JP2005026455A

JP2005026455A - 処理方法及び処理装置

Info

Publication number: JP2005026455A
Application number: JP2003190316A
Authority: JP
Inventors: Kenji Matsumoto; 賢治松本
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-07-02
Also published as: JP4209273B2

Abstract

【課題】本発明は、混合比を所定の値に維持したまま複数の原料の流量を一定とすることができ、且つ流量制御器の最小制御流量での流量変動が生成物の組成に大きな影響を与えないような処理方法及び処理装置を提供することを課題とする。
【解決手段】複数の材料（Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉ）の各々を溶媒に溶解して所定の異なる濃度の複数の液体材料を準備する。複数の液体材料を略等しい流量で気化器４０，４６，５２に供給する。複数の液体材料の各々は、等しい流量で供給されることにより、単位時間当たりに処理室２２に供給する複数の材料の物質量が処理に要求される所定の比率となるような混合比で混合される。気化した材料をシャワーヘッド２４を介して処理チャンバ２２に供給してＰＺＴ膜を生成する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は処理方法及び処理装置に係わり、特に複数種類の液体原料を気化して処理装置に供給しながら基体を処理する処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プレーナスタック型ＦｅＲＡＭのメモリキャパシタ材としてＰＺＴ膜の使用が注目されており、高品質なＰＺＴ膜を短時間で生成する技術の開発が進められている。
【０００３】
多元系金属酸化物薄膜であるＰＺＴ膜は、Ｐｂ（Ｚｒ_１−ｘＴｉ_ｘ）Ｏ_３のペロブスカイト構造の結晶膜である。ＰＺＴ膜は、一般に、有機金属材料のガスと酸化剤として例えばＮＯ_２とをＣＶＤ装置により反応させて基体上に堆積させることにより生成される。有機金属材料としては、例えばＰｂ（ＤＰＭ）_２、Ｚｒ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）_２（ＤＰＭ）_２又はＺｒ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）（ＤＰＭ）_３又はＺｒ（ＤＰＭ）_４、及びＴｉ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）_２（ＤＰＭ）_２の組合せが用いられる。
【０００４】
有機金属材料は気体の状態でＣＶＤ装置に供給されるが、材料そのものとしては室温において固体である。したがって、有機金属材料をＣＶＤ装置に供給するためには、有機金属材料を気体に変換する必要がある。有機金属材料を気体に変換する方法として、固体昇華法と溶液気化法がある。
【０００５】
固体昇華法は、固体状態の有機金属材料を加熱して昇華により気体状態の有機金属材料を得る方法である。一方、溶液気化法は、有機金属材料を溶媒で溶かして液体原料を準備し、この液体原料を気化器により気化させて気体状態の有機金属材料を得る方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
図１は溶液気化法を用いたガス供給装置の概略構成図である。図１に示すガス供給装置は、ＰＺＴ膜をウェハ上に堆積させるためのＣＶＤ装置のシャワーヘッドに気化した原料を供給するための装置である。
【０００７】
