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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-05
(45)【発行日】2023-04-13
(54)【発明の名称】蒸発原料用容器及び固体気化供給システム
(51)【国際特許分類】
C23C 16/448 20060101AFI20230406BHJP
H01L 21/31 20060101ALN20230406BHJP
【ＦＩ】
C23C16/448
H01L21/31 F
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2022108635
(22)【出願日】2022-07-05
(65)【公開番号】P2023009028
(43)【公開日】2023-01-19
【審査請求日】2022-07-05
(31)【優先権主張番号】P 2021111968
(32)【優先日】2021-07-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【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】柴山 卓眞
【審査官】今井 淳一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０９４５６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１２８５６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０９８４４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １６／４４８
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蒸発原料である薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留し、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、
蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物が接触する蒸気接触面を有し前記内側容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた内蓋、及び当該薄膜形成用金属ハロゲン化合物が接触しないようにかつ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、
前記内側容器、前記内蓋及び前記ガス導入管は、気体及び固体の状態の薄膜形成用金属ハロゲン化合物との接触部分が、当該薄膜形成用金属ハロゲン化合物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、で構成され、
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が、前記ガス導入管を通って前記内側容器内に流入し、加熱により当該内側容器内で蒸発して気体となった薄膜形成用金属ハロゲン化合物と当該内側容器内に流入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する、
ことを特徴とする蒸発原料用容器。
【請求項2】
前記ガス導入管の先端が、前記内側容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物の直上の位置まで延伸する構造を有し、前記キャリアガスを、前記ガス導入管の先端から、前記内側容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物に向けて放出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
【請求項3】
前記ガス導入管の先端が、前記内側容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物の中に埋設された状態で、かつ当該内側容器の底部壁の直上の位置まで延伸する構造を有し、前記キャリアガスを、前記ガス導入管の先端から、前記内側容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物の中で放出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
【請求項4】
更に、前記内側容器には、その内部を、前記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２つの空間に仕切るための仕切壁が設けられ、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、前記薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留する蒸発原料貯留空間に放出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
【請求項5】
更に、前記内側容器の内部には、前記薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留するためのトレーが挿脱可能に収容され、前記トレーの底部壁には１つ以上の貫通孔が形成され、
前記内側容器の底部壁の周縁部には、収容されたトレーを係止するための係止部が設けられ、当該係止部により、収容されたトレーの下面と前記内側容器の底部壁との間にキャリアガス拡散空間が形成され、
前記ガス導入管の先端が、前記トレーの底部壁を貫通し、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、
また、前記トレーが、前記薄膜形成用金属ハロゲン化合物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、で構成され、
前記キャリアガスを、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、前記トレー内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物に向けて放出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発原料用容器。
【請求項6】
前記トレーは前記内側容器内に積み重ねて収容可能とする、ことを特徴とする請求項５に記載の蒸発原料用容器。
【請求項7】
蒸発原料である薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留し、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、
蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物が接触する蒸気接触面を有し前記内側容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた内蓋、及び当該薄膜形成用金属ハロゲン化合物が接触しないようにかつ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、
を備え、
前記内側容器の内部には、前記薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留するための少なくとも１つのトレーが挿脱可能に収容される構成とし、
前記内側容器内に収容されるトレーには、底部壁の中心部に、円筒形状の側壁によって形成された第１の貫通孔であるガス導入管を設けることとし、
収容されるトレーが複数の場合には、前記内側容器内に複数のトレーを積み重ねて収容することによって各トレーに設けられたすべてのガス導入管を連設し、
前記トレーの底部壁に１つ以上の第２の貫通孔を形成し、
前記内側容器の底板部には、その表面中心部から周縁に向かって放射状に少なくとも一つの溝部を形成し、更に、前記トレーの収容時には、前記底板部の溝部以外の部分と当該トレーの下面とを当接させることによって当該トレーを保持するとともに、当該トレーの下面と前記溝部の底部との間にキャリアガス拡散空間を形成し、
前記内側容器、前記内蓋及び前記トレーは、気体及び固体の状態の薄膜形成用金属ハロゲン化合物との接触部分が、当該薄膜形成用金属ハロゲン化合物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、で構成され、
前記蓋体を装着することによって当該蓋体に配設されたキャリアガス導入口に前記ガス導入管の上端開口部分を嵌挿した状態において、当該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に向けて放出し、更に、当該キャリアガス拡散空間で拡散されたキャリアガスを、前記第２の貫通孔を介して前記トレー内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物に向けて放出し、加熱によりトレー内で蒸発して気体となった薄膜形成用金属ハロゲン化合物と前記第２の貫通孔を介して流入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する、
ことを特徴とする蒸発原料用容器。
【請求項8】
前記内側容器を側壁部と底板部に分離可能とする、ことを特徴とする請求項７に記載の蒸発原料用容器。
【請求項9】
前記内側容器の内部に、最大長さが１～３０ｍｍであってかつ前記薄膜形成用金属ハロゲン化合物を構成する金属と同材質の、部材を一以上配置する、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
【請求項10】
金属部材の表面に電解研磨又は化学研磨を実施する、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
【請求項11】
電解研磨又は化学研磨が実施された金属部材の表面に、更に、フッ素樹脂コーティング又はセラミックスコーティングを実施する、ことを特徴とする請求項１０に記載の蒸発原料用容器。
【請求項12】
金属部材の表面にフッ素樹脂コーティング又はセラミックスコーティングを実施する、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
【請求項13】
更に、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、及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１～８のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
【請求項14】
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１～８のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
【請求項15】
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１～８のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
【請求項16】
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１～８のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
【請求項17】
前記混合ガス導出口よりも下流側のガス流路にバルブを設置することとし、前記バルブを、ＣＶ値（水置換）が０．２以上の真空バルブとする、
ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器。
【請求項18】
請求項１～８のいずれか１つに記載の蒸発原料用容器と、蒸発原料である薄膜形成用金属ハロゲン化合物と、
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19】
更に、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１８に記載の固体気化供給システム。
【請求項20】
前記蒸発原料用容器の側壁、又は側壁及び底板を加熱し、前記蒸発原料用容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物を加熱するとともに、キャリアガス導入口から供給され更にガス導入管を流れて内側容器内に放出されるキャリアガスについても同時に加熱し、加熱により蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物と前記ガス導入管内で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、蒸発原料用容器、及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。更に詳しくは、耐腐食性に優れた蒸発原料用容器、及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】
従来から、例えば、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ための容器として、蒸発原料用容器が知られている。そして、この蒸発原料用容器である蒸発器を構成する材料として、ステンレス鋼などが報告されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】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】
【0004】
上記特許文献１に記載の蒸発器では、容器壁にステンレス鋼が採用されている。しかしながら、このステンレス鋼製の容器壁は、熱伝導性がよいものであるが、耐腐食性が十分ではないという問題があった。例えば、ステンレス鋼は、耐腐食性を有するものであるが、蒸発原料と触れることで僅かに腐食し、極微量の不純物が蒸発原料中に混ざることがあった。また、ハステロイなどのその他の材料であっても、ステンレス鋼と同様に極微量の不純物が蒸発原料中に混ざることがあった。
【0005】
また、近年、より反応性の高い蒸発原料として薄膜形成用金属ハロゲン化合物の使用が検討されている。このような薄膜形成用金属ハロゲン化合物は、水分と反応して塩化水素などの酸性ガスを発生するため、この塩酸ガスにより、蒸発原料用容器の腐食がより顕著になるという問題があった。
【0006】
一方で、最近では、半導体製品の更なる高性能化が求められるようになり、その結果、より高純度の蒸発原料（即ち、不純物の割合がより小さい蒸発原料）であることが要求されてきている。また、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、蒸発原料に含まれる不純物の量を極限まで少なくする必要がある。このため、蒸発原料用容器の腐食に対する対策は更に重要になっている。
【0007】
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、耐腐食性に優れた蒸発原料用容器、及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】
【0008】
