JPS642668B2 - - Google Patents
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- JPS642668B2 JPS642668B2 JP13661084A JP13661084A JPS642668B2 JP S642668 B2 JPS642668 B2 JP S642668B2 JP 13661084 A JP13661084 A JP 13661084A JP 13661084 A JP13661084 A JP 13661084A JP S642668 B2 JPS642668 B2 JP S642668B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/4557—Heated nozzles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
半導体素子や装置の電極配線材料として用いら
れるモリブデン（Mo）、タングステン（Ｗ）等
の膜を化学気相生成法（以下CVDと略記）によ
つて生成する場合に、MoCl5、WCl6など常温で
は固体である原料を使用するものがある。本発明
はこのような固体原料を用いてMo、Ｗ等の膜を
生成するためのCVD膜生成装置の改良に関する
ものである。
れるモリブデン（Mo）、タングステン（Ｗ）等
の膜を化学気相生成法（以下CVDと略記）によ
つて生成する場合に、MoCl5、WCl6など常温で
は固体である原料を使用するものがある。本発明
はこのような固体原料を用いてMo、Ｗ等の膜を
生成するためのCVD膜生成装置の改良に関する
ものである。
（従来の技術）
固体原料によるCVD膜生成には、常圧CVD法
と減圧CVD法がある。こゝでは減圧CVD法を用
いたMoCl5の水素還元によるMo膜生成を例にと
つて説明する。
と減圧CVD法がある。こゝでは減圧CVD法を用
いたMoCl5の水素還元によるMo膜生成を例にと
つて説明する。
第３図は従来の減圧CVD装置の一例の構成図
である。図中の１はウエハで、ボート２上に複数
枚並列垂直に立てゝ並べられ、石英反応管３の中
に挿入配設される。この石英反応管３内は真空ポ
ンプ４によつて減圧状態に保たれる。ウエハ１は
加熱炉５によつて600〜700℃程度に加熱される。
原料のMoCl5６は原料タンク７に入れてあるが、
タンク７とそれに接続されている配管は、恒温槽
８の中に収納されている。恒温槽８内は、150〜
200℃程度の一定温度に保たれ、タンク７の内部
はMoCl5の昇華による蒸気で充満する。このよう
な状態でヘリウム（He）ボンベ９からマスフロ
ーコントローラ１０ａを通じてタンク７の内部に
Heガスを導入すれば、MoCl5蒸気はHeガスと共
に運ばれ、ガス導入フランジ１１、ノズル１２を
通つて石英反応管３内に導かれる。なお恒温槽８
からガス導入フランジ１１までの配管にはMoCl5
の析出を防ぐため、テープヒータ１３を巻いて加
熱してある。他方１４は水素（H2）ボンベで、
これから供給されるH2ガスはマスフローコント
ローラ１０ｂを通つて流量を調整された後、ガス
導入フランジ１１の図示上方の導入口から反応管
３内に導かれる。このようにして、MoCl5は水素
還元され、ウエハ１の面にMo膜が生成される。
かくして生成されたMo膜はスパツタ法や真空蒸
着法によるものと比較して膜の特性が優れてお
り、半導体素子の電極配線材料として適してい
る。
である。図中の１はウエハで、ボート２上に複数
枚並列垂直に立てゝ並べられ、石英反応管３の中
に挿入配設される。この石英反応管３内は真空ポ
ンプ４によつて減圧状態に保たれる。ウエハ１は
加熱炉５によつて600〜700℃程度に加熱される。
原料のMoCl5６は原料タンク７に入れてあるが、
タンク７とそれに接続されている配管は、恒温槽
８の中に収納されている。恒温槽８内は、150〜
200℃程度の一定温度に保たれ、タンク７の内部
はMoCl5の昇華による蒸気で充満する。このよう
な状態でヘリウム（He）ボンベ９からマスフロ
ーコントローラ１０ａを通じてタンク７の内部に
Heガスを導入すれば、MoCl5蒸気はHeガスと共
に運ばれ、ガス導入フランジ１１、ノズル１２を
通つて石英反応管３内に導かれる。なお恒温槽８
からガス導入フランジ１１までの配管にはMoCl5
の析出を防ぐため、テープヒータ１３を巻いて加
熱してある。他方１４は水素（H2）ボンベで、
