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KR101398248B1 - Raw-material gas generating apparatus - Google Patents

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KR101398248B1
KR101398248B1 KR1020120048892A KR20120048892A KR101398248B1 KR 101398248 B1 KR101398248 B1 KR 101398248B1 KR 1020120048892 A KR1020120048892 A KR 1020120048892A KR 20120048892 A KR20120048892 A KR 20120048892A KR 101398248 B1 KR101398248 B1 KR 101398248B1
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gas
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generating apparatus
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요스께 구스미
고이찌 오자끼
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브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
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Abstract

원료 가스의 농도의 저하를 억제한다. 원료 가스 발생 장치(101)는, 용기(111) 내의 고체 원료(102)를 가열하여, CVD 가공용 원료 가스를 발생시킨다. 통기관(113)을 개재해서 용기(111) 내에 도입된 캐리어 가스는, 가스 확산 부재(115)의 확산체(131)에 의해 확산되어, 개구부(115A)로부터 연직 하측 방향으로 분출된다. 고체 원료(102)로부터 발생한 원료 가스는, 캐리어 가스와 함께 고체 원료(102)의 상방으로부터, 통기관(116)을 통해서 용기(111)의 외부로 배출된다. 본 발명은, 예를 들어 CVD 가공용 원료 가스를 발생하는 원료 가스 발생 장치에 적용할 수 있다.Thereby suppressing a decrease in the concentration of the raw material gas. The raw material gas generating apparatus 101 heats the solid raw material 102 in the vessel 111 to generate a raw material gas for CVD processing. The carrier gas introduced into the container 111 through the vent tube 113 is diffused by the diffusion body 131 of the gas diffusion member 115 and is ejected vertically downward from the opening 115A. The raw material gas generated from the solid raw material 102 is discharged from the container 111 through the vent pipe 116 from above the solid raw material 102 together with the carrier gas. The present invention can be applied to, for example, a raw material gas generating apparatus for generating a raw material gas for CVD processing.

Description

원료 가스 발생 장치{RAW-MATERIAL GAS GENERATING APPARATUS}[0001] RAW-MATERIAL GAS GENERATING APPARATUS [0002]

본 발명은, 원료 가스 발생 장치에 관한 것으로, 특히 CVD(Chemical vapor Deposition) 가공용 원료 가스를 발생시키는 원료 가스 발생 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a raw material gas generating apparatus, and more particularly, to a raw material gas generating apparatus that generates a raw material gas for CVD (Chemical Vapor Deposition) processing.

종래, CVD 가공용 원료 가스를 발생시키는 원료 가스 발생 장치에서는, 예를 들어 금속 카르보닐 등의 분말 상태의 고체 원료를 넣은 용기를 가열하여, 원료 가스를 발생시킴과 함께, 용기 내에 캐리어 가스를 도입하여, 그 캐리어 가스와 함께 원료 가스를 용기의 외부로 배출하며, CVD 가공을 행하는 레이저 가공 장치에 공급하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).Conventionally, in a raw material gas generating apparatus for generating a raw material gas for CVD processing, for example, a container containing powdered solid raw materials such as metal carbonyl is heated to generate a raw material gas, and a carrier gas is introduced into the vessel , The raw material gas is discharged to the outside of the container together with the carrier gas, and is supplied to a laser processing apparatus for performing CVD processing (see, for example, Patent Document 1).

도 1은, 그러한 원료 가스 발생 장치의 구성의 일례를 나타내고 있다.Fig. 1 shows an example of the constitution of such a raw material gas generating apparatus.

도 1의 원료 가스 발생 장치(1)는, 원통형 용기(11), 원판 상의 덮개(12), 통기관(13), 밸브(14), 확산체(15), 통기관(16) 및 밸브(17)를 포함하도록 구성된다.1 includes a cylindrical container 11, a disk-shaped lid 12, a vent pipe 13, a valve 14, a diffuser 15, a vent pipe 16, and a valve 17, .

용기(11)는, 도시하지 않은 가열 수단에 의해 소정의 온도로 설정되고, 이 열에 의해 용기(11) 내의 고체 원료(2)가 승화되어, 원료 가스가 발생한다.The vessel 11 is set at a predetermined temperature by a heating means (not shown), and the solid raw material 2 in the vessel 11 is sublimated by this heat to generate a raw material gas.

한편, 캐리어 가스는, 통기관(13)을 통해서 용기(11) 내에 도입되고, 통기관(13)의 선단에 설치되어 있는 확산체(15)에 의해, 확산체(15)보다 상방을 제외한 각 방향으로 거의 균등하게 확산된다. 그리고, 확산된 캐리어 가스가, 용기(11) 내를 흘러, 고체 원료(2)로부터 발생한 원료 가스를, 통기관(16)을 통해서, 도시하지 않은 CVD 가공을 행하는 레이저 가공 장치까지 반송한다.On the other hand, the carrier gas is introduced into the container 11 through the vent pipe 13 and is supplied to the diffusion body 15 in the directions other than above the diffusion body 15 by the diffusion body 15 provided at the tip of the vent pipe 13 And spread almost evenly. The diffused carrier gas flows in the vessel 11 and transports the raw material gas generated from the solid raw material 2 to the laser machining apparatus which performs CVD processing (not shown) through the vent pipe 16.

이때, 확산체(15)의 작용에 의해, 캐리어 가스가 고체 원료(2)의 표면 부근을 거의 구석구석 흐르기 때문에, 고체 원료(2)는 장소에 관계없이 거의 균등하게 소비된다.At this time, the solid raw material 2 is almost uniformly consumed regardless of the place, because the carrier gas flows almost in the vicinity of the surface of the solid raw material 2 by the action of the diffuser 15 at this time.

