JPH1112740A

JPH1112740A - 液体原料の気化装置およびそれを備えるｃｖｄ装置のクリーニング方法

Info

Publication number: JPH1112740A
Application number: JP9183184A
Authority: JP
Inventors: Koji Miyake; 浩二三宅; So Kuwabara; 創桑原
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】気化容器内に固着した残渣を短時間で効果的
に除去することができる気化装置を提供する。【解決手段】この気化装置８ａは、液体原料４が導入
される金属製の気化容器１０と、当該容器１０を加熱し
て内部に導入された液体を気化する加熱器１２と、気化
容器１０内にそれとは電気的に絶縁して設けられた金属
製のノズル１４（電極手段）とを備えている。更に、気
化容器１０内に当該容器１０内に生じる残渣を溶かすク
リーニング液５４を供給するクリーニング液供給装置５
０と、ノズル１４と気化容器１０間に高周波電力を供給
して気化容器１０内で、気化したクリーニング液５４を
用いてプラズマ７６を生成するプラズマ生成電源７２ａ
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】この発明は、例えば、ＣＶＤ
（化学気相成長）装置、ＭＯＣＶＤ（有機金属化合物を
用いるＣＶＤ）装置等に用いられるものであって、加熱
によって液体原料を気化する気化装置およびそれを備え
るＣＶＤ装置のクリーニング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、常温で液体の液体原料を気化状態
で送出する方式としては、特開昭６０−２１１０７２号
公報にも記載されているような、いわゆるバブラーまた
はバブリング装置と呼ばれるものが一般的であり、半導
体製造プロセス等においても、ＴＥＯＳ（テトラエトキ
シオルソシラン）成膜、超電導薄膜成膜等の多くの成膜
装置で採用されている。

【０００３】一方、近年、次世代のＤＲＡＭ（ダイナミ
ックランダムアクセスメモリ）装置作製上の重要技術と
して、例えばＢＳＴ（ＢａＳｒＴｉＯ₃、即ちチタン酸
バリウムストロンチウム）膜、ＳｒＴｉＯ₃（チタン酸
ストロンチウム）膜等の高誘電体薄膜が注目を集め始め
ている。

【０００４】このような高誘電体薄膜をＣＶＤ装置によ
って成膜する場合、一般的にはＢａ（ＤＰＭ）₂、Ｓｒ
（ＤＰＭ）₂、Ｐｂ（ＤＰＭ）₂等の有機金属原料を用
いるが（ＤＰＭは、ジピバロイルメタン）、これらはい
ずれも常温で固体であり、バブリング装置で気化送出す
るためには、２００℃程度以上の高温に維持して液体状
態に保たなければならないが、この高温状態では原料が
すぐに分解・劣化してしまうことが知られている。

【０００５】また、比較的低温で液体状態にするため
に、ＴＨＦ（テトラヒドラフラン）等のアダクト（溶剤
の一種）に上記有機金属原料（固体原料）を溶解する方
式が開発されているけれども、これもバブリング装置で
気化送出した場合は、バブリング装置から処理室までの
配管を２００℃程度以上に保たなければ気化したものが
凝縮・液化してしまうために高温に維持する必要がある
が、この場合、配管内で高温のために分解して、ＴＨＦ
等のアダクトのみが気化し、Ｓｒ（ＤＰＭ）₂等の所望
の原料が配管等の内部に凝縮・固着するという課題があ
る。

【０００６】これを解決するために、上記のような所望
の固体原料を溶剤に溶かして成る液体原料を液体のまま
送出し、これを処理室直前の気化装置内で加熱によって
気化して送出し、これを直ちに処理室へ供給する方法が
近年研究され始めている。

【０００７】そのような気化装置を備えたＣＶＤ装置が
特開平７−２６８６３４号公報に記載されている。図１
０は、これに記載されているＣＶＤ装置の一例を簡略化
して示すものである。

【０００８】液体原料供給装置２から、ＴＨＦ等の溶剤
にＳｒ（ＤＰＭ）₂等の所望の固体原料を溶解した液体
原料４が、規定量ずつ、液体原料配管６を経由して気化
装置８に供給される。

【０００９】気化装置８は、気化容器１０にガス導入管
１６を接続し、このガス導入管１６と同軸状にノズル１
４を気化容器１０内に挿入し、かつ気化容器１０の周り
に加熱器１２を設けた構造をしている。ノズル１４は上
記液体原料配管６に接続されている。ガス導入管１６に
は窒素ガス等から成る不活性ガス１８が供給される。

【００１０】気化装置８に供給された液体原料４は、ノ
ズル１４の先端部で、周囲に流れる高速の不活性ガス１
８によって大まかに微粒化され、２５０℃程度以上に加
熱された気化容器１０の内壁の広い範囲に分散衝突して
瞬時に気化される。気化した原料２０は、圧力差によ
り、気化原料配管２２および弁２４を通り処理室２６に
供給される。

