JPH11323560A

JPH11323560A - 成膜処理方法及び成膜処理装置

Info

Publication number: JPH11323560A
Application number: JP14834398A
Authority: JP
Inventors: Okugun Ryu; 憶軍劉; Hiroshi Jinriki; 博神力
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: JP3968869B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理体の表面に複合材料薄膜を成膜する際
に、膜厚と膜組成の均一性を向上させることができる成
膜方法を提供する。【解決手段】活性化エネルギーが異なる金属元素を含
む複数の処理ガスを、シャワーヘッド部３２のガス噴射
孔１０２Ａ，１０２Ｂから処理容器２内へ噴出して供給
し、載置台４上に載置された被処理体Ｗの表面に所定の
成膜を施すようにした成膜処理方法において、前記処理
ガスの内、活性化エネルギーが高くて反応性が弱い金属
元素を含む処理ガスの噴出量を、前記シャワーヘッド部
の中心部から周辺部に向けて次第に減少させると共に前
記活性化エネルギーが低くて反応性が強い金属元素を含
む処理ガスの噴出量を、前記シャワーヘッド部の面内に
おいて均一にし、前記被処理体の表面上における前記各
処理ガスの金属元素の組成が略同一となるようにする。
これにより、被処理体の表面に複合材料薄膜を成膜する
際に、膜厚と膜組成の均一性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成膜方法及び成膜
処理装置に係り、特に３つ以上の元素を含む処理ガスで
高・強誘電体複合材料薄膜を成膜するに適する成膜処理
方法及び成膜処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスを製造するに
は、半導体ウエハに成膜処理やパターンエッチング処理
を繰り返し行なって所望のデバイスを製造するが、中で
も成膜技術は半導体デバイスが高密度化及び高集積化す
るに伴ってその仕様が年々厳しくなっており、例えばデ
バイス中のキャパシタの絶縁膜やゲート絶縁膜のように
非常に薄い酸化膜などに対しても更なる薄膜化が要求さ
れ、これと同時に更に高い絶縁性が要求されている。

【０００３】これらの絶縁膜としては、シリコン酸化膜
やシリコンナイトライド膜等を用いることができるが、
最近にあっては、より絶縁特性の良好な材料として、２
種以上の金属元素を含む複合材料により、高・強誘電体
薄膜を形成することが提案されている。この高・強誘電
体薄膜を形成するには、金属元素を含む複数の有機化合
物をガス化し、これを同時に処理容器内へ供給して例え
ばＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）成膜することにより複合材料薄膜を形成す
る。

【０００４】図８は複合材料薄膜を形成するための従来
の成膜処理装置を示す概略構成図である。図中、２は内
部に半導体ウエハＷを載置する載置台４を収容する処理
容器であり、この天井部には処理ガスを内部へ導入する
シャワーヘッド部６が設けられ、底部には処理済みガス
を排気する排気口８が設けられる。この排気口８には、
途中に処理済み排ガスから副生成物を除去するトラップ
１０、容器内圧力を調整する圧力調整弁１２を介設した
排気通路１４が接続され、この排気通路１４を介して処
理容器２内は真空ポンプ（図示せず）により真空引きさ
れる。

【０００５】ここでは複合材料薄膜として（Ｂａ、Ｓ
ｒ）ＴｉＯ₃ 薄膜（これをＢＳＴ薄膜と称す）を形成す
る場合を例にとって説明するが、上記Ｂａ、Ｓｒ及びＴ
ｉのソースとしてＢａ（ｔｈｄ）₂ ［Ｂｉｓ（ｔｅｔｒ
ａｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｏ）ｂａｒ
ｉｕｍ，Ｂａ（Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂ ）₂ ］と、Ｓｒ（ｔｈｄ）
₂ ［Ｂｉｓ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅｄ
ｉｏｎａｔｏ）ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ，Ｓｒ（Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ
₂ ）₂ ］と、Ｔｉ（Ｏ−ｉＰｒ）₂ （ｔｈｄ）₂［Ｂｉ
ｓ（ｉｓｏｐｒｏｐｐｏｘｙ）ｂｉｓ（（ｔｅｔｒａｍ
ｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｏ）ｔｉｔａｎ
ｉｕｍ，Ｔｉ（Ｃ₃ Ｈ₇ Ｏ）₂ （Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂ ）₂ ］或
いはＴｉＯ（ｔｈｄ）₂ ［Ｂｉｓ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈ
ｙｌｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｏ）ｏｘｏｔｉｔａｎ
ｉｕｍ］をそれぞれブチル酢酸或いはＴＨＦ（Ｔｅｔｒ
ａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）溶液に溶かして使う。上記の
原料を液状態で混合させ、これを気化器で気化させてか
ら処理容器内へ供給する。また、酸化ガスとして酸素
（Ｏ₂ ）を、キャリアガスとしてアルゴン（Ａｒ）も供
給する。

【０００６】そのため、それぞれ液状のＢａ（ｔｈｄ）
₂ とＳｒ（ｔｈｄ）₂ とＴｉ（Ｏ−ｉＰｒ）₂ （ｔｈ
ｄ）₂ 或いはＴｉＯ（ｔｈｄ）₂ とを貯留するタンク１
６、１８、２０を有し、内部の液体をＡｒガスで圧送で
きるようになっている。圧送された各液体は、液体ポン
プ２２で混合されてこれを更に圧送し、気化器２４にキ
ャリアガスとしてＡｒガスで気化させて上記シャワーヘ
ッド部６へ供給し、これより処理容器２内へ噴射するよ
うになっている。シャワーヘッド部６には別途、酸化ガ
スとして酸素を、Ａｒガスに随伴させて供給できるよう
になっている。尚、気化後のガスが通る通路には、気化
ガスの再液化を防止するために、加熱手段としてテープ
ヒータ２６が巻回されている。

