JP2000080477A - 成膜方法及びｃｖｄ装置 - Google Patents
成膜方法及びｃｖｄ装置Info
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- JP2000080477A JP2000080477A JP10246861A JP24686198A JP2000080477A JP 2000080477 A JP2000080477 A JP 2000080477A JP 10246861 A JP10246861 A JP 10246861A JP 24686198 A JP24686198 A JP 24686198A JP 2000080477 A JP2000080477 A JP 2000080477A
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- raw materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 原料を高温条件で長時間曝すことなく原料の
分解反応を抑制して劣化を防止するとともに、原料濃度
の制御が容易なＣＶＤ法による成膜方法及びＣＶＤ装置
を提供する。 【解決手段】 常温で液体または固体の原料Ｍを収容可
能で、その原料自由表面Ｓ上にキャリアガスを流通させ
て原料を担持可能に構成された原料収容器１２ａ，１２
ｂ，１２ｃを備え、更に好ましくは、原料収容器１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ内の原料Ｍの残量または使用量或い
はその変化率を測定する原料モニタ２０と、その原料モ
ニタ２０の測定値に応じて、キャリアガスの流量、希釈
ガスの流量、キャリアガスの温度の少なくとも何れか一
つを制御する原料供給制御手段２１を備えてなるＣＶＤ
装置を使用し、常温で液体または固体の原料Ｍに対して
バブリングを行わず、原料自由表面Ｓ上にキャリアガス
を流通させて原料を担持する。
分解反応を抑制して劣化を防止するとともに、原料濃度
の制御が容易なＣＶＤ法による成膜方法及びＣＶＤ装置
を提供する。 【解決手段】 常温で液体または固体の原料Ｍを収容可
能で、その原料自由表面Ｓ上にキャリアガスを流通させ
て原料を担持可能に構成された原料収容器１２ａ，１２
ｂ，１２ｃを備え、更に好ましくは、原料収容器１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ内の原料Ｍの残量または使用量或い
はその変化率を測定する原料モニタ２０と、その原料モ
ニタ２０の測定値に応じて、キャリアガスの流量、希釈
ガスの流量、キャリアガスの温度の少なくとも何れか一
つを制御する原料供給制御手段２１を備えてなるＣＶＤ
装置を使用し、常温で液体または固体の原料Ｍに対して
バブリングを行わず、原料自由表面Ｓ上にキャリアガス
を流通させて原料を担持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、常温で液体または
固体の原料を使用するＣＶＤ法による成膜方法及びＣＶ
Ｄ装置に関する。
固体の原料を使用するＣＶＤ法による成膜方法及びＣＶ
Ｄ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＣＶＤ装置では、原料が常温液体
の場合では、図３に示すような、バブリング装置３０に
原料を収容し、キャリアガスをキャリアガス供給管３１
から液状の原料内を流通させてバブリングを行い原料を
気化させ担持していた。また、原料が常温固体の場合
は、原料を融点以上に維持して液化させた上で、上記と
同様にバブリングを行い原料を担持していた。
の場合では、図３に示すような、バブリング装置３０に
原料を収容し、キャリアガスをキャリアガス供給管３１
から液状の原料内を流通させてバブリングを行い原料を
気化させ担持していた。また、原料が常温固体の場合
は、原料を融点以上に維持して液化させた上で、上記と
同様にバブリングを行い原料を担持していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＣＶＤ装置における原料担持方法では、バブリングによ
り液面が一定でなく、また、重量測定も困難なため原料
残量或いは使用量を正確にモニタすることができなかっ
た。更に、液面の変化によってキャリアガスの通過量が
変動し、原料担持量が変動するという問題があった。そ
の結果、例えば、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）
でＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の強誘電体を成膜
する場合に、その組成比を一定に保ち、その特性バラツ
キを所定範囲内に抑制することが困難となり、バブリン
グによる原料担持が品質及び歩留りを低下させる要因と
なっていた。また、常温固体の原料の場合、融点以上の