これから供給されるH2ガスはマスフローコント
ローラ１０ｂを通つて流量を調整された後、ガス
導入フランジ１１の図示上方の導入口から反応管
３内に導かれる。このようにして、MoCl5は水素
還元され、ウエハ１の面にMo膜が生成される。
かくして生成されたMo膜はスパツタ法や真空蒸
着法によるものと比較して膜の特性が優れてお
り、半導体素子の電極配線材料として適してい
る。
しかしながらこの方法では、ガス導入フランジ
１１のMoCl5導入部の構造に問題があることを次
に説明する。第４図は第３図中のガス導入フラン
ジ１１附近の構造の詳細を示す正面およびそのＡ
―Ａ側面断面図である。HeガスとMoCl5蒸気の
混合ガスは、ガス導入フランジ１１のMoCl5導入
部１５を通つて石英反応管３内に導入されるが、
この導入部での熱伝導による冷却効果が大きく、
その内壁にMoCl5が固体として析出してしまう現
象が発生する。MoCl5の析出が起こると、反応管
３内に供給されるMoCl5の量が減少し、析出が激
しい場合にはMoCl5導入部１５が閉塞されること
も起きる。このような状態ではMo膜の生成が行
われないか、または生成速度が著しく遅くなると
いう欠点があつた。この問題を解決する手段とし
て、第５図に示す構造のガス導入部が提案されて
いる。
１１のMoCl5導入部の構造に問題があることを次
に説明する。第４図は第３図中のガス導入フラン
ジ１１附近の構造の詳細を示す正面およびそのＡ
―Ａ側面断面図である。HeガスとMoCl5蒸気の
混合ガスは、ガス導入フランジ１１のMoCl5導入
部１５を通つて石英反応管３内に導入されるが、
この導入部での熱伝導による冷却効果が大きく、
その内壁にMoCl5が固体として析出してしまう現
象が発生する。MoCl5の析出が起こると、反応管
３内に供給されるMoCl5の量が減少し、析出が激
しい場合にはMoCl5導入部１５が閉塞されること
も起きる。このような状態ではMo膜の生成が行
われないか、または生成速度が著しく遅くなると
いう欠点があつた。この問題を解決する手段とし
て、第５図に示す構造のガス導入部が提案されて
いる。
第５図においてはMoCl5導入部１５は、ドア１
６の中央部に取付けてあつてテープヒータ１３を
導入部１５を中心にしてドア１６の表面にも巻く
ことにより、MoCl5導入部１５における温度の低
下を防ぎ、MoCl5の析出をごく僅かにするという
目的は果せたが、ウエハ１およびポート２の反応
管３への出し入れ時にドア１６を開閉する必要が
あるので、恒温槽８からMoCl5導入部１５までの
間にフレキシブルチユーブ１７を設け、かつこの
チユーブ１７をもテープヒータ１３にて加熱し、
ドア１６を可動状態にしてある。このようにすれ
ばMoCl5の析出問題は解決できるが、ドア１６を
開閉する場合の作業性はかえつて劣化し、量産装
置としては不適当な構造と言うことができる。
６の中央部に取付けてあつてテープヒータ１３を
導入部１５を中心にしてドア１６の表面にも巻く
ことにより、MoCl5導入部１５における温度の低
下を防ぎ、MoCl5の析出をごく僅かにするという
目的は果せたが、ウエハ１およびポート２の反応
管３への出し入れ時にドア１６を開閉する必要が
あるので、恒温槽８からMoCl5導入部１５までの
間にフレキシブルチユーブ１７を設け、かつこの
チユーブ１７をもテープヒータ１３にて加熱し、
ドア１６を可動状態にしてある。このようにすれ
ばMoCl5の析出問題は解決できるが、ドア１６を
開閉する場合の作業性はかえつて劣化し、量産装
置としては不適当な構造と言うことができる。
（発明の具体的な目的）
本発明は固体原料によるCVD装置の欠点であ
つたガス導入部における固体原料の析出および作
業性が悪いことなどの問題を解決し、固体原料の
析出が全く起こらず、しかも作業性の良い量産に
適するCVD膜生成装置をガス導入部の構造改良
によつて得ようとするものである。
つたガス導入部における固体原料の析出および作
業性が悪いことなどの問題を解決し、固体原料の
析出が全く起こらず、しかも作業性の良い量産に
適するCVD膜生成装置をガス導入部の構造改良
によつて得ようとするものである。
（発明の構成と作用）
第１図および第２図は、本発明を減圧CVD装
置に実施した場合のガス導入部の構造の２つの例
をそれぞれ示している。
置に実施した場合のガス導入部の構造の２つの例
をそれぞれ示している。
第１図においては反応室３の開閉ドア１６と、
反応室３とを連結密閉するガス導入フランジ１１
