ホーム > 特許ランキング > 株式会社高純度化学研究所
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024148231
(43)【公開日】2024-10-18
(54)【発明の名称】蒸発原料用容器および固体気化供給システム
(51)【国際特許分類】
C23C 16/448 20060101AFI20241010BHJP
C23C 16/455 20060101ALI20241010BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20241010BHJP
【ＦＩ】
C23C16/448
C23C16/455
H01L21/31 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023061179
(22)【出願日】2023-04-05
(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】塚田 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】東 慎太郎
(72)【発明者】
【氏名】田中 正秋
(72)【発明者】
【氏名】柴山 卓眞
【テーマコード（参考）】
4K030
5F045
【Ｆターム（参考）】
4K030AA02
4K030AA03
4K030AA11
4K030AA16
4K030BA01
4K030BA02
4K030BA05
4K030BA10
4K030BA18
4K030BA20
4K030BA22
4K030BA38
4K030BA42
4K030BA43
4K030BB12
4K030EA01
4K030HA01
5F045AA04
5F045AA15
5F045AC03
5F045AC11
5F045AC15
5F045AC16
5F045AC17
5F045EE02
5F045EE19
(57)【要約】
【課題】略一定の蒸発速度で安定的に蒸発原料の気化を継続する蒸発原料用容器を提供する。
【解決手段】
本発明にかかる蒸発原料用容器は、蒸発原料Ｓを貯留し蒸発させるための蒸発原料用容器１００であって、外側容器２に収容されこの外側容器２とともに二重壁構造を形成する内側容器１と、内側容器１に対して着脱可能に設けられた内蓋３ａおよび外側容器２に対して着脱可能に設けられた外蓋３ｂを有する蓋体３と、蓋体３に配設されたキャリアガス導入口１４に連接されたガス導入管５と、を備える。そして、内側容器１にはその内部を上下２つの空間に仕切るための仕切壁１３が設けられ、蒸発原料を蒸発させる際には、仕切壁１３の平均表面温度が内側容器１の側壁１ａの平均表面温度より５０℃以上高いことを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】
本発明にかかる蒸発原料用容器は、蒸発原料Ｓを貯留し蒸発させるための蒸発原料用容器１００であって、外側容器２に収容されこの外側容器２とともに二重壁構造を形成する内側容器１と、内側容器１に対して着脱可能に設けられた内蓋３ａおよび外側容器２に対して着脱可能に設けられた外蓋３ｂを有する蓋体３と、蓋体３に配設されたキャリアガス導入口１４に連接されたガス導入管５と、を備える。そして、内側容器１にはその内部を上下２つの空間に仕切るための仕切壁１３が設けられ、蒸発原料を蒸発させる際には、仕切壁１３の平均表面温度が内側容器１の側壁１ａの平均表面温度より５０℃以上高いことを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
蒸発原料を貯留し、蒸発させるための蒸発原料用容器であって、
外側容器に収容され当該外側容器とともに二重壁構造を形成する内側容器と、
前記内側容器に対して着脱可能に設けられた内蓋、および前記外側容器に対して着脱可能に設けられた外蓋、を有する蓋体と、
前記蓋体に配設されたキャリアガス導入口に連接されたガス導入管と、
を備え、
さらに、前記内側容器には、その内部を、当該内側容器の上壁を構成する内蓋側の蒸発原料貯留空間と前記内側容器の底部壁側のキャリアガス拡散空間との上下２つの空間に仕切るための仕切壁が設けられ、当該仕切壁の上面に蒸発原料を貯留し、
前記仕切壁には１つ以上の貫通孔が形成され、
前記ガス導入管の先端が、前記仕切壁を貫通し、前記内側容器の底部壁の直上の位置まで延伸する構造を有することとし、
前記キャリアガス導入口を介して供給されたキャリアガスを、前記ガス導入管の先端から前記キャリアガス拡散空間で放出し、前記キャリアガス拡散空間で拡散したキャリアガスを、前記貫通孔を介して前記蒸発原料貯留空間に放出し、加熱により前記蒸発原料貯留空間で蒸発した蒸発原料と前記蒸発原料貯留空間で拡散したキャリアガスとを混合させた混合ガスを、前記蓋体に配設された混合ガス導出口から放出し、
蒸発原料を蒸発させる際には、前記仕切壁の平均表面温度が、前記内側容器の側壁の平均表面温度より５０℃以上高い、
ことを特徴とする蒸発原料用容器。
外側容器に収容され当該外側容器とともに二重壁構造を形成する内側容器と、
前記内側容器に対して着脱可能に設けられた内蓋、および前記外側容器に対して着脱可能に設けられた外蓋、を有する蓋体と、
前記蓋体に配設されたキャリアガス導入口に連接されたガス導入管と、
を備え、
さらに、前記内側容器には、その内部を、当該内側容器の上壁を構成する内蓋側の蒸発原料貯留空間と前記内側容器の底部壁側のキャリアガス拡散空間との上下２つの空間に仕切るための仕切壁が設けられ、当該仕切壁の上面に蒸発原料を貯留し、
前記仕切壁には１つ以上の貫通孔が形成され、
前記ガス導入管の先端が、前記仕切壁を貫通し、前記内側容器の底部壁の直上の位置まで延伸する構造を有することとし、
前記キャリアガス導入口を介して供給されたキャリアガスを、前記ガス導入管の先端から前記キャリアガス拡散空間で放出し、前記キャリアガス拡散空間で拡散したキャリアガスを、前記貫通孔を介して前記蒸発原料貯留空間に放出し、加熱により前記蒸発原料貯留空間で蒸発した蒸発原料と前記蒸発原料貯留空間で拡散したキャリアガスとを混合させた混合ガスを、前記蓋体に配設された混合ガス導出口から放出し、
蒸発原料を蒸発させる際には、前記仕切壁の平均表面温度が、前記内側容器の側壁の平均表面温度より５０℃以上高い、
ことを特徴とする蒸発原料用容器。
【請求項2】
前記内側容器を構成するすべての容器壁と蒸発原料との接触面積である第１の面積に対して、前記仕切壁と蒸発原料との接触面積である第２の面積を、８０％以上とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
【請求項3】
蒸発原料を加熱するための加熱ヒーターを前記外側容器の底面側外部に設置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
【請求項4】
前記外側容器の内壁と前記内側容器の外壁との間にヒートシールドを設置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
【請求項5】
前記外側容器の内壁と前記内側容器の外壁との間の空間を真空状態とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
【請求項6】
前記外側容器の内壁または前記内側容器の外壁に同一長の複数の突起を設け、前記外側容器の内壁と前記内側容器の外壁との間に一定間隔の隙間を形成するとともに、「前記隙間の長さ」＞「前記キャリアガス拡散空間の高さ方向の長さ」とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
【請求項7】
蒸発原料を貯留し、蒸発させるための蒸発原料用容器であって、
外側容器に収容され当該外側容器とともに二重壁構造を形成する内側容器と、
前記内側容器に対して着脱可能に設けられた内蓋、および前記外側容器に対して着脱可能に設けられた外蓋、を有する蓋体と、
前記蓋体に配設されたキャリアガス導入口に連接されたガス導入管と、
を備え、
さらに、前記内側容器には、その内部を、当該内側容器の上壁を構成する内蓋側の蒸発原料貯留空間と前記内側容器の底部壁側のキャリアガス拡散空間との上下２つの空間に仕切るための仕切壁が設けられ、当該仕切壁の上面に蒸発原料を貯留し、
前記仕切壁には１つ以上の貫通孔が形成され、
前記ガス導入管の先端が、前記仕切壁を貫通し、前記内側容器の底部壁の直上の位置まで延伸する構造を有することとし、
前記キャリアガス導入口を介して供給されたキャリアガスを、前記ガス導入管の先端から前記キャリアガス拡散空間で放出し、前記キャリアガス拡散空間で拡散したキャリアガスを、前記貫通孔を介して前記蒸発原料貯留空間に放出し、加熱により前記蒸発原料貯留空間で蒸発した蒸発原料と前記蒸発原料貯留空間で拡散したキャリアガスとを混合させた混合ガスを、前記蓋体に配設された混合ガス導出口から放出し、
蒸発原料を蒸発させる際には、前記仕切壁からの伝熱による熱流量が、前記内側容器を構成するすべての容器壁からの伝熱による総熱流量に対して、８０％以上である、
ことを特徴とする蒸発原料用容器。
外側容器に収容され当該外側容器とともに二重壁構造を形成する内側容器と、
前記内側容器に対して着脱可能に設けられた内蓋、および前記外側容器に対して着脱可能に設けられた外蓋、を有する蓋体と、
前記蓋体に配設されたキャリアガス導入口に連接されたガス導入管と、
を備え、
さらに、前記内側容器には、その内部を、当該内側容器の上壁を構成する内蓋側の蒸発原料貯留空間と前記内側容器の底部壁側のキャリアガス拡散空間との上下２つの空間に仕切るための仕切壁が設けられ、当該仕切壁の上面に蒸発原料を貯留し、
前記仕切壁には１つ以上の貫通孔が形成され、
前記ガス導入管の先端が、前記仕切壁を貫通し、前記内側容器の底部壁の直上の位置まで延伸する構造を有することとし、
前記キャリアガス導入口を介して供給されたキャリアガスを、前記ガス導入管の先端から前記キャリアガス拡散空間で放出し、前記キャリアガス拡散空間で拡散したキャリアガスを、前記貫通孔を介して前記蒸発原料貯留空間に放出し、加熱により前記蒸発原料貯留空間で蒸発した蒸発原料と前記蒸発原料貯留空間で拡散したキャリアガスとを混合させた混合ガスを、前記蓋体に配設された混合ガス導出口から放出し、
蒸発原料を蒸発させる際には、前記仕切壁からの伝熱による熱流量が、前記内側容器を構成するすべての容器壁からの伝熱による総熱流量に対して、８０％以上である、
ことを特徴とする蒸発原料用容器。
【請求項8】
前記内側容器を構成するすべての容器壁と蒸発原料との接触面積である第１の面積に対して、前記仕切壁と蒸発原料との接触面積である第２の面積を、８０％以上とする、
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
【請求項9】
蒸発原料を加熱するための加熱ヒーターを前記外側容器の底面側外部に設置する、
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
【請求項10】
前記外側容器の内壁と前記内側容器の外壁との間にヒートシールドを設置する、
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
【請求項11】
前記外側容器の内壁と前記内側容器の外壁との間の空間を真空状態とする、
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
【請求項12】
前記外側容器の内壁または前記内側容器の外壁に同一長の複数の突起を設け、前記外側容器の内壁と前記内側容器の外壁との間に一定間隔の隙間を形成するとともに、「前記隙間の長さ」＞「前記キャリアガス拡散空間の高さ方向の長さ」とする、
