JPH02250977A - 混合物薄膜形成装置 - Google Patents
混合物薄膜形成装置Info
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- JPH02250977A JPH02250977A JP1071293A JP7129389A JPH02250977A JP H02250977 A JPH02250977 A JP H02250977A JP 1071293 A JP1071293 A JP 1071293A JP 7129389 A JP7129389 A JP 7129389A JP H02250977 A JPH02250977 A JP H02250977A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、混合物薄膜形成装置に関し、例えば酸化物
高温超電導薄膜のように、比較的高温でガス化する原料
を用いて薄膜形成を実現する装置に関するものである。
高温超電導薄膜のように、比較的高温でガス化する原料
を用いて薄膜形成を実現する装置に関するものである。
（従来の技術〕
従来、この種の装置として、例えば特公昭６４−２６６
８号公報に示されているように、１５０〜２００℃の高
温になってガス化する原料を用いた場合、熱伝導ロス等
により冷却部分に原料が析出する現象が発生することが
指摘されている。この文献では、反応管へのガス導入部
を問題にし、ガス導入部の熱伝導ロスによる冷却を防ぐ
方法について提案されている。このように単一原料を用
いる場合には、このガス導入部までのガス経路は簡単で
あり、ガス導入部以外、温度に対してそれほど注意を払
う必要は生じなかった。
８号公報に示されているように、１５０〜２００℃の高
温になってガス化する原料を用いた場合、熱伝導ロス等
により冷却部分に原料が析出する現象が発生することが
指摘されている。この文献では、反応管へのガス導入部
を問題にし、ガス導入部の熱伝導ロスによる冷却を防ぐ
方法について提案されている。このように単一原料を用
いる場合には、このガス導入部までのガス経路は簡単で
あり、ガス導入部以外、温度に対してそれほど注意を払
う必要は生じなかった。
一方、ＧａＡｓ１ｌｌ形成用に代表される化合物薄膜形
成装置は、例えば特開昭６３−９０１２１号公報に示さ
れているように、そのガス供給系のガス経路は非常に複
雑である。このような、複雑な経路をとる理由は次のよ
うなものである。
成装置は、例えば特開昭６３−９０１２１号公報に示さ
れているように、そのガス供給系のガス経路は非常に複
雑である。このような、複雑な経路をとる理由は次のよ
うなものである。
即ち、固体原料を用いてその昇華してガス化したものを
反応ガスとして使用する場合、そのガスの供給量をマス
フローコントローラ等で制御されたキャリアガスと呼ば
れる不活性ガスの流量で制御する。従って、実質の反応
ガスを制御するためには、一定のキャリアガス体積に含
まれる反応ガス量を一定に保つ必要がある。このために
は、固体から昇華して発生するガス量の経時変化をなく
すことが重要であり、そのために、昇華槽内のガス圧力
を一定に保つような工夫がなされている。
反応ガスとして使用する場合、そのガスの供給量をマス
フローコントローラ等で制御されたキャリアガスと呼ば
れる不活性ガスの流量で制御する。従って、実質の反応
ガスを制御するためには、一定のキャリアガス体積に含
まれる反応ガス量を一定に保つ必要がある。このために
は、固体から昇華して発生するガス量の経時変化をなく
すことが重要であり、そのために、昇華槽内のガス圧力
を一定に保つような工夫がなされている。
また、昇華槽にキャリアガスを導入する瞬間のいわゆる
非定常時には、昇華の状態が不安定であるので、反応室
を通らない、いわゆる捨てラインを持ち、初期には反応
ガスを捨てラインに流し、定常状態に達してから始めて
反応ガスを反応室へ導入する方法が一般的である。また
、このような昇華性固体原料を２種類以上用いる場合に
は、そのガスの切換えが損失時間なく瞬時に行なえるよ
