JP2001044186A - 成膜装置 - Google Patents
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4402—Reduction of impurities in the source gas
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/405—Oxides of refractory metals or yttrium
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体原料の供給量を精度良く安定的に制御し
て再現性の高い成膜装置を提供する。 【解決手段】 被処理体Ｗに対して成膜処理を施す成膜
ユニット２４と、成膜に用いる液体原料２８を貯留する
原料貯留槽３０と、前記成膜ユニットと前記原料貯留槽
とを結んで前記液体原料を流すための原料供給通路３８
と、この原料供給通路に介設されてこれに流れる前記液
体原料の流量を制御する液体流量制御ユニット４４と、
この液体流量制御ユニットから排出される前記液体原料
を蒸気化する気化ユニットとを有する成膜装置におい
て、少なくとも前記液体流量制御ユニットと前記原料貯
留槽とを所定の温度に維持するための温度制御手段６２
を設ける。これにより、液体原料の供給量を精度良く安
定的に制御して再現性の高い成膜を行なう。
て再現性の高い成膜装置を提供する。 【解決手段】 被処理体Ｗに対して成膜処理を施す成膜
ユニット２４と、成膜に用いる液体原料２８を貯留する
原料貯留槽３０と、前記成膜ユニットと前記原料貯留槽
とを結んで前記液体原料を流すための原料供給通路３８
と、この原料供給通路に介設されてこれに流れる前記液
体原料の流量を制御する液体流量制御ユニット４４と、
この液体流量制御ユニットから排出される前記液体原料
を蒸気化する気化ユニットとを有する成膜装置におい
て、少なくとも前記液体流量制御ユニットと前記原料貯
留槽とを所定の温度に維持するための温度制御手段６２
を設ける。これにより、液体原料の供給量を精度良く安
定的に制御して再現性の高い成膜を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば酸化タンタ
ル等の絶縁膜に適する金属酸化膜の成膜装置に関する。
ル等の絶縁膜に適する金属酸化膜の成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスを製造するに
は、半導体ウエハに成膜処理やパターンエッチング処理
を繰り返し行なって所望のデバイスを製造するが、中で
も成膜技術は半導体デバイスが高密度化及び高集積化す
るに伴ってその仕様が年々厳しくなっており、例えばデ
バイス中のキャパシタの絶縁膜やゲート絶縁膜のように
非常に薄い酸化膜などに対しても更なる薄膜化が要求さ
れ、膜厚に関して高い精度でのコントロールが要求され
ている。
は、半導体ウエハに成膜処理やパターンエッチング処理
を繰り返し行なって所望のデバイスを製造するが、中で
も成膜技術は半導体デバイスが高密度化及び高集積化す
るに伴ってその仕様が年々厳しくなっており、例えばデ
バイス中のキャパシタの絶縁膜やゲート絶縁膜のように
非常に薄い酸化膜などに対しても更なる薄膜化が要求さ
れ、膜厚に関して高い精度でのコントロールが要求され
ている。
【０００３】これらの絶縁膜としては、シリコン酸化膜
やシリコンナイトライド膜等を用いることができるが、
最近にあっては、より絶縁特性の良好な材料として、金
属酸化膜、例えば酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）等が用いら
れる傾向にある。この金属酸化膜は、薄くても信頼性の
高い絶縁性を発揮するので、多用される傾向にある。こ
の金属酸化膜を形成するには、例えば酸化タンタルを形
成する場合を例にとって説明すると、特開平２−２８３
０２２号公報に開示されているように成膜用の原料とし
て、タンタルの金属アルコキシド、例えばＴａ（ＯＣ2
Ｈ5）5（ペントエトキシタンタル）を用い、これを窒素
ガス等でバブリングしながら供給して半導体ウエハを例
えば４００℃程度のプロセス温度に維持し、真空雰囲気
下でＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）により酸化タンタル膜（Ｔａ2Ｏ5）を積
層させるようにしたり、或いは本出願人が先に特開平１
０−７９３７８号公報で開示したように不活性ガスで液
体原料を流量制御しつつ圧送してこれを気化させ、ガス
状態で成膜ユニット内へ供給して成膜することも行なわ
れている。
やシリコンナイトライド膜等を用いることができるが、
最近にあっては、より絶縁特性の良好な材料として、金
属酸化膜、例えば酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）等が用いら
れる傾向にある。この金属酸化膜は、薄くても信頼性の
高い絶縁性を発揮するので、多用される傾向にある。こ
の金属酸化膜を形成するには、例えば酸化タンタルを形
成する場合を例にとって説明すると、特開平２−２８３
０２２号公報に開示されているように成膜用の原料とし
て、タンタルの金属アルコキシド、例えばＴａ（ＯＣ2
Ｈ5）5（ペントエトキシタンタル）を用い、これを窒素
ガス等でバブリングしながら供給して半導体ウエハを例
えば４００℃程度のプロセス温度に維持し、真空雰囲気
下でＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）により酸化タンタル膜（Ｔａ2Ｏ5）を積
層させるようにしたり、或いは本出願人が先に特開平１
０−７９３７８号公報で開示したように不活性ガスで液
体原料を流量制御しつつ圧送してこれを気化させ、ガス
状態で成膜ユニット内へ供給して成膜することも行なわ
れている。
【０００４】この時の成膜装置について図３を参照して
説明する。図３は従来の成膜装置の一例を示す概略構成
図である。原料タンク２内に貯留した例えばペントエト
キシタンタル等の液体原料４をＨｅガス等の加圧気体に
より圧送する。この貯留された液体原料は加熱ヒータ６
により流れ易い温度、例えば２０〜５０℃程度に加熱さ
