JP2000252270A - Gas jetting head - Google Patents
Gas jetting headInfo
- Publication number
- JP2000252270A JP2000252270A JP11052869A JP5286999A JP2000252270A JP 2000252270 A JP2000252270 A JP 2000252270A JP 11052869 A JP11052869 A JP 11052869A JP 5286999 A JP5286999 A JP 5286999A JP 2000252270 A JP2000252270 A JP 2000252270A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- adhesion
- gas injection
- nozzle
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、気相成長装置に用
いるガス噴射ヘッドに係り、特に、チタン酸バリウム／
ストロンチウム等の高誘電体又は強誘電体薄膜を気相成
長させるのに好適なガス噴射ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas injection head used in a vapor phase growth apparatus, and more particularly, to a barium titanate / gas injection head.
The present invention relates to a gas injection head suitable for vapor-phase growth of a high dielectric or ferroelectric thin film such as strontium.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体産業における集積回路の集
積度の向上はめざましく、現状のメガビットオーダか
ら、将来のギガビットオーダを睨んだＤＲＡＭの研究開
発が行われている。かかるＤＲＡＭの製造のためには、
小さな面積で大容量が得られる素子が必要である。この
ような大容量素子の製造に用いる誘電体薄膜として、誘
電率が１０以下であるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜
に替えて、誘電率が２０程度である五酸化タンタル（Ｔ
ａ２Ｏ５）薄膜、あるいは誘電率が３００程度であるチ
タン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチ
ウム（ＳｒＴｉＯ３）又はこれらの混合物であるチタン
酸バリウムストロンチウム等の金属酸化物薄膜材料が有
望視されている。このような金属酸化物薄膜を気相成長
させる際には、１又は複数の有機金属化合物のガス原料
と酸化ガスとを混合し、一定の温度に加熱した被成膜基
板に噴射する。2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of integrated circuits in the semiconductor industry has been remarkably improved, and research and development of DRAMs from the current megabit order to the future gigabit order have been conducted. To manufacture such a DRAM,
An element capable of obtaining a large capacity with a small area is required. As a dielectric thin film used for manufacturing such a large-capacity element, a tantalum pentoxide (T) having a dielectric constant of about 20 is used instead of a silicon oxide film or a silicon nitride film having a dielectric constant of 10 or less.
a 2 O 5 ) thin film or a metal oxide thin film material such as barium titanate (BaTiO 3 ) having a dielectric constant of about 300, strontium titanate (SrTiO 3 ), or barium strontium titanate which is a mixture thereof is promising. Have been. When such a metal oxide thin film is vapor-phase grown, a gas source of one or a plurality of organometallic compounds and an oxidizing gas are mixed and sprayed onto a deposition target substrate heated to a certain temperature.
【０００３】図６は、この種のチタン酸バリウム／スト
ロンチウム等の高誘電体又は強誘電体薄膜を形成するた
めの成膜装置の全体構成を示す図であり、液体原料を気
化する気化器１１０の下流側に原料ガス搬送流路１１２
を介して密閉可能な成膜室１１４が設けられ、さらにそ
の下流側の排気流路に真空ポンプ１１６が配置されて排
気配管１１８が構成されている。成膜室１１４には、酸
素等の酸化ガスを供給する酸化ガス配管１２０が接続さ
れている。FIG. 6 is a diagram showing an entire configuration of a film forming apparatus for forming a high-dielectric or ferroelectric thin film of barium / strontium titanate or the like of this type, and a vaporizer 110 for vaporizing a liquid raw material. Downstream of the source gas transport passage 112
A film forming chamber 114 that can be hermetically sealed is provided, and a vacuum pump 116 is further arranged in an exhaust flow path on the downstream side thereof to form an exhaust pipe 118. An oxidizing gas pipe 120 for supplying an oxidizing gas such as oxygen is connected to the film forming chamber 114.
