JP2001523889A - 薄膜のミスト状付着を行うための方法及び装置 - Google Patents
薄膜のミスト状付着を行うための方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体のミストを形成し、ミスト又はミストから形成された蒸気を集積回路基板に付着させることにより、集積回路で使用するための薄膜を付着するための方法及び装置を提供する。
【解決手段】 帯電させたミストを発生するミスト発生器１２への先駆物質の送出を液体質量流量制御装置１５によって制御する。ミストは、減速チャンバ６３６内に通過した後、ミスト入口プレート６８２の入口ポート６８８を通って付着チャンバ６３２に流れ込む。ミスト入口プレート６８２は、チャンバ間の隔壁であり、接地された上電極である。入口プレートは、ミストを付着させるべき基板６００の平面の上方にこれと実質的に平行に配置されている。基板は、ミストを加速するため、正に帯電させてある。基板の真上のミスト入口プレートの２５２ｃｍ2 の入口ポート領域６８７に入口ポートが１ｃｍ2 当り６８．２個設けられている。入口ポート領域は、基板付着領域とほぼ等しい。
Description
【０００１】
本発明は、液体のミストを形成し、ミスト又はミストから形成された蒸気を集
積回路基板に付着させることにより、集積回路で使用するための薄膜を付着する
ための方法及び装置に関し、更に詳細には、工程範囲（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａ
ｇｅ）及び製造プロセスの付着速度の両方を増大する製造プロセスに関する。
積回路基板に付着させることにより、集積回路で使用するための薄膜を付着する
ための方法及び装置に関し、更に詳細には、工程範囲（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａ
ｇｅ）及び製造プロセスの付着速度の両方を増大する製造プロセスに関する。
【０００２】
１９９５年１０月１０日に賦与された米国特許第５，４５６，９４５号には、
集積回路電子装置に必要な複雑な材料（ｃｏｍｐｌｅｘ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）
でできた高品質の薄膜を提供することがわかっているミスト状付着方法が記載さ
れている。更に、ミスト状付着プロセスの付着速度は、化学蒸着等の複雑な材料
の他の付着方法よりもかなり高速である。この方法が高品質の薄膜を提供する理
由の一つは、この方法が低エネルギプロセスであり、プロセスで使用される複雑
な有機溶剤及び化合物がプロセス中に炭化等で破壊されることがないためである
。しかしながら、極めて局所的特徴については、薄膜を形成するミスト状付着プ
ロセスは、別の集積回路製造プロセスである化学蒸着程良好な工程範囲を提供し
ない。化学蒸着プロセスで使用された従来のエネルギ付加方法、例えば生産量を
大幅に増大するのに十分な程基板を加熱するといった方法を使用することによっ
て、工程範囲を改善しようとする試みが行われてきた。こうした試みでは薄膜が
炭化し、割れ、一般的に低品質であり、即ち集積回路電子装置の製造に適してい
ない。化合物が更に複雑になると、更に重大な問題が発生する。集積回路材料は
更に複雑になる傾向があり、液体源付着プロセスは、非常に高品質の薄膜を形成
する上で最も信頼性があるということが分かっているため、低エネルギミスト状
付着プロセスの高品質と高い付着速度を得るが、これと同時に、ＣＶＤプロセス
で得られる優れた工程範囲を得ることができる液体源付着プロセスを提供するの
が非常に望ましい。
集積回路電子装置に必要な複雑な材料（ｃｏｍｐｌｅｘ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）
でできた高品質の薄膜を提供することがわかっているミスト状付着方法が記載さ
れている。更に、ミスト状付着プロセスの付着速度は、化学蒸着等の複雑な材料
の他の付着方法よりもかなり高速である。この方法が高品質の薄膜を提供する理
由の一つは、この方法が低エネルギプロセスであり、プロセスで使用される複雑
な有機溶剤及び化合物がプロセス中に炭化等で破壊されることがないためである
。しかしながら、極めて局所的特徴については、薄膜を形成するミスト状付着プ
ロセスは、別の集積回路製造プロセスである化学蒸着程良好な工程範囲を提供し
ない。化学蒸着プロセスで使用された従来のエネルギ付加方法、例えば生産量を
大幅に増大するのに十分な程基板を加熱するといった方法を使用することによっ
て、工程範囲を改善しようとする試みが行われてきた。こうした試みでは薄膜が
炭化し、割れ、一般的に低品質であり、即ち集積回路電子装置の製造に適してい
ない。化合物が更に複雑になると、更に重大な問題が発生する。集積回路材料は
更に複雑になる傾向があり、液体源付着プロセスは、非常に高品質の薄膜を形成
する上で最も信頼性があるということが分かっているため、低エネルギミスト状
付着プロセスの高品質と高い付着速度を得るが、これと同時に、ＣＶＤプロセス
で得られる優れた工程範囲を得ることができる液体源付着プロセスを提供するの
が非常に望ましい。
【０００３】 更に、ミストの付着を補助するために電界が使用されてきた。しかしながら、
集積回路用電気部品の製造で使用されたミストは、不活性ガスによって搬送され
るアルコキシド及びカルボキシレート等の金属−有機物化合物を含む。ガスは不
活性でなければならない。これは、そうでない場合には、反応性の金属−有機物
化合物と化合し、付着プロセスを変化させてしまうためである。しかしながら、
金属−有機物化合物及び不活性ガスは、両方とも良好にイオン化せず、及びかく
してミストのマイルドポーリング以外に電界を使用することは困難であるか或い
は不可能である。
集積回路用電気部品の製造で使用されたミストは、不活性ガスによって搬送され
るアルコキシド及びカルボキシレート等の金属−有機物化合物を含む。ガスは不
活性でなければならない。これは、そうでない場合には、反応性の金属−有機物
化合物と化合し、付着プロセスを変化させてしまうためである。しかしながら、
金属−有機物化合物及び不活性ガスは、両方とも良好にイオン化せず、及びかく
してミストのマイルドポーリング以外に電界を使用することは困難であるか或い
は不可能である。
【０００４】
本発明は、工程範囲及び付着装置を大幅に高める制御された方法でミスト状液
体先駆物質を付着する装置及び方法を提供することによって上述の問題点を解決
する。本発明は、更に、ミスト状付着プロセスで化学結合を破壊しない制御され
た方法でエネルギをミスト粒子に加え、高品質の薄膜を形成するための装置及び
方法を提供する。
体先駆物質を付着する装置及び方法を提供することによって上述の問題点を解決
する。本発明は、更に、ミスト状付着プロセスで化学結合を破壊しない制御され
た方法でエネルギをミスト粒子に加え、高品質の薄膜を形成するための装置及び
方法を提供する。
【０００５】
ミストは、好ましくは、ベンチュリで発生され、ベンチュリは更に、粒子をイ
オン化する。随意であるが、電気ミストフィルタを使用して、主に一方の極性を
持つミストを得る。
オン化する。随意であるが、電気ミストフィルタを使用して、主に一方の極性を
持つミストを得る。
【０００６】 本発明は、均等なミスト流を基板に提供するため、減速チャンバ及び基板の上
方にこの基板と平行に配置された「シャワーヘッド」型入口プレートを使用する
。本発明の重要な特徴は、入口プレートが減速チャンバと付着チャンバとの間の
隔壁を形成するということである。入口プレートの「シャワーヘッド」は比較的
大きく、好ましくは、「シャワーヘッド」のポートが分配された面積は基板付着
領域の少なくとも７５％であり、最も好ましくは基板の面積と等しいか或いはそ
れ以上である。「シャワーヘッド」の開口部は、シャワーヘッドの機械的安定性
に影響を及ぼすことなくできるだけ近づいており、好ましくは、縁部から縁部ま
で計測して０．５０ｍｍ（０．０２０インチ）又はそれ以下である。本発明の変
形例では、開口部はランダムに均等に分配されている。好ましくは、１ｃｍ2 当
り少なくとも１５個のポートが設けられており、入口ポート領域は少なくとも４
５ｃｍ2 である。
方にこの基板と平行に配置された「シャワーヘッド」型入口プレートを使用する
。本発明の重要な特徴は、入口プレートが減速チャンバと付着チャンバとの間の
隔壁を形成するということである。入口プレートの「シャワーヘッド」は比較的
大きく、好ましくは、「シャワーヘッド」のポートが分配された面積は基板付着
領域の少なくとも７５％であり、最も好ましくは基板の面積と等しいか或いはそ
れ以上である。「シャワーヘッド」の開口部は、シャワーヘッドの機械的安定性
に影響を及ぼすことなくできるだけ近づいており、好ましくは、縁部から縁部ま
で計測して０．５０ｍｍ（０．０２０インチ）又はそれ以下である。本発明の変
形例では、開口部はランダムに均等に分配されている。好ましくは、１ｃｍ2 当
り少なくとも１５個のポートが設けられており、入口ポート領域は少なくとも４
５ｃｍ2 である。
【０００７】 本発明は、更に、粒子にエネルギを加えるためにミスト粒子電気加速器を使用
する。酸素や二酸化炭素等のイオン化可能なガスをミストに加え、ミストの電荷
を高める。入口プレートは、加速器の一方の電極として作用する。本発明は、更
に、基板の平面の下側周囲に亘って延びるチャンネルの形態の排気ポートを使用
する。
する。酸素や二酸化炭素等のイオン化可能なガスをミストに加え、ミストの電荷
を高める。入口プレートは、加速器の一方の電極として作用する。本発明は、更
に、基板の平面の下側周囲に亘って延びるチャンネルの形態の排気ポートを使用
する。
【０００８】 本発明は、ミスト発生器への先駆物質液体の流れを正確に制御するため、質量
流量制御装置を更に使用する。これは、付着プロセスの再現性を大幅に高める。 本発明は、更に、非常に微細であり且つ均等なミスト、即ちミスト粒子の大部
分が１μｍ以下の直径を持ち、平均粒径が０．５μｍ以下のミストを形成する付
着装置及び方法を提供する。
流量制御装置を更に使用する。これは、付着プロセスの再現性を大幅に高める。 本発明は、更に、非常に微細であり且つ均等なミスト、即ちミスト粒子の大部
分が１μｍ以下の直径を持ち、平均粒径が０．５μｍ以下のミストを形成する付
着装置及び方法を提供する。
【０００９】 本発明は、（ａ）液体先駆物質のミストを形成するためのミスト発生器、（ｂ
）付着チャンバ、（ｃ）基板を支持するため、付着チャンバ内に配置された基板
ホルダであって、基板平面を画成する基板ホルダ、（ｄ）ミスト発生器と流動学
的に連通した、ミスト入口プレートを含むミスト入口アッセンブリであって、基
板平面と実質的に平行な入口平面を画成する複数の入口ポートを持ち、これらの
入口ポートは、ミストを基板上に実質的に均等に付着させるため、入口プレート
の領域に亘って分配されている、ミスト入口アッセンブリ、及び（ｅ）付着チャ
ンバから排気を引き出すための排気ポートを含む。好ましくは、複数の入口ポー
トは、ミスト入口プレートの領域に亘ってランダムに分配されている。好ましく
は、複数の入口ポートは、ミスト入口プレートの領域に亘ってランダムに均等に
分配されている。好ましくは、複数の入口ポートが分配されたプレートの面積は
、基板付着領域の７５％であり、最も好ましくは基板の面積と等しいか或いはそ
れ以上である。好ましくは、本装置は、ミスト発生器とミスト入口プレートとの
間に配置された減速チャンバを含む。好ましくは、ミスト入口プレートは、減速
チャンバと付着チャンバとの間で隔壁を形成する。好ましくは、減速チャンバは
、ミストが減速チャンバを出る方向に対して実質的に垂直な方向でミストが減速
チャンバに進入するように配置された減速チャンバ入口ポートを更に有する。好
ましくは、入口プレートは、基板のほぼ真上に配置されており、これにより、基
板上へのミストの付着を重力が補助する。好ましくは、排気ポートは、基板平面
と平行な排気平面の周囲に亘って、実質的にチャンバを画成する。好ましくは、
付着チャンバは、ミスト粒子を基板平面に対して実質的に垂直な方向に電気的に
加速するためのミスト粒子電気加速器を含み、入口プレートは、電気加速器の電
極を含む。好ましくは、ミスト入口プレートは紫外線に対して透明である。好ま
しくは、ミスト入口プレートは導電性コーティングを含む。好ましくは、ミスト
粒子電気加速器は、基板平面と実質的に平行であり且つ複数のミスト入口ポート
が設けられた第１電極を有する。好ましくは、第１電極は、紫外線に対して透明
である。好ましくは、ミスト粒子電気加速器は、基板平面と実質的に平行であり
且つ基板に関して第１電極の反対側に配置された第２電極、及びこの第２電極に
電圧を加えるための電源を更に有する。好ましくは、第１電極は基板平面の上方
に配置されており、第２電極は基板平面の下方に配置されており、これによって
ミスト粒子電気加速器が提供する加速に重力による加速が加えられる。好ましく
は、本装置は、ミスト発生器とミスト粒子電気加速器との間に電気ミストフィル
タを更に備えている。好ましくは、電極間に加えられる電圧は１０００Ｖ乃至１
００００Ｖである。
）付着チャンバ、（ｃ）基板を支持するため、付着チャンバ内に配置された基板
ホルダであって、基板平面を画成する基板ホルダ、（ｄ）ミスト発生器と流動学
的に連通した、ミスト入口プレートを含むミスト入口アッセンブリであって、基
板平面と実質的に平行な入口平面を画成する複数の入口ポートを持ち、これらの
入口ポートは、ミストを基板上に実質的に均等に付着させるため、入口プレート
の領域に亘って分配されている、ミスト入口アッセンブリ、及び（ｅ）付着チャ
ンバから排気を引き出すための排気ポートを含む。好ましくは、複数の入口ポー
トは、ミスト入口プレートの領域に亘ってランダムに分配されている。好ましく
は、複数の入口ポートは、ミスト入口プレートの領域に亘ってランダムに均等に
分配されている。好ましくは、複数の入口ポートが分配されたプレートの面積は
、基板付着領域の７５％であり、最も好ましくは基板の面積と等しいか或いはそ
れ以上である。好ましくは、本装置は、ミスト発生器とミスト入口プレートとの
間に配置された減速チャンバを含む。好ましくは、ミスト入口プレートは、減速
チャンバと付着チャンバとの間で隔壁を形成する。好ましくは、減速チャンバは
、ミストが減速チャンバを出る方向に対して実質的に垂直な方向でミストが減速
チャンバに進入するように配置された減速チャンバ入口ポートを更に有する。好
ましくは、入口プレートは、基板のほぼ真上に配置されており、これにより、基
板上へのミストの付着を重力が補助する。好ましくは、排気ポートは、基板平面
と平行な排気平面の周囲に亘って、実質的にチャンバを画成する。好ましくは、
付着チャンバは、ミスト粒子を基板平面に対して実質的に垂直な方向に電気的に
加速するためのミスト粒子電気加速器を含み、入口プレートは、電気加速器の電
極を含む。好ましくは、ミスト入口プレートは紫外線に対して透明である。好ま
しくは、ミスト入口プレートは導電性コーティングを含む。好ましくは、ミスト
粒子電気加速器は、基板平面と実質的に平行であり且つ複数のミスト入口ポート
が設けられた第１電極を有する。好ましくは、第１電極は、紫外線に対して透明
である。好ましくは、ミスト粒子電気加速器は、基板平面と実質的に平行であり
且つ基板に関して第１電極の反対側に配置された第２電極、及びこの第２電極に
電圧を加えるための電源を更に有する。好ましくは、第１電極は基板平面の上方
に配置されており、第２電極は基板平面の下方に配置されており、これによって
ミスト粒子電気加速器が提供する加速に重力による加速が加えられる。好ましく
は、本装置は、ミスト発生器とミスト粒子電気加速器との間に電気ミストフィル
タを更に備えている。好ましくは、電極間に加えられる電圧は１０００Ｖ乃至１
００００Ｖである。
【００１０】 別の特徴では、本発明は集積回路を製造する方法を提供する。この方法は、（
ａ）液体先駆物質を提供する工程と、（ｂ）実質的に水平な基板平面を画成する
基板を、包囲された付着チャンバの内側に配置する工程と、（ｃ）溶剤中の金属
化合物を含む液体先駆物質のミストを発生する工程と、（ｄ）付着チャンバを通
してミストを実質的に垂直方向に基板平面に対して垂直に及び重力の加速方向と
実質的に同方向に流し、金属を含む一つの層を基板上に付着させる工程と、（ｅ
）基板に付着させた層を処理し、金属を含む固体材料の薄膜を基板上に形成する
工程と、（ｆ）集積回路の部品に固体材料の薄膜の少なくとも一部が含まれるよ
うに集積回路の製造を続ける工程とを含む。好ましくは、付着チャンバを通して
ミストを流す工程は、減速チャンバ及び入口プレートを通してミストを流す工程
を含む。入口プレートには、基板との間に実質的に均等なミスト流を提供するた
めに入口ポートが分配されている。好ましくは、本方法は、付着チャンバを通し
てミストを流す工程中、ミスト粒子を、電界によって、基板平面に対して実質的
に垂直な方向に加速する工程を更に含む。好ましくは、ミスト発生工程は、所定
の電気的極性を持つ帯電粒子からなるミストを提供する工程を含み、付着チャン
バを通してミストを流し、層を基板に付着する工程は、粒子の極性とは逆の極性
の電位を基板に加える工程を含む。
ａ）液体先駆物質を提供する工程と、（ｂ）実質的に水平な基板平面を画成する
基板を、包囲された付着チャンバの内側に配置する工程と、（ｃ）溶剤中の金属
化合物を含む液体先駆物質のミストを発生する工程と、（ｄ）付着チャンバを通
してミストを実質的に垂直方向に基板平面に対して垂直に及び重力の加速方向と
実質的に同方向に流し、金属を含む一つの層を基板上に付着させる工程と、（ｅ
）基板に付着させた層を処理し、金属を含む固体材料の薄膜を基板上に形成する
工程と、（ｆ）集積回路の部品に固体材料の薄膜の少なくとも一部が含まれるよ
うに集積回路の製造を続ける工程とを含む。好ましくは、付着チャンバを通して
ミストを流す工程は、減速チャンバ及び入口プレートを通してミストを流す工程
を含む。入口プレートには、基板との間に実質的に均等なミスト流を提供するた
めに入口ポートが分配されている。好ましくは、本方法は、付着チャンバを通し
てミストを流す工程中、ミスト粒子を、電界によって、基板平面に対して実質的
に垂直な方向に加速する工程を更に含む。好ましくは、ミスト発生工程は、所定
の電気的極性を持つ帯電粒子からなるミストを提供する工程を含み、付着チャン
バを通してミストを流し、層を基板に付着する工程は、粒子の極性とは逆の極性
の電位を基板に加える工程を含む。
【００１１】 更に別の特徴では、本発明は集積回路を製造する方法を提供する。この方法は
、（ａ）溶剤中の金属化合物を含む液体先駆物質を提供する工程と、（ｂ）包囲
された付着チャンバの内側に、基板平面を画成する基板を配置する工程と、（ｃ
）液体先駆物質のミストを発生する工程と、（ｄ）ミスト粒子を基板平面に対し
て実質的に垂直な方向に電界によって加速しながらミストを付着チャンバに流し
、金属を含む一つの層を基板上に付着させる工程と、（ｅ）基板上に付着させた
層に処理を加え、金属を含む固体材料の薄膜を基板上に形成する工程と、（ｆ）
集積回路の部品に固体材料の薄膜の少なくとも一部が含まれるように集積回路の
製造を続ける工程とを含む。好ましくは、電界中でのミスト粒子の加速方向は、
重力の加速方向とほぼ同じである。
、（ａ）溶剤中の金属化合物を含む液体先駆物質を提供する工程と、（ｂ）包囲
された付着チャンバの内側に、基板平面を画成する基板を配置する工程と、（ｃ
）液体先駆物質のミストを発生する工程と、（ｄ）ミスト粒子を基板平面に対し
て実質的に垂直な方向に電界によって加速しながらミストを付着チャンバに流し
、金属を含む一つの層を基板上に付着させる工程と、（ｅ）基板上に付着させた
層に処理を加え、金属を含む固体材料の薄膜を基板上に形成する工程と、（ｆ）
集積回路の部品に固体材料の薄膜の少なくとも一部が含まれるように集積回路の
製造を続ける工程とを含む。好ましくは、電界中でのミスト粒子の加速方向は、
重力の加速方向とほぼ同じである。
【００１２】 本発明は、平均粒径が０．５μｍ又はそれ以下のミストを形成して付着させる
ためのミスト付着装置及び方法を提供することによって上述の問題点を解決する
。
ためのミスト付着装置及び方法を提供することによって上述の問題点を解決する
。
【００１３】 本発明は、小さな粒子を発生するネブライザーの信頼性の問題を、可動部品が
ないネブライジング部品、即ちベンチュリを提供することによって、解決する。
本発明は、ベンチュリとの組み合わせにより、ミストから大径粒子を除去するこ
とによってミスト中の粒子の平均粒径を小さくするミスト改質器を提供する。ミ
スト粒子改質器は、好ましくは慣性分離装置であり、この装置もまた可動部品が
ない。
ないネブライジング部品、即ちベンチュリを提供することによって、解決する。
本発明は、ベンチュリとの組み合わせにより、ミストから大径粒子を除去するこ
とによってミスト中の粒子の平均粒径を小さくするミスト改質器を提供する。ミ
スト粒子改質器は、好ましくは慣性分離装置であり、この装置もまた可動部品が
ない。
【００１４】 本発明は、小さな粒子が表面から跳ね返り易いことから生じる問題点を二つの
方法で解決する。第１に、粒子をイオン化させるベンチュリを使用し、化学結合
を破壊しない制御された方法で粒子のエネルギを増大する電気加速器を使用する
。これにより高品質の薄膜を提供する。この解決策は、基板に電荷が蓄積すると
いう別の問題点を生じる。この問題点は、基板電荷中和器を提供することによっ
て、及び／又は基板を接地することによって解決され、好ましくは後者の方法が
とられる。電荷中和器の解決策では、基板とは逆の電荷に帯電させた粒子を基板
の下側に向かって流し、付着プロセスと干渉することなく基板の電荷を中和する
。この解決策は別の問題点を生じる。基板に引き付けられた粒子とは逆の電荷の
イオン化粒子は電気加速器の電極に付着し易い。この問題点は、電気フィルタに
よってこれらのイオン化粒子をミストから除去することによって解決される。
方法で解決する。第１に、粒子をイオン化させるベンチュリを使用し、化学結合
を破壊しない制御された方法で粒子のエネルギを増大する電気加速器を使用する
。これにより高品質の薄膜を提供する。この解決策は、基板に電荷が蓄積すると
いう別の問題点を生じる。この問題点は、基板電荷中和器を提供することによっ
て、及び／又は基板を接地することによって解決され、好ましくは後者の方法が
とられる。電荷中和器の解決策では、基板とは逆の電荷に帯電させた粒子を基板
の下側に向かって流し、付着プロセスと干渉することなく基板の電荷を中和する
。この解決策は別の問題点を生じる。基板に引き付けられた粒子とは逆の電荷の
イオン化粒子は電気加速器の電極に付着し易い。この問題点は、電気フィルタに
