ホーム > 特許ランキング > 株式会社高純度化学研究所
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024104070
(43)【公開日】2024-08-02
(54)【発明の名称】固体原料気化容器および固体原料気化供給システム
(51)【国際特許分類】
C23C 16/448 20060101AFI20240726BHJP
B65D 88/26 20060101ALI20240726BHJP
B01J 7/00 20060101ALI20240726BHJP
【ＦＩ】
C23C16/448
B65D88/26 C
B01J7/00 Z
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023008090
(22)【出願日】2023-01-23
(71)【出願人】
【識別番号】000143411
【氏名又は名称】株式会社高純度化学研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100101878
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100187506
【弁理士】
【氏名又は名称】澤田 優子
(72)【発明者】
【氏名】松本 浩
【テーマコード（参考）】
3E170
4G068
4K030
【Ｆターム（参考）】
3E170AA15
3E170AB11
3E170FA10
3E170VA13
3E170WC05
3E170WC06
4G068DA04
4G068DB03
4G068DB04
4G068DD11
4K030AA16
4K030AA24
4K030EA01
(57)【要約】
【課題】時間の経過に伴う気化量の減少を抑制することができる固体原料気化容器を提供する。
【解決手段】
本発明にかかる固体原料気化容器１００は、固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、熱源として固体原料と接触する側壁１５および底部壁１６を有する容器１と、キャリアガスを容器１内に供給するための貫通孔であるガス導入孔４および容器１内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔６が配設され、容器１に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体２と、を備える。そして、容器１は、上端開口部よりも径小に形成された底部１３と、底部１３の周縁に向かって縮径する縮径部１４と、を備える。また、側壁１５は、縮径部１４に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触する。
【選択図】図１
【解決手段】
本発明にかかる固体原料気化容器１００は、固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、熱源として固体原料と接触する側壁１５および底部壁１６を有する容器１と、キャリアガスを容器１内に供給するための貫通孔であるガス導入孔４および容器１内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔６が配設され、容器１に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体２と、を備える。そして、容器１は、上端開口部よりも径小に形成された底部１３と、底部１３の周縁に向かって縮径する縮径部１４と、を備える。また、側壁１５は、縮径部１４に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
を備え、
前記容器は、上端開口部よりも径小に形成された底部と、前記底部の周縁に向かって縮径する縮径部と、を備え、
前記側壁は、前記縮径部に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
を備え、
前記容器は、上端開口部よりも径小に形成された底部と、前記底部の周縁に向かって縮径する縮径部と、を備え、
前記側壁は、前記縮径部に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
【請求項2】
前記側壁の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１に記載の固体原料気化容器。
【請求項3】
一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、他方の先端から前記容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造、または溶接により一体に接合された構造、とする、
ことを特徴とする請求項２に記載の固体原料気化容器。
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造、または溶接により一体に接合された構造、とする、
ことを特徴とする請求項２に記載の固体原料気化容器。
【請求項4】
固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する筒状の容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、
を備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する筒状の容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、
を備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
【請求項5】
前記傾斜部の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項４に記載の固体原料気化容器。
【請求項6】
一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、他方の先端から前記容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、中心部において前記キャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、前記傾斜部と前記短管とを接続する複数の橋部と、をさらに有し、
前記キャリアガス導入管を前記短管に挿通した状態で、前記傘型傾斜板を前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、中心部において前記キャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、前記傾斜部と前記短管とを接続する複数の橋部と、をさらに有し、
前記キャリアガス導入管を前記短管に挿通した状態で、前記傘型傾斜板を前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
【請求項7】
前記側壁に、前記容器の中心に向かって階段状に形成された少なくとも１つの係止部を設け、
前記傘型傾斜板の下端を前記係止部で係止することにより、前記傘型傾斜板を所定位置で保持する、
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
前記傘型傾斜板の下端を前記係止部で係止することにより、前記傘型傾斜板を所定位置で保持する、
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
【請求項8】
一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、他方の先端から前記容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造、または溶接により一体に接合された構造、とする、
ことを特徴とする請求項７に記載の固体原料気化容器。
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造、または溶接により一体に接合された構造、とする、
ことを特徴とする請求項７に記載の固体原料気化容器。
【請求項9】
複数の単管を連設する構造を有するとともに、一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、他方の先端から前記容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される、
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される、
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
【請求項10】
前記傾斜部に、下部からのガスを上方に通過させるための流路を形成する、
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
【請求項11】
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板、
をさらに備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触する、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体原料気化容器。
をさらに備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触する、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体原料気化容器。
【請求項12】
前記側壁の傾斜角度および前記傾斜部の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１１に記載の固体原料気化容器。
【請求項13】
一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、他方の先端から前記容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の固体原料気化容器。
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の固体原料気化容器。
【請求項14】
前記傘型傾斜板は、
中心部において前記キャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、
前記傾斜部と前記短管とを接続する複数の橋部と、
をさらに有し、
前記キャリアガス導入管を前記短管に挿通した状態で、前記傘型傾斜板を前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の固体原料気化容器。
中心部において前記キャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、
前記傾斜部と前記短管とを接続する複数の橋部と、
をさらに有し、
前記キャリアガス導入管を前記短管に挿通した状態で、前記傘型傾斜板を前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の固体原料気化容器。
【請求項15】