【０００４】このような構成の成膜装置により、基板Ｗ
を基板保持台１２４に設けた加熱板上に載置し、基板Ｗ
を所定温度に維持しつつガス噴射ヘッド１２８のガス噴
射孔１２６から原料ガスと酸化ガスとの混合ガス（反応
ガス）を基板Ｗに向けて噴射して、基板Ｗの表面に薄膜
を成長させる。[0004] With the film forming apparatus having such a configuration, the substrate W
Is placed on a heating plate provided on the substrate holding table 124, and the substrate W
While maintaining the temperature at a predetermined temperature, a mixed gas (reactive gas) of a source gas and an oxidizing gas is injected toward the substrate W from the gas injection holes 126 of the gas injection head 128 to grow a thin film on the surface of the substrate W.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、有機金属化
合物ガスと酸化ガスの混合ガスを安定供給できる温度域
は一般に狭く、基板へ導く途中で温度の不均一などがあ
るとガスの凝縮や分解が起こりやすい。従って、混合ガ
スの流路が長くなると、基板へ到達する前の早期反応に
より析出物を生成しやすくなる。このように生成した析
出物は、ガス噴射孔を閉塞させたり、あるいは下流に流
れてチャンバ内のパーティクルの発生源となる。The temperature range in which a mixed gas of an organometallic compound gas and an oxidizing gas can be stably supplied is generally narrow. If the temperature is uneven during the introduction to the substrate, condensation or decomposition of the gas may occur. Easy to happen. Therefore, when the flow path of the mixed gas is long, a precipitate is easily generated by an early reaction before reaching the substrate. The precipitate generated in this manner closes the gas injection holes or flows downstream to become a source of particles in the chamber.
【０００６】また、ガス噴射ヘッドの基板保持台との対
向面（下面）は、基板保持台に内蔵されているヒータに
よる輻射を受けており、原料ガスの分解による副生成物
が付着しやすい環境にある。そして、一旦付着物が発生
すると、ガス噴射ヘッドを保温していても、付着物表面
がヒータからの輻射熱を受け、次第に変質してガス噴射
ヘッドから剥離し、基板へのパーティクル源となってし
まう。The surface (lower surface) of the gas injection head facing the substrate holder is radiated by a heater built in the substrate holder, and an environment in which by-products resulting from decomposition of the source gas tend to adhere. It is in. Then, once the deposit is generated, even if the gas injection head is kept warm, the surface of the deposit receives radiant heat from the heater, gradually changes in quality and peels off from the gas injection head, and becomes a source of particles to the substrate. .
【０００７】本発明は、上述した事情に鑑みて為された
もので、原料ガスを付着防止ガスと分離した状態で基板
に向けて噴射することができ、しかも原料ガスの副生成
物の付着を極力防止できるガス噴射ヘッドを提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can spray a source gas toward a substrate in a state where the source gas is separated from an anti-adhesion gas. It is an object of the present invention to provide a gas injection head that can be prevented as much as possible.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、成膜室内に配置された基板に向けて成膜用の原料ガ
スを噴射するガス噴射ヘッドにおいて、前記基板に対向
して配置されたノズル盤を有し、前記ノズル盤には、原
料ガスを前記基板に噴射する原料ガス噴射ノズルと、付
着防止ガスを前記ノズル盤の表面に沿って流す付着防止
ガス噴射ノズルとが設けられていることを特徴とするガ
ス噴射ヘッドである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a gas injection head for injecting a source gas for film formation toward a substrate disposed in a film formation chamber, wherein the gas injection head is disposed to face the substrate. A source gas injection nozzle for injecting a source gas onto the substrate, and an anti-adhesion gas injection nozzle for flowing an anti-adhesion gas along the surface of the nozzle disk. A gas injection head characterized in that:
【０００９】これにより、ガス噴射ヘッドのノズル盤の
表面への原料や反応生成物の付着を簡単な構成で効率的
に防止し、円滑な稼動と品質の高い成膜を行なうことが
できる。付着防止ガスとしては、ガス自体が付着物を含
まないあるいは生成しないものであれば適宜のものを用
いることができ、不活性ガスが最も好適であるが、原料
ガスの一部や酸化ガス等であっても、上記の条件を満た
せば用いることができる。この場合、これらガスは基板
への成膜に用いられることになり、付着防止の専用ガス
は不要になる。原料ガスや酸化ガスを不活性ガスと混合
して用いても良い。Thus, it is possible to efficiently prevent the deposition of raw materials and reaction products on the surface of the nozzle plate of the gas injection head with a simple configuration, and to perform smooth operation and high quality film formation. As the anti-adhesion gas, any suitable gas can be used as long as the gas itself does not contain or generate an adhering substance, and an inert gas is most preferable. Even if there is, the above condition can be used. In this case, these gases are used for film formation on the substrate, and a special gas for preventing adhesion is not required. A raw material gas or an oxidizing gas may be used as a mixture with an inert gas.