よってこれらのイオン化粒子をミストから除去することによって解決される。
【００１５】 第１の特徴では、本発明は、（ａ）基板を収容するための付着チャンバと、（
ｂ）基板を支持するため、付着チャンバ内に配置された、基板平面を画成する基
板ホルダと、（ｃ）平均粒径が１μｍ以下の液体先駆物質のミストを形成し、ミ
ストを付着チャンバに流入させるためのミスト発生器システムと、（ｄ）付着チ
ャンバから排気を引き出すための排気アッセンブリとを含む、集積回路を製造す
るための装置を提供することである。好ましくは、ミストの平均粒径は０．５μ
ｍ以下である。好ましくは、この装置は、ミストの粒径を付着チャンバ内で加速
するための粒子加速器を含む。好ましくは、粒子加速器は、基板平面に対して実
質的に垂直な方向で粒子を加速する。好ましくは、粒子加速器は、重力の加速方
向と実質的に同じ方向で粒子を加速する。好ましくは、ミスト発生器システムは
、ミスト発生器及びミスト改質器を含む。
ｂ）基板を支持するため、付着チャンバ内に配置された、基板平面を画成する基
板ホルダと、（ｃ）平均粒径が１μｍ以下の液体先駆物質のミストを形成し、ミ
ストを付着チャンバに流入させるためのミスト発生器システムと、（ｄ）付着チ
ャンバから排気を引き出すための排気アッセンブリとを含む、集積回路を製造す
るための装置を提供することである。好ましくは、ミストの平均粒径は０．５μ
ｍ以下である。好ましくは、この装置は、ミストの粒径を付着チャンバ内で加速
するための粒子加速器を含む。好ましくは、粒子加速器は、基板平面に対して実
質的に垂直な方向で粒子を加速する。好ましくは、粒子加速器は、重力の加速方
向と実質的に同じ方向で粒子を加速する。好ましくは、ミスト発生器システムは
、ミスト発生器及びミスト改質器を含む。
【００１６】 別の特徴では、本発明は、（ａ）包囲された付着チャンバの内側に基板を配置
する工程と、（ｂ）溶剤中の金属化合物を含む液体先駆物質を提供する工程と、
、（ｃ）ベンチュリを使用し、液体先駆物質のミストを発生する工程と、（ｄ）
ミストを付着チャンバに導入し、金属を含む一つの層を基板上に付着させる工程
と、（ｅ）基板に付着させた層に処理を加え、金属を含む固体材料の薄膜を基板
上に形成する工程と、（ｆ）集積回路の部品に固体材料の薄膜の少なくとも一部
が含まれるように集積回路の製造を続ける工程とを含む、集積回路を製造するた
めの方法を提供する。好ましくは、この方法は、ミスト中の粒子の平均粒径を減
少する工程を更に含む。好ましくは、ミスト中の粒子の平均粒径を減少する工程
は、複数回行われる。好ましくは、金属化合物は、金属アルコキシド及び金属カ
ルボキシレートを含む群から選択される。好ましくは、溶剤には、メチルエチル
ケトン、イソプロパノール、メタノール、テトラハイドロフラン、キシレン、ｎ
−ブチルアセテート、オクタン、２−メトキシエタノール、ヘキサメチル−ジシ
ラザン、及びエタノールから選択された液体が含まれる。
する工程と、（ｂ）溶剤中の金属化合物を含む液体先駆物質を提供する工程と、
、（ｃ）ベンチュリを使用し、液体先駆物質のミストを発生する工程と、（ｄ）
ミストを付着チャンバに導入し、金属を含む一つの層を基板上に付着させる工程
と、（ｅ）基板に付着させた層に処理を加え、金属を含む固体材料の薄膜を基板
上に形成する工程と、（ｆ）集積回路の部品に固体材料の薄膜の少なくとも一部
が含まれるように集積回路の製造を続ける工程とを含む、集積回路を製造するた
めの方法を提供する。好ましくは、この方法は、ミスト中の粒子の平均粒径を減
少する工程を更に含む。好ましくは、ミスト中の粒子の平均粒径を減少する工程
は、複数回行われる。好ましくは、金属化合物は、金属アルコキシド及び金属カ
ルボキシレートを含む群から選択される。好ましくは、溶剤には、メチルエチル
ケトン、イソプロパノール、メタノール、テトラハイドロフラン、キシレン、ｎ
−ブチルアセテート、オクタン、２−メトキシエタノール、ヘキサメチル−ジシ
ラザン、及びエタノールから選択された液体が含まれる。
【００１７】 更に別の特徴では、本発明は、（ａ）包囲された付着チャンバの内側に基板を
配置する工程と、（ｂ）溶剤中の金属化合物を含む液体先駆物質を提供する工程
と、（ｃ）平均粒径が１μｍ以下の液体先駆物質のミストを発生する工程と、（
ｅ）ミストを付着チャンバに流入させ、金属を含む一つの層を基板上に付着する
工程と、（ｆ）基板に付着させた層に処理を加え、金属を含む固体材料の薄膜を
基板上に形成する工程と、（ｇ）集積回路の部品に固体材料の薄膜の少なくとも
一部が含まれるように集積回路の製造を続ける工程とを含む、集積回路の製造方
法を提供する。好ましくは、ミストを提供する工程は、平均粒径が０．５μｍ以
下のミストを発生する工程を含む。
配置する工程と、（ｂ）溶剤中の金属化合物を含む液体先駆物質を提供する工程
と、（ｃ）平均粒径が１μｍ以下の液体先駆物質のミストを発生する工程と、（
ｅ）ミストを付着チャンバに流入させ、金属を含む一つの層を基板上に付着する
工程と、（ｆ）基板に付着させた層に処理を加え、金属を含む固体材料の薄膜を
基板上に形成する工程と、（ｇ）集積回路の部品に固体材料の薄膜の少なくとも
一部が含まれるように集積回路の製造を続ける工程とを含む、集積回路の製造方
法を提供する。好ましくは、ミストを提供する工程は、平均粒径が０．５μｍ以
下のミストを発生する工程を含む。
【００１８】 本発明の装置及び方法は、複雑な集積回路材料を付着するＣＶＤ等の他の方法
よりも３倍乃至５倍速い、簡単な集積回路材料を形成する上で使用されるプロセ
スの速度に匹敵する付着速度を提供するばかりでなく、従来技術のミスト状付着
プロセスよりも良好な工程範囲を提供する。これと同時に、ミスト状付着プロセ
スがこれについて知られている高品質の材料を保持する。本発明の多くの他の特
徴、目的、及び利点は、添付図面と関連して以下の説明を読むことにより明らか
のいなるであろう。
よりも３倍乃至５倍速い、簡単な集積回路材料を形成する上で使用されるプロセ
スの速度に匹敵する付着速度を提供するばかりでなく、従来技術のミスト状付着
プロセスよりも良好な工程範囲を提供する。これと同時に、ミスト状付着プロセ
スがこれについて知られている高品質の材料を保持する。本発明の多くの他の特
徴、目的、及び利点は、添付図面と関連して以下の説明を読むことにより明らか
のいなるであろう。
【００１９】
１．概要 ミスト状付着プロセスでは、ストロンチウムビスマスタンタレート（ｓｔｒｏ
ｎｔｉｕｍ ｂｉｓｍｕｔｈ ｔａｎｔａｌａｔｅ）等の材料用の液体先駆物質
を準備し、この液体からミストを発生させ、付着チャンバを通してミストを流し
、このチャンバ内でミストを基板に付着させてミストの薄膜を基板上に形成する
。次いで、紫外線硬化、真空蒸着、及び／又はベーキングによって膜及び基板を
処理し、その後アニール処理を施し、ストロンチウムビスマスタンタレート等の
所望の材料でできた固体薄膜を形成する。基本的なミスト状付着装置及びプロセ
スは、１９９５年１０月１０日に賦与された米国特許第５，４５６，９４５号並
びに多くの他の刊行物に詳細に記載されている。そのため、ここでは詳細には説
明しない。
ｎｔｉｕｍ ｂｉｓｍｕｔｈ ｔａｎｔａｌａｔｅ）等の材料用の液体先駆物質
を準備し、この液体からミストを発生させ、付着チャンバを通してミストを流し
、このチャンバ内でミストを基板に付着させてミストの薄膜を基板上に形成する
。次いで、紫外線硬化、真空蒸着、及び／又はベーキングによって膜及び基板を
処理し、その後アニール処理を施し、ストロンチウムビスマスタンタレート等の
所望の材料でできた固体薄膜を形成する。基本的なミスト状付着装置及びプロセ
スは、１９９５年１０月１０日に賦与された米国特許第５，４５６，９４５号並
びに多くの他の刊行物に詳細に記載されている。そのため、ここでは詳細には説
明しない。
【００２０】 当該技術分野で習慣的に使用されているように、本開示では、「基板」という
用語は、参照番号６００で示すような、薄膜を付着させることができる一つ又は
多数の材料層を含む一般的な意味で使用されており、特定的な意味では、上側に
他の層が形成されるウェーハ６０２に関する。このウェーハは、一般的には、シ
リコン、ガリウム−砒素、ガラス、ルビー又は他の当該技術分野で周知の材料で
形成されている。特段の表記がない限り、本発明のプロセス及び装置を使用して
一層の薄膜材料が付着される任意の対象物を意味する。本明細書中に説明した好
ましい実施例では、基板６００は、１５．２４ｃｍ（６インチ）のシリコンウェ
ーハであり、シリコン酸化物層が形成されており、参照番号１１２０で示すよう
な下電極が設けられている。当該技術分野で周知のように、集積回路基板は、一
般的には、直径が７．６２ｃｍ乃至２０．３ｃｍ（３インチ乃至８インチ）のシ
リコンウェーハ又はガリウム−砒素ウェーハを含む。技術の発展に従って、更に
大きな基板を利用できるようになってきた。先駆物質液体は、一般的には、溶剤
中の金属化合物を含む。これは、一般的には、アルコール溶剤中の金属アルコキ
シドからなるゾル−ゲル先駆物質配合物等、及び一般的には２−エチルヘキサン
酸等のカルボン酸を溶剤中の金属又は金属化合物と反応させることによって形成
された金属カルボキシレートからなるＭＯＤ配合物と呼ばれる金属有機化合物先
駆物質配合物、及びこれらの組み合わせ、並びに多くの他の先駆物質配合物を含
む。好ましい溶剤には、メチルエチルケトン、イソプロパノール、メタノール、
テトラハイドロフラン、キシレン、ｎ−ブチルアセテート、ヘキサメチル−ジシ
ラザン（ＨＭＤＳ）、オクタン、２−メトキシエタノール、及びエタノールが含
まれる。メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の開始剤を噴霧直前に加えるのがよい
。溶剤及び開始剤の更に完全なリスト、並びに金属化合物の特定の例は、１９９
５年６月７日に出願された米国特許出願第０８／４７７，１１１号及び１９９７
年３月２５日に賦与された米国特許第５，６１４，２５２号に記載されている。
用語は、参照番号６００で示すような、薄膜を付着させることができる一つ又は
多数の材料層を含む一般的な意味で使用されており、特定的な意味では、上側に
他の層が形成されるウェーハ６０２に関する。このウェーハは、一般的には、シ
リコン、ガリウム−砒素、ガラス、ルビー又は他の当該技術分野で周知の材料で
形成されている。特段の表記がない限り、本発明のプロセス及び装置を使用して
一層の薄膜材料が付着される任意の対象物を意味する。本明細書中に説明した好
ましい実施例では、基板６００は、１５．２４ｃｍ（６インチ）のシリコンウェ
ーハであり、シリコン酸化物層が形成されており、参照番号１１２０で示すよう
な下電極が設けられている。当該技術分野で周知のように、集積回路基板は、一
般的には、直径が７．６２ｃｍ乃至２０．３ｃｍ（３インチ乃至８インチ）のシ
リコンウェーハ又はガリウム−砒素ウェーハを含む。技術の発展に従って、更に
大きな基板を利用できるようになってきた。先駆物質液体は、一般的には、溶剤
中の金属化合物を含む。これは、一般的には、アルコール溶剤中の金属アルコキ
シドからなるゾル−ゲル先駆物質配合物等、及び一般的には２−エチルヘキサン
酸等のカルボン酸を溶剤中の金属又は金属化合物と反応させることによって形成
された金属カルボキシレートからなるＭＯＤ配合物と呼ばれる金属有機化合物先
駆物質配合物、及びこれらの組み合わせ、並びに多くの他の先駆物質配合物を含
む。好ましい溶剤には、メチルエチルケトン、イソプロパノール、メタノール、
テトラハイドロフラン、キシレン、ｎ−ブチルアセテート、ヘキサメチル−ジシ
ラザン（ＨＭＤＳ）、オクタン、２−メトキシエタノール、及びエタノールが含
まれる。メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の開始剤を噴霧直前に加えるのがよい
。溶剤及び開始剤の更に完全なリスト、並びに金属化合物の特定の例は、１９９
５年６月７日に出願された米国特許出願第０８／４７７，１１１号及び１９９７
年３月２５日に賦与された米国特許第５，６１４，２５２号に記載されている。
【００２１】 本明細書中の「薄膜」という用語は、集積回路で使用するのに適した厚さの薄
膜を意味する。このような薄膜の厚さは１μｍ以下であり、一般的には、２０ｎ
ｍ乃至５００ｎｍ（２００オングストローム乃至５０００オングストローム）の
範囲内にある。この用語を、顕微鏡等の本質的に顕微鏡技術で使用される同じ用
語即ち「薄膜」と区別することが重要である。顕微鏡技術では、「薄膜」は、１
μｍ以上、通常は２μｍ乃至１００μｍの膜を意味する。このような顕微鏡的「
薄膜」は、集積回路「薄膜」よりも数百倍乃至数千倍厚く、亀裂、小孔、及び他
の欠陥を発生する全く異なるプロセスで製造される。これらの欠陥は、集積回路
を台無しにするけれども、顕微鏡及び他の顕微鏡技術には何等問題がない。
膜を意味する。このような薄膜の厚さは１μｍ以下であり、一般的には、２０ｎ
ｍ乃至５００ｎｍ（２００オングストローム乃至５０００オングストローム）の
範囲内にある。この用語を、顕微鏡等の本質的に顕微鏡技術で使用される同じ用
語即ち「薄膜」と区別することが重要である。顕微鏡技術では、「薄膜」は、１
μｍ以上、通常は２μｍ乃至１００μｍの膜を意味する。このような顕微鏡的「
薄膜」は、集積回路「薄膜」よりも数百倍乃至数千倍厚く、亀裂、小孔、及び他
の欠陥を発生する全く異なるプロセスで製造される。これらの欠陥は、集積回路
を台無しにするけれども、顕微鏡及び他の顕微鏡技術には何等問題がない。
【００２２】 「ミスト」という用語は、本明細書中で使用されているように、微小な液滴又
は液体粒子及び／又はガスによって搬送される固体であると定義される。「ミス
ト」という用語にはエアゾールが含まれる。エアゾールは、一般的には、ガス中
での固体又は液体のコロイド状サスペンションであると定義される。更に、ミス
トという用語には、煙霧（ｆｏｇ）並びに他のガス中の先駆物質の霧状サスペン
ションが含まれる。ガス中のサスペンションに適用される以上の用語及び他の用
語が一般的な使用から得られるため、定義は正確でなく重複しており、筆者によ
って異なる使用がなされる。例えば、「蒸気」という用語は、技術的意味で使用
される場合には、完全にガス状になった物質を意味し、この意味では、本明細書
中の「ミスト」の定義には含まれない。しかしながら、「蒸気」という用語は、
場合によっては、非技術的意味で煙霧を意味するのに使用され、この場合、本明
細書中の「ミスト」の定義に含まれる。一般的にはエアゾールという用語は、１
９８３年にニューヨークのマッグロウヒル社が出版したエアゾール科学及び技術
という文献に記載の全てのサスペンションを含もうとするものである。「ミスト
」という用語は、本明細書中で使用されているように、エアゾールという用語よ
りも広い意味で使用されており、エアゾール、蒸気、又は煙霧という用語に含ま
れないサスペンションを含む。
は液体粒子及び／又はガスによって搬送される固体であると定義される。「ミス
ト」という用語にはエアゾールが含まれる。エアゾールは、一般的には、ガス中
での固体又は液体のコロイド状サスペンションであると定義される。更に、ミス
トという用語には、煙霧（ｆｏｇ）並びに他のガス中の先駆物質の霧状サスペン
ションが含まれる。ガス中のサスペンションに適用される以上の用語及び他の用
語が一般的な使用から得られるため、定義は正確でなく重複しており、筆者によ
って異なる使用がなされる。例えば、「蒸気」という用語は、技術的意味で使用
される場合には、完全にガス状になった物質を意味し、この意味では、本明細書
中の「ミスト」の定義には含まれない。しかしながら、「蒸気」という用語は、
場合によっては、非技術的意味で煙霧を意味するのに使用され、この場合、本明
細書中の「ミスト」の定義に含まれる。一般的にはエアゾールという用語は、１
９８３年にニューヨークのマッグロウヒル社が出版したエアゾール科学及び技術
という文献に記載の全てのサスペンションを含もうとするものである。「ミスト
」という用語は、本明細書中で使用されているように、エアゾールという用語よ
りも広い意味で使用されており、エアゾール、蒸気、又は煙霧という用語に含ま
れないサスペンションを含む。
【００２３】 本明細書中の「電気」という用語は、本発明の「電気加速器」の特徴、本発明
の「電気フィルタ」の特徴、及びミスト粒子の「帯電」のいずれかに言及する場
合、静電的原理又は電磁的原理又はこれらの両方のいずれかに基づいた特徴を含
もうとするものである。
の「電気フィルタ」の特徴、及びミスト粒子の「帯電」のいずれかに言及する場
合、静電的原理又は電磁的原理又はこれらの両方のいずれかに基づいた特徴を含
もうとするものである。
【００２４】 付着中、付着後、又は付着中及び付着後の両方で、先駆物質液体に処理を加え
、固体材料の薄膜１１２２（図１３参照）を基板６００上に形成する。本明細書
中では、「処理した」という用語は、真空への露呈、紫外線への露呈、電気ポー
リングへの露呈、乾燥への露呈、及びベーキング及びアニーリングを含む加熱へ
の露呈のうちの任意の一つ又はこれらの組み合わせを意味する。好ましい実施例
では、付着中、紫外線を先駆物質溶液に随意に加える。紫外線は、好ましくは、
付着後にも加えられる。付着後、基板に付着させた好ましい実施例では液体の材
料を、好ましくは、所定期間に亘って真空に露呈した後、ベーキングを行い、そ
の後アニーリングを行う。本発明の好ましいプロセスは、ミスト状先駆物質溶液
を基板に直接的に付着させ、所望の材料の部分を形成しない先駆物質中の有機物
を解離し、溶剤、及び主に溶液を基板に付着させた後に有機物又は他の部分の除
去を行う。しかしながら、本発明の別の特徴では、最終的な所望の化合物又は中
間化合物を、付着中に溶剤及び有機物から分離し、最終的な所望の化合物又は中
間化合物を基板に付着させるプロセスも考えられる。両特徴において、好ましく
は、先駆物質の一つ又はそれ以上の結合部が最終的な薄膜まで通過する。バリウ
ムストロンチウムチタネート、ストロンチウムビスマスタンタレート、及び他の
このような材料等の所望の材料でできた固体薄膜１１２２（図１３参照）を形成
した後、集積回路１１００の製造を続ける。集積回路１１００の製造は、好まし
くは、本発明の装置及びプロセスによって集積回路の活性電子部品に付着させた
１１２２等の材料の少なくとも一部を含むように行われる。活性電子部品は、回
路の機能に活性作用を提供する部品であり、例えば、材料１１２２は、メモリー
セルの誘電機能又は強磁性機能を提供するために活性部品であるのに対し、絶縁
体１１３２は集積回路１１００の電子素子を分離する役割しか果たさないという
点で活性部品ではない。 ２．好ましい実施例 図１は、コンピューターディスプレー８０を示す。このディスプレーには、本
発明によるミスト状付着システム１０の部分を形成するコンピュータープログラ
ムのメインメニュー８２が示してある。このメニュー８２には、改良ミスト状付
着装置１０の好ましい実施例のブロックダイヤグラムが含まれる。コンピュータ
ーシステム及びプログラム、及びこのメニュー８２により、オペレータは、マウ
スを使用してカーソル８６を適当なバルブ、例えば３１又は他の制御装置に置き
、マウスをクリックすることによって、適当なボックス例えば５２に値を入れる
だけで、システムの各ポンプ、バルブ、及び他の制御装置を制御できる。本出願
人は、ここに記載したコンピューターシステム及びプログラムの詳細を説明しな
い。これは、詳細が、本願に特許請求した発明の部分でないためである。しかし
ながら、スクリーン９０上に概略に示すミスト状付着装置１０は、本発明の一部
を形成し、スクリーンは、システムの全体像及びその作動を提供する上で有用で
ある。装置１０はミスト発生器システム１２を含む、このシステムは、好ましい
実施例では、液体先駆物質源即ち加圧リザーバ１４、質量流量制御装置１５、及
びネブライザー／ミスト改質器１６（図２乃至図７参照）、加速システム１８（
図１、図４、図５、図８、及び図１１参照）、付着チャンバシステム２０、電荷
中和システム２１、紫外線及び赤外線加熱システム２２、及び排気システム２３
を含む。
、固体材料の薄膜１１２２（図１３参照）を基板６００上に形成する。本明細書
中では、「処理した」という用語は、真空への露呈、紫外線への露呈、電気ポー
リングへの露呈、乾燥への露呈、及びベーキング及びアニーリングを含む加熱へ
の露呈のうちの任意の一つ又はこれらの組み合わせを意味する。好ましい実施例
では、付着中、紫外線を先駆物質溶液に随意に加える。紫外線は、好ましくは、
付着後にも加えられる。付着後、基板に付着させた好ましい実施例では液体の材
料を、好ましくは、所定期間に亘って真空に露呈した後、ベーキングを行い、そ
の後アニーリングを行う。本発明の好ましいプロセスは、ミスト状先駆物質溶液
を基板に直接的に付着させ、所望の材料の部分を形成しない先駆物質中の有機物
を解離し、溶剤、及び主に溶液を基板に付着させた後に有機物又は他の部分の除
去を行う。しかしながら、本発明の別の特徴では、最終的な所望の化合物又は中
間化合物を、付着中に溶剤及び有機物から分離し、最終的な所望の化合物又は中
間化合物を基板に付着させるプロセスも考えられる。両特徴において、好ましく
は、先駆物質の一つ又はそれ以上の結合部が最終的な薄膜まで通過する。バリウ
ムストロンチウムチタネート、ストロンチウムビスマスタンタレート、及び他の
このような材料等の所望の材料でできた固体薄膜１１２２（図１３参照）を形成
した後、集積回路１１００の製造を続ける。集積回路１１００の製造は、好まし
くは、本発明の装置及びプロセスによって集積回路の活性電子部品に付着させた
１１２２等の材料の少なくとも一部を含むように行われる。活性電子部品は、回
路の機能に活性作用を提供する部品であり、例えば、材料１１２２は、メモリー
セルの誘電機能又は強磁性機能を提供するために活性部品であるのに対し、絶縁
体１１３２は集積回路１１００の電子素子を分離する役割しか果たさないという
点で活性部品ではない。 ２．好ましい実施例 図１は、コンピューターディスプレー８０を示す。このディスプレーには、本
発明によるミスト状付着システム１０の部分を形成するコンピュータープログラ
ムのメインメニュー８２が示してある。このメニュー８２には、改良ミスト状付
着装置１０の好ましい実施例のブロックダイヤグラムが含まれる。コンピュータ
ーシステム及びプログラム、及びこのメニュー８２により、オペレータは、マウ
スを使用してカーソル８６を適当なバルブ、例えば３１又は他の制御装置に置き
、マウスをクリックすることによって、適当なボックス例えば５２に値を入れる
だけで、システムの各ポンプ、バルブ、及び他の制御装置を制御できる。本出願
人は、ここに記載したコンピューターシステム及びプログラムの詳細を説明しな
い。これは、詳細が、本願に特許請求した発明の部分でないためである。しかし
