JP2000512076A - 薄膜の噴霧液体源蒸着を高い歩留まりを伴って行うための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 噴霧発生器（１２）は液体の先駆物質から噴霧を生成する。炭素化を起こさずに、あるいは金属化合物および溶媒における結合を破壊することなく、噴霧の粒子にエネルギーが付加され、これは噴霧の粒子を荷電して、次いでそれらを電気的に加速することによって行われるのが好ましい。噴霧は、粒子に対して反対の極性を有する基板（６０５）の上に蒸着される。また赤外線ランプ（３８、４０）を用いて、噴霧の粒子を、液体の先駆物質中の化合物と溶媒が分解する温度よりも低い温度に加熱することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】 薄膜の噴霧液体源蒸着を高い歩留まりを伴って行うための方法と装置 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、集積回路で用いるための薄膜を液体の噴霧を形成することによって 蒸着する方法に関し、さらに詳しくは、噴霧中の液体を分解させずに蒸着プロセ スの歩留まりを高める製作プロセスに関する。 ２．課題の説明 １９９５年１０月１０日に発行された米国特許Ｎｏ.５,４５６,９４５号は、 集積回路電子デバイスに必要な高品質の複合材料からなる薄膜を提供することが 証明されている噴霧蒸着方法を記載している。この方法が高品質の膜を提供する 理由の一つは、それが低エネルギープロセスであり、従って、このプロセスで用 いられる複合有機溶媒と化合物がプロセス中で炭素化されないか、あるいは破壊 されないためである。しかし、過度の形態においては、膜を形成する噴霧蒸着プ ロセスは、最良の別の集積回路製作プロセスである化学蒸着と同じ程度の工程有 効範囲を与えない。化学蒸着プロセスにおいて用いられるエネルギー付加という 通常の方法（例えば、歩留まりを著しく増大させるに十分な程度に基板を加熱す ること）を用いることによって、工程有効範囲を改善する試みがなされた。これ らの試みは、集積回路電子デバイスの製作には適さないような炭素化され破壊さ れた、そしておおむね低品質の膜が得られるという結果をもたらした。化合物を ますます複合化させようとすればするほど、問題はますます重大になった。集積 回路材料はますます複合化する傾向にあり、そして液体源蒸着プロセスは非常に 高品質の薄膜を形成するのに最も信頼できる方法であることが明らかになってい るので、低エネルギーの噴霧蒸着プロセスの高品質を保持し、それと同時にＣＶ Ｄプロセスで得られる優れた工程有効範囲を達成することが可能な液体源蒸着プ ロセスが提供されることが強く望まれている。 発明の要約 本発明は、噴霧蒸着プロセスにおいて、炭素化を起こさずに、あるいは噴霧化 合物および溶媒における複合結合を破壊することなく、噴霧粒子にエネルギーを 付加する装置と方法を提供することによって上記の課題を解決するものである。 本発明は、化学結合を破壊せずに高品質の薄膜をもたらすような制御された方 法で粒子のエネルギーを増大させるための静電加速器を提供する。 噴霧粒子に制限された量のエネルギーを付加するために、制御された加熱を用 いてもよい。一実施態様において、制御された加熱は低エネルギーの赤外線ラン プを用いて行われる。別の実施態様において、低エネルギーの抵抗加熱が加速器 とともに用いられる。 別の実施態様において、本発明は、管状の蒸着チャンバー内で噴霧の流れの通 路の前進位置の端部に複数のウェファーを積層し、そして管の前進位置で制御さ れた様式で粒子にエネルギーを付加し、それによって管のさらに前進位置にある ウェファーの蒸着速度が管状の蒸着チャンバーの入り口の近傍にあるウェファー の蒸着速度と同じにすることによって、上記の課題を解決する。好ましくは、噴 霧粒子が管を移動するときに粒子をさらに加速するために、抵抗加熱または赤外 線加熱によって、あるいは追加の電極によって、追加のエネルギーが付加される 。 本発明は集積回路を製作する方法を提供し、この方法は下記の工程：溶媒中に 一種または二種以上の金属化合物を含む液体先駆物質を用意し；密閉された蒸着 チャンバー内に基板を置き；液体先駆物質の噴霧を生成し；炭素化を起こさずに 、あるいは金属化合物および溶媒における結合を破壊することなく、噴霧粒子に エネルギーを付加し；噴霧を蒸着チャンバーを通して流して、それによって基板 上に先駆物質の液体の層を形成し；基板上に蒸着した液体の層を処理して、それ によって基板上に前記一種または二種以上の金属を含む固体物質の膜を形成し； そして集積回路の部品において少なくとも固体物質の膜の部分を有する集積回路 の製作を完了する；以上の工程を含む。好ましくは、金属化合物は、金属アルコ キシドと金属カルボキシレートからなる群から選択される。好ましくは、溶媒は 、メチルエチルケトン、イソプロパノール、メタノール、テトラヒドロフラン、 キシレン、ｎ-ブチルアセテート、オクタン、および２-メトキシエタノールから なる群から選択される液体を含む。 別の態様において、本発明は集積回路を製作する方法を提供し、この方法は下 記の工程：液体先駆物質を用意し；密閉された蒸着チャンバー内に基板を置き； 溶媒中に一種または二種以上の金属化合物を含む前記液体先駆物質の噴霧を生成 し；噴霧中の粒子を荷電させ；荷電した噴霧の粒子を電界を介して加速すること によって噴霧の粒子にエネルギーを付加し；噴霧を蒸着チャンバーを通して流し て、それによって基板上に先駆物質の液体の層を形成し；基板上に蒸着した液体 の層を処理して、それによって基板上に前記一種または二種以上の金属を含む固 体物質の膜を形成し；そして集積回路の部品において少なくとも固体物質の膜の 部分を有する集積回路の製作を完了する；以上の工程を含む。好ましくは、噴霧 の粒子にエネルギーを付加する前記工程はさらに、噴霧の粒子を、前記一種また は二種以上の金属化合物と溶媒が分解する温度よりも低い温度に加熱することを 含む。好ましくは、加熱する工程は、噴霧の粒子に赤外線を適用することを含む 。好ましくは、エネルギーを付加する前記工程はさらに、基板を、噴霧の粒子の 極性とは反対の極性に維持する工程を含む。 さらなる態様によれば、本発明は集積回路を製作するための装置を提供し、こ の装置は下記の要素：基板を収容するための蒸着チャンバー；基板を支持するた めに蒸着チャンバー内に配置された基板支持体であって、この支持体は基板面の 高さを画定している；液体先駆物質の噴霧を形成するための噴霧発生器；噴霧の 粒子にエネルギーを付加するための加速チャンバー；加速された噴霧を蒸着チャ ンバーを通して基板を横切って実質的に一様に基板面に実質的に平行な方向に流 すための射出ノズルであって、それによって基板上に液体先駆物質の膜が形成さ れる；および、蒸着チャンバーからガスと噴霧粒子を取り出すための排気部品； 以上の要素を含む。好ましくは、加速チャンバーは、一対の電極と、これら電極 に接続されていて噴霧の粒子を荷電し次いで粒子を電極間の電界中で加速するた めの電圧源とを含む。好ましくは、加速チャンバーはさらに、噴霧が加速チャン バー内にある間に噴霧を加熱するためのヒーターを含み、このヒーターは赤外線 ランプからなる。好ましくは、本発明の装置はさらに、加速チャンバーと蒸着チ ャンバーを接続する噴霧の導管と、この導管を荷電された噴霧の粒子の極性とは 反対の極性に維持するための導管電圧源とを含む。 