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JP2001073146A - Thin film deposition system and method - Google Patents

Thin film deposition system and method

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JP2001073146A
JP2001073146A JP24492599A JP24492599A JP2001073146A JP 2001073146 A JP2001073146 A JP 2001073146A JP 24492599 A JP24492599 A JP 24492599A JP 24492599 A JP24492599 A JP 24492599A JP 2001073146 A JP2001073146 A JP 2001073146A
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JP
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electrode
film
thin
chamber
reaction
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Pending
Application number
JP24492599A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriki Bun
Katsuyuki Hironaka
Chiharu Isobe
克行 広中
範基 文
千春 磯辺
Original Assignee
Sony Corp
ソニー株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To deposit a thin oxide film having uniform quality on a substrate large in area, to suppress the generation of particles and to improve the yield by generating the uniform flow of a gaseous starting material on the space between electrodes generating plasma discharge. SOLUTION: This 1st thin film deposition system 1, in which plasma discharge is generated on the space between a 1st electrode 2 and a 2nd electrode 22 arranged in a counter state in a reaction chamber 11 to deposit a thin film, is provided with a nozzle 12 provided with a blow-off port in the reaction chamber 11 for blowing off a gaseous starting material for depositing a thin film in the direction almost parallel to the counter 1st electrode 21 face and 2nd electrode 22 face, and an exhaust port 23 formed on the almost center part of the 1st electrode 21 or 2nd electrode 22 for exhausting the gas in the reaction chamber 11.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜製造装置に関し、詳しくはプラズマの効果を利用した有機金属化学的気相成長法で酸化膜を成膜するための薄膜製造装置および薄膜製造方法に関する。 The present invention relates to relates to a thin-film deposition apparatus, and particularly relates to a thin film production apparatus and a thin film manufacturing method for forming the oxide film in a metal organic chemical vapor deposition utilizing the effect of the plasma.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、RFプラズマ放電を利用して薄膜を基板上に形成するプラズマCVD装置では、一般に原料ガスが室温で気体であるので放電プラズマが発生する対向電極のどちらか一方から原料ガスを噴き出させて上下電極間で分解することで、電極上に設置した基板上に薄膜を形成する方式が知られている。 Conventionally, RF plasma discharge by using a plasma CVD apparatus for forming on a substrate a thin film, typically either feed gas from one of the counter electrode material gas discharge plasma is generated because it is gaseous at room temperature by decomposing between blown allowed by the upper and lower electrodes, and method of forming a thin film on a substrate placed on the electrode is known.

【0003】近年、大容量のDRAMや強誘電体メモリのキャパシタ材料として注目されている(Ba,Sr) [0003] In recent years, attention has been paid as a capacitor material of DRAM or a ferroelectric memory having a large capacity (Ba, Sr)
TiO 3 、Pb(Zr,Ti)O 3 、SrBi 2 (T TiO 3, Pb (Zr, Ti ) O 3, SrBi 2 (T
a,Nb) 29等のCVD原料である有機金属は、常温で液体もしくは固体であるので、原料をキャリアガスとともに反応室へ導入する方式のCVD装置では、安定した組成の制御が困難であった。 a, Nb) organometallic a CVD raw material such as 2 O 9, since it is liquid or solid at room temperature, a CVD apparatus of a type to be introduced into the reaction chamber a raw material together with a carrier gas, it is difficult to control a stable composition there were. そこで、有機金属を溶媒に溶解して液体原料を気化器で瞬間的にガス化する反応ガス供給システムと成膜室を組み合わせた有機金属化学的気相成長(以下MOCVDという、MOCVDは M Accordingly, an organometallic that momentarily metal organic chemical vapor deposition in combination a reaction gas supply system and the deposition chamber for gasification (hereinafter MOCVD in the vaporizer liquid raw material dissolved in a solvent, MOCVD is M
etal Organic Chemical Vapor Depositionの略)装置が用いられている。 etal Organic substantially) apparatus Chemical Vapor Deposition is used.

【0004】その一例を、図8に示す概略構成断面図によって説明する。 [0004] One example thereof will be described with reference to a schematic cross-sectional view shown in FIG. 図1に示すように、MOCVD装置2 As shown in FIG. 1, MOCVD apparatus 2
01は、反応室211の内部に上部電極212と下部電極213とが対向する状態に設置されている。 01, and the upper electrode 212 and lower electrode 213 are disposed in a state facing the interior of the reaction chamber 211. 上部電極212上部には気化器により気化させた原料ガス(矢印で示す)を供給するガス供給系(図示せず)が接続されていて、かつこの上部電極212はシャワーノズル形状に構成されている。 Gas supply system for supplying a source gas obtained by vaporizing the vaporizer (indicated by arrows) to the upper electrode 212 upper part are (not shown) is connected and the upper electrode 212 is configured to shower nozzle shape . そのシャワーノズルによってガス供給系より導入される原料ガスが上部電極212と下部電極213との間に供給されるようになっている。 Raw material gas introduced from the gas supply system is adapted to be supplied between the upper electrode 212 and lower electrode 213 by the shower nozzle. また、 Also,
上部電極212には高周波電源214が接続されている。 High frequency power source 214 is connected to the upper electrode 212. さらに上部電極212の側周および上部側(下部電極213とは反対側)を囲むようにシールド板215が設置されている。 Shield plate 215 to surround the is installed (the side opposite to the lower electrode 213) further side periphery and the upper side of the upper electrode 212.

【0005】一方、上記下部電極213には成膜が行われる基板301が載置される載置部(図示せず)が形成されている。 On the other hand, (not shown) mounting unit substrate 301 film is formed is placed on the above-mentioned lower electrode 213 is formed. また下部電極213の内部には、下部電極213上に載置される基板301を加熱するための加熱器216が設置されている。 The inside of the lower electrode 213, the heater 216 for heating the substrate 301 to be placed on the lower electrode 213 is provided. また反応室211の側壁には、上記電極間に供給された原料ガスが排気されるガス排気部217が設けられている。 Also in the side wall of the reaction chamber 211, a gas exhaust unit 217 material gas supplied between the electrodes is evacuated it is provided.

【0006】上記説明したようなMOCVD装置201 [0006] MOCVD, such as the above-described apparatus 201
では、上部、下部電極212、213間に放電プラズマを発生させて、そこに供給された原料ガスを放電プラズマにより分解して、その分解物を下部電極213上に設置した基板301上に堆積することで薄膜を形成している。 In the upper, by generating discharge plasma between the lower electrode 212 and 213, it is decomposed by discharge plasma the supplied raw material gas therein, is deposited on the substrate 301 was installed degradation products thereof on the lower electrode 213 forming a thin film by.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、気化器を備えたガス供給装置を用いても、原料ガスを電極中央部から噴き出し、反応室の側壁方向より排気する方式では、均一なガスの流れを作りだすことが難しく、大面積に均一に酸化物薄膜を作製することが難しかった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, even when using a gas supply apparatus provided with a vaporizer, ejecting the raw material gas from the electrode central portion, in the method of exhausting from the direction of the side wall of the reaction chamber, a uniform gas flow it is difficult to produce, it is difficult to produce a uniform oxide film on a large area. また、排気を、例えば左右対称方向へ排気したとしても、 Further, even if the exhaust was vented to, for example, symmetrical direction,
もしくは上下対称方向へ排気したとしても、均一なガスの流れを作りだすことは難しい。 Or even if exhausted to the vertical symmetry direction, it is difficult to produce a uniform gas flow.

【0008】さらに、溶液気化法で作製したガスは、ガス配管、混合器、シャワーノズルの各内面に凝着しやすく、パーティクルの発生の原因となる。 Furthermore, the gas produced in a solution vaporization method, gas piping, mixers, tends to adhesion to the inner surface of the shower nozzle, causing particle generation. そこで、原料ガスを導入する配管経路を均一な温度に精密に保持する必要がある。 Therefore, it is necessary to precisely hold the pipe path for introducing a raw material gas at a uniform temperature. そのため、ガス配管と電極との接続部分を一定温度に制御するための構造が複雑になっていた。 Therefore, the structure for controlling the connection portion between the gas pipe and the electrode at a constant temperature had become complicated.

【0009】また、上部電極をガス噴き出しシャワーノズルと兼用する方式では、プラズマ放電のエネルギーによりシャワーノズルの表面が加熱される。 Further, in the method used also the upper electrode and the shower nozzle ejecting gas, the surface of the shower nozzle is heated by the energy of the plasma discharge. そのため、特定の分解しやすい有機金属のみがシャワーノズル表面で分解し、トラップされるため、析出する膜組成が変動するという問題があった。 Therefore, only certain easily decomposed organic metal is decomposed with shower nozzle surface, to be trapped, the film composition to be deposited there is a problem that variation. その結果、精密に膜組成を制御することは困難であった。 As a result, it has been difficult to control precisely the film composition. また、下部電極上に設置された基板上に直接パーティクルが落下するなどの問題があり、歩留りを低下させる原因となっていた。 Also, there are problems such as direct particles fall on the substrate placed on the lower electrode, causing to lower the yield.

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するためになされた薄膜製造装置および薄膜製造方法である。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a thin-film deposition apparatus and a thin film manufacturing method has been made to solve the above problems.

【0011】すなわち薄膜製造装置は、反応室内に対向する状態に配置された第1の電極と第2の電極との間にプラズマ放電を発生させて薄膜を成膜する薄膜製造装置において、前記反応室内に噴き出し口を設けたもので前記対向する第1の電極面および前記第2の電極面に対してほぼ平行な方向に、薄膜を成膜するための原料ガスを噴き出すノズルと、前記第1の電極のほぼ中央部もしくは前記第2の電極のほぼ中央部に形成したもので前記反応室内のガスが排気される排気口とを備えたものである。 [0011] That thin film manufacturing apparatus, the thin-film deposition apparatus for forming a thin film by generating plasma discharge between the first electrode and the second electrode disposed in a state facing the reaction chamber, said reaction in a direction substantially parallel to the first electrode surface and the second electrode face of the opposed ones provided with openings ejection into the room, a nozzle spewing the raw material gas for forming the thin film, the first is substantially that the reaction chamber of the gas that is formed in a substantially central portion of the central portion or said second electrode has an exhaust port to be exhausted in the electrode.

【0012】また、前記第1の電極および前記第2の電極のうち基板が設置される電極に対向する電極に複数のガス噴き出し孔を備えたシャワーノズルを形成したものである。 [0012] is obtained by forming a shower nozzle provided with a plurality of gas ejection holes in the electrode facing the electrode substrate is placed out of the first electrode and the second electrode. また、前記第1の電極および前記第2の電極のうち基板が設置される電極の内部に加熱器を備えたものである。 Moreover, in which the substrate of the first electrode and the second electrode is provided with a heater inside the electrodes to be installed. さらに加熱器を備えた電極に対向する電極の内部に冷却器を備えたものである。 Those equipped with a condenser inside the opposing electrodes further electrode with a heater.

【0013】上記薄膜製造装置では、第1の電極面および第2の電極面に対してほぼ平行な方向に、薄膜を成膜するための原料ガスを噴き出すノズルを備え、かつ前記第1の電極のほぼ中央部もしくは前記第2の電極のほぼ中央部に反応室内のガスが排気される排気口を備えたことから、ノズルより反応室内に供給された原料ガスは第1、第2の電極面にほぼ平行に流れ、排気口より排出される。 [0013] In the thin film production apparatus, in a direction substantially parallel to the first electrode surface and a second electrode surface, a nozzle spewing the raw material gas for forming a thin film, and the first electrode substantially from the central portion to the reaction chamber of the gas with the exhaust port is exhausted, a raw material gas supplied into the reaction chamber from the nozzle first, second electrode surfaces of the substantially central portion or said second electrode flow substantially parallel to and discharged from the exhaust port. そのため、第1、第2の電極間に、均一な原料ガスの流れが作りだされる。 Therefore, first, between the second electrode, the uniform flow of source gas are produced.

【0014】上記薄膜製造装置では、溶液気化法で作製した原料ガスを供給した場合に、例え、上記ノズル表面にパーティクルが発生しても、そのパーティクルは原料ガスとともに流れ、排気口より排気されるため、基板表面に降り注ぐことがなくなる。 [0014] In the thin film production apparatus, when supplying the raw material gas produced in the solution vaporization method, even if particles are generated on the nozzle surface, the particles flow together with the raw material gas is exhausted from the exhaust port Therefore, it is no longer falling on the substrate surface. その結果、成膜時に清浄性が確保される。 As a result, cleanliness is ensured at the time of deposition.

【0015】基板を載置する電極に対向する電極にシャワーノズルを備えた薄膜製造装置によれば、このシャワーノズル27よりガスを噴き出すことにより、反応生成物が電極表面に付着するのが抑制される。 According to the thin-film deposition apparatus having a shower nozzle electrode opposed to the electrode for mounting a substrate, by spewing the gas from the shower nozzle 27, is suppressed for the reaction products adhere to the electrode surface that. そのため、電極面より基板上にパーティクルが降り注ぐのが抑制される。 Therefore, particles on the substrate from the electrode surface pours the is suppressed.

【0016】さらに、基板を載置する電極に対向する電極に冷却器を備えた薄膜製造装置では、冷却器により電極が冷却されるので、プラズマ放電のエネルギーにより基板に対向する電極表面の加熱が抑制される。 Furthermore, in the thin film production apparatus having a cooling device in the electrode facing the electrode for mounting a substrate, the electrode is cooled by the cooler, the heating of the electrode surface facing the substrate by the energy of the plasma discharge It is suppressed. そのため、特定の分解しやすい有機金属のみが電極表面で分解することがなくなるため、析出する膜組成が変動することがなくなり、所望の組成の成膜が可能になる。 Therefore, since it only certain easily decomposed organic metal is decomposed on the electrode surface disappears, prevents the film composition to be deposited varies, it is possible to deposition of the desired composition. また、 Also,
冷却器を備えた電極表面にはパーティクルが付着しにくくなるので、基板上に直接パーティクルが落下することもなくなる。 Since the particles is unlikely to adhere to the electrode surface with a condenser, also eliminates the direct particles fall on the substrate.

