JP3893177B2 - Vaporizer, CVD apparatus, and thin film manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学気相成長(以下、CVDと略記する。)法を用いて種々の薄膜を形成する薄膜形成装置、特に、液体原料を気化して薄膜形成装置に供給する気化装置及び該気化装置を用いたCVD装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高密度かつ高集積化は急速な進展を見せており、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ(=DRAM)に代表される半導体メモリにおいてもその集積度は向上の一途にある。しかしながら、DRAMにおいて各セルに蓄積される電荷量は集積度によらずほぼ一定の値を維持する必要がある。従来のDRAMは、容量膜であるシリコン酸化膜の膜厚を薄くすることなどにより電荷量を一定値に維持していたが、薄膜化が限界に近づいているため、異なるアプローチによって容量の確保を行なう必要がでてきた。この対策として、容量膜に高誘電率の材料を用いる動きがある。例えば、1GbitのDRAMにおいては比誘電率が25程度の酸化タンタルを用いることが有力視され、1Gbitを越えるDRAMについては比誘電率が数100以上のチタン酸バリウムストロンチウム(=BST)やチタン酸ジルコン酸鉛(=PZT)を用いることが有力視されている。
【0003】
一般に、DRAMの基板上の段差部を有するキャパシタ用電極上にBSTやPZTの容量膜を形成するには、カバレッジが良好なCVD法を用いるのが最も有効である。以前はβ−ジケトン系のジピバロイルメタン(=DPM)等を配位させた金属錯体材料を昇華させることによりBSTやPZTの原料ガスを得ていた。近年、原料ガスの供給を安定して行なえるため、これらの金属錯体材料を溶媒に溶解し、その溶液を気化させることにより原料ガスを得る方法が主流となりつつある。
【0004】
このような、従来の溶液気化方式のCVD装置の例として特開平7−94426に開示されているCVD装置が挙げられる。
【0005】
以下、従来の溶液気化方式のCVD装置を図面を参照しながら説明する。
【0006】
図6は従来のCVD装置の構成断面図である。図6に示すように、本CVD装置は大別して、気化原料を生成する気化器101と該気化器101から供給される気化原料を加熱して反応させる反応炉150とにより構成されている。
【0007】
液体原料を気化させる気化室102を有する気化器101には、気化室102の周囲の壁材の内部に該気化器101を所定温度に加熱するヒータ103が埋設されている。さらに、気化器101には、気化室102において生成された気化原料を反応炉150に搬送する希釈ガスを気化室102に高速に流入させるための先細の絞り部104aをその先端部に有するテーパ状細管104と、気化室102において生成された気化原料を反応炉150に供給する原料ガス輸送管105とが接続されている。気化室102における原料ガス輸送管105の開口部付近には気化原料に混入する異物をろ過するフィルター106が設けられている。原料ガス輸送管105の周囲には、所定温度よりも低下することにより生じる気化原料の再結露を防止するために所定温度に保つ保温用ヒータ107が所定間隔を空けたらせん状に設けられている。
【0008】
テーパ状細管104の上流端は希釈ガスの流量を調節する希釈ガス供給器110に接続されている。また、テーパ状細管104の内部には、液体原料を気化室102に供給する液体原料供給管111がテーパ状細管104の中心部を軸線方向に延びるように設けられている。液体原料供給管111の下流端はテーパ状細管104の絞り部104aの下流端にノズル111aとして開口しており、液体原料供給管111の上流端は、テーパ状細管104の上流端の近傍においてテーパ状細管104の径方向の外向きに屈曲して該テーパ状細管104の側面を内側から外側に貫通し、液体原料の流量を調節する液体原料供給器112に接続されている。液体原料供給器112の上流側は液体原料を収容する原料容器113に接続されている。原料容器113に上部には液体原料供給器112に液体原料を圧送する圧送ガス管114が接続されている。
【0009】
反応炉150の内部には、基板151を保持する基板保持台152が設けられ、反応炉150の側壁には反応路150を加熱する反応炉加熱手段153が設けられ、反応炉150の上部には気化原料と反応させる反応ガスを反応炉150内に供給する反応ガス輸送管が設けられている。
【0010】
以下、前記のように構成された従来のCVD装置の動作を説明する。
【0011】
まず、原料容器113内の液体原料は、圧送ガス管114を通って送られてくる圧送ガスによって加圧され、加圧された状態の液体原料は液体原料供給器112によって流量が調節された後、液体原料供給管111を通ってノズル111aの先端にまで送られる。
【0012】
一方、希釈ガス供給器110により流量が調節された希釈ガスはテーパ状細管104に送られ、該テーパ状細管104の先端部の絞り部104aにおいて希釈ガスはその流速を速める。その結果、流速が速い希釈ガスによってノズル111aの先端から出る液体原料は細かな液滴となり気化器101の気化室102内に噴射される。気化器101は加熱ヒータ103により例えば200℃に加熱されているため、噴射された液滴よりなる液体原料は気化室102の内壁に触れたり、又は内壁の輻射熱によって気化する。気化した原料ガスはフィルター106を通過し、再結露を防止する保温用ヒータ107により保温された原料ガス輸送管105を通って反応炉150に供給される。
【0013】
なお、フィルター106は、気化室102において十分に気化しなかった液体原料の微粒子や、固化してしまった粒子を再蒸発させたりトラップしたりするために設けられている。反応炉105の側壁も気化された原料が結露するのを防止する反応炉加熱手段153によって所定温度に設定されている。また、例えば酸化剤としての酸素ガスが原料ガス輸送管105とは別系統の反応ガス輸送管154を通して反応炉150に供給される。これにより、基板保持台152の基板保持面に成膜を行なう基板151を載置し、原料ガス分解温度以上に基板151を昇温すると、基板151の表面上で原料ガスの分解と酸化とが同時に進行するため、基板151の表面に酸化物薄膜が成膜される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のCVD装置は、液体原料供給管111及びそのノズル111aに液体原料を供給することにより該液体原料を細かな液滴としているため、装置停止時に、ノズル111aに至る配管に残留する液体原料の変質や析出による目詰まりを防止する必要がある。従って、装置停止ごとに残留液体原料を除去する手順を経る必要があり、装置の運用に煩雑さを生じるだけでなく、目詰まり除去に専用の配管を設ける必要があるなど、装置構成が複雑になるという問題を有していた。
【0015】
