(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体原料を霧化して吹き出すアトマイザと、
前記アトマイザの、噴霧口が形成されている基部に接続され、石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されている中空のアウターチューブと、
前記アウターチューブ内に収納され、石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されているインナーチューブと、
前記インナーチューブの内側に設けられ、インナーヒータを内蔵するインナーヒータブロックとを含む気化器において、
前記インナーチューブの挿入側の先端頭部は前記噴霧口方向に向くように配置され、前記噴霧口が形成されている前記基部と前記挿入側の先端頭部との間に霧化空間が設けられ、
前記アウターチューブの内周面とインナーチューブの外周面との間に前記霧化空間に連通する気化用間隙が設けられ、
前記インナーチューブの内周面と前記インナーヒータブロックの外周面との間にグラファイト粉末が充填されたインナー充填層が形成されていることを特徴とする気化器。
【請求項２】
前記アウターチューブの外側に設けられ、アウターヒータが装着されたアウターヒータブロックが更に設けられ、
前記アウターチューブの外周面と前記アウターヒータブロックの内周面との間にグラファイト粉末が充填されたアウター充填層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気化器。
【請求項３】
インナーヒータブロック８がグラファイトブロックで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の気化器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気化効率に優れた、特に半導体製造用並びに光導波路形成用に最適な気化器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉやＳｉＣなどの半導体材料の熱酸化手法の種類としてウェット酸化とドライ酸化がある。ウェット酸化では水を使う。Ｈ２Ｏをガス（水蒸気）として炉の中に流して水の中の酸素を酸化膜の成長に使う。ウェット酸化の特徴は酸化速度が速いことである。従って厚い膜厚が必要な場合にはこの方法を使う。一方、ドライ酸化は酸化膜成長に酸素ガスを使う。これはウェット酸化の反対で酸化膜の成長速度は遅い。近年、更に酸化膜の成長速度を上げるために、水（Ｈ２Ｏ）の代わりに過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が使用されるようになってきた。他方、半導体以外の用途として、光導波路の形成がある。（特許文献１を参照）。この場合、１０〜２５μｍの厚さの二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)の堆積には、Ｈ２Ｏによる酸化法では、長時間の堆積時間を必要とする。Ｈ２Ｏの代わりに過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を利用すれば、大幅な時間短縮が可能となる。
【０００３】
そのためには大量の過酸化水素水を気化させて反応炉に送り込む必要がある。このような目的の装置として特許文献１に示すような装置が提案されている。
特許文献１に記載された、過酸化水素水を気化させて酸化性ガスを発生させる気化器は、過酸化水素水の入ったフラスコに似た中空球状容器の気化器の下半分を外からヒータで覆うもので、中空球状容器は１００〜１３０℃に加熱され、気化した過酸化水素ガスの含有された水蒸気が、ガス供給管を経て反応炉に流れ込むようになっている。この装置は過酸化水素水を単に加熱して気化させているもので、気化器内での過酸化水素水の蒸発と共に、過酸化水素の濃度が変化するだけでなく、気化効率が悪いことが欠点である。
【０００４】
そこで特許文献１に記載した気化器に比べて気化効率が遥かに優れた気化器が提案された（特許文献２）。