ながら、スクリーン９０上に概略に示すミスト状付着装置１０は、本発明の一部
を形成し、スクリーンは、システムの全体像及びその作動を提供する上で有用で
ある。装置１０はミスト発生器システム１２を含む、このシステムは、好ましい
実施例では、液体先駆物質源即ち加圧リザーバ１４、質量流量制御装置１５、及
びネブライザー／ミスト改質器１６（図２乃至図７参照）、加速システム１８（
図１、図４、図５、図８、及び図１１参照）、付着チャンバシステム２０、電荷
中和システム２１、紫外線及び赤外線加熱システム２２、及び排気システム２３
を含む。
【００２５】 上掲のセクション１である概論に示すように、ミスト状付着プロセスでは、先
ず最初に、予備処理によって基板６００に付着の準備を行う。ここでは、「予備
処理」は紫外線に露呈する工程を含むが、赤外線に露呈する工程、３００℃乃至
９００℃でベーキングを行う工程、及び／又は真空に露呈する工程を含んでもよ
い。金属酸化物等の材料の先駆物質を準備し又は提供し、ミストを液体から発生
させ、ミストを付着チャンバ６３２（図１１参照）を通して流し、このチャンバ
で基板６００（図８参照）に付着させ、ミストの薄膜を基板に形成する。次いで
、膜及び基板を紫外線硬化処理し、真空蒸着し、及び／又はベーキングを行い、
次いでアニール処理を施し、所望の材料の固体薄膜を形成する。本セクションで
は、システム及びその作動の全体像を提供するため、システムを通る液体先駆物
質の流れを簡単に説明する。プロセスを開始するため、付着チャンバシステム２
０を、排気ライン２６、あら引きポンプ２７、及び随意のターボポンプ２８を介
してポンプダウンしながら、液体先駆物質を加圧リザーバ１４に挿入する。当該
技術分野で周知のように、あら引きポンプ２７を賦勢し、あら引きバルブ３０を
作動し、スロットルバルブ３１を最初に部分的に開放し、次いで、あら引きポン
プ２７が付着チャンバシステム２０内の圧力を付着圧力又はターボポンプ２８が
効率的に作動できる圧力以下に減少するに従って、スロットルバルブ３１を徐々
に開放する。随意であるが、ターボ前置ラインバルブ３３を開放し、ターボポン
プを賦勢し、ターボイソバルブ３２を開放し、あら引きバルブ３０を閉鎖し、付
着チャンバを約１．３３３×１０-4Ｐａ（１０-6トール）までポンプダウンし、
存在する可能性のある汚染ガスを完全にパージする。ガスシステム７２は、加圧
ガス、好ましくは乾燥窒素又は他の不活性ガスをライン３４を介して先駆物質リ
ザーバ１４に、流体をリザーバ１４から質量流量制御装置１５に圧送するのに十
分な圧力で提供する。リザーバ１４は、バルブ４１を開放することにより加圧さ
れる。加圧されたリザーバ１４をライン３５を介して質量流量制御装置１５に連
結し、質量流量制御装置１５をライン３６を介してネブライザー／ミスト改質器
１６に連結する。流体制御の技術分野で周知のように、質量流量制御装置１５は
、選択された質量の液体を正確に通過させる電子装置である。バルブとは異なり
、質量流量制御装置を通る液体の流れは、液体流れラインの圧力、液体の粘度、
又は流体流れに影響を及ぼす多くの他のパラメータに左右されない。ｃｍ3 ／分
での所望の質量流量を、制御装置に示す二つのボックスのうちの下側のボックス
で設定し、送出される正確な質量流量を二つのボックスのうちの上側のボックス
で読み取る。液体質量流量制御装置１５は、液体の流れを選択された流量の２％
内に正確に制御できなければならない。好ましくは、液体質量流量制御装置１５
は、ＳＴＥＣ社（日本の会社）が製造した第ＬＶ４１０型制御装置であり、カリ
フォルニア州サンホセのホリバ計器社が米国で販売している制御装置である。こ
の質量流量制御装置１５は、ネブライザー／ミスト改質器１６への先駆物質の流
れを約０．０５ｃｃｍ（立方センチメートル毎分）から１ｃｃｍまで制御できる
。質量流量制御装置１５により、ネブライザー３００（図５及び図６参照）内へ
の先駆物質液体の流れを微調整でき、更に、後の作動で同じ流れを繰り返すこと
ができる。質量流量制御装置１５を使用することは、再現可能な付着速度を得る
上で非常に重要である。更に、以下に説明するように付着の再現性及び品質に影
響を及ぼす先駆物質の再循環を阻止できる。液体先駆物質は、入口チューブ３６
を通ってネブライザー／ミスト改質器１６に移動する。随意には、戻しチューブ
３７が、ミスト状にならなかった、或いは凝集した先駆物質をミスト発生器ネブ
ライザー／ミスト改質器１６からリザーバ１４に戻す。本発明の好ましい実施例
では、ミスト状にならなかった凝集した先駆物質の量は比較的少なく、即ち先駆
物質全体の約２０％又はそれ以下であり、及びかくして凝集物は、再使用される
のでなく、付着後にネブライザー／改質器１６をパージすることによって簡単に
処分される。これにより、先駆物質の粘度の増大といった潜在的問題をなくす。
次いで、バルブ３９及び４０を開放し、加圧ガスをガスライン４２を通して流し
ネブライザー／ミスト改質器１６に送る。ライン４２内のガス圧は、コンピュー
ター（ディスプレー８０だけが示してある）で圧力ゲージ４４によって、ボック
ス４５に入力された所定の圧力に自動的に調節される。好ましくは、この圧力は
、２．７６×１０5 Ｐａ（４０ｐｓｉ）乃至５．５２×１０5 Ｐａ（８０ｐｓｉ
）であり、更に好ましくは４．１４×１０5 Ｐａ（６０ｐｓｉ）である。好まし
くは、ガスは、乾燥窒素等の不活性ガスと、容易にイオン化されるガス、好まし
くは酸素又は二酸化炭素、最も好ましくは酸素との混合物である。酸素を加え、
ミストの電荷を高める。酸素は容易にイオン化し、ガス粒子が室温のガス中で連
続的に衝突するため、電荷を液体ミスト液滴に伝達するのを助ける。好ましくは
、ガス中の酸素は１容量％乃至１５容量％であり、最も好ましくは５容量％乃至
１０容量％である。好ましい実施例のプロセスでは、９５％乾燥窒素及び５％酸
素を使用した。ガスライン４２は、ネブライザー／ミスト改質器１６のガス通路
４６４に連結されており（図６参照）、先駆物質液体がネブライザー／ミスト改
質器１６にベッセル４６２の毛管作用で引き込まれ（図６参照）、ガスはガス通
路４６４を通って流れる。
ず最初に、予備処理によって基板６００に付着の準備を行う。ここでは、「予備
処理」は紫外線に露呈する工程を含むが、赤外線に露呈する工程、３００℃乃至
９００℃でベーキングを行う工程、及び／又は真空に露呈する工程を含んでもよ
い。金属酸化物等の材料の先駆物質を準備し又は提供し、ミストを液体から発生
させ、ミストを付着チャンバ６３２（図１１参照）を通して流し、このチャンバ
で基板６００（図８参照）に付着させ、ミストの薄膜を基板に形成する。次いで
、膜及び基板を紫外線硬化処理し、真空蒸着し、及び／又はベーキングを行い、
次いでアニール処理を施し、所望の材料の固体薄膜を形成する。本セクションで
は、システム及びその作動の全体像を提供するため、システムを通る液体先駆物
質の流れを簡単に説明する。プロセスを開始するため、付着チャンバシステム２
０を、排気ライン２６、あら引きポンプ２７、及び随意のターボポンプ２８を介
してポンプダウンしながら、液体先駆物質を加圧リザーバ１４に挿入する。当該
技術分野で周知のように、あら引きポンプ２７を賦勢し、あら引きバルブ３０を
作動し、スロットルバルブ３１を最初に部分的に開放し、次いで、あら引きポン
プ２７が付着チャンバシステム２０内の圧力を付着圧力又はターボポンプ２８が
効率的に作動できる圧力以下に減少するに従って、スロットルバルブ３１を徐々
に開放する。随意であるが、ターボ前置ラインバルブ３３を開放し、ターボポン
プを賦勢し、ターボイソバルブ３２を開放し、あら引きバルブ３０を閉鎖し、付
着チャンバを約１．３３３×１０-4Ｐａ（１０-6トール）までポンプダウンし、
存在する可能性のある汚染ガスを完全にパージする。ガスシステム７２は、加圧
ガス、好ましくは乾燥窒素又は他の不活性ガスをライン３４を介して先駆物質リ
ザーバ１４に、流体をリザーバ１４から質量流量制御装置１５に圧送するのに十
分な圧力で提供する。リザーバ１４は、バルブ４１を開放することにより加圧さ
れる。加圧されたリザーバ１４をライン３５を介して質量流量制御装置１５に連
結し、質量流量制御装置１５をライン３６を介してネブライザー／ミスト改質器
１６に連結する。流体制御の技術分野で周知のように、質量流量制御装置１５は
、選択された質量の液体を正確に通過させる電子装置である。バルブとは異なり
、質量流量制御装置を通る液体の流れは、液体流れラインの圧力、液体の粘度、
又は流体流れに影響を及ぼす多くの他のパラメータに左右されない。ｃｍ3 ／分
での所望の質量流量を、制御装置に示す二つのボックスのうちの下側のボックス
で設定し、送出される正確な質量流量を二つのボックスのうちの上側のボックス
で読み取る。液体質量流量制御装置１５は、液体の流れを選択された流量の２％
内に正確に制御できなければならない。好ましくは、液体質量流量制御装置１５
は、ＳＴＥＣ社（日本の会社）が製造した第ＬＶ４１０型制御装置であり、カリ
フォルニア州サンホセのホリバ計器社が米国で販売している制御装置である。こ
の質量流量制御装置１５は、ネブライザー／ミスト改質器１６への先駆物質の流
れを約０．０５ｃｃｍ（立方センチメートル毎分）から１ｃｃｍまで制御できる
。質量流量制御装置１５により、ネブライザー３００（図５及び図６参照）内へ
の先駆物質液体の流れを微調整でき、更に、後の作動で同じ流れを繰り返すこと
ができる。質量流量制御装置１５を使用することは、再現可能な付着速度を得る
上で非常に重要である。更に、以下に説明するように付着の再現性及び品質に影
響を及ぼす先駆物質の再循環を阻止できる。液体先駆物質は、入口チューブ３６
を通ってネブライザー／ミスト改質器１６に移動する。随意には、戻しチューブ
３７が、ミスト状にならなかった、或いは凝集した先駆物質をミスト発生器ネブ
ライザー／ミスト改質器１６からリザーバ１４に戻す。本発明の好ましい実施例
では、ミスト状にならなかった凝集した先駆物質の量は比較的少なく、即ち先駆
物質全体の約２０％又はそれ以下であり、及びかくして凝集物は、再使用される
のでなく、付着後にネブライザー／改質器１６をパージすることによって簡単に
処分される。これにより、先駆物質の粘度の増大といった潜在的問題をなくす。
次いで、バルブ３９及び４０を開放し、加圧ガスをガスライン４２を通して流し
ネブライザー／ミスト改質器１６に送る。ライン４２内のガス圧は、コンピュー
ター（ディスプレー８０だけが示してある）で圧力ゲージ４４によって、ボック
ス４５に入力された所定の圧力に自動的に調節される。好ましくは、この圧力は
、２．７６×１０5 Ｐａ（４０ｐｓｉ）乃至５．５２×１０5 Ｐａ（８０ｐｓｉ
）であり、更に好ましくは４．１４×１０5 Ｐａ（６０ｐｓｉ）である。好まし
くは、ガスは、乾燥窒素等の不活性ガスと、容易にイオン化されるガス、好まし
くは酸素又は二酸化炭素、最も好ましくは酸素との混合物である。酸素を加え、
ミストの電荷を高める。酸素は容易にイオン化し、ガス粒子が室温のガス中で連
続的に衝突するため、電荷を液体ミスト液滴に伝達するのを助ける。好ましくは
、ガス中の酸素は１容量％乃至１５容量％であり、最も好ましくは５容量％乃至
１０容量％である。好ましい実施例のプロセスでは、９５％乾燥窒素及び５％酸
素を使用した。ガスライン４２は、ネブライザー／ミスト改質器１６のガス通路
４６４に連結されており（図６参照）、先駆物質液体がネブライザー／ミスト改
質器１６にベッセル４６２の毛管作用で引き込まれ（図６参照）、ガスはガス通
路４６４を通って流れる。
【００２６】 付着プロセスを開始するため、バルブ４７を開放し、ネブライザー／ミスト改
質器１６で発生されたミストを導管４９を介して付着チャンバ２０に流入させる
ことができる。付着が大気圧近くで行われるため、バルブ３２を閉鎖し、バルブ
３０及び３１を開放する。付着チャンバシステム２０内の圧力は、１．３３３×
１０3 Ｐａ（１０トール）乃至大気圧の範囲の圧力、最も好ましくは大気圧より
も約４．０００×１０4 Ｐａ（３００トール）低い圧力になるまで上昇させるこ
とができる。圧力は、センサ５０、スロットルバルブ３１、及びコンピューター
によって、ボックス５２に入力された圧力に自動制御される。排気ライン内の圧
力及びかくして付着チャンバシステム２０内の圧力をボックス５４で読み取る。
好ましくは、ライン４２からベンチュリガス通路４６４及び入口プレート６８２
を通って排気ライン２６までシステムを通って流れるガス／ミストは、毎分３リ
ットル及び毎分８リットル、及び好ましくは毎分５リットルである。
質器１６で発生されたミストを導管４９を介して付着チャンバ２０に流入させる
ことができる。付着が大気圧近くで行われるため、バルブ３２を閉鎖し、バルブ
３０及び３１を開放する。付着チャンバシステム２０内の圧力は、１．３３３×
１０3 Ｐａ（１０トール）乃至大気圧の範囲の圧力、最も好ましくは大気圧より
も約４．０００×１０4 Ｐａ（３００トール）低い圧力になるまで上昇させるこ
とができる。圧力は、センサ５０、スロットルバルブ３１、及びコンピューター
によって、ボックス５２に入力された圧力に自動制御される。排気ライン内の圧
力及びかくして付着チャンバシステム２０内の圧力をボックス５４で読み取る。
好ましくは、ライン４２からベンチュリガス通路４６４及び入口プレート６８２
を通って排気ライン２６までシステムを通って流れるガス／ミストは、毎分３リ
ットル及び毎分８リットル、及び好ましくは毎分５リットルである。
【００２７】 以下に更に詳細に説明するように、電圧を加えてミストに電気フィルタを掛け
るか或いはミストを帯電させるためのいずれかを行うため、又はこの両方を行う
ため、電力ライン５７がミスト発生器１２まで延びている。ミスト発生器１２に
加えられる電圧は、電力発生器５９及びコンピューターによって所定電圧に、或
いはボックス６０で入力された電圧に自動制御される。加えられた電圧をボック
ス６２で読み取る。同様に、帯電させた粒子を、電源６４から電気ケーブル６６
を介して加えられた電圧によって、付着チャンバ２０内で加速する。加速電圧は
、コンピューターが、電源６４を介して、ボックス６７に入力された電圧に自動
制御される。加えられた電圧をボックス６８で読み取る。随意であるが、電荷中
和器システム２１が、基板６００に付着するミスト粒子とは逆の電荷に帯電させ
た粒子を発生する。電荷中和器システムは、イオン化粒子源６９（図１２参照）
を含む。供給バルブ５５Ａを開放した後、ガスシステム５５のイソバルブ５５Ｂ
をコンピューター制御し、イオン化粒子源６９及びガスライン５６を通るガス流
を発生し、イオン化粒子を付着チャンバ２０に搬送し、このチャンバでイオン化
粒子を基板６００に差し向ける。好ましい実施例では、電荷中和器システム２１
は使用されない。その代わり、ガスシステム５５を使用して乾燥窒素を基板６１
１の下側に差し向け、先駆物質が基板の下側に付着しないようにする。ガスシス
テム５５は、更に、追加の乾燥窒素又は他の不活性ガスを付着チャンバシステム
２０にガスライン５６を介して入れるように制御できる。これは、圧力を所望の
レベルに維持するのに必要な場合に行われる。ミストの装入を補助するために必
要である場合には、追加の酸素又は二酸化炭素を加えることもできる。
るか或いはミストを帯電させるためのいずれかを行うため、又はこの両方を行う
ため、電力ライン５７がミスト発生器１２まで延びている。ミスト発生器１２に
加えられる電圧は、電力発生器５９及びコンピューターによって所定電圧に、或
いはボックス６０で入力された電圧に自動制御される。加えられた電圧をボック
ス６２で読み取る。同様に、帯電させた粒子を、電源６４から電気ケーブル６６
を介して加えられた電圧によって、付着チャンバ２０内で加速する。加速電圧は
、コンピューターが、電源６４を介して、ボックス６７に入力された電圧に自動
制御される。加えられた電圧をボックス６８で読み取る。随意であるが、電荷中
和器システム２１が、基板６００に付着するミスト粒子とは逆の電荷に帯電させ
た粒子を発生する。電荷中和器システムは、イオン化粒子源６９（図１２参照）
を含む。供給バルブ５５Ａを開放した後、ガスシステム５５のイソバルブ５５Ｂ
をコンピューター制御し、イオン化粒子源６９及びガスライン５６を通るガス流
を発生し、イオン化粒子を付着チャンバ２０に搬送し、このチャンバでイオン化
粒子を基板６００に差し向ける。好ましい実施例では、電荷中和器システム２１
は使用されない。その代わり、ガスシステム５５を使用して乾燥窒素を基板６１
１の下側に差し向け、先駆物質が基板の下側に付着しないようにする。ガスシス
テム５５は、更に、追加の乾燥窒素又は他の不活性ガスを付着チャンバシステム
２０にガスライン５６を介して入れるように制御できる。これは、圧力を所望の
レベルに維持するのに必要な場合に行われる。ミストの装入を補助するために必
要である場合には、追加の酸素又は二酸化炭素を加えることもできる。
【００２８】 付着の完了後、バルブ４７及び４０を閉鎖してチャンバ６３２へのミストの流
れを停止し、基板６００上に形成された薄膜を硬化し、その場で加熱システム２
２の紫外線ランプ又は赤外線ランプによってベーキングを行う。これは、入口ポ
ート領域６８７がほとんど開放空間であるため、或いはプレート６８２が紫外線
及び赤外線に対して本質的に透明な材料でできているためのいずれかの理由で、
入口プレート６８２が紫外線及び赤外線を自由に通過させるために可能である。
「その場で」という用語は、このプロセス中、付着チャンバからの基板の取り出
しが行われないということを意味する。好ましくは、初期乾燥工程は真空を破る
ことなく行われる。このことは、真空を破り、乾燥前に汚染物に露呈されると、
薄膜層１１２２（図１３参照）の高い電子的品質が損なわれるため、重要である
。更に、基板６００（図８参照）は、真空を破ることなく、付着チャンバから取
り出してアニーリングステーションに移すことができる。これらの硬化工程、ベ
ーキング工程、及びアニーリング工程の一例を以下に説明する。追加の基板の付
着チャンバ６３２への配置及びこのチャンバからの取り出しを真空を破ることな
く行うことができる。全ての付着プロセスの完了後、バルブ３２を開放し、シス
テムをポンプダウンし、清浄にする。所望であれば、バルブ７０及びパージライ
ン７１でシステムを乾燥窒素又は他の不活性ガスでパージできる。ガスシステム
５５、７０、及び７２の各々において、対応するガスライン内の圧力を、二つの
ボックス７５のうちの下側のボックスに入力された圧力までコンピューターで自
動制御し、実際の圧力を二つのボックスのうちの上側のボックスで読み取る。
れを停止し、基板６００上に形成された薄膜を硬化し、その場で加熱システム２
２の紫外線ランプ又は赤外線ランプによってベーキングを行う。これは、入口ポ
ート領域６８７がほとんど開放空間であるため、或いはプレート６８２が紫外線
及び赤外線に対して本質的に透明な材料でできているためのいずれかの理由で、
入口プレート６８２が紫外線及び赤外線を自由に通過させるために可能である。
「その場で」という用語は、このプロセス中、付着チャンバからの基板の取り出
しが行われないということを意味する。好ましくは、初期乾燥工程は真空を破る
ことなく行われる。このことは、真空を破り、乾燥前に汚染物に露呈されると、
薄膜層１１２２（図１３参照）の高い電子的品質が損なわれるため、重要である
。更に、基板６００（図８参照）は、真空を破ることなく、付着チャンバから取
り出してアニーリングステーションに移すことができる。これらの硬化工程、ベ
ーキング工程、及びアニーリング工程の一例を以下に説明する。追加の基板の付
着チャンバ６３２への配置及びこのチャンバからの取り出しを真空を破ることな
く行うことができる。全ての付着プロセスの完了後、バルブ３２を開放し、シス
テムをポンプダウンし、清浄にする。所望であれば、バルブ７０及びパージライ
ン７１でシステムを乾燥窒素又は他の不活性ガスでパージできる。ガスシステム
５５、７０、及び７２の各々において、対応するガスライン内の圧力を、二つの
ボックス７５のうちの下側のボックスに入力された圧力までコンピューターで自
動制御し、実際の圧力を二つのボックスのうちの上側のボックスで読み取る。
【００２９】 ボックス８３を使用し、所定のプロセスを自動的に実行するようにコンピュー
ターをプログラムする。各所定のプロセスにはレシピ名が与えられており、この
レシピ名は、プロセスを呼び出すため、ボックスのうちの上側のボックスに入力
される。プロセスが進むに従って他方のボックスに示されるプロセスのエレメン
トは、プロセスの工程の総数、実行中の特定の工程の名称、実行中の工程の工程
番号、実行中の工程の時間、及び実行中のプロセスの時間である。様々なボタン
８４及び８５は、様々なシステム機能を実行できるようにする追加のスクリーン
を立ち上げる。デジタルＩＯボタンにより、バルブを手動で制御できるようにす
る。システム整合ボタンにより、ウェーハを取り扱うロボットを手動で制御でき
るようにする。キャリヤエディターボタンにより、ロボットが使用する寸法等の
ウェーハに関するデータを入力できるようにする。保守ボタンは、保守メニュー
を立ち上げ、トランスクリプトボタンは、入力を行うことができるようにし、状
況及びプロセス情報を読み取ることができるようにするメニューを立ち上げ、モ
ードボタンは操業モード、自動モード、及びオフラインモードとの間で切り換え
を行うことができるようにする。リターンボタンは、メインメニューに戻す。ボ
タン８５は、表示された機能を手動制御できるようにする。チャンバ状態、即ち
大気圧、真空等は、迅速に参照するため、ボックス８７に常に示されている。
ターをプログラムする。各所定のプロセスにはレシピ名が与えられており、この
レシピ名は、プロセスを呼び出すため、ボックスのうちの上側のボックスに入力
される。プロセスが進むに従って他方のボックスに示されるプロセスのエレメン
トは、プロセスの工程の総数、実行中の特定の工程の名称、実行中の工程の工程
番号、実行中の工程の時間、及び実行中のプロセスの時間である。様々なボタン
８４及び８５は、様々なシステム機能を実行できるようにする追加のスクリーン
を立ち上げる。デジタルＩＯボタンにより、バルブを手動で制御できるようにす
る。システム整合ボタンにより、ウェーハを取り扱うロボットを手動で制御でき
るようにする。キャリヤエディターボタンにより、ロボットが使用する寸法等の
ウェーハに関するデータを入力できるようにする。保守ボタンは、保守メニュー
を立ち上げ、トランスクリプトボタンは、入力を行うことができるようにし、状
況及びプロセス情報を読み取ることができるようにするメニューを立ち上げ、モ
ードボタンは操業モード、自動モード、及びオフラインモードとの間で切り換え
を行うことができるようにする。リターンボタンは、メインメニューに戻す。ボ
タン８５は、表示された機能を手動制御できるようにする。チャンバ状態、即ち
大気圧、真空等は、迅速に参照するため、ボックス８７に常に示されている。
