JPH0794426A

JPH0794426A - Ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH0794426A
Application number: JP23831593A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Doi; 伸昭土井; Kouichirou Tsutahara; 晃一郎蔦原; Takashi Higaki; 孝志檜垣; Yasutsugu Matsui; 安次松井; Akimasa Yuki; 昭正結城; Takaaki Kawahara; 孝昭川原; Hidefusa Uchikawa; 英興内川; Hisao Watai; 久男渡井; Shigeru Matsuno; 繁松野; Shinichi Kinouchi; 伸一木ノ内
Original assignee: Renesas Semiconductor Engineering Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Renesas Semiconductor Engineering Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】液体原料用ＣＶＤ装置において、溶液原料の
気化および成膜中の、原料容器１０内および配管系の粒
子析出、詰まりおよび溶液原料の濃度変化を防止して均
一で良質な薄膜を形成する。【構成】原料容器１０から液体原料を液体状態で供給
し、ノズル１２先端で、希釈ガス流により微粒化させて
気化器内に噴出させて気化させ、この気化ガスを反応室
６へ送って成膜する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、化学気相堆積Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌＶａｐａｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（以
下、ＣＶＤと称す）法によって各種の薄膜を形成するＣ
ＶＤ装置に関し、特に液体原料用ＣＶＤ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高密度集積化は
急速に進んでおり、半導体メモリー、例えばダイナミッ
クランダムアクセスメモリー（以下、ＤＲＡＭと称す）
については、デバイスの高速化、低消費電力化、および
低コスト化等の目的のため、３年間でビット数が４倍と
いう急激なペースで、集積度が向上している。しかしな
がら、ＤＲＡＭの構成要素であるキャパシタは、集積度
が向上しても一定の容量を保持しなければならないた
め、キャパシタ材料の膜厚を薄くする必要がある。その
ため、従来主に用いられていたシリコン酸化膜（ＳｉＯ
₂膜）では薄膜化の限界が生じ、それに代わる誘電率の
高いキャパシタ材料が求められるようになった。

【０００３】このようなキャパシタ材料に要求される性
能としては、高誘電率を有する薄膜であること、及びリ
ーク電流が小さいことが最も重要である。一般的にＳｉ
Ｏ2_換算膜厚で１ｎｍ以下、及び、１．６５Ｖ印加時の
リーク電流密度で１０^-8Ａ／ｃｍ²オーダ以下が望まし
いとされている。このような観点から、酸化タンタル、
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ジルコン酸
ランタン鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸バリウム等の酸化物系誘電体膜が各種成膜法を用
いて検討されている。

【０００４】一般に、段差のあるＤＲＡＭのキャパシタ
用電極上に薄膜として誘電体膜を形成するには、複雑な
形状の物体への付き周り性が良好なＣＶＤ法を用いるの
が、プロセス上有利である。しかし、高誘電率を有しリ
ーク電流の小さい上記酸化物系誘電体膜を成膜する際の
ＣＶＤ原料として多用されているβ−ジケトン系のジビ
バロイルメタン（ＤＰＭ）化合物の加熱による気化特性
は良好でないという問題があった。

【０００５】このため、最近、特願平４−２５２８３６
号「酸化物系誘電体薄膜用ＣＶＤ原料」に示すように、
従来の固体原料であるβ−ジケトン系のＤＰＭ化合物等
の有機金属化合物をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）とい
う有機溶剤に溶解して溶液化することによって、気化性
を飛躍的に向上させたＣＶＤ原料が開発された。

【０００６】図９は従来の最も一般的な液体原料用ＣＶ
Ｄ装置の構造の概略を示す模式図である。このような装
置の詳細は、例えば化学工学編、ＣＶＤハンドブック２
２６、２２７頁（１９９１年、朝倉書店発行）などに記
載されている。図において、１はアルゴンなど希釈ガス
を供給する希釈ガス管、２は希釈ガス供給器、３は原料
容器兼気化器となるバブラー、４はバブラー３を加熱す
るヒータ、５は原料ガス輸送管、６は反応室、７は加熱
機構、８はシリコンウエハ等の被処理基板（以下、基板
と称す）、９は反応ガス輸送管である。

