JPH10140356A5 - - Google Patents
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- JPH10140356A5 JPH10140356A5 JP1996300118A JP30011896A JPH10140356A5 JP H10140356 A5 JPH10140356 A5 JP H10140356A5 JP 1996300118 A JP1996300118 A JP 1996300118A JP 30011896 A JP30011896 A JP 30011896A JP H10140356 A5 JPH10140356 A5 JP H10140356A5
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Description
【発明の名称】気化装置、ＣＶＤ装置及び薄膜製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】液体原料を収納する液体原料容器と、
前記液体原料容器に設けられ、前記液体原料の液面を超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる超音波発振器と、
前記液滴と混合され該液滴を搬送するための搬送用ガスを前記液体原料容器内に供給する搬送用ガス供給管と、
前記液体原料容器内で前記搬送用ガスに混合された前記液滴を搬送しながら加熱手段で加熱して気化することにより気化原料を生成すると共に、生成された気化原料を搬送する気化原料搬送管とを備えている気化装置であって、
前記気化原料搬送管の内部に設けられ、該気化原料搬送管の内壁面に付着する前記液滴が前記液体原料に混入することを防止する混入防止手段をさらに備えていることを特徴とする気化装置。
【請求項２】前記混入防止手段は、前記気化原料搬送管の内径が部分的に拡大している拡大部と、前記拡大部に設けられ、頂点が搬送方向に位置し且つ周端部が前記拡大部における前記気化原料搬送管の内壁面よりも外側に位置する円錐状体とを有していることを特徴とする請求項１に記載の気化装置。
【請求項３】前記気化原料搬送管内を搬送される前記液滴が前記加熱手段により加熱される前に気化しないよう前記液滴を冷却する冷却手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の気化装置。
【請求項４】前記冷却手段は前記液滴を室温程度に冷却することを特徴とする請求項３に記載の気化装置。
【請求項５】液体原料及び搬送用ガスが供給され、供給された液体原料の液面を超音波発信器が発する超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる液滴生成手段と、
前記液滴生成手段から前記液滴と混合された搬送用ガスが供給され、供給された液滴を加熱して気化することにより気化原料を生成する気化原料生成手段とを備えている気化装置であって、
前記液滴生成手段と前記気化原料生成手段とは一体化されていることを特徴とする気化装置。
【請求項６】前記気化原料生成手段の底面が前記液滴生成手段の底面よりも高く設定されていることを特徴とする請求項５に記載の気化装置。
【請求項７】請求項１に記載の気化装置と、
前記気化装置の前記気化原料搬送管の搬出側と接続され、該気化原料搬送管により搬送されてきた前記気化原料を加熱して反応させる反応炉と、
前記反応炉の内部に設けられ、基板を保持する基板保持台と、
前記反応炉に設けられ、該反応路を加熱する反応炉加熱手段とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項８】前記基板保持台は、前記基板を所定の温度に加熱する基板加熱手段を有していることを特徴とする請求項７に記載のＣＶＤ装置。
【請求項９】前記気化原料と反応する反応ガスを前記反応炉内に供給する反応ガス供給管をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１０】前記反応ガス供給管から供給される前記反応ガスはＯ2,ＮＯ，Ｎ2Ｏ及びＯ3のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１１】反応炉と、
前記反応炉の内部に設けられており、請求項５に記載の気化装置を有し、該気化装置により液体原料から気化原料を生成する気化原料生成部と、
前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料生成部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上の基板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成膜部とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１２】前記気化原料生成部における前記液滴生成手段は、前記液体原料が前記気化原料生成手段により加熱される前に気化しないよう前記液体原料を冷却する冷却手段を有していることを特徴とする請求項１１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１３】反応炉と、
前記反応炉の内部に設けられており、請求項６に記載の気化装置を有し、該気化装置により液体原料から気化原料を生成する気化原料生成部と、
前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料生成部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上の基板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成膜部とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１４】請求項１に記載の気化装置によって液体原料から気化原料を生成し、反応炉内部に設置され前記気化原料が分解する温度以上にされた基板の表面において、前記気化原料を分解し、前記基板上に薄膜を堆積することを特徴とする薄膜製造方法。
【請求項１５】請求項５に記載の気化装置によって液体原料から気化原料を生成し、反応炉内部に設置され前記気化原料が分解する温度以上にされた基板の表面において、前記気化原料を分解し、前記基板上に薄膜を堆積することを特徴とする薄膜製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学気相成長（以下、ＣＶＤと略記する。）法を用いて種々の薄膜を形成する薄膜形成装置、特に、液体原料を気化して薄膜形成装置に供給する気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置並びに薄膜製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高密度かつ高集積化は急速な進展を見せており、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（＝ＤＲＡＭ）に代表される半導体メモリにおいてもその集積度は向上の一途にある。しかしながら、ＤＲＡＭにおいて各セルに蓄積される電荷量は集積度によらずほぼ一定の値を維持する必要がある。従来のＤＲＡＭは、容量膜であるシリコン酸化膜の膜厚を薄くすることなどにより電荷量を一定値に維持していたが、薄膜化が限界に近づいているため、異なるアプローチによって容量の確保を行なう必要がでてきた。この対策として、容量膜に高誘電率の材料を用いる動きがある。例えば、１ＧｂｉｔのＤＲＡＭにおいては比誘電率が２５程度の酸化タンタルを用いることが有力視され、１Ｇｂｉｔを越えるＤＲＡＭについては比誘電率が数１００以上のチタン酸バリウムストロンチウム（＝ＢＳＴ）やチタン酸ジルコン酸鉛（＝ＰＺＴ）を用いることが有力視されている。
【０００３】
一般に、ＤＲＡＭの基板上の段差部を有するキャパシタ用電極上にＢＳＴやＰＺＴの容量膜を形成するには、カバレッジが良好なＣＶＤ法を用いるのが最も有効である。以前はβ−ジケトン系のジピバロイルメタン（＝ＤＰＭ）等を配位させた金属錯体材料を昇華させることによりＢＳＴやＰＺＴの原料ガスを得ていた。近年、原料ガスの供給を安定して行なえるため、これらの金属錯体材料を溶媒に溶解し、その溶液を気化させることにより原料ガスを得る方法が主流となりつつある。
【０００４】
このような、従来の溶液気化方式のＣＶＤ装置の例として特開平７−９４４２６に開示されているＣＶＤ装置が挙げられる。
【０００５】
以下、従来の溶液気化方式のＣＶＤ装置を図面を参照しながら説明する。
【０００６】
図６は従来のＣＶＤ装置の構成断面図である。図６に示すように、本ＣＶＤ装置は大別して、気化原料を生成する気化器１０１と該気化器１０１から供給される気化原料を加熱して反応させる反応炉１５０とにより構成されている。
【０００７】
液体原料を気化させる気化室１０２を有する気化器１０１には、気化室１０２の周囲の壁材の内部に該気化器１０１を所定温度に加熱するヒータ１０３が埋設されている。さらに、気化器１０１には、気化室１０２において生成された気化原料を反応炉１５０に搬送する希釈ガスを気化室１０２に高速に流入させるための先細の絞り部１０４ａをその先端部に有するテーパ状細管１０４と、気化室１０２において生成された気化原料を反応炉１５０に供給する原料ガス輸送管１０５とが接続されている。気化室１０２における原料ガス輸送管１０５の開口部付近には気化原料に混入する異物をろ過するフィルター１０６が設けられている。原料ガス輸送管１０５の周囲には、所定温度よりも低下することにより生じる気化原料の再結露を防止するために所定温度に保つ保温用ヒータ１０７が所定間隔を空けたらせん状に設けられている。
【０００８】
テーパ状細管１０４の上流端は希釈ガスの流量を調節する希釈ガス供給器１１０に接続されている。また、テーパ状細管１０４の内部には、液体原料を気化室１０２に供給する液体原料供給管１１１がテーパ状細管１０４の中心部を軸線方向に延びるように設けられている。液体原料供給管１１１の下流端はテーパ状細管１０４の絞り部１０４ａの下流端にノズル１１１ａとして開口しており、液体原料供給管１１１の上流端は、テーパ状細管１０４の上流端の近傍においてテーパ状細管１０４の径方向の外向きに屈曲して該テーパ状細管１０４の側面を内側から外側に貫通し、液体原料の流量を調節する液体原料供給器１１２に接続されている。液体原料供給器１１２の上流側は液体原料を収容する原料容器１１３に接続されている。原料容器１１３に上部には液体原料供給器１１２に液体原料を圧送する圧送ガス管１１４が接続されている。
【０００９】
反応炉１５０の内部には、基板１５１を保持する基板保持台１５２が設けられ、反応炉１５０の側壁には反応路１５０を加熱する反応炉加熱手段１５３が設けられ、反応炉１５０の上部には気化原料と反応させる反応ガスを反応炉１５０内に供給する反応ガス輸送管が設けられている。
【００１０】
以下、前記のように構成された従来のＣＶＤ装置の動作を説明する。
【００１１】
まず、原料容器１１３内の液体原料は、圧送ガス管１１４を通って送られてくる圧送ガスによって加圧され、加圧された状態の液体原料は液体原料供給器１１２によって流量が調節された後、液体原料供給管１１１を通ってノズル１１１ａの先端にまで送られる。
【００１２】
一方、希釈ガス供給器１１０により流量が調節された希釈ガスはテーパ状細管１０４に送られ、該テーパ状細管１０４の先端部の絞り部１０４ａにおいて希釈ガスはその流速を速める。その結果、流速が速い希釈ガスによってノズル１１１ａの先端から出る液体原料は細かな液滴となり気化器１０１の気化室１０２内に噴射される。気化器１０１は加熱ヒータ１０３により例えば２００℃に加熱されているため、噴射された液滴よりなる液体原料は気化室１０２の内壁に触れたり、又は内壁の輻射熱によって気化する。気化した原料ガスはフィルター１０６を通過し、再結露を防止する保温用ヒータ１０７により保温された原料ガス輸送管１０５を通って反応炉１５０に供給される。
【００１３】