【００１１】処理室２６には、上記気化した原料２０の
他に、例えばＳｒＴｉＯ₃薄膜形成の場合は、図示しな
いバブリング装置等によって気化したＴＴＩＰ｛Ｔｉ
（Ｏ−ｉ−Ｃ₃Ｈ₇）₄｝および酸素が供給され、これ
らが混合され、加熱された基板（図示省略）の表面に接
触してＣＶＤ反応によって、ＳｒＴｉＯ₃等の薄膜が形
成される。薄膜形成に使われなかった混合ガスは、外部
に排出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなＳｒ（Ｄ
ＰＭ）₂、Ｂａ（ＤＰＭ）₂等の原料は、微量な不純物
であるＨ₂Ｏ、ＣＯ、ＣＯ₂等と容易に結合して析出し
たり、高温下では経時変化によって徐々に分解・析出す
るため、これらの残渣が気化容器１０内に蓄積して、種
々の問題を惹き起こす。例えば、残渣が気化容器１０の
内壁に固着して、液体原料４の気化効率が低下したり、
固着の仕方が不均一になって気化が不安定になったりす
る。また、固着した残渣が剥がれると、下流側の弁や配
管等を詰まらせる恐れがある。また、成膜中の基板表面
にパーティクル（ごみ）として付着する恐れもある。

【００１３】これを防止するため、従来は、残渣を溶か
すクリーニング液（例えば硝酸）で定期的に気化容器１
０内をクリーニングしていたが、固着した残渣はクリー
ニング液を流す程度では容易に除去することができない
ため、クリーニングに長時間を要すると共に、除去が不
十分なために運転再開後の短時間で上記問題を惹き起こ
すという課題がある。

【００１４】そこでこの発明は、気化容器内に固着した
残渣を短時間で効果的に除去することができる気化装置
を提供することを一つの目的とする。更にこの発明は、
処理室内に蓄積する残渣をも短時間で効果的に除去する
ことができるクリーニング方法を提供することを他の目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る気化装置
の一つは、液体原料が導入される導電材料製の気化容器
と、この気化容器を加熱して内部に導入された液体を気
化する加熱器と、前記気化容器内に当該容器内に生じる
残渣を溶かすクリーニング液を供給するクリーニング液
供給手段と、前記気化容器内に当該容器とは電気的に絶
縁して設けられた導電材料製の電極手段と、この電極手
段と気化容器との間に高周波電力またはパルス電圧を供
給して気化容器内で、気化した前記クリーニング液を用
いてプラズマを生成するプラズマ生成電源とを備えるこ
とを特徴としている（請求項１）。

【００１６】この気化装置によれば、気化容器内にクリ
ーニング液をクリーニング液供給手段から供給し、当該
クリーニング液を気化容器内で加熱器によって加熱して
気化することができる。その状態で、電極手段と気化容
器間にプラズマ生成電源から高周波電力またはパルス電
圧を供給して、気化容器内に、気化したクリーニング液
を用いてプラズマを生成することができる。このプラズ
マ生成によって、クリーニング液の成分が解離または電
離してその活性種が生成され、この活性種によるエッチ
ング作用およびスパッタ作用によって、気化容器内に固
着した残渣を短時間で効果的に除去することができる。

【００１７】前記クリーニング液供給手段の代わりに、
気化容器内に窒素ガスおよび希ガスの少なくとも一種か
ら成る不活性ガスを供給するガス供給手段を設けても良
い（請求項２）。その場合は、この不活性ガスを用いた
プラズマ中のイオンによるスパッタ作用によって、気化
容器内に固着した残渣を短時間で効果的に除去すること
ができる。

【００１８】前記クリーニング液供給手段と前記ガス供
給手段の両方を設けても良い（請求項３）。その場合
は、上記クリーニング液の活性種によるエッチング作用
およびスパッタ作用、更には上記不活性ガスのイオンに
よるスパッタ作用の相乗効果によって、気化容器内に固
着した残渣をより短時間でより効果的に除去することが
できる。

【００１９】この発明に係るクリーニング方法は、処理
室内を真空排気しながら、前記気化容器内の残渣をプラ
ズマを用いて除去した後の排ガスを処理室内に導入し、
かつ当該排ガスを用いて処理室内でプラズマを生成する
ことによって、前記気化容器内の残渣の除去と同時に、
処理室内の残渣の除去を行うことを特徴としている（請
求項７）。

【００２０】このクリーニング方法によれば、気化容器
内に固着した残渣の除去と同時に、処理室内に固着した
残渣をプラズマを用いて短時間で効果的に除去すること
ができる。従って、ＣＶＤ装置のクリーニング時間を大
幅に短縮することが可能になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る気化装置
を備えるＣＶＤ装置の一例を示す図である。図２は、図
１中の気化装置周りの一例を示す図である。図１０の従
来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以
下においては当該従来例との相違点を主に説明する。