れている。圧送された液体原料４は、液体流量制御ユニ
ット８により流量制御されつつ下流側に供給され、気化
ユニット１０にて不活性ガス、例えばＨｅガスにより気
化される。この気化されて蒸気化した原料ガスは、再液
化防止用の例えばテープヒータ１２が巻回されたガス通
路１４内を流れて、成膜ユニット１６の処理容器１８内
へシャワーヘッド部２０から供給され、所定の温度に加
熱されている半導体ウエハＷの表面に酸化タンタルを成
膜することになる。
説明する。図３は従来の成膜装置の一例を示す概略構成
図である。原料タンク２内に貯留した例えばペントエト
キシタンタル等の液体原料４をＨｅガス等の加圧気体に
より圧送する。この貯留された液体原料は加熱ヒータ６
により流れ易い温度、例えば２０〜５０℃程度に加熱さ
れている。圧送された液体原料４は、液体流量制御ユニ
ット８により流量制御されつつ下流側に供給され、気化
ユニット１０にて不活性ガス、例えばＨｅガスにより気
化される。この気化されて蒸気化した原料ガスは、再液
化防止用の例えばテープヒータ１２が巻回されたガス通
路１４内を流れて、成膜ユニット１６の処理容器１８内
へシャワーヘッド部２０から供給され、所定の温度に加
熱されている半導体ウエハＷの表面に酸化タンタルを成
膜することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな従来の装置例にあっては、液体原料或いは気化され
た状態の原料ガスの供給量を、十分に高い精度で制御す
ることが困難な場合が発生するという問題があった。す
なわち、液体原料をバブリングで供給する場合には、気
化される液体原料の流量を高い精度で制御することが困
難なので、最終的に成膜ユニット１６内へ供給される原
料ガスの流量が僅かに目標値からずれたりして、膜厚の
再現性が劣化する等の問題があった。また、図３を参照
して説明したように、液体流量制御ユニット８を用いた
場合には、バブリングを用いた成膜装置よりも、液体原
料の供給量の制御性はかなり向上するが、それでも室温
等の僅かな温度の変動に起因して液体原料の供給量が微
妙に変動したりする場合があった。本発明は、以上のよ
うな問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案され
たものである。本発明の目的は、液体原料の供給量を精
度良く安定的に制御して再現性の高い成膜装置を提供す
ることにある。
うな従来の装置例にあっては、液体原料或いは気化され
た状態の原料ガスの供給量を、十分に高い精度で制御す
ることが困難な場合が発生するという問題があった。す
なわち、液体原料をバブリングで供給する場合には、気
化される液体原料の流量を高い精度で制御することが困
難なので、最終的に成膜ユニット１６内へ供給される原
料ガスの流量が僅かに目標値からずれたりして、膜厚の
再現性が劣化する等の問題があった。また、図３を参照
して説明したように、液体流量制御ユニット８を用いた
場合には、バブリングを用いた成膜装置よりも、液体原
料の供給量の制御性はかなり向上するが、それでも室温
等の僅かな温度の変動に起因して液体原料の供給量が微
妙に変動したりする場合があった。本発明は、以上のよ
うな問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案され
たものである。本発明の目的は、液体原料の供給量を精
度良く安定的に制御して再現性の高い成膜装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、液体原料の
安定供給について鋭意研究した結果、液体流量制御ユニ
ットの温度を安定化させることにより、この制御性を向
上させることができる、という知見を得ることにより、
本発明に至ったものである。請求項１に規定する発明
は、被処理体に対して成膜処理を施す成膜ユニットと、
成膜に用いる液体原料を貯留する原料貯留槽と、前記成
膜ユニットと前記原料貯留槽とを結んで前記液体原料を
流すための原料供給通路と、この原料供給通路に介設さ
れてこれに流れる前記液体原料の流量を制御する液体流
量制御ユニットと、この液体流量制御ユニットから排出
される前記液体原料を蒸気化する気化ユニットとを有す
る成膜装置において、少なくとも前記液体流量制御ユニ
ットと前記原料貯留槽とを所定の温度に維持するための
温度制御手段を設けるようにしたものである。
安定供給について鋭意研究した結果、液体流量制御ユニ
ットの温度を安定化させることにより、この制御性を向
上させることができる、という知見を得ることにより、
本発明に至ったものである。請求項１に規定する発明
は、被処理体に対して成膜処理を施す成膜ユニットと、
成膜に用いる液体原料を貯留する原料貯留槽と、前記成
膜ユニットと前記原料貯留槽とを結んで前記液体原料を
流すための原料供給通路と、この原料供給通路に介設さ
れてこれに流れる前記液体原料の流量を制御する液体流
量制御ユニットと、この液体流量制御ユニットから排出
される前記液体原料を蒸気化する気化ユニットとを有す
る成膜装置において、少なくとも前記液体流量制御ユニ
ットと前記原料貯留槽とを所定の温度に維持するための
温度制御手段を設けるようにしたものである。
【０００７】これによれば、温度制御手段により液体流
量制御ユニットを、これが安定状態で動作できる所定の
温度に維持するようにしたので、液体原料の供給量を非
常に高い精度で安定的に制御することができ、成膜処理
の再現性を大幅に向上させることが可能となる。この場
合、請求項２に規定するように、前記温度制御手段は、
前記液体流量制御ユニット、前記原料貯留槽及び前記前
記液体流量制御ユニットと前記原料貯留槽との間の原料
供給通路を共通に収容する温調ボックスと、この温調ボ
ックス内に所定の温度に維持された温調用ガスを導入す
る温調用ガス導入ユニットとにより構成するようにして
もよい。これによれば、原料貯留槽（液体原料も含む）
や液体流量制御ユニット等が温調ボックス内にて同じ温
度に維持されるので、液体原料が原料貯留槽から例えば
圧送されて液体流量制御ユニットにて流量制御されるま
での間は温度変化がなく、従って、液体流量制御ユニッ
トが一層安定動作して、液体原料の供給量を更に高い精
度で安定的に制御することが可能となる。
