TW200401841A - Vaporizer, various apparatus including the same and method of vaporization - Google Patents

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Masayuki Toda
Masaru Umeda
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Watanabe M & Co Ltd
Masayuki Toda
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Description

200401841
【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於適合用於例wM〇CVI)等成膜 化器、氣化方法以及成膜裝置等各種裝置。 、 氣 【先前技術】 在DRAM之開發成為問題的是伴隨微細化之記憶電容。 由軟體錯誤等觀點,因要求電容和前世代同程度,需要某 ,對策。在其對策上至^為止之單元構造係平面構造,但 疋自4 Μ採用稱為堆疊構造、溝槽構造之立體構造,以增加 電容器面積。又,電介質膜也採用自基板Si之熱氧化膜在 夕石夕上將熱氣化膜和CVD氮化膜積層之膜(一般將該積層之❶ 膜稱為0N膜)。在16MDRAM,還為了令有助於電容之面^增 加’在堆豐型採用利用側面之立體型,也利用板之背面之 鰭型等。 可是’在這種立體構造,製程之複雜化所引起之製程 數之增加及段差之增大所引起之良率降低成為問題, 2 5 6Mbit以後之實現困難。因而,在為了不變更現在之 DRAM之構造的令密集度更增加之一種方法上,想出將電容 之電介體切換為高介質常數的方法。而,在介質常數高之 電介體薄膜上,Ta2 05、Y2 03、Hf 02等高介質常數單金屬常 争 電介質體氧化物之薄膜首先受到注目。各自之比介質常 數,Ta2 05係約28,Y2 03係約16,Hf02係約24,係Si02之4〜7 倍。 可是,在256MDRAM以後之應用,需要立體電容器構
1 ^41*·· 200401841 五、發明說明(2) 造。在具有比這些氧化物更高之比介質常數、被期待對 DRAM之應用之材料上,有力的有(B s )T 、p 、(PbaLl—a)(ZrbTil—b)〇33 種。 FyTl1 又,具有和超導體材料很相似之結晶構造之B丨系之層 狀構造具有高介質常數,具有強電介體特性之自偏極,由 於作為永久性記憶體優異,近年來大為受到注目。 一般SrBigTaO9強電介體薄膜以實用且具有未來性之 M0CVD(有機金屬氣相成長)法形成。 強電介體薄膜之原料例如係3種有機金屬化合物
Sr(DPM)2、Bi(C6H5)3 以及Ta(〇C2H5)5,各自溶解於THF(四氫 呋喃)、乙烷等溶劑後,用作原料溶液。Sr(Ta(〇Et或 Bi (OtAm)3也溶解於THF、乙烷等溶劑後,用作原料溶丄。 此外,DPM二(三曱基乙醯)曱烷之縮寫。 在表1表不各自之材料特性。 強電介體薄膜之原材料之特性。 沸點(。C),動(mmHg) 熔點rc) s「(dpm)2 231/0 1 210 Bi(C6H5)3 130/0 1 80 Ta(OC2H5)5 118/0 1 22 THF 67 一 109 S「(Ta(〇Et)6)2 176/0 1 "130 Bi(〇tAm)3 87/0.1 9〇·
在M0CVD法使用之裝置由以下之構件構成,反應部, 令SrBiJaO9薄膜進行氣相反應及表面反應而令成膜'及 給部,供給反應部SrB“Ta〇9薄膜及氧化劑。 、’ 供
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五、發明說明(3) :i:ϊ給部設置用以令薄膜原料汽化之汽化器。 、 在關於汽化器之技術上已知圖1 6所示之久士 法i圖16(a)所示的係稱為金屬過濾器式的係藉 = Γ之氣趙和SrBi2Ta〇9強電介體薄膜原:料溶液之 積a加而使用之金屬過濾器引入 之原料溶液進行汽化之方法。 ”、主既疋之溫度 阻窠可ί益技術’ 0金屬過滤器在數小時之汽化發生 土有…、法承受長期使用之問題。本 係因溶液受到加熱後因汽化溫度低而蒸發之緣故。L原因
圖1 6 ( b )係對原料溶液施加3 〇 kg f /cm2之壓力後 // m之細孔釋出原料溶液之利用膨脹令原料溶液汽化之 術。 可疋’在本技術,細孔因數小時之使用而阻塞,還是 具有無法承受長期使用之問題。 /又,原料溶液係多種有機金屬化合物之混合溶液,例 如,Sr(DPM)2/THF、Bi(C6H5)3/THF 以及Ta(〇C2H5)5/THF 之混
^溶液,在利用加熱將該混合溶液汽化之情況,蒸氣壓最 高之溶,(在此情況為THF)最快汽化,因有機金屬化合物 析,附著於加熱面上,發生無法安定的供給反應部原料之 問題。圖1所示之這些方法全部在液體或霧化狀態施加溶 劑會蒸發或變化之熱量。 此外’在M0CVD,為了得到均勻性優異之膜,要求得 到原料溶液均勻的分散之氣化氣體。可是,在該習知技術 未必滿足這種要求。
Γ200401841 五、發明說明(4) 為滿足這 即,如圖 ① 分散部 口,用以將加 供給該氣體通 料溶液之载送 及輻射熱防止 之輻射熱對原 ② 及汽化 液之載送氣體 各種襞置之反 熱裝置,將汽 具有避免 施加熱能。 本技術和 可安定的供給 又,利用 發生阻塞。 又,在所 除去該炭,需 分鐘、氧氣環 還在進行 本發明’之 會引起阻塞等 種要求 1 5所示 ,具有 壓之載 路原料 氣體; 喷出部 料氣體 部,用 加熱而 應部連 化管加 在分散 以往相 反應部 本技術 形成之 要成膜 境)。 成膜之 目的在 ,而且 ,本發明者另外提供如下之技'· ’係一種MOCVD用汽化器,具^ ° 氣體通路,在内部形成;氣體. 送氣體引入該氣體通路;— 入 溶液;氣體出口,送A、、与/ 裝置’ -種裝置,用以冷含原 ,冷卻成避免在分散部内來=,以 施加熱能; &化部 以將自該分散部送來之將 令汽化,具有汽化管,—3原料溶 接,另一端和該氣體出口 ^成犋等 熱; $接;和加 部内來自a化部之輻射熱 τ席枓氣體 :匕’係阻塞極少’可長期使用 原料之MOCVD用汽化器。 仍可能在氣體通路看到結晶之析出, 膜中t有大量之炭(30〜40at%)。為了 後在高溫進行退火(例如:8〇〇 、60 不 情況,成分比之變動大。 於提供一種汽化器,可長期使用 可安定的供給反應部原料。
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裝置以及氣化方去供一種氣化器、成膜裝置等各種 中之炭含I & ,法,在堆積(as-dep〇)狀態也可使得在膜 I::少,可正確的控制膜之成分比。到原料溶液5=i::供-種氣化器及氣化方法’可得 ^ β勺的分散之汽化氣體。化方:的ί 一種汽化器、分散器以及成膜裝置及汽比之原料連’具有可使調整成化學量 降低之效果。女疋,同化可令所成膜之膜中之炭殘留量 【發明内容】
本發明為了更提高M〇CVI)等 使汽化安定 對應之汽化器之性能而且 進行如下之操作。 ,了 =有機金屬化合物汽化,現在供給冷卻至室溫附 11器之各自之窄流路惰性氣體或包含既定量之氧氣 :?性氣體,$自令產生高速氣流,對該氣流按照既定之 流量供=各自之原料,使原料霧化。雖然高速氣流和原料 ’接=時,極短,因所供給之惰性氣體或包含既定量之氧 、氣=惰性氣體之流量相對於原料供給量多,想像用以令原 料浴解或分散之溶媒利用物質移動分散於氣相中。因而, 有機金屬化合物在流路以聚糊狀堆積,擔心成為原料霧化 之不安定或流路閉塞之一個原因。 一為了 /肖除該原因,利用在原料使用之溶劑預先使惰性 氣體或包含既定量之氧氣之惰性氣體之氣流變成飽和狀態
200401841 五、發明說明(6) 後L供給汽化器。在此情況,藉著在包含溶劑之保持既定 之f度之容器使惰性氣體或包含既定量之氧氣之惰性氣體 之氣流起泡,可達成目的。或者,在供給汽化器之各自之 原料線路之汽化器正前之位置供給氣流因溶劑之蒸氣而飽 需之充分量之在原料使用之溶劑即可。在此情況,也 藉著依據和汽化器之溫度對應之溶劑之飽和蒸氣壓資料得 知溶劑之分子量、密度、氣流之壓力、氣流在標準狀態之 流量等’利用以下所示之簡單之計算式求得溶劑之供給 量。 \c25〇Cll-(Liq. ) -(MH,c/PH,c){PH,c/(Pt -PHc) } {1/(RT25 ) } (V00 25 +V02>25) [mol/min] 在此,MH,C係溶劑(H,C)之分子量[g/mol],PH,C係溶劑 (H,C)之密度[g/cm3],Pt係汽化器流路内之混合氣體之總 壓[Torr],pHC係溶劑(h,C)在汽化器之溫度T[K]之飽和蒸 氣壓[Torr],氣體常數( = 0.0824 [latm/(Kmol)]),Τ25 係 25 °C 絕對溫度(=(273,1 5 25 )(K),VGG25 係在 25°C、lcm 之氬 氣之流量[1 / m i n ],VQ2,25係在2 5 °C、1 a t m之氧氣之流量 [1/"1丨11]。但,?,?心 + ?〇2 + ?11(:。?六1^係氬氣之分壓[1'〇]:1'],?()2 係氧氣之分壓[Torr],Phc係溶劑之分壓[Torr]。 本發明之汽化器,令載送氣體含有原料溶液後令汽 化’其特徵為設置一種裝置,令包含該原料溶液之前之該 載送氣體含有該原料溶液之溶媒。 本發明·之分散器,令載送氣體含有原料溶液,其特徵 為設置一種裝置,令包含該原料溶液之前之該載送氣體含
