JPH0888191A - 半導体薄膜法で使用される多くの液状前駆物質に対する気化シーケンス方法 - Google Patents
半導体薄膜法で使用される多くの液状前駆物質に対する気化シーケンス方法Info
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- JPH0888191A JPH0888191A JP7177761A JP17776195A JPH0888191A JP H0888191 A JPH0888191 A JP H0888191A JP 7177761 A JP7177761 A JP 7177761A JP 17776195 A JP17776195 A JP 17776195A JP H0888191 A JPH0888191 A JP H0888191A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ドープされた酸化膜中のドーパントの均質性
を向上させること。 【構成】 １以上の液状前駆物質源を用いて半導体基板
上の薄膜を処理する方法及び装置に関する。まず、最高
の蒸気圧を有する液状前駆物質源５０が、処理チャンバ
ーに接続された共通のマニホールド３０に蒸気として導
入される。この導入部は、処理チャンバーから離隔され
ている。それから、第１液状前駆物質源より低い蒸気圧
を有する第２液状前駆物質源６０が、処理チャンバーに
より近い点３４で、気化した状態でマニホールドに導入
される。これが各液状前駆物質源に対して繰り返され、
その場合、次に低い蒸気圧を有する後続の各液状前駆物
質源が、先の液状前駆物質源より処理チャンバーに近い
点で、気化した状態でマニホールドに導入される。温度
勾配は、気化前の液状前駆物質源の早期沸騰又は既に気
化した液状前駆物質源若しくは液状成分の凝縮をなお軽
減しつつ、マニホールドに沿って処理チャンバーに向か
う方向で温度が徐々に高くなるようにして維持されるの
がよい。
を向上させること。 【構成】 １以上の液状前駆物質源を用いて半導体基板
上の薄膜を処理する方法及び装置に関する。まず、最高
の蒸気圧を有する液状前駆物質源５０が、処理チャンバ
ーに接続された共通のマニホールド３０に蒸気として導
入される。この導入部は、処理チャンバーから離隔され
ている。それから、第１液状前駆物質源より低い蒸気圧
を有する第２液状前駆物質源６０が、処理チャンバーに
より近い点３４で、気化した状態でマニホールドに導入
される。これが各液状前駆物質源に対して繰り返され、
その場合、次に低い蒸気圧を有する後続の各液状前駆物
質源が、先の液状前駆物質源より処理チャンバーに近い
点で、気化した状態でマニホールドに導入される。温度
勾配は、気化前の液状前駆物質源の早期沸騰又は既に気
化した液状前駆物質源若しくは液状成分の凝縮をなお軽
減しつつ、マニホールドに沿って処理チャンバーに向か
う方向で温度が徐々に高くなるようにして維持されるの
がよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板上での薄
膜の形成に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体
基板上での薄膜の形成に使用される２以上の液状成分の
堆積チャンバーへの気化及び移送に関する。
膜の形成に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体
基板上での薄膜の形成に使用される２以上の液状成分の
堆積チャンバーへの気化及び移送に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、平坦化（planarization ）で使
用される酸化ケイ素膜の形成のような半導体基板上での
薄膜の処理において、液状源前駆物質（liquid source
precursor ）ないしは液状成分がよく使用されている。
これらの液体は通常、源タンク（source tank ）に貯蔵
されており、送出しシステムを用いて蒸気として堆積チ
ャンバーに送り出される。この送出しシステムにおい
て、各液体は別個のライン及び別個の液体流量計（各反
応物質の個々の流速制御を提供するためのもの）を通し
て流され、共通のマニホールド内に蒸気として注入され
る。それから、マニホールド内を流れる蒸気は、マニホ
ールド内へのガス及び気化された液状源前駆物質の入口
点の下流部でマニホールドに接続された処理チャンバー
に導入される。
用される酸化ケイ素膜の形成のような半導体基板上での
薄膜の処理において、液状源前駆物質（liquid source
precursor ）ないしは液状成分がよく使用されている。
これらの液体は通常、源タンク（source tank ）に貯蔵
されており、送出しシステムを用いて蒸気として堆積チ
ャンバーに送り出される。この送出しシステムにおい
て、各液体は別個のライン及び別個の液体流量計（各反
応物質の個々の流速制御を提供するためのもの）を通し
て流され、共通のマニホールド内に蒸気として注入され
る。それから、マニホールド内を流れる蒸気は、マニホ
ールド内へのガス及び気化された液状源前駆物質の入口
点の下流部でマニホールドに接続された処理チャンバー
に導入される。
【０００３】蒸気成分は、処理チャンバーに入るとすぐ
に、例えば半導体基板上に薄膜を形成するよう十分に作
用するが、既に気化された液状源成分の凝縮若しくはま
だ液状である成分の沸騰のいずれかの問題が送出しシス
テム内で起こる場合があり、この問題は、マニホールド
に沿った点を含む、送出しシステムの様々な点で維持さ
れる温度に依存するということが分かってきた。例え
ば、マニホールドに沿った特定点における温度が低すぎ
る（コールドスポット）と、既に気化された液状前駆物
質源ないしは液状成分の凝縮がマニホールドのその点で
起こるおそれがある。他方、マニホールド内で非常に高
い温度を維持すると（上述のような望ましくない凝縮を
抑制するため）、マニホールド内への気化・注入部の上
流側での特定液状成分の液体供給ラインにおいて、液状
成分の沸騰若しくは分解を引き起こす場合がある。そし
て、これは、沸騰成分或いは沸騰しつつある成分が液体
流量計を通って流れるとき、液体流量計の揺らぎにより
その特定成分の流速制御における不安定性をもたらす場
合がある。
に、例えば半導体基板上に薄膜を形成するよう十分に作
用するが、既に気化された液状源成分の凝縮若しくはま
だ液状である成分の沸騰のいずれかの問題が送出しシス
テム内で起こる場合があり、この問題は、マニホールド
に沿った点を含む、送出しシステムの様々な点で維持さ
れる温度に依存するということが分かってきた。例え
ば、マニホールドに沿った特定点における温度が低すぎ
る（コールドスポット）と、既に気化された液状前駆物
質源ないしは液状成分の凝縮がマニホールドのその点で
起こるおそれがある。他方、マニホールド内で非常に高
い温度を維持すると（上述のような望ましくない凝縮を
抑制するため）、マニホールド内への気化・注入部の上
流側での特定液状成分の液体供給ラインにおいて、液状
成分の沸騰若しくは分解を引き起こす場合がある。そし
て、これは、沸騰成分或いは沸騰しつつある成分が液体
流量計を通って流れるとき、液体流量計の揺らぎにより
その特定成分の流速制御における不安定性をもたらす場
合がある。
【０００４】例えば、半導体基板上で、平坦化層として
使用するための酸化ケイ素からなる薄膜の形成におい
て、酸化ケイ素（silicon oxide ）は通常、次の平坦化
ステップの間、酸化ケイ素の流動性（flow characteris
tics）を高めるようリン及び／又はホウ素で処理され
る。このことは、アルコキシシランのような液状シリコ
ン源前駆物質（例えばテトラエチルオルソシリケート
（tetraethylorthosilicate、TEOS））、ホスホン酸ト
リメチル（trimethylphosphite、TMP ）、ホスホン酸ト
リエチル（triethylphosphite 、TEP ）、若しくはリン
酸トリエチル（triethylphosphate 、TEPO）のような液
状リン源前駆物質、及び／又は、ホウ酸トリメチル（tr
imethylborate 、TMB ）若しくはホウ酸トリエチル（tr
iethylborate、TEB ）のような液状ホウ素源前駆物質の
使用をもたらすこととなる。
使用するための酸化ケイ素からなる薄膜の形成におい
て、酸化ケイ素（silicon oxide ）は通常、次の平坦化
ステップの間、酸化ケイ素の流動性（flow characteris
tics）を高めるようリン及び／又はホウ素で処理され
る。このことは、アルコキシシランのような液状シリコ
ン源前駆物質（例えばテトラエチルオルソシリケート
（tetraethylorthosilicate、TEOS））、ホスホン酸ト
リメチル（trimethylphosphite、TMP ）、ホスホン酸ト
リエチル（triethylphosphite 、TEP ）、若しくはリン
酸トリエチル（triethylphosphate 、TEPO）のような液
状リン源前駆物質、及び／又は、ホウ酸トリメチル（tr
imethylborate 、TMB ）若しくはホウ酸トリエチル（tr
iethylborate、TEB ）のような液状ホウ素源前駆物質の
使用をもたらすこととなる。
【０００５】これらの液体は別個の源タンクに貯蔵さ
れ、送出しシステムを用いて蒸気として堆積チャンバー
に送り出される。この送出しシステムにおいては、シリ
コン、リン及びホウ素の液状源は別個のライン及び別個
の液体流量計を通って流れ、それから各々蒸気として共
通のマニホールドに注入される。これらの液状源は通
常、マニホールド内でキャリヤガスと混合される。マニ
ホールド内を流れる蒸気は、堆積チャンバー内の半導体
基板上にドープ酸化ケイ素膜（doped silicon oxide fi
lm）を形成するよう気体状酸素源とさらに混合される。
気体状酸素源は、早期反応を避けるよう堆積チャンバー
に入る直前に混合される。反応は通常、熱ＣＶＤ反応若
しくはプラズマ励起ＣＶＤ反応のどちらかでよい。結果
として形成される酸化ケイ素膜中のドーパントの存在
は、後で酸化ケイ素膜をリフロー（reflow）する温度を
低下させ、平坦化された膜を作製する。
れ、送出しシステムを用いて蒸気として堆積チャンバー
に送り出される。この送出しシステムにおいては、シリ
コン、リン及びホウ素の液状源は別個のライン及び別個
の液体流量計を通って流れ、それから各々蒸気として共
通のマニホールドに注入される。これらの液状源は通
常、マニホールド内でキャリヤガスと混合される。マニ
ホールド内を流れる蒸気は、堆積チャンバー内の半導体
基板上にドープ酸化ケイ素膜（doped silicon oxide fi
lm）を形成するよう気体状酸素源とさらに混合される。
気体状酸素源は、早期反応を避けるよう堆積チャンバー
に入る直前に混合される。反応は通常、熱ＣＶＤ反応若
しくはプラズマ励起ＣＶＤ反応のどちらかでよい。結果
として形成される酸化ケイ素膜中のドーパントの存在
は、後で酸化ケイ素膜をリフロー（reflow）する温度を
低下させ、平坦化された膜を作製する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した反応物のよう
な様々な成分が堆積チャンバー内で反応し、半導体基板
上に形成される構造の平坦化に有用で十分なドープ酸化
ケイ素膜を形成する一方で、送出しシステムにおける凝
縮若しくは沸騰という問題が起こりうるということが分
かってきた。上述したように、マニホールドに沿った特
定点での温度が低すぎると、既に気化した反応物の凝縮
がマニホールドのその点で起こるおそれがあるが、マニ
ホールド内で非常に高い温度を維持すると、液体供給ラ
インにおいて、マニホールド内への反応物の気化・注入
部の上流側で液状前駆物質の沸騰若しくは分解をもたら
す場合があり、その場合、液体流量計を通る液状前駆物
質の変則的な流れを引き起こす。
な様々な成分が堆積チャンバー内で反応し、半導体基板
上に形成される構造の平坦化に有用で十分なドープ酸化
ケイ素膜を形成する一方で、送出しシステムにおける凝
縮若しくは沸騰という問題が起こりうるということが分
かってきた。上述したように、マニホールドに沿った特
定点での温度が低すぎると、既に気化した反応物の凝縮
がマニホールドのその点で起こるおそれがあるが、マニ
ホールド内で非常に高い温度を維持すると、液体供給ラ
インにおいて、マニホールド内への反応物の気化・注入
部の上流側で液状前駆物質の沸騰若しくは分解をもたら
す場合があり、その場合、液体流量計を通る液状前駆物
質の変則的な流れを引き起こす。
【０００７】結果として生じる反応物の流速の不安定性
は、上述のいずれかの問題のため、適当にドープされた
酸化ケイ素膜の均質生成物の十分な形成を妨げる。例え
ば、上述した、リン及び／又はホウ素をドープした酸化
ケイ素膜の形成において、早期凝縮は、１種類以上のド
ーパントの膜中への導入に影響を与える場合があり、ま
た酸化ケイ素膜中のドーパントの均質な分布にも影響を
与える。また、処理チャンバーへの気化速度及び流れが
均一でない場合には、酸化ケイ素薄膜のマイクロ層はそ
れぞれ、互いに異なる濃度のドーパントを導入する可能
性がある。
は、上述のいずれかの問題のため、適当にドープされた
酸化ケイ素膜の均質生成物の十分な形成を妨げる。例え
ば、上述した、リン及び／又はホウ素をドープした酸化
ケイ素膜の形成において、早期凝縮は、１種類以上のド
ーパントの膜中への導入に影響を与える場合があり、ま
た酸化ケイ素膜中のドーパントの均質な分布にも影響を
与える。また、処理チャンバーへの気化速度及び流れが
均一でない場合には、酸化ケイ素薄膜のマイクロ層はそ
れぞれ、互いに異なる濃度のドーパントを導入する可能
性がある。
【０００８】従って、半導体基板上の薄膜処理において
用いられる成分送出しシステム、特に、液状前駆物質を
利用する送出しシステムは、蒸気或いは液体状態での各
成分の温度感受性（temperature sensitivity ）を低下
させる態様で設計され操作されるならば好都合となるで
あろう。
用いられる成分送出しシステム、特に、液状前駆物質を
利用する送出しシステムは、蒸気或いは液体状態での各
成分の温度感受性（temperature sensitivity ）を低下
させる態様で設計され操作されるならば好都合となるで
あろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、液状前駆物質
源を用いて半導体基板上で薄膜を処理するための方法及
び装置を備え、当該方法及び装置においては、まず、最
高の蒸気圧を有する液状前駆物質源ないしは液状成分が
気化され、処理チャンバーに接続された共通のマニホー
ルド内に蒸気として導入される。なお、この導入点は処
理チャンバーから離隔配置されている。この後、第１液
状前駆物質源より低い蒸気圧を有する第２液状前駆物質
源は、前以て気化された液状前駆物質源の入口点よりも
処理チャンバーに近い点で、気化された形にしてマニホ
ールド内に導入される。これは各液状前駆物質源に対し
て繰り返され、その場合、次に低い蒸気圧を有する後続
の各液状前駆物質源は、予め気化された液状前駆物質源
より処理チャンバーに近い点で、気化された形にしてマ
ニホールド内に導入される。この場合、温度勾配は、気
化する前の液状前駆物質源の早期沸騰若しくは既に気化
された成分の凝縮をなお軽減しつつ、マニホールドに沿
って処理チャンバーに向かう方向に温度が高くなるよう
にして温度を維持するのがよい。
源を用いて半導体基板上で薄膜を処理するための方法及
び装置を備え、当該方法及び装置においては、まず、最
高の蒸気圧を有する液状前駆物質源ないしは液状成分が
気化され、処理チャンバーに接続された共通のマニホー
ルド内に蒸気として導入される。なお、この導入点は処
理チャンバーから離隔配置されている。この後、第１液
状前駆物質源より低い蒸気圧を有する第２液状前駆物質
源は、前以て気化された液状前駆物質源の入口点よりも
処理チャンバーに近い点で、気化された形にしてマニホ
ールド内に導入される。これは各液状前駆物質源に対し
て繰り返され、その場合、次に低い蒸気圧を有する後続
の各液状前駆物質源は、予め気化された液状前駆物質源
より処理チャンバーに近い点で、気化された形にしてマ
ニホールド内に導入される。この場合、温度勾配は、気
化する前の液状前駆物質源の早期沸騰若しくは既に気化
された成分の凝縮をなお軽減しつつ、マニホールドに沿
って処理チャンバーに向かう方向に温度が高くなるよう
にして温度を維持するのがよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】今、図１を参照すると、本発明の
方法及び装置は、共通のマニホールド内への特定の導入
順序で複数の液状前駆物質源の蒸気を処理チャンバーの
上流側で共通のマニホールド内に導入することによって
半導体基板上の薄膜の形成を改良するものである。液状
前駆物質源の蒸気は、最高の蒸気圧を有する液状前駆物
質源が処理チャンバーの最上流側の点でマニホールドに
導入されるようにして、それぞれの蒸気圧の順にマニホ
ールドに導入される。次に低い蒸気圧を有する液状前駆
物質源からの蒸気は、最高の蒸気圧の液状源から生じる
蒸気の導入点の下流にある点で、すなわち処理チャンバ
ーにより近い点で導入される。これは、各液状前駆物質
源に対して繰り返され、その場合には、次に低い蒸気圧
を有する後続の（succeeding）各液状前駆物質源の蒸気
が、より高い蒸気圧を有するそれより前の液状前駆物質
源の蒸気の導入点の下流側の点でマニホールドに導入さ
れる。
方法及び装置は、共通のマニホールド内への特定の導入
順序で複数の液状前駆物質源の蒸気を処理チャンバーの
上流側で共通のマニホールド内に導入することによって
半導体基板上の薄膜の形成を改良するものである。液状
前駆物質源の蒸気は、最高の蒸気圧を有する液状前駆物
質源が処理チャンバーの最上流側の点でマニホールドに
導入されるようにして、それぞれの蒸気圧の順にマニホ
ールドに導入される。次に低い蒸気圧を有する液状前駆
物質源からの蒸気は、最高の蒸気圧の液状源から生じる
蒸気の導入点の下流にある点で、すなわち処理チャンバ
ーにより近い点で導入される。これは、各液状前駆物質
源に対して繰り返され、その場合には、次に低い蒸気圧
を有する後続の（succeeding）各液状前駆物質源の蒸気
が、より高い蒸気圧を有するそれより前の液状前駆物質
源の蒸気の導入点の下流側の点でマニホールドに導入さ
れる。
【００１１】「最高蒸気圧」及び「次に低い蒸気圧」と
いう言い回しを使用することにより、同じ温度で測定し
たときのいくつかの液体の各蒸気圧を比較するものであ
る。以下、より詳細に述べるように、各液状前駆物質に
対し、蒸気として共通のマニホールド内に導入する点で
別々の温度が用いられるということはもちろん認識され
るであろう。
いう言い回しを使用することにより、同じ温度で測定し
たときのいくつかの液体の各蒸気圧を比較するものであ
る。以下、より詳細に述べるように、各液状前駆物質に
対し、蒸気として共通のマニホールド内に導入する点で
別々の温度が用いられるということはもちろん認識され
るであろう。
【００１２】今、図２に移ると、非限定的な例示とし
て、本発明の方法及び装置が、シリコン、リン及びホウ
素の液状前駆物質源を使用して、シリコンウェハ上での
ホウ素及びリンをドープしたシリコン酸化ガラス（boro
n and phosphorus doped silicon oxide glass、ＢＰＳ
Ｇ）からなる膜の形成に関して図示されている。
て、本発明の方法及び装置が、シリコン、リン及びホウ
素の液状前駆物質源を使用して、シリコンウェハ上での
ホウ素及びリンをドープしたシリコン酸化ガラス（boro
n and phosphorus doped silicon oxide glass、ＢＰＳ
Ｇ）からなる膜の形成に関して図示されている。
【００１３】図２に示されるように、堆積チャンバー１
０が、チャンバー１０内のサセプター１２ないしはウェ
ハー支持台１２上に載置されたシリコンウェハー２０を
有した状態で示されている。共通のマニホールド３０か
らのキャリアガス及び処理ガス及び／又は蒸気は、チャ
ンバー１０内にあってウェハ２０の上方に配置された分
配ノズル若しくはシャワーヘッド１４を通って堆積チャ
ンバー１０に入り込む。チャンバー１０は通常、大気圧
以下の圧力に排気（evacuate）され或いはその圧力に維
持されるが、いかなる場合においても、チャンバー１０
は、ガス及び蒸気がマニホールド３０を通ってチャンバ
ー１０の方向に流れるようキャリアガス及び処理ガス及
び／又は蒸気よりも低圧で維持される。なお、チャンバ
ー１０は主に、マニホールド３０の端部に配置される。
０が、チャンバー１０内のサセプター１２ないしはウェ
ハー支持台１２上に載置されたシリコンウェハー２０を
有した状態で示されている。共通のマニホールド３０か
らのキャリアガス及び処理ガス及び／又は蒸気は、チャ
ンバー１０内にあってウェハ２０の上方に配置された分
配ノズル若しくはシャワーヘッド１４を通って堆積チャ
ンバー１０に入り込む。チャンバー１０は通常、大気圧
以下の圧力に排気（evacuate）され或いはその圧力に維
持されるが、いかなる場合においても、チャンバー１０
は、ガス及び蒸気がマニホールド３０を通ってチャンバ
ー１０の方向に流れるようキャリアガス及び処理ガス及
び／又は蒸気よりも低圧で維持される。なお、チャンバ
ー１０は主に、マニホールド３０の端部に配置される。
【００１４】アルゴン、窒素若しくはヘリウムのような
キャリアガス源４０は、ライン４２、流量コントローラ
ー４４、第２ライン４６及び閉止バルブ４８を通ってマ
ニホールド３０と結ばれている。キャリアガスはこれら
を通って、堆積チャンバー１０から最も離れた、すなわ
ち最も上流側にある入口点３１の方に流れ、そのため入
口点３１でマニホールド３０に入り込むキャリアガス
は、堆積チャンバー１０に流入する前にマニホールド３
０の全長を通過することになる。
キャリアガス源４０は、ライン４２、流量コントローラ
ー４４、第２ライン４６及び閉止バルブ４８を通ってマ
ニホールド３０と結ばれている。キャリアガスはこれら
を通って、堆積チャンバー１０から最も離れた、すなわ
ち最も上流側にある入口点３１の方に流れ、そのため入
口点３１でマニホールド３０に入り込むキャリアガス
は、堆積チャンバー１０に流入する前にマニホールド３
０の全長を通過することになる。
【００１５】マニホールド３０における入口点３１の下
流側では、５０℃で４００トールの蒸気圧を有するホウ
素ドーパント（例えば、ホウ酸トリエチル（ＴＭＢ））
の液状源５０が、蒸気としてマニホールド３０に導入さ
れる（マニホールド３０に蒸気として導入される全液状
源のうち、与えられた温度で最高蒸気圧をこの液状源が
有すると仮定）。液状ホウ素源５０はライン５２を介し
て流量計５４に接続されており、この流量計５４を通っ
て液状ホウ素ドーパント源が第２ライン５６、そして複
合型バルブ・気化器５８に流通する。このバルブ・気化
器５８は液状ホウ素ドーパントを気化させ、点３２で蒸
気としてマニホールド３０に流れ込むホウ素ドーパント
の量を制御する。この点３２は、キャリアガスの入口点
３１より下流側、すなわち処理チャンバーにより近いと
ころにある。
流側では、５０℃で４００トールの蒸気圧を有するホウ
素ドーパント（例えば、ホウ酸トリエチル（ＴＭＢ））
の液状源５０が、蒸気としてマニホールド３０に導入さ
れる（マニホールド３０に蒸気として導入される全液状
源のうち、与えられた温度で最高蒸気圧をこの液状源が
有すると仮定）。液状ホウ素源５０はライン５２を介し
て流量計５４に接続されており、この流量計５４を通っ
て液状ホウ素ドーパント源が第２ライン５６、そして複
合型バルブ・気化器５８に流通する。このバルブ・気化
器５８は液状ホウ素ドーパントを気化させ、点３２で蒸
気としてマニホールド３０に流れ込むホウ素ドーパント
の量を制御する。この点３２は、キャリアガスの入口点
３１より下流側、すなわち処理チャンバーにより近いと
ころにある。
【００１６】複合型バルブ・気化器５８は、マニホール
ド３０に沿って流通するキャリアガスが第１ポートを通
って流入し、チャンバーないしはキャビティを通って移
送される構造を備えるとよい。なお、このキャビティに
おいて、液状前駆物質は圧力のかかった状態で、キャリ
アガスの流れに対してほぼ垂直に配置された注入ポート
からキャリアガス流の中に径方向に注入される。注入ポ
ート開口部を通る液状前駆物質の流れはダイアフラムに
よって制御され、このダイアフラムは、フィードバック
制御システムに電気的に接続された圧電素子により制御
され、その構造体を通る液状前駆物質の流れをその中で
気化するよう制御するようになっている。従って、圧力
勾配が、液体アパーチャポートとキャビティの他の部分
との間に存在することとなる。その場合、液状前駆物質
源は、キャビティ内の、液体と蒸気・ガスとの間に結果
として生じる圧力差により気化され、ガス・蒸気の混合
物は、バルブ・気化器構造体５８からマニホールド３０
に戻る。バルブ・気化器構造体５８は加熱手段（図示せ
ず）を備え、低減された圧力で、キャリアガスと共に、
キャビティを通って流れる蒸気の凝縮点より高い温度で
あるが気化されていない液状前駆物質の沸点若しくは分
解温度より低い温度でその構造体を維持するようにする
のがよい。このようなバルブ・気化器構造体は、１９９
３年１２月１２日に出願され、本件出願人に譲渡され且
つ係属している米国特許願第０７／９９０，７５５号
（特願平第５−３１５，４４６号）に詳細に示されてい
る。この開示内容は参考にすることによって本明細書で
援用されている。
ド３０に沿って流通するキャリアガスが第１ポートを通
って流入し、チャンバーないしはキャビティを通って移
送される構造を備えるとよい。なお、このキャビティに
おいて、液状前駆物質は圧力のかかった状態で、キャリ
アガスの流れに対してほぼ垂直に配置された注入ポート
からキャリアガス流の中に径方向に注入される。注入ポ
ート開口部を通る液状前駆物質の流れはダイアフラムに
よって制御され、このダイアフラムは、フィードバック
制御システムに電気的に接続された圧電素子により制御
され、その構造体を通る液状前駆物質の流れをその中で
気化するよう制御するようになっている。従って、圧力
勾配が、液体アパーチャポートとキャビティの他の部分
との間に存在することとなる。その場合、液状前駆物質
源は、キャビティ内の、液体と蒸気・ガスとの間に結果
として生じる圧力差により気化され、ガス・蒸気の混合
物は、バルブ・気化器構造体５８からマニホールド３０
に戻る。バルブ・気化器構造体５８は加熱手段（図示せ
ず）を備え、低減された圧力で、キャリアガスと共に、
キャビティを通って流れる蒸気の凝縮点より高い温度で
あるが気化されていない液状前駆物質の沸点若しくは分
解温度より低い温度でその構造体を維持するようにする
のがよい。このようなバルブ・気化器構造体は、１９９
３年１２月１２日に出願され、本件出願人に譲渡され且
つ係属している米国特許願第０７／９９０，７５５号
（特願平第５−３１５，４４６号）に詳細に示されてい
る。この開示内容は参考にすることによって本明細書で
援用されている。
【００１７】５０℃で７０トールの蒸気圧を有するリン
ドーパント（例えば、ホスホン酸トリメチル（ＴＭ
Ｐ））の液状前駆物質源６０は、ライン６２を介して流
量計６４に連結されている。液状リンドーパント源６０
は、流量計６４から第２ライン６６及び複合型バルブ・
気化器６８に流れる。このバルブ・気化器６８は、点３
４で蒸気としてマニホールド３０に流れ込む液状リンド
ーパントを気化させるとともに、このリンドーパントの
量を制御するものであり、上述のバルブ・気化器５８と
類似か若しくは同一のものである。なお、上記の点３４
は、キャリアガス入口点３１及びリンドーパント蒸気入
口点３２より下流側にある。
ドーパント（例えば、ホスホン酸トリメチル（ＴＭ
Ｐ））の液状前駆物質源６０は、ライン６２を介して流
量計６４に連結されている。液状リンドーパント源６０
は、流量計６４から第２ライン６６及び複合型バルブ・
気化器６８に流れる。このバルブ・気化器６８は、点３
４で蒸気としてマニホールド３０に流れ込む液状リンド
ーパントを気化させるとともに、このリンドーパントの
量を制御するものであり、上述のバルブ・気化器５８と
類似か若しくは同一のものである。なお、上記の点３４
は、キャリアガス入口点３１及びリンドーパント蒸気入
口点３２より下流側にある。
【００１８】前述の構造におけるものと同様に、バルブ
・気化器６８の温度は、気化されていない液状前駆物質
を沸騰若しくは分解させることなく液状リン源の気化を
もたらすに十分な範囲内で維持されるとよい。特定の液
状ホウ素ドーパント源は、前述の液状前駆物質源と共
に、特定の液状リンドーパント源より高い蒸気圧を有す
るので、バルブ・気化器６８及びリンドーパント蒸気入
口点３４におけるマニホールド３０の温度を、液状リン
源の気化を許容するのに十分高い温度に維持すれば、そ
れより前に気化されたホウ素ドーパント源のマニホール
ド３０のその点での凝縮を引き起こすことはないであろ
う。
・気化器６８の温度は、気化されていない液状前駆物質
を沸騰若しくは分解させることなく液状リン源の気化を
もたらすに十分な範囲内で維持されるとよい。特定の液
状ホウ素ドーパント源は、前述の液状前駆物質源と共
に、特定の液状リンドーパント源より高い蒸気圧を有す
るので、バルブ・気化器６８及びリンドーパント蒸気入
口点３４におけるマニホールド３０の温度を、液状リン
源の気化を許容するのに十分高い温度に維持すれば、そ
れより前に気化されたホウ素ドーパント源のマニホール
ド３０のその点での凝縮を引き起こすことはないであろ
う。
【００１９】液状ホウ素前駆物質の蒸気の入口点３２と
液状リン前駆物質の蒸気の入口点３４との間にあるマニ
ホールド３０は加熱する必要がないかもしれないが、点
３２と点３４との間にあるマニホールド３０の温度を、
バルブ・気化器５８及びバルブ・気化器６８において維
持される各温度の中間温度で維持することが好ましい。
このことは、例えば、点３２と点３４との間にあるマニ
ホールド３０をヒーティングテープで被包し、調整可能
な外部電源にそのヒーティングテープを接続することに
よって達成することができる。
液状リン前駆物質の蒸気の入口点３４との間にあるマニ
ホールド３０は加熱する必要がないかもしれないが、点
３２と点３４との間にあるマニホールド３０の温度を、
バルブ・気化器５８及びバルブ・気化器６８において維
持される各温度の中間温度で維持することが好ましい。
このことは、例えば、点３２と点３４との間にあるマニ
ホールド３０をヒーティングテープで被包し、調整可能
な外部電源にそのヒーティングテープを接続することに
よって達成することができる。
【００２０】上記ホスホン酸トリメチル液状リンドーパ
ント源の蒸気圧は、ホウ酸トリメチル液状ホウ素ドーパ
ント源の蒸気圧より低い（同じ温度で）ということに気
付くであろう。それゆえ、本発明によれば、気化された
液状リンドーパント源の蒸気は、気化された液状ホウ素
ドーパント源の蒸気の下流側でマニホールド３０に導入
される。しかし、同じ温度で液状ホウ素ドーパント源よ
り高い蒸気圧を有する別の液状リンドーパント源を用い
れば、気化された液体リンドーパント源は、まずマニホ
ールド３０、すなわち堆積チャンバー１０の上流側であ
って最も離隔配置された点でマニホールド３０に導入さ
れる。例えば、ホウ酸トリエチル又はホスホン酸トリメ
チルを各々ホウ素源又はリン源として用いれば、ホスホ
ン酸トリメチルはホウ酸トリエチルより高い蒸気圧を有
するため（同じ温度で）、ホスホン酸トリメチル蒸気
は、ホウ酸トリエチル蒸気の導入部の上流側の点でマニ
ホールド３０に導入される。
ント源の蒸気圧は、ホウ酸トリメチル液状ホウ素ドーパ
ント源の蒸気圧より低い（同じ温度で）ということに気
付くであろう。それゆえ、本発明によれば、気化された
液状リンドーパント源の蒸気は、気化された液状ホウ素
ドーパント源の蒸気の下流側でマニホールド３０に導入
される。しかし、同じ温度で液状ホウ素ドーパント源よ
り高い蒸気圧を有する別の液状リンドーパント源を用い
れば、気化された液体リンドーパント源は、まずマニホ
ールド３０、すなわち堆積チャンバー１０の上流側であ
って最も離隔配置された点でマニホールド３０に導入さ
れる。例えば、ホウ酸トリエチル又はホスホン酸トリメ
チルを各々ホウ素源又はリン源として用いれば、ホスホ
ン酸トリメチルはホウ酸トリエチルより高い蒸気圧を有
するため（同じ温度で）、ホスホン酸トリメチル蒸気
は、ホウ酸トリエチル蒸気の導入部の上流側の点でマニ
ホールド３０に導入される。
【００２１】ここで、各液状前駆物質の蒸気圧を比較目
的のみのための共通の参照温度で比較して各蒸気のマニ
ホールド３０内に流入する順番を決定するということに
注意されたい。個々の液状前駆物質がそれぞれ気化され
てマニホールド３０内を流れるガス流及び蒸気流に導入
されるときの実際の圧力は、個々の気化器の温度とマニ
ホールド３０内の圧力とを含む他の外部因子に依存する
であろう。
的のみのための共通の参照温度で比較して各蒸気のマニ
ホールド３０内に流入する順番を決定するということに
注意されたい。個々の液状前駆物質がそれぞれ気化され
てマニホールド３０内を流れるガス流及び蒸気流に導入
されるときの実際の圧力は、個々の気化器の温度とマニ
ホールド３０内の圧力とを含む他の外部因子に依存する
であろう。
【００２２】また、図２を参照すると、５０℃で９トー
ルの蒸気圧を有するシリコンの液状源７０（例えば、テ
トラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）のようなアル
コキシシラン）が、流量計７４に続くライン７２を介し
てマニホールド３０に接続されており、流量計７４を通
して液状シリコン源を第２ライン７６に、そして、複合
型バルブ・気化器７８（バルブ・気化器構造体５８と類
似或いは同一）に流れる。このバルブ・気化器７８は、
液状シリコン源７０を気化させ、点３６で蒸気としてマ
ニホールド３０に流れ込むシリコン源の量を制御する。
点３６は、キャリアガス入口点３１、ホウ素ドーパント
蒸気入口点３２及びリンドーパント蒸気入口点３４より
下流側にあるように図２に示されているが、これは、ホ
ウ酸トリメチル及びホスホン酸トリメチルの蒸気圧と比
較して、ＴＥＯＳの蒸気圧の方がより低いためである。
しかし、ＴＥＯＳの蒸気圧より低い蒸気圧を有するホウ
素及び／又はリンの液状前駆物質源を用いれば、気化さ
れたＴＥＯＳのマニホールド３０への入口点は変更され
ることとなる。
ルの蒸気圧を有するシリコンの液状源７０（例えば、テ
トラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）のようなアル
コキシシラン）が、流量計７４に続くライン７２を介し
てマニホールド３０に接続されており、流量計７４を通
して液状シリコン源を第２ライン７６に、そして、複合
型バルブ・気化器７８（バルブ・気化器構造体５８と類
似或いは同一）に流れる。このバルブ・気化器７８は、
液状シリコン源７０を気化させ、点３６で蒸気としてマ
ニホールド３０に流れ込むシリコン源の量を制御する。
点３６は、キャリアガス入口点３１、ホウ素ドーパント
蒸気入口点３２及びリンドーパント蒸気入口点３４より
下流側にあるように図２に示されているが、これは、ホ
ウ酸トリメチル及びホスホン酸トリメチルの蒸気圧と比
較して、ＴＥＯＳの蒸気圧の方がより低いためである。
しかし、ＴＥＯＳの蒸気圧より低い蒸気圧を有するホウ
素及び／又はリンの液状前駆物質源を用いれば、気化さ
れたＴＥＯＳのマニホールド３０への入口点は変更され
ることとなる。
【００２３】さらに、本発明によれば、他の液状シリコ
ン源（例えば、トリメトキシシラン、テトラメトキシシ
ラン若しくはトリエトキシシランのような他のアルコキ
シシラン）をＴＥＯＳの代りに用いれば、気化されたシ
リコン源のマニホールド３０への入口点は、必要なら
ば、他の気化された液状前駆物質源の入口点に対し他の
液状前駆物質の同じ温度での蒸気圧に対する特定の液状
シリコン源の蒸気圧に基づいて適切に調整される。
ン源（例えば、トリメトキシシラン、テトラメトキシシ
ラン若しくはトリエトキシシランのような他のアルコキ
シシラン）をＴＥＯＳの代りに用いれば、気化されたシ
リコン源のマニホールド３０への入口点は、必要なら
ば、他の気化された液状前駆物質源の入口点に対し他の
液状前駆物質の同じ温度での蒸気圧に対する特定の液状
シリコン源の蒸気圧に基づいて適切に調整される。
【００２４】酸素のガス状源８０は、酸素、オゾン或い
はその混合物を含み、この酸素源をライン８２から、ド
ーパント及びシリコンの各液状源の蒸気の入口点３２、
３４及び３６の下流側にある入口点３８に流すことによ
って、マニホールド３０に導入される。前述したよう
に、このような酸素源は、マニホールド内で、酸素がマ
ニホールド３０内の他のガス及び蒸気と早期反応するこ
とを避けるよう、マニホールド３０への入口点を、ガス
・蒸気の堆積チャンバー１０への導入部の直前に有する
のが好ましい。
はその混合物を含み、この酸素源をライン８２から、ド
ーパント及びシリコンの各液状源の蒸気の入口点３２、
３４及び３６の下流側にある入口点３８に流すことによ
って、マニホールド３０に導入される。前述したよう
に、このような酸素源は、マニホールド内で、酸素がマ
ニホールド３０内の他のガス及び蒸気と早期反応するこ
とを避けるよう、マニホールド３０への入口点を、ガス
・蒸気の堆積チャンバー１０への導入部の直前に有する
のが好ましい。
【００２５】各入口点が堆積チャンバー１０に近くなる
につれて蒸気圧が低くなる順に各液状前駆物質の蒸気が
マニホールド３０に注入された状態で、すべての反応物
がマニホールド３０に導入された後では、本発明によれ
ば、ガス混合物は、ウェハ２０の上方にある分配ノズル
ないしはシャワーヘッド１４を通して堆積チャンバー１
０に入り込む。結果として、反応物の各ガス状源及び各
液状源からの、マニホールド３０を通る蒸気・ガスの混
合物の流れを制御することができるとともに、マニホー
ルド内の既に気化された成分のいずれの成分の凝縮をも
又は気化されていない液状反応源のいずれの成分の早期
沸騰若しくは分解をも除去し又は軽減する。
につれて蒸気圧が低くなる順に各液状前駆物質の蒸気が
マニホールド３０に注入された状態で、すべての反応物
がマニホールド３０に導入された後では、本発明によれ
ば、ガス混合物は、ウェハ２０の上方にある分配ノズル
ないしはシャワーヘッド１４を通して堆積チャンバー１
０に入り込む。結果として、反応物の各ガス状源及び各
液状源からの、マニホールド３０を通る蒸気・ガスの混
合物の流れを制御することができるとともに、マニホー
ルド内の既に気化された成分のいずれの成分の凝縮をも
又は気化されていない液状反応源のいずれの成分の早期
沸騰若しくは分解をも除去し又は軽減する。
【００２６】
【実施例】次の記述は、ＴＥＯＳ、ホスホン酸トリメチ
ル及びホウ酸トリメチルを用いることによる多くのシリ
コンウェハ上でのＢＰＳＧ層の形成に関するものであっ
て、本発明の実施の形態をさらに説明したものである。
一端が堆積チャンバーに接続されているマニホールドの
他端に、約１００℃のヘリウムガスが１０００ｓｃｃｍ
流入された。ヘリウムガス入口点での温度は、閉ループ
温度制御システムにより約１００℃に維持された。液状
ホウ酸トリメチル源からの液状ホウ酸トリメチルは、５
０ミリグラム／分の割合で流量計を通って流され、それ
から、気化されてアルゴン入口点の下流側の点でマニホ
ールドに注入された。ホウ素含有ドーパント蒸気の入口
点ではマニホールドは約８０℃に維持された。液状ホウ
酸トリメチル源からの液状ホウ酸トリメチルは、２０ミ
リグラム／分の割合で第２流量計を通って流され、それ
から、気化されてホウ素含有蒸気入口点の下流側の点で
マニホールドに注入された。リン含有ドーパント蒸気の
入口点ではマニホールドは約１２０℃に維持された。液
状ＴＥＯＳもまた、５００ミリグラム／分の割合で流量
計を通って流され、それから、気化されてリン含有蒸気
入口点の下流側の点でマニホールドに注入された。ＴＥ
ＯＳ蒸気の入口点ではマニホールドは約１２０℃に維持
された。さらに、マニホールドの堆積チャンバーに対す
る連結部に最も近い点で、酸素（Ｏ2 ）と８重量パーセ
ントオゾン（Ｏ3 ）との混合物が約４０００ｓｃｃｍの
割合でマニホールドに流入された。マニホールドは、Ｔ
ＥＯＳ蒸気の入口点から処理チャンバーまで約１００℃
の温度に維持された。このプロセスは多くのウェハに対
して繰り返され、各ウェハに対しては同じ標準フロー制
御及び同じ温度を使用した。
ル及びホウ酸トリメチルを用いることによる多くのシリ
コンウェハ上でのＢＰＳＧ層の形成に関するものであっ
て、本発明の実施の形態をさらに説明したものである。
一端が堆積チャンバーに接続されているマニホールドの
他端に、約１００℃のヘリウムガスが１０００ｓｃｃｍ
流入された。ヘリウムガス入口点での温度は、閉ループ
温度制御システムにより約１００℃に維持された。液状
ホウ酸トリメチル源からの液状ホウ酸トリメチルは、５
０ミリグラム／分の割合で流量計を通って流され、それ
から、気化されてアルゴン入口点の下流側の点でマニホ
ールドに注入された。ホウ素含有ドーパント蒸気の入口
点ではマニホールドは約８０℃に維持された。液状ホウ
酸トリメチル源からの液状ホウ酸トリメチルは、２０ミ
リグラム／分の割合で第２流量計を通って流され、それ
から、気化されてホウ素含有蒸気入口点の下流側の点で
マニホールドに注入された。リン含有ドーパント蒸気の
入口点ではマニホールドは約１２０℃に維持された。液
状ＴＥＯＳもまた、５００ミリグラム／分の割合で流量
計を通って流され、それから、気化されてリン含有蒸気
入口点の下流側の点でマニホールドに注入された。ＴＥ
ＯＳ蒸気の入口点ではマニホールドは約１２０℃に維持
された。さらに、マニホールドの堆積チャンバーに対す
る連結部に最も近い点で、酸素（Ｏ2 ）と８重量パーセ
ントオゾン（Ｏ3 ）との混合物が約４０００ｓｃｃｍの
割合でマニホールドに流入された。マニホールドは、Ｔ
ＥＯＳ蒸気の入口点から処理チャンバーまで約１００℃
の温度に維持された。このプロセスは多くのウェハに対
して繰り返され、各ウェハに対しては同じ標準フロー制
御及び同じ温度を使用した。
【００２７】結果として生じるシリコンウェハ上に形成
されたＢＰＳＧコーティングないしは膜は、均質にドー
プされたシリコン酸化ガラス層の形成に対して、それぞ
れフーリエ変換赤外反射分光法（ＦＴＩＲ分光法）を用
いて検査された。本発明の実施例の結果から、ホウ素含
有量又はリン含有量がＢＰＳＧ又はウェハ全域にわたっ
て０．１％も変化しない均一なコーティングが得られる
ということが分かった。このことは、先に気化された反
応物の凝縮、及び／又は、気化されていない反応物の早
期沸騰という問題が、均一にドープされたＢＰＳＧ膜な
いしはＢＰＳＧ層をシリコンウェハ上に繰り返し可能に
形成することを許容するほどに除去され若しくは充分軽
減されたということを示している。
されたＢＰＳＧコーティングないしは膜は、均質にドー
プされたシリコン酸化ガラス層の形成に対して、それぞ
れフーリエ変換赤外反射分光法（ＦＴＩＲ分光法）を用
いて検査された。本発明の実施例の結果から、ホウ素含
有量又はリン含有量がＢＰＳＧ又はウェハ全域にわたっ
て０．１％も変化しない均一なコーティングが得られる
ということが分かった。このことは、先に気化された反
応物の凝縮、及び／又は、気化されていない反応物の早
期沸騰という問題が、均一にドープされたＢＰＳＧ膜な
いしはＢＰＳＧ層をシリコンウェハ上に繰り返し可能に
形成することを許容するほどに除去され若しくは充分軽
減されたということを示している。
【００２８】
【発明の効果】このように、本発明は、２以上の液状前
駆物質源を用いて被膜（coating film）を半導体基板上
に形成するための方法及び装置を提供するものであり、
本発明においては、液状前駆物質源はそれぞれ気化さ
れ、共通のマニホールドに蒸気圧（同じ温度で測定した
とき）の低くなっていく順に導入される。この場合、最
高の蒸気圧を有する液状前駆物質源は、処理チャンバー
から最も遠くに配置された点でマニホールドに導入さ
れ、処理チャンバー内には、マニホールドからガス及び
蒸気の混合物が流入される。本発明の方法及び装置は、
先に気化された液状前駆物質源のマニホールドにおける
凝縮、及び／又は、気化前の液状前駆物質源の沸騰若し
くは分解を除去し又は軽減し、もって、より均一な分布
の処理ガス及び処理蒸気が処理チャンバーに送られ、向
上した均質性を有する膜の形成をもたらすことになる。
駆物質源を用いて被膜（coating film）を半導体基板上
に形成するための方法及び装置を提供するものであり、
本発明においては、液状前駆物質源はそれぞれ気化さ
れ、共通のマニホールドに蒸気圧（同じ温度で測定した
とき）の低くなっていく順に導入される。この場合、最
高の蒸気圧を有する液状前駆物質源は、処理チャンバー
から最も遠くに配置された点でマニホールドに導入さ
れ、処理チャンバー内には、マニホールドからガス及び
蒸気の混合物が流入される。本発明の方法及び装置は、
先に気化された液状前駆物質源のマニホールドにおける
凝縮、及び／又は、気化前の液状前駆物質源の沸騰若し
くは分解を除去し又は軽減し、もって、より均一な分布
の処理ガス及び処理蒸気が処理チャンバーに送られ、向
上した均質性を有する膜の形成をもたらすことになる。
【図１】本発明の方法を説明するフローチャートであ
る。
る。
【図２】本発明を具現化した装置配列の概略図である。
１０…処理チャンバー、１２…サセプタ、１４…分配ノ
ズル、２０…ウェハー、３０…マニホールド、３１…入
口点、３２…入口点、３４…入口点、３６…入口点、３
８…入口点、４０…キャリアガス源、４２…ライン、４
４…流量コントローラー、４６…第２ライン、４８…閉
止バルブ、５０…ホウ素ドーパント液状源、５２…ライ
ン、５４…流量計、５６…第２ライン、５８…バルブ、
６０…リンドーパント液状源、６２…ライン、６４…流
量計、６６…第２ライン、６８…バルブ・気化器、７０
…シリコン液状源、７２…ライン、７４…流量計、７６
…第２ライン、７８…バルブ・気化器、８０…酸素源、
８２…ライン。
ズル、２０…ウェハー、３０…マニホールド、３１…入
口点、３２…入口点、３４…入口点、３６…入口点、３
８…入口点、４０…キャリアガス源、４２…ライン、４
４…流量コントローラー、４６…第２ライン、４８…閉
止バルブ、５０…ホウ素ドーパント液状源、５２…ライ
ン、５４…流量計、５６…第２ライン、５８…バルブ、
６０…リンドーパント液状源、６２…ライン、６４…流
量計、６６…第２ライン、６８…バルブ・気化器、７０
…シリコン液状源、７２…ライン、７４…流量計、７６
…第２ライン、７８…バルブ・気化器、８０…酸素源、
８２…ライン。
フロントページの続き (72)発明者 ヴィスウェスワレン シヴァラマクリシュ ナン アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95014， キュパティノ， メイプル ツ リー プレイス 20597 (72)発明者 西里 浩 熊本県熊本市岡田町７−16 (72)発明者 ジュン ザーオ アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95035， ミルピタス， カール メサ 2050 (72)発明者 横山 一郎 千葉県佐倉市王子台２−19−13−101
Claims (18)
- 【請求項１】 ２以上の液状前駆物質源（liquid precu
rsor source ）を使用して半導体基板上で薄膜を処理す
るための方法であって、 ａ）共通（common）温度での前記液状前駆物質の各々の
相対的蒸気圧を決定する工程と、 ｂ）最高の蒸気圧を有する第１液状前駆物質源を気化さ
せ、マニホールド内への前記気化された第１液状前駆物
質源の導入点を処理チャンバーから離隔させて、前記処
理チャンバーにも接続された前記マニホールド内に、結
果として生じた蒸気を導入する工程と、 ｃ）前記第１液状前駆物質源より低い蒸気圧を有する第
２液状前駆物質源を気化させ、前記気化された第１液状
前駆物質源の前記導入点より前記処理チャンバーに近い
前記気化された第２液状前駆物質源の導入点で、結果と
して生じた蒸気を前記マニホールド内に導入する工程
と、 を備える方法。 - 【請求項２】 前記第１及び前記第２液状前駆物質源の
各蒸気圧より低い蒸気圧を有するさらに１以上の液状前
駆物質源が気化され、その結果として生じた蒸気が、次
に低い蒸気圧を有する後続の各液状前駆物質源が前の液
状前駆物質源より前記処理チャンバーに近い点で蒸気と
して前記マニホールド内に導入される状態で、次に高い
蒸気圧の液状前駆物質源より前記処理チャンバーに近い
点で前記マニホールド内に導入される請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 キャリアガスは、前記第１液状前駆物質
源の前記蒸気の前記マニホールド内へ導入する前の点で
前記マニホールドに流入される請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記処理チャンバーに向かう方向に徐々
に高くなった温度をもって、温度勾配が前記マニホール
ドに沿って維持される請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 各液状前駆物質源が気化されて前記マニ
ホールドに導入されるように、各液状前駆物質源を加熱
する工程をさらに含む請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記気化された液状源の前記マニホール
ド内への各導入点の中間にある１つ以上の位置で前記マ
ニホールドを加熱する工程をさらに含む請求項５記載の
方法。 - 【請求項７】 複数の液状前駆物質源を使用して半導体
基板上で薄膜を処理するための方法であって、 ａ）共通温度での前記複数の液状前駆物質源の各々の相
