JP2795868B2 - Cvd装置 - Google Patents
Cvd装置Info
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Description
方法に関するものである。
化が進んでいる。この内で、特にICメタライゼーション
技術においては従来スパッタ法によるAl成膜が行なわれ
ている。このAlはSiを用いた半導体プロセスには配線材
として欠くことのできないものである。しかし、最低、
LSIの高集積化が進み、コンタクトホールやスルーホー
ルといった穴にカバレージ性良く成膜すること、またこ
れらの穴を埋め込み、平坦化することが求められてい
る。現在用いられているスパッタ法ではサブミクロンサ
イズの穴に対して上記の要求を満足することは不可能で
ある。この要求に応える方法としてバイアススパッタ
法、選択W−CVD法、Al−CVD法が考えられる。
り、更に、LSIの微細化が進行し、0.5μmサイズのコン
タクト・スルーホールを処理する場合に限界があるもの
と思われる。
SIが求められる場合、WはAlに比べ約3倍の抵抗率(約
10μΩ・cm)を示すため、高速化の点で問題が生じると
思われる。また、選択W−CVDは穴埋めにしか用いるこ
とができず、平坦部の配線は従来のAlで行うが、WとAl
の接続部での抵抗の増大も問題となる。
くないといった欠点はあるものの、16MビットDRAM以後
の時代においては非常に重要な技術となることが予想さ
れる。
が考えられるが、ICプロセスに適したものとしては次の
様な特性が要求される。まずAl成膜反応がより低温で行
なわれること、また、不純物の膜中への混入が小さいこ
と、更に安価であること、安定で成膜条件の制御がしや
すいこと、無害であること等である。現在のところ、こ
れらをすべて満足する原料は見つかっていない。現在最
も広く使用されているのはAlの有機化合物であり、それ
らはトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウ
ム、トリイソブチルアルミニウム、ジメチルアルミニウ
ムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライ
ドといった化合物である。その中でもトリイソブチルア
ルミニウム(以下TIBAと略す)はAlの分解温度が約250
℃と低温であること、膜中への不純物、特にカーボンの
混入が少ないこと等の点で非常に優れている。しかし、
欠点として常温では液体であること、蒸気圧が室温で0.
1Torrと低いこと、約50℃以上に加熱した場合には蒸気
圧が10-3Torrと更に低いジイソブチルアルミニウムハイ
ドライドに分解すること等が挙げられる。
気化室を兼用される原料容器60に保管されたTIBA4は、
原料容器60の外周に設置されたヒーター23で加熱されて
約50℃に保たれる。不活性ガス導入口10よりArガスを導
入してTIBAをバブリングしてガス化し、反応室15内に導
く。反応室15内では、約400℃に保たれた基板16上に成
膜がなされる前に、これらのガスは、約230℃に加熱さ
れたガス分配板17を通りその際に予備加熱される。この
方法および装置についてはその有効性が本発明人らによ
ってすでに明らかにされている。(特願昭62−172374号
及び特願昭63−22463号参照) なお、TIBAの約50℃の加熱は、蒸気圧の低いTIBAを反
応室15に有効に供給し(50℃ではTIBAの蒸気圧が〜1Tor
rに上昇する)、基板16上に良膜の膜を得るためには不
可欠の要因である。
よびその供給部に次の欠点があった。すなわち、大量の
TIBAを原料容器6内に保管し、それ全体を約50℃に加熱
するため、長期にわたって成膜をくり返し行うにつれ
て、TIBAが蒸気圧の低いジイソブチルアルミニウムハイ
ドライドに徐々に分解して行く。このため、成膜条件を
一定に設定しても、原料供給量及び生成膜の膜質に経時
変化が観測される。一例として第5図に、上記装置にTI
BAを用いた成膜における生成膜の膜質、特にその結晶配
向性の経時変化の様子を示す。基板としてSi(111)を
用いた場合にAl(111)のエピタキシャル膜が作成可能
であることは、すでに本発明人らの特願昭63−71160号
及び特願昭63−189177号に示されているところである
が、成膜をくり返すにつれてその配向性が(111)から
の(110)に変化する。また生成膜の表面平滑の度合を
示す反射率も、波長500nmの光に対し90%以上であった
のが60%以下に減少してしまった。
膜質等の点では非常に優れているが、TIBAという材料自
体の問題として加熱によりジイソブチルアルミニウムハ
イドライドに徐々に分解し劣化するため、従来の装置で