2015-5676-PF(Nl),Tcshiau.ptd 第10頁 200401841 五、發明說明(7) 有該原料溶液之溶媒。 本發明之汽化方法,令載送氣體含有原料溶液後令汽 化,其特徵為令包含該原料溶液之前之該載送氣體含有該 原料溶液之溶媒。 發 實 備 成 實 明 施 例 施 r-'i 實 式佳 方最1 施之例 在圖1表示實施例1之MOCVD用汽化器。在本例,具 分散部8,具有 氣體通路2,在構成分散部之分散部本體1之内部形
I 氣體引入口4,用以將加壓之載送氣體3引入氣體通路 一種裝置(氣體供給孔)6,供給通過氣體通路2之載送 氣體原料溶液5,將原料溶液5霧化; 氣體出口 7,送給汽化部2 2包含霧化之原料溶液5之載 送氣體(原料氣體); 以及一種裝置(冷卻水)1 8,用以將在氣體通路2内流 動之載送氣體冷卻; 及汽化部2 2,用以將自該分散部8送來之原料溶液已 分散之載送·氣體加熱而令汽化,具有 汽化管20,一端和M0CVD裝置之反應管連接,另一端
2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd 第11頁 200401841 五、發明說明(8) 和分散部8之氣體出口 7連接; 置(加熱器)21,將汽化管2〇加熱; 102。 卜側°又°又置具有細孔101之輻射防止部 以下更詳細說明實施例。 在圖1所示之例+,八私立^丄1 中空部。在該中空部内嵌入二本體1,之内為圓筒形之 和桿10形成氣體通路2。此外干?分散部本體之内壁 J 例如Η錐形較好。在圓錐形中办 之圓錐角度上係0〜45度較好,8〜?η许审说.. 例也一 #。 &华乂好8 2〇度更好。在其他之實施 此外,軋體通路之載面積係0. 10~0.5mm2較好。未、、^η ^ ^ 難超過0· 5m»2時為了使載送氣體高速彳卜, 需要使用大流量之高壓載送氣體。 门迷化, 二大流量之載送氣體時’為了將反應室保 I例如l.OTorr),需尊士炊旦m ^ 而要大合里之大型真空泵。因難採用妯 氣ΐ量超過1萬升/分鐘⑴,為了可實^工用業排上 之貝用化,適當之量流,即氣體通路之截面積係 一 〇· 1 〇〜0· 5mm2 較好。 在本氣體通路2之一端設置氣體引入口 4。在氣體 口4連接、載^送氣體(例如N2 'Ar、He)源(圖上未示)。 在分散部本體丨之大致中央之側部設置令和氣體 連^之原料供給口 6,將原料溶液5引入氣體通路2,八、s 迻氣體通路2之載送氣體分散原料溶液5後,可作為原料氣
200401841 五、發明說明(9) 體0 在氣體通路2之一端設置和汽化部22之汽化管20連通 之氣體出口7。 在为政部本體1形成用以使冷卻Α υ ^ ^ a, 藉著使冷卻水1 8流入該空間内,冷卻在氣體通路2内之流 動之載送氣體。或者替代該空間,設置例如泊耳帖 (Peltier)元件等,冷卻也可。因分散部8之氣體通路2内 受到汽化部22之加熱器21之熱影響,在氣體通路2内不會 發生原料浴液之溶劑和有機金屬化合物之同時汽化,只發
生溶劑之汽化。因此,藉著冷卻在氣體通路2内流動之分X 散了原料溶液之載送氣體,防止只有溶劑汽化。尤其,77比 原料供給口 6下游側之冷卻重要,至少冷卻原料供給口 6 1 下游側。冷卻溫度係溶劑之沸點以下之溫度。例如, THF之情況係67C以下。尤其,在氣體出口7之溫度重要。 在本例,還在氣體出口 7之外側設置具有細之°s 射防止部102。此外,103、104係0環等密封 ^ 防止部1〇2例如利用Teflon(登記商標)、不錄鋼、陶本^射 構成即可。又,利用導熱性優異之材料構成較好。 若依據本發明者之知識,在習知技術,^、★。立 作為輻射熱經由氣體出口 7將在氣體通路2内^化部之熱 因此,被冷卻水1 8冷卻,氣體中之低炫點,體過熱。 口 7附近析A。 4點成分也在氣體出 輻射防’止部係用以防止輻射熱向氣體傳 此,使細孔1 0 1之截面積比氣體通路2之截 牛。因 料面積小較好。設
200401841 五、發明說明(10) 為1/2以下較好。設為1/3以 好。尤其,微小化至噴出之氣二;=,將細孔微小化較 好。 礼體^迷變成次音速之尺寸較 又,該細孔之長度係該細 1 〇倍以上更好。 札尺寸之5倍以上較好,係 又,藉著冷卻分散部,對 氣體通路内(尤其氣體出口)間使用也不會發生在 .x . 厌化物所引起之阻窠。 在为政部本體1之下游側,分 接。利用接頭24連接分散部本if :"本體1和汽化管20連 為連接部23。 ㈣本體1和汽化管20,這部分成 Φ (加整體圖勒。汽化部22由汽化管20和加熱裝置 (^益)21構成。加熱器21係用以將分散了在汽化管2〇内 j之原料溶液之載送氣體加熱而令汽化之加熱器。加熱 广以往藉著在汽化管2Q之外周黏貼圓筒形加熱器或罩加 …' 益構成,但是為了加熱成在汽化管之縱向變成均勻之溫 度,因在熱媒體使用熱容量大之液體或氣體之方法優異, 採用之。 ' 汽化管20使用例如SUS316L等不銹鋼較好。將汽化管 2 0之尺寸適當的決定成將汽化氣體之溫度充分加熱之長度 即可,例如在將S r B i2 T 〇9原料溶液〇 · 〇 4 c c m汽化之情況, 使用外徑3/4英忖、長度數百mm的即可。 汽化管20之下游側端和M0CVD裝置之反應管連接,但 是在本例在汽化管20設置氧氣供給口 25,作為氧氣供給裝 置,使得可在載送氣體混入加熱至既定之溫度之氧氣。
200401841 五、發明說明(11) 一首先,說明對汽化器之原料溶液之供給。如圖3所 =,在原料供給口 6各自經由流量控制器3〇a、、別C、 d 及閥31a、31b、31c、31d 和儲存槽32a、32b、32c、 32d連接。 壓容^33在各儲存槽32&、32b、32C、32(1連接載送氣體高 在圖4表示儲存槽之細部。
在儲存槽充填原料溶液,向各儲存槽(内容積3〇〇£(:、 SUS製)达入例如丨· 〇〜3· 〇kgf/cm2之載送氣體(例如惰性氣體 Ar、He、Ne)。儲存槽内因利用載送氣體加壓,原料溶液 $和溶液接觸側之管内被壓送至液體用流量控制器(STEC 製 滿刻度里〇 · 2 c c / m i η),在此控制流量,自汽化器之 原料供給入口 2 9向原料供給口 6輸送。 立利用以流量控制器控制成固定流量之載送氣體向反應 邓輸送。同時’也向反應部輸送以流量控制器($ Τ £ c製、 滿刻度流量2L/min)控制成固定流量之氧氣(氧化劑)。
原料溶液因在係溶劑之THF等溶媒溶解液體或固體狀 之有機金屬化合物,原封不動的放置時,因THF溶劑蒸發 而有機金屬化合物析出,最後變成固體形狀。因此,設想 和溶液接觸之配管内因而發生配管阻塞等。因而,為了抑 制配管阻塞,認為用THF等溶媒洗淨成膜作業完了後之配 官内及汽化器内即可,設置洗淨管線。洗淨也包含原料容 器更換作業·,係在自容器出口側至汽化器為止之區間用溶 劑沖洗適合各作業之部分。
2015-5676-PF(Nl),Tcshiau.ptd 第15頁 200401841 五、發明說明(12) 打開閥31a、31b、31c、31d,向儲存槽32a、32b、 32c、32d内壓送載送氣體。將原料溶液壓送至流量控制器 (STEC製、滿刻度流量0· 2cc/min)為止,在此控制流量, 自?飞化裔之原料供給入口 29向原料供給口 6輸送。 而,自汽化器之氣體引入口引入載送氣體。將供給口 側之最大壓力設為3kgf /cm2以下較好,此時可通過之最大 流量係約1 2 0 0 c c / m i η,氣體通路2之通過流速達到一百數 十 m / s ° 自原料供給口 6向在汽化器之氣體通路2流動之載送氣 體引入原料溶液時,利用載送氣體之高速流動剪切原料溶 液而超微粒化。結果,原料溶液以超微粒狀態分散至載送 氣體中。原料溶液以超微粒狀態分散之載送氣體(原料氣 體)在高速下在汽化部2 2霧化後釋出。將氣體通路和形成 原料供給口之角度最佳化。在載送氣體流路和原料溶液引 入口係銳角(30度)之情況,溶液被氣體吸入。若係9〇度以 上,溶液被壓入氣體,依據溶液之黏度·流量決定最佳之 角度。在黏度或流量大之情況’藉著設為更銳角,溶液圓 滑的流動。在溶媒使用乙烷形成STB薄膜之情況,因黏 度·流量都小,約8 4度較妤。 ’ 控制成固定流量之3種原料溶液經由各自之原料供給 入口 29自原料供給口6流入氣體通路2,和成為高速氣\危°之 載送氣體一起在氣體通路移動後,向汽化部22釋出。在分 散部8 ’也利用來自汽化部22之熱將原料溶液加埶,°因促7 進THF等溶劑之蒸發’利用水等冷媒將自原料供給入口 29
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至原料供給口 6為止之區間及氣體通路2之區間冷卻。 —、自刀政部8釋出之在載送氣體中分散成微粒狀之原料 浴液在利用加熱器2 1加熱至既定之溫度之汽化管2 〇内部輸 送中被促進汽化’藉著來自在到達M0CVD之反應管正前所 设置之氧氣供給口 2 5之被加熱至既定之溫度之氧氣之混入 變成混合氣體後,流入反應管。此外,在本例,替代成 膜’藉著分析汽化氣體之反應形態評估。 自排氣口 4 2連接真空泵(圖上未示),利用約2 〇分鐘之 減壓操作,除去反應管4 4内之水分等雜質,關閉排氣口 4 2 下游之閥4 0。 使冷卻水以約4 0 0 c c / m i η流向汽化器。而,使3 k g f / c m2 之載送氣體以495cc/min流動,以載送氣體充分充滿反應 管4 4内後,打開閥4 〇。在氣體出口 7之溫度比6 7 °C低。 將汽化管20内加熱至20 0 °C,將自反應管44至氣體包 46為止之區域及氣體包加熱至i〇〇°c,將反應管44内加熱 至300 〇c 〜600 〇C 〇 用載送氣體將儲存槽内加熱,用流量控制器使既定之 液體流動。 使Sr(DPM)2、Bi(C6H5)3、Ta(0C2H5)5、THF 各自以 〇· 〇4cc/min、0· 〇8cc/min、0· 〇8cc/min、0· 2cc/min 之流