また、気化器101による液体原料の微粒化には限界があり、また細管から出る液体を高速の気流によって液滴を生成するという原理上、比較的径が大きな液滴が生じるなど、その気化される原料は不均一さを伴わざるを得なかった。このため、十分に気化せず気化器を通過する液体原料が存在する一方で、逆に過熱されることにより固体成分が析出してしまうことになる。これに対処するため、フィルター106を設けてこれらの液体原料や固体成分を除去しているが、フィルター106を設けたために該フィルター106を定期的に交換する必要が生じ、装置の連続運用ができないという問題を有していた。また、フィルター106はその運用の状況に応じて該フィルター106を通過する気化原料の流量に変化が生じるため、結果として気化原料の供給量に経時的な変化を引き起こすので、実際の成膜にあたっては経験に頼る部分が大きくなり、汎用的なCVD装置として利用できないという問題を有していた。
【0016】
本発明は、前記従来の問題を一挙に解決し、経時変化を伴わず且つ安定した気化原料を生成できるようにし、汎用的で高品質な成膜ができるようにすることを目的とする。
【0017】
【課題を解決する手段】
前記の目的を達成する本発明に係る気化装置は、
液体原料を収納する液体原料容器と、
前記液体原料容器に設けられ、前記液体原料の液面を超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる超音波発振器と、
前記液滴と混合され該液滴を搬送するための搬送用ガスを前記液体原料容器内に供給する搬送用ガス供給管と、
前記液体原料容器内で前記搬送用ガスに混合された前記液滴を搬送しながら加熱手段で加熱して気化することにより気化原料を生成すると共に、生成された気化原料を搬送する気化原料搬送管とを備えている気化装置であって、
前記気化原料搬送管の内部に設けられ、該気化原料搬送管の内壁面に付着する前記液滴が前記液体原料に混入することを防止する混入防止手段をさらに備えていることを特徴とする。
【0018】
前記混入防止手段は、前記気化原料搬送管の内径が部分的に拡大している拡大部と、前記拡大部に設けられ、頂点が搬送方向に位置し且つ周端部が前記拡大部における前記気化原料搬送管の内壁面よりも外側に位置する円錐状体とを有していることが好ましい。
【0019】
前記気化原料搬送管内を搬送される前記液滴が前記加熱手段により加熱される前に気化しないよう前記液滴を冷却する冷却手段をさらに備えていることが好ましい。
【0020】
前記冷却手段は前記液滴を室温程度に冷却することが好ましい。
【0021】
前記の目的を達成する本発明に係るCVD装置は、上記の気化装置と、
前記気化装置の前記気化原料搬送管の搬出側と接続され、該気化原料搬送管により搬送されてきた前記気化原料を加熱して反応させる反応炉と、
前記反応炉の内部に設けられ、基板を保持する基板保持台と、
前記反応炉に設けられ、該反応炉を加熱する反応炉加熱手段とを備えていることを特徴とする。
【0022】
前記基板保持台は、前記基板を所定の温度に加熱する基板加熱手段を有していることが好ましい。
【0023】
前記気化原料と反応する反応ガスを前記反応炉内に供給する反応ガス供給管をさらに備えていることが好ましい。
【0024】
前記反応ガス供給管から供給される前記反応ガスはO2,NO,N2O及びO3のうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。
【0025】
前記の目的を達成する本発明に係る薄膜製造方法は、上記の気化装置によって液体原料から気化原料を生成し、反応炉内部に設置され前記気化原料が分解する温度以上にされた基板の表面において、前記気化原料を分解し、前記基板上に薄膜を堆積することを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】
(第1の参考形態)
本発明の第1の参考形態を図面を参照しながら説明する。
【0027】
図1は本発明の第1の参考形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたCVD装置の構成断面図である。図1に示すように、CVD装置1は液体原料を気化した気化原料を生成する気化装置10Aと気化原料を加熱して反応させる反応炉50とにより構成されている。気化装置10Aは、成膜の原料である液体原料11を収納する液体原料容器12と、液体原料11を加熱して気化させることにより液体原料11から気化原料13を生成する気化器14とを備えている。液体原料容器12の底面下部には、液体原料11の液面を超音波15で振動させることにより液体原料11から微粒子状の液滴16を液体原料11の液面に生じさせる超音波発振器17が設けられている。液体原料容器12の上部には、液滴16と混合し液滴16を反応炉50に搬送するための不活性ガス、例えばアルゴンよりなる搬送用ガス18を供給する搬送用ガス供給管19と、液滴16が混合された搬送用ガス18を液体原料容器12から搬出する気化原料搬送管の一部としての搬出管20とが設けられている。気化器14は、搬出管20の搬出側の開口端に滑らかに接続される筒形状を有し、その外周面には気化器14の内部を流通する液滴16を気化させる加熱手段21が設けられている。なお、図示したように気化器14の径を搬出管20の径よりも大きくし、搬送用ガス18の流速を抑えることにより液滴16が十分に加熱されるようにしてもよい。また、気化器14は搬出管20の一部の外周面又は内周面に加熱手段21を設けて、搬出管20と一体的に形成されていてもよい。気化器14には、該気化器14によって気化された気化原料13を反応炉50に搬送する気化原料搬送管22が気化器14の搬出側の開口端に滑らかに接続されている。気化原料搬送管22の搬出側の開口端は反応炉50の上部に接続されている。なお、気化原料搬送管22の外周部には、気化原料13が冷えて再液化(=凝縮)することを防止する保温手段としての保温ヒーター23が装着されている。
【0028】
反応炉50には、その内部に反応室51が設けられており、反応室51の上部には、気化原料搬送管22の搬出側の開口端が接続され、先端部が末広がり形状の気化原料導入部52が設けられている。反応炉50の外壁面には、気化装置10Aから供給された気化原料の再結露を防ぐために反応路50の壁面の温度を調整する反応炉加熱手段53が設けられている。反応室51の底部には、基板保持面に被成膜対象の例えばシリコンよりなる基板54を保持する基板保持台55が設置され、該基板保持台55の基板保持部には基板54を所定の温度に加熱する基板加熱手段としてのシース抵抗ヒーター56が配置されている。また、反応室51の上部には、気化原料と反応する反応ガス57を反応室51に供給する反応ガス供給管58が設けられ、反応室51の底部から反応室51の排気を行なう排気手段59が排気管を通じて接続されている。
【0029】
以下、前記のように構成された気化装置10A及びCVD装置1の動作を説明する。まず、液体原料容器12内には、例えば、Ba(DPM)2 ,Sr(DPM)2 及びTiO(DPM)2 をモル比1:1:2の割合で、且つ、全体で0.1mol/lの濃度になるようにTHF(テトラヒドロフラン)に溶解して生成された液体原料11が蓄えられている。液体原料容器12の底部の外側には、超音波発振器17が該底部に密着して設けられており、液体原料11の液面に向けて超音波15を発振する。超音波15は液体原料11内を伝播し、液体原料11の液面に到達して液体原料11の液面に超音波振動を発生させる。液体原料11は液体としての粘性を有しており、単に振動するだけでなく、液面の振動により液体自体に慣性力が働くため、液体原料11の一部が液面の一部から微粒子状の液滴16となって液体原料容器12の上方の空間部に放出される。
【0030】
なお、超音波発振器17は液体原料容器12の底部の外側に設けられているが、これに限らず、液体原料容器12内の底面上であってもよい。また、液体原料容器12の底部に限らず、側部であってもよい。