또한, 용기(11)에 고체 원료(2)를 충전한 직후에는, 고체 원료(2)의 표면의 입자 직경이 작은 것이 승화하여, 용기(11) 내의 원료 가스의 농도가 높아지기 때문에, 통기관(16)으로부터 배출되어, 레이저 가공 장치에 공급되는 가스(이하, 공급 가스라고 한다)에 차지되는 원료 가스의 농도(이하, 공급 원료 가스 농도라고 한다)가 높아진다. 그 후, 고체 원료(2)의 입자 직경이 작은 것이 소비되어, 용기(11) 내의 원료 가스의 농도가 저하함에 따라, 공급 원료 가스 농도가 안정된다.Immediately after the container 11 is filled with the solid raw material 2, the smaller particle diameter of the surface of the solid raw material 2 sublimes and the concentration of the raw material gas in the container 11 becomes higher. (Hereinafter, referred to as a feed gas concentration) of the raw material gas contained in the gas supplied to the laser processing apparatus (hereinafter referred to as the feed gas). Thereafter, a small particle diameter of the solid raw material 2 is consumed, and as the concentration of the raw material gas in the vessel 11 is lowered, the concentration of the feed gas is stabilized.

일본 특허 공개 제2001-59178호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2001-59178

그런데, 원료 가스 발생 장치(1)에서는, 캐리어 가스의 유량을 증가시키면, 공급 원료 가스 농도가 저하함과 함께, 고체 원료(2)의 소비에 의해 공급 원료 가스 농도가 저하하는 양이 커진다.However, in the raw material gas generating apparatus 1, when the flow rate of the carrier gas is increased, the feed gas concentration decreases and the amount of the feed gas concentration decreases due to the consumption of the solid raw material 2.

구체적으로는, 캐리어 가스의 유량이 적은 경우, 캐리어 가스가 용기(11) 내에 체류하는 시간이 길어져, 고체 원료(2)의 표면으로부터 발생하는 원료 가스가, 캐리어 가스에 의해 통기관(16)의 개구부(16A)까지 충분히 반송된다. 그로 인해, 용기(11) 내의 원료 가스의 농도의 차가 작아져, 통기관(16)의 개구부(16A) 부근의 원료 가스의 농도의 저하가 억제된다. 그 결과, 공급 원료 가스 농도의 저하가 억제된다.Specifically, when the flow rate of the carrier gas is small, the time during which the carrier gas stays in the container 11 becomes long, and the raw material gas generated from the surface of the solid material 2 flows into the opening (16A). As a result, the difference in the concentration of the raw material gas in the vessel 11 is reduced, and the lowering of the concentration of the raw material gas near the opening 16A of the vent pipe 16 is suppressed. As a result, the lowering of the concentration of the feed gas is suppressed.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 고체 원료(2)의 소비가 진행되어, 고체 원료(2)의 표면과 통기관(16)의 개구부(16A)의 거리가 넓어져도, 용기(11) 내의 원료 가스의 농도 차가 작기 때문에, 공급 원료 가스 농도의 저하량은 적게 억제된다.2, even if the consumption of the solid raw material 2 progresses and the distance between the surface of the solid raw material 2 and the opening 16A of the vent pipe 16 becomes wider, Since the concentration difference of the gas is small, the amount of decrease in the concentration of the feed gas is suppressed to a small extent.

한편, 캐리어 가스의 유량을 증가시키면, 확산체(15)의 측면으로부터 분출되어 고체 원료(2)의 표면 부근을 통과하지 않고 그대로 통기관(16)에 유입되거나, 용기(11) 내의 상부에 정체하는 캐리어 가스가 증가한다. 이 캐리어 가스의 흐름에 의해, 고체 원료(2)의 표면으로부터 통기관(16)의 개구부(16A)로의 캐리어 가스의 흐름을 방해할 수 있고, 원료 가스가 고체 원료(2)의 표면 부근에 정체한다. 그로 인해, 용기(11) 내의 상하 방향의 원료 가스의 농도의 차가 커지고, 통기관(16)의 개구부(16A) 부근의 원료 가스의 농도가 저하한다. 그 결과, 공급 원료 가스 농도가 저하한다.On the other hand, when the flow rate of the carrier gas is increased, the gas is ejected from the side surface of the diffuser 15 and flows into the vent pipe 16 without passing near the surface of the solid raw material 2, Carrier gas increases. The flow of the carrier gas can prevent the flow of the carrier gas from the surface of the solid raw material 2 to the opening 16A of the vent pipe 16 and the raw material gas stagnates near the surface of the solid raw material 2 . As a result, the difference in the concentration of the raw material gas in the vertical direction in the vessel 11 becomes large, and the concentration of the raw material gas in the vicinity of the opening portion 16A of the vent pipe 16 decreases. As a result, the feed gas concentration decreases.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 고체 원료(2)의 소비가 진행되어, 고체 원료(2)의 표면과 통기관(16)의 개구부(16A)의 거리가 넓어짐에 따라, 고체 원료(2)의 표면 부근을 흐르는 캐리어 가스의 비율이 작아져, 용기(11) 내의 상하 방향의 원료 가스의 농도의 차가 더욱 커진다. 그 결과, 고체 원료(2)의 소비에 수반하는 공급 원료 가스의 농도의 저하량이 커진다.As the consumption of the solid raw material 2 progresses and the distance between the surface of the solid raw material 2 and the opening 16A of the vent pipe 16 becomes wider as shown in Fig. 2, the solid raw material 2, The ratio of the carrier gas flowing in the vicinity of the surface of the vessel 11 becomes smaller, and the difference in the concentration of the raw material gas in the vertical direction in the vessel 11 becomes greater. As a result, the amount of decrease in the concentration of the feedstock gas accompanying the consumption of the solid raw material 2 becomes large.

본 발명은, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 원료 가스의 농도의 저하를 억제할 수 있도록 하는 것이다.The present invention has been made in view of such a situation, and it is intended to suppress the lowering of the concentration of the raw material gas.

