JPH0633242A - ＣＶＤ装置及びＴｉＮ薄膜形成方法 - Google Patents
ＣＶＤ装置及びＴｉＮ薄膜形成方法Info
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- JPH0633242A JPH0633242A JP21469292A JP21469292A JPH0633242A JP H0633242 A JPH0633242 A JP H0633242A JP 21469292 A JP21469292 A JP 21469292A JP 21469292 A JP21469292 A JP 21469292A JP H0633242 A JPH0633242 A JP H0633242A
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- gas
- gases
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２種類以上のガスを別個に供給して、かつ、
これらを均一に拡散及び混合して基板に到達させるよう
にする。 【構成】 円筒管４２と内管４４の間にＴｉＣｌ4ガス
６６を５ｓｃｃｍの流量で導入し、内管４４の内部には
ＮＨ3ガス６８を４００ｓｃｃｍの流量で導入する。反
応室３０をターボ分子ポンプで排気して反応室３０内を
３００ｍＴｏｒｒに保つ。ＴｉＣｌ4はヒータ４６で加
熱する。円筒管４２から吹き出した２種類のガスは、翼
５６に衝突して、翼５６を回転させる。これにより、２
種類のガスは十分に混合される。基板３６はヒータ３２
によって６００℃に加熱され、この基板３６上で２種類
のガスが反応して均一なＴｉＮ薄膜が形成される。
これらを均一に拡散及び混合して基板に到達させるよう
にする。 【構成】 円筒管４２と内管４４の間にＴｉＣｌ4ガス
６６を５ｓｃｃｍの流量で導入し、内管４４の内部には
ＮＨ3ガス６８を４００ｓｃｃｍの流量で導入する。反
応室３０をターボ分子ポンプで排気して反応室３０内を
３００ｍＴｏｒｒに保つ。ＴｉＣｌ4はヒータ４６で加
熱する。円筒管４２から吹き出した２種類のガスは、翼
５６に衝突して、翼５６を回転させる。これにより、２
種類のガスは十分に混合される。基板３６はヒータ３２
によって６００℃に加熱され、この基板３６上で２種類
のガスが反応して均一なＴｉＮ薄膜が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分離して供給する必要
のある２種類以上のガスを反応室に導入して基板上に成
膜するＣＶＤ装置と、この装置を用いたＴｉＮ薄膜形成
方法とに関し、特にガスの混合方式に特徴のあるＣＶＤ
装置とＴｉＮ薄膜形成方法に関する。
のある２種類以上のガスを反応室に導入して基板上に成
膜するＣＶＤ装置と、この装置を用いたＴｉＮ薄膜形成
方法とに関し、特にガスの混合方式に特徴のあるＣＶＤ
装置とＴｉＮ薄膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】２種類以上の出発ガスを用いてＣＶＤ法
で薄膜形成を行なう場合、均一な組成と膜質を得るため
には、基板表面の全面にわたって２種類以上のガスの混
合比率を一定にする必要がある。この場合、反応室にガ
スを供給する前に２種類以上のガスをあらかじめ十分混
合して供給できるような場合は問題ない。しかし、あら
かじめ混合することによって望ましくない反応が起こる
ようなガスの組み合わせの場合は、反応室まで別々に供
給して、しかも基板上では十分に混合するような、ガス
供給構造が必要となる。
で薄膜形成を行なう場合、均一な組成と膜質を得るため
には、基板表面の全面にわたって２種類以上のガスの混
合比率を一定にする必要がある。この場合、反応室にガ
スを供給する前に２種類以上のガスをあらかじめ十分混
合して供給できるような場合は問題ない。しかし、あら
かじめ混合することによって望ましくない反応が起こる
ようなガスの組み合わせの場合は、反応室まで別々に供
給して、しかも基板上では十分に混合するような、ガス
供給構造が必要となる。
【０００３】２種類のガスを供給する例としては、チタ
ン化合物のガスと窒素化合物のガスとを利用してＣＶＤ
法によりＴｉＮ薄膜を形成する場合がある。ＴｉＮ薄膜
は、例えば高集積回路ＩＣにおいてバリア膜として使用
される。図６は、ＴｉＮ薄膜形成用のガス供給装置とし
て用いられる従来のガス拡散装置の平面図である。この
