JP3063113B2 - 化学気相成長装置 - Google Patents
化学気相成長装置Info
- Publication number
- JP3063113B2 JP3063113B2 JP2118161A JP11816190A JP3063113B2 JP 3063113 B2 JP3063113 B2 JP 3063113B2 JP 2118161 A JP2118161 A JP 2118161A JP 11816190 A JP11816190 A JP 11816190A JP 3063113 B2 JP3063113 B2 JP 3063113B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- vapor deposition
- chemical vapor
- bubbler
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、化学気相成長装置に関し、特に液体原料を
バブリングにより気化し、原料ガスを安定供給する供給
系を有する化学気相成長装置に関する。
バブリングにより気化し、原料ガスを安定供給する供給
系を有する化学気相成長装置に関する。
従来の液体原料をバブリングにより気化し原料ガスを
供給する供給系を有する化学気相成長装置を第３図に示
す。バブリングガスをマスフローコントローラー303に
より制御し、バブラー301内に導入する。バブラー301内
でバブリングにより気化された原料ガスは、バブリング
ガスとともに加熱された導入配管311へ送られる。成膜
時には切り換えバルブ305を開け、膜形成を行なう反応
部304に導入する。成膜を行なわない場合、305の切り換
えバルブを閉め、逆に306の切り換えバルブを開けて直
接排気している。
供給する供給系を有する化学気相成長装置を第３図に示
す。バブリングガスをマスフローコントローラー303に
より制御し、バブラー301内に導入する。バブラー301内
でバブリングにより気化された原料ガスは、バブリング
ガスとともに加熱された導入配管311へ送られる。成膜
時には切り換えバルブ305を開け、膜形成を行なう反応
部304に導入する。成膜を行なわない場合、305の切り換
えバルブを閉め、逆に306の切り換えバルブを開けて直
接排気している。
この第３図に示した様な従来の化学気相成長装置で
は、305と306のバルブを切り換えた時に原料ガス流量が
不安定になり、安定な膜成長を行なうことができないと
いう問題がある。
は、305と306のバルブを切り換えた時に原料ガス流量が
不安定になり、安定な膜成長を行なうことができないと
いう問題がある。
このバブル切り換え時の液体ガス流量の不安定性はバ
イプスラインと反応部のコンダクタンスの違いにより、
バブラー内の圧力が変動するという現象に起因する。原
理的には原料ガス流量QLは次式で与えられる。
イプスラインと反応部のコンダクタンスの違いにより、
バブラー内の圧力が変動するという現象に起因する。原
理的には原料ガス流量QLは次式で与えられる。
QL＝QB・PL/（PO/PL） ここでQBはバブリングガス流量,PL液体原料の蒸気圧,
POはバブラー内圧力である。バブリングガス流量QBはマ
スフローコントローラで制御されており、また液体原料
の蒸気圧PLも液体原料の温度をコントロールすることで
制御される。しかし従来技樹では導入配管側のコンダク
タンスの変化によってバブラー内の圧力P0の変動が生
じ、原料ガス流量QLが安定しなくなってしまう。安定し
た原料ガス流量を得るためにはバブラー内圧力の変動を
抑える必要がある。
POはバブラー内圧力である。バブリングガス流量QBはマ
スフローコントローラで制御されており、また液体原料
の蒸気圧PLも液体原料の温度をコントロールすることで
制御される。しかし従来技樹では導入配管側のコンダク
タンスの変化によってバブラー内の圧力P0の変動が生
じ、原料ガス流量QLが安定しなくなってしまう。安定し
た原料ガス流量を得るためにはバブラー内圧力の変動を
抑える必要がある。
本発明の化学気相成長装置は、液体原料をバブリング
により気化し、成膜用原料ガスを作製する気化部と基板
への成膜を行う反応部とを有する化学気相成長装置であ
って、前記気化部と前記反応部との間の配管に、前記反
応部での圧力変動による前記気化部内の圧力変動を緩和
するために、前記気化部と前記反応部との間の配管体積
に比べ大きな体積の容器を用いた圧力緩衝器を有するこ
とを特徴とする。また、他の本発明の化学気相成長装置
