DE69722359T2 - Vorrichtung zum Verdampfen von Flüssigkeiten und Gaseinspritzeinrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum Verdampfen von Flüssigkeiten und Gaseinspritzeinrichtung Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Endung bezieht sich im allgemeinen auf Verdampfer zur Umwandlung einer Flüssigkeitseinspeisung in eine Dampfeinspeisung für eine Vorrichtung zur chemischen Dampfablagerung bzw. CVD-Vorrichtung (CVD = chemical vapor deposition) und bezieht sich insbesondere auf einen Verdampferabschnitt, der für ein Dampfeinspeisungsmaterial geeignet ist, um einen stark dielektrischen oder ferroelektrischen Dünnfilm abzulagern, wie beispielsweise Barium oder Strontiumtitanat.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • In den letzten Jahren hat es einen Quantensprung bei der Schaltungsdichte von integrierten Schaltungen gegeben, die von der Halbleiterindustrie hergestellt wurde, und intensive Entwicklungsaktivitäten sind im Gange in der Voraussicht von DRAMs in der Größenordnung von Gigabit, die die vorherrschenden DRAMs von heute in der Größenordnung von Megabits ersetzen. Dielektrische Dünnfilmmaterialien, die verwendet werden, um die notwendigen Vorrichtungen mit hoher Kapazität herzustellen, um DRAMs zu erzeugen, haben in der Vergangenheit Siliziumoxid- oder Siliziumnitridfilme mit einer dielektrischen Konstante von weniger als 10 aufgewiesen, weiter Tantal-Pentaoxid-(Ta2O5-) Filme mit einer dielelektrischen Konstante von weniger als 20, jedoch erscheinen neuere Materialien, wie beispielsweise Barium-Titanat (BaTiO3), Strontium-Titanat (SrTiO3) oder Barium-Strontium-Titanat (BST) mit dielelektrischen Konstanten von ungefähr 300 vielversprechender. Vielversprechend sind auch noch stärker dielektrische Materialien, wie beispielsweise Blei-Zink-Titanat (PZT), Blei-Lithium-Zink-Titanat (PLZT) und Y1.
  • Von den verschiedenen Verfahren zur Herstellung von solchen Dünnfilmen sind die Voraussichten insbesondere günstig für den Prozeß der chemischen Dampfablagerung (CVD-Prozeß), und in diesem Fall ist es nötig, daß eine Gaseinspeisung schließlich in einem stetigen Gasstrom zu einem Substrat geliefert wird, welches in der Ablagerungskammer angeordnet ist. Die Gaseinspeisung wird erzeugt durch Aufheizung einer flüssigen Mischung aus verflüssigten Materialien, wie beispielsweise Ba(DPM)2 oder Sr(DPM)2, welche bei Raumtemperatur fest sind, und zwar in einem gewissen organischen Lösungsmittel wie beispielsweise THF (Tetrahydrofuran) und zwar zur Stabilisierung der Verdampfungscharakteristiken. Einige bekannte Beispiele von Verdampferabschnitten weisen beispielsweise jene auf, die die Flüssigkeitseinspeisung durch Sprühdüsen oder Ultraschallwandler zerstäuben, und liefern zerstäubten Nebel zu einer Hochtemperaturzone zur Umwandlung des Nebels in eine Gaseinspeisung.
  • Es ist extrem schwierig, thermodynamisch stabile Dämpfe von solch stark dielektrischen und ferroelektrischen Materialien zu erzeugen, wie oben erwähnt. Dies kommt beispielsweise daher, daß bei diesen Materialien (1) die Verdampfungs- und Zersetzungstemperaturen nahe aneinander liegen; (2) die Verdampfungstemperatur für das flüssige Einspeisungsmaterial anders ist als jene für das organische Lösungsmittel; (3) die Dampfdrücke sehr niedrig sind; und (4) die Materialien dahingehend empfindlich sind, daß sie mit kleinen Mengen von Sauerstoff, Wasserdampf usw. reagieren.
  • Beispielsweise ist bei einer Flüssigkeitseinspeisung, die erhalten wird durch Auflösung von Ba(DPM)2 oder Sr(DPM)2 in THF erhalten wird, das Lösungsmittel als eine Flüssigkeit in der Region (a) in 34, und das Einspeisungsmaterial existiert als Flüssigkeit oder Feststoff in der Region (a + c). In der Region (b) ist die Einspeisung vollständig dampfförmig. Wenn daher die Flüssigkeitseinspeisung in der Region (a) aufgeheizt wird, um in eine Dampfeinspeisung umgewandelt zu werden und durch die Region (c) läuft, verdampft nur das Lösungsmittel, was die Lösungskomponenten in der Flüssigkeitseinspeisung ausscheiden läßt, was eine Blockierung der Gaspassage oder eine Qualitätsverschlechterung aufgrund von Veränderungen der Zusammensetzung zur Folge hat. Aus diesem Grund wird es als wichtig ange sehen, die Flüssigkeitseinspeisung in ihrer Hochtemperaturverdampfungsregion so schnell wie möglich aufzuheizen.
  • Weiterhin ist es abhängig von dem Filmmaterial oder den Filmzusammensetzungsbedingungen manchmal nötig, die Dampfeinspeisung mit einer kleinen Rate in die Zersetzungskammer zu liefern. Wenn der Verdampfungsprozeß nicht sanft ausgeführt wird und die Gaseinspeisungslieferung zur Zersetzungskammer instabil wird, wird der Zersetzungsprozeß schwer beeinflußt. Daher ist es wichtig, die Verdampfung der Gaseinspeisung bis herunter auf sehr niedrige Flußraten zu steuern.
  • Bei den herkömmlichen Technologien basierend auf Sprühdüsen zur Zerstäubung der Flüssigkeitseinspeisung ist es schwierig, die Zerstäubung mit niedrigen Flußraten der Flüssigkeitseinspeisung zu steuern, und zwar wegen den hohen Drücken, die verwendet werden, um die Flüssigkeit zu zerstäuben. Bei den Techniken mit Ultraschallzerstäubung ist es schwierig, Wandlermaterialien zu finden, die den hohen Temperaturen widerstehen können, die zur Verdampfung verwendet werden. Es ist zusätzlich wünschenswert, den Umwandlungsprozeß von Flüssigkeit zu Dampf nahe der Ablagerungskammer physisch so auszuführen, daß die Transportdistanz minimiert wird; jedoch ist die oben erwähnte Vorrichtung gewöhnlicherweise so ausgelegt, daß sie zuerst zerstäubt und dann verdampft, so daß es schwierig ist, die Vorrichtung klein zu machen. Jedenfalls erfordern beide Techniken ziemlich große Einrichtungen für die Zwecke der Zerstäubung und des Zersprühens, und es ist unvermeidlich, daß stagnierende Regionen der Flüssigkeitseinspeisung innerhalb der Vorrichtung erzeugt werden, und bei den gegenwärtigen Technologien wird eine Verschlechterung der Flüssigkeitseinspeisung und eine Schwierigkeit bei der Steuerung der Flußraten der Gaseinspeisung erfahren.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen kompakten Verdampferabschnitt vorzusehen, der in einer Vorrichtung zur chemischen Dampfablagerung verwendet wird, und zwar um stark dielektrische oder ferroelektrische Materialien zu zersetzen. Weil das thermodynamische Verhalten von solchen Materialien komplex ist, ist der Verdampfer ausgelegt, die wertvollen Eigenschaften des Einspeisungsmaterials während des Prozesses der Umwandlung von einer Flüssigkeitseinspeisung in eine Dampfeinspeisung zu bewahren. Die Erfindung sieht auch eine chemische Dampfablagerungsvorrichtung vor, die Blockagen verhindert, die durch eine vorzeitige Ausscheidung von Lösungsmaterialien bewirkt werden, und die eine effektive Reinigung der Vorrichtung gestattet.
  • Das Ziel ist in einer Verdampfungsvorrichtung zur Umwandlung einer Flüssigkeitseinspeisung in eine Dampfeinspeisung erreicht worden, die folgendes aufweist: Einen Einspeisungstank zur Speicherung der Flüssigkeitseinspeisung; Einspeisungslieferungsmittel zum Transport der Flüssigkeitseinspeisung mittels eines Einspeisungslieferungspfades; einen Verdampferabschnitt, der in dem Lieferungspfad angeordnet ist, der einen Hochtemperaturwärmetauscher mit einem Kapillarrohr aufweist, um die Flüssigkeitseinspeisung zu transportieren, und eine Wärmequelle zur externen Aufheizung des Kapillarrohrs; und einen Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung, der stromaufwärts des Verdampferabschnittes angeordnet ist, um Aufheizungseffekte des Verdampferabschnittes für die Flüssigkeitseinspeisung innerhalb des Abschnittes zur Verhinderung einer Verdampfung zu verhindern.
  • Gemäß der vorgestellten Vorrichtung ermöglicht es ein starkes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen des Kapillarrohres, die notwendige Wärmeübertragung auszuführen, um die Flüssigkeitseinspeisung sofort und gleichförmig zu verdampfen, so daß die Flüssigkeitseinspeisung nicht Bedingungen ausgesetzt ist, die für eine Zersetzung oder Verschlechterung förderlich sein würden. Das grundlegende Ziel einer stetigen Lieferung einer kleinen Menge einer Gaseinspeisung kann erreicht werden durch Variieren des Durchmessers und der Länge des Rohrs, um die Leitfähigkeit des Lieferpfades einzu stellen, so daß die Ruhezeit der Flüssigkeitseinspeisung in dem Verdampferabschnitt passend ist. Weiterhin kann durch Vorsehen des Abschnittes zum Verhindern einer Verdampfung eine vorzeitige Verschlechterung oder ein Teilverlust des Lösungsmaterials in der Flüssigkeitseinspeisung bewirkt durch Aufheizungseffekte des Verdampferabschnittes verhindert werden, so daß eine Gaseinspeisung von konstanter und gleichförmiger Zusammensetzung zu dem Substrat geliefert werden kann. Zusätzliche Vorteile sind, daß der Aufbau des Verdampferabschnittes einfach ist und daß die Herstellkosten gering sind, daß die Vorrichtung selbst weniger durch Verstopfung beeinflußt wird, daß eine Instandhaltung und Reparatur leicht ausgeführt werden kann, und daß der Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung leicht an der Vorrichtung angebracht werden kann.
  • Der Hochtemperaturwärmetauscher kann eine doppelwandige Struktur haben, die aus einem inneren Kapillarrohr und einer äußeren Ummantelung besteht, wobei das äußere Rohr mit einem Durchlaß für ein thermisches Medium versehen ist, um eine Oberflächentemperatur des inneren Kapillarrohres konstant zu halten, und zwar durch Zirkulation eines thermischen Mediums, welches von einem Tank für ein thermisches Medium geliefert wird, der auf einer konstanten Temperatur gehalten wird. Eine stetige Versorgung einer qualitativ hochwertigen Dampfeinspeisung wird somit sichergestellt.
  • Das Kapillarrohr in dem Hochtemperaturwärmetauscher ist eine elektrische Heizung mit variabler Ausgabe, deren Ausgangsleistung durch Sensorsignale gesteuert werden kann, wodurch eine empfindliche Temperatursteuerung vorgesehen wird, um eine wirkungsvolle Verdampfung zu ermöglichen.
  • Das Kapillarrohr in dem Hochtemperaturwärmetauscher kann einen Innendurchmesser von nicht mehr als 3 mm haben. Eine solche Größe ist besonders wirkungsvoll beim Vorsehen einer schnellen Aufheizung der Flüssigkeitseinspeisung, wodurch eine qualitativ hochwertige Dampfeinspeisung am wirkungsvollsten vorgesehen wird.
  • Das Kapillarrohr in dem Hochtemperaturwärmetauscher kann in einer Spule ausgebildet sein. Eine solche Konfiguration ist dahingehend wirkungsvoll, daß sie einen kompakten Pfad vorsieht, wenn eine lange Ruhezeit erforderlich ist.
  • Der Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung oder der Einspeisungslieferpfad genau vor der Vorrichtung kann mit einem Einweg-Ventil oder einem Abschlußventil oder einer Flußsteuervorrichtung versehen werden. Wenn in einer solchen Vorrichtung die Einspeisungsversorgung gestoppt wird, wird verhindert, daß die Flüssigkeitseinspeisung unbeabsichtigt verdampft, und zwar aufgrund der Effekte der Druckreduzierung, die in der Vorrichtung auftreten, so daß die Bildung von ausgeschiedenen Partikeln in dem engen Pfadweg der Vorrichtung (Verstopfung) verhindert werden kann.
  • Der Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung kann einen Niedertemperaturwärmetauscher aufweisen, der einen Tank mit konstanter Temperatur aufweist, um ein Kühlmedium zu liefern, um die Flüssigkeitseinspeisung auf einer geeigneten Temperatur zu halten. In einer solchen Vorrichtung werden die Aufheizungseffekte des Verdampferabschnittes blockiert, um einen stetigen und sanften Betrieb zu erzeugen. Der Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung kann eine Peltier-Vorrichtung aufweisen, um eine kompakte und stark wirkungsvolle Kühleinheit zu erzeugen. Der Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung oder ein Teil davon können ein Isolationskupplungsrohr in dem Einspeisungslieferpfad in der stromaufwärts gelegenen Region des Verdampferabschnittes aufweisen. In einer solchen Vorrichtung werden die Isolationen verhindern, daß die Aufheizungseffekte den Verdampferabschnitt erreichen.
  • Die Austrittsöffnung des Verdampferabschnittes oder ein anliegender Bereich der Vorrichtung kann mit einem Trägergaslieferpfad in Verbindung gesetzt werden, um ein Trägergas mit einer erhöhten Temperatur einfließen zu lassen. Dies wird einen Temperaturabfall in der Gaseinspeisung verhindern, so daß eine stetige Versorgung von qualitativ hochwertigem Gas aufrechter halten werden kann durch Verhinderung einer nicht erwünschten Bildung von Ausscheidungspartikeln und durch Einstellung der Zusammensetzung der Gaseinspeisung in diesem Zustand, wobei die Verarbeitung in späteren Stufen stabiler gemacht werden kann.
  • Der Durchmesser des Kapillarrohrs in dem Hochtemperaturwärmetauscher kann nahe der Einspeisungsaustrittsöffnung vergrößert werden, und das Querschnittsgebiet des Verstärkungsabschnittes kann zu einer Stromabwärtsrichtung der Vorrichtung gesteigert werden. In einer solchen Vorrichtung können Temperaturveränderungen aufgrund von Druckvariationen der Gaseinspeisung und der turbulenten Flußmuster verhindert werden, und die Verdampfungseinspeisung wird sanft zur nächsten Stufe geliefert.
  • Die Vorrichtung kann weiter eine Reinigungsvorrichtung aufweisen, um den Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung und den Verdampferabschnitt zu reinigen, und zwar durch Sprühen eines Reinigungsmittels und durch eine Spülvorrichtung zum Spülen eines restlichen Einspeisungsmaterials und Verunreinigungssubstanzen, die in der Vorrichtung bleiben, und zwar einschließlich der Innenräume des Abschnittes zur Verhinderung einer Verdampfung und des Verdampferabschnittes, und zwar durch Einleiten eines inerten Gasstroms.
