(57)【要約】  本発明は、薬液供給口から供給された薬液を気化させて媒体ガスに混合させる液体気化器１００を提供する。液体気化器１００は、混合ガス生成空間１１６を有する気化器本体１１０と、混合ガス生成空間１１６の内部に配置された気化部１２０と、を備える。気化部１２０は、気化面８７が形成されている気化部１２０本体と、線材を網目状に規則的に編むことによって面状に形成されている網状体６９とを有する。網状体６９は、線材によって囲まれている空間であって、網状体６９の面内方向に規則的に配列されている複数の網目空間を形成し、気化部１２０は、網状体６９と気化面８７とが相互に当接することによって線材と気化面８７とによって囲まれている空間であって、網状体６９の面内方向に規則的に配列されている複数の薬液供給空間を形成している。
2012098730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液供給口から供給された薬液を気化させて媒体ガスに混合させる液体気化器であって、
前記媒体ガスを導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入された媒体ガスに気化された前記薬液を混合して混合ガスを生成するための混合ガス生成空間と、前記混合ガスを排出するガス排出口とを有する気化器本体と、
前記混合ガス生成空間の内部に配置され、前記供給された薬液を気化させる気化部と、を備え、
前記気化部は、気化面が形成されている気化部本体と、線材を網目状に規則的に編むことによって面状に形成されている網状体とを有し、
前記網状体は、前記線材によって囲まれている空間であって、前記網状体の面内方向に規則的に配列されている複数の網目空間を形成し、
前記気化部は、前記網状体と前記気化面とが相互に当接することによって前記線材と前記気化面とによって囲まれている空間であって、前記網状体の面内方向に規則的に配列されている複数の薬液供給空間を形成している液体気化器。
【請求項２】
前記気化面は、柱状体の外周面の一部として形成され、
前記網状体は、前記柱状体の外周方向に沿って巻きつけられている請求項１記載の液体気化器。
【請求項３】
前記気化部は、前記柱状体の外周方向に沿って前記網状体に張力を発生させる張力発生部を有している請求項２記載の液体気化器。
【請求項４】
前記気化面は、前記網状体の側の面外方向に突出する凸状の面が連なって形成されている連続曲面を含み、
前記気化部は、前記連続曲面に沿って前記網状体に対して張力を発生させることによって、前記網状体と前記気化面とを当接させている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体気化器。
【請求項５】
前記気化面は、前記薬液が供給される平面である薬液供給面と、前記薬液供給面を挟む位置において前記平面と連続している一対の前記連続曲面とを含み、
前記気化部は、前記一対の連続曲面に沿って前記網状体に対して張力を発生させることによって、前記一対の連続曲面に挟まれている平面と前記網状体とを当接させている請求項４記載の液体気化器。
【請求項６】
薬液を前記気化面に供給する薬液吐出口を備え、
前記薬液吐出口は、前記網状体に当接している気化面に形成されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体気化器。
【請求項７】
薬液を前記気化面に供給する薬液吐出口を備え、
前記薬液吐出口は、前記網状体の面外方向において、前記網状体から所定の距離だけ離れた位置に配置され、
前記所定の距離は、表面張力によって前記薬液吐出口に形成される薬液の液滴の直径よりも短い距離である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体気化器。
【請求項８】
前記気化部本体は、前記気化部本体の内部に加熱部を有している請求項６又は７に記載の液体気化器。
【請求項９】
前記気化部本体は、
前記薬液吐出口への薬液の供給を制御する制御バルブと、
前記薬液吐出口と前記制御バルブとを接続する薬液吐出流路と、
前記薬液吐出流路を挟む位置に配置された複数の加熱部と、
を有している請求項６記載の液体気化器。
【請求項１０】
前記気化器本体は、第１の柱状形状の柱状空間として前記混合ガス生成空間を形成している外側管部を有し、
前記気化部本体は、前記混合ガス生成空間の内部に配置され、前記第１の柱状形状の軸線と平行な軸線の第２の柱状形状の外形を有する管部であって、前記第２の柱状形状の軸線方向の薬液供給流路が形成されている内側管部を有し、
前記外側管部を貫通して前記内側管部に装着されている弁アクチュエータを備え、
前記弁アクチュエータは、前記薬液供給流路と前記薬液吐出流路の連通状態を制御する弁体を有する請求項９記載の液体気化器。
【請求項１１】
前記薬液吐出口は、前記第１の柱状形状の軸線方向において、前記ガス導入口と前記ガス排出口との間に配置されている請求項１０記載の液体気化器。
【請求項１２】
前記ガス排出口は、前記第１の柱状形状の軸線方向において、前記第１の柱状形状の柱状空間の混合ガス生成空間の底面と前記気化部本体の底面との間の隙間に形成される空間に対して少なくとも一部が連通する位置に配置されている請求項１１記載の液体気化器。
【請求項１３】
薬液供給口から供給された薬液を気化させて媒体ガスに混合させる液体気化器であって、
媒体ガスに、気化された前記薬液を混合して混合ガスを生成するための混合ガス生成空間を有する気化器本体と、
前記混合ガス生成空間の内部に配置され、前記供給された薬液を気化させる気化部と、を備え、
前記気化部は、気化面が形成されている気化部本体と、線材を網目状に規則的に編むことによって面状に形成されている網状体とを有し、
前記気化部本体は、前記気化部本体の内部から前記気化面を加熱する加熱部と、前記媒体ガスを流通させる媒体ガス流路と、前記媒体ガス流路を流通する前記媒体ガスを前記生成空間へ導入するガス導入口と、前記生成空間から前記混合ガスを排出するガス排出口と、前記排出口から排出される前記混合ガスを流通させる混合ガス流路とを有し、
前記網状体は、前記線材によって囲まれている空間であって、前記網状体の面内方向に規則的に配列されている複数の網目空間を形成し、
前記気化部は、前記網状体と前記気化面とが相互に当接することによって前記線材と前記気化面とによって囲まれている空間であって、前記網状体の面内方向に規則的に配列されている複数の薬液供給空間を形成している液体気化器。
【請求項１４】
前記媒体ガス流路及び前記混合ガス流路は、前記加熱部に沿って設けられている請求項１３記載の液体気化器。
【請求項１５】
薬液を前記気化面に供給する薬液吐出口を備え、
前記薬液吐出口は、前記ガス導入口と前記ガス排出口との間に配置されている請求項１３又は１４に記載の液体気化器。
【請求項１６】
前記張力発生部は、前記柱状体の外周面おいて前記柱状体の軸線方向に直線状に延びるように形成された凹部と、前記凹部に係合するように前記気化器本体及び前記網状体の間に挿入された挿入部材とを有する請求項３記載の液体気化器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液を気化する液体気化器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体装置の製造においては、ウェハに対するレジスト液の付着性向上を図るためにウェハの表面処理が行われる。ウェハの表面処理は、親水性のある表面を疎水性に変えるための薬液を気化器により気化させてチャンバ内のウェハに塗布することによって行われる。この種の気化器としては、貯留タンクに貯留された疎水化処理用の薬液を、窒素ガスでバブリングすることによって常温気化させるものが用いられている（特許文献１）。常温気化した薬液の蒸気は、たとえば樹脂チューブを利用して窒素ガスとともに貯留タンクからチャンバへ輸送されることになる。【０００３】
このような貯留タンクは、一般に大型化せざるを得ないのでチャンバの近傍に配置することができず、遠くに離れた場所（たとえば５ｍ以上）に配置されることになる。薬液の蒸気は、樹脂チューブの内部で結露し易くパーティクルの原因となるので、遠距離輸送のための樹脂チューブへの加熱が要請されることになる。一方、窒素ガスによる薬液のバブリングは、常温気化なので結露の問題が顕著であるとともに窒素ガスへの露出によって薬液の劣化の原因ともなる。【０００４】