本発明にかかる蒸発原料用容器は、蒸発原料である薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留し、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この外側容器とともに二重壁構造を形成する内側容器と、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物が接触する蒸気接触面を有し内側容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた内蓋、及び当該薄膜形成用金属ハロゲン化合物が接触しないようにかつ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、上記内側容器、上記内蓋及び上記ガス導入管は、気体及び固体の状態の薄膜形成用金属ハロゲン化合物との接触部分が、上記薄膜形成用金属ハロゲン化合物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（純度９９～９９．９９９９％）の金属材料、で構成される、ことを特徴とする。そして、キャリアガス導入口を介して供給されたキャリアガスが、ガス導入管を通って内側容器内に流入し、加熱により内側容器内で蒸発して気体となった薄膜形成用金属ハロゲン化合物とその内側容器内に流入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する、こととした。
【0009】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、ガス導入管の先端が、内側容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物の直上の位置まで延伸する構造を有することを特徴とする。そして、キャリアガスを、ガス導入管の先端から、内側容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物に向けて放出する、こととした。
【0010】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、ガス導入管の先端が、内側容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物の中に埋設された状態で、かつ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を特徴とする。そして、キャリアガスを、ガス導入管の先端から、内側容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物の中で放出する、こととした。
【0011】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器において、上記内側容器には、その内部を、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ことを特徴とする。そして、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、薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留する蒸発原料貯留空間に放出する、こととした。
【0012】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器おいて、上記内側容器の内部には、薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留するためのトレーが挿脱可能に収容され、トレーの底部壁には１つ以上の貫通孔が形成され、内側容器の底部壁の周縁部には、収容されたトレーを係止するための係止部が設けられ、この係止部により、収容されたトレーの下面と内側容器の底部壁との間にキャリアガス拡散空間が形成され、ガス導入管の先端が、トレーの底部壁を貫通し、内側容器の底部壁の直上の位置まで延伸する構造を有し、更に、トレーが、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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、で構成される、ことを特徴とする。そして、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、トレー内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物に向けて放出する、こととした。
【0013】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器おいて、上記トレーは、内側容器内に積み重ねて収容可能とする、ことが好ましい。
【0014】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、蒸発原料である薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留し、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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物が接触する蒸気接触面を有し内側容器に対して密着かつ着脱可能に設けられた内蓋、及び当該薄膜形成用金属ハロゲン化合物が接触しないようにかつ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、を備え、内側容器の内部には、薄膜形成用金属ハロゲン化合物を貯留するための少なくとも１つのトレーが挿脱可能に収容される構成とした。
【0015】
また、内側容器内に収容されるトレーには、底部壁の中心部に、円筒形状の側壁によって形成された第１の貫通孔であるガス導入管を設けることとした。そして、収容されるトレーが複数の場合には、内側容器内に複数のトレーを積み重ねて収容することによって各トレーに設けられたすべてのガス導入管を連設することとした。
【0016】
また、各トレーの底部壁に１つ以上の第２の貫通孔を形成した。また、内側容器の底板部には、その表面中心部から周縁に向かって放射状に少なくとも一つの溝部を形成し、更に、トレーの収容時には、底板部の溝部以外の部分と当該トレーの下面とを当接させることによって当該トレーを保持するとともに、当該トレーの下面と前記溝部の底部との間にキャリアガス拡散空間を形成する。
【0017】
そして、内側容器、内蓋及びトレーは、気体及び固体の状態の薄膜形成用金属ハロゲン化合物との接触部分が、当該薄膜形成用金属ハロゲン化合物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、で構成される。
【0018】
このように構成された蒸発原料用容器は、蓋体を装着することによって当該蓋体に配設されたキャリアガス導入口に上記ガス導入管の上端開口部分を嵌挿した状態において、当該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、上記ガス導入管の先端からキャリアガス拡散空間に向けて放出し、更に、当該キャリアガス拡散空間で拡散されたキャリアガスを、第２の貫通孔を介してトレー内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物に向けて放出し、加熱によりトレー内で蒸発して気体となった薄膜形成用金属ハロゲン化合物と第２の貫通孔を介して流入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する、ことを特徴とする。
【0019】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、内側容器を側壁部と底板部に分離可能とすることが好ましく、更には、底板部の表面中心部から周縁に向かって少なくとも一つ以上の溝を形成することが好ましい。
【0020】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、上記内側容器の内部に、最大長さが１～３０ｍｍであってかつ薄膜形成用金属ハロゲン化合物を構成する金属と同材質の、部材を一以上配置する、ことが好ましい。
【0021】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、金属部材の表面に電解研磨又は化学研磨を実施する、ことが好ましい。
【0022】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、電解研磨又は化学研磨が実施された金属部材の表面に、更に、フッ素樹脂コーティング又はセラミックスコーティングを実施する、ことが特に好ましい。
【0023】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、金属部材の表面にフッ素樹脂コーティング又はセラミックスコーティングを実施する、ことが好ましい。
【0024】
また、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、を更に備え、この締結部材は、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、及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、ことが好ましい。
【0025】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、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る、ことが好ましい。ただし、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。
【0026】
また、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を貯留する、ことが好ましい。
【0027】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、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、ことが更に好ましい。
【0028】
また、本発明にかかる蒸発原料用容器は、混合ガス導出口よりも下流側のガス流路にバルブを設置することとし、このバルブを、ＣＶ値（水置換）が０．２以上の真空バルブとする、ことが好ましい。
【0029】
また、本発明にかかる固体気化供給システムは、上記本発明にかかる蒸発原料用容器と、蒸発原料である薄膜形成用金属ハロゲン化合物と、を備える、ことを特徴とする。
【0030】
また、本発明にかかる固体気化供給システムは、更に、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、こととした。
【0031】
また、本発明にかかる固体気化供給システムは、蒸発原料用容器の側壁、又は側壁及び底板を加熱し、蒸発原料用容器内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物を加熱するとともに、キャリアガス導入口から供給され更にガス導入管を流れて内側容器内に放出されるキャリアガスについても同時に加熱し、加熱により蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物とガス導入管内で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、ことが好ましい。
【発明の効果】
【0032】
本発明にかかる蒸発原料用容器及び固体気化供給システムは、耐腐食性に優れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明にかかる蒸発原料用容器及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。即ち、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、以下の実施の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ことが理解されるべきである。また、本願の明細書及び図面において、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。
【0035】
＜第１の実施形態＞
本発明にかかる蒸発原料用容器及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及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。
【0036】
＜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（蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２）、及び混合ガス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（蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２）、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
【0037】
図１に示す蒸発原料用容器１００は、蒸発原料である薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留し、蒸発させるための容器であり、例えば、内側容器１と、外側容器２と、内蓋３ａ及び外蓋３ｂを有する蓋体３と、締結部材４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及び外側容器２によって構成された二重壁構造を有し、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留する内側容器１が実質的な容器本体を構成する。
【0038】
上記内側容器１は、例えば、円筒形状に形成された容器であり、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓや、キャリアガスＧ１、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２及び混合ガスＧ３、と接触する容器壁が設けられている。
【0039】
上記外側容器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り、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鍔部が設けられている。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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２及び混合ガス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。
【0040】
上記内蓋３ａは内側容器１の上端部周縁に密着かつ着脱可能に設けられ、また、上記外蓋３ｂは外側容器２に対して着脱可能に設けられ、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５、及び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を外部に放出するための混合ガス導出口６、が配設される。本実施形態では、一例として、上記キャリアガス導入口５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、更に、上記混合ガス導出口６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、外部からキャリアガス導入口５を介して供給されたキャリアガスＧ１が、キャリアガス導入口５に連設されたガス導入管７を通って内側容器１内に流入し、内側容器１内で拡散する。そして、内側容器１内で蒸発して気体となった薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２と内側容器１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６から放出される。