対的蒸気圧を決定する工程と、 ｂ）前記複数の液状前駆物質源のうち最高の蒸気圧を有
する第１液状前駆物質源を気化させ、前記第１液状前駆
物質源から結果として生じる蒸気を、マニホールドにも
接続された処理チャンバーの上流側の導入点で前記マニ
ホールド内に導入する工程と、 ｃ）前記第１液状前駆物質源の前記蒸気圧より低い蒸気
圧を有する第２液状前駆物質源を気化させ、前記処理チ
ャンバーの上流側にあるが前記気化された第１液状前駆
物質源の前記マニホールドへの前記導入点の下流側にあ
る前記気化された第２液状前駆物質源の導入点で、前記
第２液状前駆物質源から結果として生じる蒸気を前記マ
ニホールド内に導入する工程と、 ｄ）前記第１液状前駆物質源及び前記第２液状前駆物質
源の各蒸気圧より低い蒸気圧を有する第３液状前駆物質
源を気化させ、前記処理チャンバーの上流側にあるが前
記気化された第１及び第２液状前駆物質源の前記マニホ
ールドへの前記各導入点の下流側にある前記気化された
第３液状前駆物質源の導入点で、前記第３液状前駆物質
源から結果として生じる蒸気を前記マニホールド内に導
入する工程と を備える方法。 - 【請求項８】 キャリアガスは、前記第１液状前駆物質
源の前記蒸気の前記マニホールドへの前記導入点の上流
側で前記マニホールド内に流される請求項７記載の方
法。 - 【請求項９】 前記処理チャンバーに向かう方向に徐々
に高くなった温度をもって、温度勾配が前記マニホール
ドに沿って維持される請求項７記載の方法。 - 【請求項１０】 各液状源が、気化されて前記マニホー
ルド内に導入されるように、各液状源を加熱する工程を
さらに含む請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記気化された液状源の前記マニホー
ルドへの各導入点の中間にある１つ以上の位置で前記マ
ニホールドを加熱する工程をさらに含む請求項１０記載
の方法。 - 【請求項１２】 前記複数の液状前駆物質源の１つは、
前記半導体基板上にホウ素をドープした薄膜を形成する
のに使用されるホウ素ドーパントの液状源を含む請求項
８記載の方法。 - 【請求項１３】 前記複数の液状前駆物質源の１つは、
前記半導体基板上にリンをドープした薄膜を形成するの
に使用されるリンドーパントの液状源を含む請求項８記
載の方法。 - 【請求項１４】 前記複数の液状前駆物質源の１つは、
前記半導体基板上に酸化ケイ素膜を形成するのに使用さ
れるシリコンの液状源を含む請求項８記載の方法。 - 【請求項１５】 複数の液状前駆物質源を使用して処理
チャンバー内の半導体基板上にドープ酸化ケイ素（dope
d silicon oxide ）の薄膜を形成するための方法であっ
て、 ａ）共通温度で、シリコンの液状前駆物質源及びドーパ
ントの１以上の液状前駆物質源の各々の相対的蒸気圧を
決定する工程と、 ｂ）マニホールドにも接続された前記処理チャンバーの
上流側にある導入点で前記マニホールド内にキャリアガ
スを流す工程と、 ｃ）前記液状前駆物質源のうち最高の蒸気圧を有する前
記液状前駆物質源の第１液状前駆物質源を気化させ、前
記キャリアガスの前記入口点の下流側にあるが前記処理
チャンバーの上流側にある点で、前記第１液状前駆物質
源から結果として生じる蒸気を前記マニホールド内に導
入する工程と、 ｄ）前記第１液状前駆物質源の前記蒸気圧より低い蒸気
圧を有する前記液状前駆物質源の第２液状前駆物質源を
気化させ、前記処理チャンバーの上流側にあるが、前記
気化された第１液状前駆物質源の前記マニホールドへの
前記入口点の下流側にある前記気化された第２液状前駆
物質源の導入点で、前記第２液状前駆物質源から結果と
して生じる蒸気を前記マニホールド内に導入する工程
と、 ｅ）前記処理チャンバーの上流側にあるが前記気化され
た第１及び第２液状前駆物質源の前記マニホールドへの
前記各導入点の下流側にある点で、ガス状の酸素源を前
記マニホールド内に流す工程と、を備え、 もって、前記液状前駆物質源の気化前の早期沸騰（prem
ature boiling ）若しくは分解、又は既に気化された液
状前駆物質源の凝縮を軽減しつつ、酸化ケイ素のドープ
膜（doped film）を前記基板上に形成する方法。 - 【請求項１６】 前記ドーパントの１以上の液状前駆物
質源は、ホウ素の液状前駆物質源、リンの液状前駆物質
源、ホウ素及びリンの液状前駆物質源からなる群から選
択される請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 前記シリコンの液状前駆物質源はＴＥ
ＯＳ（tetraethylorthosilicate ）を含む請求項１５記
載の方法。 - 【請求項１８】 前記シリコンの液状前駆物質源はＴＥ
ＯＳを含み、前記ドーパントの１以上の液状前駆物質源
は、ホウ素の液状前駆物質源、リンの液状前駆物質源、
ホウ素及びリンの液状前駆物質源からなる群から選択さ
れる請求項１５記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/274,672 US5531183A (en) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | Vaporization sequence for multiple liquid precursors used in semiconductor thin film applications |
| US08/274672 | 1994-07-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888191A true JPH0888191A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3745413B2 JP3745413B2 (ja) | 2006-02-15 |
Family
ID=23049162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17776195A Expired - Fee Related JP3745413B2 (ja) | 1994-07-13 | 1995-07-13 | 半導体薄膜法で使用される多くの液状前駆物質に対する気化シーケンス方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5531183A (ja) |
| EP (1) | EP0692553B1 (ja) |
| JP (1) | JP3745413B2 (ja) |
| KR (1) | KR100254760B1 (ja) |
| DE (1) | DE69508668T2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2010147388A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Tokyo Electron Ltd | 混合ガスの供給方法及び混合ガスの供給装置 |
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