【００１０】請求項２に記載の発明は、前記付着防止ガ
ス噴射ノズルには、付着防止ガスをノズル盤の表面に沿
った方向に偏向させる偏向部材が設けられていることを
特徴とする請求項１に記載のガス噴射ヘッドである。こ
れにより、簡単な構成でノズル盤の表面に沿った付着防
止ガスの流れを形成することができる。偏向部材として
は、例えば、円錐面を有するコーン状の部材等が好適で
ある。偏向部材はノズル盤に接触させて温度を適宜に維
持することが好ましい。偏向部材を多孔質体で構成して
それ自体への付着を防止するようにようにしてもよい。
偏向部材の下面をノズル盤の下面より凹ませて付着を防
止してもよい。According to a second aspect of the present invention, the anti-adhesion gas injection nozzle is provided with a deflecting member for deflecting the anti-adhesion gas in a direction along the surface of the nozzle plate. 2. The gas injection head according to 1. Thus, the flow of the anti-adhesion gas along the surface of the nozzle plate can be formed with a simple configuration. As the deflection member, for example, a cone-shaped member having a conical surface is suitable. It is preferable that the deflecting member is brought into contact with the nozzle plate to appropriately maintain the temperature. The deflecting member may be formed of a porous body to prevent the deflecting member from adhering to itself.
The lower surface of the deflecting member may be recessed from the lower surface of the nozzle panel to prevent adhesion.
【００１１】請求項３に記載の発明は、前記付着防止ガ
スの温度を調整する温度調整機構が設けられていること
を特徴とする請求項１に記載のガス噴射ヘッドである。
これは、成膜室に供給されるガスの急激な温度の変化を
防止するために、あるいはノズル盤の表面の温度が過熱
されないように制御するために用いることができる。According to a third aspect of the present invention, there is provided the gas injection head according to the first aspect, further comprising a temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the adhesion preventing gas.
This can be used to prevent a rapid change in the temperature of the gas supplied to the film formation chamber, or to control the temperature of the surface of the nozzle plate so as not to be overheated.
【００１２】請求項４に記載の発明は、前記原料ガス噴
射ノズルと前記付着防止ガス噴射ノズルが同軸の２流体
ノズルとして構成されていることを特徴とする請求項１
に記載のガス噴射ヘッドである。これにより、付着防止
ガス噴射ノズルの配置スペースの節約と、付着防止ガス
自体を原料ガスと混合して用いる際の均一性の向上を図
ることができる。もちろん、原料ガス噴射ノズルと付着
防止ガス噴射ノズルとを別に、例えば、交互に配置して
もよい。According to a fourth aspect of the present invention, the source gas injection nozzle and the adhesion preventing gas injection nozzle are configured as a coaxial two-fluid nozzle.
The gas injection head according to the above. Thereby, it is possible to save the space for disposing the adhesion preventing gas injection nozzle and to improve the uniformity when the adhesion preventing gas itself is mixed with the source gas and used. Of course, the raw material gas injection nozzles and the adhesion preventing gas injection nozzles may be separately arranged, for example, alternately.