【0041】
また、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５に連設されたガス導入管７の先端が、内側容器１内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓの直上の位置まで延伸する構造を有することとした。これにより、外部からキャリアガス導入口５を介して供給されたキャリアガスＧ１が、ガス導入管７内を流れ、その先端から薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓに向けて放出される（吹き付け法）。また、ガス導入管７を上記のように構成することによって、内側容器１を外部から加熱した際に、ガス導入管７を流れて内側容器１内に放出されるキャリアガスＧ１についても同時に加熱することができる。このため、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを安定的かつ高流量で気化させることができる。
【0042】
上記締結部材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、例えば、外側容器２の鍔部と外蓋３ｂに設けられたボルト挿入孔に挿入されたボルト部材、及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。
【0043】
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５とそのキャリアガス導入口５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）とを接続する継手部材（図示せず）、及び同じく蓋体３に設けられた混合ガス導出口６とその混合ガス導出口６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）とを接続する継手部材（図示せず）、を更に設けることとしてもよい。
【0044】
＜各部材の材料＞
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００においては、内側容器１の容器壁及びガス導入管７が、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）の銅、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）のアルミニウム、又は純度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、内側容器１の容器壁及びガス導入管７を良好に加熱することができる。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。例えば、内側容器１の容器壁及びガス導入管７を構成する銅、アルミニウム又はチタンの純度が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の容器壁及びガス導入管７を構成する銅、アルミニウム又はチタンの純度が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。
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００においては、内側容器１の容器壁及びガス導入管７が、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）の銅、純度９９～９９．９９９９％（２Ｎ～６Ｎ）のアルミニウム、又は純度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、内側容器１の容器壁及びガス導入管７を良好に加熱することができる。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。例えば、内側容器１の容器壁及びガス導入管７を構成する銅、アルミニウム又はチタンの純度が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の容器壁及びガス導入管７を構成する銅、アルミニウム又はチタンの純度が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、底部壁、及び内側容器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。即ち、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓが蒸発原料用容器１００内に投入された際に、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物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】
例えば、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の容器壁及びガス導入管７に純度９９．９％のアルミニウムを使用すると、例えば、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及び外側容器２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、蓋体３の蒸気接触面以外及び締結部材４の材料としては、特に制限はなく、例えば、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できる。これらのうち、ニッケル合金としては、例えば、ハステロイやインコネルなどを使用することができ、このハステロイ及びインコネルは、Ｎｉ、Ｍｏを含む合金のことである。アルミニウム、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％であることが更に好ましい。
【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、更に、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】
＜コーティング及び研磨＞
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００において、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管７及びこの容器を構成するその他の金属部材（継手部材（図示せず）などを含む）には、それぞれフッ素樹脂コーティングを実施することとした。なお、本実施形態において各金属部材に実施するコーティングは、フッ素樹脂コーティングに限るものではなく、例えば、セラミックスコーティングであってもよい。
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００において、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管７及びこの容器を構成するその他の金属部材（継手部材（図示せず）などを含む）には、それぞれフッ素樹脂コーティングを実施することとした。なお、本実施形態において各金属部材に実施するコーティングは、フッ素樹脂コーティングに限るものではなく、例えば、セラミックスコーティングであってもよい。
【0053】
また、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管７及びこの容器を構成するその他の金属部材には、上記コーティングに代えて、それぞれの表面に電解研磨を実施することとしてもよい。また、電解研磨が実施された各表面に、更に、フッ素樹脂コーティング又はセラミックスコーティングを実施することとしてもよい。これにより、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、優れた耐腐食性を実現できる。特に、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓは、水分と反応して塩化水素などの酸性ガスを発生するため、従来の蒸発原料用容器では、容器の内部だけでなく、容器の外側や蓋の表面、及びこの容器を構成するその他の金属部材にも腐食を生じることがあった。しかしながら、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２と接触する内側容器１の容器壁及びガス導入管７だけではなく、内側装置１の容器壁以外の部分、外側容器２、蓋体３の蒸気接触面以外の部分及び締結部材４など、実質的に薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２と接触しない箇所についても、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨が実施されているため、極めて優れた耐腐食性を有する。
【0054】
また、フッ素樹脂コーティングに使用する材料は、特に制限はなく、コーティング可能なフッ素樹脂であればよい。例えば、少なくとも一部の水素がフッ素に置換された樹脂などを挙げることができる。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン（商品名「テフロン（登録商標）」）などを使用することができる。このような材料を使用すると、不純物が蒸発原料中に混ざることを更に良好に抑制することができる。
【0055】
また、フッ素樹脂コーティングの厚さは、特に制限はないが、例えば、１５０（下限値）～５００（上限値）μｍとすることが好ましく、２００～４００μｍとすることが更に好ましく、２５０～３５０μｍとすることが特に好ましい。なお、３００μｍ程度が最も好ましい。フッ素樹脂コーティングの厚さが上記下限値未満の場合には、十分な耐腐食性が得られないことがある。また、上記上限値超の場合には、層が厚くなりすぎてしまうことがある。
【0056】
また、フッ素樹脂コーティングは、例えば、蒸着により形成することができるが、その蒸着方法は公知の方法を採用することができ、特に制限はない。
【0057】
また、フッ素樹脂コーティングは、内側容器１の内面及び外面、外側容器２の内面及び外面、蓋体３の表面、締結部材４の表面、ガス導入管７の内面及び外面など、この容器を構成する全ての面に実施されていることが好ましい。即ち、フッ素樹脂コーティングは、キャリアガスＧ１、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２及び混合ガスＧ３や、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓ、と接触する面だけでなく、これらと接触しないと考えられている各部材の表面を含めた全域に実施されていることが好ましい。
【0058】
上記電解研磨については、例えば、下記の実施条件によって実施された研磨処理であることが好ましい。なお、このような研磨処理を実施し、更にフッ素樹脂コーティングを実施する場合においては、フッ素樹脂コーティングの密着性が良くなる。
【0059】
実施条件：
直径２５０～３５０ｍｍの電極を用い、電流密度を２８．５ｍＡ／ｃｍ2以下、電解溶液の濃度を１５～３０質量％、液流量を１～８Ｌ／分、電解溶液のｐＨをアルカリ性とする。更に、研磨条件を、圧力２０～６０ｋＰａ、回転数３５０ｒｐｍ以下とし、砥粒として、砥粒径０．０２０～０．１０μｍの無機粒子を用いる。
直径２５０～３５０ｍｍの電極を用い、電流密度を２８．５ｍＡ／ｃｍ2以下、電解溶液の濃度を１５～３０質量％、液流量を１～８Ｌ／分、電解溶液のｐＨをアルカリ性とする。更に、研磨条件を、圧力２０～６０ｋＰａ、回転数３５０ｒｐｍ以下とし、砥粒として、砥粒径０．０２０～０．１０μｍの無機粒子を用いる。
【0060】
なお、上記実施条件において、電流密度は１５～２０ｍＡ／ｃｍ2とすることが好ましい。また、電解溶液のｐＨは、１１～１１．５であることが好ましい。
【0061】
また、研磨条件の回転数は５０～３５０ｒｐｍとする。砥粒は無機粒子を用いることとし、この無機粒子は、特に制限はないが、例えば、コロイダルシリカなどを使用することができる。
【0062】
例えば、上記実施条件で研磨処理を行った内側容器１の容器壁の表面は、その表面粗さをＲａ＝０．８～１．１μｍとすることができる。
【0063】
また、電解研磨が実施されているか否かの確認は、例えば、電子顕微鏡と原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の両方を使用し、その表面を観察することによって行う。また、別の方法としては、二次電子質量分析によってその表面状態を検査することも可能である。
【0064】
上述したように、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管７及びこの容器を構成するその他の金属部材のそれぞれに、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨が実施されているものであるが、電解研磨に代えて、例えば、化学研磨を実施したものであってもよい。化学研磨によっても、優れた耐腐食性を得ることができる。また、化学研磨を実施した後に、更にフッ素樹脂コーティング又はセラミックスコーティングを実施する場合には、電解研磨を実施する場合と同様に、コーティングの密着性が更に良くなる。例えば、フッ素樹脂コーティングとの界面には、水分や酸素などのコンタミネーションが少なくなり、フッ素樹脂コーティングの密着性を向上させることができる。
【0065】
＜キャリアガス及び蒸発原料＞
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、例えば、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、例えば、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。
【0066】
また、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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。
【0067】
一般式 ： ＭＸｎ
但し、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。
但し、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。
【0068】
上記一般式で表すことができる化合物としては、例えば、Ｘが塩素（Ｃｌ）である場合、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）、塩化銅（ＣｕＣｌ又はＣｕＣｌ2）、塩化チタン（ＴｉＣｌ4）、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。
【0069】
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が非常に小さくなる。
【0070】
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、加熱又は冷却が可能な媒体と接触することによって、容器内の薄膜形成用金属ハロゲン化合物を気体（Ｇ２）又は固体（Ｓ）のいずれかの状態で保持することが可能である。
【0071】