複数の単管を連設する構造を有するとともに、一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、他方の先端から前記容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される、
ことを特徴とする請求項１２に記載の固体原料気化容器。
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される、
ことを特徴とする請求項１２に記載の固体原料気化容器。
【請求項16】
前記傾斜部に、下部からのガスを上方に通過させるための流路を形成する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１２に記載の固体原料気化容器。
【請求項17】
化学気相成長（ＣＶＤ）法による成膜に用いられる固体原料、または原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜に用いられる固体原料、を貯留する、
ことを特徴とする請求項１～１６のいずれか１つに記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１～１６のいずれか１つに記載の固体原料気化容器。
【請求項18】
請求項１～１６のいずれか１つに記載の固体原料気化容器と、
固体原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体原料気化供給システム。
固体原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体原料気化供給システム。
【請求項19】
請求項１７に記載の固体原料気化容器と、
固体原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体原料気化供給システム。
固体原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体原料気化供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体原料を気化させるための固体原料気化容器、およびその固体原料気化容器を用いた固体原料気化供給システムに関する。
【背景技術】
【0002】
化学気相成長（ＣＶＤ）法や原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜方法では、液体材料が原料（液体原料）であれば蒸発による気化方法を用いた供給システムが、一方で、高融点、低蒸気圧の固体材料が原料（固体原料）であれば昇華による気化方法を用いた供給システムが、それぞれ従来から用いられてきた。
【0003】
たとえば、液体原料の場合は、常圧、減圧を問わず液体原料が充填された原料気化容器を加熱する。これにより、原料気化容器の内部では、加熱による液体の対流現象によって充填された液体原料の温度が均一化され、原料全体への継続的な伝熱が行われる。
【0004】
一方、固体原料の場合は、外部加熱による原料の対流現象が発生しないことから、固体原料が充填された原料気化容器の外面（側面、底面）を加熱することによって原料気化容器の内面が熱源となり、容器内面に接触する固体原料から気化する。さらに、容器内面に接触する固体原料を媒体とする伝熱によって、容器内面に接触していない固体原料が気化する。
【0005】
また、固体原料に対して効率良く熱を伝えることが可能な容器として、下記特許文献１には、容器内の加熱表面積を増加させることによって、熱源となる内面と蒸発原料（固体原料に相当）との接触面積を増加させた蒸発器が開示されている。具体的にいうと、この蒸発器は、熱伝導性に優れたガスの導入管を容器内部に設けることによって、加熱された導入管に固体原料を接触させる構造や、蒸発器（外部容器）内に固体原料を充填した複数の内部容器（ホルダ）を積み重ねて配置することによって、固体原料の接触面積を増やす構造や、ホルダの底面にガス拡散用の貫通孔である管を設けることによって、加熱された管に固体原料を接触させる構造、等を有するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１６－８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献１に記載の蒸発器において、熱源であるホルダ（内部容器）の底面部分と固体原料との接触については、固体原料の気化に伴う自重による落下（自重落下）により継続するものの、もう一方の熱源であるホルダ内の側面部分、ガスの導入管およびガス拡散用の管と、固体原料との接触については、それらの壁面が垂直であるため、固体原料の気化が進むと壁面と固体原料との距離が徐々に離れていき、これにより、伝熱効率が低下し、徐々に気化量が減少する、という課題があった。
【0008】
すなわち、上記特許文献１に記載の蒸発器においては、ホルダ底面が固体原料への主な熱源となっており、時間の経過とともに、ホルダ内の側面部分、ガスの導入管およびガス拡散用の管からの熱が固体原料に伝わりづらい状態となるため、気化量が徐々に減少傾向となる。
【0009】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、時間の経過に伴う気化量の減少を抑制可能な固体原料気化容器および固体原料気化供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明にかかる固体原料気化容器は、固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する容器と、キャリアガスを容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、を備える。そして、この容器は、上端開口部よりも径小に形成された底部と、底部の周縁に向かって縮径する縮径部と、を備える。また、側壁は、縮径部に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触する。
【0011】
また、本発明にかかる固体原料気化容器において、側壁の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定することが望ましい。
【0012】
さらに、本発明にかかる固体原料気化容器は、一方の先端をガス導入孔と接続し、他方の先端から容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、を備える。そして、ガス導入孔とキャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造、または溶接により一体に接合された構造、とすることが望ましい。
【0013】
本発明にかかる固体原料気化容器によれば、固体原料の気化が進んでも固体原料が熱源である側壁から離れることがないため、伝熱効率が悪化することはなく、気化量を常時一定に保持することができる。
【0014】
つぎの発明にかかる固体原料気化容器は、固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する筒状の容器と、キャリアガスを容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、を備える。また、側壁および傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成される。そして、傾斜部の傾斜により、側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、側壁と固体原料が継続的に接触する。
【0015】
また、本発明にかかる固体原料気化容器において、傾斜部の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定することが望ましい。
【0016】
さらに、本発明にかかる固体原料気化容器は、一方の先端をガス導入孔と接続し、他方の先端から容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、を備え、ガス導入孔とキャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、傘型傾斜板は、キャリアガス導入管の所定位置に固定する。そして、傘型傾斜板は、中心部においてキャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、傾斜部と短管とを接続する複数の橋部と、をさらに有し、キャリアガス導入管を短管に挿通した状態で、傘型傾斜板をキャリアガス導入管の所定位置に固定する。
【0017】
または、本発明にかかる固体原料気化容器は、側壁に、容器の中心に向かって階段状に形成された少なくとも１つの係止部を設け、傘型傾斜板の下端を係止部で係止することにより、傘型傾斜板を所定位置で保持する。さらに、一方の先端をガス導入孔と接続し、他方の先端から容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、を備え、ガス導入孔とキャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造、または溶接により一体に接合された構造、とする。
【0018】
または、本発明にかかる固体原料気化容器は、複数の単管を連設する構造を有するとともに、一方の先端をガス導入孔と接続し、他方の先端から容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、をさらに備える。そして、ガス導入孔とキャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、傘型傾斜板は、キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される。
【0019】
本発明にかかる固体原料気化容器によれば、固体原料の気化が進んでも固体原料が熱源である側壁から離れることがないため、伝熱効率が悪化することはなく、気化量を常時一定に保持することができる。
【0020】
また、つぎの発明にかかる固体原料気化容器は、固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する容器と、キャリアガスを容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、を備える。また、容器は、上端開口部よりも径小に形成された底部と、底部の周縁に向かって縮径する縮径部と、を備える。そして、側壁は、縮径部に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触し、さらに、傾斜部の傾斜により、側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、側壁と固体原料が継続的に接触する。
【0021】
また、本発明にかかる固体原料気化容器において、側壁の傾斜角度および傾斜部の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定することが望ましい。
【0022】