【0031】
次に、液体原料容器11には搬送用ガス供給管19を通して搬送用ガス18が供給されており、液体原料容器12の上方の空間部に放出された多数の液滴16はこの搬送用ガス18と混合され混合ガスとなって、液体原料容器12の搬出管20から搬出され気化器14に運ばれる。気化器14は加熱手段21によって、液滴16が気化し且つ溶解されている原料のBa(DPM)2 ,Sr(DPM)2 及びTiO(DPM)2 が分解しない温度、例えば250℃に設定されており、液滴16は昇温され気化して気化原料13となる。
【0032】
従来のノズル噴射方式では、液体原料の微粒化には限界があり、液滴の径が最小でも数10μm程度であったが、本参考形態においては、平均粒径が数μm程度の極めて細かな液滴16を得ることができる。このため、液滴16の昇温及び気化が高速に行なわれると共に、簡単な原理で超微粒子状の液体原料を得られるため、液体原料の粘度が安定であれば、超音波の強度で液滴16の供給量が制御できる。従って、粒径の再現性も高いため、安定した気化原料を供給することができる。
【0033】
次に、気化原料13は搬送用ガス18と共に気化原料搬送管22を搬送され反応炉50に供給される。気化原料搬送管22は該気化原料搬送管22に装着されている保温ヒーター23により、例えば200℃に保温されているため、気化原料13は再液化することなく良好な気化状態を保持しつつ、反応炉50の気化原料導入部52から反応室51に導入される。反応炉50の壁面は、例えば、200℃に設定されたオイルを循環する反応炉加熱手段53によって反応室51内の温度が制御されており、反応室51において気化原料13が再液化することを防止している。一方、反応炉50には反応ガス供給管58から、例えば酸素ガスなどの反応ガス57が供給され、気化原料13と共に基板保持台55の基板保持部に載置されている基板54の表面に達する。基板54は基板保持台55の基板保持部に配置されているシース抵抗ヒーター56によって加熱され昇温されている。
【0034】
基板54の温度は成膜される膜の結晶状態などを大きく左右する重要なパラメータであるが、本参考形態では、例えば430℃に設定することにより、粒径が小さなBST膜が形成される。未反応の気化原料13や反応ガス57又は反応によって生成した不要なガス等は排気手段59を通じて反応室51の底部から外部に排気される。
【0035】
以上説明したように、本参考形態によると、液体原料11の液面を超音波振動させることにより微粒子状の液滴16が発生するため、従来の噴霧器と異なり極めて粒径が細かい微粒化された液体原料を生成することができる。その結果、良好な気化状態を実現できるため、従来のようにノズル部分でのパイプの目詰まりやろ過フィルターの交換等のメンテナンスが不要となる。
【0036】
従って、微粒化液体原料、すなわち液滴16の供給量に経時的変化を伴わないため、長期間にわたって安定した気化原料の供給が可能となり、気化装置10Aを用いたCVD装置1によると、組成や成膜速度の再現性が極めて良好になる。
【0037】
なお、本参考形態では、反応室51に酸素ガスよりなる反応ガス57を供給したが、特に反応ガス57が必要でなければ、反応ガス供給管58を省略した装置構成であってもよい。
【0038】
また、本参考形態は成膜される膜の種類に限定されるものではなく、液体原料又は溶液原料が分解温度以下で得られる原料を有する材料であれば、成膜が可能である。
【0039】
また、複数の元素からなる膜を形成するには、超音波発信器17がそれぞれ設けられている液体原料の数分の液体原料容器12,12,…を用いてこれらの原料が個々に溶解された液体原料11,11,…をそれぞれ微粒化した後、混合し気化してもよい。ちなみに、この混合処理は気化した後であってもよいことは容易に類推される。
【0040】
また、本参考形態及び以下に説明する各実施形態・参考形態においても、成膜される膜の材質については一例を示したに過ぎず、液体原料11が得られるものであれば他の材質の膜形成も同様に行なえることは言うまでもない。
【0041】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【0042】
図2は本発明の第1の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたCVD装置の構成断面図である。図2に示すように、CVD装置1は液体原料を気化した気化原料を生成する気化装置10Bと気化原料を加熱して反応させる反応炉50とにより構成されている。なお、本実施形態のCVD装置1は、第1の参考形態のCVD装置1とは気化装置10Bのみが異なるため、第1の参考形態と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図2に示すように、搬出管20における気化器14の搬入側には、搬出管20の内径が部分的に拡大された拡大部31と該拡大部31の内部に頂点が搬送方向に位置する円錐状体30とを有する混入防止手段が設けられている。円錐状体30の周端部は拡大部31における搬出管20の内壁面よりも外側に位置するように設けられており、搬出管20の内壁面に付着する不要な液滴16aが落下して液体原料11に混入するのを確実に防ぐことができる。円錐状体30の上面に落下した不要な液滴16aは、拡大部31に設けられた受皿にいったん溜められ、受皿に溜まった液滴16aは拡大部31に設けられた排出管32を通って外部に排出される。
【0043】
なお、本実施形態においては、搬出管20が液体原料容器12の液面に対して垂直に延びるように接続されているが、必ずしもこれに限るものではなく、該液面に対して水平方向に延びるように接続されていてもよい。ただし、搬出管20が水平方向に延びる場合は、円錐状体30は必ずしも必要ではないが、搬出管20の内壁面に付着する不要な液滴16aが液体原料容器12に逆流しないようにトラップする、例えば拡大部31のようなトラップ部と該トラップ部に溜まる不要な液滴16aを搬出管20の外に排出する排出管32とは設けてあることが好ましい。
【0044】
また、円錐状体30と加熱手段21を有する気化器14との間に、搬出管20の温度上昇を防止する冷却水34A、34Bをその内部に循環させて搬出管20の温度を所定の温度に保つ冷却手段33が搬出管20の外周部に設けられている。冷却手段33の設定温度は液滴16が分解しない温度、例えば200℃以下であればよいが、本実施形態においては気化状態のムラをなくすため室温に近い25℃としている。
【0045】
なお、混入防止手段及び冷却手段33は必ずしも両方を備えている必要はなく、いずれか1つを備えていてもよい。
【0046】
以下、前記のように構成された気化装置10B及びCVD装置1の動作を説明する。第1の参考形態の気化装置10Aにおいて、搬出管20の内壁に不要な液滴16aが付着した場合に、これらの液滴16aが液体原料容器12に逆流し、液体原料11に混入してしまうことも考えられる。液体原料11が変質しやすい材料であれば、不要な液滴16aが液体原料11に混入すると、不要な液滴16aの溶媒に対する成分比は液体原料11の溶媒に対する成分比と比べて変化している可能性があるため、液体原料11の質が低下してしまい、成膜される膜質の低下や、供給の不安定を引き起こす場合も考えられる。
【0047】