【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
４に記載のガス噴射ヘッド及び基板を保持する基板保持
台とを有する気密な成膜室と、ガス噴射ヘッドに原料ガ
ス及び付着防止ガスを供給するガス供給源と、成膜室内
から不要ガスを排気する排気装置とを有することを特徴
とする成膜装置である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an airtight film forming chamber having the gas ejection head according to any one of the first to fourth aspects and a substrate holder for holding a substrate, and a source gas and an adhesion preventive device for the gas ejection head. A film formation apparatus including a gas supply source that supplies a gas and an exhaust device that exhausts unnecessary gas from a film formation chamber.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図１ないし図３を参照し
て、本発明の第１の実施の形態を説明する。この第１の
実施の形態の薄膜気相成長装置は、気密な成膜室１０を
構成する容器本体１２と、容器底部１４の中央に開口す
る筒状部１６内を昇降可能な基板保持台（サセプタ）１
８と、容器本体１２の頂部に取り付けられたガス噴射ヘ
ッド（シャワーヘッド）２０とを備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The thin-film vapor phase growth apparatus according to the first embodiment includes a container main body 12 forming an airtight film-forming chamber 10 and a substrate holding table (up and down) inside a cylindrical portion 16 opened at the center of a container bottom portion 14. Susceptor) 1
8 and a gas injection head (shower head) 20 attached to the top of the container body 12.
【００１５】これら容器本体１２、容器底部１４及び筒
状部１６とガス噴射ヘッド２０には、オイルのような熱
媒体を流通させる熱媒体流路２２，２４，２６，２８
ａ，２８ｃが形成され、これらの流路は外部熱媒体配管
３０を介して、ポンプ等の抽送手段３２、及びヒータ等
の加熱手段３４からなる熱媒体ユニット３６に流通して
いる。また、必要箇所を冷却するために冷却水循環ユニ
ットが設けられている（図示せず）。容器底部１４に
は、生成ガスを排気する排気孔３８が開口し、これは図
示しない真空ポンプに連結している。Heat medium flow paths 22, 24, 26, 28 through which a heat medium such as oil flows are passed through the container body 12, the container bottom portion 14, the cylindrical portion 16, and the gas injection head 20.
a, 28 c are formed, and these flow paths are circulated through an external heat medium pipe 30 to a heat medium unit 36 including a drawing means 32 such as a pump and a heating means 34 such as a heater. In addition, a cooling water circulation unit is provided for cooling required parts (not shown). An exhaust hole 38 for exhausting the generated gas is opened in the container bottom 14, and this is connected to a vacuum pump (not shown).
【００１６】基板保持台１８は成膜室１０の下方に配置
された昇降装置４２に支持軸４０を介して連結され、こ
れにより筒状部１６の中を昇降する。筒状部１６の所定
高さには、搬送用のロボット４４を有するロボット室４
６に向かう位置に基板搬送口４８が開口しており、これ
は通路５０を介してロボット室４６のゲート５２に接続
されている。この基板搬送口４８にはパージガス供給口
５４が開口している。基板保持台１８には基板Ｗを加熱
するためのヒータ５６が設けられ、所定位置に取り付け
られた基板温度センサの検出値に基づいてヒータ５６へ
の電力を調整して基板温度を一定に維持するようにして
いる。The substrate holding table 18 is connected via a support shaft 40 to an elevating device 42 disposed below the film forming chamber 10, thereby moving up and down in the cylindrical portion 16. A robot chamber 4 having a transfer robot 44 is provided at a predetermined height of the cylindrical portion 16.
A substrate transfer port 48 is opened at a position toward 6, and is connected to a gate 52 of the robot chamber 46 via a passage 50. A purge gas supply port 54 is opened at the substrate transfer port 48. The substrate holding table 18 is provided with a heater 56 for heating the substrate W, and adjusts the power to the heater 56 based on the detection value of the substrate temperature sensor attached at a predetermined position to maintain the substrate temperature constant. Like that.
