JP2022050520A

JP2022050520A - Film deposition apparatus and film deposition method

Info

Publication number: JP2022050520A
Application number: JP2022000324A
Authority: JP
Inventors: 武紀渡部; Takenori Watabe; 洋橋上; Hiroshi Hashigami
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2022-01-05
Publication date: 2022-03-30
Also published as: JP2020002396A; JP7223515B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film deposition apparatus excellent in in-plane uniformity of film thickness or deposition speed, to which a CVD method can be applied.

SOLUTION: There is provided a film deposition apparatus for depositing on a substrate by heat-treating mist. The film deposition apparatus has an atomization part for generating mist by atomizing raw material solution, a carrier gas feeding part for feeding carrier gas for conveying mist, a film deposition chamber including inside a placement part where a substrate is placed, and at least one pair of feeding means provided on the side face of the film deposition chamber, for feeding mist to an opposite direction.

SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ミスト状の原料を用いて基板上に成膜を行う成膜装置及び成膜方法に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for forming a film on a substrate using a mist-like raw material.

従来、パルスレーザー堆積法（Ｐｕｌｓｅｄｌａｓｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＬＤ）、分子線エピタキシー法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）、スパッタリング法等の非平衡状態を実現できる高真空成膜装置が開発されており、これまでの融液法等では作製不可能であった酸化物半導体の作製が可能となってきた。また、霧化されたミスト状の原料を用いて、基板上に結晶成長させるミスト化学気相成長法（ＭｉｓｔＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭｉｓｔＣＶＤ。以下、「ミストＣＶＤ法」ともいう。）が開発され、コランダム構造を有する酸化ガリウム（α－Ｇａ_２Ｏ_３）の作製が可能となってきた。α－Ｇａ_２Ｏ_３は、バンドギャップの大きな半導体として、高耐圧、低損失および高耐熱を実現できる次世代のスイッチング素子への応用が期待されている。 Conventionally, high vacuum film forming apparatus capable of realizing a non-equilibrium state such as pulsed laser deposition (PLD), molecular beam epitaxy (MBE), sputtering method, etc. has been developed. It has become possible to produce oxide semiconductors, which could not be produced by the melt method or the like. Further, a mist chemical vapor deposition (Mist CVD) method for growing crystals on a substrate using an atomized mist-like raw material has been developed. It has become possible to fabricate gallium oxide (α-Ga ₂ O ₃ ) having a corundum structure. α-Ga ₂ O ₃ is expected to be applied to next-generation switching devices capable of achieving high withstand voltage, low loss, and high heat resistance as a semiconductor having a large band gap.

ミストＣＶＤ法に関して、特許文献１には、管状炉型のミストＣＶＤ装置が記載されている。特許文献２には、ファインチャネル型のミストＣＶＤ装置が記載されている。特許文献３には、リニアソース型のミストＣＶＤ装置が記載されている。特許文献４には、管状炉のミストＣＶＤ装置が記載されており、特許文献１に記載のミストＣＶＤ装置とは、ミスト発生器内にキャリアガスを導入する点で異なっている。特許文献５には、ミスト発生器の上方に基板を設置し、さらにサセプタがホットプレート上に備え付けられた回転ステージであるミストＣＶＤ装置が記載されている。 Regarding the mist CVD method, Patent Document 1 describes a tube furnace type mist CVD apparatus. Patent Document 2 describes a fine channel type mist CVD apparatus. Patent Document 3 describes a linear source type mist CVD apparatus. Patent Document 4 describes a mist CVD apparatus for a tube furnace, and is different from the mist CVD apparatus described in Patent Document 1 in that a carrier gas is introduced into a mist generator. Patent Document 5 describes a mist CVD apparatus which is a rotary stage in which a substrate is installed above a mist generator and a susceptor is provided on a hot plate.

特開平１－２５７３３７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-257337 特開２００５－３０７２３８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-307238 特開２０１２－４６７７２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-46772 特許第５３９７７９４号Patent No. 5397794 特開２０１４－６３９７３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-63973

ミストＣＶＤ法は、他のＣＶＤ法とは異なり比較的低温で成膜が行うことができ、α－酸化ガリウムのコランダム構造のような準安定相の結晶構造も作製可能である。しかしながら、本発明者らは、熱反応で成膜を行うために成膜室内で加熱を行うと、供給されたミストが指数関数的に減少してしまい、成膜速度が低下するとともに、膜厚の面内均一性を維持するのが困難になるという、新たな問題点を見出した。この問題は基板の口径が大きくなるほど顕著であった。このような問題に対し、特許文献３や特許文献５に記載の発明は、基板を走査、回転させることで解決を図っている。しかしながら、これらの方法を用いても膜厚の面内均一性は完全には解消されていない。また、成膜装置に走査や回転のための駆動部を設けることにより装置の初期コストが増加し、さらにメンテナンスが煩雑になるといった副次的な問題も生じていた。 Unlike other CVD methods, the mist CVD method can form a film at a relatively low temperature, and can also produce a metastable phase crystal structure such as a corundum structure of α-gallium oxide. However, when the present inventors heat the film in the film forming chamber to form a film by a thermal reaction, the supplied mist decreases exponentially, the film forming speed decreases, and the film thickness also decreases. We have found a new problem that it becomes difficult to maintain the in-plane uniformity of the surface. This problem became more remarkable as the diameter of the substrate increased. The inventions described in Patent Document 3 and Patent Document 5 attempt to solve such a problem by scanning and rotating the substrate. However, even if these methods are used, the in-plane uniformity of the film thickness is not completely eliminated. In addition, by providing a drive unit for scanning and rotation in the film forming apparatus, the initial cost of the apparatus is increased, and maintenance is complicated, which is a secondary problem.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、膜厚の面内均一性や成膜速度に優れミストＣＶＤ法が適用可能な成膜装置、及び、均一性や成膜速度に優れた成膜方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is suitable for a film forming apparatus having excellent in-plane uniformity of film thickness and a film forming speed to which a mist CVD method can be applied, and for uniformity and film forming speed. It is an object of the present invention to provide an excellent film forming method.

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、ミストを熱処理して基板上に成膜を行う成膜装置であって、原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト化部と、前記ミストを搬送するキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、基板を載置する載置部を内部に備える成膜室と、前記成膜室の側面に設けられ、かつ、相対する方向に前記ミストを供給する、少なくとも１対の供給手段を有する成膜装置を提供する。 The present invention has been made to achieve the above object, and is a film forming apparatus for heat-treating mist to form a film on a substrate, and a mist-forming unit for mist-forming a raw material solution to generate mist. A carrier gas supply unit for supplying the carrier gas for transporting the mist, a film forming chamber having a mounting portion on which the substrate is placed, and a film forming chamber provided on the side surface of the film forming chamber and facing each other. Provided is a film forming apparatus having at least one pair of supply means for supplying the mist.