본 발명의 일 측면의 원료 가스 발생 장치는, 덮개에서 밀폐된 용기 내의 고체 원료로부터 원료 가스를 발생시키는 원료 가스 발생 장치이며, 원료 가스를 반송하기 위한 캐리어 가스를 용기 내에 도입하는 제1 개구부를 선단부에 갖는 도입 부재와, 원료의 상방에서, 제1 개구부를 막도록 설치되어 있고, 용기 내에 도입된 캐리어 가스를 확산시키고, 확산된 캐리어 가스를 연직 하측 방향으로 분출하는 제2 개구부를 갖는 확산 부재와, 원료 가스를 캐리어 가스와 함께 원료의 상방으로부터 용기의 외부로 배출하는 배출 부재를 구비한다.A raw material gas generating apparatus according to one aspect of the present invention is a raw material gas generating apparatus for generating a raw material gas from a solid raw material in a container sealed in a lid and comprising a first opening for introducing a carrier gas for conveying a raw material gas into a container, A diffusion member provided so as to cover the first opening portion above the raw material and having a second opening portion for diffusing the carrier gas introduced into the container and for ejecting the diffused carrier gas in the vertical downward direction; And a discharge member for discharging the raw material gas together with the carrier gas from above the raw material to the outside of the container.

본 발명의 일 측면에 있어서는, 도입 부재의 제1 개구부로부터 용기 내에 도입된 캐리어 가스가 확산 부재에 의해 확산되고, 확산된 캐리어 가스가 확산 부재의 제2 개구부로부터 연직 하측 방향으로 분출되며, 원료 가스가 캐리어 가스와 함께 원료의 상방으로부터 용기의 외부로 배출된다.In one aspect of the present invention, the carrier gas introduced into the container through the first opening of the introduction member is diffused by the diffusion member, the diffused carrier gas is ejected from the second opening of the diffusion member in the vertical downward direction, Together with the carrier gas, is discharged from above the raw material to the outside of the container.

따라서, 원료 가스의 농도의 저하를 억제할 수 있다.Therefore, the lowering of the concentration of the raw material gas can be suppressed.

이 도입 부재 및 배출 부재는, 예를 들어 통기관에 의해 구성된다. 이 확산 부재는, 예를 들어 소결 금속 등의 확산체를 포함하는 가스 확산 부재에 의해 구성된다.The introduction member and the discharge member are constituted by, for example, a vent pipe. The diffusion member is constituted by a gas diffusion member including a diffusion body such as a sintered metal.

확산 부재의 제2 개구부는, 용기의 수평 방향의 대략 중앙에 배치할 수 있다.The second opening portion of the diffusion member can be disposed substantially at the center in the horizontal direction of the container.

이에 의해, 원료 가스의 농도의 저하를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.This makes it possible to more effectively suppress the decrease in the concentration of the raw material gas.

확산 부재는 복수의 제2 개구부를 구비하도록 할 수 있고, 복수의 제2 개구부는, 용기의 수평 방향의 중앙을 중심으로 대략 대칭으로 배치하도록 할 수 있다.The diffusion member may be provided with a plurality of second openings and the plurality of second openings may be arranged substantially symmetrically about the center of the container in the horizontal direction.

이에 의해, 원료 가스의 농도의 저하를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.This makes it possible to more effectively suppress the decrease in the concentration of the raw material gas.

본 발명의 일 측면에 의하면, 원료 가스의 농도 저하를 억제할 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to suppress the concentration of the raw material gas from lowering.

도 1은 종래의 원료 가스 발생 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 원료 가스 발생 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명을 적용한 원료 가스 발생 장치의 제1 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명을 적용한 원료 가스 발생 장치의 제1 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명을 적용한 원료 가스 발생 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명을 적용한 원료 가스 발생 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 7은 종래의 원료 가스 발생 장치와 본 발명을 적용한 원료 가스 발생 장치의 원료 가스의 농도를 비교하는 그래프이다.
도 8은 본 발명을 적용한 원료 가스 발생 장치의 제3 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 9는 가스 확산 부재의 개구부의 위치의 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 가스 확산 부재의 개구부의 위치의 예를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an example of the configuration of a conventional material gas generator.
2 is a view showing an example of the configuration of a conventional material gas generator.
Fig. 3 is a diagram showing the first embodiment of the material gas generator to which the present invention is applied.
Fig. 4 is a view showing a first embodiment of the material gas generator to which the present invention is applied. Fig.
Fig. 5 is a diagram showing a second embodiment of the raw material gas generating apparatus to which the present invention is applied.
Fig. 6 is a diagram showing a second embodiment of the raw material gas generating apparatus to which the present invention is applied.
7 is a graph comparing the concentrations of the raw material gases in the conventional raw material gas generating apparatus and the raw material gas generating apparatus to which the present invention is applied.
Fig. 8 is a diagram showing a third embodiment of the material gas generating apparatus to which the present invention is applied.
9 is a view showing an example of the position of the opening of the gas diffusion member.
10 is a view showing an example of the position of the opening of the gas diffusion member.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태라고 한다)에 대해서 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described. The description will be made in the following order.

1. 제1 실시 형태1. First Embodiment

2. 제2 실시 형태2. Second Embodiment

3. 제3 실시 형태3. Third Embodiment

4. 변형예 4. Variations

<1. 제1 실시 형태> <1. First Embodiment>

[원료 가스 발생 장치(101)의 구성예] [Example of composition of raw material gas generating apparatus 101]

도 3은, 본 발명을 적용한 원료 가스 발생 장치의 제1 실시 형태인 원료 가스 발생 장치(101)의 구성예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.Fig. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the constitution of the material gas generating apparatus 101 which is the first embodiment of the material gas generating apparatus to which the present invention is applied.