【００３０】 ガス源５５、７０、７２の個々の部分、紫外線加熱システム２２、及び排気シ
ステム２４は、当該技術分野で周知であり、本明細書中ではこれ以上詳細に説明
しない。本発明の要旨は、ミスト発生器システム１２、付着チャンバシステム２
０、加速システム１８、帯電フィルタシステム２４０（図５参照）、及び電荷中
和システム２１に含まれ、これを以下に詳細に説明する。
ステム２４は、当該技術分野で周知であり、本明細書中ではこれ以上詳細に説明
しない。本発明の要旨は、ミスト発生器システム１２、付着チャンバシステム２
０、加速システム１８、帯電フィルタシステム２４０（図５参照）、及び電荷中
和システム２１に含まれ、これを以下に詳細に説明する。
【００３１】 図１３は、本発明の装置及び方法によって製造できる集積回路１１００の一部
の一例を示す。この特定の回路部分は、当該技術分野で周知の集積回路である１
Ｔ／１Ｃ（１トランジスター／１キャパシタ）ＤＲＡＭの単一のメモリーセル１
１０２である。セル１１０２は、シリコンウェーハ６０２上に製造され、トラン
ジスター１１０４及びキャパシタ１１０６を含む。トランジスター１１０４は、
ソース１１１０、ドレイン１１１２、及びゲート１１１４を含む。キャパシタ１
１０６は、下電極１１２０、誘電体１１２２、及び上電極１１２４を含む。ウェ
ーハ６０２上に形成されたフィールド酸化物領域１１３０は、集積回路の様々な
セルを分離し、１１３２等の絶縁層は、トランジスター１１０４やキャパシタ１
１０６等の電子素子を分離する。キャパシタ１１０６の下電極１１２０は、トラ
ンジスター１１０４のドレイン１１１４に接続されている。配線層１１４０及び
１１４２は、トランジスター１１０４のソース及びキャパシタ１１０６の上電極
の夫々を集積回路１１００の他の部分に接続する。本発明の方法は、誘電体１１
２２の付着に使用されるが、回路の他の素子、例えば絶縁体１１２０等の付着に
も使用できる。本プロセスを使用して誘電体１１２２を付着させる場合、誘電体
１１２２を付着させる中間基板６００は下電極１１２０であるが、更に一般的に
は、誘電体１１２２が付着されるウェーハ６０２、及び層１１３０、１１３２、
及び１１２０を含む未完成の集積回路であると考えることができる。更に、本発
明の方法は、ストロンチウムビスマスタンタレート等の強誘電体を材料１１２２
として付着させるのに使用できる。この場合、集積回路はＦＥＲＡＭ即ち強誘電
体メモリーセルである。
の一例を示す。この特定の回路部分は、当該技術分野で周知の集積回路である１
Ｔ／１Ｃ（１トランジスター／１キャパシタ）ＤＲＡＭの単一のメモリーセル１
１０２である。セル１１０２は、シリコンウェーハ６０２上に製造され、トラン
ジスター１１０４及びキャパシタ１１０６を含む。トランジスター１１０４は、
ソース１１１０、ドレイン１１１２、及びゲート１１１４を含む。キャパシタ１
１０６は、下電極１１２０、誘電体１１２２、及び上電極１１２４を含む。ウェ
ーハ６０２上に形成されたフィールド酸化物領域１１３０は、集積回路の様々な
セルを分離し、１１３２等の絶縁層は、トランジスター１１０４やキャパシタ１
１０６等の電子素子を分離する。キャパシタ１１０６の下電極１１２０は、トラ
ンジスター１１０４のドレイン１１１４に接続されている。配線層１１４０及び
１１４２は、トランジスター１１０４のソース及びキャパシタ１１０６の上電極
の夫々を集積回路１１００の他の部分に接続する。本発明の方法は、誘電体１１
２２の付着に使用されるが、回路の他の素子、例えば絶縁体１１２０等の付着に
も使用できる。本プロセスを使用して誘電体１１２２を付着させる場合、誘電体
１１２２を付着させる中間基板６００は下電極１１２０であるが、更に一般的に
は、誘電体１１２２が付着されるウェーハ６０２、及び層１１３０、１１３２、
及び１１２０を含む未完成の集積回路であると考えることができる。更に、本発
明の方法は、ストロンチウムビスマスタンタレート等の強誘電体を材料１１２２
として付着させるのに使用できる。この場合、集積回路はＦＥＲＡＭ即ち強誘電
体メモリーセルである。
【００３２】 図２乃至図７を参照すると、これらの図には、ミスト発生器システム１２のネ
ブライザー／ミスト改質器部分１６が示してある。先ず最初に図２に注目すると
、ネブライザー／ミスト改質器１６は、本体部分２０２、カバー部分２０４、及
びベース部分２０６を持つハウジング２００を有する。カバー２０４は、ボルト
２０８で本体部分２０２に取り付けられる。これらのボルトは、カバーのねじ孔
２０９を通して本体部分２０２のねじ孔２１０にねじ込まれる。本体部分２０２
の上面２０３及びカバー２０４の下面２０５は、ボルト２０８を締め付けたとき
にこれらの面が互いにぴったりとシールするように滑らかに研削してある。ボル
ト２１２及び２１３は、本体部分２０２の下側と摩擦係合し、これを所定位置に
保持する。ベース２０６は、機器のラック（図示せず）に溶接される。液体導管
３６及び３７、ガス導管４２、ミスト導管４６、及び電気導管２５７、３５７（
図７参照）は、２１６等のシールドコネクタを介してハウジング本体２０２に連
結されている。コロナ配線アッセンブリ２２５がガス導管４２とネブライザー３
００との間に配置されている。これを図５及び図６と関連して以下に詳細に説明
する。図２には、電気ミストフィルタシステム２４０もまた示してある。このシ
ステムを、このシステムが詳細に示してある図３乃至図５と関連して詳細に説明
する。
ブライザー／ミスト改質器部分１６が示してある。先ず最初に図２に注目すると
、ネブライザー／ミスト改質器１６は、本体部分２０２、カバー部分２０４、及
びベース部分２０６を持つハウジング２００を有する。カバー２０４は、ボルト
２０８で本体部分２０２に取り付けられる。これらのボルトは、カバーのねじ孔
２０９を通して本体部分２０２のねじ孔２１０にねじ込まれる。本体部分２０２
の上面２０３及びカバー２０４の下面２０５は、ボルト２０８を締め付けたとき
にこれらの面が互いにぴったりとシールするように滑らかに研削してある。ボル
ト２１２及び２１３は、本体部分２０２の下側と摩擦係合し、これを所定位置に
保持する。ベース２０６は、機器のラック（図示せず）に溶接される。液体導管
３６及び３７、ガス導管４２、ミスト導管４６、及び電気導管２５７、３５７（
図７参照）は、２１６等のシールドコネクタを介してハウジング本体２０２に連
結されている。コロナ配線アッセンブリ２２５がガス導管４２とネブライザー３
００との間に配置されている。これを図５及び図６と関連して以下に詳細に説明
する。図２には、電気ミストフィルタシステム２４０もまた示してある。このシ
ステムを、このシステムが詳細に示してある図３乃至図５と関連して詳細に説明
する。
【００３３】 次に、図５を注目すると、本体２０２は、三つの中空チャンバ３３０、３３１
、及び３３２を持つ、一辺が約１２．７ｃｍ（５インチ）の立方体からなる。第
１チャンバ３３０は、一辺が約７．６２ｃｍ（３インチ）のほぼ立方体形状であ
り、第２チャンバ３３１は、好ましくは、長さが７．６２ｃｍ（３インチ）で幅
が１．９１ｃｍ（０．７５インチ）で深さが７．６２ｃｍ（３インチ）の直方体
である。第３チャンバ３３２もまた、長さが１０．２ｃｍ（４インチ）で幅が１
．９１ｃｍ（０．７５インチ）で深さが７．６２ｃｍ（３インチ）の直方体であ
る。チャンバ３３０はミスト改質器３０２の第１段階３０６を収容し、チャンバ
３３１はミスト改質器３０２の第２段階３０８を収容し、チャンバ３３２はミス
ト改質器３０２の第３段階３１０を収容する。チャンバ３３２は、更に、電気ミ
ストフィルタ２４１を収容している。通路３３３は、第１チャンバ３３０を第２
チャンバ３３１に連結し、通路３３４は、第２チャンバ３３１を第３チャンバ３
３２に連結し、通路３４０は、第３チャンバ３３２を導管４６に連結する。ドレ
ン３４２がハウジング本体２０２の側壁３３６を貫通しており、チャンバ３３０
の下縁部に配置されている。そのため、このオプションを使用した場合、チャン
バ３３０内に収集された液体はチャンバの外に排液され、コネクタ２１９及び導
管３７を介して加圧リザーバ１４（図１参照）に戻される。好ましくは、このオ
プションを使用しない。ハウジング本体２０２の側壁３３６の厚さは約５．１ｃ
ｍ（１／２インチ）であり、ネブライザー３００を収容している。図６は側壁３
３６を通る断面を示し、及びネブライザー３００を詳細に示す。ネブライザー３
００は、好ましくは毛管である液体ベッセル４６２及びガス通路４６４を含み、
これらはスロート４６６のところで合一する。好ましくは、スロート４６６はガ
ス通路４６４の下側にあり、液体ベッセル４６２はスロート４６６の下にあり、
そのため、液体は、スロート４６６を横切るガスの移動によって通路４６４に引
き込まれる。上文中に示すように、ガスは導管４２及びコネクタ２１６を介して
通路４６４に進入し、液体は導管３６及びコネクタ２１７を介して進入する。電
界によるミストの加速を促すのに必要なイオン化は、部分的にはベンチュリネブ
ライザー３００によって提供される。即ち、ミスト発生器１２によって加えられ
たエネルギは、幾つかのミスト粒子から電子を或る程度奪い去ってこれらの粒子
を帯電させるのに十分である。好ましい実施例では、コロナアッセンブリ２２５
を主イオン化源として使用する。コロナアッセンブリ２２５は、円筒形ハウジン
グ３２２、このハウジング３２２に溶接された端プレート３２３、絶縁フィード
スルー３２５、電気コネクタ２１８を介してケーブル２５７の導体に電気的に接
続されたコロナ配線３２８、Ｏ−リング３２７、及びボルトねじ３２４を含む。
アッセンブリは、ねじ３２４によって壁３３６に対して保持され、Ｏ−リング３
２７によってシールドされる。ケーブル２５７は、電力ライン４７を構成する二
本の電気ケーブルのうちの一方である。コロナ配線３２８の先端３２６は、好ま
しくは円筒形である。壁３３６の縁部３２９とコロナ配線３２８の先端３２６と
の間の距離は、好ましくは約１ｍｍである。壁３３６には研削が施してあり、先
端３２６と壁３３６との間の電位差により、イオン化を生じるコロナを発生する
。
、及び３３２を持つ、一辺が約１２．７ｃｍ（５インチ）の立方体からなる。第
１チャンバ３３０は、一辺が約７．６２ｃｍ（３インチ）のほぼ立方体形状であ
り、第２チャンバ３３１は、好ましくは、長さが７．６２ｃｍ（３インチ）で幅
が１．９１ｃｍ（０．７５インチ）で深さが７．６２ｃｍ（３インチ）の直方体
である。第３チャンバ３３２もまた、長さが１０．２ｃｍ（４インチ）で幅が１
．９１ｃｍ（０．７５インチ）で深さが７．６２ｃｍ（３インチ）の直方体であ
る。チャンバ３３０はミスト改質器３０２の第１段階３０６を収容し、チャンバ
３３１はミスト改質器３０２の第２段階３０８を収容し、チャンバ３３２はミス
ト改質器３０２の第３段階３１０を収容する。チャンバ３３２は、更に、電気ミ
ストフィルタ２４１を収容している。通路３３３は、第１チャンバ３３０を第２
チャンバ３３１に連結し、通路３３４は、第２チャンバ３３１を第３チャンバ３
３２に連結し、通路３４０は、第３チャンバ３３２を導管４６に連結する。ドレ
ン３４２がハウジング本体２０２の側壁３３６を貫通しており、チャンバ３３０
の下縁部に配置されている。そのため、このオプションを使用した場合、チャン
バ３３０内に収集された液体はチャンバの外に排液され、コネクタ２１９及び導
管３７を介して加圧リザーバ１４（図１参照）に戻される。好ましくは、このオ
プションを使用しない。ハウジング本体２０２の側壁３３６の厚さは約５．１ｃ
ｍ（１／２インチ）であり、ネブライザー３００を収容している。図６は側壁３
３６を通る断面を示し、及びネブライザー３００を詳細に示す。ネブライザー３
００は、好ましくは毛管である液体ベッセル４６２及びガス通路４６４を含み、
これらはスロート４６６のところで合一する。好ましくは、スロート４６６はガ
ス通路４６４の下側にあり、液体ベッセル４６２はスロート４６６の下にあり、
そのため、液体は、スロート４６６を横切るガスの移動によって通路４６４に引
き込まれる。上文中に示すように、ガスは導管４２及びコネクタ２１６を介して
通路４６４に進入し、液体は導管３６及びコネクタ２１７を介して進入する。電
界によるミストの加速を促すのに必要なイオン化は、部分的にはベンチュリネブ
ライザー３００によって提供される。即ち、ミスト発生器１２によって加えられ
たエネルギは、幾つかのミスト粒子から電子を或る程度奪い去ってこれらの粒子
を帯電させるのに十分である。好ましい実施例では、コロナアッセンブリ２２５
を主イオン化源として使用する。コロナアッセンブリ２２５は、円筒形ハウジン
グ３２２、このハウジング３２２に溶接された端プレート３２３、絶縁フィード
スルー３２５、電気コネクタ２１８を介してケーブル２５７の導体に電気的に接
続されたコロナ配線３２８、Ｏ−リング３２７、及びボルトねじ３２４を含む。
アッセンブリは、ねじ３２４によって壁３３６に対して保持され、Ｏ−リング３
２７によってシールドされる。ケーブル２５７は、電力ライン４７を構成する二
本の電気ケーブルのうちの一方である。コロナ配線３２８の先端３２６は、好ま
しくは円筒形である。壁３３６の縁部３２９とコロナ配線３２８の先端３２６と
の間の距離は、好ましくは約１ｍｍである。壁３３６には研削が施してあり、先
端３２６と壁３３６との間の電位差により、イオン化を生じるコロナを発生する
。
【００３４】 ミスト改質器の各段階は、慣性分離器３０６、３０８、及び３１０を含む。ミ
スト粒子の流れが通路４６４からチャンバ３３０を通って通路３３３に直接通過
しないようにするため、通路４６４は通路３３３の位置からずらしてある。即ち
この構成により、ミストを、次の粒子改質段階に通過する前にチャンバ３３０内
で均衡させることができる。更に、大きな粒子が壁３３７に他着してチャンバ３
３０に集められるため、慣性分離器としても作用する。随意であるが、再循環シ
ステムを使用した場合、液体は加圧リザーバ１４に排液されて戻される。任意の
所与の粒子が壁３３７に他着しようとしまいと、ピストン端３５９又はミスト改
質器３０２の何等かの他の部分は、統計的性質を備えているということは理解さ
れるべきである。粒子が改質器３０２の壁又は他の部分に他着する統計的確率は
、粒子の大きさ及び質量が大きくなるに従って増大するが、これは単に確率であ
る。かくして、所与の大きさよりも大きい幾つかの粒子は、他着することなく改
質器３０２を通過し、所与の大きさよりも小さい粒子でも他着する場合がある。
しかしながら、全体としては、多数の粒子を粒径分布と関連して考えると、粒子
のうちの最も大きいものは、ミスト改質器３０２によるフィルタ作用により除去
され、その結果、粒径分布は、平均粒径が小さな分布にシフトする。
スト粒子の流れが通路４６４からチャンバ３３０を通って通路３３３に直接通過
しないようにするため、通路４６４は通路３３３の位置からずらしてある。即ち
この構成により、ミストを、次の粒子改質段階に通過する前にチャンバ３３０内
で均衡させることができる。更に、大きな粒子が壁３３７に他着してチャンバ３
３０に集められるため、慣性分離器としても作用する。随意であるが、再循環シ
ステムを使用した場合、液体は加圧リザーバ１４に排液されて戻される。任意の
所与の粒子が壁３３７に他着しようとしまいと、ピストン端３５９又はミスト改
質器３０２の何等かの他の部分は、統計的性質を備えているということは理解さ
れるべきである。粒子が改質器３０２の壁又は他の部分に他着する統計的確率は
、粒子の大きさ及び質量が大きくなるに従って増大するが、これは単に確率であ
る。かくして、所与の大きさよりも大きい幾つかの粒子は、他着することなく改
質器３０２を通過し、所与の大きさよりも小さい粒子でも他着する場合がある。
しかしながら、全体としては、多数の粒子を粒径分布と関連して考えると、粒子
のうちの最も大きいものは、ミスト改質器３０２によるフィルタ作用により除去
され、その結果、粒径分布は、平均粒径が小さな分布にシフトする。
【００３５】 慣性分離器３０８を図６に示し、その詳細断面を図７に示す。段階３０８は、
チャンバ３３１、通路３３３、及び分離器ピストンアッセンブリ３４９を含む。
分離器ピストンアッセンブリ３４９は、好ましくは、ヘッド３５２及びステム３
５４を含むピストン３５０、ヘッド３５２と壁３５８との間の溝に嵌着するＯ−
リング３３８、及び四本のねじ３３９を含む。これらのねじは、ヘッド３５２の
ねじ孔を通り、壁３５８のねじ孔にねじ込まれる。ステム３５４は、壁３５８の
ボア３５６（図７参照）にぴったりと嵌まる。ピストン３５０の端部３５９は、
好ましくは鈍角をなしており、最も好ましくは実質的に平坦である。ネブライザ
ー／ミスト改質器システム１６は、ステム３５４の長さが異なる幾つかの異なる
ピストン３５０を含む。かくして、通路３３３の出口３８０からの鈍角の端部３
５９の位置は、一つのピストン３５０をステム３５４の長さが異なる別のピスト
ンと交換することによって調節できる。通路３３３は、好ましくは、直径が約２
ｍｍの円筒形のボアであり、ピストン３５０の端部３５９と正対して配置されて
いる。即ち、壁３５８のボア３５６に関して中心を備えている。加圧ガス源３８
と付着チャンバ２０内の圧力との間の圧力差により、チャンバ３３０内のミスト
は、通路３３３を通ってチャンバ３３１に流入する。ミストは、通路３３３内で
平行化される。流線３６４が示すように、通路３３３と正対して鈍角のピストン
端部３５９が設けられていることにより、ミスト粒子の流れの方向を変える。技
術的には、ガス及びミスト粒子の流れに半径方向ベクトルを加える、即ち分離器
ピストン３４９の端部３５９が画成する円の半径方向に流れの方向を変えるので
ある。この場合も、粒子が大きければ大きい程、その質量及び慣性が大きければ
大きい程、粒子が端部３５９に当たってこれに他着する確率が高くなる。端部３
５９に他着した粒子は、集まって端部からチャンバ３３１内に滴り落ちる。かく
して、この場合も、粒径分布が小さい粒径に向かってシフトする。ピストン端部
３５９が通路３３３の出口３８０に近ければ近い程、方向を変える粒子の数が多
くなり、粒子が端部３５９に他着する確率が大きくなり、更に多くの粒子が他着
する。更に、端部３５９をチャンネル３３３の出口３８０に近付けると、他着す
る確率が所与の確率よりも高い粒径範囲が、更に小さな粒径にまで拡がる。かく
して、ステム３５０の端部３５９の位置を調節することにより、粒径分布即ち平
均粒径を選択できる。端部３５９を調節して加圧リザーバ３３３に近付けると、
ミストの粒径分布が粒径が小さい方にシフトし、平均粒径が小さくなる。端部３
５９を調節して出口３８０から遠ざけると、ミストの粒径分布は粒径が大きい方
に向かってシフトする。別の方法では、ピストン３５０を長くするとミストの平
均粒径が減少し、ピストン３５０を短くするとミストの平均粒径が増大する。好
ましくは、出口３８０をチャンバ３３１の端壁３６６から十分大きく離して、及
び本体２０２の頂部２０３から十分大きく離して配置し、端壁３６６及びカバー
２０５が端部３５９周囲の流れに大きな影響を及ぼさないようにする。チャンバ
３３１の長さ、及び通路３３３から最も遠いチャンバ３３１の端部に出口通路３
３４を配置することにより、粒子の速度ベクトルをランダムにする傾向がある多
くの衝突が生じずに、粒子が出口３８０から通路３３４を通過することを阻止す
る。第３ミスト改質器段階３１０の構造及び作動は、チャンバ３３２の長さが僅
かに異なるとか、出口通路３４０の入口通路３３４に関する相対的な配置といっ
た些細で本質的に重要でない相違を除くと、第２段階３０８と同じである。
チャンバ３３１、通路３３３、及び分離器ピストンアッセンブリ３４９を含む。
分離器ピストンアッセンブリ３４９は、好ましくは、ヘッド３５２及びステム３
５４を含むピストン３５０、ヘッド３５２と壁３５８との間の溝に嵌着するＯ−
リング３３８、及び四本のねじ３３９を含む。これらのねじは、ヘッド３５２の
ねじ孔を通り、壁３５８のねじ孔にねじ込まれる。ステム３５４は、壁３５８の
ボア３５６（図７参照）にぴったりと嵌まる。ピストン３５０の端部３５９は、
好ましくは鈍角をなしており、最も好ましくは実質的に平坦である。ネブライザ
ー／ミスト改質器システム１６は、ステム３５４の長さが異なる幾つかの異なる
ピストン３５０を含む。かくして、通路３３３の出口３８０からの鈍角の端部３
５９の位置は、一つのピストン３５０をステム３５４の長さが異なる別のピスト
ンと交換することによって調節できる。通路３３３は、好ましくは、直径が約２
ｍｍの円筒形のボアであり、ピストン３５０の端部３５９と正対して配置されて
いる。即ち、壁３５８のボア３５６に関して中心を備えている。加圧ガス源３８
と付着チャンバ２０内の圧力との間の圧力差により、チャンバ３３０内のミスト
は、通路３３３を通ってチャンバ３３１に流入する。ミストは、通路３３３内で
平行化される。流線３６４が示すように、通路３３３と正対して鈍角のピストン
端部３５９が設けられていることにより、ミスト粒子の流れの方向を変える。技
術的には、ガス及びミスト粒子の流れに半径方向ベクトルを加える、即ち分離器
ピストン３４９の端部３５９が画成する円の半径方向に流れの方向を変えるので
ある。この場合も、粒子が大きければ大きい程、その質量及び慣性が大きければ
大きい程、粒子が端部３５９に当たってこれに他着する確率が高くなる。端部３
５９に他着した粒子は、集まって端部からチャンバ３３１内に滴り落ちる。かく
して、この場合も、粒径分布が小さい粒径に向かってシフトする。ピストン端部
３５９が通路３３３の出口３８０に近ければ近い程、方向を変える粒子の数が多
くなり、粒子が端部３５９に他着する確率が大きくなり、更に多くの粒子が他着
する。更に、端部３５９をチャンネル３３３の出口３８０に近付けると、他着す
る確率が所与の確率よりも高い粒径範囲が、更に小さな粒径にまで拡がる。かく
して、ステム３５０の端部３５９の位置を調節することにより、粒径分布即ち平
均粒径を選択できる。端部３５９を調節して加圧リザーバ３３３に近付けると、
ミストの粒径分布が粒径が小さい方にシフトし、平均粒径が小さくなる。端部３
５９を調節して出口３８０から遠ざけると、ミストの粒径分布は粒径が大きい方
に向かってシフトする。別の方法では、ピストン３５０を長くするとミストの平
均粒径が減少し、ピストン３５０を短くするとミストの平均粒径が増大する。好
ましくは、出口３８０をチャンバ３３１の端壁３６６から十分大きく離して、及
び本体２０２の頂部２０３から十分大きく離して配置し、端壁３６６及びカバー
２０５が端部３５９周囲の流れに大きな影響を及ぼさないようにする。チャンバ
３３１の長さ、及び通路３３３から最も遠いチャンバ３３１の端部に出口通路３
３４を配置することにより、粒子の速度ベクトルをランダムにする傾向がある多
くの衝突が生じずに、粒子が出口３８０から通路３３４を通過することを阻止す
る。第３ミスト改質器段階３１０の構造及び作動は、チャンバ３３２の長さが僅