高温に維持する必要が有り、高温下において不安定な物
質では分解反応が促進され経時劣化するという問題があ
った。一般に有機金属錯体は温度が上がると劣化しやす
く分解してバブリングでは担持されにくくなる性質を有
しており、例えば、ＭＯＣＶＤ法でＰＺＴ膜を形成する
場合、原料ガスの一つであるビス−ジピバロイルメタエ
ート鉛（Ｐｂ（Ｃ11Ｈ 19Ｏ2 ）2 ）は融点が１３０℃乃
至１３５℃付近で常温固体の物質であるが、バブリング
では担持されにくい性質を有しており、原料ガス中の鉛
濃度の制御、つまり、ＰＺＴ膜の組成比を一定に保つこ
とが困難であった。
ＣＶＤ装置における原料担持方法では、バブリングによ
り液面が一定でなく、また、重量測定も困難なため原料
残量或いは使用量を正確にモニタすることができなかっ
た。更に、液面の変化によってキャリアガスの通過量が
変動し、原料担持量が変動するという問題があった。そ
の結果、例えば、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）
でＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の強誘電体を成膜
する場合に、その組成比を一定に保ち、その特性バラツ
キを所定範囲内に抑制することが困難となり、バブリン
グによる原料担持が品質及び歩留りを低下させる要因と
なっていた。また、常温固体の原料の場合、融点以上の
高温に維持する必要が有り、高温下において不安定な物
質では分解反応が促進され経時劣化するという問題があ
った。一般に有機金属錯体は温度が上がると劣化しやす
く分解してバブリングでは担持されにくくなる性質を有
しており、例えば、ＭＯＣＶＤ法でＰＺＴ膜を形成する
場合、原料ガスの一つであるビス−ジピバロイルメタエ
ート鉛（Ｐｂ（Ｃ11Ｈ 19Ｏ2 ）2 ）は融点が１３０℃乃
至１３５℃付近で常温固体の物質であるが、バブリング
では担持されにくい性質を有しており、原料ガス中の鉛
濃度の制御、つまり、ＰＺＴ膜の組成比を一定に保つこ
とが困難であった。
【０００４】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、原料を高温条件で長時間曝す
ことなく原料の分解反応を抑制して劣化を防止するとと
もに、原料濃度の制御が容易な成膜方法及びＣＶＤ装置
を提供する点にある。
ものであり、その目的は、原料を高温条件で長時間曝す
ことなく原料の分解反応を抑制して劣化を防止するとと
もに、原料濃度の制御が容易な成膜方法及びＣＶＤ装置
を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るＣＶＤ法による成膜方法の特徴構成は、
特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した如く、常温で
液体または固体の原料を使用する場合に、原料自由表面
上にキャリアガスを流通させて原料を担持する点にあ
る。ここで、原料自由表面とは、原料が収容された状態
で自然に形成される界面を意味する。例えば、原料が液
体の場合は、その液体が所定の容器に収容された場合に
自然に形成される液面がその液体の自由表面に相当す
る。従って、液体内部に発生した泡等の気体との界面は
本願における自由表面には相当しない。
の本発明に係るＣＶＤ法による成膜方法の特徴構成は、
特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した如く、常温で
液体または固体の原料を使用する場合に、原料自由表面
上にキャリアガスを流通させて原料を担持する点にあ
る。ここで、原料自由表面とは、原料が収容された状態
で自然に形成される界面を意味する。例えば、原料が液
体の場合は、その液体が所定の容器に収容された場合に
自然に形成される液面がその液体の自由表面に相当す
る。従って、液体内部に発生した泡等の気体との界面は
本願における自由表面には相当しない。
【０００６】この目的を達成するための本発明に係るＣ
ＶＤ装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請
求項２に記載した如く、常温で液体または固体の原料を
収容可能で、その原料自由表面上にキャリアガスを流通
させて原料を担持可能に構成された原料収容器を備えて
なる点にある。
ＶＤ装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請
求項２に記載した如く、常温で液体または固体の原料を
収容可能で、その原料自由表面上にキャリアガスを流通
させて原料を担持可能に構成された原料収容器を備えて
なる点にある。
【０００７】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載した如く、上記第一特徴構成に加え
て、前記原料収容器内の原料の残量または使用量或いは