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
【請求項13】
前記内側容器、前記内蓋および前記ガス導入管は、気体および固体の状態の蒸発原料との接触部分を、当該蒸発原料を構成する金属と同じ金属材料であって、かつ純度が２Ｎ～６Ｎの金属材料、で構成する、
ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
【請求項14】
さらに、
前記外側容器と前記外蓋とを固定するための締結部材、
を備え、
前記締結部材は、前記外側容器と前記外蓋に設けられたボルト挿入孔に挿入されたボルト部材、および当該ボルト部材に螺合して締結可能なナット部材、により構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
前記外側容器と前記外蓋とを固定するための締結部材、
を備え、
前記締結部材は、前記外側容器と前記外蓋に設けられたボルト挿入孔に挿入されたボルト部材、および当該ボルト部材に螺合して締結可能なナット部材、により構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
【請求項15】
蒸発原料として薄膜形成用金属ハロゲン化合物を使用する場合、
前記薄膜形成用金属ハロゲン化合物が一般式：ＭＸｎで表すことができる化合物であり、
Ｍが前記薄膜形成用金属ハロゲン化合物を構成する金属の元素を示し、Ｘがハロゲン元素を示し、ｎがＸの数を示す、
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
前記薄膜形成用金属ハロゲン化合物が一般式：ＭＸｎで表すことができる化合物であり、
Ｍが前記薄膜形成用金属ハロゲン化合物を構成する金属の元素を示し、Ｘがハロゲン元素を示し、ｎがＸの数を示す、
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
【請求項16】
化学気相成長（ＣＶＤ）法による成膜に用いられる蒸発原料を貯留する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
【請求項17】
原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜に用いられる蒸発原料を貯留する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
【請求項18】
前記キャリアガス拡散空間で拡散したキャリアガスを加熱し、
加熱により蒸発した蒸発原料と加熱されたキャリアガスとを混合させ、混合ガスを生成する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
加熱により蒸発した蒸発原料と加熱されたキャリアガスとを混合させ、混合ガスを生成する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の蒸発原料用容器。
【請求項19】
請求項１～１２のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器と、
蒸発原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体気化供給システム。
蒸発原料と、
を備える、
ことを特徴とする固体気化供給システム。
【請求項20】
さらに、
キャリアガス導入口から前記蒸発原料用容器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、
を備える、
ことを特徴とする請求項１９に記載の固体気化供給システム。
キャリアガス導入口から前記蒸発原料用容器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、
を備える、
ことを特徴とする請求項１９に記載の固体気化供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐腐食性に優れた蒸発原料用容器、およびその蒸発原料用容器を用いた固体気化供給システムに関する。
【背景技術】
【0002】
化学気相成長（ＣＶＤ）法による成膜方法では、蒸発による気化方法を用いた固体気化供給システムが従来から用いられてきた。このシステムでは、蒸発原料が充填された容器（蒸発原料用容器）の外面（側面、底面）を加熱することによって容器の内面が熱源となり、容器内面に接触する蒸発原料から気化が始まる。
【0003】
下記特許文献１には、充填された蒸発原料に対して熱を伝えることが可能な一般的な蒸発原料用容器として、たとえば、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、加熱されたガス導入管に蒸発原料を接触させる構造や、蒸発器内に蒸発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、蒸発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、加熱された管に蒸発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】
【0004】
【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】
【0005】
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）の底面部分と蒸発原料との接触については、蒸発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の側面部分、ガス導入管およびガス拡散用の管と、蒸発原料との接触については、蒸発原料の気化が進むと壁面と蒸発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。
【0006】
すなわち、上記特許文献１に記載の蒸発器においては、ホルダ底面が蒸発原料への主な加熱源となっており、時間の経過とともに、ホルダの側面部分、ガス導入管およびガス拡散用の管からの熱が蒸発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。そして、蒸発原料の気化が進み、蒸発速度の低下が顕著になると、蒸発した蒸発原料を使用して行う成膜工程において安定した成膜速度を確保することが困難となる。
【0007】
また、近年は、より蒸気圧の低い蒸発原料が薄膜形成に使用されることで、蒸発原料の気化が進むほど蒸発速度の低下が大きくなる傾向となっており、これに伴って、成膜速度が確保できないという問題が顕著に表れるようになってきた。一方で、半導体製品のさらなる高性能化が求められており、その結果として、膜の面内分布（膜厚、電気的特性）の均一性が望まれている。さらに、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜を行う場合、その膜には、原子レベルでの無欠陥や均一性が求められるため、成膜速度を極限まで一定にする必要がある。したがって、蒸発原料の蒸発速度の安定化に対する対策は、今後さらに重要となる。
【0008】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、略一定の蒸発速度で安定的に蒸発原料の気化を継続する蒸発原料用容器、およびその蒸発原料用容器を用いた固体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】
【0009】
本発明にかかる蒸発原料用容器は、蒸発原料を貯留し、蒸発させるための蒸発原料用容器であって、たとえば、外側容器に収容され当該外側容器とともに二重壁構造を形成する内側容器と、内側容器に対して着脱可能に設けられた内蓋および外側容器に対して着脱可能に設けられた外蓋を有する蓋体と、蓋体に配設されたキャリアガス導入口に連接されたガス導入管と、を備える。
【0010】
さらに、内側容器には、その内部を、この内側容器の上壁を構成する内蓋側の蒸発原料貯留空間と内側容器の底部壁側のキャリアガス拡散空間との上下２つの空間に仕切るための仕切壁が設けられ、この仕切壁の上面に蒸発原料を貯留する。また、仕切壁には１つ以上の貫通孔が形成され、ガス導入管の先端が、仕切壁を貫通し、内側容器の底部壁の直上の位置まで延伸する構造を有する。
【0011】
上記のように構成された本発明にかかる蒸発原料用容器は、キャリアガス導入口を介して供給されたキャリアガスを、ガス導入管の先端からキャリアガス拡散空間で放出し、キャリアガス拡散空間で拡散したキャリアガスを、貫通孔を介して蒸発原料貯留空間に放出し、加熱により蒸発原料貯留空間で蒸発した蒸発原料と蒸発原料貯留空間で拡散したキャリアガスとを混合させた混合ガスを、蓋体に配設された混合ガス導出口から放出し、蒸発原料を蒸発させる際には、仕切壁の平均表面温度が、内側容器の側壁の平均表面温度より５０℃以上高いことを特徴とする。または、蒸発原料を蒸発させる際には、仕切壁からの伝熱による熱流量が、内側容器を構成するすべての容器壁からの伝熱による総熱流量に対して、８０％以上であることを特徴とする。
【0012】
本発明にかかる蒸発原料用容器によれば、仕切壁を蒸発原料に対する加熱源とし、気化に伴う自重落下により蒸発原料を継続的に仕切壁と接触させることによって、蒸発原料の蒸発速度を低下させることなく、略一定の蒸発速度で安定的に蒸発原料の気化を継続させることができる。
【0013】
さらに、本発明にかかる蒸発原料用容器は、内側容器を構成するすべての容器壁と蒸発原料との接触面積である第１の面積に対して、仕切壁と蒸発原料との接触面積である第２の面積を、８０％以上とすることが好ましい。
【0014】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器においては、蒸発原料を加熱するための加熱ヒーターを外側容器の底面側外部に設置するか、外側容器の内壁と内側容器の外壁との間にヒートシールドを設置するか、外側容器の内壁と内側容器の外壁との間の空間を真空状態とすることにより、仕切壁を蒸発原料に対する加熱源とすることとした。また、外側容器の内壁または内側容器の外壁に同一長の複数の突起を設け、外側容器の内壁と内側容器の外壁との間に一定間隔の隙間を形成するとともに、「隙間の長さ」＞「キャリアガス拡散空間の高さ方向の長さ」とすることにより、仕切壁を蒸発原料に対する加熱源とすることとしてもよい。
【0015】
さらに、本発明にかかる蒸発原料用容器において、内側容器、内蓋およびガス導入管は、気体および固体の状態の蒸発原料との接触部分を、蒸発原料を構成する金属と同じ金属材料であって、かつ純度が２Ｎ～６Ｎの金属材料、で構成することが望ましい。これにより、優れた熱伝導性および耐腐食性が得られる。
【0016】
さらに、本発明にかかる蒸発原料用容器は、外側容器と外蓋とを固定するための締結部材を備え、締結部材は、外側容器と外蓋に設けられたボルト挿入孔に挿入されたボルト部材およびこのボルト部材に螺合して締結可能なナット部材により構成される。
【0017】
さらに、本発明にかかる蒸発原料用容器は、蒸発原料として薄膜形成用金属ハロゲン化合物を使用する場合、薄膜形成用金属ハロゲン化合物が一般式：ＭＸｎで表すことができる化合物であり、Ｍが薄膜形成用金属ハロゲン化合物を構成する金属の元素を示し、Ｘがハロゲン元素を示し、ｎがＸの数を示すことを特徴とする。
【0018】
さらに、本発明にかかる蒸発原料用容器は、化学気相成長（ＣＶＤ）法による成膜に用いられる蒸発原料や、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜に用いられる蒸発原料、を貯留可能とする。
