JP2006132003A

JP2006132003A - 薄膜蒸着装置

Info

Publication number: JP2006132003A
Application number: JP2005322613A
Authority: JP
Inventors: Hong Joo Lim; 林弘周; Sahng Kyu Lee; 李相奎; Tae Wook Seo; 徐泰旭; Ho Seung Chang; 張鎬承
Original assignee: IPS Ltd
Current assignee: IPS Ltd
Priority date: 2004-11-06
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2006-05-25
Also published as: TW200616050A; CN1769516A; KR20060040501A; US20060096534A1; KR100583542B1

Abstract

【課題】薄膜蒸着装置を提供する。
【解決手段】基板上に薄膜を蒸着するためのチャンバ１１０と、チャンバ１１０に供給される液状の原料ケミカルが収容されるカニスタ１３０と、カニスタ１３０からバブリングされて供給される原料ケミカルを気化させてチャンバ１１０に供給する気化器１２０とを備える薄膜蒸着装置において、気化器１２０は、アダプタブロック１２５によってチャンバ１１０の上部や側部に一体化され、気化器１２０とチャンバ１１０との間の第１ガスラインＬ１は、アダプタブロック１２５の内部に形成されることを特徴とする薄膜蒸着装置である。これにより、高温の気化温度を有する原料ケミカルを効果的に使用できることとなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、薄膜蒸着装置に関する。より詳細には、気化温度が高い原料ケミカルを使用できる薄膜蒸着装置に関する。

図１は、従来の薄膜蒸着装置の概略的な構成図である。
図示されているように、一般的な薄膜蒸着装置は、基板上に薄膜を蒸着するためのチャンバ１０と、そのチャンバ１０に供給される液状の原料ケミカル（被膜の原料となる化学種）が収容されるカニスタ３０と、カニスタ３０から供給される原料ケミカルを気化させてチャンバ１０に供給する気化器（キャブレータ）２０とを備える。原料ケミカルは、カニスタ３０から気化器２０に供給されるときにはバブリングされた状態にある。

チャンバ１０には、気化器２０と連結される第１ガスラインＬ１と、気化された原料ケミカルと反応する反応ガスを供給する第２ガスラインＬ２とが連結されており、それぞれの第１ガスラインＬ１と第２ガスラインＬ２には、パージガスとして不活性ガスを供給する第１パージガスラインＬ１’及び第２パージガスラインＬ２’が連結されており、第１パージガスラインＬ１’及び第２パージガスラインＬ２’は、チャンバ１０内部のガスが排気される排気ライン１１と連結されている。

それら第１ガスラインＬ１及び第２ガスラインＬ２、第１パージガスラインＬ１’及び第２パージガスラインＬ２’には、電気的な信号によって作動されるソレノイド型の制御弁である工程弁Ｖが複数個設置され、それら工程弁Ｖにより、原料ケミカルや反応ガス、パージガスの流量が制御される。

一方、ＣＶＤやＭＯＣＶＤのような薄膜蒸着装置では、基板に酸化物を形成するためにはＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を使用し、ＴｉＮを形成するためにはＴｉＣｌ_４などの液状の原料化学種を使用することがある。かかるＴＥＯＳやＴｉＣｌ_４などの原料ケミカルは、約１５０℃未満の低い気化温度を有し、それらは、気化器２０によって気化される。気化された原料ケミカルは、制御弁Ｖを経てチャンバに流入する。

しかし、最近、誘電薄膜として多く研究されているＳＴＯ（Ｓｒ_ｘＴｉ_ｙＯ_ｚ）やＢＳＴ（（Ｂａ_１−ｘ，Ｓｒ_ｘ）ＴｉＯ_３）は、２５０℃以上もの高温の気化温度を必要とする。従って、気化器２０とチャンバ１０との間の第１ガスラインＬ１と、第１ガスラインＬ１に設置される制御弁Ｖは、気化器２０によって気化される原料ケミカルの温度より同程度か、または、それよりも高い温度に保持されねばならない。これは、ＳＴＯやＢＳＴのように高温の気化温度を必要とする原料ケミカルは、温度条件に非常に敏感であり、気化温度より低い温度領域を通過させたときには、これら原料ケミカルの凝縮などが発生し、気化が十分になされなくなるためである。このように凝縮が生じ、或いは十分な気化が行われない場合には、所望の薄膜特性を得れないのみならず、設備に汚染が生じるために設備の信頼性が落ちてしまうとの不具合が生じる。