【０００７】次に動作について説明する。ヒータ４によ
り液体原料の入ったバブラー３が所定温度に加熱され、
希釈ガス供給器２により希釈ガスが液体原料中へ供給さ
れると、バブラー３内の液体原料中でバブリングするこ
とにより、液体原料の一部が気化し、所定温度における
飽和蒸気圧に相当する原料ガスが希釈ガスとともに、原
料ガス輸送管５を通じて反応室６へ供給される。反応室
６へ供給された原料ガスは、予め加熱された基板８表面
近傍で、反応ガス輸送管９から反応室６に供給された酸
素等の酸化材と反応することによって、基板８上に薄膜
を堆積する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の液体原料用ＣＶ
Ｄ装置は、上記のように構成されているため、近年開発
された有機金属化合物を溶液化したＣＶＤ原料を用いた
場合、固体原料を有機溶剤ＴＨＦにより溶液化した原料
であるため、バブラー３において、加熱およびバブリン
グにより起こる原料の気化は、有機溶剤の気化が主体と
なる。このため、溶液原料の濃度が経時的に増大してし
まい、気化状態もそれに伴って変化するために、形成さ
れる薄膜の組成ずれ等の不均質性が増し、キャパシタ用
の誘電体膜としてはリーク電流が増大するものであっ
た。また、成膜中における溶液原料の経時的変化によっ
て、バブラー３内の壁面および原料ガス輸送管５内壁
に、粉状の析出物が生成したり、詰まりを生じたりする
という問題点があった。

【０００９】このように問題となる現象は、上記のよう
なＣＶＤ原料の場合だけでなく、蒸気圧の異なる２種以
上の材料からなる液体原料である場合にも同様に生じ
る。また、単一の液体原料であっても、バブラー３内で
長時間加熱、保温されることになるため、液体原料ガス
が次第に分解したり変質したりするという問題点があっ
た。

【００１０】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたものであって、液体原料の気化および
成膜中における、液体原料の溶液濃度の変化、およびそ
の他の変質や劣化を防止して、原料容器内や配管内の粒
子析出や詰まりを防止するとともに、組成ずれの無い、
均一で良質な薄膜が形成できる液体原料用ＣＶＤ装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るＣＶＤ装置は、液体原料を入れる原料容器と、この原
料容器からの液体原料を取り出す液体原料供給器と、こ
の液体原料供給器からの液体原料と希釈ガスとの供給を
受けて、上記液体原料を微粒化して噴出する手段と、こ
の微粒化した液体原料を気化させる気化器とを備えたも
のである。

【００１２】この発明の請求項２に係るＣＶＤ装置は、
液体原料供給器から送られる液体原料をノズルによって
気化器に供給し、上記ノズルの外周に希釈ガスの流路を
設け、該流路の絞り部に上記ノズルの先端を位置させた
ものである。

【００１３】この発明の請求項３に係るＣＶＤ装置は、
液体原料を供給器から気化器へ供給する配管と原料容器
とをつなぐ、開閉弁を備えたバイパス管路を設けたもの
である。

【００１４】この発明の請求項４に係るＣＶＤ装置は、
減圧されたリターンタンクを備え、液体原料供給器から
気化器へ供給する配管と上記リターンタンクとを、開閉
弁を備えた排出管でつないだものである。

【００１５】この発明の請求項５に係るＣＶＤ装置は、
複数種の液体原料を個別に収納する複数の原料容器を備
えたものである。

【００１６】この発明の請求項６に係るＣＶＤ装置は、
液体原料を構成する溶液を気化器へ噴出する噴出口、お
よびその周辺配管を、成膜後に、溶媒供給管および溶媒
タンクによって溶媒を供給して洗浄し、その後、上記溶
媒を廃棄する手段を備えたものである。