このような成膜装置によれば、簡便な装置構成により膜厚の面内均一性が高く、成膜速度を大きく改善することが可能なものとなる。 According to such a film forming apparatus, the in-plane uniformity of the film thickness is high and the film forming speed can be greatly improved by a simple apparatus configuration.

このとき、前記成膜室は、前記載置部の上方に排気口を有するものとすることができる。 At this time, the film forming chamber may have an exhaust port above the above-mentioned placement portion.

これにより、膜厚の面内均一性をさらに向上できるものとなる。 This makes it possible to further improve the in-plane uniformity of the film thickness.

このとき、前記少なくとも１対の供給手段は、供給された前記ミストが前記載置部の上部で衝突するように対向配置されるものとすることができる。 At this time, the at least one pair of supply means may be arranged so as to face each other so that the supplied mist collides with the upper portion of the above-mentioned mounting portion.

これにより、基板の上部におけるミストの濃度を高めることができ、さらに高い成長速度とすることができるものとなる。 As a result, the concentration of mist on the upper part of the substrate can be increased, and the growth rate can be further increased.

このとき、前記基板の面積が１００ｍｍ^２以上、又は、前記基板の口径が直径２インチ（５０ｍｍ）以上のものとすることができる。 At this time, the area of the substrate may be 100 mm ² or more, or the diameter of the substrate may be 2 inches (50 mm) or more in diameter.

これにより、膜厚が不均一になりやすい大面積基板であっても、より高い面内均一性を得ることができるものとなる。 As a result, even a large-area substrate in which the film thickness tends to be non-uniform can be obtained with higher in-plane uniformity.

また、ミストを熱処理して基板上に成膜を行う成膜方法であって、原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト発生工程と、前記ミストをキャリアガスにより搬送する搬送工程と、成膜室の側面に設けられた少なくとも１対の供給手段から、相対する方向に前記ミストを供給するミスト供給工程と、供給された前記ミストを熱処理して前記基板上に成膜を行う成膜工程とを含む成膜方法を提供する。 Further, it is a film forming method in which a mist is heat-treated to form a film on a substrate, and a mist generation step of converting a raw material solution into a mist to generate a mist, a transfer step of transporting the mist by a carrier gas, and a film formation. A mist supply step of supplying the mist in opposite directions from at least one pair of supply means provided on the side surface of the chamber, and a film forming step of heat-treating the supplied mist to form a film on the substrate. To provide a film forming method including.

このような成膜方法によれば、簡便な方法により膜厚の面内均一性を高く、成膜速度を大きく改善することができる。 According to such a film forming method, it is possible to increase the in-plane uniformity of the film thickness and greatly improve the film forming speed by a simple method.

このとき、前記成膜室の排気は、前記成膜室の上部であって前記基板の上方に設けた排気口から行うこととすることができる。 At this time, the exhaust of the film-forming chamber can be performed from the exhaust port provided above the substrate in the upper part of the film-forming chamber.

これにより、膜厚の面内均一性をさらに向上させることができる。 This makes it possible to further improve the in-plane uniformity of the film thickness.

このとき、ミスト供給工程において、前記基板の上部で衝突するように前記ミストを供給することとすることができる。 At this time, in the mist supply step, the mist can be supplied so as to collide with the upper part of the substrate.

これにより、基板の上部におけるミストの濃度を高めることができ、さらに高い成長速度とすることができる。 As a result, the concentration of mist on the upper part of the substrate can be increased, and the growth rate can be further increased.

このとき、前記基板の面積を１００ｍｍ^２以上、又は、前記基板の口径を直径２インチ（５０ｍｍ）以上とすることができる。 At this time, the area of the substrate may be 100 mm ² or more, or the diameter of the substrate may be 2 inches (50 mm) or more in diameter.

これにより、膜厚が不均一になりやすい大面積基板を用いた場合であっても、より高い面内均一性とすることができる。 As a result, even when a large-area substrate whose film thickness tends to be non-uniform is used, higher in-plane uniformity can be obtained.

以上のように、本発明の成膜装置によれば、簡便な装置構成により膜厚の面内均一性が高く、成膜速度を大きく改善することが可能なものとなる。また、本発明の成膜方法によれば、簡便な方法により膜厚の面内均一性を高く、成膜速度を大きく改善することが可能となる。 As described above, according to the film forming apparatus of the present invention, the in-plane uniformity of the film thickness is high and the film forming speed can be greatly improved by a simple apparatus configuration. Further, according to the film forming method of the present invention, it is possible to increase the in-plane uniformity of the film thickness and greatly improve the film forming speed by a simple method.

本発明に係る成膜装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the film forming apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る成膜装置のミスト化部の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the mist formation part of the film forming apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るミストの供給手段を２対とした場合の概略図（平面図）である。It is a schematic diagram (plan view) when two pairs of mist supply means which concerns on this invention are used. 本発明に係るミストの供給手段を４対とした場合の概略図（平面図）である。It is a schematic diagram (plan view) when 4 pairs of mist supply means which concerns on this invention are used. 本発明に係るミストの供給手段の他の例を示す概略図（平面図）である。It is a schematic (plan view) which shows the other example of the mist supply means which concerns on this invention. 本発明に係るミストの供給手段のさらに他の例を示す概略図（平面図）である。It is a schematic diagram (plan view) which shows still another example of the mist supply means which concerns on this invention.

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

上述のように、ミストＣＶＤ法において、膜厚の面内均一性や成膜速度に優れた成膜装置、及び、膜厚の面内均一性や成膜速度に優れた成膜方法が求められていた。 As described above, in the mist CVD method, a film forming apparatus having excellent in-plane uniformity of film thickness and film forming speed, and a film forming method having excellent in-plane uniformity of film thickness and film forming rate are required. Was there.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、ミストを熱処理して基板上に成膜を行う成膜装置であって、原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト化部と、前記ミストを搬送するキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、基板を載置する載置部を内部に備える成膜室と、前記成膜室の側面に設けられ、かつ、相対する方向に前記ミストを供給する、少なくとも１対の供給手段を有する成膜装置により、膜厚の面内均一性や成膜速度に優れたものとなることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent studies on the above-mentioned problems, the present inventors have a film forming apparatus that heats mist to form a film on a substrate, and has a mist-forming unit that mists a raw material solution to generate mist. The carrier gas supply unit for supplying the carrier gas for transporting the mist, the film forming chamber having the mounting portion on which the substrate is placed, and the film forming chamber provided on the side surface of the film forming chamber and facing each other. The present invention has been completed by finding that a film forming apparatus having at least one pair of supplying means for supplying mist is excellent in in-plane uniformity of film thickness and film forming speed.