量制御ユニットを、これが安定状態で動作できる所定の
温度に維持するようにしたので、液体原料の供給量を非
常に高い精度で安定的に制御することができ、成膜処理
の再現性を大幅に向上させることが可能となる。この場
合、請求項２に規定するように、前記温度制御手段は、
前記液体流量制御ユニット、前記原料貯留槽及び前記前
記液体流量制御ユニットと前記原料貯留槽との間の原料
供給通路を共通に収容する温調ボックスと、この温調ボ
ックス内に所定の温度に維持された温調用ガスを導入す
る温調用ガス導入ユニットとにより構成するようにして
もよい。これによれば、原料貯留槽（液体原料も含む）
や液体流量制御ユニット等が温調ボックス内にて同じ温
度に維持されるので、液体原料が原料貯留槽から例えば
圧送されて液体流量制御ユニットにて流量制御されるま
での間は温度変化がなく、従って、液体流量制御ユニッ
トが一層安定動作して、液体原料の供給量を更に高い精
度で安定的に制御することが可能となる。
【０００８】また、請求項３に規定するように、前記気
化ユニット及びこの気化ユニットよりも下流側の原料供
給通路を、前記原料液体の液化温度以上の温度に維持す
る下流側加熱手段を設けるようにしてもよい。これによ
れば、気化された原料ガスの再液化を防止することが可
能となる。また、請求項４に規定するように、例えば前
記原料液体は、金属アルコキシドである。更に、請求項
５に規定するように、例えば前記温度制御手段の所定の
温度は、３０℃±５℃の範囲内の温度である。
化ユニット及びこの気化ユニットよりも下流側の原料供
給通路を、前記原料液体の液化温度以上の温度に維持す
る下流側加熱手段を設けるようにしてもよい。これによ
れば、気化された原料ガスの再液化を防止することが可
能となる。また、請求項４に規定するように、例えば前
記原料液体は、金属アルコキシドである。更に、請求項
５に規定するように、例えば前記温度制御手段の所定の
温度は、３０℃±５℃の範囲内の温度である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る成膜装置の
一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明
に係る成膜装置を示す概略全体構成図である。ここで
は、金属酸化膜として酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）をＣＶ
Ｄにより成膜する場合について説明する。この成膜装置
２２は、被処理体である半導体ウエハＷに成膜処理を施
す成膜ユニット２４と、これに原料ガスとして液体原料
を気化させてこれを気化状態で供給する原料供給系２６
とにより主に構成される。
一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明
に係る成膜装置を示す概略全体構成図である。ここで
は、金属酸化膜として酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）をＣＶ
Ｄにより成膜する場合について説明する。この成膜装置
２２は、被処理体である半導体ウエハＷに成膜処理を施
す成膜ユニット２４と、これに原料ガスとして液体原料
を気化させてこれを気化状態で供給する原料供給系２６
とにより主に構成される。
【００１０】この原料供給系２６は、成膜原料として液
体原料２８、例えば金属アルコキシドの一種であるペン
トエトキシタンタル（Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5）を貯留する
密閉状態の原料貯留槽３０を有している。この原料貯留
槽３０の気相部には、加圧管３２の先端が上部より導入
されており、この加圧管３２には開閉弁３４やマスフロ
ーコントローラのような流量制御器３６が介設されて、
加圧気体として例えばＨｅガスを原料貯留槽３０内の気
相部へ導入し得るようになっている。
体原料２８、例えば金属アルコキシドの一種であるペン
トエトキシタンタル（Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5）を貯留する
密閉状態の原料貯留槽３０を有している。この原料貯留
槽３０の気相部には、加圧管３２の先端が上部より導入
されており、この加圧管３２には開閉弁３４やマスフロ
ーコントローラのような流量制御器３６が介設されて、
加圧気体として例えばＨｅガスを原料貯留槽３０内の気
相部へ導入し得るようになっている。
【００１１】また、この原料貯留槽３０と上記成膜ユニ
ット２４の天井部を連絡するようにして例えばステンレ
ス管よりなる原料供給通路３８が設けられており、この
通路３８の原料導入口４０は原料貯留槽３０内の液体原
料２８中に浸漬させて底部近傍に位置されており、液体
原料２８を通路３８内に加圧搬送し得るようになってい
る。この原料供給通路３８は、上記成膜ユニット２４に
向けてその途中に第１開閉弁４２、液体原料２８の流量
を制御する液体流量制御ユニット４４、第２開閉弁４６
及び液体原料を蒸気化する気化ユニット４８を介設し
て、気化状態になされた原料ガスを成膜ユニット２４へ
導入するようになっている。
ット２４の天井部を連絡するようにして例えばステンレ
ス管よりなる原料供給通路３８が設けられており、この
通路３８の原料導入口４０は原料貯留槽３０内の液体原
料２８中に浸漬させて底部近傍に位置されており、液体
原料２８を通路３８内に加圧搬送し得るようになってい
る。この原料供給通路３８は、上記成膜ユニット２４に
向けてその途中に第１開閉弁４２、液体原料２８の流量
を制御する液体流量制御ユニット４４、第２開閉弁４６
及び液体原料を蒸気化する気化ユニット４８を介設し
て、気化状態になされた原料ガスを成膜ユニット２４へ
導入するようになっている。
【００１２】原料貯留槽３０から気化ユニット４８まで
の原料供給通路３８は、液流量が、通常、例えば５ｍｇ
／ｍｉｎ程度と非常に少ないために内径が１〜２ｍｍ程
度の配管を用い、これに対して気化ユニット４８より下
流側の通路３８は、ガス状態の原料を流すので内径が大
きな、例えば１０〜２０ｍｍ程度になされた配管を用い
る。そして、上記第２開閉弁４６と上記気化ユニット４
８との間の上記原料供給通路３８には、途中に開閉弁５
０を介設した配管５２が接続されており、成膜レートを