【００１７】この発明の請求項７に係るＣＶＤ装置は、
気化器へ供給する希釈ガス流路に、液体原料を構成する
溶液の溶媒蒸気を供給する手段を備えたものである。

【００１８】この発明の請求項８に係るＣＶＤ装置は、
気化器と反応室とをそれぞれ内部空間が直接連通する連
続構成としたものである。

【００１９】この発明の請求項９に係るＣＶＤ装置は、
原料容器または該原料容器から気化器への配管、または
気化された原料ガスの流路に、発光素子と光検出器とを
有する原料性状分析手段を備えたものである。

【００２０】

【作用】この発明におけるＣＶＤ装置は、原料容器と気
化器とを別構成とし、液体原料供給器により必要な量だ
け液体状態で気化器へ供給され、そこで気化する。この
ため原料容器内で気化させてガス状態で供給していた従
来の装置のように、液体原料が変質したり劣化したりす
ることが無く、濃度も一定に保たれる。このため、原料
容器内や配管系における粒子析出や詰まりが防止され、
組成ずれの無い均一で良質な薄膜が形成できる。また液
体原料を気化器へ供給する際、希釈ガスを用いて、微粒
化して噴出させるため、霧状になった液体原料は加熱さ
れ気化器内で容易に気化されるとともに希釈ガスとも混
合される。このように、気化残査の少ない効率の良い気
化が気化器内で可能となる。

【００２１】また、液体原料をノズルによって気化器へ
供給し、ノズルの外周に希釈ガスの流路を設け、該流路
の絞り部にノズルの先端を位置させる。すなわち供給さ
れる希釈ガスの流速が最大となる上記絞り部で、希釈ガ
スに囲まれる状態でノズルの先端から液体原料が供給さ
れる。このため液体原料は周囲の希釈ガスにより、効率
よく微粒化されて気化器内に噴出する。

【００２２】また、液体原料供給器から気化器へ供給す
る配管と原料容器とをつなぐ、開閉弁を備えたバイパス
管路を設ける。これにより成膜後に、気化器への噴出口
およびその周辺配管に残った液体原料は原料容器に戻る
ため、噴出口や細管内で固化したり詰まりを生じること
はない。

【００２３】また、減圧されたリターンタンクを備え、
戻り原料を原料容器ではなく排出管によりリターンタン
クに戻すようにしたため、戻り原料に変質がある場合で
も原料容器内の液体原料に影響を与えない。

【００２４】また、複数種の液体原料を個別に収納する
複数の原料容器を備えたことにより、蒸気圧の異なる複
数種の液体から成る混合原料であっても、それぞれ違う
原料容器から別々に供給量を制御して供給することがで
き、原料容器内の液体原料の変質もなく、制御性良く均
一な薄膜が形成できる。

【００２５】また、成膜後に溶媒を供給して気化器への
噴出およびその周辺配管を洗浄し、その後溶媒を廃棄す
る手段を備えたことによって、残留した液体原料は溶媒
によって押し流され、上記噴出口や周辺配管で固化した
り詰まりを生じさせない。

【００２６】また、希釈ガス流に溶媒蒸気を付加させる
ことによって、気化器への噴出口付近に付着した気化残
査等を溶媒蒸気で溶かして、析出固化するのを防止す
る。

【００２７】また、気化器と反応室とをそれぞれの内部
空間が連通する連続構成にすると、気化器と反応室とを
つなぐ配管やその加熱ヒータ等が省略でき装置が簡略化
できる。