  • Die vorliegende Erfindung kann durch ein Verfahren betrieben werden, welches folgende Schritte aufweist: Transport der Flüssigkeitseinspeisung durch den Abschnitt zur Verhinderung der Verdampfung und den Verdampferabschnitt; Umwandlung der Flüssigkeitseinspeisung in eine Dampfeinspeisung; und Lieferung der Dampfeinspeisung in eine Verarbeitungskammer; Reinigung der Innenräume des Abschnittes zur Verhinderung einer Verdampfung und des Verdampferabschnittes; und Spülung der Vorrichtung einschließlich der Innenräume des Abschnittes zur Verhinderung einer Verdampfung und des Verdampferabschnittes durch Leiten eines inerten Gasstroms. Neben dem Reinigungsschritt kann die Temperatur des Verdampferabschnittes ge genüber der eines Verdampferabschnittes in dem Reinigungsschritt verändert werden, um eine wirkungsvollere Reinigung zu erreichen.
  • Ein weiterer Aspekt der Vorrichtung weist folgendes auf: einen Flüssigkeitseinspeisungslieferpfad zum Leiten der Flüssigkeitseinspeisung; einen Verdampfungspfad, der stromabwärts des Flüssigkeitseinspeisungslieferpfades angeordnet ist; und Heizungsmittel zur Aufheizung des Verdampfungspfades; wobei der Verdampfungspfad eine Wärmeaufnahmefläche von nicht weniger als 2 mm2 pro 1 mm3 der Flüssigkeitseinspeisung innerhalb des Verdampfungspfades hat.
  • Gemäß der vorgestellten Vorrichtung ermöglicht ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen des Kapillarrohrs, die notwendige Wärmeübertragung zu erzeugen, um die Flüssigkeitseinspeisung sofort und gleichförmig zu verdampfen, so daß die Flüssigkeitseinspeisung nicht Bedingungen ausgesetzt ist, die für die Zersetzung oder Verschlechterung förderlich sein würden. Die Querschnittsform des Flüssigkeitseinspeisungslieferpfades kann eine kreisförmige, ovale, rechteckige, eine polygonförmige oder irgend eine Art einer gekrümmten Figur sein.
  • Der Dampfeinspeisungslieferungspfad kann in den Innenräumen des Kapillarrohrs ausgebildet sein. Eine solche einfache Konstruktion ermöglicht es immer noch, die oben beschriebenen Effekte zu erreichen, einschließlich des Merkmals der Verhinderung einer Verstopfung, niedrigen Herstellungskosten und einfache Instandhaltung.
  • Der Verdampfungspfad kann eine Region mit ringförmigem Querschnitt aufweisen. In diesem Fall sind Vorteile, daß die wärmeaufnehmende Oberfläche pro Volumeneinheit der Flüssigkeitseinspeisung so gesteigert wird, daß die Distanz zwischen der Flüssigkeit und der Wandfläche verkürzt werden kann, daß die Dampfbildung verbessert wird durch Verkürzung der thermischen Distanz zur Übertragung der maximalen Wärme auch in einem Zustand mit laminarem Fluß, und daß das Querschnittsgebiet effektiv verwen det wird, um die Dampfbildung zu erleichtern. Andere Merkmale weisen eine einfache Konstruktion und niedrige Instandhaltungskosten auf.
  • Der Verdampfungspfad kann eine Region zur Verbesserung der Verdampfung aufweisen, und eine Region zur Druckaufnahme, wobei die Region zur Verbesserung der Verdampfung eine größere wärmeaufnehmende Fläche hat als die druckaufnehmende Region.
  • Der Verdampfungspfad kann durch ein Kernglied geformt werden, welches einen Ausschnittabschnitt besitzt, der sich in einer Einspeisungsflußrichtung erstreckt. In diesem Fall arbeitet die gesamte Vorrichtung auf einem niedrigeren Druck, so daß der Verdampfungswirkungsgrad verbessert wird.
  • Das Kernglied kann eine Aufheizungsvorrichtung haben, um den zusätzlichen Vorteil zu erzeugen, daß die Flüssigkeitseinspeisung von der Innenseite genauso wie von der Außenseite aufgeheizt werden kann.
  • Die Aufheizungsmittel können Wärme sowohl von dem Inneren als auch dem Äußeren des Verdampfungspfades liefern. In diesem Fall wird die wärmeaufnehmende Fläche pro Volumeneinheit der flüssigen Einspeisung gesteigert, und die thermische Distanz kann verkürzt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Verdampfungsvorrichtung weist folgendes auf: einen Flüssigkeitseinspeisungslieferpfad; einen Flüssigkeitseinspeisungslieferpfad zum Leiten der flüssigen Einspeisung; einen Verdampfungspfad, der stromabwärts des Flüssigkeitseinspeisungslieferpfades angeordnet ist; und Aufheizungsmittel zur Aufheizung des Verdampfungspfades, wo eine maximale Distanz von irgend einem Punkt des Verdampfungspfades zu einer Wandfläche nicht mehr als 2 mm ist.
  • In diesem Fall kann ebenfalls die Querschnittsform des Verdampfungspfades eine kreisförmige, ovale, rechteckige, polygonförmige oder irgend eine andere Art einer gekrümmten Figur sein. Da die thermische Distanz geringer als 2 mm ist, auch wenn der Fluß laminar ist, kann die Wärme sofort übertragen werden, um die Flüssigkeitseinspeisung zu verdampfen, ohne irgend eine Chance der Verschlechterung zu bewirken.
  • Ein weiterer Aspekt der Verdampfungsvorrichtung weist folgendes auf: einen Flüssigkeitseinspeisungslieferpfad zum Leiten der Flüssigkeitseinspeisung; einen Verdampfungspfad, der stromabwärts des Flüssigkeitseinspeisungslieferpfades angeordnet ist; und Aufheizungsmittel zur Aufheizung des Verdampfungspfades; wobei der Verdampfungspfad einen Expansionsabschnitt besitzt, dessen Querschnittsfläche zu einer Stromabwärtsrichtung der Vorrichtung ansteigt. Entsprechend wird der Druck in dem Verdampfungspfad abgesenkt durch Verringerung des Flußwiderstandes auf der Sekundärseite des Verdampfungspfades, wodurch die Drucksteigerung aufgrund der Dampfbildung vermieden wird und ein wirkungsvoller Verdampfungsprozeß erreicht wird.
  • Der Expansionsabschnitt kann einen Expansionswinkel von nicht mehr als 14 Grad haben, und zwar gemessen an einem Punkt eines äquivalenten Durchmessers. Die Drucksteigerung wird somit vermieden, während die Wärmeübertragung in dem Verdampferabschnitt beibehalten wird, um einen wirkungsvollen Verdampfungsprozeß zu erzeugen.
  • Der Expansionsabschnitt kann nicht weniger als zwei Stufen aufweisen, und ein durchschnittlicher Expansionswinkel einer ersten Stufe ist nicht mehr als 5 Grad, und ein durchschnittlicher Expansions- bzw. Erweiterungswinkel einer zweiten Stufe ist nicht mehr als 14 Grad.
  • Der Expansionsabschnitt hat ein Querschnittsprofil, welches in einer Fläche liegt, die durch die folgenden Formeln definiert wird: (r – r0)/(r1 – r0) ≥ (L/L1)10 und (r – r0)/(r1 – r0) ≤ (L/L1)2 wobei L eine Distanz von einem Startpunkt des Expansionsabschnittes zu irgend einem Punkt ist; wobei r ein äquivalenter Radius des Querschnittes an der Distanz L ist; wobei L1 eine Distanz an einem Endpunkt des Expansionsabschnittes vom Startpunkt des Expansionsabschnittes ist; wobei r0 ein äquivalenter Radius eines Querschnittes am Startpunkt des Expansionsabschnittes ist; wobei r1 ein äquivalenter Radius eines Querschnittes an dem Endpunkt des Expansionsabschnittes ist; und wobei ein Winkel, der von einer Tangentenlinie am Startpunkt des Expansionsabschnittes und einer Linie "r = r0" gebildet wird, nicht weniger als 0 Grad und nicht mehr als 5 Grad ist. Gemäß dieser Konstruktion kann der wirkungsvollste Dampfbildungsprozeß in einer Form ausgeführt werden, die durch Verbindung der Endpunkte der Radien gebildet wird. Der äquivalente Radius ist ein Radius eines Querschnittes, der der gleiche ist, wie ein Querschnitt, der von einer Schleife umgeben wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Verdampfungsvorrichtung weist folgendes auf: einen Flüssigkeitseinspeisungslieferpfad zum Leiten der Flüssigkeitseinspeisung; einen Verdampfungspfad, der stromabwärts des Flüssigkeitseinspeisungslieferpfades angeordnet ist; und Heizungsmittel zur Aufheizung des Verdampfungspfades; wobei der Verdampfungspfad eine ringförmige Querschnittsregion aufweist.
  • Die ringförmige Querschnittsregion kann durch ein äußeres Rohr mit einem kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt gebildet werden, der als einschleifiger Pfad dient, und durch ein Kernglied, welches entlang eines mittleren Abschnittes der ringförmigen Querschnittsregion angeordnet wird, die von einem Kernglied oder einer Vielzahl von Kerngliedern gebildet wird. Durch ordnungsgemäße Auswahl des äußeren Radius des Kerngliedes kann ein Ringraum von erwünschten Abmessungen erzeugt werden.
  • Das Kernglied kann so konstruiert werden, daß es in Axialrichtung des äußeren Rohrs belegbar ist. Durch Bewegung des Kerngliedes werden anhaftende Partikel gelöst, und zusammen mit der Anwendung eines Reinigungsmittels können die Innenräume gereinigt werden, ohne das Vakuum der Vorrichtung zu stören.
  • Das Kernglied kann im wesentlichen von dem Verdampferabschnitt entfernbar gemacht werden, um die Reinigung des Verdampfungspfades durch Einleitung eines Reinigungsmittels oder eines Trägergases dorthin zu erleichtern. Somit kann der Verdampferabschnitt, der schwierig mit einer großen Menge von Reinigungsmittel zu beliefern ist, auch wenn ein hoher Strömungsmitteldruck aufgebracht wird, vergrößert werden, um zu gestatten, daß eine große Menge von Reinigungsmittel fließt, so daß die Reinigungszeit verkürzt werden kann.
  • Das Kernglied kann in dem äußeren Rohr bewegbar sein, um das Spiel zwischen dem Kernglied und dem äußeren Rohr zu vergrößern, um die Reinigung des Verdampfungspfades durch Einleitung eines Reinigungsmittels oder eines Trägergases dort hinein zu erleichtern. Durch Vorsehen eines verjüngten Abschnittes für den Verdampfungspfad und durch Bewegung des Kerngliedes zu einer auseinanderlaufenden Richtung des geneigten Abschnittes wird das Spiel des Verdampfers vergrößert, um die Reinigung zu erleichtern. Der geneigte bzw. verjüngte Abschnitt kann konfiguriert sein, um sich sowohl in den Richtungen stromaufwärts als auch stromabwärts zu vergrößern.
  • Das Kernglied kann mit einer inneren Aufheizungsvorrichtung versehen werden. Dies kann erreicht werden durch Formen eines Durchlasses für ein thermisches Medium, jedoch ist das einfache Einbetten einer elektrischen Heizung ebenfalls akzeptabel.
  • Das Kernglied kann mit einem inneren Durchlaß und mit diesen Löchern versehen werden, um eine Strömungsmittelsubstanz in den Verdampfungspfad oder dessen Nachbarschaft einzuleiten. Dies ist zur Verbesserung der Dampfbildung, um eine Verstopfung zu verhindern und ist hilfreich bei der Reinigung des Innenraums der Vorrichtung, in dem gestattet wird, daß eine Strömungsmittelsubstanz, wie beispielsweise ein Lösungsmittel, ein Trägergas oder ein Reinigungsmittel in das Innere der Vorrichtung auf periodischer Basis oder je nach Erfordernis gesprüht wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Verdampfungsvorrichtung weist folgendes auf: einen Lieferpfad für eine Flüssigkeitseinspeisung zum Leiten der Flüssigkeitseinspeisung; einen Verdampfungspfad, der stromabwärts des Lieferpfades für die Flüssigkeitseinspeisung angeordnet ist; und Aufheizungsmittel zum Aufheizen des Verdampfungspfades; wobei die Aufheizungsmittel ein Mantelglied aufweisen, welches den Verdampfungspfad umgibt, um ein thermisches Strömungsmittelmedium darin aufzunehmen. Bei einer solchen Vorrichtung wird ein thermisches Strömungsmittel mit einer ausreichenden thermischen Kapazität verwendet, um eine gleichmäßige Aufheizung des Mantelgliedes durch Konvektionsaufheizungseffekte vorzusehen, um lokale heiße oder kalte Punkte zu vermeiden. Wie bei anderen Vorrichtungen tritt die Dampfbildung sofort auf, und eine Verschlechterung der Flüssigkeitseinspeisung bewirkt durch einen lokalen Temperaturanstieg wird vermieden. Das Mantelglied kann eine Heizung aufweisen, um das thermische Strömungsmittelmedium aufzuheizen.
  • Zirkulationsdurchlässe für das thermische Medium können in dem Ummantelungsglied vorgesehen werden, so daß ein Fluß innerhalb des Ummantelungsgliedes ein gezwungener Fluß wird und eine gleichförmigere Aufheizung erreicht werden kann.
  • Ein weiterer Aspekt der Verdampfungsvorrichtung weist folgendes auf: einen Lieferpfad für eine Flüssigkeitseinspeisung zum Leiten der Flüssigkeitseinspeisung; einen Verdampfungspfad, der stromabwärts des Lieferungspfades für die Flüssigkeitseinspeisung angeordnet ist; und Aufheizungsmittel zur Aufheizung des Verdampfungspfades, wobei die Vorrichtung mit einem Ab schnitt zur Verhinderung einer Verdampfung versehen ist, um eine Verdampfung der Flüssigkeitseinspeisung zu verhindern, die stromaufwärts der Aufheizungsmittel fließt. In diesem Fall wird eine stetige Erzeugung einer Dampfeinspeisung von hoher Qualität sichergestellt, in dem die Zersetzung oder Verschlechterung der im Durchlauf befindlichen Flüssigkeitseinspeisung sichergestellt wird, die in der stromaufwärts gelegenen Region der Vorrichtung fließt, die durch den Verdampfungspfad eingeleitet wird.
  • Die Aufheizungsmittel können ein Ummantelungsglied aufweisen, welches den Lieferpfad für die Dampfeinspeisung umgibt, und ein thermisches Medium, welches in dem Ummantelungsglied aufgenommen ist.
  • Die Aufheizungsmittel können ein Heizungsglied aufweisen, welches in einer Nachbarschaft des Verdampfungspfades angeordnet ist.
  • Der Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung kann so aufgebaut sein, daß er verhindert, daß die Aufheizungseffekte des Verdampfungspfades die im Durchlauf befindliche Flüssigkeitseinspeisung in dem Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung beeinflussen. Es ist auch zulässig, die Vorrichtung so zu konstruieren, daß der Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung verhindert, daß Druckeffekte des Verdampfungspfades die im Durchlauf befindliche Flüssigkeitseinspeisung in dem Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung beeinflußt.