一方、薬液の気化方法には、薬液をミスト化することによって薬液の表面積を大きくして高い効率で気化させる方法もある。ただし、ミスト化する方法では、残留ミストがパーティクルの原因となるので、メッシュ等のフィルタ部材で残留ミストを異物として除去する方法も提案されている（特許文献２）。さらに、メッシュの分離機能を利用する方法としては、無重力化（あるいは微小重力下）において、気体だけを通過させるメッシュで液層と気相とを分離し、その分離面から加熱による蒸気圧によって気化させる方法も提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１３２２０９号公報
【特許文献２】特開２００８−２６３２４４号公報
【特許文献３】特開平０５−１５６４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、いずれの方法においても気化装置が大型化せざるを得ずチャンバの近傍に配置することができないので、混合ガスを搬送する長い樹脂チューブへの加熱が要請される点で共通している。【０００７】
本発明は、上述の従来の課題の少なくとも一部を解決するために創作されたものであり、小型の気化器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。【０００９】
手段１．薬液供給口から供給された薬液を気化させて媒体ガスに混合させる液体気化器であって、
前記媒体ガスを導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入された媒体ガスに気化された前記薬液を混合して混合ガスを生成するための混合ガス生成空間と、前記混合ガスを排出するガス排出口とを有する気化器本体と、
前記混合ガス生成空間の内部に配置され、前記供給された薬液を気化させる気化部と、を備え、
前記気化部は、気化面が形成されている気化部本体と、線材を網目状に規則的に編むことによって面状に形成されている網状体とを有し、
前記網状体は、前記線材によって囲まれている空間であって、前記網状体の面内方向に規則的に配列されている複数の網目空間を形成し、
前記気化部は、前記網状体と前記気化面とが相互に当接することによって前記線材と前記気化面とによって囲まれている空間であって、前記網状体の面内方向に規則的に配列されている複数の薬液供給空間を形成している液体気化器。【００１０】
手段１は、線材を網目状に規則的に編むことによって面状に形成されている網状体を有している。網状体は、その面内方向に規則的に配列されている複数の網目空間を形成しているので、網状体の面内において薬液の均一な薄膜化状態を実現するように網状体の毛細管現象を働かせることができる。複数の網目空間は、薬液と線材との間の分子間力によって毛細管現象を生じさせて薬液の膜を形成しているからである。このように、複数の網目空間によって薬液の均一な薄膜化状態を形成することができれば、薬液の表面積を顕著に拡大し、これにより大量の気化量を実現することができる。【００１１】
薬液の均一な薄膜化状態の形成と維持は、薬液供給空間から薬液を供給することによって実現されている。薬液供給空間は、網状体と気化面とが相互に当接することによって線材と気化面とによって囲まれる空間として形成されている。薬液供給空間は、網状体の面内方向に規則的に配列されているので、主として以下の２つのメカニズムによって線材と気化面とに沿って網状体の面内方向（２次元方向）に薬液を均一に供給することができる。【００１２】
第１の理由は、一の方向に伸びている縦線材が他の方向に伸びている横線材と交差する位置では、縦線材と横線材のいずれか一方が気化面から分離されるので、薬液が流れる空間が確保されているからである。これにより、各線材の長手方向に沿って円滑に薬液が流れることができる。第２の理由は、縦線材と横線材の各交差位置では、縦線材に沿った流れと横線材に沿った流れとに薬液の流れが円滑に分岐することができるので、２次元方向に均一に薬液が供給されるからである。これにより、薬液の蒸散によって薬液保持空間に保持されている薬液の減少に応じて円滑に薬液を供給することができる。これらの２つの効果の相乗的機能によって薬液の均一な薄膜化状態が維持されることになる。【００１３】
このように、手段１の気化部は、網状体の面内方向に規則的に配列されている複数の網目空間（薄膜形成機能）と薬液供給空間（薬液供給機能）の相乗的な働きによって、薬液の均一な薄膜状態を蒸散下で維持することができる。本構成は、線材を網目状に規則性に編むことによって面状に形成されている網状体の外形形状の規則性によって実現されている。すなわち、網状体は、線材を網目状に規則性に編むことによって形成されているので、網状体の面内方向に網目空間と薬液供給空間が規則的に配列されているので、毛管流入による均一な薄膜の形成と均一な薬液の供給とが実現されていることになる。【００１４】
このような構成は、発泡体や粒状物の集合を利用して３次元的にランダムに管部を形成し、これにより薬液の気化面を広げる方法とは本質的に相違するものである。さらに、本手段は、発泡体や粒状物の集合の内部への薬液の残留による薬液の劣化の問題の解決、気化の顕著な効率化、および気化の効率化に伴う小型化といった従来技術にない有利な効果を奏することができる。【００１５】
なお、薬液供給空間は、広い意味を有し、必ずしも線材と気化面とによって完全に囲まれて閉じた空間を形成する必要は無く、一部が切れていても良い。具体的には、たとえば線材が気化面に規則的に近接して、一部が切れた状態で形成されている空間も薬液供給空間に含まれる。一部が切れた状態で囲まれた空間も薬液を通過させるとともに毛細管現象を生じさせるからである。【００１６】
また、線材の断面形状は、必ずしも真円である必要はなく、楕円形や多角形（４角形や６角形等）であってもよい。また、当接は、磁力や粘着力、目の粗い構造部材による圧力印加といった方法によって実現させてもよいし、あるいは以下のように発生させてもよい。【００１７】
手段２．前記気化面は、柱状体の外周面の一部として形成され、
前記網状体は、前記柱状体の外周方向に沿って巻きつけられている手段１記載の液体気化器。【００１８】
手段２では、気化面が柱状体の外周面の一部として形成され、網状体が柱状体の外周方向に沿って巻きつけられているので、線材を網目状に編むことによって面状に形成されている網状体を外周面に沿って円滑に隙間なく巻きつけることができる。これにより、気化面と網状体との当接を簡易に実現することができる。【００１９】
手段３．前記気化部は、前記柱状体の外周方向に沿って前記網状体に張力を発生させる張力発生部を有している手段２記載の液体気化器。【００２０】
手段３では、気化部が柱状体の外周方向に沿って網状体に張力を発生させる張力発生部を有するので、温熱環境の変化や経年変化（たとえば網状体の塑性変形やクリープ）による網状体の緩みを抑制することができる。これにより、網状体と気化面との間の相互の当接を確実に維持することができる。【００２１】
手段４．前記気化面は、前記網状体の側の面外方向に突出する凸状の面が連なって形成されている連続曲面を含み、
前記気化部は、前記連続曲面に沿って前記網状体に対して張力を発生させることによって、前記網状体と前記気化面とを当接させている手段１乃至３のいずれか１項に記載の液体気化器。【００２２】
手段４では、網状体の側の面外方向に突出する凸状の連続曲面に沿って網状体に対して張力を発生させることによって、網状体と気化面とが当接させられているので、網状体の緩みやしわの発生を抑制して均一な当接を実現することができる。なお、連続曲面の形状としては、たとえば半球体のような３次元形状や柱状形状が利用可能である。【００２３】
手段５．前記気化面は、前記薬液が供給される平面である薬液供給面と、前記薬液供給面を挟む位置において前記平面と連続している一対の前記連続曲面とを含み、
前記気化部は、前記一対の連続曲面に沿って前記網状体に対して張力を発生させることによって、前記一対の連続曲面に挟まれている平面と前記網状体とを当接させている手段４記載の液体気化器。【００２４】
手段５では、一対の連続曲面に沿って網状体に対して張力を発生させることによって、それらの連続曲面に挟まれている薬液供給面と網状体とが当接させられているので、簡易に広い気化面を形成することができる。【００２５】
手段６．薬液を前記気化面に供給する薬液吐出口を備え、
前記薬液吐出口は、前記網状体に当接している気化面に形成されている手段１乃至５のいずれか一つに記載の液体気化器。【００２６】
手段６では、薬液供給口が網状体に当接している気化面に形成されているので、気化面と網状体との間の隙間に薬液を供給することができる。気化面と網状体との間の隙間は、薬液保持空間によって囲まれているとともに、薬液供給空間の集合として形成されているので、薬液保持空間における表面張力で薬液の飛散を抑制した状態において、薬液供給空間に対して薬液を円滑に供給することができる。【００２７】
手段７．薬液を前記気化面に供給する薬液吐出口を備え、