【００２８】また、発光素子と光検出器とを有する原料
性状分析手段により、液体原料や気化された原料ガスの
変質の有無や、濃度変化を確認しながら成膜が行える。

【００２９】

【実施例】実施例１．次にこの発明による一実施例を図
について説明する。なお、従来の技術と重複する箇所は
適宜その説明を省略する。図１は、この発明の実施例１
によるＣＶＤ装置の構造の概略を示す模式図である。図
において、１、２、６〜９は従来のものと同じもの、１
０は原料容器、１１は計量ポンプやマスフローコントロ
ーラ等からなる液体原料供給器、１２は供給された液体
原料を微粒化するための、先端部が斜めにカットされた
ノズル、１３は原料容器１０に圧送ガスを送る圧送ガス
管、１４は液体原料をその中で気化する気化器である。
１５は気化器１４内の気化空間、１６は温度検出センサ
ー（図示せず）の出力により気化器１４を一定温度に加
熱する加熱ヒータ、１７はノズル１２の外周に設けら
れ、希釈ガス供給器２から供給された希釈ガスを気化器
１４内の気化空間１５に導入する希釈ガスの流路として
のテーパ状細管で、希釈ガスの流速が最大となる絞り部
１７ａに気化器１４への噴出口となるノズル１２の先端
が位置するように構成される。１８は、ノズル１２とほ
ぼ垂直方向に配置され、気化された原料ガスを反応室６
に輸送する原料ガス輸送管、１９は原料ガス輸送管１８
を所定温度に保温する保温用ヒータ、２０は気化器１４
の気化空間１５から原料ガス輸送管１８へ通じる原料ガ
スの出口に設置された金属メッシュ等のフィルターであ
る。

【００３０】次に動作について説明する。加熱ヒータ１
６により気化器１４を２００℃程度の所定温度に加熱し
た後、希釈ガス供給器２から所定量の希釈ガスを、テー
パ状細管１７を通じて気化器１４の気化空間１５に供給
する。原料容器１０には圧送ガス管１３を通じて加熱の
ため圧送ガスを供給し、液体原料は、液体原料供給器１
１により一定速度でノズル１２に送られる。ノズル１２
の先端は、気化空間１５への入口となるテーパ状細管１
７の絞り部１７ａに位置し、その部分で希釈ガスの流速
が最大となる。このため供給された液体原料は、ノズル
１２の先端で周囲の高速希釈ガス流によって微粒化して
噴出され、加熱された気化器１４の内壁の広い範囲に衝
突して瞬時に気化する。気化時の液体原料の表面を希釈
ガスが高速で流れるため、掃気効果により気化と混合
（気化ガスと希釈ガス）は加速される。なお、ノズル１
２の先端は斜めにカットされており、液体原料はノズル
１２先端のエッジ部で効率よく微粒化される。また、ノ
ズル１２と原料ガス輸送管１８とは垂直方向に配置され
ているため、ノズル１２で微粒化された液体原料は気化
器１３の内壁に衝突し易いものである。

【００３１】次に、気化ガスと希釈ガスとは、フィルタ
ー２０を介して原料ガス輸送管１８に送られ、その中で
更に混合が促進されて反応室６に導入され、ＣＶＤ反応
により基板８表面に薄膜を形成する。ところで、気化空
間１５で十分気化しなかった液体原料の微粒子や固化し
た粒子は、フィルター２０で再蒸発したりトラップされ
たりするため、液状や粒子状の成分が反応室６へ搬送さ
れることはない。また、フィルター２０は脱着容易に構
成し、詰まった場合には速やかに取り替え、清掃を可能
にしておく。更に、原料ガス輸送管１８は、保温用ヒー
タ１９により保温され、気化ガスの再凝縮が防止され
る。

【００３２】次に、成膜作業が終了した後、希釈ガスを
流通したまま加熱ヒータ１６を停止して気化器１４を十
分冷却し、その後希釈ガスの供給を停止する。これによ
りノズル１２内にわずかに残存する液体原料の固化、変
質を防止することができる。またノズル１２等の配管内
部がフッ素樹脂処理等、表面処理が施されていると、液
体原料の原料容器１０への戻りがスムーズに行える。さ
らに、気化器１４の温度分布を均一にするために、器壁
をアルミニウム等の熱伝導率の大きな金属材料で構成
し、内壁をアルミナ処理やガラスコートしたり、石英管
をはめ込む等して不活性化しておくと良い。