かに異なるとか、出口通路３４０の入口通路３３４に関する相対的な配置といっ
た些細で本質的に重要でない相違を除くと、第２段階３０８と同じである。
【００３６】 ミスト改質器３０２は、更に、電気ミストフィルタシステム２４０を含むが、
これは随意である。電気ミストフィルタシステム２４０は、ミストフィルタ２４
１、導体２４６、電気フィードスルー２５５、電気ケーブル３５７、並びにケー
ブル６６、及び図１の電源６４を含む。電気ミストフィルタシステム２４１の詳
細は、図３及び図４に示してある。ミストフィルタ２４１は、絶縁フレーム２４
２及び導電性メッシュ２４３を含む。図４に示すように、フレーム２４２の断面
はＴ形であり、Ｔの横バーは、チャンバ３３２の内側面並びにカバー２０４の下
面と実質的に同一の形態に形成された滑らかで平らな外面２４７を有する。Ｔの
ステムは、メッシュ２４３の端部を受け入れるボア２４５を有する。導体２４６
は、好ましくは、ケーブル３５７の中央配線であり、２４９のところでメッシュ
２４３に溶接されている。絶縁フレーム２４２は、好ましくはテフロン（テフロ
ン（Ｔｅｆｌｏｎ）は登録商標である）又はその他の或る程度可撓性の絶縁体で
できており、そのため、カバーの取り付け時に僅かに圧縮され、これによりチャ
ンバ３３２内の所定位置に摩擦によって保持される。メッシュ２４３は、好まし
くは、ステンレス鋼、アルミニウム、又は先駆物質の溶剤に対して耐蝕性のその
他の導電体でできている。好ましい実施例では、電気ミストフィルタをチャンバ
３３２内に配置するが、チャンバ３３０、３３１内に、ベンチュリ４６０と基板
６００との間のミスト流路に沿った任意の場所に配置できる。
これは随意である。電気ミストフィルタシステム２４０は、ミストフィルタ２４
１、導体２４６、電気フィードスルー２５５、電気ケーブル３５７、並びにケー
ブル６６、及び図１の電源６４を含む。電気ミストフィルタシステム２４１の詳
細は、図３及び図４に示してある。ミストフィルタ２４１は、絶縁フレーム２４
２及び導電性メッシュ２４３を含む。図４に示すように、フレーム２４２の断面
はＴ形であり、Ｔの横バーは、チャンバ３３２の内側面並びにカバー２０４の下
面と実質的に同一の形態に形成された滑らかで平らな外面２４７を有する。Ｔの
ステムは、メッシュ２４３の端部を受け入れるボア２４５を有する。導体２４６
は、好ましくは、ケーブル３５７の中央配線であり、２４９のところでメッシュ
２４３に溶接されている。絶縁フレーム２４２は、好ましくはテフロン（テフロ
ン（Ｔｅｆｌｏｎ）は登録商標である）又はその他の或る程度可撓性の絶縁体で
できており、そのため、カバーの取り付け時に僅かに圧縮され、これによりチャ
ンバ３３２内の所定位置に摩擦によって保持される。メッシュ２４３は、好まし
くは、ステンレス鋼、アルミニウム、又は先駆物質の溶剤に対して耐蝕性のその
他の導電体でできている。好ましい実施例では、電気ミストフィルタをチャンバ
３３２内に配置するが、チャンバ３３０、３３１内に、ベンチュリ４６０と基板
６００との間のミスト流路に沿った任意の場所に配置できる。
【００３７】 次に図８乃至図１１を参照すると、これらの図には付着チャンバシステム２０
が示してある。付着チャンバ２０の目的は、基板６００上へのミストの付着を最
適にする閉鎖された制御された環境を提供することである。基板は実質的に平坦
であり、その広幅の表面、即ち図１０の水平方向と平行な平面を画成する。更に
、基板の広幅の表面は、好ましくは、重力の方向に対して垂直な水平平面と対応
する。基板が基板ホルダ６１６の平らな端部６７８に着座しているため、平らな
基板ホルダ端部６７８もまた同じ基板平面を画成する。チャンバシステム２０は
、ハウジングベース６０７及びハウジングカバー６０８を含む付着チャンバハウ
ジング６０５を含む。カバー６０８は、透明なカバープレート６１０及び保持部
材６１２を含む。更に、チャンバシステム２０は、ミスト入口プレート／上電極
アッセンブリ６１３の組み合わせ、一般的には「チャック」と呼ばれる基板ホル
ダ６１６、下電極プレート６１８、導電性ケーブル６２０、基板駆動装置６２２
（図１１参照）、及び中和ガス入力ポート６２４を含むミスト入口アッセンブリ
６１４を含む。
が示してある。付着チャンバ２０の目的は、基板６００上へのミストの付着を最
適にする閉鎖された制御された環境を提供することである。基板は実質的に平坦
であり、その広幅の表面、即ち図１０の水平方向と平行な平面を画成する。更に
、基板の広幅の表面は、好ましくは、重力の方向に対して垂直な水平平面と対応
する。基板が基板ホルダ６１６の平らな端部６７８に着座しているため、平らな
基板ホルダ端部６７８もまた同じ基板平面を画成する。チャンバシステム２０は
、ハウジングベース６０７及びハウジングカバー６０８を含む付着チャンバハウ
ジング６０５を含む。カバー６０８は、透明なカバープレート６１０及び保持部
材６１２を含む。更に、チャンバシステム２０は、ミスト入口プレート／上電極
アッセンブリ６１３の組み合わせ、一般的には「チャック」と呼ばれる基板ホル
ダ６１６、下電極プレート６１８、導電性ケーブル６２０、基板駆動装置６２２
（図１１参照）、及び中和ガス入力ポート６２４を含むミスト入口アッセンブリ
６１４を含む。
【００３８】 ベース６０７は、各側部が約６１ｃｍ（２４インチ）で高さが約２０．３ｃｍ
（８インチ）のボックス状部材を含む。このボックス状部材は、円形の中央キャ
ビティ６３１を持ち、ベース６０７の上面６３５の数インチ下で円形のリップ６
３４がキャビティ内に延びている。以下に説明するように、リップ６３４によっ
て支持されたミスト入口プレート／加速電極アッセンブリ６１３は、キャビティ
６３１を減速チャンバ６３６及び付着チャンバ６３２に分ける。ハウジングベー
ス６０７とミスト入口アッセンブリ６１４との間にシールを形成するため、Ｏ−
リング（図９に最もよく示してある）を保持する円形溝６３７（図１１参照）が
リム６３４の上面に形成されている。高さが約１．２７ｃｍ（０．５インチ）の
円形のペデスタルが、付着チャンバ６３２の底部中央部で上方に延びている。円
形のチャンバ６４２（図１１参照）がチャンバ６３２から外方にその下縁部に沿
って延びている。幅が約２５．４ｃｍ（１０インチ）で高さが７．６２ｃｍ（３
インチ）の矩形通路６３０の一方の側部がインターロック（図示せず）を介して
ハンドラーチャンバ（図示せず）に連結されている。ハンドラーチャンバには、
ウェーハを付着チャンバシステム２０内に又はこのシステムの外に移送するのに
使用されるロボットアーム（図示せず）が収容されている。他方の側部では、直
径が約２．５４ｃｍ（１インチ）の出口通路６４４がチャンネル６４２を排気ラ
イン２６に連結し、直径が約９．５３ｍｍ（０．３７５インチ）の通路６４６が
キャビティ６３１をミスト導管４９に連結する。長さが約２．５４ｃｍ（１イン
チ）のチューブであるミスト導管６４７が、通路６４６を、ミスト入口アッセン
ブリ６１４の壁を通して減速チャンバ６３６内に延長し、減速チャンバミスト入
口ポート６４１を形成する。別の通路６４８は、ケーブル６６に接続された電気
フィードスルー６４９を通すのに十分な直径を備えている。四つのねじ穴、例え
ばねじ穴６２９、及びＵ形溝６３９がベース６０７の上部６３５に形成されてい
る。温度調節コイル６５９が溝６３９内に設けられており、伝熱性グリス６８９
で覆われている。基板駆動装置６２２は、磁気駆動装置を含む密閉ハウジング６
５０、及び磁気駆動装置からベースハウジング６３０の底部中央のボア６５３を
通って基板ホルダ６１６まで延びるスピンドル６５２を含む。駆動ハウジング６
５０は、ハウジング６３０とともに単一の密閉ユニットを形成するようにハウジ
ング６３０の底部のねじ穴６５４にねじ込んである。ハウジング６３０は、付着
チャンバ６３２とほぼ同じ圧力に維持できる。磁気駆動装置は、通常の電力が失
われた場合に基板が落下しないように無停電電源（ＵＰＳ）に接続されている。
基板は、落下すると損傷する。中和ガス入力ポートは、ハウジング６３０の底部
のボア６５７と通過したチューブ６５６、及びこのチューブ６５６を中和ガス導
管５６に連結するコネクタ６５８を含む。基板駆動装置６２２は、基板ホルダ６
１６を上下させることができ、並びに入口ホルダを広範な回転速度に亘って回転
させることができる。駆動装置６２２は、更に、好ましい実施例では、電気をケ
ーブル６２１（図１１参照）に導くことができ、駆動装置６２２は、好ましくは
、ミネソタ州エデンプレーリのエレクトロマグネティックデザイン社が製造し、
ペンシルバニア州１８１０６アレンタウンの６６２０グラントウェイのサブミク
ロンシステムズ社から入手でき、以下に説明するように導電性であるように改造
した駆動装置である。
（８インチ）のボックス状部材を含む。このボックス状部材は、円形の中央キャ
ビティ６３１を持ち、ベース６０７の上面６３５の数インチ下で円形のリップ６
３４がキャビティ内に延びている。以下に説明するように、リップ６３４によっ
て支持されたミスト入口プレート／加速電極アッセンブリ６１３は、キャビティ
６３１を減速チャンバ６３６及び付着チャンバ６３２に分ける。ハウジングベー
ス６０７とミスト入口アッセンブリ６１４との間にシールを形成するため、Ｏ−
リング（図９に最もよく示してある）を保持する円形溝６３７（図１１参照）が
リム６３４の上面に形成されている。高さが約１．２７ｃｍ（０．５インチ）の
円形のペデスタルが、付着チャンバ６３２の底部中央部で上方に延びている。円
形のチャンバ６４２（図１１参照）がチャンバ６３２から外方にその下縁部に沿
って延びている。幅が約２５．４ｃｍ（１０インチ）で高さが７．６２ｃｍ（３
インチ）の矩形通路６３０の一方の側部がインターロック（図示せず）を介して
ハンドラーチャンバ（図示せず）に連結されている。ハンドラーチャンバには、
ウェーハを付着チャンバシステム２０内に又はこのシステムの外に移送するのに
使用されるロボットアーム（図示せず）が収容されている。他方の側部では、直
径が約２．５４ｃｍ（１インチ）の出口通路６４４がチャンネル６４２を排気ラ
イン２６に連結し、直径が約９．５３ｍｍ（０．３７５インチ）の通路６４６が
キャビティ６３１をミスト導管４９に連結する。長さが約２．５４ｃｍ（１イン
チ）のチューブであるミスト導管６４７が、通路６４６を、ミスト入口アッセン
ブリ６１４の壁を通して減速チャンバ６３６内に延長し、減速チャンバミスト入
口ポート６４１を形成する。別の通路６４８は、ケーブル６６に接続された電気
フィードスルー６４９を通すのに十分な直径を備えている。四つのねじ穴、例え
ばねじ穴６２９、及びＵ形溝６３９がベース６０７の上部６３５に形成されてい
る。温度調節コイル６５９が溝６３９内に設けられており、伝熱性グリス６８９
で覆われている。基板駆動装置６２２は、磁気駆動装置を含む密閉ハウジング６
５０、及び磁気駆動装置からベースハウジング６３０の底部中央のボア６５３を
通って基板ホルダ６１６まで延びるスピンドル６５２を含む。駆動ハウジング６
５０は、ハウジング６３０とともに単一の密閉ユニットを形成するようにハウジ
ング６３０の底部のねじ穴６５４にねじ込んである。ハウジング６３０は、付着
チャンバ６３２とほぼ同じ圧力に維持できる。磁気駆動装置は、通常の電力が失
われた場合に基板が落下しないように無停電電源（ＵＰＳ）に接続されている。
基板は、落下すると損傷する。中和ガス入力ポートは、ハウジング６３０の底部
のボア６５７と通過したチューブ６５６、及びこのチューブ６５６を中和ガス導
管５６に連結するコネクタ６５８を含む。基板駆動装置６２２は、基板ホルダ６
１６を上下させることができ、並びに入口ホルダを広範な回転速度に亘って回転
させることができる。駆動装置６２２は、更に、好ましい実施例では、電気をケ
ーブル６２１（図１１参照）に導くことができ、駆動装置６２２は、好ましくは
、ミネソタ州エデンプレーリのエレクトロマグネティックデザイン社が製造し、
ペンシルバニア州１８１０６アレンタウンの６６２０グラントウェイのサブミク
ロンシステムズ社から入手でき、以下に説明するように導電性であるように改造
した駆動装置である。
【００３９】 プレート６１８は、絶縁体製のディスク６６０を含む。随意であるが、ディス
クは薄い導電層６６２を含み、このオプションを使用した場合には、この導電層
はディスク上面に形成された「第２電極」と呼ばれる。プレート６１８は、好ま
しくは、ウェーハ６０２から離間されており、ウェーハ６０２に関して第１プレ
ート６８２の反対側に配置されている。絶縁ディスク６６０には六個の穴が形成
されている。中央穴６６４は、スピンドル６５２がこの穴内で自由に回転できる
のに十分大きく、穴６６６は中和ガスチューブ６５６を通すのに十分大きく、穴
６６８等の他の四つの穴は、ねじ６６９等のねじを通す。これらのねじは、ねじ
穴６７０等のねじ穴にねじ込まれ、下電極プレート６１８をペデスタル６４０に
取り付ける。これらの穴６６４、６６６、及び６６８の各々の周囲には、導電層
６６２を通して穴６７２等の大きな穴が設けられており、層６６２と穴６６４、
６６６、６６８を通過する部品との間に絶縁隙間を提供する。導電層６６２は、
フィードスルー６４９に、及びかくしてケーブル６２０を介して導電体６６の導
体に電気的に接続されている。基板ホルダ６１６は、アーム６７４等の三つのア
ームと、スピンドル６５２の端部を受け入れるための逆さに伏せたカップ６７６
とを含む。スピンドル６５２の端部及びカップ６７６の内面は、カップの内面が
スピンドルの端部の周囲に締まり嵌めするように形成されている。各アーム６７
４の端部には、脚部６７８等の直立脚部が設けられている。各脚部はアームの上
方に約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）延びており、各脚部の上端は水平平面内
で平らにしてあり、かくしてウェーハ６０２は最少三点で支持され、それでも基
板ホルダに安定的に着座する。
クは薄い導電層６６２を含み、このオプションを使用した場合には、この導電層
はディスク上面に形成された「第２電極」と呼ばれる。プレート６１８は、好ま
しくは、ウェーハ６０２から離間されており、ウェーハ６０２に関して第１プレ
ート６８２の反対側に配置されている。絶縁ディスク６６０には六個の穴が形成
されている。中央穴６６４は、スピンドル６５２がこの穴内で自由に回転できる
のに十分大きく、穴６６６は中和ガスチューブ６５６を通すのに十分大きく、穴
６６８等の他の四つの穴は、ねじ６６９等のねじを通す。これらのねじは、ねじ
穴６７０等のねじ穴にねじ込まれ、下電極プレート６１８をペデスタル６４０に
取り付ける。これらの穴６６４、６６６、及び６６８の各々の周囲には、導電層
６６２を通して穴６７２等の大きな穴が設けられており、層６６２と穴６６４、
６６６、６６８を通過する部品との間に絶縁隙間を提供する。導電層６６２は、
フィードスルー６４９に、及びかくしてケーブル６２０を介して導電体６６の導
体に電気的に接続されている。基板ホルダ６１６は、アーム６７４等の三つのア
ームと、スピンドル６５２の端部を受け入れるための逆さに伏せたカップ６７６
とを含む。スピンドル６５２の端部及びカップ６７６の内面は、カップの内面が
スピンドルの端部の周囲に締まり嵌めするように形成されている。各アーム６７
４の端部には、脚部６７８等の直立脚部が設けられている。各脚部はアームの上
方に約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）延びており、各脚部の上端は水平平面内
で平らにしてあり、かくしてウェーハ６０２は最少三点で支持され、それでも基
板ホルダに安定的に着座する。
【００４０】 好ましい実施例では、スピンドル６５２、カップ６７６、及びアーム６７４は
、好ましくはアルミニウム等の導電体で形成されており、駆動装置６５０の内部
導体を介してケーブル６２１に電気的に接続される。ケーブル６２は、多数の配
線ケーブル６６を介して電源６４に電気的に接続されている。これによって、ウ
ェーハ６０２を接地でき、下電極即ち第２電極として役立つ。この実施例では、
中和器システム２１は必要とされず、更に適当には、中和器システムは、ウェー
ハ６０２、スピンドル６５３、カップ６７６、アーム６７４、ケーブル６２１及
び６６、及び電源６４を含む。随意であるが、上文中及び下文中に論じたように
、導電層６６２は、下電極即ち第２電極を含む。
、好ましくはアルミニウム等の導電体で形成されており、駆動装置６５０の内部
導体を介してケーブル６２１に電気的に接続される。ケーブル６２は、多数の配
線ケーブル６６を介して電源６４に電気的に接続されている。これによって、ウ
ェーハ６０２を接地でき、下電極即ち第２電極として役立つ。この実施例では、
中和器システム２１は必要とされず、更に適当には、中和器システムは、ウェー
ハ６０２、スピンドル６５３、カップ６７６、アーム６７４、ケーブル６２１及
び６６、及び電源６４を含む。随意であるが、上文中及び下文中に論じたように
、導電層６６２は、下電極即ち第２電極を含む。
【００４１】 好ましくは、上電極６８５は基板６００及びプレート６１８のほぼ垂直方向上
方に配置されている。かくして、加速器１８は、ミスト粒子を基板平面に対して
実質的に垂直方向に加速する。即ち、ミスト粒子は、電極６５８から基板６００
まで実質的に垂直方向経路を辿る。これにより、重力によりミスト粒子の加速を
補助できる。しかしながら、国際特許出願公開ＷＯ９７／４４８１８に記載され
ているように、ミスト粒子が水平方向に加速されるように電極を整合させてもよ
い。電極６８５と６１８との間の電界によって加えられるエネルギは、先駆物質
溶液中の有機結合の破壊も先駆物質溶媒の破壊のいずれも起こらないように十分
低く維持される。
方に配置されている。かくして、加速器１８は、ミスト粒子を基板平面に対して
実質的に垂直方向に加速する。即ち、ミスト粒子は、電極６５８から基板６００
まで実質的に垂直方向経路を辿る。これにより、重力によりミスト粒子の加速を
補助できる。しかしながら、国際特許出願公開ＷＯ９７／４４８１８に記載され
ているように、ミスト粒子が水平方向に加速されるように電極を整合させてもよ
い。電極６８５と６１８との間の電界によって加えられるエネルギは、先駆物質
溶液中の有機結合の破壊も先駆物質溶媒の破壊のいずれも起こらないように十分
低く維持される。
【００４２】 ミスト入口アッセンブリ６１４は、キャビティ６３１内にリップ６３４に当た
って嵌着するのに適当な直径の円形リム６８０、薄い透明な導電性の表面層を持
つ入口プレート６８２、及びネック６８１を含む。上記表面層は導電性コーティ
ング６８５と呼ばれ、本明細書中、「第１電極」とも呼ばれる。プレート６８２
は、リップ６３４とネック６８１との接合領域を実質的に満たす直径を備えてい
る。ネック６８１は、大きな遊びなしでリップ６３４に摺動自在に嵌着する外径
を備えており、プレート６８２の下面６８４が基板６００から所定距離にあるの
に十分な、一般的には３ｍｍ乃至２５ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ乃至１５ｍｍ、
最も好ましくは約１．２７ｃｍ（０．５インチ）の垂直方向長さを有する。チュ
ーブ６４７を受け入れるため、水平方向での幅が約９．５３ｍｍ（０．３７５イ
ンチ）で垂直方向での長さが約１．９１ｃｍ（０．７５インチ）の長円形の穴６
８６がネック６８１に形成されている。バッフル６９３が、プレート８２の上面
に、チューブ６４７の出口と正対してこの出口から約５．０８ｃｍ（２インチ）
の位置に溶接されている。このバッフルは、チューブ６４７からのミストの流れ
を遮断し、分散させ、ミストが入口プレート６８２の特定の部分に流れることが
ないようにする。ミスト入口及び上電極プレート６８２は、ねじ６８３等の六本
のねじ（図１１参照）でネック６８１に取り付けられている。好ましい実施例で
は、これらのねじ６８３はアルミニウム等の金属製であり、電極６８５とケーブ
ル６６の一方の導体との間をハウジング本体ベース６０７を介して電気的に接続
する。ミスト入口、及び電極６８５を含む上電極プレート６８２の領域６８７に
は、入口ポート６８８を形成する小さな好ましくは円形の穴６８８が所定パター
ンで形成されている。これは、ミスト入口平面を画成する。図８及び図１０の穴
６８８の直径は、好ましくは、０．５０ｍｍ乃至１．８ｍｍ（０．０２０インチ
乃至０．０７０インチ）であり、更に好ましくは１．００ｍｍ（０．０４０イン
チ）である。入口プレートの平面内での入口ポート６８８間の縁部から縁部まで
計測した距離は、好ましくは０．２５ｍｍ乃至０．７５ｍｍ（０．０１０インチ
乃至０．０３０インチ）であり、好ましくは、プレート６８２の機械的安定性を
維持しつつできるだけ小さい。最も好ましくは、入口プレート６８２の平面内で
縁部から縁部まで計測した入口ポート６８８間の距離は、０．５０ｍｍ（０．０
２０インチ）又はそれ以下である。プレート６８２の領域６８７には、好ましく
は１ｃｍ2 当り１５個（１平方インチ当り少なくとも１００個）、最も好ましく
は１ｃｍ2 当り６０個（１平方インチ当り少なくとも４００個）の入口ポートが
設けられている。好ましい実施例では、１ｃｍ2 当り６８個（１平方インチ当り
４４０個）の入口ポートが設けられている。プレート６８２に設けられた入口ポ
ートの総数は、好ましくは少なくとも５０００個であり、最も好ましくは少なく
とも１００００個である。入口ポートが設けられた領域６８７は、少なくとも４
５ｃｍ2 （７平方インチ）である。好ましい実施例では、約２５０ｃｍ2 （３９
平方インチ）の領域６８７に亘って約１７０００個の入口ポートが設けられてい
る。添付図面に示す入口ポートは、実際の入口ポートよりも大きく、入口ポート
間の距離は実際の距離よりも大きい。これは、実際の大きさが、図面で視覚的に
区別する上で小さ過ぎるためである。入口ポートの大きさが小さく、数が多く、
及び間隔が小さいということが非常に重要であり、そうでない場合には、基板上
でのミストの付着が不均等になり、場合によっては基板６００上に目に見える付
着リングが形成される。入口プレート６８２の平面内で縁部から縁部まで計測し
た入口ポート６８８間の距離が０．５０ｍｍ（０．０２０インチ）以下であると
いうことが特に重要である。ポートの数が多く且つポート間間隔が小さいことも
また重要である。これは、入口プレートの大部分を開放した空間にし、赤外線ま
ら紫外線までの放射線が比較的自由に通過できるようにするためである。以下に
論じるように、これにより、付着させたミストの現場乾燥及びアニーリングが可
能になる。入口ポートは、コンピューター制御式レーザードリルによってプレー
ト６８２に穿孔される。入口ポートは、プレートに実質的に均等に分配されてい
るか或いは均等にランダムに分配されている。均等であり且つランダムな分配に
より付着が均等になされるが、均等に分配する上でポート間の距離程重要ではな