【００２２】この実施の形態においては、従来例の気化
装置８に代わる気化装置８ａを備えている。

【００２３】気化装置８ａは、前述した液体原料供給装
置２から前述した液体原料配管６およびノズル１４を介
して前述した液体原料４が導入される導電材料製の、具
体的には金属製の気化容器１０と、この気化容器１０の
周りに設けられていて気化容器１０を加熱してその内部
に導入された液体原料４や後述するクリーニング液５４
を気化する加熱器１２とを備えている。加熱器１２は例
えば電熱ヒータである。この気化容器１０には、気化し
た原料２０を処理室２６へ供給する前述した気化原料配
管２２が接続されている。

【００２４】気化装置８ａは、更に、気化容器１０内に
当該容器１０内に生じる残渣を溶かすクリーニング液５
４を供給するクリーニング液供給装置５０と、気化容器
１０内に窒素ガスおよび希ガス（即ちＨｅ、Ｎｅ、Ａ
ｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ。以下同じ）の少なくとも一種か
ら成る不活性ガス１８を供給するガス供給手段１９とを
備えている。

【００２５】ガス供給手段１９は、この例では、前記ノ
ズル１４の周囲に不活性ガス１８を高速で流す前述した
ガス導入管１６および流量調節器１７を有している。

【００２６】クリーニング液供給装置５０は、この例で
は、クリーニング液５４を収納するクリーニング液容器
５２と、弁５６〜５８と、それらをつなぐ配管とを有し
ている。クリーニング液容器５２には、クリーニング液
５４を圧送するための不活性ガス６０が供給される。こ
の不活性ガス６０は、窒素ガスおよび希ガスの少なくと
も一種から成る。このクリーニング液供給装置５０から
のクリーニング液５４は、この例では液体原料供給装置
２を経由して、かつ液体原料配管６およびノズル１４を
利用（兼用）して気化容器１０内に供給される。クリー
ニング液５４は、例えばＨＮＯ₃（硝酸）、ＨＮＯ
₂（亜硝酸）、Ｈ₂Ｏ₂（過酸化水素）、ＨＣｌ（塩化
水素）、ＨＦ（フッ化水素）等である。

【００２７】液体原料供給装置２は、この例では、液体
原料４を収納する液体原料容器４２と、弁４４〜４７
と、流量調節器４８と、それらをつなぐ配管とを有して
おり、弁４４および４６のラインにはクリーニング液供
給装置５０側から上記不活性ガス６０が供給される。

【００２８】気化容器１０内には、前記ノズル１４が、
中空の絶縁物７０を通して挿入されており、この絶縁物
７０によって、気化容器１０とノズル１４間を電気的に
絶縁している。ノズル１４は導電材料製、具体的には金
属製であり、このノズル１４がこの例では電極手段を構
成している。

【００２９】液体原料配管６は、気化容器１０の近く
で、中空の絶縁物６８によって電気的に絶縁されてい
る。ノズル１４につながる液体原料配管６ａとアース間
には、整合回路７４を介して、プラズマ生成電源７２ａ
が接続されている。プラズマ生成電源７２ａは、この例
では、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力する
高周波電源である。気化容器１０は、この例では、前述
した気化原料配管２２および弁２４を経由して処理室２
６に電気的に接続されており、処理室２６は接地されて
いる。従って、プラズマ生成電源７２ａから、電極手段
としてのノズル１４と気化容器１０間に高周波電力を供
給することができる。

【００３０】なお、上記絶縁物７０とそれに接する気化
容器１０や液体原料配管６ａとの間には通常はシール用
のパッキンが設けられるが、ここではその図示を省略し
ている。絶縁物６８および後述する絶縁物７８、８０に
ついても同様である。

【００３１】図１を参照して、気化原料配管２２には、
弁６２を介して、気化容器１０内を排気する排気装置６
６と、気化容器１０からの排ガス２１中の所定の成分を
捕獲・吸着するトラップ器６４とが接続されている。但
し、このトラップ器６４を設けるか否かは、この発明の
本質に影響するものではなく、任意である。図８の例の
場合も同様である。

【００３２】処理室２６内には、成膜しようとする基板
３４を保持するホルダ（サセプタとも呼ばれる）３６
と、多数の小孔を有していて導入されるガスを拡散させ
るガス拡散板３２とが設けられている。ホルダ３６およ
びその上の基板３４は、図示しない加熱手段によって加
熱される。処理室２６には、その中を真空排気する真空
排気装置４０が弁３８を介して接続されている。処理室
２６内には、上記気化した原料２０の他に、図示しない
流量調節器を通して、気化した原料２０と反応させるガ
ス３０が導入される。このガス３０は、例えばＳｒＴｉ
Ｏ₃薄膜を形成する場合は、前述したように、ＴＴＩＰ
と酸化ガス（Ｏ₂等）との混合ガスである。

