JPH0633242A - Cvd device and formation of tin thin film - Google Patents
Cvd device and formation of tin thin filmInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、分離して供給する必要
のある２種類以上のガスを反応室に導入して基板上に成
膜するＣＶＤ装置と、この装置を用いたＴｉＮ薄膜形成
方法とに関し、特にガスの混合方式に特徴のあるＣＶＤ
装置とＴｉＮ薄膜形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CVD apparatus for introducing two or more kinds of gases that need to be separately supplied into a reaction chamber to form a film on a substrate, and a TiN thin film forming method using this apparatus. With regard to and, especially CVD characterized by gas mixing method
The present invention relates to an apparatus and a TiN thin film forming method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】２種類以上の出発ガスを用いてＣＶＤ法
で薄膜形成を行なう場合、均一な組成と膜質を得るため
には、基板表面の全面にわたって２種類以上のガスの混
合比率を一定にする必要がある。この場合、反応室にガ
スを供給する前に２種類以上のガスをあらかじめ十分混
合して供給できるような場合は問題ない。しかし、あら
かじめ混合することによって望ましくない反応が起こる
ようなガスの組み合わせの場合は、反応室まで別々に供
給して、しかも基板上では十分に混合するような、ガス
供給構造が必要となる。2. Description of the Related Art When a thin film is formed by a CVD method using two or more kinds of starting gases, in order to obtain a uniform composition and film quality, the mixing ratio of the two or more kinds of gases is constant over the entire surface of the substrate. There is a need to. In this case, there is no problem if two or more kinds of gases can be sufficiently mixed and supplied before the gas is supplied to the reaction chamber. However, in the case of a combination of gases in which an undesired reaction occurs by premixing, a gas supply structure that separately supplies to the reaction chamber and is sufficiently mixed on the substrate is required.
【０００３】２種類のガスを供給する例としては、チタ
ン化合物のガスと窒素化合物のガスとを利用してＣＶＤ
法によりＴｉＮ薄膜を形成する場合がある。ＴｉＮ薄膜
は、例えば高集積回路ＩＣにおいてバリア膜として使用
される。図６は、ＴｉＮ薄膜形成用のガス供給装置とし
て用いられる従来のガス拡散装置の平面図である。この
ガス拡散装置は、２個の櫛形配管１０、１２を用いてお
り、交互に配置された噴出管１８の吹き出し孔２０から
ガスが噴出するようになっている。この例では、ＴｉＣ
ｌ4ガスとＮ2ガスとを混合してから、この混合ガス１４
を二つの櫛形配管１０と１２の入口から導入している。
この種の例は、例えば、「真空」、第２９巻、第５号、
１９８６年、第１５６〜１５９頁に示されている。As an example of supplying two kinds of gases, a CVD using a titanium compound gas and a nitrogen compound gas
A TiN thin film may be formed by the method. The TiN thin film is used as a barrier film in, for example, a highly integrated circuit IC. FIG. 6 is a plan view of a conventional gas diffusion device used as a gas supply device for forming a TiN thin film. This gas diffusion device uses two comb-shaped pipes 10 and 12, and gas is ejected from the blowout holes 20 of the ejection pipes 18 arranged alternately. In this example, TiC
After mixing the l 4 gas and the N 2 gas, the mixed gas 14
Is introduced from the inlets of the two comb pipes 10 and 12.
Examples of this type are, for example, “Vacuum”, Vol. 29, No. 5,
1986, pp. 156-159.
【０００４】図７は別のガス拡散装置の平面図である。
これは、シャワ−ヘッド型であり、一方の導入管２２か
らＴｉＣｌ4ガス２３を、他方の導入管２４からＮＨ3ガ
ス２５を導入し、両者を円筒体２６の内部で混合して、
円筒体２６の端面の拡散板２７の表面に開口している吹
き出し孔２８から噴出させる。円筒体２６は２５０℃程
度に加熱している。この種の例は、例えば、特開平３−
６４４７３号公報に示されている。FIG. 7 is a plan view of another gas diffusion device.