【００１７】ガス噴射ヘッド２０は、図２に詳細に示す
ように、成膜対象の基板Ｗに対向して配置されるノズル
盤６０と、背板６２及び周壁６４とによって中空円盤状
に形成された噴射ヘッド本体６６から構成されている。
この噴射ヘッド本体６６の内部には円盤状の中空体６８
がノズル盤６０、背板６２及び周壁６４から間隔をおい
て配置され、この噴射ヘッド本体６６と中空体６８との
間に付着防止ガス空間７０が形成されている。中空体６
８の内部にも円板状の仕切板６９が中空体６８の上下壁
及び側壁９４から間隔をおいて配置されており、ここに
原料ガス空間７２が形成されている。As shown in detail in FIG. 2, the gas injection head 20 is formed in a hollow disk shape by a nozzle disk 60 arranged opposite the substrate W on which a film is to be formed, a back plate 62 and a peripheral wall 64. And an ejection head main body 66.
Inside the ejection head body 66, a disk-shaped hollow body 68 is provided.
Are arranged at an interval from the nozzle board 60, the back plate 62 and the peripheral wall 64, and an adhesion preventing gas space 70 is formed between the ejection head main body 66 and the hollow body 68. Hollow body 6
A disk-shaped partition plate 69 is also arranged in the inside 8 at a distance from the upper and lower walls and the side wall 94 of the hollow body 68, and a raw material gas space 72 is formed here.
【００１８】噴射ヘッド本体６６の背板６２側には、各
ガス空間７２，７０に例えば高誘電体又は強誘電体薄膜
を形成するための有機金属化合物を含む原料ガスと、例
えば酸化ガス等のその付着防止ガスを個別に供給するガ
ス供給配管７４が接続されている。ガス供給配管７４は
同軸の多重管であり、中心にはノズル盤面に達する熱電
対（温度センサ）７６が挿入され、その外側に原料ガス
空間７２に通じる原料ガス流路８４が、さらにその外側
に付着防止ガス空間７０に通じる付着防止ガス流路８２
が形成されている。On the back plate 62 side of the injection head main body 66, a raw material gas containing, for example, an organic metal compound for forming a high dielectric or ferroelectric thin film in each gas space 72, 70, and an oxidizing gas, for example. A gas supply pipe 74 for individually supplying the adhesion preventing gas is connected. The gas supply pipe 74 is a coaxial multi-pipe. A thermocouple (temperature sensor) 76 reaching the nozzle board is inserted at the center, and a source gas flow path 84 leading to the source gas space 72 is provided outside the thermocouple 76, and further outside the source. Anti-adhesion gas flow path 82 leading to anti-adhesion gas space 70
Are formed.
【００１９】ノズル盤６０には、全面に渡って均等な間
隔をおいてガス噴射ノズル７７が設けられている。この
ガス噴射ノズル７７は、付着防止ガス噴射ノズル７８と
原料ガス噴射ノズル８８からなる同軸の２流体ノズルと
して構成されている。ガス噴射ノズル７７を取り囲むよ
うに熱媒体流路２８ａが形成されており、これには入口
２８ｂから熱媒体が供給され、出口２８ｂ’から外部に
排出されるようになっている。原料ガス噴射ノズル８８
は、付着防止ガス空間７０中を延びて中空体６８の底板
８０の対応する位置に形成された開口８６に固着されて
いる。The nozzle board 60 is provided with gas injection nozzles 77 at uniform intervals over the entire surface. The gas injection nozzle 77 is configured as a coaxial two-fluid nozzle including an adhesion prevention gas injection nozzle 78 and a raw material gas injection nozzle 88. A heat medium flow path 28a is formed so as to surround the gas injection nozzle 77, and a heat medium is supplied to the heat medium flow path 28b from the inlet 28b and discharged to the outside from the outlet 28b '. Source gas injection nozzle 88
Extends through the adhesion preventing gas space 70 and is fixed to an opening 86 formed at a corresponding position of the bottom plate 80 of the hollow body 68.