【００３３】上記気化装置８ａを含む図１のＣＶＤ装置
の動作を説明すると、成膜時は、弁５８、４４、４５、
４７および２４を開、弁５６、５７、４６および６２を
閉にして、液体原料供給装置２から不活性ガス６０で液
体原料４を圧送し、流量調節器４８でその流量を制御し
ながら、液体原料４を気化容器１０内にノズル１４を通
して供給する。

【００３４】これと同時に、ガス導入管１６に不活性ガ
ス１８を供給する。かつ、加熱器１２によって、気化容
器１０を液体原料４の気化温度以上に加熱する。例えば
液体原料４に含まれるものが前述したＳｒ（ＤＰＭ）₂
やＢａ（ＤＰＭ）₂の場合は、約２５０℃以上に加熱す
る。

【００３５】これによって、液体原料４は、ノズル１４
から大まかに微粒化されて噴き出し、気化容器１０の内
壁の広い範囲に分散衝突して瞬時に気化される。気化し
た原料２０は、圧力差によって、気化原料配管２２およ
び弁２４を経由して処理室２６に導入される。それ以降
は、図１０に示した従来例の場合と同様であり、この気
化した原料２０とガス３０とが処理室２６内で混合さ
れ、この混合ガスはガス拡散板３２で均一流速に分散さ
れ、真空排気装置４０によって真空排気された処理室２
６内に拡散され、加熱された基板３４の表面に接触して
ＣＶＤ反応によって、ＳｒＴｉＯ₃等の薄膜が基板３４
上に形成される。膜形成に使われなかった混合ガスは、
真空排気装置４０を介して外部に排出される。

【００３６】気化装置８ａの気化容器１０内に残渣が蓄
積し、クリーニングする必要が生じた場合は、弁２４、
４４、４５および５８を閉とし、弁６２、４７、４６、
５６および５７を開として、クリーニング液供給装置５
０から不活性ガス６０でクリーニング液５４を圧送し、
流量調節器４８でその流量を制御しながら、当該クリー
ニング液５４を気化容器１０内に液体原料配管６および
ノズル１４を通して供給する。これと同時に、加熱器１
２によって、気化容器１０をクリーニング液５４の気化
温度以上に加熱する。これによって、気化したクリーニ
ング液５４が気化容器１０内に所定の圧力で存在するこ
とになる。

【００３７】その状態で、ノズル１４と気化容器１０と
の間に、プラズマ生成電源７２ａから高周波電力を供給
することによって、ノズル１４と気化容器１０の内壁と
の間で高周波放電が生じて、気化容器１０内に、気化し
たクリーニング液５４を成分とするプラズマ７６が生成
される。

【００３８】このプラズマ７６の生成によって、クリー
ニング液５４の成分が解離または電離してその活性種が
生成され、この活性種によるエッチング作用によって、
更には当該活性種によるスパッタ作用によって、気化容
器１０内に固着した、より具体的には気化容器１０の内
壁およびノズル１４に固着した残渣を短時間で効果的に
除去することができる。これによって、気化装置８ａの
長時間の安定した運転が可能になる。

【００３９】気化容器１０内の上記のようなクリーニン
グ後の排ガス２１は、気化原料配管２２および弁６２を
通り、かつこの例ではクリーニング液成分および残渣成
分をトラップ器６４で吸着除去して無害化した後、排気
装置６６によって外部に排出される。

【００４０】気化容器１０内のクリーニング時に、気化
容器１０内へガス供給手段１９から前述した不活性ガス
１８を導入しても良い。そのようにすれば、クリーニン
グ液５４の気化だけでは気化容器１０内でプラズマ生成
に好ましいガス圧（例えば１０^-1Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒ
ｒ程度）を得にくい場合に、不活性ガス１８によって当
該好ましいガス圧を容易に実現することができる。しか
も、不活性ガス１８が気化容器１０内でプラズマ化さ
れ、この不活性ガスプラズマ中のイオンによるスパッタ
作用と、上記クリーニング液成分の活性種によるエッチ
ング作用およびスパッタ作用の相乗効果によって、気化
容器１０内に固着した残渣をより短時間でより効果的に
除去することができる。この場合の不活性ガス１８に
は、Ａｒ、Ｘｅ等の希ガスを用いる方がスパッタ率がよ
り高くなるので好ましい。

【００４１】また、気化容器１０内にクリーニング液５
４を導入せずに、ガス供給手段１９から不活性ガス１８
だけを導入して、この不活性ガス１８を用いてプラズマ
７６を生成しても良く、この場合は、不活性ガスプラズ
マ中のイオンによるスパッタ作用によって、気化容器１
０内に固着した残渣を短時間で効果的に除去することが
できる。