うに、ブロックパルプと呼ばれるデッドスペースの小さ
な一体型選択バルブを用いて行なれるようになり、安定
なガス供給が実現されるようになってきた。
非定常時には、昇華の状態が不安定であるので、反応室
を通らない、いわゆる捨てラインを持ち、初期には反応
ガスを捨てラインに流し、定常状態に達してから始めて
反応ガスを反応室へ導入する方法が一般的である。また
、このような昇華性固体原料を２種類以上用いる場合に
は、そのガスの切換えが損失時間なく瞬時に行なえるよ
うに、ブロックパルプと呼ばれるデッドスペースの小さ
な一体型選択バルブを用いて行なれるようになり、安定
なガス供給が実現されるようになってきた。
上記のような従来の化合物薄膜形成装置は、室温におい
て充分蒸気圧のとれる、例えばトリメチルガリウムのよ
うな昇華性原料等を用いる時を念頭において開発されて
きており、供給系、特に昇華槽以外の部分の温度制御に
ついては、それほど注意が払われていなかった。
て充分蒸気圧のとれる、例えばトリメチルガリウムのよ
うな昇華性原料等を用いる時を念頭において開発されて
きており、供給系、特に昇華槽以外の部分の温度制御に
ついては、それほど注意が払われていなかった。
一方、最近発見された酸化物高温超電導体の薄膜形成用
の原料は、室温付近では殆んどガス化せず、ガス化する
ためには、１００″Ｃもしくはそれ以上の高温を必要と
する。従って、このような原料をガスとして安定に反応
室へ供給するためには、その供給系がガス化温度以上に
保持されている必要があるばかりでな（、そのガス化麹
度は原料によって違い、それぞれの原料を適当なガス圧
が取れる温度に独立に制御し、かつ従来のように安定な
ガス供給を実現する必要がある。
の原料は、室温付近では殆んどガス化せず、ガス化する
ためには、１００″Ｃもしくはそれ以上の高温を必要と
する。従って、このような原料をガスとして安定に反応
室へ供給するためには、その供給系がガス化温度以上に
保持されている必要があるばかりでな（、そのガス化麹
度は原料によって違い、それぞれの原料を適当なガス圧
が取れる温度に独立に制御し、かつ従来のように安定な
ガス供給を実現する必要がある。
従って、化合物薄膜形成装置においては、昇華槽ばかり
でなく、昇華槽以外の供給系部分もきっちりと温度制御
をする必要がある。
でなく、昇華槽以外の供給系部分もきっちりと温度制御
をする必要がある。
しかし、バルブ、特に一体型バルブと単なる配管部分と
の熱容量差は大きく、例えば両者を同一制御するとそこ
で大きな温度差が生じ、供給系内に制御不能な温度分布
が生じ、供給系内で析出が生じる等により、安定なガス
供給ができないという問題点があった。
の熱容量差は大きく、例えば両者を同一制御するとそこ
で大きな温度差が生じ、供給系内に制御不能な温度分布
が生じ、供給系内で析出が生じる等により、安定なガス
供給ができないという問題点があった。
この発明は上記のような従来のものの問題点に鑑みてな
されたもので、高温でガス化する原料を用いる場合でも
安定なガス供給ができる混合物薄膜形成装置を提供する
ことを目的としている。
されたもので、高温でガス化する原料を用いる場合でも
安定なガス供給ができる混合物薄膜形成装置を提供する
ことを目的としている。
この発明に係る混合物薄膜形成装置は、温度間ｆｆ１（
ＴＩ）された第１の原料を入れた第１昇華槽と、温度制
御（Ｔりされた第１の原料ガスを引き出す第１導出管と
、上記第１昇華槽とは別に温度制御（Ｔ６）された第２
の原料を入れた第２昇華槽と、上記第１導出管とは別に
温度間１（７４）された第２の原料ガスを引き出す第２
導出管と、それぞれのガス量を制御する第１．第２の流
量制御部と、それぞれ引き出された原料ガスを混合する
、独立に温度制御１（Ｔｉ）されたガス混合部を有する
ガス供給系と、混合されたガスが析出することのないよ
うに独立に温度間？Ｉ（Ｔ６）されたガス輸送系と、輸
送されてきたガスから薄膜を堆積させる反応室および排
気系とで構成し、更にその温度制御状態がＴＩ＜Ｔ！≦