This is a shower head type, in which TiCl 4 gas 23 is introduced from one introduction pipe 22, NH 3 gas 25 is introduced from the other introduction pipe 24, and both are mixed inside a cylindrical body 26,
The end face of the cylindrical body 26 is jetted from a blow-out hole 28 opened on the surface of the diffusion plate 27. The cylindrical body 26 is heated to about 250 ° C. An example of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open
It is disclosed in Japanese Patent No. 64473.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ＣＶＤ法によるＴｉＮ
薄膜の形成においては、原料ガスＴｉＣｌ4とＮＨ3とを
混合する場合に次のような制約がある。ＴｉＣｌ4は蒸
気圧が低いため、混合するまで高温状態（１気圧では沸
点１３６℃以上）に保たなければならない。さらに、混
合後は、ある一定温度以下ではＴｉＣｌ4・２ＮＨ3とい
う不純物が生成されるという問題がある。この不純物が
生成する温度は１８０〜３５０℃という報告がなされて
いる。したがって、混合ガスの温度が低いと上述の不純
物が、ガスを供給する通路の壁面などに付着してしま
う。そのために、この２種類のガスは分離して供給し
て、成膜直前で混合した方が良いことがわかる。また、
コンタクトホ−ルへ成膜する場合には、化学反応が基板
表面で起こる方が良好なカバレッジを得ることができる
ので、このような観点からも上述の２種類のガスは分離
供給した方が良い。Problems to be Solved by the Invention TiN by CVD method
In forming the thin film, there are the following restrictions when the source gases TiCl 4 and NH 3 are mixed. Since TiCl 4 has a low vapor pressure, it must be kept at a high temperature (boiling point above 136 ° C. at 1 atmosphere) until it is mixed. Further, after the mixing, there is a problem that impurities such as TiCl 4 .2NH 3 are generated at a certain temperature or lower. It is reported that the temperature at which these impurities are generated is 180 to 350 ° C. Therefore, if the temperature of the mixed gas is low, the above-mentioned impurities will adhere to the wall surface of the gas supply passage. Therefore, it is understood that it is better to supply these two kinds of gases separately and mix them just before film formation. Also,
When a film is formed on the contact hole, better coverage can be obtained when a chemical reaction occurs on the substrate surface. From this viewpoint as well, it is better to separately supply the two types of gas described above. .
【０００６】しかし、混合が十分に進まないうちにガス
が基板に到達してしまうと、不均一な混合ガスが基板に
触れることになり、同一基板上でも膜質が不均一になる
という問題がある。However, if the gas reaches the substrate before the mixing has proceeded sufficiently, the non-uniform mixed gas comes into contact with the substrate, and the film quality becomes non-uniform even on the same substrate. .
【０００７】上述の図６に示すガス拡散装置は、窒素化
合物ガスとしてＮ2ガスを用いるものである。このガス
拡散装置を利用してＴｉＣｌ4とＮＨ3とを供給すると次
のような問題がある。ＮＨ3はＮ2より反応性が高いの
で、櫛形配管の温度が低いと、ガス吹き出し孔の近傍
で、蒸気圧の低いＴｉＣｌ4とＮＨ3とが反応して不純物
が生成され、この不純物が吹き出し孔に付着して吹き出
し孔が詰まってしまうことがある。また、櫛形配管構造
では、ガス混合の不完全性も解決できていない。The above-described gas diffusion device shown in FIG. 6 uses N 2 gas as the nitrogen compound gas. If TiCl 4 and NH 3 are supplied using this gas diffusion device, the following problems occur. Since NH 3 is more reactive than N 2 , when the temperature of the comb pipe is low, TiCl 4 and NH 3 having a low vapor pressure react with each other in the vicinity of the gas blowing hole to generate an impurity, which is blown out. It may adhere to the holes and block the blowout holes. In addition, the comb-shaped piping structure has not solved the incompleteness of gas mixing.
【０００８】上述の図７に示すガス拡散装置では、Ｔｉ
Ｃｌ4とＮＨ3は円筒体２６の内部で均一に混合すると考
えられる。しかし、混合されたガスは拡散板２７に遮ら
れるかたちとなる。温度の高低によっては、拡散板２７
に不純物やＴｉＮが成膜して、吹き出し孔２８をふさぐ
恐れがある。また、ガスの導入量と吹き出し量とが同量
であればよいが、ガス導入量の方が多かった場合は、や
はり内側に反応物が析出してしまう。すなわち、２種類
のガスは基板上で反応する前に、拡散板２７の内側で反
応してしまう恐れがある。円筒体２６及び拡散板２７を
加熱するような対策をとっても、温度が限定されている
ことからそれを維持するのが難しいので実用的には無理
である。In the gas diffusion device shown in FIG.