従って、本実施形態の気化装置10Bは、液体原料容器12内に不要な液滴16aが流入しないように搬出管20の内部に円錐状体30を設けている。円錐状体30や搬出管20に付着した液滴16aは重力により落下し、拡大部31により受けられ排出液となる。排出液は排出管32を通って外部に排出される。
【0048】
なお、排出液が変質しない場合は、該排出液を液体原料11として再利用できることはいうまでもなく、効率的な利用を図ることができる。
【0049】
一方、本気化装置10Bの気化原理によると、液体原料11の液面を超音波を用いて振動させることにより極めて微細な液体原料が得られるため、均一且つ良好な気化原料が得られることは第1の参考形態で説明した通りである。しかしながら、液体原料11が未だ開発途上にあり、完全ではないので、長期間の使用によっては、搬出管20の内壁面に液体原料11から析出する固形物が付着することが考えられる。第1の参考形態の気化装置10Aにおいては、気化器14を加熱手段21を用いて加熱した際に、加熱手段21の熱が熱伝導により搬出管20に伝わるため、該搬出管20の温度が上昇してしまう。その結果、液体原料11から析出する固形物が搬出管20の内壁面に付着してしまい、固形物の清掃や搬出管20の交換に手間がかかることも考えられる。
【0050】
本実施形態においては、搬出管20の気化器14付近に、冷却水34A,34Bにより搬出管20を冷却する冷却手段33を設けることにより、搬出管20の温度上昇を防止している。これにより、搬出管20の内壁面に固形物が付着することはなくなり、該固形物は気化器14のみに付着するようになり、気化器14の洗浄又は交換を行なうだけでCVD装置1の運用が可能となる。
【0051】
なお、混入防止手段は気化器14で生じる固形物が液体原料容器12内に落下するのを防止する効果も有している。
【0052】
このように、本実施形態に係る気化装置10Bによると、搬出管20に付着し落下して液体原料容器12に混入する不要な液滴16aを混入防止手段により防止することができるため、液体原料11が変質しやすい場合であっても、反応炉50に質が安定した気化原料13を供給することができる。
【0053】
また、搬出管20における該搬出管20と気化器14との接続部付近に冷却手段33を設けることにより、搬出管20の温度上昇が抑制されるため、搬出管20の内壁面において液体原料11から固形物が析出し付着することを防止し、CVD装置1の運用を容易にすることできる。
【0054】
なお、冷却手段33は冷却水33A,33Bを循環させる方式としたが、これに限らず、例えば、搬出管20にペルチェ素子を貼り付けるなどの別の方法を用いて冷却してもよい。
【0055】
(第2の参考形態)
以下、本発明の第2の参考形態を図面を参照しながら説明する。
【0056】
図3は本発明の第2の参考形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたCVD装置の構成断面図である。図3において、図1に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図3に示すように、本参考形態に係る反応炉50の内部には、その上部に気化原料生成部51Aが設けられ、その下部に仕切板により気化原料生成部51Aと仕切られた成膜部としての反応室51Bが設けられている。
【0057】
気化原料生成部51Aの内部には、気化装置10Cが配置され、該気化装置10Cは、底部の外側に密着されるように設けられた超音波発信器62を有する液滴生成手段としての霧化室61と、該霧化室61と配管によって接続され、霧化室61において生成された液滴16を加熱して気化させることにより液体原料11から気化原料13を生成する気化原料生成手段としての気化器14とにより構成されている。霧化室61の導入側には液体原料供給管63が接続されており、霧化室61は、液体原料供給管63と、例えば液体ポンプよりなる液体原料供給器64とを介して液体原料容器12に接続されている。また、霧化室61の上部における液体原料供給管63の導入側の開口部付近には、液滴16と混合され該液滴16を反応室51Bに搬送するための不活性ガス、例えばアルゴンよりなる搬送用ガス18を供給する搬送用ガス供給管19が設けられている。
【0058】
液体原料容器12には、例えば、TiO(DPM)2 をTHFに溶解した液体原料11が収納されている。
【0059】
以下、前記のように構成された気化装置10C及びCVD装置の動作を説明する。液体原料容器12内の液体原料11は、液体原料供給器64によってその流量が調節され、液体原料供給管63を通って霧化室61に供給される。霧化室61の底部の外側に設けられている超音波発振器62は超音波を発しており、霧化室61に供給された液体原料11は、霧化室61の超音波振動する底面に触れることにより、前記の参考形態と同様に、液体原料11が微粒化されて液滴16が生成される。液体原料11よりなる液滴16は搬送用ガス供給管19から供給される搬送用ガス18と混合されて気化器14に搬送された後、気化器14の外周面に設けられた加熱手段21により昇温され気化して気化原料13となる。気化器14において生成された気化原料13は、気化原料搬送管22及び反応室51Bの上部に設けられた気化原料導入部52を通って被成膜対象である、例えばシリコンよりなる基板54の上面に供給される。
【0060】
このように、本参考形態によると、反応炉50の内部を気化原料生成部51Aと成膜部としての反応室51Bとに分割し、外部から反応炉50の内部に液体原料11を供給するため、気化装置10Cの小型化が図れるので、CVD装置の配置の自由度が向上する。
【0061】
また、反応炉50の内部に気化原料生成部51Aを配置し、且つ、反応炉加熱手段53によって、気化原料生成部51Aは例えば温度が200℃になるように保温されている。これにより、第1の参考形態又は第1の実施形態に示した気化原料搬送管22を保温する保温ヒーター23を不要にすることができる。
【0062】
一般に、気化原料ガス13は厳密な温度制御が必要とされているため、本参考形態のように反応炉50内で一括して温度制御することにより、装置構造の簡略化と制御容易性とを図ることができる。
【0063】
このように、本参考形態に係る気化装置10Cによると、液体原料11を外部から供給することにより装置の小型化が達成され、配置の自由度が向上する。さらに本気化装置を用いたCVD装置においては、温度制御された反応炉50内に気化装置10Cを配置することにより、気化原料13の温度制御が容易になると共に、CVD装置の構造を簡略化することができる。
【0064】
なお、液体原料供給管63の温度上昇に伴い、液体原料11が霧化室61の入口付近で沸騰するのを防止するため、液体原料供給管63における霧化室61の搬入部付近に冷却手段を設けてもよい。
【0065】
また、超音波発信器62を霧化室61の底部の外側に設けたが、これに限らず、霧化室61内の底面上であってもよい。
【0066】
(第3の参考形態)
以下、本発明の第3の参考形態を図面を参照しながら説明する。
【0067】