ＰＺＴ膜を生成するには、上述のように、Ｐｂ（ＤＰＭ）_２（以下Ｐｂ原料と称する）のガス、Ｚｒ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）_２（ＤＰＭ）_２又はＺｒ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）（ＤＰＭ）_３又はＺｒ（ＤＰＭ）_４（以下Ｚｒ原料と称する）のガス、及びＴｉ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）_２（ＤＰＭ）_２（以下Ｔｉ原料と称する）のガスをＣＶＤ装置の処理チャンバに設けられたシャワーヘッドに供給する。上記原料ガスは、酢酸ブチルのような溶媒に溶解された溶液としてのＰｂ原料、Ｚｒ原料、Ｔｉ原料を気化器１０に供給することにより気化して原料混合ガスとして生成され、ＣＶＤ装置に供給される。
【０００８】
すなわち、溶液としてのＰｂ原料はＰｂ原料タンク２Ａに貯蔵され、供給配管４Ａを介して気化器１０に供給される。供給配管４Ａには、液体流量制御器である液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）６Ａが設けられる。溶液としてのＺｒ原料はＺｒ原料タンク２Ｂに貯蔵され、供給配管４Ｂを介して気化器１０に供給される。供給配管４Ｂには、液体流量制御器である液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）６Ｂが設けられる。溶液としてのＴｉ原料はＴｉ原料タンク２Ｃに貯蔵され、供給配管４Ｃを介して気化器１０に供給される。供給配管４Ｃには、液体流量制御器である液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）６Ｃが設けられる。
【０００９】
原料タンク２Ａ，２Ｂ，２Ｃから気化器１０に個別に供給されたＰｂ原料、Ｚｒ原料、Ｔｉ原料は、気化器１０内で気化され且つ混合される。また、気化器１０には原料の搬送用ガスとして、ＨｅやＡｒ等の不活性ガスも供給される。
【００１０】
気化器１０内は２００℃程度の温度に維持されており、気化器１０内に噴霧された原料溶液は気化器１０内で気化し、原料ガス供給配管１２を介してＣＶＤ装置のシャワーヘッドへ供給される。また、気化器１０からＣＶＤ装置の排気系へ直接接続されるバイパス配管１４が気化器１０の出口付近に接続される。
【００１１】
ここで、Ｐｂ原料、Ｚｒ原料、Ｔｉ原料は、各々同じ濃度（例えば０．５ｍｏｌ／Ｌ）の溶液として、Ｐｂ原料タンク２Ａ、Ｚｒ原料タンク２Ｂ、Ｔｉ原料タンク２Ｃに貯蔵されている。液体原料の比率が被処理体への成膜処理に要求される所定の比率となるように液体マスフローコントローラ６Ａ，６Ｂ，６Ｃにより液体原料の流量を制御する。
【００１２】
なお、Ｐｂ原料、Ｚｒ原料、Ｔｉ原料のうち、一つの原料（Ｐｂ原料）の溶液を気化してシャワーヘッドに供給する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−６８４６５号公報
【００１４】
【特許文献２】
特開２０００−２６０７６６号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＺＴ膜を上述のようなガス供給装置を有する成膜装置で生成する場合、混合液体原料を気化して生成した処理ガス中の原料の混合比は、生成されたＰＺＴ膜の電気的特性に大きく影響を及ぼす。したがって、処理に要求される所定の比率になるように液体原料の流量を精度よく制御する必要がある。
【００１６】
上述のＰＺＴ成膜処理において、電気特性の良好なＰＺＴ膜を生成するための混合比を得ることのできる液体原料の流量は、例えばＰｂ原料が０．１５ｍｌ／ｍｉｎ、Ｚｒ原料が０．１０ｍｌ／ｍｉｎ、Ｔｉ原料が０．２０ｍｌ／ｍｉｎである。ここで、使用した液体原料の濃度は、Ｐｂ原料、Ｚｒ原料、Ｔｉ原料ともに、０．５０ｍｏｌ／Ｌである。
【００１７】
液体マスフローコントローラ６Ａ，６Ｂ，６Ｃのフルスケール（最大流量）は全て等しく、例えば０．５ｍｌ／ｍｉｎである。フルスケールが０．５ｍｌ／ｍｉｎの液体マスフローコントローラの最小制御流量は、通常０．０１ｍｌ／ｍｉｎである。
【００１８】
