JPH0463280A - 薄膜の形成方法および薄膜の形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明（よ　主へ　液体や固体を気化させた原料ガスを
用しく　プラズマＣＶＤ、　　熱ＣＶＤ、　　光ＣＶＤ
等の化学気相成長法により行なう薄膜の形成方法および
薄膜の形成装置に関すも 従来の技術 従来　液体原料や固体原料を用いて薄膜形成に使用す黴
　例えばプラズマＣＶＤ装置の構成は第３図に示すよう
な構成であっ九　図において、３１は真空チャンバーで
、排気孔３２より真空に排気されも　直流または高周波
電源３３から電極３４と基板加熱が可能な基板ホルダー
兼電極３５との間に電界が印加され　プラズマが発生ず
ム３６はガス導入口で、例えば酸化タンタル薄膜を形成
する場合に１ＬＴａｃ１６、ＴａＦ５等の固体原料や、
Ｔａ（○Ｃ２Ｈ６）６、Ｔａ　（ＯＣＨ＊）ｓ等の液体
原料や０２、Ｎ　２０等の酸化用ガスが導入されも　こ
れらのガスがプラズマ分解されて薄膜として基板３７上
に堆積形成されも　従来　原料容器（３８）中のこれら
液体や固体の原料（３９）を気化させる方法として、容
器を例えばヒータ（４０）等によって加熱し　蒸気を真
空チャンバー３１に導入し　堆積反応を行なっていた　
また蒸気が再凝集し　液化・固化することを防止するた
めに配管等に配管加熱用ヒータ（４１）を用いてい九 発明が解決しようとする課題 しかしながぺ　このような従来の薄膜の形成方法および
薄膜の形成装置では　配管の加熱分布に起因する配管内
における気化した原料の再液化によって原料ガス供給に
変化が生ずるた敢　結果的に成膜の状態が大きく支配さ
れも　それによる膜質の不均一が生よ　結果的に超ＬＳ
Ｉのキャパシタ形成プロセスには実用化が難しい状態で
あっちまた大面積基板を処理する要求かぺ　反応容器の
大型化やプラズマ電極の大口径化から反応領域に均等に
気化した原料ガスを供給させる必要があっ九　そのため
にζ戴　充分な気化を必要とし　原料容器や配管系の加
熱温度を２００℃以上の高温とする必要が生よ　生産装
置における実用化を妨げていた 本発明は上記課題を解決するもので、薄膜の堆積速度が
大きくかつ堆積膜厚分布の均一性の良好な薄膜の形成方
法および薄膜の形成装置を提供することを目的としてい
も 課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため＆ミ　原料容器中の液
体原核　原料ガスおよび配管内の原料ガスのうち少なく
とも原料容器中の液体原料および原料ガスに超音波振動
を与える構成としたものであも 作用 本発明は上記した構成により、原料ガス等に超音波振動
を与えることにより、原料容器　配管の壁面における再
凝集・液化を防ぐことが可能となり、原料ガスを安定に
制御性良く供給できも実施例 以下、本発明の一実施例について第１図および第２図を
参照しながら説明する。

第１図は本発明で使用される薄膜形成装置の概略断面図
であム　１１は真空チャンバーで、排気孔１２より真空
に排気される。電源（１３）から電極（１４）と基板ホ
ルダ兼電極（１５）との間に電界が印加されも　１６は
第１のガス導入口で例えば基板（１７）上に酸化タンタ
ル薄膜を形成する際に１よ　原料容器（１８）中のＴａ
　（ＯＣ２８ｓ）　ｓ、Ｔ　ａ　（ＯＣＨａ）　ｓの液
体の原料（１９）や、Ｔａｃｔｓ、ＴａＦ５等の固体の
原料（Ｉ９）を加熱ヒータ（２０）で、例えば１５０℃
に加熱し液化した状態としておく。　（２１）は本発明
の特徴である超音波励起部であり、水やその他の液体（
２２）を介して原料容器（１８）内の液体原核原料ガス
および反応室への配管内の原料ガスのうち少なくとも原
料容器（１８）内の液体原料および原料ガスに２０ｋＨ
ｚ〜５０−ＭＨｚの超音波振動を与えも　この場合配管
部も出来るだけ超音波振動を与えた方が良い力交　構造
的に配管部全部に与えることは難しく、一部分超音波振
動が加わらない部分も生じる可能性があ４　　（２３）
はＮ２０．０２等やそれらの混合ガス等のガスが導入さ
れる第２のガス導入口であり、Ｔａ供給原料ガスと反応
室で混合され　プラズマ分解によって酸化タンタル薄膜
が形成されも 第２図に堆積温度を４００℃一定　プラズマ発生用高周
波電力密度を３０　ｍＷ／　ｃ　ｍ２、加熱ヒータ（２
０）による原料容器（１８）中の原料（１９）温度を１
