JPH11117071A

JPH11117071A - Ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH11117071A
Application number: JP29323097A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Koide; 知昭小出; Akiko Kobayashi; 明子小林; Shiyoudai Kou; 尚台高
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ホルンストリームのガス導入ガイドを利用し
て、高い成膜速度を実現でき、スループットを向上し、
工業的に実用性の高い、かつ生産性の高いＣＶＤ装置を
提供する。【解決手段】排気系11を備えた真空容器12と、基板ホ
ルダ14と、基板13を加熱する加熱機構15と、ガス導入配
管19を経由して原料ガスを供給する原料ガス供給系30を
備え、さらに、基板の前面空間に配置されガス導入ガイ
ド16であって、基板の成膜面に臨むガス供給出口部18を
備え、さらにガス供給出口部の開口面積が基板に近づく
に従って次第に大きくなるように形成されたガス導入ガ
イドと、ガス導入ガイドの温度を成膜工程時に６０〜１
７０℃の範囲に含まれる温度に制御する温度制御機構41
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＣＶＤ装置に関し、
特に、反応性ガスの化学反応を利用して各種半導体デバ
イス、各種電子部品、各種センサ等を構成する薄膜を形
成するＣＶＤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大規模集積回路（ＬＳＩ）や液晶ディス
プレイ（ＬＣＤ）等の製作では基板の表面に薄膜を作製
する工程が存在する。この薄膜作製では、反応性ガスの
化学反応を利用して成膜を行うＣＶＤ成膜法を用いるこ
とが広く行われている。

【０００３】図３は従来の代表的なＣＶＤ装置を示す。
このＣＶＤ装置は、排気系７１を備える真空容器７２
と、真空容器７２内の所定位置に基板７３を保持する基
板ホルダ７４と、基板７３を所定温度に加熱する加熱機
構７５と、加熱された基板７３の表面（成膜面）に原料
ガスを供給する原料ガス供給系８０を備えている。基板
７３の表面または表面近傍に供給された原料ガスの化学
反応を利用して当該表面に薄膜を作製するよう構成され
ている。

【０００４】最近の金属材料の成膜では、常温常圧で液
体である有機金属化合物または有機金属錯体を原料とし
て使用するＣＶＤ成膜が盛んに研究されている。例えば
配線用の金属材料の分野では高マイグレーション耐性で
低比抵抗を有する銅（Ｃｕ）が次世代の配線材料として
有力視されている。ＣｕのＣＶＤ成膜では、原料として
例えば［トリメチルビニルシリル］ヘキサフルオロアセ
チルアセトン酸塩銅（以下「Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖ
ｓ）」と略す）のごとき常温常圧で液体である有機金属
錯体が使用される。上記のＣＶＤ装置では、かかる液体
原料が使用されることを想定している。

【０００５】従って上記ＣＶＤ装置の原料ガス供給系８
０は、液体原料を溜める原料容器８１と、原料容器８１
から送られる液体原料を気化させる気化器８２と、気化
器８２で気化した原料ガスを真空容器７２へ送るガス導
入配管８３と、ガス導入配管８３の終端に接続されるシ
ャワーヘッド８４とから構成されている。シャワーヘッ
ド８４は、ガス導入配管８３に通じた内部空間８４ａを
有する円盤状部材である。このシャワーヘッド８４は、
基板ホルダ７４上に保持された基板７３に対向する前面
にガス吹出し孔８４ｂを多数有し、ガス吹出し孔８４ｂ
から原料ガスを吹き出して、真空容器７２内に原料ガス
を導入する。なお原料ガス供給系８０には、原料ガスを
真空容器７２に効率良く導くために原料ガスに混合する
キャリアガスを導入する配管８５が接続されている。さ
らに加熱機構７５は、所定の化学反応を基板７３の表面
上で生じさせるために基板を所定温度に加熱する。さら
に真空容器７２の外壁面には原料ガスの液化を防止する
ヒータ７６が設けられている。