【0019】
さらに、本発明にかかる蒸発原料用容器は、キャリアガス拡散空間で拡散したキャリアガスを加熱し、加熱により蒸発した蒸発原料と加熱されたキャリアガスとを混合させ、混合ガスを生成する。
【0020】
また、本発明にかかる固体気化供給システムは、上述した蒸発原料用容器と、蒸発原料と、を備えることを特徴とする。さらに、キャリアガス導入口から蒸発原料用容器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を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、優れた熱伝導性および耐腐食性に加え、略一定の蒸発速度で安定的に蒸発原料の気化を継続する蒸発原料用容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明にかかる蒸発原料用容器および固体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。すなわち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し適宜変更、改良などが加えられたものも本発明の範囲に属する。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。
【0024】
＜第１の実施形態＞
本発明にかかる蒸発原料用容器および固体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。
本発明にかかる蒸発原料用容器および固体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。
【0025】
＜全体構成＞
図１は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第１の実施形態を模式的に示す断面図であり、詳細には、キャリアガスＧ１、蒸発した蒸発原料Ｇ２（たとえば、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２）、および混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
図１は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第１の実施形態を模式的に示す断面図であり、詳細には、キャリアガスＧ１、蒸発した蒸発原料Ｇ２（たとえば、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２）、および混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
【0026】
図１に示す蒸発原料用容器１００は、蒸発原料Ｓを貯留し、蒸発させるための容器であり、たとえば、内側容器１と、外側容器２と、内蓋３ａおよび外蓋３ｂを有する蓋体３と、締結部材４と、ガス導入管５とを備える。この蒸発原料用容器１００は、図１に示すように、内側容器１および外側容器２によって構成された二重壁構造を有し、蒸発原料Ｓを貯留する内側容器１が実質的な容器本体を形成する。また、本実施形態においては、蒸発原料用容器１００の底面側外部（外側容器２の底面側外部）に加熱ヒーター６を設置し、蒸発原料用容器１００を底面側外部から加熱することによって、蒸発原料Ｓを蒸発（気化）させる。
【0027】
本実施形態の蒸発原料用容器１００において、内側容器１は、たとえば、円筒形状に形成された容器であり、蒸発原料Ｓや、キャリアガスＧ１、蒸発により気化した蒸発原料Ｇ２（以後、単に蒸発原料Ｇ２と呼ぶ）および混合ガスＧ３、と接触する容器壁として機能する側壁１ａおよび底部壁１ｂが形成されている。また、内側容器１には、内部を蒸発原料貯留空間１１とキャリアガス拡散空間１２との上下２つの空間に仕切るための円板状の仕切壁１３（仕切壁１３も容器壁の一部として機能する）が設けられている。この蒸発原料貯留空間１１は、仕切壁１３の上面と内側容器１の上壁を構成する内蓋３ａとの間に形成された空間であり、本実施形態では、この仕切壁１３の上面、すなわち、内側容器１の蒸発原料貯留空間１１に蒸発原料Ｓを貯留する。また、キャリアガス拡散空間１２は、仕切壁１３の下面と内側容器１の底部壁１ｂとの間に形成された空間である。
【0028】
さらに、本実施形態の蒸発原料用容器１００においては、図１に示すように、蓋体３の中心部に設けられたキャリアガス導入口１４に連設されたガス導入管５の先端が、仕切壁１３の中心部を貫通し、内側容器１の底部壁１ｂの直上の位置まで延伸する構造を有する。すなわち、ガス導入管５の先端は、内側容器１の底部壁１ｂには当接していない。これにより、外部から供給されたキャリアガスＧ１が、ガス導入管５内を流れ、その先端からキャリアガス拡散空間１２で放出、拡散される。
【0029】
仕切壁１３には、キャリアガス拡散空間１２において拡散されたキャリアガスＧ１を蒸発原料貯留空間１１に供給するための１つ以上の貫通孔１５が形成されている。図２は、仕切壁１３の構造の一例を示す平面図である。すなわち、キャリアガス拡散空間１２内で拡散したキャリアガスＧ１は、これらの貫通孔１５を通り抜けて、蒸発原料貯留空間１１に放出される（底吹き法）。そして、内側容器１の蒸発原料貯留空間１１内で蒸発して気体となった蒸発原料Ｇ２と蒸発原料貯留空間１１内で拡散したキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３が、混合ガス導出口１６から放出される。
【0030】
また、仕切壁１３は、たとえば、図２に示すように、複数の貫通孔１５が形成されたシャワーヘッド構造を有することが好ましい。シャワーヘッド構造とは、複数の貫通孔１５がキャリアガスＧ１の噴出孔となり、シャワー状のガス流動を実現する構造である。
【0031】
また、仕切壁１３に形成される複数の貫通孔１５の配置については、特に制限はなく、たとえば、図２に示すように、均等に貫通孔１５を配置することとしてもよい。また、図示は省略するが、複数の貫通孔１５の配置については、たとえば、仕切壁１３を周回するように複数の貫通孔１５を形成し、複数の貫通孔１５の軌跡が渦巻きを描くようにしてもよい。
【0032】
また、仕切壁１３は、たとえば、多孔質体で構成することとしてもよい。この場合、仕切壁１３には、図２に示すような貫通孔１５を形成する必要はない。多孔質体により、キャリアガス拡散空間１２に流入したキャリアガスＧ１が蒸発原料貯留空間１１に放出され、拡散される。そして、蒸発原料貯留空間１１内において、キャリアガスＧ１、蒸発原料Ｇ２、および混合ガスＧ３のガス流動が行われる。また、多孔質体はフィルタの機能を有するため、キャリアガス拡散空間１２内で発生したパーティクルをここで捕集除去することができる。本実施形態の仕切壁１３で使用可能な多孔質体としては、たとえば、セラミックが挙げられる。
【0033】
また、ガス導入管５を上記のように構成することによって、蒸発原料用容器１００（外側容器２）を底面側外部から加熱した際に、キャリアガス拡散空間１２に拡散されたキャリアガスＧ１についても同時に加熱することができ、この加熱されたキャリアガスＧ１を仕切壁１３の貫通孔１５を介して蒸発原料貯留空間１１に放出することができる。このため、蒸発原料Ｓに対して、加熱されたキャリアガスＧ１を接触させることができ、蒸発原料Ｓを安定的かつ高流量で気化させることができる。
【0034】
なお、仕切壁１３については、内側容器１の一部を構成するものであり、たとえば、内側容器１と一体化した構造であってもよいし、また、必要に応じて内側容器１から取り外し可能な構造であってもよい。また、取り外し可能な構造とした場合における仕切壁１３の取り付け位置については、特に限定するものではなく、たとえば、内側容器１の内部で係止され固定できる構造であれば、適宜調整可能とする。
【0035】
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００において、外側容器２は、内側容器１と同様の円筒形状に形成されかつ内側容器１よりも一回り大きく形成された容器である。そして本実施形態においては、外側容器２の内部に内側容器１を収容することにより、上記二重壁構造の容器を形成する。また、外側容器２は、その上端部に、外蓋３ｂと密着可能に形成された環状の鍔部２ａが設けられている。なお、これら２つの容器（１，２）の形状については、キャリアガスＧ１、蒸発原料Ｇ２および混合ガスＧ３のガス拡散を容易にする形状であればよく、円筒形状に限定するものではない。
【0036】
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００において、内蓋３ａは、内側容器１の上端部周縁に対し密着かつ着脱可能に設けられ、また、外蓋３ｂは、外側容器２に対して着脱可能にかつ内蓋３ａに対して密着可能に設けられ、これら２つの蓋により蓋体３を形成する。そして、この蓋体３には、内側容器１内にキャリアガスＧ１を供給するためのキャリアガス導入口１４、および蒸発原料Ｇ２とキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３を外部に放出するための混合ガス導出口１６、が配設される。本実施形態では、一例として、キャリアガス導入口１４を、円盤状に形成された蓋体３（内蓋３ａ、外蓋３ｂ）の中心部に貫通可能に設けることとし、さらに、混合ガス導出口１６を、蓋体３の中心部以外の場所に貫通可能に設けることとした。これにより、本実施形態では、外部から供給されたキャリアガスＧ１が、キャリアガス導入口１４に連設されたガス導入管５を通って内側容器１内のキャリアガス拡散空間１２に流入し、仕切壁１３に形成された貫通孔１５を介して内側容器１内の蒸発原料貯留空間１１で拡散する。そして、蒸発原料貯留空間１１で蒸発して気体となった蒸発原料Ｇ２と蒸発原料貯留空間１１で拡散したキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３が、混合ガス導出口１６から放出される。
【0037】
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００において、締結部材４は、外側容器２と外蓋３ｂとを固定するための部材であり、たとえば、外側容器２の鍔部２ａと外蓋３ｂに設けられたボルト挿入孔に挿入されたボルト部材、およびこのボルト部材に螺合して締結可能なナット部材、により構成される。
【0038】
また、本実施形態において、加熱ヒーター６は、図１に示すように、外側容器２の底部に沿って、蒸発原料用容器１００（外側容器２）の底面側外部に設置される。蒸発原料用容器１００を底面側外部から加熱することにより、内側容器１の底部壁１ｂとキャリアガス拡散空間１２とを介して仕切壁１３が加熱源となって、仕切壁１３に接触する蒸発原料Ｓを蒸発（気化）させる。そして、蒸発原料Ｓを蒸発させる際には、仕切壁１３の平均表面温度が、内側容器１の側壁１ａの平均表面温度より５０℃以上高くなるように、加熱ヒーター６を制御する。仕切壁１３の平均表面温度と内側容器１の側壁１ａの平均表面温度との温度差が５０℃未満の場合は、内側容器１の側壁１ａが加熱源となり、内側容器１の側壁１ａに接触する蒸発原料Ｓの蒸発が促進されるため好ましくない。
【0039】
前述したように、一般的には、容器を底面側および側面側から加熱して蒸発原料Ｓを蒸発させる気化方法が採用されているが、このような気化方法では、一方の加熱源である底面部分と接触する蒸発原料Ｓについては気化に伴う自重落下により気化が安定的に継続するものの、もう一方の加熱源である側面部分と接触する蒸発原料Ｓについては、気化が進むにつれて壁面との距離が離れていき、徐々に気化量が減少する。すなわち、気化が進むと、時間の経過とともに蒸発原料Ｓの蒸発速度が低下する。
