(57)【要約】【課題】  気化器における液体原料の噴霧状態を安定化させることにより、原料ガスの供給状態を安定化させるとともに、パーティクルの生成を抑制することのできる気化器及び成膜装置の構成を提供する。【解決手段】  本発明の気化器は、液体原料を噴霧する噴霧手段２１１と、噴霧された液体原料を気化するための気化面を備えた気化室と、該気化室にて生成された原料ガスを導出するガス導出口とを有し、噴霧手段には、液体原料を供給する原料供給路２１１ａと、原料供給路によって供給される液体原料を噴霧する噴霧ガスを供給するガス供給路２１１ｄとを備え、原料供給路の原料噴出口２１１Ａとガス供給路のガス噴出口２１１Ｄとが隣接配置されてなる気化器において、原料噴出口とガス噴出口とを相互に位置決め保持するための位置決め保持手段２１１ｚを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体原料を噴霧する噴霧手段と、噴霧された前記液体原料を気化するための気化面を備えた気化室と、該気化室にて生成された原料ガスを導出するガス導出口とを有し、前記噴霧手段には、前記液体原料を供給する原料供給路と、該原料供給路によって供給される前記液体原料を噴霧する噴霧ガスを供給するガス供給路とを備え、前記原料供給路の原料噴出口と前記ガス供給路のガス噴出口とが隣接配置されてなる気化器において、
前記原料噴出口と前記ガス噴出口とを相互に位置決め保持するための位置決め保持手段を有することを特徴とする気化器。
【請求項２】
前記原料噴出口は前記ガス噴出口と同軸に構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】
前記位置決め保持手段は、前記原料噴出口と前記ガス墳出口の間に部分的に介挿配置された位置決め部で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の気化器。
【請求項４】
複数の前記位置決め部が前記原料噴出口及び前記ガス噴出口の軸線周りに分散配置されていることを特徴とする請求項３に記載の気化器。
【請求項５】
前記原料噴出口の開口面の側方に前記ガス噴出口が配置され、前記ガス噴出口の噴出方向が前記開口面と略平行であることを特徴とする請求項１に記載の気化器。
【請求項６】
前記原料供給路を構成する原料供給管の先端部と前記ガス供給路を構成するガス供給管の先端部とが前記位置決め保持手段を構成する支持部材によって支持固定されていることを特徴とする請求項５に記載の気化器。
【請求項７】
前記位置決め保持手段は、前記原料供給路を構成する原料供給管の先端部と前記ガス供給路を構成するガス供給管の先端部とを一体に接続する接続部分により構成されていることを特徴とする請求項５に記載の気化器。
【請求項８】
前記ガス噴出口の周囲に複数の前記原料噴出口が配置されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の気化器。
【請求項９】
前記液体原料を供給する原料供給系と、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の気化器と、該気化器から導出される前記原料ガスを用いて成膜を行う成膜室とを有することを特徴とする成膜装置。
【請求項１０】
前記原料供給系は、前記液体原料をキャリアガスによって搬送する原料搬送ラインと、複数の前記液体原料をそれぞれ前記原料搬送ラインに供給する複数の原料供給ラインとを有することを特徴とする請求項９に記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記複数の原料供給ラインが全て合流した後に前記原料搬送ラインに接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記複数の原料供給ラインが共に搬送方向の略一箇所において前記原料搬送ラインに接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記複数の原料供給ラインが前記原料搬送ラインにおける垂直方向に伸びる部分に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記複数の原料供給ラインは、前記原料搬送ラインの途中に接続された開閉弁に共に接続されていることを特徴とする請求項１０、１２又は１３に記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記複数の原料供給ラインは、それぞれにキャリアガスが導入された後に前記原料搬送ラインに接続されていることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１６】
前記原料供給ラインの流通断面積よりも前記原料搬送ラインの流通断面積が大きく構成されていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気化器及び成膜装置に係り、特に、液体原料を噴霧して均一に気化するための構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体ウエハなどの基板の表面に絶縁薄膜を形成する成膜装置として、ガス反応によって成膜を行う化学気相成長装置（ＣＶＤ装置）が用いられている。このようなＣＶＤ装置においてＰＺＴ等の多元系金属酸化物薄膜を成膜する場合には、原料となる有機金属化合物は常温常圧で固体である場合が多いため、その固体原料をガス化して成膜処理チャンバに供給する必要がある。この場合には、通常、固体原料を適当な溶媒に溶解させて（溶液原料と呼ばれる）液体とし、それを気化器において気化して成膜処理チャンバに供給する。このような原料供給方式は溶液気化法と呼ばれ、バブリング法や固体昇華法に代わる有望なガス化法の一つとして近年盛んに研究開発がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記の溶液気化法を用いて例えば３元系の金属酸化物薄膜を成膜する場合について説明する。ここでは、図８に示す成膜装置１００を用いる。この成膜装置１００には、原料供給系１０１Ａと、気化器１１０と、成膜装置本体１２０とが設けられている。原料供給系１０１Ａにおいて、３系統に分けられた原料容器、例えば鉛系原料の溶液を貯蔵した原料容器１０１ａ、ジルコニウム系原料の溶液を貯蔵した原料容器１０１ｂ及びチタン系原料の溶液を貯蔵した原料容器１０１ｃのそれぞれに蓄積された原料溶液は、圧送ガス管１０２を介して加圧ガスＡが供給されることにより原料供給ライン１０３ａ、１０３ｂ及び１０３ｃに押し出され、流量制御器１０５ａ、１０５ｂ及び１０５ｃを通して原料搬送ライン１０７に押し出される。この原料搬送ライン１０７には不活性ガス（例えばＨｅ，Ａｒ）などのキャリアガスＢが供給されていて、原料供給ライン１０３ａ〜１０３ｃがそれぞれ原料搬送ライン１０７に接続されてなるマニホールド構造により、原料搬送ライン１０７内で溶液原料とキャリアガスが混合され、気液混合状態で気化器１１０へと送られる。なお、例えば酢酸ブチルやオクタンやＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などの溶剤を収容した溶剤容器１０１ｄも設けられている。この溶剤容器１０１ｄに収容された溶剤も、加圧ガスＡにより溶媒供給ライン１０４に押し出され、流量制御器１０６を介して原料搬送ライン１０７に供給されるように構成されている。