さらに、本発明にかかる固体原料気化容器は、一方の先端をガス導入孔と接続し、他方の先端から容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、を備え、ガス導入孔とキャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、傘型傾斜板は、キャリアガス導入管の所定位置に固定する。また、傘型傾斜板は、中心部においてキャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、傾斜部と短管とを接続する複数の橋部と、をさらに有し、キャリアガス導入管を短管に挿通した状態で、傘型傾斜板をキャリアガス導入管の所定位置に固定する。
【0023】
または、本発明にかかる固体原料気化容器は、複数の単管を連設する構造を有するとともに、一方の先端をガス導入孔と接続し、他方の先端から容器内にキャリアガスを供給するキャリアガス導入管、をさらに備え、ガス導入孔とキャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、傘型傾斜板は、キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される。
【0024】
本発明にかかる固体原料気化容器によれば、固体原料の気化が進んでも固体原料が熱源である側壁から離れることがないため、伝熱効率が悪化することはなく、気化量を常時一定に保持することができる。
【0025】
なお、上述した固体原料気化容器において、傾斜部の下端部は、その周縁全体が容器の側壁に当接する形状とすることが望ましい。または、上記固体原料気化容器は、傾斜部の下端部に複数の突起を設け、突起部が容器の側壁に当接することが望ましい。
【0026】
また、上述した固体原料気化容器は、傾斜部に、下部からのガスを上方に通過させるための流路を形成することが望ましい。
【0027】
また、上述した固体原料気化容器は、化学気相成長法による成膜に用いられる固体原料を貯留すること、または、原子層堆積法による成膜に用いられる固体原料を貯留すること、が望ましい。
【0028】
本発明にかかる固体原料気化供給システムは、上述した固体原料気化容器と、固体原料と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0029】
本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムによれば、時間の経過に伴う気化量の減少を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、本願の明細書および図面において、同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する場合がある。
【0032】
＜第１の実施形態＞
本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第１の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第１の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0033】
＜全体構成＞
図１は、本発明にかかる固体原料気化容器の第１の実施形態を模式的に示す断面図である。
図１は、本発明にかかる固体原料気化容器の第１の実施形態を模式的に示す断面図である。
【0034】
図１に示す固体原料気化容器１００は、化学気相成長（ＣＶＤ）法や原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜方法において、固体原料を貯留し、昇華させるためのものであり、たとえば、容器本体（容器）１と、蓋体２と、容器１内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス導入管３と、ガス導入口４から供給されたキャリアガスをキャリアガス導入管３側へ放出するための開閉弁として機能するガス導入バルブ５と、容器１内の気化ガス（混合ガス）をガス導出口６に向けて（半導体処理設備（図示せず）側へ）放出するための開閉弁として機能するガス導出バルブ７と、を備える。
【0035】
本実施形態では、容器１を外部から加熱することによって容器１内に充填された固体原料を加熱するとともに、ガス導入口４からキャリアガスを容器１内に供給する。これにより、固体原料気化容器１００は、キャリアガスと外部からの加熱によって容器１内で昇華した気化ガスとを混合させた混合ガスを、ガス導出口６から放出する。
【0036】
＜固体原料気化容器の詳細＞
以下、本実施形態の固体原料気化容器１００をさらに詳細に説明する。
以下、本実施形態の固体原料気化容器１００をさらに詳細に説明する。
【0037】
容器１は、たとえば、その上端開口部に蓋体２と密着可能に形成された環状の鍔部１１と、鍔部１１の内周に沿って鉛直下向きに形成された円筒部１２と、容器１の上端開口部よりも径小に形成された円形状の底部１３と、円筒部１２の下端から底部１３の周縁に向かって縮径する円錐台形状の縮径部１４と、を備え、その内部には固体原料と接触する側壁１５および底部壁１６を有する構造とした。すなわち、本実施形態において、側壁１５は、縮径部１４に沿って形成された傾斜を有する。なお、図１では、一例として、底部壁１６を平面とした。
【0038】
また、本実施形態において、側壁１５（縮径部１４）の傾斜角度Ａは、容器１の底部壁１６（底部１３）に対して７５゜とした（図１参照）。なお、側壁１５の傾斜角度Ａは、これに限るものではなく、充填する固体原料の物性、たとえば、安息角や流動性等を考慮して適宜設定することとしてもよいが、粉体がホッパーでブリッジ現象を発生させるとされている４０°より急峻な傾斜角度であることが好ましく、４５゜～８５゜の範囲であることがより好ましく、７０゜～８０゜の範囲であることが最も好ましい。また、容器１の形状については、円錐台形状に限定するものではなく、側面が底に向かって上記傾斜角度Ａの範囲で縮径する形状を有していれば、たとえば、多角錐形状であってもよい。
【0039】
容器１を上記のように構成することにより、固体材料を充填した容器１を外部から加熱すると、容器１内部では、熱源として機能する側壁１５および底部壁１６に接触する固体材料から気化が始まる。そして、熱源である底部壁１６と固体原料との接触については、底部壁１６に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の自重落下によりその後も継続する。また、容器１に縮径部１４（傾斜）を設けることによって、側壁１５側においても固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の自重落下が発生し（図１矢印参照）、熱源である側壁１５と固体原料が継続的に接触する。すなわち、本実施形態の固体原料気化容器１００においては、固体原料の気化が進んでも固体原料が熱源である側壁１５から離れることがないため、伝熱効率が悪化することはなく、気化量を常時一定に保持することができる。
【0040】
また、固体原料気化容器１００において、蓋体２は、容器１の上端開口部に形成された鍔部１１に密着かつ着脱可能に設けられている。そして、この蓋体２には、ガス導入口４から流入するキャリアガスを容器１内に供給するための貫通孔であるガス導入孔２１、および容器１内の気化ガス（混合ガス）を放出するための貫通孔であるガス導出孔２２、が溶接により配設されている。本実施形態では、一例として、ガス導入孔２１を、キャリアガス拡散の観点から、円盤状に形成された蓋体２の中心部に設けることとし、さらに、ガス導出孔２２を、蓋体２の中心部以外の場所に設けることとした。
【0041】
また、蓋体２と容器１の上端開口部に形成された鍔部１１との接触部分は、リークを防止するためにＯ－リング型シールパッキン等でシールする。シールパッキンの材質は、充填する固体原料の気化可能温度に対して十分な耐熱性が保たれているものであって、容器１内に充填した固体原料によって侵されないもの（腐食、溶解、変質、偏析、組織破壊、崩壊等が発生しないもの）であればよい。また、シールパッキンの形状は、漏れがなく減圧真空度を保つことができればよく、Ｏ－リング型、平型、角型等、どのような形状であってもよい。
【0042】
また、蓋体２と容器１の上端開口部に形成された鍔部１１との接触部分を密閉するためのシール方法については、リークを防止することができればよく、たとえば、Ｏ－リング型シールパッキン等を用いるシール方法の他、平ガスケットをナイフエッジでシールする方法等、一般的なシール方法が採用可能であり、特に限定するものではない。
【0043】
また、容器１（鍔部１１）と蓋体２は、たとえば、双方に設けられたボルト挿入孔に挿入されたボルト部材（図示せず）と、このボルト部材に螺合して締結可能なナット部材（図示せず）、により固定される。
【0044】
また、本実施形態の固体原料気化容器１００においては、ガス導入バルブ５およびガス導出バルブ７を開閉することにより、容器１内へのキャリアガスの供給、および容器１からの混合ガスの放出、を制御する。
【0045】
また、本実施形態の固体原料気化容器１００においては、図１に示すように、蓋体２の中心部に設けられたガス導入孔２１に接続されたキャリアガス導入管３の先端が、容器１の底部壁１６に当接する位置まで延伸する構造を有する。そして、本実施形態の固体原料気化容器１００においては、キャリアガス導入管３の先端の閉塞を防止する目的で、その先端に切り込み加工を施し、少なくとも１つのガス流路２３を設けることとした。図２は、キャリアガス導入管３に設けられたガス流路２３の拡大図である。なお、切り込みの代わりに、キャリアガス導入管３の先端部分に孔を設けることとしてもよい。
【0046】
これにより、ガス導入口４から、ガス導入バルブ５およびガス導入孔２１を介して供給されたキャリアガスが、キャリアガス導入管３内を流れ、その先端のガス流路２３から放出され、容器１内において拡散される。そして、容器１内で気化した固体原料（気化ガス）と容器１内で拡散したキャリアガスとを混合させた混合ガスが、ガス導出孔２２およびガス導出バルブ７を介してガス導出口６から放出される。
【0047】
なお、本実施形態においては、ガス導入孔２１に接続されたキャリアガス導入管３を介して容器１内部にキャリアガスを供給する構造としたが、これに限るものではない。たとえば、キャリアガス導入管３を設けることなく、ガス導入孔２１から直接容器１内部にキャリアガスを供給することとしてもよい。
【0048】
また、ガス導入孔２１とキャリアガス導入管３との接続方法は任意であるが、たとえば、挿脱可能に挿嵌する構造であってもよく、また、溶接により一体に接合された構造であってもよい。なお、ガス導入孔２１とキャリアガス導入管３とを挿脱可能に挿嵌する構造を採用する場合は、リーク防止のために樹脂製Ｏ－リングやシールテープ等で接続部分をシールすることとしてもよいが、この構造によるリークは容器１内部でのリークであって充填した原料には影響がないことから、本実施形態ではシール加工をしないこととしてもよい。
【0049】
また、本実施形態においては、容器１の底部１３（底部壁１６）を平面として説明したが、これに限るものではなく、容器１の底部１３（底部壁１６）の形状は、固体原料が自重によって接触する構造であればよく、たとえば、平面、半球状、半楕円のような曲面であってもよい（凹面でも凸面でもよい）。また、円錐形状のように頂点を持つ形状であってもよい。
【0050】
＜固体原料気化容器の使用方法＞