【0040】
一方、本実施形態においては、加熱ヒーター６を、外側容器２の底部に沿って蒸発原料用容器１００の底面側外部に設置し、内側容器１の仕切壁１３のみを蒸発原料Ｓの加熱源とするように構成した。仕切壁１３を蒸発原料Ｓに対する加熱源とすることによって、気化に伴う自重落下により蒸発原料Ｓを継続的に仕切壁１３と接触させる。これにより、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、蒸発原料Ｓの蒸発速度を低下させることなく、すなわち、常時一定の気化量を保持しつつ、蒸発原料Ｓの気化を継続させることができる。そして、蒸発原料用容器１００により一定の気化量が保持されることによって、成膜工程において安定した成膜速度を確保することができ、さらに、膜の面内分布（膜厚、電気的特性）の均一性を実現することもできる。
【0041】
なお、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、蓋体３に設けられたキャリアガス導入口１４とそのキャリアガス導入口１４へ向けてキャリアガスＧ１を流すためのガス配管（図示せず）とを接続するための継手部材（図示せず）、および同じく蓋体３に設けられた混合ガス導出口１６とその混合ガス導出口１６から放出される混合ガスＧ３を流すためのガス配管（図示せず）とを接続するための継手部材（図示せず）、をさらに設けることとしてもよい。
【0042】
また、本実施形態においては、内側容器１の側壁１ａに接触する蒸発原料Ｓの蒸発をさらに抑制する観点から、内側容器１を構成するすべての容器壁と蒸発原料Ｓとの接触面積である第１の面積（総接触面積）に対して、仕切壁１３と蒸発原料Ｓとの接触面積である第２の面積を、８０％以上とすることが好ましい。
【0043】
また、本実施形態においては、蒸発原料Ｓを蒸発させる際に、仕切壁１３の平均表面温度が内側容器１の側壁１ａの平均表面温度より５０℃以上高くなるように、加熱ヒーター６を制御することとしたが、これに限るものではなく、たとえば、蒸発原料Ｓを蒸発させる際に、内側容器１の仕切壁１３からの伝熱による熱流量が、内側容器１を構成するすべての容器壁からの伝熱による総熱流量に対して、８０％以上となるように、加熱ヒーター６を制御することとしてもよい。総熱流量に対する仕切壁１３からの伝熱による熱流量の割合が８０％未満の場合は、内側容器１の側壁１ａに接触する蒸発原料Ｓの蒸発が促進されるため好ましくない。
【0044】
＜各部材の材料＞
本実施形態の蒸発原料用容器１００においては、内側容器１の容器壁およびガス導入管５が、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、たとえば、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）の銅、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）のアルミニウム、または純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）のチタンなどの高純度の金属材料、で構成されている。これにより、熱伝導性に優れた容器が得られる。なお、「純度」とは、定量分析により決定した主成分の試料中に占める割合（重量比）のことを意味する。たとえば、内側容器１の容器壁およびガス導入管５を構成する銅、アルミニウムまたはチタンの純度が９９％未満であると、これらの部材の熱伝導性が低下する点において好ましくない。また、内側容器１の容器壁およびガス導入管５を構成する銅、アルミニウムまたはチタンの純度が９９．９９９９％を超えると、これらの部材の強度が低下する点において好ましくない。
本実施形態の蒸発原料用容器１００においては、内側容器１の容器壁およびガス導入管５が、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、たとえば、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）の銅、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）のアルミニウム、または純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）のチタンなどの高純度の金属材料、で構成されている。これにより、熱伝導性に優れた容器が得られる。なお、「純度」とは、定量分析により決定した主成分の試料中に占める割合（重量比）のことを意味する。たとえば、内側容器１の容器壁およびガス導入管５を構成する銅、アルミニウムまたはチタンの純度が９９％未満であると、これらの部材の熱伝導性が低下する点において好ましくない。また、内側容器１の容器壁およびガス導入管５を構成する銅、アルミニウムまたはチタンの純度が９９．９９９９％を超えると、これらの部材の強度が低下する点において好ましくない。
【0045】
なお、内側容器１の容器壁には、側壁１ａ、底部壁１ｂ、仕切壁１３、および内側容器１の上壁を構成する蓋体３の蒸気接触面（内蓋３ａの蒸気接触面に相当）を含む。すなわち、蒸発原料Ｓが蒸発原料用容器１００内に投入された際に、蒸発原料Ｇ２が接触する内側容器１内の壁部は、すべて容器壁である。
【0046】
たとえば、蒸発原料が塩化アルミニウムの場合、内側容器１内においては、塩化アルミニウムが水分と反応して塩酸などの酸化ガスが発生する。しかしながら、内側容器１の容器壁およびガス導入管５に純度９９．９％のアルミニウムを使用すると、たとえば、この塩酸ガスにより内側容器１内で腐食が発生した場合であっても、アルミニウムが溶出することになり、キャリアガスＧ１と塩化アルミニウムの蒸発ガスＧ２とを混合させた混合ガスＧ３が、アルミニウム以外の元素によって汚染されることはない。
【0047】
なお、内側容器１の容器壁以外の部分（内蓋３ａの蒸気接触面以外の部分を含む）の材料は、特に制限はないが、製造上の観点から、上記同様の金属材料で構成されることが好ましい。
【0048】
また、外側容器２、外蓋３ｂおよび締結部材４の材料としては、特に制限はないが、製造上および使用上（ハンドリングや運搬において、内側容器１および外側容器２を含めた容器全体を、保持および保護する強度が必要となる。）の観点から、たとえば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル合金、アルミニウム合金、スーパーステンレス、ステンレス鋼などを使用することが好ましい。これらのうち、アルミニウム、銅、チタンは、その純度が９９％以上であることが好ましく、純度９９～９９．９９９９％であることがさらに好ましい。ニッケル合金としては、たとえば、ハステロイやインコネルなどを使用することができ、このハステロイおよびインコネルは、Ｎｉ、Ｍｏを含む合金のことである。アルミニウム合金としては、たとえば、アルミニウム－銅系合金およびアルミニウム－マグネシウム合金を使用することができるが、これらの合金に限定されるものではない。
【0049】
ハステロイは、その組成については適宜決定することができるが、具体的には、Ｎｉが４０～６０質量％、Ｍｏが３０～５０質量％である。
【0050】
また、インコネルについても、その組成については適宜決定することができるが、具体的には、Ｎｉが２０～５０質量％、Ｍｏが７０～５０質量％である。
【0051】
また、スーパーステンレスは、Ｎｉを１７．００～１９．５０質量％、Ｃｒを１９．００～２１．００質量％、Ｍｏを５．５０～６．５０質量％、Ｎを０．１６～０．２４質量％、Ｃｕを０．５０～１．００質量％含み、さらに、Ｃが０．０２０質量％以下、Ｓｉが０．８０質量％以下、Ｍｎが１．００質量％以下、Ｐが０．０３０質量％以下、Ｓが０．０１５質量％以下の、耐腐食性を高めたステンレス鋼である。
【0052】
＜キャリアガスおよび蒸発原料＞
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００においては、キャリアガスＧ１として、たとえば、水素、ヘリウム、窒素、酸素、アルゴン、一酸化炭素、二酸化炭素などを使用する。具体的には、ヘリウム、アルゴンを使用することが好ましい。ただし、蒸発原料との反応の影響がない範囲であれば、水素、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の使用が許容される。
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００においては、キャリアガスＧ１として、たとえば、水素、ヘリウム、窒素、酸素、アルゴン、一酸化炭素、二酸化炭素などを使用する。具体的には、ヘリウム、アルゴンを使用することが好ましい。ただし、蒸発原料との反応の影響がない範囲であれば、水素、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の使用が許容される。
【0053】
また、より反応性の高い蒸発原料として、たとえば、薄膜形成用金属ハロゲン化合物を使用する場合、蒸発原料Ｓは、下記一般式で表すことができる化合物であることが好ましい。
【0054】
一般式 ： ＭＸｎ
ただし、上記一般式において、Ｍは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｗのいずれかの元素を示す。Ｘは、ハロゲン元素を示す。ｎは、Ｘの数である。
ただし、上記一般式において、Ｍは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｗのいずれかの元素を示す。Ｘは、ハロゲン元素を示す。ｎは、Ｘの数である。
【0055】
上記一般式で表すことができる化合物としては、たとえば、Ｘが塩素（Ｃｌ）である場合、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）、塩化銅（ＣｕＣｌまたはＣｕＣｌ2）、塩化チタン（ＴｉＣｌ3）、塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ4）、塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ4）、塩化タンタル（ＴａＣｌ5）、五塩化タングステン（ＷＣｌ5）、六塩化タングステン（ＷＣｌ6）を挙げることができる。
【0056】
本実施形態の蒸発原料用容器１００は、上記一般式で表すことができる化合物のように腐食性が強い蒸発原料であっても、良好に保存することができ、蒸発原料に存在する不純物の割合を非常に小さくすることができる。また、蒸発原料用容器１００は、容器内の蒸発原料を気体（Ｇ２）または固体（Ｓ）のいずれかの状態で保持する。
【0057】
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、化学気相成長（ＣＶＤ）法、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜に用いられる蒸発原料を溜めておくための容器として使用することができ、たとえば、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜に用いられる蒸発原料を溜めておくための容器として使用することが好ましい。具体的には、原子層堆積（ＡＬＤ）法は、化学気相成長（ＣＶＤ）法によって形成される膜よりも薄い膜を形成することが可能な方法であり、数ｎｍ程度の非常に薄い膜を成膜することができる。しかしながら、その反面、膜の精度が蒸発原料に含まれる不純物による影響を受けやすい。そこで、本実施形態では、蒸発原料用容器１００を用いることによって、蒸発原料に含まれる不純物を極微量とする。
