第３図に示さ
れた構成と基本的に同じである。なお、この実施例では
溶液溜り５が設けられている。
あり、この実施例では、第２図に示された形状を有する
バブラー容器２１を、このバブラー容器２１の形状と同
等な溝を有する銅板４１の当該溝に沿って埋め込むよう
に構成している。ノくブラー容器２１と銅板４１との間
に隙間があるときには前述した実施例と同様にノ＼ンダ
等が埋められる。その他の構成については第３図に示さ
れた構成と基本的に同じである。なお、この実施例では
溶液溜り５が設けられている。
上記の第３図および第４図の変更実施例によっても、前
記の第１図および第２図の実施例と同様なバブリング作
用を生じさせることができる。また魔法瓶および水を使
用しないため、取扱いが便利である。
記の第１図および第２図の実施例と同様なバブリング作
用を生じさせることができる。また魔法瓶および水を使
用しないため、取扱いが便利である。
第５図に示される他の実施例では前記の第３図の実施例
をさらに変更したものである。この実施例では、ブロッ
ク３１における螺旋形状のバブラー容器１の間の外周面
に他の螺旋形状の溝３１ｂを形成し、ＳＵＳで形成され
た１／２インチのパイプ５１を溝３１． ｂに埋め込む
ように構成される。
をさらに変更したものである。この実施例では、ブロッ
ク３１における螺旋形状のバブラー容器１の間の外周面
に他の螺旋形状の溝３１ｂを形成し、ＳＵＳで形成され
た１／２インチのパイプ５１を溝３１． ｂに埋め込む
ように構成される。
そしてパイプ５１に矢印５２．５３に示す方向で恒温槽
５４から加熱した水をポンプで循環させパイプ１内のＴ
ＥＯ８２を加熱する。これによって、前記の各実施例の
場合と同様な作用および効果を発揮させる。さらに表面
処理が終了した場合には、ＴＥＯ３２の加熱分解を早く
減少させるために、チラー５５を使用してパイプ５１で
冷却水を循環させるよう構成している。５６は、恒温槽
５４とチラー５５の切換えるためのバルブである。バル
ブ５６の切換え動作は図示しない制御装置により適宜に
制御される。
５４から加熱した水をポンプで循環させパイプ１内のＴ
ＥＯ８２を加熱する。これによって、前記の各実施例の
場合と同様な作用および効果を発揮させる。さらに表面
処理が終了した場合には、ＴＥＯ３２の加熱分解を早く
減少させるために、チラー５５を使用してパイプ５１で
冷却水を循環させるよう構成している。５６は、恒温槽
５４とチラー５５の切換えるためのバルブである。バル
ブ５６の切換え動作は図示しない制御装置により適宜に
制御される。
次に、前述した本発明に係るバブリング機構のいずれか
１つを適用して構成された表面処理装置の例を説明する
。
１つを適用して構成された表面処理装置の例を説明する
。
第６図は表面処理装置の第１の実施例を示す。
この実施例ては、高温平衡または非平衡プラズマを用い
て０２のみを活性化させ、活性酸素と１’ ＥＯ８とを
反応させてＳＯ７膜を基体にコーティングする方法を示
している。第６図において６１は放電室、６２は反応室
である。放電室６１は、高周波（数ＫＨ２〜数百ＭＨ２
）を発生ずる電源６３、スイッチ６４、コイル６５、放
電管６６で構成されており、電源６３の高周波電圧がコ
イル６５に印加されると、放電管６６内の高周波誘導結
合された放電用空間６７に放電が生じる。スイッチ６４
によりコイル６５の一方の端を選択して接地することが
できる。放電管６６の内部には放電用ガスと反応ガスを
兼ねたＯ２を矢印６８で示す方向からバルブ６９を経由
して導入する。
て０２のみを活性化させ、活性酸素と１’ ＥＯ８とを
反応させてＳＯ７膜を基体にコーティングする方法を示
している。第６図において６１は放電室、６２は反応室
である。放電室６１は、高周波（数ＫＨ２〜数百ＭＨ２
）を発生ずる電源６３、スイッチ６４、コイル６５、放
電管６６で構成されており、電源６３の高周波電圧がコ
イル６５に印加されると、放電管６６内の高周波誘導結
合された放電用空間６７に放電が生じる。スイッチ６４
によりコイル６５の一方の端を選択して接地することが
できる。放電管６６の内部には放電用ガスと反応ガスを
兼ねたＯ２を矢印６８で示す方向からバルブ６９を経由
して導入する。
放電管６６は通常絶縁物で作製され、この実施例の放電
管では石英ガラスを用いた。石英ガラスは放電プラズマ
の高温化によって石英ガラスが溶融するおそれがあるた
め、放電管６６を石英ガラスを用いた２重管として形成
し、内管と外管の間に冷却水を流すように構成している
。
管では石英ガラスを用いた。石英ガラスは放電プラズマ
の高温化によって石英ガラスが溶融するおそれがあるた
め、放電管６６を石英ガラスを用いた２重管として形成
し、内管と外管の間に冷却水を流すように構成している
。
反応室６２において、７０は所定の表面処理が行われる
基体であり、この基体７０は基体ホルダ７１に保持され
る。基体ボルダ７１は必要に応じて基体７０の温度を調
節できる構成を内蔵する。
基体であり、この基体７０は基体ホルダ７１に保持され
る。基体ボルダ７１は必要に応じて基体７０の温度を調
節できる構成を内蔵する。
７２は基体ホルダ７１の内部に設置されたヒータである
。７３は反応室６２からの排気方向を示し、図示しない