い。かくして、例えばプレートの機械的安定性と関連した物理的制限により、ポ
ートの位置をランダムにすることとポートの互いに対する接近性との間で矛盾が
生じた場合には、接近性を選択しなければならない。ランダムな穴の位置は、以
下に説明する方法で決定できる。コンピューターは、先ず最初に、行及び列を表
す垂線の交点と対応する点のアレイを定めることによってプレートでの穴の位置
を定める。次いで、この本質的に均等な点の分布を予め定められた範囲内でラン
ダム化する。即ち、各点について、点を中心とした所定範囲に亘ってランダムな
位置を定める。次いで、このランダム化した位置に穴を穿孔する。各位置がラン
ダム化されているため、入口ポートがランダムに分配されるという正味の結果が
得られる。このプロセスをアレイの各点について繰り返す。好ましくは、列の線
と行の線との間の距離は、１．０ｍｍ乃至５．０ｍｍ（０．０４０インチ乃至０
．２０インチ）であり、好ましくは約１．５０ｍｍ（０．０６０インチ）であり
、各点をランダム化させる範囲は、０．２５ｍｍ乃至５．０ｍｍ（０．０１イン
チ乃至０．２０インチ）であり、好ましくは１．０ｍｍ（０．０４インチ）であ
る。各点がランダム化されているため、点は、相関した位置に置かれない。これ
は、付着を不均等にする相関した付着パターンが形成されないようにする。例え
ば、アレイの線の交点の規則的パターンを選択した場合には、二つ又はそれ以上
の点がプレートの中心から同じ半径のところに配置され、プレートを回転させた
ときに付着リングが形成されてしまう。入口プレート６８２は、基板平面と実質
的に平行な入口平面を画成し、基板平面と平行な入口平面の面積は、基板６００
の面積と同じか或いはそれ以上である。入口ポート６８８は、入口プレート６８
２の領域６８７をカバーし、これは、ミストを付着させるべき基板６００の面積
の７５％以上であり、好ましくは、基板６００の面積と等しいか或いはそれ以上
である。最も好ましい実施例では、入口ポートがカバーする領域６８７は、基板
６００よりも面積が約１０％大きい直径の円であり、そのため、基板の外縁部と
僅かに重なる。かくして、基板が僅かに不整合の場合、その全面が均等にカバー
されない。ポート６８８がカバーする領域６８７は、好ましくは、基板６００の
面積よりも大幅に大きくなく、そのため、先駆物質が無駄にならない。
って嵌着するのに適当な直径の円形リム６８０、薄い透明な導電性の表面層を持
つ入口プレート６８２、及びネック６８１を含む。上記表面層は導電性コーティ
ング６８５と呼ばれ、本明細書中、「第１電極」とも呼ばれる。プレート６８２
は、リップ６３４とネック６８１との接合領域を実質的に満たす直径を備えてい
る。ネック６８１は、大きな遊びなしでリップ６３４に摺動自在に嵌着する外径
を備えており、プレート６８２の下面６８４が基板６００から所定距離にあるの
に十分な、一般的には３ｍｍ乃至２５ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ乃至１５ｍｍ、
最も好ましくは約１．２７ｃｍ（０．５インチ）の垂直方向長さを有する。チュ
ーブ６４７を受け入れるため、水平方向での幅が約９．５３ｍｍ（０．３７５イ
ンチ）で垂直方向での長さが約１．９１ｃｍ（０．７５インチ）の長円形の穴６
８６がネック６８１に形成されている。バッフル６９３が、プレート８２の上面
に、チューブ６４７の出口と正対してこの出口から約５．０８ｃｍ（２インチ）
の位置に溶接されている。このバッフルは、チューブ６４７からのミストの流れ
を遮断し、分散させ、ミストが入口プレート６８２の特定の部分に流れることが
ないようにする。ミスト入口及び上電極プレート６８２は、ねじ６８３等の六本
のねじ（図１１参照）でネック６８１に取り付けられている。好ましい実施例で
は、これらのねじ６８３はアルミニウム等の金属製であり、電極６８５とケーブ
ル６６の一方の導体との間をハウジング本体ベース６０７を介して電気的に接続
する。ミスト入口、及び電極６８５を含む上電極プレート６８２の領域６８７に
は、入口ポート６８８を形成する小さな好ましくは円形の穴６８８が所定パター
ンで形成されている。これは、ミスト入口平面を画成する。図８及び図１０の穴
６８８の直径は、好ましくは、０．５０ｍｍ乃至１．８ｍｍ（０．０２０インチ
乃至０．０７０インチ）であり、更に好ましくは１．００ｍｍ（０．０４０イン
チ）である。入口プレートの平面内での入口ポート６８８間の縁部から縁部まで
計測した距離は、好ましくは０．２５ｍｍ乃至０．７５ｍｍ（０．０１０インチ
乃至０．０３０インチ）であり、好ましくは、プレート６８２の機械的安定性を
維持しつつできるだけ小さい。最も好ましくは、入口プレート６８２の平面内で
縁部から縁部まで計測した入口ポート６８８間の距離は、０．５０ｍｍ（０．０
２０インチ）又はそれ以下である。プレート６８２の領域６８７には、好ましく
は１ｃｍ2 当り１５個（１平方インチ当り少なくとも１００個）、最も好ましく
は１ｃｍ2 当り６０個（１平方インチ当り少なくとも４００個）の入口ポートが
設けられている。好ましい実施例では、１ｃｍ2 当り６８個（１平方インチ当り
４４０個）の入口ポートが設けられている。プレート６８２に設けられた入口ポ
ートの総数は、好ましくは少なくとも５０００個であり、最も好ましくは少なく
とも１００００個である。入口ポートが設けられた領域６８７は、少なくとも４
５ｃｍ2 （７平方インチ）である。好ましい実施例では、約２５０ｃｍ2 （３９
平方インチ）の領域６８７に亘って約１７０００個の入口ポートが設けられてい
る。添付図面に示す入口ポートは、実際の入口ポートよりも大きく、入口ポート
間の距離は実際の距離よりも大きい。これは、実際の大きさが、図面で視覚的に
区別する上で小さ過ぎるためである。入口ポートの大きさが小さく、数が多く、
及び間隔が小さいということが非常に重要であり、そうでない場合には、基板上
でのミストの付着が不均等になり、場合によっては基板６００上に目に見える付
着リングが形成される。入口プレート６８２の平面内で縁部から縁部まで計測し
た入口ポート６８８間の距離が０．５０ｍｍ（０．０２０インチ）以下であると
いうことが特に重要である。ポートの数が多く且つポート間間隔が小さいことも
また重要である。これは、入口プレートの大部分を開放した空間にし、赤外線ま
ら紫外線までの放射線が比較的自由に通過できるようにするためである。以下に
論じるように、これにより、付着させたミストの現場乾燥及びアニーリングが可
能になる。入口ポートは、コンピューター制御式レーザードリルによってプレー
ト６８２に穿孔される。入口ポートは、プレートに実質的に均等に分配されてい
るか或いは均等にランダムに分配されている。均等であり且つランダムな分配に
より付着が均等になされるが、均等に分配する上でポート間の距離程重要ではな
い。かくして、例えばプレートの機械的安定性と関連した物理的制限により、ポ
ートの位置をランダムにすることとポートの互いに対する接近性との間で矛盾が
生じた場合には、接近性を選択しなければならない。ランダムな穴の位置は、以
下に説明する方法で決定できる。コンピューターは、先ず最初に、行及び列を表
す垂線の交点と対応する点のアレイを定めることによってプレートでの穴の位置
を定める。次いで、この本質的に均等な点の分布を予め定められた範囲内でラン
ダム化する。即ち、各点について、点を中心とした所定範囲に亘ってランダムな
位置を定める。次いで、このランダム化した位置に穴を穿孔する。各位置がラン
ダム化されているため、入口ポートがランダムに分配されるという正味の結果が
得られる。このプロセスをアレイの各点について繰り返す。好ましくは、列の線
と行の線との間の距離は、１．０ｍｍ乃至５．０ｍｍ（０．０４０インチ乃至０
．２０インチ）であり、好ましくは約１．５０ｍｍ（０．０６０インチ）であり
、各点をランダム化させる範囲は、０．２５ｍｍ乃至５．０ｍｍ（０．０１イン
チ乃至０．２０インチ）であり、好ましくは１．０ｍｍ（０．０４インチ）であ
る。各点がランダム化されているため、点は、相関した位置に置かれない。これ
は、付着を不均等にする相関した付着パターンが形成されないようにする。例え
ば、アレイの線の交点の規則的パターンを選択した場合には、二つ又はそれ以上
の点がプレートの中心から同じ半径のところに配置され、プレートを回転させた
ときに付着リングが形成されてしまう。入口プレート６８２は、基板平面と実質
的に平行な入口平面を画成し、基板平面と平行な入口平面の面積は、基板６００
の面積と同じか或いはそれ以上である。入口ポート６８８は、入口プレート６８
２の領域６８７をカバーし、これは、ミストを付着させるべき基板６００の面積
の７５％以上であり、好ましくは、基板６００の面積と等しいか或いはそれ以上
である。最も好ましい実施例では、入口ポートがカバーする領域６８７は、基板
６００よりも面積が約１０％大きい直径の円であり、そのため、基板の外縁部と
僅かに重なる。かくして、基板が僅かに不整合の場合、その全面が均等にカバー
されない。ポート６８８がカバーする領域６８７は、好ましくは、基板６００の
面積よりも大幅に大きくなく、そのため、先駆物質が無駄にならない。
【００４３】 カバープレート６１０は、厚さが約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）でキャビ
ティ６３１の上部分６９０の直径内に大きな遊びなしに緩く嵌まるのに十分な直
径を持つ円形のディスクからなる。好ましくは、紫外線及び赤外線に対して透明
であり、好ましくは石英でできている。カバープレート６１０の下面及びミスト
入口アッセンブリ６１４のリム６８０の上面は、互いに押し付けられたときに気
密シールを形成するように平らに研削してある。保持部材６１２は、水平方向外
側寸法がキャビティ６３１の上部分６９０の直径よりも大きいプレート６９２及
び直径がキャビティ６３１の上部分の直径よりも小さい円形の開口部６９１を含
む。円形フランジ６９４がプレート６９２から下方に延びている。このフランジ
は、大きな遊びなしにキャビティ６３１の上部分６９０内に緩く嵌まる外径を有
する。プレート６９２には、ボア６９５等の四つのボアが各隅部毎に一つづつ形
成されている。ベース６０７のボア６２９は、ボルト６９６等の四本のボルトに
よってプレート６９２をベース６０７にしっかりと固定できるように、プレート
６９２のボア６９５と整合する。付着チャンバシステム２０の組み立ては、先ず
最初にこのシステムを通路６３０に連結されたインターロック（図示せず）に連
結した後、基板本体駆動装置ハウジング６５０及びコネクタ６５８、６９７、６
９８、及び６９９をベース６０７の対応するねじ穴にねじ込み、温度調節コイル
６５９及びグリス６８９をＵ形溝６３９に挿入し、下電極プレート６１８をペデ
スタル６４０にねじ６６９で取り付け、ケーブル６２０をフィードスルー６４９
及び導電層６６２にハンダ付けし、基板ホルダ６１６をスピンドル６５２の端部
に置き、Ｏ−リング６３８を溝６３７に挿入することによって行われる。次いで
、ミスト入口アッセンブリ６１４を穴６８６がチューブ６４７の上方にあるよう
にキャビティ６３１上で整合させ、穴６８６がチューブ６４７の周囲を通過でき
るように好ましくは穴６８６が設けられた端部を最初に下方に落とし込むことに
よってキャビティ６３１に挿入した後、リム６８０の下側がＯ−リング６３８に
押し付けられるよう他方の側を落とし込む。次いで、カバープレート６１０をリ
ム６８０の上面上に載止するようにキャビティ６３１に落とし込んだ後、フラン
ジ６９４の下端がカバープレート６１０の上面に載止するようにキャビティ６３
１に保持部材６１２を挿入する。次いで、ボルト６９６をボア６９５に挿入し、
ボア６２９にねじ込み、保持部材６１２でプレート６１０をミスト入口アッセン
ブリ６１４に対して圧縮し、及びかくしてミスト入口アッセンブリ６１４でＯ−
リング６３８を圧縮し、付着チャンバシステム２０の気密シールを形成する。
ティ６３１の上部分６９０の直径内に大きな遊びなしに緩く嵌まるのに十分な直
径を持つ円形のディスクからなる。好ましくは、紫外線及び赤外線に対して透明
であり、好ましくは石英でできている。カバープレート６１０の下面及びミスト
入口アッセンブリ６１４のリム６８０の上面は、互いに押し付けられたときに気
密シールを形成するように平らに研削してある。保持部材６１２は、水平方向外
側寸法がキャビティ６３１の上部分６９０の直径よりも大きいプレート６９２及
び直径がキャビティ６３１の上部分の直径よりも小さい円形の開口部６９１を含
む。円形フランジ６９４がプレート６９２から下方に延びている。このフランジ
は、大きな遊びなしにキャビティ６３１の上部分６９０内に緩く嵌まる外径を有
する。プレート６９２には、ボア６９５等の四つのボアが各隅部毎に一つづつ形
成されている。ベース６０７のボア６２９は、ボルト６９６等の四本のボルトに
よってプレート６９２をベース６０７にしっかりと固定できるように、プレート
６９２のボア６９５と整合する。付着チャンバシステム２０の組み立ては、先ず
最初にこのシステムを通路６３０に連結されたインターロック（図示せず）に連
結した後、基板本体駆動装置ハウジング６５０及びコネクタ６５８、６９７、６
９８、及び６９９をベース６０７の対応するねじ穴にねじ込み、温度調節コイル
６５９及びグリス６８９をＵ形溝６３９に挿入し、下電極プレート６１８をペデ
スタル６４０にねじ６６９で取り付け、ケーブル６２０をフィードスルー６４９
及び導電層６６２にハンダ付けし、基板ホルダ６１６をスピンドル６５２の端部
に置き、Ｏ−リング６３８を溝６３７に挿入することによって行われる。次いで
、ミスト入口アッセンブリ６１４を穴６８６がチューブ６４７の上方にあるよう
にキャビティ６３１上で整合させ、穴６８６がチューブ６４７の周囲を通過でき
るように好ましくは穴６８６が設けられた端部を最初に下方に落とし込むことに
よってキャビティ６３１に挿入した後、リム６８０の下側がＯ−リング６３８に
押し付けられるよう他方の側を落とし込む。次いで、カバープレート６１０をリ
ム６８０の上面上に載止するようにキャビティ６３１に落とし込んだ後、フラン
ジ６９４の下端がカバープレート６１０の上面に載止するようにキャビティ６３
１に保持部材６１２を挿入する。次いで、ボルト６９６をボア６９５に挿入し、
ボア６２９にねじ込み、保持部材６１２でプレート６１０をミスト入口アッセン
ブリ６１４に対して圧縮し、及びかくしてミスト入口アッセンブリ６１４でＯ−
リング６３８を圧縮し、付着チャンバシステム２０の気密シールを形成する。
【００４４】 イオン化粒子源６９の概略図を図１２に示す。イオン化粒子源６９は、包囲体
１００２内に収容された放射性元素１０００を含む。ガス入口導管１００４が包
囲体１００２をキャリヤガス源５５（図１参照）に連結する。ガス出口導管５６
が包囲体１００２を付着チャンバシステム２０に連結する。好ましくは、放射性
元素１０００は、正のイオン及び負のイオン１０１０を発生する。好ましくは乾
燥窒素、アルゴン、又は他の本質的に不活性のガスであるキャリヤガスは、包囲
体１００２を通過する際にイオン１０１０を拾い上げ、これを付着チャンバ６３
２に運び込み、ウェーハとは逆の電荷を持つイオンをウェーハ６０２に衝突させ
、ウェーハ及び粒子を中和し、チャンバ６３２を排気導管２６を通って出る。
１００２内に収容された放射性元素１０００を含む。ガス入口導管１００４が包
囲体１００２をキャリヤガス源５５（図１参照）に連結する。ガス出口導管５６
が包囲体１００２を付着チャンバシステム２０に連結する。好ましくは、放射性
元素１０００は、正のイオン及び負のイオン１０１０を発生する。好ましくは乾
燥窒素、アルゴン、又は他の本質的に不活性のガスであるキャリヤガスは、包囲
体１００２を通過する際にイオン１０１０を拾い上げ、これを付着チャンバ６３
２に運び込み、ウェーハとは逆の電荷を持つイオンをウェーハ６０２に衝突させ
、ウェーハ及び粒子を中和し、チャンバ６３２を排気導管２６を通って出る。
【００４５】 本発明による付着システムで使用されたコンピューター（図示せず）及びディ
スプレー８０は、当該技術分野で現在使用されているワークステーション、パソ
コン、又は他の例えばヒューレット−パッカード社、ＤＥＣ社、ＳＵＮ社等の同
様のコンピューターであるのがよい。図１では、ディスプレーが実際よりも水平
方向で幾分更に長いように示してある。これは、特許図面に対して必要とされる
制限のためである。ネブライザー／ミスト改質器ハウジング２００、ピストン３
５０、ねじ３３９、ボルト２１２、２１３、及び２２８、及び付着チャンバベー
ス６０７は、好ましくはアルミニウム製であるが、この他の金属又は適当な材料
を使用してもよい。コロナ配線３２８は、好ましくはステンレス鋼製である。絶
縁フィードスルー３２５は、好ましくはアルミナ等のセラミック製である。コロ
ナ配線３２８は、好ましくはタングステン製である。導管２６、３６、３７、４
６、４９、及び５６は、好ましくはテフロン製であるが、ステンレス鋼、アルミ
ニウム、適当な材料等の他の材料を使用してもよい。温度調節コイル６５９は、
好ましくは銅製であるが、熱を良好に伝達するアルミニウム又は他の材料を使用
してもよい。基板ホルダ６１６は、好ましくはアルミナ等のセラミック製である
が、他の非導電性材料を使用してもよい。ディスク６６０は、好ましくはアルミ
ナ等のセラミック製であるが、導電層６６２は好ましくは銅製であり、他の適当
な材料を使用できる。例えば、織製ガラス（ｗｏｖｅｎ ｇｌａｓｓ）等の回路
基板材料製で銅−金合金等の従来の導電トレース材料でできた層６６２で覆った
ディスク６６０もまた、下電極プレート６１８について満足のいく結果をもたら
す。ミスト入口アッセンブリ６１４のリム６８０及びネック６８１は、好ましく
はアルミニウム製であるが、他の適当な導電体を使用してもよい。一実施例では
、ミスト入口及び上電極プレート６８２は、好ましくは、紫外線及び赤外線に対
して透明なインジウム−錫酸化物等の薄い導電性コーティング６８５を備えた石
英でできている。好ましくは、導電性コーティング６８５の厚さは約５０ｎｍ（
５００オングストローム）であり、スパッタリングによって形成されるが、他の
適当な付着方法で形成してもよい。これによって、赤外線（ＩＲ）及び紫外線（
ＵＶ）を通すと同時に導電性にできる。好ましい実施例では、上文中に論じたよ
うに、アルミニウム又は他の適当な金属でできているが、プレート６８７のプレ
ート６００の真上の領域には多数の入口ポート６８８が設けられており、その結
果、プレートは、赤外線及び紫外線を含む放射線を自由に通過させることができ
る本質的に開放した空間である。保持部材６１２は、好ましくは薄い金コーティ
ングを備えたアルミニウム製であるが、他の適当な材料を使用してもよい。金コ
ーティングは、赤外線をアルミニウムよりも遙かに良好に反射し、かくして、赤
外線を付着チャンバ６３２の領域に焦合するのを助ける。イオン化粒子源６９は
、好ましくは、イリノイ州グレンビューのアムタット産業社が製造しているヌセ
セル（ヌセセル（Ｎｕｃｅｃｅｌｌ）は登録商標である）スタティックエリミネ
ーターＰ−２０３１型である。本発明によるシステム１０の他の部分を形成する
材料は、本明細書中のどこかに記載してあるか或いは従来の材料である。
スプレー８０は、当該技術分野で現在使用されているワークステーション、パソ
コン、又は他の例えばヒューレット−パッカード社、ＤＥＣ社、ＳＵＮ社等の同
様のコンピューターであるのがよい。図１では、ディスプレーが実際よりも水平
方向で幾分更に長いように示してある。これは、特許図面に対して必要とされる
制限のためである。ネブライザー／ミスト改質器ハウジング２００、ピストン３
５０、ねじ３３９、ボルト２１２、２１３、及び２２８、及び付着チャンバベー
ス６０７は、好ましくはアルミニウム製であるが、この他の金属又は適当な材料
を使用してもよい。コロナ配線３２８は、好ましくはステンレス鋼製である。絶
縁フィードスルー３２５は、好ましくはアルミナ等のセラミック製である。コロ
ナ配線３２８は、好ましくはタングステン製である。導管２６、３６、３７、４
６、４９、及び５６は、好ましくはテフロン製であるが、ステンレス鋼、アルミ
ニウム、適当な材料等の他の材料を使用してもよい。温度調節コイル６５９は、
好ましくは銅製であるが、熱を良好に伝達するアルミニウム又は他の材料を使用
してもよい。基板ホルダ６１６は、好ましくはアルミナ等のセラミック製である
が、他の非導電性材料を使用してもよい。ディスク６６０は、好ましくはアルミ
ナ等のセラミック製であるが、導電層６６２は好ましくは銅製であり、他の適当
な材料を使用できる。例えば、織製ガラス（ｗｏｖｅｎ ｇｌａｓｓ）等の回路
基板材料製で銅−金合金等の従来の導電トレース材料でできた層６６２で覆った
ディスク６６０もまた、下電極プレート６１８について満足のいく結果をもたら
す。ミスト入口アッセンブリ６１４のリム６８０及びネック６８１は、好ましく
はアルミニウム製であるが、他の適当な導電体を使用してもよい。一実施例では
、ミスト入口及び上電極プレート６８２は、好ましくは、紫外線及び赤外線に対
して透明なインジウム−錫酸化物等の薄い導電性コーティング６８５を備えた石
英でできている。好ましくは、導電性コーティング６８５の厚さは約５０ｎｍ（
５００オングストローム）であり、スパッタリングによって形成されるが、他の
適当な付着方法で形成してもよい。これによって、赤外線（ＩＲ）及び紫外線（
ＵＶ）を通すと同時に導電性にできる。好ましい実施例では、上文中に論じたよ
うに、アルミニウム又は他の適当な金属でできているが、プレート６８７のプレ
ート６００の真上の領域には多数の入口ポート６８８が設けられており、その結
果、プレートは、赤外線及び紫外線を含む放射線を自由に通過させることができ
る本質的に開放した空間である。保持部材６１２は、好ましくは薄い金コーティ
ングを備えたアルミニウム製であるが、他の適当な材料を使用してもよい。金コ
ーティングは、赤外線をアルミニウムよりも遙かに良好に反射し、かくして、赤
外線を付着チャンバ６３２の領域に焦合するのを助ける。イオン化粒子源６９は
、好ましくは、イリノイ州グレンビューのアムタット産業社が製造しているヌセ
セル（ヌセセル（Ｎｕｃｅｃｅｌｌ）は登録商標である）スタティックエリミネ
ーターＰ−２０３１型である。本発明によるシステム１０の他の部分を形成する
材料は、本明細書中のどこかに記載してあるか或いは従来の材料である。
【００４６】 本発明によるミスト状付着システム１０は、ミストの平均粒径を減少するよう
に以下のように作動する。液体先駆物質溶液を質量流量制御装置２２０の制御下
で加圧リザーバ１４の作用で液体ベッセル４６２に圧入すると同時に、バルブ４
０の制御下で圧縮乾燥窒素及び酸素ガス源３８によってガスを通路４６４を通し
て圧送する。スロート４６６を横切るガスの流れにより、ベンチュリの原理でミ