特許文献２に記載された気化器は、液体原料を霧化して吹き出すアトマイザと、このアトマイザの噴霧口が接続された中空のアウターチューブと、アウターチューブ内に収納され、前記アトマイザの噴霧出口とその先端部分との間に霧化空間が形成されたインナーチューブと、アウターチューブの外側に設けられ、アウターヒータが内蔵されたアウターヒータブロックと、インナーチューブの内側に設けられ、インナーヒータが内蔵されたインナーヒータブロックとで構成されている。そして、アウターチューブの内周面とインナーチューブの外側面との間に前記霧化空間に連通し、この隙間を通過する間に加熱されてガス化された気化ガスを次工程に送出する気化用間隙が設けられている。
【０００５】
この気化器では、インナーヒータブロックがアルミニウム製でこれを収納したインナーチューブが石英ガラスで構成されている。インナーチューブの熱膨張率はほぼ零であり、アルミニウム製のインナーヒータブロックの熱膨張率に比べて非常に小さいため、気化時にインナーヒータブロックの熱膨張からインナーチューブの破損を防ぐため両者間の間隙寸法を大きく取るようにしている。しかしながら、この両者間の間隙寸法を大きく取ると、この両者間のこの間隙は断熱性の高い空気層となるため、インナーヒータブロックからの熱がインナーチューブに伝わりにくく、気化性能が著しく阻害される。そのためこの間隙には伝熱ペーストが充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３３７２４０号公報
【特許文献２】特許６２０３２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
処が最近、気化ガスの使用量の増加から液体原料の流量増加が要求されるようになってきた。要請に従ってアトマイザから噴射される気化すべき霧状流体の流量を増やしていくと、供給する熱量を増やす必要があり、そのためにより高温が必要となる。上記伝熱ペーストは、金属固形成分と溶剤とで構成されているため、それ自体の熱伝導率は後述のように低く、しかもインナーヒータの温度を高温度に設定すると伝熱ペーストの成分である溶剤が蒸発して固形成分だけが残るようになる。そうなると、伝熱効率が著しく低下する。その結果、気化性能が著しく低下して目標とする液体原料の気化すべき流量が得られなくなるという問題が発生した。
【０００８】
本発明は、このような問題点の解決のためになされたものであり、その目的は、小流量は勿論、大流量の場合でも伝熱効率の低下がなく、必要とする液体原料の気化すべき流量を満たすことができる気化器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
液体原料Ｌを霧化して吹き出すアトマイザ７と、
前記アトマイザ７の、噴霧口７３が形成されている基部７ｋに接続され、石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されている中空のアウターチューブ１と、
前記アウターチューブ１内に収納され、石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されているインナーチューブ２と、
前記インナーチューブ２の内側に設けられ、インナーヒータ９を内蔵するインナーヒータブロック８とを含む気化器Ａであって、
前記インナーチューブ２の挿入側の先端頭部２ａは前記噴霧口７３方向に向くように配置され、前記噴霧口７３が形成されている前記基部７ｋと前記挿入側の先端頭部２ａとの間に霧化空間Ｍが設けられ、
前記アウターチューブ１の内周面とインナーチューブ２の外周面との間に前記霧化空間Ｍに連通する気化用間隙３が設けられ、
前記インナーチューブ２の内周面と前記インナーヒータブロック８の外周面との間にグラファイト粉末が充填されたインナー充填層１０が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
前記本発明において、
前記アウターチューブ１の外側に設けられ、アウターヒータ４が装着されたアウターヒータブロック５が更に設けられ、