真空排気系によりバルブ７４を通して反応室６２の内部
をυ［気する。なお７５は反応室６２を大気と遮断する
ための反応室ハウジングである。
。７３は反応室６２からの排気方向を示し、図示しない
真空排気系によりバルブ７４を通して反応室６２の内部
をυ［気する。なお７５は反応室６２を大気と遮断する
ための反応室ハウジングである。
７６は反応ガスの流れの方向を示し、キャリアガスボン
ベ７７からのアルゴンガスを、マスフローメータ７８、
前記バルブ９、前述したいずれかの実施例によるバブラ
ー容器７９、前記バルブ７を経由させ、ガス導入リング
８０にあけた小孔を通して反応室６２に導入する。
ベ７７からのアルゴンガスを、マスフローメータ７８、
前記バルブ９、前述したいずれかの実施例によるバブラ
ー容器７９、前記バルブ７を経由させ、ガス導入リング
８０にあけた小孔を通して反応室６２に導入する。
放電室６１における高温平衡または非平衡プラズマ８１
からの活性種は、放電室６１から反応室６２の方向へ流
れ、反応室６２に導入される。
からの活性種は、放電室６１から反応室６２の方向へ流
れ、反応室６２に導入される。
上記の如き構成を有する表面処理装置と、従来のバブラ
ー容器（例えば、φ１５０Ｘ３００ｍｍ）を備えた表面
処理装置とを比較してみると、反応室６２の成膜時の圧
力をＱ、 ７ Ｔｏｒ＋ 、バブラー容器の温度を５
５° Ｃとして、１分間Ｓｉｎ、、の膜をＳｉ基板に堆
積させて形成するという表面処理を試みた。その結果、
形成された薄膜の膜厚は、従来の装置では８０００人、
本願の装置においては’＋、 ８０００人となり、倍量
上の膜厚の差が生じた。このことは、本発明によるバブ
ラー容器によれば、バブリング時にキャリアガスとして
のアルゴンガスの移動距離が長くなり、アルゴンとＴＥ
０１との接触時間が長く、界面面積が十分にとれている
ために、所定の温度条件において有効に気化させること
ができ、原料ガス供給量を従来の装置に比べて安定した
状態で多くすることができることによるものと考えられ
る。
ー容器（例えば、φ１５０Ｘ３００ｍｍ）を備えた表面
処理装置とを比較してみると、反応室６２の成膜時の圧
力をＱ、 ７ Ｔｏｒ＋ 、バブラー容器の温度を５
５° Ｃとして、１分間Ｓｉｎ、、の膜をＳｉ基板に堆
積させて形成するという表面処理を試みた。その結果、
形成された薄膜の膜厚は、従来の装置では８０００人、
本願の装置においては’＋、 ８０００人となり、倍量
上の膜厚の差が生じた。このことは、本発明によるバブ
ラー容器によれば、バブリング時にキャリアガスとして
のアルゴンガスの移動距離が長くなり、アルゴンとＴＥ
０１との接触時間が長く、界面面積が十分にとれている
ために、所定の温度条件において有効に気化させること
ができ、原料ガス供給量を従来の装置に比べて安定した
状態で多くすることができることによるものと考えられ
る。
第７図は表面処理装置の第２の実施例を示す。
この実施例では、０３をＴＥ０１と反応させる装置構成
を示している。矢印９１は０３の供給方向を示し、図示
しないオゾナイザ−により０３が供給される。反応室６
２に導入された０３は、ガス吹出し板９２にあけた小孔
を通して反応室６２に導入される。その他の構成につい
ては第６図に示した実施例の構成と同じであるので、同
一部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。従
ってバブリング機構は、第６図の実施例の場合と同じで
あり、ガス導入リング８０からＴＥ０１が導入され、反
応室６２においてこのＴＥ０１と上記の０３ガスとを反
応させる。
を示している。矢印９１は０３の供給方向を示し、図示
しないオゾナイザ−により０３が供給される。反応室６
２に導入された０３は、ガス吹出し板９２にあけた小孔
を通して反応室６２に導入される。その他の構成につい
ては第６図に示した実施例の構成と同じであるので、同
一部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。従
ってバブリング機構は、第６図の実施例の場合と同じで
あり、ガス導入リング８０からＴＥ０１が導入され、反
応室６２においてこのＴＥ０１と上記の０３ガスとを反
応させる。
上記の如き０３とＴＥ０１を反応させる装置構成の場合
、反応が遅く、基体７０の表面での堆積速度が２０００
人／ｍ１ｎＬかならない。従って、バブリング機構によ
るＴＥ０１の供給については安定性が要求される。
、反応が遅く、基体７０の表面での堆積速度が２０００
人／ｍ１ｎＬかならない。従って、バブリング機構によ
るＴＥ０１の供給については安定性が要求される。
第８図に、第７図に示した本発明装置と、従来のバブリ
ング機構を備えた従来装置とを比較した、バブリング開
始後の反応室内の圧力変動のグラフを示す。このグラフ
によれば、従来のバブリング機構を用いた従来装置では
、ＴＥ０１の熱伝導性が悪いためバブリングによる気化
熱で泡の出現する付近の温度が極端に下がり供給量が減
少していることが分かる。一方、本発明によるバブラー
容器を備えた装置では、ｌｏｍｉｎ前後までは安定に供
給されていることが確認できる。
ング機構を備えた従来装置とを比較した、バブリング開