前記薬液吐出口は、前記網状体の面外方向において、前記網状体から所定の距離だけ離れた位置に配置され、
前記所定の距離は、表面張力によって前記薬液吐出口に形成される薬液の液滴の直径よりも短い距離である手段１乃至５のいずれか一つに記載の液体気化器。【００２８】
手段７では、表面張力によって薬液吐出口に形成される薬液の液滴の直径よりも網状体から近い距離に薬液吐出口が配置されているので、薬液吐出口の先端に形成される液滴に起因する薬液吐出口の周囲への薬液の付着に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。網状体は、毛細管現象によって薬液を吸引して過大な液滴の発生を抑制することができるからである。【００２９】
手段８．前記気化部本体は、前記気化部本体の内部に加熱部を有している手段６又は７に記載の液体気化器。【００３０】
手段８では、気化部本体の内部に加熱部が備えられているので、気化部本体に形成されている気化面と網状体とが当接された領域に効率的に熱を供給することができる。【００３１】
手段９．前記気化部本体は、
前記薬液吐出口への薬液の供給を制御する制御バルブと、
前記薬液吐出口と前記制御バルブとを接続する薬液吐出流路と、
前記薬液吐出流路を挟む位置に配置された複数の加熱部と、
を有している手段６記載の液体気化器。【００３２】
手段９では、薬液吐出口の近傍において薬液の供給を遮断することができるので、薬液の供給停止後において遅延して薬液が供給される問題や薬液供給路内の泡の発生に起因する薬液供給量のばらつきを抑制することができる。本手段では、さらに薬液吐出流路を挟む位置に配置された一対の加熱部を備えているので、薬液遮断後に薬液吐出口に通じている範囲の流路内部の薬液を殆ど遅延なく気化させることができる。これにより、正確な薬液の供給を実現することができる。【００３３】
手段１０．前記気化器本体は、第１の柱状形状の柱状空間として前記混合ガス生成空間を形成している外側管部を有し、
前記気化部本体は、前記混合ガス生成空間の内部に配置され、前記第１の柱状形状の軸線と平行な軸線の第２の柱状形状の外形を有する管部であって、前記第２の柱状形状の軸線方向の薬液供給流路が形成されている内側管部を有し、
前記第１の柱状形状の軸線と垂直な方向に前記外側管部を貫通して前記内側管部に装着されている弁アクチュエータを備え、
前記弁アクチュエータは、前記薬液供給流路と前記薬液吐出流路の連通状態を制御する弁体を有する手段９記載の液体気化器。【００３４】
手段１０では、媒体ガスを搬送する外側管部を有する気化器本体と、薬液を搬送する内側管部を有する気化部本体とからなる二重管構造を有しているので、容積効率の高い実装を可能としている。一方、内側管部は、弁アクチュエータの使用によって一体的に構成された遮断弁を実装して容積効率をさらに高めている。弁アクチュエータは、二重管構造の軸線と垂直な方向に装着されているので、二重管構造の軸線方向の全長を長くすること無く実装することができる。【００３５】
手段１１．前記薬液吐出口は、前記第１の柱状形状の軸線方向において、前記ガス導入口と前記ガス排出口との間に配置されている手段１０記載の液体気化器。【００３６】
手段１１では、前記第１の柱状形状の軸線方向において、ガス供給口とガス排出口との間に前記薬液吐出口が配置されているので、薬液供給時においては気化された薬液を効率的に媒体ガスに混合させることができ、薬液供給停止後においては混合ガス生成空間の混合ガスをパージすることができる。【００３７】
手段１２．前記ガス排出口は、前記第１の柱状形状の軸線方向において、前記第１の柱状形状の柱状空間の混合ガス生成空間の底面と前記気化部本体の底面との間の隙間に形成される空間に対して少なくとも一部が連通する位置に配置されている手段１１記載の液体気化器。【００３８】
手段１２では、ガス排出口は、第１の柱状形状の軸線方向において、混合ガス生成空間の底面と気化部本体の底面との間の隙間に形成される空間に対して少なくとも一部が連通しているので、混合ガス生成空間で滞留が生じ易い下流領域のパージをさらに効率化することができる。一方、混合ガス生成空間の底面と気化部本体の底面との間の隙間に形成される空間に対して少なくとも一部が連通する位置に配置されていればよいので、軸線方向に垂直な方向からの連通をも可能とし、実装の自由度を確保しつつパージの効率化を図ることができる。【００３９】
手段１３．薬液供給口から供給された薬液を気化させて媒体ガスに混合させる液体気化器であって、
媒体ガスに、気化された前記薬液を混合して混合ガスを生成するための混合ガス生成空間を有する気化器本体と、
前記混合ガス生成空間の内部に配置され、前記供給された薬液を気化させる気化部と、を備え、
前記気化部は、気化面が形成されている気化部本体と、線材を網目状に規則的に編むことによって面状に形成されている網状体とを有し、
前記気化部本体は、前記気化部本体の内部から前記気化面を加熱する加熱部と、前記媒体ガスを流通させる媒体ガス流路と、前記媒体ガス流路を流通する前記媒体ガスを前記混合ガス生成空間へ導入するガス導入口と、前記混合ガス生成空間から前記混合ガスを排出するガス排出口と、前記排出口から排出される前記混合ガスを流通させる混合ガス流路とを有し、
前記網状体は、前記線材によって囲まれている空間であって、前記網状体の面内方向に規則的に配列されている複数の網目空間を形成し、
前記気化部は、前記網状体と前記気化面とが相互に当接することによって前記線材と前記気化面とによって囲まれている空間であって、前記網状体の面内方向に規則的に配列されている複数の薬液供給空間を形成している液体気化器。【００４０】
手段１３では、気化部本体は、気化部本体の内部から気化面を加熱する加熱部を有しているため、加熱部により気化面を加熱することにより、気化部本体の温度が上昇する。そして、気化部本体は、媒体ガスを流通させる媒体ガス流路と、媒体ガス流路を流通する媒体ガスを混合ガス生成空間へ導入するガス導入口とを有している。このため、媒体ガスは媒体ガス流路を通過する間に加熱されて、ガス導入口から混合ガス生成空間へ導入されることとなり、液体の気化を促進することができる。また、気化部本体は、混合ガス生成空間から混合ガスを排出するガス排出口と、排出口から排出される混合ガスを流通させる混合ガス流路とを有している。このため、排出口から排出される混合ガスは、混合ガス流路を流通する間加熱されることとなり、混合ガスの結露を抑制することができる。【００４１】
手段１４．前記媒体ガス流路及び前記混合ガス流路は、前記加熱部に沿って設けられている手段１３記載の液体気化器。【００４２】
手段１４では、媒体ガス流路及び混合ガス流路は、加熱部に沿って設けられているため、媒体ガス流路及び混合ガス流路の温度を効率的に上昇させることができる。したがって、媒体ガス流路を通過する際の媒体ガスの加熱と、混合ガス流路を通過する際の混合ガスの加熱とを、更に促進することができる。【００４３】
手段１５．薬液を前記気化面に供給する薬液吐出口を備え、
前記薬液吐出口は、前記ガス導入口と前記ガス排出口との間に配置されている手段１３又は１４に記載の液体気化器。【００４４】
手段１５では、薬液を前記気化面に供給する薬液吐出口は、ガス導入口とガス排出口との間に配置されているため、薬液供給時においては気化された薬液を効率的に媒体ガスに混合させることができ、薬液供給停止後においては混合ガス生成空間の混合ガスを効率的にパージすることができる。【００４５】
手段１６．前記張力発生部は、前記柱状体の外周面おいて前記柱状体の軸線方向に直線状に延びるように形成された凹部と、前記凹部に係合するように前記気化器本体及び前記網状体の間に挿入された挿入部材とを有する請求項３記載の液体気化器。【００４６】
手段１６によれば、簡易な構成により柱状体の外周面に沿って網状体に張力を発生させることができるとともに、凹部により挿入部材のずれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態の液体気化システム１０と疎水化処理チャンバ３０の構成を示すダイアグラム。
【図２】液体気化器１００の概略構成を示す分解斜視図。
【図３】液体気化器１００の内部構成を示す拡大断面図。
【図４】液体気化器１００の内部構成を示す拡大断面図。
【図５】ヒータ１３１，１３２と温度センサ１３３，１３４の装着状態を示す断面図。
【図６】液体気化器１００の内部構成を示す分解断面図。
【図７】気化部１２０の外観を示す平面図。
【図８】気化部１２０の外観を示す正面図。
【図９】気化部１２０を構成している気化部本体１２１と筒状メッシュ６０と張力発生部材１４１とを示す部品図。
【図１０】気化部１２０が組立てられている途中の状態を示す外観斜視図。
【図１１】筒状メッシュ６０を形成する網状体６９の構成を示す拡大平面図。