【0017】薄膜製造方法は、反応室内に対向する状態に配置された第1の電極と第2の電極との間にプラズマ放電を発生させて薄膜を成膜する薄膜製造方法において、前記第1の電極と第2の電極との間の側方より、前記第1の電極面および前記第2の電極面に対してほぼ平行な方向に、前記薄膜を成膜するための原料ガスを供給するとともに、前記第1の電極のほぼ中央部もしくは前記第2の電極のほぼ中央部より前記原料ガスを排気する方法である。 The thin film manufacturing method, the thin film manufacturing method of forming a thin film by generating plasma discharge between the first electrode and the second electrode disposed in a state facing the reaction chamber, said first supplied from the side, in a direction substantially parallel to the first electrode surface and the second electrode surface, the raw material gas for forming the thin film between the electrode and the second electrode together with a method of exhausting the raw material gas from the substantially central portion of the substantially central portion or said second electrode of said first electrode.

【0018】上記薄膜製造方法では、第1、第2の電極間の側方より第1の電極面および第2の電極面に対してほぼ平行な方向に原料ガスを噴き出し、第1の電極のほぼ中央部もしくは第2の電極のほぼ中央部より排気することから、原料ガスは第1、第2の電極面にほぼ平行に流れる。 [0018] In the thin film manufacturing method, the first, ejecting the raw material gas in a direction substantially parallel to the first electrode surface and a second electrode surface from the side between the second electrode, the first electrode since the exhaust from the substantially central portion of the substantially central portion or the second electrode, the raw material gas flows substantially parallel to the first, surface the second electrode. そのため、第1、第2の電極間に、均一な原料ガスの流れが作りだされる。 Therefore, first, between the second electrode, the uniform flow of source gas are produced. また、溶液気化法で作製した原料ガスを供給した場合に、たとえ上記ノズル表面にパーティクルが発生しても、そのパーティクルは原料ガスとともに流れ、排気口より排気されるため、基板表面に降り注ぐことがなくなる。 Further, when supplying the raw material gas produced in the solution vaporization method, even for particles on the nozzle surface be generated, and the particles flow together with the raw material gas, which is exhausted from the exhaust port, it is falling on the substrate surface no. その結果、成膜時に清浄性が確保される。 As a result, cleanliness is ensured at the time of deposition.

【0019】 [0019]

【発明の実施の形態】本発明の薄膜製造装置に係わる第1の実施の形態を、図1の概略構成断面図によって説明する。 The first embodiment according to the thin film manufacturing apparatus of the present invention DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION will be described with reference to a schematic configuration sectional view of FIG.

【0020】図1に示すように、第1の薄膜製造装置1 As shown in FIG. 1, the first thin-film deposition apparatus 1
はプラズマCVD装置であり、その反応室11の内部には第1の電極21と第2の電極22とが対向する状態に設置されている。 Is a plasma CVD apparatus, the inside of the reaction chamber 11 is installed in a state in which the first electrode 21 and second electrode 22 are opposed. 上記第1の電極21にはRF(例えば13.56MHz)パワーを供給するための高周波電源31が接続されている。 High frequency power source 31 for supplying an RF (e.g., 13.56 MHz) power to the first electrode 21 is connected. さらに第1の電極21の側周および上部側(第2の電極22とは反対側)を囲むようにシールド板32が設置されている。 Further the shield plate 32 so as to surround the is installed (the side opposite to the second electrode 22) first side periphery and the upper side of the electrode 21.

【0021】一方、上記第2の電極22には、第1の電極21と対向する面に、成膜が行われる基板101が載置される載置部(図示せず)が形成されている。 [0021] On the other hand, the second electrode 22, the surface facing the first electrode 21, (not shown) mounting unit substrate 101 film is formed is placed is formed . 例えば上記載置部は基板101をクランプするクランプ機構により構成されている。 For example the loading portion is constituted by a clamp mechanism for clamping the substrate 101. もしくは、低温(例えば450℃ Or, a low temperature (for example 450 ° C.
以下)成膜を行うものであれば、静電チャックにより構成されたものであってもよい。 Below) as long as a film is formed, or it may be constituted by an electrostatic chuck.

【0022】また第2の電極22の内部には、第2の電極22上に載置される基板101を加熱するための加熱器41が設置されている。 [0022] Inside the second electrode 22, heater 41 for heating the substrate 101 to be placed on the second electrode 22 is provided. この加熱器41は、例えば電熱線で構成され、その電熱線端には、図示はしないが、 The heater 41 is composed of, for example, a heating wire, to its heating wire end, although not shown,
電源および温度制御器が接続されている。 Power supply and temperature controller are connected. この温度制御器は、例えば電圧により加熱器の温度を制御するものであってもよく、電流により加熱器の温度を制御するものであってもよい。 The temperature controller may be, for example, it controls the temperature of the heater by the voltage may be one that controls the temperature of the heater by a current. 上記加熱源としては、電熱線に限定はされず、例えば赤外線ランプ加熱装置等を用いることも可能である。 As the heat source, limiting the heating wire is not the sole, it is also possible to use, for example, an infrared lamp heating apparatus or the like.

【0023】上記反応室11の側壁には、この反応室1 [0023] side wall of the reaction chamber 11, the reaction chamber 1
1内に噴き出し口を設けたもので、気化器(図示せず) Which was provided with inlet ejection in one vaporizer (not shown)
により気化させた薄膜の原料となる原料ガスを上記第1、第2の電極21、22の各電極面に対してほぼ平行な方向に噴き出すことができる複数(例えば4つ)のノズル12(12a〜12d)(ただしノズル12bは図示せず)が点対称となるように反応室11の側壁11S Nozzle 12 (12a of the plurality (e.g., four) that can spewing in a direction substantially parallel to the raw material gas as a raw material of a thin film is vaporized for each electrode surface of the first, second electrodes 21, 22 by to 12d) (provided that the side wall of the reaction chamber 11 so that the nozzle 12b is not shown) is the point of symmetry 11S
に設置されている。 It is installed in. これらノズル12には、原料ガスを供給するもので気化器を備えたガス供給系(図示せず) These nozzles 12, a gas supply system equipped with a carburetor in which supplies the raw material gas (not shown)
が接続されている。 There has been connected. このノズル12によってガス供給系より導入される原料ガスが上記第1の電極21と第2の電極22との間にかつ電極面に対してほぼ平行に供給されるようになっている。 Raw material gas introduced from the gas supply system are supplied substantially parallel to and the electrode surface between the first electrode 21 and the second electrode 22 by the nozzle 12.

【0024】このように、ノズル12は加熱器41の輻射熱を受けにくい離れた位置に設置されていることから、ノズル12が過度に加熱されることがなくなるので、ノズル12ではパーティクルが発生しにくくなる。 [0024] Thus, the nozzle 12 from that installed in the radiant heat susceptible away of the heater 41, so that the nozzle 12 is excessively heated is eliminated, the nozzle 12 the particles hardly occurs Become.

【0025】上記ノズル12には、このノズル12を例えば150℃〜250℃に加熱する加熱手段(図示せず)を設けることが好ましい。 [0025] The nozzle 12 is preferably provided with heating means for heating the nozzle 12 for example, 0.99 ° C. to 250 DEG ° C. (not shown). この加熱手段としては、 As the heating means,
例えば電熱線で構成され、その電熱線端には、図示はしないが、電源および温度制御器が接続されている。 For example, a heating wire, to its heating wire end, although not shown, power supply and temperature controller are connected. この温度制御器は、例えば電圧により電熱線の発熱量を制御するものであってもよく、電流により電熱線の発熱量を制御するものであってもよい。 The temperature controller may be, for example, it controls the heating value of the heating wire by the voltage may be one that controls the heating value of the heating wire by the current. 上記加熱源としては、電熱線に限定はされず、例えば赤外線ランプ加熱装置等を用いることも可能である。 As the heat source, limiting the heating wire is not the sole, it is also possible to use, for example, an infrared lamp heating apparatus or the like. また、上記ガス供給系に設けられる気化器、およびその気化器から上記ノズル12に至る配管にも例えば150℃〜250℃に加熱する加熱手段(図示せず)を設けることが好ましい。 Moreover, a vaporizer is provided in the gas supply system, and it is preferable to provide a heating means (not shown) for heating from the vaporizer to be for example 0.99 ° C. to 250 DEG ° C. in a pipe leading to the nozzle 12. この加熱手段も、上記説明したような構成のものを用いることが可能である。 The heating means also, it is possible to use a configuration as described above.

【0026】上記第2の電極22の中央部には、上記第1、第2の電極21、22間に供給された原料ガスを排気する排気口23が形成されている。 [0026] the central portion of the second electrode 22, the first exhaust port 23 for exhausting the supplied raw material gas between the second electrodes 21 and 22 are formed. この排気口23には、図示はしないが、排気装置、バルブ等が設けられた排気系が接続されている。 The exhaust port 23, although not shown, an exhaust system, an exhaust system valve or the like is provided is connected. それによって、上記ノズル1 Thereby, the nozzle 1
2より供給された原料ガスは第1、第2の電極21、2 Supplied raw material gas than 2 first, second electrodes 21,2
2間を通り上記排気口23により排気されるようになる。 2 During comes to be exhausted by as the exhaust port 23. このように、原料ガスが流れることから、たとえ、 Thus, since the raw material gas flows, for example,
ノズル12が過度に加熱されて、そのノズル12でパーティクルが発生したとしても、原料ガスの流れにそってパーティクルも流れるので、基板101上にパーティクルが降り注ぐことはない。 Nozzle 12 is excessively heated, even as particles occurs in the nozzle 12, flows through even the particles along the flow of the source gases, particles pours it is not on the substrate 101.

【0027】上記第2の電極22は、電極間隔を一定に保つ状態に、すなわち、電極の中心を通り電極面に垂直なZ軸周り(例えば矢印ア方向)に自転する構成であってもよい。 [0027] The second electrode 22 is in a state of keeping the electrode spacing constant, i.e., may be configured to rotate about a vertical Z-axis as the electrode surface the center of the electrode (e.g., the arrow A direction) . 例えば、第2の電極22の下部側中心に回動軸24を設け、その回動軸24の内部に、排気口23に連続する排気経路25を形成する。 For example, a rotating shaft 24 provided on the lower side center of the second electrode 22, the interior of the rotation shaft 24 to form an exhaust path 25 continuous to the exhaust port 23. さらに回動軸24を回動させる駆動部(図示せず)を設けることにより、第2の電極22を自転させる構成を実現できる。 Further by providing the driving unit for rotating the rotating shaft 24 (not shown) can be realized a structure for rotating the second electrode 22.

【0028】上記説明したような第1の薄膜製造装置1 [0028] The first thin-film deposition apparatus as described 1
では、ノズル12より第1、第2の電極21、22間に原料ガスを供給し、そこに高周波電源31によりRFパワーを印加して放電プラズマを発生させ、そこに供給された原料ガスを放電プラズマにより分解して、その分解物を第2の電極22上に設置した基板101上に堆積することで薄膜を形成する。 In the first the nozzle 12, the raw material gas is supplied between the second electrodes 21 and 22, there by applying a RF power to generate discharge plasma by a high frequency power source 31, discharge the raw material gas supplied thereto It is decomposed by the plasma to form a thin film by depositing the decomposition product on the substrate 101 placed on the second electrode 22.

【0029】次に、上記ノズル12を図2によって説明する。 Next, a description will be given of the nozzle 12 by FIG. 図2に示すように、上記ノズル12は、ガス入口12inの断面よりガス出口12outの断面が大きい、いわゆる拡大管となっている。 As shown in FIG. 2, the nozzle 12, the cross section of the gas outlet 12out is larger than the cross section of the gas inlet 12in, a so-called expansion pipe. 一例として、ノズル12の流路断面は矩形を有し、その断面形状は、内部を流れるガスが層流状態を保つようにガス流入口12in As an example, the flow path cross-section of the nozzle 12 has a rectangular, and the cross-sectional shape thereof, the gas inlet 12in to gas flowing within keep a laminar flow state
よりガス出口12out方向に向かって連続的に拡大している。 It is expanding continuously towards the more gas outlet 12out direction. そして吹き出し部12Sはその流路断面の面積が一定となっていて、その流路長Lは例えばノズル出口幅Wと同等もしくはそれ以上の長さに形成されている。 The balloon portion 12S They become area of ​​the flow passage cross section is constant, the flow path length L is formed, for example, nozzle outlet width W equal to or more in length.
またノズル出口高さHはノズル出口幅Wの1/2以下の長さに形成されている。 The nozzle exit height H is formed less than 1/2 of the length of the nozzle exit width W.

【0030】上記第1の実施の形態では、図3に示すように、ノズル12(12a、12b、12c、12d) [0030] In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the nozzle 12 (12a, 12b, 12c, 12d)
が点対称となるように反応室11の側壁11Sの4か所に設けたが、ノズル12の設置数は2か所以上でかつ点対称となる位置に設けることが好ましい。 Although but provided four side walls 11S of the reaction chamber 11 so as to be point symmetry, number of installed nozzle 12 is preferably provided at a position a and point symmetry in two or more positions. すなわち、ノズル12より噴き出される矢印Gで示すガスの流れが各ノズル12より電極間に拡がり排気口23に向かってスムースに流れかつ電極間で均一な流れとなるように、上記ノズル12は設けられる。 That is, as the flow of gas indicated by the arrow G expelled from the nozzle 12 becomes uniform flow across smoothly flow and electrode toward the exhaust port 23 spreads between the electrodes from each nozzle 12, the nozzle 12 is provided It is. ただし、基板101が載置される第2の電極22が例えば矢印カ方向に自転する構成であれば、ノズル12は1か所に設置されたものであってもよい。 However, with the configuration in which the second electrode 22 where the substrate 101 is placed to rotate for example in the arrow Ca direction, the nozzle 12 may be one that is installed in one place. なお、排気口23は、ここで図示したように、複数の小口23sから構成されていてもよい。 The exhaust port 23 is now as shown, or may be composed of a plurality of small 23s. また、第2の電極22の自転方向は逆方向でもよい。 Further, the rotation direction of the second electrode 22 may be reversed direction.