Ｔ４≦Ｔｓ≦Ｔ、かつＴＩ ＜’ｒ３＜Ｔ、≦Ｔ６を満
足するように温度制御を行なうようにしたものである。
ＴＩ）された第１の原料を入れた第１昇華槽と、温度制
御（Ｔりされた第１の原料ガスを引き出す第１導出管と
、上記第１昇華槽とは別に温度制御（Ｔ６）された第２
の原料を入れた第２昇華槽と、上記第１導出管とは別に
温度間１（７４）された第２の原料ガスを引き出す第２
導出管と、それぞれのガス量を制御する第１．第２の流
量制御部と、それぞれ引き出された原料ガスを混合する
、独立に温度制御１（Ｔｉ）されたガス混合部を有する
ガス供給系と、混合されたガスが析出することのないよ
うに独立に温度間？Ｉ（Ｔ６）されたガス輸送系と、輸
送されてきたガスから薄膜を堆積させる反応室および排
気系とで構成し、更にその温度制御状態がＴＩ＜Ｔ！≦
Ｔ４≦Ｔｓ≦Ｔ、かつＴＩ ＜’ｒ３＜Ｔ、≦Ｔ６を満
足するように温度制御を行なうようにしたものである。
この発明におけるガス供給系では、それぞれの昇華槽、
導出管、およびガス混合部を独立に温度制御するような
構成を採ったので、供給系内に制御不可能な温度分布が
生じることをなくすように作用する。また、ガス化温度
の低い原料を用いる第１の昇華槽および第１の導出管は
、ガス混合部まで適切な温度勾配が形成できるように作
用する。
導出管、およびガス混合部を独立に温度制御するような
構成を採ったので、供給系内に制御不可能な温度分布が
生じることをなくすように作用する。また、ガス化温度
の低い原料を用いる第１の昇華槽および第１の導出管は
、ガス混合部まで適切な温度勾配が形成できるように作
用する。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
図面は本発明の一実施例による混合物薄膜形成装置を示
し、図において、１は第１の昇華槽、２は第２の昇華槽
、３は第１のガスを導出する第１導出管、４は第２導出
管、５はガス混合部、６は混合されたガスを輸送する輸
送系、７は反応室、８は排気系、９．１０はそれぞれ第
１の昇華槽、第２の昇華槽に入って、いる、例えばＹｚ
（Ｃ＋＋Ｈｔ＊０ｔ）ｔ。
し、図において、１は第１の昇華槽、２は第２の昇華槽
、３は第１のガスを導出する第１導出管、４は第２導出
管、５はガス混合部、６は混合されたガスを輸送する輸
送系、７は反応室、８は排気系、９．１０はそれぞれ第
１の昇華槽、第２の昇華槽に入って、いる、例えばＹｚ
（Ｃ＋＋Ｈｔ＊０ｔ）ｔ。
Ｃｕｚ（ＣｚＨ＋＊Ｏｇ）を等の原料より発生するガス
の供給量を制御するガス流量制御部、１１〜１６はそれ
ぞれ独立に動作する温度調整部を示す。またＡ、Ｂはそ
れぞれガス化温度Ｔ、Ｔ富（Ｔ Ｉ＜ Ｔ ｔ）の第１
．第２の原料を示す。
の供給量を制御するガス流量制御部、１１〜１６はそれ
ぞれ独立に動作する温度調整部を示す。またＡ、Ｂはそ
れぞれガス化温度Ｔ、Ｔ富（Ｔ Ｉ＜ Ｔ ｔ）の第１
．第２の原料を示す。
次に動作について説明する。流量制御部９によって流量
制御されたキャリアガスは温度制御部１１でＴ−に温度
制御された第１の昇華槽１に入り、ここで中に入ってい
る第１の原料Ａのガス化成分を引きつれて温度制御部１
３によって７３（ＴＩ ＜Ｔ６）に温度調整された第１
導出管３に運びこまれ、さらに温度制御部１５によって
Ｔｓ（Ｔｓ ＜’ｒｓ）に温度調整されたガス混合部５
に達する。
制御されたキャリアガスは温度制御部１１でＴ−に温度
制御された第１の昇華槽１に入り、ここで中に入ってい
る第１の原料Ａのガス化成分を引きつれて温度制御部１
３によって７３（ＴＩ ＜Ｔ６）に温度調整された第１
導出管３に運びこまれ、さらに温度制御部１５によって
Ｔｓ（Ｔｓ ＜’ｒｓ）に温度調整されたガス混合部５
に達する。
同じように、流量制御部１０によって流量調整されたキ
ャリアガスは温度制御部１２でＴ、（Ｔ。
ャリアガスは温度制御部１２でＴ、（Ｔ。
くＴ６）に調整された第２の昇華槽２でその中に入って
いる第２の原料Ｂのガス化成分を引きつれて温度制御部
１４でＴ、（Ｔ、≦Ｔ４≦Ｔｓ）に温度調整された第２
の導出管４を経てガス混合部５に達する。