前記アウターチューブ１の外周面と前記アウターヒータブロック５の内周面との間にグラファイト粉末が充填されたアウター充填層６が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記本発明において、インナーヒータブロック８がグラファイトブロックで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる気化器Ａは、アウターチューブ１とインナーチューブ２とを石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されているので、例えば酸化性や浸食性の高い過酸化水素水、その他腐食性や浸食性の高い液体原料Ｌの気化が可能である。
【００１３】
そして、インナーチューブ２の内周面と前記インナーヒータブロック８の外周面との間にグラファイト粉末のインナー充填層１０が形成されているので、加熱時にインナーヒータブロック８が熱膨張してもこの膨張分をインナー充填層１０が吸収して石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されているインナーチューブ２の破損を防止できる。
【００１４】
また、アウターチューブ１の外周面と前記アウターヒータブロック５の内周面との間にグラファイト粉末のアウター充填層６が形成されているので、冷却時にアウターヒータブロック５が収縮してもこの収縮分をアウター充填層６が吸収して石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されているアウターチューブ１の破損を防止できる。
【００１５】
更に、このグラファイト粉末が充填されたインナー充填層１０やアウター充填層６の熱伝導率は従来の伝熱ペーストより優れているので、ヒータ４，９からの熱量をより多く気化用間隙３に伝えることが出来、ヒータ４，９の発熱量を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例の縦断面図である。
【図２】図１のＺ−Ｚ断面矢視図である。
【図３】図１のＹ部分拡大図である。
【図４】図１のアトマイザ（Ｘ部分）の拡大断面図である。
【図５】本発明の気化器を使用したシステム全体の概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を図面に従って説明する。気化器Ａは、大略、アトマイザ７、アウターチューブ１、インナーチューブ２、アウターヒータ４、アウターヒータブロック５、インナーヒータブロック８、インナーヒータ９並びに温度センサ１２とで構成される。
気化器Ａに適用される液体原料Ｌは気化して使用されるもの（半導体製造に供される例えば各種の液体原料）であればどのようなものでもよいが、ここではその代表例として過酸化水素水とする。
気化器Ａが、過酸化水素水の気化用で、且つ、半導体製造装置のように極めて高純度な過酸化水素含有水蒸気Ｇ２が必要な場合、高温環境において、過酸化水素含有水蒸気Ｇ２に侵されないような石英ガラスでアウターチューブ１及びインナーチューブ２が作られる。
アトマイザ７も過酸化水素水に接触するため、石英ガラスで形成することが好ましいが、複雑な形状のものは例えば四フッ化エチレン樹脂で形成される。
液体原料Ｌに対する条件が合えば、パイレックス（登録商標）ガラスのような耐熱性ガラスの使用も可能である。
【００１８】
アトマイザ７は、液体原料Ｌを霧化するもので、アウターチューブ１の一方の端部に気密状に当接した基部７ｋと、この基部７ｋから突設された噴霧ガス管７ａ及び前記噴霧ガス管７ａに対して直角又はこれに近い角度で取り付けられた液体原料導入管７ｂとで構成されている（図１、図４）。図のアトマイザ７は簡略化して記載したもので、様々な構造のものが用いられる。
【００１９】
アトマイザ７は、上記のように基部７ｋ、噴霧ガス管７ａ及び液体原料導入管７ｂとで構成されている。
基部７ｋは円板状で、アウターチューブ１の一方の端部が気密的に当接されるようになっている。
