JP2002088477A - Method and apparatus for feeding vaporized material, and method and system for organometallic chemical vapor deposition - Google Patents

Method and apparatus for feeding vaporized material, and method and system for organometallic chemical vapor deposition

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JP2002088477A
JP2002088477A JP2000277098A JP2000277098A JP2002088477A JP 2002088477 A JP2002088477 A JP 2002088477A JP 2000277098 A JP2000277098 A JP 2000277098A JP 2000277098 A JP2000277098 A JP 2000277098A JP 2002088477 A JP2002088477 A JP 2002088477A
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pressure
supply
chamber
vaporized
thin film
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Koichi Haga
浩一 羽賀
Masahiro Noguchi
雅弘 野口
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Tohoku Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for feeding a vaporized material by which a vaporized material can stably be fed and to provide an organometallic chemical vapor deposition method and a system therefor by which the reproducibility of a deposited film can be improved by stably feeding the vaporized thin film raw material. SOLUTION: A liquid thin film raw material composed of an organic metal is vaporized by bubbling using a carrier gas and is fed to the inside of an evacuated film deposition chamber 2. The amount of the vaporized thin film raw material to be fed to the film deposition chamber 2 is controlled so that the pressure on the feeding part of the vaporized thin film raw material to the side of the film deposition chamber 2 and the pressure difference between the pressure on the feeding side and the pressure in the film deposition chamber are respectively held to fixed ranges. Vapor deposition is performed at the inside of the film deposition chamber 2.

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、キャリアガスを用
いたバブリングにより液状の物質を気化させ、減圧され
たチャンバー内に供給する気化物供給方法および装置に
関し、特に、有機金属から成る液状の薄膜原料を気化さ
せて成膜チャンバー内で蒸着を行い、半導体膜、絶縁体
膜、誘電体膜などを形成するために利用される有機金属
化学気相蒸着方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for supplying a vaporized substance by vaporizing a liquid substance by bubbling using a carrier gas and supplying the vaporized substance into a reduced-pressure chamber. The present invention relates to a metal organic chemical vapor deposition method and apparatus used for forming a semiconductor film, an insulator film, a dielectric film, and the like by vaporizing a raw material and performing vapor deposition in a film formation chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4に示すように、従来の有機金属化学
気相蒸着装置(MO−CVD装置)では、キャリアガス
を用いたバブリングにより有機金属から成る液状の薄膜
原料(液体原料)1を気化させ、マスフローコントロー
ラ(MFC)2を介して減圧された成膜チャンバー3内
に供給し、成膜チャンバー3内で蒸着を行うようになっ
ている。MFC2は、気化した薄膜原料を成膜チャンバ
ー3内に安定して供給するよう、薄膜原料の流量を一定
量に制御している。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, in a conventional metal organic chemical vapor deposition apparatus (MO-CVD apparatus), a liquid thin film raw material (liquid raw material) 1 made of an organic metal is bubbled using a carrier gas. It is vaporized and supplied to the depressurized film forming chamber 3 via the mass flow controller (MFC) 2 to perform vapor deposition in the film forming chamber 3. The MFC 2 controls the flow rate of the thin film material to a constant amount so as to stably supply the vaporized thin film material into the film forming chamber 3.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、MFCに流れるガス流量を良好に制御できた
としても、薄膜原料の供給側圧力の変動に伴い、輸送さ
れる薄膜原料の分圧も変動するため、エピタクシー成長
運転の安定性が悪く、成膜の再現性が不十分なものとな
るという課題があった。
However, according to the prior art, even if the gas flow rate flowing through the MFC can be controlled well, the partial pressure of the thin film material to be transported also increases with the fluctuation of the supply pressure of the thin film material. Due to the fluctuation, the stability of the epitaxy growth operation is poor, and the reproducibility of film formation is insufficient.

【0004】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、気化物を安定して供給することがで
きる気化物供給方法および装置ならびに気化した薄膜原
料を安定して供給することにより成膜の再現性を向上さ
せることができる有機金属化学気相蒸着方法および装置
を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and a vapor supply method and apparatus capable of stably supplying a vapor, and a stable supply of a vaporized thin film material. It is an object of the present invention to provide a metal organic chemical vapor deposition method and apparatus capable of improving the reproducibility of film formation.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る液体供給方法は、キャリアガスを用い
たバブリングにより液状の物質を気化させ、減圧された
チャンバー内に供給する気化物供給方法であって、気化
した前記物質のチャンバー側への供給側圧力と、前記供
給側圧力とチャンバー内圧力との圧力差とをそれぞれ一
定の範囲に保つことを、特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid supply method according to the present invention comprises the steps of: evaporating a liquid substance by bubbling using a carrier gas; A supply method, characterized in that a supply side pressure of the vaporized substance to the chamber side and a pressure difference between the supply side pressure and the chamber internal pressure are each maintained within a certain range.