の固体原料導入部は３重管構造とし、図示のよう
に内側から内管１８、中管１９、外管２０によつ
て構成されている。中管１９には流体供給管２１
が接続されるが、接続部近くの管２１の部分には
流体加熱用ヒータ２２を巻き付けてある。また外
管２０には流体排出管２３が接続されている。１
３はテープヒータである。
反応室３とを連結密閉するガス導入フランジ１１
の固体原料導入部は３重管構造とし、図示のよう
に内側から内管１８、中管１９、外管２０によつ
て構成されている。中管１９には流体供給管２１
が接続されるが、接続部近くの管２１の部分には
流体加熱用ヒータ２２を巻き付けてある。また外
管２０には流体排出管２３が接続されている。１
３はテープヒータである。
第２図においては、第１図の３重管構造を２重
管構造としたもので、中管１９は除かれている。
管構造としたもので、中管１９は除かれている。
次にその作用を説明する。まず流体供給管２１
に流体を導入する。流体としては空気、N2，
Ar，He等の気体、または油などの液体が使用で
きるが、こゝでは窒素（N2）ガスを用いた場合
の例について述べる。管２１を流れるN2ガスは
加熱ヒータ２２によつて加熱され、第１図の場合
には内管２８と中管１９の間に高温N2として供
給される。内管１８はこのN2ガスによつて均一
に加熱される。次にN2ガスは中管１９と外管２
０の間を通つて流体排出管２３から排出される。
このような構造では第４図と異り、固体原料蒸気
を含むガスが流れる内管１８は、ガス導入フラン
ジ１１と直接接触する部分がなく、熱伝導は非常
に小さくなる。また内管１８は常に実温N2ガス
によつて熱を供給されているので、局部冷却個所
を生じることもない。内管１８の温度はN2ガス
の流量を変えるか、または流体加熱ヒータ２２へ
の供給電力を変えることによつて制御することが
できる。
に流体を導入する。流体としては空気、N2，
Ar，He等の気体、または油などの液体が使用で
きるが、こゝでは窒素（N2）ガスを用いた場合
の例について述べる。管２１を流れるN2ガスは
加熱ヒータ２２によつて加熱され、第１図の場合
には内管２８と中管１９の間に高温N2として供
給される。内管１８はこのN2ガスによつて均一
に加熱される。次にN2ガスは中管１９と外管２
０の間を通つて流体排出管２３から排出される。
このような構造では第４図と異り、固体原料蒸気
を含むガスが流れる内管１８は、ガス導入フラン
ジ１１と直接接触する部分がなく、熱伝導は非常
に小さくなる。また内管１８は常に実温N2ガス
によつて熱を供給されているので、局部冷却個所
を生じることもない。内管１８の温度はN2ガス
の流量を変えるか、または流体加熱ヒータ２２へ
の供給電力を変えることによつて制御することが
できる。
第１図および第２図のような構造とすれば、ウ
エハボードの反応管内への出し入れ時に開閉する
ドア１６には全く加工を要しないので、第５図の
ような従来の構造の欠点であつた作業性の悪化が
なく、しかも固体原料導入部での析出を完全に防
ぐことができる。
エハボードの反応管内への出し入れ時に開閉する
ドア１６には全く加工を要しないので、第５図の
ような従来の構造の欠点であつた作業性の悪化が
なく、しかも固体原料導入部での析出を完全に防
ぐことができる。
第２図は第１図の３重管構造を簡単化して、２
重管構造としたもので従来の構造に比較して十分
な析出防止効果と作業性の良さが得られる。たゞ
しこの場合には流体（N2）は第１図のように内
管１８の全長に均一には流れず、均一な加熱は難
しいことがある。
重管構造としたもので従来の構造に比較して十分
な析出防止効果と作業性の良さが得られる。たゞ
しこの場合には流体（N2）は第１図のように内
管１８の全長に均一には流れず、均一な加熱は難
しいことがある。
（発明の効果）
本発明を固体を原料とする減圧CVD装置、常
圧CVD装置、プラズマCVD装置などに実施すれ
ば、固体原料の反応室への導入部における析出が
防止され、均一なCVD膜を再現性良く量産的に
生成することができる。
圧CVD装置、プラズマCVD装置などに実施すれ
ば、固体原料の反応室への導入部における析出が
防止され、均一なCVD膜を再現性良く量産的に
生成することができる。
第１図および第２図はそれぞれ本発明を実施し
た固体原料によるCVD装置の固体原料蒸気導入
部の構造例図、第３図は従来の固体原料による減
圧CVD装置の構成例図、第４図は第３図中のガ
ス導入フランジ付近の断面例図、第５図は別な例