したがって、Ｚｒ原料に関してみると、Ｚｒ原料の流量０．１０ｍｌ／ｍｉｎは、液体マスフローコントローラのフルスケールの５分の１である。すなわち、Ｚｒ原料の設定流量を上述のように０．１０ｍｌ／ｍｉｎとすると、液体マスフローコントローラの最小制御流量０．０１ｍｌ／ｍｉｎは１０％に相当し、Ｚｒ原料の流量は設定流量に対して１０％程度の大きな変動があることとなる。したがって、Ｚｒ原料の流量が０．０１ｍｌ／ｍｉｎ変動すると、ＰＺＴ膜の組成が変化し、電気的特性が劣化してしまうという問題がある。
【００１９】
また、上述の３つの原料の原料タンクは同じ容量のものが使用されており、原料の使用量（流量）の違いにより、原料タンクの交換時期に違いがある。すなわち、原料タンクの各々が空になるまでの時間はまちまちで、一つの原料タンクが空になった時点（又は空になる直前）で交換する必要があり、そのたびに装置の運転を停止しなければならない。
【００２０】
また、最も使用量の多い原料（ここではＴｉ原料）の容器を頻繁に交換しなければならず、逆に使用量の少ない原料（ここではＺｒ原料）の容器は交換時期が長いため、原料が経時劣化を起こすおそれがある。
【００２１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、混合比を所定の値に維持したまま複数の原料の流量を一定とすることができ、且つ流量制御器の最小制御流量での流量変動が生成物の組成に大きな影響を与えないような処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１記載の発明は、複数の材料を気体の状態で処理室内へ供給して被処理体を処理する処理方法であって、複数の材料の各々を溶媒に溶解して所定の異なる濃度の複数の液体材料を準備し、該複数の液体材料の各々について、単位時間当たりに処理室に供給する複数の材料の物質量が、処理に要求される所定の比率となるように、前記複数の液体材料の各々をほぼ同じ流量で供給して気化し、気化により生成した複数の材料を前記処理室に供給することを特徴とするものである。
【００２４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の処理方法であって、前記複数の液体材料の各々を同じ流量で供給することを特徴とするものである。
【００２５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の処理方法であって、前記液体材料の流量を液体流量制御器により一定に制御し、前記液体材料の流量を、該液体流量制御器の流量制御範囲の最大値に対して７２％〜１００％に設定することを特徴とするものである。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の処理方法であって、前記複数の材料は３種類以上の金属元素を含むことを特徴とするものである。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の処理方法であって、前記複数の材料は、Ｐｂ原料、Ｚｒ原料及びＴｉ原料であり、前記被処理体上にＰＺＴ膜を生成することを特徴とするものである。
【００２８】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の処理方法であって、前記複数の材料の少なくとも一つは、２種類以上の金属元素を混合した混合原料であることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の処理方法であって、前記複数の材料は、Ｐｂ原料とＴｉ原料の混合原料と、Ｐｂ原料とＺｒ原料とＴｉ原料の混合原料とを含み、前記被処理体上にＰＺＴ膜を生成することを特徴とするものである。
【００３０】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の処理方法であって、前記複数の材料は有機金属原料であり、前記溶媒は酢酸ブチル、テトラヒドラフラン（ＴＨＦ）、オクタン、ヘキサン、アルコールよりなる群から選定され、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いて前記被処理体上に膜を形成することを特徴とするものである。