ガス拡散装置は、２個の櫛形配管１０、１２を用いてお
り、交互に配置された噴出管１８の吹き出し孔２０から
ガスが噴出するようになっている。この例では、ＴｉＣ
ｌ4ガスとＮ2ガスとを混合してから、この混合ガス１４
を二つの櫛形配管１０と１２の入口から導入している。
この種の例は、例えば、「真空」、第２９巻、第５号、
１９８６年、第１５６〜１５９頁に示されている。
ン化合物のガスと窒素化合物のガスとを利用してＣＶＤ
法によりＴｉＮ薄膜を形成する場合がある。ＴｉＮ薄膜
は、例えば高集積回路ＩＣにおいてバリア膜として使用
される。図６は、ＴｉＮ薄膜形成用のガス供給装置とし
て用いられる従来のガス拡散装置の平面図である。この
ガス拡散装置は、２個の櫛形配管１０、１２を用いてお
り、交互に配置された噴出管１８の吹き出し孔２０から
ガスが噴出するようになっている。この例では、ＴｉＣ
ｌ4ガスとＮ2ガスとを混合してから、この混合ガス１４
を二つの櫛形配管１０と１２の入口から導入している。
この種の例は、例えば、「真空」、第２９巻、第５号、
１９８６年、第１５６〜１５９頁に示されている。
【０００４】図７は別のガス拡散装置の平面図である。
これは、シャワ−ヘッド型であり、一方の導入管２２か
らＴｉＣｌ4ガス２３を、他方の導入管２４からＮＨ3ガ
ス２５を導入し、両者を円筒体２６の内部で混合して、
円筒体２６の端面の拡散板２７の表面に開口している吹
き出し孔２８から噴出させる。円筒体２６は２５０℃程
度に加熱している。この種の例は、例えば、特開平３−
６４４７３号公報に示されている。
これは、シャワ−ヘッド型であり、一方の導入管２２か
らＴｉＣｌ4ガス２３を、他方の導入管２４からＮＨ3ガ
ス２５を導入し、両者を円筒体２６の内部で混合して、
円筒体２６の端面の拡散板２７の表面に開口している吹
き出し孔２８から噴出させる。円筒体２６は２５０℃程
度に加熱している。この種の例は、例えば、特開平３−
６４４７３号公報に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＣＶＤ法によるＴｉＮ
薄膜の形成においては、原料ガスＴｉＣｌ4とＮＨ3とを
混合する場合に次のような制約がある。ＴｉＣｌ4は蒸
気圧が低いため、混合するまで高温状態（１気圧では沸
点１３６℃以上）に保たなければならない。さらに、混
合後は、ある一定温度以下ではＴｉＣｌ4・２ＮＨ3とい
う不純物が生成されるという問題がある。この不純物が
生成する温度は１８０〜３５０℃という報告がなされて
いる。したがって、混合ガスの温度が低いと上述の不純
物が、ガスを供給する通路の壁面などに付着してしま
う。そのために、この２種類のガスは分離して供給し
て、成膜直前で混合した方が良いことがわかる。また、
コンタクトホ−ルへ成膜する場合には、化学反応が基板
表面で起こる方が良好なカバレッジを得ることができる
ので、このような観点からも上述の２種類のガスは分離
供給した方が良い。
薄膜の形成においては、原料ガスＴｉＣｌ4とＮＨ3とを
混合する場合に次のような制約がある。ＴｉＣｌ4は蒸
気圧が低いため、混合するまで高温状態（１気圧では沸
点１３６℃以上）に保たなければならない。さらに、混
合後は、ある一定温度以下ではＴｉＣｌ4・２ＮＨ3とい
う不純物が生成されるという問題がある。この不純物が
生成する温度は１８０〜３５０℃という報告がなされて
いる。したがって、混合ガスの温度が低いと上述の不純
物が、ガスを供給する通路の壁面などに付着してしま
う。そのために、この２種類のガスは分離して供給し
て、成膜直前で混合した方が良いことがわかる。また、
コンタクトホ−ルへ成膜する場合には、化学反応が基板
表面で起こる方が良好なカバレッジを得ることができる
ので、このような観点からも上述の２種類のガスは分離
供給した方が良い。
【０００６】しかし、混合が十分に進まないうちにガス
が基板に到達してしまうと、不均一な混合ガスが基板に
触れることになり、同一基板上でも膜質が不均一になる
という問題がある。
が基板に到達してしまうと、不均一な混合ガスが基板に
触れることになり、同一基板上でも膜質が不均一になる
という問題がある。
【０００７】上述の図６に示すガス拡散装置は、窒素化
合物ガスとしてＮ2ガスを用いるものである。このガス
拡散装置を利用してＴｉＣｌ4とＮＨ3とを供給すると次
のような問題がある。ＮＨ3はＮ2より反応性が高いの
で、櫛形配管の温度が低いと、ガス吹き出し孔の近傍
で、蒸気圧の低いＴｉＣｌ4とＮＨ3とが反応して不純物