【0031】次に、薄膜製造方法の実施の形態を、一例として、上記第1の薄膜製造装置1を用いて強誘電体のSrBi 2 Ta 29薄膜を作製する場合で説明する。 Next, an embodiment of a thin film manufacturing method, as an example, is described in the case of manufacturing a SrBi 2 Ta 2 O 9 thin film of a ferroelectric with the first thin-film deposition apparatus 1.

【0032】シリコン基板上に熱酸化膜のSiO 2膜を例えば300nmの厚さに成膜した後、スパッタリングによりチタン膜を例えば30nmの厚さに形成し、さらにその上にキャパシタの下部電極となる白金膜を例えば200nmの厚さに形成する。 [0032] After forming the SiO 2 film with a thickness of, for example, 300nm thermal oxide film on a silicon substrate by sputtering to a thickness of the titanium film, for example 30 nm, further comprising a lower electrode of the capacitor formed thereon forming a platinum film to a thickness of, for example, 200 nm. このように成膜した基板101を上記説明した第1の薄膜製造装置1の反応室1 Of the reaction chamber 1 thus first thin-film deposition apparatus the formed substrate 101 explained above 1
1内に設置した第2の電極22上に載置する。 It is placed on the second electrode 22 which is installed in the 1. その時の基板設置部となる第2の電極22は、加熱器41によって、例えば200℃〜450℃程度に加熱されている。 The second electrode 22 serving as the substrate holding portion at that time, is heated by the heater 41, for example, about 200 ° C. to 450 ° C..

【0033】そして反応室11内にBi(C [0033] Then the reaction chamber 11 Bi (C
653 、Sr(THD) 2・テトラグリム、Ta 6 H 5) 3, Sr ( THD) 2 · tetraglyme, Ta
(i−OC 374 THDの各有機金属を所定の濃度でTHF(テトラヒドロフラン)溶媒中に溶解した液体ソースを所定の割合で混合し、その混合液を200℃に保持した気化器(図示せず)内でガス化する。 (I-OC 3 H 7) 4 and THD liquid sources each organometallic dissolved in THF (tetrahydrofuran) in a solvent at a predetermined concentration were mixed in a predetermined ratio, carburetor holding the mixture to 200 ° C. ( gasified in not shown). そしてガス化した混合気体をキャリアガスのアルゴン(例えば流量を200sccmとする)とともに反応室方向に搬送し、反応室11の前段で酸素(例えば流量を200sc And the gasified gas mixture (and 200sccm for example flow rate) argon carrier gas with transported into the reaction chamber direction, 200Sc oxygen (e.g. flow rate preceding reaction chamber 11
cmとする)を混合して、反応室11内に導入する。 And cm) were mixed, introduced into the reaction chamber 11. そして反応室11内が13.3Pa〜40.0Pa程度になるように排気口23より排気し、RF電源31のRF Then the reaction chamber 11 is exhausted from the exhaust port 23 so that the order of 13.3Pa~40.0Pa, RF of the RF power source 31
パワーを300Wに設定して、第1、第2の電極21、 The power was set to 300 W, first, second electrodes 21,
22間にプラズマ放電を発生させて、基板101上に薄膜を形成させる。 By generating a plasma discharge between 22 to form a thin film on the substrate 101.

【0034】その後、得られた薄膜を、700℃の常圧の酸素雰囲気中で1時間の熱処理を行う。 [0034] Then, the obtained thin film, performing heat treatment for 1 hour in an oxygen atmosphere at atmospheric pressure 700 ° C.. その結果、例えば100nmの厚さのSr x Bi y Ta 2.0w膜(ただし、x、y、wは、0.6≦x≦1.2、1.7 As a result, for example, 100nm thick of Sr x Bi y Ta 2.0 O w film (although, x, y, w is, 0.6 ≦ x ≦ 1.2,1.7
≦y≦2.5、w=9±d、0≦d≦1.0とする)が得られた。 ≦ y ≦ 2.5, and w = 9 ± d, 0 ≦ d ≦ 1.0) was obtained. そしてスパッタリングにより上記Sr x Bi And the Sr x Bi by sputtering
y Ta 2.0w膜上に上部電極となる白金膜を例えば1 y Ta 2.0 O w film, for example a platinum film to be the upper electrode on 1
00nmの厚さに形成する。 It is formed to a thickness of 00nm. その後、725℃の酸素雰囲気中で1時間の熱処理を行う。 Thereafter, a heat treatment for 1 hour in an oxygen atmosphere at 725 ° C..

【0035】上記のようにして形成した強誘電体キャパシタのP−Vヒステリシスを測定したところ、2Pr= [0035] was measured a P-V hysteresis of the ferroelectric capacitor formed as described above, 2Pr =
10μC/cm 2 〜22μC/cm 2 、2Ec=100 10μC / cm 2 ~22μC / cm 2 , 2Ec = 100
kV/cm〜150kV/cmという良好なる値が得られた。 kV / cm~150kV / cm good Naru value of is obtained.

【0036】次に、本発明の薄膜製造装置に係わる第2 Next, a second related to thin-film deposition apparatus of the present invention
の実施の形態を、図4の概略構成断面図によって説明する。 The embodiment will be described with reference to a schematic sectional view of FIG. 図4では、前記図1によって示した構成部品と同様のものには同一符号を付与して示す。 In Figure 4, illustrating by giving the same symbols to the same as the components shown by FIG. 1.

【0037】図4に示すように、第2の薄膜製造装置2 As shown in FIG. 4, the second thin-film deposition apparatus 2
では、反応室11内の下部側に第1の電極21が設置され、反応室11内の上部側に第2の電極22が設置され、上記第1の電極21に13.56MHzの高周波を印加する高周波電源31が接続されているとともに、上記基板101が保持される第2の電極22に例えば25 Applying the first electrode 21 is disposed on the lower side of the reaction chamber 11, the second electrode 22 is disposed on the upper side of the reaction chamber 11, a 13.56MHz high frequency to the first electrode 21 to with high frequency power source 31 is connected, for example, 25 to the second electrode 22 in which the substrate 101 is held
0kHzの低周波を印加する低周波電源33が接続されている。 Low-frequency power source 33 is connected to apply a low frequency of 0 kHz. この構成では、第1の電極21に排気口23が形成される。 In this configuration, the exhaust port 23 is formed in the first electrode 21. また第1の電極21の側周および下面側にはシールド板32が設置される。 The shield plate 32 is disposed on the side periphery and the lower surface of the first electrode 21. このように、低周波電源33を接続したことにより、第1、第2の電極21、 Thus, by connecting the low-frequency power source 33, the first, second electrodes 21,
22間に均一なプラズマとコントロール可能な低エネルギーのイオンボンバードメントを発生させることで、膜のステップカバリッジ、膜のストレス、膜密度等の膜質が改善される。 By generating ions bombardment uniform plasma and controllable low energy between 22, step coverage of the film, the stress of the film, the film quality of the film density and the like are improved.

【0038】その他の構成は前記第1の実施の形態で説明したのと同様であり、第2の電極22の内部には保持される基板101を加熱する加熱器41が内蔵されている。 [0038] Other configurations are the same as those described in the first embodiment, the heater 41 is within the second electrode 22 to heat the substrate 101 to be held is built. また上記反応室11の側壁には、この反応室11内に噴き出し口を設けたもので、気化器(図示せず)により気化させた薄膜の原料となる原料ガスを上記第1、第2の電極21、22の各電極面に対してほぼ平行な方向に噴き出すことができる複数(例えば4つ)のノズル1 Also in the side wall of the reaction chamber 11, which was provided with inlet ejection into the reaction chamber 11, a vaporizer of the thin film is vaporized (not shown) the first raw material gas as a raw material, the second nozzles of the plurality of can spewing in a direction substantially parallel to the electrode surface of electrodes 21 and 22 (e.g., four) 1
2(12a〜12d)(ただしノズル12bは図示せず)が点対称となるように反応室11の側壁11Sに設置されている。 2 (12 a to 12 d) (provided that the nozzle 12b is not shown) is placed on the side wall 11S of the chamber 11 so as to be point symmetrical. これらノズル12には、原料ガスを供給するガス供給系(図示せず)が接続されている。 These nozzles 12, supplying a source gas gas supply system (not shown) is connected. このノズル12によってガス供給部より導入される原料ガスが上記第1の電極21と第2の電極22との間にかつ電極面に対してほぼ平行に供給されるようになっている。 Raw material gas introduced from the gas supply unit are supplied substantially parallel to and the electrode surface between the first electrode 21 and the second electrode 22 by the nozzle 12.

【0039】このように、ノズル12は加熱器41の輻射熱を受けにくい離れた位置に設置されていることから、ノズル12が過度に加熱されることがなくなるので、ノズル12ではパーティクルが発生しにくくなる。 [0039] Thus, the nozzle 12 from that installed in the radiant heat susceptible away of the heater 41, so that the nozzle 12 is excessively heated is eliminated, the nozzle 12 the particles hardly occurs Become.

【0040】上記ノズル12、上記気化器およびその気化器から上記ノズル12に至る配管にも、前記説明したのと同様なる加熱手段(図示せず)を設けることが好ましい。 [0040] The nozzle 12, to a pipe leading to the nozzle 12 from the vaporizer and its vaporizer, it is preferable to provide a similar Naru heating means to that the described (not shown).

【0041】また上記排気口23には、図示はしないが、排気装置、バルブ等が設けられた排気系が接続されている。 Further to the exhaust port 23, although not shown, an exhaust system, an exhaust system valve or the like is provided is connected. それによって、上記ノズル12より供給された原料ガスは第1、第2の電極21、22間を通り上記排気口23により排気されるようになる。 Thereby, the raw material gas supplied from the nozzle 12 will be exhausted by the first, second electrodes 21 and 22 between as the exhaust port 23. このように、原料ガスが流れることから、たとえ、ノズル12が加熱されて、そのノズル12でパーティクルが発生したとしても、原料ガスの流れにそってパーティクルも流れるので、基板101上にパーティクルが降り注ぐことはない。 Thus, since the raw material gas flows, for example, the nozzle 12 is heated, even as particles occurs in the nozzle 12, flows through even the particles along the flow of the source gases, particles pours on the substrate 101 it is not.

【0042】さらに上記第2の電極22は、電極間隔を一定に保つ状態に、すなわち、電極の中心を通り電極面に垂直なZ軸周り(例えば矢印イ方向)に自転する構成であってもよい。 [0042] Further the second electrode 22 is in a state of keeping the electrode spacing constant, i.e., it is configured to rotate about a vertical Z-axis as the electrode surface the center of the electrode (e.g., the arrow b direction) good. 例えば、第2の電極22の上部側中心に回動軸26を設け、その回動軸26を回動させる駆動部(図示せず)を設けることにより、第2の電極22を自転させる構成を実現できる。 For example, a rotating shaft 26 provided on the upper side center of the second electrode 22, by providing the driving unit for rotating the rotating shaft 26 (not shown), the structure for rotating the second electrode 22 realizable.

【0043】次に、本発明の薄膜製造装置に係わる第3 Next, a third relating to the thin film manufacturing apparatus of the present invention
の実施の形態を、図5の概略構成断面図によって説明する。 The embodiment will be described with reference to a schematic sectional view of FIG. 図5では、前記図1によって示した構成部品と同様のものには同一符号を付与して示す。 In Figure 5, shown by the same reference numerals to the same as the components shown by FIG. 1.

【0044】図5に示すように、第3の薄膜製造装置3 As shown in FIG. 5, the third thin-film deposition apparatus 3
は、前記図1によって説明した薄膜製造装置において、 , In the thin film production apparatus it has been described above referring to FIG. 1,
第1の電極21にシャワーノズル43を設けたものであり、その他の構成は、前記第1の薄膜製造装置1と同様である。 Are those of the shower nozzle 43 is provided on the first electrode 21, other configurations are the same as the first thin-film deposition apparatus 1.

【0045】すなわち、その反応室11の内部には第1 [0045] That is, first the inside of the reaction chamber 11
の電極21と第2の電極22とが対向する状態に設置されている。 It is installed in a state of opposing electrode 21 and the second electrode 22. 上記第1の電極21にはRF(例えば13. The above first electrode 21 RF (for example, 13.
56MHz)パワーを印加するための高周波電源31が接続されている。 56 MHz) RF power source 31 for applying power are connected. さらに第1の電極21の側周および上部側(第2の電極22とは反対側)を囲むようにシールド板32が設置されている。 Further the shield plate 32 so as to surround the is installed (the side opposite to the second electrode 22) first side periphery and the upper side of the electrode 21.

【0046】上記第1の電極21には、この第1の電極21の下面よりガスを噴き出す複数のガス噴き出し孔4 The above first electrode 21, the first plurality of gas spouting a gas from the lower surface of the electrode 21 ejection holes 4
4を形成したシャワーノズル43が形成されている。 4 shower nozzle 43 is formed to form. そのシャワーノズル43によってガス供給部(図示せず) Gas supply unit by its shower nozzle 43 (not shown)
より導入されるアルゴン等のキャリアガス〔例えばアルゴン(Ar)、ヘリウム(He)等の希ガス〕もしくは酸素(O 2 )、窒素(N 2 )、塩素(Cl 2 )、塩化ホウ素(BCl 3 )、トリフルオロメタン(CHF 3 )、 Carrier gas such as argon which are more introduced [for example, argon (Ar), helium (He) noble gas, etc.] or oxygen (O 2), nitrogen (N 2), chlorine (Cl 2), boron chloride (BCl 3) , trifluoromethane (CHF 3),
フッ化エタン(C 26 )等の有機金属以外の原料ガスが上記第1の電極21と第2の電極22との間に供給されるようになっている。 Raw material gas other than the organic metal such as fluoride ethane (C 2 F 6) is adapted to be supplied between the first electrode 21 and the second electrode 22. 上記ガスのうち、塩素(C Of the gas, chlorine (C
2 )、塩化ホウ素(BCl 3 )、トリフルオロメタン(CHF 3 )、フッ化エタン(C 26 )等のガスはクリーニングガスとして反応室11の内部をクリーニングする際に用いることもできる。 l 2), boron chloride (BCl 3), trifluoromethane (CHF 3), a gas such as fluoride ethane (C 2 F 6) can also be used when cleaning the inside of the reaction chamber 11 as a cleaning gas.