【００３１】
請求項９記載の発明は、複数の材料を気体の状態で処理室内へ供給して被処理体を処理する処理装置であって、複数の材料の各々を溶媒に溶解して生成した複数の液体材料が貯蔵される複数の液体材料貯蔵タンクと、該液体材料貯蔵タンクの各々の下流に配置され、前記液体材料の各々がほぼ同じ流量になるように流量制御する液体流量制御器と、前記液体材料を気化する気化器と、該気化器から供給された気体状の材料により被処理体を処理する処理室とを有し、前記複数の液体材料貯蔵タンクに貯蔵される前記複数の液体材料の濃度は、処理に要求される所定の比率となるように予め設定されていることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の処理装置であって、前記複数の液体流量制御器は等しい流量制御範囲を有することを特徴とするものである。
【００３３】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の処理装置であって、前記複数の液体材料貯蔵タンクは等しい容積を有することを特徴とするものである。
【００３４】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の処理装置であって、前記複数の液体流量制御器と前記複数の液体材料貯蔵タンクの対が３対以上設けられたことを特徴とするものである。
【００３５】
請求項１３記載の発明は、請求項９記載の処理装置であって、前記複数の材料は、Ｐｂ原料、Ｚｒ原料及びＴｉ原料であり、前記被処理体上にＰＺＴ膜を生成することを特徴とするものである。
【００３６】
請求項１４記載の発明は、請求項９記載の処理装置であって、前記複数の材料は有機金属原料であり、前記溶媒は有機溶媒であることを特徴とするものである。
【００３７】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の処理装置であって、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いて前記被処理体上に膜を形成することを特徴とするものである。
【００３８】
上述の本発明によれば、各液体材料の流量を略等しい値とし、処理に要求される所定の比率となるよう、予め各液体材料タンクに貯蔵されている液体材料の濃度を所定の値としておく。すなわち、従来のように等しい濃度の液体材料の流量を調節することにより所望の混合比を得るのではなく、予め各液体材料の濃度を調整しておき、各液体材料が互いに略等しい流量で供給されたときに所定の最適な混合比を得る。これにより、液体材料の各々の流量を制御する液体流量制御器の各々のフルスケール（流量制御範囲の最大値）を等しくしても、フルスケールに対して設定流量が大幅に小さくなることはなく、設定流量を流量制御精度の高い範囲とすることができる。したがって、液体材料の混合比を精度よく制御することができ、高品質の処理を行うことができる。
【００３９】
また、複数の液体材料の各々の使用量が等しくなるため、複数の液体材料貯蔵タンクの交換（液体材料の補充）を同時に行うことができ、処理装置の運転を停止する回数が低減する。したがって、処理装置の稼動率を改善することができる。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００４０】
図２は本発明による処理方法を用いてＰＺＴ膜を生成するためのＰＺＴ成膜装置の全体構成図である。図２に示すＰＺＴ成膜装置は、処理チャンバ２２、シャワーヘッド２４、排気トラップ２６、真空ポンプ２８及びガス供給装置３０を有する。
【００４１】
処理チャンバ２２内にはウェハＷを載置するための載置台２２ａが設けられる。載置台２２ａにはヒータが埋め込まれており、載置台２２ａに載置されたウェハＷを所定の処理温度に加熱する。処理チャンバ２２は排気配管２２ｂを介して排気トラップ２６に接続され、さらに真空ポンプ２８に接続されている。排気トラップ２６及び真空ポンプ２８により処理チャンバ２２内のガスを排気して所定の真空度に維持する。
【００４２】