원료 가스 발생 장치(101)는, 용기(111) 내에 넣은 고체 원료(102)를 가열하여, CVD 가공용 원료 가스를 발생시키는 장치이다. 고체 원료(102)는, 예를 들어 금속 카르보닐 등, 실온으로부터 50℃ 부근에서, 1hPa 정도의 비교적 높은 포화 증기압을 갖는 분말 상태의 물질로 이루어진다.The raw material gas generating apparatus 101 is a device for generating a raw material gas for CVD processing by heating the solid raw material 102 placed in the vessel 111. The solid raw material 102 is made of a powdery material having a relatively high saturated vapor pressure of about 1 hPa, for example, around 50 DEG C from room temperature, such as metal carbonyl.

원료 가스 발생 장치(101)는, 원통형 용기(111), 원판 상의 덮개(112), 통기관(113), 밸브(114), 가스 확산 부재(115), 통기관(116) 및 밸브(117)를 포함하도록 구성된다.The raw material gas generating apparatus 101 includes a cylindrical container 111, a lid 112 on the disk, a vent pipe 113, a valve 114, a gas diffusion member 115, a vent pipe 116 and a valve 117 .

용기(111)는, 도시하지 않은 가열 수단에 의해 적절한 온도로 설정되고, 용기(111)의 열에 의해 고체 원료(102)가 승화하여, 원료 가스가 발생한다.The container 111 is set at an appropriate temperature by a heating means (not shown), and the solid raw material 102 sublimates by the heat of the container 111 to generate a raw material gas.

덮개(112)는, 용기(111)에 대하여 착탈 자재이며, 예를 들어 용기(111) 내에 고체 원료(102)를 충전시킬 때에, 용기(111)로부터 제거된다. 또한, 용기(111)와 덮개(112)가 접촉하는 부분에는, 용기(111) 내의 가스가 밖으로 누출되지 않도록 기밀 시일이 실시되어 있다.The cover 112 is detachable with respect to the container 111 and is removed from the container 111, for example, when filling the container 111 with the solid material 102. [ A hermetic seal is applied to the portion where the container 111 and the lid 112 come into contact with each other so that the gas in the container 111 does not leak out.

또한, 덮개(112)에는, 수직 방향으로 관통하도록 통기관(113) 및 통기관(116)이 설치되어 있다.The lid 112 is provided with a vent pipe 113 and a vent pipe 116 so as to penetrate in the vertical direction.

통기관(113)은, 원료 가스를 반송하기 위한 캐리어 가스를 용기(111) 내에 도입하기 위해서 사용된다. 또한, 캐리어 가스에는, 예를 들어 아르곤 가스 등의 불활성 가스가 사용된다.The vent tube 113 is used for introducing a carrier gas for conveying the raw material gas into the vessel 111. As the carrier gas, for example, an inert gas such as argon gas is used.

또한, 통기관(113)에는 밸브(114)가 설치되어 있고, 캐리어 가스를 흘리거나, 차단하거나 할 수 있다.In addition, a valve 114 is provided in the vent pipe 113, so that the carrier gas can be flowed or shut off.

또한, 통기관(113)의 선단에는 가스 확산 부재(115)가 설치되어 있다. 이 가스 확산 부재(115)는 확산체(131) 및 프레임(132)으로 구성된다.A gas diffusion member 115 is provided at the tip of the vent pipe 113. The gas diffusion member 115 is composed of a diffusion body 131 and a frame 132.

확산체(131)는, 예를 들어 소결 금속으로 구성되고, 통기관(113)의 선단의 개구부(113A)(제1 개구부)를 막도록 설치되어 있다. 따라서, 통기관(113)의 개구부(113A)로부터 배출된 캐리어 가스는, 모두 확산체(131)로 유입되어 확산체(131)에 의해 확산된다.The diffusion body 131 is made of, for example, sintered metal and is provided so as to close the opening 113A (first opening) at the tip of the vent pipe 113. [ Therefore, all the carrier gas discharged from the opening 113A of the vent pipe 113 flows into the diffusion body 131 and is diffused by the diffusion body 131.

또한, 확산체(131)는, 상면의 통기관(113)의 개구부(113A)를 막는 부분 및 하면 이외에는 프레임(132)에 덮여 있다. 따라서, 확산체(131)에 의해 확산된 캐리어 가스는, 확산체(131)의 하면으로부터 배출되고, 프레임(132)에 의해 형성되는 가스 확산 부재(115)의 개구부(115A)(제2 개구부)로부터, 연직 하측 방향으로 분출된다.The diffusing body 131 is covered with the frame 132 other than the portion where the opening 113A of the vent pipe 113 on the upper face is closed and the lower face. The carrier gas diffused by the diffuser 131 is discharged from the lower surface of the diffuser 131 and the opening portion 115A (second opening portion) of the gas diffusion member 115 formed by the frame 132, In the vertical direction.

통기관(116)은, 기밀 조인트 등에 의해 CVD 가공을 행하는 레이저 가공 장치(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 원료 가스 및 캐리어 가스(즉, 공급 가스)를 용기(111)로부터 반출하여, 레이저 가공 장치에 공급한다. 또한, 통기관(116)에는 밸브(117)가 설치되어 있어, 공급 가스를 흘리거나 차단하거나 할 수 있다.The vent tube 116 is connected to a laser machining apparatus (not shown) that performs CVD processing by a gas-tight joint or the like. The raw material gas and the carrier gas (that is, the supply gas) are taken out from the vessel 111, . Further, a valve 117 is provided in the vent pipe 116, so that the supply gas can be flowed or shut off.

[원료 가스 발생 장치(101)에 있어서의 가스의 흐름] [Gas flow in the raw material gas generating apparatus 101]

여기서, 원료 가스 발생 장치(101)에 있어서의 가스의 흐름에 대해서 설명한다.Here, the flow of gas in the material gas generator 101 will be described.