【0047】一方、上記第2の電極22には、第1の電極21と対向する面に、成膜が行われる基板101が載置される載置部(図示せず)が形成されている。 Meanwhile, in the second electrode 22, the surface facing the first electrode 21, (not shown) mounting unit substrate 101 film is formed is placed is formed . 例えば上記載置部は基板101をクランプするクランプ機構により構成されている。 For example the loading portion is constituted by a clamp mechanism for clamping the substrate 101. もしくは、低温(例えば450℃ Or, a low temperature (for example 450 ° C.
以下)成膜を行うものでああれば、静電チャックにより構成されたものであってもよい。 If Der below) shall perform film formation, or it may be constituted by an electrostatic chuck.

【0048】また第2の電極22の内部には、第2の電極22上に載置される基板101を加熱するための加熱器41が設置されている。 [0048] In addition to the inside of the second electrode 22, heater 41 for heating the substrate 101 to be placed on the second electrode 22 is provided. この加熱器41は、前記第1 The heater 41, the first
の実施の形態で説明したのと同様の構成のものである。 It is of the same structure as that described in the embodiment.

【0049】なお、第2の電極22には、低周波電力(例えば250kHz)を印加する低周波電源(図示せず)を接続してもよい。 [0049] Note that the second electrode 22 may be connected to low-frequency power source for applying a low-frequency power (e.g., 250 kHz) (not shown).

【0050】上記反応室11の側壁には、この反応室1 [0050] The side wall of the reaction chamber 11, the reaction chamber 1
1内に噴き出し口を設けたもので、気化器(図示せず) Which was provided with inlet ejection in one vaporizer (not shown)
により気化させた薄膜の原料となる原料ガスを上記第1、第2の電極21、22の各電極面に対してほぼ平行な方向に噴き出すことができる複数(例えば4つ)のノズル12(12a〜12d)(ただしノズル12bは図示せず)が点対称となるように反応室11の側壁11S Nozzle 12 (12a of the plurality (e.g., four) that can spewing in a direction substantially parallel to the raw material gas as a raw material of a thin film is vaporized for each electrode surface of the first, second electrodes 21, 22 by to 12d) (provided that the side wall of the reaction chamber 11 so that the nozzle 12b is not shown) is the point of symmetry 11S
に設置されている。 It is installed in. 上記ノズル12は、例えば前記図2 The nozzle 12 is, for example, FIG. 2
によって説明したような構成のものからなり、これらノズル12には、原料ガスを供給するもので気化器を備えたガス供給系(図示せず)が接続されている。 Made from those constituted as described by, these nozzles 12, the raw material gas a gas supply system equipped with a carburetor in which supply (not shown) is connected. このノズル12によってガス供給系より導入される原料ガスが上記第1の電極21と第2の電極22との間にかつ電極面に対してほぼ平行に供給されるようになっている。 Raw material gas introduced from the gas supply system are supplied substantially parallel to and the electrode surface between the first electrode 21 and the second electrode 22 by the nozzle 12.

【0051】このように、ノズル12は加熱器41の輻射熱を受けにくい離れた位置に設置されていることから、ノズル12が過度に加熱されることがなくなるので、ノズル12ではパーティクルが発生しにくくなる。 [0051] Thus, the nozzle 12 from that installed in the radiant heat susceptible away of the heater 41, so that the nozzle 12 is excessively heated is eliminated, the nozzle 12 the particles hardly occurs Become.

【0052】上記ノズル12、気化器およびその気化器からノズル12に至る配管には、前記第1の実施の形態で説明したのと同様の加熱手段(図示せず)を設けることが好ましい。 [0052] The nozzle 12, the carburetor and pipe extending from the carburetor to the nozzle 12 is preferably provided with the first embodiment of the same heating means as described in the form (not shown).

【0053】上記第2の電極22の中央部には、上記第1、第2の電極21、22間に供給された原料ガスを排気する排気口23が形成されている。 [0053] the central portion of the second electrode 22, the first exhaust port 23 for exhausting the supplied raw material gas between the second electrodes 21 and 22 are formed. この排気口23には、図示はしないが、排気装置、バルブ等が設けられた排気系が接続されている。 The exhaust port 23, although not shown, an exhaust system, an exhaust system valve or the like is provided is connected. それによって、上記ノズル1 Thereby, the nozzle 1
2より供給された原料ガスは第1、第2の電極21、2 Supplied raw material gas than 2 first, second electrodes 21,2
2間を通り上記排気口23により排気されるようになる。 2 During comes to be exhausted by as the exhaust port 23. このように、原料ガスが流れることから、たとえ、 Thus, since the raw material gas flows, for example,
ノズル12が過度に加熱されて、そのノズル12でパーティクルが発生したとしても、原料ガスの流れにそってパーティクルも流れるので、基板101上にパーティクルが降り注ぐことはない。 Nozzle 12 is excessively heated, even as particles occurs in the nozzle 12, flows through even the particles along the flow of the source gases, particles pours it is not on the substrate 101.

【0054】さらに、第1の電極21にシャワーノズル43が形成されているので、このシャワーノズル43よりガスを噴き出すことにより、反応生成物が第1の電極21の表面に付着することが抑制される。 [0054] Further, since the shower nozzle 43 to the first electrode 21 is formed, by spewing the gas from the shower nozzle 43, it is prevented that the reaction products adhere to the surface of the first electrode 21 that. そのため、第1の電極21の電極面より基板101上にパーティクルが降り注ぐことが抑制されるので、クリーニングの頻度を低減することが可能になる。 Therefore, since the particles pours is suppressed over the substrate 101 than the electrode surface of the first electrode 21, it is possible to reduce the frequency of cleaning.

【0055】また、前記第1の実施の形態で説明したのと同様に、上記第2の電極22は、電極間隔を一定に保つ状態に、すなわち、電極の中心を通り電極面に垂直なZ軸周り(例えば矢印ア方向)に自転する構成であってもよい。 [0055] Also, in the same manner as described in the first embodiment, the second electrode 22 is in a state of keeping the electrode spacing constant, i.e., perpendicular Z as the electrode surface the center of the electrode it is configured to rotate about an axis (e.g., the arrow a direction) may be. 例えば、第2の電極22の下部側中心に回動軸24を設け、その回動軸24の内部に、排気口23に連続する排気経路25を形成する。 For example, a rotating shaft 24 provided on the lower side center of the second electrode 22, the interior of the rotation shaft 24 to form an exhaust path 25 continuous to the exhaust port 23. さらに回動軸24を回動させる駆動部(図示せず)を設けることにより、第2 By providing the driving unit (not shown) to further rotate the rotating shaft 24, the second
の電極22を自転させる構成を実現できる。 The electrode 22 can be realized a structure for rotating.

【0056】上記説明したような第3の薄膜製造装置3 The third thin-film deposition apparatus 3 as described above
では、ノズル12より第1、第2の電極21、22間に原料ガスを供給し、それと同時にシャワーノズル43より例えばアルゴンガスを噴き出させる。 In the first the nozzle 12, the raw material gas is supplied between the second electrodes 21 and 22, therewith causing spouted a more example, argon gas shower nozzle 43 at the same time. そして、高周波電源31によりRFパワーを印加して電極間に放電プラズマを発生させ、供給された原料ガスを放電プラズマにより分解して、その分解物を第2の電極22上に設置した基板101上に堆積することで薄膜を形成する。 Then, the discharge plasma is generated between the electrodes by applying RF power by RF source 31, the supplied raw material gas is decomposed by the discharge plasma, the upper substrate 101 was installed degradation products thereof on the second electrode 22 forming a thin film by depositing a.

【0057】次に、薄膜製造方法の実施の形態を、一例として、上記第3の薄膜製造装置を用いて強誘電体のS Next, an embodiment of a thin film manufacturing method, as an example, the third film strength by using a manufacturing device dielectric S
rBi 2 Ta 29薄膜を作製する場合で説明する。 described in the case of manufacturing a rBi 2 Ta 2 O 9 thin films.

【0058】シリコン基板上に熱酸化膜のSiO 2膜を例えば300nmの厚さに成膜した後、スパッタリングによりチタン膜を例えば30nmの厚さに形成し、さらにその上にキャパシタの下部電極となる白金膜を例えば200nmの厚さに形成する。 [0058] After forming the SiO 2 film with a thickness of, for example, 300nm thermal oxide film on a silicon substrate by sputtering to a thickness of the titanium film, for example 30 nm, further comprising a lower electrode of the capacitor formed thereon forming a platinum film to a thickness of, for example, 200 nm. このように成膜した基板101を上記説明した第3の薄膜製造装置3の反応室1 The reaction chamber 1 of the third thin-film deposition apparatus 3 thus the formed substrate 101 described above
1内に設置されている第2の電極22上に載置する。 It is placed on the second electrode 22 which is installed in one. その時の基板設置部となる第2の電極22は、加熱器41 The second electrode 22 serving as the substrate holding portion at that time, the heater 41
により、例えば550℃〜650℃程度に加熱されている。 By being heated, for example, about 550 ° C. to 650 ° C..

【0059】そして反応室11内にBi(C [0059] and the reaction chamber 11 Bi (C
653 、Sr(THD) 2・テトラグリム、Ta 6 H 5) 3, Sr ( THD) 2 · tetraglyme, Ta
(i−OC 374 THDの各有機金属を所定の濃度でTHF(テトラヒドロフラン)溶媒中に溶解した液体ソースを所定の割合で混合し、その混合液を200℃に保持した気化器(図示せず)内でガス化する。 (I-OC 3 H 7) 4 and THD liquid sources each organometallic dissolved in THF (tetrahydrofuran) in a solvent at a predetermined concentration were mixed in a predetermined ratio, carburetor holding the mixture to 200 ° C. ( gasified in not shown). そしてガス化した混合気体をキャリアガスのアルゴン(例えば流量を200sccmとする)とともに反応室11の方向に搬送し、反応室11の前段で酸素(例えば流量を20 And the gasified gas mixture transported with argon carrier gas (eg, 200sccm flow) in the direction of the reaction chamber 11, in front of the reaction chamber 11 the oxygen (e.g., flow rate 20
0sccmとする)を混合して、反応室11内に導入する。 And 0 sccm) were mixed, introduced into the reaction chamber 11. それと同時に、第1の電極21に設けられたシャワーノズル27よりアルゴン(例えば流量を100scc At the same time, 100Scc a more argon (e.g. flow shower nozzle 27 provided on the first electrode 21
mとする)を導入する。 And m) to introduce. そして反応室11内が13.3 And the reaction chamber 11 13.3
Pa〜40.0Pa程度になるように排気し、RF電源31より印加するRFパワーを300Wに設定して、第1、第2の電極21、22間にプラズマ放電を発生させて、基板101上に薄膜を形成させる。 Evacuated to be about Pa~40.0Pa, by setting the RF power applied from the RF power supply 31 to 300 W, first, by generating plasma discharge between the second electrodes 21 and 22, the substrate 101 on forming a thin film on.

【0060】第1の電極21側のシャワーノズル43よりからアルゴンガスが噴き出しているために、有機金属ガスが基板加熱用の加熱器31の輻射熱で加熱された第1の電極21で分解付着して、パーティクルを発生する問題が解決されるとともに、絶縁膜が第1の電極21の表面に付着するために、プラズマ放電が不安定になる問題も解消されて、長時間にわたって安定した成膜が可能になる。 [0060] In order that the argon gas ejection from the from the shower nozzles 43 of the first electrode 21 side, the organic metal gas is decomposed deposited in the first electrode 21 which is heated by the radiation heat of the heater 31 for heating the substrate Te, along with the problem of generating particles is resolved, since the insulating film is adhered to the surface of the first electrode 21, the problem of plasma discharge becomes unstable be eliminated, a stable film formation for a long time possible to become.

【0061】その後、得られた薄膜を、650℃の常圧の酸素雰囲気中で1時間の熱処理を行う。 [0061] Then, the obtained thin film, performing heat treatment for 1 hour in an oxygen atmosphere at atmospheric pressure 650 ° C.. その結果、例えば100nmの厚さのSr x Bi y Ta 2.0w膜(ただし、x、y、wは、0.6≦x≦1.2、1.7 As a result, for example, 100nm thick of Sr x Bi y Ta 2.0 O w film (although, x, y, w is, 0.6 ≦ x ≦ 1.2,1.7
≦y≦2.5、w=9±d、0≦d≦1.0とする)が得られた。 ≦ y ≦ 2.5, and w = 9 ± d, 0 ≦ d ≦ 1.0) was obtained. そしてスパッタリングにより上記Sr x Bi And the Sr x Bi by sputtering
y Ta 2.0w膜上に上部電極となる白金膜を例えば1 y Ta 2.0 O w film, for example a platinum film to be the upper electrode on 1
00nmの厚さに形成する。 It is formed to a thickness of 00nm. その後、700℃の酸素雰囲気中で1時間の熱処理を行う。 Thereafter, a heat treatment for 1 hour in an oxygen atmosphere at 700 ° C..

