氣化用容器、氣化器和氣化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及使液體半導(dǎo)體材料氣體化的加熱型的氣化裝置等。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體材料包括不含氟利昂這樣的在常溫下為液體的半導(dǎo)體材料。在半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中，采用這種液體半導(dǎo)體材料時(shí)，需要利用對(duì)液體半導(dǎo)體材料進(jìn)行加熱以使其氣體化的加熱型氣化裝置。
[0003]作為這種用途的代表性氣化裝置，例如有在規(guī)定的處理中將必要的足夠量的材料儲(chǔ)存于氣化用容器，并使其氣化而輸出材料氣體的儲(chǔ)存型的氣化裝置，以及邊向氣化用容器連續(xù)或斷續(xù)地導(dǎo)入液體材料邊使其氣化從而作為材料氣體輸出的連續(xù)導(dǎo)入型的氣化裝置。
[0004]由于儲(chǔ)存型的氣化裝置只要在氣化用容器中儲(chǔ)存足夠量的液體材料即可，而不需要用于導(dǎo)入所述液體材料的復(fù)雜的流道結(jié)構(gòu)和閥控制，而且對(duì)氣化用容器的加熱溫度控制也不要求太高的快速響應(yīng)性。因此，儲(chǔ)存型的氣化裝置具有容易進(jìn)行材料氣體的穩(wěn)定且大流量輸出的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，存在氣化用容器容易大型化而難以緊湊化的缺點(diǎn)。
[0005]對(duì)此，連續(xù)導(dǎo)入型的氣化裝置盡管具有能使氣化用容器小型化的優(yōu)點(diǎn)，但是存在難以穩(wěn)定且大流量地輸出材料氣體的缺點(diǎn)。這是因?yàn)?，與在氣化用容器內(nèi)氣化并輸出的部分相應(yīng)地必須確保不斷導(dǎo)入新的液體材料，所以需要液體材料導(dǎo)入量的控制響應(yīng)性。例如，如果所述控制不及時(shí)，則存在如下的危險(xiǎn):因向氣化用容器過量導(dǎo)入液體材料而使未氣化的液體材料溢出，并從材料氣體的導(dǎo)出口輸出，從而引發(fā)意外的故障等。
[0006]如此，為了防止過量導(dǎo)入引起的液體材料的溢出而追加緊急輸出停止機(jī)構(gòu)時(shí)，會(huì)頻繁發(fā)生輸出停止?fàn)顟B(tài)，會(huì)給半導(dǎo)體處理本身帶來惡劣影響，所以不能構(gòu)成根本性解決上述問題的對(duì)策。
[0007]而且，上述問題在儲(chǔ)存型的氣化裝置中也并不少見。
[0008]專利文獻(xiàn)I:日本專利公開公報(bào)特開2004-157719號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明鑒于上述問題，目的是提供半導(dǎo)體制造裝置等所使用的氣化裝置等，在維持緊湊性的同時(shí)，能夠穩(wěn)定且大流量地輸出材料氣體。
[0010]S卩，本發(fā)明的氣化用容器具有氣化室，使導(dǎo)入所述氣化室的液體材料氣化并將生成的材料氣體導(dǎo)出，其中，所述氣化用容器包括分隔壁，所述分隔壁將所述氣化室的下方空間分隔成最初導(dǎo)入液體材料的第一下方空間和導(dǎo)入從所述第一下方空間溢出的液體材料的第二下方空間。
[0011]按照上述結(jié)構(gòu)，由于最初流入第一下方空間的液體材料從分隔壁向第二下方空間溢出的一段時(shí)間中，液面高度基本保持恒定，所以能利用所述時(shí)間進(jìn)行液面高度控制。因此，用于液面高度控制的機(jī)構(gòu)不必是昂貴且響應(yīng)性好的機(jī)構(gòu)，就可以將氣化室內(nèi)的液體材料量(液面高度)保持在適當(dāng)?shù)姆秶?，從而同時(shí)解決作為本發(fā)明課題的緊湊性和大流量化。