図4は本発明の第3の参考形態に係る気化装置の構成断面図である。図4において、図3に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図4に示す気化装置10Dは、図3に示す反応炉50の内部が仕切られた気化原料生成部51Aに配置されている霧化室61と気化器14とよりなる気化装置10Cが一体に構成されている。気化装置10Dには、その内部に1つの空間部よりなる気化室65が設けられ、その底部の外側には液体原料11から微粒子状の液体原料を生成する超音波発振器62が設けられている。気化装置10Dの搬入側には、図示されていない液体原料容器内の液体原料11を気化装置10Dに供給する液体原料供給管63と、気化原料13に混合され該気化原料13を図示されていない反応室に搬送する搬送用ガス18を供給する搬送用ガス供給管19とが独立に接続されている。気化装置10Dの搬送方向の外周面には液体原料11を加熱して気化原料13を生成する加熱手段21が設けられている。気化装置10Dの搬出側には、気化原料13が混合された搬送用ガス18を反応室に搬送する気化原料搬送管22が接続されている。
【0068】
以下、前記のように構成された気化装置10Dの動作を説明する。液体原料供給管63から供給された液体原料11は、例えば250℃に設定された加熱手段21によって加熱されている気化装置10D内の底面に触れることにより一部が気化されるが、その大部分の液体原料11は液体の状態で気化室65に導入される。気化室65の底面は超音波発振器62によって超音波振動しており、気化室65の内部に液体のまま供給される液体原料11はこの底面の超音波振動によって微粒子状の液滴16となる。該液滴16は極めて細かい微粒子であるため、熱容量が小さいので250℃程度の温度によって容易に気化されて気化原料13となる。気化装置10Dにより生成された気化原料12は、搬送用ガス供給管19から供給される搬送用ガス18と共に気化原料搬送管22に送られ、第2の参考形態と同様にして反応室に供給される。
【0069】
このように、本参考形態に係る気化装置10Dによると、液体原料11から微粒子状の液滴16を生成し、該液滴16から気化原料13を生成する過程を1つの気化室65で行なえるため、装置の構造をさらに簡略化できる。
【0070】
さらに、液滴16が搬送用ガス18に搬送される際に触れる壁面の面積を小さくすることができるため、液滴16が壁面に付着することによる再液化の発生を低減できるので、より効率的な気化原料を反応室に供給することができる。
【0071】
また、長期間の運用に伴って気化装置10Dの内部に残留物が生じても、該装置のみを洗浄又は交換するだけで済むため、メンテナンスが容易である。
【0072】
なお、液体原料11が気化室65に供給される際に、気化室65の底面に触れて直接昇温され気化されることにより、運用当初に気化原料13の供給量が不安定になることも考えられる。これを防止するため、気化装置10Dの底部には加熱手段21を設けない構成としてもよい。また、運用当初の供給量が不安定な間は、気化原料13を反応室に供給せずに直接排気手段へ排気するような構成にしてもよい。
【0073】
また、超音波発信器62を気化装置10Dの底部の外側に設けたが、これに限らず、気化室65内の底面上であってもよい。
【0074】
(第4の参考形態)
以下、本発明の第4の参考形態を図面を参照しながら説明する。
【0075】
図5は本発明の第4の参考形態に係る気化装置の構成断面図である。図5において、図4に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。図5に示す気化装置10Eは、底部の外側に密着されるように設けられた超音波発信器62を有する液滴生成手段66と、該液滴生成手段66において生成された液滴16を加熱して気化させることにより液体原料11から気化原料13を生成する気化原料生成手段67とにより構成されている。これにより、図3に示す気化装置10Cの長所と図4に示す気化装置10Dの長所とを併せ持つ構成としている。すなわち、気化装置10Eは、図3に示す霧化室61と気化器14とよりなる気化装置10Cが一体にされた構成であるため、再液化の発生を低減できるので、より効率的な気化原料を生成できると共に、装置の構造の簡略化及び装置のメンテナンスの容易化を図ることができる。
【0076】
また、気化装置10Eは、液滴生成手段66と気化原料生成手段67とに分離され、且つ、気化原料生成手段67の底面が液滴生成手段66の底面よりも高くなるよう段差部が設定されているため、運用当初の液体原料11が気化原料生成手段67の底部に直接触れることによって昇温され気化されることがない。従って、気化原料13は運用当初から安定して供給されることになる。
【0077】
なお、気化原料生成手段67の底面と液滴生成手段66の底面とに段差部を設定する代わりに、気化原料生成手段67と液滴生成手段66との間に、該段差部程度の高さの衝立を設けても同様の効果が得られる。
【0078】
また、超音波発信器62を液滴生成手段66の底部の外側に設けたが、これに限らず、液滴生成手段66の内部の底面上であってもよい。
【0079】
【発明の効果】
本発明に係る気化装置によると、超音波発振器が液体原料の液面を超音波で振動させることにより、液体原料から極めて細かい微粒子状の液滴が生じるため、加熱して得られる気化原料が均一となるので、安定して気化原料を供給することができる。
【0080】
また、気化原料に混入する異物がなくなるので、気化原料の通路に異物をろ過するフィルターが不要となると共に、細管に液体原料を流さないため、細管が目詰まりを起こすことがなくなるため、装置のメンテナンスが容易になる。
【0081】
また、微粒子状の液体原料の供給量が経時的変化を伴わないため、長期間にわたって安定した気化原料を供給できる。
【0082】
さらに、気化原料搬送管の内壁面に付着する不要な液滴が液体原料に混入することを防止する混入防止手段を気化原料搬送管の内部に備えているため、液体原料が不要な液滴に汚染されないので、気化原料の質を安定して保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の参考形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたCVD装置の構成断面図である。
【図2】 本発明の第1の実施形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたCVD装置の構成断面図である。
【図3】 本発明の第2の参考形態に係る気化装置及び該気化装置を用いたCVD装置の構成断面図である。
【図4】 本発明の第3の参考形態に係る気化装置の構成断面図である。
【図5】 本発明の第4の参考形態に係る気化装置の構成断面図である。
【図6】 従来の溶液気化方式のCVD装置の構成断面図である。
【符号の説明】
1 CVD装置
10A 気化装置
10B 気化装置
10C 気化装置
10D 気化装置
10E 気化装置
11 液体原料
12 液体原料容器
13 気化原料
14 気化器(気化原料生成手段)
15 超音波
16 液滴
16a 液滴
17 超音波発振器
18 搬送用ガス
19 搬送用ガス供給管
20 搬出管(気化原料搬送管)
21 加熱手段
22 気化原料搬送管
23 保温ヒーター(保温手段)
30 円錐状体
31 拡大部
32 排出管
33 冷却手段
34A 冷却水
34B 冷却水
50 反応炉
51 反応室
51A 気化原料生成部
51B 反応室(成膜部)
52 気化原料導入部
53 反応炉加熱手段
54 基板
55 基板保持台
56 シース抵抗ヒーター(基板加熱手段)
57 反応ガス
58 反応ガス供給管
59 排気手段
61 霧化室(液滴生成手段)
62 超音波発信器
63 液体原料供給管
64 液体原料供給器
65 気化室
66 液滴生成手段