は長時間安定して良質の膜を作成することに困難があっ
た。
に亘り安定して再現性良く良質の薄膜を形成することの
できるCVD装置およびその成膜方法を提供することを目
的とする。
体状態である原料を使用して化学的気相成長により所定
の薄膜を対象物に作成するCVD装置であって、対象物が
配置される反応室と、反応室内を排気する真空排気系
と、原料を気化させて反応室に導入するガス導入系とを
備え、このガス導入系は、液体状態の原料を保管する液
体原料保管室と、液体原料保管室から移送された原料を
気化させる液体原料気化室と、液体原料保管室から液体
原料気化室へ原料を移送する移送機構とが設けられてお
り、この移送機構は、反応室における一回の成膜処理に
必要な量のみを液体原料気化室に移送するものであると
いう構成を有する。
量のみが液体原料気化室で気化し、これが反応室に導入
されて所定の薄膜が作成される。
ある。Arガスボンベ1内の高圧Arガスは、圧力調整器2
により大気圧に減圧されて、バルブを介し液体原料(TI
BA)保管室3の上部に接続される。原料保管室3内には
TIBA4が充たされており、それは保管室底部に達するま
で挿入されたディプ・チューブ5を介して原料気化室6
側へ移送可能となっている。液体原料保管室3と原料気
化室6との間にはバルブ7とバルブ8が設けられ、その
中間の位置に輸送用Arガス導入口10からの配管がバルブ
9を介して接続されている。ディプ・チューブ5、バル
ブ7、バルブ8からの移送用配管12の先端は、原料気化
室6内に位置しているとともに、多孔質金属体11の内部
に接続される。この接続部の詳細を第2図に示す。位相
用配管12の先端は多孔質金属体11の中心部まで達し、両
者が接触する部分の移送用配管12には多数の側孔13が設
けられている。多孔質金属体11は、例えば径が0.1mm程
度の繊維状のステンレスの細線を束ねて構成される。連
続気泡を有する金属粉焼結体でもよい。原料気化室6の
全体はその周辺部に設置したヒーター23により均一に一
定温度に加熱される。原料気化室6の出口はバルブ14を
介して反応室15に接続される。反応室15内の各部の構成
は従来通りである。
バルブ7、バルブ9を閉じ、バルブ8、バルブ14を開
き、反応室15、原料気化室6、及び移送用配管12を真空
排気する。この際に原料気化室6はヒーター23で十分加
熱して残留ガスを極力減少させておく。真空排気後の原
料気化室6は約70℃に保っておく。この後、バルブ8、
バルブ14を閉じ、基板16を設置し反応室内を高真空に排
気する。基板ホルダー18とガス分配板17の温度が所定の
値に達したら、まずバルブ7を開くことにより、液体原
料保管室3の上部のArガスによってTIBAが押し出され、
バルブ7を通ってバルブ7、8、9で囲まれた配管内に
流れ込む。本実施例においては、バルブ7、8、9で囲
まれた部分の容量は約1ccにして置いた。次にバルブ7
を閉じバルブ8を開くと、バルブ7、8、9で囲まれた
部分の一定量のTIBAが移送用配管12を通り原料気化室6
内の多孔質金属体11がTIBAに含浸される。移送用配管12
に設けられた多数の側孔13があるので、この含浸は比較
的均一になされる。この後、流量制御されたArガスを導
入口10より流入させ、バルブ9、バルブ14を開けば、多
孔質金属体11に含浸されたTIBAはその表面積が増加して
いるため比較的容易に気化し、輸送用のArガスに運ばれ
て反応質に導かれ、基板16上に一成膜工程分のAlの堆積
が生じる。
室以外の構成は第1図と同じなので図示を省略した。本
実施例では原料気化室6の底部に超音波発振器としての
磁歪振動子30が直接接着してある。前実施例と同様にし
て定量移送されたTIBAはあらかじめ50℃に設定された原
料気化室6の底部の振動子30の振動部の上にたまる。バ
ルブ14を開いた後電源31より24KHz、数十ワットの電力
を印加するとTIBAの気化が促進される。輸送用Arガスを
導入して成膜を前の実施例と同様に行う。なお、本実施
例では原料気化室6の全体にステンレスを用いている
が、底部の板厚は超音波の減衰を少くするためその肉厚
を約1mmと薄いものにした。なお、印加電力を大きくし
すぎると原料気化室6の出口部で再凝縮が生じて好まし
くないことが判っている。
BAで実用的な気化効率が得られ、長時間に亘って安定し
て再現性良く良質の薄膜が作成できた。
いるが、材料的に加熱による劣化の生じないようなAlの
有機化合物や、液体を原料とするCVD一般の分野も本発
明が有効に使用できることは明らかである。特に原料の
蒸気圧が低い場合に、本発明は非常に有用である。
い原料を用いても、生成膜の膜質に劣化を生ずることな
く、長期に亘って安定して再現性良く、良質の膜を作成