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、例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜に用いられる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。
【0072】
＜バルブ＞
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００においては、キャリアガス導入口５よりも上流側のキャリアガス流路、及び混合ガス導出口６よりも下流側の混合ガス流路に、バルブ（図示せず）を設置することとしてもよい。例えば、これらのバルブを開閉することにより、蒸発原料用容器１００（内側容器１内）へのキャリアガスＧ１の供給、及び内側容器１からの混合ガスＧ３の放出、を制御することができる。
また、本実施形態の蒸発原料用容器１００においては、キャリアガス導入口５よりも上流側のキャリアガス流路、及び混合ガス導出口６よりも下流側の混合ガス流路に、バルブ（図示せず）を設置することとしてもよい。例えば、これらのバルブを開閉することにより、蒸発原料用容器１００（内側容器１内）へのキャリアガスＧ１の供給、及び内側容器１からの混合ガスＧ３の放出、を制御することができる。
【0073】
なお、上述した２つのバルブのうち、混合ガス導出口６よりも下流側の混合ガス流路に設置されたバルブは、ＣＶ値（水置換）が０．２以上のバルブであることが好ましい。特に、このバルブは、ベローズバルブに代表される真空バルブであることがより好ましい。このようなバルブを備えることによって、混合ガスＧ３の放出をより効率的に行うことができる。例えば、ＣＶ値（水置換）が０．２未満であると、大流量の混合ガスＧ３の流通が阻害され、混合ガスＧ３がバルブ内で滞留することがある。混合ガスＧ３がバルブ内で滞留すると、気化熱から温度減少が生じ、バルブ内で蒸発原料（薄膜形成用金属ハロゲン化合物）が固着して、バルブが閉塞してしまうことがある。ＣＶ値（水置換）が０．２以上のバルブを設置することにより、バルブの閉塞を抑制することができ、混合ガスＧ３を支障なく放出することができる。なお、バルブのＣＶ値については、０．２以上が好ましく、０．６以上が更に好ましく、１．０以上が特に好ましい。ＣＶ値の上限値については特に制限はないが、例えば、３．０又は２．５とすることが好ましい。上述したようなＣＶ値のバルブとしては、例えば、ダイヤフラム、ボールバルブ、ベローズバルブなどを使用することができる。これらのバルブは、バルブ機能、本体材質、シート材質、温度に因らないものであることが好ましい。
【0074】
なお、上記バルブのＣＶ値は、このバルブを全開にし、水を流通させることによって測定された水置換の値である。具体的には、バルブの流入側及び流出側にて、バブルを流れる流体（水）の流量を測定する。例えば、流量計を用いて、バルブを流れる流体の流量Ｑを測定する。次に、圧力計をバルブの前後に配置し、バルブを通過する際の流体の圧力損失ΔＰを測定する。なお、流体の流量Ｑ及びバルブを通過する際の圧力損失ΔＰについては、実際の使用条件に合わせて計測することとする。例えば、実際の使用条件に近い値となるように測定を行う。また、混合ガスＧ３の比重と水の比重とから、水の流量Ｑを定めることができる。例えば、水の比重を１とし、各蒸発原料の比重を１．４０～１．６８とし、キャリアガスＧ１の流量を５００ｃｃ／分に設定した場合、水の流量Ｑは、３００ｃｃ／分程度となる。ＣＶ値については１５℃の条件で測定することとする。
【0075】
＜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、例えば、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、又はロール状の加工物を溶接することによって、鍔部を有する外側容器２を作製する。次に、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、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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。次に、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同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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の鍔部及び外蓋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（ボルト部材及びナット部材）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５に連設するガス導入管７と、蓋体３に配設されたキャリアガス導入口５及び混合ガス導出口６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７についても、内側容器１同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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を構成するための未処理の各部材を得る（準備工程）。
本実施形態の蒸発原料用容器１００は、例えば、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、又はロール状の加工物を溶接することによって、鍔部を有する外側容器２を作製する。次に、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、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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。次に、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同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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の鍔部及び外蓋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（ボルト部材及びナット部材）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５に連設するガス導入管７と、蓋体３に配設されたキャリアガス導入口５及び混合ガス導出口６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７についても、内側容器１同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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を構成するための未処理の各部材を得る（準備工程）。
【0076】
次に、上記準備工程で得た各部材を研磨処理する（研磨工程）。具体的には、各部材の表面を研磨する。研磨処理においては、上記実施条件による電解研磨を実施することが好ましい。
【0077】
次に、研磨工程により研磨された各部材に対して、フッ素樹脂コーティングを実施する（コーティング工程）。このとき、上述したように、フッ素樹脂コーティングは蒸着により形成する。なお、上記研磨工程において、上記実施条件による電解研磨を実施した場合は、必ずしもフッ素樹脂コーティングを実施する必要はない。
【0078】
次に、研磨及びコーティングが実施され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。
【0079】
＜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５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、更に、混合ガス導出口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、蒸発原料用容器１００のキャリアガス導入口５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、更に、混合ガス導出口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。
【0080】
次に、蒸発原料用容器１００の内側容器１に、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを投入し、その後、蓋体３（内蓋３ａ、外蓋３ｂ）で内側容器１を密閉し、外側容器２の鍔部と外蓋３ｂとを締結部材４により固定する。
【0081】
次に、内側容器１の容器壁を外部から加熱することによって薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓ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。これにより、外部からの加熱によって内側容器１内で蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２とガス導入管７内で加熱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６から放出される。なお、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓは、加熱によって蒸発（気化）して原料ガスとなる。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、又は原子層堆積（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（例えば、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。
【0082】
これにより、本実施形態の蒸発原料用容器１００は、耐腐食性に優れ、蒸発原料中における容器由来の不純物の割合が非常に小さくなり、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。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、例えば、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。
【0083】
＜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、上記蒸発原料用容器１００と、内側容器１内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物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）を更に備えていてもよい。また、本実施形態の固体気化供給システムは、蒸発原料用容器１００における混合ガス導出口６よりも下流側に、混合ガスＧ３を貯留するためのバッファタンク（図示せず）を更に備えていてもよい。ただし、上記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、例えば、蒸発原料用容器１００で生成された混合ガスＧ３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。
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、上記蒸発原料用容器１００と、内側容器１内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物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）を更に備えていてもよい。また、本実施形態の固体気化供給システムは、蒸発原料用容器１００における混合ガス導出口６よりも下流側に、混合ガスＧ３を貯留するためのバッファタンク（図示せず）を更に備えていてもよい。ただし、上記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、例えば、蒸発原料用容器１００で生成された混合ガスＧ３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。
【0084】
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５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、外部からの加熱により蒸発原料用容器１００内で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、混合ガス導出口６から放出する。これにより、本実施形態の固体気化供給システムにおいては、より高純度の蒸発原料を高流量で半導体処理設備（図示せず）に供給することができる。
【0085】
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内に、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを投入する。次に、蒸発原料用容器１００の側壁、又は側壁及び底板を外部から加熱することによって、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを加熱するとともに、ガス導入管７を流れて内側容器１内に放出されるキャリアガスＧ１についても同時に加熱する。そして、加熱により内側容器１内で蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２とガス導入管７で加熱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、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓに、加熱されたキャリアガスＧ１を接触させることができるため、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを安定的かつ高流量で気化させることができる。
【0086】
＜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及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及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。
【0087】
＜全体構成＞
図２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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
図２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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
【0088】
図２に示す蒸発原料用容器２００は、前述した蒸発原料用容器１００と同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留しかつ蒸発させるための容器であり、例えば、二重壁構造を形成する２つの容器である内側容器１及び外側容器２と、内蓋３ａ及び外蓋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、を備える。一方で、本実施形態の蒸発原料用容器２００は、ガス導入管７ａの構造が、第１の実施形態の蒸発原料用容器１００と異なる。