【0058】
＜蒸発原料用容器の製造方法＞
本実施形態の蒸発原料用容器１００は、たとえば、以下のように製造する。まず、公知の方法で、素材をくりぬくこと、またはロール状の加工物を溶接することによって、鍔部２ａを有する外側容器２を作製する。つぎに、容器本体を構成する内側容器１を作製する。この内側容器１は、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、たとえば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、または純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成する。そして、外側容器２の内部に内側容器１を収容することにより二重壁構造の容器を作製する。つぎに、蓋体３を作製する。具体的には、内側容器１に対して着脱可能とする内蓋３ａと、外側容器２に対して着脱可能とする外蓋３ｂとを作製する。なお、少なくとも内側容器１の上壁を構成する内蓋３ａの蒸気接触面は、内側容器１と同様に、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、たとえば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、または純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成する。また、外側容器２の鍔部２ａおよび外蓋３ｂには、締結部材４を螺合するためのボルト挿入孔を形成し、このボルト挿入孔に適合した締結部材４（ボルト部材およびナット部材）を用意する。そして、蓋体３に配設されたキャリアガス導入口１４に連設するガス導入管５と、蓋体３に配設されたキャリアガス導入口１４および混合ガス導出口１６に接続する各種の継手部材（図示せず）と、を用意する。また、ガス導入管５についても、内側容器１と同様に、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、たとえば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、または純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成する。このようにして、蒸発原料用容器１００を構成するための各部材を得る（準備工程）。
本実施形態の蒸発原料用容器１００は、たとえば、以下のように製造する。まず、公知の方法で、素材をくりぬくこと、またはロール状の加工物を溶接することによって、鍔部２ａを有する外側容器２を作製する。つぎに、容器本体を構成する内側容器１を作製する。この内側容器１は、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、たとえば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、または純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成する。そして、外側容器２の内部に内側容器１を収容することにより二重壁構造の容器を作製する。つぎに、蓋体３を作製する。具体的には、内側容器１に対して着脱可能とする内蓋３ａと、外側容器２に対して着脱可能とする外蓋３ｂとを作製する。なお、少なくとも内側容器１の上壁を構成する内蓋３ａの蒸気接触面は、内側容器１と同様に、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、たとえば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、または純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成する。また、外側容器２の鍔部２ａおよび外蓋３ｂには、締結部材４を螺合するためのボルト挿入孔を形成し、このボルト挿入孔に適合した締結部材４（ボルト部材およびナット部材）を用意する。そして、蓋体３に配設されたキャリアガス導入口１４に連設するガス導入管５と、蓋体３に配設されたキャリアガス導入口１４および混合ガス導出口１６に接続する各種の継手部材（図示せず）と、を用意する。また、ガス導入管５についても、内側容器１と同様に、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、たとえば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、または純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成する。このようにして、蒸発原料用容器１００を構成するための各部材を得る（準備工程）。
【0059】
その後、準備工程により得た各部材を組み立てて蒸発原料用容器１００を作製する（組み立て工程）。なお、本実施形態の蒸発原料用容器１００を製造する方法については、上記方法に限定されるものではない。
【0060】
＜蒸発原料用容器の使用方法＞
本実施形態においては、まず、蒸発原料用容器１００のキャリアガス導入口１４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、混合ガス導出口１６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、蒸発原料用容器１００のキャリアガス導入口１４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、混合ガス導出口１６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。
【0061】
つぎに、蒸発原料用容器１００の内側容器１（仕切壁１３上）に、蒸発原料Ｓを投入し、その後、蓋体３（内蓋３ａ、外蓋３ｂ）で内側容器１を閉じ、外側容器２の鍔部２ａと外蓋３ｂとを締結部材４で固定することにより内側容器１を密閉する。そして、加熱ヒーター６を、外側容器２の底部に沿って、蒸発原料用容器１００の底面側外部に設置する。
【0062】
つぎに、加熱ヒーター６を使用して底面側外部から蒸発原料用容器１００（外側容器２）を加熱するとともに、キャリアガスタンク（図示せず）からキャリアガスＧ１を蒸発原料用容器１００の内側容器１内に供給する。詳細には、キャリアガスＧ１が、ガス導入管５内を流れ、その先端からキャリアガス拡散空間１２で放出、拡散され、さらに、キャリアガス拡散空間１２内で拡散したキャリアガスＧ１が、仕切壁１３の貫通孔１５を通り抜けて、蒸発原料貯留空間１１に放出される。これにより、加熱源である仕切壁１３と接触する蒸発原料Ｓは、気化に伴う自重落下により略一定の蒸発速度で安定的に気化を継続することができ、蒸発原料貯留空間１１で気化した蒸発原料Ｇ２と蒸発原料貯留空間１１で拡散されたキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３が、混合ガス導出口１６から放出される。なお、蒸発原料Ｓは、加熱によって蒸発（気化）して原料ガスとなる。
【0063】
その後、半導体処理設備（図示せず）において、化学気相成長（ＣＶＤ）法、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法、または原子層堆積（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。
【0064】
これにより、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、蒸発原料中における容器由来の不純物の割合を非常に小さくすることができ、伴って、高純度の混合ガスＧ３を半導体処理設備（図示せず）に供給することができる。また、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、上述したとおり、略一定の蒸発速度で安定的に蒸発原料の気化を継続することができるため、すなわち、一定の気化量を保持することができるため、成膜工程において安定した成膜速度を確保することができ、さらには、膜の面内分布（膜厚、電気的特性）の均一性を実現することもできる。
【0065】
このように、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、ＣＶＤ，ＡＬＤ，ＭＯＣＶＤなどの気相としてガス化させる用途の容器であり、たとえば、半導体処理設備に混合ガスＧ３を供給するための圧力容器として用いられる。
【0066】
＜固体気化供給システム＞
つづいて、本実施形態の蒸発原料用容器１００を用いた固体気化供給システムについて説明する。本実施形態の固体気化供給システムは、上述した蒸発原料用容器１００と、内側容器１内に貯留する蒸発原料Ｓと、を備えたものである。なお、この固体気化供給システムは、内側容器１内にキャリアガスＧ１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。
つづいて、本実施形態の蒸発原料用容器１００を用いた固体気化供給システムについて説明する。本実施形態の固体気化供給システムは、上述した蒸発原料用容器１００と、内側容器１内に貯留する蒸発原料Ｓと、を備えたものである。なお、この固体気化供給システムは、内側容器１内にキャリアガスＧ１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。
【0067】
本実施形態の固体気化供給システムにおいては、キャリアガス導入口１４から供給されたキャリアガスＧ１が蒸発原料用容器１００内に流入し、蒸発原料用容器１００の底面側外部からの加熱により蒸発原料用容器１００内で蒸発した蒸発原料Ｇ２とキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３を、混合ガス導出口１６から放出する。これにより、本実施形態の固体気化供給システムにおいては、より高純度の蒸発原料を略一定の蒸発速度で半導体処理設備（図示せず）に供給することができる。
【0068】
具体的には、本実施形態の固体気化供給システムは、以下のように構成されていることが好ましい。まず、蒸発原料用容器１００の内側容器１内（仕切壁１３上）に、蒸発原料Ｓを投入する。つぎに、蒸発原料用容器１００を底面側外部から加熱することによって、仕切壁１３を加熱源として蒸発原料Ｓを加熱するとともに、ガス導入管５を通って流入するキャリアガスＧ１を内側容器１内に放出し、拡散する。そして、加熱により内側容器１内で蒸発した蒸発原料Ｇ２と内側容器１内で拡散されたキャリアガスＧ１とを混合させ、混合ガスＧ３を生成する。これにより、気化に伴う蒸発原料Ｓの仕切壁１３への自重落下により略一定の蒸発速度で安定的に気化を継続させることができるため、すなわち、一定の気化量を保持することができるため、成膜工程において安定した成膜速度を確保することができ、さらには、膜の面内分布（膜厚、電気的特性）の均一性を実現することもできる。
【0069】
＜第２の実施形態＞
つづいて、本発明にかかる蒸発原料用容器および固体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、本発明にかかる蒸発原料用容器および固体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。
【0070】
＜全体構成＞