なお、フィルター１０６は、気化室１０２において十分に気化しなかった液体原料の微粒子や、固化してしまった粒子を再蒸発させたりトラップしたりするために設けられている。反応炉１０５の側壁も気化された原料が結露するのを防止する反応炉加熱手段１５３によって所定温度に設定されている。また、例えば酸化剤としての酸素ガスが原料ガス輸送管１０５とは別系統の反応ガス輸送管１５４を通して反応炉１５０に供給される。これにより、基板保持台１５２の基板保持面に成膜を行なう基板１５１を載置し、原料ガス分解温度以上に基板１５１を昇温すると、基板１５１の表面上で原料ガスの分解と酸化とが同時に進行するため、基板１５１の表面に酸化物薄膜が成膜される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のＣＶＤ装置は、液体原料供給管１１１及びそのノズル１１１ａに液体原料を供給することにより該液体原料を細かな液滴としているため、装置停止時に、ノズル１１１ａに至る配管に残留する液体原料の変質や析出による目詰まりを防止する必要がある。従って、装置停止ごとに残留液体原料を除去する手順を経る必要があり、装置の運用に煩雑さを生じるだけでなく、目詰まり除去に専用の配管を設ける必要があるなど、装置構成が複雑になるという問題を有していた。
【００１５】
また、気化器１０１による液体原料の微粒化には限界があり、また細管から出る液体を高速の気流によって液滴を生成するという原理上、比較的径が大きな液滴が生じるなど、その気化される原料は不均一さを伴わざるを得なかった。このため、十分に気化せず気化器を通過する液体原料が存在する一方で、逆に過熱されることにより固体成分が析出してしまうことになる。これに対処するため、フィルター１０６を設けてこれらの液体原料や固体成分を除去しているが、フィルター１０６を設けたために該フィルター１０６を定期的に交換する必要が生じ、装置の連続運用ができないという問題を有していた。また、フィルター１０６はその運用の状況に応じて該フィルター１０６を通過する気化原料の流量に変化が生じるため、結果として気化原料の供給量に経時的な変化を引き起こすので、実際の成膜にあたっては経験に頼る部分が大きくなり、汎用的なＣＶＤ装置として利用できないという問題を有していた。
【００１６】
本発明は、前記従来の問題を一挙に解決し、経時変化を伴わず且つ安定した気化原料を生成できるようにし、汎用的で高品質な成膜ができるようにすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決する手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、液体原料の液面を超音波で振動させることにより、液体原料の液面から径がそろい且つ極めて細かな微粒子状の液滴を生じさせ、該液滴を加熱して気化原料とするものである。
【００１８】
具体的に、本発明に係る第１の気化装置は、液体原料を収納する液体原料容器と、前記液体原料容器に設けられ、前記液体原料の液面を超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる超音波発振器と、前記液滴と混合され該液滴を搬送するための搬送用ガスを前記液体原料容器内に供給する搬送用ガス供給管と、前記液体原料容器内で前記搬送用ガスに混合された前記液滴を搬送しながら加熱手段で加熱して気化することにより気化原料を生成すると共に、生成された気化原料を搬送する気化原料搬送管とを備えている。
【００１９】
第１の気化装置によると、液体原料容器に設けられた超音波発振器が、液体原料の液面を超音波で振動させることにより、液体原料から微粒子状の液滴を液体原料の液面に生じさせるため、微粒子状の液滴の径がほぼ均一になるので、径が大き過ぎるために気化部において液滴が気化されずに液体のまま残ったり、径が小さ過ぎるために個体成分が析出したりすることがない。これにより、加熱手段によって気化される際に生成される気化原料が均一となる。従って、気化原料に混入する異物がなくなるので、気化原料の通路に異物をろ過するフィルターが不要となる。また、細管に液体原料を流さないため、細管が目詰まりを起こすことがない。
【００２０】
第１の気化装置は、前記気化原料搬送管に設けられ、該気化原料搬送管を搬送される前記気化原料が凝縮しないように該気化原料を保温する保温手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２１】
第１の気化装置において、前記超音波発振器は前記液体原料容器の底部に設けられていることが好ましい。
【００２２】
第１の気化装置は、前記気化原料搬送管の内部に設けられ、該気化原料搬送管の内壁面に付着する前記液滴が前記液体原料に混入することを防止する混入防止手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２３】
この場合に、前記混入防止手段は、前記気化原料搬送管の内径が部分的に拡大している拡大部と、前記拡大部に設けられ、頂点が搬送方向に位置し且つ周端部が前記拡大部における前記気化原料搬送管の内壁面よりも外側に位置する円錐状体とを有していることが好ましい。
【００２４】
第１の気化装置は、前記気化原料搬送管内を搬送される前記液滴が前記加熱手段により加熱される前に気化しないよう前記液滴を冷却する冷却手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２５】
この場合に、前記冷却手段は前記液滴を室温程度に冷却することが好ましい。
【００２６】
本発明に係る第２の気化装置は、液体原料及び搬送用ガスが供給され、供給された液体原料の液面を超音波発信器が発する超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる液滴生成手段と、前記液滴生成手段から前記液滴と混合された搬送用ガスが供給され、供給された液滴を加熱して気化することにより気化原料を生成する気化原料生成手段とを備えている。
【００２７】
第２の気化装置によると、液滴生成手段に設けられている超音波発振器が出力する超音波を用いて、液滴生成手段に供給される液体原料の液面を超音波で振動させることにより、液体原料から微粒子状の液滴を液体原料の液面に生じさせるため、微粒子状の液滴の径が均一になるので、径が大き過ぎるために気化原料生成手段において液滴が気化されずに液体のまま残ったり、径が小さ過ぎるために個体成分が析出したりすることがない。これにより、気化原料生成手段において生成される気化原料が均一となる。従って、気化原料に混入する異物がなくなるので、気化原料の通路に異物をろ過するフィルターが不要となる。また、細管に液体原料を流さないため、細管が目詰まりを起こすことがない。
【００２８】
第２の気化装置において、前記液滴生成手段と前記気化原料生成手段とは一体化されていることが好ましい。
【００２９】
このように、液滴生成手段と気化原料生成手段とが一体化されているため、構成が簡単になると共に装置のメンテナンスもさらに容易になる。
【００３０】
この場合に、前記気化原料生成手段の底面が前記液滴生成手段の底面よりも高く設定されていることが好ましい。
【００３１】
このように、気化原料生成手段の底面が液滴生成手段の底面よりも高く設定されているため、気化原料に液滴が混入することを防ぐことができる。
【００３２】
本発明に係る第１のＣＶＤ装置は、本発明の第１の気化装置と、前記気化装置の前記気化原料搬送管の搬出側と接続され、該気化原料搬送管により搬送されてきた前記気化原料を加熱して反応させる反応炉と、前記反応炉の内部に設けられ、基板を保持する基板保持台と、前記反応炉に設けられ、該反応路を加熱する反応炉加熱手段とを備えている。
【００３３】
第１のＣＶＤ装置によると、本発明の第１の気化装置を備えているため、該気化装置から均質で且つ安定した気化原料が供給される。
【００３４】
第１のＣＶＤ装置において、前記基板保持台は、前記基板を所定の温度に加熱する基板加熱手段を有していることが好ましい。
【００３５】
第１のＣＶＤ装置は、前記気化原料と反応する反応ガスを前記反応炉内に供給する反応ガス供給管をさらに備えていることが好ましい。
【００３６】
この場合に、前記反応ガス供給管から供給される前記反応ガスはＯ2,ＮＯ，Ｎ2Ｏ及びＯ3のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００３７】
本発明に係る第２のＣＶＤ装置は、反応炉と、前記反応炉の内部に設けられており、本発明の第２の気化装置を有し、該気化装置により液体原料から気化原料を生成する気化原料生成部と、前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料生成部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上の基板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成膜部とを備えている。
【００３８】
第２のＣＶＤ装置によると、気化原料生成部に本発明の第２の気化装置を有しているため、該気化原料生成部から均質で且つ安定した気化原料が供給される。
【００３９】
第２のＣＶＤ装置において、前記気化原料生成部における前記液滴生成手段は、前記液体原料が前記気化原料生成手段により加熱される前に気化しないよう前記液体原料を冷却する冷却手段を有していることが好ましい。
【００４０】
本発明に係る第１の薄膜製造方法は、本発明の第１の気化装置によって液体原料から気化原料を生成し、反応炉内部に設置され前記気化原料が分解する温度以上にされた基板の表面において、前記気化原料を分解し、前記基板上に薄膜を堆積する。
【００４１】
本発明に係る第２の薄膜製造方法は、本発明の第２の気化装置によって液体原料から気化原料を生成し、反応炉内部に設置され前記気化原料が分解する温度以上にされた基板の表面において、前記気化原料を分解し、前記基板上に薄膜を堆積する。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００４３】
図１は本発明の第１の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。図１に示すように、ＣＶＤ装置１は液体原料を気化した気化原料を生成する気化装置１０Ａと気化原料を加熱して反応させる反応炉５０とにより構成されている。気化装置１０Ａは、成膜の原料である液体原料１１を収納する液体原料容器１２と、液体原料１１を加熱して気化させることにより液体原料１１から気化原料１３を生成する気化器１４とを備えている。液体原料容器１２の底面下部には、液体原料１１の液面を超音波１５で振動させることにより液体原料１１から微粒子状の液滴１６を液体原料１１の液面に生じさせる超音波発振器１７が設けられている。液体原料容器１２の上部には、液滴１６と混合し液滴１６を反応炉５０に搬送するための不活性ガス、例えばアルゴンよりなる搬送用ガス１８を供給する搬送用ガス供給管１９と、液滴１６が混合された搬送用ガス１８を液体原料容器１２から搬出する気化原料搬送管の一部としての搬出管２０とが設けられている。気化器１４は、搬出管２０の搬出側の開口端に滑らかに接続される筒形状を有し、その外周面には気化器１４の内部を流通する液滴１６を気化させる加熱手段２１が設けられている。なお、図示したように気化器１４の径を搬出管２０の径よりも大きくし、搬送用ガス１８の流速を抑えることにより液滴１６が十分に加熱されるようにしてもよい。また、気化器１４は搬出管２０の一部の外周面又は内周面に加熱手段２１を設けて、搬出管２０と一体的に形成されていてもよい。気化器１４には、該気化器１４によって気化された気化原料１３を反応炉５０に搬送する気化原料搬送管２２が気化器１４の搬出側の開口端に滑らかに接続されている。気化原料搬送管２２の搬出側の開口端は反応炉５０の上部に接続されている。なお、気化原料搬送管２２の外周部には、気化原料１３が冷えて再液化（＝凝縮）することを防止する保温手段としての保温ヒーター２３が装着されている。
【００４４】
反応炉５０には、その内部に反応室５１が設けられており、反応室５１の上部には、気化原料搬送管２２の搬出側の開口端が接続され、先端部が末広がり形状の気化原料導入部５２が設けられている。反応炉５０の外壁面には、気化装置１０Ａから供給された気化原料の再結露を防ぐために反応路５０の壁面の温度を調整する反応炉加熱手段５３が設けられている。反応室５１の底部には、基板保持面に被成膜対象の例えばシリコンよりなる基板５４を保持する基板保持台５５が設置され、該基板保持台５５の基板保持部には基板５４を所定の温度に加熱する基板加熱手段としてのシース抵抗ヒーター５６が配置されている。また、反応室５１の上部には、気化原料と反応する反応ガス５７を反応室５１に供給する反応ガス供給管５８が設けられ、反応室５１の底部から反応室５１の排気を行なう排気手段５９が排気管を通じて接続されている。
【００４５】