【０００４】
気化器１１０にはノズル１１１が設けられ、このノズル１１１に上記原料搬送ライン１０７が接続されている。また、ノズル１１１には、ガス供給配管１０８によって噴霧ガスＣが流量制御器１０９を通して供給される。このノズル１１１には二重管構造を有するノズル口が設けられ、例えば、外管内に供給される噴霧ガスＣによって内管に供給された溶液原料及びキャリアガスが気化室１１２内へ噴霧される。ここで、使用される溶媒の気化温度と原料そのものの気化温度は通常異なるので、気化温度の低い溶媒が先に気化しないようにノズル部分は室温程度まで冷却される。
【０００５】
気化室１１２の内面は原料を気化させるための気化面１１２ａであり、例えば２００℃前後に加熱されている。ノズル１１１から噴出した霧状の溶液原料は気化面１１２ａにぶつかって瞬時に気化し、気化室１１２内において原料ガスとなる。この原料ガスは、ガス導出口１１３から導出され、ガス輸送管１１６を通して成膜装置本体１２０の成膜チャンバ１２１に供給される。成膜チャンバ１２１内には、上記ガス輸送管１１６が接続されたシャワーヘッド１２２や基板Ｗを載置するためのサセプタ１２３などが配置されている。また、シャワーヘッド１２２には反応ガス供給管１１７を介してＯ２などの酸化性ガスも供給される。成膜チャンバ１２１内では、上記原料ガスと酸化性ガスの反応によって基板Ｗ上に薄膜が形成される。以下の特許文献２乃至４には、原料供給管と噴霧ガス供給管とが同軸に構成された噴霧ノズルを有する気化器が記載されている。
【特許文献１】特開平７−９４４２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２５１８５３号公報
【特許文献３】特開２０００−２７３６３９号公報
【特許文献４】特開２００２−１０５６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の成膜装置においては、上記気化器１１０のノズル１１１から溶液原料を噴霧する場合に、溶液原料の噴霧状態が変動することによって気化室１１２内の原料ガスの気化状態が変動し、成膜チャンバ１２１への原料ガスの供給状態が不安定になるという問題点がある。また、気化室１１２内やその下流側の配管において溶液原料が固化してなるパーティクルが生成され、このパーティクルが成膜チャンバ１２１内に導入されて成膜再現性や膜質の低下をもたらすという問題点もある。
【０００７】
より詳細に述べると、上記ノズル１１１から気化室１１２の内部に噴霧された霧状の溶液原料（ミスト）のうち、大部分は高温の気化面１１２ａにぶつかった瞬間に気化するが、一部のミストは気化しきれずに気化室１１２の内部やその下流の配管内などにおいて溶媒が抜けて球状パーティクルとなる。実際に気化器内部に残留したパーティクルを走査型電子顕微鏡で観察したところ、球状パーティクルの大きさはまちまちで直径０．１〜１．８μｍまで広く分布していた。ここで、気化室１１２内に噴霧されたミストから単に溶媒が揮発して球状パーティクルが生成されたと仮定すると、噴霧されたミストの大きさも一様ではなく、直径２０〜３７０μｍの範囲で広く分布しているものと推定される。
【０００８】
また、気化器１１０の蓋を透明窓に交換してノズル１１１の噴霧状態を目視で観察したところ、ノズル１１１の噴霧状態が一定ではなく、時間的に噴霧状態が変動する不安定な状況が確認された。例えば、時折、目視される程度の大きなミストがノズル１１１から噴出したり滴下したりする場合があった。さらに、気化室１１２の内圧をモニタしたところ、若干の圧力のふらつきが観測された。
【０００９】
上記の観察結果から、現状の気化器１１０における霧化状態は安定しておらず、これが成膜再現性の低下やパーティクル生成による膜質低下の原因になっているものと考えられる。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、気化器における液体原料の噴霧状態を安定化させることにより、原料ガスの供給状態を安定化させるとともに、パーティクルの生成を抑制することのできる気化器及び成膜装置の構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の気化器は、液体原料を噴霧する噴霧手段と、噴霧された前記液体原料を気化するための気化面を備えた気化室と、該気化室にて生成された原料ガスを導出するガス導出口とを有し、前記噴霧手段には、前記液体原料を供給する原料供給路と、該原料供給路によって供給される前記液体原料を噴霧する噴霧ガスを供給するガス供給路とを備え、前記原料供給路の原料噴出口と前記ガス供給路のガス噴出口とが隣接配置されてなる気化器において、前記原料噴出口と前記ガス噴出口とを相互に位置決め保持するための位置決め保持手段を有することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、原料噴出口の位置をガス噴出口に対して位置決め保持する位置決め保持手段を設けたことによって、噴霧手段（ノズル）における原料噴出口とガス噴出口との相対的移動若しくは振動が抑制されるため、噴霧手段の噴霧状態を安定化させることができる。上記従来例で説明したように、液体原料がキャリアガスとともに気液混合状態で搬送されてくる場合に、液体原料の搬送量が時間と共に変動したり脈動を生じたりするときがあり、このときには原料噴出口とガス噴出口との相対的移動若しくは振動が顕著になるため、特に効果的である。噴霧状態の安定化は、噴霧量の時間的変動の抑制や噴霧されるミスト径の均一化につながるため、原料ガスの供給状態の安定化やパーティクルの低減に効果がある。
【００１３】
ここで、液体原料には、上述の溶液原料に限らず、原料そのものが液体であるもの、液体である原料にさらに溶媒を添加したもの、液体中に固形物が分散されたものが含まれる。
【００１４】
本発明において、前記原料噴出口は前記ガス噴出口と同軸に構成されていることが好ましい。原料噴出口とガス噴出口とが同軸に構成されていることにより、原料噴出口とガス噴出口の一方が他方を取り巻くように構成されるため、噴霧効率を高めることができる。また、この場合には、原料噴出口とガス噴出口のうち内側に配置される一方を支持することが難しいため、当該一方の移動や振動が発生しやすくなるとともに、その一方の移動によって他方の開口面積が変化するため、噴霧状態への影響がきわめて大きくなる。したがって、一方と他方とを位置決め保持手段によって位置決め保持することにより、上記のような状況を解消することができるため、きわめて効果的に噴霧状態を安定化させることができる。
【００１５】
本発明において、前記位置決め保持手段は、前記原料噴出口と前記ガス墳出口の間に部分的に介挿配置された位置決め部で構成されていることが好ましい。この位置決め部を原料噴出口とガス噴出口との間に介挿配置することによってきわめて簡易な構成で原料噴出口とガス噴出口とを位置決め保持できる。ここで、上記位置決め部としては、原料噴出口とガス噴出口の双方に対して別体の部材でも構成できるが、原料噴出口とガス噴出口のうちの内側に配置される方の外面上に一体に設けた外突起（凸条を含む。）、或いは、外側に配置される方の内面上に一体に設けた内突起（凸条を含む。）によって構成することが好ましい。また、外突起と内突起の双方を設けて互いに突き合わせるようにしてもよい。さらに、複数の位置決め部（外突起又は内突起）を設けることが望ましい。