さらに別の態様において、本発明は集積回路を製作するための装置を提供し、 この装置は下記の要素：複数の基板を収容するための蒸着チャンバー；集積回路 の一部分を形成する一種または二種以上の金属元素を含む液体の先駆物質の噴霧 を形成するための噴霧発生器；噴霧発生器と蒸着チャンバーの一端に接続してい る噴霧の導入管；噴霧の導入管に接続している端部の反対側にある蒸着チャンバ ーの端部からガスと噴霧粒子を取り出し、それによって噴霧を所定の方向へ蒸着 チャンバーを通して流すための排気部品；および、噴霧の流れの前記所定の方向 に対して実質的に垂直な位置に前記複数の基板を支持するために蒸着チャンバー 内に配置された基板支持体であって、それによって、噴霧がチャンバーを通して 前記方向に流れるときに噴霧が複数の基板上に蒸着する；以上の要素を含む。好 ましくは、この装置はさらに、噴霧の粒子を加速するための加速チャンバーを有 し、この加速チャンバーは噴霧発生器と蒸着チャンバーの間に配置されている。 好ましくは、加速チャンバーは、一対の電極と、これら電極に接続されていて噴 霧の粒子を荷電し次いで粒子を電極間の電界中で加速するための電圧源とを含む 。好ましくは、噴霧の導管は噴霧発生器と加速チャンバーを接続する第一の部分 と加速チャンバーと蒸着チャンバーを接続する第二の部分とを有し、そして本発 明の装置はさらに、導管の第二の部分を荷電された噴霧粒子の極性と同じ極性に 維持するための導管電圧源を有している。好ましくは、装置は、噴霧が加速チャ ンバー内にある間に噴霧を加熱するためのヒーター（好ましくは赤外線ランプ） を有している。好ましくは、装置はさらに、噴霧が蒸着チャンバーを通過する間 に噴霧にエネルギーを付加するためのエネルギー源を有していて、このエネルギ ー源は、チャンバーを通る流れの所定の方向に沿って異なる位置で異なる量のエ ネルギーを付加するための応差エネルギー源からなり、特定の位置で付加される エネルギーは実質的に、複数の基板上に噴霧の均一な蒸着を与えるのに必要な量 のエネルギーである。応差エネルギー源は、電界発生器か、または加熱器、例え ば一つまたは二つ以上の赤外線ランプであってよい。 本発明の装置と方法において、噴霧に付加されるエネルギーは、付加されるエ ネルギーの総量として、付加されるエネルギーの範囲として、およびエネルギー が付加される装置中の位置として、制御される。これは、噴霧の一部分の炭素化 および破壊を起こす可能性のある高温点または噴霧温度のランダムな「打ち込み （spiking）」を生じさせることなく、工程有効範囲を最大にすることを可能に する。その結果、工程有効範囲が改善されて、低い有効範囲による損失が、膜の 品質の低下をほとんどまたは全く伴わずに、低減するので、歩留まりが増大する 。本発明のその他の多数の態様、目的、および利点は、添付図面と併せて以下の 説明を読むことによって明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に従う噴霧蒸着装置の好ましい実施態様のブロック図であり、 図２は、本発明に従う膨張、加熱、および静電荷電チャンバーの概略図であり 、 図３は、図２のチャンバーの射出／排気口の平面図であり、 図４は、本発明に従う管状蒸着チャンバーの好ましい態様の一部を切除した図 であり、 図５は、本発明の装置と方法によって製造され得る集積回路の例の断面図であ り、 図６は、本発明の一実施態様に従う装置の蒸着チャンバーの側断面図であり、 図７は、図６の部分拡大図であり、バリヤープレート支持体の詳細を示す。 好ましい実施態様の詳細な説明 噴霧蒸着プロセスにおいては、ストロンチウム・ビスマス・タンタレートのよ うな材料のための液体の先駆物質が用意され、この液体から噴霧が発生し、噴霧 は蒸着チャンバーを通して流れて、ここで噴霧は基板上に蒸着し、それによって 基板上に噴霧の薄膜が形成される。次いで、膜と基板は、ＵＶ硬化（ＵＶ curin g）、真空中での蒸発、および／またはベーキング（baking）によって処理され て、および次いで焼鈍されて、ストロンチウム・ビスマス・タンタレートのよう な所望の材料の固体の薄膜が形成される。基本的な噴霧蒸着装置と方法は、１９ ９５年１０月１０日に発行された米国特許Ｎｏ.５,４５６,９４５号、および他 の多数の刊行物に詳細に記載されているので、ここでは詳細には説明しない。当 分野では通常のことであるが、この開示において、「基板（substrate）」とい う言葉は、一般的な意味では、その上に薄膜が蒸着され得る材料からなる単一ま たは複数の層を含むものとして用いられ、また特定の意味では、その上に他の層 が 形成されるシリコンウェファーをさす。特に指摘しない限り、それは、本発明の プロセスと装置を用いて、その上に薄膜材料の層が蒸着されるあらゆる物体を意 味する。先駆物質の液体とは、一般にアルコール溶媒中の金属アルコキシドから なるゾル-ゲル先駆物質配合物、および、一般に２-エチルヘキサン酸のようなカ ルボキシルを溶媒中の金属または金属化合物と反応させることによって形成され る金属カルボキシレートからなる金属有機先駆物質配合物（しばしば、ＭＯＤ配 合物と呼ばれる）、これらの組み合わせ、およびその他の先駆物質配合物を含む 。 ここで用いられる「噴霧（mist）」という言葉は、ガスによって搬送される液 体の微小な滴として定義される。「噴霧」という言葉は、一般にガス中の固体ま たは液体の粒子からなるコロイド状浮遊物として定義されるエーロゾルを含む。 噴霧という言葉はまた、蒸気、霧、および、ガス中の先駆物質溶液からなる他の 霧状の浮遊物をも含む。上記のこれらの言葉は通俗的な用法からきているものな ので、これらの定義は正確ではなく、使用者によって異なる意味で用いられるか もしれない。ここでは、エーロゾルという言葉は、「Aerosol Science and Tech nology」（Parker C.Reist著、McGraw-Hill,Inc.,New York,１９８３）という著 作に記載されている浮遊物の全てを含むことを意図している。ここで用いられる 「噴霧」という言葉は、エーロゾルという言葉よりも広く、エーロゾル、蒸気、 または霧という言葉には含まれないかもしれない浮遊物を含む。 本発明に従う改良された噴霧蒸着装置１０の好ましい実施態様のブロック図が 図１に示されている。装置１０は、噴霧発生器装置１２、加速装置１４、蒸着チ ャンバー装置１６、および排気装置１８を有する。噴霧の導管２２の第一の部分 ２０は噴霧発生器装置１２と加速装置１４に接続していて、噴霧の導管２２の第 二の部分２４は加速装置１４と蒸着チャンバー１６に接続している。排気導管２ ６は蒸着チャンバー１６と排気装置１８に接続している。噴霧発生器装置１２と 排気装置１８は米国特許Ｎｏ.５,４５６,９４５号に記載されているものが好ま しく、従ってここでは詳細には説明しない。 加速装置１４の好ましい実施態様は図２に示されている。これは、加速チャン バー３０、エネルギー制御回路３１、第一の電極３２、第二の電極３４、ＤＣ電 圧源３６、ヒーター３８（好ましくは赤外線ランプ）、およびヒーター３７と３ ９（これらは好ましくは抵抗ヒーター）を含む。加速チャンバー３０は石英また はその他の絶縁材料からなるのが好ましい。しかし、それは、ステンレス鋼、ア ルミニウム、またはその他の適当な金属からなるものでもよい。後者の場合、そ れは、石英の窓４２と４４、およびチャンバー壁４７と４９を各々が通っている 噴霧の導管部分２０と２４の回りの絶縁体４６と４８を含むであろう。導管２２ はステンレス鋼からなるのが好ましいが、黄銅合金、アルミニウム、またはその 他の適当な金属、またはその他の適当な材料で製造されていてもよい。電極３２ は黄銅合金からなるのが好ましいが、アルミニウムまたはその他の適当な導電性 材料で製造されていてもよい。絶縁性継手５０と５２は各々、導管部分２０と２ ４を電極３２と３４に接続している。