-IT 量流動。 20分鐘後打開氣體包46正前之閥’在氣體包46内回收 反應產生物Ί复,用氣相色譜儀分析,調查依照所檢測之產 生物和反應理論所檢討之反應式中之產生物是否一致。結
200401841 五、發明說明(14) ί ^ ^本^,依照所檢測之產生物和反應理論所檢討之反 應式中之產生物充分一致。 又#,'則在分散部本體1之氣體出口 7側之外面之炭化 示::ΐ :情::、炭化物之附著量極少,比使用圖14所 料^溶媒令混合或溶解成為膜原料之金屬後作為 液-;v體狀二’該原料溶液一般金屬成為合成物,成為 Λ 全溶媒液)。可是,本發明者周密的調 一原枓命液守,得知金屬合成物未必 ^ ^ ^ ^ α A ,M^lo〇nm^ 在之十月況’也有部分以固體/液體狀態存在之情況。認 在這種狀態之原料溶液時特別易發生汽化時之阻塞,但是 ί使用本發明之汽化器之情況,係這種狀態之原料溶液之 情況也未發生阻塞。 又,在原料溶液之保存溶液中,微粒子因其重力而易 沈澱於底部。S1此,藉著將底部加熱(一定要在溶媒之蒸 發點以下),在保存溶液中令產生對流,使微粒子均勻的 分散,在防止阻塞上較好。又,將底部加熱同時冷卻容器 上面之側面更好。當然,以溶劑之蒸發溫度以下之溫度二 熱。 ^外,設定或控制加熱器,使得汽化管上部區域之加 熱熱量比下游區域之加熱熱量大較好。即,因自分散部喷 f被水冷之·氣體,設置設定或控制之加熱器,使得在汽化 官上部區域’使加熱熱量變大,在下游區域使加熱熱量變 2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd mm
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200401841 五、發明說明(15) 小較好。 、除了上述之基本之構造以外,在本例,設置令包含原 料溶液之前之載送氣體令包含原料溶液之溶媒之裝置。 令載送氣體包含溶媒之裝置在本例如以下所^構成。 預先在容器400收藏溶媒4〇1,使載送氣體4〇3在溶媒起 /包。使付將起泡後之載送氣體引入氣體引入口 4。 記述使用令包含溶媒之裝置形成STB強電介體薄膜之 情況之例子。 '
STB之原料係在有機溶劑η-乙烷C6H14(在壓力760Torr之 沸點為68· 7 C、熔點為—95· 8 °C )所溶解之有機金屬化合 ,Sr(0C2H5)2[Ta(0C2H5)5]2(^M々(hiT〇m、"u176 C、熔點為130 C)和三-特-正戊基鉍Bi(〇 —t —^Ηιι)3(在壓 力0· ITorr之沸點為87 °C (昇華))。 原料之供給條件為有機金屬化合物Sr(〇C2H5)
2 [Ta(0C2H5)5 ]2係〇· 〇2cc/min。而,有機金屬化合物 Bi(0-t-C5Hu)3也一樣係〇.〇2cc/min。又,係惰性氣體之氬 氣之供給量係20〇cc(NTP)/min,氧氣之供給量係 1 〇cc(NTP)/min。為了以在汽化器之溫度之I乙烷qh"之蒸 氣滿足該混合氣體,供給各線路每〇143cc/min之溶劑L
乙烷QH〗4。藉著照這樣做,各自之氣流以溶劑之蒸氣飽 和 〇 如以上所示設定條件後實 之問題,安·定的霧化並汽化。 在上述之操作條件下改變反應 驗時,在汽化器未發生任何 又,所附加之圖2 4及圖2 5係 氧氣之供給量後將STB薄膜
200401841 五、發明說明(16) 成膜之結果。 由圖得知,關於膜成分,改變反應氧氣之供給量,其 成分也不變,大致得到SrBiJhO2之成分。又得知,大為改 變氧氣之供給量,所得到之STB薄膜之厚度在2〇分鐘係約 2 0 0 0 A。將反應裝置之壓力保持固定,令反應氧氣之流量 增加時,裝置内之氧氣分壓增加,但是原料之分壓減少。 這意指裝置内之原料分子之數密度減少時,同時對於基板 之原料分子之碰撞次數之現象。因此,若以原料分子之碰 撞次數規定膜之成膜速度,隨著反應氧氣流量增加,成膜 速度應減少。可是,由圖也得知,因成膜速度固定而和反 應氧氣流量無關,膜之成長速度未受到原料分子之碰撞次 數規定,暗示受到在基板表面之反應規定。 里 又,在以溶劑蒸氣使載送氣體(惰性氣體或者包含既 定之氧氣之惰性氣體)飽和之操作,顯示有可使調整 學量比之原料連續且安定’同時令所成膜之膜 I 留量減少之效果。 队民 又暗示,藉著令反應氧氣之流量增加,可令獏 量降低。自^所附加之圖之中央之圖(氧氣流量和炭殘留量 之關係),得知要使膜内之炭量變成
量約143〇[cc(NTP)/min”p可广成——、要供給乳氣流 以上所述之條件之設定 同之原料形成種類不同之薄 蒸氣使載送氣體飽和般供給 劑,汽化器連續且安定的將 ’在使用調整成化學量比之不 膜之情況,也若一樣如以溶劑 為了將原料溶解而使用之溶 原料霧化,在加熱管(前反應
200401841 五、發明說明(17) 〜 " ' 一 器)原料確實蒸發,可得到所要之成分比之薄膜。 實施例2 在圖5表示實施例2之M0CVD用汽化器。在本例,在輻 射防止部102之外周形成冷卻水通路106,又,在連接部23 之外周設置冷卻裴置50,冷卻輻射防止部1〇2。 又’在細孔1 〇 1之出口周邊設置窪部1 〇 7。 其他和實施例1 一樣。 在本例’得到依照所檢測之產生物和反應理論所檢討 之反應式t之產生物比實施例i之情況更良好之一致。 ^二里測分散部本體丨在氣體出口 7側之外面之炭化物 之附著量之結果,炭化物之附著量係實施例丨之情況之約 1 / 3 倍。 ' 此外’設置了溶媒引人通路4G2 ^容媒在通路 供給口 6之下游被引入載送氣體3。 原村 此外1在溶媒引入通路402之上游設置流量計較好。 又’设置量測汽化部之溫度之竭丨 ^ ,. 名驴夕、、古旦没+ . 以,則裔、里測在通路之載送 器之信號,計算溶媒之飽和=自這些感測 夕d入旦,d入+ λ甘=療乳屋’利用流量計控制溶媒 iL , 使?經常的變成飽和蒸氣壓較: 歹猎者向載送氣體引入溶媒,和未引 相比,得到成分接近化學量比之膜。又, =清况 外,阻塞之發生頻次也劇減。 、 更 >、。此 此外,在以下全部之實施例 媒,得到一樣之改善。 私 < 礼體引入洛
200401841 五、發明說明(18) 實施例3 在圖6表示實施例3 2M0CVd用汽化器。 在本例’在輻射防止部1 〇 2設置錐部5丨。因為這種錐 部5 1 ’该部分之死區不存在,可防止原料之滯留。 其他和實施例2 —樣。 在本例’得到依照所檢測之產生物和反應理論所檢討 之反應式中之產生物比實施例2之情況更良好之一致。 f 1測分散部本體1在氣體出口 7側之外面之炭化物 之附著量之結果,炭化物之附著量接。 實施例4
在圖7表示氣體通路之變形實施例。 f圖7(a)在桿10之表面形成槽70,將桿1〇之外徑言; 為和在分散部本體1之内部所 此,只是將桿10嵌入孔,就徑大致相同。因 内。又,+ π @ ,优了將扣1 〇無偏心的配置於孔 X也不必使用小螺絲等,該槽70成為氣體通路。 此外,和桿1 0之縱向中、、k τ / L π孔粒通路 可,但是在桿1〇之表面形成丁的形成多條槽70也 可得到均勻性優異之原料氣體:狀也可’在螺旋狀之情^ 圖7 ( b )係在桿1 〇之前心:
端部之最大之直徑設為和在;合部之例子。將* 之内徑大致相同。以桿前妓二政。卩本體1之内部所鑽之子 氣體通路。 杯Μ部和孔之内面形成之空間成J 例子 此外,圖(a)、(b)所示之例 ,但是在桿使用截面圓形的 子係在桿1 〇之表面加工之 ’在孔設置凹部作為氣體
200401841 五、發明說明(19) 通路當然也可。此外,桿之設置例如按照j丨S規定之H7 X h6〜JS7進行較好。 實施例5 依照圖8說明實施例5。 本例之M0CVD用汽化器具備: 分散部8,具有 氣體通路2,在内部形成; 氣體引入口4,用以將加壓之載送氣體3引入氣體通 路; ---- 丨,、、〜〜驵遇降你竹浴欣Da、5b ; 之載=體出口 7,送給汽化部22包含原料溶液 及 >飞化部22,用以將自分散部8送來 之載送氣體加熱而令汽化,具有 3原枓洛液 ▲,化管20,一端和M〇CVD裝置之反應管一山 和遠氣體出口γ連接; 妾 另一‘ 和加熱裝置,將汽化管20加熱; ^散部8具有分散部本體1,具有圓筒形 1〇,其夕曰卜徑比圓筒形中空部之内徑小; 一 P,及桿 在#10之外周之汽化器22側具有 之槽60 ; ^^條以上之螺旋狀 桿1〇插入該圓筒形中空部; 在氣體’出口 7之外側設置輻射防止部丨 1 〇 1,朝向汽化器22側之内徑擴大成錐形。’、細孔
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200401841 五、發明說明(20) 供給高速之載送氣體3流動之氣體通路原料溶液$ 將原料溶液剪切·霧化。即,利用載送氣體之高蔣孫 液體之原料溶液#切而粒子化。粒子化之原料溶液立早、 狀態分散於載送氣體中。這一點和實施例】相同。 為了最佳的進行剪切·霧化,如下之條件較好。 按照0·005〜2cc/min供給原料溶液5較好,按职 〇林〇〇5:〇.〇fCC/min供給更好’按照0.卜〇.3cc、in’供給最 ^在同時供給多種原料溶液(包含溶劑)之情況係其總 又,按照10〜20〇m/sec之速度供給載 100〜200m/sec更好。 疋虱體季乂好 原料溶液流量和載送翁驊泣旦 最佳之剪切.霧化,ΐ = 相關關係’要實現 面積和形狀。 要選擇仵到超微粒子霧之流路截 分散= 態之原料溶液之載送θ子在間隙工間,含有變成霧化狀 進,而且沿著螺ί ^體在该間隙空間以直線流直線前 於θ :螺方疋狀之槽6〇形成螺旋流。 仍疋,本發明本找 化之原料溶液在截、、,:現在直線流和螺旋流並存之狀態霧 並存時為何可得到=乳體中均勻的分散。直線流和螺旋流 為其原因如下。由二勻的分散,其原因未必明確,但是認 發生二次流動。利用,旋,^存在,離心力作用於流動, 混合。即,利用艘# 4 一次流動,促進原料及載送氣體之 累知流之離心效應,在相對於流動直角方