【０００７】上記各タンク１６、１８、２０から圧送さ
れた液状の各原料は液体ポンプ２２で混合されて気化器
２４にて気化され、この原料ガスはシャワーヘッド部６
にて酸素及びアルゴンガスと混合された後に、内径が１
〜２ｍｍ程度の細いガス噴射孔を通って、ウエハ上部の
２０〜５０ｍｍのところから、ウエハ面にシャワー状に
噴射される。原料ガスである処理ガスは、ウエハの表面
に吹き付けられてから、載置台４の下方にある排気口８
を通って、排気される。酸素とアルゴンガスの流量はそ
れぞれ１〜５ＳＬＭ、Ｂａ、ＳｒとＴｉソースの供給量
はそれぞれ０．１〜０．２ｍｌ／ｍｉｎである。また、
ＣＶＤ成膜のプロセス圧力は０．１〜１ｔｏｒｒ下で行
なわれ、プロセス温度は、４００〜６００℃の範囲内で
あり、例えば載置台４に内蔵したセラミックヒータで加
熱する。このようにして、ＢＳＴ複合材料薄膜をウエハ
上に成膜する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の基
板加熱型のＣＶＤ成膜を行なう場合、膜厚の面内均一性
を得ることは歩留り向上等の上から非常に重要であり、
一般に、膜厚の面内均一性を得るため、シャワーヘッド
部６のガス噴射孔は均一になされており、ウエハ表面に
処理ガスを均等に供給するようになっている。この場
合、成膜材料がＳｉＯ₂ やＴｉＮなどに代表される２元
素材料ＣＶＤプロセスの場合には、組成を問題とするこ
となく高い膜厚の均一性を確保することができる。しか
しながら、前述のように複数の金属材料を用いて複合材
料成膜を行なう場合には、膜厚の面内均一性のみなら
ず、各金属元素の組成の面内均一性も歩留り向上及び電
気的特性の維持の上から重要となってくる。

【０００９】複合材料薄膜をＣＶＤプロセスで合成する
場合には、多種類の処理ガスをＣＶＤ処理容器内に供給
し、ウエハ表面で同時に成膜反応を生じさせるのが必要
であるが、これらの原料ガスの反応性が必ずしも同程度
であるとは言えない。反応性が弱いものと強い物を混合
状態で均一な内径分布を持つガス噴射孔から噴射してウ
エハの表面に供給すると、膜組成の均一性が低下すると
いう問題が発生した。特に、ＢＳＴ複合材料薄膜をウエ
ハ上に合成させる場合には、薄膜の膜組成の均一性は、
成膜温度を低くすると共に悪くなり、ウエハの中心部か
らエッジに向かってＴｉリッチとなる。実際、プロセス
を実用する場合には、良好な段差被覆性を得るために、
成膜は低温領域で行なわれる傾向にあるので、結局、膜
組成の不均一により、膜物性の均一性も悪くなってしま
うという問題がある。

【００１０】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、被処理体の表面に複合材料薄膜を成膜する際
に、膜厚と膜組成の均一性を向上させることができる成
膜方法と成膜処理装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、この膜組成
不均一の原因を解明するために、ＢＳＴ−ＣＶＤ成膜メ
カニズムの解析を行なった。その結果、Ｂａ、ＳｒとＴ
ｉソースの成膜反応の活性化エネルギーがかなり違い、
Ｔｉソースの活性化エネルギーがＢａとＳｒの活性化エ
ネルギーよりも遥かに高いことが分かった。そのため、
Ｔｉの低温での成長速度も遅くなる。一方、（Ｂａ、Ｓ
ｒ）ＴｉＯ₃ はＢａＴｉＯ₃ とＳｒＴｉＯ₃ の固溶体で
あり、その化学量論比は（Ｂａ＋Ｓｒ）：Ｔｉ＝１：１
にならなければならない。つまり、ＣＶＤプロセスによ
り合成する場合には、Ｔｉの成長速度をＢａとＳｒの成
長速度より高くさせ、ＢａとＳｒの成長速度の和と等し
くする必要がある。そのためには、Ｔｉソースを大過剰
に供給する必要がある。

【００１２】まず、ＳｉＯ₂ やＴｉＮなどに代表される
２次元材料ＣＶＤプロセスの場合のシャワーヘッド部と
基板表面の間における、ガスの流れと濃度分布の推測を
行なった。処理ガスとしての原料ガスを処理容器内に導
入させる時、シャワーヘッド部のガス噴射孔の径は等し
いから、各ガスの噴射孔から出てくるガスの流量が同じ
である。シャワーヘッド部から基板表面に垂直に向かう
方向には、処理ガスは流れと拡散により基板表面に送ら
れ、基板表面で成膜反応を行なう。また、載置台の周囲
にある排気口８から内部雰囲気は排気されているため、
ガスの横方向への流れもある。結局、処理容器２内のガ
ス全体の流線は図９に示しているようになっている。た
だし、排気による横方向への流れの流量は、シャワーヘ
ッド部のエッジ部分より、センタ部分から供給されたガ
スのほうが小さい。

【００１３】一方、高い成膜速度を得るためには、処理
容器内に大量の原料ガスを供給し、基板表面のガス濃度
を高くする必要がある。その結果、図１０に示している
ように、基板表面に供給された処理ガスが全部消費され
ることがなく、一部残された未反応処理ガスが、基板表
面に平行する方向で基板の外周に流れながら、シャワー
ヘッド部６から流下してくるガスと合流して、また成膜
反応を行なう。尚、図中、２８はガス噴射孔であり、ま
た矢印の太さはガス流量に対応し、太いほど流量も多
い。シャワーヘッド部６の外周部分のガス噴射孔２８か
ら供給されたガスは、排気による横方向への流れが大き
いことから、その位置に対応する基板の外周部の表面に
到達するガス量も小さくなる。本来なら、そこの基板外
周部の成長速度が、基板の中心部より遅くなってしまう
が、中心部から流れてきた未反応の処理ガスと合流する
のでガス濃度が補充され、成膜速度が落ちることがな
い。

【００１４】ＳｉＯ₂ やＴｉＮなどの２次元材料の場合
には、基板の表面に均一な原料ガス濃度と均一な温度を
保持できれば、膜厚の均一性も得られるが、ＢＳＴに代
表されるような複合材料薄膜の場合には、膜厚の面内均
一性以外に、原料ガスの組成の均一性も同時に維持しな
ければならない。この点について、以上に述べたことが
複合材料薄膜の場合にも通用するか否かについて考察す
る。例えば、ＢＳＴ材料の場合、Ｂａ、ＳｒとＴｉのソ
ースガスを一定な割合で処理容器内に供給すると、図１
１に示しているように、基板の中央での原料ガスの組成
は供給時と同様に維持される。しかし、各金属ソースの
成膜反応活性化エネルギーが違うため、成膜速度と反応
転化率が違い、残された未反応ガスの組成が変わってし
まう。結局、それらのガスが基板の表面に沿ってエッジ
方向へ流れる途中で、シャワーヘッド部６から流下して
くるガスと合流すると、合流後のガスの組成も変わって
しまい、そこで生成した膜の組成も基板中央の膜組成と
違ってくる。

【００１５】この点について、実際に数値を用いて説明
する。カッコ内の数値は流量比を示す。Ｔｉソースの活
性化エネルギーは、ＢａとＳｒのエネルギーより遥かに
高く、従って成膜反応速度が遅いから、その成長速度を
ＢａとＳｒの倍にさせるために、供給ガスの割合に関し
てはＴｉソースを過剰に供給する。しかも、低温になる
ほど、Ｔｉの成膜反応速度がより遅くなりＴｉソースの
過剰量が大きくなる。例えば、処理ガスをＢａ：Ｓｒ：
Ｔｉ＝１０：１０：５０（１：１：５）の量と割合でシ
ャワーヘッド部６から基板に供給すると仮定した場合に
おいて、横方向の物質移動（流れと拡散により）を考慮
すると、仮に基板中央の表面に到達するガスの量と組成
はＢａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝５：５：２５（１：１：５）とな
り、ガス濃度が落ちるがその組成は変わらない。尚、こ
こでは基板表面付近以外は、温度が低いから、分解反応
が起きていると考え難く、物質移動を行なっているのが
Ｂａ、ＳｒとＴｉソースそのものであると仮定し、ま
た、Ｂａ、ＳｒとＴｉソースの分子量が略同じであり、
分子構造も似ているため、それらの拡散係数は同程度で
あり、横方向へのそれぞれの拡散と流れ速度も同じであ
ると仮定する。

【００１６】基板中央で生成した膜の組成がＢａ：Ｓ
ｒ：Ｔｉ＝１：１：２となるため、基板中央で起きる成
膜反応に消費されたガス量が仮に２：２：４とすると、
残された未反応のガスの組成はＢａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝３：
３：２１（１：１：７）となってしまう。これらの未反
応ガスが基板の表面に平行して外周部へ流れていく。ま
た、シャワーヘッド部６の中央とエッジの間にあるガス
噴射孔２８から流れてくるガスは、横方向への流れがヘ
ッド部中央より強いから、基板表面に到達するガスの組
成が変わらないが、その量が少なくなる。基板に到達す
るガス量と組成を仮にＢａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝３：３：１５
（１：１：５）とすると、合流したガスの量と組成がＢ
ａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝６：６：３６（１：１：６）となり、
この結果、基板表面の中央から流れてくるガスの補充
で、ガスの濃度がそれ程変わらないが、その組成が変わ
ってしまう。ガスの組成が供給された時の状態よりＴｉ
リッチとなっているので、この部分における膜組成もＴ
ｉの割合が増えてしまう。しかも、低温にするほどＴｉ
ソースの過剰量が大きくなり、その成長速度が遅くなる
ため、Ｔｉの割合の増加が大きくなる。このようなこと
が基板中央からエッジに向けて繰り返して生ずることか
ら、生成した膜の組成が基板の外周部になるほど、Ｔｉ
組成が増えてしまうことになる。

【００１７】上述した課題を解決するために、請求項１
に規定する方法発明は、活性化エネルギーが異なる金属
元素を含む複数の処理ガスを、シャワーヘッド部のガス
噴射孔から処理容器内へ噴出して供給し、載置台上に載
置された被処理体の表面に所定の成膜を施すようにした
成膜処理方法において、前記処理ガスの内、活性化エネ
ルギーが高くて反応性が弱い金属元素を含む処理ガスの
噴出量を、前記シャワーヘッド部の中心部から周辺部に
向けて次第に減少させると共に前記活性化エネルギーが
低くて反応性が強い金属元素を含む処理ガスの噴出量
を、前記シャワーヘッド部の面内において均一にし、前
記被処理体の表面上における前記各処理ガスの金属元素
の組成が略同一となるようにしたものである。

【００１８】このように、活性化エネルギーが高くて反
応性が弱い金属元素を含む処理ガスの噴出量を、シャワ
ーヘッド部の中心部から周辺部に向けて次第に減少させ
るようにしているので、被処理体の周辺部に行く程、被
処理体中央部から供給される未反応処理ガスが多くな
り、結果的に、被処理体の表面上における処理ガス全体
中の金属組成は略同一に維持されることになり、膜厚の
面内均一性を高く維持できるのみならず、膜組成の面内
均一性も大幅に向上させることが可能となる。この場
合、活性化エネルギーが異なる金属元素を含む処理ガス
同士は、シャワーヘッド部から独立して個別に処理容器
内へ供給され、また、活性化エネルギーが同一または類
似の金属元素を含む処理ガス同士は、予め混合された状
態でシャワーヘッド部から処理容器内へ供給すればよ
い。

【００１９】このような処理ガスとしては、少なくとも
Ｂａ（ｔｈｄ）₂ とＳｒ（ｔｈｄ）₂ とＴｉ（Ｏ−ｉＰ
ｒ）（ｔｈｄ）₂ 或いはＴｉＯ（ｔｈｄ）₂ とを用いる
ことができる。また、請求項５に規定する装置発明は、
活性化エネルギーが異なる金属元素を含む複数の処理ガ
スを、シャワーヘッド部のガス噴射孔から処理容器内へ
噴出して供給し、載置台上に載置された被処理体の表面
に所定の成膜を施すようにした成膜処理装置において、
前記処理ガスの内、活性化エネルギーが高くて反応性が
弱い金属元素を含む処理ガスのガス噴射孔は、ガス噴射
量が前記シャワーヘッド部の中心部から周辺部に向けて
次第に減少するように設定されると共に、活性化エネル
ギーが低くて反応性が強い金属元素を含む処理ガスのガ
ス噴射孔は、ガス噴射量が前記シャワーヘッド部の面内
において均一になるように設定される。

【００２０】これにより、前述した方法発明のように、
被処理体の周辺部に行く程、被処理体中央部から供給さ
れる未反応処理ガスが多くなり、結果的に、被処理体の
表面上における処理ガス全体中の金属組成は略同一に維
持されることになり、膜厚の面内均一性を高く維持でき
るのみならず、膜組成の面内均一性も大幅に向上させる
ことが可能となる。この場合、処理ガスを個別に独立さ
せて処理容器内へ供給するためには、シャワーヘッド部
内に分離区画された複数のシャワー室を設け、これより
各ガス噴射孔を介して処理ガスを供給するように構成す
ればよい。