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器１００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器１００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
【0051】
つぎに、固体原料気化容器１００の容器１に、固体原料を投入し、その後、容器１の鍔部１１と蓋体２とを締結部材（ボルト部材、ナット部材）により固定し、蓋体２で容器１を密閉する。
【0052】
つぎに、キャリアガスタンク（図示せず）からキャリアガスを容器１内に供給するとともに、容器１を熱風恒温槽内で加熱することによって、熱源である側壁１５側および底部壁１６側から固体原料の気化が始まる。そして、気化に伴う未接触の固体原料の自重落下により側壁１５および底部壁１６に接触する固体原料が継続的に気化し、容器１内で気化した固体原料（気化ガス）とキャリアガスとを混合させた混合ガスが、ガス導出口６から放出される。
【0053】
その後、半導体処理設備（図示せず）において、ＣＶＤ法またはＡＬＤ法による成膜が行われる。この半導体処理設備は、成膜対象である基板が配置される設備（たとえば、ＣＶＤ装置の反応室）であり、この半導体処理設備内に配置された基板上に所望の薄膜を形成する。
【0054】
このように、本実施形態の固体原料気化容器１００は、常時一定量の気化ガス（原料ガス）を半導体処理設備（図示せず）に供給する。
【0055】
＜固体原料気化供給システム＞
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器１００を用いた固体原料気化供給システム１０１について説明する。図３は、本実施形態の固体原料気化容器１００を用いた固体原料気化供給システム１０１を模式的に示す断面図である。
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器１００を用いた固体原料気化供給システム１０１について説明する。図３は、本実施形態の固体原料気化容器１００を用いた固体原料気化供給システム１０１を模式的に示す断面図である。
【0056】
本実施形態の固体原料気化供給システム１０１は、上述した固体原料気化容器１００と、容器１内に貯留された固体原料１１１と、を備えたものである。なお、この固体原料気化供給システム１０１は、容器１内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給手段（図示せず）をさらに備えていてもよい。また、本実施形態の固体原料気化供給システム１０１は、固体原料気化容器１００におけるガス導出口６よりも下流側に、混合ガスを貯留するためのバッファタンク（図示せず）をさらに備えていてもよい。ただし、このバッファタンクは任意の構成要素である。バッファタンクを備えている場合には、たとえば、固体原料気化容器１００で生成された混合ガスが、バッファタンクから半導体処理設備（図示せず）に供給される。
【0057】
本実施形態の固体原料気化供給システム１０１では、ガス導入口４から供給されたキャリアガスが固体原料気化容器１００内に流入し、このキャリアガスと外部からの加熱により固体原料気化容器１００内で気化した固体原料１１１（気化ガス）とを混合させた混合ガスを、ガス導出口６から放出する。これにより、本実施形態の固体原料気化供給システム１０１においては、常時一定量の気化ガス（原料ガス）を半導体処理設備（図示せず）に供給することができる。
【0058】
＜第２の実施形態＞
つづいて、本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第２の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した第１の実施形態と同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
つづいて、本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第２の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した第１の実施形態と同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
【0059】
【0060】
図４－１および図４－２において、固体原料気化容器２００は、ＣＶＤ法やＡＬＤ法による成膜方法において、固体原料を貯留し、昇華させるためのものであり、たとえば、円筒形状の容器本体（容器）３１と、蓋体２と、容器３１内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス導入管３と、ガス導入口４から供給されたキャリアガスをキャリアガス導入管３側へ放出するための開閉弁として機能するガス導入バルブ５と、容器３１内の気化ガス（混合ガス）をガス導出口６に向けて（半導体処理設備（図示せず）側へ）放出するための開閉弁として機能するガス導出バルブ７と、容器３１内部の側壁１５に向かって斜め下に傾斜する傾斜部３２ａを有する少なくとも１つの円錐台形状（傘状）の傘型傾斜板３２と、を備える。傘型傾斜板３２を備えることによって、側壁１５および傾斜部３２ａによるスペースが形成され、このスペースに固体原料を充填することが可能となる。本実施形態の固体原料気化容器２００は、容器の形状および容器内部の構造が、第１の実施形態の固体原料気化容器１００と異なる。
【0061】
本実施形態では、容器３１内の底部壁１６上および傘型傾斜板３２の傾斜部３２ａ上（上記スペースに相当）に固体原料を充填する。そして、容器３１を外部から加熱することによって容器３１内に充填された固体原料を加熱するとともに、ガス導入口４からキャリアガスを容器３１内に供給する。これにより、本実施形態の固体原料気化容器２００は、キャリアガスと外部からの加熱によって容器３１内で昇華した気化ガスとを混合させた混合ガスを、ガス導出口６から放出する。
【0062】
＜固体原料気化容器の詳細＞
以下、本実施形態の固体原料気化容器２００をさらに詳細に説明する。
以下、本実施形態の固体原料気化容器２００をさらに詳細に説明する。
【0063】
容器３１は、たとえば、その上端開口部に蓋体２と密着可能に形成された環状の鍔部１１と、鍔部１１の内周に沿って鉛直下向き（容器３１の底部壁１６に対して９０゜）に形成された円筒部３３と、円筒部３３の下端に形成された円形状の底部３４と、を備え、その内部には固体原料と接触する側壁１５および底部壁１６を有する構造とした。
【0064】
また、本実施形態の固体原料気化容器２００において、傘型傾斜板３２には、円錐台の中心部に、溶接により一体に形成された短管３５が設けられ、その短管３５はキャリアガス導入管３を挿脱可能に包囲する内径を有する。また、短管３５には管の側面を貫通するねじ溝３６が形成されており、このねじ溝３６を介してタップねじ３７の先端でキャリアガス導入管３を短管３５に押し付けることにより、傘型傾斜板３２を、キャリアガス導入管３の所定位置、すなわち、容器３１内部の所望の位置に固定する（図５に示す拡大図参照）。
【0065】
なお、上記では、ねじ止めにより傘型傾斜板３２をキャリアガス導入管３の所定位置に固定する場合について記載したが、これに限るものではない。たとえば、傘型傾斜板３２は、図６に示すように、ホースバンドに類似する形状のクリップ（図６（ｂ）参照）やねじ締めバンド（図６（ｃ）参照）等の落下防止治具をキャリアガス導入管３の所定位置に取り付けて傘型傾斜板３２の落下を防止することによって（図６（ａ）参照）、容器３１内部の所望の位置に固定することとしてもよい。すなわち、傘型傾斜板３２の固定方法は、傘型傾斜板３２を容器３１内部の所望の位置に固定することができる方法であればよく、任意である。また、図６の固定方法を採用する場合には、短管３５のねじ溝３６は不要である。また、単管３５の長さについては特に限定はしないが、用途に応じて適宜調整可能である。
【0066】
また、傘型傾斜板３２において、円錐台の斜辺である傾斜部３２ａの傾斜角度Ｂは、前述した第１の実施形態の縮径部１４の傾斜角度Ａと同様に、容器３１の底部１３（底部壁１６）に対して７５゜とした（図４－１参照）。なお、この傾斜角度Ｂは、傾斜角度Ａ同様、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定することとしてもよいが、粉体がホッパーでブリッジ現象を発生させるとされている４０°より急峻な傾斜角度であることが好ましく、４５゜～８５゜の範囲であることがより好ましく、７０゜～８０゜の範囲であることが最も好ましい。
【0067】
容器３１の内部を上記のように構成することにより、固体材料を充填した容器３１を外部から加熱すると、容器３１内部では、熱源として機能する側壁１５および底部壁１６に接触する固体材料から気化が始まる。そして、熱源である底部壁１６と固体原料との接触については、底部壁１６に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の自重落下によりその後も継続する。また、傘型傾斜板３２を設けることによって、その傾斜により傾斜部３２ａでも、側壁１５に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の自重落下（転落）が発生し（図４－１矢印参照）、熱源である側壁１５と固体原料が継続的に接触する。すなわち、本実施形態の固体原料気化容器２００においては、固体原料の気化が進んでも固体原料が熱源である側壁１５から離れることがないため、伝熱効率が悪化することはなく、気化量を常時一定に保持することができる。
【0068】
また、本実施形態の固体原料気化容器２００において、キャリアガス導入管３は、容器３１内にキャリアガスを供給する機能の他、上述したように、傘型傾斜板３２を所望の位置に固定するための軸として機能することから、第１の実施形態とは異なり必須の構成となる。
【0069】
また、本実施形態の固体原料気化容器２００において、ガス導入孔２１とキャリアガス導入管３との接続は、挿脱可能に挿嵌する構造によって実現することが好ましい。これにより、本実施形態の固体原料気化容器２００では、キャリアガス導入管３の下方に固定された傘型傾斜板３２から順に固体原料を充填することができる。具体的には、キャリアガス導入管３を１つの傘型傾斜板３２の短管３５に挿通し、容器３１内においてこの傘型傾斜板３２をキャリアガス導入管３に固定した状態で固体原料を充填し、その後、この充填作業をすべての傘型傾斜板３２に対し繰り返し行い、最後に、キャリアガス導入管３の上端を蓋体２のガス導入孔２１に挿嵌し密閉する（図４－２参照）。
【0070】
なお、その他の固体原料気化容器２００の構成については、前述した第１の実施形態の固体原料気化容器１００と同様である。
【0071】
＜傘型傾斜板の詳細＞
つづいて、上述した傘型傾斜板３２について詳細に説明する。
つづいて、上述した傘型傾斜板３２について詳細に説明する。
【0072】
図７および図８は、傘型傾斜板３２の形状の一例を示す図である。図７および図８において、本実施形態の傘型傾斜板３２は、上述した傾斜部３２ａおよび短管３５と、傾斜部３２ａと短管３５とを接続する複数の橋部３２ｂと、を備える。本実施形態においては、傾斜部３２ａと短管３５との間の隙間（橋部３２ｂ間の隙間）が、気化した固体原料（気化ガス）とキャリアガスとを混合した混合ガスの流路となる。なお、図７および図８においては、橋部３２ｂの本数を４本としているが、これに限るものではなく、傾斜部３２ａに載せる固体原料の量や重さ等に応じて適宜増減可能とする。