I 圓 2015-5676-PF(Nl)Jcshiau.p^7 第24頁 200401841 五、發明說明(21) 向發生二次性衍生流,藉此霧化之原料溶液在載送氣體中 更均勻的分散。 以下更詳細說明本實施例。 在本實施例,例如在構造上給氣體通路4種原料溶液 5a、5b、5c、5d(5a、5b、5c係有機金屬原料,5d係THF等 溶劑原料)。
為了將各自包含霧化而變成超微粒子狀之原料溶液之 載送氣體(稱為「原料氣體」)混合,在本例,在和桿1 〇之 原料供給口 6對應之部分之下游部分設置無螺旋狀之槽之 部分。該部分成為前混合部6 5。在前混合部6 5,某種程度 的混合3種有機金屬之原料氣體後,在下游之螺旋構造之 區域變成完合之混合原料氣體。為了得到均勻之混合原料 氣體’該前混合部6 5之長度係5〜2 0 mm較好,係8〜1 5mm更 好。在該範圍外之情況,可能送給汽化部22三種有機金屬 之原料氣體之中只有一種之濃度高之混合原料氣體。 在本例’在桿1 〇之上游側之端部6 6設置平行部6 7和錐 部5 8。在分散部本體1之圓筒形中空部也設置和平行部6 7 在本例,和實施例1之情況不同 並保持’使用比3kgf/cm2高壓之載送 動。即,若·採用圖8所示之保持技術 3 k g f / c m2以上之壓力流動。結果,可
及錐部58對應之内徑和桿10之平行部67之外徑相同之平行 部及和桿1G之錐部相同之錐部。目此,若自圖面上左側插 入桿10 ’在分散部本體丨之中空部内保持桿1〇。 ’因在桿1 0設置錐部 氣體也可防止桿1 〇移 ’可使載送氣體以 使氣體通路之戴面積
200401841 五、發明說明(22) 變小,可用少量之氣體供給更高 ^ 供給5 0,ws之高速之載送氣體。體。即,也可 若採用本保持技術也一樣。 上迷之別的實施例 此外,在和桿1 〇之原料供給口 6 67a、67b、67c、67d,作為載送氣體之%之。卩分形成槽 示。在各槽67a、67b、67c、67d之深度=路i如圖9(b)所 0.005〜O.lmin較好,未滿〇.〇〇5mm時=j 又,係0.01〜0.05更好。藉著設為此\之円成形加工困難。 等。又,易得到高速流 為此祀圍’不會發生阻塞 關於^干1 0之保持、氣體通路之形成 之圖Μ示之構造等別的構造也可;"成’採用在實施例1 螺旋=6二圖9(a)所示’制條也可,但是如圖 10所不丄係多條也可。又’在形成多條螺旋狀之槽之情 況,令父叉也可。在令交又之情況,可得到更均句的分散 之原料氣體。但’設為對於各槽之氣體流速可得到 10m/sec以上之截面積。 螺徒狀之槽6 0之尺寸·形狀未特別限定,例如圖9 (c) 所示之尺寸·形狀。 此外,在本例,如圖8所示,利用冷卻水1 8冷卻氣體 通路。 又,在本例,在汽化部2 2之入口前,獨立的設置擴張 部6 9,在該擴張部設置長的輻射防止部丨〇 2。 在輻射1方止部之氣體出口 7側形成細孔1 0 1,朝向汽化 器側之内徑擴大成錐形。
2015-5676-PF(Nl)Jcshiau.ptd 第26頁 200401841 五、發明說明(23) 該擴張部6 9在實施例3也是用以防止已述之原料氣體 之滞留之部分。當然,不必獨立的設置擴張部6 9,如圖6 所示,採用一體化之構造也可。 在擴張部69之擴張角度(9上,係5〜10度較好。在0位 於此範圍内之情況,可不會破壞螺旋流的供給分散部原料 氣體。又’在<9位於此範圍内之情況,擴大所引起之流體 阻力變成最小’又,死區之存在變成最小,可使死區之存 在所引起之涡流之存在變成最小。此外,在Θ上係6〜7度 ❿ 更好。此外’在圖6所示之實施例之情況較好之β之範圍 也一樣。 實施例6 使用圖8所示之裝置按照如下之條件供給原料溶液及 載送氣體’調查在原料氣體之均勻性。
Sr(DPM)2 Bi(C6H5)3 Ta(0C2 H5)5 THF 氮氣 0·04cc/m i η 0·08cc/min 0·08cc/min 0.2cc/ra i n 10〜350m/s 。但,在桿使用在 原料溶液引入量 載送氣體: 在汽化裝置上使用圖8所示之裝置 圖9所示之桿未形成螺旋槽之桿。 自原料供給口 6供給原料溶液,而且改變載送氣體之 速度。此外’自原料供給口,分別供給槽67a、Mb、 67c、67d S’r(DPM)2、Bi(C6H5)3、Ta(〇C2H5)5、THF 等溶劑 < 未進行在汽化部之加熱,在氣體出口 7採集原料氣
2015-5676-mNl) ;Tcshiau.ptd 第27頁 200401841 五、發明說明(24) 眩里;則在所採集之原料氣體之原料溶液之粒子徑。 在以相對值(將使用圖12(a)所示之習知例之裝置 =況設為1)表示其結果。由圖u得知,藉著將流速設為 m 上’分散粒子徑變成更小。但’設為200m/s以 刀月文养子 <工也飽和。因此,1 0 0〜2 0 0 m / s係更好之範 圍。 實施例7 在本例,桿使用形成了螺旋槽之桿。 其他和實施例6 一樣。 度濃在πν67在槽之延長部,供給槽之原料溶液之濃 延長部BiCC H / 1之延長之濃度、在槽67b之 ° 6 5 3之濃度、槽6化之延長部Ta(0C fi )之濃 度、槽67d之延長部THF 我1之/辰 之,辰度比其他之濃度高。 任_; ^各H ^ M在螺旋槽端所得到之混合原料氣體在 任口 P刀各有機金屬原料都均勻。 實施例8 在圖1 2及圖1 3表示實施例8。 以在’氧氣之引入如 口产+ 引入。在習知姑炉π , 所不,只在况化部22之下游 引入在^知技術所形成之膜中含有大詈 一 l产,习 知技術欄已述。又,在为祖夕# v有大里之厌,廷如在^ 之成分分配發生偏差。即=分配和在所成膜之膜中 成分比後進行汽化、成膜之=原!ί調整成如化學量比之 成分偏離化學量比之= :際上所成膜之膜變成 〇.lat%)之現象。 尤其’硯察到幾乎未含有秘(約 麵 2015-5676-PF(Nl),Tcshiau.ptd 第28頁 200401841 五、發明說明(25) 本發明者發現其原因和氧氣之 圖20所示,得知若自接近氣體引入 氣供給口 200及氧氣引入口( 一次氧 體一起引入,可使所形成之膜中之 分之間之成分比之偏差變成極小。 此外,預先將載送氣體和氧氣 4引入該混合氣體也可。 實施例9 使用圖1 9、2 0所示之汽化器、 成STB薄膜,再評估偏極化特性。 具體而言,如以下所示控制汽 條件’在氧化之矽基板上、形成了 成了 STB薄膜。 具體之條件: Sr(OC2H5)2[Ta(〇C2H5)5]2 〇· 1 莫 0·02ml/min Bi(〇-t-C5Hu)3 〇·2莫耳溶液(溶媒 0. 0 2m1/m i η " 引入位置有關。即,如 口 4及喷出口之二次氧 氣供給口)25與載送氣 成分和原料溶液中之成 混合後 氣體引入口 圖21所示之CVd裝置形 化器之條件及反應室之 白金200nm之基板上形 耳溶液(溶媒:乙烷)、 乙烧) 第一載送氣體Ar = 20〇sccm(自氣體引入口4裝入) 第一載送氣體〇2 = l〇sccm(自氣體引入口4裝入) 第二載送氣體Ar = 2〇Sccm(自氣體引入口2〇〇裝入) 〇2 = l〇sccm(自氣體引入口 2〇〇裝入) 反應氧氣〇2 = 2 0 0 seem(自分散噴出部下部25裝入) 反應氧氣216 C(自分散喷出部下部25裝入前用另外設
200401841 五、發明說明(26) 置之加熱器控制溫度) 晶圓溫度475 °C 空間溫度2 9 9 °C 空間距離3 0 m m 蓮蓬頭溫度2 0 1 °C 反應壓力ITorr 成膜時間2 0分鐘 結果
STB膜厚度約3〇〇nm(堆積速度約150nm/min.:) STB 成分 Sr 5. 4 at%
Bi 16. 4 at°/〇
Ta 13· 1 at% 0 61.4 at% C 3.5 at% 所形成之膜中之成分和原料溶液中之成分之間之成分 比之偏差小,堆積速度也變成以往之約5倍。得知自氣體 引入口 4和載送氣體一起引入少量之氧氣之效果極大。 含量也少,為3. 5at°/〇。 因將反應氧氣200cc/min自分散喷出部下部事此 另外設置之加熱器正確的控制溫度(21 6它),抑^、★刖用 有機金屬化合物之再凝結·昇華(固化)之效果1又化之 <| 化管下部無污染確認。 ’可自汽
200401841 五、發明說明(27) 之結晶化特性和偏極化转 〇眨白洛触μ 特性。在圖1 7、1 8表示之。 只要自乳體引入口 d斗、1 HI X - - ^ ir .u 4或噴出口附近之一次氧氣供給口 引入氧氣專軋化性氣體,Λ π Λ κΛ丄篮如圖2所示,在汽化部之下游同 時引入乳氣’適當的控岳,丨每. , 从入山人曰上 制礼氣置’這在使成分比之偏差更 小,並令厌含I減少上較好。 可令在所形成之膜中之炭含量減少至以往之5%〜20%。 使用圖20說明STB薄膜堆積製程之實施例。 打開閥2,關閉閥1,將反應室抽至高真空,在數分鐘 後將晶圓自負載上鎖室移往反應室。 此時,
Sr(OC2H5)2[Ta(OC2H5)5]2 0」莫耳溶液(溶媒:乙烷)、 0.02ml/min
Bi(0_t-C5HU)3 0·2莫耳溶液(溶媒:乙院)、 0. 0 2m1/m i η 第一載送氣體Ar = 2 0 0 seem (自氣體引入口 4裝入) 第一載送氣體O2 = 10sccm(自氣體引入口 4裝入) 流向汽化器,經由CVD原料溶液切換閥及壓力自動調 整閥,被抽往真空泵。 此時,利用壓力自動調整閥將壓力計控制至4T〇rr。 移載晶圓數分鐘後’若溫度安定了,打開閥1,關閉 閥2,使如下之氣體流向反應室,開始堆積。
Sr (OC2H5 )2 [ Ta (OC2 H5 )5 ]2 0 · 1 莫耳溶液(溶媒··乙烧), 0 · 0 2m 1 / m i η.