[0012]只要將液體材料開始向所述第二下方空間溢出的液面高度設(shè)定在氣化室內(nèi)的液體材料的目標(biāo)液面高度范圍內(nèi)，或者在所述目標(biāo)液面高度范圍的上方，液面高度控制就變得容易，上述效果就會(huì)變得顯著。
[0013]為了在緊湊的氣化室中進(jìn)行大流量材料氣體的穩(wěn)定供給，優(yōu)選不僅為了保證向氣化室導(dǎo)入與作為材料氣體導(dǎo)出的量相稱的液體材料而進(jìn)行所述液面高度控制，還將氣化室內(nèi)的液體材料維持在確保氣化的氣化促進(jìn)溫度。
[0014]因此進(jìn)一步優(yōu)選的是，包括從所述氣化室的內(nèi)壁面突出的多個(gè)傳熱件。這是因?yàn)?，由多個(gè)傳熱件將來自加熱器的熱量高效向液體材料傳遞，所以即使將液體材料不斷導(dǎo)入緊湊的氣化室、加快液體材料的置換速度以實(shí)現(xiàn)大流量化，也可以通過消除由此導(dǎo)致的溫度降低，從而快速將液體材料加熱并維持在氣化促進(jìn)溫度。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)制造的簡(jiǎn)單化，優(yōu)選的是，包括:呈塊狀的主體，形成有在規(guī)定面開口的有底孔；以及蓋體，通過封閉所述有底孔的開口來形成所述氣化室，通過對(duì)所述主體的所述規(guī)定面的多個(gè)部位進(jìn)行穿孔而形成所述有底孔，形成在穿孔和穿孔之間的殘壁部分作為所述傳熱件發(fā)揮功能。
[0016]為了向液體材料更高效傳遞來自加熱器的熱量，優(yōu)選的是，形成所述氣化室的壁體能埋設(shè)用于加熱液體材料的加熱器。
[0017]此外，本發(fā)明的氣化器包括:上述任意一項(xiàng)的氣化用容器；以及加熱器，加熱所述氣化用容器，促進(jìn)所述氣化室內(nèi)的液體材料氣化。
[0018]本發(fā)明的氣化裝置包括:所述氣化器;液面?zhèn)鞲衅鳎瑱z測(cè)所述氣化室中儲(chǔ)存的液體材料的液面高度;流量調(diào)節(jié)閥，設(shè)置在與所述氣化室連通的液體材料導(dǎo)入流道上；以及控制機(jī)構(gòu)，控制所述流量調(diào)節(jié)閥，使得所述液面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)出的液面高度處于規(guī)定目標(biāo)液面高度范圍內(nèi)。
[0019]按照上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，由于最初流入第一下方空間的液體材料從分隔壁向第二下方空間溢出的一段時(shí)間中，液面高度基本保持恒定，所以能利用所述時(shí)間可靠地進(jìn)行液面高度控制。因此，在所述連續(xù)導(dǎo)入型的氣化裝置等中，在維持緊湊性的同時(shí)，能夠穩(wěn)定且大流量地輸出材料氣體。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的氣化裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0021]圖2是表示同一實(shí)施方式的氣化用容器的立體圖。
[0022]圖3是表示同一實(shí)施方式的氣化用容器的主體的俯視圖。
[0023]圖4是表示同一實(shí)施方式的氣化用容器的主體的右視圖。
[0024]圖5是圖3中的A-A線斷面圖。
[0025]圖6是圖3中的B-B線斷面圖。
[0026]圖7是表示同一實(shí)施方式的預(yù)熱容器的立體圖。
[0027]圖8是表示同一實(shí)施方式的氣化裝置的氣化器、預(yù)熱器、流量控制閥等的配置結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0028]附圖標(biāo)記說明
[0029]100氣化裝置