It is considered that Cl 4 and NH 3 are uniformly mixed inside the cylindrical body 26. However, the mixed gas is blocked by the diffusion plate 27. Depending on the temperature, the diffusion plate 27
There is a possibility that impurities or TiN may be formed in the film and block the blowing hole 28. Further, the amount of gas introduced and the amount of gas blown out may be the same, but when the amount of gas introduced is larger, the reaction product also precipitates inside. That is, the two kinds of gas may react inside the diffusion plate 27 before reacting on the substrate. Even if a measure such as heating the cylindrical body 26 and the diffusion plate 27 is taken, it is practically impossible because the temperature is limited and it is difficult to maintain it.
【０００９】本発明の目的は、２種類以上のガスを別個
に供給して、かつ、これらを均一に拡散および混合して
基板に到達させるようにしたＣＶＤ装置と、この装置を
用いたＴｉＮ薄膜形成方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a CVD apparatus in which two or more kinds of gases are separately supplied and which are uniformly diffused and mixed to reach a substrate, and a TiN thin film using this apparatus. It is to provide a forming method.
【００１０】[0010]
【００１１】第１の発明は、複数種類のガスを反応室に
導入して、基板ホルダーに支持された基板上に成膜する
ＣＶＤ装置において、複数種類のガスを分離して吹き出
すガス吹き出し口と前記基板ホルダーとの間に、回転す
る翼を設けたものである。この発明は２種類以上のガス
を供給するものであればどのような形式のＣＶＤ装置に
も適用できる。例えば、プラズマＣＶＤ装置、減圧ＣＶ
Ｄ装置、常圧ＣＶＤ装置、光ＣＶＤ装置などに適用でき
る。回転する翼は、ガスの流れによって回転する形式で
も、外部からの動力によって回転する形式でもよい。こ
のような回転翼を利用すると、ガス吹き出し口から出た
２種類以上のガスは翼によって拡散、混合され、均一な
混合ガスとなって基板に到達する。したがって、形成さ
れる膜質も均一となる。回転翼の手前までは２種類以上
のガスを互いに分離して供給することにより、ガスをあ
らかじめ混合することによって生じるであろう不都合を
回避できる。According to a first aspect of the present invention, in a CVD apparatus for introducing a plurality of types of gas into a reaction chamber and forming a film on a substrate supported by a substrate holder, a gas outlet for separating and blowing a plurality of types of gas is provided. A rotating blade is provided between the substrate holder and the substrate holder. The present invention can be applied to any type of CVD apparatus as long as it supplies two or more kinds of gases. For example, plasma CVD device, reduced pressure CV
It can be applied to a D apparatus, an atmospheric pressure CVD apparatus, a photo CVD apparatus and the like. The rotating blade may be of a type that is rotated by the flow of gas or a type that is rotated by power from the outside. When such a rotary blade is used, two or more kinds of gas discharged from the gas outlet are diffused and mixed by the blade and reach the substrate as a uniform mixed gas. Therefore, the quality of the formed film is also uniform. By supplying two or more kinds of gases separately from each other up to the position before the rotary blade, it is possible to avoid the inconvenience that would be caused by premixing the gases.
【００１２】第２の発明は、第１の発明において、ガス
の吹き出しによって前記翼を回転させるようにしたもの
である。このように、ガスの流れを利用して翼を回転さ
せるようにすれば、翼を回転駆動するための装置を別個
に設ける必要がない。A second aspect of the invention is the same as the first aspect of the invention, in which the blade is rotated by blowing gas. In this way, if the blade is rotated using the flow of gas, it is not necessary to separately provide a device for rotationally driving the blade.