いる第２の原料Ｂのガス化成分を引きつれて温度制御部
１４でＴ、（Ｔ、≦Ｔ４≦Ｔｓ）に温度調整された第２
の導出管４を経てガス混合部５に達する。
ガス混合部５に達した２つのガスはここで混合されて、
温度制御部１６でＴ ＆ （Ｔ ｓ≦Ｔ＆）に温度調整
されたガス輸送系６を経て反応室７に送られ、反応室で
シリコンウェハ、ＭｇＯ，ＹｓＺ等の基板７ａ上に所定
の混合物膜を形成した後、残さガスが排気系８を経て排
ガス処理設備に送られる。
温度制御部１６でＴ ＆ （Ｔ ｓ≦Ｔ＆）に温度調整
されたガス輸送系６を経て反応室７に送られ、反応室で
シリコンウェハ、ＭｇＯ，ＹｓＺ等の基板７ａ上に所定
の混合物膜を形成した後、残さガスが排気系８を経て排
ガス処理設備に送られる。
このように、ガス化温度の高い（Ｔ６）原料Ｂが通ると
ころの第２導出管４．ガス混合部５．ガス輸送系６の温
度はそれぞれＴ、、Ｔ％、Ｔ、とＴ２以上の温度に調整
できるので、途中で析出したりすることはない。又、ガ
ス化温度の低い（Ｔ６）原料Ａは高い温度（Ｔ６）に調
整されたガス混合部５に行く前にＴ、とＴ、との間の温
度（Ｔ６）に調整できる第１導出管３を通るので、Ｔ、
とＴ、との温度差が大きくても安定な温度分布を形成で
きる。
ころの第２導出管４．ガス混合部５．ガス輸送系６の温
度はそれぞれＴ、、Ｔ％、Ｔ、とＴ２以上の温度に調整
できるので、途中で析出したりすることはない。又、ガ
ス化温度の低い（Ｔ６）原料Ａは高い温度（Ｔ６）に調
整されたガス混合部５に行く前にＴ、とＴ、との間の温
度（Ｔ６）に調整できる第１導出管３を通るので、Ｔ、
とＴ、との温度差が大きくても安定な温度分布を形成で
きる。
又、ガス混合部がそのガス混合を十分に行なうため、あ
るいは、いわゆるガスの捨てラインを持つガス選択機能
を有するために、熱容量が大きい物を使用していても、
ここを単独で温度調整しているので、温度調整不良等の
問題が発生する心配もない。
るいは、いわゆるガスの捨てラインを持つガス選択機能
を有するために、熱容量が大きい物を使用していても、
ここを単独で温度調整しているので、温度調整不良等の
問題が発生する心配もない。
なお、上記実施例においては、２．つの昇華性原料を用
いているが、３つ以上の系においても同様な考えで実施
することができる。
いているが、３つ以上の系においても同様な考えで実施
することができる。
また、温度ブロックの構成は基本的なものだけを示して
おり、例えば途中の配管が複雑もしくは昇華槽とガス混
合部の温度差が大きくて、導出管部分を２分以上して制
御する必要があるような場合にはそれを妨げるものでは
ない。
おり、例えば途中の配管が複雑もしくは昇華槽とガス混
合部の温度差が大きくて、導出管部分を２分以上して制
御する必要があるような場合にはそれを妨げるものでは
ない。
また、例えば図中の導出管４と輸送系６とが熱容量がほ
ぼ等しく、かつ設定温度も同じ場合に、その温度制御部
のコントローラや検出部を兼用することを妨げるもので
はない。
ぼ等しく、かつ設定温度も同じ場合に、その温度制御部
のコントローラや検出部を兼用することを妨げるもので
はない。
また、キャリアガスの流量調整でガス流量を制御せず、
昇華槽から出てきたガスを直接制御するような昇華槽と
導出管との間に流量制御部があるようなタイプでも、そ
れぞれの流量制御部を独立の温度制御ブロックと考えれ
ば、通用可能である。
昇華槽から出てきたガスを直接制御するような昇華槽と
導出管との間に流量制御部があるようなタイプでも、そ
れぞれの流量制御部を独立の温度制御ブロックと考えれ
ば、通用可能である。
更に、ガス混合部が、反応ガスを反応室へ輸送する出口
と、反応ガスを排気系へ直接輸送する出口とを持ち、か
つそれぞれ引き出された原料ガスを混合して反応室へ輸
送したり、第１のガスのみを反応室へ輸送し、第２のガ
スは直接排気系へ輸送したりする選択機能を持つもので
構成することにより、反応中に混合状態を変え、性質の
異なった層状混合物も形成可能なように構成してもよい
ことは言うまでもない０、なお、この場合選択機能部は