以下、前記のように構成された気化装置１０Ａ及びＣＶＤ装置１の動作を説明する。まず、液体原料容器１２内には、例えば、Ｂａ(ＤＰＭ)2 ，Ｓｒ(ＤＰＭ)2 及びＴｉＯ(ＤＰＭ)2 をモル比１：１：２の割合で、且つ、全体で０．１ｍｏｌ／ｌの濃度になるようにＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に溶解して生成された液体原料１１が蓄えられている。液体原料容器１２の底部の外側には、超音波発振器１７が該底部に密着して設けられており、液体原料１１の液面に向けて超音波１５を発振する。超音波１５は液体原料１１内を伝播し、液体原料１１の液面に到達して液体原料１１の液面に超音波振動を発生させる。液体原料１１は液体としての粘性を有しており、単に振動するだけでなく、液面の振動により液体自体に慣性力が働くため、液体原料１１の一部が液面の一部から微粒子状の液滴１６となって液体原料容器１２の上方の空間部に放出される。
【００４６】
なお、超音波発振器１７は液体原料容器１２の底部の外側に設けられているが、これに限らず、液体原料容器１２内の底面上であってもよい。また、液体原料容器１２の底部に限らず、側部であってもよい。
【００４７】
次に、液体原料容器１１には搬送用ガス供給管１９を通して搬送用ガス１８が供給されており、液体原料容器１２の上方の空間部に放出された多数の液滴１６はこの搬送用ガス１８と混合され混合ガスとなって、液体原料容器１２の搬出管２０から搬出され気化器１４に運ばれる。気化器１４は加熱手段２１によって、液滴１６が気化し且つ溶解されている原料のＢａ(ＤＰＭ)2 ，Ｓｒ(ＤＰＭ)2 及びＴｉＯ(ＤＰＭ)2 が分解しない温度、例えば２５０℃に設定されており、液滴１６は昇温され気化して気化原料１３となる。
【００４８】
従来のノズル噴射方式では、液体原料の微粒化には限界があり、液滴の径が最小でも数１０μｍ程度であったが、本実施形態においては、平均粒径が数μｍ程度の極めて細かな液滴１６を得ることができる。このため、液滴１６の昇温及び気化が高速に行なわれると共に、簡単な原理で超微粒子状の液体原料を得られるため、液体原料の粘度が安定であれば、超音波の強度で液滴１６の供給量が制御できる。従って、粒径の再現性も高いため、安定した気化原料を供給することができる。
【００４９】
次に、気化原料１３は搬送用ガス１８と共に気化原料搬送管２２を搬送され反応炉５０に供給される。気化原料搬送管２２は該気化原料搬送管２２に装着されている保温ヒーター２３により、例えば２００℃に保温されているため、気化原料１３は再液化することなく良好な気化状態を保持しつつ、反応炉５０の気化原料導入部５２から反応室５１に導入される。反応炉５０の壁面は、例えば、２００℃に設定されたオイルを循環する反応炉加熱手段５３によって反応室５１内の温度が制御されており、反応室５１において気化原料１３が再液化することを防止している。一方、反応炉５０には反応ガス供給管５８から、例えば酸素ガスなどの反応ガス５７が供給され、気化原料１３と共に基板保持台５５の基板保持部に載置されている基板５４の表面に達する。基板５４は基板保持台５５の基板保持部に配置されているシース抵抗ヒーター５６によって加熱され昇温されている。
【００５０】
基板５４の温度は成膜される膜の結晶状態などを大きく左右する重要なパラメータであるが、本実施形態では、例えば４３０℃に設定することにより、粒径が小さなＢＳＴ膜が形成される。未反応の気化原料１３や反応ガス５７又は反応によって生成した不要なガス等は排気手段５９を通じて反応室５１の底部から外部に排気される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によると、液体原料１１の液面を超音波振動させることにより微粒子状の液滴１６が発生するため、従来の噴霧器と異なり極めて粒径が細かい微粒化された液体原料を生成することができる。その結果、良好な気化状態を実現できるため、従来のようにノズル部分でのパイプの目詰まりやろ過フィルターの交換等のメンテナンスが不要となる。
【００５２】
従って、微粒化液体原料、すなわち液滴１６の供給量に経時的変化を伴わないため、長期間にわたって安定した気化原料の供給が可能となり、気化装置１０Ａを用いたＣＶＤ装置１によると、組成や成膜速度の再現性が極めて良好になる。
【００５３】
なお、本実施形態では、反応室５１に酸素ガスよりなる反応ガス５７を供給したが、特に反応ガス５７が必要でなければ、反応ガス供給管５８を省略した装置構成であってもよい。
【００５４】
また、本実施形態は成膜される膜の種類に限定されるものではなく、液体原料又は溶液原料が分解温度以下で得られる原料を有する材料であれば、成膜が可能である。
【００５５】
また、複数の元素からなる膜を形成するには、超音波発信器１７がそれぞれ設けられている液体原料の数分の液体原料容器１２，１２，…を用いてこれらの原料が個々に溶解された液体原料１１，１１，…をそれぞれ微粒化した後、混合し気化してもよい。ちなみに、この混合処理は気化した後であってもよいことは容易に類推される。
【００５６】
また、本実施形態及び以下に説明する各実施形態においても、成膜される膜の材質については一例を示したに過ぎず、液体原料１１が得られるものであれば他の材質の膜形成も同様に行なえることは言うまでもない。
(第２の実施形態)
以下、本発明の第２の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００５７】
図２は本発明の第２の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。図２に示すように、ＣＶＤ装置１は液体原料を気化した気化原料を生成する気化装置１０Ｂと気化原料を加熱して反応させる反応炉５０とにより構成されている。なお、本実施形態のＣＶＤ装置１は、第１の実施形態のＣＶＤ装置１とは気化装置１０Ｂのみが異なるため、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図２に示すように、搬出管２０における気化器１４の搬入側には、搬出管２０の内径が部分的に拡大された拡大部３１と該拡大部３１の内部に頂点が搬送方向に位置する円錐状体３０とを有する混入防止手段が設けられている。円錐状体３０の周端部は拡大部３１における搬出管２０の内壁面よりも外側に位置するように設けられており、搬出管２０の内壁面に付着する不要な液滴１６ａが落下して液体原料１１に混入するのを確実に防ぐことができる。円錐状体３０の上面に落下した不要な液滴１６ａは、拡大部３１に設けられた受皿にいったん溜められ、受皿に溜まった液滴１６ａは拡大部３１に設けられた排出管３２を通って外部に排出される。
【００５８】
なお、本実施形態においては、搬出管２０が液体原料容器１２の液面に対して垂直に延びるように接続されているが、必ずしもこれに限るものではなく、該液面に対して水平方向に延びるように接続されていてもよい。ただし、搬出管２０が水平方向に延びる場合は、円錐状体３０は必ずしも必要ではないが、搬出管２０の内壁面に付着する不要な液滴１６ａが液体原料容器１２に逆流しないようにトラップする、例えば拡大部３１のようなトラップ部と該トラップ部に溜まる不要な液滴１６ａを搬出管２０の外に排出する排出管３２とは設けてあることが好ましい。
【００５９】
また、円錐状体３０と加熱手段２１を有する気化器１４との間に、搬出管２０の温度上昇を防止する冷却水３４Ａ、３４Ｂをその内部に循環させて搬出管２０の温度を所定の温度に保つ冷却手段３３が搬出管２０の外周部に設けられている。冷却手段３３の設定温度は液滴１６が分解しない温度、例えば２００℃以下であればよいが、本実施形態においては気化状態のムラをなくすため室温に近い２５℃としている。
【００６０】
なお、混入防止手段及び冷却手段３３は必ずしも両方を備えている必要はなく、いずれか１つを備えていてもよい。
【００６１】
以下、前記のように構成された気化装置１０Ｂ及びＣＶＤ装置１の動作を説明する。第１の実施形態の気化装置１０Ａにおいて、搬出管２０の内壁に不要な液滴１６ａが付着した場合に、これらの液滴１６ａが液体原料容器１２に逆流し、液体原料１１に混入してしまうことも考えられる。液体原料１１が変質しやすい材料であれば、不要な液滴１６ａが液体原料１１に混入すると、不要な液滴１６ａの溶媒に対する成分比は液体原料１１の溶媒に対する成分比と比べて変化している可能性があるため、液体原料１１の質が低下してしまい、成膜される膜質の低下や、供給の不安定を引き起こす場合も考えられる。
【００６２】
従って、本実施形態の気化装置１０Ｂは、液体原料容器１２内に不要な液滴１６ａが流入しないように搬出管２０の内部に円錐状体３０を設けている。円錐状体３０や搬出管２０に付着した液滴１６ａは重力により落下し、拡大部３１により受けられ排出液となる。排出液は排出管３２を通って外部に排出される。
【００６３】
なお、排出液が変質しない場合は、該排出液を液体原料１１として再利用できることはいうまでもなく、効率的な利用を図ることができる。
【００６４】
一方、本気化装置１０Ｂの気化原理によると、液体原料１１の液面を超音波を用いて振動させることにより極めて微細な液体原料が得られるため、均一且つ良好な気化原料が得られることは第１の実施形態で説明した通りである。しかしながら、液体原料１１が未だ開発途上にあり、完全ではないので、長期間の使用によっては、搬出管２０の内壁面に液体原料１１から析出する固形物が付着することが考えられる。第１の実施形態の気化装置１０Ａにおいては、気化器１４を加熱手段２１を用いて加熱した際に、加熱手段２１の熱が熱伝導により搬出管２０に伝わるため、該搬出管２０の温度が上昇してしまう。その結果、液体原料１１から析出する固形物が搬出管２０の内壁面に付着してしまい、固形物の清掃や搬出管２０の交換に手間がかかることも考えられる。
【００６５】
本実施形態においては、搬出管２０の気化器１４付近に、冷却水３４Ａ，３４Ｂにより搬出管２０を冷却する冷却手段３３を設けることにより、搬出管２０の温度上昇を防止している。これにより、搬出管２０の内壁面に固形物が付着することはなくなり、該固形物は気化器１４のみに付着するようになり、気化器１４の洗浄又は交換を行なうだけでＣＶＤ装置１の運用が可能となる。
【００６６】
なお、混入防止手段は気化器１４で生じる固形物が液体原料容器１２内に落下するのを防止する効果も有している。
【００６７】
このように、本実施形態に係る気化装置１０Ｂによると、搬出管２０に付着し落下して液体原料容器１２に混入する不要な液滴１６ａを混入防止手段により防止することができるため、液体原料１１が変質しやすい場合であっても、反応炉５０に質が安定した気化原料１３を供給することができる。
【００６８】
また、搬出管２０における該搬出管２０と気化器１４との接続部付近に冷却手段３３を設けることにより、搬出管２０の温度上昇が抑制されるため、搬出管２０の内壁面において液体原料１１から固形物が析出し付着することを防止し、ＣＶＤ装置１の運用を容易にすることできる。
【００６９】
なお、冷却手段３３は冷却水３３Ａ，３３Ｂを循環させる方式としたが、これに限らず、例えば、搬出管２０にペルチェ素子を貼り付けるなどの別の方法を用いて冷却してもよい。
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００７０】
図３は本発明の第３の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。図３において、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図３に示すように、本実施形態に係る反応炉５０の内部には、その上部に気化原料生成部５１Ａが設けられ、その下部に仕切板により気化原料生成部５１Ａと仕切られた成膜部としての反応室５１Ｂが設けられている。
【００７１】
気化原料生成部５１Ａの内部には、気化装置１０Ｃが配置され、該気化装置１０Ｃは、底部の外側に密着されるように設けられた超音波発信器６２を有する液滴生成手段としての霧化室６１と、該霧化室６１と配管によって接続され、霧化室６１において生成された液滴１６を加熱して気化させることにより液体原料１１から気化原料１３を生成する気化原料生成手段としての気化器１４とにより構成されている。霧化室６１の導入側には液体原料供給管６３が接続されており、霧化室６１は、液体原料供給管６３と、例えば液体ポンプよりなる液体原料供給器６４とを介して液体原料容器１２に接続されている。また、霧化室６１の上部における液体原料供給管６３の導入側の開口部付近には、液滴１６と混合され該液滴１６を反応室５１Ｂに搬送するための不活性ガス、例えばアルゴンよりなる搬送用ガス１８を供給する搬送用ガス供給管１９が設けられている。
【００７２】
液体原料容器１２には、例えば、ＴｉＯ(ＤＰＭ)2 をＴＨＦに溶解した液体原料１１が収納されている。
【００７３】