【００２０】付着防止ガス噴射ノズル７８は、原料ガス
以外の付着防止ガス、すなわち、この例では酸化ガス噴
射用のもので、その先端には、ガスの流れの方向に沿っ
て円錐状に拡径してガスを放射状に拡散させる拡散部７
８ａが形成されている。一方、原料ガス噴射ノズル８８
は、原料ガス噴射用のもので、直線状に延びる円筒管で
構成されている。原料ガス噴射ノズル８８の先端には、
拡散部７８ａの形状に沿った形状の、例えば焼結体のよ
うな多孔質体で構成された拡散コーン９０が、その下面
がノズル盤６０の下面と略面一となるように固着されて
いる。従って、付着防止ガス噴射ノズル７８の拡散部７
８ａの内面と拡散コーン９０との間には、下流に向かっ
て円錐状に急速に拡がる管状流路９２が形成されてい
る。この拡散コーン９０には、円周方向に沿った所定の
間隔をおいて付着防止ガス噴射ノズル７８の壁面に接触
するリブ９０ａが設けられ、また中心部には、原料ガス
噴射ノズル８８に連通するガス噴射口９０ｂが設けられ
ている。The anti-adhesion gas injection nozzle 78 is for injecting an anti-adhesion gas other than the raw material gas, that is, in this example, an oxidizing gas, and has a conical expanded end at the tip thereof along the gas flow direction. Diffuser 7 that diffuses gas radially
8a are formed. On the other hand, the raw material gas injection nozzle 88
Is for material gas injection, and is constituted by a cylindrical tube extending linearly. At the tip of the source gas injection nozzle 88,
A diffusion cone 90 having a shape following the shape of the diffusion portion 78a and made of a porous material such as a sintered body is fixed so that the lower surface thereof is substantially flush with the lower surface of the nozzle plate 60. . Therefore, the diffusion portion 7 of the anti-adhesion gas injection nozzle 78
Between the inner surface of 8a and the diffusion cone 90, there is formed a tubular flow path 92 that rapidly expands conically downstream. The diffusion cone 90 is provided with ribs 90a that contact the wall surface of the anti-adhesion gas injection nozzle 78 at predetermined intervals along the circumferential direction, and communicate with the raw material gas injection nozzle 88 at the center. A gas injection port 90b is provided.
【００２１】噴射ヘッド本体６６の各ガス空間７０，７
２は、それぞれ中空体６８及び仕切板６９によって上下
に区画されており、それぞれガス供給配管７４のガス流
路８２，８４から個別に供給された原料ガス及びその付
着防止ガスは、上側のガス空間を径方向外側に流れた
後、周壁６４及び９４で反転して下側のガス空間に外側
縁部から流入する。これにより、それぞれの下側ガス空
間において、ノズルの配置密度に応じたガス流速分布が
達成され、ノズルからの流量が均等化される。Each gas space 70, 7 of the injection head body 66
2 are vertically divided by a hollow body 68 and a partition plate 69, respectively. The raw material gas and the adhesion preventing gas which are individually supplied from the gas passages 82 and 84 of the gas supply pipe 74 respectively are disposed in the upper gas space. After flowing radially outward, it is reversed at the peripheral walls 64 and 94 and flows into the lower gas space from the outer edge. Thereby, in each lower gas space, a gas flow velocity distribution according to the arrangement density of the nozzles is achieved, and the flow rates from the nozzles are equalized.
【００２２】なお、噴射ヘッド本体６６の形状はこれに
限られるものではなく、２つのガス空間を単純な２層の
円盤状空間に形成してもよく、また、仕切板６９の代わ
りに微細孔が形成されたガス分配板を用いても良い。さ
らに、噴射ヘッド本体６６の全体を下側に拡径する円錐
形状に形成してもよい。The shape of the ejection head body 66 is not limited to this, and the two gas spaces may be formed as a simple two-layer disc-shaped space. May be used. Further, the entirety of the ejection head body 66 may be formed in a conical shape whose diameter is increased downward.