ところで、気化器２０とチャンバ１０との間に設置される工程弁Ｖは、電気的な制御によって作動されるソレノイド型の場合がほとんどであり、かかるソレノイド型の工程弁Ｖは、電気的に作動される部品が内蔵されており、１５０℃未満で使われなければならない。２５０℃以上で使われる工程弁があるが、内部に冷却装置などが備わらなければならないので、その大きさが既存の工程弁（１５０℃未満で使用する工程弁）に比べ、数倍以上の大きさを有し、従って制限された空間の薄膜蒸着装置の内部で使用するのに、多くの制
約を伴う。

また、気化器２０とチャンバ１０との間に設置されるガスラインの場合にも、そのガスラインを２５０℃以上に加熱させることは、現実的に非常に困難であるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点を解決するものであり、ＳＴＯ、ＢＳＴのように高温の気化温度を要求する原料ケミカルを効果的に使用できるように、その構造が改善された薄膜蒸着装置を提供することをその目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明による薄膜蒸着装置は、基板上に薄膜を蒸着するためのチャンバと、前記チャンバに供給される液状の原料ケミカルが収容されるカニスタと、前記カニスタからバブリングされて供給される原料ケミカルを気化させてチャンバに供給する気化器とを備える薄膜蒸着装置において、前記気化器は、アダプタブロックによってチャンバの上部や側部に一体化され、前記気化器と前記チャンバとの間の第１ガスラインは、前記アダプタブロックの内部に形成されることを特徴とする。

本発明において、前記アダプタブロックの内部には、前記第１ガスラインを直接ヒーティングするヒータが内蔵される。
本発明において、前記アダプタブロックにガスを供給及びパージする工程弁を直接装着することも可能である。

本発明による薄膜蒸着装置によれば、気化器をアダプタブロックを利用してチャンバに一体化させ、アダプタブロック内部に第１ガスラインを形成し、第１ガスラインを加熱させるヒータをアダプタブロック内部に内蔵させることにより、高温の気化ガスを有するＳＴＯやＢＳＴのような原料ケミカルを薄膜蒸着に使用できる。

以下、図面を参照して本発明による薄膜蒸着装置を詳細に説明する。
図２に図示されているように、本発明による薄膜蒸着装置は、基板上に薄膜を蒸着するためのチャンバ１１０と、そのチャンバ１１０に供給される液状の原料ケミカルが収容されるカニスタ１３０と、カニスタ１３０からバブリングされて供給される原料ケミカルを気化させてチャンバ１１０に供給する気化器１２０とを備える。

このとき、チャンバ１１０には、気化器１２０と連結される第１ガスラインＬ１と、気化された原料ケミカルと反応する反応ガスを供給する第２ガスラインＬ２とが連結されている。それぞれの第１ガスラインＬ１と第２ガスラインＬ２とには、パージガスとして不活性ガスを供給する第１パージガスラインＬ１’及び第２パージガスラインＬ２’が連結されている。また、第１パージガスラインＬ１’及び第２パージガスラインＬ２’は、チャンバ１１０内部のガスが排気される排気ライン１１１と連結されている。

第１ガスラインＬ１及び第２ガスラインＬ２、第１パージガスラインＬ１’及び第２パージガスラインＬ２’には、電気的な信号によって作動されるソレノイド型の工程弁Ｖが複数個設置され、それら工程弁Ｖにより、原料ケミカルや反応ガス、パージガスの流れが制御される。

本発明によれば、気化器１２０と第１ガスラインＬ１は、アダプタブロック１２５によってチャンバ１１０の上部や側部に一体化される。すなわち、図３に図示されているアダプタブロック１２５を設け、そのアダプタブロック１２５内に気化器１２０を設置し、第１ガスラインＬ１は、アダプタブロック１２５の内部を加工して設けた流路によって提供される。アダプタブロック１２５は、ステンレススチール（ＳＵＳ）のようなメタルやセラミックにより製作される。