向上させるための流量制御されたアルコール、例えばエ
タノールを圧送途中の液体原料中に混入させるようにな
っている。
の原料供給通路３８は、液流量が、通常、例えば５ｍｇ
／ｍｉｎ程度と非常に少ないために内径が１〜２ｍｍ程
度の配管を用い、これに対して気化ユニット４８より下
流側の通路３８は、ガス状態の原料を流すので内径が大
きな、例えば１０〜２０ｍｍ程度になされた配管を用い
る。そして、上記第２開閉弁４６と上記気化ユニット４
８との間の上記原料供給通路３８には、途中に開閉弁５
０を介設した配管５２が接続されており、成膜レートを
向上させるための流量制御されたアルコール、例えばエ
タノールを圧送途中の液体原料中に混入させるようにな
っている。
【００１３】また、上記気化ユニット４８には、気化用
ガスの配管５４が接続されており、気化用ガスとして例
えばＨｅガスを配管５４に介設した流量制御器５６によ
り流量制御しつつ供給するようになっている。そして、
この気化ユニット４８自体及びこれと流量制御器５６と
の間の配管５４には、テープヒータ等の保温用ヒータ５
８が巻回されており、気化用ガス及び気化ユニット４８
を所定の温度に加熱維持して、液体原料２８の気化を促
進するようになっている。また、この気化ユニット４８
よりも下流側の原料供給通路３８には、下流側加熱手段
として例えばテープヒータよりなる温調用ヒータ６０が
巻回されており、原料ガスの液化温度よりも高くて分解
温度よりも低い温度、例えば１５０℃〜１８０℃の範囲
内で保温するようになっている。
ガスの配管５４が接続されており、気化用ガスとして例
えばＨｅガスを配管５４に介設した流量制御器５６によ
り流量制御しつつ供給するようになっている。そして、
この気化ユニット４８自体及びこれと流量制御器５６と
の間の配管５４には、テープヒータ等の保温用ヒータ５
８が巻回されており、気化用ガス及び気化ユニット４８
を所定の温度に加熱維持して、液体原料２８の気化を促
進するようになっている。また、この気化ユニット４８
よりも下流側の原料供給通路３８には、下流側加熱手段
として例えばテープヒータよりなる温調用ヒータ６０が
巻回されており、原料ガスの液化温度よりも高くて分解
温度よりも低い温度、例えば１５０℃〜１８０℃の範囲
内で保温するようになっている。
【００１４】そして、少なくとも上記液体流量制御ユニ
ット４４を所定の温度に維持するために、本発明の特徴
とする温度制御手段６２が設けられている。具体的に
は、この温度制御手段６２は、例えばステンレス製板金
等により箱状に形成された温調ボックス６４を有してい
る。この温調ボックス６４内に、上記液体流量制御ユニ
ット４４のみならず、上記原料貯留槽３０及びこの原料
貯留槽３０と液体流量制御ユニット４４との間の原料供
給通路３８も全て共通に収容するようになっている。こ
の温調ボックス６４に対する加圧管３２や原料供給通路
３８の貫通部にはそれぞれシール部材６６を介在させて
温調ボックス６４内の気密性を維持している。そして、
この温調ボックス６４の下部側壁には、気体導入口６８
を形成しており、これに温調用ガス導入ユニット７０を
接続して所定の温度になされた温調用ガスを導入し得る
ようになっている。
ット４４を所定の温度に維持するために、本発明の特徴
とする温度制御手段６２が設けられている。具体的に
は、この温度制御手段６２は、例えばステンレス製板金
等により箱状に形成された温調ボックス６４を有してい
る。この温調ボックス６４内に、上記液体流量制御ユニ
ット４４のみならず、上記原料貯留槽３０及びこの原料
貯留槽３０と液体流量制御ユニット４４との間の原料供
給通路３８も全て共通に収容するようになっている。こ
の温調ボックス６４に対する加圧管３２や原料供給通路
３８の貫通部にはそれぞれシール部材６６を介在させて
温調ボックス６４内の気密性を維持している。そして、
この温調ボックス６４の下部側壁には、気体導入口６８
を形成しており、これに温調用ガス導入ユニット７０を
接続して所定の温度になされた温調用ガスを導入し得る
ようになっている。
【００１５】この温調用ガス導入ユニット７０は、例え
ば温調用ガスとして空気を取り込むブロワ７２と内部に
温度制御可能な加熱ヒータ７４を内蔵した加熱室７６と
よりなり、温調用ガスによりこの温調ボックス６４内の
収容物の温度を所定の温度に維持するようになってい
る。この所定の温度は、例えば液体原料として融点が略
２２℃のペントエトキシタンタルを用いた場合には、３
０℃±５℃の温度範囲内に設定するのが好ましい。ま
た、上記温調ボックス６４の天井部には、導入された温
調用ガスを排気する排気口７８が設けられている。
ば温調用ガスとして空気を取り込むブロワ７２と内部に
温度制御可能な加熱ヒータ７４を内蔵した加熱室７６と
よりなり、温調用ガスによりこの温調ボックス６４内の
収容物の温度を所定の温度に維持するようになってい
る。この所定の温度は、例えば液体原料として融点が略
２２℃のペントエトキシタンタルを用いた場合には、３
０℃±５℃の温度範囲内に設定するのが好ましい。ま
た、上記温調ボックス６４の天井部には、導入された温
調用ガスを排気する排気口７８が設けられている。
【００１６】一方、上記成膜ユニット２４は、例えばア
ルミニウム等により筒体状に成形された処理容器８０を
有しており、この天井部に設けたシャワーヘッド部８２
に上記原料供給通路３８の下流端を接続して、処理容器
８０内へ気化状態の原料ガスを導入するようになってい
る。また、この処理容器８０内の底部からは、内部に例
えば加熱ヒータを内蔵した載置台８４が起立させて設け
られており、この載置台８４の上面に、被処理体として
例えば半導体ウエハＷを載置し得るようになっている。
また、この処理容器８０の底部には、真空引き口８５が
形成されており、これに真空排気系８６が接続されてい
る。この真空排気系８６には、排気ガス中の残留原料や
副生成物を除去する除害ユニット８８や真空ポンプ９０
が介設されて、上記処理容器８０を真空引きできるよう
になっている。また、この処理容器８０の側壁には、気
密に開閉可能になされたゲートバルブ９２を介して、ロ
ードロック室９４が設けられており、ウエハＷの搬出入
を行なうようになっている。
ルミニウム等により筒体状に成形された処理容器８０を