67 気化原料生成手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film forming apparatus for forming various thin films using a chemical vapor deposition (hereinafter abbreviated as CVD) method, in particular, a vaporizing apparatus for vaporizing a liquid material and supplying the thin film forming apparatus to the thin film forming apparatus. The present invention relates to a CVD apparatus using the apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, high density and high integration of semiconductor devices have shown rapid progress. For example, the degree of integration of semiconductor devices represented by dynamic random access memory (= DRAM) is steadily increasing. However, the amount of charge stored in each cell in the DRAM needs to be maintained at a substantially constant value regardless of the degree of integration. In conventional DRAMs, the amount of charge was maintained at a constant value by reducing the thickness of the silicon oxide film, which is a capacitor film. However, as thinning is approaching its limit, capacity can be secured by a different approach. It was necessary to do it. As a countermeasure, there is a movement to use a high dielectric constant material for the capacitor film. For example, tantalum oxide having a relative dielectric constant of about 25 is likely to be used in a 1 Gbit DRAM. For DRAMs exceeding 1 Gbit, barium strontium titanate (= BST) or zirconate titanate having a relative dielectric constant of several hundreds or more. The use of lead acid (= PZT) is considered promising.
[0003]
In general, in order to form a BST or PZT capacitor film on a capacitor electrode having a stepped portion on a DRAM substrate, it is most effective to use a CVD method with good coverage. Previously, BST and PZT source gases were obtained by sublimating metal complex materials coordinated with β-diketone dipivaloylmethane (= DPM) or the like. In recent years, in order to stably supply the source gas, a method of obtaining the source gas by dissolving these metal complex materials in a solvent and evaporating the solution is becoming mainstream.
[0004]
As an example of such a conventional solution vaporization type CVD apparatus, there is a CVD apparatus disclosed in JP-A-7-94426.
[0005]
A conventional solution vaporization type CVD apparatus will be described below with reference to the drawings.
[0006]
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional CVD apparatus. As shown in FIG. 6, the present CVD apparatus is roughly divided into a
[0007]
A
[0008]
The upstream end of the
[0009]
A substrate holding table 152 for holding the
[0010]
The operation of the conventional CVD apparatus configured as described above will be described below.
[0011]
First, the liquid raw material in the
[0012]
On the other hand, the dilution gas whose flow rate is adjusted by the dilution
[0013]
The
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional CVD apparatus supplies the liquid source to the liquid
[0015]
In addition, there is a limit to atomization of the liquid raw material by the
[0016]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems all at once, to enable generation of a stable vaporization raw material that does not change with time, and to enable general-purpose and high-quality film formation.