【図１２】筒状メッシュ６０と気化面８７の当接状態の構成を示す断面図。
【図１３】筒状メッシュ６０と気化面８７の当接状態の構成を示す断面図。
【図１４】液体気化器２００の構成を示す図。
【図１５】メッシュ２６０の固定状態を示す拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明を具現化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態では、半導体装置等の製造ラインにて使用される薬液供給システムについて具体化しており、それを図１乃至図１３に基づいて説明する。
【００４９】
（実施形態の薬液供給システムの構成）
図１は、実施形態の液体気化システム１０と疎水化処理チャンバ３０の構成を示すダイアグラムである。液体気化システム１０は、薬液を気化して窒素ガスとの混合ガスを生成して疎水化処理チャンバ３０に供給するシステムである。疎水化処理チャンバ３０は、フォトリソグラフィープロセスにおいて、レジスト液の塗布の前処理として供給された混合ガスを半導体ウェハＷ（以下、略してウェハという）の表面に塗布（散布）する装置である。
【００５０】
薬液には、レジスト液の付着性を向上させる疎水化処理液（ヘキサメチルジシラザン：ＨＭＤＳ）が利用されている。混合ガスは、必ずしも窒素ガスを使用する必要は無く、他の媒体ガスであっても良い。
【００５１】
液体気化システム１０は、薬液を貯蔵する液体タンクＸと、吸入流路１５と、吐出流路１７と、窒素ガス供給路１８と、液体気化装置２０と、液体気化装置２０を制御するコントローラ４０と、電空レギュレータ４１と、を備えている。液体気化装置２０は、液体タンクＸから吸入流路１５を介して薬液を吸引後に気化し、窒素ガス供給路１８から供給された窒素ガスに混合して吐出流路１７を介して疎水化処理チャンバ３０に供給する。
【００５２】
液体気化装置２０は、吸入流路１５に装備された吸入側バルブ１３と、ポンプ１１と、液体気化器１００と、ポンプ１１から液体気化器１００に薬液を吐出する吐出流路１６と、を備えている。ポンプ１１は、吸入流路１５を介して液体タンクＸから薬液を吸引して吐出流路１６から液体気化器１００に供給するポンプである。ポンプ１１は、作動エア供給源４２から電空レギュレータ４１を介して供給される作動エアによって駆動されるダイアフラムポンプである。電空レギュレータ４１は、コントローラ４０によって吸入側バルブ１３や液体気化器１００が有する吐出側バルブ（後述）と連携して制御される。電空レギュレータ４１は、液体気化器１００の内部における薬液の遮断にも利用される。
【００５３】
（第１実施形態の液体気化器の構成）
図２は、液体気化器１００の概略構成を示す分解斜視図である。図３は、液体気化器１００の内部構成を示す縦断面図である。図４は、液体気化器１００の外観を示す下面図である。液体気化器１００は、気化器本体１１０と、気化部１２０と、薬液導入部材１２５と、２個のヒータ１３１，１３２と、弁アクチュエータ１５０と、温度センサ１３３，１３４とを備えている。気化器本体１１０は、柱状凹部１１９と柱状凹部１１９に連通する弁アクチュエータ装着孔１１８とが形成されている凹状部材１１１と、柱状凹部１１９を気化器本体１１０の外部から封止する蓋部材１１２とを備えている。弁アクチュエータ装着孔１１８は、柱状凹部１１９の柱状形状の軸方向に垂直に連通する弁アクチュエータ１５０を装着するための円柱状の貫通孔として形成されている。
【００５４】
液体気化器１００は以下の方法で組立てられる。（１）気化部１２０に蓋部材１１２が装着される。（２）凹状部材１１１に蓋部材１１２が仮止めされる。（３）気化部１２０と凹状部材１１１とに弁アクチュエータ１５０が装着される。（４）凹状部材１１１に蓋部材１１２が締結される。（５）気化部１２０に２個の温度センサ１３３，１３４が装着される。（６）気化部１２０に２個のヒータ１３１，１３２が装着される。（７）蓋部材１１２に薬液導入部材１２５が装着される。
【００５５】
気化部１２０への蓋部材１１２の装着は以下のようにして行なわれる。蓋部材１１２と気化部１２０とは、一対のピン５１，５２を使用した位置決めと、一対の通しボルト５３，５４を使用した締結とによって装着される。位置決めは、蓋部材１１２の位置決め孔Ｐ１と気化部１２０の位置決め孔Ｐ３とにピン５１を挿入するとともに、蓋部材１１２の位置決め孔Ｐ２と気化部１２０の位置決め孔Ｐ４とにピン５２を挿入することによって行なわれる。締結は、一対の通しボルト５３，５４を気化部１２０のバカ穴Ｂ３，Ｂ４のそれぞれに貫通させて、蓋部材１１２のネジ孔Ｂ１，Ｂ２のそれぞれに螺合させることによって行なわれる。
【００５６】
凹状部材１１１への蓋部材１１２の仮止めは以下のようにして行なわれる。凹状部材１１１は、その向きが柱状凹部１１９の開口部が鉛直方向の上方に向くように置かれる。蓋部材１１２は、鉛直方向の上方から気化部１２０を柱状凹部１１９に挿入しつつ凹状部材１１１の当接面１１１ｓに当接させられる。蓋部材１１２のバカ穴Ｂ５〜Ｂ８には、４本のボルト５５が挿入され、凹状部材１１１に形成されている４個のネジ孔ｈ５〜ｈ８に螺合される。ただし、４本のボルトＢ５５は、仮止めの状態として緩く装着されている。
【００５７】
気化部１２０と凹状部材１１１とへの弁アクチュエータ１５０の装着は以下のようにして行なわれる。弁アクチュエータ１５０は、凹状部材１１１の弁アクチュエータ装着孔１１８を貫通し、気化部１２０に装着される（図３，図４参照）。凹状部材１１１には、蓋部材１１２を通じて気化部１２０が既に組みつけられているが、仮止めの状態なので組み付け公差を吸収して気化部１２０への弁アクチュエータ１５０の挿入と締結とを円滑化することができる。これにより、弁アクチュエータ１５０は、凹状部材１１１と気化部１２０とに装着されることになる。
【００５８】
凹状部材１１１への蓋部材１１２の締結は４本のボルト５５（図２参照）を締め付けることによって行なわれる。気化器本体１１０への蓋部材１１２の締結の際には、組み付け誤差によって弁アクチュエータ１５０が弁アクチュエータ装着孔１１８に対してわずかに動くことになる。ただし、弁アクチュエータ１５０と弁アクチュエータ装着孔１１８との間の封止は、Ｏリングの弾性変形によって維持されることになる。弁アクチュエータ装着孔１１８の直径は、組み付け公差を考慮して弁アクチュエータ１５０の直径よりもわずかに大きく設定されることになる。
【００５９】
図５は、液体気化器１００へのヒータ１３１，１３２と温度センサ１３３，１３４の装着状態を示す断面図である。気化部１２０への２個のヒータ１３１，１３２の装着は蓋部材１１２の貫通孔ｈ１，ｈ２（図２参照）を貫通して、気化部１２０の装着孔ｈ３，ｈ４に装着される。温度センサ１３３，１３４は、コントローラ４０に接続され、弁アクチュエータ１５０の貫通孔ｈ９，ｈ１０を貫通して、気化部１２０の装着孔ｈ１１，ｈ１２に装着される。温度センサ１３３，１３４は、装着状態において装着孔ｈ１１，ｈ１２の最奥部に感熱部１３５，１３６を有している。感熱部１３５は、ヒータ１３１よりも気化面８７の近傍に配置されていることになる。感熱部１３６は、ヒータ１３２よりも気化面８７の近傍に配置されていることになる。
【００６０】
このように、感熱部１３５，１３６がそれぞれヒータ１３１，１３２よりも気化面８７の近傍に配置されているので、気化面としての気化面８７の温度変化を直接的に検知することができる。感熱部１３５，１３６には、高い応答性を有する熱電対が使用されている。これにより、コントローラ４０は、気化の開始や終了に起因する微量な温度変化を検出して気化状態を監視することができる。コントローラ４０は、気化面８７の温度が７０度乃至１００度程度の温度で安定するようにヒータ１３１，１３２に通電させる。
【００６１】
混合ガス生成空間１１６は、柱状凹部１１９の内壁と気化部１２０の外面と弁アクチュエータ１５０の外面とによって囲まれる空間として以下に説明するように形成されている。
【００６２】
柱状凹部１１９の内壁は、図２に示されるように相互に対向する位置に配置された一対の半円７１，７２と、一対の半円７１，７２を接続する一対の平行線７５，７６とを底面Ｓ１とする柱状の空間（孔）として形成されている。すなわち、柱状凹部１１９は、底面Ｓ１の一対の半円７１，７２に対応する一対の外周面７３，７４（図３，４）と、底面Ｓ１の一対の平行線７５，７６に対応する一対の平行面として形成されている天井面７７、底面７８（図３，４）とに囲まれる空間（孔）として構成されている。対応とは、柱状形状の軸線方向に延びていることを意味している。底面７８には、弁アクチュエータ装着孔１１８が形成され、柱状凹部１１９に連通している。なお、柱状凹部１１９の内壁は、第１の柱状形状の柱状空間とも呼ばれる。