【００４２】上記クリーニング液供給装置５０の代わり
に、例えば図３に示すように、クリーニング液５４を気
化した状態で供給するクリーニング液供給装置５０ａを
用いても良い。このクリーニング液供給装置５０ａは、
いわゆるバブラーまたはバブリング装置と呼ばれるもの
であり、不活性ガス６０を弁５６を介してクリーニング
液５４内に吹き込んでクリーニング液５４内に気泡を生
じさせ、それによってクリーニング液５４の気化を促進
してクリーニング液５４を気化した状態で送出するもの
である。気化時は、弁５６、５７、４６および４７を開
とし、弁５８、４４および４５を閉として、気化した状
態のクリーニング液５４を液体原料配管６を経由して気
化容器１０へ供給する。

【００４３】このようなクリーニング液供給装置５０ａ
を用いれば、気化した状態のクリーニング液５４を気化
容器１０へ供給することができるので、クリーニング時
に気化容器１０を加熱器１２で加熱しなくて済む。しか
も、液体のクリーニング液５４を気化容器１０内で加熱
によって気化する場合に比べて、気化容器１０内のガス
圧をプラズマ生成に好ましいものに調整しやすくなる。
但し、加熱器１２による加熱を併用しても良い。

【００４４】上記図１および図２に示した構成では、気
化原料配管２２、処理室２６およびガス導入管１６は、
気化容器１０と電気的に導通していて同電位であるた
め、電気回路的には装置全体におよぶ大きなループが形
成される。このため、プラズマ生成電源７２ａからノズ
ル１４とアース間に高周波電力を供給した場合、全く予
期しない場所でプラズマが生成される可能性がある。ま
たその場合は、気化装置８内で生成するプラズマ７６ａ
への高周波電力の投入効率が低下する。これを避けるた
めには、例えば図４に示す例のように、気化原料配管２
２およびガス導入管１６の途中（好ましくは気化容器１
０に近い所）にも中空の絶縁物７８および８０をそれぞ
れ設ける等して、気化容器１０に接続される全ての配管
や支持物と気化容器１０との間の電気絶縁を保つと共
に、気化容器１０自身を確実にアースするのが好まし
い。

【００４５】上記高周波電源から成るプラズマ生成電源
７２ａおよび整合回路７４の代わりに、例えば図５に示
す例のように、電極手段としてのノズル１４と気化容器
１０との間にパルス電圧を供給するプラズマ生成電源７
２ｂを用いても良い。このプラズマ生成電源７２ｂは、
この例では、直流電圧を出力する直流電源８２と、それ
からの直流電圧を断続して（スイッチングして）出力す
るスイッチング手段８４とを備えている。直流電源８２
の出力電圧の大きさは例えば５００Ｖ〜１０ｋＶ程度、
スイッチング手段８４によるスイッチングは、オン時の
パルス幅を例えば１μｓ〜１ｍｓ程度、デューティ比を
例えば０．１〜１０％程度とする。気化容器１０内のガ
ス圧はパッシェンの法則にほぼ基づいて決定すれば良
い。

【００４６】この図５の例の場合は、ノズル１４と気化
容器１０との間の高圧パルス放電によって、気化容器１
０内にプラズマ７６を生成することができる。その場
合、印加パルス電圧の極性は、即ち直流電源８２の極性
は、ノズル１４と気化容器１０との内で主にクリーニン
グしたい方を負極にするのが好ましく（図示例ではノズ
ル１４側を負極にしている）、そのようにすれば、プラ
ズマ７６中の正イオンが当該負極にした側に主として引
き込まれてスパッタ作用等が大きくなるので、そちら側
の残渣を重点的に除去することができる。

【００４７】なお、気化容器１０内で直流アーク放電を
発生させてプラズマ７６を生成するという考えもあるけ
れども、直流アーク放電によるノズル１４や気化容器１
０の損傷が大きいので、上記のようにパルス放電を用い
る方が好ましい。

【００４８】上記と同様の考えから、高周波電源である
プラズマ生成電源７２ａを用いる場合は、例えば図６に
示す例のように、ノズル１４と気化容器１０の内の一方
に、より具体的には主としてクリーニングしたい方に
（図示例では気化容器１０に）、負の直流バイアス電圧
を印加する直流バイアス電源８６を設けても良い。その
ようにすれば、負のバイアス電圧によってプラズマ７６
中の正イオンが引き寄せられるので、負バイアス電圧を
印加した方の残渣を重点的に除去することができる。こ
の直流バイアス電源８６は、図６に示す例のように気化
容器１０とアースとの間に直列に挿入しても良いし、プ
ラズマ生成電源７２ａのラインに直列に挿入しても良
い。この直流バイアス電源８６の向きは、上記説明から
分かるように、図示とは反対にしても良い。