が生成され、この不純物が吹き出し孔に付着して吹き出
し孔が詰まってしまうことがある。また、櫛形配管構造
では、ガス混合の不完全性も解決できていない。
合物ガスとしてＮ2ガスを用いるものである。このガス
拡散装置を利用してＴｉＣｌ4とＮＨ3とを供給すると次
のような問題がある。ＮＨ3はＮ2より反応性が高いの
で、櫛形配管の温度が低いと、ガス吹き出し孔の近傍
で、蒸気圧の低いＴｉＣｌ4とＮＨ3とが反応して不純物
が生成され、この不純物が吹き出し孔に付着して吹き出
し孔が詰まってしまうことがある。また、櫛形配管構造
では、ガス混合の不完全性も解決できていない。
【０００８】上述の図７に示すガス拡散装置では、Ｔｉ
Ｃｌ4とＮＨ3は円筒体２６の内部で均一に混合すると考
えられる。しかし、混合されたガスは拡散板２７に遮ら
れるかたちとなる。温度の高低によっては、拡散板２７
に不純物やＴｉＮが成膜して、吹き出し孔２８をふさぐ
恐れがある。また、ガスの導入量と吹き出し量とが同量
であればよいが、ガス導入量の方が多かった場合は、や
はり内側に反応物が析出してしまう。すなわち、２種類
のガスは基板上で反応する前に、拡散板２７の内側で反
応してしまう恐れがある。円筒体２６及び拡散板２７を
加熱するような対策をとっても、温度が限定されている
ことからそれを維持するのが難しいので実用的には無理
である。
Ｃｌ4とＮＨ3は円筒体２６の内部で均一に混合すると考
えられる。しかし、混合されたガスは拡散板２７に遮ら
れるかたちとなる。温度の高低によっては、拡散板２７
に不純物やＴｉＮが成膜して、吹き出し孔２８をふさぐ
恐れがある。また、ガスの導入量と吹き出し量とが同量
であればよいが、ガス導入量の方が多かった場合は、や
はり内側に反応物が析出してしまう。すなわち、２種類
のガスは基板上で反応する前に、拡散板２７の内側で反
応してしまう恐れがある。円筒体２６及び拡散板２７を
加熱するような対策をとっても、温度が限定されている
ことからそれを維持するのが難しいので実用的には無理
である。
【０００９】本発明の目的は、２種類以上のガスを別個
に供給して、かつ、これらを均一に拡散および混合して
基板に到達させるようにしたＣＶＤ装置と、この装置を
用いたＴｉＮ薄膜形成方法を提供することにある。
に供給して、かつ、これらを均一に拡散および混合して
基板に到達させるようにしたＣＶＤ装置と、この装置を
用いたＴｉＮ薄膜形成方法を提供することにある。
【００１０】
【００１１】第１の発明は、複数種類のガスを反応室に
導入して、基板ホルダーに支持された基板上に成膜する
ＣＶＤ装置において、複数種類のガスを分離して吹き出
すガス吹き出し口と前記基板ホルダーとの間に、回転す
る翼を設けたものである。この発明は２種類以上のガス
を供給するものであればどのような形式のＣＶＤ装置に
も適用できる。例えば、プラズマＣＶＤ装置、減圧ＣＶ
Ｄ装置、常圧ＣＶＤ装置、光ＣＶＤ装置などに適用でき
る。回転する翼は、ガスの流れによって回転する形式で
も、外部からの動力によって回転する形式でもよい。こ
のような回転翼を利用すると、ガス吹き出し口から出た
２種類以上のガスは翼によって拡散、混合され、均一な
混合ガスとなって基板に到達する。したがって、形成さ
れる膜質も均一となる。回転翼の手前までは２種類以上
のガスを互いに分離して供給することにより、ガスをあ
らかじめ混合することによって生じるであろう不都合を
回避できる。
導入して、基板ホルダーに支持された基板上に成膜する
ＣＶＤ装置において、複数種類のガスを分離して吹き出
すガス吹き出し口と前記基板ホルダーとの間に、回転す
る翼を設けたものである。この発明は２種類以上のガス
を供給するものであればどのような形式のＣＶＤ装置に
も適用できる。例えば、プラズマＣＶＤ装置、減圧ＣＶ
Ｄ装置、常圧ＣＶＤ装置、光ＣＶＤ装置などに適用でき
る。回転する翼は、ガスの流れによって回転する形式で
も、外部からの動力によって回転する形式でもよい。こ
のような回転翼を利用すると、ガス吹き出し口から出た
２種類以上のガスは翼によって拡散、混合され、均一な
混合ガスとなって基板に到達する。したがって、形成さ
れる膜質も均一となる。回転翼の手前までは２種類以上
のガスを互いに分離して供給することにより、ガスをあ
らかじめ混合することによって生じるであろう不都合を
回避できる。
【００１２】第２の発明は、第１の発明において、ガス
の吹き出しによって前記翼を回転させるようにしたもの
である。このように、ガスの流れを利用して翼を回転さ