また、ミストを熱処理して基板上に成膜を行う成膜方法であって、原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト発生工程と、前記ミストをキャリアガスにより搬送する搬送工程と、成膜室の側面に設けられた少なくとも１対の供給手段から、相対する方向に前記ミストを供給するミスト供給工程と、供給された前記ミストを熱処理して前記基板上に成膜を行う成膜工程とを含む成膜方法により、膜厚の面内均一性を向上し成膜速度を高くできることを見出し、本発明を完成した。 Further, it is a film forming method in which a mist is heat-treated to form a film on a substrate, and a mist generation step of converting a raw material solution into a mist to generate a mist, a transfer step of transporting the mist by a carrier gas, and a film formation. A mist supply step of supplying the mist in opposite directions from at least one pair of supply means provided on the side surface of the chamber, and a film forming step of heat-treating the supplied mist to form a film on the substrate. We have found that the in-plane uniformity of the film thickness can be improved and the film formation rate can be increased by the film forming method including the above, and the present invention has been completed.

以下、図面を参照して説明する。 Hereinafter, description will be given with reference to the drawings.

ここで、本発明でいうミストとは、気体中に分散した液体の微粒子の総称を指し、霧、液滴等と呼ばれるものを含む。 Here, the mist in the present invention refers to a general term for fine particles of liquid dispersed in a gas, and includes those called mist, droplets, and the like.

図１に、本発明に係る成膜装置１０１の一例を示す。成膜装置１０１は、原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト化部１２０と、ミストを搬送するキャリアガスを供給するキャリアガス供給部１３０と、成膜室１０７の側面に設けられ、かつ、相対する方向にミストを供給する、少なくとも１対の供給手段１１１と、供給されたミストを熱処理して基板上に成膜を行う成膜室１０７とを有する。排気口１１２は、基板１１０が載置される載置部１１３の上方に設けられていてもよい。 FIG. 1 shows an example of the film forming apparatus 101 according to the present invention. The film forming apparatus 101 is provided on the side surface of the film forming chamber 107, the mist-forming unit 120 for mist-forming the raw material solution to generate mist, the carrier gas supply unit 130 for supplying the carrier gas for transporting the mist, and the film-forming apparatus 101. It has at least one pair of supply means 111 that supplies mist in opposite directions, and a film forming chamber 107 that heat-treats the supplied mist to form a film on the substrate. The exhaust port 112 may be provided above the mounting portion 113 on which the substrate 110 is mounted.

（ミスト化部）
ミスト化部１２０では、原料溶液を調整し、前記原料溶液をミスト化してミストを発生させる。ミスト化手段は、原料溶液をミスト化できさえすれば特に限定されず、公知のミスト化手段であってよいが、超音波振動によるミスト化手段を用いることが好ましい。より安定してミスト化することができるためである。 (Mist conversion department)
The mist-forming unit 120 adjusts the raw material solution to mist the raw material solution to generate mist. The mist-forming means is not particularly limited as long as the raw material solution can be mist-ized, and may be a known mist-forming means, but it is preferable to use a mist-forming means by ultrasonic vibration. This is because it can be made into a mist more stably.

このようなミスト化部１２０の一例を、図２も併せて参照しながら説明する。例えば、原料溶液１０４ａが収容されるミスト発生源１０４と、超音波振動を伝達可能な媒体、例えば水１０５ａが入れられる容器１０５と、容器１０５の底面に取り付けられた超音波振動子１０６を含んでもよい。詳細には、原料溶液１０４ａが収容されている容器からなるミスト発生源１０４が、水１０５ａが収容されている容器１０５に、支持体（図示せず）を用いて収納されている。容器１０５の底部には、超音波振動子１０６が備え付けられており、超音波振動子１０６と発振器１１６とが接続されている。そして、発振器１１６を作動させると超音波振動子１０６が振動し、水１０５ａを介してミスト発生源１０４内に超音波が伝播し、原料溶液１０４ａがミスト化するように構成されている。 An example of such a mist-forming unit 120 will be described with reference to FIG. For example, even if a mist generation source 104 containing a raw material solution 104a, a container 105 containing a medium capable of transmitting ultrasonic vibration, for example, water 105a, and an ultrasonic oscillator 106 attached to the bottom surface of the container 105 are included. good. Specifically, the mist generation source 104 consisting of a container containing the raw material solution 104a is housed in the container 105 containing the water 105a by using a support (not shown). An ultrasonic oscillator 106 is provided at the bottom of the container 105, and the ultrasonic oscillator 106 and the oscillator 116 are connected to each other. Then, when the oscillator 116 is operated, the ultrasonic oscillator 106 vibrates, the ultrasonic wave propagates into the mist generation source 104 via the water 105a, and the raw material solution 104a is configured to become mist.

（キャリアガス供給部）
図１に示すように、キャリアガス供給部１３０はキャリアガスを供給するキャリアガス源１０２ａを有する。このとき、キャリアガス源１０２ａから送り出されるキャリアガスの流量を調節するための流量調節弁１０３ａを備えていてもよい。また、必要に応じて希釈用キャリアガスを供給する希釈用キャリアガス源１０２ｂや、希釈用キャリアガス源１０２ｂから送り出される希釈用キャリアガスの流量を調節するための流量調節弁１０３ｂを備えることもできる。 (Carrier gas supply section)
As shown in FIG. 1, the carrier gas supply unit 130 has a carrier gas source 102a for supplying the carrier gas. At this time, a flow rate control valve 103a for adjusting the flow rate of the carrier gas sent out from the carrier gas source 102a may be provided. Further, it is also possible to provide a dilution carrier gas source 102b for supplying a dilution carrier gas as needed, and a flow rate control valve 103b for adjusting the flow rate of the dilution carrier gas sent out from the dilution carrier gas source 102b. ..

キャリアガスの種類は、特に限定されず、成膜物に応じて適宜選択可能である。例えば、酸素、オゾン、窒素やアルゴン等の不活性ガス、又は水素ガスやフォーミングガス等の還元ガスなどが挙げられる。また、キャリアガスの種類は１種類でも、２種類以上であってもよい。例えば、第１のキャリアガスと同じガスをそれ以外のガスで希釈した（例えば１０倍に希釈した）希釈ガスなどを、第２のキャリアガスとしてさらに用いてもよく、空気を用いることもできる。
また、キャリアガスの供給箇所も１箇所だけでなく、２箇所以上あってもよい。
キャリアガスの流量は、特に限定されない。例えば、３０ｍｍ角の基板上に成膜する場合には、０．０１～２０Ｌ／分とすることが好ましく、１～１０Ｌ／分とすることがより好ましい。 The type of carrier gas is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the film film. For example, an inert gas such as oxygen, ozone, nitrogen or argon, or a reducing gas such as hydrogen gas or forming gas can be mentioned. Further, the type of carrier gas may be one type or two or more types. For example, a diluted gas obtained by diluting the same gas as the first carrier gas with another gas (for example, diluted 10-fold) may be further used as the second carrier gas, or air may be used.
Further, the carrier gas may be supplied not only at one place but also at two or more places.
The flow rate of the carrier gas is not particularly limited. For example, in the case of forming a film on a 30 mm square substrate, it is preferably 0.01 to 20 L / min, and more preferably 1 to 10 L / min.