噴霧ガス管７ａは、基部７ｋの中央に突設され、その中心には気化用のキャリアガスＧ１が通過する主供給孔７ｃが穿設されている。主供給孔７ｃの先端は円錐状に絞られ、噴霧口７３が設けられている。
そして、噴霧ガス管７ａの側面には液体原料導入管７ｂが設けられ、液体原料導入管７ｂには主供給孔７ｃに連通する副供給孔７ｄが穿設されている。
【００２０】
アウターチューブ１は石英ガラス又は耐熱性ガラス製の円筒状の中空管で、一端が上記のようにアトマイザ７の基部７ｋに当接し、気密的に閉塞されている。そしてこの閉塞端１ａの中心にはアトマイザ７の噴霧口７３が開口している。そしてアウターチューブ１の閉塞端１ａと反対側の外周面には後述する気化用間隙３に連通する出口ノズル１１が突設されている。
【００２１】
インナーチューブ２はアウターチューブ１より細い石英ガラス又は耐熱性ガラス製の円筒状の中空管である。そして、アウターチューブ１と同心でその内部に挿入配置されている。インナーチューブ２の挿入端側である先端頭部２ａは閉塞されて半球状に形成されている。なお、図の実施例では先端頭部２ａの形状は半球状であるが、勿論、これに限られず、回転楕円体面、回転放物面或いは円錐状であってもよい。
【００２２】
図の場合は、アウターチューブ１とインナーチューブ２とはアウターチューブ１のヒータ挿入側端部でその全周が一体的に接続されている。勿論、インナーチューブ２とアウターチューブ１とは別体でも良いが、その場合は、インナーチューブ２とアウターチューブ１の間に形成される気化用間隙３のアウターチューブ１のヒータ挿入側開口部分を全周に亘って閉塞部材（図示せず）閉塞する。閉塞部材は気化し、気化用間隙３を流れる通流流体Ｑに侵されない素材が選定される。
【００２３】
インナーチューブ２の外周面には同一円周上で少なくとも３点の微小な突起２ｔが図中上下２段に亘って設けられており、インナーチューブ２をアウターチューブ１に挿入した時にこの微小な突起２ｔがアウターチューブ１の内周面に接触してインナーチューブ２とアウターチューブ１との間に全周に亘って均一な且つ十分に狭い気化用間隙３を形成する。この気化用間隙３はヒータ挿入端側で前述のように出口ノズル１１に繋がっている。この出口ノズル１１は例えばシリコン基板酸化用の反応炉Ｈに気化ガスＧ２を質量流量だけ供給する質量流量制御器Ｓに接続されている。なお、出口ノズル１１もアウターチューブ１の一部であるから石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されることになる。
【００２４】
気化用間隙３の幅Ｗは、特段限定されるものではないが、該幅Ｗは気化効率の面から高い熱伝達率を有する温度境界層が形成される範囲であることが好ましい。即ち、気化用間隙３を流れる通流流体Ｑの温度は、インナーチューブ２の外周面又はアウターチューブ１の内周面の温度を壁面温度とすると、これら壁面から離れるに従って流体温度が次第に下がり、或る温度で一定の温度（一様流温度）になる。壁面から一定の温度になる範囲が温度境界層であり、気化用間隙３の幅Ｗをこの範囲にすることが好ましい。
【００２５】
図１の実施例では、インナーチューブ２とアウターチューブ１のヒータ挿入側の開口端は上記のように全周に亘って融着され、前記気化用間隙３のヒータ挿入側の開口側端部は全周に亘って閉塞される。アウターチューブ１に収納されたインナーチューブ２の先端頭部２ａは噴霧口７３方向に向いており、噴霧口７３が設けられている閉塞端１ａと先端頭部２ａとの間に霧化空間Ｍが設けられている。そしてこの霧化空間Ｍに気化用間隙３が全周に亘って連通している。
【００２６】
そしてインナーチューブ２は、そのヒータ挿入端側で開放しており、ここからインナーヒータブロック８に同心にて挿入されている。このインナーヒータブロック８にはその中心にヒータ９が挿入され、その近傍に例えば熱電対のような温度センサ１２が挿入されている。