【００２１】また、シャワーヘッド部から処理ガスの噴
射量に分布を持たせるためには、ガス噴射孔自体の直径
を、例えばヘッド部の中心部から周辺部に行くに従って
次第に小さくしたり、或いは、ガス噴射孔の直径は同一
として、例えばガス噴射孔の設置密度をヘッド部の中心
部から周辺部に行くに従って次第に小さくすればよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る成膜処理法
法及び成膜処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。図１は本発明に係る熱処理装置の全体を示す概
略構成図、図２は図１に示す熱処理装置の本体を示す構
成図、図３は熱処理装置の本体に設けたシャワーヘッド
部の要部を示す断面図、図４は図３に示すシャワーヘッ
ド部の下面図である。尚、図８に示す従来装置と同一部
分については同一符号を付して説明する。図１に示すよ
うに、この成膜処理装置の本体３０は、例えばアルミニ
ウムにより筒体状に成形された処理容器２を有してお
り、この処理容器２内には、被処理体としての半導体ウ
エハＷを載置する載置台４が収容されている。この処理
容器２の天井部には処理ガスを内部へ導入する本発明の
特徴とするシャワーヘッド部３２が設けられ、底部には
処理済みガスを排気する排気口８が設けられる。この排
気口８には、途中に処理済み排ガスから副生成物を除去
するトラップ１０、容器内圧力を調整する圧力調整弁１
２を介設した排気通路１４が接続され、この排気通路１
４を介して処理容器２内は真空ポンプ（図示せず）によ
り真空引きされる。

【００２３】ここでは複合材料薄膜として（Ｂａ、Ｓ
ｒ）ＴｉＯ₃ （ＢＳＴ）薄膜を形成する場合を例にとっ
て説明するが、上記Ｂａ、Ｓｒ及びＴｉのソースとして
Ｂａ（ｔｈｄ）₂ ［Ｂｉｓ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｈ
ｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｏ）ｂａｒｉｕｍ，Ｂａ（Ｃ
₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂ ）₂ ］と、Ｓｒ（ｔｈｄ）₂ ［Ｂｉｓ（ｔｅ
ｔｒａｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｏ）ｓ
ｔｒｏｎｔｉｕｍ，Ｓｒ（Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂ ）₂ ］と、Ｔｉ
（Ｏ−ｉＰｒ）₂ （ｔｈｄ）₂ ［Ｂｉｓ（ｉｓｏｐｒｏ
ｐｐｏｘｙ）ｂｉｓ（（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｈｅｐ
ｔａｎｅｄｉｏｎａｔｏ）ｔｉｔａｎｉｕｍ，Ｔｉ（Ｃ
₃ Ｈ₇ Ｏ）₂ （Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂ ）₂ ］或いはＴｉＯ（ｔｈ
ｄ）₂ ［Ｂｉｓ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎ
ｅｄｉｏｎａｔｏ）ｏｘｏｔｉｔａｎｉｕｍ］とをそれ
ぞれブチル酢酸或いはＴＨＦ（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆ
ｕｒａｎ）溶液に溶かして使う。上記の原料の内、Ｂａ
とＳｒ金属元素は、活性化エネルギーが類似してＴｉ元
素よりも低くて反応性が強いので、混合して供給し、こ
れに対してＴｉは単独で供給する。また、酸化ガスとし
て酸素（Ｏ₂ ）を、キャリアガスとしてアルゴン（Ａ
ｒ）も供給する。

【００２４】そのため、それぞれ液状のＢａ（ｔｈｄ）
₂ とＳｒ（ｔｈｄ）₂ とＴｉ（Ｏ−ｉＰｒ）₂ （ｔｈ
ｄ）₂ 或いはＴｉＯ（ｔｈｄ）₂ を貯留するタンク１
６、１８、２０を有し、内部の液体をＡｒガスで圧送で
きるようになっている。尚、ここではＴｉ（Ｏ−ｉＰ
ｒ）₂ （ｔｈｄ）₂ が貯留されている場合を例にとって
説明する。Ｂａタンク１６とＳｒタンク１８からの通路
３４、３６は液体ポンプ２２に接続されており、両タン
ク１６、１８からの原料液を混合してシャワーヘッド部
３２に接続されるガス通路３８内に圧送するようになっ
ている。このガス通路３８の途中には、気化器２４が介
設されており、これにキャリアガスとしてマスフローコ
ントローラ４０により流量制御されたＡｒガスを供給す
ることによって、混合原料液を気化して処理ガスを形成
し得るようになっている。また、このガス通路３８に
は、気化ガスが再液化することを防止するために、例え
ばテープヒータ２６が巻回されており、通路３８内を通
るガスを液化温度以上に暖めるようになっている。

【００２５】また、Ｔｉタンク２０からの通路４２は、
別の液体ポンプ４４に接続されており、Ｔｉタンク２０
からの液原料をシャワーヘッド部３２に接続されるガス
通路４６内に圧送するようになっている。このガス通路
４６の途中には気化器４８が介設されており、これにキ
ャリアガスとしてマスフローコントローラ５０により流
量制御されたＡｒガスを供給することによって、Ｔｉ原
料液を気化して処理ガスを供給し得るようになってい
る。このＴｉ原料ガスは後述するようにシャワーヘッド
部３２内では他の処理ガスと混合されず、処理容器２内
に噴射された時に他の処理ガスと混合される、いわゆる
ポストミックスで供給される。このガス通路４６にも、
気化ガスの再液化を防止するためにテープヒータ５２が
巻回されている。

【００２６】また、シャワーヘッド部３２には、別途、
酸化ガスとして酸素をＡｒガスと共に供給するために通
路５８が接続されており、この通路５８にもマスフロー
コントローラ５４、５６を介してそれぞれの流量を制御
できるようになっている。気化ガスを流す上記各通路３
８、４６からは、排気通路１４に延びるバイパス通路６
０、６２が接続されており、不要なガスを、処理容器２
を経ることなく排気できるようになっている。尚、各通
路には、必要に応じて通路内を開閉する適当数の開閉弁
６４が介設されている。