【００１３】第３の発明は、第２の発明において、先端
部が回転接触部分となっている軸と、この軸の先端部を
回転可能に支持する凹部とからなる軸受装置によって前
記翼を支持するようにしたものである。ガスの流れを利
用して翼を回転させる場合、翼が受ける回転トルクはあ
まり大きなものではない。したがって、翼を回転支持す
るための軸受は、回転の際の摩擦抵抗ができるだけ小さ
い方がよい。本発明のように、軸の先端部を凹部で支持
するような構成にすると、回転接触部分の面積が小さい
ので、翼は小さな回転トルクで回転できるようになる。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the blade is supported by a bearing device including a shaft whose tip portion is a rotary contact portion and a recessed portion which rotatably supports the tip portion of the shaft. It is something that is done. When the blade is rotated by using the flow of gas, the rotating torque received by the blade is not so large. Therefore, it is preferable that the bearing for rotatably supporting the blade has a frictional resistance during rotation as small as possible. When the tip of the shaft is supported by the concave portion as in the present invention, the area of the rotary contact portion is small, so that the blade can rotate with a small rotational torque.
【００１４】第４の発明は、第１の発明において、モ−
タによって前記翼を回転させるようにしたものである。
所望の回転トルクで安定的に翼を回転させることを重視
する場合には、このように外部のモータによって翼を回
転させることができる。A fourth invention is the mode according to the first invention.
The blade is made to rotate by a rotor.
When it is important to stably rotate the blade with a desired rotation torque, the blade can be rotated by the external motor as described above.
【００１５】第５の発明は、ＣＶＤ法によるＴｉＮ薄膜
形成方法に関するものであり、チタン化合物のガスと窒
素化合物のガスとを分離した状態で反応室に供給し、回
転する翼によってこれらのガスを混合して、ＣＶＤ法に
よって基板上にＴｉＮ薄膜を形成するものである。チタ
ン化合物のガスとしてはＴｉＣｌ4、ＣＨ3ＴｉＣｌ3、
Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4、
を、窒素化合物としてはＮＨ3、ＮＨ4、Ｎ2を利用でき
る。A fifth aspect of the present invention relates to a TiN thin film forming method by the CVD method, in which a titanium compound gas and a nitrogen compound gas are separately supplied to a reaction chamber, and these gases are supplied by a rotating blade. The TiN thin film is formed by mixing and forming a TiN thin film on the substrate by the CVD method. As the titanium compound gas, TiCl 4 , CH 3 TiCl 3 ,
Ti (N (CH 3) 2 ) 4, Ti (N (C 2 H 5) 2) 4,
, And NH 3 , NH 4 , and N 2 can be used as the nitrogen compound.
【００１６】[0016]
【実施例】図１は本発明の一実施例の正面断面図であ
る。この装置はＴｉＮ薄膜形成用の減圧ＣＶＤ装置であ
る。反応室３０の内部にはヒータ３２を内蔵した基板ホ
ルダー３４があり、この基板ホルダー３４に基板３６が
取り付けられる。基板ホルダー３４の下方にはガス供給
装置３８がある。このガス供給装置３８は、上方に広が
る漏斗形の周壁４０を備え、周壁４０の根元は、下方に
延びる円筒管４２につながっている。円筒管４２の内部
には内管４４が同心状に配置されている。円筒管４２と
内管４４の間にはヒータ４６が設置されている。FIG. 1 is a front sectional view of an embodiment of the present invention. This apparatus is a low pressure CVD apparatus for forming a TiN thin film. Inside the reaction chamber 30, there is a substrate holder 34 containing a heater 32, and a substrate 36 is attached to this substrate holder 34. Below the substrate holder 34 is a gas supply device 38. The gas supply device 38 includes a funnel-shaped peripheral wall 40 that extends upward, and the root of the peripheral wall 40 is connected to a cylindrical pipe 42 that extends downward. An inner tube 44 is concentrically arranged inside the cylindrical tube 42. A heater 46 is installed between the cylindrical tube 42 and the inner tube 44.