【０００６】上記ＣＶＤ装置では原料としてＣｕ（ｈｆ
ａｃ）（ｔｍｖｓ）を用いて基板７３の表面に銅を成膜
する。基板７３を基板ホルダ７４に載置した状態で、こ
の基板７３を加熱機構７５により１００〜３００℃程度
の温度に加熱する。この状態で、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔ
ｍｖｓ）を気化器８２で気化し、キャリアガスとして水
素ガスを混合してシャワーヘッド８４のガス吹出し孔８
４ｂから吹き出させ、真空容器７２内に導入する。導入
された原料ガスは基板７３に到達し、分解を含む所定反
応が熱によって生じ、基板７３の表面にＣｕの膜が堆積
する。シャワーヘッド８４から原料ガスを吹き出させる
従来の構成では、ガス吹出し孔８４ｂを適当に配置する
ことで、基板７３に対し均一に原料ガスを供給する。こ
のため、この構成は、成膜の均一性（成膜速度の均一性
および膜質の均一性）の点で良好なものとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、シャワーヘッ
ド８４を使用する従来のＣＶＤ装置によれば、気化器８
２の気化効率を高くすることが困難であり、このため、
プリカーサーの供給量を多くできず、成膜速度の向上が
難しいという問題があった。

【０００８】そこで、本出願人は先にシャワーヘッドを
用いないＣＶＤ装置を提案した（特願平８−２３１５１
３号、平成８年８月１３日出願）。このＣＶＤ装置で
は、基板の前面空間に、シャワーヘッド８４の代わり
に、中心部に位置するガス導入口でガス導入配管に接続
されかつ基板の表面に臨むガス整流部であって、さらに
その開口面積が基板に近づくに従って次第に大きくなる
ように（または中心部から周縁部に行くに従い基板との
距離が次第に狭くなるように）形成された当該ガス整流
部を有するガス導入ガイドを備えている。なおこのガス
導入ガイドの形態は１９９７年春の応用物理学会でホル
ンストリームの構造として紹介された。このＣＶＤ装置
によれば上記の問題を解決できる。しかしながら、上記
ＣＶＤ装置では、１σの分布で３％以下と良好な成膜速
度の均一性を維持した状態での成膜速度は約８０nm/min
であった。ＣＶＤ装置を工業的に用いるには、スループ
ットを向上させるため１００nm/min以上の高い成膜速度
を実現することが要求されており、上記ＣＶＤ装置はこ
の要求を満たすことができないという課題を有する。

【０００９】また上記ガス導入ガイドを利用するＣＶＤ
装置では、例えば枚葉式にて成膜工程が進むにつれてガ
ス導入ガイドの表面に膜が付着する。特に成膜速度を高
めるための構成を採用すると、ガス導入ガイドへの膜の
付着が増す傾向にある。この膜が剥離すると、基板上の
薄膜の性能を劣化させるおそれがある。そこで、当該付
着物を除去するためのクリーニング工程が必要となる。

【００１０】本発明の目的は、上記問題を解決すること
にあり、ホルンストリームのガス導入ガイドを利用した
ＣＶＤ装置の成膜で、高い成膜速度を実現でき、スルー
プットを向上し、工業的に実用性の高い、かつ生産性の
高いＣＶＤ装置を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、ホルンストリームの
ガス導入ガイドを利用するＣＶＤ装置の成膜工程の段階
でガス導入ガイドの付着物を適切に効率よく除去できる
ＣＶＤ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
ＣＶＤ装置は、上記目的を達成するために、次のように
構成される。

【００１３】第１のＣＶＤ装置（請求項１に対応）は、
排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に基板を保
持する基板ホルダと、基板を加熱する加熱機構と、真空
容器内へガス導入配管を経由して基板の成膜面に原料ガ
スを供給する原料ガス供給系を備え、基板の成膜面近傍
で原料ガスを化学反応させて成膜面に薄膜を形成するも
のであり、さらに、基板の前面空間に位置するガス整流
部を有したガス導入ガイドであって、このガス整流部
は、ガス導入配管に接続されるガス導入口がその中心部
に形成されかつ基板に近づくに従ってその開口面積が次
第に大きくなるように形成された上記ガス導入ガイド
と、ガス導入ガイドの温度を、成膜工程時に、６０〜１
７０℃の範囲に含まれる温度に制御する温度制御機構と
を備えている。ガス導入ガイドの温度をかかる温度範囲
に制御することにより、基板上での成膜速度を向上する
ことができる。