【００３３】以上詳細に説明したように、上記実施例に
よる液体原料用ＣＶＤ装置では、原料容器１０と気化器
１４とを別に構成し、液体原料を成膜に必要な量だけ加
熱せずに液体状態で気化器１４に供給し、微粒化して、
加熱された気化器１４内の壁面で瞬時に気化させるもの
である。このため原料容器１０内の液体原料は変質した
り劣化することなく、濃度も一定に保たれるため、原料
容器１０内や配管系における粒子析出や詰まりが防止さ
れ、組成ずれのない均一で良質な薄膜を形成することが
できる。このような効果は、特に液体原料が、固体材料
を有機溶剤で溶かした溶液である場合に顕著に表れる。
また、液体原料を気化器１４に供給するノズル１２の外
周に希釈ガスの流路となるテーパ状細管１７を設け、そ
の絞り部１７ａにノズル１２の先端を配設するようにし
たため、ノズル１２先端から供給される液体原料は、周
囲の希釈ガス流により微粒化して噴出されて、気化器１
４内で効率良く気化され、気化残査も少ない。

【００３４】なお、上記実施例では、気化器１４を加熱
した後希釈ガスを流通させたが、加熱開始時にも希釈ガ
スを流通させてノズル１２の温度上昇を抑制することに
よって、ノズル１２内に残存している液体原料の固化や
変質を一層防止することができる。

【００３５】また、上記実施例では、ノズル１２から供
給される液体原料は、周囲の高速希釈ガス流により微粒
化して噴出し、気化器１４の壁面で気化したが、ノズル
１２の径を十分に細くすれば、液体原料はノズル１２先
端でより細かい微粒子となり、気化器１４壁面に衝突す
る前に気化空間１５で瞬時に気化する。また、希釈ガス
流を比較的低速で供給すると、ノズル１２先端から噴出
される液体原料は比較的大きな液滴状となるが、希釈ガ
ス流の掃気効果により速やかに気化するものである。

【００３６】実施例２．次に、この発明の実施例２によ
るＣＶＤ装置について、図２を用いて説明する。これ
は、原料容器１０とノズル１２をつなぐ配管に、開閉弁
としての開閉バルブ２２ａを備えたバイパス管路２１ａ
を設けたものである。開閉バルブ２２ａは外部の電気信
号によって駆動され、成膜時には開閉バルブ２２ａを閉
止して、原料容器１０内の液体原料を液体原料供給器１
１により供給し、成膜が終了すると、液体原料供給器１
１を停止すると共に開閉バルブ２２ａを開放する。これ
により、ノズル１２内の液体原料はバイパス管路２１ａ
を通じて原料容器１０に戻るため、ノズル１２の細管内
や先端で加熱されたり、固化して詰まりを生じることは
ない。複数枚の基板を連続して処理する場合には、液体
原料の上記供給動作を繰り返し行う。また、バイパス管
路２１ａの配管内部にフッ素樹脂処理等の表面処理を施
すと、液体原料の原料容器への戻りをスムーズに行え
る。

【００３７】実施例３．上記実施例２では、液体原料を
バイパス管路２１ａを介して原料容器１０に戻すように
したが、戻り原料を別のタンクに戻す場合について、図
３を用いて説明する。図３に示すこの発明の実施例３に
よるＣＶＤ装置では、真空ポンプ等の減圧装置２４によ
り予め減圧されたリターンタンク２３とノズル１２と
を、開閉弁としての開閉バルブ２２ｂを備えた排出管２
１ｂによりつないで構成される。成膜が終了すると、液
体原料供給器１１を停止すると共に、液体原料供給器１
１および減圧装置２４側のバルブ２５、２６を閉止し
て、排出管２１ｂ側のバルブ２２ｂを開放する。これに
よりノズル１２内の液体原料は、減圧されたリターンタ
ンク２３に吸収される。これにより上記実施例２と同様
の効果を得るとともに、戻り原料に何らかの変質がある
場合でも、原料容器１０内の液体原料に影響することな
く次の成膜工程が行える。