  • Der Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung kann zumindest einen Einschränkungsabschnitt und/oder eine Zumeßöffnung und/oder ein Einwegventil oder ein Abschaltventil aufweisen. Er kann auch ein Einwegventil aufweisen, wobei dieses Antriebsmittel besitzt, um ein Ventilglied gegen einen Ventilsitz zu drücken, der auf einer stromaufwärts liegenden Seite angeordnet ist.
  • Ein weiterer Aspekt ist eine Verdampfungsvorrichtung zur Umwandlung einer Flüssigkeitseinspeisung in eine Dampfeinspeisung, die folgendes aufweist: einen Lieferpfad für eine Flüssigkeitseinspeisung zur Leitung der Flüssigkeitseinspeisung; einen Verdampfungspfad, der stromabwärts des Lieferpfades für die Flüssigkeitseinspeisung angeordnet ist; und Aufheizungsmittel zur Aufheizung des Verdampfungspfades, wobei ein Substanzeingangspfad zur Lieferung von Substanzen einschließlich eines Trägergases, eines Lösungsmittels oder eines Reinigungsmittels, entweder mit dem Lieferpfad für die Strömungsmitteleinspeisung oder mit dem Verdampfungspfad zusammenläuft.
  • Der Substanzeintrittspfad kann entweder mit dem Lieferpfad für die Flüssigkeitseinspeisung oder mit dem Lieferpfad für die Dampfeinspeisung an einer Stelle stromaufwärts des Abschnittes zur Verhinderung einer Verdampfung zusammengeführt werden. Der Substanzeingangspfad kann auch entweder mit dem Lieferpfad für die Flüssigkeitseinspeisung oder dem Lieferpfad für die Dampfeinspeisung an einer Stelle zwischen dem Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung und dem Verdampferabschnitt zusammengeführt werden.
  • Der Substanzeintrittspfad kann mit einer Austrittsöffnung des Verdampfungspfades zusammengeführt werden. Diese Anordnung ist insbesondere wünschenswert, weil der verfügbare Öffnungsquerschnitt klein ist, wenn das Trägergas nur durch den Verdampfungspfad eingeleitet wird, so daß es eine absolute Grenze für die Gasmenge gibt, die zugelassen werden kann. Wenn man das Trägergas von einer erweiterten Öffnung am Ausgang des Verdampfungspfades einfließen läßt, kann ein größeres Volumen von Trägergas zugelassen werden, um in wirkungsvollerer Weise eine nicht verdampfte Einspeisung zu verdampfen, die in dem Verdampfungspfad vorhanden sein kann. Ebenfalls können während der Reinigung, wenn Reinigungsmittel nur vom Einlaß des Verdampfungspfades eingeleitet wird, stagnierende Regionen in den Regionen des vergrößerten Pfades erzeugt werden, und eine nicht verdampfte Einspeisung kann nicht vollständig gereinigt werden. In diesem Fall kann eine große Menge Reinigungsmittel zugeführt werden, um eine vollständige Reinigung zu ermöglichen.
  • Der Substanzeinleitungspfad kann so zusammengeführt werden, daß er dem Verdampfungspfad gegenüberliegt. In diesem Fall kann das Eintrittspfadrohr in einer Region angeordnet werden, wo es eine große Querschnittsöffnung gibt, so daß ein Rohr mit großem Durchmesser verwendet werden kann, um eine große Menge von Reinigungsmittel zu liefern. Weil auch das Rohr nahe der Mitte des Verdampferabschnittes angeordnet werden kann, ist auch eine gleichmäßigere Verteilung der Lösung möglich.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, daß eine Verdampfungsvorrichtung zur Lieferung einer Dampfeinspeisung zu einer Verarbeitungskammer, die einen Verdampferabschnitt zur Verdampfung einer Flüssigkeitseinspeisung aufweist, vorgesehen ist, wobei ein Auslaßanschluß des Verdampferabschnittes einen nach oben geneigten Abschnitt aufweist, der in Richtung stromabwärts geneigt ist. Es ist in diesem Fall möglich, zu verhindern, daß eine nicht verdampfte Flüssigkeitseinspeisung oder eine erneut kondensierte Flüssigkeitseinspeisung zur Ablagerungskammer fließt.
  • Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung weist die Verdampfungsvorrichtung folgendes auf: einen Gaslösungsabschnitt zum Auflösen eines inerten Gases in einer Flüssigkeitseinspeisung; einen Verdampferabschnitt zur Verdampfung der Flüssigkeitseinspeisung; und einen Lieferpfad für eine Flüssigkeitseinspeisung zum Transport einer Flüssigkeitseinspeisung von dem Gasauflösungsabschnitt zu dem Verdampferabschnitt, während das inerte Gas in der Flüssigkeitseinspeisung gelöst gehalten wird.
  • Wenn bei dieser Vorrichtung die Flüssigkeitseinspeisung in dem Verdampferabschnitt verdampft wird, wird die Lösungskapazität bei der Bildung von Dämpfen verringert, und das inerte Gas wird abgetrennt. Die Stellen zur Dampfbildung und zur Gastrennung liegen in der Nähe, so daß der Partialdruck der Dampfeinspeisung deutlich abgesenkt wird, und der Verdampfungswirkungsgrad kann gesteigert werden, ohne den Kontakt zwischen der Flüssigkeitseinspeisung und dem Aufheizungsabschnitt zu stören. Es ist auch wünschenswert, daß der Gaslösungsabschnitt bei einem Partialdruck des inerten Gases von nicht weniger als 6 kgf/cm2G arbeitet.
  • Eine Druckabschirmungsvorrichtung kann zwischen dem Lieferpfad für die Flüssigkeitseinspeisung und dem Verdampferabschnitt angeordnet sein. In diesem Fall wird das gelöste Gas in der Flüssigkeitseinspeisung gehalten, bis es den Verdampferabschnitt erreicht, oder im Fall eines Verdampferabschnittes mit einer Niedertemperaturzone und einer Aufheizungszone wird gelöstes Gas gehalten gerade bevor es in die Aufheizungszone eintritt, so daß eine plötzliche Gastrennung eingeleitet werden kann, um weiter den Verdampfungswirkungsgrad zu verbessern.
  • Der Gaslösungsabschnitt kann eine Dampf/Flüssigkeits-Vermischungsvorrichtung zur Verbesserung des Kontaktes des inerten Gases mit der Flüssigkeitseinspeisung aufweisen. Einige Beispiele von Dampf/Flüssigkeits-Vermischungsvorrichtungen weisen das Einperlen von Gas, das Rühren der Flüssigkeit und das Ausströmen von Gas in der Flüssigkeit auf.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist auf eine Gasausstoßvorrichtung gerichtet, die einen Verdampferabschnitt aufweist, um eine Flüssigkeitseinspeisung zu verdampfen, um eine Dampfeinspeisung zu erzeugen, wobei der Verdampferabschnitt ein Kapillarrohr besitzt, und eine Heizvorrichtung, die das Kapillarrohr umgibt, und einen Ausgabekopf zur Ausgabe der Dampfeinspeisung zu einem Substrat, welches in einer Verarbeitungskammer positioniert ist, wobei der Verdampferabschnitt und der Ausgabekopf als eine thermisch integrale Einheit ausgeführt sind. In dieser Vorrichtung verdampft eine Kombination eines Kapillarrohrs und eines Hochtemperaturwärmetauschers wirkungsvoll die Flüssigkeitseinspeisung, und gleichzeitig kann die Dampfeinspeisung zu der Verarbeitungskammer geliefert werden, ohne Temperaturveränderungen während des Übergangs unterworfen zu sein, so daß eine qualitativ hochwertige Filmablagerung unter stabilen thermodynamischen Bedingungen erzeugt werden kann.
  • In der oben beschriebenen Vorrichtung können der Verdampferabschnitt und der Ausgabekopf in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sein. In diesem Fall wird eine Dampfeinspeisung zu dem Gasauslaßkopf auf einem am kürzesten möglichen Pfad geliefert, ohne durch Rohrleitungen laufen zu müssen, so daß die Gaseinspeisung zu der Prozeßkammer geliefert werden kann, ohne einer vorzeitigen Verschlechterung oder ohne Ausscheidungsreaktionen unterworfen zu werden. Es ist auch zulässig, daß das Gehäuse mit einem gemeinsamen Durchlaß für ein thermisches Medium versehen ist. Ein solcher Aufbau gestattet einen einfachen Ausgabekopf, der eine erwünschte Temperatur halten kann.
  • Bei der oben dargelegten Vorrichtung können Mittel zum Verhindern einer qualitativen Verschlechterung vorgesehen werden, um zu verhindern, daß die Qualität der durchlaufenden Flüssigkeitseinspeisung in einer stromaufwärts liegenden Region der Heizmittel durch Aufheizungseffekte der Heizmittel beeinflußt wird. In diesem Fall kann verhindert werden, daß die Aufheizungseffekte des Hochtemperaturwärmetauschers, der in einer stromaufwärts liegenden Region der Vorrichtung angeordnet ist, die Qualität der vorverdampften Flüssigkeitseinspeisung verschlechtert wird.
  • Der Verdampferabschnitt und der Ausgabekopf können gemeinsam einen Flußeinstellraum verwenden, der einer doppelten Funktion dient, nämlich der Absorption von Expansionseffekten einer Dampfeinspeisung, die aus einer Flüssigkeitseinspeisung erzeugt wird, und die Verteilung der Dampfeinspeisung zu einer Vielzahl von Düsenlöchern in dem Einspritzkopf. In diesem Fall wird die Dampfeinspeisung in einen Einstellraum für einen thermisch vereinheitlichten Fluß zugelassen, und wird direkt auf das Substrat ausgegeben. Daher muß die Dampfeinspeisung nicht durch einen Extrapfad laufen, bevor sie in die Prozeßkammer eintritt, so daß die Qualität der Dampfeinspeisung beibehalten wird und eine Verstopfung verhindert wird. Der Flußeinstellraum kann in einer Kegelform gebildet werden. Und der Flußeinstellraum kann mit einem Prozeßgaslieferdurchlaß in Verbindung sein. In einer solchen Vorrichtung kann die kinetische Energie des abfallenden Gases verwendet werden, um eine gleichförmige Vermischung der Dampfeinspeisung selbst oder der Dampfeinspeisung und eines Oxidierungsgases oder der Dampfeinspeisung und eines Trägergases zu erzeugen.
  • Ein weitere Aspekt der Gaseinspritzungsvorrichtung weist einen Verdampferabschnitt auf, der eine Aufheizungsvorrichtung besitzt, die ein Kapillarrohr umgibt, um eine Flüssigkeitseinspeisung zu transportieren, welcher mit einem Ausgabekopf zur Ausgabe einer Dampfeinspeisung zu einem Substrat auszugeben, welches in einer Prozeßkammer positioniert ist, wobei der Verdampferabschnitt und ein Ausgabekopf in einer thermisch isolierenden Abdeckungseinheit aufgenommen sind. Die gleichen Vorteile wie oben beschrieben werden erreicht, während man die einfache Konstruktion beibehält.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Gesamtansicht eines Dünnfilmablagerungssystems basierend auf der Verdampfungsvorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 2A ist eine Querschnittsansicht des Aufheizungsabschnittes in dem Verdampferabschnitt, der in 1 gezeigt ist.
  • 2B ist ein weiteres Beispiel davon.
  • 3A und 3B sind andere Beispiele des Aufheizungsabschnittes des Verdampfers.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels des Verdampferabschnittes der vorliegenden Erfindung.
  • 5A bis 5D sind Querschnittsansichten von anderen Beispielen des Verdampferabschnittes, die nicht durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt werden und als solches keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.
  • 6A und 6B sind Querschnittsansichten von noch weiteren Beispielen des Verdampferabschnittes.
  • 7A und 7B sind Querschnittsansichten von weiteren Beispielen des Verdampferabschnittes, und 7C bezieht sich auf eine Kontrastanordnung.
  • 8A und 8B sind Querschnittsansichten von noch weiteren Beispielen des Verdampferabschnittes.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, die durch eine Ebene A-A in 8A gesehen wird.
  • 10A und 10B sind Querschnittsansichten von verjüngten Kernabschnitten in dem Verdampferabschnitt.
  • 11A ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung, und 11B und 11C sind Querschnittsansichten in Querrichtung eines Kernverdampferabschnittes.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verdampferabschnittes.
  • 13A und 13B sind Querschnittsansichten durch die Ebene A-A des in 12 gezeigten Verdampferabschnittes.
  • 14 ist eine weitere Heizungsbauart des Verdampferabschnittes.
  • 15A ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung und die 15B und 15C sind Querschnittsansichten von einer weiteren Kernbauart des Verdampferabschnittes.
  • 16A und 16B sind Querschnittsansichten von Verdampferabschnitten mit einer Bauart eines bewegbaren Kerns.
  • 17A und 17B sind Querschnittsansichten von Verdampferabschnitten einer Bauart mit entfernbarem Kern.
  • 18A und 18B sind Querschnittsansichten von weiteren Verdampferabschnitten mit bewegbarem Kern.
  • 19 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Verdampferabschnittes einer Bauart mit bewegbarem Kern.
  • 20 ist eine Querschnittsansicht eines Verdampferabschnittes der Bauart mit porösem Kern.
  • 21 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels eines Kerngliedes mit Substanzeinlaßdüsen.
  • 22 ist eine schematische Gesamtansicht eines Gasausgabekopfes der vorliegenden Erfindung.
  • 23 ist eine schematische Gesamtansicht eines weiteren Gasausgabekopfes der vorliegenden Erfindung.
  • 24 ist eine schematische Ansicht einer chemischen Dampfablagerungsvorrichtung bzw. CVD-Vorrichtung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
  • 25 ist eine schematische Ansicht einer weiteren chemischen Dampfablagerungsvorrichtung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
  • 26 ist ein Beispiel einer Gaslösungsvorrichtung in einer Flüssigkeitseinspeisung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
  • 27 ist ein weiteres Beispiel der Gaslösungsvorrichtung in einer Flüssigkeitseinspeisung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
  • 28 ist ein weiteres Beispiel der Gaslösungsvorrichtung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
  • 29 ist ein weiteres Beispiel der Gaslösungsvorrichtung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
  • 30 ist ein weiteres Beispiel der Gaslösungsvorrichtung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
  • 31 ist eine Querschnittsansicht einer Gasausgabevorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 32 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Gaseinspritzvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 33 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Gaseinspritzvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 34 ist eine schematische Darstellung des Phasendiagramms des Materials, welches in der Vorrichtung zur chemischen Dampfablagerung verwendet wird.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt werden. Der Verdampferabschnitt der vorliegenden Erfindung ist insbesondere wirksam bei der Herstellung von Dämpfen aus einer Flüssigkeitseinspeisung, die durch Lösung von organometallischen Verbundstoffen von Substanzen hergestellt wird, wie beispielsweise Titan, Barium, Strontium, Blei, Zircon, Bismuth, Tantal, Niob und Lanthanum, und zwar in organischen Lösungsmitteln. Bei der folgenden Darstellung sind stromaufwärts und stromabwärts Ausdrücke, die verwendet werden, um irgend eine Stelle innerhalb des Systems relativ zur Einspeisungsquelle 10 zu bezeichnen (stromaufwärts) und die Auslaßöffnung für verbrauchtes Gas (stromabwärts).