電線５４と５６は、ＤＣ電源３６の出力部 分５５と５７の各々と、電極３２と３４の各々に付いている電気端末６０と６２ の各々とを接続している。電線５８は、ＤＣ電源３６の電気出力部分と第二の導 管部分２４とを接続している。絶縁性のフィードスルー６６と６８は各々、電線 ５４と５６をチャンバー壁４７と４９に通している。好ましくは、端末５５と５ ９は正の出力端末であり、端末５７は負の出力端末であるが、これらは反対に荷 電されていてもよい。絶縁性継手５０と５２は、ねじ切りされたプラスチック製 継手（例えばＰＶＣ）であるのが好ましく、この中に導管部分２０と２４および 電極３２と３４のねじ切りされた端部がねじ込まれているのが好ましい。パスス ルー４６と４８およびフィードスルー６６と６８は、ＰＶＣのような絶縁性プラ スチックからなるのが好ましい。電極３２と３４は同じものであるのが好ましく 、一側面に沿って形成された孔７０を有する１/４インチの黄銅管からなるのが 好ましい。図３は、その上に孔７０が形成された管３２の側に面した平面図であ る。孔７０はねじ切りされているのが好ましい。例えば７４のようなねじを、一 つまたは二つ以上のねじ切りされた孔７０にねじ込んで、それによって電極３２ から電極３４への噴霧の流れを調整するのが好ましい。 図６は、本発明に従う蒸着チャンバー装置１６の好ましい実施態様を示す。こ れは米国特許Ｎｏ.５,４５６,９４５号に記載された蒸着チャンバーと同じもの であり、ここでは、それが加速装置１４との組み合わせで機能する限りにおいて のみ説明されるだろう。装置１６は、基板支持体６０４、バリヤープレート６０ ６、 噴霧導入部品６０８、排気ノズル部品６１０、および紫外線源６１６を収容して いる蒸着チャンバー６０２からなる。蒸着チャンバー６０２は本体６１２と蓋６ １４を有していて、蓋６１４は本体６１２の上に固定可能であり、それによって 蒸着チャンバー６０２の内部に密閉空間が画定される。チャンバーは複数の外部 真空源１８に排気導管２６を介して接続されているが、外部真空源についてはこ こでは詳細には説明しない。蓋６１４は６１５の位置で示される蝶番を用いて本 体６１２に枢軸的に接続されている。作動の際には、噴霧と不活性キャリヤーガ スは導管２４を通して６４３の方向に供給され、噴霧導入部品６０８に通されて 、ここで噴霧は基板６０５の上に蒸着される。過剰な噴霧とキャリヤーガスは排 気ノズル６１０を介して蒸着チャンバー６０２から取り出される。 基板支持体６０４はステンレス鋼のような導電性材料からなる二つの円形板６ ０３と６０３'からなり、上の板６０３はデルリン（delrin）のような電気絶縁 材料によって下の板６０３'（フィールドプレート）から絶縁されている。一例 としての実施態様において、４インチの直径の基板を用いたとき、基板支持体６ ０４の呼称直径は６インチであり、この支持体６０４は回転可能な軸６２０上に 支持され、この軸はモーター６１８に接続されていて、従って支持体６０４と基 板６０５は蒸着プロセスの間、回転することができる。絶縁性の軸６２２が、基 板支持体６０４とこの上に支持された基板６０５を蒸着チャンバーの本体６１２ に負荷されたＤＣ電圧から電気的に絶縁していて、従って基板支持体６０４とバ リヤープレート６０６の間に（チャンバーの本体６１２を介して）ＤＣバイアス が生じ得る。基板６０５のバイアスは電極３２（図２）のバイアス（すなわちこ こで示されている実施態様においては負のバイアス）とは反対であるのが好まし い。絶縁性の軸６２２は、継手６２１によって軸６２０と軸６２０'に接続され ている。電源１０２は、リード線１０６によって接点１０８で蒸着チャンバー６ ０２の本体６１２に、そしてリード線１０４によって黄銅のスリーブ６２５にフ ィードスルー６２３を介して動作的に接続されていて、それによってフィールド プレート６０３'とバリヤープレート６０６の間にＤＣバイアスが生じる。 バリヤープレート６０６はステンレス鋼のような導電性材料からなり、これは 実質的に基板６０５の上にこれに平行に広がる程に十分に大きなサイズのもので あり、従って導管２４と噴霧導入部品６０８を通して射出された蒸気源または噴 霧は、基板６０５の上でバリヤープレート６０６と基板支持体６０４の間で強制 的に流れる。バリヤープレート６０６は基板支持体６０４と同じ直径を有するの が好ましい。バリヤープレート６０６は複数の棒６２４によって蓋６１４に接続 されているのが好ましく、従ってバリヤープレート６０６は蓋が開けられる度に 基板６０５から取り除かれる。バリヤープレート６０６はまた、ＵＶ透過窓（図 ６には示されていない）も有している。 図７は棒６２４のバリヤープレート６０６への接合の詳細を示す。棒６２４の 各々は典型的には、蒸着チャンバーの蓋６１４に付設されたステンレス鋼の棒で ある。各々の棒６２４はボルト６３５を収容するように穿孔されていて、このボ ルトによって棒６２４はバリヤープレート６０６に接続される。各々の棒６２４ にはセットスクリュー６３６を収容するための横穴が開けられていて、このセッ トスクリューによってボルト６３５は棒６２４に固定される。セットスクリュー ６３６を再度ゆるめることによってボルト６３５に対する棒６２４の位置が変更 され、次いでセットスクリュー６３６を再度締めることによって各々の棒の有効 長さを１/２インチまで、棒６２４をチャンバーの蓋６１４から除去することな く、調整することができる。棒６２４の各々は除去することができて、それによ って異なる長さの棒６２４のセットを交換することができ、それによって、供給 物質や流速などに応じて、バリヤープレート６０６と基板支持体６０４（そして 基板６０５）の間の対応する距離を粗く調整することができる。例えば、棒の長 さを調整して、距離を０.１０〜２.００インチの範囲にすることができる。一度 決まった位置にしてからも、棒６２４はやはり上述のようにして調整される。す なわち、棒６２４、ボルト６３５、およびセットスクリュー６３６は、バリヤー プレート６０６を調整するための調整手段である。バリウム・ストロンチウム・ チタネートからなる先駆物質の液体が蒸着されるとき、基板支持体６０４とバリ ヤープレート６０６の間の距離はおよそ０.３７５〜０.４インチであるのが好ま しい。 噴霧導入ノズル部品６０８と排気ノズル部品６１０については、米国特許Ｎｏ .５,４５６,９４５号にもっと詳細に記載されている。導入ノズル部品６０８は 導 入導管２４を含み、導管２４を介して加速チャンバー１４（図２）から噴霧化し た溶液を受け入れる。導入導管２４は弧状の管６２８に接続されていて、管６２ ８はこれの内周に沿って距離をおいて設けられていて除去可能なスクリュー（図 示せず）を受け入れるための複数の小さな穴すなわち導入ポート６３１を有する 。同様に、排気ノズル６１０は、除去可能なスクリュー（図示せず）を伴う複数 の小さな穴すなわち排気ポート６３２を有する弧状の排気管６２９からなる。排 気ノズル部品６１０の構造は噴霧導入部品６０８の構造と実質的に同じであるが 、ただし、導管２６は真空／排気源１８（図１）に通じている。噴霧導入ノズル 部品６０８の弧状の管６２８とこれに対応する排気部品６１０の弧状の管６２９ は各々、互いに反対側に配置された基板支持体６０４の外周部分６７０と６７１ を囲む。基板支持体６０４、バリヤープレート６０６、導入部品６０８、および 排気ノズル部品６１０は集合的に協動し、それによって基板６０５の上方／暴露 表面を囲む比較的小さな半閉鎖の蒸着領域６１７を画定し、蒸発した溶液は蒸着 プロセスを通してこの領域６１７の中に実質的に収容される。米国特許Ｎｏ.