その変化率を測定する原料モニタと、その原料モニタの
測定値に応じて、キャリアガスの流量、希釈ガスの流
量、キャリアガスの温度の少なくとも何れか一つを制御
する原料供給制御手段を備えてなる点にある。
の請求項３に記載した如く、上記第一特徴構成に加え
て、前記原料収容器内の原料の残量または使用量或いは
その変化率を測定する原料モニタと、その原料モニタの
測定値に応じて、キャリアガスの流量、希釈ガスの流
量、キャリアガスの温度の少なくとも何れか一つを制御
する原料供給制御手段を備えてなる点にある。
【０００８】以下に作用並びに効果を説明する。本発明
に係る成膜方法の特徴構成によれば、原料が常温液体の
場合は、原料自由表面であるその液面の位置がバブリン
グによって変動しないため、原料残量を正確に測定で
き、その使用量及びその変化率から原料担持量を正確に
把握できるため、原料担持量に変動がある場合に、その
原料担持量を適切に維持するための制御が可能となるの
である。また、原料が常温固体の場合は、原料全体を常
時融点以上の高温下に長時間曝すことなく、キャリアガ
スを高温にすることで、担持される原料分だけが高温に
なるので、原料の分解反応が抑制されるのである。ま
た、原料が担持されるに伴い、原料とキャリアガスが接
触する自由表面が後退するため、その自由表面の位置を
測定することで、原料担持量を正確に把握できるのであ
る。尚、原料が粉状或いは粒状の場合は、個々の粉体や
粒体の界面の位置を測定することは不可能であるが、こ
れらを収容した収容器での露出面（液体の場合の液面に
相当）が、原料が担持されるに伴い後退するため、この
面の位置を測定することで、原料担持量を正確に把握で
きるのである。従って、原料が粉状或いは粒状の場合
は、この露出面が自由表面に相当する。
に係る成膜方法の特徴構成によれば、原料が常温液体の
場合は、原料自由表面であるその液面の位置がバブリン
グによって変動しないため、原料残量を正確に測定で
き、その使用量及びその変化率から原料担持量を正確に
把握できるため、原料担持量に変動がある場合に、その
原料担持量を適切に維持するための制御が可能となるの
である。また、原料が常温固体の場合は、原料全体を常
時融点以上の高温下に長時間曝すことなく、キャリアガ
スを高温にすることで、担持される原料分だけが高温に
なるので、原料の分解反応が抑制されるのである。ま
た、原料が担持されるに伴い、原料とキャリアガスが接
触する自由表面が後退するため、その自由表面の位置を
測定することで、原料担持量を正確に把握できるのであ
る。尚、原料が粉状或いは粒状の場合は、個々の粉体や
粒体の界面の位置を測定することは不可能であるが、こ
れらを収容した収容器での露出面（液体の場合の液面に
相当）が、原料が担持されるに伴い後退するため、この
面の位置を測定することで、原料担持量を正確に把握で
きるのである。従って、原料が粉状或いは粒状の場合
は、この露出面が自由表面に相当する。
【０００９】本発明に係るＣＶＤ装置の第一の特徴構成
によれば、上記した本発明に係る成膜方法を実現するこ
とができるため、上記した本発明に係る成膜方法の特徴
構成と同じ作用効果を奏することができるのである。
によれば、上記した本発明に係る成膜方法を実現するこ
とができるため、上記した本発明に係る成膜方法の特徴
構成と同じ作用効果を奏することができるのである。
【００１０】更に、上記ＣＶＤ装置の第二の特徴構成に
よれば、原料担持量の変化率が前記原料モニタで検知で
き、当該原料濃度が所定の定常値に収まっているのか、
或いは、増加または減少傾向にあるのかが分かり、更
に、増加または減少傾向にある場合は、原料供給制御手
段がキャリアガスの流量、希釈ガスの流量、キャリアガ
スの温度の少なくとも何れか一つを制御することによ
り、当該傾向を抑制して当該原料濃度を所定の定常値に
収めることができるのである。例えば、当該原料濃度が
増加傾向に有る場合は、キャリアガス流量またはキャリ
アガス温度を低下させるか、或いは、希釈ガス流量を増
大させて、所定の定常値に収束するようにフィードバッ
ク制御すればよい。
よれば、原料担持量の変化率が前記原料モニタで検知で
き、当該原料濃度が所定の定常値に収まっているのか、
或いは、増加または減少傾向にあるのかが分かり、更
に、増加または減少傾向にある場合は、原料供給制御手
段がキャリアガスの流量、希釈ガスの流量、キャリアガ
スの温度の少なくとも何れか一つを制御することによ
り、当該傾向を抑制して当該原料濃度を所定の定常値に
収めることができるのである。例えば、当該原料濃度が
増加傾向に有る場合は、キャリアガス流量またはキャリ
アガス温度を低下させるか、或いは、希釈ガス流量を増
大させて、所定の定常値に収束するようにフィードバッ
ク制御すればよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係る成膜方法及びＣＶＤ
装置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