  • 1 zeigt eine Gesamtansicht des chemischen Dampfablagerungssystems bzw. CVD-Systems (CVD = chemical vapor deposition), welches den Verdampferabschnitt der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Vorrichtung weist eine Versorgungsquelle 10 für eine Flüssigkeitseinspeisung auf, die einen Einspeisungsspeicher 12 für eine Flüssigkeitseinspeisung L aufweist; ein Einspeisungsrohr 14, welches mit der Versorgungsquelle 10 verbunden ist, und eine Einspeisungsliefereinrichtung, die eine Einspeisungspumpe 16 aufweist, und eine Flußsteuervorrichtung 18, um eine Feinsteuerung der Flußrate und eine Glättung der Flußimpulse vorzusehen.
  • Entlang des Einspeisungsrohrs 14 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Flußsteuervorrichtung 18 ist ein Abschnitt 20 zur Verhinderung der Verdampfung vorgesehen. Direkt stromabwärts dieses Abschnittes ist ein Verdampferabschnitt 22 vorgesehen, um sofort die Flüssigkeitseinspeisung zu verdampfen, in dem die Flüssigkeitseinspeisung L einer hohen Temperatur und einem niedrigen Druck ausgesetzt wird. Der Verdampferabschnitt 22 ist mit einer Einspeisungsgaseinspritzvorrichtung 30 in Verbindung, die innerhalb dieser Prozeßkammer 28 vorgesehen ist, und zwar mittels eines Gaslieferrohrs 26, welches durch eine Heizung 24 aufgeheizt wird. Die Gasausgabe vorrichtung 30 steht in Verbindung mit einem Liefenohr 32 für ein Reaktionsgas (oxidierendes Gas), welches eine Heizung und eine Flußeinstellvorrichtung besitzt.
  • Der Verdampferabschnitt 22 weist einen Heizungsabschnitt 36 auf, der als eine Mantelheizung hergestellt ist, in der ein thermisches Medium mit hoher Temperatur enthalten ist, um ein großes Volumen von stetiger Wärme zu liefern. Wie in 2A gezeigt, weist der Aufheizungsabschnitt 36 ein Kapillarrohr 14a auf, welches durch die Mantelheizung 38 läuft, um eine große Wärmeaufnahmefläche pro Volumeneinheit der Flüssigkeitseinspeisung vorzusehen (Verhältnis der Wärmeaufnahmefläche). Das thermische Medium kann ein Öl mit hoher thermischer Kapazität sein, und wird, wie in 1 gezeigt, durch einen Hochtemperaturwärmetauscher 40 aufgeheizt, der innerhalb der Mantelheizung 38 vorgesehen ist. Der Verdampferabschnitt 22 wird auf einem niedrigen Druck durch eine Vakuumpumpe 34 gehalten, die stromabwärts der Filmablagerungskammer 28 angeordnet ist.
  • Verschiedene Beispiele der Konstruktion des Heizungsabschnittes 36 sind im folgenden gezeigt. In 3A wird das Kapillarrohr 14a durch eine Heizung 42 aufgeheizt, ohne eine Ummantelungsheizung zu verwenden; in 3B wird eine externe Heizung 42 verwendet, um das Medium aufzuheizen, welches in der Ummantelungsheizung 38 fließt. Wie in 4 gezeigt, ist es auch möglich, einen externen Tank 44 zu verwenden, um das Medium aufzuheizen, und das aufgeheizte Medium zur Ummantelungsheizung 38 durch eine Pumpe 46 und einen Zirkulationspfad 48 zu zirkulieren. Durch Anpassung solcher Konstruktionen wird es möglich, ausreichend Wärme zum Verdampferabschnitt 22 zu liefern, während die nachteiligen Heizungseffekte des Abschnittes 20 zur Verhinderung der Verdampfung minimiert werden.
  • Bei der Konstruktion des oben dargelegten Heizungsabschnittes ist das Wärmeaufnahmeoberflächengebiet S pro Volumeneinheit V der Flüssigkeit, wenn "d" der Innendurchmesser des Kapillarrohrs 14a ist und "S = πd" die Wärmeaufnahmefläche pro Längeneinheit ist; und das Volumen der Flüssigkeit V = πd2/4, dann ein Verhältnis H1 ausgedrückt wie folgt: H1 ∞ S/V = 4/d.
  • Daher steigt die Wärmemenge invers proportional zu d. Wenn d gleich 2 mm oder weniger ist, kann die Verdampfung ausreichend schnell ausgeführt werden, um gute Ergebnisse vorzusehen.
  • Der Abschnitt 20 zur Verhinderung einer Verdampfung wirkt als Vorbereitungsabschnitt um die Strömungsmitteleinspeisung bereit dafür zu machen, daß sie sofort in dem Verdampferabschnitt 22 verdampft wird, während die Zersetzung oder die Verschlechterung der Flüssigkeitseinspeisung L unterdrückt wird, bis sie zum Verdampfer geliefert wird. Der Abschnitt 20 zur Verhinderung der Verdampfung weist einen Niedertemperaturwärmetauscher 52 auf, der ein Strömungsmittel bei einer gegebenen Temperatur von einem Tank 50 mit konstanter Temperatur aufnimmt. Gemäß dieser Konstruktion kann das Einspeisungsrohr 14 innerhalb des Niedertemperaturwärmetauschers 52, das Einwegventil 52 und die Flüssigkeitseinspeisung L auf einer Temperatur Ty gehalten werden, beispielsweise für einen in 34 gezeigten Punkt Y, und zwar ungeachtet der Veränderungen der Umgebungstemperaturen. Das Einweg-Ventil 54 verhindert, daß der negative Druck auf der Verdampferabschnittseite nachteilig die Steuerung beeinflußt.
  • Der Betrieb des Verdampferabschnittes wird als nächstes erklärt. Die Flüssigkeitseinspeisung L, die in dem Einspeisungsspeicher 12 gespeichert wird, wird durch die Einspeisungspumpe 16 zur Flußsteuervorrichtung 18 entlang des Einspeisungsrohrs 14 geliefert, um die Flußrate zu steuern und die Impulse zu glätten. Die Flüssigkeitseinspeisung L tritt dann in den Abschnitt 20 zur Verhinderung einer Verdampfung ein, wo sie auf einer Temperatur Ty und einem Druck Py gehalten wird. Diese vorbereitende Temperatur wird so gewählt, daß sie nicht die Flüssigkeitseinspeisung eine Zersetzung oder Verschlechterung erfahren läßt, ermöglicht es jedoch immer noch, daß sie die Verdampfungstemperatur schnell erreicht, sobald sie in den Verdampferabschnitt 22 geliefert wird.
  • Die Flüssigkeitseinspeisung L, die in den Verdampferabschnitt 22 eintritt, geht in einen Hochtemperaturwärmetauscher 40 mit einer doppelwandigen Struktur, die das Kapillarrohr 14a und das äußere Rohr (Ummantelung) 38 aufweist. Bei dieser Art einer Anordnung kann eine große Wärmemenge von dem thermischen Medium auf hoher Temperatur innerhalb der Ummantelungsheizung 38 zu der Flüssigkeitseinspeisung L durch das Kapillarrohr fließen, daher steigt die Temperatur der Flüssigkeitseinspeisung L sofort, und ihr Druck fällt auch schnell durch den Effekt der stromabwärts angeordneten Vakuumpumpe 34 ab. Das Ergebnis ist, daß die Flüssigkeitseinspeisung verdampft, während sie einen Punkt Z in der Verdampfungsregion erreicht, wie in 34 gezeigt.
  • Der Niedertemperaturwärmetauscher 52 des Abschnittes 20 zur Verhinderung der Verdampfung und der Hochtemperaturwärmetauscher 40 des Verdampferabschnittes 22 sind sehr nahe aneinander angeordnet, und zwar mit einem kleinen Trennraum, und ein steiler Temperaturgradient ist in dem Einspeisungsrohr 14 in dieser Region vorhanden. Daher läuft die Flüssigkeitseinspeisung L durch die Region (c), was sofort zu einer vollständigen Verdampfung in der Region (b) führt, und zwar ohne eine Verschlechterung oder eine vorzeitige Verdampfung des Lösungsmittels, und die Dampfeinspeisung mit einer korrekten Zusammensetzung und Gleichförmigkeit wird zu dem Substrat innerhalb der Prozeßkammer 28 geliefert.
  • Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wurde der Einspeisungspfad durch das Kapillarrohr 14a1 gebildet, wie in 2A gezeigt, es ist jedoch zulässig, ein flaches rechteckiges Rohr 14a2 zu verwenden, wie beispielsweise jenes, welches in 2B gezeigt ist. Beide dieser Formen sind wirksam bei der Steigerung des Flußvolumens der Flüssigkeitseinspeisung, während die gleichen Schnellaufheizungseffekte beibehalten werden. Ebenfalls gibt es in diesem Ausführungsbeispiel eine Flüssigkeitseinspeisung L und einen Ein speisungsspeicher 12, es ist jedoch möglich, eine Vielzahl von Flüssigkeitseinspeisungen L anzuordnen, die in Einspeisungsspeichern 12 gespeichert bzw. bevorratet sind, und nach der Vermischung der Flüssigkeiten L in einem (nicht gezeigten) Mischer wird die vermischte Flüssigkeitseinspeisung zu dem Abschnitt 20 zur Verhinderung einer Verdampfung geliefert, und dann zum Verdampferabschnitt 22, um schließlich die vermischte Dampfeinspeisung zur Prozeßkammer 28 zu liefern.
  • 5A zeigt ein Beispiel des Verdampferabschnittes, der keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet. Diese Vorrichtung hat einen Expansions- bzw. Erweiterungsabschnitt 56, bei dem der Durchmesser des Kapillarrohrs 14a in dem Verdampferabschnitt 22 allmählich in dem stromabwärts laufenden Teil der Vorrichtung expandiert. Der Erweiterungsabschnitt 56 ist so ausgelegt, daß er eine Schwierigkeit bei der Verdampfung verhindert, die durch einen Druckanstieg mit sich gebracht wird, der auftreten würde, wenn der Durchmesser über den gesamten Verdampfer konstant bleibt, wenn die Flüssigkeitseinspeisung L dort hinein aufgeheizt wird. Dies dient auch dazu, die Temperaturveränderungen aufgrund der adiabaten Expansion durch sanftes Ausdehnen des Volumens zum Einspeisungsrohr zu steuern, während der Druckverlust der Dampfeinspeisung unterdrückt wird. Daher ist der Verdampferabschnitt 56 am besten an einer Stelle im Verdampfer gelegen, wo die Flüssigkeitseinspeisung beginnt, zu expandieren, in dem sie die notwendige latente Wärme gewinnt, nachdem sie eine sensible Wärme in dem linearen Abschnitt erreicht hat, um die Verdampfungstemperatur zu erreichen. Wenn die Expansionsrate zu extensiv ist, kann die Wärmeversorgung von der Kapillarrohrwand nicht ausreichen, um die Dampfbildung zu vollenden, so daß der Verdampfungswirkungsgrad schlechter werden kann. Daher sollte der Winkel q des Erweiterungsabschnittes 56 geringer als 14 Grad sein und vorzugsweise geringer als 5 Grad. 5B zeigt einen zweistufigen Expansions- bzw. Erweiterungsabschnitt 56a, 56b, der keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, und der jeweilige Winkel q1 für die Stufe 1 sollte geringer als 5 Grad sein und q2 für die Stufe 2 sollte geringer als 14 Grad sein.
  • 5C zeigt ein Beispiel des Expansions- bzw. Erweitungsabschnittes 56c, der keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, wo die im Querschnitt gezeigten Durchmesser allmählich zum Ausgang hin ansteigen. Entsprechend ist es durch Anpassung einer schrittweisen oder kontinuierlichen Veränderung im Innendurchmesser möglich, plötzliche Veränderungen des Druckes der Flüssigkeitseinspeisung zu verhindern, um einen wirkungsvollen Verdampfungsprozeß zu erzeugen. In diesem Beispiel ist das Profil des Expansionsabschnittes 56c in einem Querschnitt ausgelegt, um in einer Region zu liegen, die von den Kurven C1 und C2 umgeben wird, die von gestrichelten Linien in 5C gezeigt wird. Dieses Gebiet wird von folgenden Formeln definiert: (r – r0)/(r1 – r0) ≥ (L/L1)10 und (r – r0)/(r1 – r0) ≤ (L/L1)2 wobei L eine Distanz von einem Startpunkt P0 des Expansionsabschnittes 56c zu irgend einem Punkt P ist; wobei r ein Radius des Querschnittes auf einer Distanz L ist; wobei L1 eine Distanz an einem Endpunkt P1 des Expansionsabschnittes 56c vom Startpunkt P0 ist; wobei r0 ein Radius eines Querschnittes beim Startpunkt P0 ist; wobei r0 ein äquivalenter Radius eines Querschnittes beim Endpunkt P1 ist.
  • Und wie in 5D gezeigt, ist der Winkel θ0, der durch eine Tangentenlinie beim Startpunkt P0 des Expansionsabschnittes 56c und eine Linie "r = r0" gebildet wird, nicht weniger als 0 Grad und nicht mehr als 5 Grad, so daß der Expansionsabschnitt 56c sanft auf den geraden Teil des Verdampferabschnittes 22 folgt. Gemäß dieser Konstruktion kann der wirkungsvollste Dampfbildungsprozeß in einer Form ausgeführt werden, die durch Verbindung der Endpunkte der Radien geformt werden kann.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist der Verdampferabschnitt 22 profiliert, so daß er einen kreisförmigen Querschnitt hat. Jedoch kann der Expansionsabschnitt, der andere Querschnitte hat, wie beispielsweise eine Ellipse oder ein Rechteck, auch allmählich ansteigende Durchmesser haben. In diesem Fall wird ein äquivalenter Radius anstelle des tatsächlichen Radius verwendet. Der äquivalente Radius r wird durch folgende Formel definiert: r = (A/π)1/2 wobei A die Querschnittsfläche bei L ist.
  • Die 6A, 6B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel um zu verhindern, daß die Druckeffekte des Verdampferabschnittes 22 die Leistung des Abschnittes 20 zur Verhinderung der Verdampfung beeinflussen. 6A zeigt ein eingeschränktes Kapillarrohr 58a mit einem verjüngten Hals in dem Kapillarrohr zwischen dem Verdampferabschnitt 22 und dem Abschnitt 20 zur Verhinderung der Verdampfung. 6B zeigt einen Fall um das Kapillarrohr mit einer Zumeßöffnung 58b zu ersetzen. Es ist klar, daß solche Einschränkungsabschnitte 58a, 58b dahingehend wirksam sind, daß sie den Effekt des Druckes in dem Verdampferabschnitt 22 dahingehend abpuffern, daß er die Leistung des Abschnittes 20 zur Verhinderung der Verdampfung beeinflußt. Ebenfalls ist das Einwegventil 60 in beiden Fällen auf der stromaufwärts liegenden Seite des Abschnittes 20 zur Verhinderung der Verdampfung vorgesehen, und durch geeignete Einstellung des Stellenwertes wäre es möglich, den gleichen Effekt zu erreichen.