[0017]
[Means for solving the problems]
Achieve the above objectivesThe vaporizer according to the present invention is
A liquid material container for storing the liquid material;
An ultrasonic oscillator that is provided in the liquid raw material container and generates liquid droplets on the liquid surface from the liquid raw material by vibrating the liquid surface of the liquid raw material with ultrasonic waves;
A transport gas supply pipe for supplying a transport gas mixed with the liquid droplets to transport the liquid droplets into the liquid source container;
A vaporized raw material transport pipe for transporting the generated vaporized raw material while generating the vaporized raw material by heating and vaporizing with the heating means while transporting the droplet mixed with the transport gas in the liquid raw material container A vaporizing device comprising:
It is further characterized by further comprising a mixing preventing means provided inside the vaporized raw material transport pipe and preventing the droplets adhering to the inner wall surface of the vaporized raw material transport pipe from mixing into the liquid raw material.
[0018]
The mixing preventing means is provided in the enlarged portion in which the inner diameter of the vaporized raw material transport pipe is partially enlarged, and the enlarged portion is provided with an apex located in the transport direction and a peripheral end portion in the enlarged portion. It is preferable to have a conical body located outside the inner wall surface of the raw material transport pipe.
[0019]
It is preferable that the apparatus further includes a cooling unit that cools the droplets so that the droplets transported in the vaporized raw material transport pipe are not vaporized before being heated by the heating unit.
[0020]
The cooling means preferably cools the droplets to about room temperature.
[0021]
Achieve the above objectivesThe CVD apparatus according to the present invention is the above-mentionedA vaporizer;
A reaction furnace connected to the discharge side of the vaporized raw material transport pipe of the vaporizer and reacting by heating the vaporized raw material transported by the vaporized raw material transport pipe;
A substrate holder that is provided inside the reactor and holds the substrate;
Provided in the reactor, the reactionFurnaceAnd a reactor heating means for heating the reactor.
[0022]
It is preferable that the substrate holder has substrate heating means for heating the substrate to a predetermined temperature.
[0023]
It is preferable to further include a reaction gas supply pipe for supplying a reaction gas that reacts with the vaporized raw material into the reaction furnace.
[0024]
The reaction gas supplied from the reaction gas supply pipe is O.2, NO, N2O and OThreePreferably, at least one of these is included.
[0025]
Achieve the above objectivesThe thin film manufacturing method according to the present invention includes the above-described method.A vaporized raw material is generated from a liquid raw material by a vaporizer, and the vaporized raw material is decomposed on the surface of a substrate installed in a reaction furnace and brought to a temperature higher than the temperature at which the vaporized raw material decomposes, and a thin film is deposited on the substrate. It is characterized by.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First reference form)
Of the present inventionFirst reference formWill be described with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 1 illustrates the present invention.First reference form1 is a configuration cross-sectional view of a vaporizer according to the present invention and a CVD apparatus using the vaporizer. As shown in FIG. 1, the CVD apparatus 1 includes a vaporizer 10A that generates a vaporized raw material obtained by vaporizing a liquid raw material, and a
[0028]
The
[0029]
Hereinafter, operations of the vaporization apparatus 10A and the CVD apparatus 1 configured as described above will be described. First, in the
[0030]
The
[0031]
Next, the
[0032]
In the conventional nozzle injection method, there is a limit to atomization of the liquid raw material, and the droplet diameter is about several tens of μm at the minimum.referenceIn the form, it is possible to obtain extremely
[0033]
Next, the vaporized
[0034]
The temperature of the
[0035]
As explained above, the bookreferenceAccording to the embodiment, since the
[0036]
Accordingly, since the supply amount of the atomized liquid raw material, that is, the
[0037]
BookreferenceIn the embodiment, the
[0038]
Also bookreferenceThe form is not limited to the type of film to be formed, and film formation is possible as long as the liquid raw material or the solution raw material has a raw material obtained at a decomposition temperature or lower.
[0039]
Further, in order to form a film composed of a plurality of elements, these raw materials are individually dissolved using the liquid
[0040]
Also bookReference formAnd each embodiment described below・ Reference formHowever, the material of the film to be formed is only an example, and it goes without saying that the film of other materials can be formed in the same manner as long as the liquid
[0041]
(First embodiment)
Hereinafter, the present inventionFirst embodimentWill be described with reference to the drawings.
[0042]
FIG. 2 illustrates the present invention.First embodiment1 is a configuration cross-sectional view of a vaporizer according to the present invention and a CVD apparatus using the vaporizer. As shown in FIG. 2, the CVD apparatus 1 includes a
[0043]
In the present embodiment, the carry-out
[0044]
Further, between the conical body 30 and the
[0045]
Note that the mixing prevention unit and the
[0046]
Hereinafter, operations of the
[0047]
Therefore, the vaporizer 10 </ b> B of the present embodiment is provided with the conical body 30 inside the carry-out
[0048]
In addition, when the discharged liquid does not change in quality, it goes without saying that the discharged liquid can be reused as the liquid
[0049]
On the other hand, according to the vaporization principle of the
[0050]
In this embodiment, the temperature rise of the carry-out
[0051]
The mixing prevention means also has an effect of preventing the solid matter generated in the
[0052]
Thus, according to the
[0053]
Moreover, since the cooling means 33 is provided in the vicinity of the connection part of the unloading
[0054]
In addition, although the cooling means 33 used the system which circulates the cooling water 33A and 33B, you may cool using not only this but another method, such as sticking a Peltier element to the carrying-out
[0055]
(Second reference form)
Hereinafter, the present inventionSecond reference formWill be described with reference to the drawings.
[0056]
FIG. 3 illustrates the present invention.Second reference form1 is a configuration cross-sectional view of a vaporizer according to the present invention and a CVD apparatus using the vaporizer. In FIG. 3, the same members as those shown in FIG. As shown in FIG.referenceInside the
[0057]
A
[0058]
In the
[0059]
Hereinafter, operations of the
[0060]
Like thisreferenceAccording to the form, the inside of the
[0061]
Further, the vaporized raw
[0062]
In general, the vaporized
[0063]
Like thisreferenceAccording to the
[0064]
In order to prevent the
[0065]
In addition, although the
[0066]
(Third reference form)
Hereinafter, the present inventionThird reference formWill be described with reference to the drawings.