装置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は、本発明に係るＣＶＤ装置（以下、
本発明装置という。）の概略の構成を、ＭＯＣＶＤ法で
ＰＺＴ膜を形成する場合を一例として、その原料ガス供
給系統の配管回路を中心に説明した模式図である。図１
に示すように、本発明装置は、成長室１内に、ＰＺＴ膜
をその表面上に成長させる基板２を載置するとともに、
その基板を局部的に加熱する加熱手段を兼ね備えた基板
ヒータ３を備え、前記成長室１内に原料ガスや酸素、オ
ゾン等の酸化性ガスを供給するガス供給機構４と、前記
成長室１内を所定の真空状態に維持するために、前記成
長室１内のガスを鉛直下向きに吸引する真空ポンプ等を
備えた吸引機構５と、前記基板２上の空間において原料
ガスに励起光を照射して励起する励起光照射機構６とを
備えた構成となっている。かかる概略の構成は、一般的
な光励起型のＣＶＤ装置と同様である。
本発明装置という。）の概略の構成を、ＭＯＣＶＤ法で
ＰＺＴ膜を形成する場合を一例として、その原料ガス供
給系統の配管回路を中心に説明した模式図である。図１
に示すように、本発明装置は、成長室１内に、ＰＺＴ膜
をその表面上に成長させる基板２を載置するとともに、
その基板を局部的に加熱する加熱手段を兼ね備えた基板
ヒータ３を備え、前記成長室１内に原料ガスや酸素、オ
ゾン等の酸化性ガスを供給するガス供給機構４と、前記
成長室１内を所定の真空状態に維持するために、前記成
長室１内のガスを鉛直下向きに吸引する真空ポンプ等を
備えた吸引機構５と、前記基板２上の空間において原料
ガスに励起光を照射して励起する励起光照射機構６とを
備えた構成となっている。かかる概略の構成は、一般的
な光励起型のＣＶＤ装置と同様である。
【００１３】前記ガス供給機構４は原料ガス供給機構７
と酸化性ガス供給機構８に大別される。前記原料ガス供
給機構７は、３種類の原料ガスを各別に生成する原料ガ
ス生成部９ａ，９ｂ，９ｃと前記原料ガス生成部９ａ，
９ｂ，９ｃで各別に生成された原料ガスを混合する混合
器１０と、この混合器１０で混合された原料ガスを前記
成長室２内に搬送供給する混合原料ガス供給管１１から
なり、前記各原料ガス生成部９ａ，９ｂ，９ｃは、各原
料を収容するとともにその原料自由表面上にキャリアガ
スを流通させて原料を担持可能に構成された原料収容器
１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備え、その原料収容器１２
ａ，１２ｂ，１２ｃには、その原料収容器１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ内に各別にキャリアガスを供給するキャリア
ガス供給管１３と、前記原料収容器１２ａ，１２ｂ，１
２ｃ内で気化或いは昇華した原料ガスを前記混合器１０
に各別に搬送する原料ガス搬送管１４が設けられ、前記
原料収容器１２ａ，１２ｂ，１２ｃから排出される各原
料ガスを個別に希釈するための希釈ガスを前記原料収容
器１２ａ，１２ｂ，１２ｃの下流側で前記各原料ガスと
混合させるべく希釈ガス供給管１５が各別に設けられて
なり、更に、前記各キャリアガス供給管１３、及び、前
記各希釈ガス供給管１５には開閉弁並びにその上流側に
その流量を精密に制御するための質量流量制御器１６，
１７が各別に設けられ、前記各原料ガス搬送管１４には
開閉弁が各別に設けられている。また、前記酸化性ガス
供給機構８は、酸化性ガス供給管１８に開閉弁並びにそ
の流量を精密に制御するための質量流量制御器１９を設
けて構成されている。
と酸化性ガス供給機構８に大別される。前記原料ガス供
給機構７は、３種類の原料ガスを各別に生成する原料ガ
ス生成部９ａ，９ｂ，９ｃと前記原料ガス生成部９ａ，
９ｂ，９ｃで各別に生成された原料ガスを混合する混合
器１０と、この混合器１０で混合された原料ガスを前記
成長室２内に搬送供給する混合原料ガス供給管１１から
なり、前記各原料ガス生成部９ａ，９ｂ，９ｃは、各原
料を収容するとともにその原料自由表面上にキャリアガ
スを流通させて原料を担持可能に構成された原料収容器
１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備え、その原料収容器１２
ａ，１２ｂ，１２ｃには、その原料収容器１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ内に各別にキャリアガスを供給するキャリア
ガス供給管１３と、前記原料収容器１２ａ，１２ｂ，１
２ｃ内で気化或いは昇華した原料ガスを前記混合器１０
に各別に搬送する原料ガス搬送管１４が設けられ、前記
原料収容器１２ａ，１２ｂ，１２ｃから排出される各原
料ガスを個別に希釈するための希釈ガスを前記原料収容
器１２ａ，１２ｂ，１２ｃの下流側で前記各原料ガスと
混合させるべく希釈ガス供給管１５が各別に設けられて