【0089】
具体的には、本実施形態の蒸発原料用容器２００においては、図２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５に連設されたガス導入管７ａの先端が、内側容器１内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓの中に埋設された状態で、かつ内側容器１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た。これにより、外部からキャリアガス導入口５を介して供給されたキャリアガスＧ１が、ガス導入管７ａ内を流れ、その先端から、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓの中で放出される（吹き込み法）。また、ガス導入管７ａを上記のように構成することによって、内側容器１を外部から加熱した際に、ガス導入管７ａを流れて内側容器１内に放出されるキャリアガスＧ１についても同時に加熱することができる。これにより、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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るため、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを安定的かつ高流量で気化させることができる。
【0090】
＜各部材の材料＞
上記ガス導入管７ａは、前述した第１の実施形態のガス導入管７と同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成されている。
上記ガス導入管７ａは、前述した第１の実施形態のガス導入管７と同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成されている。
【0091】
＜コーティング及び研磨＞
また、上記ガス導入管７ａは、前述した第１の実施形態と同様に、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨を実施する。なお、フッ素樹脂コーティングに代えてセラミックスコーティングを実施することとしてもよい。また、電解研磨に代えて化学研磨を実施することとしてもよい。
また、上記ガス導入管７ａは、前述した第１の実施形態と同様に、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨を実施する。なお、フッ素樹脂コーティングに代えてセラミックスコーティングを実施することとしてもよい。また、電解研磨に代えて化学研磨を実施することとしてもよい。
【0092】
なお、その他の蒸発原料用容器２００に関する説明については、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。また、前述した第１の実施形態における蒸発原料用容器の製造方法、使用方法、及び固体気化供給システムの説明についても、蒸発原料用容器１００及びガス導入管７を、蒸発原料用容器２００及びガス導入管７ａに代えることにより説明可能である。
【0093】
＜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及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、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。
つづいて、本発明にかかる蒸発原料用容器及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、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。
【0094】
＜全体構成＞
図３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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
図３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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
【0095】
図３に示す蒸発原料用容器３００は、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留しかつ蒸発させるための容器であり、例えば、二重壁構造を形成する２つの容器である内側容器１ａ及び外側容器２と、内蓋３ａ及び外蓋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、外部からキャリアガス導入口５を介して供給されたキャリアガスＧ１を内側容器１ａ内に放出するためのガス導入管７ｂと、を備える。本実施形態の蒸発原料用容器３００は、内側容器１ａとガス導入管７ｂの構造が、前述した実施形態１の蒸発原料用容器１００と異なる。
【0096】
具体的には、本実施形態の蒸発原料用容器３００において、内側容器１ａ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１ａ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の上面側、即ち、内側容器１ａ内部の蒸発原料貯留空間１１に薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留することとした。また、キャリアガス拡散空間１２は、仕切板１３の下面と内側容器１ａの底部壁との間に形成された空間である。
【0097】
また、本実施形態の蒸発原料用容器３００においては、図３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５に連設されたガス導入管７ｂの先端が、仕切壁１３の中心部を貫通し、内側容器１ａ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た。即ち、ガス導入管７ｂの先端は、内側容器１ａの底部壁には当接していない。これにより、外部からキャリアガス導入口５を介して供給されたキャリアガスＧ１が、ガス導入管７ｂ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。
【0098】
また、上記仕切壁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１４が形成されている。図４は、仕切壁１３の構造の一例を示す平面図である。即ち、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１４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１ａの蒸発原料貯留空間１１内で蒸発して気体となった薄膜形成用金属ハロゲン化合物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６から放出される。
【0099】
また、上記仕切壁１３は、例えば、図４に示すように、複数の貫通孔１４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１４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。
【0100】
また、上記仕切壁１３に形成される複数の貫通孔１４の配置については、特に制限はなく、例えば、図４に示すように、均等に貫通孔１４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１４の配置については、例えば、仕切壁１３を周回するように複数の貫通孔１４を形成し、複数の貫通孔１４の軌跡が渦巻きを描くようにしてもよい。
【0101】
また、上記仕切壁１３は、例えば、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４に示すような貫通孔１４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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガス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、例えば、セラミックが挙げられる。
【0102】
なお、前述した第１の実施形態及び第２の実施形態と構造は異なるが、ガス導入管７ｂを図３に示すような構造とした場合であっても、内側容器１ａを外部から加熱した際に、ガス導入管７ｂを流れるキャリアガスＧ１を同時に加熱することができる。このため、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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るため、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを安定的かつ高流量で気化させることができる。
【0103】
また、上記仕切壁１３については、内側容器１ａの一部を構成するものであり、例えば、内側容器１ａ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１ａ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、例えば、内側容器１ａ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。
【0104】
＜各部材の材料＞
上記内側容器１ａの容器壁及びガス導入管７ｂは、前述した第１の実施形態の内側容器１の容器壁と同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成されている。なお、内側容器１ａの容器壁には、側壁、底部壁、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）及び仕切壁１３を含む。即ち、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓが蒸発原料用容器３００内に投入された際に、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２が接触する内側容器１ａ内の壁部は、すべて容器壁である。
上記内側容器１ａの容器壁及びガス導入管７ｂは、前述した第１の実施形態の内側容器１の容器壁と同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成されている。なお、内側容器１ａの容器壁には、側壁、底部壁、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）及び仕切壁１３を含む。即ち、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓが蒸発原料用容器３００内に投入された際に、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２が接触する内側容器１ａ内の壁部は、すべて容器壁である。
【0105】
なお、内側容器１ａの容器壁以外の部分の材料は、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。
【0106】
＜コーティング及び研磨＞
また、上記内側容器１ａ（仕切壁１３を含む）及びガス導入管７ｂは、前述した第１の実施形態と同様に、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨を実施する。なお、フッ素樹脂コーティングに代えてセラミックスコーティングを実施することとしてもよい。また、電解研磨に代えて化学研磨を実施することとしてもよい。
また、上記内側容器１ａ（仕切壁１３を含む）及びガス導入管７ｂは、前述した第１の実施形態と同様に、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨を実施する。なお、フッ素樹脂コーティングに代えてセラミックスコーティングを実施することとしてもよい。また、電解研磨に代えて化学研磨を実施することとしてもよい。
【0107】
なお、その他の蒸発原料用容器３００に関する説明については、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。また、前述した第１の実施形態における蒸発原料用容器の製造方法、使用方法、及び固体気化供給システムの説明についても、蒸発原料用容器１００、内側装置１及びガス導入管７を、蒸発原料用容器３００、内側装置１ａ及びガス導入管７ｂに代えることにより説明可能である。
【0108】
＜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及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～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。
つづいて、本発明にかかる蒸発原料用容器及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～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。
【0109】
＜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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガス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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
【0110】
図５に示す蒸発原料用容器４００は、例えば、二重壁構造を形成する２つの容器である内側容器１ｂ及び外側容器２と、内蓋３ａ及び外蓋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、外部からキャリアガス導入口５を介して供給されたキャリアガスＧ１を内側容器１ｂ内に放出するためのガス導入管７ｃと、を備える。更に、本実施形態の蒸発原料用容器４００の内側容器１ｂの内部には、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留するためのトレー２１が挿脱可能に収容されている。また、内側容器１ｂ内には、複数個のトレー２１を積み重ねて収容可能とする。
【0111】
また、上記トレー２１の底部壁２２の中心部には、円筒形状の側壁を有しかつその側壁内部が貫通する構造を有する側壁部２３が設けられ、その側壁部２３は、上記ガス導入管７ｃを挿通可能に設けられている。
【0112】
また、本実施形態の蒸発原料用容器４００において、内側容器１ｂの底部壁の周縁部には、最下部に収容されたトレー２１を係止するための係止部２４が設けられ、この係止部２４により、トレー２１の下面と内側容器１ｂの底部壁との間にキャリアガス拡散空間１２が形成される。
【0113】