통기관(113)을 통해서 용기(111) 내에 도입된 캐리어 가스는, 통기관(113)의 개구부(113A)로부터 배출된 후, 가스 확산 부재(115)의 확산체(131)를 통과함으로써 확산되고, 개구부(115A)로부터 연직 하측 방향으로 분출된다. 가스 확산 부재(115)로부터 분출된 캐리어 가스는, 고체 원료(102)의 표면까지 거의 연직 하측 방향으로 하강하여, 고체 원료(102)의 표면에 분사되고, 고체 원료(102)의 표면을 용기(111)의 내벽 방향으로 확산한다. 그리고, 캐리어 가스는 용기(111)의 내벽을 따라 상승한다.The carrier gas introduced into the container 111 through the vent pipe 113 is diffused by being passed through the diffusion member 131 of the gas diffusion member 115 after being discharged from the opening 113A of the vent pipe 113, And is ejected in the vertically downward direction from the nozzle 115A. The carrier gas ejected from the gas diffusion member 115 descends almost vertically down to the surface of the solid raw material 102 and is sprayed on the surface of the solid raw material 102, 111). Then, the carrier gas rises along the inner wall of the container 111.

이 캐리어 가스의 흐름에 의해, 고체 원료(102)로부터 발생하는 원료 가스가, 통기관(116)의 개구부(116A)까지 반송되어, 캐리어 가스와 함께 통기관(116)에 유입된다. 그리고, 원료 가스 및 캐리어 가스(즉, 공급 가스)는 통기관(116)을 통해서 CVD 가공 장치에 공급된다.The raw material gas generated from the solid raw material 102 is transported to the opening 116A of the vent pipe 116 by the flow of the carrier gas and flows into the vent pipe 116 together with the carrier gas. The raw material gas and the carrier gas (that is, the supply gas) are supplied to the CVD machining apparatus through the vent pipe 116.

이와 같이, 원료 가스 발생 장치(101)에서는, 가스 확산 부재(115)로부터 분출된 캐리어 가스의 대부분이 고체 원료(102)의 표면 부근을 흘러, 원료 가스의 반송에 사용된다. 한편, 고체 원료(102)의 표면 부근을 통과하지 않고, 그대로 통기관(116)에 유입되거나, 용기(111) 내의 상부에 정체하거나 하는 캐리어 가스는 대부분 발생하지 않는다.As described above, in the material gas generator 101, most of the carrier gas ejected from the gas diffusion member 115 flows near the surface of the solid material 102 and is used for transporting the material gas. On the other hand, most of the carrier gas that does not pass near the surface of the solid raw material 102, flows into the vent pipe 116 as it is, or stagnates in the upper part of the container 111, is not generated.

따라서, 고체 원료(102)의 표면에서 발생한 원료 가스가, 캐리어 가스에 의해 효율적으로 통기관(116)의 개구부(116A)까지 반송되기 때문에, 용기(111) 내의 상하 방향의 원료 가스의 농도의 차가 작아진다. 그 결과, 레이저 가공 장치에 공급되는 공급 가스에 차지되는 원료 가스의 농도(공급 원료 가스 농도)의 저하가 억제된다.Therefore, since the raw material gas generated on the surface of the solid raw material 102 is efficiently transported to the opening portion 116A of the vent pipe 116 by the carrier gas, the difference in the concentration of the raw material gas in the up and down direction in the container 111 is small Loses. As a result, lowering of the concentration of the source gas (the concentration of the feed gas) occupied in the supply gas supplied to the laser processing apparatus is suppressed.

또한, 고체 원료(102)의 가스 확산 부재(115)로부터 분출된 캐리어 가스가 직접 분사되는 부분은, 그 주변 부분보다도 빠르게 소비되기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같이, 고체 원료(102)의 표면에 오목부가 발생한다. 그러나, 오목부가 발생해서 고체 원료(102)의 표면과 통기관(116)의 개구부(116A)의 거리가 넓어져도, 상술한 캐리어 가스의 흐름에 의해, 원료 가스가 효율적으로 통기관(116)의 개구부(116A)까지 반송되기 때문에, 용기(111) 내의 상하 방향의 원료 가스의 농도의 차의 확대가 억제된다. 그 결과, 고체 원료(102)의 소비에 수반하는 공급 원료 가스 농도의 저하량이 적게 억제된다.4, the portion of the solid raw material 102 directly injected with the carrier gas ejected from the gas diffusion member 115 is consumed faster than the peripheral portion thereof. Therefore, the surface of the solid raw material 102 As shown in Fig. However, even if the concave portion is generated and the distance between the surface of the solid raw material 102 and the opening 116A of the vent pipe 116 is widened, the flow of the carrier gas effectively prevents the raw material gas from flowing into the opening portion of the vent pipe 116 116A, the expansion of the difference in the concentration of the raw material gas in the vertical direction in the vessel 111 is suppressed. As a result, the lowering amount of the feed gas concentration accompanying the consumption of the solid raw material 102 is suppressed to be small.

따라서, 레이저 가공 장치에 공급하는 공급 가스의 공급 원료 가스 농도를 장기간에 걸쳐 안정시킬 수 있다.Therefore, the concentration of the feed gas of the feed gas supplied to the laser processing apparatus can be stabilized over a long period of time.

또한, 캐리어 가스의 유량을 증가시켜도 마찬가지로 대부분의 캐리어 가스가 원료 가스의 반송에 사용되고, 용기(111) 내의 상하 방향의 원료 가스의 농도의 차가 대부분 커지지 않기 때문에, 공급 원료 가스 농도의 저하를 억제할 수 있다.Further, even when the flow rate of the carrier gas is increased, most of the carrier gas is used for transporting the source gas, and the difference in the concentration of the source gas in the vertical direction in the vessel 111 does not largely increase. .

따라서, 용기(111)의 용량을 증가시키지 않고, 또한 공급 원료 가스 농도를 저하시키지 않으며, 캐리어 가스의 유량을 증가시킬 수 있다.Therefore, it is possible to increase the flow rate of the carrier gas without increasing the capacity of the container 111, without lowering the concentration of the feed gas.