なり、更に、前記各キャリアガス供給管１３、及び、前
記各希釈ガス供給管１５には開閉弁並びにその上流側に
その流量を精密に制御するための質量流量制御器１６，
１７が各別に設けられ、前記各原料ガス搬送管１４には
開閉弁が各別に設けられている。また、前記酸化性ガス
供給機構８は、酸化性ガス供給管１８に開閉弁並びにそ
の流量を精密に制御するための質量流量制御器１９を設
けて構成されている。
【００１４】更に、前記各原料ガス生成部９ａ，９ｂ，
９ｃは、夫々の前記原料収容器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
に収容された原料残量を例えば光学的に検出してその変
化率を測定する原料モニタ２０と、前記原料モニタ２０
の測定値に応じて、キャリアガスの流量または希釈ガス
の流量を制御する原料供給制御手段２１を各別に備えて
いる。前記原料供給制御手段２１は前記質量流量制御器
１６，１７の何れか一方或いは両方を制御する。また、
前記質量流量制御器１６，１７を制御するのに代えて、
或いは、追加してキャリアガス温度を制御可能に構成す
るのも好ましい実施の形態である。ここで、前記原料供
給制御手段２１は、原料残量の変化率つまり単位時間当
りの原料担持量とキャリアガス流量と希釈ガス流量から
決定される当該原料濃度が所定値になるように、キャリ
アガス流量、希釈ガスの流量、或いは、キャリアガス温
度をフィードバック制御するように構成されている。
９ｃは、夫々の前記原料収容器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
に収容された原料残量を例えば光学的に検出してその変
化率を測定する原料モニタ２０と、前記原料モニタ２０
の測定値に応じて、キャリアガスの流量または希釈ガス
の流量を制御する原料供給制御手段２１を各別に備えて
いる。前記原料供給制御手段２１は前記質量流量制御器
１６，１７の何れか一方或いは両方を制御する。また、
前記質量流量制御器１６，１７を制御するのに代えて、
或いは、追加してキャリアガス温度を制御可能に構成す
るのも好ましい実施の形態である。ここで、前記原料供
給制御手段２１は、原料残量の変化率つまり単位時間当
りの原料担持量とキャリアガス流量と希釈ガス流量から
決定される当該原料濃度が所定値になるように、キャリ
アガス流量、希釈ガスの流量、或いは、キャリアガス温
度をフィードバック制御するように構成されている。
【００１５】図２に示すように、前記原料収容器１２
ａ，１２ｂ，１２ｃは、前記原料モニタ２０が内部に収
容された原料残量を測定可能な透明なシリンダ容器２２
と、前記各原料を気密に封入するための蓋部材２３とか
らなり、前記蓋部材２３には、前記各原料ガス搬送管１
４と前記各キャリアガス供給管１３の一端が夫々前記原
料収容器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ内に挿通されている。
但し、前記各キャリアガス供給管１３の当該端部の位置
は、収容されている原料Ｍと直接接触しないように調整
されている。これにより、前記原料収容器１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ内に供給されたキャリアガスは前記原料収容
器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ内に収容された原料自由表面
Ｓ上を流通して、バブリングによらず原料を担持する。
尚、前記シリンダ容器２２の水平方向の断面積を一定に
することで、自由表面位置の変化を検出するだけで、原
料残量の変化率を測定することができる。
ａ，１２ｂ，１２ｃは、前記原料モニタ２０が内部に収
容された原料残量を測定可能な透明なシリンダ容器２２
と、前記各原料を気密に封入するための蓋部材２３とか
らなり、前記蓋部材２３には、前記各原料ガス搬送管１
４と前記各キャリアガス供給管１３の一端が夫々前記原
料収容器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ内に挿通されている。
但し、前記各キャリアガス供給管１３の当該端部の位置
は、収容されている原料Ｍと直接接触しないように調整
されている。これにより、前記原料収容器１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ内に供給されたキャリアガスは前記原料収容
器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ内に収容された原料自由表面
Ｓ上を流通して、バブリングによらず原料を担持する。
尚、前記シリンダ容器２２の水平方向の断面積を一定に
することで、自由表面位置の変化を検出するだけで、原
料残量の変化率を測定することができる。
【００１６】ところで、前記原料収容器１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ内に夫々収容されるＰＺＴ膜を成長させる際