【００４９】図７に示す例のように、気化容器１０内
に、プラズマ生成電源７２ｂまたは７２ａによって作ら
れる電界Ｅと直交する磁界Ｂを形成する磁界形成手段を
設けても良い。この図７の例では、磁界形成手段とし
て、気化容器１０の外周部に円筒状の磁気コイル８８を
設けており、これによって気化容器１０の軸方向に磁界
Ｂを形成し、気化容器１０の半径方向の電界Ｅと直交さ
せるようにしている。この磁気コイル８８の代わりに、
永久磁石を用いても良い。プラズマ生成電源は、図示例
のパルス電圧出力形の電源７２ｂでも良いし、前述した
高周波電力出力形の電源７２ａでも良い。後者の場合
は、電界Ｅの向きが時間的に反転するという違いはある
けれども、電界Ｅと磁界Ｂとはやはり直交する。

【００５０】この例のように電界Ｅと磁界Ｂとを気化容
器１０内で直交させれば、いわゆる同軸型マグネトロン
放電によって、気化容器１０内にプラズマをより効率良
く閉じ込めることが可能になるので、気化容器１０内の
残渣の除去速度をより高めることが可能になる。

【００５１】気化容器部分の構造は、前述したいわゆる
ノズル形以外のもの、例えば図９に示すような円板積み
重ね形のものでも良い。これは、米国特許第５３６１８
００号に記載された気化器に基づいている。即ち、気化
容器１０内に前述した液体原料配管６につながる原料導
入管１０６を挿入し、この原料導入管１０６の先端部付
近の壁面に幾つかの孔１０８を設け、この孔１０８の周
囲に金属製の複数枚の円板１１０を間隙をあけて積み重
ね、この間隙から液体原料４を押し出して周囲に湧出さ
せる構造をしている。気化容器１０内には加熱器１２が
埋め込まれており、気化容器１０および原料導入管１０
６等を通して各円板１１０を加熱する。円板１１０の中
心部付近から押し出された液体原料４は、加熱された円
板１１０の周辺部で加熱により気化される。気化した液
体原料２０は、気化容器１０の他端に接続された気化原
料配管２２を経由して導出される。

【００５２】更にこの例では、原料導入管１０６および
それに電気的につながる複数枚の円板１１０が電極手段
になるので、それらを絶縁物１１２等によって気化容器
１０およびそれに電気的につながるものから電気的に絶
縁している。この原料導入管１０６および円板１１０と
気化容器１０との間に、前述したプラズマ生成電源７２
ａまたは７２ｂによって高周波電力またはパルス電圧を
供給することによって、内部で気化した液体原料等を用
いて、気化容器１０内にプラズマを生成することがで
き、それによって当該気化容器１０内の残渣を効果的に
除去することができる。

【００５３】また、この図９の例の場合、気化容器１０
内のクリーニング時に前述した不活性ガス１８を併用す
る場合は、当該気化容器１０に、前述したガス供給手段
１９を構成するガス導入管１６を接続して気化容器１０
内に不活性ガス１８を導入するようにしても良い。

【００５４】次に、気化容器１０内の残渣の除去と同時
に、処理室２６内の残渣の除去を行う構成および方法を
図８に示す。

【００５５】この場合は、弁６２を閉、弁２４および３
８を開として、真空排気装置４０によって処理室２６内
を真空排気しながら、気化容器１０からのクリーニング
後の排ガス２１を処理室２６内に引き込む。更に、この
排ガス２１を用いて、処理室２６内でプラズマ１０４を
生成し、このプラズマ１０４によって処理室２６内の残
渣、より具体的には処理室２６の内壁、ガス拡散板３２
およびホルダ３６に固着した残渣の除去を、気化容器１
０内のクリーニングと同時に行う。

【００５６】即ち、気化容器１０からのクリーニング後
の排ガス２１には、気化容器１０内のクリーニングに使
用した残りのガス成分、具体的には、前述したように、
気化したクリーニング液５４および不活性ガス１８の少
なくとも一方の成分が含まれている。従って、このよう
なガス成分のプラズマ１０４を処理室２６内に生成する
ことによって、気化容器１０内の前記クリーニングと同
様に、当該プラズマ１０４によるエッチング作用および
／またはスパッタ作用によって、処理室２６内の残渣を
短時間で効果的に除去することができる。このようにし
て、気化容器１０内の残渣の除去と同時に、処理室２６
内の残渣の除去を行うことによって、当該ＣＶＤ装置の
クリーニング時間を大幅に短縮することが可能になる。

【００５７】処理室２６内でプラズマ１０４を生成する
ために、図８の例では、ホルダ３６とその支柱９２との
間を絶縁物９０で電気的に絶縁し、このホルダ３６とア
ース間に整合回路９６を介して、プラズマ生成電源とし
て、高周波電源９４を接続している。処理室２６および
それに電気的につながるガス拡散板３２は接地してい
る。このような構成によって、ホルダ３６と処理室２６
およびガス拡散板３２との間に高周波放電が生じてプラ
ズマ１０４が生成される。

【００５８】クリーニング液成分および残渣成分を捕獲
・吸着する前述したトラップ器６４は、この例では弁３
８と真空排気装置４０との間に設けており、処理室２６
内を上記のようにしてクリーニングした後の排ガスは、
このトラップ器６４を介して無害化して真空排気装置４
０によって外部に排出される。