【００１６】
本発明において、複数の前記位置決め部が前記原料噴出口及び前記ガス噴出口の軸線周りに分散配置されていることが好ましい。これによって、原料噴出口とガス噴出口とを円周方向の複数の方向において位置決め保持できるため、噴霧状態をさらに安定させることができる。
【００１７】
本発明において、前記原料噴出口の開口面の側方に前記ガス噴出口が配置され、前記ガス噴出口の噴出方向が前記開口面と略平行であることが好ましい。これによれば、ガス噴出口が原料噴出口の開口面の側方に配置され、しかも、その噴出方向が開口面と略平行であることにより、ガス噴出口から噴出した噴霧ガスによって原料噴出口から吐出される液体原料を確実に吹き飛ばすことができるため、液体原料の量にほとんど影響を受けずに、液ダレなどを起こすこともなく確実に噴霧を行うことができ、噴霧状態も安定する。
【００１８】
本発明において、前記原料供給管の先端部と前記ガス供給管の先端部とが前記位置決め保持手段を構成する支持部材によって支持固定されていることが好ましい。原料供給管とガス供給管とが別々に構成されているので、これらの先端部を位置決め保持手段となる支持部材によって支持固定するだけで、確実に前記原料噴出口と前記ガス噴出口とを相互に位置決め固定できる。
【００１９】
本発明において、前記位置決め保持手段は、前記原料供給管の先端部と前記ガス供給管の先端部とを一体に接続する接続部分により構成されていることが好ましい。これによれば、原料供給管の先端部とガス供給管の先端部とが一体に接続され、両者の接続部分により位置決め保持手段が構成されることによって、一体の管構造に原料噴出口とガス噴出口とが構成されることになるので、両者間の位置ずれや振動を確実に防止できる。
【００２０】
本発明において、前記ガス噴出口の周囲に複数の前記原料噴出口が配置されていることが好ましい。これによれば、複数の原料噴出口から吐出された液体原料に対してガス噴出口から噴霧ガスが吹き付けられるため、より効率的に噴霧を行うことができる。
【００２１】
次に、本発明の成膜装置は、前記液体原料を供給する原料供給系と、上記のいずれかの気化器と、該気化器から導出される前記原料ガスを用いて成膜を行う成膜室とを有することを特徴とする。また、前記原料供給系は、前記液体原料をキャリアガスによって搬送する原料搬送ラインと、複数の前記液体原料をそれぞれ前記原料搬送ラインに供給する複数の原料供給ラインとを有する場合がある。
【００２２】
本発明において、前記複数の原料供給ラインが全て合流した後に前記原料搬送ラインに接続されていることが好ましい。これによれば、複数の原料供給ラインの合流によって複数の液体原料が混合された後に原料搬送ラインに導入されてキャリアガスによって搬送されていくため、原料の混合比率が時間的に変動しにくくなり、より均一で安定した混合比で気化器へと供給できるため、原料ガスの組成比を安定させることができる。
【００２３】
本発明において、前記複数の原料供給ラインが共に搬送方向の略一箇所において前記原料搬送ラインに接続されていることが好ましい。これによれば、複数の原料供給ラインの原料搬送ラインに対する接続位置が搬送方向の略一箇所に集中していることにより、原料の混合比率が時間的に変動しにくくなり、より均一で安定した混合比で気化器へと供給できるため、原料ガスの組成比を安定させることができる。
【００２４】
本発明において、前記複数の原料供給ラインが前記原料搬送ラインにおける垂直方向に伸びる部分に接続されていることが好ましい。これによれば、原料供給ラインから原料搬送ラインへの液体原料の供給状態が重力にほとんど左右されなくなり円滑に行われるので、液体原料の混合比の安定性を高めることができるとともに、液体原料の搬送量の時間的変動も抑制できる。
【００２５】
本発明において、前記複数の原料供給ラインは、前記原料搬送ラインの途中に接続された開閉弁に共に接続されていることが好ましい。これによれば、ベンチュリー効果による液体原料の吸い出しがなくなるため、搬送量の脈動などを防止することができ、複数の液体原料を安定的に供給することができることから、成膜安定性の向上やパーティクル抑制による膜質向上を図ることができる。また、複数の液体原料を開閉弁内に導入しているため、マニホールド構造をコンパクトに構成でき、これによって原料置換時間の短縮を図ることができるため、成膜時間を短縮し、スループットを向上させることができる。
【００２６】
本発明において、前記複数の原料供給ラインは、それぞれにキャリアガスが導入された後に前記原料搬送ラインに接続されていることが好ましい。これによれば、各原料供給ラインに供給されるキャリアガスによって原料供給を迅速に行うことが可能になるので、マニホールド構造の原料置換時間が短縮され、その結果、成膜時間が短縮されるため、スループットを向上させることができる。また、原料搬送ラインへ合流する前の原料供給ライン中において液体原料が気液混合状態となって供給されていくため、より安定した状態で原料搬送ラインへ送り出すことが可能になり、その結果、混合比や搬送量のさらなる安定化を図ることができる。
【００２７】
ここで、前記複数の原料供給ラインは、後述するように、キャリアガスが供給される原料供給先ラインに接続され、この原料供給先ラインが原料搬送ラインに接続される構成であってもよく、また、前記複数の原料供給ラインのそれぞれの途中にキャリアガスを供給するガス供給ラインが接続され、その接続位置の下流側において前記原料供給ラインが前記原料搬送ラインに接続される構成であってもよい。
【００２８】
本発明において、前記原料供給ラインの流通断面積よりも前記原料搬送ラインの流通断面積が大きく構成されていることが好ましい。これによれば、原料搬送ラインの流通断面積を大きくしたことによりキャリアガスの流速が低下するため、原料供給ラインと原料搬送ラインとの接続部分におけるベンチュリー効果の発生を低減できることから、液体原料の供給状態を安定させることができるので、成膜再現性の向上やパーティクル抑制による膜質の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、噴霧ノズルにおける原料噴出口とガス噴出口との相対的移動や振動を低減することができることにより、噴霧状態を安定させることができ、これによって原料ガスの安定供給及びパーティクルの低減という優れた効果を奏し得る。
【００３０】
また、原料供給系の構成を改善することによって、原料搬送ラインにおける液体原料の搬送量や混合比を安定させることができるため、気化器における噴霧状態を安定させることができ、これによって原料ガスの安定供給及びパーティクルの低減という優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、図面を参照して本発明に係る気化器及び成膜装置の実施形態を説明する。以下に示す気化器及び成膜装置の実施形態は、基本的には、図８に示す原料供給系１０１Ａ、気化器１１０及び成膜装置本体１２０を備えた成膜装置１００にて説明したものと同じ概略構造を有するものであり、これらの概略構造についての説明は省略する。
【００３２】