５, ４５６,９４５号で詳細に説明されているように、図６と図７に示されている態 様の重要な点は、噴霧は複数の導入ポート６３１を介して基板を横切って流れ、 そして複数の排気ポート６３２を介して基板の上の領域を出て、これらのポート は基板６０５に近接してこの周囲に配置され、それによって基板６０５の面に実 質的に平行な方向に基板を横切る噴霧の実質的に均一に分布する流れがつくられ て、それによって基板６０５の上に液体先駆物質の膜が形成される、ということ である。 図４は、本発明に従う蒸着チャンバー装置４１６の別の実施態様を示す。これ は、空密である必要はない外側ハウジング４０２と、空密な内側管状チャンバー ４０４とを有する。内側チャンバー４０４は、膨張チャンバー部分４０６と蒸着 チャンバー部分４０８を有し、これらは複数の穴４１２を有する仕切り４１０に よって分割されていて、穴４１２を噴霧が通過する。好ましくは、導管２４の軸 と管状チャンバー４０８の近傍の領域４１４には穴は形成されていないのが好ま しく、これによって噴霧が導管２４からチャンバー４０８の中へ直接流れるのが 防止される。膨張チャンバー４０６は、管状部分４１５と、導管部分２４と管状 部分４１５とを連結する円錐形部分４１８とを有する。管状の蒸着チャンバー４ ０８の内部には、（４２２のような）相互に連結された三つのウェファー支持体 から形成された架台４２０が装着されている。各々のウェファー支持体は（４２ ４のような）一連の切り欠きを有していて、この中に複数の基板４２６の端部が 装着され、それによってチャンバー４０８の軸４２７に対して実質的に垂直な位 置に基板が保持される。矢印の先端が軸４２７に付けられていて、これはチャン バー４０８内の噴霧の流れの方向を示す。一実施態様において、一つまたは二つ 以上のウェファー支持体４２２は４４４のような導電性部材からなり、これは４ ４５のような絶縁性継手によって接続されている。この実施態様において、各々 の導電性部材４４４は４４６のようなワイヤに個別に接続されている。ワイヤ４ ４６はケーブル４４７にまとめられて、ケーブル４４７はエネルギー制御回路３ １（図２）によって制御されるＤＣ電源４４８に接続されている。ハウジング４ ０２の内部には複数の加熱要素４３０が装着されていて、これらは赤外線ランプ からなるのが好ましい。各々のランプ４３０はケーブル４３２を介してエネルギ ー制御回路３１（図２）に接続されている。エネルギー制御回路３１、導電性部 材４４４、ケーブル４４７および４３２、および加熱要素４３０は応差エネルギ ー源を形成していて、これは、蒸着プロセスの間に噴霧の流れの方向に沿って、 異なる量でかつ異なる位置で、エネルギーが噴霧に与えられるのを可能にする。 好ましくは、管状チャンバー４０８に沿って導電性部材４４４を介して与えられ る追加の電界と管状チャンバー４０８に沿って加熱要素４３０を介して与えられ る追加の熱エネルギーのいずれかによって各々の位置で付加されるエネルギーは 、実質的に、複数の基板の上に噴霧の均一な蒸着が形成されるのに必要な量のエ ネルギーである。一般に、これは、噴霧が管状チャンバー４０８を下流に移動す るときに噴霧によって失われるエネルギーを埋め合わせるのにちょうど十分なエ ネルギーを各々の位置で付加することによって行われる。すなわち、付加される エネルギーは、噴霧がチャンバー４０８を下流に移動するときに噴霧の粒子の平 均エネルギーを一定に維持するのにちょうど十分な量である。 管状チャンバー４０４は、赤外線を透過するかまたは少なくとも半透過性のガ ラスまたはプラスチックで形成されるのが好ましい。ハウジング４０２はステン レス鋼、アルミニウム、またはその他の適当な材料からなるのが好ましい。 本発明は以下のように操作される。噴霧の粒子は噴霧発生器１２から噴霧の導 管部分２０を通って電極３２へ移動する。噴霧の導管２０は、噴霧が導管上で凝 縮するのを防ぐために、噴霧の温度よりもわずかに高い温度に加熱されてもよい 。そのような凝縮は、噴霧のエネルギーを減少させるとともに噴霧粒子のサイズ を増大させ、これによって、蒸着された薄膜に欠陥が生じる可能性がある。付加 されるエネルギーの量は噴霧制御回路３１によって制御される。噴霧発生器によ って付加されるエネルギーは、発生器に装入される幾分かの噴霧粒子から幾分か の電子が分離されるのに十分な量である。追加の電子は、電極３２上の正電圧に よって、言い換えれば電極３２と３４の間の電界のエネルギーによって、電極３ ２から出るときに噴霧粒子から分離される。荷電された粒子は、負に荷電された 電極３４の方へ加速される。噴霧粒子の間の衝突によってさらに電子が分離され 、そして粒子はさらに荷電される。しかし、電極３２と３４の間の電界によって 付加されるエネルギーは、先駆物質溶液内の有機結合が破壊されないか、または 先駆物質の溶媒が化学変化を起こさない程に十分に低く保たれる。荷電粒子とと もに非荷電粒子も第一の電極から第二の電極３４へ移動する。というのは、電極 間に排気装置１８によって生じる圧力差が存在するからである。非荷電粒子が加 速チャンバー１４を通って加速チャンバー１４から蒸着チャンバー１６へ移動す るとき、非荷電粒子は荷電粒子との衝突によってエネルギーを受け取るだろう。 さらに、全ての粒子がヒーター４０からエネルギーを受け取る。従って、全ての 粒子、すなわち荷電粒子と非荷電粒子は加速される。好ましい実施態様において 、電極間の電界は噴霧をおおむね噴霧の流れの方向に加速するけれども、粒子が 加速されるという事実において加速の方向は重要ではない、ということを認識す ることが重要である。さらに、ここでいう加速という言葉は絶対的な加速、すな わち粒子の速度が増大することを意味する、ということを理解するべきである。 速度（方向を伴う速度）は電界の方向でより増大するけれども、その増大の特定 の方向は、エネルギーが噴霧に付加されるという事実において重要ではない。 噴霧の粒子は、加速チャンバー１４で加速された後、導管部分２４に入る。粒 子が導管の壁と衝突することによってエネルギーを失うことを防ぐために、導管 部分２４は抵抗ヒーターによって加熱されるのが好ましい。好ましくは、先駆物 質化合物と溶媒の結合が破壊しないように、加熱は噴霧の温度よりもわずかに高 い、すなわち約１０℃程度高い温度で行われる。図６に戻って、次いで噴霧は蒸 着チャンバー１６を流れる。好ましくは、基板６０５は噴霧の極性とは反対の極 性に保持され、それによって粒子のエネルギーがさらに増大する。バリヤープレ ート６０６は、粒子を基板の方向へ反発するように反対の極性に保持される。従 って、バリヤープレートと基板の間の領域は粒子のエネルギーを増大させる。こ こでも、その増大の量は、最終の薄膜において望ましい有機結合が破壊する程の 量よりも小さい。 蒸着チャンバー装置４１６が用いられる場合、噴霧粒子は膨張チャンバー４０ ６に入るが、これは、粒子が穴４１２を通って蒸着チャンバー４０８に移動する 前に膨張チャンバー全体に実質的に均一に分布することができるほど十分に大き い。膨張チャンバー４０６はまた、潜在的に欠陥の問題を起こす程に大きい粒子 が重力の影響下で基板４２６よりも下の位置に落下するように、十分に長いのが 好ましい。このチャンバーは図６のチャンバーを上回る幾つかの利点を有する。 最初の複数の基板がすぐに蒸着されて、歩留まりが増大する。さらに、最終の薄 膜に欠陥を生じさせる可能性のある大きな粒子は膨張チャンバー４０６と蒸着チ ャンバー４０８の底に沈下しやすいので、それらは基板上に蒸着しない。これに よって、より微細な粒子の分布とより良好な工程有効範囲が得られる。噴霧が基 板４２６上に蒸着するとき、平均の噴霧エネルギーは低下する。しかし、エネル ギー制御回路３１の制御の下で、ヒーターと電極が噴霧にエネルギーを与え、従 って蒸着の平均速度は基板の最初から最後まで低下しない。 