【００１４】第２のＣＶＤ装置（請求項２に対応）は、
上記第１の構成において、ガス導入ガイドの温度は９０
〜１５０℃の範囲に含まれることを特徴とする。この温
度によれば、より高い効果を期待できる。

【００１５】第３のＣＶＤ装置（請求項３に対応）は、
上記第１の構成において、枚葉式成膜処理による成膜工
程の途中でガス導入ガイドの付着物を除去するためのク
リーニング工程が実施され、このクリーニング工程時
に、温度制御機構はガス導入ガイドの温度を１７０〜３
５０℃の範囲に含まれる温度に制御する。成膜工程時に
ガス導入ガイドの温度を前述の温度に制御すると、ガス
導入ガイドの表面に付着物が形成される。そこで、所定
枚数の基板の成膜が終了した後に、クリーニング工程を
実施し、ガス導入ガイドの付着物を除去する。このクリ
ーニング工程の際には、ガス導入ガイドはクリーニング
効果を高めるために、上記の温度範囲に温度制御される
ことが好ましい。

【００１６】第４のＣＶＤ装置（請求項４に対応）は、
前述した第１のＣＶＤ装置と同じ構成を有するものであ
り、特に、温度制御機構によってガス導入ガイドの温度
を６０〜３５０℃の範囲に含まれる温度に制御するよう
に構成されるものである。上記第１のＣＶＤ装置では、
成膜工程という観点から発明を把握して表現したもので
あったが、この第４のＣＶＤ装置では、同じ温度制御機
構により成膜工程とクリーニング工程のそれぞれにおけ
る温度制御の内容で発明が把握されている。

【００１７】第５のＣＶＤ装置（請求項５に対応）は、
第４の構成において、枚葉処理による成膜工程と、この
成膜工程の途中で含まれるガス導入ガイドの付着物を除
去するためのクリーニング工程とが実施され、温度制御
機構は、成膜工程を実施する時には、ガス導入ガイドの
温度を９０〜１５０℃の範囲に含まれる温度に制御し、
クリーニング工程を実施する時には、ガス導入ガイドの
温度を１７０〜３５０℃の範囲に含まれる温度に制御す
るように構成される。

【００１８】第６のＣＶＤ装置（請求項６に対応）は、
第１または第４の構成において、好ましくは、成膜工程
時において、原料ガスは銅の有機金属錯体またはこの物
質を主成分とする混合物であり、形成する薄膜が銅であ
る。

【００１９】第７のＣＶＤ装置（請求項７に対応）は、
第６の構成において、原料ガスは、好ましくは、［トリ
チルビニルシリル］ヘキサフルオロアセチルアセトン酸
塩銅またはこの物質を主成分とする混合物である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００２１】図１に本発明に係るＣＶＤ装置の代表的実
施形態を示す。図２はその要部であるガス導入ガイド
（ホルンストリーム）とその取付機構を、その一部を切
り欠いた状態で示す。図１において、ＣＶＤ装置は、排
気系１１を備えた真空容器１２と、真空容器１２内の下
側位置に設置され、処理する基板１３を載置した基板ホ
ルダ１４と、基板１３を所定温度に加熱する加熱機構１
５と、真空容器１２内にあって基板ホルダ１４上の基板
１３の表面（成膜面）に対向するように基板の前面空間
に設置されたガス導入ガイド１６を備える。ガス導入ガ
イド１６は、真空容器１２の上壁側の端部にガス導入口
１７を有し、ガス導入口１７から下側部分にガス整流部
１８を備える。ガス導入口１７は、基板１３の側からガ
ス導入ガイド１６を見てガス整流部１８のほぼ中心部に
位置し、基板１３の中心と同軸となるように配置されて
いる。ガス整流部１８は基板１３の成膜面に臨み、かつ
ガス整流部１８の開口面積（図１における水平断面での
開口部の面積）が基板１３に近づくに従って次第に大き
くなるように形成されている。図示例では、ガス導入ガ
イド１６において、ガス導入口１７から下端開口に至る
下方へ延設される部分は、楽器のホルンのごとく開口部
がなめらかに拡大され、上記ガス整流部１８を形成して
いる。ガス整流部１８の部分は、階段状に段階的に開口
面積を拡大することもできる。ガス導入ガイド１６のガ
ス整流部１８の上記のホルン形状については、基板表面
に沿って流れるガスの流速との関係で、中心部から周縁
部に行くに従って基板との距離が徐々にまたは段階的に
狭くなる形状を有するものということもできる。なおガ
ス導入ガイド１６の構成および作用については、前述の
特願平８−２３１５１３号に詳述される。

【００２２】真空容器１２の上壁１２ａにはガス導入配
管１９が取り付けられる。ガス導入配管１９の基端は、
基板１３の表面に原料ガスを供給する原料ガス供給系３
０の気化器３１が接続され、ガス導入配管１９の終端は
ガス導入継手２０を介して上記ガス導入口１７に接続さ
れる。原料ガスが、原料ガス供給系３０からガス導入配
管１９とガス導入ガイド１６等を通して基板１３の前面
空間に供給されると、加熱機構１５で加熱された基板１
３の表面および表面近傍では、原料ガスで化学反応が誘
起され、基板表面に薄膜が堆積される。

【００２３】上記真空容器１２は、例えばステンレスま
たはアルミニウム合金によって作られ、基板１３を真空
容器内に導入させるための基板導入口２１を備えた気密
容器である。真空容器１２には、必要に応じて真空容器
１２を所定温度に保持する温度制御機構２２が付設され
ている。温度制御機構２２は、ヒータ２３および温度セ
ンサ２４と、温度センサ２４の検出値を参照してヒータ
２３への投入電力を調整する図示しない制御器とで構成
される。温度制御機構２２は、原料ガス供給系３０によ
り供給された原料ガスや反応生成物が真空容器１２内の
内壁面で結露しないように、あるいは化学反応を抑制す
るように真空容器１２の温度を制御する。本実施形態で
は、真空容器１２の温度を例えば約６０℃とした。なお
温度制御機構２２としてチラーを用い、温水または熱媒
体によって温度を制御することもできる。

【００２４】真空容器１２の内部を排気する排気系１１
としては種々の真空ポンプを使用することができる。本
実施形態では、例えばターボ分子ポンプとドライポンプ
を組み合わせて使用している。ターボ分子ポンプは短時
間に高真空まで排気するために使用された。またドライ
ポンプは、原料ガスを真空容器１２内に導入したときに
１００Ｐａ以上の低真空を維持しつつ原料ガスを排気で
きるので、成膜時に有用であった。

【００２５】加熱機構１５は、所定の化学反応を生ずる
のに必要な温度まで基板１３を加熱するためのものであ
る。加熱機構１５には種々の機構を用いることができ
る。本実施形態では加熱機構１５に抵抗発熱方式のもの
を用いた。この他にもランプを使用した加熱方式を用い
ることもできる。

【００２６】また原料ガス供給系３０は、液体の原料を
気化させ、ガス状の原料を基板１３の前面空間に供給す
る。原料ガス供給系３０は、液体である原料を溜めた原
料容器３２と、原料容器３２から運ばれた液体の原料を
気化させる前述の気化器３１から構成される。さらに、
気化器３１で気化させた原料を真空容器１２内に導くガ
ス導入配管１９と、ガス導入配管１９に繋がるガス導入
ガイド１６も原料ガス供給系３０の一部と考えることも
できる。原料容器３２と気化器３１は送液用配管３３で
接続され、送液用配管３３には原料の流量を調整する図
示しない液体流量調整器等が付設される。

【００２７】本実施形態では、気化器３１には液体原料
を気化させる市販のもの（例えばリンテック製気化器）
を使用した。また気化器３１には、水素ガス、ヘリウム
ガス、窒素ガスなどのキャリアガスを導入する配管３４
が付設されている。配管３４にはキャリアガスの流量を
調整する図示しないキャリアガス流量調整器が付設され
る。気化器３１は、原料ガスとキャリアガスを混合でき
る構造を有する。気化器３１には、前述の通り、気化さ
れた原料とキャリアガスを真空容器内に導入するガス導
入配管１９が接続されている。

【００２８】さらに、気化器３１にはその温度を所定温
度に制御する温度制御機構３５が付設され、配管３４に
はその温度を所定温度に制御する温度制御機構３６が付
設され、ガス導入配管３３にはその温度を所定温度に制
御する温度制御機構３７が付設されている。本実施形態
では、気化器３１、配管３４、ガス導入配管３７の各温
度を例えば約５０℃に保持している。

【００２９】ガス導入ガイド１６にはその温度を適切に
制御するガイド温度制御機構４１が設けられている。さ
らにガス導入ガイド１６の周囲には、このガス導入ガイ
ド１６を真空容器１２内の所定位置に支持・固定するガ
ス導入ガイド取付機構４２が配置される。

【００３０】ガイド温度制御機構４１は、ガス導入ガイ
ド１６の温度を約６０℃から約３５０℃までの範囲に含
まれる温度に制御する機構である。真空容器１２内で
は、後述するように、例えば枚葉式による基板成膜工程
と、成膜工程の途中で適宜なタイミングで実行されるク
リーニング工程とが行われ、その各々の工程でガス導入
ガイドは適切な温度に制御されなければならない。ガイ
ド温度制御機構４１は、基板１３に対向するガス導入ガ
イド１６の裏面側に例えば接触状態で設けられたヒータ
４３と、同裏面に接触状態で設けられたガス導入ガイド
冷却用の冷媒流通路４４と、ガス導入ガイド１６の温度
を検出する温度センサ４５と、温度センサ４５からの信
号によりヒータ４３の加熱量や冷媒流通路４４に流す冷
媒の温度および流量を制御する制御器（図示せず）とか
ら構成されている。

【００３１】ガス導入ガイド取付機構４２は、例えばア
ルミナで作られた環状板であり、ガス導入ガイド１６の
下部周縁部から基板１３に平行になるように延設され、
その外周縁部は真空容器１２の内面に取り付けられてい
る。ガス導入ガイド取付機構４２は、真空容器１２と同
じ温度に保持するための温度制御機構４６を備えてい
る。この温度制御機構４６は、ガス導入ガイド取付機構
４２を加熱するヒータ４７と、ガス導入ガイド取付機構
４２を冷却する冷媒を流す冷媒流通路４８と、ガス導入
ガイド取付機構４２の温度を測定する温度センサ４９
と、温度センサ４９の検出信号によりヒータ４７の加熱
量や冷媒流通路４８に流す冷媒の温度および流量を制御
する制御器（図示せず）とから構成されている。

【００３２】ガス導入ガイド取付機構４２の材質は、ア
ルミナに限らず、ガス導入ガイド１６から真空容器１２
への熱の伝導を抑制するものであれば任意のものでよ
い。例えば銅などの金属に比べ熱伝導度の小さい金属酸
化物、または耐熱性に優れかつ熱伝導度の小さい樹脂を
使用することも可能である。特に、真空容器１２との結
合部分にベスペル等の樹脂材料を用いることが好まし
い。またガス導入ガイド１６と接触する面積を少なくす
ることも、ガス導入ガイド１６から真空容器１２への熱
の伝導を抑制するために効果がある。