【００１７】周壁４０の内部の中央には回転翼装置４８
が上部支持棒５０と下部支持棒５２とによって支持され
ている。図２は回転翼支持装置４８の拡大正面図であ
る。円筒形状のボス５４には４枚の翼５６が固定されて
いる。ボス５４の上面には軸５７が固定され、この軸５
７の先端部は尖っていて、円形の上部支持体５８に形成
された凹部内で回転可能に支持されている。また、ボス
５４の下面にも軸６２が固定され、この軸６２の先端部
は尖っていて、円錐形状の下部支持体６４に形成された
凹部内で回転可能に支持されている。すなわち、ボス５
４は上下一対の軸受装置によって回転可能に支持されて
おり、鉛直に延びる回転軸線の回りでボス５４が回転す
る。上部支持体５８は図１に示す４本の上部支持棒５０
によって周壁４０に固定され、下部支持体６４は４本の
下部支持棒５２によって周壁４０に固定されている。図
３はガス供給装置３８を上から見た平面図である。４枚
の翼５６と４本の上部支持棒５２が明瞭に示されてい
る。A rotary vane device 48 is provided in the center of the peripheral wall 40.
Are supported by an upper support rod 50 and a lower support rod 52. FIG. 2 is an enlarged front view of the rotary blade support device 48. Four blades 56 are fixed to the cylindrical boss 54. A shaft 57 is fixed to the upper surface of the boss 54.
The tip of 7 is sharp and is rotatably supported in a recess formed in a circular upper support 58. A shaft 62 is also fixed to the lower surface of the boss 54, and the tip of the shaft 62 is sharp and is rotatably supported in a recess formed in a conical lower support 64. That is, boss 5
4 is rotatably supported by a pair of upper and lower bearing devices, and the boss 54 rotates around a vertically extending rotation axis. The upper support 58 is the four upper support bars 50 shown in FIG.
The lower support 64 is fixed to the peripheral wall 40 by four lower support bars 52. FIG. 3 is a plan view of the gas supply device 38 seen from above. The four wings 56 and the four upper support bars 52 are clearly shown.
【００１８】図１において、ガス供給装置３８から基板
ホルダー３４までの距離は６〜１０ｃｍであり、ガス供
給装置３８の周壁４０の外径は約１３ｃｍである。図２
において、翼５６の先端から反対側の翼の先端までの寸
法（回転翼全体の外径）は６〜７ｃｍであり、上部支持
体５８の外径は約１ｃｍである。In FIG. 1, the distance from the gas supply device 38 to the substrate holder 34 is 6 to 10 cm, and the outer diameter of the peripheral wall 40 of the gas supply device 38 is about 13 cm. Figure 2
In, the dimension from the tip of the blade 56 to the tip of the blade on the opposite side (outer diameter of the entire rotary blade) is 6 to 7 cm, and the outer diameter of the upper support 58 is about 1 cm.
【００１９】図４は回転翼装置４８のボス５４を支持す
るための軸受装置の構造を示す正面図である。（Ａ）に
おいて、ボス５４（図２参照）の上面に固定された軸５
７は上部支持体５８によって回転可能に支持されてい
る。軸５７は円錐形状であり、その先端は鋭角に尖って
いる。上部支持体５８には円錐形状の凹部６０が形成さ
れていて、この凹部６０の底に軸５７の先端が回転接触
している。軸５７と上部支持体５８は点接触に近い状態
となり、軸５７が回転するときの摩擦抵抗は非常に小さ
い。軸５７の先端部分と上部支持体５８の凹部６０の材
質は、耐磨耗性があって、かつ、回転接触によるゴミの
発生が少ない材質が好ましい。例えばステンレス鋼を利
用できる。FIG. 4 is a front view showing the structure of a bearing device for supporting the boss 54 of the rotor device 48. In (A), the shaft 5 fixed to the upper surface of the boss 54 (see FIG. 2).
7 is rotatably supported by an upper support 58. The shaft 57 has a conical shape, and its tip is sharply pointed. A conical recess 60 is formed in the upper support 58, and the tip of the shaft 57 is in rotary contact with the bottom of the recess 60. The shaft 57 and the upper support 58 are in a state close to point contact, and the frictional resistance when the shaft 57 rotates is very small. The material of the tip portion of the shaft 57 and the recess 60 of the upper support 58 is preferably a material that has abrasion resistance and that generates little dust due to rotational contact. For example, stainless steel can be used.