蒸着の間、または蒸着の後、または両方において、先駆物質の液体は、基板６ ０５上に固体材料５２２（図５）の薄膜が形成されるように処理される。この場 合、「処理」とは以下のもののいずれか、またはそれらの組み合わせを意味する ：真空への暴露、紫外線照射、電気ポーリング（poling）、乾燥、ベーキング（ baking）と焼鈍を含む加熱。好ましい実施態様において、ＵＶ照射は蒸着の間に 先駆物質の溶液に選択的に適用される。ＵＶ照射は蒸着の後にも適用するのが好 ましい。蒸着の後、基板上に蒸着された材料（これは好ましい実施態様におい ては液体である）は、一定時間真空に暴露され、次いでベーキングされ、次いで 焼鈍されるのが好ましい。本発明の好ましいプロセスは、噴霧化した先駆物質の 溶液が基板上に直接蒸着し、所望の材料の部分を形成しない先駆物質中の有機物 質の解離と溶媒および有機物質またはその他の部分の除去が、溶液が基板上に蒸 着した後に最初に起こる、というプロセスである。しかし、別の態様において、 本発明はまた、最終の所望の化合物または中間化合物が溶媒および有機物質から 蒸着の間に分離され、そして最終の所望の化合物または中間化合物が基板上に蒸 着する、というプロセスも想定している。両方の態様において、好ましくは、先 駆物質の一つまたは二つ以上の結合が最終の膜へ通っていく。バリウム・ストロ ンチウム・チタネート、ストロンチウム・ビスマス・チタネート、およびその他 の類似材料のような、所望の材料５２２の固体の薄膜が形成された後、集積回路 ５００が完成する。集積回路５００の製造は、集積回路５００の部品において少 なくとも固体材料５２２からなる膜の部分を含むものである。 図５は、本発明の装置と方法によって製造され得る集積回路５００の一部分の 例を示す。この特定の回路部分は、当分野で周知の集積回路である１Ｔ/１Ｃ（ １トランジスター/１コンデンサー）ドラムの単一のメモリーセルである。セル ５０２はシリコンウェファー５０３の上に形成され、トランジスター５０４とコ ンデンサー５０６を含む。トランジスター５０４は、ソース５１０、ドレイン５ １２、およびゲート５１４を含む。コンデンサー５０６は、下方電極５２０、誘 電体５２２、および上方電極５２４を含む。ウェファー５０３上に形成されたフ ィールド酸化物領域５３０は集積回路における種々のセルを分離し、そして５３ ２のような絶縁層はトランジスター５０４とコンデンサー５０６のような個々の 電子要素を分離する。コンデンサー５０６の下方電極５２０はトランジスター５ ０４のドレイン５１４に接続されている。配線層５４０と５４２は、トランジス ター５０４のソースとコンデンサー５０６の上方電極の各々を集積回路５００の 他の部分に接続する。本発明の方法は材料５２２のようなＢＳＴ（バリウム・ス トロンチウム・チタネート）誘電体を蒸着するのに用いられたが、しかしそれは 絶縁層５３２のような回路の他の要素を蒸着するのにも用いられ得る。この場合 、その上に材料５２２が蒸着された基板６０５は下方電極５２０であるが、よ り一般的には、これは、その上に材料５２２が蒸着されたウェファー５０３およ び層５３０、５３２、５２０を含む不完全な集積回路であると考えることができ る。本発明の方法はまた、材料５２２としてストロンチウム・ビスマス・タンタ レートのような強誘電体を蒸着するのにも用いられた。この場合、集積回路はＦ ＥＲＡＭすなわち強誘電体メモリーセルである。 上の説明において、本発明に従うプロセスの一例が開示され、この場合、噴霧 は、全体として、基板面に本質的に平行な方向に蒸着チャンバーに流入してこれ を通り（図６の実施態様）、本発明に従うプロセスの別の例においては、噴霧が 基板面に本質的に垂直な方向に蒸着チャンバーに流入してこれを通る（図４の実 施態様）。噴霧の全体的な流れとは異なる方向への個々の噴霧粒子の移動がある ことは明らかである。というのは、もしそうでなければ、図６の実施態様の場合 は全く蒸着が行われず、図４の実施態様の場合は、最初のウェファーの上にだけ しか蒸着が行われないからである。本発明においては、蒸着チャンバー内へ噴霧 を導入する方向は、図６の方向と図４の方向の間のあらゆる方向であり得ると考 えられる。すなわち、噴霧は、全体として、基板面に対して特定の角度を含むあ らゆる方向において、蒸着チャンバーに導入されてこれを通り得る。 示された両実施態様において、加速チャンバーは蒸着チャンバーとは分離した チャンバーである。しかし、本発明においては、加速電極は噴霧導入部品６０８ および排気部品６１０と同じチャンバーを共有し得る、と考えられる。実際のと ころ、一方の電極３２としてのバリヤープレート６０６と他方の電極３４として の基板６０５を用いて、蒸着が首尾よく行われた。しかし、これまでのところ、 最良の粒子エネルギー制御は、加速チャンバーと蒸着チャンバーが異なる実施態 様において見いだされている。 本発明の装置と方法のさらなる詳細は先行技術（例えば米国特許Ｎｏ.５,４５ ６,９４５号）に記載されている通りであり、従ってここでは詳細には説明しな い。 本発明の好ましい実施態様であると現在考えられるものを説明したが、本発明 は、その精神または本質的な特徴から離れることなく他の特定の形態で具体化す ることができることが理解されよう。エネルギーの制御された付加を用いること の利点および管状チャンバー内での噴霧の流れの方向に沿う端部に積層した複数 のウェファーを使用して歩留まりを増大させることが示されたが、これらの原理 の多くの修正と変形を考案することができる。従って、現在の実施態様は例示的 なものであって限定的なものではないと考えられる。本発明の範囲は添付した請 求の範囲によって示されている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成９年１２月１９日（１９９７．１２．１９） 【補正内容】 ［明細書原文第１〜５頁の翻訳文第１〜５頁、請求の範囲、および図４を以下の ものに差し替える。］ 明細書 薄膜の噴霧液体源蒸着を高い歩留まりを伴って行うための方法と装置 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、集積回路で用いるための薄膜を液体の噴霧を形成することによって 蒸着する方法に関し、さらに詳しくは、噴霧中の液体を分解させずに蒸着プロセ スの歩留まりを高める製作プロセスに関する。 ２．課題の説明 １９９５年１０月１０日に発行された米国特許Ｎｏ.５,４５６,９４５号は、 集積回路電子デバイスに必要な高品質の複合材料からなる薄膜を提供することが 証明されている噴霧蒸着方法を記載している。この方法が高品質の膜を提供する 理由の一つは、それが低エネルギープロセスであり、従って、このプロセスで用 いられる複合有機溶媒と化合物がプロセス中で炭素化されないか、あるいは破壊 されないためである。しかし、過度の形態においては、膜を形成する噴霧蒸着プ ロセスは、最良の別の集積回路製作プロセスである化学蒸着と同じ程度の工程有 効範囲を与えない。化学蒸着プロセスにおいて用いられるエネルギー付加という 通常の方法（例えば、歩留まりを著しく増大させるに十分な程度に基板を加熱す ること）を用いることによって、工程有効範囲を改善する試みがなされた。これ らの試みは、集積回路電子デバイスの製作には適さないような炭素化され破壊さ れた、そしておおむね低品質の膜が得られるという結果をもたらした。化合物を ますます複合化させようとすればするほど、問題はますます重大になった。集積 回路材料はますます複合化する傾向にあり、そして液体源蒸着プロセスは非常に 高品質の薄膜を形成するのに最も信頼できる方法であることが明らかになってい るので、低エネルギーの噴霧蒸着プロセスの高品質を保持し、それと同時にＣＶ Ｄ プロセスで得られる優れた工程有効範囲を達成することが可能な液体源蒸着プロ セスが提供されることが強く望まれている。 