このインナーヒータブロック８はアルミニウム又は固形のグラファイト（黒鉛）製でその外面形状はインナーチューブ２の内面形状より一回り小さい相似形である。従って、このインナーヒータブロック８の外面とインナーチューブ２の内面の間に極く僅かな隙間が発生し、この隙間にグラファイト粉末が充填されてここにインナー充填層１０が形成される。なお、インナー充填層１０及び後述するアウター充填層６の充填グラファイト粉末は、充填具合や後述するように重力の関係で粗密が生じるので、熱伝導性に優れていることだけでなく潤滑性に優れていることも重要であり、形状的には鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、高純度黒鉛、薄片化黒鉛、球状黒鉛などから選定される。
【００２７】
インナー充填層１０及びアウター充填層６を形成するグラファイト（黒鉛）粉末はその粒度範囲が５〜５００μｍの粉状又は粒状或いはこれらの混合物であり、よりこの好ましくは１０〜１００μｍである。
【００２８】
ここで上記グラファイト（黒鉛）とアルミニウムの熱膨張係数を比較すると、グラファイト（黒鉛）の熱膨張係数（概略値）は、２．６×１０−６／Ｋ、アルミニウムの熱膨張係数（概略値）は、２３×１０−６／Ｋでグラファイトの方がアルミニウムより約１／９程度で小さい。
また、アルミニウム、グラファイト（黒鉛）、ステンレス及び従来使用していた伝熱ペーストの熱伝導率を比較すると、アルミニウムは２１０Ｗ／ｍ・Ｋ、グラファイトは５０Ｗ／ｍ・Ｋ、ステンレスは２０Ｗ／ｍ・Ｋ、伝熱ペーストは０．９６Ｗ／ｍ・Ｋであり、グラファイトはアルミニウムより劣るが従来例の伝熱ペーストよりは遥かに優れている。
【００２９】
アウターヒータブロック５は円筒状の部材で、アルミニウム又はグラファイトで形成され、内部に同心にてアウターチューブ１が収納されている。アウターヒータブロック５の収納孔５ａの内径はアウターチューブ１の外径より一回り大きく、その間に隙間が設けられ、グラファイト（黒鉛）粉末が充填されたアウター充填層６が設けられる。そして、上記収納孔５ａの周囲には同心円上にて複数本のアウターヒータ４が等角度で配置されている。
そして、アウターチューブ１の側面に設けられた出口ノズル１１がアウターヒータブロック５の側面に設けられた通孔５ｈから外に引き出されている。なお、アウターヒータブロック５が固形グラファイトで形成されている場合は、図示しないケーシング内に収納される。
【００３０】
インナーヒータ９には温度センサ１２が装備されており、インナーヒータ９の温度を制御している。アウターヒータ４はインナーヒータ９の温度センサ１２に連動するように制御してもよいし、図示していないが、アウターヒータ４にも独自に温度センサを用意してもよい。
【００３１】
次に、本発明の気化器Ａの作用について説明する。
図５は本発明の気化器Ａを使用した半導体製造装置の装置構成の一例で、液体原料Ｌ（本実施例では過酸化水素水）が貯蔵され、加圧ガスＧ０により液体原料Ｌが送り出される原料タンクＴ、前記原料タンクＴに接続され、供給された液体原料Ｌを一定流量だけ送り出す液体流量制御器Ｅ、窒素ガスや酸素ガスなどの霧化ガス供給源に接続され、これらキャリアとして働く霧化ガスＧ１を質量流量だけ送り出す質量流量制御器Ｓ、前記液体流量制御器Ｅから送り出された液体原料Ｌを受け取る液体原料導入管７ｂと質量流量制御器Ｓからの霧化ガスＧ１を受け取る噴霧ガス管７ａとを含むアトマイザ７がその入口部分に装備され、例えばシリコン基板酸化用の反応炉Ｈに気化ガスＧ２（本実施例では過酸化水素含有水蒸気）を一定量安定的に供給する気化器Ａとで構成されている。
【００３２】
この装置において、通電されてインナーヒータ９及びアウターヒータ４が昇温すると、これらを収納するインナーヒータブロック８及びアウターヒータブロック５が昇温して膨張を始める。一方、アウターチューブ１及びインナーチューブ２は熱膨張率がほぼ零であるため熱膨張しない。
【００３３】
