JP4379893B2 - 多元金属化合物膜の作製方法及び多元金属化合物膜作製装置 - Google Patents
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Description
(2)エッチング反応;M+Cl*→MCl(g)
(3)基板への吸着反応;MCl(g)→MCl(ad)
(4)成膜反応;MCl(ad)+Cl* →M+Cl2↑
ここで、Cl*はClのラジカルであることを、(g)はガス状態であることを、(ad)は吸着状態であることをそれぞれ表している。
前記被エッチング部材として、金属成分が異なると共に開口率を適宜調整した複数の被エッチング部材を上下方向に所定間隔で配置することにより、前記基板に所望の多元金属の酸化物、窒化物又はこれらの複合化物を成膜することを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法にある。
組成式(1):Ln3Nb1−xTaxO7
(但し、0≦x≦1、LnはSc、Y及びランタノイド元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上の元素を表す)
組成式(2):Ln3−aNb1−a−xTaxO7−a
(但し、−0.5≦a≦0.5、0≦x≦1−a、LnはSc、Y及びランタノイド元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上の元素を表す)
組成式(3):Sr4Nb2−xTaxO9
(但し、0<x≦2.0)
組成式(4):Sr4Nb2−yMyO9+0.5y
(但し、0<y≦2.0、MはMo及びWから選択される少なくとも一種の元素)
組成式(5):Sr4−1.5zNb2−1.5zY3zO9−1.5z
(但し、0<z≦0.33)
組成式(6):Sr4−bCabNb2O9
(但し、0<b≦0.4)
組成式(7):Sr2Nb2−xTaxO7
(但し、0<x≦2.0)
図1に基づいて第1実施形態を説明する。
以下に、多元金属酸化物Yb3NbO7の薄膜を作製する実施例を示す。
以下に、多元金属酸化物Sr4Nb2O9の薄膜を作製する実施例を示す。
以下に、多元金属酸化物Yb3Nb0.75Ta0.25O7の薄膜を作製する実施例を示す。
以下に、多元金属酸化物Yb3NbO7の薄膜を作製する他の実施例を示す。
以下に、多元金属酸化物Yb3NbO7の薄膜を作製する他の実施例を示す。
以上実施例に基づいて説明したように、所望の多元金属化合物を作製する場合、その金属成分の比と、各被エッチング部材を構成する金属成分のハロゲン化物のハロゲンの価数とを考慮すると共に、各被エッチング部材でのハロゲンラジカルの消耗量を考慮し、各被エッチング部材の開口率を決定することにより、所望の多元金属化合物を作製することができる。
本発明にかかる多元金属化合物膜作製装置は、上述した構成に限定されるものではない。例えば、基板3の上部に酸素プラズマを形成して酸化物を基板3上に作製するようにしたが、単に基板3上に酸素ガスを供給するようにしても酸化物が作製できる。また、チャンバ1の上方から塩素ガスと共に酸素ガスを導入してチャンバ1の上部で酸素プラズマを形成するようにしてもよい。
(但し、0≦x≦1、LnはSc、Y及びランタノイド元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上の元素を表す)
組成式(2):Ln3−aNb1−a−xTaxO7−a
(但し、−0.5≦a≦0.5、0≦x≦1−a、LnはSc、Y及びランタノイド元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上の元素を表す)
組成式(3):Sr4Nb2−xTaxO9
(但し、0<x≦2.0)
組成式(4):Sr4Nb2−yMyO9+0.5y
(但し、0<y≦2.0、MはMo及びWから選択される少なくとも一種の元素)
組成式(5):Sr4−1.5zNb2−1.5zY3zO9−1.5z
(但し、0<z≦0.33)
組成式(6):Sr4−bCabNb2O9
(但し、0<b≦0.4)
組成式(7):Sr2Nb2−xTaxO7
(但し、0<x≦2.0)
なお、ランタノイド元素とは、La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luをいう。
2 支持台
3 基板
4 ヒータ
5 冷媒流通手段
6 温度制御手段
7 天井板
8 プラズマアンテナ
9 整合器
10 電源
11a〜11d 被エッチング部材
12A〜12C 開口
14、16 ノズル
15、17 流量制御器
21 作用ガス(Cl2ガス)
22 材料ガス(O2ガス)
Claims (16)
- 基板が収容されるチャンバの上部でハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、降下するハロゲンラジカルにより金属で形成した被エッチング部材をエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、この前駆体の金属成分を基板に成膜させるに際し、
前記被エッチング部材として、金属成分が異なると共に開口率を適宜調整した複数の被エッチング部材を上下方向に所定間隔で配置することにより、前記基板に所望の多元金属化合物を成膜することを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法。 - 請求項1に記載の多元金属化合物膜の作製方法において、前記所望の多元金属化合物の構成金属成分の比と、各被エッチング部材を構成する金属成分のハロゲン化物のハロゲンの価数とを考慮すると共に、各被エッチング部材での前記ハロゲンラジカルの消耗量を考慮して前記開口率を決定することを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法。
- 請求項1又は2に記載の多元金属化合物膜の作製方法において、各被エッチング部材は、それぞれ複数のスリット状の開口をストライプ状に有する形状であり、且つ前記開口が互いに交差するように配置されていることを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法。