始後の反応室内の圧力変動のグラフを示す。このグラフ
によれば、従来のバブリング機構を用いた従来装置では
、ＴＥ０１の熱伝導性が悪いためバブリングによる気化
熱で泡の出現する付近の温度が極端に下がり供給量が減
少していることが分かる。一方、本発明によるバブラー
容器を備えた装置では、ｌｏｍｉｎ前後までは安定に供
給されていることが確認できる。
本発明によるバブリング機構や表面処理装置の他の応用
例としては、放電空間を用いるものに限定されない。液
体原料として、トリイソブチルアルミニウムや水素化ジ
メチルアルミニウムを用いた場合でも、基体の表面に安
定してアルミニウムの膜を作製することができる。また
、液体原料として六フッ化タングステンを用いた場合に
はタングステン膜を作製することができる。さらに液体
原料として四塩化炭素を用いた場合には安定したドライ
エツチングが可能となる。
例としては、放電空間を用いるものに限定されない。液
体原料として、トリイソブチルアルミニウムや水素化ジ
メチルアルミニウムを用いた場合でも、基体の表面に安
定してアルミニウムの膜を作製することができる。また
、液体原料として六フッ化タングステンを用いた場合に
はタングステン膜を作製することができる。さらに液体
原料として四塩化炭素を用いた場合には安定したドライ
エツチングが可能となる。
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、次の効
果を奏する。
果を奏する。
バブリング機構において、バブラー容器をパイプ部材に
よって液体原料内のキャリアガスの移動距離が長くなる
ように螺旋形状または複数箇所折り曲げた形状に作製し
たため、界面面積が大きくなり、大流量の原料ガスを安
定した状態で発生することができる。さらにバブラー容
器の周囲に熱パンパを設け、バブラー容器内の液体原料
の温度条件を最適に維持し、バブリングによる大流量の
原料ガスの安定供給をさらに高める。また本発明による
バブリング機構を備えた表面処理装置では、安定して大
流量の原料ガスを供給されるため、再現性の良好な表面
処理を行うことができる。
よって液体原料内のキャリアガスの移動距離が長くなる
ように螺旋形状または複数箇所折り曲げた形状に作製し
たため、界面面積が大きくなり、大流量の原料ガスを安
定した状態で発生することができる。さらにバブラー容
器の周囲に熱パンパを設け、バブラー容器内の液体原料
の温度条件を最適に維持し、バブリングによる大流量の
原料ガスの安定供給をさらに高める。また本発明による
バブリング機構を備えた表面処理装置では、安定して大
流量の原料ガスを供給されるため、再現性の良好な表面
処理を行うことができる。
第１図は本発明に係るバブリング機構の第１実施例を示
す構成図、第２図〜第５図はバブリング機構の他の実施
例の構成図、第６図は本発明に係る表面処理装置の第１
実施例を示す構成図、第７図は表面処理装置の他の実施
例を示す構成図、第８図は第７図に示した本発明による
表面処理装置と従来の装置とを比較するためのグラフ、
第９図は従来のバブリング機構を説明するための縦断面
図である。 〔符号の説明〕 １．２１．７９・・バブラー容器 ２・・・・・・・・ＴＥ０１ （液体原料）４・・・・
・・・・魔法瓶 ５・・・・・・・・溶液溜め １０・・・・・・・ヒータ ３１．４１・・・・ブロック（熱バンパ）３１ａ、４１
ａ・・溝 ３２・・−・・−・マントルヒータ １２・・・・・・・熱電対 ６１・・・・・・・放電室 ６２・・・・・・・反応室 ７０・・・・・・・気体 ７１・・・・・・・気体ホルダ 出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 田宮寛祉
す構成図、第２図〜第５図はバブリング機構の他の実施
例の構成図、第６図は本発明に係る表面処理装置の第１
実施例を示す構成図、第７図は表面処理装置の他の実施
例を示す構成図、第８図は第７図に示した本発明による
表面処理装置と従来の装置とを比較するためのグラフ、
第９図は従来のバブリング機構を説明するための縦断面
図である。 〔符号の説明〕 １．２１．７９・・バブラー容器 ２・・・・・・・・ＴＥ０１ （液体原料）４・・・・
・・・・魔法瓶 ５・・・・・・・・溶液溜め １０・・・・・・・ヒータ ３１．４１・・・・ブロック（熱バンパ）３１ａ、４１
ａ・・溝 ３２・・−・・−・マントルヒータ １２・・・・・・・熱電対 ６１・・・・・・・放電室 ６２・・・・・・・反応室 ７０・・・・・・・気体 ７１・・・・・・・気体ホルダ 出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 田宮寛祉
Claims (5)
- （１）内部が気密に保持され、所定の液体が収容される
バブラー容器と、このバブラー容器にキャリアガスを導
入するキャリアガス導入機構とを有し、前記液体を前記
キャリアガスでバブリングして気化させ、混合ガスを発
生するバブリング機構において、前記バブラー容器が、
螺旋形状に加工したパイプ部材で形成されることを特徴
とするバブリング機構。 - （２）内部が気密に保持され、所定の液体が収容される
バブラー容器と、このバブラー容器にキャリアガスを導
入するキャリアガス導入機構とを有し、前記液体を前記