最初に、図９を参照して、本発明に係る気化器に用いる噴霧ノズル１１１の全体構成について説明する。図９は、噴霧ノズル１１１の全体構造を模式的に示す概略構成断面図である。噴霧ノズル１１１には、上記原料搬送ライン１０７に接続される原料供給路１１１ａと、上記ガス供給配管１０８に接続されるガス供給路１１１ｂとを有する。原料供給路１１１ａの先端には、上記気化室１１２の内部に臨む位置に開口する原料噴出口１１１Ａが設けられている。ガス供給路１１１ｂは拡散室１１１ｃに連通し、この拡散室１１１ｃにはガス供給路１１１ｄが連通している。このガス供給路１１１ｄは、原料供給路１１１ａを包囲するように同軸に伸び、その先端に、上記原料噴出口１１１Ａの周囲に開口する環状のガス噴出口１１１Ｄを備えている。
【００３３】
上記噴霧ノズル１１１では、原料供給路１１１ａの周りに同軸にガス供給路１１１ｄが構成され、いわゆる２重管構造を備えた噴霧手段を構成している。原料供給路１１１ａの原料噴出口１１１Ａから噴出する液体原料及びキャリアガスは、ガス供給路１１１ｄのガス噴出口１１１Ｄから噴出する噴霧ガスによって霧状に噴霧される。
【００３４】
噴霧ノズル１１１では、冷媒供給管１１１ｅにより導入される冷媒（水やクーラントなど）が内部に構成された冷媒通路１１１ｆを流れて冷媒排出管１１１ｇから排出されるように構成されている。そして、この構造によって原料供給路１１１ａを室温程度に冷却できるように構成されている。これは、原料供給路１１１ａを通過する液体原料の溶媒を、加熱されることにより揮発することのないようにするためである。
【００３５】
通常、図８に示す原料供給系１０１Ａにおいて原料搬送ライン１０７内を気液混合状態で搬送される液体原料は、複数の原料供給ライン１０３ａ〜１０３ｃと原料搬送ライン１０７との接続部分において生ずるベンチュリー効果によって搬送量や混合比の時間的変動が生じやすく、これが噴霧ノズル１１１の噴霧状態の脈動やミスト径のばらつきの原因になっているものと考えられる。
【００３６】
また、噴霧ノズル１１１においては、原料供給路１１１ａの先端部が細く形成されているとともに周囲の部材によって何ら支持されていない状態となっているため、原料供給路１１１ａにおける原料噴出口１１１Ａが設けられた先端部近傍が、原料や噴霧ガスの圧力によりぶれる（振動する）ことによって、本来の位置（例えば中心位置）から移動してずれる場合がある。このような原料供給路１１１ａの先端部のぶれは、上記の原料搬送ライン１０７の搬送量の時間的変動（脈動）によっても発生しやすくなる。この原料噴出口のぶれによって、原料供給路１１１ａの原料噴出口１１１Ａから噴出した液体原料に対するガス噴出口１１１Ｄから噴出した噴霧ガス（不活性ガス）の作用が不均一となり、これによって、噴霧状態が時間的に変動し、噴霧されるミストの径もばらつくため、気化器１１０における原料ガスの供給状態も不安定になるとともに、パーティクルの発生も増大する。
【００３７】
本発明は、上記のような状況において、まず、噴霧ノズル１１１を改良することによって上記の問題点を解決する。このような実施形態の詳細について以下に説明する。
【００３８】
［第１実施形態］
まず、図１を参照して本発明に係る第１実施形態の構成について説明する。ここで、図１に図示する部分以外の部分は基本的に図８及び図９に示す概略構成と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００３９】
この実施形態の噴霧ノズル２１１の先端部には、原料供給路２１１ａを構成する内側管２１１ｘと、ガス供給路２１１ｄを内側管２１１ｘとの間に構成する外側管２１１ｙとが設けられている。原料供給路２１１ａの先端部には原料噴出口２１１Ａが開口し、その周囲には、ガス供給路２１１ｄの先端部において環状に開口するガス噴出口２１１Ｄが構成されている。外側管２１１ｙは支持部材２１１Ｐなどによって支持固定されている。
【００４０】
本実施形態においては、内側管２１１ｘの先端部と外側管２１１ｙの先端部との間に複数の位置決め部２１１ｚが介挿配置されている。これらの位置決め部２１１ｚは、内側管２１１ｘの略先端部の外面上に形成された外突起である。また、複数（図示例では４つ）の位置決め部２１１ｚは、内側管２１１ｘ及び外側管２１１ｙの軸線周りにほぼ均等に（すなわち等角度間隔となるように）分散配置されている。これらの位置決め部２１１ｚによって、内側管２１１ｘは外側管２１１ｙによって複数の方向から支持されるため、原料噴出口２１１Ａが移動してガス噴出口２１１Ｄの中心位置からずれたり、内側管２１１ｘが振動したりするといったことを防止できる。
【００４１】
なお、本実施形態では、内側管２１１ｘの外面に位置決め部２１１ｚを突起状に設けているが、逆に、外側管２１１ｙの内面に内側に突出する内突起を設け、これを位置決め部としてもよい。外側管２１１ｙから位置決め部２１１ｚを介して内側管２１１ｘに熱が伝わることによって原料供給路２１１ａの温度が上昇し、原料供給管２１１ａを通過する液体原料の溶媒が優先的に揮発することが無いように、外側管２１１ｙに接触する位置決め部２１１ｚの先端部を点接触や線接触とすることが望ましい。また、同様の理由から、位置決め部２１１ｚの数を必要最小限（例えば３つ）とすることが望ましい。さらに、同様の理由から、位置決め部２１１ｚの材質を熱伝導率の低い素材で形成することが望ましい。
【００４２】
図１（ｃ）は、異なる位置決め部２１１ｚ１を示す断面図である。この位置決め部２１１ｚ１は、先端が点状もしくは線状に構成されていて、外側管の内面に対して点接触若しくは線接触するように構成されている。これによって外側管と内側管との間の熱伝導性を低下させることができる。また、図示のように安定に位置決めできる最小限の数である３つの位置決め部２１１ｚ１が設けられている。また、図１（ｄ）に示すように、位置決め部２１１ｚ２を内側管２１１ｘ２の先端には設けず、当該先端から間隔を設けて位置決め部２１１ｚ２を設けることが好ましい。これによって、位置決め部２１１ｚ２の存在による噴霧状態への影響を低減できる。さらに、図１（ｅ）に示すように、位置決め部２１１ｚ３の先端を基部（根元）よりも軸線方向の長さが小さくなるように構成することが好ましい。これによって、外側管と位置決め部２１１ｚ３との接触面積をさらに低減できるため、外側管と内側管２１１ｘ３の間の熱伝導性をより低下させることができる。なお、上記の例は、いずれも内側管に位置決め部を設け若しくは固定したものであるが、逆に、外側管に位置決め部を設け若しくは固定してもよい。
【００４３】
［第２実施形態］
次に、図２を参照して本発明に係る第２実施形態の構成について説明する。ここで、図２に図示する部分以外の部分は基本的に図８及び図９に示す概略構成と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００４４】
この実施形態の噴霧ノズル３１１の先端部には、原料供給路３１１ａを構成する内側管３１１ｘと、ガス供給路３１１ｄの先端に配置されたオリフィス板３１１ｙとが設けられている。内側管３１１ｘの先端には原料噴出口３１１Ａが開口している。また、オリフィス板３１１ｙは内側管３１１ｘの先端部を収容する、内側管３１１ｘと同軸の孔部を有し、この孔部によってガス噴出口３１１Ｄが構成される。
【００４５】
この実施形態では、内側管３１１ｘの先端部外面に形成された複数の突起によって位置決め部３１１ｚが構成されている。複数（図示例では３つ）の位置決め部３１１ｚは、上記第１実施形態と同様に内側管３１１ｘの軸線周りにほぼ均等に（等角度間隔となるように）分散配置されている。この位置決め部３１１ｚは、例えば、内側管３１１ｘの先端部外面に切り込みを入れることによって突起状に構成することができる。これらの位置決め部３１１ｚによって、内側管３１１ｘはオリフィス板３１１ｙによって複数の方向から支持されるため、原料噴出口３１１Ａが移動してガス噴出口３１１Ｄの中心位置からずれたり、内側管３１１ｘが振動したりするといったことを防止できる。