また、本実施形態の蒸発原料用容器４００においては、図５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５に連設されたガス導入管７ｃの先端が、積み重ねられた状態で収容された全てのトレー２１の側壁部２３内を貫通し、内側容器１ｂ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た。即ち、ガス導入管７ｃの先端は、内側容器１ｂの底部壁には当接していない。これにより、外部からキャリアガス導入口５を介して供給されたキャリアガスＧ１が、ガス導入管７ｃ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。
【0114】
また、上記トレー２１の底部壁２２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をトレー２１内に供給するための１つ以上の貫通孔１４が形成されている（図４参照）。なお、トレー２１の底部壁２２は、前述した第３の実施形態の仕切壁１３の構造（形状、配置、材質など）と同様である。即ち、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１４を通り抜けて、順次、積み重ねられたトレー２１内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓに向けて放出される（底吹き法）。そして、各トレー２１内で蒸発して気体となった薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２と各トレー２１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６から放出される。
【0115】
なお、前述した第１～第３の実施形態と構造は異なるが、ガス導入管７ｃを図５に示すような構造とした場合であっても、内側容器１ｂを外部から加熱した際に、ガス導入管７ｃを流れるキャリアガスＧ１を同時に加熱することができる。このため、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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るため、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを安定的かつ高流量で気化させることができる。
【0116】
＜各部材の材料＞
上記内側容器１ｂの容器壁や、トレー２１、ガス導入管７ｃは、前述した第１の実施形態の内側容器１の容器壁と同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成されている。なお、内側容器１ｂの容器壁には、側壁、底部壁、係止部２４、及び内側容器１ｂ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。即ち、内側容器１ｂ内の壁部は、すべて容器壁である。
上記内側容器１ｂの容器壁や、トレー２１、ガス導入管７ｃは、前述した第１の実施形態の内側容器１の容器壁と同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成されている。なお、内側容器１ｂの容器壁には、側壁、底部壁、係止部２４、及び内側容器１ｂ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。即ち、内側容器１ｂ内の壁部は、すべて容器壁である。
【0117】
なお、内側容器１ｂの容器壁以外の部分の材料は、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。
【0118】
＜コーティング及び研磨＞
また、上記内側容器１ｂ及び係止部２４や、トレー２１、ガス導入管７ｃは、前述した第１の実施形態と同様に、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨を実施する。なお、フッ素樹脂コーティングに代えてセラミックスコーティングを実施することとしてもよい。また、電解研磨に代えて化学研磨を実施することとしてもよい。
また、上記内側容器１ｂ及び係止部２４や、トレー２１、ガス導入管７ｃは、前述した第１の実施形態と同様に、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨を実施する。なお、フッ素樹脂コーティングに代えてセラミックスコーティングを実施することとしてもよい。また、電解研磨に代えて化学研磨を実施することとしてもよい。
【0119】
＜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４００は、例えば、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、又はロール状の加工物を溶接することによって、鍔部を有する外側容器２を作製する。次に、容器本体を構成する内側容器１ｂを作製する。この内側容器１ｂは、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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の内側に内側容器１ｂを収容することにより二重壁構造の容器を作製する。次に、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留するためのトレー２１を、その後、内蓋３ａ及び外蓋３ｂを有する蓋体３を、それぞれ作製する。トレー２１、及び少なくとも内側容器１ｂの上壁を構成する内蓋３ａの蒸気接触面は、内側容器１ｂ同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成する。
本実施形態の蒸発原料用容器４００は、例えば、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、又はロール状の加工物を溶接することによって、鍔部を有する外側容器２を作製する。次に、容器本体を構成する内側容器１ｂを作製する。この内側容器１ｂは、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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の内側に内側容器１ｂを収容することにより二重壁構造の容器を作製する。次に、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留するためのトレー２１を、その後、内蓋３ａ及び外蓋３ｂを有する蓋体３を、それぞれ作製する。トレー２１、及び少なくとも内側容器１ｂの上壁を構成する内蓋３ａの蒸気接触面は、内側容器１ｂ同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成する。
【0120】
なお、本実施形態にかかる製造方法の以降の工程については、前述した第１の実施形態における蒸発原料用容器１００及びガス導入管７を、蒸発原料用容器４００及びガス導入管７ｃに代えることにより説明可能であるため、重複した説明を省略する。
【0121】
＜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５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、更に、混合ガス導出口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、蒸発原料用容器４００のキャリアガス導入口５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、更に、混合ガス導出口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】
次に、蒸発原料用容器４００内のトレー２１に、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを投入し、その後、蓋体３（内蓋３ａ、外蓋３ｂ）で内側容器１ｂを密閉し、外側容器２の鍔部と外蓋３ｂとを締結部材４により固定する。
【0123】
なお、本実施形態にかかる使用方法の以降の工程については、前述した第１の実施形態における蒸発原料用容器１００、内側容器１及びガス導入管７を、蒸発原料用容器４００、内側容器１ｂ及びガス導入管７ｃに代えることにより説明可能であるため、重複した説明を省略する。
【0124】
また、その他の蒸発原料用容器４００に関する説明については、前述した蒸発原料用容器１００，２００，３００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。また、前述した第１の実施形態における固体気化供給システムの説明についても、蒸発原料用容器１００、内側装置１及びガス導入管７を、蒸発原料用容器４００、内側容器１ｂ及びガス導入管７ｃに代えることにより説明可能である。
【0125】
＜第５の実施形態＞
つづいて、本発明にかかる蒸発原料用容器及び固体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、本発明にかかる蒸発原料用容器及び固体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。
【0126】
＜全体構成＞
図６は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第５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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
図６は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第５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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
【0127】
図６に示す蒸発原料用容器５００は、前述した蒸発原料用容器４００同様、例えば、二重壁構造を形成する２つの容器である内側容器１ｂ及び外側容器２と、内蓋３ａ及び外蓋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、外部からキャリアガス導入口５を介して供給されたキャリアガスＧ１を内側容器１ｂ内に放出するためのガス導入管７ｃと、内側容器１ｂ内に挿脱可能に収容されたトレー２１と、を備える。更に、上記トレー２１内の所定の位置、例えば、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓ内及び／又はその付近に、最大長さが１～３０ｍｍであってかつアルミニウム製、銅製又はチタン製の一以上の球状部材３１を配置することとした。
【0128】
なお、トレー２１内に配置する球状部材３１の形状に制限はなく、球状の他、例えば、長球状、葉状、螺旋状、又はその他不定形状の部材であってもよい。葉状の部材の場合には、その横幅が１～２ｃｍ程度であることが好ましい。長球状や螺旋状の部材の場合には、長手方向の長さが１．５～３ｃｍ程度であることが好ましい。その他不定形状の部材についても、長手方向の長さが１．５～３ｃｍ程度であることが好ましい。このような部材は、アルミニウム製、銅製、又はチタン製であり、例えば、容器壁と同材質のものを使用する。例えば、容器壁が純度９９～９９．９９９９％の銅の場合には、球状部材３１が銅製であることが好ましい。
【0129】
トレー２１内に、例えば、図６に示すような球状部材３１を適宜配置することにより、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓの熱伝導を上昇させることができる。また、１つのトレー２１内に配置する球状部材３１の個数については、特に制限はないが、例えば、１０～２０個であることが好ましい。
【0130】
なお、その他の蒸発原料用容器５００に関する説明については、前述した第４の実施形態の蒸発原料用容器４００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。
【0131】
また、本実施の形態においては、一例として、前述した第４の実施形態の蒸発原料用容器４００の内側容器１ｂに収容されたトレー２１内に、容器壁と同材質の各種形状の金属部材を適宜配置することとしたが、これに限るものではない。例えば、第１～第３の実施形態に記載の蒸発原料用容器（１００，２００，３００）の内側容器（１，１ａ）内の所定位置に、上記各種形状の金属部材を適宜配置することとしてもよい。
【0132】
＜第６の実施形態＞
つづいて、本発明にかかる蒸発原料用容器及び固体気化供給システムの第６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５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及び固体気化供給システムの第６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５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。
【0133】
＜全体構成＞
図７は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第６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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
図７は、本発明にかかる蒸発原料用容器の第６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、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２、及び混合ガスＧ３のガスの流れを説明するための図である。
【0134】
図７に示す蒸発原料用容器６００は、蒸発原料である薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留し、蒸発させるための容器であって、例えば、内側容器１ｃと、外側容器２と、内蓋３ａ及び外蓋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、を備え、外側容器２の内部に内側容器１ｃを収容することにより二重壁構造の容器を形成する。そして、この蒸発原料用容器６００においては、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留するトレー４３と内側容器１ｃが実質的な容器本体を構成する。
【0135】
また、内側容器１ｃは、円筒形状に形成された容器であり、その内部には、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留するトレー４３や、キャリアガスＧ１、蒸発した薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２及び混合ガスＧ３、と接触する容器壁が形成されている。更に、内側容器１ｃは、円筒部分である側壁部４１と、底板部４２と、の２つの部品に分離可能に構成されている。
【0136】
また、本実施形態の蒸発原料用容器６００を構成する内側容器１ｃの内部には、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留するための円筒形状のトレー４３（４３－１，４３－２）が挿脱可能に収容されている。本実施形態においては、一例として、内側容器１ｃ内の最下層にトレー４３－１を収容し、更に、トレー４３－１の上にトレー４３－２を積み重ねて収容する。
【0137】