熱容量が大きくなるので別途温度制御する必要がある。
と、反応ガスを排気系へ直接輸送する出口とを持ち、か
つそれぞれ引き出された原料ガスを混合して反応室へ輸
送したり、第１のガスのみを反応室へ輸送し、第２のガ
スは直接排気系へ輸送したりする選択機能を持つもので
構成することにより、反応中に混合状態を変え、性質の
異なった層状混合物も形成可能なように構成してもよい
ことは言うまでもない０、なお、この場合選択機能部は
熱容量が大きくなるので別途温度制御する必要がある。
以上のように、この発明に係る混合物薄膜形成装置によ
れば、ガス供給系の温度制御を、ガスの経路に合わせて
ブロックに分け、それぞれ独立に温度制御が可能な構成
を採ったので、ガス化温度の違う２種類の原料を用いて
も、その供給系の途中で析出したりすることなく、安定
に混合ガスを供給できるようになり、その結果、反応室
において再現性良く、所望の混合薄膜ガスが形成できる
効果がある。
れば、ガス供給系の温度制御を、ガスの経路に合わせて
ブロックに分け、それぞれ独立に温度制御が可能な構成
を採ったので、ガス化温度の違う２種類の原料を用いて
も、その供給系の途中で析出したりすることなく、安定
に混合ガスを供給できるようになり、その結果、反応室
において再現性良く、所望の混合薄膜ガスが形成できる
効果がある。
図面はこの発明の一実施例による混合物薄膜形成装置を
示すブロック構成図である。 図において、１．２は昇華槽、３．４は導出管、５はガ
ス混合部、６は輸送系、７は反応室、８はガス輸送系、
９．１０はガス流量調整部、１１〜６は温度調整部であ
る。
示すブロック構成図である。 図において、１．２は昇華槽、３．４は導出管、５はガ
ス混合部、６は輸送系、７は反応室、８はガス輸送系、
９．１０はガス流量調整部、１１〜６は温度調整部であ
る。
Claims (1)
- （１）温度制御（Ｔ＿１）された、第１の原料を入れた
第１昇華槽と、 温度制御（Ｔ＿２）された、第１の原料ガスを引き出す
第１導出管と、 上記第１昇華槽とは別個に温度制御（Ｔ＿３）された、
第２の原料を入れた第２昇華槽と、 上記第２昇華槽とは別個に温度制御（Ｔ＿４）された、
第２の原料ガスを引き出す第２導出管と、それぞれのガ
ス量を制御する第１、第２の流量制御部と、 それぞれ引き出された原料ガスを混合する、独立に温度
制御（Ｔ＿５）されたガス混合部を有するガス供給系と
、 混合されたガスが析出することのないように独立に温度
制御（Ｔ＿６）されたガス輸送系と、輸送されてきたガ
スから薄膜を堆積させる反応室および排気系とを備え、 Ｔ＿１＜Ｔ＿２≦Ｔ＿４≦Ｔ＿５≦Ｔ＿６かつＴ＿１＜
Ｔ＿３＜Ｔ＿５≦Ｔ＿６を満足するように温度制御状態
が設定されていることを特徴とする混合物薄膜形成装置
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1071293A JP2773893B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 混合物薄膜形成装置 |
| US07/801,627 US5186120A (en) | 1989-03-22 | 1991-12-04 | Mixture thin film forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1071293A JP2773893B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 混合物薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250977A true JPH02250977A (ja) | 1990-10-08 |