【００４６】
［第３実施形態］
次に、図３を参照して本発明に係る第３実施形態の構成について説明する。ここで、図３に図示する部分以外の部分は基本的に図８及び図９に示す概略構成と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００４７】
この実施形態の噴霧ノズル４１１の先端部には、原料供給路４１１ａを構成する内側管４１１ｘと、ガス供給路４１１ｄの先端に配置されたオリフィス板４１１ｙとが設けられている。内側管４１１ｘの先端には原料噴出口４１１Ａが開口している。また、オリフィス板４１１ｙは内側管４１１ｘの先端部を収容する、内側管４１１ｘと同軸の孔部を有し、この孔部によってガス噴出口４１１Ｄが構成される。
【００４８】
この実施形態では、オリフィス板４１１ｙの孔部内面に形成された複数の突起によって位置決め部４１１ｚが構成されている。複数（図示例では４つ、３つでもよい。）の位置決め部４１１ｚは、上記第１実施形態と同様に内側管４１１ｘの軸線周りにほぼ均等に分散配置されている。これらの位置決め部４１１ｚによって、内側管４１１ｘはオリフィス板４１１ｙによって複数の方向から支持されるため、原料噴出口４１１Ａが移動してガス噴出口４１１Ｄの中心位置からずれたり、内側管４１１ｘが振動したりするといったことを防止できる。
【００４９】
なお、位置決め部は、オリフィス板の孔部に挿入されたワイヤ状の部材によって構成されていてもよい。この場合においても、複数の位置決め部は、上記第１実施形態と同様に内側管の軸線周りにほぼ均等に分散配置されていることが好ましい。
【００５０】
［第４実施形態］
次に、図４を参照して本発明に係る第４実施形態について説明する。ここで、図４に図示する部分以外の部分は基本的に図８及び図９に示す概略構成と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００５１】
この実施形態の噴霧ノズル６１１は、上記原料供給路６１１ａを構成する原料供給管６１１ｘと、上記ガス供給路６１１ｄを構成するガス供給管６１１ｙとを有し、原料供給管６１１ｘとガス供給管６１１ｄとが上記のように同軸状に形成されておらず、別々に形成されている。原料供給管６１１ｘ及びガス供給管６１１ｙは支持部材６１１Ｐによってそれぞれ支持固定されている。この実施形態では、原料供給管６１１ｘ及びガス供給管６１１ｙの先端部が共に支持部材６１１Ｐに対して気化室１１２の内部に僅かに突出するように設けられている。
【００５２】
原料供給管６１１ｘの先端には原料噴出口６１１Ａが開口し、ガス噴出口６１１ｙの先端にはガス噴出口６１１Ｄが開口している。原料供給管６１１ｘの端面は管の軸線に対して傾斜した平面となっている。そして、ガス噴出口６１１Ｄは原料供給管６１１ｘの端面の側方に配置されている。また、この原料供給管６１１ｘの端面にほぼ平行な方向にガス供給管６１１ｙの軸線が設定されている。ここで、原料供給管６１１ｘの端面は、原料噴出口６１１Ａの開口面と一致するものである。
【００５３】
この実施形態では、ガス噴出口６１１Ｄから噴霧ガスが原料供給管６１１ｘの端面上に当該端面に沿った方向に吹き付けるため、原料噴出口６１１Ａから噴出する液体原料が確実に噴霧される。したがって、上記第１乃至第４実施形態のように原料供給路とガス供給路を同軸に配置する必要がなく、別々に構成された原料供給管６１１ｘとガス供給管６１１ｙとによって噴霧手段を構成できる。
【００５４】
原料供給管６１１ｘの先端部とガス供給管６１１ｙの先端部は共に支持部材６１１Ｐによって支持固定されているため、原料噴出口６１１Ａとガス噴出口６１１Ｄとが相対的に移動したり、振動したりすることを防止できる。
【００５５】
なお、上記の原料供給管６１１ｘは、内部を通過する液体原料の溶媒の揮発を防止するために、支持部材に対して断熱材や断熱空間（例えば真空排気した空間）などを介して固定されていてもよい。
【００５６】
［第５実施形態］
次に、図５を参照して本発明に係る第５実施形態について説明する。ここで、図５に図示する部分以外の部分は基本的に図８及び図９に示す概略構成と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００５７】
この実施形態の噴霧ノズル７１１は、原料供給路７１１ａを構成する原料供給管７１１ｘと、ガス供給路７１１ｄを構成するガス供給管７１１ｙとを有し、原料供給管７１１ｘとガス供給管７１１ｙとが別々に構成され、原料供給管７１１ｘの先端部とガス供給管７１１ｙとが支持部材７１１Ｐによって支持固定されている点で上記第４実施形態と同様に構成されたものである。ただし、この実施形態では、原料供給管７１１ｘは断熱材７１１ｗを介して支持部材７１１Ｐによって支持固定されている。
【００５８】
原料供給管７１１ｘは、支持部材７１１Ｐよりも先端側において例えば約３０〜９０度の角度で屈折し、その先端に原料噴出口７１１Ａが開口している。また、ガス供給管７１１ｙは、原料供給管７１１ｘの端面の側方に配置され、そのガス噴出口７１１Ｄの噴出方向は、原料供給管７１１ｘの端面にほぼ平行に設定されている。ここで、原料供給管７１１ｘの端面は、原料噴出口７１１Ａの開口面に一致するものである。
【００５９】
この実施形態では、ガス噴出口７１１Ｄから噴霧ガスが原料供給管７１１ｘの端面上に当該端面に沿った方向に吹き付けるため、原料噴出口７１１Ａから噴出する液体原料が確実に噴霧される。したがって、上記第１乃至第４実施形態のように原料供給路とガス供給路を同軸に配置する必要がなく、別々に構成された原料供給管７１１ｘとガス供給管７１１ｙとによって噴霧手段を構成できる。
【００６０】
原料供給管７１１ｘの先端部とガス供給管７１１ｙの先端部は共に支持部材７１１Ｐによって支持固定されているため、原料噴出口７１１Ａとガス噴出口７１１Ｄとが相対的に移動したり、振動したりすることを防止できる。
【００６１】
［第６実施形態］
次に、図６を参照して本発明に係る第６実施形態について説明する。ここで、図６に図示する部分以外の部分は基本的に図８及び図９に示す概略構成と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００６２】
この実施形態の噴霧ノズル８１１は、原料供給路８１１ａをそれぞれ構成する複数の原料供給管８１１ｘと、ガス供給路８１１ｄを構成するガス供給管８１１ｙとを有する。また、複数の原料供給管８１１ｘ及びガス供給管８１１ｙは支持部材８１１Ｐによって支持固定されている。ただし、複数の原料供給管８１１ｘは断熱材８１１ｗを介して支持部材８１１Ｐにより支持されている。
【００６３】
本実施形態では、複数の原料供給管８１１ｘがガス供給管８１１ｙを取り巻くように配置され、原料供給管８１１ｘの先端部は内側に例えば約３０〜９０度の角度で屈折している。原料供給管８１１ｘの先端には、ガス供給管８１１ｙの先端に開口するガス噴出口８１１Ｄに対して周囲から臨むように配置された原料噴出口８１１Ａが開口している。そして、ガス噴出口８１１Ｄは、原料供給管８１１ｘの端面（原料噴出口８１１Ａの開口面）の側方に配置され、しかも、その噴出方向が原料供給管８１１ｘの端面とほぼ平行に設定されている。なお、複数（図示例では４つ）の原料供給管８１１ｘは、中央に配置されたガス供給管８１１ｙの周囲に均等（等角度間隔）に分散配置されている。