は、上記に加え、前記圧力緩衝器が前記気化部および前
記気化部と前記圧力緩衝器との間の配管より高温に保た
れ、前記反応部と前記圧力緩衝器との間の配管よりも低
温に保たれていることを特徴とする。
により気化し、成膜用原料ガスを作製する気化部と基板
への成膜を行う反応部とを有する化学気相成長装置であ
って、前記気化部と前記反応部との間の配管に、前記反
応部での圧力変動による前記気化部内の圧力変動を緩和
するために、前記気化部と前記反応部との間の配管体積
に比べ大きな体積の容器を用いた圧力緩衝器を有するこ
とを特徴とする。また、他の本発明の化学気相成長装置
は、上記に加え、前記圧力緩衝器が前記気化部および前
記気化部と前記圧力緩衝器との間の配管より高温に保た
れ、前記反応部と前記圧力緩衝器との間の配管よりも低
温に保たれていることを特徴とする。
次に本発明について図面を参照して説明する。第１図
は本発明の第１の実施例で、液体原料としてTFOS（テト
ラエチルオルソシリケイト）、酸化剤としてオゾンを用
いてシリコン酸化膜を形成する分散型常圧気相成長装置
の概略図である。101はTEOSを気化するバブラー、102は
TEOSを加熱するヒーターで、TEOSの液温を65℃に保つ。
TEOSのバブリングガスとしてN2を用い、103のマスフロ
ーコントローラーで制御しバブラー101内へ導入する。
バブラー内でバブリングされたTEOSの一部は気化し、TE
OSとN2の混合ガスとして104導入配管へ送られる。
は本発明の第１の実施例で、液体原料としてTFOS（テト
ラエチルオルソシリケイト）、酸化剤としてオゾンを用
いてシリコン酸化膜を形成する分散型常圧気相成長装置
の概略図である。101はTEOSを気化するバブラー、102は
TEOSを加熱するヒーターで、TEOSの液温を65℃に保つ。
TEOSのバブリングガスとしてN2を用い、103のマスフロ
ーコントローラーで制御しバブラー101内へ導入する。
バブラー内でバブリングされたTEOSの一部は気化し、TE
OSとN2の混合ガスとして104導入配管へ送られる。
成膜前にはTEOS,N2の混合ガスは106のバイパスライン
より直接排気管へ排出する。成膜時には切り換えバルブ
115を閉じ、逆に切り換えバルブ114を開けて、ディスパ
ージョンヘッド112TEOS,N2混合ガスを導入する。基板上
でO3ガスと反応させ、シリコン酸化膜の成膜を行なう。
バイパスラインからディスパージョンヘッドガスを切り
換える際に生ずる、コンダクタンスの差によるバブラー
内の圧力変動は、圧力緩衝部を有しているため±0.1×1
05Paと非常に小さい。なお、TEOSの凝結を防止するため
に、バブラーから圧力緩衝部までの配管温度は70℃，圧
力緩衝部の温度は80℃，圧力緩衝部から反応部までの配
管温度は85℃にヒーターによって加熱制御する。この様
にバブラー内の圧力変動が小さいことにより、特に成膜
初期に起こるTEOSの不安定供給が解消され、一定なシリ
コン酸化膜の成膜速度に得られる。形成されたSiO2膜は
厚さ方向に対して膜質が均一である。
より直接排気管へ排出する。成膜時には切り換えバルブ
115を閉じ、逆に切り換えバルブ114を開けて、ディスパ
ージョンヘッド112TEOS,N2混合ガスを導入する。基板上
でO3ガスと反応させ、シリコン酸化膜の成膜を行なう。
バイパスラインからディスパージョンヘッドガスを切り
換える際に生ずる、コンダクタンスの差によるバブラー
内の圧力変動は、圧力緩衝部を有しているため±0.1×1
05Paと非常に小さい。なお、TEOSの凝結を防止するため
に、バブラーから圧力緩衝部までの配管温度は70℃，圧
力緩衝部の温度は80℃，圧力緩衝部から反応部までの配
管温度は85℃にヒーターによって加熱制御する。この様
にバブラー内の圧力変動が小さいことにより、特に成膜
初期に起こるTEOSの不安定供給が解消され、一定なシリ
コン酸化膜の成膜速度に得られる。形成されたSiO2膜は
厚さ方向に対して膜質が均一である。
第２図は、本発明の第２の実施例で液体原料としてTE
OS（テトラエチルオルソシリケイト）、酸化剤としてO2
を用いてシリコン酸化膜を形成するプラズマ気相成長装
置の概略図である。
OS（テトラエチルオルソシリケイト）、酸化剤としてO2
を用いてシリコン酸化膜を形成するプラズマ気相成長装
置の概略図である。
201はTEOSを気化するバブラーで、内部のTEOS206は恒
温槽によって37℃に保たれる。TEOSのバブリングガスと
してHeを用い、203のマスフローコントローラーで制御