以下、前記のように構成された気化装置１０Ｃ及びＣＶＤ装置の動作を説明する。液体原料容器１２内の液体原料１１は、液体原料供給器６４によってその流量が調節され、液体原料供給管６３を通って霧化室６１に供給される。霧化室６１の底部の外側に設けられている超音波発振器６２は超音波を発しており、霧化室６１に供給された液体原料１１は、霧化室６１の超音波振動する底面に触れることにより、前記の実施形態と同様に、液体原料１１が微粒化されて液滴１６が生成される。液体原料１１よりなる液滴１６は搬送用ガス供給管１９から供給される搬送用ガス１８と混合されて気化器１４に搬送された後、気化器１４の外周面に設けられた加熱手段２１により昇温され気化して気化原料１３となる。気化器１４において生成された気化原料１３は、気化原料搬送管２２及び反応室５１Ｂの上部に設けられた気化原料導入部５２を通って被成膜対象である、例えばシリコンよりなる基板５４の上面に供給される。
【００７４】
このように、本実施形態によると、反応炉５０の内部を気化原料生成部５１Ａと成膜部としての反応室５１Ｂとに分割し、外部から反応炉５０の内部に液体原料１１を供給するため、気化装置１０Ｃの小型化が図れるので、ＣＶＤ装置の配置の自由度が向上する。
【００７５】
また、反応炉５０の内部に気化原料生成部５１Ａを配置し、且つ、反応炉加熱手段５３によって、気化原料生成部５１Ａは例えば温度が２００℃になるように保温されている。これにより、第１又は第２の実施形態に示した気化原料搬送管２２を保温する保温ヒーター２３を不要にすることができる。
【００７６】
一般に、気化原料ガス１３は厳密な温度制御が必要とされているため、本実施形態のように反応炉５０内で一括して温度制御することにより、装置構造の簡略化と制御容易性とを図ることができる。
【００７７】
このように、本実施形態に係る気化装置１０Ｃによると、液体原料１１を外部から供給することにより装置の小型化が達成され、配置の自由度が向上する。さらに本気化装置を用いたＣＶＤ装置においては、温度制御された反応炉５０内に気化装置１０Ｃを配置することにより、気化原料１３の温度制御が容易になると共に、ＣＶＤ装置の構造を簡略化することができる。
【００７８】
なお、液体原料供給管６３の温度上昇に伴い、液体原料１１が霧化室６１の入口付近で沸騰するのを防止するため、液体原料供給管６３における霧化室６１の搬入部付近に冷却手段を設けてもよい。
【００７９】
また、超音波発信器６２を霧化室６１の底部の外側に設けたが、これに限らず、霧化室６１内の底面上であってもよい。
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００８０】
図４は本発明の第４の実施形態に係る気化装置の構成断面図である。図４において、図３に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図４に示す気化装置１０Ｄは、図３に示す反応炉５０の内部が仕切られた気化原料生成部５１Ａに配置されている霧化室６１と気化器１４とよりなる気化装置１０Ｃが一体に構成されている。気化装置１０Ｄには、その内部に１つの空間部よりなる気化室６５が設けられ、その底部の外側には液体原料１１から微粒子状の液体原料を生成する超音波発振器６２が設けられている。気化装置１０Ｄの搬入側には、図示されていない液体原料容器内の液体原料１１を気化装置１０Ｄに供給する液体原料供給管６３と、気化原料１３に混合され該気化原料１３を図示されていない反応室に搬送する搬送用ガス１８を供給する搬送用ガス供給管１９とが独立に接続されている。気化装置１０Ｄの搬送方向の外周面には液体原料１１を加熱して気化原料１３を生成する加熱手段２１が設けられている。気化装置１０Ｄの搬出側には、気化原料１３が混合された搬送用ガス１８を反応室に搬送する気化原料搬送管２２が接続されている。
【００８１】
以下、前記のように構成された気化装置１０Ｄの動作を説明する。液体原料供給管６３から供給された液体原料１１は、例えば２５０℃に設定された加熱手段２１によって加熱されている気化装置１０Ｄ内の底面に触れることにより一部が気化されるが、その大部分の液体原料１１は液体の状態で気化室６５に導入される。気化室６５の底面は超音波発振器６２によって超音波振動しており、気化室６５の内部に液体のまま供給される液体原料１１はこの底面の超音波振動によって微粒子状の液滴１６となる。該液滴１６は極めて細かい微粒子であるため、熱容量が小さいので２５０℃程度の温度によって容易に気化されて気化原料１３となる。気化装置１０Ｄにより生成された気化原料１２は、搬送用ガス供給管１９から供給される搬送用ガス１８と共に気化原料搬送管２２に送られ、第３の実施形態と同様にして反応室に供給される。
【００８２】
このように、本実施形態に係る気化装置１０Ｄによると、液体原料１１から微粒子状の液滴１６を生成し、該液滴１６から気化原料１３を生成する過程を１つの気化室６５で行なえるため、装置の構造をさらに簡略化できる。
【００８３】
さらに、液滴１６が搬送用ガス１８に搬送される際に触れる壁面の面積を小さくすることができるため、液滴１６が壁面に付着することによる再液化の発生を低減できるので、より効率的な気化原料を反応室に供給することができる。
【００８４】
また、長期間の運用に伴って気化装置１０Ｄの内部に残留物が生じても、該装置のみを洗浄又は交換するだけで済むため、メンテナンスが容易である。
【００８５】
なお、液体原料１１が気化室６５に供給される際に、気化室６５の底面に触れて直接昇温され気化されることにより、運用当初に気化原料１３の供給量が不安定になることも考えられる。これを防止するため、気化装置１０Ｄの底部には加熱手段２１を設けない構成としてもよい。また、運用当初の供給量が不安定な間は、気化原料１３を反応室に供給せずに直接排気手段へ排気するような構成にしてもよい。
【００８６】
また、超音波発信器６２を気化装置１０Ｄの底部の外側に設けたが、これに限らず、気化室６５内の底面上であってもよい。
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００８７】
図５は本発明の第５の実施形態に係る気化装置の構成断面図である。図５において、図４に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図５に示す気化装置１０Ｅは、底部の外側に密着されるように設けられた超音波発信器６２を有する液滴生成手段６６と、該液滴生成手段６６において生成された液滴１６を加熱して気化させることにより液体原料１１から気化原料１３を生成する気化原料生成手段６７とにより構成されている。これにより、図３に示す気化装置１０Ｃの長所と図４に示す気化装置１０Ｄの長所とを併せ持つ構成としている。すなわち、気化装置１０Ｅは、図３に示す霧化室６１と気化器１４とよりなる気化装置１０Ｃが一体にされた構成であるため、再液化の発生を低減できるので、より効率的な気化原料を生成できると共に、装置の構造の簡略化及び装置のメンテナンスの容易化を図ることができる。
【００８８】
また、気化装置１０Ｅは、液滴生成手段６６と気化原料生成手段６７とに分離され、且つ、気化原料生成手段６７の底面が液滴生成手段６６の底面よりも高くなるよう段差部が設定されているため、運用当初の液体原料１１が気化原料生成手段６７の底部に直接触れることによって昇温され気化されることがない。従って、気化原料１３は運用当初から安定して供給されることになる。
【００８９】
なお、気化原料生成手段６７の底面と液滴生成手段６６の底面とに段差部を設定する代わりに、気化原料生成手段６７と液滴生成手段６６との間に、該段差部程度の高さの衝立を設けても同様の効果が得られる。
【００９０】
また、超音波発信器６２を液滴生成手段６６の底部の外側に設けたが、これに限らず、液滴生成手段６６の内部の底面上であってもよい。
【００９１】
【発明の効果】
本発明に係る第１の気化装置によると、超音波発振器が液体原料の液面を超音波で振動させることにより、液体原料から極めて細かい微粒子状の液滴が生じるため、加熱して得られる気化原料が均一となるので、安定して気化原料を供給することができる。
【００９２】
また、気化原料に混入する異物がなくなるので、気化原料の通路に異物をろ過するフィルターが不要となると共に、細管に液体原料を流さないため、細管が目詰まりを起こすことがなくなるため、装置のメンテナンスが容易になる。
【００９３】
また、微粒子状の液体原料の供給量が経時的変化を伴わないため、長期間にわたって安定した気化原料を供給できる。
【００９４】
また、第１の気化装置が、気化原料搬送管の内壁面に付着する不要な液滴が液体原料に混入することを防止する混入防止手段を気化原料搬送管の内部に備えていると、液体原料が不要な液滴に汚染されないので、気化原料の質を安定して保つことができる。
【００９５】
また、混入防止手段が気化原料搬送管を部分的に拡大した拡大部と、該拡大部に設けられた、頂点が搬送方向に位置し且つ周端部が拡大部の内壁面よりも外側に位置する円錐状体とから構成されていると、不要な液滴が液体原料に混入することを確実に防止できる。
【００９６】
また、第１の気化装置が液滴が加熱手段に加熱される前に気化しないよう液滴を冷却する冷却手段を備えていると、気化原料搬送管の内壁面に液体原料から固形物が析出し付着することを防止できるので、装置の運用を容易にすることができる。
【００９７】
また、冷却手段が液滴を室温程度に冷却すると、気化原料搬送管の内壁面に固形物が析出し付着することを確実に防止することができる。
【００９８】
本発明に係る第２の気化装置によると、本発明に係る第１の気化装置の効果が得られる上に、液体原料容器と液体原料から微粒子状の液滴を生成する液滴生成手段とが分離されているため、気化装置の小型化を図ることができる。
【００９９】
また、液滴生成手段と気化原料生成手段とが一体化されていると、微粒子状の液滴が搬送される際に触れる壁面の面積が小さくなるので、液滴が壁面に付着することによる再液化の発生を低減できる。これにより、効率的な気化原料を生成することができる。
【０１００】
また、装置の構造が簡略化されると共に装置のメンテナンスの容易化を図ることができる。
【０１０１】
また、気化原料生成手段の底面が液滴生成手段の底面よりも高く設定されていると、気化原料に液滴が混入することを防ぐことができる。さらに、運用当初の液体原料が気化原料生成手段の底部に直接触れることによって昇温され気化されることがないので、気化原料は運用当初から安定して供給されることになる。
【０１０２】
本発明に係る第１のＣＶＤ装置によると、本発明の第１の気化装置から均質で且つ安定した気化原料が供給されるため、その供給に経時変化がないので、組成や成膜速度の再現性が極めて良好となり、その結果、汎用的で高品質な成膜ができる。
【０１０３】
また、基板保持台が基板加熱手段を有していると、基板の温度を所定の温度に加熱することができるので、基板上に所望の薄膜を確実に成膜することができる。
【０１０４】
また、第１のＣＶＤ装置が、気化原料と反応する反応ガスを反応炉内に供給する反応ガス供給管をさらに備えていると、気化原料と反応するガスを適当に選ぶことにより、基板上に所望の薄膜を成膜することができる。
【０１０５】
また、反応ガス供給管から供給される反応ガスがＯ2,ＮＯ，Ｎ2Ｏ及びＯ3のうちの少なくとも１つを含むと、基板上に酸化物又は窒化物よりなる薄膜を確実に成膜することができる。
【０１０６】
本発明に係る第２のＣＶＤ装置によると、本発明の第２の気化装置から均質で且つ安定した気化原料が供給されるため、その供給に経時変化がないので、組成や成膜速度の再現性が極めて良好となり、その結果、汎用的で高品質な成膜ができる。また、本発明の第２の気化装置は、気化装置自体が小型に構成されているため、ＣＶＤ装置の構成の自由度が増すと共に、温度制御が容易になる。
【０１０７】
また、気化原料生成部における液滴生成手段が、気化原料生成手段により加熱される前に気化しないよう液体原料を冷却する冷却手段を有していると、液滴生成手段の温度上昇が抑制される。その結果、液体原料供給管の内壁面に液体原料から固形物が析出し付着することを防止できるので、装置の運用を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る気化装置の構成断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る気化装置の構成断面図である。
【図６】従来の溶液気化方式のＣＶＤ装置の構成断面図である。
【符号の説明】
１ ＣＶＤ装置
１０Ａ 気化装置
１０Ｂ 気化装置
１０Ｃ 気化装置
１０Ｄ 気化装置
１０Ｅ 気化装置
１１ 液体原料
１２ 液体原料容器
１３ 気化原料
１４ 気化器（気化原料生成手段）
１５ 超音波
１６ 液滴
１６ａ 液滴
１７ 超音波発振器
１８ 搬送用ガス
１９ 搬送用ガス供給管
２０ 搬出管（気化原料搬送管）
２１ 加熱手段
２２ 気化原料搬送管
２３ 保温ヒーター（保温手段）
３０ 円錐状体
３１ 拡大部
３２ 排出管
３３ 冷却手段
３４Ａ 冷却水
３４Ｂ 冷却水