  • 7A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem in dem Abschnitt 20 zur Verhinderung der Verdampfung ein Einwegventil 62 auf dem Kapillarrohr 14a in dem Niedertemperaturwärmetauscher 52 vorgesehen ist. Dieses Einwegventil 62 hat ein elastisches Federglied 66, welches das Ventilglied 64 in Spannung vorspannt, wie in 7B gezeigt, und zwar zur stromaufwärts liegenden Seite des Flußpfades, so daß das Ventilglied 64 gegen den Ventilsitz 68 gedrückt wird. Diese Konstruktion ist im Gegensatz zu jener zu sehen, die in 7C gezeigt ist, wobei das Einweg-Ventil 62a eine Druckkraft des Federgliedes verwendet, welches auf der stromabwärts liegenden Seite des Ventilgliedes 64 angeordnet ist, was zur Folge hat, daß die Flüssigkeitseinspeisung L um die Feder eine Stagnation an einer Stelle bewirkt, die für die thermischen Effekte und Druckeffekte des Verdampferabschnittes 22 empfindlich ist. Die in den 7A oder 7B gezeigte Konstruktion ist überlegen, weil sie die Bildung einer Stagnation und einer konsequenten Verschlechterung der Qualität der Flüssigkeitseinspeisung L verhindern kann.
  • 8A, 8B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Lieferpfad 14 ein äußeres Rohr 70 und ein Kernglied 72 aufweist, welches einen kleinen Spielraum dazwischen hat. Eine ringförmige Querschnittsansicht des Lieferpfades 14 ist in 9 gezeigt. Der Außendurchmesser des Kerngliedes 72 ist d1, der Innendurchmesser des äußeren Rohres 70 ist d2, dann ist das Wärmeaufnahmeflächenverhältnis H2 zur Bezeichnung des Wärmeaufnahmeoberflächengebietes des Kapillarrohrs pro Volumeneinheit der Flüssigkeitseinspeisung proportional zum Verhältnis der Wärmeaufnahmefläche "S = πd2" zum Volumen "V = π(d2 2 – d1 2)/4"; daher gilt, H2 ∞ S/V = 4d2/(d2 2 – d1 2).
  • Weil gilt (d2 ≅ d1) gilt, H2 ∞ S/V = 2/(d2 – d1).
  • so daß das Verhältnis ungefähr umgekehrt proportional zur Differenz der Radien (d2 – d1) ansteigt. Diese Konstruktion gestattet, daß ein höherer Verdampfungswirkungsgrad im Vergleich zu dem einfachen in 1 gezeigten Kapillarrohr 14a erhalten wird, während das Querschnittsgebiet des Flüssigkeitspfades zum Halten des Dampfvolumens beibehalten wird. Die in 8B gezeigte Konstruktion entspricht einem in 5B gezeigten zweistufigen Expansionsabschnitt.
  • 10A zeigt ein gerades Kernglied 72a, welches in dem Verdampferabschnitt 22 vorgesehen ist, und 10B zeigt einen Fall eines kegelförmigen Kerngliedes 72b in der gleichen Richtung. Die in 10B gezeigte Konstruktion ermöglicht es, die Drucksteigerung zu steuern, ohne die Pfadbreite zu steigern, wodurch eine wirksame Verdampfung vorgesehen wird und es ermöglicht wird, Wärme sanft ohne Steigerung des Verhältnisses H zu liefern.
  • Die 11A bis 11C zeigen Veränderungen der Kernform, die einen ausgeschnittenen Abschnitt besitzt, der entlang der Flußrichtung ausgeführt ist. Das Kernglied 72h in 11B hat einen ventilatorförmigen Querschnittsauschnittsabschnitt 73 mit einem gegebenen eingeschlossenen Winkel. 11C zeigt einen Fall eines Kerngliedes 72i mit einem Ausschnittabschnitt 73a mit einer nach innen gerichteten Öffnung. Diese Art von Konstruktionen des Verdampferabschnittes 22 bieten eine Region A zur Begünstigung einer Verdampfung, die von einer eng beabstandeten Region gebildet wird, und eine Druckpufferregion B, die durch den breiten Durchlaß gebildet wird. Die Konstruktion ist dahingehend wirksam, daß sie die Drucksteigerung über den gesamten Verdampferabschnitt verteilt, so daß auch wenn eine plötzliche Steigerung der Dampfbildung in der Region A auftreten sollte, die Drucksteigerung durch die Druckpufferregion B abgedämpft werden kann, wodurch eine Steigerung des Verdampfungswirkungsgrades erreicht werden kann.
  • 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wo ein feines Rohr 74 in das Kernglied 72c eingeführt wird, um einen weiteren Flußdurchlaß für ein thermisches Medium zu bilden, so daß die Flüssigkeitseinspeisung L in dem Strömungsmitteldurchlaß 14 sowohl von der Innenseite der Wand, als auch von der Außenseite der Wand des Durchlasses aufgeheizt wird. In diesem Beispiel wird der Lieferpfad 14 zwischen dem Abschnitt 20 zur Verhinderung der Verdampfung zum Verdampferabschnitt 22 um 90 Grad abgebogen, um eine Gegenwirkung mit dem thermischen Durchlaß des Kerngliedes 72c zu verhindern. Das Wärmeaufnahmeflächenverhältnis H8 ist in diesem Fall proportional zur Fläche "S = π(d2 + d1)", und dem Volumen "V = π(d2 2 – d1 2)/4", wie in 13A gezeigt; daher gilt H2 ∞ S/V = 4d2/(d2 – d1)/(d2 2 – d1 2) = 4/(d2 – d1).
  • Es ist zu sehen, daß der Verdampfungswirkungsgrad in diesem Fall doppelt so hoch ist wie in dem Fall der 9. 13B zeigt einen Fall der Formgebung des Rohrs 70 und des Kerngliedes 72 zu einer rechteckigen Form. Diese Konstruktion gestattet eine höhere Flußrate, während sie den gleichen Aufheizungseffekt beibehält.
  • 14 zeigt ein weiteres Beispiel, wie Wärme zur Flüssigkeitseinspeisung L von außerhalb und von innerhalb eines ringförmigen Flußpfades geliefert werden kann, wobei eine Heizung 76 und ein Temperatursensor 78 innerhalb des Kerngliedes 72d in dem Verdampferabschnitt 22 vorgesehen sind. In diesem Fall ist das Kernglied 72d so angeordnet, daß es durch den Abschnitt 20 zur Verhinderung der Verdampfung läuft, jedoch ist auch ein Isolationsmaterial 80 zwischen dem Verdampferabschnitt 22 und dem Abschnitt 20 zur Verhinderung der Verdampfung vorgesehen, um Wärmeaustauschvorgänge dazwischen zu verhindern. Diese Anordnung ist vorteilhaft, weil ein elektrischer Draht anstelle eines Rohrs verwendet werden kann, so daß die Konstruktion vereinfacht wird und eine feine Steuerung über die Temperatur durch eine Anwendung eines Sensors 78 ausgeführt werden kann.
  • 15A bis 15C zeigen Veränderungen der Form des Kerngliedes mit einer in 14 gezeigten internen Heizung. In diesem Fall hat das Kernglied einen Ausschnittsabschnitt, der in Richtung des Strömungsmittelflusses ausgeführt ist. In 15B hat das Kernglied 72j einen Ausschnittsabschnitt 73 mit einem ventilatorförmigen Querschnitt mit einem gegebenen eingeschlossenen Winkel. In 15C hat das Kernglied 72k einen rohrförmig ausgeschnittenen Abschnitt 73b mit einer nach innen gerichteten Öffnung.
  • Diese Konstruktionen sehen somit sowohl die Region A zur Begünstigung der Verdampfung als auch die Region B zur Pufferung des Druckes vor, und durch Aufheizung der Flüssigkeitseinspeisung L von innen genauso wie von außen des Strömungsmittelpfades wird irgend eine Steigerung des Druckes in der Region A in der Region B absorbiert, wodurch der Druck über den Verdampferabschnitt abgesenkt wird, um den Verdampfungswirkungsgrad zu steigern.
  • 16A zeigt noch eine weitere Variation des Kerngliedes, die frei aus dem Lieferpfad zu entfernen ist. In diesem Fall schneiden sich der Abschnitt 20 zur Verhinderung der Verdampfung und der Verdampferabschnitt 22 in rechten Winkeln, und das äußere Rohr 82 in dem Verdampferabschnitt 22 ist an dem Oberteil offen, und ein Kernglied 72e mit einem Abschnitt 84 mit großem Durchmesser wird in das äußere Rohr 82 eingeführt. Der äußere Umfang des Abschnittes 84 mit großem Durchmesser hat ein O-Ringdichtungsglied 86, welches als eine hermetische Dichtung für das äußere Rohr 82 wirkt. Am Oberteil des äußeren Rohrs 82 ist eine Hubvorrichtung 88 angeordnet, um das Kernglied 72e anzuheben oder abzusenken.
  • Wenn in diesem Beispiel der feine Raum zwischen dem äußeren Rohr 82 und dem Kernglied 72e verstopft wird, oder wenn eine Möglichkeit einer solchen Gefahr existiert, können die folgenden Schritte unternommen werden, um den Raum zu reinigen. Durch Umschalten von gewissen (nicht gezeigten) Ventilen kann das Einspeisungsrohr 14 mit einem Reinigungsmittel gewaschen werden (wie beispielsweise dem Lösungsmittel, welches in der Flüssigkeitseinspeisung verwendet wird), welches zu einem Ablauf abgeführt werden kann, der auf der stromabwärts liegenden Seite des Verdampferabschnittes vorgesehen ist. Während das Reinigungsmittel durch den Pfad fließt, wird die Vorrichtung 88 betrieben, um das Kernglied 72e vertikal innerhalb des äußeren Rohrs 82 zu bewegen. Diese Anordnung ermöglicht es, eine Verstopfung im Lieferpfad zu verhindern oder diese zu reinigen bzw. zu entfernen, ohne das Vakuum des gesamten Filmablagerungsvorrichtungssystems zu unterbrechen.
  • 16B zeigt einen Fall einer seriellen Verbindung des Verdampferabschnittes 20 mit dem Abschnitt 22 zur Verhinderung einer Verdampfung. In diesem Fall wird die Größe des Kerngliedes 72f, die dem Einschränkungsabschnitt 58a entspricht, entlang der Achse verändert, so daß das Kernglied angehoben oder abgesenkt werden kann, um die Beabstandung des Einschränkungsabschnittes 58a einzustellen. In jedem Fall kann das Kernglied aufgeheizt werden, wie in dem vorherigen oben besprochenen Fall.
  • 17A und 17B zeigen noch eine weitere Veränderung der Kernform, in der das Kernglied 72m vollständig aus dem Verdampferabschnitt 22 entfernt werden kann. Dies wird möglich gemacht, in dem eine Auszugsregion 90 vorgesehen wird, die hermetisch von der außen liegenden Umgebung abgedichtet ist. Eine Hubvorrichtung 88 ist am Oberteil der Auszugsregion 90 vorgesehen, um das Kernglied 72m mittels einer Welle 91 anzuheben oder abzusenken. Die Hubvorrichtung 88 ist von der Auszugsregion 90 mittels eines Faltenbalgabschnittes 92 getrennt. Der Abschnitt 84 mit großem Durchmesser des Kerngliedes 72m ist mit einem O-Ring 86 versehen, um die Auszugsregion 90 und den Verdampferabschnitt 22 zu trennen. Am Oberteil der Auszugsregion 90 ist ein Auslaßrohr 93 für Reinigungsmittel vorgesehen.
  • Der Verdampfungsprozeß wird in einem Zustand ausgeführt, der in 17A gezeigt ist, wo das Kernglied 72m abgesenkt wird, um das Kernglied 72m in das Verdampferrohr 82 einzuführen, so daß ein ringförmiger Flüssigkeitspfad ausgebildet wird. Um einen Reinigungsprozeß auszuführen, wird das Kernglied 72m vollständig von dem Verdampferabschnitt 22 entfernt, wie in 17B gezeigt, und das Reinigungsmittel Cl wird von dem Auslaßrohr 93 für Reinigungsmittel geliefert, welches in dem Auszugsabschnitt 90 angeordnet ist. Das Reinigungsmittel Cl reinigt das Kernglied 72m, dann die Innenseite des Verdampferrohrs 82 und wird von dem Unterteil des Verdampferabschnittes abgelassen.
  • Weil bei diesem Reinigungsbetrieb das Kernglied 72m aus dem Verdampferrohr 82 herausgezogen wird, werden sowohl das Kernglied 72m als auch die Innenfläche des Verdampferrohrs 82 einem breiten Raum ausgesetzt, und daher kann eine große Menge des Reinigungsmittels Cl bei einem hohen Druck zur Reinigung verwendet werden. Es ist klar, daß das vorliegende Verfahren zur Reinigung einen viel höheren Reinheitsgrad im Vergleich zu dem Fall der Reinigung der engen ringförmigen Form erreicht.
  • 18A und 18B zeigen eine Veränderung des in den 17A und 17B gezeigten Ausführungsbeispiels, wobei das Kernglied 72m in zurückziehbarer Weise sowohl in dem Abschnitt zur Verhinderung einer Verdampfung als auch in dem Verdampferabschnitt eingeführt wird, die in Serie angeordnet sind. In diesem Beispiel hat das Kernglied 72m Abschnitte 75a, 75b mit unterschiedlichem Durchmesser, die durch den verjüngten Abschnitt 75c verbunden sind, der sich zum äußeren Ende davon verengt. Die inneren Durchlässe 82a, 82b und 82c des Abschnittes zur Verhinderung der Verdampfung und des Verdampferabschnittes sind so konfiguriert, daß sie ein dem Kernglied 72m entsprechendes Profil haben. Eine Hubvorrichtung 88 ist auch am Oberteil der Auszugsregion 90 vorgesehen, die am oberen Teil des Abschnittes 20 zur Verhinderung der Verdampfung vorgesehen ist.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Reinigungsprozeß ebenfalls ausgeführt durch Zurückziehen des Kerngliedes 72m aus dem Verdampferabschnitt 22, wie in 18B gezeigt, und indem man den gleichen Prozeß ausführt, wie oben für 17B beschrieben. Die inneren Durchlässe 82a, 82b und 82c in dem Abschnitt zur Verhinderung der Verdampfung werden gleichzeitig gereinigt durch Leiten des Reinigungsmittels von dem Versorgungsrohr 93. Durch Vorsehen von Abschnitten mit unterschiedlichem Durchmesser für das Kernglied 72m ist es nicht nötig, das gesamte Kernglied von dem Abschnitt 20 zur Verhinderung der Verdampfung zurückzuziehen, um einen Reinigungsraum zu bilden, der eine entsprechende Breite zum Leiten von Reinigungsströmungsmittel hat. Somit ist es möglich, den notwendigen Hub für das Kernglied 72m in einer solchen seriell angeordne ten Bauart der Verdampfervorrichtung zu verkürzen, was es ermöglicht, die Abmessungen der Vorrichtung zu minimieren.