し、バブラー201内へ導入する。バブラー内でバブリン
グされたTEOSの一部は気化し、TEOSとHeの混合ガスとし
て212導入配管へ送られる。なお、TEOSの凝結を防止す
るために、バブラーから圧力緩衝部までの配管温度は50
℃、圧力緩衝部の温度は80℃、圧力緩衝部から反応部ま
での配管温度は85℃にヒーターを用いて加熱制御する。
温槽によって37℃に保たれる。TEOSのバブリングガスと
してHeを用い、203のマスフローコントローラーで制御
し、バブラー201内へ導入する。バブラー内でバブリン
グされたTEOSの一部は気化し、TEOSとHeの混合ガスとし
て212導入配管へ送られる。なお、TEOSの凝結を防止す
るために、バブラーから圧力緩衝部までの配管温度は50
℃、圧力緩衝部の温度は80℃、圧力緩衝部から反応部ま
での配管温度は85℃にヒーターを用いて加熱制御する。
成膜前にTEOSとHeの混合ガスは、マスフローコントロ
ーラー207で流量制御されたO2と混合され、209のシャワ
ー電極より反応室208内へ導入される。HeとO2の設定流
量は、500SCCMである。また反応室208内の圧力は9Torr
に設定する。
ーラー207で流量制御されたO2と混合され、209のシャワ
ー電極より反応室208内へ導入される。HeとO2の設定流
量は、500SCCMである。また反応室208内の圧力は9Torr
に設定する。
成膜時にはシャワー電極に13.56MHz,500Wの高周波電
力を印加する。高周波を印加すると反応室208内の原料
ガスが分解され、体積膨張を起こす。従って反応室内の
圧力は瞬間的に約18Torrまで増加し、その後反応室の圧
力コントローラーによって数秒後に設定圧力9Torrへ収
束する。バブラーと反応室間に圧力緩衝部を有しない従
来のバブリングシステムでは、高周波印加時の圧力増加
がバブラーまで及びバブラー内の圧力が不安定になり、
TEOSの気化量が安定しない。従って形成されたシリコン
酸化膜の初期層には組成や膜質の違う層が存在してしま
う。
力を印加する。高周波を印加すると反応室208内の原料
ガスが分解され、体積膨張を起こす。従って反応室内の
圧力は瞬間的に約18Torrまで増加し、その後反応室の圧
力コントローラーによって数秒後に設定圧力9Torrへ収
束する。バブラーと反応室間に圧力緩衝部を有しない従
来のバブリングシステムでは、高周波印加時の圧力増加
がバブラーまで及びバブラー内の圧力が不安定になり、
TEOSの気化量が安定しない。従って形成されたシリコン
酸化膜の初期層には組成や膜質の違う層が存在してしま
う。
しかし第２図に示す本発明の気相成長装置では、反応
室208での圧力変動は圧力緩衝器205によって緩和され、
バブラー内の圧力変動は±1Torrに収まる。またバブラ
ー内の圧力変動の回復時間は、反応室の圧力変動の回復
時間よりも速い。これにより、TEOSの安定供給が実現で
きる。
室208での圧力変動は圧力緩衝器205によって緩和され、
バブラー内の圧力変動は±1Torrに収まる。またバブラ
ー内の圧力変動の回復時間は、反応室の圧力変動の回復
時間よりも速い。これにより、TEOSの安定供給が実現で
きる。
以上説明した様に本発明は、液体原料の気化部と反応
部間の配管に圧力緩衝部を有しているので、反応部で生
じる圧力変動は、圧力緩衝部で緩和され、気化部内の圧
力変動が抑制される。それにより液体原料ガス流量は安
定供給され、安定な成膜速度，均一な膜質が得られると
いう効果を有する。
部間の配管に圧力緩衝部を有しているので、反応部で生
じる圧力変動は、圧力緩衝部で緩和され、気化部内の圧
力変動が抑制される。それにより液体原料ガス流量は安
定供給され、安定な成膜速度，均一な膜質が得られると
いう効果を有する。
また、本発明の化学気相成長装置は、前記圧力緩衝器
が前記気化部および前記気化部と前記圧力緩衝器との間
の配管より高温に保たれ、前記反応部と前記圧力緩衝器
との間の配管よりも低温に保たれているため原料ガスが
配管の中を進むにつれて冷却され、凝結する事を完全に
防止できるという効果を有する。
が前記気化部および前記気化部と前記圧力緩衝器との間
の配管より高温に保たれ、前記反応部と前記圧力緩衝器
との間の配管よりも低温に保たれているため原料ガスが
配管の中を進むにつれて冷却され、凝結する事を完全に
防止できるという効果を有する。
第１図は本発明の第１実施例で常圧気相成長法を用いた
場合の装置概略図、第２図は第２実施例でプラズマ気相
成長法を用いた場合の装置概略図、第３図は従来の気相