加熱時にはインナーヒータブロック８は熱膨張でその直径が増加し、膨張しないインナーチューブ２の内周面とインナーヒータブロック８の外周面との間の隙間がインナーヒータブロック８の熱膨張分だけ狭くなる。この隙間にはグラファイト粉末が充填され、この部分がインナー充填層１０となっているので、インナーヒータブロック８の熱膨張によって押圧力を受けたグラファイト粉末は、その優れた潤滑性により流動してその充填度合いを最適化し、前記熱膨張分を吸収し、ガラス製のインナーチューブ２に大きな押圧力の印加を防止する。これを図３に示す。その結果、加熱時におけるガラス製のインナーチューブ２の破損を防ぐことが出来る。そしてグラファイト粉末は上記のようにアルミニウムより１／９程度の小さい熱膨張係数であることもインナーチューブ２の破損防止に寄与する。
【００３４】
一方、アウターヒータブロック５とアウターチューブ１との関係では、アウターヒータブロック５が昇温すると、熱膨張しないアウターチューブ１に対して熱膨張するアウターヒータブロック５の収納孔５ａの内径は増加し、収納孔５ａの内周面とアウターチューブ１の外周面との間のアウター充填層６を形成する隙間は増加する。従って、アウターヒータブロック５側では加熱時のアウターチューブ１の破損は発生しない。しかしながらこの隙間（アウター充填層６）に充填されているグラファイト粉末は隙間の増加につれて僅かではあるが重力によって下方に移動し、上記隙間に構成されるアウター充填層６に粗密が生じることになる。この粗密とアウターチューブ１との関係については冷却時の現象を説明する時点で詳述する。
【００３５】
そして、アウターヒータ４及びインナーヒータ９の熱はアウターヒータブロック５及びインナーヒータブロック８、アウター充填層６及びインナー充填層１０を通ってアウターチューブ１及びインナーチューブ２にそれぞれ伝達されるが、アウター充填層６及びインナー充填層１０を構成するグラファイト粉末の熱伝導率が従来の伝熱ペーストに比べて５０倍以上高いので、従来の伝熱ペーストに比べて急激にアウターチューブ１及びインナーチューブ２を所定温度まで短時間で昇温させることができる。このことは昇温において、熱伝導率の悪い従来の伝熱ペースト使用の場合では、アウターヒータ４及びインナーヒータ９を高温に維持する必要があったが、グラファイト粉末の使用の場合は、伝熱ペースト使用の場合に比べてより低い温度で達成できる。
【００３６】
アウターチューブ１及びインナーチューブ２が所定温度まで加熱されるとアトマイザ７に液体原料Ｌ（本実施例では過酸化水素水）が液体原料導入管７ｂの副供給孔７ｄに供給され、同時に噴霧ガス管７ａの主供給孔７ｃに霧化ガスＧ１が圧入される。これによって噴霧口７３から液体原料Ｌが霧状流体Ｋとなって霧化空間Ｍ内に吹き込まれる。
【００３７】
この霧状流体Ｋはインナーチューブ２の球状の先端頭部２ａに衝突し、先端頭部２ａに沿って流れる。先端頭部２ａの外周縁ではインナーチューブ２の外周円の接線方向或いはこれに近い方向で流れ、インナーチューブ２の周囲を旋回しながら出口ノズル１１に向かって気化用間隙３内を進む。即ち、気化用間隙３内で旋回流を発生させる。この旋回流となって気化用間隙３内を進む通流流体Ｑは気化用間隙３内では最初は微細液滴を大量に含み、進むにつれて熱の供給を受けて次第に蒸発し、最後には気化ガスＧ２となって出て行く。この間、通流流体Ｑはインナーチューブ２の周囲を旋回する旋回流となって気化用間隙３内を進むので、加熱時間を十分に確保することが出来る。この間、気化用間隙３全体が温度境界層となっている場合には、前記旋回流は壁面温度に近い温度に熱せられて急速に気化し、出口ノズル１１から排出されて質量流量制御器Ｓに供給される。
【００３８】
この気化工程において、液体原料Ｌの気化量の増加が要求されると、アウターチューブ１及びインナーチューブ２に増加分の熱量を供給しなければならなくなる。
従来の伝熱ペーストでは熱伝導率が悪いので、アウターヒータ４及びインナーヒータ９の温度を高くせざるを得ないが、熱伝導率の優れたグラファイト粉末をアウター充填層６、インナー充填層１０として用いることで必要とされる熱量をアウターヒータ４やインナーヒータ９から素早く供給でき、これによってアウターヒータ４やインナーヒータ９の温度を従来に比べて低く抑えることができる。
【００３９】