（供給管）
成膜装置１０１は、ミスト化部１２０と供給手段１１１とを接続する供給管１０９を備えていてもよい。この場合、ミストは、ミスト化部１２０のミスト発生源１０４から供給手段１１１へと、供給管１０９を介してキャリアガスによって搬送され、供給手段１１１から成膜室１０７内に供給される。供給管１０９は、例えば、石英管や樹脂製のチューブなどを使用することができる。 (Supply pipe)
The film forming apparatus 101 may include a supply pipe 109 that connects the mist forming unit 120 and the supply means 111. In this case, the mist is conveyed from the mist generation source 104 of the mist-forming unit 120 to the supply means 111 by the carrier gas via the supply pipe 109, and is supplied from the supply means 111 into the film forming chamber 107. As the supply tube 109, for example, a quartz tube, a resin tube, or the like can be used.

（成膜室）
成膜室１０７では、ミストを加熱し熱反応を生じさせて、基板１１０上に成膜を行う。基板１１０は、成膜室１０７内の載置部１１３に載置される。載置部１１３には、基板１１０を加熱するためのホットプレート１０８を備えることができる。ホットプレート１０８は、図１に示されるように成膜室１０７の外部に設けられていてもよいし、成膜室１０７の内部に設けられていてもよい。
ミストの供給手段１１１は、成膜室１０７の側面に設けられる。供給手段１１１については、後で詳述する。
また、排気口１１２は、成膜室１０７の上部であって載置部１１３（基板１１０）の上方に設けられることが好ましい。これにより、膜厚の均一性はさらに向上する。 (Film film chamber)
In the film forming chamber 107, the mist is heated to cause a thermal reaction to form a film on the substrate 110. The substrate 110 is mounted on the mounting portion 113 in the film forming chamber 107. The mounting portion 113 may be provided with a hot plate 108 for heating the substrate 110. The hot plate 108 may be provided outside the film forming chamber 107 as shown in FIG. 1, or may be provided inside the film forming chamber 107.
The mist supply means 111 is provided on the side surface of the film forming chamber 107. The supply means 111 will be described in detail later.
Further, it is preferable that the exhaust port 112 is provided above the film forming chamber 107 and above the mounting portion 113 (board 110). This further improves the uniformity of the film thickness.

ここで、図３－６は、成膜室１０７の上方から基板１１０方向を見た図（平面図）である。図３－６においては、成膜室１０７はすべて直方体として記載されているが、必ずしも直方体である必要はなく、六角柱形、八角柱形であってもよいし、円柱状であってもよい。
なお、基板１１０を成膜室１０７の上面に設置するなどして、フェイスダウンとしてもよいし、基板１１０を成膜室１０７の底面に設置して、フェイスアップとしてもよい。 Here, FIG. 3-6 is a view (plan view) of the substrate 110 from above the film forming chamber 107. In FIG. 3-6, the film forming chamber 107 is described as a rectangular parallelepiped, but it does not necessarily have to be a rectangular parallelepiped, and may be hexagonal columnar, octagonal columnar, or columnar. ..
The substrate 110 may be installed on the upper surface of the film forming chamber 107 for face-down, or the substrate 110 may be installed on the bottom surface of the film-forming chamber 107 for face-up.

熱反応は、加熱によりミストが反応すればよく、反応条件等も特に限定されない。原料や成膜物に応じて適宜設定することができる。例えば、加熱温度は１２０～６００℃の範囲であり、好ましくは２００℃～６００℃の範囲であり、より好ましくは３００℃～５５０℃の範囲とすることができる。
また、熱反応は、真空下、非酸素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、空気雰囲気下及び酸素雰囲気下のいずれの雰囲気下で行われてもよく、成膜物に応じて適宜設定すればよい。また、反応圧力は、大気圧下、加圧下又は減圧下のいずれの条件下で行われてもよいが、大気圧下の成膜であれば、装置構成が簡略化できるので好ましい。 The thermal reaction may be such that the mist reacts by heating, and the reaction conditions and the like are not particularly limited. It can be appropriately set according to the raw material and the film film. For example, the heating temperature can be in the range of 120 to 600 ° C, preferably in the range of 200 ° C to 600 ° C, and more preferably in the range of 300 ° C to 550 ° C.
Further, the thermal reaction may be carried out under any atmosphere of vacuum, non-oxygen atmosphere, reducing gas atmosphere, air atmosphere and oxygen atmosphere, and may be appropriately set according to the film-forming material. Further, the reaction pressure may be carried out under any condition of atmospheric pressure, pressurization or reduced pressure, but the film formation under atmospheric pressure is preferable because the apparatus configuration can be simplified.

（供給手段）
上述の通り、ミストの供給手段１１１は、成膜室１０７の側面に設けられるものであり、相対する方向にミストを供給する、少なくとも１対の供給手段である。図１は、載置部１１３（基板１１０）を挟んで左右１対の供給手段１１１が設けられている例である。
ここで、「相対する方向」とは、成膜室１０７の上方から基板１１０を見た場合に、１対の供給手段のうちの、一方のミスト供給方向と、他方のミスト供給方向とが、互いに反対方向であることを意味する。この場合、１対の相対する方向の供給手段は、完全に同軸上で向き合っている場合に限られない。また、供給方向は完全に反対向きとなっているものの、供給方向の軸は互いに偏芯していてもよい。ここで、一方の供給方向を基準の０°とした場合、他方の供給方向が１８０°の方向の場合だけでなく、１８０°±１０°の範囲内であればよい。 (Supply means)
As described above, the mist supply means 111 is provided on the side surface of the film forming chamber 107, and is at least a pair of supply means for supplying mist in opposite directions. FIG. 1 is an example in which a pair of left and right supply means 111 are provided with a mounting portion 113 (board 110) interposed therebetween.
Here, the "opposite direction" means that when the substrate 110 is viewed from above the film forming chamber 107, the mist supply direction of one of the pair of supply means and the mist supply direction of the other are the same. It means that they are in opposite directions. In this case, the pair of supply means in opposite directions is not limited to the case where they face each other completely coaxially. Further, although the supply directions are completely opposite to each other, the axes in the supply direction may be eccentric to each other. Here, when one supply direction is set to 0 ° as a reference, it is not limited to the case where the other supply direction is 180 °, but it may be within the range of 180 ° ± 10 °.

また、成膜室１０７を側方から見た場合のミスト供給方向を、基板表面と略平行な方向とし、成膜室１０７の側面における供給手段１１１の高さを基板表面と略同程度の高さとすることが好ましい。このようにすることで、基板１１０の表面に平行な方向の流れを作ることができ、その結果、膜厚の面内均一性をより改善し、成膜速度をより高くすることができる。
なお、供給手段１１１は、成膜室１０７の側面に設けられた開口部でも、成膜室１０７の側面に設けられた成膜室１０７内に挿入されるノズルでもよい。 Further, the mist supply direction when the film forming chamber 107 is viewed from the side is set to be substantially parallel to the substrate surface, and the height of the supply means 111 on the side surface of the film forming chamber 107 is substantially the same as the substrate surface. It is preferable to use. By doing so, it is possible to create a flow in a direction parallel to the surface of the substrate 110, and as a result, the in-plane uniformity of the film thickness can be further improved and the film forming speed can be further increased.
The supply means 111 may be an opening provided on the side surface of the film forming chamber 107 or a nozzle inserted into the film forming chamber 107 provided on the side surface of the film forming chamber 107.