【0062】上記のようにして形成した強誘電体キャパシタのP−Vヒステリシスを測定したところ、2Pr= [0062] was measured a P-V hysteresis of the ferroelectric capacitor formed as described above, 2Pr =
10μC/cm 2 〜20μC/cm 2 、2Ec=100 10μC / cm 2 ~20μC / cm 2 , 2Ec = 100
kV/cm〜150kV/cmという良好なる値が得られた。 kV / cm~150kV / cm good Naru value of is obtained.

【0063】次に、本発明の薄膜製造装置に係わる第4 Next, a fourth relating to the thin film manufacturing apparatus of the present invention
の実施の形態を、図6の概略構成断面図によって説明する。 The embodiment will be described with reference to a schematic sectional view of FIG. 図6では、前記図1によって示した構成部品と同様のものには同一符号を付与して示す。 In Figure 6, shown by the same reference numerals to the same as the components shown by FIG. 1.

【0064】図6に示すように、第4の薄膜製造装置4 [0064] As shown in FIG. 6, the fourth thin film production apparatus 4
は、前記図1によって説明した薄膜製造装置において、 , In the thin film production apparatus it has been described above referring to FIG. 1,
第1の電極21に冷却器47を設けた構成のものであり、その他の構成は、前記第1の薄膜製造装置1と同様である。 It is of structure in which a cooler 47 provided on the first electrode 21, other configurations are the same as the first thin-film deposition apparatus 1.

【0065】すなわち、第4の薄膜製造装置4はプラズマCVD装置であり、その反応室11の内部には第1の電極21と第2の電極22とが対向する状態に設置されている。 [0065] That is, the fourth thin film production apparatus 4 is a plasma CVD apparatus, the inside of the reaction chamber 11 is installed in a state in which the first electrode 21 and second electrode 22 are opposed. 上記第1の電極21にはRF(例えば13.5 RF in the first electrode 21 (e.g. 13.5
6MHz)パワーを印加するための高周波電源31が接続されている。 High frequency power source 31 for applying a 6 MHz) power is connected. さらに第1の電極21の側周および上部側(第2の電極22とは反対側)を囲むようにシールド板32が設置されている。 Further the shield plate 32 so as to surround the is installed (the side opposite to the second electrode 22) first side periphery and the upper side of the electrode 21.

【0066】上記第1の電極21には、この第1の電極21の内部には、その電極面を冷却する冷却器47が備えられている。 [0066] to the first electrode 21, the inside of the first electrode 21, a cooler 47 is provided for cooling the electrode surface. この冷却器47は、第1の電極21内に形成した冷媒の流路48と上記冷媒の流路48に冷媒を循環させる冷媒供給源(図示せず)とからなっている。 The cooler 47 is made from the first flow path of the refrigerant is formed in the electrode 21 48 and the coolant supply source for circulating the refrigerant in the flow path 48 of the coolant (not shown).
上記冷媒には、例えば水、アンモニア等の通常の冷媒を用いることが可能である。 The aforementioned refrigerant, it is possible to use, for example, water, a normal refrigerant, such as ammonia.

【0067】一方、上記第2の電極22には、第1の電極21と対向する面に、成膜が行われる基板101が載置される載置部(図示せず)が形成されている。 [0067] On the other hand, the second electrode 22, the surface facing the first electrode 21, (not shown) mounting unit substrate 101 film is formed is placed is formed . 例えば上記載置部は基板101をクランプするクランプ機構により構成されている。 For example the loading portion is constituted by a clamp mechanism for clamping the substrate 101. もしくは、低温(例えば450℃ Or, a low temperature (for example 450 ° C.
以下)成膜を行うものでああれば、静電チャックにより構成されたものであってもよい。 If Der below) shall perform film formation, or it may be constituted by an electrostatic chuck.

【0068】また第2の電極22の内部には、第2の電極22上に載置される基板101を加熱するための加熱器41が設置されている。 [0068] In addition to the inside of the second electrode 22, heater 41 for heating the substrate 101 to be placed on the second electrode 22 is provided. この加熱器41には、前記第1の実施の形態で説明したのと同様の構成のものを用いることができる。 This heater 41 may be the same configuration as that described in the first embodiment.

【0069】なお、第2の電極22には、低周波電力(例えば250kHz)を印加する低周波電源(図示せず)を接続してもよい。 [0069] Note that the second electrode 22 may be connected to low-frequency power source for applying a low-frequency power (e.g., 250 kHz) (not shown).

【0070】上記反応室11の側壁には、この反応室1 [0070] The side wall of the reaction chamber 11, the reaction chamber 1
1内に噴き出し口を設けたもので、気化器(図示せず) Which was provided with inlet ejection in one vaporizer (not shown)
により気化させた薄膜の原料となる原料ガスを上記第1、第2の電極21、22の各電極面に対してほぼ平行な方向に噴き出すことができる複数(例えば4つ)のノズル12(12a〜12d)(ただしノズル12bは図示せず)が点対称となるように反応室11の側壁11S Nozzle 12 (12a of the plurality (e.g., four) that can spewing in a direction substantially parallel to the raw material gas as a raw material of a thin film is vaporized for each electrode surface of the first, second electrodes 21, 22 by to 12d) (provided that the side wall of the reaction chamber 11 so that the nozzle 12b is not shown) is the point of symmetry 11S
に設置されている。 It is installed in. 上記ノズル12は、例えば前記図2 The nozzle 12 is, for example, FIG. 2
によって説明したような構成のものからなり、これらノズル12には、原料ガスを供給するもので気化器を備えたガス供給系(図示せず)が接続されている。 Made from those constituted as described by, these nozzles 12, the raw material gas a gas supply system equipped with a carburetor in which supply (not shown) is connected. このノズル12によってガス供給系より導入される原料ガスが上記第1の電極21と第2の電極22との間にかつ電極面に対してほぼ平行に供給されるようになっている。 Raw material gas introduced from the gas supply system are supplied substantially parallel to and the electrode surface between the first electrode 21 and the second electrode 22 by the nozzle 12.

【0071】このように、ノズル12は加熱器41の輻射熱を受けにくい離れた位置に設置されていることから、ノズル12が過度に加熱されることがなくなるので、ノズル12ではパーティクルが発生しにくくなる。 [0071] Thus, the nozzle 12 from that installed in the radiant heat susceptible away of the heater 41, so that the nozzle 12 is excessively heated is eliminated, the nozzle 12 the particles hardly occurs Become.

【0072】上記ノズル12、気化器およびその気化器からノズル12に至る配管には、前記第1の実施の形態で説明したのと同様の加熱手段(図示せず)を設けることが好ましい。 [0072] The nozzle 12, the carburetor and pipe extending from the carburetor to the nozzle 12 is preferably provided with the first embodiment of the same heating means as described in the form (not shown).

【0073】上記第2の電極22の中央部には、上記第1、第2の電極21、22間に供給された原料ガスを排気する排気口23が形成されている。 [0073] the central portion of the second electrode 22, the first exhaust port 23 for exhausting the supplied raw material gas between the second electrodes 21 and 22 are formed. この排気口23には、図示はしないが、排気装置、バルブ等が設けられた排気系が接続されている。 The exhaust port 23, although not shown, an exhaust system, an exhaust system valve or the like is provided is connected. それによって、上記ノズル1 Thereby, the nozzle 1
2より供給された原料ガスは第1、第2の電極21、2 Supplied raw material gas than 2 first, second electrodes 21,2
2間を通り上記排気口23により排気されるようになる。 2 During comes to be exhausted by as the exhaust port 23. このように、原料ガスが流れることから、たとえ、 Thus, since the raw material gas flows, for example,
ノズル12が過度に加熱されて、そのノズル12でパーティクルが発生したとしても、原料ガスの流れにそってパーティクルも流れるので、基板101上にパーティクルが降り注ぐことはない。 Nozzle 12 is excessively heated, even as particles occurs in the nozzle 12, flows through even the particles along the flow of the source gases, particles pours it is not on the substrate 101.

【0074】また、前記第1の実施の形態で説明したのと同様に、上記第2の電極22は、電極間隔を一定に保つ状態に、すなわち、電極の中心を通り電極面に垂直なZ軸周り(例えば矢印ア方向)に自転する構成であってもよい。 [0074] Also, in the same manner as described in the first embodiment, the second electrode 22 is in a state of keeping the electrode spacing constant, i.e., perpendicular Z as the electrode surface the center of the electrode it is configured to rotate about an axis (e.g., the arrow a direction) may be. 例えば、第2の電極22の下部側中心に回動軸24を設け、その回動軸24の内部に、排気口23に連続する排気経路25を形成する。 For example, a rotating shaft 24 provided on the lower side center of the second electrode 22, the interior of the rotation shaft 24 to form an exhaust path 25 continuous to the exhaust port 23. さらに回動軸24を回動させる駆動部(図示せず)を設けることにより、第2 By providing the driving unit (not shown) to further rotate the rotating shaft 24, the second
の電極22を自転させる構成を実現できる。 The electrode 22 can be realized a structure for rotating.

【0075】上記説明したような第4の薄膜製造装置4 [0075] The fourth thin-film deposition apparatus 4 as described above
では、ノズル12より第1、第2の電極21、22間に原料ガスを供給し、それと同時に冷却器47により第1 In the first the nozzle 12, the raw material gas is supplied between the second electrodes 21 and 22, at the same time by the cooling device 47 first
の電極21の電極面を冷却する。 Cooling the electrode surface of the electrode 21. そして、高周波電源3 Then, the high-frequency power supply 3
1によりRFパワーを印加して電極間に放電プラズマを発生させ、供給された原料ガスを放電プラズマにより分解して、その分解物を第2の電極22上に設置した基板101上に堆積することで薄膜を形成する。 By applying RF power to generate discharge plasma between the electrodes by 1, the supplied raw material gas is decomposed by the discharge plasma, to deposit the decomposition product on the substrate 101 placed on the second electrode 22 that in to form a thin film.

【0076】上記説明したように、第1の電極21に冷却器47が備えられているので、第1の電極21は冷却器47によって例えば50℃〜250℃の所望の温度に冷却される。 [0076] As described above, the cooling device 47 is provided to the first electrode 21, first electrode 21 is cooled by the cooler 47 to a desired temperature, for example 50 ° C. to 250 DEG ° C.. そのため、第2の電極22内に設置された加熱器41からの輻射熱により加熱される第1の電極2 Therefore, the first electrode is heated by radiant heat from the heater 41 installed in the second electrode 22 2
1面で有機金属ガスが分解して付着し、パーティクルを発生することが解消される。 Organometallic gas adheres decomposes at one side, it is eliminated to generate particles. それとともに、第1の電極21の表面に絶縁膜が付着するため、プラズマ放電が不安定になる問題も解消され、長時間にわたって安定した成膜が可能になる。 At the same time, since the surface insulating film of the first electrode 21 is attached, the problem of plasma discharge becomes unstable is eliminated, a stable film formation becomes possible for a long time. よって、第1の電極21の電極面より基板101上にパーティクルが降り注ぐことが抑制されるので、クリーニングの頻度を低減することが可能になる。 Therefore, since the particles pours is suppressed over the substrate 101 than the electrode surface of the first electrode 21, it is possible to reduce the frequency of cleaning.

【0077】次に、薄膜製造方法の実施の形態を、一例として、上記第4の薄膜製造装置4を用いて強誘電体のSrBi 2 Ta 29薄膜を作製する場合で説明する。 [0077] Next, an embodiment of a thin film manufacturing method, as an example, is described in the case of manufacturing a SrBi 2 Ta 2 O 9 thin film of a ferroelectric with the fourth thin film production apparatus 4.

【0078】シリコン基板上に熱酸化膜のSiO 2膜を例えば300nmの厚さに成膜した後、スパッタリングによりチタン膜を例えば30nmの厚さに形成し、さらにその上にキャパシタの下部電極となる白金膜を例えば200nmの厚さに形成する。 [0078] After forming the SiO 2 film with a thickness of, for example, 300nm thermal oxide film on a silicon substrate by sputtering to a thickness of the titanium film, for example 30 nm, further comprising a lower electrode of the capacitor formed thereon forming a platinum film to a thickness of, for example, 200 nm. このように成膜した基板101を上記説明した第3の薄膜成膜装置3の反応室1 The reaction chamber 1 of the third thin film deposition apparatus 3 thus the formed substrate 101 described above
1の内部に設置された第2の電極22上に設置する。 Placed on the second electrode 22 that is installed inside the 1. その時の基板設置部となる第2の電極22は、加熱器41 The second electrode 22 serving as the substrate holding portion at that time, the heater 41
によって550℃〜650℃程度に加熱されている。 It is heated to about 550 ° C. to 650 ° C. by.

【0079】そして、Bi(C 653 、Sr(TH [0079] Then, Bi (C 6 H 5) 3, Sr (TH
D) 2・テトラグリム、Ta(i−OC 374 TH D) 2 · tetraglyme, Ta (i-OC 3 H 7) 4 TH
Dの各有機金属を所定の濃度でTHF(テトラヒドロフラン)溶媒中に溶解した液体ソースを所定の割合で混合し、その混合液を200℃に保持した気化器(図示せず)内でガス化する。 The liquid source of each organometallic dissolved in THF (tetrahydrofuran) in a solvent at a given concentration of D were mixed in a predetermined ratio, gasified within the held vaporizer (not shown) to the mixture 200 ° C. . そしてガス化した混合気体をキャリアガスのアルゴン(例えば流量を200sccmとする)とともに反応室11方向に搬送し、反応室11の前段で酸素(例えば流量を200sccmとする)を混合して、反応室11の内部に導入する。 And the gasified gas mixture conveyed to the reaction chamber 11 direction with argon carrier gas (e.g., a flow rate 200 sccm), a mixture of oxygen in front of the reaction chamber 11 (e.g., a 200 sccm flow rate), a reaction chamber be introduced into the interior of the 11. それと同時に、第1の電極21内に備えた冷却器47により、第1の電極21の電極面が50℃〜250℃の所望の温度になるように冷却されている。 At the same time, the cooler 47 provided in the first electrode 21, the electrode surface of the first electrode 21 is cooled to the desired temperature of 50 ° C. to 250 DEG ° C.. そして反応室11内が13.3P And the reaction chamber 11 13.3P
a〜40.0Pa程度になるように排気し、RF電源3 Evacuated to be about a~40.0Pa, RF power supply 3
1により300WのRFパワーを印加して、第1、第2 By applying a RF power of 300W by 1, first, second
の電極21、22間にプラズマ放電を発生させて、基板101上に薄膜を形成させる。 And between the electrodes 21, 22 to generate a plasma discharge to form a thin film on the substrate 101.