シャワーヘッド２４は、載置台２２ａに対向した状態で処理チャンバ２２の上部に設けられており、処理ガスとして原料ガス及び酸化ガスを混合して処理チャンバ２２内に供給する。なお、図２において酸化ガスの供給系路は省略されている。
【００４３】
図２に示すガス供給装置３０は、シャワーヘッド２４に原料ガスを供給するための装置である。ガス供給装置３０は、溶媒に溶解されたＰｂ原料（材料）を貯蔵するＰｂ溶液原料タンク３２と、溶媒に溶解されたＺｒ原料（材料）を貯蔵するＺｒ溶液原料タンク３４と、溶媒に溶解されたＴｉ原料（材料）を貯蔵するＴｉ溶液原料タンク３６とを有する。本実施例では溶媒として酢酸ブチルが用いられる。ここで、Ｐｂ溶液原料はＰｂ原料を溶媒である酢酸ブチルに溶解して生成された液体材料であり、Ｚｒ溶液原料はＺｒ原料を溶媒である酢酸ブチルに溶解して生成された液体材料であり、Ｔｉ溶液原料はＴｉ原料を溶媒である酢酸ブチルに溶解して生成された液体材料である。
【００４４】
Ｐｂ溶液原料タンク３２にはＨｅやＡｒ等の不活性ガスよりなる圧送ガスが供給され、その圧力によりＰｂ溶液を液体用マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）３８を介してＰｂ用気化器４０に供給する。Ｐｂ用気化器４０にはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）４２を介してＨｅやＡｒ等の不活性ガスよりなるキャリアガスが供給される。Ｐｂ用気化器４０に供給されたＰｂ溶液は、Ｐｂ用気化器４０内でキャリアガスにより気化され、気体となったＰｂ原料がシャワーヘッド２４に供給される。
【００４５】
Ｚｒ溶液原料タンク３４には圧送ガスが供給され、その圧力によりＺｒ溶液を液体用マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）を４４介してＺｒ用気化器４６に供給する。Ｚｒ用気化器４６にはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）４８を介してキャリアガスが供給される。Ｚｒ用気化器４６に供給されたＺｒ溶液は、Ｚｒ用気化器４６内でキャリアガスにより気化され、気体となったＺｒ原料がシャワーヘッド２４に供給される。
【００４６】
Ｔｉ溶液原料タンク３６には圧送ガスが供給され、その圧力によりＴｉ溶液を液体用マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）を５０介してＴｉ用気化器５２に供給する。Ｔｉ用気化器５２にはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５４を介してキャリアガスが供給される。Ｔｉ用気化器５２に供給されたＴｉ溶液は、Ｔｉ用気化器５２内でキャリアガスにより気化され、気体となったＴｉ原料がシャワーヘッド２４に供給される。
【００４７】
ここで、Ｐｂ溶液原料タンク３２、Ｚｒ溶液原料タンク３４、Ｔｉ溶液原料タンク３６に貯蔵されているＰｂ溶液原料、Ｚｒ溶液原料、Ｔｉ溶液原料は、同じ流量で供給したときにシャワーヘッド２４内において処理に要求される所定の混合比となるように、予め決められた濃度に調整されている。本実施例では、液体用マスフローコントローラ３８，４４，５０が全て０．４０ｍｌ／ｍｉｎの流量となるように設定される。このように、Ｐｂ溶液原料、Ｚｒ溶液原料、Ｔｉ溶液原料を全て同じ流量とする場合、Ｐｂ溶液原料タンク３２に貯蔵されるＰｂ溶液原料の濃度は０．１８７５ｍｏｌ／Ｌであり、Ｚｒ溶液原料タンク３４に貯蔵されるＺｒ溶液原料の濃度は０．１２５ｍｏｌ／Ｌであり、Ｔｉ溶液原料タンク３６に貯蔵されるＴｉ溶液原料の濃度は０．２５ｍｏｌ／Ｌである。
【００４８】
気化器４０，４６，５２に供給された各溶液原料は、気化室内に噴霧される。気化室は２００℃程度の温度に維持されており、噴霧された溶液原料は気化室内で気化して原料ガスとなる。原料ガスは、原料ガス供給配管４１，４７，５３を介してシャワーヘッド２４に供給され、ＰＺＴ膜の生成処理に用いられる。
【００４９】