キャリアガスでバブリングして気化させ、混合ガスを発
生するバブリング機構において、前記バブラー容器が、
複数箇所折り曲げた形状に加工したパイプ部材で形成さ
れることを特徴とするバブリング機構。 - （３）請求項１または２記載のバブリング機構において
、熱バンパを設け、前記バブラー容器を前記熱バンパに
組み付けるようにしたことを特徴とするバブリング機構
。 - （４）請求項３記載のバブリング機構において、前記熱
バンパは、表面に前記バブラー容器の形状に対応した形
状の溝を有する所定の金属部材で形成されたブロックで
あり、このブロックの前記溝に前記バブラー容器を埋設
するようにしたことを特徴とするバブリング機構。 - （５）表面に所定の処理が行われる基体と、この基体を
収容する反応室と、この反応室を排気する排気装置と、
前記基体の温度を調整する温度調整機構と、前記反応室
の内部に所定の液体を気化して導入する請求項１〜４の
いずれか１項に記載されたバブリング機構とを備えて成
ることを特徴とする表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14958190A JP2943076B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | バブリング機構とこれを含む表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14958190A JP2943076B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | バブリング機構とこれを含む表面処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445837A true JPH0445837A (ja) | 1992-02-14 |
| JP2943076B2 JP2943076B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15478329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14958190A Expired - Lifetime JP2943076B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | バブリング機構とこれを含む表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943076B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08153708A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Nec Corp | エッチング装置およびエッチング方法 |
| JP2011089163A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 気化器、気化方法及びｃｖｄ装置 |
| US8170404B2 (en) | 2004-05-20 | 2012-05-01 | Akzo Nobel N.V. | Bubbler for constant vapor delivery of a solid chemical |
| WO2014022219A1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | William Kimmerle | Chemical precursor bubbler |
-
1990
- 1990-06-07 JP JP14958190A patent/JP2943076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08153708A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Nec Corp | エッチング装置およびエッチング方法 |
| US8170404B2 (en) | 2004-05-20 | 2012-05-01 | Akzo Nobel N.V. | Bubbler for constant vapor delivery of a solid chemical |
| JP2011089163A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 気化器、気化方法及びｃｖｄ装置 |
| WO2014022219A1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | William Kimmerle | Chemical precursor bubbler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2943076B2 (ja) | 1999-08-30 |
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