[0030]I氣化器
[0031]11氣化用容器
[0032]111主體
[0033]112蓋體
[0034]121加熱器
[0035]Ila氣化室
[0036]He第一下方空間
[0037]Hg穿孔
[0038]Hf第二下方空間
[0039]Ilh有底孔
[0040]3控制機(jī)構(gòu)(導(dǎo)入量控制機(jī)構(gòu))
[0041 ]31流量調(diào)節(jié)閥
[0042]32液面?zhèn)鞲衅?br>[0043]5傳熱件
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。
[0045](I)本實(shí)施方式的氣化裝置100的概要
[0046]本實(shí)施方式的氣化裝置100例如組裝于半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，用于向半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的處理室供給規(guī)定流量的材料氣體。
[0047]而且如圖1所示，氣化裝置100包括:氣化器I，使導(dǎo)入的液體材料氣化并輸出所述材料氣體;預(yù)熱器2，將液體材料預(yù)熱并導(dǎo)入所述氣化器I;導(dǎo)入量控制機(jī)構(gòu)3，控制從所述預(yù)熱器2導(dǎo)入所述氣化器I的液體材料的流量；以及質(zhì)量流量控制器7，與所述氣化器I的輸出口連接，控制所述材料氣體的質(zhì)量流量。
[0048]接著，說明所述氣化裝置100的各部分。
[0049](2)氣化器I的結(jié)構(gòu)
[0050]如圖1所示，所述氣化器I包括:氣化用容器11，在內(nèi)部具有氣化室Ila;以及氣化室溫度控制機(jī)構(gòu)12，其進(jìn)行控制，將所述氣化室Ila內(nèi)的液體材料溫度保持為促進(jìn)氣化的規(guī)定的氣化促進(jìn)溫度。
[0051]如圖2?圖5所示，所述氣化用容器11在呈長(zhǎng)條塊狀(更具體為長(zhǎng)方體狀)的金屬件的內(nèi)部設(shè)置所述氣化室11a，并且在與其長(zhǎng)邊方向垂直的一個(gè)端面上，開設(shè)有用于向所述氣化室IIa導(dǎo)入液體材料的導(dǎo)入口 Ilb，以及用于將材料氣體從所述氣化室IIa導(dǎo)出的導(dǎo)出口11c。所述氣化用容器11將其長(zhǎng)邊方向設(shè)為水平方向，并且所述導(dǎo)出口 Ilc以位于導(dǎo)入口 Ilb上方的姿勢(shì)配置，從所述導(dǎo)入口 Ilb導(dǎo)入的液體材料儲(chǔ)存在所述氣化室Ila的下方空間，液體材料氣化而成的材料氣體充滿上方空間并從所述導(dǎo)出口 Ilc輸出。
[0052]如圖1所示，所述氣化室溫度控制機(jī)構(gòu)12包括:加熱器121，安裝于氣化用容器11;溫度傳感器123，直接或間接測(cè)定氣化室液體材料的溫度；以及加熱器控制電路122，控制所述加熱器121，以使所述溫度傳感器123測(cè)定的溫度成為所述氣化促進(jìn)溫度。所述加熱器121為棒狀構(gòu)件，如圖2等所示，所述加熱器121插入加熱器用孔lld，所述加熱器用孔Ild在所述氣化用容器11的所述一個(gè)端面開口并沿所述長(zhǎng)邊方向延伸。
[0053](3)預(yù)熱器2的結(jié)構(gòu)
[0054]如圖1和圖7所示，所述預(yù)熱器2包括:預(yù)熱容器21，在內(nèi)部具有預(yù)熱室21a;以及預(yù)熱室溫度控制機(jī)構(gòu)22，其進(jìn)行控制，將所述預(yù)熱室21a內(nèi)的液體材料溫度保持為比所述氣化促進(jìn)溫度低的規(guī)定的預(yù)熱溫度，并且如上所述，所述預(yù)熱器2將預(yù)熱過的液體材料向所述氣化器I導(dǎo)出。
[0055]預(yù)熱容器21與所述氣化用容器1