せるようにすれば、翼を回転駆動するための装置を別個
に設ける必要がない。
の吹き出しによって前記翼を回転させるようにしたもの
である。このように、ガスの流れを利用して翼を回転さ
せるようにすれば、翼を回転駆動するための装置を別個
に設ける必要がない。
【００１３】第３の発明は、第２の発明において、先端
部が回転接触部分となっている軸と、この軸の先端部を
回転可能に支持する凹部とからなる軸受装置によって前
記翼を支持するようにしたものである。ガスの流れを利
用して翼を回転させる場合、翼が受ける回転トルクはあ
まり大きなものではない。したがって、翼を回転支持す
るための軸受は、回転の際の摩擦抵抗ができるだけ小さ
い方がよい。本発明のように、軸の先端部を凹部で支持
するような構成にすると、回転接触部分の面積が小さい
ので、翼は小さな回転トルクで回転できるようになる。
部が回転接触部分となっている軸と、この軸の先端部を
回転可能に支持する凹部とからなる軸受装置によって前
記翼を支持するようにしたものである。ガスの流れを利
用して翼を回転させる場合、翼が受ける回転トルクはあ
まり大きなものではない。したがって、翼を回転支持す
るための軸受は、回転の際の摩擦抵抗ができるだけ小さ
い方がよい。本発明のように、軸の先端部を凹部で支持
するような構成にすると、回転接触部分の面積が小さい
ので、翼は小さな回転トルクで回転できるようになる。
【００１４】第４の発明は、第１の発明において、モ−
タによって前記翼を回転させるようにしたものである。
所望の回転トルクで安定的に翼を回転させることを重視
する場合には、このように外部のモータによって翼を回
転させることができる。
タによって前記翼を回転させるようにしたものである。
所望の回転トルクで安定的に翼を回転させることを重視
する場合には、このように外部のモータによって翼を回
転させることができる。
【００１５】第５の発明は、ＣＶＤ法によるＴｉＮ薄膜
形成方法に関するものであり、チタン化合物のガスと窒
素化合物のガスとを分離した状態で反応室に供給し、回
転する翼によってこれらのガスを混合して、ＣＶＤ法に
よって基板上にＴｉＮ薄膜を形成するものである。チタ
ン化合物のガスとしてはＴｉＣｌ4、ＣＨ3ＴｉＣｌ3、
Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4、
を、窒素化合物としてはＮＨ3、ＮＨ4、Ｎ2を利用でき
る。
形成方法に関するものであり、チタン化合物のガスと窒
素化合物のガスとを分離した状態で反応室に供給し、回
転する翼によってこれらのガスを混合して、ＣＶＤ法に
よって基板上にＴｉＮ薄膜を形成するものである。チタ
ン化合物のガスとしてはＴｉＣｌ4、ＣＨ3ＴｉＣｌ3、
Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4、
を、窒素化合物としてはＮＨ3、ＮＨ4、Ｎ2を利用でき
る。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の一実施例の正面断面図であ
る。この装置はＴｉＮ薄膜形成用の減圧ＣＶＤ装置であ
る。反応室３０の内部にはヒータ３２を内蔵した基板ホ
ルダー３４があり、この基板ホルダー３４に基板３６が
取り付けられる。基板ホルダー３４の下方にはガス供給
装置３８がある。このガス供給装置３８は、上方に広が
る漏斗形の周壁４０を備え、周壁４０の根元は、下方に
延びる円筒管４２につながっている。円筒管４２の内部
には内管４４が同心状に配置されている。円筒管４２と
内管４４の間にはヒータ４６が設置されている。
る。この装置はＴｉＮ薄膜形成用の減圧ＣＶＤ装置であ
る。反応室３０の内部にはヒータ３２を内蔵した基板ホ
ルダー３４があり、この基板ホルダー３４に基板３６が
取り付けられる。基板ホルダー３４の下方にはガス供給
装置３８がある。このガス供給装置３８は、上方に広が
る漏斗形の周壁４０を備え、周壁４０の根元は、下方に
延びる円筒管４２につながっている。円筒管４２の内部
には内管４４が同心状に配置されている。円筒管４２と
内管４４の間にはヒータ４６が設置されている。
【００１７】周壁４０の内部の中央には回転翼装置４８
が上部支持棒５０と下部支持棒５２とによって支持され
ている。図２は回転翼支持装置４８の拡大正面図であ
る。円筒形状のボス５４には４枚の翼５６が固定されて
いる。ボス５４の上面には軸５７が固定され、この軸５
７の先端部は尖っていて、円形の上部支持体５８に形成
された凹部内で回転可能に支持されている。また、ボス
５４の下面にも軸６２が固定され、この軸６２の先端部
は尖っていて、円錐形状の下部支持体６４に形成された
凹部内で回転可能に支持されている。すなわち、ボス５
４は上下一対の軸受装置によって回転可能に支持されて
おり、鉛直に延びる回転軸線の回りでボス５４が回転す
る。上部支持体５８は図１に示す４本の上部支持棒５０
によって周壁４０に固定され、下部支持体６４は４本の
下部支持棒５２によって周壁４０に固定されている。図
３はガス供給装置３８を上から見た平面図である。４枚
の翼５６と４本の上部支持棒５２が明瞭に示されてい
る。
が上部支持棒５０と下部支持棒５２とによって支持され
ている。図２は回転翼支持装置４８の拡大正面図であ
る。円筒形状のボス５４には４枚の翼５６が固定されて
いる。ボス５４の上面には軸５７が固定され、この軸５
７の先端部は尖っていて、円形の上部支持体５８に形成
された凹部内で回転可能に支持されている。また、ボス
５４の下面にも軸６２が固定され、この軸６２の先端部
は尖っていて、円錐形状の下部支持体６４に形成された
凹部内で回転可能に支持されている。すなわち、ボス５
４は上下一対の軸受装置によって回転可能に支持されて
おり、鉛直に延びる回転軸線の回りでボス５４が回転す
る。上部支持体５８は図１に示す４本の上部支持棒５０
によって周壁４０に固定され、下部支持体６４は４本の
下部支持棒５２によって周壁４０に固定されている。図
３はガス供給装置３８を上から見た平面図である。４枚
の翼５６と４本の上部支持棒５２が明瞭に示されてい
る。
【００１８】図１において、ガス供給装置３８から基板
ホルダー３４までの距離は６〜１０ｃｍであり、ガス供
給装置３８の周壁４０の外径は約１３ｃｍである。図２
において、翼５６の先端から反対側の翼の先端までの寸
法（回転翼全体の外径）は６〜７ｃｍであり、上部支持
体５８の外径は約１ｃｍである。
ホルダー３４までの距離は６〜１０ｃｍであり、ガス供
給装置３８の周壁４０の外径は約１３ｃｍである。図２
において、翼５６の先端から反対側の翼の先端までの寸
法（回転翼全体の外径）は６〜７ｃｍであり、上部支持
体５８の外径は約１ｃｍである。
【００１９】図４は回転翼装置４８のボス５４を支持す
るための軸受装置の構造を示す正面図である。（Ａ）に
おいて、ボス５４（図２参照）の上面に固定された軸５
７は上部支持体５８によって回転可能に支持されてい
る。軸５７は円錐形状であり、その先端は鋭角に尖って
いる。上部支持体５８には円錐形状の凹部６０が形成さ
れていて、この凹部６０の底に軸５７の先端が回転接触
している。軸５７と上部支持体５８は点接触に近い状態
となり、軸５７が回転するときの摩擦抵抗は非常に小さ
い。軸５７の先端部分と上部支持体５８の凹部６０の材
質は、耐磨耗性があって、かつ、回転接触によるゴミの
発生が少ない材質が好ましい。例えばステンレス鋼を利
用できる。
るための軸受装置の構造を示す正面図である。（Ａ）に
おいて、ボス５４（図２参照）の上面に固定された軸５
７は上部支持体５８によって回転可能に支持されてい
る。軸５７は円錐形状であり、その先端は鋭角に尖って
いる。上部支持体５８には円錐形状の凹部６０が形成さ
れていて、この凹部６０の底に軸５７の先端が回転接触
している。軸５７と上部支持体５８は点接触に近い状態
となり、軸５７が回転するときの摩擦抵抗は非常に小さ
い。軸５７の先端部分と上部支持体５８の凹部６０の材
質は、耐磨耗性があって、かつ、回転接触によるゴミの
発生が少ない材質が好ましい。例えばステンレス鋼を利
用できる。
【００２０】図４の（Ａ）はボスの上面に固定された軸
５７と上部支持体５８との間の軸受装置を示したもので
あるが、ボスの下面に固定された軸６２と下部支持体６
４（図２参照）との間の軸受装置も同様の構造である。
５７と上部支持体５８との間の軸受装置を示したもので
あるが、ボスの下面に固定された軸６２と下部支持体６
４（図２参照）との間の軸受装置も同様の構造である。
【００２１】図４の（Ｂ）と（Ｃ）は軸受装置の変更例
を示したものである。（Ｂ）は、軸５７ｂの先端は尖っ
た構造のままにして、凹部６０ｂの底を曲面形状にした
ものである。（Ｃ）は、軸５７ｃの先端を曲率半径の小
さな曲面形状にし、凹部６０ｃの底を曲率半径の大きな
曲面形状にしたものである。
を示したものである。（Ｂ）は、軸５７ｂの先端は尖っ
た構造のままにして、凹部６０ｂの底を曲面形状にした