[0067]
FIG. 4 illustrates the present invention.Third reference formIt is a composition sectional view of the vaporizer concerning. In FIG. 4, the same members as those shown in FIG. The
[0068]
Hereinafter, the operation of the
[0069]
Like thisreferenceAccording to the
[0070]
Further, since the area of the wall surface that is touched when the
[0071]
In addition, even if a residue is generated inside the
[0072]
In addition, when the liquid
[0073]
Further, although the
[0074]
(Fourth reference form)
Hereinafter, the present inventionFourth reference formWill be described with reference to the drawings.
[0075]
FIG. 5 illustrates the present invention.Fourth reference formIt is a composition sectional view of the vaporizer concerning. In FIG. 5, the same members as those shown in FIG. The
[0076]
Further, the
[0077]
Instead of setting a stepped portion on the bottom surface of the vaporized raw
[0078]
Further, although the
[0079]
【The invention's effect】
The present inventionAccording to the vaporization apparatus according to the present invention, since the ultrasonic oscillator vibrates the liquid surface of the liquid raw material with ultrasonic waves, extremely fine particulate droplets are generated from the liquid raw material, so that the vaporized raw material obtained by heating becomes uniform. Therefore, the vaporized raw material can be supplied stably.
[0080]
In addition, since there is no foreign matter mixed in the vaporized raw material, a filter for filtering the foreign material is not necessary in the vaporized raw material passage. Maintenance becomes easy.
[0081]
In addition, since the supply amount of the particulate liquid raw material does not change with time, a stable vaporized raw material can be supplied over a long period of time.
[0082]
Furthermore, since the inside of the vaporized raw material conveyance pipe is provided with a mixing prevention means for preventing unnecessary liquid droplets adhering to the inner wall surface of the vaporized raw material conveyance pipe from being mixed into the liquid raw material, the liquid raw material is converted into unnecessary liquid droplets. Since it is not contaminated, the quality of the vaporized raw material can be kept stable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present inventionFirst reference form1 is a configuration cross-sectional view of a vaporizer according to the present invention and a CVD apparatus using the vaporizer.
FIG. 2 of the present inventionFirst embodiment1 is a configuration cross-sectional view of a vaporizer according to the present invention and a CVD apparatus using the vaporizer.
FIG. 3 of the present inventionSecond reference form1 is a configuration cross-sectional view of a vaporizer according to the present invention and a CVD apparatus using the vaporizer.
FIG. 4 of the present inventionThird reference formIt is a composition sectional view of the vaporizer concerning.
FIG. 5 shows the present invention.Fourth reference formIt is a composition sectional view of the vaporizer concerning.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional solution vaporization type CVD apparatus.
[Explanation of symbols]
1 CVD equipment
10A vaporizer
10B vaporizer
10C vaporizer
10D vaporizer
10E vaporizer
11 Liquid raw materials
12 Liquid raw material container
13 Vaporizing raw material
14 Vaporizer (Vaporization raw material generation means)
15 ultrasound
16 droplets
16a droplet
17 Ultrasonic oscillator
18 Transport gas
19 Transport gas supply pipe
20 Unloading pipe (vaporized raw material carrying pipe)
21 Heating means
22 Vaporized raw material transfer pipe
23 Thermal insulation heater (thermal insulation means)
30 Cone
31 Enlarged part
32 discharge pipe
33 Cooling means
34A Cooling water
34B Cooling water
50 reactor
51 reaction chamber
51A Vaporization raw material generator
51B Reaction chamber (deposition unit)
52 Vaporization Raw Material Introduction Department
53 Reactor heating means
54 substrates
55 Substrate holder
56 Sheath resistance heater (substrate heating means)
57 reaction gas
58 Reaction gas supply pipe
59 Exhaust means
61 Atomization chamber (droplet generation means)
62 Ultrasonic transmitter
63 Liquid material supply pipe
64 Liquid raw material supplier
65 Vaporization chamber
66 Droplet generation means
67 Vaporizing raw material generation means
Claims (9)
前記液体原料容器に設けられ、前記液体原料の液面を超音波で振動させることにより、前記液体原料から微粒子状の液滴を前記液面に生じさせる超音波発振器と、
前記液滴と混合され該液滴を搬送するための搬送用ガスを前記液体原料容器内に供給する搬送用ガス供給管と、
前記液体原料容器内で前記搬送用ガスに混合された前記液滴を搬送しながら加熱手段で加熱して気化することにより気化原料を生成すると共に、生成された気化原料を搬送する気化原料搬送管とを備えている気化装置であって、
前記気化原料搬送管の内部に設けられ、該気化原料搬送管の内壁面に付着する前記液滴が前記液体原料に混入することを防止する混入防止手段をさらに備えていることを特徴とする気化装置。A liquid material container for storing the liquid material;
An ultrasonic oscillator that is provided in the liquid raw material container and generates liquid droplets on the liquid surface from the liquid raw material by vibrating the liquid surface of the liquid raw material with ultrasonic waves;
A transport gas supply pipe for supplying a transport gas mixed with the liquid droplets to transport the liquid droplets into the liquid source container;
A vaporized raw material transport pipe for transporting the generated vaporized raw material while generating the vaporized raw material by heating and vaporizing with the heating means while transporting the droplet mixed with the transport gas in the liquid raw material container A vaporizing device comprising:
Vaporization characterized by further comprising mixing prevention means provided inside the vaporized raw material transport pipe and preventing the droplets adhering to the inner wall surface of the vaporized raw material transport pipe from mixing into the liquid raw material. apparatus.
前記気化装置の前記気化原料搬送管の搬出側と接続され、該気化原料搬送管により搬送されてきた前記気化原料を加熱して反応させる反応炉と、
前記反応炉の内部に設けられ、基板を保持する基板保持台と、
前記反応炉に設けられ、該反応炉を加熱する反応炉加熱手段とを備えていることを特徴とするCVD装置。A vaporizer according to claim 1;
A reaction furnace connected to the discharge side of the vaporized raw material transport pipe of the vaporizer and reacting by heating the vaporized raw material transported by the vaporized raw material transport pipe;
A substrate holder that is provided inside the reactor and holds the substrate;
A CVD apparatus, comprising: a reaction furnace heating means provided in the reaction furnace for heating the reaction furnace.
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