成長装置の概略図である。 101……バブラー、102……ヒータ、103……マスフロー
コントローラー、104……導入配管、105……圧力緩衝
部、106……バイパスライン、107……マスフローコント
ローラー、108……オゾナイザー、109……シリコン基
板、110……ヒーター、111……サセプター、112……デ
ィスパージョンヘッド、113……排気管、114……切り換
えバルブ、115……切り換えバルブ、116……TEOS、201
……バブラー、202……恒温槽、203……マスフローコン
トローラー、204……導入配管、205……圧力緩衝部、20
6……TEOS、207……マスフローコントローラー、208…
…反応室、209……シャワー電極、210……シリコン基
板、211……サセプター、301……バブラー、302……ヒ
ーター、303……マスフローコントローラー、304……反
応部、305……切り換えバルブ、306……切り換えバル
ブ、307……排気管、308……バブリングガス供給配管、
309……加熱ヒーター、310……液体原料、311……導入
配管、312……バイパスライン。
場合の装置概略図、第２図は第２実施例でプラズマ気相
成長法を用いた場合の装置概略図、第３図は従来の気相
成長装置の概略図である。 101……バブラー、102……ヒータ、103……マスフロー
コントローラー、104……導入配管、105……圧力緩衝
部、106……バイパスライン、107……マスフローコント
ローラー、108……オゾナイザー、109……シリコン基
板、110……ヒーター、111……サセプター、112……デ
ィスパージョンヘッド、113……排気管、114……切り換
えバルブ、115……切り換えバルブ、116……TEOS、201
……バブラー、202……恒温槽、203……マスフローコン
トローラー、204……導入配管、205……圧力緩衝部、20
6……TEOS、207……マスフローコントローラー、208…
…反応室、209……シャワー電極、210……シリコン基
板、211……サセプター、301……バブラー、302……ヒ
ーター、303……マスフローコントローラー、304……反
応部、305……切り換えバルブ、306……切り換えバル
ブ、307……排気管、308……バブリングガス供給配管、
309……加熱ヒーター、310……液体原料、311……導入
配管、312……バイパスライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/31 C23C 16/00 - 16/56
Claims (2)
- 【請求項１】液体原料をバブリングにより気化し、成膜
用原料ガスを作製する気化部と基板への成膜を行う反応
部とを有する化学気相成長装置において、前記気化部と
前記反応部との間の配管に、前記反応部での圧力変動に
よる前記気化部内の圧力変動を緩和するために、前記気
化部と前記反応部との間の配管体積に比べ大きな体積の
容器を用いた圧力緩衝器を有することを特徴とする化学
気相成長装置。 - 【請求項２】前記圧力緩衝器が前記気化部および前記気
化部と前記圧力緩衝器との間の配管より高温に保たれ、
前記反応部と前記圧力緩衝器との間の配管よりも低温に
保たれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の化学気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2118161A JP3063113B2 (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | 化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2118161A JP3063113B2 (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | 化学気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414827A JPH0414827A (ja) | 1992-01-20 |