【００６３】
気化部１２０の外面は、図５に示されるように相互に対向する位置に配置された一対の半円８１，８２と、一対の半円８１，８２を接続する上側直線８５と下側曲線８６とによって囲まれた底面Ｓ２（図２参照）を有する柱状体として形成されている。一対の半円８１，８２は、一対の半円７１，７２よりもクリアランスＣだけ小さな半径の半円（同軸線）として構成されている。なお、気化部１２０の外面は、第２の柱状形状の外形を有しているとも表現される。
【００６４】
上側直線８５は、図５に示されるように平行線７５よりもクリアランスＣだけ平行線７６に近い位置（鉛直下方）であって、平行線７５から蓋部材１１２側にシフトした位置に配置されている直線である。一方、下側曲線８６は、平行線７６よりもクリアランスＣだけ平行線７５に近い位置（鉛直上方）であって、平行線７６から蓋部材１１２側にシフトしたに配置されている直線８６ａ，８６ｃ（図２参照）と、上側直線８５側に凹状に形成されている曲線８６ｂと、を含む曲線として構成されている。
【００６５】
気化部１２０は、底面Ｓ２（図２参照）の一対の半円８１，８２に対応する一対の外周面８３，８４（図５参照）と、上側直線８５に対応する気化面８７と、下側曲線８６に対応する底面８８とを外周としている柱状体として形成されている。底面８８には、弁アクチュエータ装着孔１１８に連通し、弁アクチュエータ１５０が装着されるための凹部１２２，１２３，９５（後述、図６参照）が形成されている。気化面８７は、薬液の気化において中心的な役割を果たす面となる。
【００６６】
このように、気化部１２０の外周面８３，８４は、柱状凹部１１９の外周面７３，７４に対してクリアランスＣだけ内側にオフセットした曲面として構成されていることになる。気化部１２０の気化面８７は、柱状凹部１１９の天井面７７に対してクリアランスＣだけ内側にオフセットした平面として構成されていることになる。底面８８は、柱状凹部１１９の底面７８に対してクリアランスＣだけ内側にオフセットした平面を有する曲面として構成されていることになる。
【００６７】
このような構成によって、混合ガス生成空間１１６は、柱状凹部１１９と気化部１２０とによってクリアランスＣの肉厚を有する略筒状の空間として形成されていることになる。
【００６８】
混合ガス生成空間１１６には、図３に示されるように窒素ガスを導入するための窒素ガス導入流路１１４と、混合ガスを吐出するための混合ガス吐出流路１１７と、薬液を供給するための薬液導入流路９１とが以下に説明するように接続されている。
【００６９】
窒素ガス導入流路１１４は、薬液導入部材１２５に形成されている。薬液導入部材１２５には、蓋部材１１２が接続され、窒素ガス導入流路１１４に窒素ガス流路１１５が連通している。窒素ガス流路１１５は、図２及び図３に示されるように、蓋部材１１２に形成され、窒素ガス供給口１１５ａにおいて混合ガス生成空間１１６に連通している。窒素ガス供給口１１５ａは、混合ガス生成空間１１６に面する蓋部材１１２の外表面であって、気化部１２０の気化面８７と柱状凹部１１９の天井面７７とによって挟まれた領域の中心に形成されている。
【００７０】
なお、窒素ガス供給口１１５ａは、ガス導入口とも呼ばれ、必ずしも単一である必要は無く、蓋部材１１２の外表面が混合ガス生成空間１１６に接する環状の面に沿って複数個設けられていても良い。
【００７１】
混合ガス吐出流路１１７は、気化器本体１１０の凹状部材１１１に形成され、底面Ｓ１の図心位置に配置されている混合ガス吐出口１１７ａで混合ガス生成空間１１６に連通している。混合ガス吐出口１１７ａは、混合ガス生成空間１１６の最下流位置となる。なお、混合ガス吐出口１１７ａは、ガス排出口とも呼ばれる。
【００７２】
このように、気化器本体１１０には、混合ガス生成空間１１６に窒素ガスを導入するための窒素ガス導入流路１１４、窒素ガス流路１１５及び窒素ガス供給口１１５ａと、混合ガス生成空間１１６から窒素ガスと気化した薬液の混合ガスを吐出するための混合ガス吐出口１１７ａ及び混合ガス吐出流路１１７とが形成されている。
【００７３】
一方、混合ガス生成空間１１６に薬液を導入するための薬液流路は、以下のように構成されている。
【００７４】
図３及び図５には、弁アクチュエータ１５０のダイアフラム弁体１５１が薬液流路を閉鎖した状態が示されている。薬液流路は、薬液導入部材１２５と蓋部材１１２と気化部１２０の気化部本体１２１とに形成されている各流路と弁アクチュエータ１５０とによって構成されている。
【００７５】
薬液の各流路は以下のように連通している。薬液導入部材１２５には、薬液導入流路９１（図３参照）が形成されている。蓋部材１１２には、薬液導入流路９１と連通している薬液導入流路９２が形成されている。気化部本体１２１には、蓋部材１１２に締結されることによって薬液導入流路９２に連通している薬液供給流路９３が形成されている。薬液供給流路９３は、薬液流入ポート９４を介して弁室９６に接続されている。弁室９６には、弁座９７が形成されている。
【００７６】
図６は、気化部本体１２１と弁アクチュエータ１５０の内部構成を示す拡大分解断面図である。弁室９６は、弁アクチュエータ１５０のダイアフラム弁体１５１が凹部９５に対して組みつけられることによって構成されている。すなわち、気化部１２０には、弁アクチュエータ１５０が装着されることによって弁室９６を有する遮断弁が一体的に形成されていることになる。遮断弁は、制御バルブとも呼ばれる。なお、気化部本体１２１は、気化面８７が鉛直上方を向く水平面となる姿勢で設置された状態で機能する。
【００７７】
弁室９６には、薬液吐出流路９８を介して薬液吐出口９９が接続されている。薬液吐出口９９は、混合ガス生成空間１１６に連通している。薬液吐出口９９の位置は、気化部１２０の気化面８７において、窒素ガス供給口１１５ａの形成位置を所定の軸方向にシフトさせた位置に配置されている。所定の軸方向とは、筒状の柱状空間として形成されている混合ガス生成空間１１６の軸方向であって窒素ガスの流れる方向を意味している。なお、気化面８７は、薬液供給面とも呼ばれる。
【００７８】
薬液吐出流路９８は、ダイアフラム弁体１５１によって薬液吐出口９９の近傍の弁座９７で閉鎖することができるので、薬液吐出流路９８の短縮化が実現されている。これにより、薬液の供給停止後において薬液供給流路９３の内部で薬液が気化して薬液を押し出すことによる薬液の漏出を効果的に抑制することができる。一方、弁室９６は、鉛直上方の位置で薬液吐出流路９８に連通しているので、薬液導入前に残留している気泡が滞留しにくい形状を有していることになる。このような漏出や気泡の吐出は、薬液の供給量の誤差の要因となるので、本実施形態は、このような誤差を効果的に抑制して薬液の供給量の精度を顕著に向上させることができるという利点を有している。
【００７９】
一方、薬液吐出流路９８は、２個のヒータ１３１，１３２によって挟まれているので、加熱中と加熱直後は高温状態に維持することができる。これにより、薬液吐出流路９８は、高温状態に維持されていることになるので、薬液の供給停止後において薬液吐出流路９８の内部の薬液を直ちに気化することができる。この結果、気化の遅延に起因する薬液の気化量のばらつきが抑制され、薬液の供給量の高精度化を実現することができる。
【００８０】
弁アクチュエータ１５０は、図６に示されるように以下のように構成されている。弁アクチュエータ１５０は、ダイアフラム弁体１５１と、ピストンロッド１５２と、スプリング１５７と、遮断弁本体１５５と、裏蓋１５６とを備えている。ダイアフラム弁体１５１には、ピストンロッド１５２が接続されている。ピストンロッド１５２には、摺動部１５４とピストン１５３とが形成されている。
【００８１】
摺動部１５４は、遮断弁本体１５５に形成されている円筒状の凹部であるガイド部１５９の内部で摺動する部材である。ピストン１５３は、遮断弁本体１５５の内部においてガイド部１５９に連通して形成されているシリンダ部１５８の内部で摺動し、圧力制御室１５３ａ（図３，図５参照）を区画する部材である。圧力制御室１５３ａには、作動エア流路５９を介して作動エアポート５８から作動エアが供給される。作動エアポート５８は、図１に示されるように電空レギュレータ４１に接続されている。
【００８２】
ピストンロッド１５２は、ダイアフラム弁体１５１で薬液吐出流路９８を閉鎖する方向に渦巻きコイル状のスプリング１５７で付勢され、圧力制御室１５３ａの加圧によって薬液吐出流路９８を開放する方向に操作することができる。スプリング１５７は、裏蓋１５６で固定されている。裏蓋１５６は、遮断弁本体１５５の内部に形成されている溝部１５８ｇに嵌合している弾性リング１５６Ｒによって固定されている。
【００８３】