【0006】本発明に係る液体供給方法では、気化した
物質のチャンバー側への供給側圧力と、供給側圧力とチ
ャンバー内圧力との圧力差とをそれぞれ一定の範囲に保
つことにより、気化物の分圧を安定させ、気化物をチャ
ンバー内に安定して供給することができる。
In the liquid supply method according to the present invention, the supply side pressure of the vaporized substance to the chamber side and the pressure difference between the supply side pressure and the pressure in the chamber are kept within a certain range, so that the vaporized substance is removed. It is possible to stabilize the partial pressure and supply the vaporized material stably into the chamber.

【0007】本発明に係る気化物供給装置は、キャリア
ガスを用いたバブリングにより液状の物質を気化させ、
減圧されたチャンバー内に供給する気化物供給装置であ
って、気化した前記物質のチャンバー側への供給側圧力
を測定する第1圧力計と、前記チャンバーの内部の圧力
を測定する第2圧力計と、前記第1圧力計が測定した前
記供給側圧力の値と前記第2圧力計が測定した圧力の値
との差を求める圧力差計算手段と、前記第1圧力計が測
定した前記供給側圧力の値と、前記圧力差計算手段が求
めた圧力差とをそれぞれ一定の範囲に保つ圧力保持手段
とを、有することを特徴とする。
[0007] A vaporizer supply device according to the present invention vaporizes a liquid substance by bubbling using a carrier gas,
What is claimed is: 1. A vapor pressure supply device for supplying a reduced pressure to a chamber, comprising: a first pressure gauge for measuring a pressure of a supply side of the vaporized substance to a chamber side; and a second pressure gauge for measuring a pressure inside the chamber. Pressure difference calculating means for calculating a difference between the value of the supply pressure measured by the first pressure gauge and the value of the pressure measured by the second pressure gauge, and the supply pressure measured by the first pressure gauge It is characterized by having pressure holding means for keeping the pressure value and the pressure difference obtained by the pressure difference calculation means within respective fixed ranges.

【0008】本発明に係る気化物供給装置は、圧力保持
手段により、第1圧力計が測定した供給側圧力の値と、
圧力差計算手段が求めた供給側圧力とチャンバーの内部
の圧力との差をそれぞれ一定の範囲に保つ。これによ
り、気化物の分圧を安定させ、気化物をチャンバー内に
安定して供給することができる。なお、圧力保持手段
は、例えば、気化した薄膜原料の容器から成膜チャンバ
ーへの供給量を調整可能な流量制御装置から成る。本発
明に係る気化物供給方法および装置では、供給側圧力
と、供給側圧力とチャンバー内圧力との圧力差とは、そ
れぞれできる限り一定であることが好ましい。
[0008] In the vaporizer supply device according to the present invention, the pressure holding means measures the value of the supply side pressure measured by the first pressure gauge,
The difference between the supply-side pressure obtained by the pressure difference calculation means and the pressure inside the chamber is kept within a certain range. Thereby, the partial pressure of the vaporized material can be stabilized, and the vaporized material can be stably supplied into the chamber. The pressure holding means is, for example, a flow rate control device capable of adjusting the supply amount of the vaporized thin film material from the container to the film forming chamber. In the vaporized material supply method and apparatus according to the present invention, it is preferable that the supply side pressure and the pressure difference between the supply side pressure and the chamber internal pressure be as constant as possible.

【0009】本発明に係る有機金属化学気相蒸着方法
は、キャリアガスを用いたバブリングにより有機金属か
ら成る液状の薄膜原料を気化させて減圧された成膜チャ
ンバー内に供給し、前記成膜チャンバー内で蒸着を行う
有機金属化学気相蒸着方法であって、気化した薄膜原料
の成膜チャンバー側への供給側圧力と、前記供給側圧力
と成膜チャンバー内圧力との圧力差とがそれぞれ一定の
範囲に保たれるよう、気化した薄膜原料の前記成膜チャ
ンバーへの供給量を調整することを、特徴とする。
In the metal organic chemical vapor deposition method according to the present invention, a liquid thin film material composed of an organic metal is vaporized by bubbling using a carrier gas and supplied to a reduced-pressure deposition chamber. A metal-organic chemical vapor deposition method for performing vapor deposition in a chamber, wherein a supply side pressure of the vaporized thin film material to the film formation chamber side and a pressure difference between the supply side pressure and the film formation chamber pressure are constant. The supply amount of the vaporized thin film raw material to the film forming chamber is adjusted so as to be kept within the range described above.

【0010】本発明に係る有機金属化学気相蒸着方法で
は、気化した薄膜原料の成膜チャンバー側への供給側圧
力と、供給側圧力と成膜チャンバー内圧力との圧力差と
をそれぞれ一定の範囲に保つことにより、気化した薄膜
原料の分圧を安定させ、薄膜原料を成膜チャンバー内に
安定して供給することができる。これにより、成膜の再
現性を向上させることができる。
In the metalorganic chemical vapor deposition method according to the present invention, the supply side pressure of the vaporized thin film material to the film formation chamber side and the pressure difference between the supply side pressure and the pressure in the film formation chamber are each fixed. By maintaining the range, the partial pressure of the vaporized thin film material can be stabilized, and the thin film material can be stably supplied into the film formation chamber. Thereby, the reproducibility of film formation can be improved.