【0073】
また、図７および図８に示す傘型傾斜板３２は、下方に向かって徐々に拡径する傾斜部３２ａの下端部の形状が、それぞれ異なっている。たとえば、図４－１は、図８に示す傘型傾斜板３２が記載されている。図７において、傾斜部３２ａの下端部は、円形状に形成され、たとえば、固体原料が下部に落下することなく１つの傘型傾斜板３２で気化が完結するように、その周縁全体が容器３１の側壁１５に当接する。一方、図８に示す傾斜部３２ａの下端部には、固体原料が傾斜部３２ａの傾斜に沿って下部に落下しやすいように、たとえば、等間隔に８つの突起３２ｃを設けた。これにより、突起部３２ｃのみが容器３１の側壁１５に当接するため、それぞれの突起３２ｃ間に隙間を形成することができ、この隙間から固体原料が自重落下することによって、固体原料と側壁１５との接触面積が増大し、気化を促進させることができる。なお、図８に示す突起３２ｃの数および大きさは、これに限るものではなく任意である。また、上記では、傾斜部３２ａの下端部の全部または一部が側壁１５に当接する例について記載したが、これらに限るものではなく、たとえば、傘型傾斜板３２がキャリアガス導入管等に固定または一体化されている場合には、傾斜部３２ａの下端部が側壁１５に当接しないこととしてもよい。
【0074】
また、図９、図１０および図１１は、傘型傾斜板３２の傾斜部３２ａの形態の一例を示す図である。詳細には、図９には、傾斜部３２ａの表面に対し放射状に貫通する複数のスリット３２ｄが形成された形態が示されており、図１０には、傾斜部３２ａの表面に対し一様に複数の貫通孔３２ｅが形成された形態が示されており、図１１には、傾斜部３２ａの表面に対し網目状（篩状）の多数の隙間３２ｆが形成された形態が示されている。これらの形態は、下部からのキャリアガスや混合ガスを上方に通過させるための流路が例示されたものであるが、傾斜部３２ａに形成される流路は、これらの形態に限るものではない。たとえば、ガス流路としての機能を有し、気化に伴う固体原料の流動性（自重による落下および転落）を妨げない構造であれば、傾斜部３２ａは、どのような形態で実現することとしてもよい。また、図９、図１０および図１１において、傘型傾斜板３２の形状は、図７および図８のいずれの形状であってもよい。
【0075】
＜固体原料気化容器の使用方法＞
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器２００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器２００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
【0076】
つぎに、固体原料気化容器２００の容器３１に、固体原料を投入する。その際、本実施形態においては、まず、容器３１の底部壁１６に固体原料を充填し、その後、容器３１内において、キャリアガス導入管３に下方から傘型傾斜板３２を固定する毎に、傾斜部３２ａ上（側壁１５および傾斜部３２ａにより形成されるスペース）に固体原料を充填する作業を繰り返し行い、最後に、蓋体２のガス導入孔２１とキャリアガス導入管３の上端とを接続する。その後、容器３１の鍔部１１と蓋体２とを締結部材（ボルト部材、ナット部材）により固定し、蓋体２で容器３１を密閉する。
【0077】
つぎに、キャリアガスタンク（図示せず）からキャリアガスを容器３１内に供給するとともに、容器３１を熱風恒温槽内で加熱することによって、熱源である側壁１５側および底部壁１６側から固体原料の気化が始まる。そして、気化に伴う固体原料の自重落下（傾斜部３２ａ上の転落を含む）により側壁１５および底部壁１６に接触する固体原料が継続的に気化し、容器３１内で気化した固体原料（気化ガス）とキャリアガスとを混合させた混合ガスが、ガス導出口６から放出される。
【0078】
このように、本実施形態の固体原料気化容器２００は、常時一定量の気化ガス（原料ガス）を半導体処理設備（図示せず）に供給する。
【0079】
＜固体原料気化供給システム＞
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器２００を用いた固体原料気化供給システム２０１について説明する。図１２は、本実施形態の固体原料気化容器２００を用いた固体原料気化供給システム２０１を模式的に示す断面図である。
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器２００を用いた固体原料気化供給システム２０１について説明する。図１２は、本実施形態の固体原料気化容器２００を用いた固体原料気化供給システム２０１を模式的に示す断面図である。
【0080】
本実施形態の固体原料気化供給システム２０１は、上述した固体原料気化容器２００と、容器３１内に貯留された固体原料１１１と、を備えたものである。なお、この固体原料気化供給システム２０１は、容器３１内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給手段（図示せず）をさらに備えていてもよい。また、本実施形態の固体原料気化供給システム２０１は、固体原料気化容器２００におけるガス導出口６よりも下流側に、混合ガスを貯留するためのバッファタンク（図示せず）をさらに備えていてもよい。なお、このバッファタンクは任意の構成要素である。バッファタンクを備えている場合には、たとえば、固体原料気化容器２００から放出された混合ガスが、バッファタンクから半導体処理設備（図示せず）に供給される。
【0081】
本実施形態の固体原料気化供給システム２０１では、ガス導入口４から供給されたキャリアガスが固体原料気化容器２００内に流入し、このキャリアガスと外部からの加熱により固体原料気化容器２００内で気化した固体原料１１１（気化ガス）とを混合させた混合ガスを、ガス導出口６から放出する。これにより、本実施形態の固体原料気化供給システム２０１においては、常時一定量の気化ガス（原料ガス）を半導体処理設備（図示せず）に供給することができる。
【0082】
＜第３の実施形態＞
つづいて、本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第３の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した第１および第２の実施形態と同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。以下、第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
つづいて、本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第３の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した第１および第２の実施形態と同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。以下、第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【0083】
【0084】
図１３－１および図１３－２において、固体原料気化容器３００は、ＣＶＤ法やＡＬＤ法による成膜方法において、固体原料を貯留し、昇華させるためのものであり、たとえば、円筒形状の容器本体（容器）４１と、蓋体２と、容器４１内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス導入管３と、ガス導入口４から供給されたキャリアガスをキャリアガス導入管３側へ放出するための開閉弁として機能するガス導入バルブ５と、容器４１内の気化ガス（混合ガス）をガス導出口６に向けて（半導体処理設備（図示せず）側へ）放出するための開閉弁として機能するガス導出バルブ７と、容器４１内部の側壁１５に向かって斜め下に傾斜する傾斜部３２ａを有する少なくとも１つの円錐台形状（傘状）の傘型傾斜板３２と、を備える。傘型傾斜板３２を備えることによって、側壁１５および傾斜部３２ａによるスペースが形成され、このスペースに固体原料を充填することが可能となる。本実施形態の固体原料気化容器３００は、容器内部の構造が、第２の実施形態の固体原料気化容器２００と異なる。
【0085】
本実施形態では、容器４１内の底部壁１６上および傘型傾斜板３２の傾斜部３２ａ上（上記スペースに相当）に固体原料を充填する。そして、容器４１を外部から加熱することによって容器４１内に充填された固体原料を加熱するとともに、ガス導入口４からキャリアガスを容器４１内に供給する。これにより、本実施形態の固体原料気化容器３００は、キャリアガスと外部からの加熱によって容器４１内で昇華した気化ガスとを混合させた混合ガスを、ガス導出口６から放出する。
【0086】
＜固体原料気化容器の詳細＞
以下、本実施形態の固体原料気化容器３００をさらに詳細に説明する。
以下、本実施形態の固体原料気化容器３００をさらに詳細に説明する。
【0087】
容器４１は、たとえば、その上端開口部に蓋体２と密着可能に形成された環状の鍔部１１と、鍔部１１の内周に沿って鉛直下向き（容器４１の底部壁１６に対して９０゜）に形成された円筒部３３と、円筒部３３の下端に形成された円形状の底部３４と、を備え、その内部には固体原料と接触する側壁１５および底部壁１６を有する構造とした。そして、本実施形態において、側壁１５には、少なくとも１つの傘型傾斜板３２を配設するため、容器４１の中心に向かって階段状に形成された少なくとも１つの環状の係止部４２を設けることとした。傘型傾斜板３２の下端を環状の係止部４２で係止することにより、前述した第２の実施形態のようにキャリアガス導入管３に固定することなく、傘型傾斜板３２を安定的に保持することができる。なお、係止部４２が容器４１の中心に向かって階段状に形成されていることから、下方に行くほど係止部４２の直径が小さくなる。そのため、本実施形態においては、係止部４２の直径の収縮に応じて、傘型傾斜板３２の下端部周縁の径が下方に行くほど小さくなる。
【0088】
また、ガス導入孔２１とキャリアガス導入管３との接続方法は、前述した第１の実施形態同様、任意であるが、たとえば、挿脱可能に挿嵌する構造であってもよく、また、溶接により一体に接合された構造であってもよい。また、図１３－１および図１３－２においては、第２の実施形態と同形状の傘型傾斜板３２を使用しているが、これに限るものではない。たとえば、キャリアガス導入管３に固定することなく傘型傾斜板３２を安定的に保持することができることから、図７および図８に示す短管３５と橋部３２ｂを不要とすることが可能である。また、これに伴い、キャリアガス導入管３自体を不要とすることも可能である。
【0089】
なお、その他の固体原料気化容器３００の構成については、前述した第２の実施形態の固体原料気化容器２００と同様である。
【0090】
＜固体原料気化容器の使用方法＞
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器３００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器３００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
【0091】