このように、本実施形態は、媒体ガスを搬送する外側管部として機能する気化器本体１１０と、薬液を搬送する内側管部として機能する気化部本体１２１とからなる二重管構造を有しているので、容積効率の高い実装を可能としている。一方、内側管部は、弁アクチュエータの使用によって一体的に構成された遮断弁を実装して容積効率をさらに高めている。弁アクチュエータは、二重管構造の軸線と垂直な方向に装着されているので、二重管構造の軸線方向の全長を長くすること無く実装することができる。
【００８４】
本構成は、薬液の供給を停止するだけで、混合ガスの流路をパージ（掃気）することができるという利点をも有している。すなわち、窒素ガス供給口１１５ａは、薬液の供給を停止し、混合ガスの最上流位置から窒素ガスの供給を継続するだけで、混合ガス生成空間１１６から疎水化処理チャンバ３０までのすべての流路をパージすることができる。
【００８５】
従来の方法では、気化の停止は、混合ガスの配管と窒素ガスの配管とを相互に切り替えることによって気化の停止と開始とが行われていたので、停止時にはバブリング位置等の気化位置から切り替え弁（図示せず）までの配管に混合ガスの滞留が発生していた。この配管には、気化位置からチャンバまでの長い距離を供給する長い配管が使用されていたので、切り替え位置をチャンバの近くとすれば、気化位置から切り替え位置までの長い距離に滞留し、切り替え位置を気化位置の近くとすれば気化の再開時に混合ガスがチャンバに到達するまでのタイムラグが大きくなるといったトレードオフの問題を生じさせていた。
【００８６】
しかし、本構成では、配管の切り替えが不要で滞留が発生しないので、このようなトレードオフの問題を解決し、滞留により劣化した混合ガスの供給を排除することができる。これにより、混合ガスの品質の確保を通じてプロセスの品質を向上させることができる。
【００８７】
図７乃至図１０を参照して気化部１２０の構成を説明する。
【００８８】
図７乃至図１０は、気化部１２０の構成を示している。図７は、気化部１２０の外観を示す下面図である。図８は、気化部１２０の外観を示す正面図である。図９は、気化部１２０を構成している気化部本体１２１と筒状メッシュ６０と張力発生部材１４１とを示す部品図である。図１０は、気化部１２０が組立てられている途中の状態を示す外観斜視図である。
【００８９】
気化部１２０は、図９に示されるように気化部本体１２１と、弁アクチュエータ１５０と、筒状メッシュ６０と、２個の張力発生部材１４１，１４２とを備えている。気化部本体１２１は、たとえば薬液に対して濡れ性を有するアルミニウム製の部品であり、前述のように弁アクチュエータ１５０が装着される凹部１２２，１２３，９５（図６参照）を除いて柱状の外形形状を有している。
【００９０】
気化部本体１２１の柱状の外形形状は、薬液吐出口９９が図心位置に形成されている気化面８７と、気化面８７を挟む一対の外周面８３，８４とを外周面の一部としている。この外周面は、筒状メッシュ６０によって覆われている。筒状メッシュ６０は、たとえばステンレス製の線材を網目状に規則的に編むことによって面状に形成されている網状体６９を巻いて接続部６０ｓにおいて縫い付けられている部材である。
【００９１】
気化部１２０は、図１０に示されるように蓋部材１１２への装着に先立って以下のように組立てられる。（１）気化部本体１２１に対して筒状メッシュ６０が装着される。（２）筒状メッシュ６０に形成されている正方形の切り欠き部（孔部あるいは欠落部）６０ｈに、気化部本体１２１の凹部１２２が全て入るように筒状メッシュ６０の位置が調整される。（３）気化部本体１２１に対して２個の張力発生部材１４１，１４２が装着される（図８参照）。張力発生部材１４１，１４２は、それぞれ４個のネジ１４５を張力発生部材１４１，１４２の孔１４６を貫通させて、気化部本体１２１の８個のネジ孔１４７に螺合させることによって気化部本体１２１に装着される。張力は、４個のネジ１４５のねじ込み量によって調整することが可能である。
【００９２】
張力発生部材１４１，１４２は、筒状メッシュ６０に対して周方向の張力を発生させる部材である。周方向の張力は、一対の連続曲面である外周面８３，８４（図９参照）に沿って発生させられている。外周面８３，８４は、薬液吐出口９９が形成されている気化面８７を挟む位置において気化面８７と連続しているので、気化面８７と筒状メッシュ６０とが当接させられていることになる。
【００９３】
さらに、気化面８７及び外周面８３，８４は、柱状体の外周面の一部として形成されているので、筒状メッシュ６０を隙間なく巻きつけることができる。これにより、気化面８７と筒状メッシュ６０との当接が簡易に実現されているとともに、温熱環境の変化や経年変化（たとえば網状体の塑性変形やクリープ）による網状体の緩みを抑制することができる。この結果、網状体と気化面との間の相互の当接を確実に維持されることになる。
【００９４】
筒状メッシュ６０には、図１０に示されるように金属製の一対の補強部材６０Ｒ１，６０Ｒ２が装着されている。補強部材６０Ｒ１，６０Ｒ２は、張力発生部材１４１，１４２による張力を軸線方向において均一に筒状メッシュ６０に伝達するための部材である。補強部材６０Ｒ１は、一対の部材が筒状メッシュ６０を内側と外側から挟むことによって筒状メッシュ６０に固定されている。固定は、一対の部材が筒状メッシュ６０を挟んだ状態で相互に接着されていてもよいし、相互に溶着されていてもよい。これにより、張力発生部材１４１，１４２は、筒状メッシュ６０が弾性を有していても気化面８７上において均一に張力を発生させることができる。
【００９５】
図１１は、筒状メッシュ６０を形成する網状体６９の構成を示す拡大平面図である。筒状メッシュ６０は、面状（平板状）に形成されている網状体６９を材料として形成されている。網状体６９は、いずれも薬液に対して濡れ性を有する縦線材６１，６３，６５，６７と横線材６２，６４，６６，６８とを相互に網目状に編む（織る）ことによって形成されている。縦線材６１，６３，６５，６７と横線材６２，６４，６６，６８は、いずれも薬液に対して濡れ性を有する材料で形成されている。
【００９６】
本実施形態では、網状体６９（メッシュ）として、線径（縦線材６１や横線材６２等の径）０．１ｍｍ、線間距離０．１５ｍｍのもの（いわゆる１００メッシュ）が使用されている。網状体６９は、気化面８７に当接した状態で載せられている。なお、線径や線間距離は、薬液に応じて適切な値に設定することが好ましい。
【００９７】
網状体６９には、その面内方向に規則的に配列されている網目空間（たとえば網目空間Ｔ１，Ｔ３）が形成されている。網目空間Ｔ１は、２本の縦線材６３，６５と２本の横線材６４，６６とによって囲まれている正方形（平面状）の微細（０．１５ｍｍ×０．１５ｍｍ）な空間である。網目空間Ｔ３は、２本の縦線材６３，６５と２本の横線材６２，６４とによって囲まれている平面状の微細な空間である。網目空間Ｔ１は、微細な空間なので薬液と線材６３，６４，６５，６６との間の分子間力によって薬液を吸引して薬液の膜を形成することができる（毛細管現象）。
【００９８】
ただし、相互に隣接する網目空間同士（たとえば網目空間Ｔ１と網目空間Ｔ３）の間には、毛細管現象によって薬液を流通させる構造が形成されていないので、薬液を広げて薄膜を形成する機能が十分でないことが本発明者によって見出された。網状体６９の面内に薬液を十分に伝播させることができないからである。すなわち、網状体６９の一部に薬液を供給しても薬液の伝播速度が遅いので、蒸散下では薬液の供給が間に合わない部分が生じてしまうからである。この結果、網状体６９単体では、薬液の膜の面積を安定させることができない（たとえば薄膜が広く広がらない、蒸散に起因する薄膜の斑化等）ことが見出された。
【００９９】
図１２は、筒状メッシュ６０と気化面８７の当接状態の構成を示す断面図である。筒状メッシュ６０と気化面８７の当接は、筒状メッシュ６０の面内方向（気化面８７の面内方向）に規則的に配列されている薬液供給空間（たとえば薬液供給空間Ｔ２，Ｔ４）を形成している。
【０１００】
薬液供給空間Ｔ２は、気化面８７と縦線材６５と横線材６４とによって囲まれている空間である。薬液供給空間Ｔ２は、気化面８７と縦線材６５の当接と、縦線材６５と横線材６４の当接と、横線材６４と気化面８７の当接Ｃ１とによって閉じた空間として形成されている。薬液供給空間Ｔ４は、気化面８７と縦線材６１と横線材６４とによって囲まれている空間である。薬液供給空間Ｔ４は、気化面８７と縦線材６１の当接と、縦線材６１と横線材６４の当接と、横線材６４と気化面８７の当接Ｃ１とによって閉じた空間として形成されている。
【０１０１】
気化面８７と縦線材６１の当接並びに気化面８７と縦線材６５の当接力は、横線材６４に印加される張力によって発生する。横線材６４に印加される張力は、縦線材６５を気化面８７側に移動させて（押し付けて）直線化しようとするからである。気化面８７と各線材（横線材と縦線材の双方）との当接は、いずれの位置でも同様のメカニズムで働くことが分る。