【0011】本発明に係る有機金属化学気相蒸着装置
は、有機金属から成る液状の薄膜原料を収容する容器か
らキャリアガスを用いたバブリングにより前記薄膜原料
を気化させ、減圧された成膜チャンバー内に供給し、前
記成膜チャンバー内で蒸着を行う有機金属化学気相蒸着
装置であって、前記容器の内部で気化した薄膜原料の成
膜チャンバー側への供給側圧力を測定する第1圧力計
と、前記成膜チャンバーの内部の圧力を測定する第2圧
力計と、前記第1圧力計が測定した前記供給側圧力の値
と、前記第2圧力計が測定した圧力の値との差を求める
圧力差計算手段と、気化した薄膜原料の前記容器から前
記成膜チャンバーへの供給量を調整可能な流量制御装置
と、前記第1圧力計が測定した前記供給側圧力の値と、
前記圧力差計算手段が求めた圧力差とがそれぞれ一定の
範囲に保たれるよう前記流量制御装置を制御する制御手
段とを、有することを特徴とする。
The metal organic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention is characterized in that the thin film material is vaporized by bubbling using a carrier gas from a container containing a liquid thin film material made of an organic metal, and the pressure in the film forming chamber is reduced. A first pressure gauge for measuring a supply pressure of a thin film material vaporized inside the container to a film forming chamber side, wherein the pressure is supplied to the film forming chamber and the vapor deposition is performed in the film forming chamber. And a second pressure gauge for measuring the pressure inside the film forming chamber, and a difference between a value of the supply pressure measured by the first pressure gauge and a value of the pressure measured by the second pressure gauge. Pressure difference calculation means to be sought, a flow rate control device capable of adjusting a supply amount of the vaporized thin film raw material from the container to the film forming chamber, and a value of the supply side pressure measured by the first pressure gauge,
Control means for controlling the flow rate control device such that the pressure difference calculated by the pressure difference calculation means is kept within a certain range.

【0012】本発明に係る有機金属化学気相蒸着装置
は、流量制御装置が制御手段により制御されて、第1圧
力計が測定した供給側圧力の値と、圧力差計算手段が求
めた供給側圧力と成膜チャンバーの内部の圧力との差を
それぞれ一定の範囲に保つことにより、気化した薄膜原
料の分圧を安定させ、薄膜原料を成膜チャンバー内に安
定して供給することができる。これにより、成膜の再現
性を向上させることができる。
In the metal organic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, the flow rate control device is controlled by the control means, and the value of the supply side pressure measured by the first manometer and the supply side pressure determined by the pressure difference calculation means are determined. By maintaining the difference between the pressure and the pressure inside the film forming chamber within a certain range, the partial pressure of the vaporized thin film material can be stabilized, and the thin film material can be stably supplied into the film forming chamber. Thereby, the reproducibility of film formation can be improved.

【0013】なお、流量制御装置は、1または2以上の
バルブまたはマスフローコントローラ(MFC)から成
ることが好ましい。圧力差計算手段および制御手段は、
各機能を有するコンピュータから成ることが好ましい。
The flow control device preferably comprises one or more valves or a mass flow controller (MFC). The pressure difference calculation means and the control means,
It preferably comprises a computer having each function.

【0014】本発明に係る液体供給方法および装置なら
びに有機金属化学気相蒸着方法および装置で、キャリア
ガスは、例えば水素ガスである。本発明に係る有機金属
化学気相蒸着方法および装置では、供給側圧力と、供給
側圧力と成膜チャンバー内圧力との圧力差とは、それぞ
れできる限り一定であることが好ましい。本発明に係る
有機金属化学気相蒸着方法および装置で、成膜チャンバ
ーの内部の圧力は、0.01乃至20Torr程度であ
ることが好ましい。また、有機金属から成る液状の薄膜
原料は、例えば、ジエチル亜鉛などの半導体膜、絶縁体
膜、誘電体膜などを形成可能な物質から成る。
In the liquid supply method and apparatus and the metal organic chemical vapor deposition method and apparatus according to the present invention, the carrier gas is, for example, hydrogen gas. In the metal organic chemical vapor deposition method and apparatus according to the present invention, it is preferable that the supply-side pressure and the pressure difference between the supply-side pressure and the pressure in the film forming chamber are as constant as possible. In the metal organic chemical vapor deposition method and apparatus according to the present invention, the pressure inside the film forming chamber is preferably about 0.01 to 20 Torr. In addition, the liquid thin film raw material made of an organic metal is made of, for example, a substance capable of forming a semiconductor film such as diethyl zinc, an insulator film, a dielectric film, and the like.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施の形態について説明する。図1乃至図3は、本発明の
実施の形態を示している。図1および図2に示すよう
に、有機金属化学気相蒸着装置が、容器11と、成膜チ
ャンバー12と、圧力計P0〜P3、バルブV0〜V7
と、パーソナルコンピュータPCとを有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, a metal organic chemical vapor deposition apparatus includes a container 11, a film forming chamber 12, pressure gauges P0 to P3, valves V0 to V7.
And a personal computer PC.