有しており、この天井部に設けたシャワーヘッド部８２
に上記原料供給通路３８の下流端を接続して、処理容器
８０内へ気化状態の原料ガスを導入するようになってい
る。また、この処理容器８０内の底部からは、内部に例
えば加熱ヒータを内蔵した載置台８４が起立させて設け
られており、この載置台８４の上面に、被処理体として
例えば半導体ウエハＷを載置し得るようになっている。
また、この処理容器８０の底部には、真空引き口８５が
形成されており、これに真空排気系８６が接続されてい
る。この真空排気系８６には、排気ガス中の残留原料や
副生成物を除去する除害ユニット８８や真空ポンプ９０
が介設されて、上記処理容器８０を真空引きできるよう
になっている。また、この処理容器８０の側壁には、気
密に開閉可能になされたゲートバルブ９２を介して、ロ
ードロック室９４が設けられており、ウエハＷの搬出入
を行なうようになっている。
【００１７】次に、以上のように構成された装置例に基
づいて行なわれる成膜処理について説明する。まず、真
空状態に維持された処理容器８０内に、ロードロック室
９４側から開状態のゲートバルブ９２を介して未処理の
半導体ウエハＷを搬入し、これを載置台８４上に載置
し、保持する。そして、ウエハＷを所定のプロセス温度
に維持すると共に、処理容器８０内を真空引きして所定
のプロセス圧力に維持しつつ、アルコール混入の原料ガ
スを供給して成膜を開始する。原料供給系２６において
は、原料貯留槽３０内に、流量制御されたＨｅガス等の
加圧気体を導入することにより、この圧力で液体原料２
８が液体流量制御ユニット４４により流量制御されつつ
原料供給通路３８内を圧送される。この時の加圧気体の
供給量は、例えば数１００ＳＣＣＭであり、また、液体
原料の供給量は、成膜レートにもよるが、例えば数ｍｇ
／ｍｉｎ程度と非常に少量である。
づいて行なわれる成膜処理について説明する。まず、真
空状態に維持された処理容器８０内に、ロードロック室
９４側から開状態のゲートバルブ９２を介して未処理の
半導体ウエハＷを搬入し、これを載置台８４上に載置
し、保持する。そして、ウエハＷを所定のプロセス温度
に維持すると共に、処理容器８０内を真空引きして所定
のプロセス圧力に維持しつつ、アルコール混入の原料ガ
スを供給して成膜を開始する。原料供給系２６において
は、原料貯留槽３０内に、流量制御されたＨｅガス等の
加圧気体を導入することにより、この圧力で液体原料２
８が液体流量制御ユニット４４により流量制御されつつ
原料供給通路３８内を圧送される。この時の加圧気体の
供給量は、例えば数１００ＳＣＣＭであり、また、液体
原料の供給量は、成膜レートにもよるが、例えば数ｍｇ
／ｍｉｎ程度と非常に少量である。
【００１８】圧送された液体原料には途中で適量のエタ
ノールが混入され、この混入状態の原料は、気化ユニッ
ト４８にて、例えば２００〜５００ＳＣＣＭ程度に流量
制御された、Ｈｅガス等の気化用ガスにより気化（蒸気
化）され、ガス状になって、更に原料供給通路３８を下
流側に流れて行き、処理容器８０のシャワーヘッド部８
２に導入される。この時、下流側の原料供給通路３８は
温調用ヒータ６０により所定の温度、例えば１３０℃程
度に加熱されているので、原料ガスが再液化すること
も、或いは熱分解することもなく安定的にシャワーヘッ
ド部８２まで流すことができる。また、液体原料２８を
気化する時には、この気化ユニット４８や気化用ガスも
保温用ヒータ５８により最適な温度、例えば１６０℃程
度に加熱されているので、効率的に且つ迅速に液体原料
を気化することができる。そして、シャワーヘッド部８
２に到達した原料ガスは、前述のように処理容器８０内
へ導入される。
ノールが混入され、この混入状態の原料は、気化ユニッ
ト４８にて、例えば２００〜５００ＳＣＣＭ程度に流量
制御された、Ｈｅガス等の気化用ガスにより気化（蒸気
化）され、ガス状になって、更に原料供給通路３８を下
流側に流れて行き、処理容器８０のシャワーヘッド部８
２に導入される。この時、下流側の原料供給通路３８は
温調用ヒータ６０により所定の温度、例えば１３０℃程
度に加熱されているので、原料ガスが再液化すること
も、或いは熱分解することもなく安定的にシャワーヘッ
ド部８２まで流すことができる。また、液体原料２８を
気化する時には、この気化ユニット４８や気化用ガスも
保温用ヒータ５８により最適な温度、例えば１６０℃程
度に加熱されているので、効率的に且つ迅速に液体原料
を気化することができる。そして、シャワーヘッド部８
２に到達した原料ガスは、前述のように処理容器８０内
へ導入される。
【００１９】ここで、本発明においては、温調用ガス導
入ユニット７０から所定の温度に加熱された温調用ガス
（ここでは空気）が温調ボックス６４内に導入されてい
るので、ボックス６４内の収容物、例えば原料貯留槽３
０及びこれに貯留されている液体原料２８、液体流量制
御ユニット４４、及び両者間の原料供給通路３８も略同
じ所定の温度に維持されている。従って、原料貯留槽３
０内の液体原料２８は暖められてその粘性が低下してい
るので、スムーズに原料供給通路３８内を圧送されて液
体流量制御ユニット４４にてその流量を精度良く制御す
ることが可能となる。特に、ここでは液体流量制御ユニ
ット４４自体の温度を適正値に維持するようにしたの
で、この動作が非常に安定して精度の高い流量制御を行
なうことができる。尚、この液体流量制御ユニット４４
としては、例えばリンテック（株）製の液体マスフロー
コントローラ（商品名）を用いることができる。
入ユニット７０から所定の温度に加熱された温調用ガス
（ここでは空気）が温調ボックス６４内に導入されてい
るので、ボックス６４内の収容物、例えば原料貯留槽３
０及びこれに貯留されている液体原料２８、液体流量制
御ユニット４４、及び両者間の原料供給通路３８も略同
じ所定の温度に維持されている。従って、原料貯留槽３
０内の液体原料２８は暖められてその粘性が低下してい
るので、スムーズに原料供給通路３８内を圧送されて液
体流量制御ユニット４４にてその流量を精度良く制御す
ることが可能となる。特に、ここでは液体流量制御ユニ
ット４４自体の温度を適正値に維持するようにしたの
で、この動作が非常に安定して精度の高い流量制御を行
なうことができる。尚、この液体流量制御ユニット４４