또한, 특히 고가인 비품이나 복잡한 구성을 사용하지 않고, 간단한 구성으로 실현하는 것이 가능하다.In addition, it is possible to realize with a simple configuration without using particularly expensive fixtures or complicated configurations.

<2. 제2 실시 형태> <2. Second Embodiment>

[원료 가스 발생 장치(201)의 구성예] [Example of composition of raw material gas generating apparatus 201]

도 5는, 본 발명을 적용한 원료 가스 발생 장치의 제2 실시 형태인 원료 가스 발생 장치(201)의 구성예를 모식적으로 도시한 단면도이다. 또한, 도면 중, 도 3과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다.Fig. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of the constitution of the material gas generator 201 according to the second embodiment of the material gas generator to which the present invention is applied. In the figure, parts corresponding to those in Fig. 3 are given the same reference numerals.

원료 가스 발생 장치(201)는, 도 3의 원료 가스 발생 장치(101)와 비교하여, 통기관(113) 및 가스 확산 부재(115)의 배치가 상이하다. 즉, 원료 가스 발생 장치(201)에서는, 통기관(113) 및 가스 확산 부재(115)가 용기(111)의 수평 방향의 대략 중앙에 배치되어 있다.The material gas generator 201 differs from the material gas generator 101 shown in Fig. 3 in the arrangement of the vent pipe 113 and the gas diffusion member 115. That is, in the material gas generator 201, the vent pipe 113 and the gas diffusion member 115 are disposed substantially at the center of the container 111 in the horizontal direction.

또한, 원료 가스 발생 장치(201)에 있어서의 가스의 흐름은, 가스 확산 부재(115)로부터 분출된 캐리어 가스가, 고체 원료(102)의 표면의 거의 중앙에 분사되는 것 이외에는, 원료 가스 발생 장치(101)와 거의 동일하다. 따라서, 원료 가스 발생 장치(201)에서는, 고체 원료(102)의 소비에 수반하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 고체 원료(102)의 표면의 거의 중앙에 오목부가 발생한다.The flow of the gas in the gas generator 201 is such that the carrier gas ejected from the gas diffusion member 115 is injected substantially at the center of the surface of the solid material 102, (101). Therefore, in the raw material gas generator 201, as shown in Fig. 6, along with the consumption of the solid raw material 102, a concave portion is formed at the center of the surface of the solid raw material 102. [

상술한 원료 가스 발생 장치(101)에서는, 고체 원료(102)의 표면의 오목부가 용기(111)의 내벽 가까이 형성되기 때문에, 오목부가 커지면, 용기(111)의 내벽에 부딪혀, 오목부의 표면적의 확대가 억제된다.Since the concave portion on the surface of the solid material 102 is formed near the inner wall of the container 111 in the above-described material gas generator 101, when the concave portion becomes large, it collides against the inner wall of the container 111, Is suppressed.

한편, 원료 가스 발생 장치(201)에서는, 고체 원료(102)의 표면의 거의 중앙에 오목부가 형성되기 때문에, 오목부가 커져도, 용기(111)의 내벽에 부딪히지 않는다. 그로 인해, 오목부의 표면적의 확대가 억제되지 않는다.On the other hand, in the material gas generator 201, the concave portion is formed at the approximate center of the surface of the solid material 102, so that even if the concave portion is large, it does not hit the inner wall of the container 111. As a result, expansion of the surface area of the concave portion is not suppressed.

따라서, 원료 가스 발생 장치(201) 쪽이, 원료 가스 발생 장치(101)와 비교하여, 고체 원료(102)의 소비가 진행된 시점에서, 고체 원료(102)의 표면적이 커지기 때문에, 원료 가스의 농도의 저하를 억제할 수 있다.Therefore, the surface area of the solid raw material 102 becomes larger at the time when the consumption of the solid raw material 102 progresses in the raw material gas generating apparatus 201 as compared with the raw material gas generating apparatus 101, Can be suppressed.

또한, 도 7은 원료 가스 발생 장치(201)와 종래의 원료 가스 발생 장치(1)의 공급 원료 가스 농도를 비교한 그래프이다. 횡축이 사용 시간을 나타내고, 종축이 공급 원료 가스 농도를 나타내고 있다. 또한, 상측의 그래프가 원료 가스 발생 장치(201)의 공급 원료 가스 농도의 추이를 나타내고, 하측의 그래프가 원료 가스 발생 장치(1)의 공급 원료 가스 농도의 추이를 나타내고 있다.7 is a graph comparing the concentrations of the feed gas of the feed gas generator 201 and the feed gas generator 1 of the related art. The abscissa represents the use time, and the ordinate represents the feed gas concentration. The graph on the upper side shows the transition of the feed gas concentration of the raw material gas generator 201 and the graph on the lower side shows the change in the feed gas concentration of the raw material gas generator 1.

이와 같이, 원료 가스 발생 장치(201)는 원료 가스 발생 장치(1)와 비교하여, 고체 원료(102)의 소비에 수반하는 공급 원료 가스 농도의 저하를 억제할 수 있다.As described above, the material gas generator 201 can suppress the lowering of the concentration of the feed gas accompanying the consumption of the solid material 102, as compared with the material gas generator 1.

<3. 제3 실시 형태> <3. Third Embodiment>

[원료 가스 발생 장치(301)의 구성예] [Example of composition of raw material gas generating apparatus 301]

도 8은, 본 발명을 적용한 원료 가스 발생 장치의 제3 실시 형태인 원료 가스 발생 장치(301)의 구성예를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 또한 도면 중 도 5와 대응하는 부분에는, 동일한 부호를 부여하고 있다.Fig. 8 is a cross-sectional view schematically showing a constitution example of the material gas generator 301 as the third embodiment of the material gas generating apparatus to which the present invention is applied. The same reference numerals are given to the parts corresponding to those in Fig. 5 in the figure.