５０ 反応炉
５１ 反応室
５１Ａ 気化原料生成部
５１Ｂ 反応室（成膜部）
５２ 気化原料導入部
５３ 反応炉加熱手段
５４ 基板
５５ 基板保持台
５６ シース抵抗ヒーター（基板加熱手段）
５７ 反応ガス
５８ 反応ガス供給管
５９ 排気手段
６１ 霧化室（液滴生成手段）
６２ 超音波発信器
６３ 液体原料供給管
６４ 液体原料供給器
６５ 気化室
６６ 液滴生成手段
６７ 気化原料生成手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】液体原料を収納する液体原料容器と、
前記液体原料容器に設けられ、前記液体原料の液面を超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる超音波発振器と、
前記液滴と混合され該液滴を搬送するための搬送用ガスを前記液体原料容器内に供給する搬送用ガス供給管と、
前記液体原料容器内で前記搬送用ガスに混合された前記液滴を搬送しながら加熱手段で加熱して気化することにより気化原料を生成すると共に、生成された気化原料を搬送する気化原料搬送管とを備えている気化装置であって、
前記気化原料搬送管の内部に設けられ、該気化原料搬送管の内壁面に付着する前記液滴が前記液体原料に混入することを防止する混入防止手段をさらに備えていることを特徴とする気化装置。
【請求項２】前記混入防止手段は、前記気化原料搬送管の内径が部分的に拡大している拡大部と、前記拡大部に設けられ、頂点が搬送方向に位置し且つ周端部が前記拡大部における前記気化原料搬送管の内壁面よりも外側に位置する円錐状体とを有していることを特徴とする請求項１に記載の気化装置。
【請求項３】前記気化原料搬送管内を搬送される前記液滴が前記加熱手段により加熱される前に気化しないよう前記液滴を冷却する冷却手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の気化装置。
【請求項４】前記冷却手段は前記液滴を室温程度に冷却することを特徴とする請求項３に記載の気化装置。
【請求項５】液体原料及び搬送用ガスが供給され、供給された液体原料の液面を超音波発信器が発する超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる液滴生成手段と、
前記液滴生成手段から前記液滴と混合された搬送用ガスが供給され、供給された液滴を加熱して気化することにより気化原料を生成する気化原料生成手段とを備えている気化装置であって、
前記液滴生成手段と前記気化原料生成手段とは一体化されていることを特徴とする気化装置。
【請求項６】前記気化原料生成手段の底面が前記液滴生成手段の底面よりも高く設定されていることを特徴とする請求項５に記載の気化装置。
【請求項７】請求項１に記載の気化装置と、
前記気化装置の前記気化原料搬送管の搬出側と接続され、該気化原料搬送管により搬送されてきた前記気化原料を加熱して反応させる反応炉と、
前記反応炉の内部に設けられ、基板を保持する基板保持台と、
前記反応炉に設けられ、該反応路を加熱する反応炉加熱手段とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項８】前記基板保持台は、前記基板を所定の温度に加熱する基板加熱手段を有していることを特徴とする請求項７に記載のＣＶＤ装置。
【請求項９】前記気化原料と反応する反応ガスを前記反応炉内に供給する反応ガス供給管をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１０】前記反応ガス供給管から供給される前記反応ガスはＯ2,ＮＯ，Ｎ2Ｏ及びＯ3のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１１】反応炉と、
前記反応炉の内部に設けられており、請求項５に記載の気化装置を有し、該気化装置により液体原料から気化原料を生成する気化原料生成部と、
前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料生成部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上の基板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成膜部とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１２】前記気化原料生成部における前記液滴生成手段は、前記液体原料が前記気化原料生成手段により加熱される前に気化しないよう前記液体原料を冷却する冷却手段を有していることを特徴とする請求項１１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１３】反応炉と、
前記反応炉の内部に設けられており、請求項６に記載の気化装置を有し、該気化装置により液体原料から気化原料を生成する気化原料生成部と、
前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料生成部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上の基板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成膜部とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１４】請求項１に記載の気化装置によって液体原料から気化原料を生成し、反応炉内部に設置され前記気化原料が分解する温度以上にされた基板の表面において、前記気化原料を分解し、前記基板上に薄膜を堆積することを特徴とする薄膜製造方法。
【請求項１５】請求項５に記載の気化装置によって液体原料から気化原料を生成し、反応炉内部に設置され前記気化原料が分解する温度以上にされた基板の表面において、前記気化原料を分解し、前記基板上に薄膜を堆積することを特徴とする薄膜製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学気相成長（以下、ＣＶＤと略記する。）法を用いて種々の薄膜を形成する薄膜形成装置、特に、液体原料を気化して薄膜形成装置に供給する気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置並びに薄膜製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高密度かつ高集積化は急速な進展を見せており、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（＝ＤＲＡＭ）に代表される半導体メモリにおいてもその集積度は向上の一途にある。しかしながら、ＤＲＡＭにおいて各セルに蓄積される電荷量は集積度によらずほぼ一定の値を維持する必要がある。従来のＤＲＡＭは、容量膜であるシリコン酸化膜の膜厚を薄くすることなどにより電荷量を一定値に維持していたが、薄膜化が限界に近づいているため、異なるアプローチによって容量の確保を行なう必要がでてきた。この対策として、容量膜に高誘電率の材料を用いる動きがある。例えば、１ＧｂｉｔのＤＲＡＭにおいては比誘電率が２５程度の酸化タンタルを用いることが有力視され、１Ｇｂｉｔを越えるＤＲＡＭについては比誘電率が数１００以上のチタン酸バリウムストロンチウム（＝ＢＳＴ）やチタン酸ジルコン酸鉛（＝ＰＺＴ）を用いることが有力視されている。
【０００３】
一般に、ＤＲＡＭの基板上の段差部を有するキャパシタ用電極上にＢＳＴやＰＺＴの容量膜を形成するには、カバレッジが良好なＣＶＤ法を用いるのが最も有効である。以前はβ−ジケトン系のジピバロイルメタン（＝ＤＰＭ）等を配位させた金属錯体材料を昇華させることによりＢＳＴやＰＺＴの原料ガスを得ていた。近年、原料ガスの供給を安定して行なえるため、これらの金属錯体材料を溶媒に溶解し、その溶液を気化させることにより原料ガスを得る方法が主流となりつつある。
【０００４】
このような、従来の溶液気化方式のＣＶＤ装置の例として特開平７−９４４２６に開示されているＣＶＤ装置が挙げられる。
【０００５】
以下、従来の溶液気化方式のＣＶＤ装置を図面を参照しながら説明する。
【０００６】
図６は従来のＣＶＤ装置の構成断面図である。図６に示すように、本ＣＶＤ装置は大別して、気化原料を生成する気化器１０１と該気化器１０１から供給される気化原料を加熱して反応させる反応炉１５０とにより構成されている。
【０００７】
液体原料を気化させる気化室１０２を有する気化器１０１には、気化室１０２の周囲の壁材の内部に該気化器１０１を所定温度に加熱するヒータ１０３が埋設されている。さらに、気化器１０１には、気化室１０２において生成された気化原料を反応炉１５０に搬送する希釈ガスを気化室１０２に高速に流入させるための先細の絞り部１０４ａをその先端部に有するテーパ状細管１０４と、気化室１０２において生成された気化原料を反応炉１５０に供給する原料ガス輸送管１０５とが接続されている。気化室１０２における原料ガス輸送管１０５の開口部付近には気化原料に混入する異物をろ過するフィルター１０６が設けられている。原料ガス輸送管１０５の周囲には、所定温度よりも低下することにより生じる気化原料の再結露を防止するために所定温度に保つ保温用ヒータ１０７が所定間隔を空けたらせん状に設けられている。
【０００８】
テーパ状細管１０４の上流端は希釈ガスの流量を調節する希釈ガス供給器１１０に接続されている。また、テーパ状細管１０４の内部には、液体原料を気化室１０２に供給する液体原料供給管１１１がテーパ状細管１０４の中心部を軸線方向に延びるように設けられている。液体原料供給管１１１の下流端はテーパ状細管１０４の絞り部１０４ａの下流端にノズル１１１ａとして開口しており、液体原料供給管１１１の上流端は、テーパ状細管１０４の上流端の近傍においてテーパ状細管１０４の径方向の外向きに屈曲して該テーパ状細管１０４の側面を内側から外側に貫通し、液体原料の流量を調節する液体原料供給器１１２に接続されている。液体原料供給器１１２の上流側は液体原料を収容する原料容器１１３に接続されている。原料容器１１３に上部には液体原料供給器１１２に液体原料を圧送する圧送ガス管１１４が接続されている。
【０００９】
反応炉１５０の内部には、基板１５１を保持する基板保持台１５２が設けられ、反応炉１５０の側壁には反応路１５０を加熱する反応炉加熱手段１５３が設けられ、反応炉１５０の上部には気化原料と反応させる反応ガスを反応炉１５０内に供給する反応ガス輸送管が設けられている。
【００１０】
以下、前記のように構成された従来のＣＶＤ装置の動作を説明する。
【００１１】
まず、原料容器１１３内の液体原料は、圧送ガス管１１４を通って送られてくる圧送ガスによって加圧され、加圧された状態の液体原料は液体原料供給器１１２によって流量が調節された後、液体原料供給管１１１を通ってノズル１１１ａの先端にまで送られる。
【００１２】
一方、希釈ガス供給器１１０により流量が調節された希釈ガスはテーパ状細管１０４に送られ、該テーパ状細管１０４の先端部の絞り部１０４ａにおいて希釈ガスはその流速を速める。その結果、流速が速い希釈ガスによってノズル１１１ａの先端から出る液体原料は細かな液滴となり気化器１０１の気化室１０２内に噴射される。気化器１０１は加熱ヒータ１０３により例えば２００℃に加熱されているため、噴射された液滴よりなる液体原料は気化室１０２の内壁に触れたり、又は内壁の輻射熱によって気化する。気化した原料ガスはフィルター１０６を通過し、再結露を防止する保温用ヒータ１０７により保温された原料ガス輸送管１０５を通って反応炉１５０に供給される。
【００１３】
なお、フィルター１０６は、気化室１０２において十分に気化しなかった液体原料の微粒子や、固化してしまった粒子を再蒸発させたりトラップしたりするために設けられている。反応炉１０５の側壁も気化された原料が結露するのを防止する反応炉加熱手段１５３によって所定温度に設定されている。また、例えば酸化剤としての酸素ガスが原料ガス輸送管１０５とは別系統の反応ガス輸送管１５４を通して反応炉１５０に供給される。これにより、基板保持台１５２の基板保持面に成膜を行なう基板１５１を載置し、原料ガス分解温度以上に基板１５１を昇温すると、基板１５１の表面上で原料ガスの分解と酸化とが同時に進行するため、基板１５１の表面に酸化物薄膜が成膜される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のＣＶＤ装置は、液体原料供給管１１１及びそのノズル１１１ａに液体原料を供給することにより該液体原料を細かな液滴としているため、装置停止時に、ノズル１１１ａに至る配管に残留する液体原料の変質や析出による目詰まりを防止する必要がある。従って、装置停止ごとに残留液体原料を除去する手順を経る必要があり、装置の運用に煩雑さを生じるだけでなく、目詰まり除去に専用の配管を設ける必要があるなど、装置構成が複雑になるという問題を有していた。