Bi(0-1-C5Hn)3 0·2莫耳溶液(溶媒:乙燒)、
200401841 五、發明說明(28) 0· 0 2m1/m i η 第一載送氣體Ar = 200sccm(自氣體引入口 4裝入) 第一載送氣體02 = 10sccm(自氣體引入口 4裝入) 第二載送氣體Ar = 20sccm(自氣體引入口 200裝入) 02 = 10sccm(自氣體引入口200裝入) 反應氧氣02 = 20〇3(:(:111(自分散喷出部下部25裝入) 反應氧氣2 1 6 °C (自分散喷出部下部2 5裝入前用另外設 置之加熱器控制溫度)
晶圓溫度475 °C 將反應壓力室壓力控制至1 Torr。(利用未記載之壓力 自動調整閥) 經過既定時間(在此處為2 0分鐘)後,打開閥2,關閉 1,完成堆積。 將反應室抽至高真空,完全除去反應氣體,在1分鐘 後取出晶圓,移向負載上鎖室。 電容器構造
Pt(200nm)/CVDSBT(300nm)/Pt(175nm)/Ti(30nm)/SiO2 /Si 電容器之製程 形成下部電極?1:(17511111)/1^(3〇11111)/形成(^038丁膜 (300nm) STB膜結晶化處理(擴散爐退火:晶圓750 °C、30分 鐘、〇2環境) 形成上部電極Pt(200nm)
2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd 第32頁 200401841 五、發明說明(29) 退火:65(TC、〇2、30分鐘 ^ ^往’因將反應氧氣(例如2〇〇sccm)在室溫狀態裝入 /飞化苔 有機金屬氣體冷卻後附著·堆積於汽化管。 在控制自汽化部下部供給之反應氧氣之溫度之情況, 以往f不銹鋼管(1/4〜1/16英吋外形、長度1〇1〇〇cm)之外 4捲=加熱态,控制不銹鋼管外壁之溫度(例如21 9 t)。 ^ ^219 〇c )=^ ^ 溫至用微細之熱電堆量測氧氣溫度,在該例子只升 因此’直接用微細之埶雷 控制加熱器溫度,正禮&二 里/、 ϋ ”、、後之氧氣溫度, 使在#i 控制氧氣溫度。 内裝人充填*,q高熱2 ^瓜f不^,在加熱管 度’適當的控制加熱器溫度。、t二,1测加熱後之氧氣溫 所示之熱交換器。 又乂種控制所需之裝置係圖2 〇 實施例1 0 在圖1 4表示實施例1 〇。 上述之實施例係藉著向 霧化,然,,將嘴霧化 ::之原料溶液噴氣體而噴 本例具’備 分散器150,形成多 條冷夜通路UOa、l3〇b, 多種原料溶液混合,接著,將t Ϊ混合的,但是本例係將 置。· '合之原料溶液嘴霧= 供給原 20Ι5·5676·ΡΡ(ΝΙ),丁cshiau.ptd 第33頁 200401841 五、發明說明(30) 料溶液5a、5b ;混合部1〇9 130b供給之多種原料溶液5&、f由口夕人條溶液通路130a、 一端和混合部109連通,且5b混〃合;供給用通路1 1〇, 氣體通路120,在供給用:狄成為汽化部22側之出口 1〇7 ; 109出來之混合原料溶液:1、1 7,配置成向自混合部 混合氣體;以及冷卻體或載送氣體和氧氣之 丨衣置,冷卻供給 及汽化部22,將自該分路110内, 之氣體加熱而令汽化,呈有°达來之含有原料溶液 /5雍鸿i S Αιΐ_八有π化官,一端和MOCVD裝置之 ?應&連接,S -知和分散器15〇之出口u 裝置2,將汽化管加熱; Λ ·'、
在出口 1 07之外側配置具有細孔丨〇 }之輻射防止 102 〇 在本例’對混合也進行反應之原料溶液有效,因一度 混合後喷霧化,和噴霧化後混合之情況相比,成分正確。 又,設置用以分析在混合部1 〇 9之混合原料溶液之成分之 裝置(圖上未示),若依照分析結果控制原料溶液5a、5b之 供給量,可得到更正確之成分。
又,在本例,因不必使用桿(圖1之1 〇 ),無在桿傳播 之熱將供給用通路11 0加熱。此外,和喷霧化後馮合之情 況相比,因可使供給用通路11 〇之截面積變小,進而可使 出口 1 0 7之截面積變小,因輻射而將供給用通路11 0内加熱 也少。因此,不設置輻射防止部1 0 2也可使結晶之析出等 變少。但,·在想進一步防止結晶之析出等之情況,如圖1 4 所示,也可設置輻射防止部1 0 2。
200401841 五、發明說明(31) 此外,在以上 是係多個當然也可 好。在設置多個之 又,在以上之 入口成銳角(30度) 上溶液被氣體推。 溶液之黏度·流量 情況藉著設為更銳 預先利用實驗等求 又,在以上之 間之空間之距離控 還設置用以控 而且在該液體流量 置較好。不脫氣的 晶圓上或或者別的 將氦等脫氣後向流 顯著減少。 之實施例 。又,在 情況也可 實施例, 之情況, 因此,30 決定最佳 角,溶液 和黏度· 實施例, 制成任意 制原料溶 控制器之 將原料溶 晶圓間發 量控制器 氣體而對該基板表面進行表面處理之基板表面處理裝置, ,表示細孔為1個之例子,但 細孔之直徑上係2ΠΠΠ以下較 设為更小之直徑。 Ϊf,體流路和原料溶液引 m氣體吸入。若係9〇度以 ’度較好。具體而言,依據 ^度。在黏度大或流量大之 ® '月的流動。因此,實施時, 流量對應之最佳角度即可。 設置用以將蓮蓬頭和感受器之 之距離之機構較好。 液之流量之液體流量控制器, 上游側設置用以脫氣之脫氣裝 液引入流量控制器時,在同一 生所成膜之膜之變動。藉著在 引入原料溶液,該膜厚之變動 时藉著設置用以將原料溶液、氦壓送容器、液體流量控 制器以及前後之配管之溫度控制成固定溫度之裝置,可進 一步防止膜厚之變動。又,也可防止在化學上不安定之原 料溶液變質。在形成STB薄膜時,精密的控制在5t:〜2(rc 之範圍。尤其希望在12°C± 1°C之範圍。 又’在’向圖22、23所示之矽基板等基板表面喷既定之
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五、發明說明(32) 具有上游環3 0 1,和熱媒體流過所熱之熱媒體入口 3 2 〇連 接;下游環3 0 2,和該既定之熱媒體之熱媒體出口 3 21連 接;以及至少2個傳熱路3〇3a、30 3b,在相平行方向連接 該上游環301和下游環3〇2之間而形成該熱媒體之流路·收 相鄰之該傳熱路30 3a、303b間之自該上游環301往下游環 302之流路方向設為交替,構成用以使該氣體變成既定^ 溫度之熱媒體循環路的較好。 又’該基板表面處理裝置還具有熱變換板3〇4,位於 該熱媒體循環路内之既定平面内,在該平行方向之形成該 熱媒體之流路之平面内和該熱媒體循環路在熱上連接,$ 得利用該熱媒體可將該熱變換板3 〇 4之該平面内加熱至均 勻之溫度較好。 此外,在該熱變換板3 〇 4之該平面内形成令該既定之 氣體向該平面之垂直方向通過之多個通氣孔,使得在該平 面内可將通過該通氣孔之既定之氣體加熱至大致均勻之溫
因而’在構造上將熱媒體循環路之相鄰之傳熱路間之 自上游環往下游環之流路方向設為交替。因而,和傳熱路 相郇之區域之溫差構成高/低/高/低…。利用本構造,可 將熱變換板均勻的加熱或者冷卻。又,還在形成平行方向 之熱媒體之流路之平面内具有和熱媒體循環路在熱上連接 之熱變換板。因而,可利用熱媒體將該熱變換板之平面内 加熱至大致·均勻之溫度。 本發明可應用於全部之汽化器。又,令載送氣體包含
2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd 第36頁 200401841 五、發明說明(33) 之溶媒係氣體或是液體都可,係和原料溶液之溶媒相同之 溶媒或是不同之溶媒都可。 產業上之可應用性 若依據本發明,可提供一種M0CVD用等之成膜裝置等 裝置用汽化器,可長期使用,不會引起阻塞等,而且可安 定的供給反應管原料。 若依據本發明,可得到一種汽化氣體,將有機金屬材 料均勻的分散。
2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd 第37頁 200401841 圖式簡單說明 圖1係表示實施例1之M0CVD用汽化器之主要部分之剖 面圖。 圖2係實施例1之M0CVD用汽化器之整體剖面圖。 圖3係M0CVD之系統圖。 圖4係儲存槽之正視圖。 圖5係表示實施例2之M0CVD用汽化器之主要部分之剖 面圖。 圖6係表示實施例3之M0CVD用汽化器之主要部分之剖 面圖。 圖7(a)、(b)都係表示實施例4之M0CVD用汽化器之氣 體通路之變形例之剖面圖。 圖8係表示實施例5之M0CVD用汽化器之主要部分之剖 面圖。 圖9表示在實施例5之M0CVD用汽化器使用之桿,(a)係 側視圖’(b )係X - X剖面圖,(c )係係γ — γ剖面圖。 圖1 0係表示圖9 ( a )之變形例之側視圖。 圖11係表示在實施例6之實驗結果之圖形。 圖1 2係表示實施例8之側剖面圖。 圖1 3係表示實施例8之氣體供給系統之概念圖。 圖1 4係表示實施例9之剖面圖。 圖1 5係表示最近之習知技術之剖面圖。 圖16(a)、(b)都係表示以往之M〇CVD用汽化器之剖面 圖。 圖17係表示STB薄膜之結晶化特性之圖形。
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膜之偏極化特性之圖形 圖1 8係表示結晶化之STB薄 圖1 9係汽化器之細部圖。 圖2 〇係汽化器之整體圖。 圖21係表示使用汽化器之STB薄膜CVD裝置例之圖。 圖2 2係表示成膜裝置例之剖面圖。 圖2 3係表示在圖2 2使用之熱媒體循環之構造圖。 圖2 4係表示在令載送氣體包含溶媒之情況之依據反應 氧氣流量之成膜速度及成分變化之圖形。
圖2 5係表示在令載送氣體包含溶媒之情況之依據反應 氧氣流量之膜中之炭含量之圖形。 符號說明 1〜分散部本體; 3〜載送氣體; 5〜原料溶液; 7〜氣體出口; 9a、9b、9c、9d〜小虫累 2卜加熱裝置(加熱器) 2 2〜汽化部; 2 9〜原料供給入口; 31a 、31b 、31c 、31d〜 33〜載送氣體高壓容器 4 4〜反應管; 5 1〜錐部; 2〜氣體通路; 4〜氣體引入口; 6〜原料供給口; 8〜分散部; 絲; 1 0〜桿; ; 20〜汽化管; 23〜連接部; 24〜接頭; 閥; 42〜排氣口; , 4 0〜閥; 46〜氣體包; 70〜槽;
2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd 第39頁 200401841 圖式簡單說明 1 0 1〜細孔; 3 0 2〜下游環; 3〇4〜熱變換板; 306〜排氣口; 3 1 2〜基板加熱器; 321〜熱媒體出口; 3 9卜出熱媒體; 400〜容器; 4 0 1〜溶媒;
1 〇 2〜輻射防止部; 3 0 1〜上游環; 303a、303b〜傳熱路; 30 4a〜氣體通氣孔氣體喷嘴; 3 0 8〜孑L 口 ; 320〜熱媒體入口; 3 9 0〜入熱媒體; 3 1 0 0〜矽基板; 402〜溶媒引入通路; 1 8〜用以冷卻之手段(冷卻水) 32a、32b、32c、32d〜儲存槽 主炫刺器; 25〜氧氣引入裝置(一次氧氣(4 ^以产从 a乳化性氣體)供 π 200〜氧氣引入裝置(二次氧氣(畜 >、丑供給口) 。 孔虱)、載送氣體供
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Claims (1)

  1. 200401841 — --—— 六、申請專利範圍 其特徵為設置一種裝;載j:=含有原料溶液後令汽化, 氣體含有該原料溶液之溶:?3該原料溶液之前之該载送 > 2.如申請專利範固項之 该溶媒在該汽化器 °其中,令包含成 3. 如中嘖專利^现度k成飽和狀態。 时々井專利耗圍第1或2項之汽化哭,苴由 益之载送氣體引入口 # 几化為,其中,在汽化 容器内令載送氣體通::"又置包含溶媒之容器,使得在該 4. 如申請專利範 原料溶液含有該載送★: U之汽化器,其中,在令該 媒之溶媒引人通路。' &11之^之下游側設置用以引入溶 5. 如申請專利範園第4項之 引入通路設置流量控制器。、彳b ^,其中,在該溶媒 6 ·如申5月專利範圍^ 1 5項 中,具備·· 、之其中一項之汽化器,其 ①分散部 氣體通路 氣體引入 一種裝置 具有 在内部形成; 供::?載达氣體引入該氣體通路; 以及氣體出π,读二;:必吩原料溶液; k、、七Ά化部包合眉祖、— I 3原枓浴液之載送氣 ②及汽化部,用以 原料溶液之載送氣體加熱二=散部送來之將包含霧化之 汽化管,一端釦 ’、、、 7 A化,具有 以和成膜等 巧 f谷種裝置之反應部連接,__ /该氣體通路原料溶液; 體 _ 2015-5676-PF(Nl),Tcshiau.ptd 第41頁 200401841 六、申請專利範圍 * 端和該氣體出口連接; 和加熱裝置,將汽化管加熱。 7.如申請專利範圍第1〜6項之其中一項之汽化器,其 中,設置用以冷卻該氣體通路之裝置。 8 ·如申請專利範圍第6或7項之汽化器,其中,在該氣 體出口之外側設置具有細孔之輻射防止部。 9.如申請專利範圍第6至8項之其中一項之汽化器,其 中,設置用以冷卻連接該分散部和該汽化部之部分之冷卻 裝置。 1 0 .如申請專利範圍第6至9項之其中一項之汽化器, 鐵, 其中,該輻射防止部具有自分散部側往汽化部側内徑變大 之錐部。 1 1.如申請專利範圍第6至9項之其中一項之汽化器, 其中: 該分散部具有分散部本體,具有圓筒形或圓錐形之中 空部;及桿,具有比該圓筒形或圓錐形之中空部之内徑小 之外徑; 該桿插入該圓筒形或圓錐形之中空部。 1 2.如申請專利範圍第1 1項之汽化器,其中,該圓錐 形之中空部之圓錐之角度係0〜45度。 省1 1 3.如申請專利範圍第11或1 2項之汽化器,其中,該 圓錐形之中空部之圓錐之角度係8〜2 0度。 1 4.如申請專利範圍第6至1 3項之其中一項之汽化器, 其中:
    2015-5676-PF(Nl)Jcshiau.ptd 第42頁 200401841 六、申請專利範圍 * 該分散部具有分散部本體,具有圓筒形或圓錐形之中 _ 空部;及桿,具有和該圓筒形或圓錐形之中空部之内徑大 致相同之外徑; 在該桿之外周形成1或2條以上之槽; 該桿插入該圓筒形或圓錐形之中空部。 1 5.如申請專利範圍第1 4項之汽化器,其中,該槽係 線狀之槽。 1 6.如申請專利範圍第1 4項之汽化器,其中,該槽係 螺旋狀之槽。 1 7.如申請專利範圍第1至1 6項之其中一項之汽化器, 其中,該原料溶液係均勻溶液或含有大小:1〜1 0 0nm之微粒 子之液體。 1 8.如申請專利範圍第1至1 7項之其中一項之汽化器, 其中,在該原料溶液之容器之底面設置加熱裝置。 1 9.如申請專利範圍第1至5項之其中一項之汽化器, 其中,具備: ① 分散部,具有 氣體通路,在内部形成; 氣體引入口,用以將載送氣體引入該氣體通路; 一種裝置,供給該氣體通路原料溶液; <1 以及氣體出口,送給汽化部包含原料溶液之載送氣 體; ② 及汽’化部,用以將自該分散部送來之將包含原料溶 液之載送氣體加熱而令汽化,具有
    2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd 第43頁 200401841 申請專利範圍 汽"ί匕管,一 in ^ 端和該氣體出口連1膜等各種裝置之反應部連接’另- =熱、裝置’將汽化管加熱; 中空部;1$邛::分散部本體’具有圓筒形或圓錐形之 小之外徑;干,/、有比該圓筒形或圓錐形之中空部之内徨 之挿在i t f其外周之汽化器側具有1或2條以上之螺旋狀 曰 f入該圓筒形或圓錐形之中空部,朝汽化5| > 内徑擴大成錐形。 初几化态之 20· 士口申請專利範圍第19項之汽化器,其中,在該 鉬> 二,外側設置輻射防止部,纟氣體出口側具有細孔, 朝弋化裔之内徑擴大成錐形。 2^.如申請專利範圍第2〇項之汽化器,其中,該細孔 〃有喷出之氣體流速變成次音速之尺寸。 22·如申請專利範圍第2〇或21項之汽化器,其中,該 細孔之截面積比該氣體通路之截面積小。 Λ 23.如申請專利範圍第20至22項之其中一項之汽化 态,其中,該細孔之截面積係該氣體通路之截面積之丨 以下。 、 24·如申請專利範圍第2〇至23項之其中一項之汽化 器,其中,該細孔之截面積係該氣體通路之戴面積之丨/3 以下。 、 25·如申請專利範圍第2〇至24項之其中一項之汽化 為’其中’構成該細孔之材料由導熱性佳之材料構成
    200401841 六、申請專利範圍 26.如申請專利範圍第20至24項之其中一項之汽化 其中,該細孔之長度係該細孔尺寸之5倍以上。 27·如申請專利範圍第20至26項之其中一項之汽化 其中,該細孔之長度係該細孔尺寸之1 〇倍以上。 28. 如申請專利範圍第20至27項之其中一項之汽化 其中,設置用以冷卻該氣體通路之裝置。 29. 如申請專利範圍第20至28項之其中一項之汽化 器,其中,設置用以冷卻連接該分散部和該汽化部之連接 部之冷卻裝置。 30·如申請專利範圍第20至29項之其中一項之汽化 其中,該桿表面係電解研磨或複合電解研磨之表面。 31·如申請專利範圍第20至30項之其中一項之汽化 其中,設置用以冷卻該氣體通路之裝置。 3 2·如申請專利範圍第20至31項之其中一項之汽化 其中’設置用以冷卻連接該分散部和該汽化部之部分 之裝置。 33·如申請專利範圍第20至32項之其中一項之汽化 裔’其中’遠原料溶液係完全溶媒液或含有大小1〜1 〇 〇 n m 之微粒子之液體。 34·如申請專利範圍第20至33項之其中一項之汽化 器,其中,在該原料溶液之容器之底面設置加熱裝置。 3 5·如申請專利範圍第丨至5項之其中一項之汽化器, 其中,具備’: ' ①分散部,具有 器 器 器 器 器 器
    2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd 第45頁 200401841 申請專利範圍 氣體通拉,A rin A 片、峪,在内部形成; 引入口 ,用以將載送氣體引入該氣體通路; # 装置供給該氣體通路原料溶液; 戚4體出口,么人+ 以及—種穿;二化部包含原料溶液之栽送氣體; + 衣置,用以冷卻該氣體通路; i β #及^化部,用以將自該分散部送來之將包含屌% 液之載达氣體加熱而令汽化,且有 3原枓溶 汽化管,一嫂4 1 八 p ^和成膜等各種裝置之反應部連接,兑 端和該氣體出口連接; 思筏,另一 41 和加熱裝置,將'汽化管加熱; 自-氣體引入口向載送氣體添加氧化性氣體或 =乳亂供給口 g入氧化性氣體。 而球八私如泣申請專利範圍第35項之汽化器,其中’使得可 ° 附近引入第二載送氣體及/或氧化性氣體。 、’、°,、申請專利範圍第35或36項之汽化器,其中,設 用二冷部連接該分散部和該汽化部之部分之冷卻裝置。 哭,/由如申請專利範圍第35至37項之其中一項之汽化 八 連接忒分散部和該汽化部之部分形成自分散邻 側往汽化部側内徑變大之錐部。 4自刀月U 器,I中如·申請專利範圍第35至38項之其中一項之汽化 ☆立泫分2部具有分散部本體,具有圓筒形或圓錐形之中 空部;及桿,具有比該圓筒形或圓錐形之中空 之外徑; I < η仫小