図３は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第２の実施形態を模式的に示す断面図であり、詳細には、キャリアガスＧ１、蒸発原料Ｇ２および混合ガスＧ３のガスの流れを示す図である。本実施形態においては、前述した第１の実施形態と同様に加熱ヒーター６を外側容器２の底面側外部に設置するとともに、さらに、外側容器２の側面を包囲するように加熱ヒーター２１を設置する場合を想定する。
図３は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第２の実施形態を模式的に示す断面図であり、詳細には、キャリアガスＧ１、蒸発原料Ｇ２および混合ガスＧ３のガスの流れを示す図である。本実施形態においては、前述した第１の実施形態と同様に加熱ヒーター６を外側容器２の底面側外部に設置するとともに、さらに、外側容器２の側面を包囲するように加熱ヒーター２１を設置する場合を想定する。
【0071】
図３に示す蒸発原料用容器２００は、蒸発原料Ｓを貯留しかつ蒸発させるための容器であり、たとえば、二重壁構造を形成する２つの容器である内側容器１および外側容器２と、内蓋３ａおよび外蓋３ｂを有する蓋体３と、外側容器２と外蓋３ｂとを固定するための締結部材４と、外部から供給されたキャリアガスＧ１を内側容器１内に放出するためのガス導入管５と、を備える。さらに、蒸発原料用容器２００は、外側容器２の側面側（加熱ヒーター２１）からの加熱による蒸発原料Ｓの蒸発を抑制するために、すなわち、加熱ヒーター２１から蒸発原料Ｓへの熱流量を抑制するために、外側容器２の内壁と内側容器１の外壁との間にヒートシールド２２を設置する。そして、蒸発原料Ｓを蒸発させる際には、ヒートシールド２２の作用および加熱ヒーターの制御により、仕切壁１３の平均表面温度を、内側容器１の側壁１ａの平均表面温度より５０℃以上高くする。なお、外側容器２の内壁と内側容器１の外壁との間にヒートシールド２２を設置した点以外の構成は、前述した第１の実施形態の蒸発原料用容器１００と同様である。
【0072】
また、蒸発原料用容器２００において用いる各部材の材料、キャリアガスおよび蒸発原料については、前述した第１の実施形態の蒸発原料用容器１００と同様に説明することが可能であるため、重複した説明を省略する。
【0073】
また、蒸発原料用容器２００の製造方法については、外側容器２の内部に内側容器１を収容する際に、外側容器２の内壁と内側容器１の外壁との間にヒートシールド２２を設置すること以外は、前述した第１の実施形態（蒸発原料用容器１００の製造方法）と同様である。
【0074】
＜蒸発原料用容器の使用方法＞
本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、まず、蒸発原料用容器２００のキャリアガス導入口１４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、混合ガス導出口１６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、第１の実施形態と同様に、まず、蒸発原料用容器２００のキャリアガス導入口１４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、混合ガス導出口１６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。
【0075】
つぎに、蒸発原料用容器２００の内側容器１（仕切壁１３上）に、蒸発原料Ｓを投入し、その後、蓋体３（内蓋３ａ、外蓋３ｂ）で内側容器１を閉じ、外側容器２の鍔部２ａと外蓋３ｂとを締結部材４で固定することにより内側容器１を密閉する。そして、加熱ヒーター６を蒸発原料用容器２００の底面側外部に設置するとともに、外側容器２の側面を包囲するように加熱ヒーター２１を設置する。
【0076】
つぎに、加熱ヒーター６および加熱ヒーター２１を使用して外部から蒸発原料用容器２００（外側容器２）を加熱するとともに、キャリアガスタンク（図示せず）からキャリアガスＧ１を蒸発原料用容器２００の内側容器１内に供給する。詳細には、キャリアガスＧ１が、ガス導入管５内を流れ、その先端からキャリアガス拡散空間１２で放出、拡散され、さらに、キャリアガス拡散空間１２内で拡散したキャリアガスＧ１が、仕切壁１３の貫通孔１５を通り抜けて、蒸発原料貯留空間１１に放出される。この際、蒸発原料用容器２００は、ヒートシールド２２の作用により、加熱ヒーター２１から蒸発原料Ｓへの熱流量が抑制されるため、加熱ヒーター２１からの加熱による蒸発原料Ｓの蒸発を抑制することができる。すなわち、内側容器１の側壁１ａが蒸発原料Ｓの加熱源になることを回避することができる。これにより、加熱源である仕切壁１３と接触する蒸発原料Ｓは、気化に伴う自重落下により略一定の蒸発速度で安定的に気化を継続することができ、蒸発原料貯留空間１１で気化した蒸発原料Ｇ２と蒸発原料貯留空間１１で拡散されたキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３が、混合ガス導出口１６から放出される。
【0077】
その他の蒸発原料用容器２００の使用方法については、前述した第１の実施形態（蒸発原料用容器１００の使用方法）と同様である。
【0078】
なお、本実施形態の蒸発原料用容器２００を用いた固体気化供給システムは、加熱ヒーター６および加熱ヒーター２１を使用して外部から蒸発原料用容器２００（外側容器２）を加熱すること、およびヒートシールド２２の作用によって加熱ヒーター２１からの加熱による蒸発原料Ｓの蒸発を抑制すること、を除き、前述した第１の実施形態の固体気化供給システムと同様である。
【0079】
＜第３の実施形態＞
つづいて、本発明にかかる蒸発原料用容器および固体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、本発明にかかる蒸発原料用容器および固体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。
【0080】
＜全体構成＞
図４は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第３の実施形態を模式的に示す断面図であり、詳細には、キャリアガスＧ１、蒸発原料Ｇ２および混合ガスＧ３のガスの流れを示す図である。本実施形態においても、前述した第２の実施形態と同様に、加熱ヒーター６を外側容器２の底面側外部に設置するとともに、さらに、外側容器２の側面を包囲するように加熱ヒーター２１を設置する。
図４は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第３の実施形態を模式的に示す断面図であり、詳細には、キャリアガスＧ１、蒸発原料Ｇ２および混合ガスＧ３のガスの流れを示す図である。本実施形態においても、前述した第２の実施形態と同様に、加熱ヒーター６を外側容器２の底面側外部に設置するとともに、さらに、外側容器２の側面を包囲するように加熱ヒーター２１を設置する。
【0081】
図４に示す蒸発原料用容器３００は、蒸発原料Ｓを貯留しかつ蒸発させるための容器であり、たとえば、二重壁構造を形成する２つの容器である内側容器１および外側容器２と、内蓋３ａおよび外蓋３ｂを有する蓋体３と、外側容器２と外蓋３ｂとを固定するための締結部材４と、外部から供給されたキャリアガスＧ１を内側容器１内に放出するためのガス導入管５と、を備える。このように構成さる蒸発原料用容器３００は、蒸発原料Ｓを加熱する際に、外側容器２の内壁と内側容器１の外壁との間の空間３１を真空状態にする。これにより、外側容器２の側面を包囲するように設置された加熱ヒーター２１から蒸発材料Ｓへの熱流量を抑制することができる。そして、蒸発原料Ｓを蒸発させる際には、仕切壁１３の平均表面温度を、真空状態とした空間３１の作用および加熱ヒーターの制御により、内側容器１の側壁１ａの平均表面温度より５０℃以上高くする。なお、外側容器２と内側容器１との間の空間３１を真空状態にした点以外の構成は、前述した第１の実施形態の蒸発原料用容器１００と同様である。
【0082】
また、蒸発原料用容器３００において用いる各部材の材料、キャリアガスおよび蒸発原料については、前述した第１の実施形態の蒸発原料用容器１００と同様に説明することが可能であるため、重複した説明を省略する。
【0083】
＜蒸発原料用容器の製造方法＞
蒸発原料用容器３００の製造方法については、外側容器２と内側容器１との間の空間３１を真空にすること以外は、前述した第１の実施形態（蒸発原料用容器１００の製造方法）と同様である。
蒸発原料用容器３００の製造方法については、外側容器２と内側容器１との間の空間３１を真空にすること以外は、前述した第１の実施形態（蒸発原料用容器１００の製造方法）と同様である。
【0084】
なお、空間３１を真空にする方法は、一例として、二重壁構造の蒸発原料用容器３００（外側容器２）の底面または側面に真空形成用の穴部２ｂを形成し、蒸発原料用容器３００を真空のチャンバー内に収容し、真空状態の中で穴部を埋める方法、が採用可能である。穴部を埋める材料については、特に限定はしないが、耐熱性に優れかつ外側容器２と同等の強度を有する材料であることが望ましい。
【0085】
＜蒸発原料用容器の使用方法＞
本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、まず、蒸発原料用容器３００のキャリアガス導入口１４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、混合ガス導出口１６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、第１の実施形態と同様に、まず、蒸発原料用容器３００のキャリアガス導入口１４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、混合ガス導出口１６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。
【0086】
つぎに、蒸発原料用容器３００の内側容器１（仕切壁１３上）に、蒸発原料Ｓを投入し、その後、蓋体３（内蓋３ａ、外蓋３ｂ）で内側容器１を閉じ、外側容器２の鍔部２ａと外蓋３ｂとを締結部材４で固定することにより内側容器１を密閉するとともに、外側容器２と内側容器１との間の空間３１を真空にする。そして、加熱ヒーター６を蒸発原料用容器３００の底面側外部に設置し、さらに、外側容器２の側面を包囲するように加熱ヒーター２１を設置する。
【0087】
つぎに、加熱ヒーター６および加熱ヒーター２１を使用して外部から蒸発原料用容器３００（外側容器２）を加熱するとともに、キャリアガスタンク（図示せず）からキャリアガスＧ１を蒸発原料用容器３００の内側容器１内に供給する。詳細には、キャリアガスＧ１が、ガス導入管５内を流れ、その先端からキャリアガス拡散空間１２で放出、拡散され、さらに、キャリアガス拡散空間１２内で拡散したキャリアガスＧ１が、仕切壁１３の貫通孔１５を通り抜けて、蒸発原料貯留空間１１に放出される。この際、蒸発原料用容器３００は、真空状態に形成された外側容器２と内側容器１との間の空間３１の作用により、加熱ヒーター２１から蒸発原料Ｓへの熱流量が抑制されるため、加熱ヒーター２１からの加熱による蒸発原料Ｓの蒸発を抑制することができる。すなわち、内側容器１の側壁１ａが蒸発原料Ｓの加熱源になることを回避することができる。これにより、加熱源である仕切壁１３と接触する蒸発原料Ｓは、気化に伴う自重落下により略一定の蒸発速度で安定的に気化を継続することができ、蒸発原料貯留空間１１で気化した蒸発原料Ｇ２と蒸発原料貯留空間１１で拡散されたキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３が、混合ガス導出口１６から放出される。