| JP2773893B2 JP2773893B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=13456490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1071293A Expired - Lifetime JP2773893B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 混合物薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773893B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480488A (en) * | 1992-10-28 | 1996-01-02 | Schott Glaswerke | Apparatus for supplying CVD coating devices |
| DE10005820C1 (de) * | 2000-02-10 | 2001-08-02 | Schott Glas | Gasversorungsvorrichtung für Precursoren geringen Dampfdrucks |
| JP2008502135A (ja) * | 2004-06-04 | 2008-01-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 基材を処理するためのプロセス加工システムおよび方法 |
| JP2022136704A (ja) * | 2021-03-08 | 2022-09-21 | 大陽日酸株式会社 | 固体材料供給装置、及び固体材料供給方法 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP1071293A patent/JP2773893B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480488A (en) * | 1992-10-28 | 1996-01-02 | Schott Glaswerke | Apparatus for supplying CVD coating devices |
| DE10005820C1 (de) * | 2000-02-10 | 2001-08-02 | Schott Glas | Gasversorungsvorrichtung für Precursoren geringen Dampfdrucks |
| JP2003527481A (ja) * | 2000-02-10 | 2003-09-16 | カール ツァイス シュティフトゥング | 蒸気圧の低い前駆体用のガス供給装置 |
| US7413767B2 (en) | 2000-02-10 | 2008-08-19 | Schott Ag | Gas supply method in a CVD coating system for precursors with a low vapor pressure |
| JP4772246B2 (ja) * | 2000-02-10 | 2011-09-14 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 蒸気圧の低い前駆体用のガス供給装置 |
| JP2008502135A (ja) * | 2004-06-04 | 2008-01-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 基材を処理するためのプロセス加工システムおよび方法 |
| JP2022136704A (ja) * | 2021-03-08 | 2022-09-21 | 大陽日酸株式会社 | 固体材料供給装置、及び固体材料供給方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2773893B2 (ja) | 1998-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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