【0080】上記のように、冷却器47により第1の電極21を冷却することにより、第2の電極22内に設置された加熱器41からの輻射熱により加熱される第1の電極21面で有機金属ガスが分解して付着し、パーティクルを発生することが解消される。 [0080] As described above, by cooling the first electrode 21 by the cooling device 47, the first electrode 21 side in which is heated by radiant heat from the heater 41 installed in the second electrode 22 organometallic gas adheres decomposes, it is eliminated to generate particles. それとともに、第1 At the same time, the first
の電極21の表面に絶縁膜が付着するため、プラズマ放電が不安定になる問題も解消され、長時間にわたって安定した成膜が可能になる。 Since the surface insulating film of the electrode 21 is attached, a problem that the plasma discharge becomes unstable is eliminated, allowing stable film formation for a long time.

【0081】その後、得られた薄膜を、650℃の常圧の酸素雰囲気中で1時間の熱処理を行う。 [0081] Then, the obtained thin film, performing heat treatment for 1 hour in an oxygen atmosphere at atmospheric pressure 650 ° C.. その結果、例えば100nmの厚さのSr x Bi y Ta 2.0w膜(ただし、x、y、wは、0.6≦x≦1.2、1.7 As a result, for example, 100nm thick of Sr x Bi y Ta 2.0 O w film (although, x, y, w is, 0.6 ≦ x ≦ 1.2,1.7
≦y≦2.5、w=9±d、0≦d≦1.0とする)が得られた。 ≦ y ≦ 2.5, and w = 9 ± d, 0 ≦ d ≦ 1.0) was obtained. そしてスパッタリングにより上記Sr x Bi And the Sr x Bi by sputtering
y Ta 2.0w膜上に上部電極となる白金膜を例えば1 y Ta 2.0 O w film, for example a platinum film to be the upper electrode on 1
00nmの厚さに形成する。 It is formed to a thickness of 00nm. その後、700℃の酸素雰囲気中で1時間の熱処理を行う。 Thereafter, a heat treatment for 1 hour in an oxygen atmosphere at 700 ° C..

【0082】上記のようにして形成した強誘電体キャパシタのP−Vヒステリシスを測定したところ、2Pr= [0082] was measured a P-V hysteresis of the ferroelectric capacitor formed as described above, 2Pr =
10μC/cm 2 〜20μC/cm 2 、2Ec=100 10μC / cm 2 ~20μC / cm 2 , 2Ec = 100
kV/cm〜150kV/cmという良好なる値が得られた。 kV / cm~150kV / cm good Naru value of is obtained.

【0083】次に、本発明に係わる薄膜製造装置の第5 [0083] Next, a fifth thin film manufacturing apparatus according to the present invention
の実施の形態を、図7のブロック図によって説明する。 The embodiment will be described with reference to a block diagram of FIG.
図7では、第1〜第4の薄膜製造装置を代表して第2の薄膜製造装置のガスラインの一例について説明する。 In Figure 7, illustrating an example of a gas line of the first to fourth second thin-film deposition apparatus on behalf of the thin film manufacturing apparatus.

【0084】図7に示すように、まず第2の薄膜製造装置2の反応室11へのガス供給系50を以下に説明する。 [0084] As shown in FIG. 7, illustrating a gas supply system 50 to the second reaction chamber 11 of a thin film production apparatus 2 below.

【0085】反応室11には、気化器51より原料ガスを供給する配管52が反応室11の側壁に設けたノズル(図示せず)に接続されている。 [0085] The reaction chamber 11, a pipe 52 for supplying the raw material gas from the vaporizer 51 is connected to a nozzle provided in the side wall of the reaction chamber 11 (not shown). この配線52には、気化器51側より、気化器51の排気系90に分岐する三方向バルブ53が設置され、さらに反応室11を通さず反応室11の排気系70に直接接続する配管78を分岐する三方向バルブ54が設置されている。 The wire 52, from the carburetor 51 side, is placed three-way valve 53 for branching the exhaust system 90 of the carburetor 51, a pipe 78 for connecting further directly to the exhaust system 70 of the reaction chamber 11 without passing through the reaction chamber 11 three-way valve 54 is provided for branching. 上記気化器5 The vaporizer 5
1には原料ガスを供給する液体供給ポンプ55が接続されている。 Liquid feed pump 55 is connected for supplying a raw material gas is 1. またキャリアガスを導入するための配管56 The pipe 56 for introducing a carrier gas
が接続されている。 There has been connected. この配管56には開閉バルブ57が設置されている。 Off valve 57 is installed to the pipe 56. さらに三方向バルブ54と反応室11 Further three-way valve 54 and the reaction chamber 11
との間の配管52には反応室11に酸素を供給するための配線58が接続されている。 Wiring 58 for supplying oxygen to the reaction chamber 11 to the pipe 52 between are connected. この配線58には開閉バルブ59が設置されている。 Off valve 59 is installed in the wiring 58.

【0086】また、反応室11内に設置される第1の電極(図示せず)に形成されているシャワーノズル(図示せず)に、例えばアルゴン(Ar)、ヘリウム(He) [0086] Further, the first electrode installed in the reaction chamber 11 shower nozzle formed (not shown) (not shown), for example, argon (Ar), helium (He)
等の希ガス、もしくは酸素(O 2 )、窒素(N 2 )、塩素(Cl 2 )、塩化ホウ素(BCl 3 )、トリフルオロメタン(CHF 3 )、フッ化エタン(C 26 )等を供給する配管61が接続されている。 Noble gas etc. or oxygen, (O 2), nitrogen (N 2), chlorine (Cl 2), boron chloride (BCl 3), trifluoromethane (CHF 3), supplying the fluoride ethane (C 2 F 6), etc. pipe 61 is connected. この配管61には開閉バルブ62が設置されている。 Off valve 62 is installed to the pipe 61.

【0087】次に反応室11の排気系70を以下に説明する。 [0087] Next will be described an exhaust system 70 of the reaction chamber 11 below. 反応室11内の第2の電極(図示せず)に設けた排気口(図示せず)には、第1の排気管71が接続されている。 The second electrode in the reaction chamber 11 (not shown) provided with an exhaust port (not shown), the first exhaust pipe 71 is connected. この第1の排気管71には、反応室11側より、コンダクタンスバルブ72、トラップ73、開閉バルブ74、ターボ分子ポンプ75、開閉バルブ76、ロータリーポンプもしくはブースターポンプからなる排気ポンプ77が直列にかつ順に設けられている。 This first exhaust pipe 71, and from the reaction chamber 11 side, a conductance valve 72, the trap 73, the opening and closing valve 74, a turbo molecular pump 75, opening and closing valve 76, the exhaust pump 77 is in series consisting of a rotary pump or booster pump It is provided in the order. したがって、この排気系の排気装置は、上記ターボ分子ポンプ7 Therefore, the exhaust system the exhaust device, the turbo molecular pump 7
5およびロータリーポンプもしくはブースターポンプからなる排気ポンプ77とにより構成されている。 It is constituted by the exhaust pump 77 consisting of 5 and a rotary pump or booster pump.

【0088】前記配管78は、反応室11とコンダクタンスバルブ72との間の第1の排気管71に接続されている。 [0088] The pipe 78 is connected to the first exhaust pipe 71 between the reaction chamber 11 and the conductance valve 72. また開閉バルブ74とターボ分子ポンプ75との間の第1の排気管71より排気ポンプ77に直接接続する配管79が分岐されている。 The first exhaust pipe 71 pipe 79 directly connected to an exhaust pump 77 from between the opening and closing valve 74 and turbo-molecular pump 75 is branched. この配管79には開閉バルブ80が設置されている。 Off valve 80 is installed to the pipe 79. また開閉バルブ80と排気ポンプ77の間の配管79より配管81が分岐されていて、その配管81の端部にはリークバルブ82が設置されている。 Also in the pipe 81 from the pipe 79 between the opening and closing valve 80 exhaust pump 77 is branched, the leak valve 82 is installed in the end of the pipe 81. また配管81より分岐して排気ポンプ77の排気側の第1の排気管71に接続される配管83が設けられている。 The pipe 83 is provided which is connected to the branch from the pipe 81 to the first exhaust pipe 71 on the exhaust side of the exhaust pump 77. この配管83には開閉バルブ84が設置されている。 Off valve 84 is installed to the pipe 83.

【0089】さらに、反応室11には、上記開閉バルブ76と排気ポンプ77との間の第1の排気管71に接続する第2の排気管85が設けらている。 [0089] Furthermore, the reaction chamber 11, the second exhaust pipe 85 connected to the first exhaust pipe 71 between the opening and closing valve 76 and the exhaust pump 77 is al provided. この第2の排気管85には開閉バルブ86が設置され、その開閉バルブ86と反応室11との間の第2の排気管85より配管8 This is the second exhaust pipe 85 is disposed closing valve 86 is a pipe than the second exhaust pipe 85 between the reaction chamber 11 and opening and closing valve 86 8
7が分岐されていて、その配管87の端部にはリークバルブ88が設置されている。 7 have been branched, leak valve 88 is installed in the end of the pipe 87.

【0090】次に、気化器51の排気系90について説明する。 Next, a description will be given of an exhaust system 90 of the vaporizer 51. 気化器51より反応室11側に設けた三方向バルブ53より分岐して、第3の排気管91が接続されている。 Branched from the three-way valve 53 provided in the reaction chamber 11 side of the evaporator 51, the third exhaust pipe 91 is connected. この第3の排気管91には、3方向バルブ53側より順に、コンダクタンスバルブ92、トラップ93、 This third exhaust pipe 91, in order from the 3-way valve 53 side, a conductance valve 92, a trap 93,
排気装置となる排気ポンプ(例えばドライポンプ)94 Exhaust pump comprising an exhaust device (e.g., a dry pump) 94
が直列に設置されている。 There are installed in series.

【0091】上記説明したガスラインは、一例であって、その他の構成のガスラインであっても、上記薄膜製造装置の反応室11に接続することは可能である。 [0091] Gas lines described above is an example, be a gas line having another structure, it is possible to connect the reaction chamber 11 of the thin-film deposition apparatus.

【0092】なお、第1の電極にシャワーノズルが形成されていない薄膜製造装置では、反応室11にクリーニングガスを供給する上記配管61を直接説明してもよい。 [0092] In the thin film production apparatus shower nozzle is not formed on the first electrode, the pipe 61 for supplying a cleaning gas into the reaction chamber 11 may be described directly.

【0093】次に、上記ガスラインの標準的な操作手順の一例を以下に説明する。 [0093] Next, an example of a standard operating procedure for the gas line below.

【0094】まず、全ての開閉バルブは閉じた状態にしておき、成膜を行う基板(図示せず)を反応室11内の加熱器(図示せず)が設けられた第2の電極(図示せず)上に載置する。 [0094] First, all of the opening and closing valve leave closed, the second electrode (Figure heater in the reaction chamber 11 a substrate (not shown) for forming a film (not shown) is provided placed on the Shimese not). その基板を加熱器により所定の温度に加熱する。 Heated to a predetermined temperature by the heater and the substrate.

【0095】その状態で開閉バルブ59を開いて反応室11の内部に酸素(O 2 )ガスを導入し、それとともに、開閉バルブ74、開閉バルブ76を開いてターボ分子ポンプ75および排気ポンプ77を動作させ、さらにコンダクタンスバルブ72を調整することにより反応室11内を所定の圧力に保持する。 [0095] introducing the internal oxygen gas (O 2) in the reaction chamber 11 by opening and closing valve 59 in that state, therewith, the opening and closing valve 74, a turbo-molecular pump 75 and an exhaust pump 77 by opening and closing valve 76 It is operated, further holding the reaction chamber 11 to a predetermined pressure by adjusting the conductance valve 72. そして、高周波電源(図示せず)より高周波電力を印加して電極間にプラズマ放電を発生させる。 Then, high frequency power supply (not shown) by applying a high frequency power to generate plasma discharge between the electrodes from.

【0096】それと同時に、液体供給ポンプ55を動作させて有機金属を溶解した原料溶液を気化器51に供給し、それを気化器51で気化させる。 [0096] At the same time, the raw material solution of the organometallic by operating the liquid feed pump 55 is supplied to the vaporizer 51 to vaporize it in the vaporizer 51. そして開閉バルブ56を開いて気化器51にキャリアガスを供給し、同時に三方向バルブ53を気化器排気系90側に開き、そのキャリアガスとともに原料ガスを排気する。 Then by opening the opening and closing valve 56 the carrier gas was supplied to the vaporizer 51 by opening the three-way valve 53 to the carburetor exhaust system 90 side at the same time, evacuating the raw material gas together with the carrier gas.

【0097】その後、プラズマ放電が安定してから、三方向バルブ53、54を気化器51と反応室11とが連通する状態に開き、キャリアガスとともに原料ガスを反応室11方向に搬送し、反応室11の直前で配管58により供給される酸素(O 2 )ガスを混合して、その混合ガスを反応室11内に導入する。 [0097] Then, after the plasma discharge is stabilized, open the three-way valve 53, 54 in a state where the carburetor 51 and the reaction chamber 11 is communicated to transport the raw material gas together with the carrier gas into the reaction chamber 11 direction, reaction by mixing oxygen (O 2) gas supplied by the pipe 58 just before the chamber 11, introducing the mixed gas into the reaction chamber 11. そして、原料ガスと酸素はプラズマ放電により分解され、その分解物が基板上に堆積して薄膜を形成する。 Then, the raw material gas and oxygen is decomposed by plasma discharge, a degradation product thereof to form a thin film deposited on the substrate.