원료 가스 발생 장치(301)는, 도 5의 원료 가스 발생 장치(201)와 비교하여, 통기관(113)의 선단에, 가스 확산 부재(115) 대신 가스 확산 부재(311)가 설치되어 있는 점이 상이하다.The raw material gas generating apparatus 301 differs from the raw material gas generating apparatus 201 shown in Fig. 5 in that a gas diffusion member 311 is provided at the tip of the vent pipe 113 in place of the gas diffusion member 115 Do.

가스 확산 부재(311)는, 가스 확산 부재(115)와 비교하여, 확산체의 수가 상이하다. 구체적으로는, 가스 확산 부재(311)는 확산체(331a 내지 331d)[단, 확산체(33lb 및 331d)는 도시하지 않음] 및, 프레임(332)에 의해 구성된다.The gas diffusion member 311 differs from the gas diffusion member 115 in the number of diffusion members. Specifically, the gas diffusion member 311 is constituted by the diffusion members 331a to 331d (however, the diffusion members 331b and 331d are not shown) and the frame 332.

도 9는, 가스 확산 부재(311)를 아래에서 본 도면이다. 가스 확산 부재(311)의 하면에는, 중심축 C를 중심으로 대략 대칭이 되도록, 프레임(332)에 의해 형성되는 개구부(311A 내지 311D)가 설치되어 있다. 따라서, 가스 확산 부재(311)가 용기(111)의 수평 방향의 대략 중앙에 배치되어 있으므로, 개구부(311A 내지 311D)는, 용기(111)의 수평 방향의 중앙을 중심으로 대략 대칭으로 배치되게 된다. 또한, 도 9에서는 도시하고 있지 않으나, 개구부(311A 내지 311D)의 상부에는, 확산체(331a 내지 331d)가 각각 설치되어 있다.9 is a view of the gas diffusion member 311 viewed from below. Openings 311A to 311D formed by the frame 332 are provided on the lower surface of the gas diffusion member 311 so as to be substantially symmetrical about the central axis C. [ The openings 311A to 311D are arranged substantially symmetrically about the center of the container 111 in the horizontal direction because the gas diffusion member 311 is disposed substantially at the center in the horizontal direction of the container 111 . Although not shown in Fig. 9, diffusion members 331a to 331d are provided on the upper portions of the openings 311A to 311D, respectively.

또한, 프레임(332)은 통기관(113)의 개구부(113A)로부터 배출된 캐리어 가스가, 확산체(331a 내지 331d)의 상면에 유입되고, 하면으로부터 배출되는 경로를 형성하고 있다. 따라서, 가스 확산 부재(311)에 유입된 캐리어 가스는, 확산체(331a 내지 331d)에 의해 확산되고, 확산체(331a 내지 331d)의 하면으로부터 배출되어, 개구부(311A 내지 311D)에서 연직 하측 방향으로 분출된다.The frame 332 is formed so that the carrier gas discharged from the opening portion 113A of the vent pipe 113 flows into the upper surface of the diffusing bodies 331a to 331d and is discharged from the lower surface. The carrier gas introduced into the gas diffusion member 311 is diffused by the diffusion members 331a to 331d and is discharged from the lower surfaces of the diffusion members 331a to 331d to be vertically downward in the openings 311A to 311D Respectively.

이에 의해, 원료 가스 발생 장치(301)에서는, 원료 가스 발생 장치(101) 및 원료 가스 발생 장치(201)와 비교하여, 캐리어 가스가 고체 원료(102)의 표면에 더욱 균등하게 분사된다. 그로 인해, 고체 원료(102)의 표면에 발생하는 오목부의 크기 및 깊이가 작아진다.The carrier gas is more uniformly injected to the surface of the solid raw material 102 in the raw material gas generating apparatus 301 than in the raw material gas generating apparatus 101 and the raw material gas generating apparatus 201. [ As a result, the size and depth of the concave portion generated on the surface of the solid raw material 102 become small.

따라서, 고체 원료(102)의 표면에서 발생한 원료 가스를, 더욱 효율적으로 캐리어 가스에 의해 통기관(116)의 개구부(116A)까지 반송할 수 있고, 용기(111) 내의 상하 방향의 원료 가스의 농도의 차를 작게 할 수 있다. 그 결과, 공급 원료 가스 농도의 저하를 더 효과적으로 억제할 수 있다.The raw material gas generated on the surface of the solid raw material 102 can be more efficiently transported to the opening portion 116A of the vent pipe 116 by the carrier gas and the concentration of the raw material gas in the vertical direction in the container 111 The car can be made smaller. As a result, the lowering of the concentration of the feed gas can be more effectively suppressed.

또한, 개구부(311A 내지 311D) 및 확산체(331a 내지 331d)의 위치는, 가스 확산 부재(115)의 중심축 C를 중심으로 대략 대칭이 되는 다른 배치로 할 수 있다.The positions of the openings 311A to 311D and the diffusors 331a to 331d may be arranged to be substantially symmetrical about the central axis C of the gas diffusion member 115. [

예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이, 개구부(311A)를 가스 확산 부재(311)의 중심축 C 상에 배치하고, 개구부(311B 내지 311D) 및 확산체(331a 내지 331d: 도시하지 않음)를, 중심축 C를 중심으로 대략 대칭으로 되도록 배치하도록 해도 좋다.10, the opening 311A is disposed on the central axis C of the gas diffusion member 311, and the openings 311B to 311D and the diffusion members 331a to 331d (not shown) May be disposed so as to be substantially symmetrical with respect to the center axis C as a center.

또한, 개구부(확산체)의 수는, 1 또는 4로 한정되는 것이 아니라, 임의의 수로 설정할 수 있다. 또한, 개구부(확산체)를 복수 설치하는 경우에는, 도 9 및 도 10의 예와 같이, 가스 확산 부재의 중심축을 중심으로, 대략 대칭으로 배치하도록 하는 것이 바람직하다.The number of openings (diffusion bodies) is not limited to 1 or 4, but may be set to any number. When a plurality of openings (diffusion members) are provided, it is preferable to arrange them in a substantially symmetrical manner about the center axis of the gas diffusion member, as in the example of Figs. 9 and 10.