【００６４】
この実施形態では、ガス噴出口８１１Ｄから噴霧ガスが原料供給管８１１ｘの端面上に当該端面に沿った方向に吹き付けるため、原料噴出口８１１Ａから噴出する液体原料が確実に噴霧される。したがって、上記第１乃至第４実施形態のように原料供給路とガス供給路を同軸に配置する必要がなく、別々に構成された原料供給管８１１ｘとガス供給管８１１ｙとによって噴霧手段を構成できる。
【００６５】
原料供給管８１１ｘの先端部とガス供給管８１１ｙの先端部は共に支持部材８１１Ｐによって支持固定されているため、原料噴出口８１１Ａとガス噴出口８１１Ｄとが相対的に移動したり、振動したりすることを防止できる。
【００６６】
この実施形態において、ガス噴出口８１１Ｄの周囲に複数の原料噴出口８１１Ａが配置されているため、複数の原料噴出口８１１Ａからそれぞれ噴出する液体原料を中心にあるガス噴出口８１１Ｄから噴出される噴霧ガスによって吹き飛ばすことができる。したがって、噴霧方向に対して液体原料の供給方向や噴霧ガスの吹き付け方向を対称的に構成することができるため、効率的かつ安定した噴霧状態を得ることができる。
【００６７】
ここで、一つの原料タンクに対して一つの原料噴出口８１１Ａが対応していることが望ましい。例えば、ＰＴＯ核付けを行った後にＰＺＴ成膜を行う場合、核付け時はＰｂ原料とＴｉ原料のみを流し、次の本成膜時にはＰｂ原料とＺｒ原料とＴｉ原料を流す必要があるが、一つの原料に対して一つの原料噴出口８１１Ａが対応していることにより、使用原料の切替を迅速に行うことができるからである。また、各原料の流量が相互にほぼ等しいことが望ましい。これは、複数の原料噴出口８１１Ａから噴出する原料の流量がほぼ等しいことにより、噴霧方向に対して液体原料の噴霧が対称に行われるため、さらに安定した噴霧状態を得ることができるからである。
【００６８】
［第７実施形態］
次に、図７を参照して本発明に係る第７実施形態について説明する。ここで、図７に図示する部分以外の部分は基本的に図８及び図９に示す概略構成と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００６９】
この実施形態の噴霧ノズル９１１は、原料供給路９１１ａをそれぞれ構成する複数の原料供給管９１１ｘと、ガス供給路９１１ｄを構成するガス供給管９１１ｙとを有する。また、複数の原料供給管９１１ｘ及びガス供給管９１１ｙは断熱材９１１ｗを介して支持部材９１１Ｐによって支持固定されている。
【００７０】
本実施形態では、複数の原料供給管９１１ｘがガス供給管９１１ｙを取り巻くように配置され、原料供給管９１１ｘの先端部は内側に例えば約３０〜９０度の角度で屈折している。そして、原料供給管９１１ｘの先端は、ガス供給管９１１ｙの管壁に接続され、一体化されている。ここで、原料供給管９１１ｘの原料噴出口９１１Ａは、ガス供給管９１１ｙの管壁に開口し、また、ガス供給管９１１ｙのガス噴出口９１１Ｄは、原料供給口９１１Ａに臨む管内部分に相当する。この実施形態でも、ガス噴出口９１１Ｄは、原料供給管９１１ｘの端面（原料噴出口９１１Ａの開口面）の側方に配置され、しかも、その噴出方向が原料供給管９１１ｘの端面とほぼ平行に設定されている。原料噴出口９１１Ａ及びガス噴出口９１１Ｄの先には、延長配管部９１１ｔが形成され、その先端に噴霧口９１１ｓが開口している。なお、複数（図示例では４つ）の原料供給管９１１ｘは、中央に配置されたガス供給管９１１ｙの周囲に均等（等角度間隔）に分散配置されている。
【００７１】
この実施形態では、ガス噴出口９１１Ｄから噴霧ガスが原料噴出口９１１Ａの端面上に当該端面に沿った方向に吹き付けるため、原料噴出口９１１Ａから噴出する液体原料が確実に噴霧される。したがって、上記第１乃至第４実施形態のように原料供給路とガス供給路を同軸に配置する必要がなく、別々に構成された原料供給管９１１ｘとガス供給管９１１ｙとによって噴霧手段を構成できる。
【００７２】
原料供給管９１１ｘの先端部とガス供給管９１１ｙは一体に接続されているため、原料噴出口９１１Ａとガス噴出口９１１Ｄとが相対的に移動したり、振動したりすることをより確実に防止できる。
【００７３】
ここで、一つの原料タンクに対して一つの原料供給管９１１ｘが対応していることが望ましい。例えば、ＰＴＯ核付けを行った後にＰＺＴ成膜を行う場合、核付け時はＰｂ原料とＴｉ原料のみを流し、次の本成膜時にはＰｂ原料とＺｒ原料とＴｉ原料を流す必要があるが、一つの原料に対して一つの原料供給管９１１ｘが対応していることにより、使用原料の切替を迅速に行うことができるからである。また、各原料の流量が相互にほぼ等しいことが望ましい。これは、複数の原料供給管９１１ｘから噴出する原料の流量がほぼ等しいことにより、噴霧方向に対して液体原料の噴霧が対称に行われるため、さらに安定した噴霧状態を得ることができるからである。
【００７４】
［第８実施形態］
次に、図１０を参照して、本発明に係る第８実施形態について説明する。これ以降の各実施形態は、図８に示す成膜装置の原料供給系１０１Ａを改善することによって本発明の目的に寄与するものであり、原料供給系以外の構成については図８に示すものと同様であることを前提として説明する。したがって、対応する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。以下の各実施形態は、上記第１実施形態乃至第７実施形態に示す噴霧ノズル２１１〜９１１を用いる場合に特に顕著な効果を示すものであり、これによって本願発明に対応する構成となるものである。なお、これらの構成は、本願の実施形態以外の気化器にも適用可能である。
【００７５】
この第８実施形態では、原料供給ライン１０３ａ、１０３ｂ及び１０３ｃと、溶媒供給ライン１０４とがそれぞれ流量制御器１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０６を介した後に合流して混合配管１０３ｘとなり、この混合配管１０３ｘが合流点Ｑにおいて原料搬送ライン１０７に接続されている。したがって、複数の液体原料が相互に混合されてから一括して合流点Ｑにおいて原料搬送ライン１０７へ供給されるため、原料の混合比の時間的変動が低減され、安定した混合比を有する液体原料を原料搬送ライン１０７にて搬送し、供給することができる。
【００７６】
より詳細に述べると、図８に示すように複数の液体原料が別々の原料供給ラインを介してそれぞれ原料搬送ラインに供給される場合には、個々の合流点における原料の供給態様（ベンチュリー効果などに起因する原料搬送ラインへの吸い込み態様など）が時間的に変動すると、流量制御器にて各液体原料の流量を制御しても、実際に原料搬送ラインへ導入される各液体原料の量は時間的に変動する。したがって、原料搬送ラインにて混合され搬送されていく原料の量及び混合比も時間的に変動する。ところが、本実施形態の場合には、予め混合配管１０３ｘ内で混合された液体原料が一つの合流点Ｑにおいて原料搬送ライン１０７に導入されるので、合流点Ｑにおける液体原料の導入態様がどうであろうとも混合比の時間的変動にはほとんど影響を与えないため、安定した混合比を得ることができる。したがって、気化器１１０において生成される原料ガスの混合比を安定させることができるため、成膜再現性の向上を図ることができる。
【００７７】