| JP3063113B2 true JP3063113B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=14729615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2118161A Expired - Fee Related JP3063113B2 (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | 化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063113B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06240456A (ja) * | 1992-12-21 | 1994-08-30 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置のアルミニウム配線の形成方法及び装置 |
| WO2009146432A1 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Colorado State University Research Foundation | Plasma-based chemical source device and method of use thereof |
-
1990
- 1990-05-08 JP JP2118161A patent/JP3063113B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414827A (ja) | 1992-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100222344B1 (ko) | 화학 기상 성장 장치 | |
| JP2553946B2 (ja) | 基板表面処理用ガスの供給方法 | |
| US20060068599A1 (en) | Methods of forming a thin layer for a semiconductor device and apparatus for performing the same | |
| WO2008024566A2 (en) | Overall defect reduction for pecvd films | |
| KR970067623A (ko) | 할로겐 도핑된 산화 실리콘막의 막 안정성 개선을 위한 방법 및 그 장치 | |
| JPH06240456A (ja) | 半導体装置のアルミニウム配線の形成方法及び装置 | |
| JP3063113B2 (ja) | 化学気相成長装置 | |
| JPWO2005024926A1 (ja) | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 | |
| JPH04214870A (ja) | 化学気相成長装置 | |
| JP3068372B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH04318174A (ja) | Ｔｅｏｓガス供給装置 | |
| KR100226763B1 (ko) | 화학기상증착 장치를 이용한 박막 형성방법 | |
| JP2904958B2 (ja) | 酸化タンタル薄膜製造装置 | |
| JPH05291144A (ja) | 化学気相成長装置及びその気化器 | |
| JP3090751B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH08279466A (ja) | 半導体製造装置 | |
| KR950007197B1 (ko) | 수증기의 공급장치 및 그 제어방법 | |
| JP2723053B2 (ja) | 薄膜の形成方法およびその装置 | |
| JPS6052578A (ja) | 窒化シリコン膜の形成方法 | |
| JP2002134502A (ja) | 半導体基板上のシリコン重合体絶縁膜及び膜を形成する方法 | |
| KR100852995B1 (ko) | 반도체 기판상에 저 유전율을 갖는 막을 형성하는 방법 | |
| JP3827869B2 (ja) | 半導体製造装置およびそのクリーニング方法 | |
| JP2001274147A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH07335643A (ja) | 成膜方法 | |
| JP3154448B2 (ja) | 選択成長方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |