JPH0633242A - Cvd device and formation of tin thin film - Google Patents

Cvd device and formation of tin thin film

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JPH0633242A
JPH0633242A JP21469292A JP21469292A JPH0633242A JP H0633242 A JPH0633242 A JP H0633242A JP 21469292 A JP21469292 A JP 21469292A JP 21469292 A JP21469292 A JP 21469292A JP H0633242 A JPH0633242 A JP H0633242A
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JP
Japan
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gas
gases
substrate
kinds
blade
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JP21469292A
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Japanese (ja)
Inventor
Akiko Kobayashi
明子 小林
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Original Assignee
Anelva Corp
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Publication date
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Publication of JPH0633242A publication Critical patent/JPH0633242A/en
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Abstract

PURPOSE:To separately supply >=2 kinds of gases and to uniformly diffuse and mix these gases so that the gaseous mixture composed thereof arrives at a substrate. CONSTITUTION:Gaseous TiCL4<66> introduced at 5sccm flow rate between a cylindrical pipe 42 and an inside pipe 44 and gaseous NH3 68 is introduced at 400sccm flow rate into the inside pipe 44. A reaction chamber 30 is evacuated by a turbo molecular pump, by which 300mTorr is maintained in the reaction chamber 30. The TiCL4 is heated by a heater 46. Two kinds of the gases blown out of the cylindrical pipe 42 collide against vanes 56 and rotate the vanes 56. As a result, two kinds of the gases are sufficiently mixed. The substrate 36 is heated to 600 deg.C by a heater 32. Two kinds of the gases react on the substrate 36 and the uniform TiN thin film is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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
4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
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]

【課題を解決するための手段及び作用】[Means and Actions for Solving the Problems]

【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(CH324、Ti(N(C2524
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
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.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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
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.
【請求項2】 ガスの吹き出しによって前記翼を回転さ
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.
【請求項3】 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.
【請求項4】 モ−タによって前記翼を回転させること
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.
【請求項5】 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.
JP21469292A 1992-07-21 1992-07-21 Cvd device and formation of tin thin film Pending JPH0633242A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5690050A (en) * 1995-05-10 1997-11-25 Anelva Corporation Plasma treating apparatus and plasma treating method
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