【0016】容器11は、密閉容器であって、有機金属
から成る薄膜原料(液体原料)13として液状のジエチ
ル亜鉛を収容する。容器11は、バブラー用のウォータ
ーバス14に入れられている。ウォーターバス14は、
ヒーターから成る温度調節機構15を内蔵しており、温
度調節が可能である。
The container 11 is a closed container and contains liquid diethyl zinc as a thin film material (liquid material) 13 made of an organic metal. The container 11 is placed in a water bath 14 for bubbler. The water bath 14
A temperature control mechanism 15 composed of a heater is built in, and the temperature can be controlled.

【0017】図1に示すように、容器11は、容器内の
底部付近まで伸びる配管16を介してキャリアガス供給
側に接続されている。キャリアガス供給側と容器11と
の間の配管16には、順に圧力計P0、バルブV0、バ
ルブV1が設けられている。圧力計P0は、キャリアガ
ス供給側の圧力を測定する。バルブV0とバルブV1と
の間の配管16には、圧力計P1が設けられている。圧
力計P1は、バルブV0とバルブV1との間の圧力を測
定する。P1に伸びる配管16には、バルブV2が設け
られている。
As shown in FIG. 1, the container 11 is connected to a carrier gas supply side via a pipe 16 extending to near the bottom of the container. In a pipe 16 between the carrier gas supply side and the container 11, a pressure gauge P0, a valve V0, and a valve V1 are sequentially provided. The pressure gauge P0 measures the pressure on the carrier gas supply side. A pressure gauge P1 is provided in a pipe 16 between the valve V0 and the valve V1. The pressure gauge P1 measures the pressure between the valve V0 and the valve V1. A valve V2 is provided in the pipe 16 extending to P1.

【0018】また、容器11は、容器11内の上部に伸
びる配管16を介して成膜チャンバー12に接続されて
いる。容器11と成膜チャンバー12との間の配管16
には、順にバルブ3、バルブ4およびバルブ5が設けら
れている。バルブ4は、駆動部4aにより開度を調節可
能である。バルブ4は、開度の調節により、気化した薄
膜原料13の容器11から成膜チャンバー12への供給
量を調整可能である。バルブ2は、バルブ4とバルブ5
との間の配管16に接続されている。
The container 11 is connected to a film forming chamber 12 via a pipe 16 extending to an upper part in the container 11. Piping 16 between the container 11 and the film forming chamber 12
Is provided with a valve 3, a valve 4 and a valve 5 in this order. The opening of the valve 4 can be adjusted by a driving unit 4a. The valve 4 is capable of adjusting the supply amount of the vaporized thin film raw material 13 from the container 11 to the film forming chamber 12 by adjusting the opening degree. Valve 2 consists of valve 4 and valve 5
Is connected to the pipe 16 between the two.

【0019】成膜チャンバー12は、配管16を介して
順に排気バルブV6、ロータリーポンプRPに接続され
ている。排気バルブV6は、指示により開度を調節可能
である。また、成膜チャンバー12は、配管16を介し
て順にMFC、バルブV7、気体原料ガス供給側CO2
に接続されている。気体原料ガス供給側CO2は、成膜
チャンバー12内に二酸化炭素を供給するようになって
いる。成膜チャンバー12は、配管16を介して圧力計
P2に接続されている。圧力計P2は、成膜チャンバー
12の内部の圧力を測定する。容器11は、配管16を
介して圧力計P3に接続されている。圧力計P3は、容
器11内の圧力を測定する。
The film forming chamber 12 is connected via a pipe 16 to an exhaust valve V6 and a rotary pump RP. The opening of the exhaust valve V6 can be adjusted by an instruction. Further, the film forming chamber 12 sequentially includes an MFC, a valve V7, and a gas source gas supply side CO2 through a pipe 16.
It is connected to the. The gas source gas supply side CO2 supplies carbon dioxide into the film formation chamber 12. The film forming chamber 12 is connected to a pressure gauge P2 via a pipe 16. The pressure gauge P2 measures the pressure inside the film forming chamber 12. The container 11 is connected to a pressure gauge P3 via a pipe 16. The pressure gauge P3 measures the pressure in the container 11.

【0020】圧力計P0、P1およびP3は、バルブV
0、V1を開いたとき、同一の圧力の値を示す。その圧
力値は、容器11の内部で気化した薄膜原料の成膜チャ
ンバー12側への供給側圧力と一致する。圧力計P1、
圧力計P2、バルブ4の駆動部4aおよびバルブV6
は、パーソナルコンピュータPCの送受信部に接続され
ている。パーソナルコンピュータPCは、圧力計P1が
測定した供給側圧力の値と圧力計P2が測定した圧力の
値との差を求める圧力差計算手段と、圧力計P1が測定
した供給側圧力の値と、圧力差計算手段が求めた圧力差
とがそれぞれ一定に保たれるようバルブ4を制御する制
御手段とを機能的に有している。
The pressure gauges P0, P1 and P3 are provided with a valve V
When 0 and V1 are open, they show the same pressure value. The pressure value coincides with the pressure on the supply side of the thin film material vaporized inside the container 11 to the film forming chamber 12 side. Pressure gauge P1,
Pressure gauge P2, drive unit 4a of valve 4, and valve V6
Is connected to the transmission / reception unit of the personal computer PC. The personal computer PC includes a pressure difference calculating unit that calculates a difference between a value of the supply pressure measured by the pressure gauge P1 and a value of the pressure measured by the pressure gauge P2, a value of the supply pressure measured by the pressure gauge P1, Control means for controlling the valve 4 so that the pressure difference calculated by the pressure difference calculation means is kept constant.