【００２３】周壁６４の内面、背板６２の上面、ガス供
給配管７４の外面を覆うように外被９６が設けられ、こ
れと周壁６４の間にはシールリング９８が配されて内部
を密閉している。この外被９６と背板６２の上面及びガ
ス供給配管７４の外面の間には、図２に示すように熱媒
体流路２８ｃが形成されており、ガス供給配管７４と噴
射ヘッド本体６６内を流れる原料ガス及びその付着防止
ガスを加熱している。An outer cover 96 is provided so as to cover the inner surface of the peripheral wall 64, the upper surface of the back plate 62, and the outer surface of the gas supply pipe 74. A seal ring 98 is disposed between the outer cover 96 and the peripheral wall 64 to seal the inside. ing. As shown in FIG. 2, a heat medium passage 28 c is formed between the outer cover 96, the upper surface of the back plate 62, and the outer surface of the gas supply pipe 74. The flowing raw material gas and its adhesion preventing gas are heated.
【００２４】このように構成されたガス噴射ヘッド２０
の作用を説明する。原料ガスとその付着防止ガス（この
例では酸化ガス）は、図示しない供給源からガス供給配
管７４にそれぞれ導入される。原料ガスは、例えば、Ｂ
a（ＤＰＭ）２、Ｓr（ＤＰＭ）２及びＴｉ（ｉ−ＯＣ３
Ｈ７）４等の有機金属化合物を溶剤に溶解して気化し、
Ａr等のキャリアガスと混合したものであり、酸化ガス
は、例えば、Ｏ２，Ｎ ２Ｏ，Ｈ２Ｏ等の酸素含有ガス、
あるいはこれにオゾナイザにより生成されたオゾン（Ｏ
３）を含むようにしたものである。The gas injection head 20 constructed as described above
The operation of will be described. Source gas and its adhesion prevention gas (this
In the example, the oxidizing gas) is supplied from a supply source (not shown) to the gas supply line.
Each is introduced into a tube 74. The source gas is, for example, B
a (DPM)2, Sr (DPM)2And Ti (i-OC3
H7)4Dissolve organic metal compounds such as in a solvent and vaporize,
Mixed with a carrier gas such as Ar
Is, for example, O2, N 2O, H2An oxygen-containing gas such as O,
Alternatively, the ozone generated by the ozonizer (O
3).
【００２５】反応ガスのうち、酸化ガスは、ガス供給配
管７４の付着防止ガス流路８２から付着防止ガス空間７
０に、原料ガスは、ガス供給配管７４の原料ガス流路８
４から原料ガス空間７２に、それぞれ上側ガス空間を一
旦外側に流れてから下側ガス空間に中心に向かって流れ
て導入される。そして、酸化ガスは、ノズル盤６０の各
付着防止ガス噴射ノズル７８から基板Ｗに向けて噴射さ
れ、原料ガスは、底板８０の各開口８６に設けられた原
料ガス噴射ノズル８８から噴射される。Of the reaction gas, the oxidizing gas is supplied from the adhesion preventing gas passage 82 of the gas supply pipe 74 to the adhesion preventing gas space 7.
0, the source gas is supplied to the source gas passage 8 of the gas supply pipe 74.
4 flows into the source gas space 72 once outside the upper gas space and then flows toward the center into the lower gas space. Then, the oxidizing gas is injected from each adhesion preventing gas injection nozzle 78 of the nozzle board 60 toward the substrate W, and the source gas is injected from a source gas injection nozzle 88 provided at each opening 86 of the bottom plate 80.