【0088】
その他の蒸発原料用容器３００の使用方法については、前述した第１の実施形態（蒸発原料用容器１００の使用方法）と同様である。
【0089】
なお、本実施形態の蒸発原料用容器３００を用いた固体気化供給システムは、加熱ヒーター６および加熱ヒーター２１を使用して外部から蒸発原料用容器３００（外側容器２）を加熱すること、および真空状態に形成された外側容器２と内側容器１との間の空間３１の作用によって加熱ヒーター２１からの加熱による蒸発原料Ｓの蒸発を抑制すること、を除き、前述した第１の実施形態の固体気化供給システムと同様である。
【0090】
＜第４の実施形態＞
つづいて、本発明にかかる蒸発原料用容器および固体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、本発明にかかる蒸発原料用容器および固体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。
【0091】
＜全体構成＞
図５は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第４の実施形態を模式的に示す断面図であり、詳細には、キャリアガスＧ１、蒸発原料Ｇ２および混合ガスＧ３のガスの流れを示す図である。本実施形態においても、前述した第２の実施形態および第３の実施形態と同様に、加熱ヒーター６を外側容器２の底面側外部に設置するとともに、さらに、外側容器２の側面を包囲するように加熱ヒーター２１を設置する。
図５は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第４の実施形態を模式的に示す断面図であり、詳細には、キャリアガスＧ１、蒸発原料Ｇ２および混合ガスＧ３のガスの流れを示す図である。本実施形態においても、前述した第２の実施形態および第３の実施形態と同様に、加熱ヒーター６を外側容器２の底面側外部に設置するとともに、さらに、外側容器２の側面を包囲するように加熱ヒーター２１を設置する。
【0092】
図５に示す蒸発原料用容器４００は、蒸発原料Ｓを貯留しかつ蒸発させるための容器であり、たとえば、二重壁構造を形成する２つの容器である内側容器１および外側容器２と、内蓋３ａおよび外蓋３ｂを有する蓋体３と、外側容器２と外蓋３ｂとを固定するための締結部材４と、外部から供給されたキャリアガスＧ１を内側容器１内に放出するためのガス導入管５と、を備える。さらに、蒸発原料用容器４００は、外側容器２の内壁または内側容器１の外壁に同じ長さＬの複数の突起４１を設ける。具体的にいうと、突起４１は、内側容器１の外壁と外側容器２の内壁との間隔が全周に渡り長さＬを保つように配置される。すなわち、外側容器２の内壁と内側容器１の外壁との間に一定間隔の隙間を形成する。図５は、一例として、突起４１を外側容器２の内壁に設けた場合を想定する。そして、この突起４１は、蒸発原料Ｓを蒸発させる際に、仕切壁１３の平均表面温度が内側容器１の側壁１ａの平均表面温度より５０℃以上高くなるように、その長さＬ（内側容器１の外壁と外側容器２の内壁との間隔）を、キャリアガス拡散空間１２の高さ方向の長さＨよりも長くなるように設ける（Ｌ＞Ｈ）。また、突起４１の材料は、製造上の観点から、内側容器１または外側容器２と同質の材料を用いることが好ましい。突起４１は、内側容器１または外側容器２と接合するからである。これにより、外側容器２の側面を包囲するように設置された加熱ヒーター２１から蒸発材料Ｓへの熱流量を抑制する。なお、外側容器２の内壁または内側容器１の外壁に突起４１を設けた点以外は、前述した第１の実施形態の蒸発原料用容器１００と同様である。
【0093】
また、蒸発原料用容器４００において用いる突起４１以外の各部材の材料、キャリアガスおよび蒸発原料については、前述した第１の実施形態の蒸発原料用容器１００と同様に説明することが可能であるため、重複した説明を省略する。
【0094】
また、蒸発原料用容器４００の製造方法については、外側容器２の内壁または内側容器１の外壁に突起４１を設けること以外は、前述した第１の実施形態（蒸発原料用容器１００の製造方法）と同様である。
【0095】
＜蒸発原料用容器の使用方法＞
本実施形態においては、まず、蒸発原料用容器４００のキャリアガス導入口１４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、混合ガス導出口１６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、蒸発原料用容器４００のキャリアガス導入口１４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、混合ガス導出口１６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。
【0096】
つぎに、蒸発原料用容器４００の内側容器１（仕切壁１３上）に、蒸発原料Ｓを投入し、その後、蓋体３（内蓋３ａ、外蓋３ｂ）で内側容器１を閉じ、外側容器２の鍔部２ａと外蓋３ｂとを締結部材４で固定することにより内側容器１を密閉する。そして、加熱ヒーター６を蒸発原料用容器４００の底面側外部に設置するとともに、外側容器２の側面を包囲するように加熱ヒーター２１を設置する。
【0097】
つぎに、加熱ヒーター６および加熱ヒーター２１を使用して外部から蒸発原料用容器４００（外側容器２）を加熱するとともに、キャリアガスタンク（図示せず）からキャリアガスＧ１を蒸発原料用容器４００の内側容器１内に供給する。詳細には、キャリアガスＧ１が、ガス導入管５内を流れ、その先端からキャリアガス拡散空間１２で放出、拡散され、さらに、キャリアガス拡散空間１２内で拡散したキャリアガスＧ１が、仕切壁１３の貫通孔１５を通り抜けて、蒸発原料貯留空間１１に放出される。この際、蒸発原料用容器４００は、突起４１の長さＬとキャリアガス拡散空間１２の高さ方向の長さＨとの差（Ｌ＞Ｈ）より、加熱ヒーター２１から蒸発原料Ｓへの熱流量が抑制されるため、加熱ヒーター２１からの加熱による蒸発原料Ｓの蒸発を抑制することができる。すなわち、内側容器１の側壁１ａが蒸発原料Ｓの加熱源になることを回避することができる。これにより、加熱源である仕切壁１３と接触する蒸発原料Ｓは、気化に伴う自重落下により略一定の蒸発速度で安定的に気化を継続することができ、蒸発原料貯留空間１１で気化した蒸発原料Ｇ２と蒸発原料貯留空間１１で拡散されたキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３が、混合ガス導出口１６から放出される。
【0098】
その他の蒸発原料用容器４００の使用方法については、前述した第１の実施形態（蒸発原料用容器１００の使用方法）と同様である。
【0099】
なお、本実施形態の蒸発原料用容器４００を用いた固体気化供給システムは、加熱ヒーター６および加熱ヒーター２１を使用して外部から蒸発原料用容器４００（外側容器２）を加熱すること、および外側容器２の内壁または内側容器１の外壁に突起４１を設けることによって加熱ヒーター２１からの加熱による蒸発原料Ｓの蒸発を抑制すること、を除き、前述した第１の実施形態の固体気化供給システムと同様である。
【0100】
＜第１～第４の実施形態＞
なお、上述した第１～第４の実施形態の蒸発原料用容器（１００～４００）においては、気体および固体の状態の蒸発原料Ｓとの接触部分を、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）の金属材料で構成することとしたが、熱伝導性と強度の観点から、上記接触部分を、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、純度９９．９９～９９．９９９％（４Ｎ～５Ｎ）の金属材料で構成することがより好ましい。
なお、上述した第１～第４の実施形態の蒸発原料用容器（１００～４００）においては、気体および固体の状態の蒸発原料Ｓとの接触部分を、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）の金属材料で構成することとしたが、熱伝導性と強度の観点から、上記接触部分を、蒸発原料Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、純度９９．９９～９９．９９９％（４Ｎ～５Ｎ）の金属材料で構成することがより好ましい。
【実施例0101】
以下、本発明にかかる蒸発原料用容器を実施例および比較例によって、さらに具体的に説明する。なお。本発明はこれに限定されるものではない。
【0102】
＜実施例１～２４＞
実施例１～２４においては、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管５およびこの容器を構成するその他の部材（継手部材（図示せず）を含む）を備えた蒸発原料用容器１００～４００を作製した。具体的にいうと、実施例１～６では、表１に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」（表の「内側容器壁」に相当）を有する蒸発原料用容器１００を作製した。また、実施例７～１２では、表２に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」を有する蒸発原料用容器２００を作製した。また、実施例１３～１８では、表３に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」を有する蒸発原料用容器３００を作製した。また、実施例１９～２４では、表４に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」を有する蒸発原料用容器４００を作製した。
実施例１～２４においては、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管５およびこの容器を構成するその他の部材（継手部材（図示せず）を含む）を備えた蒸発原料用容器１００～４００を作製した。具体的にいうと、実施例１～６では、表１に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」（表の「内側容器壁」に相当）を有する蒸発原料用容器１００を作製した。また、実施例７～１２では、表２に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」を有する蒸発原料用容器２００を作製した。また、実施例１３～１８では、表３に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」を有する蒸発原料用容器３００を作製した。また、実施例１９～２４では、表４に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」を有する蒸発原料用容器４００を作製した。
【0103】
＜比較例１～１１＞
一方、比較例１～６においては、表５に示す条件で蒸発原料用容器を作製した。具体的には、「容器壁およびガス導入管」を、表５に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって作製した。なお、比較例において作成した蒸発原料用容器の構造は、蒸発原料用容器１００と同様とした。すなわち、実施例１～６とは「容器壁およびガス導入管」の材料のみが異なる。