発明の要約 本発明は、噴霧蒸着プロセスにおいて、炭素化を起こさずに、あるいは噴霧化 合物および溶媒における複合結合を破壊することなく、噴霧粒子にエネルギーを 付加する装置と方法を提供することによって上記の課題を解決するものである。 噴霧を膨張チャンバーに通し、基板に平行な面に複数の穴を有する仕切りに通し 、次いで蒸着チャンバーに流入させることによって、均一な蒸着と良好な工程有 効範囲が得られる。 本発明は、化学結合を破壊せずに高品質の薄膜をもたらすような制御された方 法で粒子のエネルギーを増大させるための静電加速器を提供する。 噴霧粒子に制限された量のエネルギーを付加するために、制御された加熱を用 いてもよい。一実施態様において、制御された加熱は低エネルギーの赤外線ラン プを用いて行われる。別の実施態様において、低エネルギーの抵抗加熱が加速器 とともに用いられる。 好ましい実施態様において、本発明は、管状の蒸着チャンバー内で噴霧の流れ の通路の前進位置の端部に複数のウェファーを積層し、そして管の前進位置で制 御された様式で粒子にエネルギーを付加し、それによって管のさらに前進位置に あるウェファーの蒸着速度が管状の蒸着チャンバーの入り口の近傍にあるウェフ ァーの蒸着速度と同じにすることによって、上記の課題を解決する。好ましくは 、噴霧粒子が管を移動するときに粒子をさらに加速するために、抵抗加熱または 赤外線加熱によって、あるいは追加の電極によって、追加のエネルギーが付加さ れる。 本発明は集積回路を製作する方法を提供し、この方法は下記の工程：溶媒中に 一種または二種以上の金属化合物を含む液体先駆物質を用意し；密閉された蒸着 チャンバー内に基板を置き；液体先駆物質の噴霧を生成し；噴霧を膨張チャンバ ーに通し、次いで基板に平行で膨張チャンバーと蒸着チャンバーの間にある仕切 りに設けた複数の流入穴に通し、次いで蒸着チャンバーに流入させ；炭素化を起 こさずに、あるいは金属化合物および溶媒における結合を破壊することなく、噴 霧粒子にエネルギーを付加し；噴霧を蒸着チャンバーを通して流して、それによ って基板上に先駆物質の液体の層を形成し；基板上に蒸着した液体の層を処理し て、それによって基板上に前記一種または二種以上の金属を含む固体物質の膜を 形成し；そして集積回路の部品において少なくとも固体物質の膜の部分を有する 集積回路の製作を完了する；以上の工程を含む。好ましくは、金属化合物は、金 属アルコキシドと金属カルボキシレートからなる群から選択される。好ましくは 、溶媒は、メチルエチルケトン、イソプロパノール、メタノール、テトラヒドロ フラン、キシレン、ｎ-ブチルアセテート、オクタン、および２-メトキシエタノ ールからなる群から選択される液体を含む。好ましくは、噴霧の粒子にエネルギ ーを付加する前記工程はさらに、噴霧の粒子を、前記一種または二種以上の金属 化合物と溶媒が分解する温度よりも低い温度に加熱することを含む。好ましくは 、加熱する工程は、噴霧の粒子に赤外線を適用することを含む。好ましくは、エ ネルギーを付加する前記工程はさらに、基板を、噴霧の粒子の極性とは反対の極 性に維持する工程を含む。 さらなる態様によれば、本発明は集積回路を製作するための装置を提供し、こ の装置は下記の要素：基板を収容するための蒸着チャンバー；基板を支持するた めに蒸着チャンバー内に配置された基板支持体であって、この支持体は基板面の 高さを画定している；液体先駆物質の噴霧を形成するための噴霧発生器；噴霧発 生器と流体が通じる膨張チャンバー；膨張チャンバーと蒸着チャンバーの間の仕 切りであって、この仕切りは基板面に実質的に平行な流入面を画定する複数の流 入穴を有していて、それによって基板上に噴霧の実質的に均一な蒸着を与える； および、蒸着チャンバーからガスと噴霧粒子を取り出すための排気部品；以上の 要素を含む。好ましくは、この装置は加速チャンバーを含む。加速チャンバーは 、一対の電極と、これら電極に接続されていて噴霧の粒子を荷電し次いで粒子を 電極間の電界中で加速するための電圧源とを含む。好ましくは、加速チャンバー はさらに、噴霧が加速チャンバー内にある間に噴霧を加熱するためのヒーターを 含み、このヒーターは赤外線ランプからなる。好ましくは、本発明の装置はさら に、加速チャンバーと蒸着チャンバーを接続する噴霧の導管と、この導管を荷電 された噴霧の粒子の極性とは反対の極性に維持するための導管電圧源とを含む。 さらに別の態様において、本発明は集積回路を製作するための装置を提供し、 この装置は下記の要素：複数の基板を収容するための蒸着チャンバー；集積回路 の一部分を形成する一種または二種以上の金属元素を含む液体の先駆物質の噴霧 を形成するための噴霧発生器；噴霧発生器と蒸着チャンバーの一端に接続してい る噴霧の導入管；噴霧の導入管に接続している端部の反対側にある蒸着チャンバ ーの端部からガスと噴霧粒子を取り出し、それによって噴霧を所定の方向へ蒸着 チャンバーを通して流すための排気部品；および、噴霧の流れの前記所定の方向 に対して実質的に垂直な位置に前記複数の基板を支持するために蒸着チャンバー 内に配置された基板支持体であって、それによって、噴霧がチャンバーを通して 前記方向に流れるときに噴霧が複数の基板上に蒸着する；以上の要素を含む。好 ましくは、この装置はさらに、噴霧の粒子を加速するための加速チャンバーを有 し、この加速チャンバーは噴霧発生器と蒸着チャンバーの間に配置されている。 好ましくは、加速チャンバーは、一対の電極と、これら電極に接続されていて噴 霧の粒子を荷電し次いで粒子を電極間の電界中で加速するための電圧源とを含む 。好ましくは、噴霧の導管は噴霧発生器と加速チャンバーを接続する第一の部分 と加速チャンバーと蒸着チャンバーを接続する第二の部分とを有し、そして本発 明の装置はさらに、導管の第二の部分を荷電された噴霧粒子の極性と同じ極性に 維持するための導管電圧源を有している。好ましくは、装置は、噴霧が加速チャ ンバー内にある間に噴霧を加熱するためのヒーター（好ましくは赤外線ランプ） を有している。好ましくは、装置はさらに、噴霧が蒸着チャンバーを通過する間 に噴霧にエネルギーを付加するためのエネルギー源を有していて、このエネルギ ー源は、チャンバーを通る流れの所定の方向に沿って異なる位置で異なる量のエ ネルギーを付加するための応差エネルギー源からなり、特定の位置で付加される エネルギーは実質的に、複数の基板上に噴霧の均一な蒸着を与えるのに必要な量 のエネルギーである。応差エネルギー源は、電界発生器か、または加熱器、例え ば一つまたは二つ以上の赤外線ランプであってよい。 本発明の装置と方法において、噴霧に付加されるエネルギーは、付加されるエ ネルギーの総量として、付加されるエネルギーの範囲として、およびエネルギー が付加される装置中の位置として、制御される。これは、噴霧の一部分の炭素化 および破壊を起こす可能性のある高温点または噴霧温度のランダムな「打ち込み （spiking）」を生じさせることなく、工程有効範囲を最大にすることを可能に する。その結果、工程有効範囲が改善されて、低い有効範囲による損失が、膜の 品質の低下をほとんどまたは全く伴わずに、低減するので、歩留まりが増大する 。本発明のその他の多数の態様、目的、および利点は、添付図面と併せて以下の 説明を読むことによって明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に従う噴霧蒸着装置の好ましい実施態様のブロック図であり、 図２は、本発明に従う膨張、加熱、および静電荷電チャンバーの概略図であり 、 図３は、図２のチャンバーの射出／排気口の平面図であり、 図４は、本発明に従う管状蒸着チャンバーの好ましい態様の一部を切除した図 であり、 図５は、本発明の装置と方法によって製造され得る集積回路の例の断面図であ り、 図６は、本発明の一実施態様に従う装置の蒸着チャンバーの側断面図であり、 図７は、図６の部分拡大図であり、バリヤープレート支持体の詳細を示す。 