【0021】有機金属化学気相蒸着装置は、このような
構成により、容器11からキャリアガスを用いたバブリ
ングにより薄膜原料13を気化させ、減圧された成膜チ
ャンバー12内に供給し、成膜チャンバー12内で蒸着
を行うものである。
With such a configuration, the metal organic chemical vapor deposition apparatus vaporizes the thin film raw material 13 from the container 11 by bubbling using a carrier gas, and supplies the thin film raw material 13 into the depressurized film forming chamber 12. The vapor deposition is performed in the step 12.

【0022】なお、有機金属化学気相蒸着装置は、図3
に示すように、バルブV4の代わりにMFCを用いて、
気化した薄膜原料の容器11から成膜チャンバー12へ
の供給量を調整するようにしてもよい。
The metal organic chemical vapor deposition apparatus is shown in FIG.
As shown in the figure, using MFC instead of valve V4,
The supply amount of the vaporized thin film raw material from the container 11 to the film forming chamber 12 may be adjusted.

【0023】次に、有機金属化学気相蒸着装置の動作手
順について説明する。 1)まず、すべてのバルブV0、V1、V2、V3、V
4、V5、V6、V7が閉じていることを確認する。
Next, the operation procedure of the metal organic chemical vapor deposition apparatus will be described. 1) First, all valves V0, V1, V2, V3, V
4. Confirm that V5, V6, and V7 are closed.

【0024】2)バルブV6を開いて成膜チャンバー内
圧力を、例えば5×10(−5)Torr以下にする。
成膜チャンバー内圧力は、圧力計P2で測定できる。
2) Open the valve V6 to reduce the pressure in the film forming chamber to, for example, 5 × 10 (-5) Torr or less.
The pressure in the film forming chamber can be measured by the pressure gauge P2.

【0025】3)バルブV5を開く。これにより、バル
ブV2から成膜チャンバー2までの流路およびバルブV
4から成膜チャンバー2までの流路が、すべて成膜チャ
ンバー内圧力と一致する。
3) Open the valve V5. Thereby, the flow path from the valve V2 to the film forming chamber 2 and the valve V
The flow paths from 4 to the film formation chamber 2 all match the pressure inside the film formation chamber.

【0026】4)バルブV7を開いて、気体原料ガスを
一定量成膜チャンバー2の内部に流し、バルブV6を調
節して成膜チャンバー内圧力を一定の値に設定する。気
体原料ガス供給側CO2から成膜チャンバー2内に流す
気体原料ガスは、例えば二酸化炭素であり、一定量の流
量は、例えば20sccmである。成膜チャンバー内圧
力は、例えば5mbarに設定する。
4) The valve V7 is opened to allow a certain amount of the gaseous source gas to flow into the inside of the film forming chamber 2, and the valve V6 is adjusted to set the pressure in the film forming chamber to a constant value. The gas source gas flowing into the film forming chamber 2 from the gas source gas supply side CO2 is, for example, carbon dioxide, and the fixed flow rate is, for example, 20 sccm. The pressure in the film forming chamber is set to, for example, 5 mbar.

【0027】5)圧力計P3に示される容器1内圧力お
よび圧力計P1に示される3つのバルブV0、V1、V
2で閉じられた配管内圧力が、圧力計P0に示されるキ
ャリアガス供給側圧力よりも低いことを確認する。確認
後、バルブV0を開いて、圧力計P0の圧力値が圧力計
P1の圧力値と一致することを確認し、さらにバルブV
1を開いて、圧力計P0の圧力値と圧力計P1の圧力値
と圧力計P3の圧力値とが一致することを確認する。
5) Pressure inside the container 1 indicated by the pressure gauge P3 and three valves V0, V1, V indicated by the pressure gauge P1
It is confirmed that the pressure in the pipe closed in step 2 is lower than the carrier gas supply side pressure indicated by the pressure gauge P0. After confirmation, the valve V0 is opened, and it is confirmed that the pressure value of the pressure gauge P0 matches the pressure value of the pressure gauge P1.
Open 1 and confirm that the pressure value of the pressure gauge P0, the pressure value of the pressure gauge P1, and the pressure value of the pressure gauge P3 match.