本実施形態では、混合配管１０３ｘの流通断面積よりも原料搬送ライン１０７の流通断面積を大きく構成することが好ましい。これによって、原料搬送ライン中のキャリアガスの流速が低下するため、合流点Ｑにおけるベンチュリー効果を抑制することができ、これによって原料搬送ライン１０７の搬送量の時間的変動（脈動）を低減することができ、その結果、噴霧ノズルにおける噴霧状態を安定させることができる。したがって、成膜再現性の向上やパーティクル抑制による膜質の向上を図ることができる。
【００７８】
［第９実施形態］
次に、図１１を参照して、本発明に係る第９実施形態について説明する。この実施形態では、原料搬送ライン１０７の一部に垂直方向に伸びるように構成された垂直部１０７ｐが設けられている。この垂直部１０７ｐには、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ及び１０３ｃ並びに溶媒供給ライン１０４がそれぞれ流量制御器１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０６を介して合流点Ｑにおいて接続されている。
【００７９】
合流部Ｑにおいて原料搬送ライン１０７は垂直方向に伸びるため、液体原料の搬送が重力に逆らわずに行われるとともに、原料搬送ライン１０７の配管内でその軸線周りの液体原料の偏りが少なくなるため、搬送量の時間的変動も低減される。ここで、上記垂直部１０７ｐはその垂直姿勢を保ったまま気化器１１０の噴霧ノズルに接続されることが、液体原料の滞留や搬送量の変動を低減する上で望ましい。
【００８０】
各原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、原料搬送ライン１０７の搬送方向の略同一位置である合流点Ｑで接続されているため、複数の液体原料が原料搬送ライン１０７の同一位置に導入されることになる。したがって、上記合流点Ｑのマニホールド構造の内容積を小さくすることができるため、当該構造の原料置換時間が短縮され、成膜時間も短縮されるため、スループットを向上させることができる。
【００８１】
この実施形態では、合流点Ｑにおいて複数の原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及び溶媒供給ライン１０４が共に原料搬送ライン１０７の軸線周りにほぼ均等に（等角度間隔となるように）分散配置されている。これによって、より安定した導入状態を得ることができ、液体原料の搬送量や混合比の変動を抑制できる。
【００８２】
本実施形態では、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの流通断面積よりも原料搬送ライン１０７の流通断面積を大きく構成することが好ましい。これによって、合流点Ｑにおけるベンチュリー効果を抑制することができるため、原料搬送ライン１０７の搬送量の時間的変動（脈動）を低減することができ、その結果、噴霧ノズルにおける噴霧状態を安定させることができる。したがって、成膜再現性の向上やパーティクル抑制による膜質の向上を図ることができる。
【００８３】
図１２には、上記第９実施形態の変形例を示す。ここで、図示以外の部分は図１１と同様である。この変形例では、第９実施形態と同様に、原料搬送ライン１０７の一部に垂直方向に伸びるように構成された垂直部１０７ｐが設けられ、この垂直部１０７ｐには、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ及び１０３ｃ並びに溶媒供給ライン１０４がそれぞれ流量制御器１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０６を介して接続されている。この場合でも、垂直部１０７ｐがそのまま気化器１１０に接続されていることが望ましい。
【００８４】
本変形例では、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及び溶媒供給ライン１０４のそれぞれが原料搬送ライン１０７の搬送方向の異なる位置に設定された合流点Ｑ１〜Ｑ４にて接続されている。したがって、配管接続構造を簡易に構成することができる。
【００８５】
本変形例でも、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの流通断面積よりも原料搬送ライン１０７の流通断面積を大きく構成することが好ましい。これによって、各合流点Ｑ１〜Ｑ４におけるベンチュリー効果を抑制することができるため、原料搬送ライン１０７の搬送量の時間的変動（脈動）を低減することができ、その結果、噴霧ノズルにおける噴霧状態を安定させることができる。したがって、成膜再現性の向上やパーティクル抑制による膜質の向上を図ることができる。
【００８６】
図１３には、上記第９実施形態の別の変形例を示す。ここで、図示以外の部分は図１１と同様である。この変形例では、第９実施形態と同様に、原料搬送ライン１０７の一部に垂直方向に伸びるように構成された垂直部１０７ｐ，１０７ｑが設けられている。これらの垂直部１０７ｐと１０７ｑの間には、開閉弁（シャットオフバルブ）１７０が接続されている。この開閉弁１７０には、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ及び１０３ｃ並びに溶媒供給ライン１０４がそれぞれ流量制御器１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０６を介して全て接続されている。ここで、垂直部１０７ｑがそのまま気化器１１０に接続されていることが望ましいことは上記と同様である。
【００８７】
図１４は、原料搬送ライン１０７の途中に接続された開閉弁１７０の内部構造を示す部分断面図である。開閉弁１７０は、ソレノイドやモータなどで構成される駆動部１７１と、ハウジング１７２とを有し、ハウジング１７２の内部には、駆動部１７１によって駆動され移動可能に構成された弁体１７３と、この弁体１７３が移動して当接することによって原料搬送ライン１０７を遮断するための弁座１７４とが設けられている。ハウジング１７２の入力側には、原料搬送ライン１０７の垂直部１０７ｐが接続され、この垂直部１０７ｐに対して弁座１７４の反対側にある出力側には垂直部１０７ｑが接続されている。また、ハウジング１７２の入力側には、上記原料供給ライン１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ及び溶媒供給ライン１０４が接続されている。これらの各ラインの接続部位は、ハウジング１７２の入力側において弁座１７４の周囲に分散配置されている。
【００８８】
この実施形態においては、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ及び１０３ｃ並びに溶媒供給ライン１０４は、原料搬送ライン１０７の途中に設けられた一つの開閉弁１７０に全て接続されていることにより、上記従来のマニホールド構造におけるベンチュリー効果が発生しないため、気化器１１０における噴霧状態を安定させることができる。
【００８９】
また、開閉弁１７０に全ての原料供給ラインが接続されていることにより、マニホールド構造をコンパクトに構成できるとともにその内容積を低減することができるため、原料置換時間が短縮され、その結果、成膜時間も短縮されてスループットを向上させることができる。
【００９０】