- 請求項1〜3の何れかに記載の多元金属化合物膜の作製方法において、前記被エッチング部材を上方から投影したときに各被エッチング部材の全部を貫通するように開口した領域があることを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法。
- 請求項1〜4の何れかに記載の多元金属化合物膜の作製方法において、前記被エッチング部材の下方で前記基板の上方にハロゲンラジカルを導入することを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法。
- 請求項1〜5の何れかに記載の多元金属化合物膜の作製方法において、
前記被エッチング部材の一部にグラファイトからなる被エッチング領域を追加し又は前記複数の被エッチング部材の少なくとも1つとしてグラファイトからなる被エッチング部材を用い、前記基板に多元金属の炭化物を成膜することを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法。 - 請求項1〜6の何れかに記載の多元金属化合物膜の作製方法において、
前記被エッチング部材の下方で前記基板の上方に、酸素ガス及び窒素ガスの少なくとも1種のガス、又は酸素ガス、窒素ガス及び炭素含有化合物を含むガスから選択される少なくとも1種のガスをプラズマ化して形成したガス成分ラジカルを供給し、前記基板に多元金属の酸化物、窒化物若しくは炭化物、又はこれらの複合化物を成膜することを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法。 - 請求項1〜7の何れかに記載の多元金属化合物膜の作製方法において、前記多元金属化合物膜が、室温における熱伝導率が2W/mK以下の誘電体からなる膜であることを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法。
- 請求項1〜7の何れかに記載の多元金属化合物膜の作製方法において、前記多元金属化合物膜が、下記組成式(1)〜(7)で表される組成物からなる群から選択される一種又は二種以上の組成物を主体とすることを特徴とする多元金属化合物膜の作製方法。
組成式(1):Ln3Nb1−xTaxO7
(但し、0≦x≦1、LnはSc、Y及びランタノイド元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上の元素を表す)
組成式(2):Ln3−aNb1−a−xTaxO7−a
(但し、−0.5≦a≦0.5、0≦x≦1−a、LnはSc、Y及びランタノイド元素からなる群から選ばれる一種又は二種以上の元素を表す)
組成式(3):Sr4Nb2−xTaxO9
(但し、0<x≦2.0)
組成式(4):Sr4Nb2−yMyO9+0.5y
(但し、0<y≦2.0、MはMo及びWから選択される少なくとも一種の元素)
組成式(5):Sr4−1.5zNb2−1.5zY3zO9−1.5z
(但し、0<z≦0.33)
組成式(6):Sr4−bCabNb2O9
(但し、0<b≦0.4)
組成式(7):Sr2Nb2−xTaxO7
(但し、0<x≦2.0) - 基板が収容されるチャンバと、
前記チャンバ内において前記基板に対向する位置に設けられる金属製の被エッチング部材と、
前記基板と前記被エッチング部材との間にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記チャンバの内部をプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、降下するハロゲンラジカルで前記被エッチング部材をエッチングすることにより前記被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとの前駆体を生成するハロゲンプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くすることにより前記前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段とを備え、
前記被エッチング部材が、前記基板に所望の多元金属化合物を成膜するよう、金属成分が異なると共に開口率を適宜調整した複数の被エッチング部材を上下方向に所定間隔で配置したものであることを特徴とする多元金属化合物膜作製装置。 - 請求項10に記載の多元金属化合物膜作製装置において、前記各被エッチング部材の開口率が、前記所望の多元金属化合物の構成金属成分の比と、各被エッチング部材を構成する金属成分のハロゲン化物のハロゲンの価数とを考慮すると共に、各被エッチング部材での前記ハロゲンラジカルの消耗量を考慮して決定されていることを特徴とする多元金属化合物膜作製装置。
- 請求項10又は11に記載の多元金属化合物膜作製装置において、各被エッチング部材は、それぞれ複数のスリット状の開口をストライプ状に有する形状であり、且つ前記開口が互いに交差するように配置されていることを特徴とする多元金属化合物膜作製装置。
- 請求項10〜12の何れかに記載の多元金属化合物膜作製装置において、前記被エッチング部材は、上方から投影したときに各被エッチング部材の全部を貫通するように開口した領域を有することを特徴とする多元金属化合物膜作製装置。
- 請求項10〜13の何れかに記載の多元金属化合物膜作製装置において、前記被エッチング部材の下方で前記基板の上方にハロゲンラジカルを導入するハロゲンラジカル導入手段を具備することを特徴とする多元金属化合物膜作製装置。
- 請求項10〜14の何れかに記載の多元金属化合物膜作製装置において、
前記被エッチング部材の一部にグラファイトからなる被エッチング領域を追加し又は前記複数の被エッチング部材の少なくとも1つとしてグラファイトからなる被エッチング部材を用い、前記基板に多元金属の炭化物を成膜することを特徴とする多元金属化合物膜作製装置。 - 請求項10〜15の何れかに記載の多元金属化合物膜作製装置において、
前記被エッチング部材の下方で前記基板の上方に、酸素ガス及び窒素ガスの少なくとも1種のガス、又は酸素ガス、窒素ガス及び炭素含有化合物を含むガスから選択される少なくとも1種のガスをプラズマ化して形成したガス成分ラジカルを供給するガス成分導入手段を具備し、前記基板に多元金属の酸化物、窒化物若しくは炭化物、又はこれらの複合化物を成膜することを特徴とする多元金属化合物膜作製装置。
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