【００２７】次に、この成膜処理装置における原料ガス
（処理ガス）の供給方法について説明する。原料液を貯
留する各原料タンク１６、１８、２０には、一定圧のア
ルゴンガスが供給されており、それぞれに貯留されてい
る液状のＢａ（ｔｈｄ）₂ 、Ｓｒ（ｔｈｄ）₂ 及びＴｉ
（Ｏ−ｉＰｒ）₂ （ｔｈｄ）₂ がそれぞれの通路３４、
３６及び４２内を圧送される。Ｂａ原料液とＳｒ原料液
は、流量制御機構を兼ねた液体ポンプ２２により混合さ
れつつ気化器２４へ供給され、気化された原料ガスがキ
ャリアガスとしてのＡｒガスと混合し、この混合ガスが
ガス通路３８を介してシャワーヘッド部３２に供給され
る。

【００２８】また、Ｔｉ原料液は、通路４２を介して流
量制御機構を兼ねた液体ポンプ４４に供給され、これよ
り気化器４８に供給される。このＴｉ原料液は、気化さ
れたＴｉ原料ガスがキャリアガスとしてのＡｒガスと混
合し、そのままガス通路４６を介してシャワーヘッド部
３２に供給される。また、このシャワーヘッド部３２に
は、酸化ガスとして酸素がＡｒガスと共に必要量だけ供
給されている。また、処理容器２内の雰囲気は、排気通
路１４を介して真空引きされており、圧力調整弁１２に
より容器内部は所定の圧力に維持されている。

【００２９】次に、図２乃至図４を参照して成膜処理装
置の本体３０について説明する。この成膜処理装置の本
体３０は、例えばアルミニウムにより筒体状に成形され
た処理容器２を有している。この処理容器２の底部６６
の中心部には、給電線挿通孔７０が形成されると共に周
辺部には、排気口８が設けられており、これには真空引
きポンプ（図示せず）、トラップ１０及び圧力調整弁１
２を介設した排気通路１４が接続されている。

【００３０】この処理容器２内には、非導電性材料、例
えばアルミナ製或いはＡｌＮ製の円板状の載置台４が設
けられ、この載置台４の下面中央部には下方に延びる中
空円筒状の脚部６８が一体的に形成され、この脚部６８
の下端は上記容器底部６６の給電線挿通孔７０の周辺部
にＯリング等のシール部材７２を介在させてボルト７４
等を用いて気密に取り付け固定される。従って、この中
空脚部６８内は、外側に開放され、処理容器２内に対し
て気密状態となっている。

【００３１】例えば、Ａｌ₂ Ｏ₃ 或いはＡｌＮよりなる
上記載置台４の上部にはタングステンなどの抵抗発熱体
７６が埋め込まれており、この上面側に載置される被処
理体としての半導体ウエハＷを所望の温度に加熱し得る
ようになっている。この載置台４の上部は、内部に銅な
どの導電板よりなるチャック用電極７８を埋め込んだ薄
いセラミックス製の静電チャック８０として構成されて
おり、この静電チャック８０が発生するクーロン力によ
り、この上面にウエハＷを吸着保持するようになってい
る。尚、この静電チャック８０の表面にＨｅガスなどの
バックサイドガスを流してウエハへの熱伝導性を向上さ
せたり、ウエハ裏面への成膜を防止するようにしてもよ
い。また、この静電チャック８０に代えてメカニカルク
ランプを用いるようにしてもよい。

【００３２】上記抵抗発熱体７６には、絶縁された給電
用のリード線８２が接続され、このリード線８２は、処
理容器２内に晒すことなく円筒状の脚部６８内及び給電
線挿通孔７０を通って外へ引き出され、開閉スイッチ８
４を介して給電部８６に接続される。また、静電チャッ
ク８０のチャック用電極７８には、絶縁された給電用の
リード線８６が接続され、このリード線８６も処理容器
２内に晒すことなく円筒状の脚部６８内及び給電線挿通
孔７０を通って外へ引き出され、開閉スイッチ８８を介
して高圧直流電源９０に接続される。尚、ウエハを加熱
する手段として上記抵抗発熱体７６に代え、ハロゲンラ
ンプ等の加熱ランプを用いて加熱するようにしてもよ
い。

【００３３】載置台４の周辺部の所定の位置には、複数
のリフタ孔９２が上下方向に貫通させて設けられてお
り、このリフタ孔９２内に上下方向に昇降可能にウエハ
リフタピン９４が収容されており、ウエハＷの搬入・搬
出時に図示しない昇降機構によりリフタピン９４を昇降
させることにより、ウエハＷを持ち上げたり、持ち下げ
たりするようになっている。このようなウエハリフタピ
ン９４は、一般的にはウエハ周縁部に対応させて３本設
けられる。

【００３４】また、処理容器２の天井部には、シャワー
ヘッド部３２が一体的に設けられた天井板９６がＯリン
グ等のシール部材９８を介して気密に取り付けられてお
り、上記シャワーヘッド部３２は載置台４の上面の略全
面を覆うように対向させて設けられ、載置台４との間に
処理空間Ｓを形成している。このシャワーヘッド部３２
は処理容器２内に成膜用の原料ガス等をシャワー状に導
入するものであり、シャワーヘッド部３２の下面の噴射
面１００にはガスを噴出するための多数のガス噴射孔１
０２Ａ、１０２Ｂが形成される。

【００３５】このシャワーヘッド部３２内は、Ｂａ、Ｓ
ｒ用のシャワー室３２ＡとＴｉ用シャワー室３２Ｂとに
２つに分離区画されており、Ｂａ、Ｓｒ用のシャワー室
３２Ａに連通されるガス導入ポート１０４には前記気化
器２４から延びるガス通路３８を接続して気化状態のＢ
ａの元素とＳｒの元素の混合ガスを導入するようになっ
ている。また、Ｔｉ用のシャワー室３２Ｂに連通される
ガス導入ポート１０６には前記気化器４８から延びるガ
ス通路４６を接続して気化状態のＴｉ元素の原料ガスを
導入するようになっている。尚、酸化ガスとしての酸素
やＡｒガスは、これらシャワー室３２Ａ、３２Ｂのいず
れか一方、或いは双方に入れてもよい。そして、上記ガ
ス噴射孔１０２Ａ、１０２Ｂは、Ｂａ、Ｓｒ用のシャワ
ー室３２Ａに連通されるガス噴射孔１０２ＡとＴｉ用の
シャワー室３２Ｂに連通されるガス噴射孔１０２Ｂの２
つの群に分けられており、両ガス噴射孔１０２Ａ、１０
２Ｂから噴出された両原料ガスを処理空間Ｓにて混合し
て、いわゆるポストミックス状態で供給するようになっ
ている。