としては、例えばリンテック（株）製の液体マスフロー
コントローラ（商品名）を用いることができる。
【００２０】また、ここでは、原料貯留槽３０から液体
流量制御ユニット４４までの間を１つの温調ボックス６
４内へ収容してこれらの全体を略均一な温度、すなわち
液体原料２８の高い流動性を確保しつつ液体流量制御ユ
ニット４４が安定して動作する温度範囲、例えば３０℃
±５℃の範囲内に設定したので、原料貯留槽３０からの
液体原料２８が液体流量制御ユニット４４内を通過する
までの間は、液体原料２８が外部との間で熱の授受に晒
されることがなく、これがために液体原料２８の粘性の
変動が非常に少なくて精度の高い流量制御を行なうこと
ができる。特に、液体原料２８であるペントエトキシタ
ンタルの粘性等を考慮すると、温調ボックス６４内の温
度は３０℃±１℃の温度範囲内に設定するのが最も好ま
しい。
流量制御ユニット４４までの間を１つの温調ボックス６
４内へ収容してこれらの全体を略均一な温度、すなわち
液体原料２８の高い流動性を確保しつつ液体流量制御ユ
ニット４４が安定して動作する温度範囲、例えば３０℃
±５℃の範囲内に設定したので、原料貯留槽３０からの
液体原料２８が液体流量制御ユニット４４内を通過する
までの間は、液体原料２８が外部との間で熱の授受に晒
されることがなく、これがために液体原料２８の粘性の
変動が非常に少なくて精度の高い流量制御を行なうこと
ができる。特に、液体原料２８であるペントエトキシタ
ンタルの粘性等を考慮すると、温調ボックス６４内の温
度は３０℃±１℃の温度範囲内に設定するのが最も好ま
しい。
【００２１】また、温調用ガスも温調ボックス６４の下
部の気体導入口６８より導入して上部の排気口７８から
排出するようにしたので、温調用ガスが温調ボックス６
４内の略全体に行き渡り、内部を上記した所定の温度に
略均一に加熱維持することができる。尚、ここでは、酸
化タンタルを成膜する場合を例にとって説明したが、こ
れに限定されず、他の膜、例えば酸化チタン、酸化ジル
コニウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムを形成す
る場合にも適用でき、液体原料はそれらの金属の金属ア
ルコキシドを用いる。更に、上記した膜以外には、酸化
ニオブ、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化鉛等
を形成する場合にも本発明を適用することができる。
部の気体導入口６８より導入して上部の排気口７８から
排出するようにしたので、温調用ガスが温調ボックス６
４内の略全体に行き渡り、内部を上記した所定の温度に
略均一に加熱維持することができる。尚、ここでは、酸
化タンタルを成膜する場合を例にとって説明したが、こ
れに限定されず、他の膜、例えば酸化チタン、酸化ジル
コニウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムを形成す
る場合にも適用でき、液体原料はそれらの金属の金属ア
ルコキシドを用いる。更に、上記した膜以外には、酸化
ニオブ、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化鉛等
を形成する場合にも本発明を適用することができる。
【００２２】また、成膜ユニット２４としては、ここで
説明したものに限定されず、本発明は全ての方式の成膜
ユニットを適用でき、例えばランプ加熱の成膜ユニッ
ト、プラズマを用いた成膜ユニット等にも本発明を適用
できる。更には、本実施例では、温調ボックス６４内で
液体流量制御ユニット４４や原料貯留槽３０等を一体的
に温度調整するように構成したが、これらを個別に温度
調整するようにしてもよい。図２はこのような本発明装
置の変形例を示す構成図である。すなわち、ここでは図
１に示す成膜装置で用いた温調用ガス導入ユニット７０
や温調ボックス６４を用いないで、これらの代わりに原
料貯留槽３０には、図３で示した従来装置で用いたよう
な加熱ヒータ１００を設け、更に、液体流量制御ユニッ
ト４４及びこれと原料貯留槽３０との間の原料供給通路
３８には、温度制御手段として例えばテープヒータ１０
２を巻回して設ける。これにより、原料貯留槽３０内の
液体原料２８や液体流量制御ユニット４４やこれらの間
の通路３８の温度を上述したような所定の温度、例えば
３０℃±５℃の温度範囲内に維持するようにすれば、図
１に示した装置と同様な作用を示すことが可能である。
説明したものに限定されず、本発明は全ての方式の成膜
ユニットを適用でき、例えばランプ加熱の成膜ユニッ
ト、プラズマを用いた成膜ユニット等にも本発明を適用
できる。更には、本実施例では、温調ボックス６４内で
液体流量制御ユニット４４や原料貯留槽３０等を一体的
に温度調整するように構成したが、これらを個別に温度
調整するようにしてもよい。図２はこのような本発明装
置の変形例を示す構成図である。すなわち、ここでは図
１に示す成膜装置で用いた温調用ガス導入ユニット７０
や温調ボックス６４を用いないで、これらの代わりに原
料貯留槽３０には、図３で示した従来装置で用いたよう
な加熱ヒータ１００を設け、更に、液体流量制御ユニッ
ト４４及びこれと原料貯留槽３０との間の原料供給通路
３８には、温度制御手段として例えばテープヒータ１０
２を巻回して設ける。これにより、原料貯留槽３０内の
液体原料２８や液体流量制御ユニット４４やこれらの間
の通路３８の温度を上述したような所定の温度、例えば
３０℃±５℃の温度範囲内に維持するようにすれば、図
１に示した装置と同様な作用を示すことが可能である。
【００２３】また、原料貯留槽３０と液体流量制御ユニ
ット４４との間の通路３８の長さが、これに流れる液体
原料の温度がそれ程低下しないような短さならば、この
通路３８にはテープヒータを設けなくてもよい、尚、本
実施例では、被処理体として半導体ウエハに成膜する場
合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば
ガラス基板やＬＣＤ基板等にも成膜する場合にも、適用
し得る。
ット４４との間の通路３８の長さが、これに流れる液体
原料の温度がそれ程低下しないような短さならば、この
通路３８にはテープヒータを設けなくてもよい、尚、本
実施例では、被処理体として半導体ウエハに成膜する場