また、内側容器１ｃ内に収容されるトレー４３には、底部壁４５の中心部に、円筒形状の側壁によって形成された貫通孔であるガス導入管７ｄを設けることとした。具体的には、例えば、図７に示すように、トレー４３－１の底部壁４５の中心部にガス導入管７ｄ－１を、トレー４３－２の底部壁４５の中心部にガス導入管７ｄ－２を、それぞれ設けることとした。これにより、ガス導入管７ｄの上端開口部から供給されたキャリアガスＧ１が、そのガス導入管７ｄ内を通り、その下端に形成された放出口（トレー４３－１及びトレー４３－２の下面中心部）から放出される。
【0138】
また、底板部４２には、例えば、キャリアガスＧ１の拡散を促す目的で、その表面中心部から周縁に向かって放射状に少なくとも一つの溝部４６を形成することとした。図８は、底板部４２の表面形状の一例を示す上面図である。本実施形態においては、一例として、底板部４２の表面中心部から周縁に向かって等角度に８つの溝部４６を形成する。そのため、最下層のトレー４３－１が内側容器１ｃ内に収容された場合においては、底板部４２の溝部４６以外の部分とトレー４３－１の下面が当接した状態となる。これにより、内側容器１ｃ内に収容された最下層のトレー４３－１が安定的に保持される。また、底板部４２の表面に形成された溝部４６により、トレー４３－１の下面と溝部４６の底部との間にキャリアガス拡散空間１２が形成される。なお、溝部４６の個数（本数）については、これに限るものではなく、例えば、トレー４３－１を保持可能で、かつキャリアガスＧ１の拡散を促すことが可能な個数であればよく、任意とする。
【0139】
そして、本実施形態においては、内側容器１ｃの底板部４２上に最下層のトレー４３－１を載置した状態において、トレー４３－２に設けられたガス導入管７ｄ－２の放出口（雌側）に対しトレー４３－１に設けられたガス導入管７ｄ－１の上端部分（雄側）を嵌挿することにより、トレー４３－１の上段にトレー４３－２を積み重ねる。更に、内側容器１ｃ及び外側容器２に対し蓋体３を装着する（密着させる）ことによって、トレー４３－２に設けられたガス導入管７ｄ－２の上端部分を蓋体３の中心部に設けられたキャリアガス導入口５に嵌挿する。これにより、キャリアガス導入口５、ガス導入管７ｄ－２及びガス導入管７ｄ－１が連設された状態となるため（図７参照）、外部からキャリアガス導入口５を介して供給されたキャリアガスＧ１が、ガス導入管７ｄ－２内及びガス導入管７ｄ－１内を通り、ガス導入管７ｄ－１の下端に形成された放出口から溝部４６に向けて放出され、そして、放射状に形成された溝部４６内を通ってキャリアガス拡散空間１２で拡散される。
【0140】
なお、図７においては、ガス導入管７ｄの上端部分を雄形状とし、ガス導入管７ｄの下端部分及びキャリアガス導入口５におけるガス導入管７ｄとの嵌合部分を雌形状として記載しているが、これに限るものではなく、嵌合する部分の雄雌関係については逆であってもよい。
【0141】
また、上記各トレー４３（トレー４３－１及びトレー４３－２に相当）の底部壁４５には、自層の直下の空間において拡散されたキャリアガスＧ１をトレー４３内部に取り込むための１つ以上の貫通孔１４が形成されている（図４参照）。なお、トレー４３の底部壁４５の構造は、前述した第３の実施形態の仕切壁１３の構造（形状、配置、材質など）と同様である。即ち、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１４を通り抜けて、順次、積み重ねられたトレー４３内に貯留する薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓに向けて放出される（底吹き法）。そして、各トレー４３内で蒸発して気体となった薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２と各トレー４３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６から放出される。この際、内側容器１ｃは蓋体３（内蓋３ａ）で密閉されているため、上記混合ガスＧ３（各トレー４３内で蒸発して気体となった薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｇ２を含む）が外側容器２と接触することはない。
【0142】
なお、前述した第１～第５の実施形態と構造は異なるが、ガス導入管７ｄを図７に示すような構造とした場合であっても、内側容器１ｃを外部から加熱した際に、ガス導入管７ｄを流れるキャリアガスＧ１を同時に加熱することができる。そのため、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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、その結果として、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを安定的かつ高流量で気化させることができる。
【0143】
また、本実施の形態においては、内側容器１ｃの内部にトレー４３－１とトレー４３－２とを収容することについて記載したが、これに限るものではない。例えば、容器（内側容器１ｃ及び外側容器２）やトレーのサイズに応じて、１つのトレー４３のみを収容することとしてもよく、また、最下層のトレー４３－１の上に複数のトレー４３（トレー４３－２，トレー４３－３（図示せず）…）を積み重ねて、内側容器１ｃの内部に収容することとしてもよい。複数のトレー４３（トレー４３－１，トレー４３－２…）を収容する場合、内側容器１ｃの内部においては、すべてのガス導入管が連設するように、各トレーが積み重ねられる。
【0144】
また、本実施形態においては、蒸発原料用容器６００の内側容器１ｃに収容されたトレー４３内の所定位置に、前述した第５の実施形態に記載の球状部材３１、即ち、容器壁と同材質の各種形状の金属部材を、適宜配置することとしてもよい。
【0145】
また、本実施形態においては、キャリアガス拡散空間１２を形成することを目的として、底板部４２の表面に溝部４６を設けることとしたが、キャリアガス拡散空間１２は、これ以外の手段で形成することとしてもよい。例えば、トレー４３－１の下面に複数の突起を設けることにより、キャリアガス拡散空間１２を形成することとしてもよいし、又は、前述した第４の実施形態に示すように、最下層のトレーを係止するための係止部（係止部２４に相当）を設けることにより、キャリアガス拡散空間１２を形成することとしてもよい。
【0146】
また、本実施形態においては、底板部４２の表面形状として、例えば、表面中心部から周縁に向かって放射状に少なくとも一つの溝部４６を形成することとした（図８では底板部４２の表面中心部から周縁に向かって等角度に８つの溝部４６を形成）が、これに限定されるものではなく、底板部４２の表面形状は、キャリアガスＧ１の拡散を促すことが可能な形状であればどのような形状であってもよい。
【0147】
また、本実施形態においては、トレー４３－１の収容時に、底板部４２の溝部４６以外の部分とトレー４３－１の下面とを当接させることによってトレー４３－１を保持することとしたが、これに限るものではない。例えば、ガス導入管７ｄ－１を溝部４６の底部に当接するまで延伸し、延伸されたガス導入管７ｄ－１を用いて更に強い強度でトレー４３－１を支えることとしてもよい。この際、延伸した部分については、キャリアガスＧ１を溝部４６に通すための複数の切り欠き部を設けることとし、キャリアガスＧ１をキャリアガス拡散空間１２で拡散できるように構成する。
【0148】
＜各部材の材料＞
内側容器１ｃの容器壁（底板部４２の溝部４６及び溝部４６以外の部分を含む）や、トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）は、前述した第１の実施形態の内側容器１の容器壁と同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成されている。なお、内側容器１ｃの容器壁には、側壁、底部壁、及び内側容器１ｃ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。即ち、内側容器１ｃ内の壁部は、すべて容器壁である。
内側容器１ｃの容器壁（底板部４２の溝部４６及び溝部４６以外の部分を含む）や、トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）は、前述した第１の実施形態の内側容器１の容器壁と同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度９９～９９．９９９９％のチタンなどの高純度の金属材料で構成されている。なお、内側容器１ｃの容器壁には、側壁、底部壁、及び内側容器１ｃ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。即ち、内側容器１ｃ内の壁部は、すべて容器壁である。
【0149】
なお、内側容器１ｃの容器壁以外の部分の材料は、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。
【0150】
＜コーティング及び研磨＞
また、内側容器１ｃ（側壁部４１，底板部４２）、トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）は、前述した第１の実施形態と同様に、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨を実施する。なお、フッ素樹脂コーティングに代えてセラミックスコーティングを実施することとしてもよい。また、電解研磨に代えて化学研磨を実施することとしてもよい。
また、内側容器１ｃ（側壁部４１，底板部４２）、トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）は、前述した第１の実施形態と同様に、フッ素樹脂コーティング及び／又は電解研磨を実施する。なお、フッ素樹脂コーティングに代えてセラミックスコーティングを実施することとしてもよい。また、電解研磨に代えて化学研磨を実施することとしてもよい。
【0151】
＜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６００は、例えば、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、又はロール状の加工物を溶接することによって、鍔部を有する外側容器２を作製する。次に、容器本体を構成する内側容器１ｃ（側壁部４１、底板部４２に相当）を作製する。この内側容器１ｃは、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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の内側に内側容器１ｃを収容することにより二重壁構造の容器を作製する。次に、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留するためのトレー４３（ガス導入管７ｄを含む）を、その後、内蓋３ａ及び外蓋３ｂを有する蓋体３を、それぞれ作製する。トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）及び少なくとも内側容器１ｃの上壁を構成する内蓋３ａの蒸気接触面は、内側容器１ｃ同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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の鍔部及び外蓋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（ボルト部材及びナット部材）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５及び混合ガス導出口６に接続する各種の継手部材（図示せず）を用意する。このようにして、蒸発原料用容器６００を構成するための未処理の各部材を得る（準備工程）。
本実施形態の蒸発原料用容器６００は、例えば、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、又はロール状の加工物を溶接することによって、鍔部を有する外側容器２を作製する。次に、容器本体を構成する内側容器１ｃ（側壁部４１、底板部４２に相当）を作製する。この内側容器１ｃは、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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の内側に内側容器１ｃを収容することにより二重壁構造の容器を作製する。次に、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留するためのトレー４３（ガス導入管７ｄを含む）を、その後、内蓋３ａ及び外蓋３ｂを有する蓋体３を、それぞれ作製する。トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）及び少なくとも内側容器１ｃの上壁を構成する内蓋３ａの蒸気接触面は、内側容器１ｃ同様、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを構成する金属と同じ金属材料であって、かつ、例えば、純度９９～９９．９９９９％の銅、純度９９～９９．９９９９％のアルミニウム、又は純度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の鍔部及び外蓋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（ボルト部材及びナット部材）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５及び混合ガス導出口６に接続する各種の継手部材（図示せず）を用意する。このようにして、蒸発原料用容器６００を構成するための未処理の各部材を得る（準備工程）。
【0152】
次に、上記準備工程で得た各部材を研磨処理する（研磨工程）。具体的には、各部材の表面を研磨する。研磨処理においては、上述した実施条件による電解研磨を実施することが好ましい。
【0153】
次に、研磨工程により研磨された各部材に対して、フッ素樹脂コーティングを実施する（コーティング工程）。このとき、上述したように、フッ素樹脂コーティングは蒸着により形成する。なお、上記研磨工程において、上記実施条件による電解研磨を実施した場合は、必ずしもフッ素樹脂コーティングを実施する必要はない。
【0154】
次に、研磨及びコーティングが実施された各部材を組み立てて蒸発原料用容器６００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６００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。
【0155】
＜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６００のキャリアガス導入口５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、更に、混合ガス導出口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、蒸発原料用容器６００のキャリアガス導入口５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、更に、混合ガス導出口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。
【0156】
次に、蒸発原料用容器６００内のトレー４３に、薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを投入し、その後、蓋体３（内蓋３ａ、外蓋３ｂ）で内側容器１ｃを密閉し、外側容器２の鍔部と外蓋３ｂとを締結部材４により固定する。
【0157】