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    入該圓筒形或圓錐形之中空部。 六、申請專利範圍 該桿插 4〇·如申請專利範圍第35至39項之其中一 器,其中·· 堉炙几化 ★立該分^部具有分散部本體,具有圓筒形或圓錐形之中 空部,及桿’具有和該圓筒形或圓錐形中 致相同之外徑; τ二σ丨之内桉大 在該桿之外周形成1或2條以上之槽; 該桿插入該圓筒形或圓錐形之中空部。 4 1 ·如申請專利範圍第4〇項之汽化器,其中, 線狀之槽。 你 42·如申請專利範圍第4〇項之汽化器,其中,該 螺旋狀之槽。 "你 ^ 43·如申請專利範圍第40至42項之其中一項之汽化 $ ’其中’流向該槽之氣體等之流速係1〇m/sec以上。 。44·如申請專利範圍第35至43項之其中一項之汽化 器’其中’流向該槽之氣體等之流速係15m/sec以上。 45·如申請專利範圍第35至44項之其中一項之汽化 器’其中’该原料溶液係完全溶媒液或含有大小1〜1 00nm 之微粒子之液體。 46·如申請專利範圍第35至44項之其中一項之汽化 器’其中’在該原料溶液之容器之底面設置加熱裝置。 47·如申請專利範圍第35至46項之其中一項之汽化 裔’其中’該氧化性氣體係02、N20、N02之其中一種以上。 4 8 ·如申請專利範圍第1至5項之其中一項之汽化器,
    2015-5676-PF(Nl),Tcshiau.ptd 第47頁 200401841 六、申請專利範圍 k 其中,具備: ① 分散部,具有 氣體通路,在内部形成; 氣體引入口,用以將載送氣體引入該氣體通路; 一種裝置,供給該氣體通路原料溶液; 氣體出口,送給汽化部包含原料溶液之載送氣體; 以及一種裝置,用以冷卻該氣體通路; ② 及汽化部,用以將自該分散部送來之將包含原料溶 液之載送氣體加熱而令汽化,具有 汽化管,一端和成膜等各種裝置之反應部連接,另一 端和該氣體出口連接; 和加熱裝置,將汽化管加熱; 在該氣體出口之外側設置具有細孔之輻射防止部; 使得可自該氣體引入口引入載送氣體和氧化性氣體。 4 9.如申請專利範圍第48項之汽化器,其中,使得可 向該分散部附近引入載送氣體及/或氧化性氣體。 5 0.如申請專利範圍第48或49項之汽化器,其中,設 置用以冷卻連接該分散部和該汽化部之部分之冷卻裝置。 51.如申請專利範圍第48至50項之其中一項之汽化 器,其中,在該輻射防止部具有自分散部側往汽化部側内 Ο -徑變大之錐部。 5 2.如申請專利範圍第48至51項之其中一項之汽化 器,其中: 該分散部具有分散部本體,具有圓筒形或圓錐形之中
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    六、申請專利範圍 空部,及桿,具有比該圓筒形或圓錐形之中空部之内輕小 之外徑; 該桿插入該圓筒形或圓錐形之中空部。 53·如申請專利範圍第48至52項之其中一項之汽化 器’其中’該原料溶液係完全溶媒液或含有大小1〜1 〇0nm 之微粒子之液體。 54·如申請專利範圍第48至53項之其中一項之汽化 為’其中’在該原料溶液之容器之底面設置加熱裝置。 5 5·如申請專利範圍第48至54項之盆汽化 器,其中·· ,、τ只 “广ίΪ部具有分散部本體,*有圓筒形或圓錐形之中 二同;:徑具有和該圓筒形或圓錐形之中空部之内徑大 在該桿之外周形成1或2條以上之样· 該桿插入該圓筒形或圓錐形之中二邻 在乂6 專:範圍第55項之汽化:”,該槽係 在气固“或0錐形之中空部所 ;中 5 7 · —種分散器,令載 Λ狀之才曰 為設置-種裝置,♦包含該Υ體,有原料溶液’其特徵 有該原料溶液之溶媒。 、叶,合液之前之該載送氣體含 58. 如申請專利範圍第”項 成該溶媒在該汽化器之溫声妈、刀政态,其中,令包含 59. 如申請專利範圍第57^飽和狀態。 汽化器之載送氣體引入口之前V置員包之人分,器’其中,在
    2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd 苐49頁 置匕合溶媒之容器,使得 200401841 申請專利範圍 在該容器内今哉、、, μ 7載迗氣體通過。令該原專Λ1?帛57挪項之分^,其中,在 入溶媒之溶媒弓丨送氣體之部分之下游側設置用以弓丨 媒引H申請專利範圍第6〇項之分散器,发中,^ 烁引入通5^兮5•罢、六曰 甲,在古女、、六 、吩α又置流量控制器。 甘β,谷 6』·如申請專利範圍第π至“項 裔,其中,形成: 項之分散 合液通路,供給原料溶液; 此口邛,將自該多條溶液通路供給之 ", 種原料溶液混 供給通路 出 端和混合部連通,具有成為 、μ 汽化部側义 以及乳體通路,在該供給通路内配置 混合原料溶液嘴載送氣體或載送氣以,合部 c〇 乳乳之混合 •如申請專利範圍第62項之之分散琴 用以冷卻該供給通路之裴置。 狀态,其中,,/ 64·如申請專利範圍第 其中,具備: 項之汽化器, 分散器,具有 多條溶液通路,供給原料溶液; 混合部·,將自該多條溶液通路供仏 夕種原料溶液混 合; 之 形成 <1
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    端和混合部連通,呈 八坷成為汽化部側之 六、申請專利範圍 供給通路 出口; 氣體通路,在該供給通路内配 之混合原料溶液喷載送氣體或載向自該混合部出來 體; 乳體和氧氣之混合氣 以及冷卻裝置,用以冷卻該供給通 及化部,用以將自該分散器 , 之載送氣體加熱而令汽化,具有° 、來之將包含原料溶液 汽化管,一端和成膜等各種 端和該氣體出口連接; 之反應部連接’另一
    和加熱裝置,將汽化管加 在該出口之外側設置具有 在該分散喷出部附近設置 氣供給口。 孰; I、、、 y ,孔之輻射防止部; 可引入氧化性氣體之一次氧 化料利範圍-第64項之汽化器,其中,在該汽 ^ ;押岳I邛叹f 了一次氧氣供給口,可引入受到高精度之 /皿度控制之加熱後之氧化性氣體。
    π 66.如申請專利範圍第64或65項之汽化器其中使 付可將加熱之受到高精度之溫度控制之氧化性氣體之溫度 控制至加熱管(汽化管)溫度± 3 〇它。 6 7 ·如申睛專利範圍第6 4至β 6項之其中一項之汽化 器’其中,使得可將加熱之受到高精度之溫度控制之氧化 性氣體之溫度控制至加熱管(汽化管)溫度土 1 〇。〇。 6 8 ·如申請專利範圍6 4至6 7項之其中一項之汽化器’
    200401841 六、申請專利範圍 其中’没置用以加熱成管壁溫度均勻之裝置。 69·如申請專利範圍64至68項之其中一項 ς中,設定或控制加熱器,使得汽化管上區器, 量比下部區域之加熱熱量大。 域之加熱熱 7〇·如申請專利範圍64至68項之其中一項之、、 其中’具有汽化管内部之氣體溫度上升至定二器’ 為止所需之長度。 疋,皿度為附近 其中η.將如Λ請”範圍64至70項之其中一項之汽化器’ 3。〜90度 流路和原料溶液引入口形成之角度設為 中置’具有如中請專利範圍1至70項之其 Τ 項之,飞化态或分散器。 73·如申請專利範圍第72項之 膜裝置係CVD裝置。 嗎展置,其中,該成 74·如申請專利範圍第72或73項之 該成膜裝置係M0CVD裝置。 成膜裝置’其中’ 75.如申請專利範圍72至74項之龙 置,其中,具有加熱之蓮蓬頭,將成、中—項之成膜裝 氣體均勻的分散至大面積。 又到加熱而汽化之反應 76·如申請專利範圍第75項之成犋 設置 一種裝置,使用加熱之高溫氣體(空 八中 頭均勻的加熱至固定溫度。 、、氬氣等)將該· 77·如申請專利範圍72至76項之复七 杜 置,其中,該膜係STB薄膜。 ’、一項之成膜衣
    2015-5676-PF(Nl);Tcshiau.ptd 第52頁 200401841 申請專利範圍 78·如申請專利範圍74至77項之 置’其中,設置一種機構,#密的控制、之成獏裝 間之空間之溫度。 連邊碩和感受器之 79·如申請專利範圍74至78項之 置,其中,設置一種機構,將蓮蓬頭和之成膜裝 之距離控制成任意之距離。 感文為之間之空間 80·如申請專利範圍72至79項之发 置’其中,設置用以控制原料溶液之、項之成膜裝 器,*且在該液體流量控制器 :::體流量控制 氣裝置。 叫叹置用以脫氣之脫 81·如申請專利範圍第8〇項之成膜 一種i置,將原料溶液、氣壓送容器、液二中,設置 及前後之一配管,溫度控制成固定溫度。液體…制器以 化,JL特徵為^ ’令載达氣體含有原料溶液後令汽 原料溶液Hi包含該原料溶液之前之該載送氣體含有該 含成:溶如媒申Λ專:1 化範圍第82項^ 84 4 *亥 裔之溫度變成飽和狀態。 如卜·„/申清專利範圍第82或83項之汽化方法,直中, 在汽化益之載送氣體弓丨入口之前設置包含溶媒之容、哭,在 該容器内令載送氣體it過。 ^冷媒之合益在 85·如申請專利範圍第82或83項之汽化方法,丈中, 該原料·溶液含有該載送氣體之部分之下游側引、入溶
    200401841 丨1丨_ 六、申請專利範圍 8 6 ·如申請專利範圍第8 5項之汽化方法, 溶媒引入通路設置流量控制器,控制 茂、中,在該 引入。 蝶之壓力和流量後 8 7·如申請專利範圍82至86項之其中— 法,在向氣體通路引入原料溶液後,藉一入項之汽化方 原料溶液喷射載送氣體,令該原料溶^々向該所入 為原料霧,接著,供給汽化部該原料 ^ ·霧化後, 法,預先使得載送氣體中含有氧氣。 々汽化之汽化作 88·如申請專利範圍第88項之汽化方、 方 送氣體之喷射速度係1〇〜2〇〇m/s。 决’其中,节、 89·如申請專利範圍第87或88項之产 Λ栽 以0· 00 5〜2cc/min引入原料溶液。 /%化方法,其中 90·如申請專利範圍82至86項之其中〜 , 法,其中,自引入原料溶液之部分在下〜項之汽化 原料溶液令螺旋流和在該螺旋流上層流^之使栽送氣體戈 91·如申請專利範圍87至9〇項之其中 其中,在自引入原料溶液之部分 〜 >气化 冷卻原料氣體。 “ 線存教存的 9 2 ·如申請專利範圍8 8至9 J項之其中 :項〜气·, 汽化部為止之 法 93·如申請專利範圍87至92項之其中 其中,使用由熱容量大之液體或氣項之汽化 將汽化管之壁均勻的加熱。 、〜構成之熱媒體 法,其中,使用氣體溶解度小之氦壓送 ^之汽化方 、席料溶液。 2015-5676-PF(Nl)Jcshiau.ptd 第54頁 200401841