【0098】基板上に薄膜が所定の膜厚に成膜されたときに、三方向バルブ53、54を操作して、反応室11 [0098] When the thin film on the substrate is deposited to a predetermined thickness, by operating the three-way valve 53, the reaction chamber 11
内への原料ガスの供給を停止することにより成膜を終了する。 And it ends the film formation by stopping the supply of the source gas into the inner. それとともに、高周波電力の印加を停止してプラズマ放電を停止させる。 At the same time, to stop the application of the high frequency power is stopped plasma discharge. それとともに液体供給ポンプ5 It together with the liquid feed pump 5
5の動作を停止して、また開閉バルブ57、59を閉じてキャリアガスおよび酸素(O 2 )の供給を停止する。 5 operates the stop of, also stops the supply of the carrier gas and oxygen (O 2) by closing the opening and closing valve 57, 59.

【0099】その後、反応室11内のガスを排気した後、開閉バルブ74、86を閉じて、排気装置を停止する。 [0099] Then, after evacuating the gas in the reaction chamber 11, by closing the opening and closing valves 74, 86, stops the exhaust system. そしてリークバルブ88を開いて反応室11内に例えば窒素をパージし、リークバルブ88を閉じる。 The leak valve 88 to purge such as nitrogen into the reaction chamber 11 by opening and closing the leak valve 88. その後、反応室11より基板を取り出す。 Thereafter, the substrate is taken out from the reaction chamber 11.

【0100】反応室11より基板を取り出した後、開閉バルブ74、86を開き、排気装置を稼働させて反応室11内を排気する。 [0100] After the substrate was taken out from the reaction chamber 11, opening and closing valve 74, 86, to evacuate the reaction chamber 11 by operating the exhaust system. そして、上記説明した手順を繰り返すことにより、成膜を行う。 By repeating the procedures described above, to form a film.

【0101】また、成膜後、反応室11内をクリーニングする場合には、開閉バルブ62を開いて、配管61よりクリーニングガスを反応室11内に導入するとともに高周波電力を印加して反応室11内をプラズマエッチングすることでクリーニングを行う。 [0102] Further, after the film formation, when cleaning the reaction chamber 11, the opening and closing valve 62 is opened, by applying a high frequency power is introduced a cleaning gas into the reaction chamber 11 from the pipe 61 reaction chamber 11 for cleaning the inner by plasma etching. クリーニング後は、 After cleaning,
高周波電力の印加を停止するとともに開閉バルブ62を閉じてクリーニングガスの供給を停止し、排気装置により反応室11内を真空引きする。 Stopping the supply of the cleaning gas by closing the on-off valve 62 stops the application of the RF power and evacuated reaction chamber 11 by the exhaust system. 上記クリーニングガスには、一例として、希ガス(アルゴンガスもしくはヘリウムガス)と、塩素ガス、塩化ホウ素ガス、トリフルオロメタンガス、フッ化エタンガスのうちの少なくとも1 The above cleaning gas, as an example, a rare gas (argon gas or helium gas), chlorine gas, boron chloride gas, trifluoromethyl methane, of fluorinated ethane gas at least 1
種のガスとを混合したものを用いる。 Using a mixture of a species of the gas.

【0102】また、気化器51内のガスを排気するときは、三方向バルブ53を気化器51と気化器の排気系9 [0102] Also, when the exhaust gas in the vaporizer 51, the vaporizer 51 the three-way valve 53 the carburetor of an exhaust system 9
0とが連通するように開き、排気ポンプ(ドライポンプ)94を稼働することにより、気化器51内のガスを排出することができる。 0 and opens so as to communicate, by running the exhaust pump (dry pump) 94, can be discharged gas in the vaporizer 51. さらに、定期的に気化器51を溶媒ガスにより洗浄する場合には、気化器51に洗浄用の溶媒ガスを供給するとともに気化器の排気系90に接続された排気ポンプ(ドライポンプ)94により気化器51内を排気すればよい。 Further vaporized, when cleaned by periodically vaporizer 51 solvent gas, the vaporizer connected to an exhaust pump in the exhaust system 90 of the carburetor supplies cleaning solvent gas 51 (dry pump) 94 the inside vessel 51 may be evacuated.

【0103】次に、上記図7によって説明した薄膜製造装置を用いて、強誘電体のSrBi 2 Ta 29薄膜を作製した。 [0103] Next, using a thin film manufacturing apparatus described by FIG. 7, to produce a SrBi 2 Ta 2 O 9 thin film of a ferroelectric. その詳細を以下に説明する。 Explaining that in more detail below.

【0104】シリコン基板上に熱酸化膜のSiO 2膜を例えば300nmの厚さに成膜した後、スパッタリングによりチタン膜を例えば30nmの厚さに形成し、さらにその上にキャパシタの下部電極となる白金膜を例えば200nmの厚さに形成する。 [0104] After forming the SiO 2 film with a thickness of, for example, 300nm thermal oxide film on a silicon substrate by sputtering to a thickness of the titanium film, for example 30 nm, further comprising a lower electrode of the capacitor formed thereon forming a platinum film to a thickness of, for example, 200 nm. このように成膜した基板を上記図7によって説明した薄膜成膜装置の反応室11 The reaction chamber 11 of a thin film deposition apparatus thus described the formed substrate by the 7
内の第2の電極上に設置する。 Placed on the second electrode of the inner. その時の基板設置部となる第2の電極は加熱器により200℃〜450℃程度に加熱されている。 A second electrode serving as the substrate holding portion at that time is heated to 200 ° C. to 450 degree ° C. by the heater.

【0105】そしてBi(C 653 、Sr(TH [0105] and Bi (C 6 H 5) 3 , Sr (TH
D) 2・テトラグリム、Ta(i−OC 374 TH D) 2 · tetraglyme, Ta (i-OC 3 H 7) 4 TH
Dの各有機金属を所定の濃度でTHF(テトラヒドロフラン)溶媒中に溶解した液体ソースを所定の割合で混合し、その混合液を液体供給ポンプ55により200℃に保持した気化器51に導入し、その気化器51内でガス化する。 The liquid source of each organometallic dissolved in THF (tetrahydrofuran) in a solvent at a given concentration of D were mixed in a predetermined ratio, and introducing the mixture into a vaporizer 51 which holds the 200 ° C. by liquid feed pump 55, its gasified in the vaporizer 51. そしてガス化した混合気体を気化器51に導入されるキャリアガスのアルゴン(例えば流量を200s And 200s argon (e.g. the flow rate of the carrier gas introduced gasified mixed gas to a vaporizer 51
ccmとする)とともに、気化器51から気化器の排気系90に流れるように3方向バルブ53を開く。 With that) ccm, opening the three-way valve 53 to flow into the exhaust system 90 of a vaporizer from the vaporizer 51. その時、気化器の排気系90の排気ポンプ94は稼働している。 At that time, the exhaust pump 94 of the exhaust system 90 of the vaporizer is running. そのため、まず、混合気体はキャリアガスとともに排気される。 Therefore, first, a mixed gas is exhausted together with the carrier gas.

【0106】一方、開閉バルブ59を開いて反応室11 [0106] On the other hand, the reaction chamber by opening the opening and closing valve 59 11
に酸素(例えば流量を200sccmとする)を導入する。 Introducing oxygen (eg, 200sccm flow) to. そして反応室11内が13.3Pa〜40.0Pa And the reaction chamber 11 13.3Pa~40.0Pa
程度になるように排気し、RFパワー(13.56MH Evacuated so as to extent, RF power (13.56MH
z)を300Wに設定して、第1、第2の電極間にプラズマ放電を発生させて、安定したRFプラズマ放電が点灯した状態で10秒〜10分間保持する。 The z) is set to 300 W, first, by generating plasma discharge between the second electrode and stably hold 10 seconds to 10 minutes with an RF plasma discharge is lit was.

【0107】その後、気化器51と反応室11とが連通するように三方向バルブ53、54を動作させて、原料ガスをアルゴンキャリアガスとともに反応室11方向に搬送し、反応室11の直前で配管58により供給される酸素ガスを混合し、その混合ガスを反応室11内に導入する。 [0107] Thereafter, the reaction chamber 11 by operating the three-way valve 53, 54 to communicate with the evaporator 51, the raw material gas is transported to the reaction chamber 11 direction together with argon carrier gas, just before the reaction chamber 11 mixing the oxygen gas supplied through a pipe 58, introducing the mixed gas into the reaction chamber 11. そして、原料ガスと酸素とはプラズマ放電により分解され、その分解物が基板上に堆積してSrBi 2 Then, the raw material gas and oxygen is decomposed by plasma discharge, SrBi 2 T degradation products thereof are deposited on the substrate
29薄膜が形成される。 a 2 O 9 thin film is formed.

【0108】所定の膜厚のSrBi 2 Ta 29薄膜が形成される所要時間に到達した段階で三方向バルブ5 [0108] The predetermined thickness SrBi 2 Ta 2 O 9 three-way valve at the stage of reaching the required time the thin film is formed 5
3、54を操作して、反応室11内への原料ガスの供給を停止することにより成膜を終了する。 3,54 by manipulating the ends of the film formation by stopping the supply of the source gas into the reaction chamber 11. その後、液体原料の供給、酸素の供給、RFパワーの供給を停止するように各開閉バルブを操作するととも液体供給ポンプ55 Thereafter, supply of the liquid material, the oxygen supply, the liquid supply pump 55 also when operating each switch valve so as to stop the supply of the RF power
の作動を停止する。 To stop the operation. このような手順で成膜することで、 By forming a film in such a procedure,
成膜開始時にプラズマが消滅したり不安定になることが防止される。 Plasma at the start of the film formation is prevented from becoming unstable or disappear.

【0109】上記図7では、一例として前記図5により説明した第3の薄膜製造装置のガスラインを説明したが、このガスラインは、前記図1により説明した第1の薄膜製造装置1、前記図4により説明した第2の薄膜製造装置2、前記図6により説明した第4の薄膜製造装置4にも同様に適用することが可能である。 [0109] In FIG 7, has been described gas line of the third thin film manufacturing apparatus described by FIG. 5 as an example, the gas line, FIG first thin-film deposition apparatus 1 described above with reference to 1, the the second thin-film deposition apparatus 2 described with reference to FIG. 4, it can also be applied similarly to the fourth thin film production apparatus 4 described by FIG. 6.

【0110】また、前記図5により説明した第3の薄膜製造装置3において、第1の電極21に、シャワーノズル43と、前記図6により説明した冷却器47とを併設してもよい。 [0110] In the third thin-film deposition apparatus 3 explained by FIG. 5, the first electrode 21, and the shower nozzle 43 may be an on-site a cooler 47 described above with reference to FIG. 6. また前記第1、第3、第4の薄膜製造装置1、3、4において、基板101が載置される第2の電極22に低周波電源を接続してもよい。 The first, third, the fourth thin-film deposition apparatus 1, 3, 4, may be connected to low-frequency power source to the second electrode 22 where the substrate 101 is placed.

【0111】 [0111]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の薄膜製造装置によれば、第1の電極面および第2の電極面に対してほぼ平行な方向に原料ガスを噴き出すノズルを備え、 Effect of the Invention] According to the thin film manufacturing apparatus of the present invention as described, a nozzle spewing the raw material gas in a direction substantially parallel to the first electrode surface and a second electrode surface,
かつ前記第1の電極のほぼ中央部もしくは前記第2の電極のほぼ中央部に反応室内のガスが排気される排気口を備えているので、ノズルより反応室内に供給された原料ガスは第1、第2の電極面にほぼ平行に流れ、排気口より排出される。 And since the reaction chamber of the gas in the substantially central portion of the first generally central portion or said second electrode of the electrode is provided with an exhaust port to be exhausted, a raw material gas supplied into the reaction chamber from the nozzle first flows substantially parallel to the second electrode surface, and is discharged from the exhaust port. そのため、第1、第2の電極間に、均一な原料ガスの流れを作りだすことができる。 Therefore, between the first and second electrodes, it is possible to create a uniform flow of feed gas. また、ノズルが電極間より離れた位置に設置されていることから、 Further, since the nozzle is installed in a position away from the electrodes,
プラズマ放電の影響を受けて加熱されにくくなるので、 Since less likely to be heated under the influence of the plasma discharge,
原料ガス中の組成が変化するのを回避することができる。 The composition of the feed gas can be prevented from changing. よって、プラズマ放電により原料ガスガスを分解することで、均一で高品質な酸化物薄膜を大面積の基板上に形成することが可能になる。 Therefore, by decomposing the raw material gas-gas by plasma discharge, comprising a high-quality oxide thin film with uniform it can be formed on a substrate having a large area.

【0112】さらに、たとえノズルでパーティクルが発生しても原料ガスとともに排気口に流れ、基板上にパーティクルが落下することがなくなる。 [0112] Further, even if particles are generated at the nozzle flows through the exhaust port together with the raw material gas, a particle that is not necessary to fall onto the substrate. そのため、歩留りの向上が図れ、生産性の向上、生産コストの低減が図れる。 Therefore, model improves yield, increased productivity, a reduction in production costs reduced.

【0113】基板を載置する電極に対向する電極にシャワーノズルを備えた薄膜製造装置によれば、このシャワーノズル27よりガスを噴き出すことにより、反応生成物が電極表面に付着するのを抑制することができる。 [0113] According to the thin-film deposition apparatus having a shower nozzle electrode opposed to the electrode for mounting a substrate, by spewing the gas from the shower nozzle 27, the reaction product inhibits adhering to the electrode surface be able to. そのため、電極面より基板上にパーティクルが降り注ぐことが抑制されるので、クリーニングの頻度を低減することが可能になる。 Therefore, since it is prevented that particles pours from the electrode surface on the substrate, it is possible to reduce the frequency of cleaning.