好ましい実施態様の詳細な説明 噴霧蒸着プロセスにおいては、ストロンチウム・ビスマス・タンタレートのよ うな材料のための液体の先駆物質が用意され、この液体から噴霧が発生し、噴霧 は蒸着チャンバーを通して流れて、ここで噴霧は基板上に蒸着し、それによって 基板上に噴霧の薄膜が形成される。次いで、膜と基板は、ＵＶ硬化（ＵＶ curin g）、真空中での蒸発、および／またはベーキング（baking）によって処理され て、および次いで焼鈍されて、ストロンチウム・ビスマス・タンタレートのよう な所望の材料の固体の薄膜が形成される。基本的な噴霧蒸着装置と方法は、１９ ９５年１０月１０日に発行された米国特許Ｎｏ.５,４５６,９４５号、お11他の 多数の刊行物に詳細に記載されているので、ここでは詳細には説明しない。当分 野では通常のことであるが、この開示において、「基板（substrate）」という 言葉は、一般的な意味では、その上に薄膜が蒸着され得る材料からなる単一また は複数の層を含むものとして用いられ、また特定の意味では、その上に他の層が 請求の範囲 １． 集積回路（５００）を製造する方法であって、この方法は、下記の工程： 溶媒中の金属化合物を含む液体先駆物質を用意し；密閉された蒸着チャンバー（ ４０８）の内部に基板（４２６）を置き；溶媒中の金属化合物を含む前記液体先 駆物質の噴霧を生成し；炭素化を起こさずに、あるいは前記金属化合物および溶 媒における結合を破壊することなく、前記噴霧の粒子にエネルギーを付加し；前 記蒸着チャンバー内で前記基板上に前記噴霧を蒸着させて、それによって前記基 板上に液体の層を形成し；前記基板上に蒸着した液体の層を処理して、それによ って前記基板上に前記金属を含む固体物質の膜（５２２）を形成し；そして前記 集積回路の部品（５０６）において少なくとも前記固体物質の膜の部分を有する 前記集積回路の製作を完了する；以上の工程を含み、 噴霧を生成する前記工程の後であって噴霧を蒸着させる前記工程の前に、前記 噴霧を膨張チャンバー（４０６）に通し、次いで前記基板に平行で前記膨張チャ ンバーと前記蒸着チャンバーの間にある仕切り（４１０）に設けた複数の流入穴 （４１２）に通し、次いで前記蒸着チャンバーに流入させる；以上の工程を含む ことを特徴とする方法。 ２． 前記製造方法は、前記噴霧中の粒子を荷電する工程を含み、エネルギーを 付加する前記工程は、前記荷電した噴霧の粒子を電界中で加速することを含むこ とをさらに特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３． 前記製造方法は、前記噴霧中の粒子を荷電する工程を含み、エネルギーを 付加する前記工程は、前記基板（６０５）を前記荷電した噴霧の粒子の極性とは 反対の極性に保持する工程を含むことをさらに特徴とする、請求項１に記載の方 法。 ４． 前記噴霧粒子にエネルギーを付加する前記工程は、前記噴霧粒子を前記一 種または二種以上の金属化合物と溶媒が分解する温度よりも低い温度に加熱する ことを含む、請求項１に記載の方法。 ５． 前記加熱工程は前記噴霧粒子に赤外線を照射することを含む、請求項４に 記載の方法。 ６． 集積回路を製造するための装置であって、下記の要素：液体の先駆物質の 噴霧を形成するための噴霧発生器（１２）；蒸着チャンバー（４０８）；前記蒸 着チャンバー内で基板（４２６）を支持するための基板支持体（４２０）であっ て、この基板支持体（４２０）は基板面を画定している；および、前記蒸着チャ ンバーから排気を取り出すための排気口（２６）；以上の要素を含み、 前記噴霧発生器と流体が通じる膨張チャンバー（４０６）；および、前記膨張 チャンバーと前記蒸着チャンバーの間の仕切り（４１０）であって、この仕切り は前記基板面に実質的に平行な流入面を画定する複数の流入穴（４１２）を有し ていて、それによって前記基板上に前記噴霧の実質的に均一な蒸着を与える；以 上の要素を有することを特徴とする装置。 ７． 前記先駆物質は溶媒中の金属化合物を含み、さらに、炭素化を起こさずに 、あるいは前記金属化合物および溶媒における結合を破壊することなく、前記噴 霧の粒子にエネルギーを付加するための手段（１４）を含むことを特徴とする、 請求項６に記載の装置。 ８． エネルギーを付加するための前記手段は、電気的な加速器（４４４、４４ ７、４３２）と加熱要素（４３０）からなる群から選択される装置を含む、請求 項７に記載の装置。 ９． 前記噴霧発生器と前記膨張チャンバーの間に噴霧の導管（２４）をさらに 有し、前記流入面に垂直で前記噴霧の導管から前記仕切りへ延びる軸の近傍の前 記仕切りの領域（４１４）には前記流入穴が存在せず、それによって噴霧が前記 導管から前記蒸着チャンバー内へ直接流れることが防止される、請求項６に記載 の装置。 １０．前記金属化合物は金属アルコキシドと金属カルボキシレートからなる群か ら選択される、請求項１に記載の方法または請求項７に記載の装置。 １１．前記溶媒は、メチルエチルケトン、イソプロパノール、メタノール、テト ラヒドロフラン、キシレン、ｎ-ブチルアセテート、オクタン、および２-メトキ シエタノールからなる群から選択される液体を含む、請求項１に記載の方法また は請求項７に記載の装置。 【図４】【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年５月２１日（１９９８．５．２１） 【補正内容】 ［請求の範囲を以下のものに差し替える。］ 請求の範囲 １． 集積回路（５００）を製造する方法であって、この方法は、下記の工程： 溶媒中の金属化合物を含む液体先駆物質を用意し；密閉された蒸着チャンバー（ ４０８）の内部に基板（４２６）を置き；溶媒中の金属化合物を含む前記液体先 駆物質の噴霧を生成し；炭素化を起こさずに、あるいは前記金属化合物および溶 媒における結合を破壊することなく、前記噴霧の粒子にエネルギーを付加し；前 記蒸着チャンバー内で前記基板上に前記噴霧を蒸着させて、それによって前記基 板上に液体の層を形成し；前記基板上に蒸着した液体の層を処理して、それによ って前記基板上に前記金属を含む固体物質の膜（５２２）を形成し；そして前記 集積回路の部品（５０６）において少なくとも前記固体物質の膜の部分を有する 前記集積回路の製作を完了する；以上の工程を含み、 噴霧を生成する前記工程の後であって噴霧を蒸着させる前記工程の前に、前記 噴霧を膨張チャンバー（４０６）に通し、この場合前記膨張チャンバーは噴霧の 粒子が膨張チャンバーの全体に実質的に均一に分布することができる程十分に大 きく、次いで前記基板に平行で前記膨張チャンバーと前記蒸着チャンバーの間に ある仕切り（４１０）に設けた複数の流入穴（４１２）に通し、次いで前記蒸着 チャンバーに流入させる；以上の工程を含むことを特徴とする方法。 ２． 前記製造方法は、前記噴霧中の粒子を荷電する工程を含み、エネルギーを 付加する前記工程は、前記荷電した噴霧の粒子を電界中で加速することを含むこ とをさらに特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３． 前記製造方法は、前記噴霧中の粒子を荷電する工程を含み、エネルギーを 付加する前記工程は、前記基板（６０５）を前記荷電した噴霧の粒子の極性とは 反対の極性に保持する工程を含むことをさらに特徴とする、請求項１に記載の方 法。 ４． 