【００３３】またガス導入口１７に付設される上記ガス
導入継手２０は、好ましくは耐熱性に優れかつ熱伝導度
の小さい樹脂で作られ、ガス導入ガイド１６からガス導
入配管１９および真空容器１２への熱の伝導を抑制する
作用を有する。

【００３４】次に、上記構造を有するＣＶＤ装置の全体
動作を説明する。基板１３は基板導入口２１を通して真
空容器１２内に搬入され、基板ホルダ１４の上面に載置
される。真空容器１２は排気系１１により１×１０^-3Ｐ
ａ以下に排気される。加熱機構１５は予め動作してお
り、基板１３は基板ホルダ１４に載置されると、好まし
くは２００℃に加熱される。ガス導入ガイド１６はガイ
ド温度制御機構４１が予め動作して好ましくは６０〜１
５０℃の範囲に含まれる温度に制御されている。またガ
ス導入配管１９は温度制御機構３７により、配管３４は
温度制御機構３６により、気化器３１は度制御機構３５
により、それぞれ、例えば５０℃に温度制御されてい
る。同様に、真空容器１２は温度制御機構２２により、
ガス導入ガイド取付機構４２は温度制御機構４６によっ
て、例えば５０℃に温度制御される。以上のように制御
された各部の温度は、基板１３上にＣＶＤ成膜を行う成
膜工程での温度条件である。

【００３５】次に基板１３の上にＣｕ膜を成膜する方法
を説明する。原料として銅の有機金属錯体を使用する。
本実施形態では、銅の有機金属錯体としてＣｕ（ｈｆａ
ｃ）（ｔｍｖｓ）またはこれを主成分とする混合物を使
用した。

【００３６】基板１３の温度が２００℃に安定した後、
図示しない液体流量調整器によって流量を０．４g/min
に制御されたＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）が、原料容
器３２から送液用配管３３を通って気化器３１に導入さ
れる。Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）は気化器３１で気
化される。Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）を気化器３１
に導入すると同時に、キャリアガスとして水素３００sc
cmが配管３４を通して気化器３１に導入され、気化した
Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）と混合される。混合され
たＣｕ（ｈｆａｃ）（ｔｍｖｓ）と水素はガス導入配管
１９、ガス導入口１７、ガス導入ガイド１６を通り、ガ
ス整流部１８から基板１３の表面に供給される。このと
き排気系１１により真空容器１２内の圧力は１×１０³
Ｐａに保持される。基板１３の前面空間にＣｕ（ｈｆａ
ｃ）（ｔｍｖｓ）と水素が供給される結果、基板１３の
表面にはＣＶＤ法によりＣｕを主成分とする薄膜が堆積
する。

【００３７】上記の成膜工程で、基板１３の表面におけ
る成膜速度は、ガイド温度制御機構４１によりガス導入
ガイド１６の温度を６０℃に制御した場合には１００nm
/minとなった。ガス導入ガイド１６の温度をさらに高く
制御した場合、基板１３の表面の成膜速度はさらに高く
なった。例えばガス導入ガイド１６の温度を９０〜１５
０℃の間の一定温度で制御した場合には１５０nm/min以
上の高い成膜速度を得ることができた。しかし、ガス導
入ガイド１６の温度を１５０℃よりも高くするにつれ、
ガス導入ガイド１６の基板対向面１６ａでのＣｕを主成
分とする薄膜の成膜速度が高くなり、原料の使用効率が
低下し、成膜コストが高くなる。加えて、基板１３の表
面での成膜速度も低下する。またガス導入ガイド１６に
付着した膜（付着物）を除去するためのメンテナンス周
期も、ガス導入ガイド１６の温度を高くするに伴い短く
なる。そのため本実施形態では、成膜工程時にガス導入
ガイド１６の温度を６０〜１７０℃の温度範囲、さらに
好ましくは９０〜１５０℃の温度範囲に制御するガイド
温度制御機構４１を備えることが、成膜速度を向上させ
かつメンテナンス周期を長期化させるために非常に有益
であった。