ものである。（Ｃ）は、軸５７ｃの先端を曲率半径の小
さな曲面形状にし、凹部６０ｃの底を曲率半径の大きな
曲面形状にしたものである。
【００２２】図２に示す回転翼装置では、ボス５４に軸
を固定して、支持体５８、６４に凹部を形成することに
よって軸受装置を構成したが、これとは逆に、ボス５４
の上面と下面に凹部を形成して、支持体５８、６４にそ
れぞれ軸を固定することによって軸受装置を構成しても
よい。
を固定して、支持体５８、６４に凹部を形成することに
よって軸受装置を構成したが、これとは逆に、ボス５４
の上面と下面に凹部を形成して、支持体５８、６４にそ
れぞれ軸を固定することによって軸受装置を構成しても
よい。
【００２３】次に、本実施例のＣＶＤ装置を用いてＴｉ
Ｎ薄膜を形成する方法を説明する。図１において、円筒
管４２と内管４４の間にＴｉＣｌ4ガス６６を５ｓｃｃ
ｍの流量で導入し、内管４４の内部にはＮＨ3ガス６８
を４００ｓｃｃｍの流量で導入する。そして、反応室３
０をターボ分子ポンプ（排気速度４０００リットル／
秒）で排気することにより反応室３０内を３００ｍＴｏ
ｒｒの減圧に保つ。ＴｉＣｌ4はヒータ４６によって沸
点（１３６℃）以上の高温状態に維持される。減圧下な
ので１３６℃以上でなくてもよいが、この実施例では２
００℃に加熱してある。
Ｎ薄膜を形成する方法を説明する。図１において、円筒
管４２と内管４４の間にＴｉＣｌ4ガス６６を５ｓｃｃ
ｍの流量で導入し、内管４４の内部にはＮＨ3ガス６８
を４００ｓｃｃｍの流量で導入する。そして、反応室３
０をターボ分子ポンプ（排気速度４０００リットル／
秒）で排気することにより反応室３０内を３００ｍＴｏ
ｒｒの減圧に保つ。ＴｉＣｌ4はヒータ４６によって沸
点（１３６℃）以上の高温状態に維持される。減圧下な
ので１３６℃以上でなくてもよいが、この実施例では２
００℃に加熱してある。
【００２４】円筒管４２から吹き出した２種類のガス
は、翼５６に衝突して、翼５６を回転させる。本実施例
では、３００ｍＴｏｒｒの圧力において上述の流量でガ
スを吹き出した場合、流速は約５０ｍ／ｓになり、この
ときにガスが翼５６に衝突する力は１ｍｇｆ／ｃｍ2に
なる。その結果、翼５６は数十〜数百ｒｐｍで回転す
る。翼５６の回転により、２種類のガスは拡散し、か
つ、互いに十分に混合されて、基板３６に到達する。こ
のような回転翼を利用すると、少量のＴｉＣｌ4ガスを
多量のＮＨ3ガスの中に拡散させるのに効果的である。
基板３６はヒータ３２によって６００℃に加熱されてお
り、この基板３６上で２種類のガスが反応して均一な薄
膜が形成される。基板３６とガス供給装置３８との間の
距離は６ｃｍと短いので、成膜直前でガスが混合されて
基板３６に到達することになる。
は、翼５６に衝突して、翼５６を回転させる。本実施例
では、３００ｍＴｏｒｒの圧力において上述の流量でガ
スを吹き出した場合、流速は約５０ｍ／ｓになり、この
ときにガスが翼５６に衝突する力は１ｍｇｆ／ｃｍ2に
なる。その結果、翼５６は数十〜数百ｒｐｍで回転す
る。翼５６の回転により、２種類のガスは拡散し、か
つ、互いに十分に混合されて、基板３６に到達する。こ
のような回転翼を利用すると、少量のＴｉＣｌ4ガスを
多量のＮＨ3ガスの中に拡散させるのに効果的である。
基板３６はヒータ３２によって６００℃に加熱されてお
り、この基板３６上で２種類のガスが反応して均一な薄
膜が形成される。基板３６とガス供給装置３８との間の
距離は６ｃｍと短いので、成膜直前でガスが混合されて
基板３６に到達することになる。
【００２５】翼５６によってガスが回転混合されると、
回転翼装置４８の中央部の直上部ではガスが少なくなる
が、混合されたガスが周辺部から集まることによって基
板に到達するまでには均一化してくる。
回転翼装置４８の中央部の直上部ではガスが少なくなる
が、混合されたガスが周辺部から集まることによって基
板に到達するまでには均一化してくる。
【００２６】翼５６によって混合されたガスが低温の上
部支持棒５０に触れると、不純物が生成して、これが上
部支持棒５０に付着する恐れがある。これを防ぐために
上部支持棒５０をできるだけ細くすると共に、上部支持
棒５０にヒータを取り付けて加熱するのが望ましい。
部支持棒５０に触れると、不純物が生成して、これが上
部支持棒５０に付着する恐れがある。これを防ぐために
上部支持棒５０をできるだけ細くすると共に、上部支持
棒５０にヒータを取り付けて加熱するのが望ましい。
【００２７】図５の（Ａ）は本発明の別の実施例の正面