スト中に噴霧する。本発明の一実施例では、ガスの流れは、ミストをイオン化す
るのに十分なエネルギを摩擦力によって提供するのに十分である。好ましい実施
例では、５０００Ｖ乃至１００００Ｖ、好ましくは約７０００Ｖの負の電圧を直
流電源６４及び電気ケーブル５７を介してコロナ配線３２８に加える。この電荷
をガス及びミスト粒子に伝達し、ミストに負の電荷を獲得させる（しかしながら
、負に帯電させたミスト粒子及び正に帯電させたミスト粒子が付着チャンバ２０
に存在するという以下の議論を参照されたい）。上文中に表示したように、入口
４６４が出口３３３からずれた壁３３７により、大きな粒子をミストから分離す
る。これは大きな粒子は慣性が大きく、他の粒子との衝突によって方向が変えら
れることなく壁３３７に衝突する確率が高く、又、壁に当たった場合に壁３３７
に他着する確率が高いためである。チャンバ３３０の大きさが大きいため、並び
に通路３３３の出口３８０が通路４６４からずれているため、ミスト粒子の速度
をチャンバ内でランダムにできる。チャンバ３３１内の圧力が低い場合には、粒
子が通路３３３に流入する。ミストが通路３３３を出るとき、分離器ピストン３
４９が流れを側方に押圧し、質量が比較的大きく、ピストン３４９の端部３５９
に衝突して端部に他着する確率が高い粒子をミストから分離する。この場合も、
チャンバ３３１の長さ及び通路３３３からの通路３３４の位置により、ミスト粒
子の速度をチャンバ内でランダムにできる。同じプロセスをチャンバ３３２内で
再び繰り返す。ミスト粒子の大きさは、ピストン３５２及び３５３の位置によっ
て調節される。２００Ｖ乃至１５００Ｖ、好ましくは５００Ｖの負の電圧をメッ
シュ２４３に加える。この負の電圧は正に帯電させたミストイオンを引き付け、
これによりミストイオンの大部分を凝集除去し、主に負のイオンをミスト中に残
す。ミストは、通路３４０を介してネブライザー／ミスト改質器１６の外に出て
、チューブ６４７を介して付着システム２０に進入する。
に以下のように作動する。液体先駆物質溶液を質量流量制御装置２２０の制御下
で加圧リザーバ１４の作用で液体ベッセル４６２に圧入すると同時に、バルブ４
０の制御下で圧縮乾燥窒素及び酸素ガス源３８によってガスを通路４６４を通し
て圧送する。スロート４６６を横切るガスの流れにより、ベンチュリの原理でミ
スト中に噴霧する。本発明の一実施例では、ガスの流れは、ミストをイオン化す
るのに十分なエネルギを摩擦力によって提供するのに十分である。好ましい実施
例では、５０００Ｖ乃至１００００Ｖ、好ましくは約７０００Ｖの負の電圧を直
流電源６４及び電気ケーブル５７を介してコロナ配線３２８に加える。この電荷
をガス及びミスト粒子に伝達し、ミストに負の電荷を獲得させる（しかしながら
、負に帯電させたミスト粒子及び正に帯電させたミスト粒子が付着チャンバ２０
に存在するという以下の議論を参照されたい）。上文中に表示したように、入口
４６４が出口３３３からずれた壁３３７により、大きな粒子をミストから分離す
る。これは大きな粒子は慣性が大きく、他の粒子との衝突によって方向が変えら
れることなく壁３３７に衝突する確率が高く、又、壁に当たった場合に壁３３７
に他着する確率が高いためである。チャンバ３３０の大きさが大きいため、並び
に通路３３３の出口３８０が通路４６４からずれているため、ミスト粒子の速度
をチャンバ内でランダムにできる。チャンバ３３１内の圧力が低い場合には、粒
子が通路３３３に流入する。ミストが通路３３３を出るとき、分離器ピストン３
４９が流れを側方に押圧し、質量が比較的大きく、ピストン３４９の端部３５９
に衝突して端部に他着する確率が高い粒子をミストから分離する。この場合も、
チャンバ３３１の長さ及び通路３３３からの通路３３４の位置により、ミスト粒
子の速度をチャンバ内でランダムにできる。同じプロセスをチャンバ３３２内で
再び繰り返す。ミスト粒子の大きさは、ピストン３５２及び３５３の位置によっ
て調節される。２００Ｖ乃至１５００Ｖ、好ましくは５００Ｖの負の電圧をメッ
シュ２４３に加える。この負の電圧は正に帯電させたミストイオンを引き付け、
これによりミストイオンの大部分を凝集除去し、主に負のイオンをミスト中に残
す。ミストは、通路３４０を介してネブライザー／ミスト改質器１６の外に出て
、チューブ６４７を介して付着システム２０に進入する。
【００４７】 ネブライザー／ミスト改質器１６を出るミスト粒子は、粒径が、好ましくは、
平均粒径が０．１μｍ乃至１μｍ、好ましくは１μｍ以下、最も好ましくは０．
５μｍまたはそれ以下のガウス分布をなしている。これは、従来技術の粒径より
も３桁以上小さい。図１４は、μｍ単位での液滴の直径を、１ｃｍ3 当りの粒径
数密度（対数で表した）に対して横軸にとった、従来技術で得られた代表的な粒
径分布を示す。近似ガウス関数のピークは、約３．５μｍにある。本発明のネブ
ライザー／ミスト改質器１６に関して計測した粒径分布を図１５に示す。この図
では、曲線のピークは約０．４３μｍである。即ち平均粒径が０．４３μｍであ
る。これは、直径が６．３５ｍｍ（０．２５インチ）のミスト導管４２、ガス通
路４６４、及び直径が約１ｍｍの毛管を使用して得られた分布であり、以下の例
で使用された分布である。直径が９．５３ｍｍ（０．３７５インチ）のミスト導
管４２及びこれよりも小径の約０．５ｍｍのガス通路４６４及び毛管４６２を使
用して行われた最近の計測では、ピークが約０．２μｍにあるミストは、先ず最
初に減速チャンバ６３６に進入し、ここで、チャンバの大きさ及び進入チューブ
６４７の方向に対して垂直な方向での出口穴６８８の位置により、粒子の速度が
チャンバ内でランダムになる。チャンバ６３６は、粒子が穴６８８を通って付着
チャンバ６３２内に移動する前に粒子をチャンバに亘って実質的に均等に分離で
きるのに十分大きい。重要なことには、入口プレート６８２の穴の全面積がチュ
ーブ４９の内径の約１０倍であるため、入口プレート６８２の穴６８８を通過す
るミストの速度が、ミスト導管４９及び６４７を通過するミストの速度よりもか
なり低速であるということである。排気システム２４に設けられたポンプ並びに
加圧源により、付着チャンバ６３２内の圧力が減速チャンバ６３６と比較して低
圧であるため、ミストは穴６８８を通過して付着チャンバ６３２に入る。ミスト
は、好ましくは、ポート６４１を通って減速チャンバに進入した方向に対して実
質的に垂直な方向で減速チャンバ６３６を出るということに着目しなければなら
ない。これにより、ミスト粒子の速度を減速チャンバを出る前にランダム化でき
、ポート６４１から付着チャンバ６３２に直接進入する流れが発生しないように
する。しかしながら、ミストは、例えば国際特許出願交換ＷＯ９７／４４８１８
号に記載されているように、バッフル又は他の流れを遮る装置が使用される場合
、進入方向と同方向に出てもよい。
平均粒径が０．１μｍ乃至１μｍ、好ましくは１μｍ以下、最も好ましくは０．
５μｍまたはそれ以下のガウス分布をなしている。これは、従来技術の粒径より
も３桁以上小さい。図１４は、μｍ単位での液滴の直径を、１ｃｍ3 当りの粒径
数密度（対数で表した）に対して横軸にとった、従来技術で得られた代表的な粒
径分布を示す。近似ガウス関数のピークは、約３．５μｍにある。本発明のネブ
ライザー／ミスト改質器１６に関して計測した粒径分布を図１５に示す。この図
では、曲線のピークは約０．４３μｍである。即ち平均粒径が０．４３μｍであ
る。これは、直径が６．３５ｍｍ（０．２５インチ）のミスト導管４２、ガス通
路４６４、及び直径が約１ｍｍの毛管を使用して得られた分布であり、以下の例
で使用された分布である。直径が９．５３ｍｍ（０．３７５インチ）のミスト導
管４２及びこれよりも小径の約０．５ｍｍのガス通路４６４及び毛管４６２を使
用して行われた最近の計測では、ピークが約０．２μｍにあるミストは、先ず最
初に減速チャンバ６３６に進入し、ここで、チャンバの大きさ及び進入チューブ
６４７の方向に対して垂直な方向での出口穴６８８の位置により、粒子の速度が
チャンバ内でランダムになる。チャンバ６３６は、粒子が穴６８８を通って付着
チャンバ６３２内に移動する前に粒子をチャンバに亘って実質的に均等に分離で
きるのに十分大きい。重要なことには、入口プレート６８２の穴の全面積がチュ
ーブ４９の内径の約１０倍であるため、入口プレート６８２の穴６８８を通過す
るミストの速度が、ミスト導管４９及び６４７を通過するミストの速度よりもか
なり低速であるということである。排気システム２４に設けられたポンプ並びに
加圧源により、付着チャンバ６３２内の圧力が減速チャンバ６３６と比較して低
圧であるため、ミストは穴６８８を通過して付着チャンバ６３２に入る。ミスト
は、好ましくは、ポート６４１を通って減速チャンバに進入した方向に対して実
質的に垂直な方向で減速チャンバ６３６を出るということに着目しなければなら
ない。これにより、ミスト粒子の速度を減速チャンバを出る前にランダム化でき
、ポート６４１から付着チャンバ６３２に直接進入する流れが発生しないように
する。しかしながら、ミストは、例えば国際特許出願交換ＷＯ９７／４４８１８
号に記載されているように、バッフル又は他の流れを遮る装置が使用される場合
、進入方向と同方向に出てもよい。
【００４８】 粒子が表面に他着する確率は、最小で０．５μｍ程度である。かくして、ミス
トは、上文中に説明したように、付着チャンバ６３２を通過するときに基板６０
０に他着する確率が低い。しかしながら、ベース６０７及び電極６８５を含む付
着チャンバハウジング６０５は接地してあり、３０００Ｖ乃至７０００Ｖ、及び
好ましくは５０００Ｖの正の電圧がウェーハ６０２に、又は変形例では下電極プ
レート６１８に加えられている。後者の場合には、ウェーハ６０２が良導体でな
いため、及び極めて薄いため、上電極６８５と下電極プレート６１８との間の電
圧の差によって発生した電界ラインがほどんど変向されずにウェーハを通過する
。かくして、接地されたチャンバハウジング及び基板の直ぐ下の正に帯電させた
下電極プレート６１８の組み合わせにより、負に帯電させた粒子を基板に向かっ
て移動させる。好ましい実施例では、基板自体に加えられた電荷により、負に帯
電させた粒子を基板に向かって移動させる。帯電させたミスト粒子電界ラインを
辿り、電極６８５から基板６００まで通過する際に加速し、速度を大きく増大し
、及びかくして基板６００に当たったときにこの基板に付着する確率を大幅に高
める。入口プレート６８２が基板６００のほぼ真上に配置されているため、重力
が基板上へのミストの付着を補助するが、この寄与は非常に小さい。更に重要な
ことには、この配向では、重力の作用は、付着の均等性における僅かな摂動すら
生じない。これと同時に、好ましい実施例では、チューブ６５６によって乾燥窒
素を送出し、基板６０２の下側の領域をパージし、ミスト粒子が基板の下側に他
着しないようにする。変形例では、イオン化させた粒子をチューブ６５６によっ
て実質的に上方にプレート６１８と基板６００との間の空間６７９内に送出する
。かくして、負に帯電させたミスト粒子により基板が負の電荷を獲得するが、基
板のこの負の電荷は、基板と衝突する正に帯電させたイオンによって連続的に中
和される。ウェーハ６０２は十分な導電性を持ち且つ極めて薄いため、ミスト粒
子からの電荷を通して中和できる。中和は、ウェーハ６０２の周囲から基板側部
に流れ、そこで負に帯電させた基板６００に引き付けられる帯電させたイオンに
よっても起こる。基板表面の真上のミスト粒子を中和させることもできる。ミス
ト粒子の質量が帯電させたイオンよりも遙かに大きいため、及びミスト粒子が電
界の作用で大きく加速されているため、ウェーハの基板側部での帯電させたイオ
ンの存在は、基板の真上にあるミスト粒子又は基板上のミスト粒子のいずれかを
中和することを除き、付着にほとんど影響を及ぼさない。
トは、上文中に説明したように、付着チャンバ６３２を通過するときに基板６０
０に他着する確率が低い。しかしながら、ベース６０７及び電極６８５を含む付
着チャンバハウジング６０５は接地してあり、３０００Ｖ乃至７０００Ｖ、及び
好ましくは５０００Ｖの正の電圧がウェーハ６０２に、又は変形例では下電極プ
レート６１８に加えられている。後者の場合には、ウェーハ６０２が良導体でな
いため、及び極めて薄いため、上電極６８５と下電極プレート６１８との間の電
圧の差によって発生した電界ラインがほどんど変向されずにウェーハを通過する
。かくして、接地されたチャンバハウジング及び基板の直ぐ下の正に帯電させた
下電極プレート６１８の組み合わせにより、負に帯電させた粒子を基板に向かっ
て移動させる。好ましい実施例では、基板自体に加えられた電荷により、負に帯
電させた粒子を基板に向かって移動させる。帯電させたミスト粒子電界ラインを
辿り、電極６８５から基板６００まで通過する際に加速し、速度を大きく増大し
、及びかくして基板６００に当たったときにこの基板に付着する確率を大幅に高
める。入口プレート６８２が基板６００のほぼ真上に配置されているため、重力
が基板上へのミストの付着を補助するが、この寄与は非常に小さい。更に重要な
ことには、この配向では、重力の作用は、付着の均等性における僅かな摂動すら
生じない。これと同時に、好ましい実施例では、チューブ６５６によって乾燥窒
素を送出し、基板６０２の下側の領域をパージし、ミスト粒子が基板の下側に他
着しないようにする。変形例では、イオン化させた粒子をチューブ６５６によっ
て実質的に上方にプレート６１８と基板６００との間の空間６７９内に送出する
。かくして、負に帯電させたミスト粒子により基板が負の電荷を獲得するが、基
板のこの負の電荷は、基板と衝突する正に帯電させたイオンによって連続的に中
和される。ウェーハ６０２は十分な導電性を持ち且つ極めて薄いため、ミスト粒
子からの電荷を通して中和できる。中和は、ウェーハ６０２の周囲から基板側部
に流れ、そこで負に帯電させた基板６００に引き付けられる帯電させたイオンに
よっても起こる。基板表面の真上のミスト粒子を中和させることもできる。ミス
ト粒子の質量が帯電させたイオンよりも遙かに大きいため、及びミスト粒子が電
界の作用で大きく加速されているため、ウェーハの基板側部での帯電させたイオ
ンの存在は、基板の真上にあるミスト粒子又は基板上のミスト粒子のいずれかを
中和することを除き、付着にほとんど影響を及ぼさない。
【００４９】 付着しなかったミスト及び変形例の中和されたイオンを含む排気は、付着チャ
ンバから排気ポート６４２を形成する円形チャンネルを介して排気出口通路６４
４に出る。排気ポート６４２は、実質的に、基板平面と平行な排気平面の周囲に
リングを画成する。
ンバから排気ポート６４２を形成する円形チャンネルを介して排気出口通路６４
４に出る。排気ポート６４２は、実質的に、基板平面と平行な排気平面の周囲に
リングを画成する。
【００５０】 例１ 本発明による装置及び本発明の方法の使用の一例として、集積回路キャパシタ
を製作する。この議論では、装置を例示するため、図１３のキャパシタ１１０６
に言及するが、例ではキャパシタ１１０６だけを製作するのであって、メモリー
セル１１０２全体ではないということは理解されるべきである。この例では、キ
ャパシタ１１０６の電極間の層１１２２は、本発明の装置及び方法を使用して製
造される。この例で使用されたシステムは、小さな６．３５ｍｍ（０．２５イン
チ）のガスライン４２及びミストライン４７、直径が約１ｍｍの毛管４６２を使
用し、電気ミストフィルタシステム２４０を使用しない。材料１１２２は、スト
ロンチウムビスマスタンタレートである。表１に示す化合物について計測を行っ
た。表１では、「ＦＷ」は式量を示し、「ｇ」はグラムを示し、「ｍｍｏｌｅｓ
」はミリモルを示し、「Ｅｑｕｉｖ」は溶液中の等価のモル数を示す。
を製作する。この議論では、装置を例示するため、図１３のキャパシタ１１０６
に言及するが、例ではキャパシタ１１０６だけを製作するのであって、メモリー
セル１１０２全体ではないということは理解されるべきである。この例では、キ
ャパシタ１１０６の電極間の層１１２２は、本発明の装置及び方法を使用して製
造される。この例で使用されたシステムは、小さな６．３５ｍｍ（０．２５イン
チ）のガスライン４２及びミストライン４７、直径が約１ｍｍの毛管４６２を使
用し、電気ミストフィルタシステム２４０を使用しない。材料１１２２は、スト
ロンチウムビスマスタンタレートである。表１に示す化合物について計測を行っ
た。表１では、「ＦＷ」は式量を示し、「ｇ」はグラムを示し、「ｍｍｏｌｅｓ
」はミリモルを示し、「Ｅｑｕｉｖ」は溶液中の等価のモル数を示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】 タンタルブトキサイド及び２−エチルヘキサン酸をフラスコに入れ、約５０ｍ
ｌのキシレンを加える。混合物を約７０℃乃至９０℃の低温で４８時間に亘って
攪拌する。ストロンチウムを加え、反応が完了するまで溶液を再び低温で攪拌す
る。次いで、攪拌しながら温度を最大１２０℃まで上昇させ、約４０ｍｌの蒸留
物が残るまで、ブタノールを蒸発させて除去する。次いで、ビスマス２−エチル
ヘキサノエートを加え、キシレンで２４０ｍｌまで希釈する。濃度は、１リット
ル当りＳｒＢｉ２ Ｔａ２ Ｏ９ が約０．２００モルである。この先駆物質を使 用の準備ができるまで貯蔵する。
ｌのキシレンを加える。混合物を約７０℃乃至９０℃の低温で４８時間に亘って
攪拌する。ストロンチウムを加え、反応が完了するまで溶液を再び低温で攪拌す
る。次いで、攪拌しながら温度を最大１２０℃まで上昇させ、約４０ｍｌの蒸留
物が残るまで、ブタノールを蒸発させて除去する。次いで、ビスマス２−エチル
ヘキサノエートを加え、キシレンで２４０ｍｌまで希釈する。濃度は、１リット
ル当りＳｒＢｉ２ Ｔａ２ Ｏ９ が約０．２００モルである。この先駆物質を使 用の準備ができるまで貯蔵する。
【００５３】 付着直前に、２０ｍｌの上文中に説明したストロンチウムビスマスタンタレー
ト先駆物質をリザーバ１４に入れ、このリザーバをシールし、ネブライザー１６
に連結する。ネブライザー１６のガス圧をバルブ４０によって５．５２×１０5
Ｐａ（８０ｐｓｉ）に設定する。二酸化シリコン層及びプラチナ層が付着させて
あるシリコンウェーハ６０２を含む基板６００を付着チャンバ６３２の基板ホル
ダ６１６に置く。７０００Ｖの負の電圧をコロナ配線３２８に加え、５０００Ｖ
の正の電圧を下電極プレート６１８に加える。付着チャンバを７．９３×１０4
Ｐａ（５９５トール）までポンプダウンする。中和器６９を通るガス流を毎分５
０標準立方ｃｍに設定する。基板駆動装置６２２を賦勢し、基板ホルダ６１６を
毎分１５サイクルで回転させる。ミストバルブ４７を開放し、ミストを１０分間
に亘って付着させる。ウェーハ６０２を付着チャンバ６３２から取り出し、高温
のプレートに置いてここで１５０℃で１分間に亘って乾燥させた後、２６０℃の
温度で４分間に亘ってベーキングを行う。次いで、ウェーハ６０２をラピッドサ
ーマルプロセッシングオーブンに移送し、ここで酸素中で３０秒間に亘って７２
５℃でラピッドサーマルプロセッシング（ＲＴＰ）を実施する。次いで、ウェー
ハ６０２を付着チャンバ６３２に戻し、ミストを再度形成し、付着チャンバから
の取り出し、乾燥、ベーキング、及びＲＴＰにより付着工程を繰り返す。次いで
、酸素内で１時間に亘ってウェーハ６０２のアニールを行う。結果的に得られた
層１１２２は、厚さが約１８０ｎｍ（１８００オングストローム）であり、厚さ
の均等性が約１２％以内である。
ト先駆物質をリザーバ１４に入れ、このリザーバをシールし、ネブライザー１６
に連結する。ネブライザー１６のガス圧をバルブ４０によって５．５２×１０5
Ｐａ（８０ｐｓｉ）に設定する。二酸化シリコン層及びプラチナ層が付着させて
あるシリコンウェーハ６０２を含む基板６００を付着チャンバ６３２の基板ホル
ダ６１６に置く。７０００Ｖの負の電圧をコロナ配線３２８に加え、５０００Ｖ
の正の電圧を下電極プレート６１８に加える。付着チャンバを７．９３×１０4
Ｐａ（５９５トール）までポンプダウンする。中和器６９を通るガス流を毎分５
０標準立方ｃｍに設定する。基板駆動装置６２２を賦勢し、基板ホルダ６１６を
毎分１５サイクルで回転させる。ミストバルブ４７を開放し、ミストを１０分間
に亘って付着させる。ウェーハ６０２を付着チャンバ６３２から取り出し、高温
のプレートに置いてここで１５０℃で１分間に亘って乾燥させた後、２６０℃の
温度で４分間に亘ってベーキングを行う。次いで、ウェーハ６０２をラピッドサ
ーマルプロセッシングオーブンに移送し、ここで酸素中で３０秒間に亘って７２
５℃でラピッドサーマルプロセッシング（ＲＴＰ）を実施する。次いで、ウェー
ハ６０２を付着チャンバ６３２に戻し、ミストを再度形成し、付着チャンバから
の取り出し、乾燥、ベーキング、及びＲＴＰにより付着工程を繰り返す。次いで
、酸素内で１時間に亘ってウェーハ６０２のアニールを行う。結果的に得られた
層１１２２は、厚さが約１８０ｎｍ（１８００オングストローム）であり、厚さ
の均等性が約１２％以内である。
【００５４】 アニール工程の後、集積回路キャパシタを完成する、即ち第２プラチナ電極１
１２４をスパッタリングで付着した後、周知のフォトレジスト技術を使用して蝕
刻を行い、下電極１１２０を介して電気的に接続された複数のキャパシタを形成
する。
１２４をスパッタリングで付着した後、周知のフォトレジスト技術を使用して蝕
刻を行い、下電極１１２０を介して電気的に接続された複数のキャパシタを形成
する。
【００５５】 上文中に説明した方法で製造したストロンチウムビスマスタンタレートキャパ
シタについて、１００００Ｈｚで５Ｖの未較正のソウヤー−タワー回路を使用し
てヒステリシス計測を行う。ヒステリシス曲線は、大きく且つ箱型であり、キャ
パシタがメモリーで良好に機能することを示す。分極率２Ｐｒは、１７．５μＣ
（マイクロクーロン）／ｃｍ2 である。保磁電圧２Ｅｃは８３．７１ｋＶ／ｃｍ
であり、計測された漏れ電流は約４×１０-8Ａ／ｃｍ2 であり、これは、材料が
メモリーで優れた機能を発揮することを示す優れた結果である。２Ｐｒを周波数
の関数として減少させることによって疲労を計測し、５×１０10サイクルで１．
７％であることがわかった。
シタについて、１００００Ｈｚで５Ｖの未較正のソウヤー−タワー回路を使用し
てヒステリシス計測を行う。ヒステリシス曲線は、大きく且つ箱型であり、キャ
パシタがメモリーで良好に機能することを示す。分極率２Ｐｒは、１７．５μＣ
（マイクロクーロン）／ｃｍ2 である。保磁電圧２Ｅｃは８３．７１ｋＶ／ｃｍ
であり、計測された漏れ電流は約４×１０-8Ａ／ｃｍ2 であり、これは、材料が
メモリーで優れた機能を発揮することを示す優れた結果である。２Ｐｒを周波数
の関数として減少させることによって疲労を計測し、５×１０10サイクルで１．
７％であることがわかった。
【００５６】 上述の例及び他のシステム１０の作動では、幾らかのミストが上電極の下面６