合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば
ガラス基板やＬＣＤ基板等にも成膜する場合にも、適用
し得る。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の成膜装置
によれば、次のように優れた作用効果を発揮することが
できる。少なくとも液体原料の流量を制御する液体流量
制御ユニットと原料貯留槽を所定の温度に維持するよう
にしたので、液体原料の供給量を精度良く、安定的に制
御することができる。従って、成膜処理の再現性を向上
することができ、被処理体間に亘る膜厚の均一性を大幅
に向上させることができる。特に、温調ボックス内で、
液体流量制御ユニット、原料貯留槽、これら両者間の原
料供給通路を共通に一体的に温度調整することにより、
液体原料の供給量を一層精度良く安定的に制御すること
ができる。
によれば、次のように優れた作用効果を発揮することが
できる。少なくとも液体原料の流量を制御する液体流量
制御ユニットと原料貯留槽を所定の温度に維持するよう
にしたので、液体原料の供給量を精度良く、安定的に制
御することができる。従って、成膜処理の再現性を向上
することができ、被処理体間に亘る膜厚の均一性を大幅
に向上させることができる。特に、温調ボックス内で、
液体流量制御ユニット、原料貯留槽、これら両者間の原
料供給通路を共通に一体的に温度調整することにより、
液体原料の供給量を一層精度良く安定的に制御すること
ができる。
【図１】本発明に係る成膜装置を示す概略全体構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明装置の変形例を示す構成図である。
【図３】従来の成膜装置の一例を示す概略構成図であ
る。原
る。原
２２ 成膜処理 ２４ 成膜ユニット ２６ 原料供給系 ３０ 原料貯留槽 ３８ 原料供給通路 ４４ 液体流量制御ユニット ４８ 気化ユニット ６０ 温調用ヒータ（下流側加熱手段） ６２ 温度制御手段 ６４ 温調ボックス Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 晃司 山梨県韮崎市穂坂町三ツ沢650番地 東京 エレクトロン山梨株式会社穂坂事業所内 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 BA17 BA42 EA01 JA10 KA25 KA41 LA15 5F045 AA03 AA06 AB31 AD07 AD08 AF03 AF07 BB03 BB16 DC63 DP03 DQ10 EE03 EE07 EF05 5F058 BA01 BA11 BB07 BC03 BF03 BF04 BF27 BG10 BJ02
Claims (5)
- 【請求項１】 被処理体に対して成膜処理を施す成膜ユ
ニットと、成膜に用いる液体原料を貯留する原料貯留槽
と、前記成膜ユニットと前記原料貯留槽とを結んで前記
液体原料を流すための原料供給通路と、この原料供給通
路に介設されてこれに流れる前記液体原料の流量を制御
する液体流量制御ユニットと、この液体流量制御ユニッ
トから排出される前記液体原料を蒸気化する気化ユニッ
トとを有する成膜装置において、少なくとも前記液体流
量制御ユニットと前記原料貯留槽とを所定の温度に維持
するための温度制御手段を設けたことを特徴とする成膜
装置。 - 【請求項２】 前記温度制御手段は、前記液体流量制御
ユニット、前記原料貯留槽及び前記前記液体流量制御ユ
ニットと前記原料貯留槽との間の原料供給通路を共通に
収容する温調ボックスと、この温調ボックス内に所定の
温度に維持された温調用ガスを導入する温調用ガス導入
ユニットと、よりなることを特徴とする請求項１記載の
成膜装置。 - 【請求項３】 前記気化ユニット及びこの気化ユニット
よりも下流側の原料供給通路を、前記原料液体の液化温
度以上の温度に維持する下流側加熱手段を設けたことを
特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。 - 【請求項４】 前記原料液体は、金属アルコキシドであ
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
成膜装置。 - 【請求項５】 前記温度制御手段の所定の温度は、３０
℃±５℃の範囲内の温度であることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載の成膜装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21287499A JP4359965B2 (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 成膜装置 |
| US09/624,488 US6319327B1 (en) | 1999-07-27 | 2000-07-24 | MOCVD system |
| KR1020000042617A KR100589821B1 (ko) | 1999-07-27 | 2000-07-25 | Ｍｏｃｖｄ 시스템 |
| TW089114954A TW516114B (en) | 1999-07-27 | 2000-07-26 | MOCVD system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21287499A JP4359965B2 (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 成膜装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=16629707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21287499A Expired - Fee Related JP4359965B2 (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 成膜装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP4359965B2 (ja) |