【００２０】図４の（Ａ）はボスの上面に固定された軸
５７と上部支持体５８との間の軸受装置を示したもので
あるが、ボスの下面に固定された軸６２と下部支持体６
４（図２参照）との間の軸受装置も同様の構造である。FIG. 4A shows the bearing device between the shaft 57 fixed to the upper surface of the boss and the upper support 58. The shaft 62 fixed to the lower surface of the boss and the lower support are shown. Body 6
4 (see FIG. 2) has the same structure.
【００２１】図４の（Ｂ）と（Ｃ）は軸受装置の変更例
を示したものである。（Ｂ）は、軸５７ｂの先端は尖っ
た構造のままにして、凹部６０ｂの底を曲面形状にした
ものである。（Ｃ）は、軸５７ｃの先端を曲率半径の小
さな曲面形状にし、凹部６０ｃの底を曲率半径の大きな
曲面形状にしたものである。FIGS. 4B and 4C show a modified example of the bearing device. In (B), the tip of the shaft 57b is left in a sharp structure, and the bottom of the recess 60b is curved. In (C), the tip of the shaft 57c has a curved surface shape with a small radius of curvature, and the bottom of the recess 60c has a curved surface shape with a large radius of curvature.
【００２２】図２に示す回転翼装置では、ボス５４に軸
を固定して、支持体５８、６４に凹部を形成することに
よって軸受装置を構成したが、これとは逆に、ボス５４
の上面と下面に凹部を形成して、支持体５８、６４にそ
れぞれ軸を固定することによって軸受装置を構成しても
よい。In the rotary vane device shown in FIG. 2, the shaft is fixed to the boss 54 and the bearing device is constituted by forming the recesses in the supports 58 and 64. On the contrary, the boss 54 is formed.
The bearing device may be formed by forming recesses on the upper surface and the lower surface and fixing the shafts to the supports 58 and 64, respectively.
【００２３】次に、本実施例のＣＶＤ装置を用いてＴｉ
Ｎ薄膜を形成する方法を説明する。図１において、円筒
管４２と内管４４の間にＴｉＣｌ4ガス６６を５ｓｃｃ
ｍの流量で導入し、内管４４の内部にはＮＨ3ガス６８
を４００ｓｃｃｍの流量で導入する。そして、反応室３
０をターボ分子ポンプ（排気速度４０００リットル／
秒）で排気することにより反応室３０内を３００ｍＴｏ
ｒｒの減圧に保つ。ＴｉＣｌ4はヒータ４６によって沸
点（１３６℃）以上の高温状態に維持される。減圧下な
ので１３６℃以上でなくてもよいが、この実施例では２
００℃に加熱してある。Next, using the CVD apparatus of this embodiment, Ti
A method of forming the N thin film will be described. In FIG. 1, 5 sccc of TiCl 4 gas 66 is supplied between the cylindrical tube 42 and the inner tube 44.
Introduced at a flow rate of m, NH 3 gas 68
Is introduced at a flow rate of 400 sccm. And reaction chamber 3
0 is a turbo molecular pump (exhaust speed 4000 liters /
Seconds) to evacuate the reaction chamber 30 to 300 mTo
Keep at rr vacuum. TiCl 4 is maintained at a high temperature above the boiling point (136 ° C.) by the heater 46. Since it is under reduced pressure, the temperature does not have to be 136 ° C. or higher, but in this example, 2
It is heated to 00 ° C.
【００２４】円筒管４２から吹き出した２種類のガス
は、翼５６に衝突して、翼５６を回転させる。本実施例
では、３００ｍＴｏｒｒの圧力において上述の流量でガ
スを吹き出した場合、流速は約５０ｍ／ｓになり、この
ときにガスが翼５６に衝突する力は１ｍｇｆ／ｃｍ2に
なる。その結果、翼５６は数十〜数百ｒｐｍで回転す
る。翼５６の回転により、２種類のガスは拡散し、か
つ、互いに十分に混合されて、基板３６に到達する。こ
のような回転翼を利用すると、少量のＴｉＣｌ4ガスを
多量のＮＨ3ガスの中に拡散させるのに効果的である。
基板３６はヒータ３２によって６００℃に加熱されてお
り、この基板３６上で２種類のガスが反応して均一な薄
膜が形成される。基板３６とガス供給装置３８との間の
距離は６ｃｍと短いので、成膜直前でガスが混合されて
基板３６に到達することになる。The two kinds of gas blown out from the cylindrical tube 42 collide with the blade 56 to rotate the blade 56. In this embodiment, when the gas is blown out at the above-mentioned flow rate at the pressure of 300 mTorr, the flow velocity becomes about 50 m / s, and the force of the gas colliding with the blade 56 at this time becomes 1 mgf / cm 2 . As a result, the blades 56 rotate at tens to hundreds of rpm. Due to the rotation of the blades 56, the two kinds of gas diffuse and are sufficiently mixed with each other to reach the substrate 36. The use of such a rotary blade is effective in diffusing a small amount of TiCl 4 gas into a large amount of NH 3 gas.