断面図である。この実施例では、反応室３０の外部に設
置したモータ７０によって回転翼装置７２を回転させて
いる。モータ７０と回転翼装置７２は真空用の回転導入
機で接続することができる。あるいは、モータ７０の出
力軸と回転翼装置７２とを直結して、反応室３０との間
に、磁性流体シール装置などの真空シール装置を用いて
もよい。この実施例のような強制回転方式を採用する
と、翼の回転が安定すると共に、ガスの流量に依存せず
に翼の回転速度を制御することができる。特にガスの流
量が少ない場合には有効である。ＴｉＣｌ4ガス６６は
図５の（Ｂ）に示すように２本の吹き出し管７４、７６
から吹き出し、ＮＨ3ガス６８は別の２本の吹き出し管
７８、８０から吹き出すようになっている。この実施例
でも、４本の吹き出し管をヒータで加熱している。
断面図である。この実施例では、反応室３０の外部に設
置したモータ７０によって回転翼装置７２を回転させて
いる。モータ７０と回転翼装置７２は真空用の回転導入
機で接続することができる。あるいは、モータ７０の出
力軸と回転翼装置７２とを直結して、反応室３０との間
に、磁性流体シール装置などの真空シール装置を用いて
もよい。この実施例のような強制回転方式を採用する
と、翼の回転が安定すると共に、ガスの流量に依存せず
に翼の回転速度を制御することができる。特にガスの流
量が少ない場合には有効である。ＴｉＣｌ4ガス６６は
図５の（Ｂ）に示すように２本の吹き出し管７４、７６
から吹き出し、ＮＨ3ガス６８は別の２本の吹き出し管
７８、８０から吹き出すようになっている。この実施例
でも、４本の吹き出し管をヒータで加熱している。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、回転する翼によって２種類以
上のガスを混合するようにしたので、あらかじめ混合す
ることのできない２種類以上のガスを基板近傍で十分に
混合させて基板に供給することができる効果がある。こ
れにより、分離供給する２種類以上のガスを用いる場合
でも均一性の優れた薄膜を形成することができる。
上のガスを混合するようにしたので、あらかじめ混合す
ることのできない２種類以上のガスを基板近傍で十分に
混合させて基板に供給することができる効果がある。こ
れにより、分離供給する２種類以上のガスを用いる場合
でも均一性の優れた薄膜を形成することができる。
【図１】本発明の一実施例の正面断面図である。
【図２】回転翼装置の拡大正面図である。
【図３】回転翼装置の平面図である。
【図４】軸受装置の拡大正面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の別の実施例の正面断面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】従来のガス拡散装置の平面図である。
【図７】従来のガス拡散装置の別の例を示す平面図であ
る。
る。
３０…反応室 ３４…基板ホルダー ３６…基板 ３８…ガス供給装置 ４２…円筒管 ４４…内管 ４８…回転翼装置 ５６…翼 ５７、６２…軸 ６０…凹部 ６６…ＴｉＣｌ4ガス ６８…ＮＨ3ガス ７０…モータ
Claims (5)
- 【請求項１】 複数種類のガスを反応室に導入して、基
板ホルダーに支持された基板上に成膜するＣＶＤ装置に
おいて、複数種類のガスを分離して吹き出すガス吹き出
し口と前記基板ホルダーとの間に、回転する翼を設けた
ことを特徴とするＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 ガスの吹き出しによって前記翼を回転さ
せることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項３】 先端部が回転接触部分となっている軸
と、この軸の先端部を回転可能に支持する凹部とからな
る軸受装置によって前記翼が支持されていることを特徴
とする請求項２記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項４】 モ−タによって前記翼を回転させること
を特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項５】 チタン化合物のガスと窒素化合物のガス
とを分離した状態で反応室に供給し、回転する翼によっ
てこれらのガスを混合して、ＣＶＤ法によって基板上に