【００１５】
また、気化器１０１による液体原料の微粒化には限界があり、また細管から出る液体を高速の気流によって液滴を生成するという原理上、比較的径が大きな液滴が生じるなど、その気化される原料は不均一さを伴わざるを得なかった。このため、十分に気化せず気化器を通過する液体原料が存在する一方で、逆に過熱されることにより固体成分が析出してしまうことになる。これに対処するため、フィルター１０６を設けてこれらの液体原料や固体成分を除去しているが、フィルター１０６を設けたために該フィルター１０６を定期的に交換する必要が生じ、装置の連続運用ができないという問題を有していた。また、フィルター１０６はその運用の状況に応じて該フィルター１０６を通過する気化原料の流量に変化が生じるため、結果として気化原料の供給量に経時的な変化を引き起こすので、実際の成膜にあたっては経験に頼る部分が大きくなり、汎用的なＣＶＤ装置として利用できないという問題を有していた。
【００１６】
本発明は、前記従来の問題を一挙に解決し、経時変化を伴わず且つ安定した気化原料を生成できるようにし、汎用的で高品質な成膜ができるようにすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決する手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、液体原料の液面を超音波で振動させることにより、液体原料の液面から径がそろい且つ極めて細かな微粒子状の液滴を生じさせ、該液滴を加熱して気化原料とするものである。
【００１８】
具体的に、本発明に係る第１の気化装置は、液体原料を収納する液体原料容器と、前記液体原料容器に設けられ、前記液体原料の液面を超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる超音波発振器と、前記液滴と混合され該液滴を搬送するための搬送用ガスを前記液体原料容器内に供給する搬送用ガス供給管と、前記液体原料容器内で前記搬送用ガスに混合された前記液滴を搬送しながら加熱手段で加熱して気化することにより気化原料を生成すると共に、生成された気化原料を搬送する気化原料搬送管とを備えている。
【００１９】
第１の気化装置によると、液体原料容器に設けられた超音波発振器が、液体原料の液面を超音波で振動させることにより、液体原料から微粒子状の液滴を液体原料の液面に生じさせるため、微粒子状の液滴の径がほぼ均一になるので、径が大き過ぎるために気化部において液滴が気化されずに液体のまま残ったり、径が小さ過ぎるために個体成分が析出したりすることがない。これにより、加熱手段によって気化される際に生成される気化原料が均一となる。従って、気化原料に混入する異物がなくなるので、気化原料の通路に異物をろ過するフィルターが不要となる。また、細管に液体原料を流さないため、細管が目詰まりを起こすことがない。
【００２０】
第１の気化装置は、前記気化原料搬送管に設けられ、該気化原料搬送管を搬送される前記気化原料が凝縮しないように該気化原料を保温する保温手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２１】
第１の気化装置において、前記超音波発振器は前記液体原料容器の底部に設けられていることが好ましい。
【００２２】
第１の気化装置は、前記気化原料搬送管の内部に設けられ、該気化原料搬送管の内壁面に付着する前記液滴が前記液体原料に混入することを防止する混入防止手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２３】
この場合に、前記混入防止手段は、前記気化原料搬送管の内径が部分的に拡大している拡大部と、前記拡大部に設けられ、頂点が搬送方向に位置し且つ周端部が前記拡大部における前記気化原料搬送管の内壁面よりも外側に位置する円錐状体とを有していることが好ましい。
【００２４】
第１の気化装置は、前記気化原料搬送管内を搬送される前記液滴が前記加熱手段により加熱される前に気化しないよう前記液滴を冷却する冷却手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２５】
この場合に、前記冷却手段は前記液滴を室温程度に冷却することが好ましい。
【００２６】
本発明に係る第２の気化装置は、液体原料及び搬送用ガスが供給され、供給された液体原料の液面を超音波発信器が発する超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる液滴生成手段と、前記液滴生成手段から前記液滴と混合された搬送用ガスが供給され、供給された液滴を加熱して気化することにより気化原料を生成する気化原料生成手段とを備えている。
【００２７】
第２の気化装置によると、液滴生成手段に設けられている超音波発振器が出力する超音波を用いて、液滴生成手段に供給される液体原料の液面を超音波で振動させることにより、液体原料から微粒子状の液滴を液体原料の液面に生じさせるため、微粒子状の液滴の径が均一になるので、径が大き過ぎるために気化原料生成手段において液滴が気化されずに液体のまま残ったり、径が小さ過ぎるために個体成分が析出したりすることがない。これにより、気化原料生成手段において生成される気化原料が均一となる。従って、気化原料に混入する異物がなくなるので、気化原料の通路に異物をろ過するフィルターが不要となる。また、細管に液体原料を流さないため、細管が目詰まりを起こすことがない。
【００２８】
第２の気化装置において、前記液滴生成手段と前記気化原料生成手段とは一体化されていることが好ましい。
【００２９】
このように、液滴生成手段と気化原料生成手段とが一体化されているため、構成が簡単になると共に装置のメンテナンスもさらに容易になる。
【００３０】
この場合に、前記気化原料生成手段の底面が前記液滴生成手段の底面よりも高く設定されていることが好ましい。
【００３１】
このように、気化原料生成手段の底面が液滴生成手段の底面よりも高く設定されているため、気化原料に液滴が混入することを防ぐことができる。
【００３２】
本発明に係る第１のＣＶＤ装置は、本発明の第１の気化装置と、前記気化装置の前記気化原料搬送管の搬出側と接続され、該気化原料搬送管により搬送されてきた前記気化原料を加熱して反応させる反応炉と、前記反応炉の内部に設けられ、基板を保持する基板保持台と、前記反応炉に設けられ、該反応路を加熱する反応炉加熱手段とを備えている。
【００３３】
第１のＣＶＤ装置によると、本発明の第１の気化装置を備えているため、該気化装置から均質で且つ安定した気化原料が供給される。
【００３４】
第１のＣＶＤ装置において、前記基板保持台は、前記基板を所定の温度に加熱する基板加熱手段を有していることが好ましい。
【００３５】
第１のＣＶＤ装置は、前記気化原料と反応する反応ガスを前記反応炉内に供給する反応ガス供給管をさらに備えていることが好ましい。
【００３６】
この場合に、前記反応ガス供給管から供給される前記反応ガスはＯ2,ＮＯ，Ｎ2Ｏ及びＯ3のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００３７】
本発明に係る第２のＣＶＤ装置は、反応炉と、前記反応炉の内部に設けられており、本発明の第２の気化装置を有し、該気化装置により液体原料から気化原料を生成する気化原料生成部と、前記反応炉の内部に設けられており、前記気化原料生成部から前記気化原料の供給を受け、基板保持台の上の基板の表面に該気化原料をもとにして膜を生成する成膜部とを備えている。
【００３８】
第２のＣＶＤ装置によると、気化原料生成部に本発明の第２の気化装置を有しているため、該気化原料生成部から均質で且つ安定した気化原料が供給される。
【００３９】
第２のＣＶＤ装置において、前記気化原料生成部における前記液滴生成手段は、前記液体原料が前記気化原料生成手段により加熱される前に気化しないよう前記液体原料を冷却する冷却手段を有していることが好ましい。
【００４０】
本発明に係る第１の薄膜製造方法は、本発明の第１の気化装置によって液体原料から気化原料を生成し、反応炉内部に設置され前記気化原料が分解する温度以上にされた基板の表面において、前記気化原料を分解し、前記基板上に薄膜を堆積する。
【００４１】
本発明に係る第２の薄膜製造方法は、本発明の第２の気化装置によって液体原料から気化原料を生成し、反応炉内部に設置され前記気化原料が分解する温度以上にされた基板の表面において、前記気化原料を分解し、前記基板上に薄膜を堆積する。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００４３】
図１は本発明の第１の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。図１に示すように、ＣＶＤ装置１は液体原料を気化した気化原料を生成する気化装置１０Ａと気化原料を加熱して反応させる反応炉５０とにより構成されている。気化装置１０Ａは、成膜の原料である液体原料１１を収納する液体原料容器１２と、液体原料１１を加熱して気化させることにより液体原料１１から気化原料１３を生成する気化器１４とを備えている。液体原料容器１２の底面下部には、液体原料１１の液面を超音波１５で振動させることにより液体原料１１から微粒子状の液滴１６を液体原料１１の液面に生じさせる超音波発振器１７が設けられている。液体原料容器１２の上部には、液滴１６と混合し液滴１６を反応炉５０に搬送するための不活性ガス、例えばアルゴンよりなる搬送用ガス１８を供給する搬送用ガス供給管１９と、液滴１６が混合された搬送用ガス１８を液体原料容器１２から搬出する気化原料搬送管の一部としての搬出管２０とが設けられている。気化器１４は、搬出管２０の搬出側の開口端に滑らかに接続される筒形状を有し、その外周面には気化器１４の内部を流通する液滴１６を気化させる加熱手段２１が設けられている。なお、図示したように気化器１４の径を搬出管２０の径よりも大きくし、搬送用ガス１８の流速を抑えることにより液滴１６が十分に加熱されるようにしてもよい。また、気化器１４は搬出管２０の一部の外周面又は内周面に加熱手段２１を設けて、搬出管２０と一体的に形成されていてもよい。気化器１４には、該気化器１４によって気化された気化原料１３を反応炉５０に搬送する気化原料搬送管２２が気化器１４の搬出側の開口端に滑らかに接続されている。気化原料搬送管２２の搬出側の開口端は反応炉５０の上部に接続されている。なお、気化原料搬送管２２の外周部には、気化原料１３が冷えて再液化（＝凝縮）することを防止する保温手段としての保温ヒーター２３が装着されている。
【００４４】
反応炉５０には、その内部に反応室５１が設けられており、反応室５１の上部には、気化原料搬送管２２の搬出側の開口端が接続され、先端部が末広がり形状の気化原料導入部５２が設けられている。反応炉５０の外壁面には、気化装置１０Ａから供給された気化原料の再結露を防ぐために反応路５０の壁面の温度を調整する反応炉加熱手段５３が設けられている。反応室５１の底部には、基板保持面に被成膜対象の例えばシリコンよりなる基板５４を保持する基板保持台５５が設置され、該基板保持台５５の基板保持部には基板５４を所定の温度に加熱する基板加熱手段としてのシース抵抗ヒーター５６が配置されている。また、反応室５１の上部には、気化原料と反応する反応ガス５７を反応室５１に供給する反応ガス供給管５８が設けられ、反応室５１の底部から反応室５１の排気を行なう排気手段５９が排気管を通じて接続されている。
【００４５】
以下、前記のように構成された気化装置１０Ａ及びＣＶＤ装置１の動作を説明する。まず、液体原料容器１２内には、例えば、Ｂａ(ＤＰＭ)2 ，Ｓｒ(ＤＰＭ)2 及びＴｉＯ(ＤＰＭ)2 をモル比１：１：２の割合で、且つ、全体で０．１ｍｏｌ／ｌの濃度になるようにＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に溶解して生成された液体原料１１が蓄えられている。液体原料容器１２の底部の外側には、超音波発振器１７が該底部に密着して設けられており、液体原料１１の液面に向けて超音波１５を発振する。超音波１５は液体原料１１内を伝播し、液体原料１１の液面に到達して液体原料１１の液面に超音波振動を発生させる。液体原料１１は液体としての粘性を有しており、単に振動するだけでなく、液面の振動により液体自体に慣性力が働くため、液体原料１１の一部が液面の一部から微粒子状の液滴１６となって液体原料容器１２の上方の空間部に放出される。
【００４６】
なお、超音波発振器１７は液体原料容器１２の底部の外側に設けられているが、これに限らず、液体原料容器１２内の底面上であってもよい。また、液体原料容器１２の底部に限らず、側部であってもよい。