【００３６】ここで重要な点は、活性化エネルギーが低
くて反応性が強い金属元素、ここでは例えばＢａ、Ｓｒ
を含む処理ガス用のガス噴射孔１０２Ａは、その直径が
噴射面１００の略全面に亘って均一な値、例えば１〜２
ｍｍ程度に設定されており、しかも均一に分散されて、
各ガス噴射孔１０２Ａから略均等量のガスを噴射し得る
ようになっている。これに対して、活性化エネルギーが
高くて反応性が弱い金属元素、ここでは例えばＴｉを含
む処理ガス用のガス噴射孔１０２Ｂは、その直径が噴射
面１００の中心部から周辺部に行くに従って、次第に小
さくなるように設定されており、中心部側では多量のＴ
ｉ含有処理ガスを供給し、周辺部に行く程その供給量
（ガス噴射量）が次第に少なくなるように設定してい
る。

【００３７】図３においては同じシャワー室に連通され
るガス噴射孔同士は、便宜上、連続するガスラインによ
って結ぶように記載されている。また、図４において
は、Ｂａ、Ｓｒ用のガス噴射孔１０２Ａは斜線の円で示
され、Ｔｉ用のガス噴射孔１０２Ｂは白抜き円で示され
ている。Ｔｉ用のガス噴射孔１０２Ａの直径の変化は、
成膜時のガス種やプロセス条件等に依存しており、プロ
セス時のウエハ表面上における処理ガスの各金属元素の
組成比が、面内に亘って均一性を維持し得るように設定
される。例えばウエハサイズが８インチで成膜温度が５
００℃程度の時には、Ｂａ、Ｓｒ用のガス噴射孔１０２
Ａの直径Ｌ１は１〜２ｍｍ程度で一定となり、Ｔｉ用の
ガス噴射孔１０２Ｂのヘッド中心部における直径Ｌ２は
１．５〜３．０ｍｍ程度、ヘッド周辺部における直径Ｌ
３は１〜２ｍｍ程度であり、径方向に沿って順次変化し
て行く。また、プロセス条件、例えばガス流量、圧力に
よってはＬ１、Ｌ３はそれぞれ１〜２ｍｍの範囲、Ｌ２
は１．５〜２．５ｍｍの範囲で変化させる。また、Ｌ２
とＬ３の差は１．０ｍｍ以下とする。

【００３８】また、図示例では各ガス噴射孔１０２Ａ、
１０２Ｂは、同心円状に配列されているが、これに限定
されず、格子状或いはそれ以外の配列状態で配置しても
よいのは勿論である。また、処理容器２の側壁には、開
閉可能になされたゲートバルブ１０６を介して、真空引
き可能になされたロードロック室１０８が連結されてお
り、このロードロック室１０８を介してウエハＷを搬出
入できるようになっている。

【００３９】次に、以上のように構成された成膜処理装
置の本体３０において行なわれる成膜方法について説明
する。まず、ウエハＷは、ロードロック室１０８から開
放されたゲートバルブ１０６を介して処理容器２内へ搬
入されて載置台４上に載置され、これを静電チャック８
０より発生するクーロン力により吸着固定する。そし
て、ウエハＷを所定のプロセス温度に加熱維持すると共
に、処理容器２内を真空引きしつつ処理ガスを供給し
て、所定のプロセス圧力を維持する。前述のように、そ
れぞれ流量制御されたＢａとＳｒを含む処理ガスは、混
合状態でガス導入ポート１０４からシャワーヘッド部３
２の一方のシャワー室３２Ａへ導入され、これを拡散し
た後に、同一径になされたガス噴射孔１０２Ａから処理
空間Ｓに向けて噴射される。この時、酸化ガス（酸素）
やＡｒガスも同時にシャワー室３２Ａに供給されて上記
処理ガスと混合状態で処理空間Ｓにシャワー状に噴射さ
せる。ここでガス噴射孔１０２Ａはその内径が全て同一
径になされて、しかも噴射面１００に略均等に配列され
ているので、単位面積当たりの噴射面１００からは略同
じガス噴射量でＢａとＳｒの混合処理ガスが噴射される
ことになる。

【００４０】これに対して、流量制御されたＴｉを含む
処理ガスは、ガス導入ポート４６から他方のシャワー室
３２Ｂ内へ導入され、これを拡散した後に、他方の各ガ
ス噴射孔１０２Ｂから処理空間Ｓに向けてＴｉ含有処理
ガスをシャワー状に噴射し、処理空間Ｓで、Ｂａ、Ｓｒ
含有処理ガスとＴｉ含有処理ガスとを混合させて成膜反
応を起こさせる。ここで、ガス噴射孔１０２Ｂは、その
内径は、ヘッド中心部は大きく設定され、周辺部に行く
程小さくなされているので、ヘッド中心部のガス噴射孔
１０２Ｂからのガス噴射量は、ヘッド周辺部のガス噴射
孔１０２Ｂのガス噴射量よりも多くなる。

【００４１】このように反応性の弱いＴｉ含有処理ガス
は、ヘッド中心部で過剰に供給されるが、反応性が弱い
ために反応によりそれ程消費されず、横方向に流れてウ
エハ周辺部に徐々に拡散により、或いは流れによって広
がって行くことになる。そして、ヘッド周辺部ではＴｉ
含有処理ガスのガス噴射量は少なくなって不足気味に抑
制されているが、上述のようにしてヘッド中心部から流
れてくるＴｉリッチの処理ガスが補充される状態とな
り、従って、ウエハ周辺部におけるウエハ表面上の各金
属元素の組成はウエハ中心部におけるウエハ表面上の各
金属元素の組成と略同じとなる。これによって、ウエハ
中心部における成膜とウエハ周辺部における成膜に含ま
れる金属元素の組成を略同一にすることができる。更に
は、各金属元素を含むガス量と、ウエハ表面中心部とウ
エハ表面周辺部とではそれ程変わらないので、成膜の膜
厚均一性も高く維持することができる。ここで、本発明
方法と従来方法の場合の膜組成についての評価を行なっ
たので、それについて説明する。図７はウエハ上の位置
に対するＴｉと（Ｂａ＋Ｓｒ）の比の変化を示すグラフ
である。ウエハサイズは８インチであり、成膜条件は図
７に示した通りである。このグラフから明らかなよう
に、従来方法の場合には、ウエハの中心部から周辺部に
行く程、組成の比率が次第に高くなっており、全体的に
膜組成の均一性が劣っている。これに対して、本発明方
法の場合には、ウエハの全面において組成の比率が略一
定しており、膜組成の均一性を大幅に向上できたことが
判明した。