図３は、ミストの供給手段として載置部１１３（基板１１０）を挟んで２対の開口部１１１ａ、１１１ｂが設けられている例、図４は、４対の開口部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄが設けられている例である。なお、図中、ミスト供給方向１１４を一点鎖線矢印で示した（後述の図５、６も同様）。 FIG. 3 shows an example in which two pairs of openings 111a and 111b are provided with a mounting portion 113 (board 110) interposed therebetween as a means for supplying mist, and FIG. 4 shows four pairs of openings 111a, 111b and 111c. This is an example in which 111d is provided. In the figure, the mist supply direction 114 is indicated by a alternate long and short dash arrow (the same applies to FIGS. 5 and 6 described later).

供給手段１１１の対の数の上限は特に限定されないが、基板の大きさ、対の数を増やすことによる膜厚の面内均一性向上や成長速度向上の効果、コスト、メンテナンス性等を比較して適宜設定すればよく、８対程度を上限とすることができる。 The upper limit of the number of pairs of the supply means 111 is not particularly limited, but the effect of improving the in-plane uniformity of the film thickness and the growth rate by increasing the size of the substrate and the number of pairs, cost, maintainability, etc. are compared. It may be set as appropriate, and the upper limit can be about 8 pairs.

図３－４に示す例における開口部（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ）は、１対の供給手段のうちの一方の供給手段におけるミストの供給方向１１４の延長線上に、他方の供給手段が位置するものである。この場合、成膜室１０７に供給されたミストは、基板１１０の上部で衝突することとなり、基板１１０上の広範囲に渡って高密度のミストを導入することが可能となる。その結果、膜厚の面内分布をより改善し、成膜速度もより高くすることができる。 The openings (111a, 111b, 111c, 111d) in the example shown in FIG. 3-4 have the other supply means located on an extension of the mist supply direction 114 in one of the pair of supply means. It is something to do. In this case, the mist supplied to the film forming chamber 107 collides with the upper part of the substrate 110, and it becomes possible to introduce the high-density mist over a wide range on the substrate 110. As a result, the in-plane distribution of the film thickness can be further improved and the film thickness can be further increased.

また、本発明における「少なくとも１対の供給手段」には、図３－４に例示するもののほか、一方の供給手段におけるミスト供給方向１１４の延長線上からずれた位置に、他方の供給手段が設けられるような位置関係にあるものも含む。例えば図５に示すように、成膜室１０７の側面の片側に寄せるように供給手段である開口部１１１ａ、１１１ｂを設置してもよい。このような供給手段とすることによっても、基板１１０上でのミスト濃度を均一にできるため、膜厚の面内均一性が向上するとともに、成膜速度を高くすることができる。 Further, in the "at least one pair of supply means" in the present invention, in addition to those illustrated in FIG. 3-4, the other supply means is provided at a position deviated from the extension line of the mist supply direction 114 in one supply means. Includes those that are in such a positional relationship. For example, as shown in FIG. 5, openings 111a and 111b, which are supply means, may be installed so as to be closer to one side of the side surface of the film forming chamber 107. By using such a supply means, the mist concentration on the substrate 110 can be made uniform, so that the in-plane uniformity of the film thickness can be improved and the film forming speed can be increased.

さらに、供給手段の開口の形状は、図６に示すように、例えばスリット形状など、大きく開口した供給口１１１ｅであってもよい。 Further, as shown in FIG. 6, the shape of the opening of the supply means may be a supply port 111e having a large opening such as a slit shape.

以上詳述したように、供給手段が１つの開口（ノズル）のみの場合には、成膜室１０７の内部が加熱されているため、成膜室１０７の側面から内部に向けてミストが指数関数的に減少していく。一方、成膜室１０７の側面に設けられた、相対する方向にミストを供給する少なくとも１対の供給手段を用いる場合には、ミストの流れ（速度）が基板１１０上で相殺され、結果的に基板上の広範囲に渡って高密度のミストを導入することが可能となる。これにより、基板上に均一な膜厚かつ高い成膜速度で成膜することができる。 As described in detail above, when the supply means is only one opening (nozzle), the inside of the film forming chamber 107 is heated, so that the mist is an exponential function from the side surface of the film forming chamber 107 toward the inside. Decreases. On the other hand, when at least one pair of supply means for supplying mist in opposite directions provided on the side surface of the film forming chamber 107 is used, the flow (velocity) of mist is canceled on the substrate 110, and as a result. It is possible to introduce high-density mist over a wide area on the substrate. This makes it possible to form a film on the substrate with a uniform film thickness and a high film forming speed.

（原料溶液）
原料溶液は、ミスト化が可能な材料を含んでいれば特に限定されず、無機材料であっても、有機材料であってもよい。金属又は金属化合物が好適に用いられ、ガリウム、鉄、インジウム、アルミニウム、バナジウム、チタン、クロム、ロジウム、ニッケル及びコバルトから選ばれる１種又は２種以上の金属を含むものを使用できる。
前記原料溶液は、上記金属をミスト化できるものであれば特に限定されないが、前記原料溶液として、前記金属を錯体又は塩の形態で、有機溶媒又は水に溶解又は分散させたものを好適に用いることができる。錯体の形態としては、例えば、アセチルアセトナート錯体、カルボニル錯体、アンミン錯体、ヒドリド錯体などが挙げられる。塩の形態としては、例えば、塩化金属塩、臭化金属塩、ヨウ化金属塩などが挙げられる。また、上記金属を、臭化水素酸、塩酸、ヨウ化水素酸等に溶解したものも塩の水溶液として用いることができる。 (Raw material solution)
The raw material solution is not particularly limited as long as it contains a material that can be made into a mist, and may be an inorganic material or an organic material. Metals or metal compounds are preferably used, and those containing one or more metals selected from gallium, iron, indium, aluminum, vanadium, titanium, chromium, rhodium, nickel and cobalt can be used.
The raw material solution is not particularly limited as long as it can mist the metal, but as the raw material solution, a solution in which the metal is dissolved or dispersed in an organic solvent or water in the form of a complex or a salt is preferably used. be able to. Examples of the form of the complex include an acetylacetonate complex, a carbonyl complex, an ammine complex, and a hydride complex. Examples of the salt form include metal chloride salt, metal bromide salt, metal iodide salt and the like. Further, a metal obtained by dissolving the above metal in hydrobromic acid, hydrochloric acid, hydroiodic acid or the like can also be used as an aqueous salt solution.