【００４７】
次に、液体原料容器１１には搬送用ガス供給管１９を通して搬送用ガス１８が供給されており、液体原料容器１２の上方の空間部に放出された多数の液滴１６はこの搬送用ガス１８と混合され混合ガスとなって、液体原料容器１２の搬出管２０から搬出され気化器１４に運ばれる。気化器１４は加熱手段２１によって、液滴１６が気化し且つ溶解されている原料のＢａ(ＤＰＭ)2 ，Ｓｒ(ＤＰＭ)2 及びＴｉＯ(ＤＰＭ)2 が分解しない温度、例えば２５０℃に設定されており、液滴１６は昇温され気化して気化原料１３となる。
【００４８】
従来のノズル噴射方式では、液体原料の微粒化には限界があり、液滴の径が最小でも数１０μｍ程度であったが、本実施形態においては、平均粒径が数μｍ程度の極めて細かな液滴１６を得ることができる。このため、液滴１６の昇温及び気化が高速に行なわれると共に、簡単な原理で超微粒子状の液体原料を得られるため、液体原料の粘度が安定であれば、超音波の強度で液滴１６の供給量が制御できる。従って、粒径の再現性も高いため、安定した気化原料を供給することができる。
【００４９】
次に、気化原料１３は搬送用ガス１８と共に気化原料搬送管２２を搬送され反応炉５０に供給される。気化原料搬送管２２は該気化原料搬送管２２に装着されている保温ヒーター２３により、例えば２００℃に保温されているため、気化原料１３は再液化することなく良好な気化状態を保持しつつ、反応炉５０の気化原料導入部５２から反応室５１に導入される。反応炉５０の壁面は、例えば、２００℃に設定されたオイルを循環する反応炉加熱手段５３によって反応室５１内の温度が制御されており、反応室５１において気化原料１３が再液化することを防止している。一方、反応炉５０には反応ガス供給管５８から、例えば酸素ガスなどの反応ガス５７が供給され、気化原料１３と共に基板保持台５５の基板保持部に載置されている基板５４の表面に達する。基板５４は基板保持台５５の基板保持部に配置されているシース抵抗ヒーター５６によって加熱され昇温されている。
【００５０】
基板５４の温度は成膜される膜の結晶状態などを大きく左右する重要なパラメータであるが、本実施形態では、例えば４３０℃に設定することにより、粒径が小さなＢＳＴ膜が形成される。未反応の気化原料１３や反応ガス５７又は反応によって生成した不要なガス等は排気手段５９を通じて反応室５１の底部から外部に排気される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によると、液体原料１１の液面を超音波振動させることにより微粒子状の液滴１６が発生するため、従来の噴霧器と異なり極めて粒径が細かい微粒化された液体原料を生成することができる。その結果、良好な気化状態を実現できるため、従来のようにノズル部分でのパイプの目詰まりやろ過フィルターの交換等のメンテナンスが不要となる。
【００５２】
従って、微粒化液体原料、すなわち液滴１６の供給量に経時的変化を伴わないため、長期間にわたって安定した気化原料の供給が可能となり、気化装置１０Ａを用いたＣＶＤ装置１によると、組成や成膜速度の再現性が極めて良好になる。
【００５３】
なお、本実施形態では、反応室５１に酸素ガスよりなる反応ガス５７を供給したが、特に反応ガス５７が必要でなければ、反応ガス供給管５８を省略した装置構成であってもよい。
【００５４】
また、本実施形態は成膜される膜の種類に限定されるものではなく、液体原料又は溶液原料が分解温度以下で得られる原料を有する材料であれば、成膜が可能である。
【００５５】
また、複数の元素からなる膜を形成するには、超音波発信器１７がそれぞれ設けられている液体原料の数分の液体原料容器１２，１２，…を用いてこれらの原料が個々に溶解された液体原料１１，１１，…をそれぞれ微粒化した後、混合し気化してもよい。ちなみに、この混合処理は気化した後であってもよいことは容易に類推される。
【００５６】
また、本実施形態及び以下に説明する各実施形態においても、成膜される膜の材質については一例を示したに過ぎず、液体原料１１が得られるものであれば他の材質の膜形成も同様に行なえることは言うまでもない。
(第２の実施形態)
以下、本発明の第２の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００５７】
図２は本発明の第２の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。図２に示すように、ＣＶＤ装置１は液体原料を気化した気化原料を生成する気化装置１０Ｂと気化原料を加熱して反応させる反応炉５０とにより構成されている。なお、本実施形態のＣＶＤ装置１は、第１の実施形態のＣＶＤ装置１とは気化装置１０Ｂのみが異なるため、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図２に示すように、搬出管２０における気化器１４の搬入側には、搬出管２０の内径が部分的に拡大された拡大部３１と該拡大部３１の内部に頂点が搬送方向に位置する円錐状体３０とを有する混入防止手段が設けられている。円錐状体３０の周端部は拡大部３１における搬出管２０の内壁面よりも外側に位置するように設けられており、搬出管２０の内壁面に付着する不要な液滴１６ａが落下して液体原料１１に混入するのを確実に防ぐことができる。円錐状体３０の上面に落下した不要な液滴１６ａは、拡大部３１に設けられた受皿にいったん溜められ、受皿に溜まった液滴１６ａは拡大部３１に設けられた排出管３２を通って外部に排出される。
【００５８】
なお、本実施形態においては、搬出管２０が液体原料容器１２の液面に対して垂直に延びるように接続されているが、必ずしもこれに限るものではなく、該液面に対して水平方向に延びるように接続されていてもよい。ただし、搬出管２０が水平方向に延びる場合は、円錐状体３０は必ずしも必要ではないが、搬出管２０の内壁面に付着する不要な液滴１６ａが液体原料容器１２に逆流しないようにトラップする、例えば拡大部３１のようなトラップ部と該トラップ部に溜まる不要な液滴１６ａを搬出管２０の外に排出する排出管３２とは設けてあることが好ましい。
【００５９】
また、円錐状体３０と加熱手段２１を有する気化器１４との間に、搬出管２０の温度上昇を防止する冷却水３４Ａ、３４Ｂをその内部に循環させて搬出管２０の温度を所定の温度に保つ冷却手段３３が搬出管２０の外周部に設けられている。冷却手段３３の設定温度は液滴１６が分解しない温度、例えば２００℃以下であればよいが、本実施形態においては気化状態のムラをなくすため室温に近い２５℃としている。
【００６０】
なお、混入防止手段及び冷却手段３３は必ずしも両方を備えている必要はなく、いずれか１つを備えていてもよい。
【００６１】
以下、前記のように構成された気化装置１０Ｂ及びＣＶＤ装置１の動作を説明する。第１の実施形態の気化装置１０Ａにおいて、搬出管２０の内壁に不要な液滴１６ａが付着した場合に、これらの液滴１６ａが液体原料容器１２に逆流し、液体原料１１に混入してしまうことも考えられる。液体原料１１が変質しやすい材料であれば、不要な液滴１６ａが液体原料１１に混入すると、不要な液滴１６ａの溶媒に対する成分比は液体原料１１の溶媒に対する成分比と比べて変化している可能性があるため、液体原料１１の質が低下してしまい、成膜される膜質の低下や、供給の不安定を引き起こす場合も考えられる。
【００６２】
従って、本実施形態の気化装置１０Ｂは、液体原料容器１２内に不要な液滴１６ａが流入しないように搬出管２０の内部に円錐状体３０を設けている。円錐状体３０や搬出管２０に付着した液滴１６ａは重力により落下し、拡大部３１により受けられ排出液となる。排出液は排出管３２を通って外部に排出される。
【００６３】
なお、排出液が変質しない場合は、該排出液を液体原料１１として再利用できることはいうまでもなく、効率的な利用を図ることができる。
【００６４】
一方、本気化装置１０Ｂの気化原理によると、液体原料１１の液面を超音波を用いて振動させることにより極めて微細な液体原料が得られるため、均一且つ良好な気化原料が得られることは第１の実施形態で説明した通りである。しかしながら、液体原料１１が未だ開発途上にあり、完全ではないので、長期間の使用によっては、搬出管２０の内壁面に液体原料１１から析出する固形物が付着することが考えられる。第１の実施形態の気化装置１０Ａにおいては、気化器１４を加熱手段２１を用いて加熱した際に、加熱手段２１の熱が熱伝導により搬出管２０に伝わるため、該搬出管２０の温度が上昇してしまう。その結果、液体原料１１から析出する固形物が搬出管２０の内壁面に付着してしまい、固形物の清掃や搬出管２０の交換に手間がかかることも考えられる。
【００６５】
本実施形態においては、搬出管２０の気化器１４付近に、冷却水３４Ａ，３４Ｂにより搬出管２０を冷却する冷却手段３３を設けることにより、搬出管２０の温度上昇を防止している。これにより、搬出管２０の内壁面に固形物が付着することはなくなり、該固形物は気化器１４のみに付着するようになり、気化器１４の洗浄又は交換を行なうだけでＣＶＤ装置１の運用が可能となる。
【００６６】
なお、混入防止手段は気化器１４で生じる固形物が液体原料容器１２内に落下するのを防止する効果も有している。
【００６７】
このように、本実施形態に係る気化装置１０Ｂによると、搬出管２０に付着し落下して液体原料容器１２に混入する不要な液滴１６ａを混入防止手段により防止することができるため、液体原料１１が変質しやすい場合であっても、反応炉５０に質が安定した気化原料１３を供給することができる。
【００６８】
また、搬出管２０における該搬出管２０と気化器１４との接続部付近に冷却手段３３を設けることにより、搬出管２０の温度上昇が抑制されるため、搬出管２０の内壁面において液体原料１１から固形物が析出し付着することを防止し、ＣＶＤ装置１の運用を容易にすることできる。
【００６９】
なお、冷却手段３３は冷却水３３Ａ，３３Ｂを循環させる方式としたが、これに限らず、例えば、搬出管２０にペルチェ素子を貼り付けるなどの別の方法を用いて冷却してもよい。
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００７０】
図３は本発明の第３の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。図３において、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図３に示すように、本実施形態に係る反応炉５０の内部には、その上部に気化原料生成部５１Ａが設けられ、その下部に仕切板により気化原料生成部５１Ａと仕切られた成膜部としての反応室５１Ｂが設けられている。
【００７１】
気化原料生成部５１Ａの内部には、気化装置１０Ｃが配置され、該気化装置１０Ｃは、底部の外側に密着されるように設けられた超音波発信器６２を有する液滴生成手段としての霧化室６１と、該霧化室６１と配管によって接続され、霧化室６１において生成された液滴１６を加熱して気化させることにより液体原料１１から気化原料１３を生成する気化原料生成手段としての気化器１４とにより構成されている。霧化室６１の導入側には液体原料供給管６３が接続されており、霧化室６１は、液体原料供給管６３と、例えば液体ポンプよりなる液体原料供給器６４とを介して液体原料容器１２に接続されている。また、霧化室６１の上部における液体原料供給管６３の導入側の開口部付近には、液滴１６と混合され該液滴１６を反応室５１Ｂに搬送するための不活性ガス、例えばアルゴンよりなる搬送用ガス１８を供給する搬送用ガス供給管１９が設けられている。
【００７２】
液体原料容器１２には、例えば、ＴｉＯ(ＤＰＭ)2 をＴＨＦに溶解した液体原料１１が収納されている。
【００７３】
以下、前記のように構成された気化装置１０Ｃ及びＣＶＤ装置の動作を説明する。液体原料容器１２内の液体原料１１は、液体原料供給器６４によってその流量が調節され、液体原料供給管６３を通って霧化室６１に供給される。霧化室６１の底部の外側に設けられている超音波発振器６２は超音波を発しており、霧化室６１に供給された液体原料１１は、霧化室６１の超音波振動する底面に触れることにより、前記の実施形態と同様に、液体原料１１が微粒化されて液滴１６が生成される。液体原料１１よりなる液滴１６は搬送用ガス供給管１９から供給される搬送用ガス１８と混合されて気化器１４に搬送された後、気化器１４の外周面に設けられた加熱手段２１により昇温され気化して気化原料１３となる。気化器１４において生成された気化原料１３は、気化原料搬送管２２及び反応室５１Ｂの上部に設けられた気化原料導入部５２を通って被成膜対象である、例えばシリコンよりなる基板５４の上面に供給される。
【００７４】