つぎに、固体原料気化容器３００の容器４１に、固体原料を投入する。その際、本実施形態においては、まず、容器４１の底部壁１６に固体原料を充填し、その後、容器４１内において、係止部４２に下方から傘型傾斜板３２を載置する毎に、傾斜部３２ａ上（側壁１５および傾斜部３２ａにより形成されるスペース）に固体原料を充填する作業を繰り返し行う。その後、容器４１の鍔部１１と蓋体２とを締結部材（ボルト部材、ナット部材）により固定し、蓋体２で容器４１を密閉する。
【0092】
つぎに、キャリアガスタンク（図示せず）からキャリアガスを容器４１内に供給するとともに、容器４１を熱風恒温槽内で加熱することによって、熱源である側壁１５側および底部壁１６側から固体原料の気化が始まる。そして、気化に伴う固体原料の自重落下（傾斜部３２ａの転落を含む）により側壁１５および底部壁１６に接触する固体原料が継続的に気化し、容器４１内で気化した固体原料（気化ガス）とキャリアガスとを混合させた混合ガスが、ガス導出口６から放出される。
【0093】
このように、本実施形態の固体原料気化容器３００は、常時一定量の気化ガス（原料ガス）を半導体処理設備（図示せず）に供給する。
【0094】
＜固体原料気化供給システム＞
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器３００を用いた固体原料気化供給システム３０１について説明する。図１４は、本実施形態の固体原料気化容器３００を用いた固体原料気化供給システム３０１を模式的に示す断面図である。
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器３００を用いた固体原料気化供給システム３０１について説明する。図１４は、本実施形態の固体原料気化容器３００を用いた固体原料気化供給システム３０１を模式的に示す断面図である。
【0095】
本実施形態の固体原料気化供給システム３０１は、上述した固体原料気化容器３００と、容器４１内に貯留された固体原料１１１と、を備えたものである。なお、その他のシステム構成については、前述した第２の実施形態と同様であり、固体原料気化供給システム２０１および固体原料気化容器２００を固体原料気化供給システム３０１および固体原料気化容器３００に読み替えて説明可能であるため、重複説明を省略する。
【0096】
＜第４の実施形態＞
つづいて、本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第４の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した第１～第３の実施形態と同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。以下、第２および第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。
つづいて、本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第４の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した第１～第３の実施形態と同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。以下、第２および第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【0097】
【0098】
図１５－１および図１５－２において、固体原料気化容器４００は、ＣＶＤ法やＡＬＤ法による成膜方法において、固体原料を貯留し、昇華させるためのものであり、たとえば、円筒形状の容器本体（容器）３１と、蓋体２と、容器３１内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス導入管５１と、ガス導入口４から供給されたキャリアガスをキャリアガス導入管５１側へ放出するための開閉弁として機能するガス導入バルブ５と、容器３１内の気化ガス（混合ガス）をガス導出口６に向けて（半導体処理設備（図示せず）側へ）放出するための開閉弁として機能するガス導出バルブ７と、容器３１内部の側壁１５に向かって斜め下に傾斜する傾斜部３２ａを有する少なくとも１つの円錐台形状（傘状）の傘型傾斜板３２と、を備える。傘型傾斜板３２を備えることによって、側壁１５および傾斜部３２ａによるスペースが形成され、このスペースに固体原料を充填することが可能となる。本実施形態の固体原料気化容器４００は、容器内部の構造、特に、キャリアガス導入管の構造が、第２および第３の実施形態の固体原料気化容器（２００，３００）と異なる。
【0099】
本実施形態では、容器３１内の底部壁１６上および傘型傾斜板３２の傾斜部３２ａ上（上記スペースに相当）に固体原料を充填する。そして、容器３１を外部から加熱することによって容器３１内に充填された固体原料を加熱するとともに、ガス導入口４からキャリアガスを容器３１内に供給する。これにより、本実施形態の固体原料気化容器４００は、キャリアガスと外部からの加熱によって容器３１内で昇華した気化ガスとを混合させた混合ガスを、ガス導出口６から放出する。
【0100】
＜固体原料気化容器の詳細＞
以下、本実施形態の固体原料気化容器４００をさらに詳細に説明する。
以下、本実施形態の固体原料気化容器４００をさらに詳細に説明する。
【0101】
本実施形態において、キャリアガス導入管５１は、前述した各実施形態のキャリアガス導入管３と異なり、複数の単管を連設する構造とした。具体的にいうと、キャリアガス導入管５１は、蓋体２のガス導入孔２１と接続する最上部の単管３５ａと、キャリアガス導入管３としての機能を有する最下部の単管３５ｂと、単管３５ａと単管３５ｂの間に位置する少なくとも１つの単管３５（傘型傾斜板３２に設けられた単管３５）と、を連設したものである。すなわち、単管３５は、キャリアガス導入管５１および傘型傾斜板３２において共有の構成として機能する。
【0102】
また、本実施形態の固体原料気化容器４００において、上下に接続される単管は、挿脱可能に挿嵌する構造を有することが望ましい。複数の単管（３５ａ，３５，３５ｂ）を連設してキャリアガス導入管５１を形成することにより、キャリアガス導入管５１は、前述した各実施形態のキャリアガス導入管３と同様の機能を有するとともに、さらに、短管に挿通されたキャリアガス導入管３に固定することなく傘型傾斜板３２を安定的に保持することができる。
【0103】
また、図１５－１および図１５－２において、本実施形態の固体原料気化容器４００は、ねじ止めにより固定することなく傘型傾斜板３２を安定的に保持することができることから、図５に示す短管３５のねじ溝３６は不要である。また、連設する各単管の長さについては、前述したように適宜調整する。また、単管３５ａは、溶接によりガス導入孔２１と一体に接合された構造とすることとしてもよい。
【0104】
なお、その他の固体原料気化容器４００の構成については、前述した第２の実施形態の固体原料気化容器２００と同様である。
【0105】
＜固体原料気化容器の使用方法＞
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器４００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器４００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
【0106】
つぎに、固体原料気化容器４００の容器３１に、固体原料を投入する。その際、本実施形態においては、まず、容器３１の底部壁１６に固体原料を充填し、その後、単管３５ｂが所定位置に配置された容器３１内において、下方から傘型傾斜板３２を連接する毎に、傾斜部３２ａ上（側壁１５および傾斜部３２ａにより形成されるスペース）に固体原料を充填する作業を繰り返し行い、最上段の傘型傾斜板３２に単管３５ａを接続した状態で、最後に、蓋体２のガス導入孔２１と単管３５ａとを接続する。その後、容器３１の鍔部１１と蓋体２とを締結部材（ボルト部材、ナット部材）により固定し、蓋体２で容器３１を密閉する。
【0107】
なお、その他の固体原料気化容器４００の使用方法については、前述した第２の実施形態の固体原料気化容器２００と同様である。
【0108】
＜固体原料気化供給システム＞
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器４００を用いた固体原料気化供給システム４０１について説明する。図１６は、本実施形態の固体原料気化容器４００を用いた固体原料気化供給システム４０１を模式的に示す断面図である。
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器４００を用いた固体原料気化供給システム４０１について説明する。図１６は、本実施形態の固体原料気化容器４００を用いた固体原料気化供給システム４０１を模式的に示す断面図である。
【0109】
本実施形態の固体原料気化供給システム４０１は、上述した固体原料気化容器４００と、容器３１内に貯留された固体原料１１１と、を備えたものである。なお、その他のシステム構成については、前述した第２の実施形態と同様であり、固体原料気化供給システム２０１および固体原料気化容器２００を固体原料気化供給システム４０１および固体原料気化容器４００に読み替えて説明可能であるため、重複説明を省略する。
【0110】
＜第５の実施形態＞
つづいて、本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第５の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した第１～第４の実施形態と同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
つづいて、本発明にかかる固体原料気化容器および固体原料気化供給システムの第５の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した第１～第４の実施形態と同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
【0111】
＜全体構成＞
図１７は、本発明にかかる固体原料気化容器の第５の実施形態を模式的に示す断面図である。
図１７は、本発明にかかる固体原料気化容器の第５の実施形態を模式的に示す断面図である。
【0112】
図１７において、固体原料気化容器５００は、ＣＶＤ法やＡＬＤ法による成膜方法において、固体原料を貯留し、昇華させるためのものであり、たとえば、円筒形状の容器本体（容器）１と、蓋体２と、容器１内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス導入管３と、ガス導入口４から供給されたキャリアガスをキャリアガス導入管３側へ放出するための開閉弁として機能するガス導入バルブ５と、容器３１内の気化ガス（混合ガス）をガス導出口６に向けて（半導体処理設備（図示せず）側へ）放出するための開閉弁として機能するガス導出バルブ７と、容器１内部の側壁１５に向かって斜め下に傾斜する傾斜部３２ａを有する少なくとも１つの円錐台形状（傘状）の傘型傾斜板３２と、を備える。傘型傾斜板３２を備えることによって、側壁１５および傾斜部３２ａによるスペースが形成され、このスペースに固体原料を充填することが可能となる。本実施形態の固体原料気化容器５００は、第１の実施形態の固体原料気化容器１００と、第２の実施形態の固体原料気化容器２００の容器３１の内部構造と、を組み合わせたものである。