【0114】加熱器を備えた電極に対向する電極に冷却器を備えた薄膜製造装置によれば、冷却機により電極が冷却されるので、プラズマ放電のエネルギーにより基板に対向する電極表面の加熱を抑制することができる。 [0114] According to the thin film manufacturing apparatus having a cooler electrode opposed to the electrode provided with a heater, the electrode is cooled by the cooler, the energy of the plasma discharge heating of the electrode surface facing the substrate it can be suppressed. そのため、特定の分解しやすい有機金属のみが電極表面で分解することがなくなるため、析出する膜組成が変動することがなくなり、所望の組成の成膜が可能になる。 Therefore, since it only certain easily decomposed organic metal is decomposed on the electrode surface disappears, prevents the film composition to be deposited varies, it is possible to deposition of the desired composition. その結果、精密に膜組成を制御することが可能になり、高品質な膜を形成することが可能になる。 As a result, it becomes possible to control precisely the film composition, it is possible to form a high-quality film. また、冷却器を備えた電極表面にパーティクルが付着しにくくなるので、基板上に直接パーティクルが落下することもなくなり、歩留りの向上が図れる。 Further, since the particles on the electrode surface with a condenser is unlikely to adhere, also eliminates the direct particles on the substrate is dropped, thus improving the yield.

【0115】本発明の薄膜製造方法によれば、第1、第2の電極間の側方より第1、第2の電極面に対してほぼ平行な方向に原料ガスを噴き出し、かつ第1の電極のほぼ中央部もしくは第2の電極のほぼ中央部より原料ガスを排気するので、原料ガスは第1、第2の電極面にほぼ平行に流れることができる。 According to the thin film manufacturing method of the [0115] present invention, first, first from the side between the second electrode, ejection material gas in a direction substantially parallel to the second electrode surface, and the first since exhausting the raw material gas from the substantially central portion of the substantially central portion or the second electrode of the electrode, the raw material gas can flow substantially parallel to the first, surface the second electrode. そのため、第1、第2の電極間に、均一な原料ガスの流れを作りだすことができる。 Therefore, between the first and second electrodes, it is possible to create a uniform flow of feed gas. よって、プラズマ放電により原料ガスガスを分解することで、均一で高品質な酸化物薄膜を大面積の基板上に形成することが可能になる。 Therefore, by decomposing the raw material gas-gas by plasma discharge, comprising a high-quality oxide thin film with uniform it can be formed on a substrate having a large area.

【0116】さらに、たとえ原料ガス中にパーティクルが発生しても、パーティクルは原料ガスとともに排気され、基板上にパーティクルが落下することはない。 [0116] Further, even if particles are generated in the material gas, the particle is evacuated with the raw material gas, the particles will not fall onto the substrate. そのため、歩留りの向上が図れ、生産性の向上、生産コストの低減が図れる。 Therefore, model improves yield, increased productivity, a reduction in production costs reduced.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の薄膜製造装置に係わる第1の実施の形態を示す概略構成断面図である。 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment according to the thin film manufacturing apparatus of the present invention.

【図2】薄膜製造装置のノズルの一例を示す図であり、 [Figure 2] is a diagram showing an example of a nozzle of a thin-film deposition apparatus,
(1)は平面図、(2)は左側面図、(3)は右側面図、(4)は平面中央縦断面図である。 (1) is a plan view, (2) is a left side view, (3) is a right side view, (4) is a plane central longitudinal cross-sectional view.

【図3】反応室におけるノズルの配置を示す概略構成断面図である。 3 is a schematic sectional view showing the arrangement of nozzles in the reaction chamber.

【図4】本発明の薄膜製造装置に係わる第2の実施の形態を示す概略構成断面図である。 4 is a schematic sectional view showing a second embodiment according to the thin film manufacturing apparatus of the present invention.

【図5】本発明の薄膜製造装置に係わる第3の実施の形態を示す概略構成断面図である。 5 is a schematic sectional view showing a third embodiment according to the thin film manufacturing apparatus of the present invention.

【図6】本発明の薄膜製造装置に係わる第4の実施の形態を示す概略構成断面図である。 6 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment according to the thin film manufacturing apparatus of the present invention.

【図7】本発明の薄膜製造装置に係わる第5の実施の形態を示す概略構成断面図である。 7 is a schematic sectional view showing a fifth embodiment according to the thin film manufacturing apparatus of the present invention.

【図8】従来の薄膜製造装置を示す概略構成断面図である。 8 is a schematic sectional view showing a conventional thin-film deposition apparatus.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…第1の薄膜製造装置、11…反応室、12…ノズル、21…第1の電極、22…第2の電極、23…排気口 1 ... first thin film manufacturing apparatus, 11 ... reaction chamber, 12 ... nozzle, 21 ... first electrode, 22 ... second electrode, 23 ... exhaust port

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯辺 千春 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA11 AA16 BA01 BA04 BA18 BA42 BA46 BB12 CA04 CA12 DA03 EA06 EA11 FA03 GA06 HA04 JA03 KA05 KA18 KA22 KA23 KA25 LA01 5F045 AA04 AB31 AC03 AC05 AC07 AC11 AC14 AC15 AC16 AC17 AD06 AD07 AD08 AD09 AD10 DP04 EB06 EE02 EF03 EF05 EF20 EG02 EH14 EJ02 EK05 EM10 HA16 5F058 BA11 BB10 BC03 BD05 BF06 BF27 BF29 BF54 BF55 BF62 BF73 BG03 BH03 ────────────────────────────────────────────────── ─── front page of the continuation (72) inventor Chiharu Isobe, Shinagawa-ku, Tokyo Kita 6-chome No. 7 No. 35 Sony over Co., Ltd. in the F-term (reference) 4K030 AA11 AA16 BA01 BA04 BA18 BA42 BA46 BB12 CA04 CA12 DA03 EA06 EA11 FA03 GA06 HA04 JA03 KA05 KA18 KA22 KA23 KA25 LA01 5F045 AA04 AB31 AC03 AC05 AC07 AC11 AC14 AC15 AC16 AC17 AD06 AD07 AD08 AD09 AD10 DP04 EB06 EE02 EF03 EF05 EF20 EG02 EH14 EJ02 EK05 EM10 HA16 5F058 BA11 BB10 BC03 BD05 BF06 BF27 BF29 BF54 BF55 BF62 BF73 BG03 BH03

Claims (16)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 反応室の内部に対向する状態に配置された第1の電極と第2の電極との間にプラズマ放電を発生させて薄膜を成膜する薄膜製造装置において、 前記反応室内に噴き出し口を設けたもので前記対向する第1の電極面および前記第2の電極面に対してほぼ平行な方向に、前記薄膜を成膜するための原料ガスを噴き出すノズルと、 前記第1の電極のほぼ中央部もしくは前記第2の電極のほぼ中央部に形成したもので前記反応室内のガスが排気される排気口とを備えたことを特徴とする薄膜製造装置。 1. A thin-film deposition apparatus for forming a thin film by generating plasma discharge between the first electrode and the second electrode disposed in a state facing the interior of the reaction chamber, said reaction chamber in a direction substantially parallel to the first electrode surface and the second electrode face of the opposed ones provided with ejection holes, a nozzle spewing the raw material gas for forming the thin film, the first thin film manufacturing apparatus characterized substantially in that the reaction chamber of the gas in those formed in a substantially central portion of the central portion or said second electrode has an exhaust port to be exhausted electrodes.
  2. 【請求項2】 前記ノズルに該ノズルを加熱するための加熱手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の薄膜製造装置。 2. A thin film manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a heating means for heating the nozzle to the nozzle.
  3. 【請求項3】 前記第1の電極および前記第2の電極のうち基板が設置される電極の内部に加熱器を備えたことを特徴とする請求項1記載の薄膜製造装置。 3. A thin-film deposition apparatus according to claim 1, further comprising a heater within the electrode substrate of the first electrode and the second electrode is placed.
  4. 【請求項4】 前記加熱器を備えた電極に対向する電極の内部に冷却器を備えたことを特徴とする請求項3記載の薄膜製造装置。 4. The thin film production apparatus according to claim 3, further comprising a cooler internal electrode opposed to the electrode provided with the heater.
  5. 【請求項5】 前記第1の電極および前記第2の電極のうち基板が設置される電極に対向する電極に複数のガス噴き出し孔を備えたシャワーノズルを形成したことを特徴とする請求項3記載の薄膜製造装置。 5. A method according to claim, characterized in that the formation of the shower nozzle having a plurality of gas ejection holes in the electrode facing the electrode substrate is placed out of the first electrode and the second electrode 3 thin-film deposition apparatus according.
  6. 【請求項6】 前記第1の電極および前記第2の電極のうち基板が設置される電極に、電極間隔を一定に保つ状態で自転させる駆動部を設けたことを特徴とする請求項1記載の薄膜製造装置。 The electrode substrate is placed among wherein said first electrode and said second electrode, according to claim 1, characterized in that a drive unit for rotating in a state of keeping the electrode spacing constant thin-film manufacturing apparatus of.
  7. 【請求項7】 前記反応室に排気管を介して接続された排気装置と、 前記反応室と前記排気装置との間の前記排気管に設けたコンダクタンスバルブとを備え、 前記コンダクタンスバルブと前記排気装置との間の前記排気管に設けたもので反応ガスおよび未反応ガスをトラップするためのトラップを備えたことを特徴とする請求項1記載の薄膜製造装置。 Includes a wherein said reaction chamber to an exhaust pipe connected to an exhaust system through, and a conductance valve the provided in an exhaust pipe between the reaction chamber and the exhaust system, the exhaust and the conductance valve device thin film manufacturing apparatus according to claim 1, characterized in that said with a trap for trapping reaction gas and unreacted gas in that provided in the exhaust pipe between.
  8. 【請求項8】 前記ノズルのガス供給側に配管を介して接続された気化器を備えたことを特徴とする請求項1記載の薄膜製造装置。 8. The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, comprising the connected vaporizer through a pipe to the gas supply side of the nozzle.
  9. 【請求項9】 前記気化器および前記気化器と前記ノズルとを接続する配管に加熱手段を備えたことを特徴とする請求項8記載の薄膜製造装置。 Wherein said vaporizer and thin-film deposition apparatus according to claim 8, further comprising a heating means to the pipe that connects the nozzle and the carburetor.
  10. 【請求項10】 前記反応室内に薄膜を形成するための原料ガスを供給する気化器に排気管を介して接続された排気装置と、 前記気化器と前記排気装置との間の前記排気管に設けたコンダクタンスバルブとを備えたことを特徴とする請求項1記載の薄膜製造装置。 And wherein said exhaust is connected via an exhaust pipe reactant gas for forming a thin film on the chamber carburetor supplying device, to the exhaust pipe between the carburetor and the exhaust system thin film manufacturing apparatus according to claim 1, characterized in that a conductance valve provided.
  11. 【請求項11】 反応室の内部に対向する状態に配置された第1の電極と第2の電極との間にプラズマ放電を発生させて薄膜を成膜する薄膜製造方法において、 前記第1の電極と第2の電極との間の側方より、前記第1の電極面および前記第2の電極面に対してほぼ平行な方向に、前記薄膜を成膜するための原料ガスを供給するとともに、 前記第1の電極のほぼ中央部もしくは前記第2の電極のほぼ中央部より前記原料ガスを排気することを特徴とする薄膜製造方法。 11. The thin film manufacturing method of forming a thin film by generating plasma discharge between the first electrode and the second electrode disposed in a state facing the interior of the reaction chamber, said first from the side between the electrode and the second electrode, in a direction substantially parallel to the first electrode surface and the second electrode surface, it supplies the raw material gas for forming the thin film the approximately thin film manufacturing method characterized by exhausting the raw material gas from the central portion of the substantially central portion or said second electrode of the first electrode.
  12. 【請求項12】 前記原料ガスは所定の温度に加熱した状態で前記反応室に供給されることを特徴とする請求項11記載の薄膜製造方法。 12. The method of claim 11, wherein the raw material gas is thin film manufacturing method according to claim 11, characterized in that it is supplied to the reaction chamber in a state of being heated to a predetermined temperature.
  13. 【請求項13】 前記第1の電極および前記第2の電極のうち基板が設置される電極を加熱することを特徴とする請求項11記載の薄膜製造方法。 Wherein said first electrode and said thin film manufacturing method according to claim 11, wherein the heating the electrode substrate is placed among the second electrodes.
  14. 【請求項14】 前記加熱される電極に対向する電極を冷却することを特徴とする請求項13記載の薄膜製造方法。 14. A thin film manufacturing method according to claim 13, wherein cooling the electrode opposed to the electrode that is the heating.
  15. 【請求項15】 前記第1の電極および前記第2の電極のうち基板が設置される電極に対向する電極の複数か所よりガスを噴き出すことを特徴とする請求項13記載の薄膜製造方法。 15. the first electrode and the thin film manufacturing method according to claim 13, wherein the spouting a gas from a plurality positions of electrode opposed to the electrode substrate is placed among the second electrodes.
  16. 【請求項16】 前記第1の電極および前記第2の電極のうち基板が設置される電極を、電極間隔を一定に保つ状態で自転させることを特徴とする請求項11記載の薄膜製造方法。 16. The electrode on which a substrate is placed within the first electrode and the second electrode, a thin film manufacturing method according to claim 11, wherein the for rotating in a state of keeping the electrode spacing constant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008211249A (en) * 2008-05-16 2008-09-11 Hitachi Kokusai Electric Inc Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
US7666793B2 (en) 2002-03-26 2010-02-23 Sony Corporation Method of manufacturing amorphous metal oxide film and methods of manufacturing capacitance element having amorphous metal oxide film and semiconductor device
KR100946159B1 (en) * 2007-08-24 2010-03-11 주식회사 케이씨텍 Atomic Layer Deposition Device

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