(57)【要約】【課題】ガス供給系に発生する気化されなかった固体の粒や、再凝集してできる粒などを効果的に捕捉する。【解決手段】原材料が原料気化部３に送られ気化された反応ガスが、粒子捕捉装置のガス導入口９ｆから導入される。容器９ｃと取付盤９ｂで囲まれた下部空間のパーティクルトラップ部９ｄに導入された反応ガスは、気化しきれなかった粒子、および、気化したガスの再凝集による粒子が、ここで大部分が捕捉される。そして、ここで捕捉されたパーティクルが拡散・流出して、支軸９ｈの上部に設けられ円周部にネジ溝を形成したパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａの細管路に捕捉される。そして、パーティクルのないクリーンな反応ガスが上部空間９ｅを介してガス送出口９ｇからＣＶＤ反応炉６に送り込まれる。【選択図】          図１
2004200220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管路内を流動するガスに含まれる粒子を捕捉する装置であって、前記配管路に介在されガスの流れに変化を与えて粒子を捕捉する空間を有する容器と、この容器の空間に連接しガスを分流させる多数の細管路を有する細管路形成体を備え、この細管路によって捕捉された粒子の拡散、流出が阻止されることを特徴とするガス中の粒子捕捉装置。
【請求項２】
容器が中空円筒体で構成したことを特徴とする請求項１記載のガス中の粒子捕捉装置。
【請求項３】
細管路形成体を外周に多重のねじ溝を有するねじ溝体で構成するとともに、このねじ溝体を容器に嵌合挿入させたことを特徴とする請求項２記載のガス中の粒子捕捉装置。
【請求項４】
ガスが、液体材料または固体材料を気化させ、成膜装置に供給するガスであることを特徴とする請求項１記載のガス中の粒子捕捉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＣＶＤなどの成膜装置に液体材料または固体材料を気化しガスを供給する配管路に介護され、ガス中の粒子を捕捉する粒子捕捉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＯ−ＣＶＤ装置やＣＶＤ装置は、液体材料又は固体材料が、原料として液体材料気化装置の原料気化部で気化され、気化されたガスがフィルタを介して気相反応炉に導入され、基板上に分子層程度の薄膜を形成したり、多元混晶の薄膜層を形成したりすることができる。
ＭＯ−ＣＶＤ技術は、有機金属化合物が気化器で気化され、気相反応炉でエピタキシャル温度以上に加熱された基板結晶の表面に、気相成長法により薄膜を形成する気相エピタキシャル結晶成長法である。
図３は、液体材料気化器を用いたＭＯ−ＣＶＤ装置の構成図を示しているが、ＭＯ−ＣＶＤ装置は、薄膜形成に必要な原材料が、原料供給部２に貯められており、キャリアガス部１の不活性ガス１ａが、流量制御部１ｂによって所定の流量で、原料気化部３に送り込まれる。
原料気化部３にて気化されたガスは、キャリアガス（不活性ガス１ａ）によってＭＯ導入管４に導入され、配管内部に設けられた細かい隙間を有するフィルタ５（例えば、メッシュフィルタ等）によって濾過される。そのとき、ガス中の気化されなかった固体の粒子（パーティクル）や、気化されたガスが配管中などで再凝集してできる粒子（パーティクル）などが除去されて、排気系８の排気ポンプ８ｂでバルブ８ａと排気管６ｂを介して調圧されたＣＶＤ反応炉６に運び込まれ、加熱部６ａにセットされた基板結晶７に送られる。
この場合、ガス中の気化されなかった固体の粒子（パーティクル）や、気化されたガスが配管中などで再凝集してできる粒子（パーティクル）などが、ＭＯ導入管４内部に設けられた細かい隙間を有するフィルタ５（例えば、メッシュフィルタ等）によって除去され、ＣＶＤ反応炉６に送り込まれるが、粒子（パーティクル）を捕捉したフィルタ５が目詰まりを起こし、所定の流量ガスをＣＶＤ反応炉６に供給することができなくなるという問題がある。そのため、頻繁にフィルタ５のメンテナンスおよび交換が必要となる。
このような事情から、フィルタ５の前後における配管路に粒子を捕捉する装置（粒子トラップ）を介設する対策がとられる。この粒子トラップとしては、ガスの流れに回転などの変化を与え、粒子に遠心力を作用させて捕捉するなどの方式の捕捉装置が採用される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２４５０３号公報  （第２−５頁、第１−３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガス中の粒子捕捉装置は以上のように構成されているが、ガス中における粒子の捕捉方式として、ガス流に回転を与える方法は一応捕捉できるものの、その一部はガス流に沿って拡散し流出してしまう。そのためフィルタ５の目詰まりが依然として起きる。回転流を螺旋状にして長く生起させても粒子の拡散、流出が完全には解決できないという問題を有している。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、液体材料または固体材料を気化し、ガスを供給する系に発生する気化されなかった固体の粒子（パーティクル）や、気化されたガスが配管路で再凝集してできる粒子（パーティクル）などを確実に捕捉する粒子捕捉装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のガス中の粒子捕捉装置は、配管路内を流動するガスに含まれる粒子を捕捉する装置であって、前記配管路に介在されガスの流れに変化を与えて粒子を捕捉する空間を有する容器と、この容器の空間に連接しガスを分流させる多数の細管路を有する細管路形成体を備え、この細管路によって捕捉された粒子の拡散、流出が阻止されるものである。