  • Das in 19 gezeigte Beispiel ist auch ähnlich jenem, welches in 17 gezeigt ist, weist jedoch verjüngte Abschnitte 94a, 94b von gleichmäßig verjüngten Winkeln auf, die sowohl an dem Kernglied 72p als auch an dem Verdampferrohr 82 vorgesehen sind. In diesem Beispiel wird der Durchmesser in stromabwärts laufender Richtung kleiner, jedoch wird eine entgegengesetzte Konfiguration ebenfalls akzeptabel sein. Bei dieser Konstruktion ist es nicht notwendig, das Kernglied 72p vollständig aus dem Verdampferabschnitt zu entfernen, und ein teilweises Zurückziehen kann einen Reinigungsraum zwischen dem Kernglied 72p und dem Verdampferrohr 82 erreichen, um eine geeignete Menge von Reinigungsmittel Cl hindurch zu leiten.
  • 20 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem das Kernglied 72g mit einem internen Strömungsmittelpfad 90 und Düsenlöchern 92 auf der Außenfläche vorgesehen ist. Verschiedene Arten von Strömungsmitteln für verschiedene Zwecke können durch den internen Strömungsmittelpfad 90 und die Düsenlöcher 92 auf periodischer Basis oder wie erforderlich zum Verdampferabschnitt 22 geliefert werden. Die primären Zwecke dieser Konstruktion sind es, die Verdampfung zu verbessern und eine Verstopfung zu verhindern, was durch Lieferung eines Trägergases erreicht wird, weiter durch ein Lösungsmittel, welches bei der Vorbereitung der Flüssigkeitseinspeisung verwendet wird, oder bei anderen geeigneten Lösungsmitteln oder Reinigungsmitteln.
  • Ein Beispiel der Verwendung von Trägergas zur Verbesserung der Verdampfung wird dargelegt. In diesem Fall wird das Prozeßgas unter der Bedingung der vollständigen Verdampfung der Flüssigkeitseinspeisung L wie folgt ausgeführt: PVM/PT ≥ QM/(QM + QSV + QCG) wobei PVM ein Druck der Flüssigkeitseinspeisung bei einer Temperatur ist; wobei PT ein Gesamtdruck des Verdampferabschnittes ist; wobei QM eine Menge der metallischen Komponente ist; wobei QSV eine Menge des Lösungsmittels ist; und wobei QCG eine Menge des Trägergases ist. PVM ist ein temperaturabhängiger Parameter, und wenn die Temperatur konstant ist, ist er eine Konstante. Daher kann die Verdampfung verbessert werden, wenn das Lösungsmittel und das Trägergas durch die Düsenlöcher 92 im Kernglied 72g geliefert werden kann, ohne die Temperatur des Verdampferabschnittes 22 zu steigern.
  • Es sei bemerkt, daß das Trägergas, das Lösungsmittel und das Reinigungsmittel zum Eingangsteil des Verdampferabschnittes oder zu dem Raum zwischen dem Abschnitt zur Verhinderung der Verdampfung (VP-Abschnitt) und dem Verdampferabschnitt ausgelassen werden kann, wenn sie doch das Ziel ist, die stromabwärts liegende Stufe des Verdampferabschnittes zu reinigen, kann das Reinigungsmittel zum Ausgangsteil des Verdampfers ausgestoßen werden, um zu gestatten, daß eine große Menge von Reinigungsmittel geliefert werden kann.
  • 21 zeigt ein Beispiel einer solchen Vorrichtung, die als eine doppelwandige Ummantelungsheizung angeordnet ist, die ein thermisches Medium leitet. Ein verjüngter Expansionsabschnitt 70a ist auf der stromabwärts liegenden Seite des Kapillarrohrs 70 vorgesehen, welches den Verdampferabschnitt 22 bildet, und ein Substanzeinleitungsrohr 95 ist vorgesehen, um sich durch einen Abschnitt 70b mit großem Durchmesser zu erweitern, der an der stromabwärts liegenden Seite des Expansionsabschnittes 70b gelegen ist, der eine Öffnung hat, die zum Auslaß des Kapillarrohrs 70 weist. Das Substanzeinführungsrohr 95 kann durch ein Abschlußventil 96 mit irgend einer der Quellen für Trägergas, Lösungsmittel oder Reinigungsmittel verbunden werden. Ein Auslaßrohr 97 zum Auslaß der Dampfeinspeisung und zum Transport davon in die Filmablagerungskammer ist mit einem Abschnitt 70b mit großem Durchmesser weiter stromabwärts der Öffnung des Substanzeinleitungsrohrs 95 mittels eines nach oben abgeschrägten Abschnittes 98 ver bunden. Ein Bypaß- bzw. Umgehungsrohr 99 ist stromabwärts des Abschnittes 70b mit großem Durchmesser durch ein Abschlußventil 99a vorgesehen.
  • Bei dieser Konstruktion kann während des Verdampfungsprozesses ein Trägergas durch das Substanzeingangsrohr 95 mit einer Flußrate geliefert werden, die zur Menge der Flüssigkeitseinspeisung paßt, die eingeleitet wird, und zwar vom Flüssigkeitseinspeisungseingang zur Verdampfungsregion. Dieser Ansatz ist wirkungsvoller bei der Verbesserung des Verdampfungsprozesses im Vergleich zu dem Ansatz der Einleitung des Trägergases durch den Einlaß zum Verdampferabschnitt, weil die nicht verdampfte Menge des Dampfes in dem Verdampferabschnitt 22 verarbeitet werden kann durch Leiten einer großen Menge von Trägergas zu geeigneten Stellen in der Verdampfungsregion oder den stromabwärts liegenden Stellen, ohne durch die enge Ringform des Flüssigkeitspfades behindert zu werden.
  • Um eine Reinigung während des laufenden Verdampfungsprozesses auszuführen, werden Lösungs- oder Reinigungsmittel durch den nach oben geneigten Abschnitt 98 eingeleitet und aus einem Bypaß- bzw. Umgehungsrohr 99 ausgelassen, um eine effektive Reinigung des Verdampferabschnittes 22 auszuführen. Es ist auch zulässig, diese Substanzen gleichzeitig von stromaufwärts liegenden Stellen einzuleiten. In dem man dies tut, können schwierig zu erreichende Stellen, wie beispielsweise der Expansionsabschnitt 70a aufgrund der Stagnation des Reinigungsmittels, welches von stromaufwärts liegenden Stellen eingeleitet wird, effektiv gereinigt werden, indem ermöglicht wird, daß eine solche Stelle mit Reinigungsmittel geflutet wird.
  • Es sei bemerkt, daß weil der nach oben geneigte Abschnitt 98 in dem Auslaßrohr 97 vorgesehen ist, eine nicht verdampfte Flüssigkeitseinspeisung oder eine wieder kondensierte Flüssigkeit, (die zuvor verdampft worden ist) in diesem Abschnitt 98 erneut kondensiert wird, was somit verhindert, daß solche Flüssigkeiten in die Filmablagerungskammer eintreten, die stromabwärts gelegen ist.
  • 22 ist eine schematische Zeichnung des gesamten Verdampfungssystems gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Diese Anordnung ist ähnlich jener, die in 1 gezeigt ist, jedoch ist die Konstruktion der Nieder- und Hochtemperaturwärmetauscher geringfügig anders, und eine Trägergasleitung ist ein zusätzliches Merkmal. In diesem System basiert die Vorrichtung zur Verhinderung einer Verdampfung auf einer Peltier-Vorrichtung 123, und statt dem Einweg-Ventil wird ein Abschlußventil 121 verwendet.
  • Die Verdampfungsvorrichtung ist ein doppelwandiger Hochtemperaturwärmetauscher 108 mit einem Kapillarrohr 125, welches in einer Schraubenform gewickelt ist, und ein Hochtemperaturöl 116, welches von einem Öltank 114 mit konstanter hoher Temperatur geliefert wird, fließt um das Kapillarrohr 125. Nachdem es vollständig in dem Hochtemperaturwärmetauscher 108 verdampft worden ist, tritt die Dampfeinspeisung in eine Region mit großem Durchmesser des Kapillarrohrs 125. Die Dampfeinspeisung läuft durch eine Expansionsdüse 122, um unerwünschte Druckfluktuationen und einen turbulenten Fluß zu verhindern. Ein Trägergas 120 wird in das Einspeisungsrohr 104 am Auslaß des Hochtemperaturwärmetauschers 124 zugeleitet, um die Dampfeinspeisung zur Oberfläche des Substrates W in der Ablagerungskammer 110 zu transportieren.
  • Die Oberflächentemperatur des Kapillarrohrs 125 im Hochtemperaturwärmetauscher 108 wird konstant gehalten durch Zirkulation eines Hochtemperaturöls 116 um das Rohr 125, so daß die Flüssigkeitseinspeisung L in dem Kapillarrohr 125 schnell und gleichförmig aufgeheizt wird und kontinuierlich mit einer konstanten Rate verdampft wird. Weil es ein konstantes Ausmaß an Druckverlust aufgrund der Dampfeinspeisung gibt, die in einem feinen Rohr über eine gewisse Distanz läuft, hält die Dampfeinspeisung, die in dem Abschnitt 22 zur Verhinderung der Verdampfung enthalten ist, der auf der stromaufwärts liegenden Seite des Systems angeordnet ist, einen konstanten Druck aufrecht. Gleichzeitig wird die Flüssigkeitseinspeisung durch die Peltier-Vorrichtung 123 auf eine gegebene Temperatur gekühlt, so daß ir gend eine vorzeitige Verdampfung der Flüssigkeitseinspeisung oder des Lösungsmittels streng verhindert wird. Aus diesem Grund eliminiert das System die Probleme einer Teilverdampfung oder einer Ausscheidung, die durch Unterschiede der Siedepunkte der Substanzen bewirkt wird, die in der Flüssigkeitseinspeisung enthalten sind.
  • 23 zeigt noch ein weiteres Verdampfungssystem der vorliegenden Erfindung. Der Verdampferabschnitt ist der gleiche wie jener, der in 22 gezeigt ist, jedoch ist dieses System mit einem Reinigungsabschnitt versehen. Dieses System ermöglicht es, daß drei unterschiedliche Prozesse durch Umschaltvorgänge ausgeführt werden. Die Vorrichtung weist einen Reinigungsmitteltank 129 und einen Einspeisungstank 101 auf, der parallel mit dem Lieferpfad 104 mit dem Abschaltventil 127 für das jeweilige Mittel und dem Einspeisungsabschaltventil 126 verbunden ist. Eine Spülgasflasche 131 ist auch mit dem Lieferpfad 104 mit dem Spülmittelabschaltventil 128 an einer stromabwärts liegenden Stelle des Leitungsabschaltventils 121 verbunden.
  • Dieses System führt drei Prozesse aus: Verdampfungsprozeß, Spülprozeß und Reinigungsprozeß, und zwar wie folgt. Der Verdampfungsprozeß wird ausgeführt durch Schließen des Spülabschaltventils 128 und Öffnen des Einspeisungsabschaltventils 126 und des Leitungsabschaltventils 121. Der Spülprozeß wird ausgeführt durch Schließen des Leitungsabschaltventils 121, durch Öffnen des Spülabschaltventils 128 zum Spülen des Systems mit einem Spülgas 133, um die Einspeisungsleitung 104 in dem Niedertemperaturwärmetauscher (Peltier-Vorrichtung) 123 und dem Hochtemperaturwärmetauscher 124 zu spülen. Der Reinigungsprozeß wird ausgeführt durch Schließen des Einspeisungsabschaltventils 126 und des Spülabschaltventils 128 und durch Leiten des Reinigungsmittels 132 durch die Einspeisungsleitung 104. Für den Reinigungsprozeß kann die Temperatureinstellung des Hochtemperaturwärmetauschers 108 gegenüber jener während des Verdampfungsprozesses verändert werden, um eine verbesserte Reinigung zu erreichen.
  • 24 stellt ein weiteres Verdampfungssystem dar, welches keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet. Der Einspeisungstank 112 zum Speichern der Flüssigkeitseinspeisung L hat eine Lösungsvorrichtung 230 für inertes Gas, um ein inertes Gas in der Flüssigkeitseinspeisung L einzubringen. Stromabwärts des Einspeisungstanks 212 sind ein Verdampferabschnitt 214 und eine Filmablagerungskammer 220 mit dem System durch ein Einspeisungsrohr 216 bzw. ein Dampfeinspeisungsverteilungsrohr 222 verbunden. Der Verdampferabschnitt 214 kann einen Abschnitt zur Verhinderung der Verdampfung aufweisen, der in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben wird, er kann jedoch von einer anderen Bauart sein, die beispielsweise einen porösen Verdampfer aufweist.
  • Die Lösungsvorrichtung 230 für inertes Gas leitet ein inertes Gas, wie beispielsweise N2 oder Ar mit einem Druck von 6 kgf/cm2G oder höher in die Flüssigkeitseinspeisung L in den Tank 212 ein. Die Gasmenge, die in einer Flüssigkeit gelöst werden kann, ist proportional zum Gasdruck und ist invers proportional zur Temperatur der Flüssigkeit. Daher ermöglicht das Variieren des Gasdruckes in der Flüssigkeit, die bei einer niedrigen Temperatur gespeichert wird, die Steuerung der Menge des gelösten Gases in der Flüssigkeitseinspeisung L.
  • Das Einspeisungsverteilungsrohr 216 hat eine Massenflußsteuervorrichtung (MFC = mass flow Controller) 234, und stromabwärts der Massenflußsteuervorrichtung 234 sind ein Abschaltventil 236 und eine Zumeßöffnung 238 oder ein Einwegventil aufeinanderfolgend entlang der Flußrichtung der Einspeisung angeordnet. Die Massenflußsteuervorrichtung 234 ist ein automatisches Ventil, welches eine gewisse Flüssigkeitsmenge, die durch die Einstellung der Öffnung bestimmt wird, stromabwärts fließen läßt, und die stromaufwärts liegende Seite wird über einem konstanten Druck mittels der Zumeßöffnung 238 oder des Einwegventils gehalten und dient dazu, eine Region ohne Trennung aufrecht zu erhalten, um zu verhindern, daß sich das gelöste inerte Gas von der Flüssigkeitseinspeisung L trennt. Wenn das inerte Gas sich vorzeitig aussondert, sammelt sich das Gas, um die Absicht der Erfindung zu verhindern.
  • Der Betrieb des oben dargelegten Systems wird erklärt. Durch Einleitung eines inerten Gases in den Einspeisungstank 212 durch die Lösungsvorrichtung 230 für inertes Gas durch das Gaseinlaßrohr 232 bei einem Druck, beispielsweise einem hohen Druck von über 6 kgf/cm2G, wird das inerte Gas, wie beispielsweise Ar in der Flüssigkeitseinspeisung L gelöst, die in dem Einspeisungstank 212 gespeichert ist. Das inerte Gas löst sich in der Flüssigkeitseinspeisung L gleichförmig, und die unter Druck gesetzte Flüssigkeitseinspeisung L wird zum Verdampfer 214 mit einer Rate geliefert, die durch die Massenflußsteuervorrichtung 234 bestimmt wird.