８４及びミスト入口プレート６８２並びに基板６００及び下電極６１８上に蓄積
する。これは、付着チャンバ６３２内の粒子の少なくとも幾分かが正に帯電して
いたことを示す。これは、コロナ配線３２８以外のイオン源があるということを
示唆する。このイオン化は、ベンチュリ４６０によって生じる。そこで、ベンチ
ュリを故意に使用してミスト粒子をイオン化し、負に帯電したイオン及び正に帯
電したイオンの両方を発生し、ネブライザー／改質器で正に帯電させたイオンを
分離するようにシステムを改良した。これと同時に、粒径を小さくし、リザーバ
１４に再循環する先駆物質粒子の量を減少する改良を行った。上文中に説明した
好ましい実施例は、これらの改良を含む。改良を加えた好ましいシステムでの作
動の例は、均等性が良好であり、同じ付着速度での工程範囲（ｓｔｅｐ ｃｏｖ
ｅｒａｇｅ）が良好であり、同じ均等性及び工程範囲についての付着速度が約３
倍である。更に、このシステムは、ミスト粒子が小さく且つ改質プロセスで除去
される先駆物質が少ないため、使用される先駆物質液体が少ない。
８４及びミスト入口プレート６８２並びに基板６００及び下電極６１８上に蓄積
する。これは、付着チャンバ６３２内の粒子の少なくとも幾分かが正に帯電して
いたことを示す。これは、コロナ配線３２８以外のイオン源があるということを
示唆する。このイオン化は、ベンチュリ４６０によって生じる。そこで、ベンチ
ュリを故意に使用してミスト粒子をイオン化し、負に帯電したイオン及び正に帯
電したイオンの両方を発生し、ネブライザー／改質器で正に帯電させたイオンを
分離するようにシステムを改良した。これと同時に、粒径を小さくし、リザーバ
１４に再循環する先駆物質粒子の量を減少する改良を行った。上文中に説明した
好ましい実施例は、これらの改良を含む。改良を加えた好ましいシステムでの作
動の例は、均等性が良好であり、同じ付着速度での工程範囲（ｓｔｅｐ ｃｏｖ
ｅｒａｇｅ）が良好であり、同じ均等性及び工程範囲についての付着速度が約３
倍である。更に、このシステムは、ミスト粒子が小さく且つ改質プロセスで除去
される先駆物質が少ないため、使用される先駆物質液体が少ない。
【００５７】 上文中に表示した電荷は逆にすることができる。即ち、電気フィルタに正の電
荷を与え、負のミスト粒子を除去することができる。上電極６８５に正の電荷を
与え、基板を接地する。
荷を与え、負のミスト粒子を除去することができる。上電極６８５に正の電荷を
与え、基板を接地する。
【００５８】 本発明の特徴は、基板をミスト粒子とは逆に帯電させるということである。基
板をミストとは逆に帯電させることは、粒子に単に基板に向かう高い速度を与え
ることよりも重要である。これは、粒子をどれ程高速で移動させようとも、キャ
リヤガスの流れによって基板上に層流が形成されるためである。基板が帯電させ
てない場合には、基板に向かうミスト粒子は層流の経路に沿って移動し、基板と
接触しない。高速では、層状の平面が更にコンパクトになり、基板に非常に近く
なるが、それでも、粒子は基板と接触しない。別の方法では、粒子は小径粒子で
あり、層流を破るのに十分な慣性を備えていない。本質的に動かない粒子及びガ
スの境界層が基板と隣接して形成され、層流層中のミスト粒子は基板と接触しな
い。しかしながら、基板が粒子とは逆の電荷で強く帯電させてある場合には、粒
子が基板を通過して層状平面を流れるとき、基板に向かって常に強く引き付けら
れ、境界層を破り、基板に当り、強い引力によって他着する。
板をミストとは逆に帯電させることは、粒子に単に基板に向かう高い速度を与え
ることよりも重要である。これは、粒子をどれ程高速で移動させようとも、キャ
リヤガスの流れによって基板上に層流が形成されるためである。基板が帯電させ
てない場合には、基板に向かうミスト粒子は層流の経路に沿って移動し、基板と
接触しない。高速では、層状の平面が更にコンパクトになり、基板に非常に近く
なるが、それでも、粒子は基板と接触しない。別の方法では、粒子は小径粒子で
あり、層流を破るのに十分な慣性を備えていない。本質的に動かない粒子及びガ
スの境界層が基板と隣接して形成され、層流層中のミスト粒子は基板と接触しな
い。しかしながら、基板が粒子とは逆の電荷で強く帯電させてある場合には、粒
子が基板を通過して層状平面を流れるとき、基板に向かって常に強く引き付けら
れ、境界層を破り、基板に当り、強い引力によって他着する。
【００５９】 本発明の重要な特徴は、質量流量制御装置１５のベンチュリネブライザー３０
０との組み合わせを含むミスト発生システム１２である。この組み合わせは、ミ
スト発生プロセスの優れた制御を提供する。この組み合わせは、工程範囲が良好
で電気的性質が優れた集積回路薄膜を、商業的製造プロセスで使用できる再現性
のある方法で製造する上で重要である。
０との組み合わせを含むミスト発生システム１２である。この組み合わせは、ミ
スト発生プロセスの優れた制御を提供する。この組み合わせは、工程範囲が良好
で電気的性質が優れた集積回路薄膜を、商業的製造プロセスで使用できる再現性
のある方法で製造する上で重要である。
【００６０】 現時点で本発明の好ましい実施例であると考えられる実施例を説明したが、本
発明は、その精神及び要旨から逸脱することなく、他の特定の形態で実施できる
ということは理解されよう。本発明によるミスト入口アッセンブリ、本発明によ
るミスト加速器、ミスト入口プレート及び電極の組み合わせ、及び本発明の多く
の他の特徴を使用することの利点が明らかであり、当業者は追加の実施例を案出
できる。更に、システムの特定の形状、寸法、及び他のパラメータを本発明の教
示から逸脱することなく、変化させることができる。従って、本実施例は、例示
であって限定ではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、添付の特許請
求の範囲に表示してある。
発明は、その精神及び要旨から逸脱することなく、他の特定の形態で実施できる
ということは理解されよう。本発明によるミスト入口アッセンブリ、本発明によ
るミスト加速器、ミスト入口プレート及び電極の組み合わせ、及び本発明の多く
の他の特徴を使用することの利点が明らかであり、当業者は追加の実施例を案出
できる。更に、システムの特定の形状、寸法、及び他のパラメータを本発明の教
示から逸脱することなく、変化させることができる。従って、本実施例は、例示
であって限定ではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、添付の特許請
求の範囲に表示してある。
【図１】 本発明によるミスト状付着システムのブロックダイヤグラムを含む、本発明に
よるシステムを作動させるために使用されるコンピュータープログラムのメイン
メニューを示す図である。
よるシステムを作動させるために使用されるコンピュータープログラムのメイン
メニューを示す図である。
【図２】 本発明によるネブライザー及びミスト改質器の斜視図である。
【図３】 図２のネブライザー／改質器の電気ミストフィルタの平面図である。
【図４】 図３の４−４線での電気ミストフィルタの断面図である。
【図５】 カバーを取り外した図２のネブライザー及びミスト改質器の平面図である。
【図６】 図５の６−６線でのネブライザーの断面図である。
【図７】 ミスト改質器の第１段階の断面図である。
【図８】 本発明による付着チャンバの分解斜視図である。
【図９】 図８の付着チャンバのベース部分の平面図である。
【図１０】 図９のベース部分に注入ポートが取り付けられた付着チャンバの平面図である
。
。
【図１１】 図８の組み立て済の付着チャンバの断面図である。
【図１２】 本発明による電荷中和器のイオン化粒子発生器のブロックダイヤグラム様断面
図である。
図である。
【図１３】 本発明の装置及び方法で製造できる例示の集積回路の断面図である。
【図１４】 従来技術のミスト状付着システムについての濃度数の液滴直径に対するグラフ
である。
である。
【図１５】 本発明の一実施例についての濃度数の液滴直径に対するグラフである。
１２ ミスト発生器 ６００ 基板 ６０１ 基板付着領域 ６１６ 基板ホルダ ６３２ 付着チャンバ ６３６ 減速チャンバ ６４２ 排気ポート ６８２ ミスト入口プレート ６８７ 入口ポート領域 ６８８ 入口ポート
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月２４日（２０００．５．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２９】 液体先駆物質源（１４）、液体先駆物質のミストを形成す
るためのミスト発生器（１２）、このミスト発生器（１２）と流動学的に連通し
た付着チャンバ（６３２）、この付着チャンバ（６３２）内で基板（６００）を
支持するための基板ホルダ（６１６）、及び前記付着チャンバ（６３２）から排
気を引き出すための排気ポート（６４２）を含む、集積回路を製造するための装
置において、前記ミスト発生器（１２）への液体先駆物質の流れを制御するため
、前記液体先駆物質源（１４）と前記ミスト発生器（１２）との間に液体質量流
量制御装置（１５）が設けられ、前記ミスト発生器（１２）は、ベンチュリネブ
ライザー（３００）を含む、ことを特徴とする装置。
るためのミスト発生器（１２）、このミスト発生器（１２）と流動学的に連通し
た付着チャンバ（６３２）、この付着チャンバ（６３２）内で基板（６００）を
支持するための基板ホルダ（６１６）、及び前記付着チャンバ（６３２）から排
気を引き出すための排気ポート（６４２）を含む、集積回路を製造するための装
置において、前記ミスト発生器（１２）への液体先駆物質の流れを制御するため
、前記液体先駆物質源（１４）と前記ミスト発生器（１２）との間に液体質量流
量制御装置（１５）が設けられ、前記ミスト発生器（１２）は、ベンチュリネブ
ライザー（３００）を含む、ことを特徴とする装置。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月１５日（２００１．２．１５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１４】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ソラヤッパン，ナラヤン アメリカ合衆国コロラド州80917，コロラ ド・スプリングス，ヴィレッジ・ロード・ サウス 3833−シー (72)発明者 マクミラン，ラリー・ディー アメリカ合衆国コロラド州80909，コロラ ド・スプリングス，ロッホ・ロマンド・レ ーン 4255 (72)発明者 パズ・デ・アラウジョ，カルロス・エイ アメリカ合衆国コロラド州80919，コロラ ド・スプリングス，ウエスト・サンバー ド・クリッフズ・レイン 317 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 AA14 BA01 BA04 BA17 BA42 CA04 CA12 EA01 LA15 5F045 AA18 AC11 EB02 EB19 EE02 EE04 EF05 EF11 EH13 EM02 HA16 HA18 5F058 BA11 BC20 BF07 BF29 BF46 BG02 BG04
Claims (29)
- 【請求項１】 液体先駆物質のミストを形成するためのミスト発生器（１２
）、付着チャンバ（６３２）、基板（６００）を前記付着チャンバ（６３２）内
に支持するための、基板平面及びこの基板平面の基板付着領域（６０１）を画成
する基板ホルダ（６１６）、及び前記付着チャンバ（６３２）から排気を引き出
すための排気ポート（６４２）を含む、集積回路を製造するための装置において
、前記ミスト発生器（１２）と流動学的に連通した減速チャンバ（６３６）、及
びこの減速チャンバ（６３６）と前記付着チャンバ（６３２）との間のミスト入
口プレート（６８２）を含み、このミスト入口プレート（６８２）は、前記基板
平面とほぼ平行な入口平面を画成する複数の入口ポート（６８８）有し、これら
の入口ポート（６８８）は、前記基板付着領域（６０１）の少なくとも７５％で
ある前記ミスト入口プレート（６８２）の入口ポート領域（６８７）に亘って分
配されており、前記ミストを前記基板付着領域（６０１）に実質的に均等に付着
させる、ことを特徴とする装置。 - 【請求項２】 液体先駆物質のミストを形成するためのミスト発生器（１２
）、付着チャンバ（６３２）、基板（６００）を前記付着チャンバ（６３２）内
に支持するための、基板平面及びこの基板平面の基板付着領域（６０１）を画成
する基板ホルダ（６１６）、及び前記付着チャンバ（６３２）から排気を引き出
すための排気ポート（６４２）を含む、集積回路を製造するための装置において
、前記減速チャンバ（６３６）と前記付着チャンバ（６３２）との間にミスト入
口プレート（６８２）を含み、このミスト入口プレート（６８２）は、入口平面
を画成する複数の入口ポート（６８８）及び前記基板平面と実質的に平行な入口
ポート領域（６８７）を含み、前記ミスト入口平面内で縁部から縁部まで計測し
た前記入口ポート（６８８）間の距離は、前記ミストを前記基板付着領域（６０
１）に実質的に均等に付着させるため、０．５０ｍｍ又はそれ以下である、こと
を特徴とする装置。 - 【請求項３】 液体先駆物質のミストを形成するためのミスト発生器（１２
）、付着チャンバ（６３２）、基板（６００）を前記付着チャンバ（６３２）内
に支持するための、基板平面及びこの基板平面の基板付着領域（６０１）を画成
する基板ホルダ（６１６）、及び前記付着チャンバ（６３２）から排気を引き出
すための排気ポート（６４２）を含む、集積回路を製造するための装置において
、前記減速チャンバ（６３６）と前記付着チャンバ（６３２）との間のミスト入
口プレート（６８２）を含み、このミスト入口プレート（６８２）は、前記基板
平面と実質的に平行な入口平面を画成する複数の入口ポート（６８８）を有し、
前記入口ポート（６８８）は、前記ミスト入口プレート（６８２）の入口ポート
領域（６８７）に亘って分配されており、前記入口ポート（６８８）の密度は、
前記入口ポート領域（６８７）に亘って１ｃｍ2 当り少なくとも１５個であり、
前記入口ポート領域（６８７）は少なくとも４５ｃｍ2 である、ことを特徴とす
る装置。 - 【請求項４】 前記入口ポート（６８８）は、前記基板付着領域（６０１）
の少なくとも７５％である前記ミスト入口プレート（６８２）の入口ポート領域
（６８７）に亘って分配されている、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の
装置。 - 【請求項５】 前記入口ポート（６８８）間の距離は、前記ミスト入口平面
内で縁部から縁部まで計測して、０．５０ｍｍ又はそれ以下である、ことを特徴
とする請求項１又は３に記載の装置。 - 【請求項６】 前記入口ポート（６８８）の密度は、前記入口ポート領域（
６８７）に亘って１ｃｍ2 当り少なくとも１５個であり、前記入口ポート領域（
６８７）は少なくとも４５ｃｍ2 である、ことを特徴とする請求項１又は２に記
載の装置。 - 【請求項７】 前記入口ポート（６８８）の密度は、１ｃｍ2 当り少なくと
も６２個である、ことを特徴とする請求項３又は６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記入口ポート領域（６８７）は、前記基板（６００）の面
積と等しいか或いはそれ以上である、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちの
いずれか一項に記載の装置。 - 【請求項９】 ５０００個又はそれ以上の前記入口ポート（６８８）が前記
入口ポート領域（６８７）に亘って分配されている、ことを特徴とする請求項１
乃至８のうちのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記入口ポート（６８８）は、直径が０．５０ｍｍ乃至１
．５０ｍｍの穴である、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記入口ポート（６８８）は、前記ミスト入口プレート（
６８２）の穴であり、直径が実質的に１．００ｍｍである、ことを特徴とする請
求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記基板平面は、前記ミスト入口プレート（６８２）と前
記排気ポート（６４２）との間に配置されている、ことを特徴とする請求項１乃
至１１のうちのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記ミスト入口プレート（６８２）は、前記基板（６００
）のほぼ真上に配置されており、これによって、前記基板（６００）上での前記
ミストの前記実質的に均等な付着を重力が補助する、ことを特徴とする請求項１
乃至１２のうちのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記排気ポート（６４２）は、実質的に、前記基板平面と
平行な排気平面の周囲に亘ってチャンネルを画成する、ことを特徴とする請求項
１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記付着チャンバ（６３２）は、ミスト粒子を前記基板平
面に対して実質的に垂直な方向に電気的に加速するためのミスト粒子電気加速器
（１８）を更に含み、前記ミスト入口プレート（６８２）は、前記ミスト粒子電
気加速器の電極を含む、ことを特徴とする請求項１乃至１４のうちのいずれか一
項に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記ミスト入口プレート（６８２）は、導電性コーティン
グ（６８５）を含む、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記ミスト入口プレート（６８２）は、紫外線に対して透
明である、ことを特徴とする請求項１乃至１６のうちのいずれか一項に記載の装
置。 - 【請求項１８】 前記液体先駆物質の源（１４）、及びこの源（１４）と前
記ミスト発生器（１２）との間の液体質量流量制御装置（１５）を含む、ことを
特徴とする請求項１乃至１７のうちのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１９】 前記ミスト発生器（１２）と前記ミスト入口プレート（６
８２）との間に配置された減速チャンバ（６３６）を有する、ことを特徴とする
請求項２乃至１８のうちのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項２０】 前記ミスト入口プレート（６８２）は、前記減速チャンバ
（６３６）と前記付着チャンバ（６３２）との間に隔壁を形成する、ことを特徴
とする請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２１】 ガス源、前記ガス中に液体先駆物質のミストを形成するた
め、前記ガス源に連結されたミスト発生器（１２）、前記ミスト発生器（１２）
と流動学的に連通した付着チャンバ（６３２）、基板（６００）を前記付着チャ
ンバ（６３２）内に支持するための、基板平面を画成する基板ホルダ（６１６）
、及び前記付着チャンバ（６３２）から排気を引き出すための排気ポート（６４
２）を含む、集積回路を製造するための装置において、前記ガス源は、酸素及び
二酸化炭素を含む群から選択されたガスの源を含み、前記装置は、前記基板平面
に対して実質的に垂直な方向で前記ミストを電気的に加速するためのミスト加速
装置を更に含む、ことを特徴とする装置。 - 【請求項２２】 前記ミスト発生器（１２）と前記付着チャンバ（６３２）
との間にミスト入口プレート（６８２）を更に含み、このミスト入口プレート（
６８２）は、前記基板平面と実質的に平行な入口平面を画成する複数の入口ポー
ト（６８８）を有し、前記ミスト入口プレート（６８２）が前記ミスト電気加速
器の電極を含む、ことを特徴とする請求項２１に記載の装置。 - 【請求項２３】 前記ミスト発生器（１２）と前記ミスト入口プレート（６
８２）との間に減速チャンバ（６３６）を更に有する、ことを特徴とする請求項
２１又は２２に記載の装置。 - 【請求項２４】 溶剤中の金属化合物を含む液体先駆物質を提供する工程と
、包囲された付着チャンバ（６３２）の内側に基板（６００）を配置する工程と
、前記ミスト状の一層の前記液体先駆物質を前記基板（６００）上に付着する工
程と、前記基板（６００）上に付着させた前記液体層に処理を加える工程、前記
金属を含む固体材料の薄膜を前記基板（６００）上に形成する工程、集積回路の
部品に前記固体材料の薄膜の少なくとも一部が含まれるように前記集積回路の製
造を続ける工程を含む、集積回路を製造するための方法において、酸素及び二酸
化炭素を含む群から選択されたガスを提供する工程、前記ガス中の前記液体先駆
物質を含む帯電させたミストを発生する工程、及び電界によってミストを加速す
ることにより前記ミストにエネルギを加える工程を含む、ことを特徴とする方法
。 - 【請求項２５】 前記ミストにエネルギを加える前記工程は、前記ミストの
炭化等による前記金属化合物及び前記溶剤中の化学結合の破壊を伴わずに前記エ
ネルギを加える工程を含む、ことを特徴とする請求項２４に記載の集積回路製造
方法。 - 【請求項２６】 前記金属化合物は、金属アルコキシド及び金属カルボキシ
レートを含む群から選択された、ことを特徴とする請求項２４又は２５に記載の
集積回路製造方法。 - 【請求項２７】 液体先駆物質源（１４）、液体先駆物質のミストを形成す
るためのミスト発生器（１２）、このミスト発生器（１２）と流動学的に連通し
た付着チャンバ（６３２）、この付着チャンバ（６３２）内で基板（６００）を
支持するための基板ホルダ（６１６）、及び前記付着チャンバ（６３２）から排
気を引き出すための排気ポート（６４２）を含む、集積回路を製造するための装
置において、前記ミスト発生器（１２）への液体先駆物質の流れを制御するため
、前記液体先駆物質源（１４）と前記ミスト発生器（１２）との間に液体質量流
量制御装置（１５）が設けられている、ことを特徴とする装置。 - 【請求項２８】 前記ミスト入口プレート（６８２）の下面（６８４）は、
前記基板（６００）の上方３ｍｍ乃至２５ｍｍに配置されている、ことを特徴と
する請求項１乃至２７のうちのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項２９】 前記ミスト入口プレート（６８２）の下面（６８４）は、
前記基板（６００）の上方１０ｍｍ乃至１５ｍｍに配置されている、ことを特徴
とする請求項１乃至２８のうちのいずれか一項に記載の装置。
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