【００３８】その後、基板を入れ替えて基板ごと上記成
膜動作を繰り返し、多数の成膜工程を繰り返し、多数の
基板に薄膜を成膜する。ガス導入ガイド１６の対向面１
６ａに付着する付着物の量は、成膜した基板の枚数に比
例して多くなる。

【００３９】そこで、ガス導入ガイド１６の付着物を取
り除くクリーニング工程が適当なタイミングで行われ
る。ここでクリーニング工程を説明する。クリーニング
工程では、ガス導入ガイド１６の温度をガイド温度制御
機構４１にて例えば２００℃にする。また排気系１１に
より真空容器１２の内部を１×１０^-3Ｐａ以下に排気す
る。次に酸素ガスを例えば２０sccm、およびヘキサフル
オロアセチルアセトンガスを例えば１０sccm、配管３４
およびガス導入口１７等を通して真空容器１２内へ導入
し、排気系１１により真空容器１２内の圧力を１０Ｐａ
に保持する。ガス導入ガイド１６の付着物は、酸素によ
り酸化され、ヘキサフルオロアセチルアセトンガスによ
り徐々に錯体化してＣｕ（ｈｆａｃ）²となり、排気系
１１により排気される。ガス導入ガイド１６の付着物が
すべてＣｕ（ｈｆａｃ）²となって外部へ排気された
後、酸素ガスおよびヘキサフルオロアセチルアセトンガ
スの導入を止め、真空容器１２内の圧力を１×１０^-3Ｐ
ａ以下として動作を終了する。以上のクリーニング工程
で、ガス導入ガイド１６に付着した膜を十分に除去する
ことができる。本実施形態では付着物は１０分以内で除
去できた。

【００４０】ガス導入ガイド１６の温度をガイド温度制
御機構４１によって１７０℃以上としたときに、付着物
を除去することが可能である。ガス導入ガイド１６の温
度を高くするにつれ、付着物の除去速度は高くなった。
ガス導入ガイド１６の温度が３５０℃に至るまで、連続
的に付着物の除去速度は高くなった。ガス導入ガイド１
６の温度が３５０℃を越えると、ガス導入ガイド１６の
変形が生じた。従ってクリーニング工程におけるガス導
入ガイド１６の温度は１７０〜３５０℃の範囲に含まれ
る温度に制御されることが好ましい。

【００４１】クリーニング工程が終了すると、再び成膜
工程に移る。成膜工程に移るに当たって、ガス導入ガイ
ド１６等の温度は前述した温度に制御される。

【００４２】以上のごとく、上記構造のＣＶＤ装置を使
用すると、ガス導入ガイド１６の温度制御によって、ガ
ス導入ガイド１６に付着した付着物を、真空容器１２を
大気に開放することなく、除去することができ、メンテ
ナンスを容易とし、しかも従来の約２倍のスループット
を得ることができ、産業上非常に有益である。

【００４３】なお基板１３の温度は２００℃に限定され
ず、２００℃未満あるいは２００℃より高い場合にも同
様の効果があった。

【００４４】上記実施形態は枚葉式の装置構成であった
が、複数枚の基板を同時に成膜処理する場合にも同様に
適用することができる。この場合にも、成膜工程の途
中、適当なタイミングでクリーニング工程が実施され
る。

【００４５】上記実施形態では、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｔ
ｍｖｓ）またはこれを主成分とする混合物を中心に説明
したが、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ａｔｍｓ），Ｃｕ（ｈｆａ
ｃ）（ｃｏｄ），Ｃｕ（ｈｆａｃ）（３−ｈｅｘ）な
ど、他の有機金属錯体でも同様に有効である。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、反応性ガスの化学反応を利用したＣＶＤ装置に
よる基板成膜であって基板の前面空間にホルンストリー
ムのガス導入ガイドを設けて成膜速度を高めたものに、
さらにガス導入ガイドの温度を所定温度範囲に含まれる
ように制御したため、成膜速度をさらに高め、大幅にス
ループットを向上し、工業的に実用性の高いものにする
ことができる。またガス導入ガイドの温度を成膜工程時
におけるスループットの向上という観点で制御するよう
にしたことから、成膜工程の途中で適宜なタイミングに
てガス導入ガイドの付着物を除去するクリーニング工程
を実施するようにした。このクリーニング工程でも、ガ
ス導入ガイドは、クリーニングにとって最適な状態にな
るように温度制御が行われ、短時間で効率よくクリーニ
ングを実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＣＶＤ装置の代表的実施形態を概
略的に示す縦断面図である。