一方、比較例１～６においては、表５に示す条件で蒸発原料用容器を作製した。具体的には、「容器壁およびガス導入管」を、表５に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって作製した。なお、比較例において作成した蒸発原料用容器の構造は、蒸発原料用容器１００と同様とした。すなわち、実施例１～６とは「容器壁およびガス導入管」の材料のみが異なる。
【0104】
そして、各実施例および各比較例においては、それぞれ、混合ガス導出口の下流側に、ＣＶ値（水置換）が１．５のバルブを設置し、このバルブを介して混合ガスＧ３の供給を行った。
【0105】
＜実施例の方法＞
実施例１～２４の蒸発原料用容器および比較例１～６の蒸発原料用容器に、表１～表５の「蒸発原料」の欄に示す薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを投入し、内側容器内にキャリアガスＧ１を供給して、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２とキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３を生成した。具体的には、３ｋｇの薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを２０ｈ加熱し、蒸発（気化）させた。
実施例１～２４の蒸発原料用容器および比較例１～６の蒸発原料用容器に、表１～表５の「蒸発原料」の欄に示す薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを投入し、内側容器内にキャリアガスＧ１を供給して、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２とキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３を生成した。具体的には、３ｋｇの薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを２０ｈ加熱し、蒸発（気化）させた。
【0106】
なお、実施例１～２４の蒸発原料用容器については、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを蒸発させる際、仕切壁の平均表面温度が、内側容器の側壁の平均表面温度より５０℃～６０℃高くなるように、加熱ヒーターを制御した。一方、比較例１～６は、平均表面温度が平均表面温度より３５℃～４５℃高くなるように加熱ヒーターを制御した。
【0107】
そして、生成した混合ガスＧ３を用いて、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜を行い、その際、マスフローメーターを使用して蒸発速度（ｇ／ｍｉｎ）を測定した。蒸発速度の測定は、蒸発の初期（加熱開始から１ｈ後）、中期（加熱開始から１０ｈ後）および末期（加熱開始から１８ｈ後）において実施した。
【0108】
＜その他の実施例＞
つぎに、本発明にかかる蒸発原料用容器をその他の実施例によって、さらに具体的に説明する。
つぎに、本発明にかかる蒸発原料用容器をその他の実施例によって、さらに具体的に説明する。
【0109】
＜実施例２５～３０＞
実施例２５～３０においては、上述した実施例１～６と同一の蒸発原料用容器１００（表６に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」を有する蒸発原料用容器１００）を作製し、混合ガス導出口の下流側に、ＣＶ値（水置換）が１．５のバルブを設置し、このバルブを介して混合ガスＧ３の供給を行った。
実施例２５～３０においては、上述した実施例１～６と同一の蒸発原料用容器１００（表６に示す「材質」および「純度（％）」の材料によって構成された「容器壁およびガス導入管」を有する蒸発原料用容器１００）を作製し、混合ガス導出口の下流側に、ＣＶ値（水置換）が１．５のバルブを設置し、このバルブを介して混合ガスＧ３の供給を行った。
【0110】
＜実施例の方法＞
実施例２５～３０の蒸発原料用容器に、表６の「蒸発原料」の欄に示す薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを投入し、内側容器内にキャリアガスＧ１を供給して、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２とキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３を生成した。具体的には、３ｋｇの薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを２０ｈ加熱し、蒸発（気化）させた。
実施例２５～３０の蒸発原料用容器に、表６の「蒸発原料」の欄に示す薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを投入し、内側容器内にキャリアガスＧ１を供給して、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２とキャリアガスＧ１とを混合させた混合ガスＧ３を生成した。具体的には、３ｋｇの薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを２０ｈ加熱し、蒸発（気化）させた。
【0111】
なお、実施例２５～３０の蒸発原料用容器については、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを蒸発させる際、内側容器の仕切壁からの伝熱による熱流量が、内側容器を構成するすべての容器壁からの伝熱による総熱流量に対して、８０％～９０％以上となるように、加熱ヒーターを制御した。
【0112】
そして、生成した混合ガスＧ３を用いて、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜を行い、その際、マスフローメーターを使用して蒸発速度（ｇ／ｍｉｎ）を測定した。蒸発速度の測定は、蒸発の初期（加熱開始から１ｈ後）、中期（加熱開始から１０ｈ後）および末期（加熱開始から１８ｈ後）において実施した。
【0113】
つぎに、「容器壁およびガス導入管」を表７に示す「材質」および「純度（％）」の材料により作製した蒸発原料用容器１００（実施例３１～４６）と、「容器壁およびガス導入管」を表８に示すステンレスにより作製した蒸発原料用容器（比較例７～１６：「内側容器壁」の材料以外は蒸発原料用容器１００と同じ）とを使用して、原子層堆積（ＡＬＤ）法によりＡＬＤ膜を成膜後の、「蒸発原料中の不純物の量」、「内部表面粗さ」および「成長速度」を評価した。
【0114】
表７、表８は、原子層堆積（ＡＬＤ）法によりＡＬＤ膜を成膜後の、「蒸発原料中の不純物の量」、「内部表面粗さ」および「成長速度」を示したものである。
【0115】
成膜後の蒸発原料中の不純物（表７、表８に示す１２成種の元素）の量はＩＣＰＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析計）によって測定した。なお、表７の「成膜前」の欄において、成膜前の蒸発原料中の不純物（表７、表８に示す１２成種の元素）の量を記載している。
【0116】
不純物の量の測定は、以下の方法によって行った。まず、成膜後に、内側容器内に残った蒸発原料Ｓの残留物を回収した。つぎに、回収物を、ＩＣＰＭＳ（誘導結合高周波プラズマ質量分析法）の装置にて王水を用いて所定量を溶解させ、これをホットプレートで１２０℃に加熱して蒸発乾固させた。その後、蒸発乾固されたものを希釈し、測定試料を得た。そして、上記分析計にて測定試料中の金属不純物を測定した。
【0117】
また、上記成膜前後において、内側容器の内表面の表面粗さを、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）アナライザー（ＨＯＲＩＢＡ社製）によって測定した。この表面粗さは、複数回測定してその平均値を算出した。成膜前の表面粗さをＢとし、成膜後の表面粗さをＡとして、ＡをＢで除算した値（Ａ／Ｂ）を算出した。算出した「Ａ／Ｂ」の値を、表７および表８の「内部表面粗さ」の欄に示す。
【0118】
また、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜において、成長速度（ＧＰＣ：Ｇｒｏｗｔｈ Ｐｅｒ Ｃｙｃｌｅ）の測定を行った。具体的には、上述した成膜時において、０．２秒当たりに１回の割合でバルブを開閉して、蒸発原料を含む混合ガスＧ３を成膜室に導入する。１回のバルブの開閉が行われる０．２秒を１サイクルとし、８インチのシリコンウェーハに成膜した膜厚を測定し、単位時間（１サイクル）当たりの膜の成長速度を算出した。
【0119】
【表1】
【0120】
【表2】
【0121】
【表3】
【0122】
【表4】
【0123】
【表5】
【0124】
【表6】
【0125】
【表7】
【0126】
【表8】
【0127】
＜評価＞
表１～表５に示すように、実施例１～２４の蒸発原料用容器（１００、２００、３００、４００）は、比較例１～６の蒸発原料用容器と比べて、蒸発原料の蒸発期間の末期において蒸発速度の低下が少ないという結果が得られた。また、表６に示すように、実施例２５～３０の蒸発原料用容器１００についても、実施例１～２４の蒸発原料用容器と同程度に、蒸発原料の蒸発期間の末期において蒸発速度の低下が少ないという結果が得られた。
表１～表５に示すように、実施例１～２４の蒸発原料用容器（１００、２００、３００、４００）は、比較例１～６の蒸発原料用容器と比べて、蒸発原料の蒸発期間の末期において蒸発速度の低下が少ないという結果が得られた。また、表６に示すように、実施例２５～３０の蒸発原料用容器１００についても、実施例１～２４の蒸発原料用容器と同程度に、蒸発原料の蒸発期間の末期において蒸発速度の低下が少ないという結果が得られた。
【0128】
また、表７、表８の結果から分かるように、実施例３１～４６の蒸発原料用容器は、比較例７～１６の蒸発原料用容器と比べて、不純物の量が少ないことが分かった。また、実施例３１～４６の蒸発原料用容器は、「内部表面粗さ」の「Ａ／Ｂ」の値が１に近い値となり、成膜前後における表面粗さの差が小さいことが分かった。ここで、この表面粗さの差が小さいということは、蒸発原料による腐食の程度が少なかったことを表しており、耐腐食性が高いといえる。このような結果から、実施例３１～４６の蒸発原料用容器は、耐腐食性に優れたものであるといえる。加えて、実施例３１～４６の蒸発原料用容器は、成長速度が速いという結果も得られた。
【符号の説明】
【0129】
１００，２００，３００，４００ 蒸発原料用容器
１ 内側容器
１ａ 側壁
１ｂ 底部壁
２ 外側容器
２ａ 鍔部
２ｂ 穴部
３ 蓋体
３ａ 内蓋
３ｂ 外蓋
４ 締結部材
５ ガス導入管
６，２１ 加熱ヒーター
１１ 蒸発原料貯留空間
１２ キャリアガス拡散空間
１３ 仕切壁
１４ キャリアガス導入口
１５ 貫通孔
１６ 混合ガス導出口
２２ ヒートシールド
３１ 空間
４１ 突起
Ｇ１ キャリアガス
Ｇ２，Ｓ 蒸発原料（薄膜形成用金属ハロゲン化合物）
Ｇ３ 混合ガス
１ 内側容器
１ａ 側壁
１ｂ 底部壁
２ 外側容器
２ａ 鍔部
２ｂ 穴部
３ 蓋体
３ａ 内蓋
３ｂ 外蓋
４ 締結部材
５ ガス導入管
６，２１ 加熱ヒーター
１１ 蒸発原料貯留空間
１２ キャリアガス拡散空間
１３ 仕切壁
１４ キャリアガス導入口
１５ 貫通孔
１６ 混合ガス導出口
２２ ヒートシールド
３１ 空間
４１ 突起
Ｇ１ キャリアガス
Ｇ２，Ｓ 蒸発原料（薄膜形成用金属ハロゲン化合物）
Ｇ３ 混合ガス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】