の３種類の原料は、ビス−ジピバロイルメタエート鉛
（Ｐｂ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）、ジルコニウム・テトラ−
ｔ−ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＣ 4Ｈ9）4）、及び、チ
タニウム・テトラ−ｉ−プロポキシド（Ｔｉ（ｉ−ＯＣ
3Ｈ 7）4）である。また、酸化性ガスとして酸素が、キ
ャリアガス及び希釈ガスとして窒素が夫々使用される。
このビス−ジピバロイルメタエート鉛は、他の２種類の
原料が常温液体であるのに対して、融点が１３０℃乃至
１３５℃付近にある常温固体の物質であり、高温のキャ
リアガスと直接接触して効率よく昇華させるために１０
０℃乃至１１０℃の温度範囲内で固体状態を維持させる
べく、ビス−ジピバロイルメタエート鉛を収容する前記
原料収容器１２ｃは他の前記原料収容器１２ａ，１２ｂ
と異なり、恒温構造となっており、本実施形態では１０
６℃に設定されている。また、キャリアガス温度はビス
−ジピバロイルメタエート鉛に対しては１６０℃、他の
２種類の原料に対しては４０℃に設定してある。尚、希
釈ガス温度は何れの原料に対しても１６０℃に設定して
ある。
ｂ，１２ｃ内に夫々収容されるＰＺＴ膜を成長させる際
の３種類の原料は、ビス−ジピバロイルメタエート鉛
（Ｐｂ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）、ジルコニウム・テトラ−
ｔ−ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＣ 4Ｈ9）4）、及び、チ
タニウム・テトラ−ｉ−プロポキシド（Ｔｉ（ｉ−ＯＣ
3Ｈ 7）4）である。また、酸化性ガスとして酸素が、キ
ャリアガス及び希釈ガスとして窒素が夫々使用される。
このビス−ジピバロイルメタエート鉛は、他の２種類の
原料が常温液体であるのに対して、融点が１３０℃乃至
１３５℃付近にある常温固体の物質であり、高温のキャ
リアガスと直接接触して効率よく昇華させるために１０
０℃乃至１１０℃の温度範囲内で固体状態を維持させる
べく、ビス−ジピバロイルメタエート鉛を収容する前記
原料収容器１２ｃは他の前記原料収容器１２ａ，１２ｂ
と異なり、恒温構造となっており、本実施形態では１０
６℃に設定されている。また、キャリアガス温度はビス
−ジピバロイルメタエート鉛に対しては１６０℃、他の
２種類の原料に対しては４０℃に設定してある。尚、希
釈ガス温度は何れの原料に対しても１６０℃に設定して
ある。
【００１７】次に、本発明装置を用いた成膜方法の再現
性を確認した実験結果について説明する。この再現性確
認実験で使用した条件は、原料ガスに関する温度条件は
上掲の通りであり、成膜温度は４５０℃、成膜操作圧力
は３Ｔｏｒｒを使用した。
性を確認した実験結果について説明する。この再現性確
認実験で使用した条件は、原料ガスに関する温度条件は
上掲の通りであり、成膜温度は４５０℃、成膜操作圧力
は３Ｔｏｒｒを使用した。
【００１８】膜質再現性の評価の指標として、Ｚｒ／Ｐ
ｂとＴｉ／Ｐｂの各組成比（何れもモル比）を、従来の
ＣＶＤ装置を使用した場合の結果と比較して表１に示
す。ここで、従来のＣＶＤ装置は図１に示す本発明装置
と略同等の構成であるが、前記原料収容器１２ａ，１２
ｂ，１２ｃがバブリングによって原料担持する図３に例
示したバブリング装置３０を使用している点で相違して
いる。また、バブリング装置を使用するため、常温固体
のビス−ジピバロイルメタエート鉛を液化させておく必
要があるため、シリンダ容器温度は１４０℃〜１５０℃
に設定した。
ｂとＴｉ／Ｐｂの各組成比（何れもモル比）を、従来の
ＣＶＤ装置を使用した場合の結果と比較して表１に示
す。ここで、従来のＣＶＤ装置は図１に示す本発明装置
と略同等の構成であるが、前記原料収容器１２ａ，１２
ｂ，１２ｃがバブリングによって原料担持する図３に例
示したバブリング装置３０を使用している点で相違して
いる。また、バブリング装置を使用するため、常温固体
のビス−ジピバロイルメタエート鉛を液化させておく必
要があるため、シリンダ容器温度は１４０℃〜１５０℃
に設定した。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１中、偏差は各組成比の最大値と最小値
の差で、各組成比のバラツキ、つまり、再現性の悪さの
程度を表している。これより、原料担持にバブリングを
用いずに原料自由表面上をキャリアガスが通過する本発
明装置及び本発明に係る成膜方法によって、膜質再現性
が大幅に改善されることが確認できた。
の差で、各組成比のバラツキ、つまり、再現性の悪さの
程度を表している。これより、原料担持にバブリングを
用いずに原料自由表面上をキャリアガスが通過する本発
明装置及び本発明に係る成膜方法によって、膜質再現性