【００３８】実施例４．次に、この発明の実施例４によ
るＣＶＤ装置について、図４を用いて説明する。図に示
すように、それぞれ別々の液体原料供給器１１ａ、１１
ｂを持つ二つの原料容器１０ａ、１０ｂから二種類の液
体原料がノズル１２を介して気化器１４に供給され気化
する。このため蒸気圧の異なる二種の液体原料であって
も、それぞれ供給量を別々に制御できるため、均一性の
良い膜が形成できる。なお、ノズル１２に接続される原
料容器１０は、三個以上でも、もちろん良いものであ
る。

【００３９】実施例５．次に、この発明の実施例５によ
るＣＶＤ装置について、図５を用いて説明する。図にお
いて、２７はノズル１２のホルダー（以下、ノズルホル
ダーと称す）、２８は気化器１４からの熱を遮断する断
熱材で、気化器１４からノズル１２への熱伝導を小さく
してノズル１２の加熱を防止する。さらに、ノズル１２
へは溶媒タンク２９がバルブを備えた溶媒供給器３０で
接続され、この溶媒タンク２９は原料容器１０と同様
に、圧送ガス管１３が接続されて加圧される。

【００４０】このようなＣＶＤ装置を使用し、原料容器
１０内にはＳｒ（ＤＰＭ）₂をＴＨＦに溶かした溶液原
料、溶媒タンク２９内には、その溶媒であるＴＨＦをそ
れぞれ収納し、希釈ガスとしてＮ₂ガスを用いてＳｒＴ
ｉＯ₃膜を形成する場合について以下に示す。通常の成
膜時には、溶媒タンク２９側のバルブは閉止され、溶液
原料は、原料容器１０から液体原料供給器１１を経て、
ノズル１２から気化器１４へ供給される。この時溶液原
料は、ノズル１２の周囲のＮ₂ガス流により微粒化され
気化器１４内で気化する。

【００４１】成膜が終了すると、液体原料供給器１１を
停止した後、溶媒供給管３０のバルブを開放して溶媒タ
ンク２９内のＴＨＦをノズル１２へ供給する。このよう
に成膜後に溶媒を流通させることにより、長時間放置す
ると変質、固化し、ノズル１２の詰まりを発生させる危
険性のある原料溶液をノズル１２から押し流し、さらに
気化器１４内も洗い流し、気化残査や析出物を除去する
ことができる。供給された溶媒は洗い流した不純物等と
共に分岐された原料ガス輸送管１８等から外部へ廃棄さ
れ、反応室を汚染しない様配慮されたものである。この
後溶媒供給管３０の管路のバルブを閉止してＣＶＤ装置
を停止させる。

【００４２】実施例６．次に、この発明の実施例６によ
るＣＶＤ装置について、図６を用いて説明する。図に示
す様に、希釈ガス供給器２からノズル１２に接続する希
釈ガスの流路に、溶媒蒸気を付加するためのバブラー３
１を設ける。また、ノズル１２の先端開口部にはフッ素
樹脂処理が施されているものとする。