【０１０２】
薬液供給空間Ｔ２，Ｔ４は、線材６１、６５と気化面８７とによって囲まれることによって形成されて網状体６９の面内方向に規則的に配列されているので、各線材と気化面８７とに沿って網状体の面内方向に薬液を均一に供給して薬液の均一な薄膜化状態を実現することができる。薬液の均一な薄膜化状態は、主として以下の２つの理由によって各線材と気化面８７とに沿って網状体の面内方向（２次元方向）に薬液を均一に供給することによって実現される。
【０１０３】
第１の理由は、縦線材６１，６３，６５，６７が気化面８７に当接する位置（線材の交差位置）では、横線材６２，６４，６６，６８が気化面８７から分離され、逆に、横線材６２，６４，６６，６８が気化面８７に当接する位置では、縦線材６１，６３，６５，６７が気化面８７から分離され、各線材の長手方向に沿って薬液が流れるための空間が確保されているからである。一方、各線材の長手方向に沿った流れは、各線材と気化面８７の双方が濡れ性を有しているので、各線材と気化面８７の隙間に沿って発生する毛細管現象によって実現されている。これにより、縦線材や横線材の各々の長手方向に沿って円滑に薬液が流れることができるのである。
【０１０４】
第２の理由は、縦線材と横線材の各交差位置では、薬液供給空間が形成されているので、縦線材に沿った流れと横線材に沿った流れとに薬液の流れが円滑に分岐することができる。これにより、網状体６９の面方向の２次元方向に均一に薬液を供給することができる。この結果、薬液の蒸散によって薬液保持空間に保持されている薬液の減少に応じて円滑に薬液を供給することが可能となるので、薬液の均一な薄膜化状態が維持されることになる。
【０１０５】
このように、本実施形態の気化部１２０は、網状体６９の面内方向に規則的に配列されている薬液供給空間（薬液供給機能）と網目空間（薄膜維持機能）の相乗的な働きによって薬液の薄膜化を実現するとともに、薬液の蒸散に対しても薬液の薄膜状態を維持するように毛細管現象を働かせることができる。本構成は、線材を網目状に編むことによって面状に形成されている網状体６９の外形形状の規則性によって実現されている。
【０１０６】
すなわち、網状体６９では、網状体６９の面内方向に網目空間が規則的に配列され、規則的に配列された網目空間に対して規則的に形成されている薬液供給空間において薬液の供給路の確保と分岐とが実現されているので、毛管流入による均一な薄膜の形成と均一な薬液の供給とが実現されていることになる。逆に、たとえばフィルム状の部材に網目状の孔を形成しても薬液供給空間が形成されないので、本発明の効果は奏し得ないことになる。
【０１０７】
このような網状体６９と気化面８７とによって形成される構造は、出願時の当業者の技術常識に反するものである。いわゆるメッシュとしての網状体６９は、網目の面内における網目の大きさ利用してフィルタに利用することが出願時の当業者の技術常識である。しかしながら、本発明者は、フィルタの面外方向の構造（形状等）に着目し、その構造と気化面８７との当接によって新規な構造を創作し、薬液の気化に要請される薬液の薄膜化と薄膜への薬液の安定的かつ大量の供給を実現しているのである。
【０１０８】
図１３は、筒状メッシュ６０と気化面８７の当接状態の構成を示す断面図である。具体的には、たとえば線材が気化面８７に規則的に近接して、ギャップＧが発生して一部が切れた状態で形成されている空間Ｔ２ａ，Ｔ４ａも薬液供給空間に含まれる。一部が切れた状態で囲まれた空間も毛細管現象を生じさせるからである。このように、薬液供給空間は、広い意味を有し、必ずしも線材と気化面８７とによって完全に囲まれて閉じた空間を形成する必要はなく一部が切れていても良い。
【０１０９】
本実施形態の効果は以下の通りである。
【０１１０】
（１）複数の網目空間によって薬液の均一な薄膜化状態を実現し、薬液供給空間によって２次元方向に均一に薬液を供給することができる。これにより、円滑かつ大量の気化量を小型の気化器で実現することができる。
（２）気化面と網状体の平面的な構造によって薬液の供給と気化とが実現されているので、たとえば３次元的な構造体（たとえば発泡体）によって薬液の表面積を大きくする方法と相違し、３次元的な構造体の内部に滞留する薬液の劣化の問題を生じさせない。
（３）気化面と網状体の平面的な構造を有するので、薄膜の形成において無駄な部分が存在せず容積効率が高い。これにより、小型化が実現可能となるので、ウェハを格納するチャンバの近傍に気化器を配置することができる。
（４）薬液が媒体ガス（窒素ガス）に晒され続ける状態（たとえばバブリング）に起因する薬液の劣化を防止することができる。本実施形態では、気化の直前まで媒体ガスと接触しないからである。
（５）気化面と網状体とによって簡易に構成することができる。
【０１１１】
（第２実施形態の液体気化器の構成）
図１４は、液体気化器２００の構成を示す図である。（ａ）は、液体気化器２００の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。第１実施形態の液体気化器１００では、気化器本体１１０に窒素ガス供給口１１５ａ（ガス導入口）及び混合ガス排出口１１７ａ（ガス排出口）が設けられていたが、第２実施形態の液体気化器２００では、気化部本体２２１に窒素ガス供給口２１５ａ（ガス導入口）及び混合ガス排出口２１７ａ（ガス排出口）が設けられている。そして、窒素ガス供給口１１５ａから混合ガス生成空間１１６へ窒素ガスが導入され、混合ガス排出口２１７ａから混合ガスが排出される。なお、第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１１２】
蓋部材２１２には、第１ブロック２７１及び第２ブロック２７３が取り付けられている。第１ブロック２７１の内部には、窒素ガス導入流路２７２が設けられており、第２ブロック２７３の内部には、混合ガス吐出流路２７４が設けられている。そして、窒素ガス導入流路２７２から窒素ガスが導入され、混合ガス吐出流路２７４から混合ガスが吐出される。
【０１１３】
蓋部材２１２の内部には、窒素ガス流路２１４が設けられており、上記窒素ガス導入流路２７２が窒素ガス流路２１４に接続されている。窒素ガス流路２１４は、気化部２２０の軸線方向に垂直な方向から軸線方向へと屈曲して延び、蓋部材２１２における凹状部材１１１側の端面で開口している。また、蓋部材２１２の内部には、混合ガス流路２１３が設けられており、上記混合ガス吐出流路２７４が混合ガス流路２１３に接続されている。混合ガス流路２１３は、気化部２２０の軸線方向に垂直な方向から軸線方向へと屈曲して延び、蓋部材２１２における凹状部材１１１側の端面で開口している。
【０１１４】
気化部本体２２１の内部には、窒素ガスを流通させる窒素ガス流路２１５（媒体ガス流路）が設けられており、上記窒素ガス流路２１４が窒素ガス流路２１５に接続されている。窒素ガス流路２１５は、気化部本体２２１の軸線方向へ延びており、気化部本体２２１の内部から気化面８７を加熱するヒータ１３２（加熱部）に沿って設けられている。詳しくは、窒素ガス流路２１５は、ヒータ１３２の側方において、ヒータ１３２に平行に設けられている。また、気化部本体２２１の内部には、混合ガスを流通させる混合ガス流路２１７（混合ガス流路）が設けられており、上記混合ガス流路２１３が混合ガス流路２１７に接続されている。混合ガス流路２１７は、気化部本体２２１の軸線方向へ延びており、気化部本体２２１の内部から気化面８７を加熱するヒータ１３１（加熱部）に沿って設けられている。詳しくは、混合ガス流路２１７は、ヒータ１３１の側方において、ヒータ１３１に平行に設けられている。
【０１１５】
窒素ガス流路２１５及び混合ガス流路２１７は、それぞれ気化部本体２２１の軸線方向において気化部本体２２１の中央付近まで延びており、気化面８７側へ延びる窒素ガス供給口１１５ａ及び混合ガス排出口１１７ａによってそれぞれ気化面８７に開口している。薬液吐出口９９は、窒素ガス供給口１１５ａと混合ガス排出口１１７ａとの間に配置されている。窒素ガス供給口１１５ａ及び混合ガス排出口１１７ａの断面形状は、気化部本体２２１の軸線方向を長手方向とする長円形となっている。このため、気化部本体２２１の軸線方向に垂直な方向において、窒素ガス供給口１１５ａから混合ガス排出口１１７ａへ流れる窒素ガスを、気化部本体２２１の軸線方向へ拡散させ易くなる。また、気化部本体２２１の軸線方向へ拡散した窒素ガス及び混合ガスを、混合ガス排出口１１７ａへ収集し易くなる。
【０１１６】