【0113】
本実施形態では、容器１内の底部壁１６上および傘型傾斜板３２の傾斜部３２ａ上（上記スペースに相当）に固体原料を充填する。そして、容器１を外部から加熱することによって容器１内に充填された固体原料を加熱するとともに、ガス導入口４からキャリアガスを容器１内に供給する。これにより、本実施形態の固体原料気化容器５００は、キャリアガスと外部からの加熱によって容器１内で昇華した気化ガスとを混合させた混合ガスを、ガス導出口６から放出する。
【0114】
なお、上記では、固体原料気化容器５００を、固体原料気化容器１００と固体原料気化容器２００の容器３１の内部構造とを組み合わせたものとして説明したが、これに限るものではなく、固体原料気化容器５００は、たとえば、固体原料気化容器１００と第４の実施形態の固体原料気化容器４００の容器３１の内部構造とを組み合わせたもの（図示せず）であってもよい。
【0115】
＜固体原料気化容器の詳細＞
以下、本実施形態の固体原料気化容器５００をさらに詳細に説明する。
以下、本実施形態の固体原料気化容器５００をさらに詳細に説明する。
【0116】
図１７において、本実施形態の固体原料気化容器５００は、上述したとおり、第１の実施形態の固体原料気化容器１００と、第２の実施形態の固体原料気化容器２００の容器３１の内部構造と、を組み合わせたものであるが、容器１は、底部１３（底部壁１６）の周縁に向かって縮径する円錐台形状の縮径部１４を有することから、本実施形態においては、徐々に縮径する縮径部１４の直径に対応する複数の傘型傾斜板３２を用意する。そして、径の小さい傘型傾斜板３２から順に下端部を側壁１５に当接させることによって、傘型傾斜板３２の位置を保持する。
【0117】
また、上述したように、縮径部１４を有することにより傘型傾斜板３２の位置を保持することはできる（落下はしない）が、本実施形態においては、傾斜部３２ａにおける固体原料の落下流動性（自重による落下、転落）の均一化の観点から、傘型傾斜板３２の傾きを防止する目的のために、第２の実施形態に示す固定方法（タップねじ、クリップ、ねじ締めバンド等）を用いて傘型傾斜板３２をキャリアガス導入管３に固定する。なお、傘型傾斜板３２の傾きが発生しない条件で固体原料気化容器５００を使用する場合には、キャリアガス導入管３を不要とすることとしてもよい。
【0118】
また、第４の実施形態の固体原料気化容器４００の容器３１の内部構造（短管連設構造）を採用した場合においても、上記同様、徐々に縮径する縮径部１４の直径に対応する複数の傘型傾斜板３２を用意する。
【0119】
容器１の内部を上記のように構成することにより、固体材料を充填した容器１を外部から加熱すると、容器１内部では、熱源として機能する側壁１５および底部壁１６に接触する固体材料から気化が始まる。そして、熱源である底部壁１６と固体原料との接触については、底部壁１６に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の自重落下によりその後も継続する。また、容器１に縮径部１３（傾斜）を設けることによって、側壁１５側においても固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の自重落下が発生し（図１７矢印Ｃ参照）、熱源である側壁１５と固体原料が継続的に接触する。さらに、傘型傾斜板３２を設けることによって、その傾斜により傾斜部３２ａでも、側壁１５と接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の自重落下（転落）が発生し（図１７矢印Ｄ参照）、固体原料の固体流動性がさらに促進される（熱源である側壁１５と固体原料が継続的に接触する）。すなわち、本実施形態の固体原料気化容器５００においては、固体原料の気化が進んでも固体原料が熱源である側壁１５から離れることがないため、伝熱効率が悪化することはなく、気化量を常時一定に保持することができる。
【0120】
なお、その他の固体原料気化容器５００の構成については、前述した各実施形態の固体原料気化容器と同様である。
【0121】
＜固体原料気化容器の使用方法＞
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器５００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
本実施形態においては、まず、固体原料気化容器５００のガス導入口４を、継手部材などを介してキャリアガスタンク（図示せず）と連結し、さらに、ガス導出口６を、継手部材などを介して半導体処理設備（図示せず）に連結する。
【0122】
つぎに、固体原料気化容器５００の容器１に、固体原料を投入する。その際、本実施形態においては、まず、容器１の底部壁１６に固体原料を充填し、その後、容器１内において、キャリアガス導入管３に下方から傘型傾斜板３２を固定する毎に、傾斜部３２ａ上（側壁１５および傾斜部３２ａにより形成されるスペース）に固体原料を充填する作業を繰り返し行い、最後に、蓋体２のガス導入孔２１とキャリアガス導入管３とを接続する。その後、容器１の鍔部１１と蓋体２とを締結部材（ボルト部材、ナット部材）により固定し、蓋体２で容器１を密閉する。
【0123】
なお、その他の固体原料気化容器５００の使用方法については、前述した第１の実施形態の固体原料気化容器１００と同様である。
【0124】
＜固体原料気化供給システム＞
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器５００を用いた固体原料気化供給システム５０１について説明する。図１８は、本実施形態の固体原料気化容器５００を用いた固体原料気化供給システム５０１を模式的に示す断面図である。
つづいて、本実施形態の固体原料気化容器５００を用いた固体原料気化供給システム５０１について説明する。図１８は、本実施形態の固体原料気化容器５００を用いた固体原料気化供給システム５０１を模式的に示す断面図である。
【0125】
本実施形態の固体原料気化供給システム５０１は、上述した固体原料気化容器５００と、容器１内に貯留された固体原料１１１と、を備えたものである。なお、その他のシステム構成については、前述した第１の実施形態と同様であり、固体原料気化供給システム１０１および固体原料気化容器１００を固体原料気化供給システム５０１および固体原料気化容器５００に読み替えて説明可能であるため、重複説明を省略する。
【符号の説明】
【0126】
１００，２００，３００，４００，５００ 固体原料気化容器
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ 固体原料気化供給システム
１１１ 固体原料
１，３１，４１ 容器（容器本体）
２ 蓋体
３ キャリアガス導入管
４ ガス導入口
５ ガス導入バルブ
６ ガス導出口
７ ガス導出バルブ
１１ 鍔部
１２ 円筒部
１３ 底部
１４ 縮径部
１５ 側壁
１６ 底部壁
２１ ガス導入孔
２２ ガス導出孔
２３ ガス流路
３２ 傘型傾斜板
３２ａ 傾斜部
３２ｂ 橋部
３２ｃ 突起
３２ｄ スリット
３２ｅ 貫通孔
３２ｆ 隙間
３３ 円筒部
３４ 底部
３５，３５ａ，３５ｂ 短管
３６ ねじ溝
３７ タップねじ
４２ 係止部
５１ キャリアガス導入管
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ 固体原料気化供給システム
１１１ 固体原料
１，３１，４１ 容器（容器本体）
２ 蓋体
３ キャリアガス導入管
４ ガス導入口
５ ガス導入バルブ
６ ガス導出口
７ ガス導出バルブ
１１ 鍔部
１２ 円筒部
１３ 底部
１４ 縮径部
１５ 側壁
１６ 底部壁
２１ ガス導入孔
２２ ガス導出孔
２３ ガス流路
３２ 傘型傾斜板
３２ａ 傾斜部
３２ｂ 橋部
３２ｃ 突起
３２ｄ スリット
３２ｅ 貫通孔
３２ｆ 隙間
３３ 円筒部
３４ 底部
３５，３５ａ，３５ｂ 短管
３６ ねじ溝
３７ タップねじ
４２ 係止部
５１ キャリアガス導入管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4-1】
【図4-2】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13-1】
【図13-2】
【図14】
【図15-1】
【図15-2】
【図16】
【図17】
【図18】
【手続補正書】
【提出日】2024-05-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する筒状の容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、
を備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、前記ガス導入孔を介して供給されたキャリアガスを他方の先端から前記容器内に放出するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、中心部において前記キャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、前記傾斜部と前記短管とを接続する複数の橋部と、をさらに有し、
前記キャリアガス導入管を前記短管に挿通した状態で、前記傘型傾斜板を前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する筒状の容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、
を備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、前記ガス導入孔を介して供給されたキャリアガスを他方の先端から前記容器内に放出するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、中心部において前記キャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、前記傾斜部と前記短管とを接続する複数の橋部と、をさらに有し、
前記キャリアガス導入管を前記短管に挿通した状態で、前記傘型傾斜板を前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
【請求項2】
前記傾斜部の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１に記載の固体原料気化容器。
【請求項3】
前記傾斜部に、下部からのガスを上方に通過させるための流路を形成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項２に記載の固体原料気化容器。
【請求項4】
固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する筒状の容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、
を備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
前記側壁に、前記容器の中心に向かって階段状に形成された少なくとも１つの係止部を設け、