  • Der Verdampfer 214 wird mittels einer Vakuumpumpe 224 unter einem niedrigen Druck gehalten, die mit der Ablagerungskammer 220 verbunden ist, und wird auf eine Temperatur über der Verdampfungstemperatur der Flüssigkeitseinspeisung mittels einer darin vorgesehenen Heizung aufgeheizt. Die Flüssigkeitseinspeisung L ist einem niedrigen Druck innerhalb des Verdampfers 214 ausgesetzt und wird durch die Heizung aufgeheizt, um mit einer gegebenen Rate zu verdampfen, und wenn die Temperatur ansteigt, wird die Fähigkeit der Flüssigkeitseinspeisung L, das Gas zu halten, niedriger, und das inerte Gas wird freigegeben.
  • Die Trennung des inerten Gases tritt innerhalb der Flüssigkeitseinspeisung L auf, was somit einen turbulenten Fluß in der flüssigen Phase begünstigt, so daß die Flüssigkeitseinspeisung dazu gebracht wird, die aufgeheizten Wandflächen zu berühren, genauso wie die Verdampfung zu verbessern, indem der Partialdruck des verdampften Gases innerhalb des Verdampfers 214 verringert wird. Das abgetrennte inerte Gas wirkt als ein Trägergas zum Transport der verdampften Einspeisung (Gaseinspeisung) und wird in die Niederdruckregion stromabwärts zurückgezogen, um schnell aus dem System ausgestoßen zu werden. Da weiterhin das Trennungsphänomen mikroskopisch überall innerhalb der Flüssigkeitseinspeisung L auftritt, wird die spezifische Kontaktfläche zwischen der Flüssigkeitseinspeisung und dem Trägergas enorm groß, so daß die Effekte des Trägergases verbessert werden.
  • Die gasförmige Mischung der Einspeisung und des inerten Gases wird zur Ablagerungskammer 220 durch das aufgeheizte Einspeisungsgasrohr 222 gesandt, und wird auf das Substrat W ausgegeben, welches auf einer vorbestimmten Reaktionstemperatur gehalten wird. Der Dampfablagerungsprozeß erzeugt eine Metalloxyd-Dünnfilmablagerung in der Gaseinspeisung, und das verbrauchte Gas wird aus der Ablagerungskammer 220 durch die Wirkung der Vakuumpumpe 224 ausgestoßen.
  • Die Menge des inerten Gases, die in der Flüssigkeitseinspeisung gelöst werden kann, ist begrenzt, und wenn diese Menge nicht ausreicht, kann das inerte Gas getrennt von der Einspritzseite zum Verdampfer 214 eingeleitet werden, wie bei dem in 20 gezeigten Ausführungsbeispiel, oder wenn der Gehalt des inerten Gases in der Gaseinspeisung, die zu der Ablagerungskammer 222 zu senden ist, nicht ausreicht, kann inertes Gas getrennt in das Einspeisungsgasverteilungsrohr 222 von der Austrittsseite des Verdampfers 214 ausgestoßen werden, wie in 23 gezeigt.
  • 25 stellt noch ein weiteres Beispiel des Verdampfungssystems dar, welches keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, welches einen Einspeisungstank 212 und den Verdampfer 214 aufweist, und zwar verbunden durch ein Einspeisungsverteilungsrohr 216; und eine Einspeisungspumpe 240, die stromaufwärts eines Abschaltventils 235 angeordnet ist; und ein Einweg-Ventil 242 oder eine Zumeßöffnung 238 zum Vorsehen eines Flußwiderstandes, die stromabwärts des Abschlußventils 235 angeordnet ist. Bei diesem System ist auch eine Lösungsvorrichtung 230 für inertes Gas vorgesehen, um ein inertes Gas, wie beispielsweise Ar, in der Flüssigkeitseinspeisung auf hohem Druck zu lösen, und die unter Druck gesetzte Flüssigkeitseinspeisung L wird zum Verdampfer 214 mittels einer Pumpe 240 gesandt. Der hohe Druck der Flüssigkeitseinspeisung L wird bis zum Punkt des Ein weg-Ventils 242 aufrechterhalten, und daher wird keine Kavitation in der Einspeisungspumpe 240 erzeugt.
  • 26 stellt noch ein weiteres Beispiel des Verdampfungssystems dar, welches keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, welches eine Lösungsvorrichtung 250 für inertes Gas aufweist, welches durch ein poröses Glied 254 gebildet wird, welches an der Spitze des Verteilungsrohrs 252 für Einspeisungsgas angeordnet ist, welches durch die Wand des Einspeisungstanks 212 geführt ist. Die Anordnung erleichtert die Lösung des inerten Gases in der Flüssigkeitseinspeisung L.
  • 27 stellt ein weiteres Beispiel des Systems dar, welches keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, welches eine Rührvorrichtung 260 aufweist, um die Flüssigkeitseinspeisung L zu rühren, die in dem Einspeisungstank 212 aufgenommen ist, welche Rührschaufeln 262 und einen Motor 264 aufweist, um die Schaufeln 262 zu drehen. Diese Anordnung ist wirksam zum gezwungenen Umrühren der Flüssigkeitseinspeisung durch die Schaufeln 262, um die Lösung des inerten Gases in der flüssigen Phase zu begünstigen.
  • 28 stellt ein weiteres Beispiel des Systems dar, welches keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, welches ein Rückleitungsrohr 270 an dem Einspeisungsverteilungsrohr 216 aufweist, um einen Rückleitungspfad vorzusehen, um sich vom Rohr 216 weg zu verzweigen, und zwar an einer Stelle zwischen der Pumpe 240 und dem Abschlußventil 236 zum Einspeisungstank 212. An der Spitze des Rückleitungsrohrs 270 ist ein Flüssigkeitsverteilungsabschnitt 274 durch ein Abschaltventil 272 vorgesehen, so daß durch Schließen des Abschlußventils 236 in dem Lieferpfad 216 für die Flüssigkeitseinspeisung und durch Öffnen des Abschlußventils 272 in dem Rückleitungsrohr 270 und durch Betätigung der Pumpe 240 die Flüssigkeitseinspeisung L durch den Flüssigkeitsverteilungsabschnitt 274 versprüht wird, um die Lösung des inerten Gases in der flüssigen Phase zu verbessern.
  • Es sei bemerkt, daß durch Anordnung einer Massenflußsteuervorrichtung 276, die in 29 gezeigt ist, oder einer Pumpe 278 mit konstantem Fluß, die in 30 gezeigt ist, auf der sekundären Seite des Abschlußventils 236 zum Transport einer konstanten Menge der Flüssigkeitseinspeisung L zur Verdampferseite des Systems es möglich ist, die oben dargestellten Gaslösungsprozesse auszuführen, auch während die Flüssigkeitseinspeisung zur Verdampferseite transportiert wird.
  • 31 zeigt ein Beispiel eines Gasausgabekopfes 330, der mit dem Verdampfungssystem der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist. Der Flüssigkeitseinspeisungslieferabschnitt weist einen Einspeisungstank 310 und ein Einspeisungslieferrohr 316 mit einer Pumpe 312 und einer Flußsteuervorrichtung 314 auf. Der Ausgabekopf 330 ist durch ein Kapillarrohr 320 und das Abschlußventil 318 mit dem Einspeisungslieferrohr 316 verbunden. Stromabwärts des Abschlußventils 318 ist eine Lösungsmittelversorgungsleitung 322 mit einem Abschlußventil 324 vorgesehen, um die Transportleitungen in dem System zu reinigen.
  • Das Kapillarrohr 320 wird durch einen Niedertemperaturwärmetauscher 326 zu Zwecken der Verhinderung der Zersetzung bzw. Verschlechterung umgeben, und durch einen Hochtemperaturwärmetauscher 328 zur Erzeugung von Dämpfen, und die Auslaßseite des Hochtemperaturwärmetauschers 328 ist in dem oberen Abschnitt des Gasausgabekopfes 330 eingeführt. Es ist wünschenswert, daß der Innendurchmesser des Kapillarrohrs 320 kleiner als 3 mm ist, um sanft die Wärmeübertragungs- und Verdampfungsschritte auszuführen. Der Hochtemperaturwärmetauscher 328 besteht aus einer doppelwandigen Struktur mit einem Kapillarrohr 320 und einem dieses umgebenden äußeren Rohr 332, und ein thermisches Hochtemperaturmedium 329 fließt im Außenraum des Kapillarrohrs 320.
  • Das Kapillarrohr 320 hat ein Ablaufrohr 334 nahe dem Auslaß des Hochtemperaturwärmetauschers 328. Das Ablaufrohr 334 wird zur Außenseite des Hochtemperaturwärmetauschers 328 geführt und ist mit einer (nicht gezeig ten) Wiedergewinnungseinrichtung durch ein Abschlußventil 336 verbunden. Stromabwärts des Verzweigungspunktes des Kapillarrohrs 320 ist ein Gasrohrabschlußventil 338 vorgesehen und wird durch einen Handgriff betätigt, der durch eine Verbindungsdichtung 340 vorsteht, die an dem äußeren Rohr 332 vorgesehen ist.
  • Der Gasausgabekopf 330 besteht aus einem kegelförmigen Gehäuse 342 im oberen Abschnitt und aus einer Düsenplatte 344, die die untere Region des oberen Abschnittes abdeckt, und der Innenraum dient als Druckreduktionsabschnitt R. Der Druckreduktionsabschnitt R moderiert plötzliche Druckveränderungen, die durch die Expansion der Gaseinspeisung in dem Kopf 330 erzeugt wird, und ist ein Element des Verdampfersystems genauso wie ein Teil des Gasausgabekopfes 330, der als ein Mischraum zur Vermischung der Gaseinspeisung und des Reaktionsgases (oxydierendes Gas) wirkt, und dies zu dem Düsenabschnitt 346 der Düsenplatte 344 leitet.
  • Am oberen Teil des Gehäuses 342 ist ein Reaktionsgasverteilungsrohr 348 angeordnet, um ein Reaktionsgas in den Kopfraum zu liefern. Der Auslaßanschluß des Reaktionsgasverteilungsrohrs 348 kann in Spiralform in Tangentialrichtung vorgesehen werden, oder in einer Form einer Vielzahl von gleich beabstandeten Löchern oder eines Schlitzes in Umfangsrichtung. Das Gehäuse 342 und die Düsenplatte 344 sind durch Flansche 342a, 344a verbunden und ist an der Oberseite angeordnet, um den Oberteil der Ablagerungskammer 352 der Dampfablagerungsvorrichtung 350 abzudecken. Die Düsenplatte 344 ist mit einer gewissen Distanz angeordnet und zwar gegenüberliegend zu dem Substrat W, welches auf einem Podest 354 angeordnet ist.
  • Die Durchlässe 356, 358 für das thermische Medium sind innerhalb des gesamten Gebietes des Gehäuses 342 und der Düsenplatte 344 zur Aufheizung davon durch Leitung eines thermischen Mediums darin vorgesehen. Die Durchlässe 356, 358 für das thermische Medium sind in Verbindung mit der Mediumliefervorrichtung durch die jeweiligen Mediumverteilungsrohre 360, 362, und sind auch mit Steuervorrichtungen versehen, um die Temperatur und die Flußrate des thermischen Mediums gemäß Signalen von (nicht gezeigten) Sensoren zu steuern. Isolierungen können, falls benötigt, auf der Außenseite des Gehäuses 342 und der Durchlässe 360, 362 für das thermische Medium installiert werden.
  • Der Betrieb des Gasausgabekopfes 330 ist folgender. Die Flüssigkeitseinspeisung L, die in dem Einspeisungstank 310 gespeichert ist, wird zur Flußsteuervorrichtung 314 durch das Einspeisungsrohr 316 durch die Wirkung der Pumpe 312 in den Niedertemperaturwärmetauscher 326 gesandt, der als Vorrichtung zur Verhinderung einer Verschlechterung dient, und in den Hochtemperaturwärmetauscher 328, der als der zu verdampfende Verdampfer dient. Die Gaseinspeisung wird zum Reduktionsabschnitt R gesandt, und während sie allmählich expandiert wird, um die Erzeugung von plötzlichen Druckveränderungen und turbulenten Flüssen in dem Kopfraum zu vermeiden, wird das Gasflußmuster laminar. Die Gaseinspeisung wird mit einem Reaktionsgas vermischt und wird schließlich aus den Düsenlöchern 346 in der Düsenplatte 344 zum Substrat W ausgeworfen. Das verbrauchte Gas wird durch den Auslaßanschluß 364 ausgegeben.
  • In diesem Ausführungsbeispiel erzeugt die Kombination des Kapillarrohrs 320 und des Hochtemperaturwärmetauschers 328 Dämpfe wirkungsvoll aus der Flüssigkeitseinspeisung L, und die so erzeugte Gaseinspeisung wird direkt zum Reduktionsabschnitt R geführt, um einen laminaren Fluß zu erzeugen, der aus den Düsen 346 auf das Substrat W ausgegeben wird. Daher muß die Gaseinspeisung nicht durch Extradurchlässe laufen, was somit die Gelegenheiten dafür eliminiert, daß das Einspeisungsgas sich verschlechtert oder Partikel der Bestandteilkomponenten ausscheidet, um das System während des Transportprozesses der Dämpfe zu verstopfen. Temperaturveränderungen in dem System werden verhindert durch Isolation des Ausgabekopfes und der assoziierten Teile, so daß die Gaseinspeisung mit einer konstanten erwünschten Temperatur auf das Substrat W geliefert werden kann, um Vorrichtungen von herausragender Leistung in einer kompakten, energiesparenden Vorrichtung zu erzeugen.
  • Die Lieferung des Reaktionsgases am Oberteil des Reduktionsabschnittes R begünstigt die gleichförmige Vermischung der Gaseinspeisung aufgrund der Expansionsenergie der verdampften Einspeisung. Wenn man die Düsenplatte 344 am Unterteil des Reduktionsabschnittes R anordnet, begünstigt dies die gleichförmige Verteilung der Gaseinspeisung, die in einem laminaren Muster fließt, welches in dem Reduktionsraum erzeugt wird, und ein Gas von konstanter und gleichmäßiger Zusammensetzung wird gleichförmig über die Düsenplatte 344 in die Zersetzungskammer 352 ausgegeben. Der Niedertemperaturwärmetauscher 326 ist vor dem Hochtemperaturwärmetauscher 328 angeordnet, so daß eine vorzeitige Verschlechterung der Flüssigkeitseinspeisung verhindert wird, bevor sie in den Verdampferabschnitt eintritt.
  • Wenn der Zersetzungsprozeß am Substrat W vollendet ist, wird die Lieferung der Gaseinspeisung in die Ablagerungskammer 352 gestoppt durch Stoppen der Pumpe 312 des Abschlußventils 318 und 338. Das Abschlußventil 336 am Ablaufrohr 334 und das Abschlußventil 342 am Lösungsmittelrohr 322 werden geöffnet, um das Lösungsmittel auszulassen, wie beispielsweise THF und das Kapillarrohr 320 wird gereinigt, um irgendwelches restliches Material in dem Kapillarrohr 320 zur Wiedergewinnungseinrichtung auszulassen.