【００４３】例えば、ＳｒＴｉＯ₃膜を形成するため
に、Ｓｒ（ＤＰＭ）₂をＴＨＦで溶かした溶液原料およ
びＮ₂希釈ガスを用いる。溶液原料はノズル１２先端で
微粒化されて噴出するが、ノズル１２の先端開口部には
フッ素樹脂処理が施されているため、溶液との表面張力
が低下して、溶液原料のノズル１２開口部周辺へのしみ
出しが抑制される。さらに、バブラー３１によりバブラ
ー内部のＴＨＦがＴＨＦ蒸気となりＮ₂希釈ガスに付加
されるので、ノズル１２開口部周辺に付着したＳｒ（Ｄ
ＰＭ）₂がＴＨＦ蒸気に溶けて、析出固化するのが防止
される。

【００４４】実施例７．次に、この発明の実施例７によ
るＣＶＤ装置について、図７を用いて説明する。図に示
すように気化器１４と反応室６とがそれぞれの内部空間
が直接連通する連続構成とされているため、気化器１４
から反応室６への原料ガス輸送管１８が不要で、原料ガ
ス輸送管１８の温度制御の必要もなくなり装置が簡略化
できるとともに、配管内での液体原料固化物の付着等の
問題もなくなる。

【００４５】実施例８．次に、この発明の実施例８によ
るＣＶＤ装置について、図８を用いて説明する。図に示
す様に、発光素子としての赤外光（ＩＲ）等の光源３２
および分光器等の光検出器３３を備えた原料性状分析手
段としての液体セル３４がノズル１２と液体原料供給器
１１との間の配管部に設けられたものである。

【００４６】成膜時、液体セル３４を通過する液体原料
をＩＲ光源３２と光検出器３３により赤外吸収分光が行
われ、その吸収スペクトルの形状および吸収量から液体
原料の変質の有無や溶液濃度を確認しながら均質な成膜
を行える。なお、液体セル３４を配管部に設置すること
に限るものではなく、例えば原料容器１０に窓を設ける
等、同様な構成がとれる箇所に設置するか、あるいは、
気化ガス流路にガスセルを設置して分析手段としても同
一効果がある。

【００４７】また、原料性状分析手段は赤外吸収分光に
よる方法に限るものではなく、原料や異物に特有な光吸
収や蛍光を利用できる。更に、溶液や気化ガス中に気泡
や固体粒子が混入する場合には、光軸に垂直な方向から
光の散乱を計測することにより、これらの気泡や固定粒
子を検出することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ＣＶ
Ｄ装置において原料容器と気化器とを別構成にし、液体
原料を必要な量だけ液体状態で気化器へ供給し、そこで
希釈ガスにより微粒化して噴出させて気化する。これに
より、液体原料が変質したり劣化することが無く、濃度
も一定に保たれるため、原料容器内や配管系における粒
子析出や詰まりが防止され、組成ずれの無い均一で良質
な薄膜が形成できる。

【００４９】また、液体原料をノズルによって気化器へ
供給し、ノズルの外周に希釈ガスの流路を設け、該流路
の絞り部にノズルの先端を位置させたため、液体原料は
周囲の希釈ガス流により、効率良く微粒化して気化器内
に噴出され、気化残査の少ない良好な気化が行える。

【００５０】また、バイパス管を備えて残留した液体原
料を戻すようにしたため、気化器への噴出口や配管内で
の原料の固化や詰まりを防止する。

【００５１】さらに、液体原料をリターンタンクに戻す
ようにしたため、戻り原料に変質を生じても原料容器内
の液体原料に影響を与えない。

【００５２】また、複数個の原料容器から液体原料を供
給できるようにしたので、液体原料が、蒸気圧の異なる
複数種の液体から成るものであっても、均一で良質な薄
膜が形成できる。

【００５３】また、成膜後に溶媒を供給して気化器への
噴出口および周辺配管を洗浄するようにしたので、残留
した液体原料は溶媒に流され、固化や詰まりを防止す
る。

【００５４】また、希釈ガス流に溶媒蒸気を付加するよ
うにしたので、気化器への噴出口付近に付着した気化残
査を溶かして析出固化するのを防止する。

【００５５】また、気化器と反応室を連続構成としたの
で、装置を簡略化できる。

【００５６】また、原料性状分析手段を設けたので原料
の変質の有無や濃度変化等を確認しながら制御性の良好
な成膜が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によるＣＶＤ装置の構造を
示す模式図である。