の断面図である。 １……ウエハ、２……ボート、３……石英反応
管、４……真空ポンプ、５……加熱ヒータ、６…
…MoCl5、７……タンク、８……恒温槽、９……
Heボンベ、１０ａ，１０ｂ……マスフローコン
トローラ、１１……ガス導入フランジ、１２……
ノズル、１３……テープヒータ、１４……H2ボ
ンベ、１５……MoCl5導入部、１６……反応室の
ドア、１７……フレキシブルチユーブ、１８……
固体原料導入用内管、１９……流体流入用中管、
２０……同上用外管、２１……流体供給管、２２
……加熱ヒータ、２３……流体排出管。
た固体原料によるCVD装置の固体原料蒸気導入
部の構造例図、第３図は従来の固体原料による減
圧CVD装置の構成例図、第４図は第３図中のガ
ス導入フランジ付近の断面例図、第５図は別な例
の断面図である。 １……ウエハ、２……ボート、３……石英反応
管、４……真空ポンプ、５……加熱ヒータ、６…
…MoCl5、７……タンク、８……恒温槽、９……
Heボンベ、１０ａ，１０ｂ……マスフローコン
トローラ、１１……ガス導入フランジ、１２……
ノズル、１３……テープヒータ、１４……H2ボ
ンベ、１５……MoCl5導入部、１６……反応室の
ドア、１７……フレキシブルチユーブ、１８……
固体原料導入用内管、１９……流体流入用中管、
２０……同上用外管、２１……流体供給管、２２
……加熱ヒータ、２３……流体排出管。
Claims (1)
- １ 反応室の開閉用扉と該反応室とを連結密封す
る導入フランジに設ける反応ガス導入管を内、外
２管または内、中、外３管よりなる多重構造と
し、前記内管には固体原料を加熱して得られた蒸
気とキヤリアガスよりなる反応ガスを流して前記
反応室内に流出させ、前記内管を取囲む前記外管
または前記中管および該中管を取囲む前記外管に
は、高温の気体または液体を流通させて前記反応
ガス導入管が貫通する前記導入フランジの貫通部
分を高温に保つて前記内管の反応室導入部分の温
度を前記固体原料の析出温度以上に維持するよう
にしたことを特徴とする固体原料によるCVD膜
生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13661084A JPS6115971A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 固体原料によるｃｖｄ膜生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13661084A JPS6115971A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 固体原料によるｃｖｄ膜生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6115971A JPS6115971A (ja) | 1986-01-24 |
| JPS642668B2 true JPS642668B2 (ja) | 1989-01-18 |
Family
ID=15179321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13661084A Granted JPS6115971A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 固体原料によるｃｖｄ膜生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6115971A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8741062B2 (en) | 2008-04-22 | 2014-06-03 | Picosun Oy | Apparatus and methods for deposition reactors |
| JP6356004B2 (ja) * | 2014-08-05 | 2018-07-11 | 住友化学株式会社 | 反応容器の密閉構造、および基板処理装置 |
-
1984
- 1984-07-03 JP JP13661084A patent/JPS6115971A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6115971A (ja) | 1986-01-24 |
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