【００４２】このように、相対的に反応性が強い金属元
素を含む処理ガスをウエハ面内に均一に供給し、相対的
に反応性が弱い金属元素を含む処理ガスをウエハ中心部
に多く、ウエハ周辺部に少なくなるように供給すること
によって、ウエハ周辺部においては反応性の弱い処理ガ
スが中心部から流れてくる同種のガスにより補充される
ようになり、全体として、複合材料薄膜の膜厚の面内均
一性を高く維持できることは勿論のこと、膜組成の面内
均一性も大幅に向上させることができる。以上説明した
ような処理ガス中の金属元素の組成を、具体的数値例を
参照して説明する。図５はシャワーヘッド部から噴射さ
れた処理ガス中の金属元素の組成を示す図である。

【００４３】Ｔｉ含有ガスに関しては、ヘッド部中央の
口径の大きなガス噴射孔１０２Ｂから噴射されるガス量
は外周の口径の小さなガス噴射孔１０２Ｂより多くな
る。例えば、中央部のＢａ＋Ｓｒ用のガス噴射孔１０２
ＡとＴｉ用のガス噴射孔１０２Ｂから流れてくるガス量
の組成は１０：１０：５０（１：１：５）として、横方
向への物質移動によるガス流量の損失は５０％とする
と、基板中央表面に到達するガスの組成は、Ｂａ：Ｓ
ｒ：Ｔｉ＝５：５：２５（１：１：５）となる。その
内、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝２：２：４（１：１：２）の量
と割合で成膜に寄与して消費されるとすれば、残り未反
応のガスは３：３：２１（１：１：７）となり、この未
反応ガスは基板表面に沿って外周部方向に向かって流れ
る。

【００４４】一方、シャワーヘッド部３２の外周部にあ
るＴｉ用のガス噴射孔１０２Ｂの内径が中心部よりも小
さくなっているので、ここでの処理ガスの量と組成はＢ
ａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝１０：１０：２０（１：１：２）とな
る。尚、ここではＴｉ用のガス噴射孔１０２Ｂの開口面
積を、ヘッド中心部に対して周辺部では２／５に絞り込
んだものと仮定している。また、横方向のガス流量損失
は中央部より大きいので、この損失を仮に８０％とする
と、それに対応する基板外周部の表面にＢａ：Ｓｒ：Ｔ
ｉ＝２：２：４（１：１：２）のガスが到達する。この
到達ガスと中央部から流れてくるガスとが合流すると、
Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝５：５：２５（１：１：５）とな
り、ガス濃度及びガス組成が基板中央の表面でのガス状
態と同様になる。従って、この周辺部におけるガスの消
費はＢａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝２：２：４（１：１：２）とな
って中央部と同じになり、成膜速度及び膜組成も中央部
と同じになる。このようなことが、基板の中央部から外
周部に向かって繰り返して行なわれることになり、大面
積の基板であっても膜厚及び膜組成を均一にさせて成膜
を行なうことが可能となる。

【００４５】ここで使用されるウエハサイズは特に限定
されず、６インチ、８インチ、１２インチサイズのどの
ウエハに対しても本発明を適用し得る。また、図示例で
は、ガス噴射孔１０２Ａ、１０２Ｂの数は、それ程多く
記載されていないが、実際には、処理するウエハ基板の
大きさにもよるが、数１００個程度設けられる。従っ
て、ガス噴射孔１０２Ｂの直径の変化の態様は、ヘッド
部半径方向に沿って連続的に変化させるのではなく、一
定の個数毎のガス噴射孔１０２Ｂの直径は同じに設定し
て、ステップ状に直径を徐々に変化させるようにしても
よい。

【００４６】また、ここではシャワーヘッド部３２の中
心部と周辺部との間でガス噴射量を変えるために、ガス
噴射孔１０２Ｂの直径を変えるようにしたが、これに限
定されず、図６に示すように、Ｔｉ用のガス噴射孔１０
２Ｂの直径はヘッド部全面において同一とし、ヘッド中
心部におけるガス噴射孔１０２Ｂの設置密度を高くし、
周辺部に向かうに従って、次第に設置密度を順次低くす
るようにしてもよい。これによっても、Ｔｉ用のガスの
噴射量をヘッド中心部から周辺部に行くに従って次第に
減少させるようにでき、先の実施例の場合と同様な作用
効果を発揮することができる。

【００４７】また、ここでは酸化ガスとしての酸素とＡ
ｒガスをＢａ＋Ｓｒ用ガスに混入したが、これに限定さ
れず、Ｂａ＋Ｓｒ用ガスに混入せずにＴｉ用ガスに混入
してもよいし、また、Ｂａ＋Ｓｒ用ガスとＴｉ用ガスの
双方に混入してもよい。更には両ガスに混入せずに、別
個Ｏ₂ ＋Ａｒガス専用のシャワー室とこれに対応するガ
ス噴射孔を設け、このガス噴射孔からＯ₂ ＋Ａｒガスを
処理空間に導入するようにしてもよい。特に、多量のＯ
₂ ＋Ａｒガスを混入しない場合には、供給ガス量が微量
となってその流量制御を比較的容易に行なうことができ
る。