また、アダプタブロック１２５の内部にカートリッジ型のヒータＨやゴムヒータＨを設置する。アダプタブロック１２５の内部で、カートリッジヒータＨやゴムヒータＨを使用して第１ガスラインＬ１を直接加熱するため、従来の形態のガスラインを、ヒーティングテープやジャケットを利用して加熱する場合よりも、熱損失を低下させることができる。

従来のガスラインは、ヒーティングテープやジャケットがガスラインを外部から覆い包む構造であるから、高温による劣化や、それにより火災が発生する恐れがあった。しかし、本発明の場合、メタルやセラミックで設けたブロックの内部に、カートリッジヒータを装着したりブロックの外部にゴムヒータＨを設置して第１ガスラインＬ１を加熱する構成を有するため、劣化の可能性や火災の危険性を排除することができる。

一方、一例として本願の場合、気化器１２０の後端の工程弁をいずれも除去し、ただメンテナンスのためのマニュアルバルブＶｍだけを一つ装着することも可能である。マニュアルバルブＶｍは、電気によって作動されるソレノイド型の工程弁Ｖではない手動で作動されるバルブであり、従って作動するにあたって温度条件に拘束されない。

また、第１パージガスラインＬ１’のフィーディング用の工程弁Ｖやバイパス用の工程弁Ｖをアダプタブロック１２５の前端に設けることができるため、工程弁の温度を低下させるように形成することが可能である。

そして、ガス供給やパージのために利用される工程弁をブロックに直接装着でき、その場合、不要なガスラインを除去し、併せてヒーティングするにあたって円滑にするための構成を取ることができる。

そして、アダプタブロック１２５の内部には、ガスラインＬ１の内部の温度を測定する温度センサＳが設置され、その温度センサＳは、温度制御部（図示せず）と作動連結されうる。その場合、第１ガスラインＬ１内部の温度が設定された温度範囲から外れる場合、温度センサＳは、それを検知して温度制御部に対応する信号を送り、温度制御部は、それを基にしてヒータＨを制御し、第１ガスラインＬ１内部の温度が常に一定範囲を保持できるようにする。かかる温度センサ及び過熱防止部は、公知技術であるから、これ以上の詳細な説明は省略する。

かかる薄膜蒸着装置において、ＳＴＯやＢＳＴのように、２５０℃以上の気化温度を要求する原料ケミカルを使用しても、その高温の原料ケミカルが経由する工程弁がないので、１５０℃未満で使用する工程弁を使用できる。従って、長期間使用するにあたり、工程弁が損傷される危険性を除去し、工程再現性を高められ、ハードウェア的な安定性を向上させることができ、設備の稼動率を高めることができる。

本発明は、図面に図示された一実施形態を参考に説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者ならば、それから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点が理解できるであろう。

従来の薄膜蒸着装置の概略的構成図。本発明による薄膜蒸着装置の概略的構成図図２のチャンバに装着になるアダプタブロックの構成図

符号の説明

１０，１１０…チャンバ、１１，１１１…排気ライン、２０，１２０…蒸発器、３０，１３０…カニスタ、１２５…アダプタブロック、Ｌ１…第１ガスライン、Ｌ２…第２ガスライン、Ｌ１’…第１パージガスライン、Ｌ２’…第２パージガスライン、Ｖ…工程弁、Ｖｍ…マニュアル弁、Ｈ…ヒータ、Ｓ…温度センサ。

Claims

基板上に薄膜を蒸着するためのチャンバと、前記チャンバに供給される液状の原料ケミカルが収容されるカニスタと、前記カニスタからバブリングされて供給される原料ケミカルを気化させてチャンバに供給する気化器とを備える薄膜蒸着装置において、
前記気化器は、アダプタブロックによってチャンバの上部や側部に一体化され、
前記気化器と前記チャンバとの間の第１ガスラインは、前記アダプタブロックの内部に形成されることを特徴とする薄膜蒸着装置。
前記アダプタブロックの内部には、前記第１ガスラインを直接ヒーティングするヒータが内蔵されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
前記アダプタブロックにガスを供給及びパージする工程弁を直接装着することを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。