또한, 가스 확산 부재의 개구부의 구경 및 수량은, 캐리어 가스의 유량, 용기(111)의 크기 등에 기초하여 최적의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable that the aperture and the volume of the opening of the gas diffusion member are set to optimum values based on the flow rate of the carrier gas, the size of the container 111, and the like.

<2. 변형예> <2. Modifications>

이하, 본 발명의 실시 형태의 변형예에 대해서 설명한다.Modifications of the embodiment of the present invention will be described below.

[변형예 1][Modified Example 1]

예를 들어, 원료 가스 발생 장치(101 내지 301)와 같이, 캐리어 가스가 고체 원료(102)의 상방으로부터 연직 하측 방향으로 분출되는 구성이면, 통기관(113)의 형상이나 위치는 특별히 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 통기관(113)을 L자형으로 해서, 용기(111)의 측면을 관통시키고, 용기(111)의 측면으로부터 캐리어 가스를 도입하도록 해도 좋다.For example, the shape and position of the vent pipe 113 are not particularly limited as long as the carrier gas is ejected from the upper side of the solid raw material 102 in a vertically downward direction as in the raw material gas generating apparatuses 101 to 301 . For example, the vent tube 113 may be L-shaped so as to penetrate the side surface of the vessel 111 and introduce the carrier gas from the side surface of the vessel 111.

[변형예 2] [Modified example 2]

또한, 통기관(116)의 형상 및 위치는, 개구부(116A)가 용기(111) 내의 고체 원료(102)의 표면보다 높은 위치에 설치되어, 공급 가스를 용기(111)의 외부로 배출할 수 있는 것이라면, 특별히 한정되는 것이 아니다.The shape and position of the vent pipe 116 are set such that the opening 116A is located at a position higher than the surface of the solid raw material 102 in the container 111 and the supply gas can be discharged to the outside of the container 111 It is not particularly limited.

[변형예 3] [Modification 3]

또한, 용기(111)의 형상은 원통형에 한정되는 것이 아니라, 다른 형상으로 하는 것도 가능하다.Further, the shape of the container 111 is not limited to a cylindrical shape, but may be a different shape.

[변형예 4][Modification 4]

또한, 가스 도입용 및 가스 배출용 통기관의 수는, 각각 1개로 한정되는 것이 아니라, 2개 이상 설치해도 좋다.Further, the number of the gas introducing and discharging gas pipes is not limited to one, but two or more gas pipes may be provided.

또한, 본 발명의 실시 형태는, 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.

101: 원료 가스 발생 장치
102: 고체 원료
111: 용기
112: 덮개
113: 통기관
115: 가스 확산 부재
115A: 개구부
116: 통기관
131: 확산체
132: 프레임
201: 원료 가스 발생 장치
301: 원료 가스 발생 장치
311: 가스 확산 부재
311A 내지 311D: 개구부
331a 내지 331d: 확산체
332: 프레임 101: Material gas generator
102: solid raw material
111: container
112: cover
113: vent pipe
115: gas diffusion member
115A: opening
116: vent pipe
131: Diffuser
132: frame
201: Material gas generator
301: Material gas generator
311: gas diffusion member
311A to 311D:
331a to 331d:
332: Frame

Claims (4)

덮개에서 밀폐된 용기 내의 고체 원료로부터 원료 가스를 발생시키는 원료 가스 발생 장치에 있어서, 상기 원료 가스를 반송하기 위한 캐리어 가스를 상기 용기 내에 도입하는 제1 개구부를 선단부에 갖는 도입 부재와, 상기 원료의 상방에 있어서, 상기 제1 개구부를 막도록 설치되어 있고, 상기 용기 내에 도입된 상기 캐리어 가스를 확산시키고, 확산된 상기 캐리어 가스를 연직 하측 방향으로 분출하는 제2 개구부를 갖는 확산 부재와, 상기 원료 가스를 상기 캐리어 가스와 함께 상기 원료의 상방으로부터 상기 용기의 외부로 배출하는 배출 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 원료 가스 발생 장치.A raw material gas generating apparatus for generating a raw material gas from a solid raw material in a container sealed in a lid, the raw material gas generating apparatus comprising: an introduction member having a first opening portion for introducing a carrier gas for conveying the raw material gas into the container, A diffusion member provided above the first opening to diffuse the carrier gas introduced into the container and to eject the carrier gas in a vertically downward direction; And a discharge member for discharging the gas together with the carrier gas from above the raw material to the outside of the vessel. 제1항에 있어서, 상기 제2 개구부는, 상기 용기의 수평 방향의 중앙에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 원료 가스 발생 장치.2. The material gas generator according to claim 1, wherein the second opening is disposed at the center in the horizontal direction of the container. 제1항에 있어서, 상기 확산 부재는 복수의 상기 제2 개구부를 구비하고, 복수의 상기 제2 개구부는 상기 용기의 수평 방향의 중앙을 중심으로 대칭으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 원료 가스 발생 장치.2. The raw material gas generating apparatus according to claim 1, wherein the diffusion member has a plurality of the second openings, and the plurality of second openings are arranged symmetrically with respect to the center of the container in the horizontal direction . 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산 부재는 외측 프레임과 당해 프레임 내에 수용되어 있는 확산체로 구성되어 있고, 상기 외측 프레임은 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부 이외의 부분을 덮고 있어, 상기 확산체는 상기 제1 개구부를 막도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 원료 가스 발생 장치.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the diffusion member is constituted by an outer frame and a diffuser accommodated in the frame, and the outer frame has a portion other than the first opening and the second opening And the diffusion body is arranged so as to cover the first opening portion.
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