前記噴霧粒子にエネルギーを付加する前記工程は、前記噴霧粒子を前記一 種または二種以上の金属化合物と溶媒が分解する温度よりも低い温度に加熱する ことを含む、請求項１に記載の方法。 ５． 前記加熱工程は前記噴霧粒子に赤外線を照射することを含む、請求項４に 記載の方法。 ６． 集積回路を製造するための装置であって、下記の要素：液体の先駆物質の 噴霧を形成するための噴霧発生器（１２）；蒸着チャンバー（４０８）；前記蒸 着チャンバー内で基板（４２６）を支持するための基板支持体（４２０）であっ て、この基板支持体（４２０）は基板面を画定している；および、前記蒸着チャ ンバーから排気を取り出すための排気口（２６）；以上の要素を含み、 前記噴霧発生器と流体が通じる膨張チャンバー（４０６）；および、前記膨張 チャンバーと前記蒸着チャンバーの間の仕切り（４１０）であって、この仕切り は前記基板面に実質的に平行な流入面を画定する複数の流入穴（４１２）を有し ていて、それによって前記基板上に前記噴霧の実質的に均一な蒸着を与える；以 上の要素を有することを特徴とする装置。 ７． 前記先駆物質は溶媒中の金属化合物を含み、さらに、炭素化を起こさずに 、あるいは前記金属化合物および溶媒における結合を破壊することなく、前記噴 霧の粒子にエネルギーを付加するための手段（１４）を含むことを特徴とする、 請求項６に記載の装置。 ８． エネルギーを付加するための前記手段は、電気的な加速器（４４４、４４ ７、４３２）と加熱要素（４３０）からなる群から選択される装置を含む、請求 項７に記載の装置。 ９． 前記噴霧発生器と前記膨張チャンバーの間に噴霧の導管（２４）をさらに 有し、前記流入面に垂直で前記噴霧の導管から前記仕切りへ延びる軸の近傍の前 記仕切りの領域（４１４）には前記流入穴が存在せず、それによって噴霧が前記 導管から前記蒸着チャンバー内へ直接流れることが防止される、請求項６に記載 の装置。 １０．前記金属化合物は金属アルコキシドと金属カルボキシレートからなる群か ら選択される、請求項１に記載の方法または請求項７に記載の装置。 １１．前記溶媒は、メチルエチルケトン、イソプロパノール、メタノール、テト ラヒドロフラン、キシレン、ｎ-ブチルアセテート、オクタン、および２-メトキ シエタノールからなる群から選択される液体を含む、請求項１に記載の方法また は請求項７に記載の装置。 【手続補正書】 【提出日】平成１０年１１月２４日（１９９８．１１．２４） 【補正内容】 （１）請求の範囲を別紙の通りに訂正する。 （２）図面の図１〜図７（全図面）を別紙のものに差し替える（図２と図３にお いて符号７２を削除し、図４において符号４１５を付加し、図６において符号６ ０７を削除する）。 請求の範囲 １． 集積回路（５００）を製造する方法であって、この方法は、下記の工程： 溶媒中の金属化合物を含む液体先駆物質を用意し；密閉された蒸着チャンバー（ ４０８）の内部に基板（４２６）を置き；溶媒中の金属化合物を含む前記液体先 駆物質の噴霧を生成し；炭素化を起こさずに、あるいは前記金属化合物および溶 媒における結合を破壊することなく、前記噴霧の粒子にエネルギーを付加し；前 記蒸着チャンバー内で前記基板上に前記噴霧を蒸着させて、それによって前記基 板上に液体の層を形成し；前記基板上に蒸着した液体の層を処理して、それによ って前記基板上に前記金属を含む固体物質の膜（５２２）を形成し：そして前記 集積回路の部品（５０６）において少なくとも前記固体物質の膜の部分を有する 前記集積回路の製作を完了する；以上の工程を含み、 噴霧を生成する前記工程の後であって噴霧を蒸着させる前記工程の前に、前記 噴霧を膨張チャンバー（４０６）に通し、この場合前記膨張チャンバーは噴霧の 粒子が膨張チャンバーの全体に実質的に均一に分布することができる程十分に大 きく、次いで前記基板に平行で前記膨張チャンバーと前記蒸着チャンバーの間に ある仕切り（４１０）に設けた複数の流入穴（４１２）に通し、次いで前記蒸着 チャンバーに流入させる；以上の工程を含むことを特徴とする方法。 ２． 前記製造方法は、前記噴霧中の粒子を荷電する工程を含み、エネルギーを 付加する前記工程は、前記荷電した噴霧の粒子を電界中で加速することを含むこ とをさらに特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３． 前記加熱工程は前記噴霧粒子に赤外線を照射することを含む、請求項１に 記載の方法。 ４． 集積回路を製造するための装置であって、下記の要素：液体の先駆物質の 噴霧を形成するための噴霧発生器（１２）；蒸着チャンバー（４０８）；前記蒸 着チャンバー内で基板（４２６）を支持するための基板支持体（４２０）であっ て、この基板支持体（４２０）は基板面を画定している；および、前記蒸着チャ ンバーから排気を取り出すための排気口（２６）；以上の要素を含み、 前記噴霧発生器と流体が通じる膨張チャンバー（４０６）；および、前記膨張 チャンバーと前記蒸着チャンバーの間の仕切り（４１０）であって、この仕切り は前記基板面に実質的に平行な流入面を画定する複数の流入穴（４１２）を有し ていて、それによって前記基板上に前記噴霧の実質的に均一な蒸着を与える；以 上の要素を有することを特徴とする装置。 ５． 炭素化を起こさずに、あるいは前記噴霧における結合を破壊することなく 、前記噴霧にエネルギーを付加するための手段（１４）をさらに含むことを特徴 とする、請求項４に記載の装置。 【図１】 【図２】【図３】 【図５】【図４】【図６】【図７】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 集積回路（５００）を製造する方法であって、この方法は、溶媒中の金属 化合物を含む液体先駆物質を用意する工程と；密閉された蒸着チャンバー（１６ ）の内部に基板（６０５）を置く工程と；溶媒中の金属化合物を含む前記液体先 駆物質の噴霧を生成する工程とを含み、 炭素化を起こさずに、あるいは前記金属化合物および溶媒における結合を破壊 することなく、前記噴霧の粒子にエネルギーを付加し；前記蒸着チャンバー内で 前記基板上に前記噴霧を蒸着させて、それによって前記基板上に液体の層を形成 し；前記基板上に蒸着した液体の層を処理して、それによって前記基板上に前記 金属を含む固体物質の膜（５２２）を形成し；そして前記集積回路の部品（５０ ６）において少なくとも前記固体物質の膜の部分を有する前記集積回路の製作を 完了する；以上の工程を含むことを特徴とする方法。 ２． 前記製造方法は、前記噴霧中の粒子を荷電する工程を含み、エネルギーを 付加する前記工程は、前記荷電した噴霧の粒子を電界中で加速することを含むこ とをさらに特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３． 前記製造方法は、前記噴霧中の粒子を荷電する工程を含み、エネルギーを 付加する前記工程は、前記基板（６０５）を前記荷電した噴霧の粒子の極性とは 反対の極性に保持する工程を含むことをさらに特徴とする、請求項１に記載の方 法。 ４． 前記金属化合物は金属アルコキシドと金属カルボキシレートからなる群か ら選択される、請求項１に記載の方法。 ５． 前記溶媒は、メチルエチルケトン、イソプロパノール、メタノール、テト ラヒドロフラン、キシレン、ｎ-ブチルアセテート、オクタン、および２-メトキ シエタノールからなる群から選択される液体を含む、請求項１に記載の方法。 ６． 前記噴霧粒子にエネルギーを付加する前記工程は、前記噴霧粒子を前記一 種または二種以上の金属化合物と溶媒が分解する温度よりも低い温度に加熱する ことを含む、請求項１に記載の方法。 ７． 前記加熱工程は前記噴霧粒子に赤外線を照射することを含む、請求項６に 記載の方法。