【００５９】高周波電源９４からの高周波電力の供給の
仕方は、図８に示した例以外のものでも良い。例えば、
ガス拡散板３２を処理室２６から電気的に絶縁してお
き、このガス拡散板３２に上記整合回路９６を介して高
周波電源９４を接続して当該高周波電源９４からの電力
を供給するようにしても良い。この場合、処理室２６は
接地しておく。ホルダ３６は接地しておくのが好ましい
けれども、アースから浮かしておいても良い。この場合
も、上記と同様に、ガス拡散板３２と処理室２６との間
の高周波放電によって処理室２６内にプラズマ１０４が
生成され、それによって処理室２６内の残渣を除去する
ことができる。

【００６０】また、図６の例と同様に、主としてクリー
ニングしたい方に負の直流バイアス電圧を印加する直流
バイアス電源を更に設けても良く、そのようにすれば、
負バイアス電圧を印加した方の残渣を重点的に除去する
ことが可能になる。

【００６１】また、高周波電源９４および整合回路９６
の代わりに、図５の例と同様に、パルス電圧を出力する
プラズマ生成電源を用いてプラズマ１０４を生成しても
良い。

【００６２】なお、上記のようにして気化容器１０内と
処理室２６内とのクリーニングを同時に行う場合、気化
容器１０内のガス圧をそこでの放電（プラズマ生成）に
適したガス圧に維持する場合、処理室２６は真空排気装
置４０に近く、かつ気化原料配管２２等でガスのコンダ
クタンスが低下するので、気化容器１０内よりも処理室
２６内の方がガス圧が当然に低くなる。このため、処理
室２６内のガス圧がそこでの放電（プラズマ生成）に適
さないほどに低くなる場合が考えられる。その場合は、
処理室２６内で排ガス２１を用いてプラズマを生成する
際に、当該処理室２６内に更に、前述したようなクリー
ニング液の気化したものおよび前述したような不活性ガ
ス（即ち窒素ガスまたは希ガス）の少なくとも一方を導
入しても良く、そのようにすれば、気化容器１０内のガ
ス圧だけでなく、処理室２６内のガス圧をプラズマ生成
に適したガス圧に容易に維持することができる。これを
実現するためには、例えば図８に示す例のように、クリ
ーニング液供給装置５０ａの弁５８と前述したガス導入
管２８との間を、配管９８、弁１００、１０１および流
量調節器１０２を介して接続すれば良い。そのようにす
れば、クリーニング液供給装置５０ａで気化した前記ク
リーニング液５４および前記不活性ガス６０の少なくと
も一方を処理室２６内に導入することができる。

【００６３】あるいは、気化容器１０内で比較的高ガス
圧条件でも放電を維持することができる場合は、弁３８
を開口率調整弁とすることによって、その開口率を調整
して処理室２６内を放電に適するガス圧に維持するよう
にしても良い。

【００６４】

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。

【００６５】請求項１記載の発明によれば、気化容器内
に、気化したクリーニング液を用いたプラズマを生成す
ることができ、このプラズマ生成によって、クリーニン
グ液成分の活性種が生成されるので、この活性種による
エッチング作用およびスパッタ作用によって、気化容器
内に固着した残渣を短時間で効果的に除去することがで
きる。

【００６６】請求項２記載の発明によれば、気化容器内
に、不活性ガスを用いたプラズマを生成することができ
るので、このプラズマ中のイオンによるスパッタ作用に
よって、気化容器内に固着した残渣を短時間で効果的に
除去することができる。

【００６７】請求項３記載の発明によれば、気化容器内
に、気化したクリーニング液および不活性ガスを用いた
プラズマを生成することができるので、クリーニング液
の活性種によるエッチング作用およびスパッタ作用、更
には不活性ガスのイオンによるスパッタ作用の相乗効果
によって、気化容器内に固着した残渣をより短時間でよ
り効果的に除去することができる。

【００６８】請求項４記載の発明によれば、気化容器内
にクリーニング液を気化した状態で供給することができ
るので、液体のクリーニング液を気化容器内で加熱によ
って気化する場合に比べて、気化容器内のガス圧をプラ
ズマ生成に好ましいものに調整しやすくなる。

【００６９】請求項５記載の発明によれば、気化容器お
よび電極手段の内の一方に負の直流バイアス電圧を印加
することができ、この負バイアス電圧を印加した側のス
パッタ作用等が大きくなるので、この負バイアス電圧を
印加した側の残渣を重点的に除去することが可能にな
る。

【００７０】請求項６記載の発明によれば、同軸型マグ
ネトロン放電によって、気化容器内にプラズマをより効
率的に閉じ込めることが可能になるので、気化容器内の
残渣の除去速度をより高めることが可能になる。