The substrate 36 is heated to 600 ° C. by the heater 32, and two kinds of gases react on this substrate 36 to form a uniform thin film. Since the distance between the substrate 36 and the gas supply device 38 is as short as 6 cm, the gases are mixed and reach the substrate 36 immediately before film formation.
【００２５】翼５６によってガスが回転混合されると、
回転翼装置４８の中央部の直上部ではガスが少なくなる
が、混合されたガスが周辺部から集まることによって基
板に到達するまでには均一化してくる。When the gas is rotationally mixed by the vanes 56,
The amount of gas decreases in the region directly above the central portion of the rotary vane device 48, but the mixed gas collects from the peripheral portion and becomes uniform by the time it reaches the substrate.
【００２６】翼５６によって混合されたガスが低温の上
部支持棒５０に触れると、不純物が生成して、これが上
部支持棒５０に付着する恐れがある。これを防ぐために
上部支持棒５０をできるだけ細くすると共に、上部支持
棒５０にヒータを取り付けて加熱するのが望ましい。When the gas mixed by the blades 56 comes into contact with the low temperature upper support rod 50, impurities may be generated and adhere to the upper support rod 50. In order to prevent this, it is desirable to make the upper support rod 50 as thin as possible and to attach a heater to the upper support rod 50 to heat it.
【００２７】図５の（Ａ）は本発明の別の実施例の正面
断面図である。この実施例では、反応室３０の外部に設
置したモータ７０によって回転翼装置７２を回転させて
いる。モータ７０と回転翼装置７２は真空用の回転導入
機で接続することができる。あるいは、モータ７０の出
力軸と回転翼装置７２とを直結して、反応室３０との間
に、磁性流体シール装置などの真空シール装置を用いて
もよい。この実施例のような強制回転方式を採用する
と、翼の回転が安定すると共に、ガスの流量に依存せず
に翼の回転速度を制御することができる。特にガスの流
量が少ない場合には有効である。ＴｉＣｌ4ガス６６は
図５の（Ｂ）に示すように２本の吹き出し管７４、７６
から吹き出し、ＮＨ3ガス６８は別の２本の吹き出し管
７８、８０から吹き出すようになっている。この実施例
でも、４本の吹き出し管をヒータで加熱している。FIG. 5A is a front sectional view of another embodiment of the present invention. In this embodiment, the rotor 70 is rotated by the motor 70 installed outside the reaction chamber 30. The motor 70 and the rotary vane device 72 can be connected by a rotation introduction machine for vacuum. Alternatively, a vacuum seal device such as a magnetic fluid seal device may be used between the output shaft of the motor 70 and the rotary blade device 72, and between the output shaft of the motor 70 and the reaction chamber 30. When the forced rotation method as in this embodiment is adopted, the rotation of the blade is stabilized, and the rotation speed of the blade can be controlled without depending on the gas flow rate. This is particularly effective when the gas flow rate is low. As shown in FIG. 5B, the TiCl 4 gas 66 is supplied with two blow-off pipes 74 and 76.
The NH 3 gas 68 is blown out from the other two blowoff pipes 78 and 80. Also in this embodiment, the four blowing tubes are heated by the heater.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明は、回転する翼によって２種類以
上のガスを混合するようにしたので、あらかじめ混合す
ることのできない２種類以上のガスを基板近傍で十分に
混合させて基板に供給することができる効果がある。こ
れにより、分離供給する２種類以上のガスを用いる場合
でも均一性の優れた薄膜を形成することができる。According to the present invention, since two or more kinds of gases are mixed by the rotating blade, two or more kinds of gases that cannot be mixed in advance are sufficiently mixed in the vicinity of the substrate and supplied to the substrate. There is an effect that can be. This makes it possible to form a thin film having excellent uniformity even when two or more kinds of gases that are separated and supplied are used.