前記傘型傾斜板の下端を前記係止部で係止することにより、前記傘型傾斜板を所定位置で保持する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する筒状の容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、
を備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
前記側壁に、前記容器の中心に向かって階段状に形成された少なくとも１つの係止部を設け、
前記傘型傾斜板の下端を前記係止部で係止することにより、前記傘型傾斜板を所定位置で保持する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
【請求項5】
一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、前記ガス導入孔を介して供給されたキャリアガスを他方の先端から前記容器内に放出するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造、または溶接により一体に接合された構造、とする、
ことを特徴とする請求項４に記載の固体原料気化容器。
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造、または溶接により一体に接合された構造、とする、
ことを特徴とする請求項４に記載の固体原料気化容器。
【請求項6】
前記傾斜部の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項５に記載の固体原料気化容器。
【請求項7】
前記傾斜部に、下部からのガスを上方に通過させるための流路を形成する、
ことを特徴とする請求項６に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項６に記載の固体原料気化容器。
【請求項8】
固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する筒状の容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、
を備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
複数の単管を連設する構造を有するとともに、一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、前記ガス導入孔を介して供給されたキャリアガスを他方の先端から前記容器内に放出するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する筒状の容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板と、
を備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
複数の単管を連設する構造を有するとともに、一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、前記ガス導入孔を介して供給されたキャリアガスを他方の先端から前記容器内に放出するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
【請求項9】
前記傾斜部の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定する、
ことを特徴とする請求項８に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項８に記載の固体原料気化容器。
【請求項10】
前記傾斜部に、下部からのガスを上方に通過させるための流路を形成する、
ことを特徴とする請求項９に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項９に記載の固体原料気化容器。
【請求項11】
固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
を備え、
前記容器は、上端開口部よりも径小に形成された底部と、前記底部の周縁に向かって縮径する縮径部と、を備え、
前記側壁は、前記縮径部に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触し、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板、
をさらに備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、前記ガス導入孔を介して供給されたキャリアガスを他方の先端から前記容器内に放出するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
を備え、
前記容器は、上端開口部よりも径小に形成された底部と、前記底部の周縁に向かって縮径する縮径部と、を備え、
前記側壁は、前記縮径部に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触し、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板、
をさらに備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、前記ガス導入孔を介して供給されたキャリアガスを他方の先端から前記容器内に放出するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
【請求項12】
前記傘型傾斜板は、
中心部において前記キャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、
前記傾斜部と前記短管とを接続する複数の橋部と、
をさらに有し、
前記キャリアガス導入管を前記短管に挿通した状態で、前記傘型傾斜板を前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の固体原料気化容器。
中心部において前記キャリアガス導入管を挿脱可能に包囲する内径を有する短管と、
前記傾斜部と前記短管とを接続する複数の橋部と、
をさらに有し、
前記キャリアガス導入管を前記短管に挿通した状態で、前記傘型傾斜板を前記キャリアガス導入管の所定位置に固定する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の固体原料気化容器。
【請求項13】
前記側壁の傾斜角度および前記傾斜部の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１２に記載の固体原料気化容器。
【請求項14】
前記傾斜部に、下部からのガスを上方に通過させるための流路を形成する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１３に記載の固体原料気化容器。
【請求項15】
固体原料を貯留し、気化させるための固体原料気化容器であって、
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
を備え、
前記容器は、上端開口部よりも径小に形成された底部と、前記底部の周縁に向かって縮径する縮径部と、を備え、
前記側壁は、前記縮径部に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触し、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板、
をさらに備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
複数の単管を連設する構造を有するとともに、一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、前記ガス導入孔を介して供給されたキャリアガスを他方の先端から前記容器内に放出するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
熱源として固体原料と接触する側壁および底部壁を有する容器と、
キャリアガスを前記容器内に供給するための貫通孔であるガス導入孔および前記容器内におけるキャリアガスと気化ガスとの混合ガスを放出するための貫通孔であるガス導出孔が配設され、前記容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた蓋体と、
を備え、
前記容器は、上端開口部よりも径小に形成された底部と、前記底部の周縁に向かって縮径する縮径部と、を備え、
前記側壁は、前記縮径部に沿って形成された所定の傾斜を有する形状とし、接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の落下により継続的に固体原料と接触し、
前記側壁に向かって斜め下に傾斜する傾斜部を有する少なくとも１つの傘型傾斜板、
をさらに備え、
前記側壁および前記傾斜部により固体原料を充填するためのスペースが形成され、
前記傾斜部の傾斜により、前記側壁に接触する固体原料の気化に伴う未接触の固体原料の転落が発生し、前記側壁と固体原料が継続的に接触し、
複数の単管を連設する構造を有するとともに、一方の先端を前記ガス導入孔と接続し、前記ガス導入孔を介して供給されたキャリアガスを他方の先端から前記容器内に放出するキャリアガス導入管、
をさらに備え、
前記ガス導入孔と前記キャリアガス導入管との接続部分、および単管どうしの接続部分は、挿脱可能に挿嵌する構造とし、
前記傘型傾斜板は、前記キャリアガス導入管を構成する両端の単管以外の単管と一体に形成される、
ことを特徴とする固体原料気化容器。
【請求項16】
前記側壁の傾斜角度および前記傾斜部の傾斜角度は、充填する固体原料の物性を考慮して適宜設定する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１５に記載の固体原料気化容器。
【請求項17】
前記傾斜部に、下部からのガスを上方に通過させるための流路を形成する、
ことを特徴とする請求項１６に記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１６に記載の固体原料気化容器。
【請求項18】
化学気相成長（ＣＶＤ）法による成膜に用いられる固体原料、または原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜に用いられる固体原料、を貯留する、
ことを特徴とする請求項１～１７のいずれか１つに記載の固体原料気化容器。
ことを特徴とする請求項１～１７のいずれか１つに記載の固体原料気化容器。
【請求項19】
請求項１～１７のいずれか１つに記載の固体原料気化容器と、
固体原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体原料気化供給システム。
固体原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体原料気化供給システム。
【請求項20】
請求項１８に記載の固体原料気化容器と、
固体原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体原料気化供給システム。
固体原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体原料気化供給システム。