また、前記原料溶液には、ハロゲン化水素酸や酸化剤等の添加剤を混合してもよい。前記ハロゲン化水素酸としては、例えば、臭化水素酸、塩酸、ヨウ化水素酸などが挙げられるが、なかでも、臭化水素酸またはヨウ化水素酸が好ましい。前記酸化剤としては、例えば、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）、過酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ_２）、過酸化バリウム（ＢａＯ_２）、過酸化ベンゾイル（Ｃ_６Ｈ_５ＣＯ）_２Ｏ_２等の過酸化物、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、過塩素酸、硝酸、オゾン水、過酢酸やニトロベンゼン等の有機過酸化物などが挙げられる。 Further, an additive such as a hydrohalic acid or an oxidizing agent may be mixed with the raw material solution. Examples of the hydrohalogen acid include hydrobromic acid, hydrochloric acid, and hydroiodide, and among them, hydrobromide or hydroiodide is preferable. Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ), sodium peroxide (Na ₂ O ₂ ), barium peroxide (BaO ₂ ), benzoyl peroxide (C ₆ H ₅ CO) ₂ O ₂ and the like. Peroxides, hypochlorous acid (HClO), perchloric acid, nitric acid, ozone water, organic peroxides such as peracetic acid and nitrobenzene can be mentioned.

さらに、前記原料溶液には、ドーパントが含まれていてもよい。前記ドーパントは特に限定されない。例えば、スズ、ゲルマニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、バナジウム又はニオブ等のｎ型ドーパント、又は、銅、銀、スズ、イリジウム、ロジウム等のｐ型ドーパントなどが挙げられる。ドーパントの濃度は、例えば、約１×１０^１６／ｃｍ^３～１×１０^２２／ｃｍ^３であってもよく、約１×１０^１７／ｃｍ^３以下の低濃度にしても、約１×１０^２０／ｃｍ^３以上の高濃度としてもよい。 Further, the raw material solution may contain a dopant. The dopant is not particularly limited. For example, n-type dopants such as tin, germanium, silicon, titanium, zirconium, vanadium or niobium, or p-type dopants such as copper, silver, tin, iridium and rhodium can be mentioned. The concentration of the dopant may be, for example, about 1 × 10 ¹⁶ / cm ³ to 1 × 10 ²² / cm ³ , or even at a low concentration of about 1 × 10 ¹⁷ / cm ³ or less, about 1 × 10 ²⁰ . A high concentration of / ^cm3 or more may be used.

（基板）
基板１１０は、成膜可能であり膜を支持できるものであれば特に限定されない。前記基板１１０の材料も、特に限定されず、公知の基板を用いることができ、有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよい。例えば、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、鉄やアルミニウム、ステンレス鋼、金等の金属、シリコン、サファイア、石英、ガラス、酸化ガリウム等が挙げられるが、これに限られるものではない。基板の厚さは、特に限定されないが、好ましくは、１０～２０００μｍであり、より好ましくは５０～８００μｍである。
基板１１０の大きさは特に限定されないが、大面積になるほど膜厚が不均一になりやすいので、本発明の効果が顕著となる。したがって、本発明は、基板面積が１００ｍｍ^２以上のものを用いることが好ましく、直径が２～８インチ（５０～２００ｍｍ）あるいはそれ以上の基板を用いることもできる。 (substrate)
The substrate 110 is not particularly limited as long as it can form a film and can support the film. The material of the substrate 110 is not particularly limited, and a known substrate can be used, and it may be an organic compound or an inorganic compound. For example, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyimide, polyetherimide, fluororesin, iron, aluminum, stainless steel, metals such as gold, silicon, sapphire, quartz, glass, gallium oxide, etc. However, it is not limited to this. The thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably 10 to 2000 μm, and more preferably 50 to 800 μm.
The size of the substrate 110 is not particularly limited, but the larger the area, the more likely the film thickness becomes non-uniform, so that the effect of the present invention becomes remarkable. Therefore, in the present invention, it is preferable to use a substrate having a substrate area of 100 mm ² or more, and a substrate having a diameter of 2 to 8 inches (50 to 200 mm) or more can also be used.

次に、以下、図１を参照しながら、本発明に係る製造方法の一例を説明する。
まず、原料溶液１０４ａをミスト発生源１０４内に収容し、基板１１０をホットプレート１０８上に直接又は成膜室１０７の壁を介して設置し、ホットプレート１０８を作動させる。次に、流量調節弁１０３ａ、１０３ｂを開いてキャリアガス源１０２ａ、１０２ｂからキャリアガスを成膜室１０７内に供給し、成膜室１０７の雰囲気をキャリアガスで十分に置換した後、キャリアガスの流量と希釈用キャリアガスの流量をそれぞれ調節する。次に、ミスト発生工程として、超音波振動子１０６を振動させ、その振動を、水１０５ａを通じて原料溶液１０４ａに伝播させることによって、原料溶液１０４ａをミスト化させてミストを生成する。次に、搬送工程として、ミストは、キャリアガスによって供給管１０９を経て、成膜室１０７の側面に設けられ、かつ、相対する方向にミストを供給する少なくとも１対の供給手段１１１へと搬送される。次いで、ミスト供給工程として、ミストは前記少なくとも１対の供給手段１１１から成膜室１０７内に導入される。さらに成膜工程として、ミストは成膜室１０７内でホットプレート１０８の熱により熱反応して、基板１１０上に成膜される。ここで、成膜室１０７内のガスは、基板１１０の上方に設けられた排気口１１２から外部へと排気されてもよい。このようにしてミストの供給を行うことで、成膜室１０７内に導入されたミストは、基板１１０上の広範囲に渡って高密度となるので、膜厚の面内分布を改善するとともに成膜速度も高めることができる。 Next, an example of the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
First, the raw material solution 104a is housed in the mist generation source 104, and the substrate 110 is placed directly on the hot plate 108 or through the wall of the film forming chamber 107 to operate the hot plate 108. Next, the flow control valves 103a and 103b are opened to supply the carrier gas from the carrier gas sources 102a and 102b into the film forming chamber 107, and the atmosphere of the film forming chamber 107 is sufficiently replaced with the carrier gas, and then the carrier gas is used. Adjust the flow rate and the flow rate of the carrier gas for dilution respectively. Next, as a mist generation step, the ultrasonic vibrator 106 is vibrated and the vibration is propagated to the raw material solution 104a through water 105a to mist the raw material solution 104a and generate mist. Next, as a transfer step, the mist is conveyed by the carrier gas to at least one pair of supply means 111 provided on the side surface of the film forming chamber 107 and supplying the mist in opposite directions via the supply pipe 109. To. Then, as a mist supply step, the mist is introduced into the film forming chamber 107 from the at least one pair of supply means 111. Further, as a film forming step, the mist thermally reacts with the heat of the hot plate 108 in the film forming chamber 107 to form a film on the substrate 110. Here, the gas in the film forming chamber 107 may be exhausted to the outside from the exhaust port 112 provided above the substrate 110. By supplying the mist in this way, the mist introduced into the film forming chamber 107 becomes dense over a wide range on the substrate 110, so that the in-plane distribution of the film thickness is improved and the film is formed. The speed can also be increased.