【図２】この発明の実施例２によるＣＶＤ装置の構造を
示す模式図である。

【図３】この発明の実施例３によるＣＶＤ装置の構造を
示す模式図である。

【図４】この発明の実施例４によるＣＶＤ装置の構造を
示す断面図である。

【図５】この発明の実施例５によるＣＶＤ装置の構造を
示す断面図である。

【図６】この発明の実施例６によるＣＶＤ装置の構造を
示す断面図である。

【図７】この発明の実施例７によるＣＶＤ装置の構造を
示す断面図である。

【図８】この発明の実施例８によるＣＶＤ装置の構造を
示す断面図である。

【図９】従来のＣＶＤ装置の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

６反応室８被処理基板１０、１０ａ、１０ｂ原料容器１１、１１ａ、１１ｂ液体原料供給器１２ノズル１４気化器１７希釈ガス流路としてのテーパ状細管１７ａ絞り部１８原料ガスの流路としての原料ガス輸送管２１ａバイパス管路２１ｂ排出管２２ａ、２２ｂ開閉弁としてのバルブ２３リターンタンク２９溶媒タンク３０溶媒供給管３１溶媒蒸気を供給するバブラー３２発光素子としてのＩＲ光源３３光検出器３４原料性状分析手段となる液体セル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者蔦原晃一郎伊丹市瑞原４丁目１番地三菱電機株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者檜垣孝志伊丹市瑞原４丁目１番地三菱電機株式会社ユー・エル・エス・アイ開発研究所内 (72)発明者松井安次尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者結城昭正尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者川原孝昭尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者内川英興尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者渡井久男尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者松野繁尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者木ノ内伸一尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希釈ガスを用いて液体原料を気化させた
気化ガスを、反応室に供給して被処理基板上に成膜する
ＣＶＤ装置において、上記液体原料を入れる原料容器
と、この原料容器からの液体原料を取り出す液体原料供
給器と、この液体原料供給器からの液体原料と上記希釈
ガスとの供給を受けて、上記液体原料を微粒化して噴出
する手段と、この微粒化した液体原料を気化させる気化
器とを備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】液体原料供給器から送られる液体原料を
ノズルによって気化器に供給し、上記ノズルの外周に希
釈ガスの流路を設け、該流路の絞り部に上記ノズルの先
端を位置させたことを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ
装置。
【請求項３】液体原料供給器から気化器へ供給する配
管と原料容器とをつなぐ、開閉弁を備えたバイパス管路
を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のＣＶ
Ｄ装置。
【請求項４】減圧されたリターンタンクを備え、液体
原料供給器から気化器へ供給する配管と上記リターンタ
ンクとを、開閉弁を備えた排出管でつないだことを特徴
とする請求項１または２記載のＣＤＶ装置。
【請求項５】複数種の液体原料を個別に収納する複数
の原料容器を備えたことを特徴とする請求項１ないし４
のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】液体原料を構成する溶液を気化器へ噴出
する噴出口およびその周辺配管を、成膜後に、溶媒供給
管および溶媒タンクによって溶媒を供給して洗浄し、そ
の後、上記溶媒を廃棄する手段を備えたことを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項７】気化器へ供給する希釈ガス流路に、液体
原料を構成する溶液の溶媒蒸気を供給する手段を備えた
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の
ＣＶＤ装置。
【請求項８】気化器と反応室とをそれぞれの内部空間
が直接連通する連続構成としたことを特徴とする請求項
１ないし７のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項９】原料容器または該原料容器から気化器へ
の配管、または気化された原料ガスの流路に、発光素子
と光検出器とを有する原料性状分析手段を備えたことを
特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のＣＶＤ
装置。