原料ガス供給配管の途中には、バイパス配管５６が接続され、気化器４０，４６，５２で生成した原料ガスを使用しないときに、シャワーヘッド２４及び処理チャンバ２２を迂回して直接排気トラップ２６に原料ガスを排気する。原料ガス供給配管４１，４７，５３とバイパス配管５６との切り替えは、原料ガス供給配管４１，４７，５３に設けられた開閉弁４１ａ，４７ａ，５３ａとバイパス配管５６に設けられた開閉弁５６ａとにより制御される。
【００５０】
以上のような構成のＰＺＴ成膜処理装置において、液体マスフローコントローラ３８，４４，５０及びその他の構成部品は、コンピュータ等よりなる制御器（図示せず）から供給されるＣＶＤ制御信号により制御され、ＰＺＴの成膜処理が行われる。
【００５１】
図３は本発明による処理方法を用いてＰＺＴ膜を生成するためのＰＺＴ成膜装置の他の例を示す全体構成図である。図３に示すＣＶＤ装置はＰＺＴ膜をウェハ上に堆積させるための装置であり、ガス供給装置以外の基本的な構成は図２に示すＣＶＤ装置と同様であり、その説明は省略する。
【００５２】
図３に示すガス供給装置６０は、図２に示すガス供給装置３０と同様に、溶媒に溶解されたＰｂ原料を貯蔵するＰｂ溶液原料タンク３２と、溶媒に溶解されたＺｒ原料を貯蔵するＺｒ溶液原料タンク３４と、溶媒に溶解されたＴｉ原料を貯蔵するＴｉ溶液原料タンク３６とを有する。
【００５３】
Ｐｂ溶液原料タンク３２には圧送ガスが供給され、その圧力によりＰｂ溶液を液体用マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）３８を介して気化器６２に供給する。また、Ｚｒ溶液原料タンク３４には圧送ガスが供給され、その圧力によりＺｒ溶液を液体用マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）４４を介して気化器６２に供給する。さらに、Ｔｉ溶液原料タンク３６には圧送ガスが供給され、その圧力によりＴｉ溶液を液体用マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）５０を介して気化器６２に供給する。すなわち、Ｐｂ溶液、Ｚｒ溶液及びＴｉ溶液は、全て一つの気化器６２に供給される。
【００５４】
気化器６２にはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４を介してキャリアガスが供給される。気化器６２に供給されたＰｂ溶液、Ｚｒ溶液及びＴｉ溶液は、気化器６２内でキャリアガスにより気化され、気体となったＰｂ原料、Ｚｒ原料及びＴｉ原料が混合原料ガスとしてガス供給配管６６を介してシャワーヘッド２４に供給される。
【００５５】
ここで、本実施の形態では、上述のように各溶液原料の流量を略等しい値とし、ガス供給装置３０，６０から供給される原料ガスが処理に要求される所定の混合比となるよう、予め各溶液原料タンクに貯蔵されている溶液原料の濃度を所定の値としておく。すなわち、従来のように等しい濃度の溶液原料の流量を調節することにより所定の最適な混合比を得るのではなく、予め各溶液原料の濃度を調整しておき、各溶液原料が互いに略等しい流量で供給されたときに所定の最適な混合比を得る。
【００５６】
また、本実施の形態では、各溶液原料の流量を、液体マスフローコントローラのフルスケール（流量制御範囲の最大値）である０．５ｍｌ／ｍｉｎに近い値の０．４ｍｌ／ｍｉｎに設定する。これにより、設定流量（０．４ｍｌ／ｍｉｎ）に対する液体マスフローコントローラの最小制御流量（０．０１ｍｌ／ｍｉｎ）は２．５％となり、流量変動の値を相対的に小さくすることができる。
【００５７】
ここで、液体マスフローコントローラのフルスケールと設定流量の上限・下限値との関係に関して考察する。
【００５８】