  • 32 stellt ein Ausführungsbeispiel des Systems dar, welches einen weiteren Gasausgabekopf aufweist. In diesem Fall sind der Hochtemperaturwärmetauscher 328 und das Gehäuse 342 aus einer einzigen Einheit gemacht. Im Detail weist der Oberteil des Gehäuses 342 eine zylindrische Wand 366 auf, die die Durchlässe 356 für das thermische Medium aufnimmt. Wenn der Hochtemperaturwärmetauscher 328 und der Reduktionsabschnitt R auf einer gemeinsamen Temperatur gehalten werden können, ist diese Anordnung vorteilhafter.
  • Jedoch ist auch bei einer solchen integrierten Konstruktion des Hochtemperaturwärmetauschers 328 und des Gehäuses 342 es nicht notwendiger Weise erforderlich, einen gemeinsamen Mediumdurchlaß 356 zu verwenden. Es ist offensichtlich, daß getrennte Durchlässe mit getrennten Temperatursteuervorrichtungen versehen werden können. Auch sind in diesem Beispiel Abschlußventile nicht vorgesehen, um jedoch den Fluß der Gaseinspeisung zu stoppen, ist es nur nötig, die Flüssigkeitseinspeisungsversorgung abzuschalten, und zu Reinigungszwecken kann das Reinigungsgas verwendet werden, welches durch die Ablagerungskammer 52 ausgelassen werden kann.
  • 33 stellt eine Veränderung des Ausführungsbeispiels dar, welches in 32 gezeigt ist, welches eine Flußsteuerplatte 368 aufweist, die den Reduktionsabschnitt R in obere und untere Abschnitte aufteilt. Durch diese Anordnung wird der Innenraum in einen ersten Mischraum R1 und einen zweiten Mischraum R2 aufgeteilt, und der Auslaß des Reaktionsgasrohrs 348 ist in dem ersten Mischraum R1 vorgesehen. Die Flußsteuerplatte 368 weist ein kreisförmiges Scheibenglied 370 mit einem mittleren Loch und einem geschlossenen oberen zylindrischen Abschnitt 372 auf, der das Loch abdeckt und nach oben vorsteht. Die seitliche Oberfläche des zylindrischen Abschnittes 372 hat eine Vielzahl von Flußlöchern 374 von ausreichend kleinem Durchmesser zur Vermischung des Reaktionsgases mit der Gaseinspeisung.
  • Bei dieser Anordnung wird das Einspeisungsgas, welches gleichförmig in den ersten Mischraum R1 durch die Wirkung der Expansionsenergie der Gaseinspeisung vermischt wird, weiter im Prozeß des Transportes durch die Flußlöcher 374 in den zweiten Mischraum R2 vermischt. In dem zweiten Mischraum R2 wird das gemischte Einspeisungsgas von gleichförmiger Zusammensetzung in laminarer Weise zu jeder der Düsen 346 transportiert, um in die Ablagerungskammer 352 gleichmäßig und mit einer gesteuerten Rate ausgegeben zu werden, so daß das Substrat W eine Vorrichtung von herausstehenden gleichförmigen Leistungscharakteristiken erzeugen kann. 16060

Claims (43)

  1. Vorrichtung zum Verdampfen zur Umwandlung einer flüssigen Einspeisung in eine Dampfeinspeisung, wobei folgendes vorgesehen ist: ein Einspeisungstank zum Aufbewahren der flüssigen Einspeisung; Einspeisungsliefermittel zum Transportieren der flüssigen Einspeisung über einen Einspeisungslieferpfad, ein Verdampferabschnitt angeordnet in dem Lieferpfad, und zwar aufweisend einen Hochtemperaturwärmetauscher mit einem Kapillarrohr zum transportieren der flüssigen Einspeisung und mit einer Wärmequelle zum externen Erhitzen des erwähnten Kapillarrohrs; und ein Abschnitt zum Verhindern einer Verdampfung angeordnet stromaufwärts gegenüber dem Verdampferabschnitt, ein Einwegventil vorgesehen stromaufwärts von und nahe dem Eintrittspunkt des Einspeisungslieferpfads in den Verdampferabschnitt angeordnet, zur Verhinderung von Erhitzungseffekten des Verdampferabschnitts für die flüssige Einspeisung innerhalb des Verdampfungsverhinderungsabschnitts.
  2. Verdampfungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erwähnte Hochtemperaturwärmetauscher eine Doppelwandstruktur besitzt, und zwar gebildet durch das erwähnte Kapillarrohr und einen Außenmantel, wobei der Außenmantel mit einem Durchlaß für thermisches Medium versehen ist, um eine Oberfläche des Kapillarrohrs auf einer konstanten Temperatur zu halten, und zwar durch Zirkulation oder durch Lieferung eines thermischen Mediums geliefert von einem Tank für ein thermisches Medium, der auf einer konstanten Temperatur gehalten wird.
  3. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erwähnte Wärmequelle in dem Hochtemperaturwärmetauscher ein elektrischer Erhitzer ist, dessen Ausgangsleistung durch Temperatursensorsignale steuerbar ist.
  4. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erwähnte Kapillarrohr in dem Hochtemperaturwärmetauscher einen Innendurchmesser von nicht mehr als 3 mm besitzt.
  5. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kapillarrohr in dem Hochtemperaturwärmetauscher in eine Spule geformt ist.
  6. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Austrittsteil des Verdampferabschnitts mit einem Trägergaslieferpfad in Verbindung steht, und zwar zur Strömung des Trägergases bei einer erhöhten Temperatur.
  7. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ferner folgendes vorgesehen ist: eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen des Abschnittes zum verhindern einer Verdampfung und des Verdampferabschnitts durch Liefern eines Reinigungsmittels; und eine Spülvorrichtung zum Spülen von restlichen Einspeisungs- und Verunreinigungssubstanzen, die in den erwähnte Abschnitten verbleiben, und zwar durch Hindurchströmen einer inerten Gasströmung.
  8. Verfahren zum Betrieb einer Verdampfungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: einen Einspeisungstank zum Speichern der flüssigen Einspeisung; Einspeisungsliefermittel zum Transport der flüssigen Einspeisung über einen Einspeisungslieferpfad; einen Verdampferabschnitt angeordnet in dem Lieferpfad, und zwar einen Hochtemperaturwärmetauscher aufweisend mit einem Kapillarrohr zum Transport der flüssigen Einspeisung und ferner mit einer Wärmequelle zum externen Erhitzen des Kapillarrohrs; einen Abschnitt zum verhindern einer Verdampfung angeordnet stromaufwärts gegenüber dem Verdampferabschnitt (1), aufweisend ein Einwegventil vorgesehen stromaufwärts gegenüber und nach dem Eintrittspunkt des Einspeisungslieferpfades in den Verdampungsabschnitt, und zwar zur Verhinderung von Erhitzungseffekten des erwähnten Verdampferabschnittes für die flüssige Einspeisung innerhalb des Abschnittes zum verhindern einer Verdampfung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte vorsieht: Transport der flüssigen Einspeisung durch den Abschnitt zum verhindern einer Verdampfung und den Verdampferabschnitt; Umwandeln der flüssigen Einspeisung in eine Dampfeinspeisung; Liefern der Dampfeinspeisung in die Verarbeitungskammer; Reinigen der Innenräume des Abschnittes zum verhindern einer Verdampfung des Verdampferabschnitts; Spülen der Innenräume des Abschnittes zum verhindern einer Verdampfung und des Verdampferabschnitts durch Hindurchströmen eines inerten Gases.
  9. Verdampfungsvorrichtung nach Ansrpuch 1 zum Umwandeln einer flüssigen Einspeisung in eine Dampfeinspeisung, wobei der Verdampfungsabschnitt einen Verdampfungspfad bildet, der einen ringförmigen Querschnittsbereich besitzt.
  10. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Verdampfungspfad in einem Kapillarrohr gebildet wird.
  11. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Verdampfungspfad einen ringförmigen Querschnittsbereich besitzt.
  12. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Verdampfungspfad eine Verdampfungsverstärkungsregion und eine Druckabsorptionsregion aufweist, und wobei die Verdampfungsverstärkungsregion eine größere Wärmeaufnahmefläche besitzt als die Druckabsorptionsregion.
  13. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Verdampfungspfad durch ein Kernglied gebildet ist, und zwar mit einem Aus schnittabschnitt, der sich in eine Einspeisungsströmungsrichtung erstreckt.
  14. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Kernglied eine Heizvorrichtung besitzt.
  15. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Heizmittel Wärme sowohl vom Inneren als auch vom Äußeren des Verdampfungsapparates liefern.
  16. Verdampfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verdampfungspfad in einer Kapillarröhre gebildet ist.
  17. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Verdampfungspfad einen ringförmigen Querschnittsbereich aufweist.
  18. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Heizmittel Wärme von sowohl dem Inneren und auch dem Äußeren des Verdampfungspfades liefern.
  19. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Verdampfungspfad einen Verdampfungsvergrößerungsbereich oder -region aufweist und einen Druckabsorptionsbereich oder -region, wobei die Verdampfungsvergrößerungsregion eine größere Wärmeaufnahmefläche besitzt als die Druckabsorptionsregion.
  20. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Verdampfungspfad durch einen Kern gebildet wird mit einem Ausschnitt, der sich in eine Einspeisungsströmungsrichtung erstreckt.
  21. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei das Kernglied eine Heizvorrichtung besitzt.
  22. Verdampfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ringförmige Querschnittsregion oder -fläche gebildet wird oder vorgesehen wird durch ein Außenrohr und ein Kernglied angeordnet innerhalb des Außenrohrs.
  23. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Kernglied mit einem Ausschnitt versehen ist, und zwar ausgerichtet in einer Einspeisungsströmungsrichtung.
  24. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei das Kernglied eine Heizvorrichtung aufweist.
  25. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Kernglied in einer Axialrichtung des Außenrohrs beweglich ist.
  26. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 25, wobei das Kernglied aus dem Außenrohr entfernbar ist, um die Reinigung des Verdampfungspfades zu erleichtern, und zwar durch Einführen eines Reinigungsmittel oder Trägergases da hinein.
  27. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 25, wobei das Kernglied in dem Außenrohr beweglich ist, um den Zwischenraum zwischen dem Kernglied und dem Außenrohr zu vergrößern, um so die Reinigung des Verdampfungspfades zu erleichtern, und zwar durch Einführen eines Reinigungsmittels oder eines Trägergases da hinein.
  28. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 27, wobei die ringförmige Querschnittsregion eine verjüngte Region aufweist, die sich längs der Strömungsrichtung vergrößert.
  29. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Kernglied mit einer internen Heizvorrichtung versehen ist.
  30. Verdampfungsvorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Kernglied mit einem Innendurchlaß versehen ist und Düsenlöchern zum Einführen einer Strömungsmittelsubstanz in den Verdampfungspfad oder in die Nähe desselben
  31. Verdampfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei folgendes vorgesehen ist: ein Flüssigkeitseinspeisungslieferpfad zum Hindurchströmen der flüssigen Einspeisung; ein Verdampfungspfad angeordnet stromabwärts gegenüber dem Flüssigeinspeisungslieferpfad; und Heizmittel zum Heizen des Verdampfungspfades, wobei der Verdampfungspfad eine Wärmeaufnahmefläche von nicht weniger als 2 mm2 pro 1 mm3 Volumen der Flüssigkeitseinspeisung innerhalb des Verdampfungspfades besitzt.
  32. Verdampfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei folgendes vorgesehen ist: ein Flüssigkeitseinspeisungslieferpfad zum leiten der erwähnten flüssigen Einspeisung; ein Verdampfungspfad angeordnet stromabwärts gegenüber dem Flüssigkeitseinspeisungslieferpfad; und Heizmittel zum Heizen des Verdampfungspfades, wobei der Verdampfungspfad einen Querschnitt besitzt, wo ein Maximalabstand von irgendeinem Punkt des Verdampfungspfades zur Wandoberfläche nicht größer als 2 mm2 ist.
  33. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung, die eine Verdampfungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 aufweist und mit einem Ejektionskopf zum Ejezieren der Dampfeinspeisung zu einem Substrat positioniert in einer Verarbeitungskammer, wobei der Verdampferabschnitt und der Ausgabe- bzw. Ejektionskopf als eine thermisch integrale Einheit hergestellt sind.
  34. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung nach Anspruch 33, wobei der Verdampferabschnitt und der Ejektions- bzw. Ausgabekopf in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
  35. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung nach Anspruch 34, wobei das Gehäuse mit einem Durchlass für ein thermisches Medium versehen ist gemeinsam mit dem Verdampferabschnitt und dem Ejektionsbzw. Ausgabekopf.
  36. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung nach Anspruch 33, wobei Mittel zum Verhindern einer Qualitätsverschlechterung vorgesehen sind, um Heizeffekte der erwähnten Heizmittel auf die flüssige Einspeisung zu verhindern, die in einem stromaufwärts gelegenen Bereich oder einer Region der Heizmittel enthalten sind.
  37. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung nach Anspruch 33, wobei der Verdampferabschnitt und der Ejektions- bzw. Ausgabekopf einen gemeinsamen Strömungseinstellbereich haben, der einer doppelten Funktion dient, und zwar von Absorptionsexpansionseffekten einer Dampfeinspeisung und Verteilung der Dampfeinspeisung zu einer Vielzahl von Düsenlöchern in dem Ejektions- bzw. Ausgabekopf.
  38. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung nach Anspruch 37, wobei der Strömungseinstellraum in einer Konus- oder Kegelform gebildet ist.
  39. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung nach Anspruch 37, wobei der Strömungseinstellraum in Verbindung steht mit einem Prozessgaslieferdurchlaß zur Lieferung eines Prozessgases unterschiedlich von der Dampfeinspeisung.
  40. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung nach Anspruch 37, wobei der erwähnte Strömungseinstellraum mit einer Strömungssteuerplatte versehen ist, und zwar zur Unterteilung des Strömungseinstellraumes in einen stromaufwärts gelegenen Abschnitt und einen stromabwärts gelegenen Abschnitt.
  41. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung nach Anspruch 33, wobei die erwähnte Heizvorrichtung einen Außenmantel aufweist, der das Kapillarrohr umgibt und eine Versorgungsvorrichtung für thermisches Medium zum Liefern des thermischen Mediums auf einer erhöhten Temperatur an einen das Kapillarrohr umgebenden Raum.
  42. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung nach Anspruch 33, wobei die Heizvorrichtung mit einem internen Abschaltventil versehen ist, um zu verhindern, daß eine Dampfeinspeisung in den Ejektions- bzw. Ausgabekopf fließt.
  43. Gasejektions- bzw. Gasausgabevorrichtung mit einer Verdampfungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und mit einem Ejektions- bzw. Ausgabekopf, der in Verbindung steht mit dem Verdampfungsabschnitt, um die erwähnte Dampfeinspeisung zu einem Substrat hin einzuspritzen oder zu ejizieren, und zwar positioniert in einer Verarbeitungs- oder Prozesskammer, wobei der Verdampferabschnitt und der erwähnte Ejektions- bzw. Ausgabekopf in einer thermisch isolierten Abdeckeinheit untergebracht sind.
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