以下、実施例を挙げて本発明について詳細に説明するが、これは本発明を限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but this is not limited to the present invention.

（実施例１）
まず、図１を参照しながら、本実施例で用いた成膜装置１０１を説明する。成膜装置１０１は、キャリアガスを供給するキャリアガス源１０２ａと、キャリアガス源１０２ａから送り出されるキャリアガスの流量を調節するための流量調節弁１０３ａと、希釈用キャリアガスを供給する希釈用キャリアガス源１０２ｂと、希釈用キャリアガス源１０２ｂから送り出される希釈用キャリアガスの流量を調節するための流量調節弁１０３ｂと、原料溶液１０４ａが収容されるミスト発生源１０４と、水１０５ａが収容された容器１０５と、容器１０５の底面に取り付けられた超音波振動子１０６と、成膜室１０７と、ミスト発生源１０４から成膜室１０７までをつなぐ石英管の供給管１０９と、成膜室１０７の外部に設けたホットプレート１０８とを備えている。基板１１０は成膜室１０７内の載置部１１３に設置され、ホットプレート１０８で加熱される。 (Example 1)
First, the film forming apparatus 101 used in this embodiment will be described with reference to FIG. The film forming apparatus 101 includes a carrier gas source 102a for supplying the carrier gas, a flow control valve 103a for adjusting the flow rate of the carrier gas sent out from the carrier gas source 102a, and a diluting carrier gas for supplying the diluting carrier gas. A source 102b, a flow control valve 103b for adjusting the flow rate of the diluting carrier gas sent out from the diluting carrier gas source 102b, a mist generation source 104 containing a raw material solution 104a, and a container containing water 105a. The 105, the ultrasonic transducer 106 attached to the bottom surface of the container 105, the film forming chamber 107, the supply pipe 109 of the quartz tube connecting the mist generation source 104 to the forming chamber 107, and the outside of the forming chamber 107. It is provided with a hot plate 108 provided in the above. The substrate 110 is installed in the mounting portion 113 in the film forming chamber 107 and is heated by the hot plate 108.

本実施例では、供給手段１１１として、成膜室１０７の側面の基板１１０の表面と略同じ高さの位置に、基板１１０表面と略平行な流れを形成するように、１対の開口部を設け、成膜室１０７の上部であって載置部１１３の上方に排気口１１２を設けた成膜装置を用いた。 In this embodiment, as the supply means 111, a pair of openings is provided at a position substantially equal to the surface of the substrate 110 on the side surface of the film forming chamber 107 so as to form a flow substantially parallel to the surface of the substrate 110. A film forming apparatus was used in which the exhaust port 112 was provided above the mounting portion 113 at the upper part of the film forming chamber 107.

成膜は、以下のようにして行った。
まず、原料溶液の作製を行った。臭化ガリウム０．１ｍｏｌ／Ｌの水溶液を調整し、さらに４８％臭化水素酸溶液を体積比で１０％となるように含有させ、これを原料溶液１０４ａとした。 The film formation was performed as follows.
First, a raw material solution was prepared. An aqueous solution of gallium bromide 0.1 mol / L was prepared, and a 48% hydrobromic acid solution was further contained so as to have a volume ratio of 10%, which was used as a raw material solution 104a.

上述のようにして得た原料溶液１０４ａをミスト発生源１０４内に収容した。次に、基板１１０として直径８インチ（２００ｍｍ）のｃ面サファイア基板を、成膜室１０７内のホットプレート１０８に隣接する載置部１１３に設置し、ホットプレート１０８を作動させて温度を５００℃に昇温した。
次に、流量調節弁１０３ａ、１０３ｂを開いてキャリアガス源１０２ａ、１０２ｂからキャリアガスを成膜室１０７内に供給し、成膜室１０７の雰囲気をキャリアガスで十分に置換した後、キャリアガスの流量を２０Ｌ／ｍｉｎに、希釈用キャリアガスの流量を６０Ｌ／ｍｉｎにそれぞれ調節した。なお、キャリアガスとして酸素を用いた。 The raw material solution 104a obtained as described above was housed in the mist generation source 104. Next, a c-plane sapphire substrate having a diameter of 8 inches (200 mm) as the substrate 110 is installed in a mounting portion 113 adjacent to the hot plate 108 in the film forming chamber 107, and the hot plate 108 is operated to raise the temperature to 500 ° C. The temperature was raised to.
Next, the flow control valves 103a and 103b are opened to supply the carrier gas from the carrier gas sources 102a and 102b into the film forming chamber 107, and the atmosphere of the film forming chamber 107 is sufficiently replaced with the carrier gas, and then the carrier gas is used. The flow rate was adjusted to 20 L / min, and the flow rate of the carrier gas for dilution was adjusted to 60 L / min. Oxygen was used as the carrier gas.

次に、超音波振動子１０６を２．４ＭＨｚで振動させ、その振動を、水１０５ａを通じて原料溶液１０４ａに伝播させることによって、原料溶液１０４ａをミスト化してミストを生成した。このミストを、キャリアガスによって供給管１０９を経て成膜室１０７内に導入した。そして、大気圧下、５００℃の条件で、成膜室１０７内でミストを熱反応させて、基板１１０上にコランダム構造を有する酸化ガリウム（α－Ｇａ_２Ｏ_３）の薄膜を形成した。成膜時間は３０分とした。 Next, the ultrasonic transducer 106 was vibrated at 2.4 MHz, and the vibration was propagated to the raw material solution 104a through water 105a to mist the raw material solution 104a and generate mist. This mist was introduced into the film forming chamber 107 through the supply pipe 109 by the carrier gas. Then, the mist was thermally reacted in the film forming chamber 107 under atmospheric pressure at 500 ° C. to form a thin film of gallium oxide (α-Ga ₂ O ₃ ) having a corundum structure on the substrate 110. The film formation time was 30 minutes.

基板１１０上に形成した薄膜について、測定箇所を基板１１０上の面内の１７点として、段差計を用いて膜厚を測定し、平均膜厚、成膜速度、標準偏差を算出した。
その結果、平均膜厚５．２μｍ、成膜速度１０．４μｍ／ｈｒ、標準偏差０．４μｍであった。 With respect to the thin film formed on the substrate 110, the film thickness was measured using a step meter with the measurement points as 17 points in the plane on the substrate 110, and the average film thickness, the film formation rate, and the standard deviation were calculated.
As a result, the average film thickness was 5.2 μm, the film formation speed was 10.4 μm / hr, and the standard deviation was 0.4 μm.