本実施形態では、垂直部１０７ｐ、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃのいずれの流通断面積よりも垂直部１０７ｑの流通断面積を大きくすることが好ましい。これによって、垂直部１０７ｑ以降の下流側における液体原料の搬送状態を安定化させることができる。
【００９１】
［第１０実施形態］
次に、図１５を参照して、本発明に係る第１０実施形態について説明する。この実施形態では、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及び溶媒供給ライン１０４にそれぞれキャリアガスが供給され、その後、原料搬送ライン１０７に接続されている。より具体的には、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、流量制御器１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃを介して原料供給先ライン１０３ｘａ，１０３ｘｂ，１０３ｘｃに接続され、この原料供給先ラインには、流量制御器１０５ｘａ，１０５ｘｂ，１０５ｘｃを介して不活性ガスなどのキャリアガスが供給されている。原料供給先ライン１０３ｘａ，１０３ｘｂ，１０３ｘｃは、原料搬送ライン１０７に対して合流点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３においてそれぞれ接続されている。ただし、上記各実施形態と同様に、一つの合流点において全ての原料供給先ラインが接続されるように構成してもよい。また、溶媒供給ライン１０４もまた同様に溶媒供給先ライン１０４ｘに接続され、この溶媒供給先ライン１０４ｘには流量制御器１０６ｘを介してキャリアガスが供給され、溶媒供給先ライン１０４ｘは原料搬送ライン１０７に合流点Ｑ４において接続されている。
【００９２】
この実施形態では、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃにより供給される液体原料が原料供給先ライン１０３ｘａ，１０３ｘｂ，１０３ｘｃに導入されてキャリアガスによって搬送され、その後、原料搬送ライン１０７に導入される。したがって、原料供給先ラインにおいて液体原料を搬送するキャリアガスによって原料置換が迅速に行われるようになるので、成膜時間も短縮され、スループットを向上させることができる。
【００９３】
また、それぞれの液体原料は、原料供給先ライン１０３ｘａ，１０３ｘｂ，１０３ｘｃにおいてキャリアガスによって搬送されることによって原料搬送ライン１０７に導入されるため、各合流点Ｑ１〜Ｑ３における供給圧力を増大させることができるため、ベンチュリー効果による影響が低減され、原料搬送ラインにおける搬送量の時間的変動や混合比の時間的変動を低減し、安定した原料供給状態を得ることができる。
【００９４】
本実施形態では、原料供給ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの流通断面積よりも原料供給先ライン１０３ｘａ，１０３ｘｂ，１０３ｘｃの流通断面積を大きくすることが好ましい。また、原料供給先ラインの流通断面積よりも原料搬送ライン１０７の流通断面積を大きく構成することが好ましい。これによって、各合流点におけるベンチュリー効果を抑制することができるため、原料搬送ライン１０７の搬送量の時間的変動（脈動）を低減することができ、その結果、噴霧ノズルにおける噴霧状態を安定させることができる。したがって、成膜再現性の向上やパーティクル抑制による膜質の向上を図ることができる。
【００９５】
尚、本発明の気化器及び成膜装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記各実施形態では、ＰＺＴ成膜のための原料を気化する場合を前提として説明したが、本発明はこれに限定されず、他の膜種のための原料を気化する場合にも適用することが可能である。他の膜種としては、例えば、Ｓｒ原料とＢｉ原料とＴａ原料とを気化させてＳＢＴ金属酸化物の薄膜等を形成する場合や、Ｂｉ原料とＬａ原料とＴｉ原料とを気化させてＢＬＴ金属酸化物の薄膜等を形成する場合や、Ｂａ原料とＳｒ原料とＴｉ原料とを気化させてＢＳＴ金属酸化物の薄膜等を形成する場合や、Ｓｒ原料とＴｉ原料とを気化させてＳＴＯ金属酸化物の薄膜等を形成する場合などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】第１実施形態の噴霧ノズルの噴霧口近傍を示す拡大縦断面図（ａ）及び拡大横断面図（ｂ）並びに異なる態様の内側管の構造を示す断面図（ｃ）、側面図（ｄ）及び側面図（ｅ）。
【図２】第２実施形態の噴霧ノズルの噴霧口近傍を示す拡大縦断面図（ａ）及び拡大横断面図（ｂ）。
【図３】第３実施形態の噴霧ノズルの噴霧口近傍を示す拡大縦断面図（ａ）及び拡大横断面図（ｂ）。
【図４】第４実施形態の噴霧ノズルの噴霧口近傍を示す拡大縦断面図（ａ）及び拡大底面図（ｂ）。
【図５】第５実施形態の噴霧ノズルの噴霧口近傍を示す拡大縦断面図（ａ）及び拡大側面図（ｂ）。
【図６】第６実施形態の噴霧ノズルの噴霧口近傍を示す拡大縦断面図（ａ）及び拡大底面図（ｂ）。
【図７】第７実施形態の噴霧ノズルの噴霧口近傍を示す拡大縦断面図（ａ）及び拡大底面図（ｂ）。
【図８】従来の成膜装置の全体構成を模式的に示す概略構成図。
【図９】従来の噴霧ノズルの概略構成を模式的に示す概略構成断面図。
【図１０】第８実施形態の原料供給系の構成を模式的に示す概略構成図。
【図１１】第９実施形態の原料供給系の構成を模式的に示す概略構成図。
【図１２】第９実施形態の変形例の原料供給系の構成を模式的に示す概略構成図。
【図１３】第９実施形態の別の変形例の原料供給系の構成を模式的に示す概略構成図。
【図１４】図１３に記載の変形例の開閉弁の構成を示す概略部分断面図（ａ）及び内部平面図（ｂ）。
【図１５】第１０実施形態の原料供給系の構成を模式的に示す概略構成図。
【符号の説明】
【００９７】
１００…成膜装置、１０１Ａ…原料供給系、１１０，１１１０，２１１０…気化器、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ…原料供給ライン、１０３ｘａ，１０３ｘｂ，１０３ｘｃ…原料供給先ライン、１０７…原料搬送ライン、１７０…開閉弁、１１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１，７１１，８１１，９１１…噴霧ノズル、２１１ｘ、３１１ｘ、４１１ｘ、５１１ｘ、６１１ｘ，７１１ｘ，８１１ｘ，９１１ｘ…内側管、２１１ｙ…外側管、３１１ｙ、４１１ｙ、５１１ｙ…オリフィス板、２１１ｚ、３１１ｚ、４１１ｚ、５１１ｚ…位置決め部、２１１ｐ，６１１Ｐ，７１１Ｐ，８１１Ｐ，９１１Ｐ…支持部材、２１１ａ，３１１ａ、４１１ａ、５１１ａ、６１１ａ，７１１ａ，８１１ａ，９１１ａ…原料供給路、２１１Ａ，３１１Ａ，４１１Ａ，５１１Ａ，６１１Ａ，７１１Ａ，８１１Ａ，９１１Ａ…原料噴出口、２１１ｄ，３１１ｄ、４１１ｄ、５１１ｄ、６１１ｄ，７１１ｄ，８１１ｄ，９１１ｄ…ガス供給路、２１１Ｄ，３１１Ｄ，４１１Ｄ，５１１Ｄ，６１１Ｄ，７１１Ｄ，８１１Ｄ，９１１Ｄ…ガス噴出口
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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