が大幅に改善されることが確認できた。
【００２１】更に、本発明装置をＰＺＴ膜以外のＢＳＴ
膜の成膜に適用した場合の膜質再現性について、同様の
比較実験を行った。本発明装置でＢＳＴ膜を成膜した場
合の組成比Ｂａ／Ｓｒと、原料担持にバブリングを用い
た従来のＣＶＤ装置でＢＳＴ膜を成膜した場合の組成比
Ｂａ／Ｓｒとの比較を表２に示す。
膜の成膜に適用した場合の膜質再現性について、同様の
比較実験を行った。本発明装置でＢＳＴ膜を成膜した場
合の組成比Ｂａ／Ｓｒと、原料担持にバブリングを用い
た従来のＣＶＤ装置でＢＳＴ膜を成膜した場合の組成比
Ｂａ／Ｓｒとの比較を表２に示す。
【００２２】ここで、実験条件は、ビス−ジピバロイル
メタエートバリウム（Ｂａ（Ｃ11Ｈ 19Ｏ2 ）2 ）とビス
−ジピバロイルメタエートストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11
Ｈ19Ｏ2 ）2 ）の２種類の原料のシリンダ容器温度を、
本発明装置の場合は１８５℃に設定し、従来装置の場合
は融点以上に維持するため２００℃に設定し、何れの場
合も、キャリアガス温度は２１０℃に設定した。また、
成膜温度は５００℃、成膜操作圧力は３Ｔｏｒｒであ
り、励起光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３
ｎｍ、出力８０ｍＪ）を使用した。
メタエートバリウム（Ｂａ（Ｃ11Ｈ 19Ｏ2 ）2 ）とビス
−ジピバロイルメタエートストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11
Ｈ19Ｏ2 ）2 ）の２種類の原料のシリンダ容器温度を、
本発明装置の場合は１８５℃に設定し、従来装置の場合
は融点以上に維持するため２００℃に設定し、何れの場
合も、キャリアガス温度は２１０℃に設定した。また、
成膜温度は５００℃、成膜操作圧力は３Ｔｏｒｒであ
り、励起光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３
ｎｍ、出力８０ｍＪ）を使用した。
【００２３】
【表２】
【００２４】本比較実験より、ＰＺＴ膜以外の成膜につ
いても、本発明装置及び本発明に係る成膜方法によっ
て、膜質再現性が大幅に改善されることが確認できた。
いても、本発明装置及び本発明に係る成膜方法によっ
て、膜質再現性が大幅に改善されることが確認できた。
【００２５】以下に別実施形態を説明する。 〈１〉本発明装置及び本発明に係る成膜方法は、上記実
施の形態に限定されるものではなく、原料の一部または
全部が常温で液体または固体の物質であれば、ＰＺＴ膜
やＢＳＴ膜以外の成膜にも適用できる。この場合、原料
は必ずしも有機金属に限定されるものではない。
施の形態に限定されるものではなく、原料の一部または
全部が常温で液体または固体の物質であれば、ＰＺＴ膜
やＢＳＴ膜以外の成膜にも適用できる。この場合、原料
は必ずしも有機金属に限定されるものではない。
【００２６】〈２〉上記実施形態では、本発明装置は、
励起光照射機構６を備え、原料ガスを光励起する構成を
採用していたが、原料ガスの励起手段は光励起以外の励
起手段であっても構わない。また、成膜の対象が酸化物
でない場合は、前記酸化性ガス供給機構８は必ずしも設
ける必要はない。
励起光照射機構６を備え、原料ガスを光励起する構成を
採用していたが、原料ガスの励起手段は光励起以外の励
起手段であっても構わない。また、成膜の対象が酸化物
でない場合は、前記酸化性ガス供給機構８は必ずしも設
ける必要はない。
【００２７】〈３〉上記実施形態では、前記原料モニタ
２０は前記原料収容器１２ａ，１２ｂ，１２ｃに収容さ
れた原料残量を光学的に検出するものを例示したが、そ
の具体的手段は何であっても構わない。また、光学的に
検出せずに、電気的或いは機械的に検出するものであっ
ても構わない。光学的に検出しない場合は、前記シリン
ダ容器２２は必ずしも透明でなくても構わない。
２０は前記原料収容器１２ａ，１２ｂ，１２ｃに収容さ
れた原料残量を光学的に検出するものを例示したが、そ
の具体的手段は何であっても構わない。また、光学的に
検出せずに、電気的或いは機械的に検出するものであっ
ても構わない。光学的に検出しない場合は、前記シリン
ダ容器２２は必ずしも透明でなくても構わない。
【図１】本発明に係るＣＶＤ装置の一実施の形態を示す
模式図
模式図
【図２】本発明に係るＣＶＤ装置の原料収容器の一実施
の形態を示す斜視図
の形態を示す斜視図
【図３】従来のＣＶＤ装置のバブリング装置の一例を示
す斜視図
す斜視図