（実施例２）
供給手段１１１として、図３に示すように成膜室１０７の側面に２対の開口部１１１ａ、１１１ｂを設けたこと以外は、実施例１と同じ条件で成膜を行った。
その結果、平均膜厚５．４μｍ、成膜速度１０．８μｍ／ｈｒ、標準偏差０．２μｍであった。 (Example 2)
As the supply means 111, film formation was performed under the same conditions as in Example 1 except that two pairs of openings 111a and 111b were provided on the side surfaces of the film formation chamber 107 as shown in FIG.
As a result, the average film thickness was 5.4 μm, the film formation speed was 10.8 μm / hr, and the standard deviation was 0.2 μm.

（比較例）
供給手段として、成膜室の側面に供給口を１箇所のみ設けたものを用いたこと以外は、実施例１と同じ条件で成膜を行った。
その結果、平均膜厚３．５μｍ、成膜速度７．０μｍ／ｈｒ、標準偏差０．９μｍであった。 (Comparative example)
As the supply means, the film was formed under the same conditions as in Example 1 except that the one provided with only one supply port on the side surface of the film forming chamber was used.
As a result, the average film thickness was 3.5 μm, the film formation speed was 7.0 μm / hr, and the standard deviation was 0.9 μm.

実施例１、２及び比較例の結果を、表１にまとめた。 The results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples are summarized in Table 1.

実施例１、２と比較例との比較より、成膜室の側面に、相対する方向にミストを供給する１対又は２対の供給手段を設けることにより、膜厚の標準偏差が大幅に改善し、膜厚の面内分布の飛躍的な改善がみられた。また、平均膜厚も実施例１、２の方が大きくなっており、成膜速度を高くでき、原材料の利用効率の改善効果もみられることがわかった。 From the comparison between Examples 1 and 2 and Comparative Example, the standard deviation of the film thickness is greatly improved by providing one or two pairs of supply means for supplying mist in opposite directions on the side surface of the film forming chamber. However, a dramatic improvement in the in-plane distribution of film thickness was observed. It was also found that the average film thickness was larger in Examples 1 and 2, the film formation rate could be increased, and the effect of improving the utilization efficiency of raw materials was also observed.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an example, and the present invention can be anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same function and effect. Is included in the technical scope of.

１０１…成膜装置、１０２ａ…キャリアガス源、
１０２ｂ…希釈用キャリアガス源、１０３ａ…流量調節弁、
１０３ｂ…流量調節弁、１０４…ミスト発生源、１０４ａ…原料溶液、
１０５…容器、１０５ａ…水、１０６…超音波振動子、１０７…成膜室、
１０８…ホットプレート、１０９…供給管、１１０…基板、
１１１…供給手段、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ…開口部、
１１２…排気口、１１３…載置部、１１４…ミスト供給方向、１１６…発振器、
１２０…ミスト化部、１３０…キャリアガス供給部。 101 ... film forming apparatus, 102a ... carrier gas source,
102b ... Carrier gas source for dilution, 103a ... Flow control valve,
103b ... Flow control valve, 104 ... Mist source, 104a ... Raw material solution,
105 ... container, 105a ... water, 106 ... ultrasonic oscillator, 107 ... film formation chamber,
108 ... hot plate, 109 ... supply pipe, 110 ... substrate,
111 ... Supply means, 111a, 111b, 111c, 111d, 111e ... Opening,
112 ... Exhaust port, 113 ... Mounting part, 114 ... Mist supply direction, 116 ... Oscillator,
120 ... Mist conversion section, 130 ... Carrier gas supply section.

Claims

A film forming device that heat-treats mist to form a film on a substrate.
The mist-forming part that turns the raw material solution into mist and generates mist,
A carrier gas supply unit that supplies the carrier gas that conveys the mist,
It has a film formation chamber inside with a mounting part on which the substrate is mounted, and has a film forming chamber.
The film forming chamber has an exhaust port having a smaller area than the film forming surface of the substrate above the above-mentioned placement portion.
A supply means for supplying the mist from the side of the previously described mounting portion so as to form a flow substantially parallel to the film formation surface of the substrate, collide above the previously described mounting portion, and then supply the mist toward the exhaust port. A film forming apparatus characterized by having.

The film forming apparatus according to claim 1, wherein the exhaust port is provided substantially above the center of the film forming surface of the substrate.

The film forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the supply means is at least one pair in which the supplied mist is arranged to face each other so as to collide with each other at the upper part of the above-mentioned placement portion.

A film forming device that heat-treats mist to form a film on a substrate.
The mist-forming part that turns the raw material solution into mist and generates mist,
A carrier gas supply unit that supplies the carrier gas that conveys the mist,
A film formation chamber equipped with a mounting part on which the substrate is mounted, and
It is provided on the side surface of the film forming chamber and has at least a pair of supply means for supplying the mist in opposite directions.
The mist supply direction of the at least one pair of supply means is a direction substantially parallel to the substrate surface, and / or the at least one pair of supply means is provided at substantially the same height as the substrate surface. A film forming apparatus characterized by.

The film forming apparatus according to claim 4, wherein the film forming chamber has an exhaust port above the above-mentioned placement portion.

The film forming apparatus according to claim 4 or 5, wherein the at least one pair of supply means is arranged so as to face each other so that the supplied mist collides with the upper portion of the above-mentioned mounting portion.

The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the substrate has an area of 100 mm ² or more, or the substrate has a diameter of 2 inches (50 mm) or more.

This is a film formation method in which the mist is heat-treated to form a film on the substrate.
The mist generation process that turns the raw material solution into mist and generates mist,
The transport process of transporting the mist with carrier gas and
A mist supply step of supplying the mist from the side of the substrate so as to form a flow substantially parallel to the film formation surface of the substrate and to collide with the mist above the substrate.
It has a film forming step of heat-treating the supplied mist to form a film on the substrate.
A film forming method comprising exhausting the mist after the heat treatment from the exhaust port provided above the substrate and having a smaller area than the film forming surface of the substrate.

This is a film formation method in which the mist is heat-treated to form a film on the substrate.
The mist generation process that turns the raw material solution into mist and generates mist,
The transfer process of transporting the mist by carrier gas and
A mist supply step of supplying the mist in opposite directions from at least one pair of supply means provided on the side surface of the film forming chamber.
It includes a film forming step of heat-treating the supplied mist to form a film on the substrate.
The mist supply direction of the at least one pair of supply means is set to a direction substantially parallel to the substrate surface, and / or the height of the at least one pair of supply means is set to substantially the same height as the substrate surface. The film forming method.

The film forming method according to claim 9, wherein the film forming chamber is exhausted from an exhaust port provided above the substrate in the upper part of the film forming chamber.

The film forming method according to claim 9 or 10, wherein in the mist supply step, the mist is supplied so as to collide with the upper part of the substrate.

The film forming method according to any one of claims 8 to 11, wherein the area of the substrate is 100 mm ² or more, or the diameter of the substrate is 2 inches (50 mm) or more in diameter.