【0028】6)圧力計P3に示される容器1内圧力が
圧力計P2に示される成膜チャンバー内圧力よりも大き
な値であること、例えば、成膜チャンバー内圧力が5m
barの場合、それより大きな値であることを確認して
から、バルブV3を開く。さらに、圧力計P2に示され
る成膜チャンバー内圧力が、一定の成膜圧力、例えば1
TorrになるようにバルブV4の開度を調節する。
6) The pressure in the vessel 1 indicated by the pressure gauge P3 is larger than the pressure in the film formation chamber indicated by the pressure gauge P2. For example, the pressure in the film formation chamber is 5 m.
In the case of bar, after confirming that the value is larger, the valve V3 is opened. Further, the pressure in the film forming chamber indicated by the pressure gauge P2 is a constant film forming pressure, for example, 1
The opening of the valve V4 is adjusted so that the pressure becomes Torr.

【0029】7)この場合、バルブV4の開度調節は、
圧力計P1に示される配管内圧力の値と、その圧力値と
圧力計P2に示される成膜チャンバー内圧力の値との差
がそれぞれ一定になるように、パーソナルコンピュータ
PCからバルブV4の駆動部4aに制御信号を送る。
7) In this case, the opening degree of the valve V4 is adjusted by
The drive unit of the valve V4 from the personal computer PC so that the difference between the pressure value in the pipe indicated by the pressure gauge P1 and the pressure value in the film forming chamber indicated by the pressure gauge P2 is constant. 4a to send a control signal.

【0030】8)成膜終了後、まず、バルブV7を閉め
る。さらに、ロータリーポンプRPを動作させたまま
で、かつ、バルブV6を開いたままバルブV3を閉め、
直後にバルブV1も閉める。その後、バルブV0も閉め
てからバルブV4を全開にして、バルブV3とバルブV
4の間のガスをすべて排出する。圧力計P2に示される
成膜チャンバー内圧力の値が下限を指してから十分に時
間をおいた後、バルブV4も閉める。バルブV2を開
き、バルブV0も開いて、キャリアガスを流しながらバ
ルブV5、V2、V0の順に各バルブを閉める。成膜チ
ャンバー内圧力が真空に引かれて、圧力計P2の値が下
限を指してから十分に時間をおいた後、バルブV6を閉
じる。最後に、ロータリーポンプRPを停止する。
8) After completion of the film formation, first, the valve V7 is closed. Further, while operating the rotary pump RP, and closing the valve V3 while keeping the valve V6 open,
Immediately thereafter, the valve V1 is also closed. Thereafter, the valve V0 is also closed, the valve V4 is fully opened, and the valve V3 and the valve V
Exhaust all gases between 4 After a sufficient time has passed since the value of the pressure in the film forming chamber indicated by the pressure gauge P2 indicates the lower limit, the valve V4 is also closed. The valve V2 is opened, the valve V0 is also opened, and the valves are closed in the order of the valves V5, V2, and V0 while flowing the carrier gas. After a sufficient time has passed since the pressure in the film forming chamber was reduced to a vacuum and the value of the pressure gauge P2 indicated the lower limit, the valve V6 was closed. Finally, the rotary pump RP is stopped.

【0031】有機金属化学気相蒸着装置は、バルブV4
がパーソナルコンピュータPC(制御手段)により制御
されて、圧力計P0、P1、P3が測定した薄膜原料1
3の供給側圧力の値と、パーソナルコンピュータPC
(圧力差計算手段)が求めた供給側圧力と圧力計P2が
測定した成膜チャンバー2の内部の圧力との差をそれぞ
れ一定に保つことにより、気化した薄膜原料の分圧を安
定させ、薄膜原料を成膜チャンバー2の内部に安定して
供給することができる。これにより、成膜の再現性を向
上させることができる。
The metal organic chemical vapor deposition apparatus uses a valve V4
Is controlled by a personal computer PC (control means), and the thin film raw material 1 measured by the pressure gauges P0, P1, and P3.
And the personal computer PC
By keeping the difference between the supply pressure obtained by the (pressure difference calculating means) and the pressure inside the film forming chamber 2 measured by the pressure gauge P2 constant, the partial pressure of the vaporized thin film raw material is stabilized, The raw material can be stably supplied into the inside of the film forming chamber 2. Thereby, the reproducibility of film formation can be improved.

【0032】[0032]

【実施例】図1に示す前述の発明の実施の形態に示す構
成で、気体原料ガス供給側CO2から成膜チャンバー2
へ流す気体原料をCO2、その流量を100sccm、
薄膜原料(液体原料)をジエチル亜鉛、キャリアガスを
H2、その流量を20sccm、ウォーターバス4の温
度を65℃、成膜用の基板をサファイア基板(Al2O
3)R面、基板のサイズを30mm×17mm×0.8
mm(t)、成長基板温度を550℃に設定した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the structure shown in the above-mentioned embodiment of the invention shown in FIG.
The gaseous raw material to flow to CO2, the flow rate is 100 sccm,
The thin film material (liquid material) is diethyl zinc, the carrier gas is H2, the flow rate is 20 sccm, the temperature of the water bath 4 is 65 ° C., and the substrate for film formation is a sapphire substrate (Al 2 O 3).
3) The size of the R surface and the substrate is 30 mm × 17 mm × 0.8
mm (t) and the growth substrate temperature was set to 550 ° C.