【図２】図１に示したＣＶＤ装置の要部の一部を切り欠
いて示した斜視図である。

【図３】従来のＣＶＤ装置の代表的構成を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１２真空容器１３基板１４基板ホルダ１５加熱機構１６ガス導入ガイド１７ガス導入口１８ガス整流部１９ガス導入配管３０原料ガス供給系４１ガイド温度制御機構４２ガス導入ガイド取付機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気系を備えた真空容器と、この真空容
器内に基板を保持する基板ホルダと、前記基板を加熱す
る加熱手段と、前記真空容器内へガス導入配管を経由し
て前記基板の成膜面に原料ガスを供給する原料ガス供給
系を備え、前記基板の成膜面近傍で前記原料ガスを化学
反応させて成膜面に薄膜を形成するＣＶＤ装置におい
て、前記基板の前面空間に位置するガス整流部を有したガス
導入ガイドであって、このガス整流部は、前記ガス導入
配管に接続されるガス導入口がその中心部に形成されか
つ前記基板に近づくに従ってその開口面積が次第に大き
くなるように形成された前記ガス導入ガイドと、前記ガス導入ガイドの温度を、成膜工程時に、６０〜１
７０℃の範囲に含まれる温度に制御する温度制御機構
と、を備えることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】前記ガス導入ガイドの温度は９０〜１５
０℃の範囲に含まれることを特徴とする請求項１記載の
ＣＶＤ装置。
【請求項３】枚葉式成膜処理による成膜工程の途中で
前記ガス導入ガイドの付着物を除去するためのクリーニ
ング工程が実施され、このクリーニング工程時に、前記
温度制御機構は前記ガス導入ガイドの温度を１７０〜３
５０℃の範囲に含まれる温度に制御することを特徴とす
る請求項１記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】排気系を備えた真空容器と、この真空容
器内に基板を保持する基板ホルダと、前記基板を加熱す
る加熱手段と、前記真空容器内へガス導入配管を経由し
て前記基板の成膜面に原料ガスを供給する原料ガス供給
系を備え、前記基板の成膜面近傍で前記原料ガスを化学
反応させて成膜面に薄膜を形成するＣＶＤ装置におい
て、前記基板の前面空間に位置するガス整流部を有したガス
導入ガイドであって、このガス整流部は、前記ガス導入
配管に接続されるガス導入口がその中心部に形成されか
つ前記基板に近づくに従ってその開口面積が次第に大き
くなるように形成された前記ガス導入ガイドと、前記ガス導入ガイドの温度を６０〜３５０℃の範囲に含
まれる温度に制御する温度制御機構と、を備えることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項５】枚葉式成膜処理による成膜工程と、この
成膜工程の途中で含まれる前記ガス導入ガイドの付着物
を除去するためのクリーニング工程とが実施され、前記
温度制御機構は、前記成膜工程を実施する時には、前記
ガス導入ガイドの温度を９０〜１５０℃の範囲に含まれ
る温度に制御し、前記クリーニング工程を実施する時に
は、前記ガス導入ガイドの温度を１７０〜３５０℃の範
囲に含まれる温度に制御することを特徴とする請求項４
記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】成膜工程時において、前記原料ガスは銅
の有機金属錯体またはこの物質を主成分とする混合物で
あり、形成する薄膜が銅であることを特徴とする請求項
１または４記載のＣＶＤ装置。
【請求項７】前記原料ガスは［トリチルビニルシリ
ル］ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅またはこの
物質を主成分とする混合物であることを特徴とする請求
項６記載のＣＶＤ装置。