    94·如申請專利範圍87至93項之其中一項之汽化方 ^ ’其中’將稍微溶解之氣體脫氣後使用液體流量控制器 等精密的控制原料溶液流量。 ° 95·如申請專利範圍87至94項之其中一項之汽化方 法丄其中’將原料溶液、氦壓送容器、液體流量控制器以 及則後之配管之溫度控制成固定溫度。 /6·如申請專利範圍95項之汽化方法,其中,在形成 STB薄膜時,在5它〜2 〇之範圍控制。 f 9 7.如申請專利範圍9 5或9 6項之汽化方法,其中,在 形成STB薄膜時,在12 °C ± 1 °C之範圍控制。
    、98·如申請專利範圍87至97項之其中一項之汽化方 法丄其中’將原料溶液、氦壓送容器、液體流量控制器以 及前後之配管之溫度控制成固定溫度。 9 9 · 種成膜方法,使用如申請專利範圍8 2至9 8項之 其中一項之汽化方法。 、 * U〇·如f請專利範圍第99項之成膜方法,其中,在 f f待時間藉著使堆積氣體經由汽化器持續流向通氣側 7卩制反應氣體流向反應室時之流量變動。 1 〇 如申請專利範圍第9 8或9 9項之成膜方法,其中
    反應等待時間,在反應氣體經由汽化器持續流向通氣 :二控制汽化器之壓力,令抑制反應氣體流 壓力變動和流量變動。 法,i2中如申凊專利範圍9 9至101項之其中一項之成膜戈 /、 使用加熱之蓮蓬頭,將受到加熱而汽化之反
    200401841 六、申請專利範圍 氣體均均的分散至大面積。 1 0 3.如申請專利範圍第1 0 2項之成膜方法,其中,使 用加熱之高溫氣體(空氣、氬氣等)將該蓮蓬頭均勻的加熱 至固定溫度。 1 0 4.如申請專利範圍9 9至1 0 3項之其中一項之成膜方 法,其中,該膜係STB薄膜。 1 0 5.如申請專利範圍1 0 2至1 0 4項之其中一項之成膜方 法,其中,將蓮蓬頭之溫度控制至1 8 0〜2 5 0 °C。 106.如申請專利範圍102至105項之其中一項之成膜方 法,其中,將蓮蓬頭之溫度控制至2 0 0〜2 2 0 °C。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI800264B (zh) * 2021-03-11 2023-04-21 日商富士金股份有限公司 汽化器及汽化供給裝置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101184669B (zh) * 2005-05-27 2012-06-06 麒麟麦酒株式会社 阻气性塑料容器的制造装置、该容器的制造方法及该容器
JP2008196479A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Sulzer Chemtech Ag 排気ガス浄化システム
JP5427344B2 (ja) 2007-05-23 2014-02-26 株式会社渡辺商行 気化装置、及び、気化装置を備えた成膜装置
US8512934B2 (en) 2007-10-10 2013-08-20 Basf Se Sulphonium salt initiators
KR101234409B1 (ko) * 2009-09-30 2013-02-18 시케이디 가부시키가이샤 액체 기화 시스템
US9885113B2 (en) * 2011-02-28 2018-02-06 Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko Vaporizer, center rod used therein, and method for vaporizing material carried by carrier gas
KR101505354B1 (ko) * 2011-09-13 2015-03-23 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 산화막 성막 방법 및 산화막 성막 장치
JP6695701B2 (ja) * 2016-02-03 2020-05-20 株式会社Screenホールディングス 処理液気化装置と基板処理装置
KR102483924B1 (ko) * 2016-02-18 2023-01-02 삼성전자주식회사 기화기 및 이를 구비하는 박막 증착 장치
FR3050254B1 (fr) * 2016-04-13 2018-03-30 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de conversion d'un liquide en vapeur
US10147597B1 (en) * 2017-09-14 2018-12-04 Lam Research Corporation Turbulent flow spiral multi-zone precursor vaporizer
CN113226417A (zh) 2018-09-06 2021-08-06 贝格斯特罗姆创新有限责任公司 蒸发器设备和蒸发方法
EP3887567A4 (en) 2018-11-29 2022-12-07 TSI Incorporated REDUCING OR ELIMINATION OF LIQUID DEGASSING
WO2020251696A1 (en) 2019-06-10 2020-12-17 Applied Materials, Inc. Processing system for forming layers

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5776254A (en) * 1994-12-28 1998-07-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Apparatus for forming thin film by chemical vapor deposition
JP3612839B2 (ja) * 1996-02-13 2005-01-19 三菱電機株式会社 高誘電率薄膜構造、高誘電率薄膜形成方法および高誘電率薄膜形成装置
TW346676B (en) * 1996-05-14 1998-12-01 Matsushita Electron Co Ltd Method of manufacturing layered ferroelectric Bi containing film
US5835677A (en) * 1996-10-03 1998-11-10 Emcore Corporation Liquid vaporizer system and method
US6271498B1 (en) * 1997-06-23 2001-08-07 Nissin Electric Co., Ltd Apparatus for vaporizing liquid raw material and method of cleaning CVD apparatus
JP3470055B2 (ja) * 1999-01-22 2003-11-25 株式会社渡邊商行 Mocvd用気化器及び原料溶液の気化方法
US6267820B1 (en) * 1999-02-12 2001-07-31 Applied Materials, Inc. Clog resistant injection valve
JP2000345345A (ja) * 1999-06-04 2000-12-12 Mitsubishi Electric Corp Cvd装置およびcvd装置用気化装置
JP2000353700A (ja) * 1999-06-14 2000-12-19 Mitsubishi Electric Corp 高誘電率薄膜の形成方法および半導体装置の製造方法
EP1211333A3 (en) * 2000-12-01 2003-07-30 Japan Pionics Co., Ltd. Vaporizer for CVD apparatus
US7246796B2 (en) * 2001-01-18 2007-07-24 Masayuki Toda Carburetor, various types of devices using the carburetor, and method of vaporization
JP2002289556A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Fujitsu Ltd 成膜用治具及びその製造方法並びに半導体装置の製造装置
JP2003268552A (ja) * 2002-03-18 2003-09-25 Watanabe Shoko:Kk 気化器及びそれを用いた各種装置並びに気化方法
JP2004273766A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Watanabe Shoko:Kk 気化装置及びそれを用いた成膜装置並びに気化方法及び成膜方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI800264B (zh) * 2021-03-11 2023-04-21 日商富士金股份有限公司 汽化器及汽化供給裝置

Also Published As

Publication number Publication date
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