５０℃とし　従来法による酸化タンタル薄膜を形成した
時と超音波励起を行なった本発明による酸化タンタル薄
膜を形成した時へ　堆積膜厚分布の比較を示す。横軸ζ
よ　４インチ単結晶Ｓｉウェファ−中心からの距離を表
し　縦軸は中心膜厚で規格化した値を示していも　この
図から明らかなように　本発明によると堆積膜厚分布の
向上が明らかである。−人　堆積速度においても増大し
ており、生産性をか向上させもなお本実施例でζ友　反
応室内で原料ガスに加えるエネルギーとしてプラズマを
用いたプラズマＣＶＤ法による堆積装置の構成と形成方
法について述べた力丈　エネルギー源としてはプラズマ
発生源のは力＼　ランプ等による熱発生源からの熱エネ
ルギーで熱分解を起す熱ＣＶＤ？Ａ　　またはレーザ等
を用いた短波長光発生源からの光で光分解を起す光ＣＶ
Ｄ＆　　またはそれらを組合せた場合においても同様の
効果が得られることは言うまでもなｔ〜全発明効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば　原料
ガスに超音波振動を与えるので、堆積速度が大きくかつ
堆積膜厚分布の均一性および膜質が良好な薄膜の形成方
法および薄膜の形成装置を提供できも

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の薄膜の形成方法を実施する
ために使用する薄膜の形成装置の概略断面図　第２図は
同薄膜の形成方法で得られた酸化タンタル薄膜と従来法
によるものの堆積膜厚分布の比較を示す医　第３図は従
来の薄膜の形成方法を実施するために使用していた薄膜
の形成装置の概略断面図である。 １１・・・真空チャンバー（反応室）、　１６・・・ガ
ス導入口（配管）、　１８・・・原料容器　１９・・・
原礼　２１・・・超音波励起部（超音波振動）。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名第１図 ・−真空テマンバー（反応ｌ） 一カス場入口（配管） 一厘Ｐｒ＊器 −“）ｌ／科 一履音５ＪＩ！勧忍郷 （−一１ｔ５ＷＬ↑展勤）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料容器中の液体原料を加熱ガス化し、その原料
   ガスを配管を通して反応室に導入し、その反応室内で前
   記原料ガスに各種エネルギーを加えることにより分解・
   堆積する薄膜の形成方法において、前記原料容器中の液
   体原料、原料ガスおよび前記配管内の原料ガスのうち少
   なくとも前記原料容器中の液体原料および原料ガスに２
   ０ｋＨｚ〜５０ＭＨｚの超音波振動を与えることを特徴
   とする薄膜の形成方法。
2. （２）液体原料として、固体原料を加熱溶融し液化した
   液体原料を用いる請求項（１）記載の薄膜の形成方法。
3. （３）反応室内で原料ガスに加えるエネルギーとして、
   直流または高周波を含む交流電界によるプラズマを用い
   る請求項（１）または（２）記載の薄膜の形成方法。
4. （４）反応室内で原料ガスに加えるエネルギーとして、
   短波長光または熱を用いる請求項（１）または（２）記
   載の薄膜の形成方法。
5. （５）反応室内で原料ガスに加えるエネルギーとして、
   短波長光または熱を追加した請求項（３）記載の薄膜の
   形成方法。
6. （６）原料容器と、その原料容器中の液体原料を加熱す
   るヒータと、そのヒータにより気化した原料ガスを反応
   室に導入する配管と、前記原料ガスに各種エネルギーを
   加えるエネルギー源を備えて分解・堆積する前記反応室
   とを有する薄膜の形成装置において、前記原料容器およ
   び配管のうち少なくとも前記原料容器中の液体原料に２
   ０ｋＨｚ〜５０ＭＨｚの超音波振動を与えるための超音
   波励起部を設けた、薄膜の形成装置。
7. （７）反応室内で原料ガスに加えるエネルギー源として
   直流または高周波を含む交流電界によるプラズマ発生源
   を設けた請求項（６）記載の薄膜の形成装置。
8. （８）反応室内で原料ガスに加えるエネルギー源として
   短波長光発生源または熱発生源を設けた請求項（６）記
   載の薄膜の形成装置。
9. （９）反応室内で原料ガスに加えるエネルギー源として
   短波長光発生源または熱発生源を追加した請求項（７）
   記載の薄膜の形成装置。