【0033】実施例では、圧力P3を100Torr、
圧力P2を1Torr、圧力値のサンプリング時間間隔
を0.33秒間隔、成膜時間を1時間に設定した。成膜
時の圧力変動シフト量はP3の100Torrに対して
±0.3Torr以下、P2の1Torrに対して±
0.002Torr以下であった。
In the embodiment, the pressure P3 is set to 100 Torr,
The pressure P2 was set to 1 Torr, the pressure value sampling time interval was set to 0.33 seconds, and the film formation time was set to 1 hour. The pressure fluctuation shift amount at the time of film formation is ± 0.3 Torr or less for 100 Torr of P3, and ± 0.3 Torr for 1 Torr of P2.
It was 0.002 Torr or less.

【0034】比較例として、発明の実施の形態に示す構
成でバルブV4の代わりに、一定の開度に調整したMF
Cを使用して、成膜を行った。なお、MFCの設定値を
20sccm、成膜時間を1時間に設定した。成膜時の
流量変動は20sccmに対して表示値で±0.1sc
cm以下の変動量であった。
As a comparative example, in the configuration shown in the embodiment of the invention, instead of the valve V4, the MF adjusted to a fixed opening degree
Film formation was performed using C. The set value of the MFC was set to 20 sccm, and the film formation time was set to 1 hour. The flow rate fluctuation at the time of film formation is ± 0.1 sc as a display value for 20 sccm.
cm or less.

【0035】実施例および比較例で、成膜検討をそれぞ
れの系で12回連続実施して、基板のほぼ中央のZnO
厚みの測定を行った。その結果を表1および図5に示
す。
In the examples and comparative examples, the film formation was studied 12 times continuously in each system, and the ZnO was almost at the center of the substrate.
The thickness was measured. The results are shown in Table 1 and FIG.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】表1および図5に示すように、実施例の成
膜は、比較例の成膜に比べて非常に安定した成長厚みが
得られることが判明した。すなわち、成膜チャンバー内
へ一定の薄膜原料ガス流量を一定時間送り込むととも
に、薄膜原料の供給側圧力の値と、供給側圧力と成膜チ
ャンバーの内部の圧力との差がそれぞれ一定になるよう
にモニターしながら、気化した薄膜原料の流量制御を行
うことにより、顕著に安定した成膜膜厚の再現性が得ら
れた。
As shown in Table 1 and FIG. 5, it was found that the film formation of the example can obtain a very stable growth thickness as compared with the film formation of the comparative example. In other words, a constant thin film source gas flow rate is fed into the film forming chamber for a certain period of time, and the difference between the supply side pressure of the thin film source and the difference between the supply side pressure and the pressure inside the film forming chamber is made constant. By controlling the flow rate of the vaporized thin film material while monitoring, remarkably stable reproducibility of the film thickness was obtained.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明に係る気化物供給方法および装置
によれば、気化物を安定して供給することができ、本発
明に係る有機金属化学気相蒸着方法および装置によれ
ば、気化した薄膜原料を安定して供給することにより成
膜の再現性を向上させることができる。
According to the method and the apparatus for supplying a vapor according to the present invention, the vapor can be supplied stably, and according to the method and the apparatus for the metal organic chemical vapor deposition according to the present invention, the vaporized substance can be supplied. By supplying the thin film material stably, the reproducibility of film formation can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の有機金属化学気相蒸着装
置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an organometallic chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す有機金属化学気相蒸着装置の概略図
である。
FIG. 2 is a schematic view of the metal organic chemical vapor deposition apparatus shown in FIG.

【図3】本発明の実施の形態の有機金属化学気相蒸着装
置の他の構成を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another configuration of the metal organic chemical vapor deposition apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】図1に示す有機金属化学気相蒸着装置により行
った成膜の試行回数と中心位置厚みとの関係を示すグラ
フである。
4 is a graph showing the relationship between the number of trials of film formation performed by the metal organic chemical vapor deposition apparatus shown in FIG. 1 and the thickness at the center position.

【図5】従来技術の有機金属化学気相蒸着装置を示す概
略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional metal organic chemical vapor deposition apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 容器 12 成膜チャンバー 13 薄膜原料 14 ウォーターバス 15 温度調節機構 16 配管 P0〜P3 圧力計 V0〜V7 圧力計 PC パーソナルコンピュータ RP ロータリーポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Container 12 Film-forming chamber 13 Thin film raw material 14 Water bath 15 Temperature control mechanism 16 Piping P0-P3 Pressure gauge V0-V7 Pressure gauge PC Personal computer RP Rotary pump

フロントページの続き (72)発明者 野口 雅弘 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂3 番地の1 東北リコー株式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA11 AA16 EA01 JA05 JA09 KA39 KA41 Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Noguchi 3 Shinmei-do, Nakaname, Shimada-cho, Shibata-cho, Shibata-gun, Miyagi F-term in Tohoku Ricoh Co., Ltd. (Reference) 4K030 AA11 AA16 EA01 JA05 JA09 KA39 KA41