こうした構成によれば、ヒータ１３１，１３２により気化面８７を加熱することにより、気化部本体２２１の温度が上昇する。そして、窒素ガスは、窒素ガス流路２１５を通過する間に加熱されて、窒素ガス供給口１１５ａから混合ガス生成空間１１６へ導入される。また、混合ガス排出口１１７ａから排出される混合ガスは、混合ガス流路２１７を流通する間加熱されることとなる。さらに、窒素ガス流路２１５及び混合ガス流路２１７は、それぞれヒータ１３２，１３１に沿って設けられているため、窒素ガス流路２１５及び混合ガス流路２１７の温度を効率的に上昇させることができる。
【０１１７】
また、図１５（ａ）に示すように、気化部本体２２１の外周面のうち曲面で形成される外周面８３，８４（図１５では外周面８４のみ表示）には、気化部本体２２１の軸線方向に直線状に延びるように凹部２４３がそれぞれ形成されている。メッシュ２６０は、気化部本体２２１に巻き付けられて、その端部が押さえ部材２４４と気化部本体２２１との間に挟まれている。押さえ部材２４４は、固定部材２４５によって、気化部本体２２１に固定されている。メッシュ２６０の端部は、押さえ部材２４４と固定部材２４５との間から、外側へと導かれている。こうした固定構造によれば、メッシュ２６０に取り付け用の孔を形成する必要がなく、メッシュ２６０の構成を簡素化することができる。メッシュ２６０を気化部本体２２１に巻き付ける際には、メッシュ２６０を押さえ部材２４４により押さえながら弛みのないように引っ張る。そして、固定部材２４５によって、押さえ部材２４４を気化部本体２２１に固定する。これにより、メッシュ２６０は、気化部本体２２１に略密着させられた状態となる。なお、図１５（ｂ）は、メッシュ２６０のみを取り出した状態を表示している。
【０１１８】
このようにメッシュ２６０が気化部本体２２１の外周面に巻き付けられて固定された状体では、メッシュ２６０と上記凹部２４３との間に隙間が生じることとなる。そこで、凹部２４３に係合するように、凹状部材１１１とメッシュ２６０との間に、気化部本体２２１の軸線方向から挿入部材２４２が挿入されている。挿入部材２４２は、丸棒状に形成されており、その断面の半径は凹部２４３の曲率半径と略等しくなっている。挿入部材２４２の先端部は、他の部分よりも若干細くなっており、その先端部からメッシュ２６０を凹部２４３へ押し付けつつ挿入されている。これにより、凹部２４３とメッシュ２６０との間の隙間が縮められ、気化部本体２２１の外周方向に沿ってメッシュ２６０に張力を発生させることができる。その結果、メッシュ２６０の皺が伸ばされ、メッシュ２６０は気化部本体２２１に、より強く密着させられた状態となる。
【０１１９】
本実施形態の効果は以下の通りである。なお、ここでは、第１実施形態と異なる効果のみを述べる。
【０１２０】
（１）窒素ガスは、窒素ガス流路２１５を通過する間に加熱されて、窒素ガス供給口１１５ａから混合ガス生成空間１１６へ導入されるため、薬液の気化を促進することができる。
（２）混合ガス排出口１１７ａから排出される混合ガスは、混合ガス流路２１７を流通する間加熱されるため、混合ガスの結露を抑制することができる。
（３）窒素ガス流路２１５及び混合ガス流路２１７は、それぞれヒータ１３２，１３１に沿って設けられているため、窒素ガス流路２１５を通過する際の窒素ガスの加熱と、混合ガス流路２１７を通過する際の混合ガスの加熱とを、更に促進することができる。
（４）窒素ガス供給口１１５ａ及び混合ガス排出口１１７ａの断面は、気化部本体２２１の軸線方向を長手方向とする長円形となっている。これにより、窒素ガスを気化部本体２２１の軸線方向へ拡散させ易くなるとともに、窒素ガス及び混合ガスを混合ガス排出口１１７ａへ収集し易くなる。
（５）簡易な構成により気化部本体２２１の外周面に沿ってメッシュ２６０に張力を発生させることができるととともに、凹部２４３により挿入部材２４２のずれを抑制することができる。
【０１２１】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。
【０１２２】
（１）上記実施形態では、線材の断面形状は真円であるが、必ずしも真円である必要はなく、楕円形や多角形（４角形や６角形等）であってもよい。
【０１２３】
（２）上記実施形態では、１００メッシュの粗さのステンレス製の網状体（メッシュ）６９を使用したが、他の粗さの網状体を使用してもよく、網状体は必ずしもステンレス製である必要はなく、その他の金属からなるメッシュを用いてもよい。網状体は、必ずしも金属である必要は無く、フッ素樹脂等からなる樹脂製のメッシュを用いてもよい。網状体の材質や粗さは、気化させる薬液の濡れ性や粘性といった薬液の性質に応じて適宜設定することができる。
【０１２４】
（３）上記実施形態では、網目空間の形状は、正方形であるが、たとえば六角形やひし形であっても良い。
【０１２５】
（４）上記実施形態では、網状体の編み方は、線材を１本ずつ交差させる平織（ひらおり）であるが、たとえば綾織（あやおり）のような他の織り方（編み方）でもよい。本発明は、一般に線材を網目状に規則的に編むことによって面状に形成されている網状体を利用可能である。
【０１２６】
さらに、縦線材と横線材のピッチは、上述の実施形態では同一ピッチであるが、たとえば横線材のピッチを縦線材のピッチよりも小さくするようにしてもよい。こうすれば、毛管流入の速度を方向に応じて変える（調整する）ことができる。
【０１２７】
（５）上記実施形態では、網状体と気化面の当接が網状体への張力の印加によって実現されているが、たとえば磁力（磁性メッシュの利用）や粘着力、目の粗い構造部材による圧力印加といった方法によって発生させてもよい。
【０１２８】
（６）上記実施形態では、薬液吐出口は、気化面に形成されているが、たとえば柱状凹部１１９の側（気化面の反対側）から供給しても良い。ただし、気化面の反対側から薬液を供給する場合には、網状体の面外方向において、その網状体に対して薬液吐出口に表面張力によって形成される薬液の液滴の直径よりも短い距離に配置されていることが好ましい。
【０１２９】
こうすれば、薬液供給口の先端に形成される液滴に起因する薬液供給口の周囲への薬液の付着に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。網状体は、毛細管現象によって薬液を吸引して過大な液滴の発生を抑制することができるからである。
【０１３０】
（７）上記実施形態では、半導体の製造ラインにおいて本液体気化システム１０を用いたが、その他の製造ラインにおいて用いることも可能である。また、上記実施形態では、液体材料としてのヘキサメチルジシラザン液（ＨＭＤＳ液）を気化させるために本液体気化システム１０を用いたが、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）等その他の液体材料を気化させるために用いてもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１０…液体気化システム、１１…ポンプ、１３…吸入側バルブ、１５…吸入流路、１６…吐出流路、１７…混合ガス供給流路、１８…窒素ガス供給路、２０…液体気化装置、３０…スピンコータ、４０…コントローラ、４１…電空レギュレータ、４２…作動エア供給源、６０…筒状メッシュ、６９…網状体、８７…気化面、９９…薬液吐出口、１００…液体気化器、１１０…気化器本体、１１１…凹状部材、１１２…蓋部材、１１６…混合ガス生成空間、１１８…弁アクチュエータ装着孔、１１９…柱状凹部、１２０…気化部、１２１…気化部本体、１３１，１３２…ヒータ、１３３，１３４…温度センサ、１４１，１４２…張力発生部材、１５０…弁アクチュエータ。
【図１】
2012098730.tif 000003
【図２】
2012098730.tif 000004
【図３】
2012098730.tif 000005
【図４】
2012098730.tif 000006
【図５】
2012098730.tif 000007
【図６】
2012098730.tif 000008
【図７】
2012098730.tif 000009
【図８】
2012098730.tif 000010
【図９】
2012098730.tif 000011
【図１０】
2012098730.tif 000012
【図１１】
2012098730.tif 000013
【図１２】
2012098730.tif 000014
【図１３】
2012098730.tif 000015
【図１４】
2012098730.tif 000016
【図１５】
2012098730.tif 000017
【国際調査報告】
2012098730.tif 000018
2012098730.tif 000019
2012098730.tif 000020
2012098730.tif 000021