ＴｉＮ薄膜を形成するＴｉＮ薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21469292A JPH0633242A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ＣＶＤ装置及びＴｉＮ薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21469292A JPH0633242A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ＣＶＤ装置及びＴｉＮ薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633242A true JPH0633242A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16660023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21469292A Pending JPH0633242A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ＣＶＤ装置及びＴｉＮ薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633242A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5690050A (en) * | 1995-05-10 | 1997-11-25 | Anelva Corporation | Plasma treating apparatus and plasma treating method |
| KR100452525B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2004-10-12 | 주성엔지니어링(주) | Ａｌｄ 공정에 적합한 가스 인젝터 |
| JP2006249495A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Jfe Steel Kk | 鋼板形状に優れたセラミクス被膜付き方向性電磁鋼板ストリップの製造方法 |
| CN103966550A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-08-06 | 北京信息科技大学 | 用于薄膜沉积工艺的装置 |
| CN119932532A (zh) * | 2024-12-26 | 2025-05-06 | 安徽矽美新材料有限公司 | 气体分布器及其应用 |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP21469292A patent/JPH0633242A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5690050A (en) * | 1995-05-10 | 1997-11-25 | Anelva Corporation | Plasma treating apparatus and plasma treating method |
| KR100452525B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2004-10-12 | 주성엔지니어링(주) | Ａｌｄ 공정에 적합한 가스 인젝터 |
| JP2006249495A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Jfe Steel Kk | 鋼板形状に優れたセラミクス被膜付き方向性電磁鋼板ストリップの製造方法 |
| CN103966550A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-08-06 | 北京信息科技大学 | 用于薄膜沉积工艺的装置 |
| CN103966550B (zh) * | 2014-04-17 | 2016-07-06 | 北京信息科技大学 | 用于薄膜沉积工艺的装置 |
| CN119932532A (zh) * | 2024-12-26 | 2025-05-06 | 安徽矽美新材料有限公司 | 气体分布器及其应用 |
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