【００４８】また、ここでは金属元素ＢａとＳｒの活性
化エネルギーが類似していることから、両金属元素を含
むガスを予め混合した状態で処理室間に供給するように
したが、Ｂａ用のガスとＳｒ用のガスのために別個専用
のシャワー室とガス噴射孔を設け、各金属元素含有ガス
を別個独立に処理空間へシャワー状に供給するようにし
てもよい。そして、ここでは複合材料薄膜としてＢＳＴ
薄膜を形成する場合を例にとって説明したが、これに限
定されず、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｏを含むＰＺＴ薄膜、ま
たは、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｏを含むＳＢＴ薄膜或いはこ
れにＮｂを含む薄膜等を形成する時にも適用することが
できる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の成膜処理
方法及び成膜処理装置によれば、次のように優れた作用
効果を発揮することができる。複数の金属元素を含む複
合材料薄膜を成膜するに際して、活性化エネルギーが低
くて反応性が強い金属元素が含まれた処理ガスはシャワ
ーヘッド部からのガス噴射量を面内均一とし、活性化エ
ネルギーが高くて反応性が低い金属元素が含まれた処理
ガスはヘッド中心部のガス噴射量を多くし、周辺部に行
くに従って順次少なくするようにしたので、ヘッド周辺
部の被処理体表面上において反応性の弱い金属元素の処
理ガスが補充され、この結果、被処理体表面上における
中央部と周辺部のガス濃度とガス組成を略同じにするこ
とができる。

【００５０】従って、被処理体の表面に形成される複合
材料薄膜の膜厚の面内均一性を維持することができるの
みならず、膜組成の面内均一性も大幅に向上させること
ができる。また、活性化エネルギーが同一または類似の
金属元素を含む処理ガス同士は、予め混合した状態で供
給するようにすれば、その分、液体ポンプや気化器の数
を減少できるのみならず、シャワーヘッド部のシャワー
室の数もその分減少し、装置を簡略化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱処理装置の全体を示す概略構成
図である。

【図２】図１に示す熱処理装置の本体を示す構成図であ
る。

【図３】熱処理装置の本体に設けたシャワーヘッド部の
要部を示す断面図である。

【図４】図３に示すシャワーヘッド部の下面図である。

【図５】シャワーヘッド部から噴射された処理ガス中の
金属元素の組成を示す図である。

【図６】本発明装置の変形例のシャワーヘッド部のガス
噴射孔を示す概略断面図である。

【図７】ウエハ上の位置に対するＴｉと（Ｂａ＋Ｓｒ）
の比の変化を示すグラフである。

【図８】複合材料薄膜を形成するための従来の成膜処理
装置を示す概略構成図である。

【図９】処理容器内のガス全体の流れを流線で示す図で
ある。

【図１０】単元素材料ガスを用いた時の処理ガスの流れ
を示す図である。

【図１１】多元系複合材料ガスにより複合薄膜材料を形
成する時の処理ガスの流れを示す図である。

【符号の説明】

２処理容器４載置台１６，１８，２０タンク２２，４４液体ポンプ２４，４８気化器３２シャワーヘッド部３２Ａ，３２Ｂシャワー室１００噴射面１０２Ａ，１０２Ｂガス噴射孔Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性化エネルギーが異なる金属元素を含
む複数の処理ガスを、シャワーヘッド部のガス噴射孔か
ら処理容器内へ噴出して供給し、載置台上に載置された
被処理体の表面に所定の成膜を施すようにした成膜処理
方法において、前記処理ガスの内、活性化エネルギーが
高くて反応性が弱い金属元素を含む処理ガスの噴出量
を、前記シャワーヘッド部の中心部から周辺部に向けて
次第に減少させると共に前記活性化エネルギーが低くて
反応性が強い金属元素を含む処理ガスの噴出量を、前記
シャワーヘッド部の面内において均一にし、前記被処理
体の表面上における前記各処理ガスの金属元素の組成が
略同一となるようにしたことを特徴とする成膜処理方
法。
【請求項２】前記各処理ガスのうち、活性化エネルギ
ーが異なる金属元素を含む処理ガス同士は、前記シャワ
ーヘッド部から独立して個別に前記処理容器内へ噴射し
て供給されることを特徴とする請求項１記載の成膜処理
方法。
【請求項３】前記活性化エネルギーが同一または類似
の金属元素を含む処理ガス同士は、予め混合された状態
で前記処理容器内へ供給されることを特徴とする請求項
１または２記載の成膜処理方法。
【請求項４】前記処理ガスは、少なくともＢａ（ｔｈ
ｄ）₂ とＳｒ（ｔｈｄ）₂ とＴｉ（Ｏ−ｉＰｒ）（ｔｈ
ｄ）₂ 或いはＴｉＯ（ｔｈｄ）₂ とよりなることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の成膜処理方
法。
【請求項５】活性化エネルギーが異なる金属元素を含
む複数の処理ガスを、シャワーヘッド部のガス噴射孔か
ら処理容器内へ噴出して供給し、載置台上に載置された
被処理体の表面に所定の成膜を施すようにした成膜処理
装置において、前記処理ガスの内、活性化エネルギーが
高くて反応性が弱い金属元素を含む処理ガスのガス噴射
孔は、ガス噴射量が前記シャワーヘッド部の中心部から
周辺部に向けて次第に減少するように設定されると共
に、活性化エネルギーが低くて反応性が強い金属元素を
含む処理ガスのガス噴射孔は、ガス噴射量が前記シャワ
ーヘッド部の面内において均一になるように設定される
ことを特徴とする成膜処理装置。
【請求項６】前記シャワーヘッド部は、処理ガスに含
まれる金属元素の活性化エネルギーに対応させて内部に
複数に分離区画されたシャワー室を有しており、各シャ
ワー室毎に前記ガス噴射孔が連通されていることを特徴
とする請求項５記載の成膜処理装置。
【請求項７】前記活性化エネルギーが高い金属元素を
含む処理ガスのガス噴射孔の直径は、前記シャワーヘッ
ド部の中心部から周辺部に向けて次第に小さくなるよう
に設定されると共に、活性化エネルギーが低い金属元素
を含む処理ガスのガス噴射孔は、前記シャワーヘッド部
の面内に均一に分散されていてその直径が同じに設定さ
れていることを特徴とする請求項５または６記載の成膜
処理装置。
【請求項８】前記全てのガス噴射孔の直径は同一にな
されており、活性化エネルギーの高い金属元素を含む処
理ガスのガス噴射孔の密度は、前記シャワーヘッド部の
中心部から周辺部に向けて次第に小さくなされると共
に、活性化エネルギーの低い金属元素を含む処理ガスの
ガス噴射孔の密度は、前記シャワーヘッド部の面内全体
に均一に設定されていることを特徴とする請求項５また
は６に記載の成膜処理装置。