このようにして液体原料Ｌを所定量だけ気化供給すると、アウターヒータ４やインナーヒータ９の通電を止め気化作業を終了する。これによりアウターヒータブロック５及びインナーヒータブロック８は次第に冷却して収縮する。一方、上記のようにアウターチューブ１及びインナーチューブ２は収縮せず、上記のように両者間の隙間が変化する。
【００４０】
即ち、インナーヒータブロック８ではその直径が減少し、インナーチューブ２の内周面とインナーヒータブロック８の外周面との間のインナー充填層１０を構成する隙間が収縮分だけ広くなる。従って、インナーヒータブロック８とインナーチューブ２の関係では冷却時において、インナーチューブ２に圧力が加わるようなことがなく、これによって破損するようなことはない。ただし、上記隙間が収縮分だけ広くなると、重力の関係でグラファイト粉末が下方に流れ、インナー充填層１０に若干の粗密ができる。この粗密による次回の加熱時のインナーチューブ２の破損は上記のグラファイト粉末の潤滑性により回避される。
【００４１】
一方、アウターヒータブロック５とアウターチューブ１との関係では、アウターヒータブロック５が冷却されると、収縮しないアウターチューブ１に対してアウターヒータブロック５の収納孔５ａの内径が減少し、収納孔５ａの内周面とアウターチューブ１の外周面との間のアウター充填層６を形成する隙間が減少する。この時点では上記のように両者の間でアウター充填層６を形成しているグラファイト粉末に重力による粗密があるため、アウターヒータブロック５の収縮により密に充填されている部分にアウターヒータブロック５からの締め付け圧力が加わる（図３の右側の破線矢印）。
【００４２】
アウター充填層６を形成しているグラファイト粉末は潤滑性に優れるために、上記締め付け圧力が加わると当該部分のグラファイト粉末はその高潤滑性により流動して押し上げられ、アウターチューブ１への締め付け圧力の上昇を大幅に抑制する。その結果、冷却時におけるアウターチューブ１の破損が防止される。
【００４３】
なお、上記気化器Ａのアトマイザ７、アウターチューブ１及びインナーチューブ２が石英ガラスで形成されている場合には、液体原料Ｌが過酸化水素水であったとしても、これに侵されないので、シリコン基板の表面酸化に適用することが出来る。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ：気化器、Ｅ：液体流量制御器、Ｇ０：加圧ガス、Ｇ１：霧化ガス(キャリアガス)、Ｇ２：気化ガス（水蒸気）、Ｈ：反応炉、Ｋ：霧状流体、Ｌ：液体原料、Ｍ：霧化空間、Ｑ：通流流体、Ｓ：質量流量制御器、Ｔ：原料タンク、Ｗ：気化用間隙の幅、１：アウターチューブ、１ａ：閉塞端、２：インナーチューブ、２ａ：先端頭部、２ｔ：突起、３：気化用間隙、４：アウターヒータ、５：アウターヒータブロック、５ａ：収納孔、５ｈ：通孔、６：アウター充填層、７：アトマイザ、７ａ：噴霧ガス管、７ｂ：液体原料導入管、７ｃ：主供給孔、７ｄ：副供給孔、７ｋ：基部、８：インナーヒータブロック、９：インナーヒータ、１０：インナー充填層、１１：出口ノズル、１２：温度センサ、７３：噴霧口
【要約】
【課題】小流量は勿論、大流量の場合でも伝熱効率の低下がなく、必要とする液体原料の気化すべき流量を満たすことができる気化器を提供する。
【解決手段】気化器Ａは液体原料Ｌを霧化して吹き出すアトマイザ７、アトマイザ７の、噴霧口７３が形成されている基部７ｋに接続された中空のアウターチューブ１、アウターチューブ１内に収納され、石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されているインナーチューブ２及びインナーチューブ２の内側に設けられ、インナーヒータ９を内蔵するインナーヒータブロック８含む。アウターチューブ１、インナーチューブ２は石英ガラス又は耐熱性ガラスで形成されている。インナーチューブ２の内周面と前記インナーヒータブロック８の外周面との間にグラファイト粉末が充填されたインナー充填層１０が形成されている。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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