【図１】本発明の一実施例の正面断面図である。FIG. 1 is a front sectional view of an embodiment of the present invention.
【図２】回転翼装置の拡大正面図である。FIG. 2 is an enlarged front view of a rotary blade device.
【図３】回転翼装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a rotary blade device.
【図４】軸受装置の拡大正面図である。FIG. 4 is an enlarged front view of the bearing device.
【図５】（Ａ）は本発明の別の実施例の正面断面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 5A is a front sectional view of another embodiment of the present invention,
(B) is a BB line sectional view of (A).
【図６】従来のガス拡散装置の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a conventional gas diffusion device.
【図７】従来のガス拡散装置の別の例を示す平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view showing another example of a conventional gas diffusion device.
３０…反応室 ３４…基板ホルダー ３６…基板 ３８…ガス供給装置 ４２…円筒管 ４４…内管 ４８…回転翼装置 ５６…翼 ５７、６２…軸 ６０…凹部 ６６…ＴｉＣｌ4ガス ６８…ＮＨ3ガス ７０…モータ30 ... Reaction chamber 34 ... Substrate holder 36 ... Substrate 38 ... Gas supply device 42 ... Cylindrical tube 44 ... Inner tube 48 ... Rotating blade device 56 ... Blade 57, 62 ... Shaft 60 ... Recess 66 ... TiCl 4 gas 68 ... NH 3 gas 70 ... Motor
Claims (5)
板ホルダーに支持された基板上に成膜するＣＶＤ装置に
おいて、複数種類のガスを分離して吹き出すガス吹き出
し口と前記基板ホルダーとの間に、回転する翼を設けた
ことを特徴とするＣＶＤ装置。1. A CVD apparatus for introducing a plurality of kinds of gases into a reaction chamber to form a film on a substrate supported by a substrate holder, the gas outlet for separating and blowing the plurality of kinds of gases, and the substrate holder. A CVD apparatus characterized in that a rotating blade is provided between the two.
せることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。2. The CVD apparatus according to claim 1, wherein the blade is rotated by blowing gas.
と、この軸の先端部を回転可能に支持する凹部とからな
る軸受装置によって前記翼が支持されていることを特徴
とする請求項２記載のＣＶＤ装置。3. The blade is supported by a bearing device comprising a shaft having a tip portion as a rotary contact portion and a recessed portion for rotatably supporting the tip portion of the shaft. 2. The CVD apparatus described in 2.
を特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。4. The CVD apparatus according to claim 1, wherein the blade is rotated by a motor.
とを分離した状態で反応室に供給し、回転する翼によっ
てこれらのガスを混合して、ＣＶＤ法によって基板上に
ＴｉＮ薄膜を形成するＴｉＮ薄膜形成方法。5. A TiN film for forming a TiN thin film on a substrate by a CVD method, wherein a titanium compound gas and a nitrogen compound gas are separately supplied to a reaction chamber, and these gases are mixed by a rotating blade. Thin film forming method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21469292A JPH0633242A (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Cvd device and formation of tin thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21469292A JPH0633242A (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Cvd device and formation of tin thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633242A true JPH0633242A (en) | 1994-02-08 |
Family
ID=16660023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21469292A Pending JPH0633242A (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Cvd device and formation of tin thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633242A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5690050A (en) * | 1995-05-10 | 1997-11-25 | Anelva Corporation | Plasma treating apparatus and plasma treating method |
| KR100452525B1 (en) * | 2001-12-26 | 2004-10-12 | 주성엔지니어링(주) | Gas injector suitable for ALD process |
| JP2006249495A (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Jfe Steel Kk | Method for producing grain-oriented silicon steel sheet strip with ceramics film in excellent in steel sheet shape |
| CN103966550A (en) * | 2014-04-17 | 2014-08-06 | 北京信息科技大学 | Device for thin film deposition technology |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP21469292A patent/JPH0633242A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103966550B (en) * | 2014-04-17 | 2016-07-06 | 北京信息科技大学 | Device for thin film deposition processes |
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