【０００６】
また、本発明のガス中の粒子捕捉装置は、容器が中空円筒体で構成したものである。
【０００７】
また、本発明のガス中の粒子捕捉装置は、細管路形成体を外周に多重のねじ溝を有するねじ溝体で構成するとともに、このねじ溝体を容器に嵌合挿入させたものである。
【０００８】
また、本発明のガス中の粒子捕捉装置は、ガスが、液体材料または固体材料を気化させ、成膜装置に供給するガスであることを特徴とする。
【０００９】
本発明のガス中の粒子捕捉装置は、上記のように構成されており、液体材料又は固体材料を気化させる原料気化部と反応炉との間の配管路の途中に設けられ、流動するガスに含まれる粒子を捕捉するため、容器が中空円筒体で構成されたパーティクルトラップ部（空間）と、後段にそれに連接して設けられ外周に多重のねじ溝を有するパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部（細管路形成体）とを備え、パーティクルトラップ部の空間は、配管路から送り込まれ気化されなかった固体の粒子（パーティクル）を容器の壁に捕捉し、パーティクル拡散・流出防止ネジ溝部の細管路形成体は、多数の細管で形成され、この部分でガス流が低速化され、再凝集してできる粒子（パーティクル）などを細管路内壁に固着して確実に捕捉する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のガス中の粒子捕捉装置の一実施例を、図１、図２を参照しながら説明する。図１は本発明をＭＯ−ＣＶＤ装置に適用した実施例を示す図である。図２は本発明の粒子捕捉装置の構成を示し、（ａ）は上面、（ｂ）は側断面を示す図である。
本発明の粒子捕捉装置は、原料気化部３で気化され送出されるガスの配管路に接続されるガス導入口９ｆと、中空円筒体の容器９ｃと取付盤９ｂで形成される下部空間のパーティクルトラップ部９ｄと、取付盤９ｂに立てられた支軸９ｈ上部に、外周に多重のねじ溝を有し容器９ｃに嵌合挿入させて形成された細管路形成体のパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａと、そのパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａ上部と容器９ｃで形成される上部空間９ｅと、ガス中の粒子が除かれたクリーンなガスをＣＶＤ反応炉６に送出するガス送出口９ｇとから構成される。
【００１１】
本粒子捕捉装置と従来の装置と異なるところは、原料気化部３とＣＶＤ反応炉６間に、従来の装置では、図３に示すように、フィルタ５を挿入しているだけであったが、本装置では、空間のパーティクルトラップ部９ｄと、細管路形成体のパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａを設け、気化しきれなかったパーティクル及び気化したガスの再凝集によるパーティクルを捕捉するようにしているところである（発明の名称の粒子捕捉とパーティクルトラップは同じものである。）。
【００１２】
次に、本粒子捕捉装置の構成に沿って順次説明する。
ガス導入口９ｆは、原料供給部２からの反応材料が原料気化部３で気化され送出されるガスを、粒子捕集装置に取り込むために容器９ｃの下部に設けられ、配管路に接続される。
容器９ｃは、耐薬品性、耐熱性の材料で製作され、下方に原料気化部３からのガスを導入するガス導入口９ｆを設け、上方に上部空間９ｅを設けてＣＶＤ反応炉６にガスを送出するガス送出口９ｇが設けられた円筒状のケースからなる。反応ガスによっては、容器９ｃ全体を所定の温度に外部から冷却して、パーティクルを内壁に捕捉しやすいようにする。
パーティクルトラップ部９ｄは、中空円筒体の容器９ｃと取付盤９ｂとパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａの下面とで囲まれる下部空間である。この空間は、原料気化部３で気化しきれなかったパーティクルおよび気化したガスの再凝集によるパーティクルがここで捕捉される。
パーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａは、取付盤９ｂに立てられた支軸９ｈと、その上部に設けられ、円柱状の外周に多重のねじ溝が加工され、容器９ｃに嵌合挿入され、ガスがこのネジ溝に沿って流れるようにした細管路形成体とから構成される。そして、取付盤９ｂと容器９ｃは周囲の取付ネジで気密に締め付けられる。上記の細管路形成体の形状は、パーティクルトラップ部９ｄで捕捉されたパーティクルが拡散・流出しても、ガス流路のコンダクタンスを高くして、狭い流路で表面積を大きくし、流路を曲げることによりパーティクルの表面への衝突回数を増やして吸着させる機能を有する。
そして、容器９ｃからパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａを、下部の取付盤９ｂの取付ネジを緩めるだけで分離することができ、容易に、外部に取り出して洗浄し、クリーンにすることができる。