【００７１】請求項７記載の発明によれば、気化容器内
に固着した残渣の除去と同時に、処理室内に固着した残
渣をプラズマを用いて短時間で効果的に除去することが
できるので、ＣＶＤ装置のクリーニング時間を大幅に短
縮することが可能になる。

【００７２】請求項８記載の発明によれば、気化容器内
だけでなく、処理室内のガス圧をプラズマ生成に適した
ものに容易に維持することが可能になるので、気化容器
内および処理室内の両方の残渣をより効果的に除去する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る気化装置を備えるＣＶＤ装置の
一例を示す図である。

【図２】図１中の気化装置周りの一例を示す図である。

【図３】クリーニング液を気化した状態で供給するクリ
ーニング液供給装置の一例を示す図である。

【図４】気化装置の他の例を示す図である。

【図５】気化装置の他の例を部分的に示す図である。

【図６】気化装置の他の例を部分的に示す図である。

【図７】気化装置の他の例を示す図である。

【図８】この発明に係る気化装置を備えるＣＶＤ装置の
他の例を示す図である。

【図９】気化容器部分の構造の他の例を示す図である。

【図１０】従来の気化装置を備えるＣＶＤ装置の一例を
示す概略図である。

【符号の説明】

２液体原料供給装置４液体原料８ａ気化装置１０気化容器１２加熱器１４ノズル１８不活性ガス１９ガス供給手段２１排ガス２６処理室３４基板５０、５０ａクリーニング液供給装置５４クリーニング液６０不活性ガス７２ａ、７２ｂプラズマ生成電源８８磁気コイル９４高周波電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体原料が導入される導電材料製の気化
容器と、この気化容器を加熱して内部に導入された液体
を気化する加熱器と、前記気化容器内に当該容器内に生
じる残渣を溶かすクリーニング液を供給するクリーニン
グ液供給手段と、前記気化容器内に当該容器とは電気的
に絶縁して設けられた導電材料製の電極手段と、この電
極手段と気化容器との間に高周波電力またはパルス電圧
を供給して気化容器内で、気化した前記クリーニング液
を用いてプラズマを生成するプラズマ生成電源とを備え
ることを特徴とする液体原料の気化装置。
【請求項２】液体原料が導入される導電材料製の気化
容器と、この気化容器を加熱して内部に導入された液体
を気化する加熱器と、前記気化容器内に窒素ガスおよび
希ガスの少なくとも一種から成る不活性ガスを供給する
ガス供給手段と、前記気化容器内に当該容器とは電気的
に絶縁して設けられた導電材料製の電極手段と、この電
極手段と気化容器との間に高周波電力またはパルス電圧
を供給して気化容器内で、前記不活性ガスを用いてプラ
ズマを生成するプラズマ生成電源とを備えることを特徴
とする液体原料の気化装置。
【請求項３】液体原料が導入される導電材料製の気化
容器と、この気化容器を加熱して内部に導入された液体
を気化する加熱器と、前記気化容器内に当該容器内に生
じる残渣を溶かすクリーニング液を供給するクリーニン
グ液供給手段と、前記気化容器内に窒素ガスおよび希ガ
スの少なくとも一種から成る不活性ガスを供給するガス
供給手段と、前記気化容器内に当該容器とは電気的に絶
縁して設けられた導電材料製の電極手段と、この電極手
段と気化容器との間に高周波電力またはパルス電圧を供
給して気化容器内で、気化した前記クリーニング液およ
び前記不活性ガスを用いてプラズマを生成するプラズマ
生成電源とを備えることを特徴とする液体原料の気化装
置。
【請求項４】前記クリーニング液供給手段が、前記気
化容器内に前記クリーニング液を気化した状態で供給す
るものである請求項１、２または３記載の液体原料の気
化装置。
【請求項５】前記気化容器および前記電極手段の内の
一方に負の直流バイアス電圧を印加する直流バイアス電
源を更に備える請求項１、２、３または４記載の液体原
料の気化装置。
【請求項６】前記気化容器内に、前記プラズマ生成電
源によって作られる電界と直交する磁界を形成する磁界
形成手段を更に備える請求項１、２、３、４または５記
載の液体原料の気化装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６記載
の液体原料の気化装置と、当該気化装置で気化した原料
を用いてＣＶＤ法によって基板上に薄膜を形成する処理
室とを備えるＣＶＤ装置において、処理室内を真空排気
しながら、前記気化容器内の残渣をプラズマを用いて除
去した後の排ガスを処理室内に導入し、かつ当該排ガス
を用いて処理室内でプラズマを生成することによって、
前記気化容器内の残渣の除去と同時に、処理室内の残渣
の除去を行うことを特徴とするＣＶＤ装置のクリーニン
グ方法。
【請求項８】前記処理室内で前記排ガスを用いてプラ
ズマを生成する際に、当該処理室内に更に、処理室内に
生じる残渣を溶かすクリーニング液の気化したものおよ
び不活性ガスの少なくとも一方を導入する請求項７記載
のＣＶＤ装置のクリーニング方法。