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】キャリアガスを用いたバブリングにより液
状の物質を気化させ、減圧されたチャンバー内に供給す
る気化物供給方法であって、気化した前記物質のチャン
バー側への供給側圧力と、前記供給側圧力とチャンバー
内圧力との圧力差とをそれぞれ一定の範囲に保つこと
を、特徴とする液体供給方法。
1. A vapor supply method for vaporizing a liquid substance by bubbling using a carrier gas and supplying the vaporized substance into a decompressed chamber, comprising: a supply side pressure of the vaporized substance to a chamber side; A liquid supply method characterized in that a pressure difference between a supply side pressure and a pressure in a chamber is kept within a certain range.
【請求項2】キャリアガスを用いたバブリングにより液
状の物質を気化させ、減圧されたチャンバー内に供給す
る気化物供給装置であって、 気化した前記物質のチャンバー側への供給側圧力を測定
する第1圧力計と、 前記チャンバーの内部の圧力を測定する第2圧力計と、 前記第1圧力計が測定した前記供給側圧力の値と前記第
2圧力計が測定した圧力の値との差を求める圧力差計算
手段と、 前記第1圧力計が測定した前記供給側圧力の値と、前記
圧力差計算手段が求めた圧力差とをそれぞれ一定の範囲
に保つ圧力保持手段とを、 有することを特徴とする気化物供給装置。
2. A vapor supply apparatus for vaporizing a liquid substance by bubbling using a carrier gas and supplying the vaporized substance into a decompressed chamber, wherein a supply pressure of the vaporized substance to the chamber is measured. A first pressure gauge, a second pressure gauge that measures the pressure inside the chamber, and a difference between a value of the supply pressure measured by the first pressure gauge and a value of the pressure measured by the second pressure gauge. And pressure holding means for keeping the value of the supply-side pressure measured by the first pressure gauge and the pressure difference calculated by the pressure difference calculating means within respective fixed ranges. A vapor supply device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】キャリアガスを用いたバブリングにより有
機金属から成る液状の薄膜原料を気化させて減圧された
成膜チャンバー内に供給し、前記成膜チャンバー内で蒸
着を行う有機金属化学気相蒸着方法であって、気化した
薄膜原料の成膜チャンバー側への供給側圧力と、前記供
給側圧力と成膜チャンバー内圧力との圧力差とがそれぞ
れ一定の範囲に保たれるよう、気化した薄膜原料の前記
成膜チャンバーへの供給量を調整することを、特徴とす
る有機金属化学気相蒸着方法。
3. A metal organic chemical vapor deposition in which a liquid thin film material made of an organic metal is vaporized by bubbling using a carrier gas, supplied to a reduced-pressure deposition chamber, and vapor-deposited in the deposition chamber. A method, wherein a supply side pressure of a vaporized thin film material to a film formation chamber side and a pressure difference between the supply side pressure and the pressure in the film formation chamber are each maintained within a certain range, A metal organic chemical vapor deposition method comprising adjusting a supply amount of a raw material to the film formation chamber.
【請求項4】有機金属から成る液状の薄膜原料を収容す
る容器からキャリアガスを用いたバブリングにより前記
薄膜原料を気化させ、減圧された成膜チャンバー内に供
給し、前記成膜チャンバー内で蒸着を行う有機金属化学
気相蒸着装置であって、 前記容器の内部で気化した薄膜原料の成膜チャンバー側
への供給側圧力を測定する第1圧力計と、 前記成膜チャンバーの内部の圧力を測定する第2圧力計
と、 前記第1圧力計が測定した前記供給側圧力の値と前記第
2圧力計が測定した圧力の値との差を求める圧力差計算
手段と、 気化した薄膜原料の前記容器から前記成膜チャンバーへ
の供給量を調整可能な流量制御装置と、 前記第1圧力計が測定した前記供給側圧力の値と、前記
圧力差計算手段が求めた圧力差とがそれぞれ一定の範囲
に保たれるよう前記流量制御装置を制御する制御手段と
を、 有することを特徴とする有機金属化学気相蒸着装置。
4. A thin film material is vaporized by bubbling using a carrier gas from a container containing a liquid thin film material made of an organic metal, supplied to a reduced-pressure film forming chamber, and vapor-deposited in the film forming chamber. A first pressure gauge for measuring a pressure on a supply side of a thin film material vaporized inside the container to a film forming chamber side, and a pressure inside the film forming chamber. A second pressure gauge for measuring; a pressure difference calculating means for calculating a difference between a value of the supply pressure measured by the first pressure gauge and a value of pressure measured by the second pressure gauge; A flow control device capable of adjusting an amount of supply from the container to the film forming chamber; a value of the supply-side pressure measured by the first pressure gauge, and a pressure difference obtained by the pressure difference calculation means are constant. In the range And control means for controlling said flow control device as metal organic chemical vapor deposition apparatus characterized by having.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8724974B2 (en) 2011-09-30 2014-05-13 Fujikin Incorporated Vaporizer
KR101536234B1 (en) * 2013-10-17 2015-07-13 주식회사 지에스티에스 Vaporizer
WO2022025588A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 삼성전자주식회사 Deposition system and processing system

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