上部空間９ｅは、パーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａの上面と容器９ｃで形成される空間であり、ガス中のパーティクルがパーティクルトラップ部９ｄとパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａで除かれた反応ガスが通過し、ＣＶＤ反応炉６に一様に送り出すための空間である。
ガス送出口９ｇは、容器９ｃの上部に設けられ、ガス中のパーティクルが除かれた反応ガスをＣＶＤ反応炉６に送出する出口で、ＣＶＤ反応炉６の上方から反応ガスが送り込まれる。また、特殊な反応ガスの場合、フィルタ５ａがガス送出口９ｇの外側の流路に設けられる。
【００１３】
次に、ＭＯ−ＣＶＤ装置に適用した粒子捕捉装置の動作について説明する。
キャリアガス部１の不活性ガス１ａが流量制御部１ｂを介して原料気化部３に送られ、原料供給部２の有機金属化合物容器２ａから有機金属化合物が流量制御部２ｃを介して原料気化部３に導入される。そして、原料気化部３は、室温から３００℃程度にまで温度制御ができる気化室があり、また減圧装置も装備されており、供給されるガス又は液体が、材料に応じた気化温度と圧力に調節されて、この空間で気化される。
原料気化部３で反応材料が気化されるが、気化条件がすべてに満足するもので無く、原料気化部３で気化しきれなかったパーティクルおよび気化したガスの再凝集によるパーティクルが、粒子捕捉装置のパーティクルトラップ部９ｄに送られる。パーティクルトラップ部９ｄは、これらのパーティクルを捕捉する。そして、パーティクルトラップ部９ｄの後段にパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａが設けられており、パーティクルトラップ部９ｄで捕捉されたパーティクルが拡散・流出しても、次に運ばれるのをここで防止する。
粒子捕捉装置の初段のパーティクルトラップ部９ｄで上記のパーティクルを捕捉し、次段のパーティクル拡散・流出防止ネジ溝部９ａで、前段で捕らえたパーティクルの拡散・流出を防止するものである。このような構造の粒子捕捉装置を原料気化部３とＣＶＤ反応炉６との間に設けることにより、反応時に有害なパーティクルを事前に除くことができる。これにより従来から使われてきた図３に示すパーティクル捕捉用のフィルタ５などが不要になる。また、反応系によりフィルタ５ａを使用する場合であっても、目詰まりすることが無くなる。
そして、粒子捕集装置で有害なパーティクルが除かれた反応ガスが、ＣＶＤ反応炉６に導入され、加熱部６ａ上にセットされた基板結晶７上に拡散され、結晶成長反応により成膜される。そして、排気系８がバルブ８ａ、排気管６ｂを介して、ＣＶＤ反応炉６に接続され、内部の圧力が常圧、又は、減圧制御され、排気されている。
【００１４】
上記の実施例では、ＭＯ−ＣＶＤ装置に適用した粒子捕捉装置を説明したが、ＣＶＤ装置やその他のガス反応系の粒子捕集装置としても同様に適用することができる。
また、気化装置と組み合わせた実施例で説明したが、粒子を含むガスの流動系におけるトラップとしても利用することができる。
また、粒子捕捉装置の細管路形成体は、円柱にネジ溝を形成したものでなく、歯車であっても同様に適用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の粒子捕集装置は上記のように構成されており、ガス流路に本装置を設置することで、ガス中の気化しきれなかったパーティクルおよび気化したガスの再凝集によるパーティクルが初段のパーティクルトラップ部で捕捉され、さらに、そのパーティクルが、拡散・流出しても、後段に設けられたパーティクル拡散・流出防止用の細管路形成体で捕捉されるので、従来から使われてきたパーティクル捕捉用のフィルタなどが不要になる。
また、反応系によりフィルタを使用する場合であっても、目詰まりすることが無くなり、メンテナンスサイクルを長くすることができる。
また、捕捉した内部を容器から容易に分離することができ、洗浄することで捕捉されたパーティクルを取り除き、作業効率を向上させ、クリーンなガスを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス中の粒子捕捉装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明のガス中の粒子捕捉装置を示す図である。
【図３】従来のＭＯ−ＣＶＤ装置のガス中の粒子捕捉を説明するための図である。
【符号の説明】
１  キャリアガス部
１ａ  不活性ガス
１ｂ、２ｃ  流量制御部
２  原料供給部
２ａ  有機金属化合物容器
３  原料気化部
４  ＭＯ導入管
５、５ａ  フィルタ
６  ＣＶＤ反応炉
６ａ  加熱部
６ｂ  排気管
７  基板結晶
８  排気系
８ａ  バルブ
８ｂ  排気ポンプ
９ａ  パーティクル拡散・流出防止ネジ溝部
９ｂ  取付盤
９ｃ  容器
９ｄ  パーティクルトラップ部
９ｅ  上部空間
９ｆ  ガス導入口
９ｇ  ガス送出口
９ｈ  支軸
【図１】
2004200220.tif 000003
【図２】
2004200220.tif 000004
【図３】
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