上述のように、液体マスフローコントローラのフルスケールが０．５ｍｌ／ｍｉｎであるとし、また、市販の液体マスフローコントローラの流量制御精度は、メーカーカタログ値を参考にすると、通常±２％である。このように、フルスケールが、０．５ｍｌ／ｍｉｎで精度が±２％の液体マスフローコントローラでは、±０．０１ｍｌ／ｍｉｎの流量誤差（あるいは流量変動）が生じると考えられる。図４は設定流量に対する流量誤差をプロットしたグラフである。図４に示すように、設定流量をフルスケールの０．５ｍｌ／ｍｉｎとした場合は、流量誤差の０．０１ｍｌ／ｍｉｎは２％に相当する。また、設定流量をフルスケールの半分の０．２５ｍｌ／ｍｉｎとした場合は、流量誤差の０．０１ｍｌ／ｍｉｎは４％に相当する。さらに、設定流量をフルスケールの１／５の０．１ｍｌ／ｍｉｎとした場合は、流量誤差の０．０１ｍｌ／ｍｉｎは１０％に達する。
【００５９】
ここで、実際にＴｉ溶液原料の流量を０．２５ｍｌ／ｍｉｎ付近で変化させた場合に、生成されるＰＺＴ膜の電気的特性の変化に関して説明する。ＰＺＴ成膜に用いる３種類の溶液原料のうち、Ｔｉ原料の比率が変化するとＰＺＴ膜の電気的特性に影響を及ぼすことが知られている。図５はＴｉ溶液原料の流量を０．２５ｍｌ／ｍｉｎ付近で変化させた場合に、生成されるＰＺＴ膜の電気的特性の変化を示すグラフである。ここで、ＰＺＴ膜の電気的特性を表す値として、電圧値５Ｖのときの２Ｐｒ（μＣ／ｃｍ^２）の値を用いている。図５のグラフから、２Ｐｒの変化量を±５％以内に抑えるためには、Ｔｉ溶液原料の流量制御精度を±０．００７ｍｌ／ｍｉｎ以内としなければならないことがわかる。この流量±０．００７ｍｌ／ｍｉｎは、０．２５ｍｌ／ｍｉｎに対して±２．８％に相当する。
【００６０】
そこで、±２．８％の流量誤差が生じるときの設定流量を図４に示すグラフにより求める。図６は図４に示すグラフに２．８％の流量誤差を追記したグラフである。図６に示すように、２．８％の流量誤差が生じる設定流量は０．３５７ｍｌ／ｍｉｎである。
【００６１】
したがって、設定流量を０．３６ｍｌ／ｍｉｎ以上とすれば流量誤差は±２．８％以内に収まることとなる。言い換えると、流量誤差を±２．８％以内とするには、設定流量を０．３６ｍｌ／ｍｉｎ〜０．５ｍｌ／ｍｉｎ（フルスケール）とすればよいこととなる。０．３６ｍｌ／ｍｉｎの設定流量はフルスケールの７２％に相当する。よって、設定流量をフルスケールの７２％〜１００％とすれば、流量誤差を２．８％以下に抑えることができ、したがって、生成されるＰＺＴ膜の電気的特性の変化量（劣化）を±５％の許容範囲内に抑えることができる。
【００６２】
なお、上述の実施例では、Ｐｂ原料、Ｚｒ原料、Ｔｉ原料を個別に供給して気化する構成に関して説明したが、２種類以上の液体原料を混合した液体混合原料（カクテル原料と称される）を用いることもできる。例えば、Ｐｂ原料とＴｉ原料の混合原料と、Ｐｂ原料とＺｒ原料とＴｉ原料の混合原料とを用い、ＰＴＯ核付けの際には、Ｐｂ原料とＴｉ原料の混合原料を用い、ＰＺＴ成膜の際にはＰｂ原料とＺｒ原料とＴｉ原料の混合原料を用いる。
【００６３】
また、本発明はＰＺＴ成膜に限ることなく、例えばＳｒ原料、Ｂｉ原料、Ｔａ原料を混合して処理するＳＢＴ成膜にも適用することができる。
さらに、本発明は複数の有機金属原料と有機溶媒を用い、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により膜を生成する処理装置にも適用することができる。用いる有機溶媒としては、酢酸ブチル、テトラヒドラフラン（ＴＨＦ）、オクタン、ヘキサン、アルコール等が挙げられるが、これ等以外の有機溶媒を用いることもできる。
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、混合比を所定の値に維持したまま複数の原料の流量を一定とすることができ、且つ流量制御器の最小制御流量での流量変動が生成物の組成に大きな影響を与えないような処理方法及び処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶液気化法を用いたガス供給装置の概略構成図である。
【図２】本発明による処理方法を用いてＰＺＴ膜を生成するためのＰＺＴ成膜装置の全体構成図である。
【図３】本発明による処理方法を用いてＰＺＴ膜を生成するためのＰＺＴ成膜装置の別の例を示す全体構成図である。
【図４】設定流量に対する流量誤差をプロットしたグラフである。