なお、本実施形態にかかる使用方法の以降の工程については、前述した第１の実施形態における蒸発原料用容器１００、内側容器１及びガス導入管７を、蒸発原料用容器６００、内側容器１ｃ及びガス導入管７ｄ（７ｄ－１，７ｄ－２）に代えることにより説明可能であるため、重複した説明を省略する。
【0158】
また、その他の蒸発原料用容器６００に関する説明については、前述した蒸発原料用容器１００，２００，３００，４００，５００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。また、前述した第１の実施形態における固体気化供給システムの説明についても、蒸発原料用容器１００、内側装置１及びガス導入管７を、蒸発原料用容器６００、内側装置１ｃ及びガス導入管７ｄ（７ｄ－１，７ｄ－２）に代えることにより説明可能である。
【0159】
＜第１～第６の実施形態＞
なお、上述した第１～第６の実施形態の蒸発原料用容器（１００～６００）においては、気体及び固体の状態の薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓとの接触部分を、上記各実施形態において記載のとおり、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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６の実施形態の蒸発原料用容器（１００～６００）においては、気体及び固体の状態の薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓとの接触部分を、上記各実施形態において記載のとおり、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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、薄膜形成用金属ハロゲン化合物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】
【0160】
以下、本発明にかかる蒸発原料用容器を実施例及び比較例によって、更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。
【0161】
＜実施例１～１９＞
実施例１～１９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７及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を作製した。具体的には、「内側容器壁（容器壁に相当）」を、前述した第１の実施形態に基づいて、表１に示す「材質」及び「純度（％）」の材料によって作製した。また、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管７及びこの容器を構成するその他の金属部材の表面に対し、下記の実施条件で研磨処理（電解研磨）を実施した。その後、研磨処理が実施された各部材の表面上に、フッ素樹脂コーティングを実施した。フッ素樹脂コーティングは、電子照射真空蒸着法による蒸着を行う装置を用いてポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））を蒸着させることによって行った。
実施例１～１９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７及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を作製した。具体的には、「内側容器壁（容器壁に相当）」を、前述した第１の実施形態に基づいて、表１に示す「材質」及び「純度（％）」の材料によって作製した。また、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管７及びこの容器を構成するその他の金属部材の表面に対し、下記の実施条件で研磨処理（電解研磨）を実施した。その後、研磨処理が実施された各部材の表面上に、フッ素樹脂コーティングを実施した。フッ素樹脂コーティングは、電子照射真空蒸着法による蒸着を行う装置を用いてポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））を蒸着させることによって行った。
【0162】
実施条件：
直径３００ｍｍの電極を用い、電流密度を２０ｍＡ／ｃｍ2以下、電解溶液の濃度を２０質量％、液流量を３Ｌ／分、電解溶液のｐＨを１０とした。更に、研磨条件は、圧力３１．３５ｋＰａ、回転数３００ｒｐｍとし、砥粒として、砥粒径０．０７μｍのコロイダルシリカを用いた。
直径３００ｍｍの電極を用い、電流密度を２０ｍＡ／ｃｍ2以下、電解溶液の濃度を２０質量％、液流量を３Ｌ／分、電解溶液のｐＨを１０とした。更に、研磨条件は、圧力３１．３５ｋＰａ、回転数３００ｒｐｍとし、砥粒として、砥粒径０．０７μｍのコロイダルシリカを用いた。
【0163】
＜比較例１～１１＞
一方、比較例１～１１においては、表２に示す条件で蒸発原料用容器を作製した。具体的には、「内側容器壁」を、表２に示す「材質」及び「純度（％）」の材料によって作製し、内側容器、外側容器、蓋体、締結部材及びこの容器を構成するその他の部材の表面に対して、上記実施条件で研磨処理（電解研磨）を実施した。
一方、比較例１～１１においては、表２に示す条件で蒸発原料用容器を作製した。具体的には、「内側容器壁」を、表２に示す「材質」及び「純度（％）」の材料によって作製し、内側容器、外側容器、蓋体、締結部材及びこの容器を構成するその他の部材の表面に対して、上記実施条件で研磨処理（電解研磨）を実施した。
【0164】
そして、各実施例の蒸発原料用容器１００及び各比較例の蒸発原料用容器においては、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。
【0165】
＜実施例２０～３８＞
実施例２０～３８においては、フッ素樹脂コーティングを実施していないこと以外は、実施例１～１９と同様の方法で蒸発原料用容器１００を作製した。即ち、実施例２０～３８の蒸発原料用容器１００は、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管７及びこの容器を構成するその他の金属部材の表面に対して、上記実施条件による研磨処理のみが実施されたものである。なお、各実施例２０～３８においては、蒸発原料用容器１００の「内側容器壁」を、表３の「材質」及び「純度（％）」の材料によって作製した。
実施例２０～３８においては、フッ素樹脂コーティングを実施していないこと以外は、実施例１～１９と同様の方法で蒸発原料用容器１００を作製した。即ち、実施例２０～３８の蒸発原料用容器１００は、内側容器１、外側容器２、蓋体３、締結部材４、ガス導入管７及びこの容器を構成するその他の金属部材の表面に対して、上記実施条件による研磨処理のみが実施されたものである。なお、各実施例２０～３８においては、蒸発原料用容器１００の「内側容器壁」を、表３の「材質」及び「純度（％）」の材料によって作製した。
【0166】
＜実施例３９～７６＞
実施例３９～７６においては、内側容器１ｃ（側壁部４１、底板部４２）、外側容器２、蓋体３、締結部材４、トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）及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６００を作製した。具体的には、「内側容器壁」を、前述した第６の実施形態に基づいて、表７に示す「材質」及び「純度（％）」の材料によって作製した。また、内側容器１ｃ（側壁部４１、底板部４２）、外側容器２、蓋体３、締結部材４、トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）及びこの容器を構成するその他の金属部材の表面に対し、下記の実施条件で研磨処理（電解研磨）を実施した。その後、実施例３９～５７においては、研磨処理が実施された各部材の表面上に、フッ素樹脂コーティングを実施した。フッ素樹脂コーティングは、電子照射真空蒸着法による蒸着を行う装置を用いてポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））を蒸着させることによって行った。
実施例３９～７６においては、内側容器１ｃ（側壁部４１、底板部４２）、外側容器２、蓋体３、締結部材４、トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）及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６００を作製した。具体的には、「内側容器壁」を、前述した第６の実施形態に基づいて、表７に示す「材質」及び「純度（％）」の材料によって作製した。また、内側容器１ｃ（側壁部４１、底板部４２）、外側容器２、蓋体３、締結部材４、トレー４３（ガス導入管７ｄを含む）及びこの容器を構成するその他の金属部材の表面に対し、下記の実施条件で研磨処理（電解研磨）を実施した。その後、実施例３９～５７においては、研磨処理が実施された各部材の表面上に、フッ素樹脂コーティングを実施した。フッ素樹脂コーティングは、電子照射真空蒸着法による蒸着を行う装置を用いてポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））を蒸着させることによって行った。
【0167】
＜実施例の方法＞
実施例１～３８の蒸発原料用容器１００、実施例３９～７６の蒸発原料用器６００及び比較例１～１１の蒸発原料用容器に、表１～表３及び表７の「原料（金属ハロゲン化合物）」の欄に示す薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留し、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。生成した混合ガスＧ３を用いて、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜を行った。原子層堆積（ＡＬＤ）法によって成膜されたＡＬＤ膜の組成を表４～表６及び表８に示す。また、成膜後の蒸発原料中の不純物（表４～表６及び表８に示す１２成種の元素）の量を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４及び表８の「成膜前」の欄において、成膜前の蒸発原料中の不純物（表４～表６及び表８に示す１２成種の元素）の量を記載している。
実施例１～３８の蒸発原料用容器１００、実施例３９～７６の蒸発原料用器６００及び比較例１～１１の蒸発原料用容器に、表１～表３及び表７の「原料（金属ハロゲン化合物）」の欄に示す薄膜形成用金属ハロゲン化合物Ｓを貯留し、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。生成した混合ガスＧ３を用いて、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜を行った。原子層堆積（ＡＬＤ）法によって成膜されたＡＬＤ膜の組成を表４～表６及び表８に示す。また、成膜後の蒸発原料中の不純物（表４～表６及び表８に示す１２成種の元素）の量を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４及び表８の「成膜前」の欄において、成膜前の蒸発原料中の不純物（表４～表６及び表８に示す１２成種の元素）の量を記載している。
【0168】
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、内側容器内の残った蒸発原料Ｓの残留物を回収した。次に、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た。その後、これをホットプレートで１２０℃に加熱して蒸発乾固させた。そして、蒸発乾固されたものを希釈し、測定試料を得た。その後、上記分析装置にて、測定試料中の金属不純物を測定した。
【0169】
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４～表６及び表８の「内部表面粗さ」の欄に示す。
【0170】
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エ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する。
【0171】
【表1】
【0172】
【表2】
【0173】
【表3】
【0174】
【表4】
【0175】
【表5】
【0176】
【表6】
【0177】
【表7】
【0178】
【表8】
【0179】
＜結果＞
表４～表６及び表８の結果から分かるように、実施例１～３８の蒸発原料用容器１００及び実施例３９～７６の蒸発原料用容器６００は、比較例１～１１の蒸発原料用容器に比べて、不純物の量が少ないことが分かる。また、実施例１～３８の蒸発原料用容器１００及び実施例３９～７６の蒸発原料用容器６００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る。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、耐腐食性が高いことが分かる。このような結果から、実施例１～３８の蒸発原料用容器１００及び実施例３９～７６の蒸発原料用容器６００は、耐腐食性に優れたものであることが分かる。また、実施例１～３８の蒸発原料用容器１００及び実施例３９～７６の蒸発原料用容器６００は、成長速度が速いという結果も得られた。
表４～表６及び表８の結果から分かるように、実施例１～３８の蒸発原料用容器１００及び実施例３９～７６の蒸発原料用容器６００は、比較例１～１１の蒸発原料用容器に比べて、不純物の量が少ないことが分かる。また、実施例１～３８の蒸発原料用容器１００及び実施例３９～７６の蒸発原料用容器６００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る。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、耐腐食性が高いことが分かる。このような結果から、実施例１～３８の蒸発原料用容器１００及び実施例３９～７６の蒸発原料用容器６００は、耐腐食性に優れたものであることが分かる。また、実施例１～３８の蒸発原料用容器１００及び実施例３９～７６の蒸発原料用容器６００は、成長速度が速いという結果も得られた。
【符号の説明】
【0180】
１００，２００，３００，４００，５００，６００ 蒸発原料用容器
１，１ａ、１ｂ，１ｃ 内側容器
２ 外側容器
３ 蓋体
３ａ 内蓋
３ｂ 外蓋
４ 締結部材
５ キャリアガス導入口
６ 混合ガス導出口
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（７ｄ－１，７ｄ－２） ガス導入管
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 貫通孔
２１ トレー
２２ 底部壁
２３ 側壁部
２４ 係止部
３１ 球状部材
４１ 側壁部
４２ 底板部
４３（４３－１，４３－２…） トレー
４５ 底部壁
４６ 溝部
１，１ａ、１ｂ，１ｃ 内側容器
２ 外側容器
３ 蓋体
３ａ 内蓋
３ｂ 外蓋
４ 締結部材
５ キャリアガス導入口
６ 混合ガス導出口
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（７ｄ－１，７ｄ－２） ガス導入管
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 貫通孔
２１ トレー
２２ 底部壁
２３ 側壁部
２４ 係止部
３１ 球状部材
４１ 側壁部
４２ 底板部
４３（４３－１，４３－２…） トレー
４５ 底部壁
４６ 溝部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】