できることは産業上の利用価値が高い。
第1図の部分的拡大断面図。第3図は本発明の別の実施
例の概要の図である。第4図はTIBAを用いた従来のCVD
装置の一例の概要の図である。第5図は従来の装置及び
その方法で作成したAl膜の結晶配向性の成膜回数による
変化を示す。 3…液体原料保管室、6…原料気化室、15…反応室、11
…多孔質金属体、30…磁歪振動子。
Claims (4)
- 【請求項1】常温常圧で液体状態である原料を使用して
化学的気相成長により所定の薄膜を対象物に作成するCV
D装置であって、対象物が配置される反応室と、反応室
内を排気する真空排気系と、原料を気化させて反応室に
導入するガス導入系とを備え、このガス導入系は、液体
状態の原料を保管する液体原料保管室と、液体原料保管
室から移送された原料を気化させる液体原料気化室と、
液体原料保管室から液体原料気化室へ原料を移送する移
送機構とが設けられており、この移送機構は、反応室に
おける一回の成膜処理に必要な量のみを液体原料気化室
に移送するものであることを特徴とするCVD装置。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のCVD装置にお
いて、前記移送機構は、前記液体状態の原料を移送する
移送用配管を有し、この移送用配管の先端は前記原料容
器気化室内に達しているとともにその先端には側孔が設
けられてその側孔から液体状態の原料が吐出するように
なっており、さらに、この側孔から吐出する液体状態の
原料に含浸されるように配置された多孔質金属体と、こ
の多孔質金属体を加熱して原料を気化させるヒーター
と、不活性ガスを移送用配管を通して側孔から噴出させ
る不活性ガス導入系とが設けられていることを特徴とす
るCVD装置。 - 【請求項3】特許請求の範囲第2項記載のCVD装置にお
いて、該多孔質金属体が金属細線を束ねたものであるこ
とを特徴とするCVD装置。 - 【請求項4】特許請求の範囲第1項記載のCVD装置にお
いて、該液体原料気化室における気化を促進させる超音
波発振器を設けたことを特徴とするCVD装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1013567A JP2795868B2 (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Cvd装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1013567A JP2795868B2 (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Cvd装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0317271A JPH0317271A (ja) | 1991-01-25 |
JP2795868B2 true JP2795868B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=11836738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1013567A Expired - Lifetime JP2795868B2 (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Cvd装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2795868B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009188266A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Tokyo Electron Ltd | 液体原料気化器及びそれを用いた成膜装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4488506A (en) * | 1981-06-18 | 1984-12-18 | Itt Industries, Inc. | Metallization plant |
-
1989
- 1989-01-23 JP JP1013567A patent/JP2795868B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0317271A (ja) | 1991-01-25 |
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