１ 成長室 ２ 基板 ３ 基板ヒータ ４ ガス供給機構 ５ 吸引機構 ６ 励起光照射機構 ７ 原料ガス供給機構 ８ 酸化性ガス供給機構 ９ａ，９ｂ，９ｃ 原料ガス生成部 １０ 混合器 １１ 混合原料ガス供給管 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 原料収容器 １３ キャリアガス供給管 １４ 原料ガス搬送管 １５ 希釈ガス供給管 １６，１７，１９ 質量流量制御器 １８ 酸化性ガス供給管 ２０ 原料モニタ ２１ 原料供給制御手段 ２２ シリンダ容器 ２３ 蓋部材 Ｍ 原料 Ｓ 原料自由表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 隆満 京都府京都市下京区中堂寺南町17 株式会 社関西新技術研究所内 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 AA14 AA16 BA42 EA01 FA07 FA10 HA15 JA05 JA10 KA23 KA39 KA41 5F045 AA04 AA11 AB40 AC11 AC15 AD08 AE21 EE02 EE04 EE14
Claims (3)
- 【請求項１】 常温で液体または固体の原料を使用する
場合に、原料自由表面上にキャリアガスを流通させて原
料を担持することを特徴とするＣＶＤ法による成膜方
法。 - 【請求項２】 常温で液体または固体の原料を収容可能
で、その原料自由表面上にキャリアガスを流通させて原
料を担持可能に構成された原料収容器を備えてなるＣＶ
Ｄ装置。 - 【請求項３】 前記原料収容器内の原料の残量または使
用量或いはその変化率を測定する原料モニタと、その原
料モニタの測定値に応じて、キャリアガスの流量、希釈
ガスの流量、キャリアガスの温度の少なくとも何れか一
つを制御する原料供給制御手段を備えてなる請求項２記
載のＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10246861A JP2000080477A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 成膜方法及びｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10246861A JP2000080477A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 成膜方法及びｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000080477A true JP2000080477A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17154829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10246861A Pending JP2000080477A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 成膜方法及びｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000080477A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017187866A1 (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 前駆体の供給システムおよび前駆体の供給方法 |
| WO2023188465A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、ガス供給システム、基板処理方法、半導体装置の製造方法及びプログラム |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP10246861A patent/JP2000080477A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017187866A1 (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 前駆体の供給システムおよび前駆体の供給方法 |
| JPWO2017187866A1 (ja) * | 2016-04-26 | 2018-11-29 | 日本エア・リキード株式会社 | 前駆体の供給システムおよび前駆体の供給方法 |
| US11819838B2 (en) | 2016-04-26 | 2023-11-21 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Precursor supply system and precursors supply method |
| WO2023188465A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、ガス供給システム、基板処理方法、半導体装置の製造方法及びプログラム |
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