このように、本実施形態によると、反応炉５０の内部を気化原料生成部５１Ａと成膜部としての反応室５１Ｂとに分割し、外部から反応炉５０の内部に液体原料１１を供給するため、気化装置１０Ｃの小型化が図れるので、ＣＶＤ装置の配置の自由度が向上する。
【００７５】
また、反応炉５０の内部に気化原料生成部５１Ａを配置し、且つ、反応炉加熱手段５３によって、気化原料生成部５１Ａは例えば温度が２００℃になるように保温されている。これにより、第１又は第２の実施形態に示した気化原料搬送管２２を保温する保温ヒーター２３を不要にすることができる。
【００７６】
一般に、気化原料ガス１３は厳密な温度制御が必要とされているため、本実施形態のように反応炉５０内で一括して温度制御することにより、装置構造の簡略化と制御容易性とを図ることができる。
【００７７】
このように、本実施形態に係る気化装置１０Ｃによると、液体原料１１を外部から供給することにより装置の小型化が達成され、配置の自由度が向上する。さらに本気化装置を用いたＣＶＤ装置においては、温度制御された反応炉５０内に気化装置１０Ｃを配置することにより、気化原料１３の温度制御が容易になると共に、ＣＶＤ装置の構造を簡略化することができる。
【００７８】
なお、液体原料供給管６３の温度上昇に伴い、液体原料１１が霧化室６１の入口付近で沸騰するのを防止するため、液体原料供給管６３における霧化室６１の搬入部付近に冷却手段を設けてもよい。
【００７９】
また、超音波発信器６２を霧化室６１の底部の外側に設けたが、これに限らず、霧化室６１内の底面上であってもよい。
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００８０】
図４は本発明の第４の実施形態に係る気化装置の構成断面図である。図４において、図３に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図４に示す気化装置１０Ｄは、図３に示す反応炉５０の内部が仕切られた気化原料生成部５１Ａに配置されている霧化室６１と気化器１４とよりなる気化装置１０Ｃが一体に構成されている。気化装置１０Ｄには、その内部に１つの空間部よりなる気化室６５が設けられ、その底部の外側には液体原料１１から微粒子状の液体原料を生成する超音波発振器６２が設けられている。気化装置１０Ｄの搬入側には、図示されていない液体原料容器内の液体原料１１を気化装置１０Ｄに供給する液体原料供給管６３と、気化原料１３に混合され該気化原料１３を図示されていない反応室に搬送する搬送用ガス１８を供給する搬送用ガス供給管１９とが独立に接続されている。気化装置１０Ｄの搬送方向の外周面には液体原料１１を加熱して気化原料１３を生成する加熱手段２１が設けられている。気化装置１０Ｄの搬出側には、気化原料１３が混合された搬送用ガス１８を反応室に搬送する気化原料搬送管２２が接続されている。
【００８１】
以下、前記のように構成された気化装置１０Ｄの動作を説明する。液体原料供給管６３から供給された液体原料１１は、例えば２５０℃に設定された加熱手段２１によって加熱されている気化装置１０Ｄ内の底面に触れることにより一部が気化されるが、その大部分の液体原料１１は液体の状態で気化室６５に導入される。気化室６５の底面は超音波発振器６２によって超音波振動しており、気化室６５の内部に液体のまま供給される液体原料１１はこの底面の超音波振動によって微粒子状の液滴１６となる。該液滴１６は極めて細かい微粒子であるため、熱容量が小さいので２５０℃程度の温度によって容易に気化されて気化原料１３となる。気化装置１０Ｄにより生成された気化原料１２は、搬送用ガス供給管１９から供給される搬送用ガス１８と共に気化原料搬送管２２に送られ、第３の実施形態と同様にして反応室に供給される。
【００８２】
このように、本実施形態に係る気化装置１０Ｄによると、液体原料１１から微粒子状の液滴１６を生成し、該液滴１６から気化原料１３を生成する過程を１つの気化室６５で行なえるため、装置の構造をさらに簡略化できる。
【００８３】
さらに、液滴１６が搬送用ガス１８に搬送される際に触れる壁面の面積を小さくすることができるため、液滴１６が壁面に付着することによる再液化の発生を低減できるので、より効率的な気化原料を反応室に供給することができる。
【００８４】
また、長期間の運用に伴って気化装置１０Ｄの内部に残留物が生じても、該装置のみを洗浄又は交換するだけで済むため、メンテナンスが容易である。
【００８５】
なお、液体原料１１が気化室６５に供給される際に、気化室６５の底面に触れて直接昇温され気化されることにより、運用当初に気化原料１３の供給量が不安定になることも考えられる。これを防止するため、気化装置１０Ｄの底部には加熱手段２１を設けない構成としてもよい。また、運用当初の供給量が不安定な間は、気化原料１３を反応室に供給せずに直接排気手段へ排気するような構成にしてもよい。
【００８６】
また、超音波発信器６２を気化装置１０Ｄの底部の外側に設けたが、これに限らず、気化室６５内の底面上であってもよい。
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００８７】
図５は本発明の第５の実施形態に係る気化装置の構成断面図である。図５において、図４に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図５に示す気化装置１０Ｅは、底部の外側に密着されるように設けられた超音波発信器６２を有する液滴生成手段６６と、該液滴生成手段６６において生成された液滴１６を加熱して気化させることにより液体原料１１から気化原料１３を生成する気化原料生成手段６７とにより構成されている。これにより、図３に示す気化装置１０Ｃの長所と図４に示す気化装置１０Ｄの長所とを併せ持つ構成としている。すなわち、気化装置１０Ｅは、図３に示す霧化室６１と気化器１４とよりなる気化装置１０Ｃが一体にされた構成であるため、再液化の発生を低減できるので、より効率的な気化原料を生成できると共に、装置の構造の簡略化及び装置のメンテナンスの容易化を図ることができる。
【００８８】
また、気化装置１０Ｅは、液滴生成手段６６と気化原料生成手段６７とに分離され、且つ、気化原料生成手段６７の底面が液滴生成手段６６の底面よりも高くなるよう段差部が設定されているため、運用当初の液体原料１１が気化原料生成手段６７の底部に直接触れることによって昇温され気化されることがない。従って、気化原料１３は運用当初から安定して供給されることになる。
【００８９】
なお、気化原料生成手段６７の底面と液滴生成手段６６の底面とに段差部を設定する代わりに、気化原料生成手段６７と液滴生成手段６６との間に、該段差部程度の高さの衝立を設けても同様の効果が得られる。
【００９０】
また、超音波発信器６２を液滴生成手段６６の底部の外側に設けたが、これに限らず、液滴生成手段６６の内部の底面上であってもよい。
【００９１】
【発明の効果】
本発明に係る第１の気化装置によると、超音波発振器が液体原料の液面を超音波で振動させることにより、液体原料から極めて細かい微粒子状の液滴が生じるため、加熱して得られる気化原料が均一となるので、安定して気化原料を供給することができる。
【００９２】
また、気化原料に混入する異物がなくなるので、気化原料の通路に異物をろ過するフィルターが不要となると共に、細管に液体原料を流さないため、細管が目詰まりを起こすことがなくなるため、装置のメンテナンスが容易になる。
【００９３】
また、微粒子状の液体原料の供給量が経時的変化を伴わないため、長期間にわたって安定した気化原料を供給できる。
【００９４】
また、第１の気化装置が、気化原料搬送管の内壁面に付着する不要な液滴が液体原料に混入することを防止する混入防止手段を気化原料搬送管の内部に備えていると、液体原料が不要な液滴に汚染されないので、気化原料の質を安定して保つことができる。
【００９５】
また、混入防止手段が気化原料搬送管を部分的に拡大した拡大部と、該拡大部に設けられた、頂点が搬送方向に位置し且つ周端部が拡大部の内壁面よりも外側に位置する円錐状体とから構成されていると、不要な液滴が液体原料に混入することを確実に防止できる。
【００９６】
また、第１の気化装置が液滴が加熱手段に加熱される前に気化しないよう液滴を冷却する冷却手段を備えていると、気化原料搬送管の内壁面に液体原料から固形物が析出し付着することを防止できるので、装置の運用を容易にすることができる。
【００９７】
また、冷却手段が液滴を室温程度に冷却すると、気化原料搬送管の内壁面に固形物が析出し付着することを確実に防止することができる。
【００９８】
本発明に係る第２の気化装置によると、本発明に係る第１の気化装置の効果が得られる上に、液体原料容器と液体原料から微粒子状の液滴を生成する液滴生成手段とが分離されているため、気化装置の小型化を図ることができる。
【００９９】
また、液滴生成手段と気化原料生成手段とが一体化されていると、微粒子状の液滴が搬送される際に触れる壁面の面積が小さくなるので、液滴が壁面に付着することによる再液化の発生を低減できる。これにより、効率的な気化原料を生成することができる。
【０１００】
また、装置の構造が簡略化されると共に装置のメンテナンスの容易化を図ることができる。
【０１０１】
また、気化原料生成手段の底面が液滴生成手段の底面よりも高く設定されていると、気化原料に液滴が混入することを防ぐことができる。さらに、運用当初の液体原料が気化原料生成手段の底部に直接触れることによって昇温され気化されることがないので、気化原料は運用当初から安定して供給されることになる。
【０１０２】
本発明に係る第１のＣＶＤ装置によると、本発明の第１の気化装置から均質で且つ安定した気化原料が供給されるため、その供給に経時変化がないので、組成や成膜速度の再現性が極めて良好となり、その結果、汎用的で高品質な成膜ができる。
【０１０３】
また、基板保持台が基板加熱手段を有していると、基板の温度を所定の温度に加熱することができるので、基板上に所望の薄膜を確実に成膜することができる。
【０１０４】
また、第１のＣＶＤ装置が、気化原料と反応する反応ガスを反応炉内に供給する反応ガス供給管をさらに備えていると、気化原料と反応するガスを適当に選ぶことにより、基板上に所望の薄膜を成膜することができる。
【０１０５】
また、反応ガス供給管から供給される反応ガスがＯ2,ＮＯ，Ｎ2Ｏ及びＯ3のうちの少なくとも１つを含むと、基板上に酸化物又は窒化物よりなる薄膜を確実に成膜することができる。
【０１０６】
本発明に係る第２のＣＶＤ装置によると、本発明の第２の気化装置から均質で且つ安定した気化原料が供給されるため、その供給に経時変化がないので、組成や成膜速度の再現性が極めて良好となり、その結果、汎用的で高品質な成膜ができる。また、本発明の第２の気化装置は、気化装置自体が小型に構成されているため、ＣＶＤ装置の構成の自由度が増すと共に、温度制御が容易になる。
【０１０７】
また、気化原料生成部における液滴生成手段が、気化原料生成手段により加熱される前に気化しないよう液体原料を冷却する冷却手段を有していると、液滴生成手段の温度上昇が抑制される。その結果、液体原料供給管の内壁面に液体原料から固形物が析出し付着することを防止できるので、装置の運用を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたＣＶＤ装置の構成断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る気化装置の構成断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る気化装置の構成断面図である。
【図６】従来の溶液気化方式のＣＶＤ装置の構成断面図である。
【符号の説明】
１ ＣＶＤ装置
１０Ａ 気化装置
１０Ｂ 気化装置
１０Ｃ 気化装置
１０Ｄ 気化装置
１０Ｅ 気化装置
１１ 液体原料
１２ 液体原料容器
１３ 気化原料
１４ 気化器（気化原料生成手段）
１５ 超音波
１６ 液滴
１６ａ 液滴
１７ 超音波発振器
１８ 搬送用ガス
１９ 搬送用ガス供給管
２０ 搬出管（気化原料搬送管）
２１ 加熱手段
２２ 気化原料搬送管
２３ 保温ヒーター（保温手段）
３０ 円錐状体
３１ 拡大部
３２ 排出管
３３ 冷却手段
３４Ａ 冷却水
３４Ｂ 冷却水
５０ 反応炉
５１ 反応室
５１Ａ 気化原料生成部
５１Ｂ 反応室（成膜部）
５２ 気化原料導入部
５３ 反応炉加熱手段
５４ 基板
５５ 基板保持台
５６ シース抵抗ヒーター（基板加熱手段）
５７ 反応ガス
５８ 反応ガス供給管
５９ 排気手段
６１ 霧化室（液滴生成手段）
６２ 超音波発信器
６３ 液体原料供給管
６４ 液体原料供給器
６５ 気化室
６６ 液滴生成手段
６７ 気化原料生成手段
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