| KR (1) | KR100589821B1 (ja) |
| TW (1) | TW516114B (ja) |
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| US9657880B2 (en) | 2010-12-09 | 2017-05-23 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Heating device |
| WO2022269659A1 (ja) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理装置 |
| US11742214B2 (en) | 2016-09-16 | 2023-08-29 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing method |
| US11961719B2 (en) | 2020-06-25 | 2024-04-16 | Hitachi High-Tech Corporation | Vacuum processing method |
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| JP5290488B2 (ja) | 2000-09-28 | 2013-09-18 | プレジデント アンド フェロウズ オブ ハーバード カレッジ | 酸化物、ケイ酸塩及びリン酸塩の気相成長 |
| KR100434516B1 (ko) * | 2001-08-27 | 2004-06-05 | 주성엔지니어링(주) | 반도체 제조장치 |
| EP1451386A1 (en) * | 2001-12-04 | 2004-09-01 | Primaxx, Inc. | Chemical vapor deposition vaporizer |
| KR20050004379A (ko) * | 2003-07-02 | 2005-01-12 | 삼성전자주식회사 | 원자층 증착용 가스 공급 장치 |
| KR100626366B1 (ko) * | 2003-07-18 | 2006-09-20 | 삼성전자주식회사 | 기상 증착 시스템 |
| FR2894165B1 (fr) * | 2005-12-01 | 2008-06-06 | Sidel Sas | Installation d'alimentation en gaz pour machines de depot d'une couche barriere sur recipients |
| JP5966250B2 (ja) * | 2011-03-16 | 2016-08-10 | 富士電機株式会社 | 基板支持治具 |
| JP2019515493A (ja) * | 2016-04-25 | 2019-06-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 自己組織化単分子層処理のための化学物質供給チャンバ |
| FI129502B (en) | 2019-04-25 | 2022-03-31 | Beneq Oy | Feedstock supply cabinet |
| JP6961161B2 (ja) | 2019-05-14 | 2021-11-05 | 日本エア・リキード合同会社 | 固体材料容器用キャビネット |
| JP7000393B2 (ja) * | 2019-09-25 | 2022-01-19 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、ガスボックス及び半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02283022A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-11-20 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02283029A (ja) | 1989-04-25 | 1990-11-20 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2797233B2 (ja) * | 1992-07-01 | 1998-09-17 | 富士通株式会社 | 薄膜成長装置 |
| JP2965188B2 (ja) * | 1993-11-26 | 1999-10-18 | キヤノン販売 株式会社 | 成膜方法 |
| JP3591218B2 (ja) | 1996-07-12 | 2004-11-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及びその装置 |
| KR100258869B1 (ko) * | 1997-12-23 | 2000-06-15 | 김영환 | 반도체 유기금속 화학증착장비의 공정가스 공급장치 |
-
1999
- 1999-07-27 JP JP21287499A patent/JP4359965B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-07-24 US US09/624,488 patent/US6319327B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-25 KR KR1020000042617A patent/KR100589821B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-07-26 TW TW089114954A patent/TW516114B/zh not_active IP Right Cessation
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| TW516114B (en) | 2003-01-01 |
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