【図５】Ｔｉ溶液原料の流量を０．２５ｍｌ／ｍｉｎ付近で変化させた場合に、生成されるＰＺＴ膜の電気的特性の変化を示すグラフである。
【図６】図４に示すグラフに２．８％の流量誤差を追記したグラフである。
【符号の説明】
２２処理チャンバ
２４シャワーヘッド
２６排気トラップ
２８真空ポンプ
３０，６０ガス供給装置
３２Ｐｂ溶液原料タンク
３４Ｚｒ溶液原料タンク
３６Ｔｉ溶液原料タンク
３８，４４，５０液体用マスフローコントローラ
４２，４８，５４，６４マスフローコントローラ
４０，４６，５２，６２気化器

Claims

複数の材料を気体の状態で処理室内へ供給して被処理体を処理する処理方法であって、
複数の材料の各々を溶媒に溶解して所定の異なる濃度の複数の液体材料を準備し、
該複数の液体材料の各々について、単位時間当たりに処理室に供給する複数の材料の物質量が、処理に要求される所定の比率となるように、前記複数の液体材料の各々をほぼ同じ流量で供給して気化し、
気化により生成した複数の材料を前記処理室に供給することを特徴とする処理方法。
請求項１記載の処理方法であって、
前記複数の液体材料の各々を同じ流量で供給することを特徴とする処理方法。
請求項１記載の処理方法であって、
前記液体材料の流量を液体流量制御器により一定に制御し、
前記液体材料の流量を、該液体流量制御器の流量制御範囲の最大値に対して７２％〜１００％に設定することを特徴とする処理方法。
請求項１記載の処理方法であって、
前記複数の材料は３種類以上の金属元素を含むことを特徴とする処理方法。
請求項４記載の処理方法であって、
前記複数の材料は、Ｐｂ原料、Ｚｒ原料及びＴｉ原料であり、前記被処理体上にＰＺＴ膜を生成することを特徴とする処理方法。
請求項１記載の処理方法であって、
前記複数の材料の少なくとも一つは、２種類以上の金属元素を混合した混合原料であることを特徴とする処理方法。
請求項６記載の処理方法であって、
前記複数の材料は、Ｐｂ原料とＴｉ原料の混合原料と、Ｐｂ原料とＺｒ原料とＴｉ原料の混合原料とを含み、前記被処理体上にＰＺＴ膜を生成することを特徴とする処理方法。
請求項１記載の処理方法であって、
前記複数の材料は有機金属原料であり、前記溶媒は酢酸ブチル、テトラヒドラフラン（ＴＨＦ）、オクタン、ヘキサン、アルコールよりなる群から選定され、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いて前記被処理体上に膜を形成することを特徴とする処理方法。
複数の材料を気体の状態で処理室内へ供給して被処理体を処理する処理装置であって、
複数の材料の各々を溶媒に溶解して生成した複数の液体材料が貯蔵される複数の液体材料貯蔵タンクと、
該液体材料貯蔵タンクの各々の下流に配置され、前記液体材料の各々がほぼ同じ流量になるように流量制御する液体流量制御器と、
前記液体材料を気化する気化器と、
該気化器から供給された気体状の材料により被処理体を処理する処理室と
を有し、
前記複数の液体材料貯蔵タンクに貯蔵される前記複数の液体材料の濃度は、処理に要求される所定の比率となるように予め設定されていることを特徴とする処理装置。
請求項９記載の処理装置であって、
前記複数の液体流量制御器は等しい流量制御範囲を有することを特徴とする処理装置。
請求項１０記載の処理装置であって、
前記複数の液体材料貯蔵タンクは等しい容積を有することを特徴とする処理装置。
請求項１１記載の処理装置であって、
前記複数の液体流量制御器と前記複数の液体材料貯蔵タンクの対が３対以上設けられたことを特徴とする処理装置。
請求項９記載の処理装置であって、
前記複数の材料は、Ｐｂ原料、Ｚｒ原料及びＴｉ原料であり、前記被処理体上にＰＺＴ膜を生成することを特徴とする処理装置。
請求項９記載の処理装置であって、
前記複数の材料は有機金属原料であり、前記溶媒は有機溶媒であることを特徴とする処理装置。
請求項１４記載の処理装置であって、
有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いて前記被処理体上に膜を形成することを特徴とする処理装置。