【００２６】この時、酸化ガスの多くは、付着防止ガス
噴射ノズル７８の先端を拡散部７８ａの内面と拡散コー
ン９０との間に形成された円錐状に拡がる管状流路９２
に沿って流れた後に成膜室１０内に噴射されて水平方向
に一様に拡散し、噴射ヘッド本体６６の下面に沿って流
れて下面を覆う。一方、原料ガスは、原料ガス噴射ノズ
ル８８から拡散コーン９０のガス噴射口９０ｂ内を通過
して略直下方に噴射される。これにより、原料ガスが噴
射ヘッド本体６６の下面側に流入することが阻止され
て、原料ガスの副生成物の噴射ヘッド本体６６の下面へ
の付着が極力防止される。そして、噴射ヘッド本体６６
の下面に沿って流れた酸化ガスは、原料ガス噴射ノズル
８８から略直下方に噴射された原料ガスに巻き込まれ
て、成膜室１０内部の空間をさらに基板Ｗに向けて下降
しつつ効率よく混合される。At this time, most of the oxidizing gas is condensed in a tubular flow passage 92 formed between the inner surface of the diffusion portion 78a and the diffusion cone 90 at the tip of the anti-adhesion gas injection nozzle 78.
Is sprayed into the film forming chamber 10 and uniformly diffused in the horizontal direction, and flows along the lower surface of the injection head body 66 to cover the lower surface. On the other hand, the source gas is injected from the source gas injection nozzle 88 substantially directly below through the gas injection port 90b of the diffusion cone 90. As a result, the raw material gas is prevented from flowing into the lower surface side of the injection head main body 66, and adhesion of by-products of the raw material gas to the lower surface of the injection head main body 66 is prevented as much as possible. Then, the ejection head body 66
The oxidizing gas flowing along the lower surface of the substrate is entrained in the raw material gas injected substantially directly downward from the raw material gas injection nozzle 88, and further efficiently moves down the space inside the film forming chamber 10 toward the substrate W while efficiently descending. Mixed.
【００２７】この実施の形態では、拡散コーン９０を焼
結体で構成することで、拡散コーン９０の内部を微量の
酸化ガスが流れて拡散コーン９０の下面から流れ出して
おり、拡散コーン９０自体の下面への副生成物の付着が
防止される。In this embodiment, the diffusion cone 90 is formed of a sintered body, so that a small amount of oxidizing gas flows inside the diffusion cone 90 and flows out from the lower surface of the diffusion cone 90, and the diffusion cone 90 itself is formed. Adhesion of by-products to the lower surface is prevented.
【００２８】熱媒体は、熱媒体ユニット３６から外部熱
媒体配管３０を介してノズル盤６０、周壁６４、及び外
被９６と背板６２の間の熱媒体流路２８に供給すること
により、各部を所定温度に維持する。特に、拡散コーン
９０は、基板保持台１８内に内蔵されたヒータ５６の輻
射熱を受けるが、これをリブ９０ａを介してノズル盤６
０に接触させてノズル盤６０への熱移動によって冷却す
ることで、この異常加熱が防止される。The heat medium is supplied from the heat medium unit 36 to the nozzle board 60, the peripheral wall 64, and the heat medium flow path 28 between the jacket 96 and the back plate 62 via the external heat medium pipe 30, so that each part is provided. Is maintained at a predetermined temperature. In particular, the diffusion cone 90 receives the radiant heat of the heater 56 built in the substrate holding table 18, and transfers the radiant heat to the nozzle plate 6 through the rib 90 a.
This abnormal heating is prevented by contacting with the nozzle plate 0 and cooling by heat transfer to the nozzle board 60.
【００２９】なお、拡散コーン９０の温度が上昇しすぎ
る場合には、酸化ガスの温度を熱媒体の温度、あるいは
原料ガスの温度よりも下げた状態で供給することによ
り、拡散コーン９０を原料ガスの副生成物の付着が発生
しにくいような温度に維持するようにしてもよい。If the temperature of the diffusion cone 90 rises too high, the diffusion cone 90 is supplied with the temperature of the oxidizing gas being lower than the temperature of the heating medium or the temperature of the raw material gas. May be maintained at a temperature at which the adhesion of by-products is difficult to occur.
【００３０】図４は、本発明の第２の実施の形態のガス
噴射ヘッドを示すもので、拡散コーン９０はその下面が
ノズル盤６０の下面よりやや凹んだ位置に位置するよう
に配置されている。この場合は、拡散コーン９０の下面
の面積を減少させて、下面への副生成物の付着をより少
なくする。FIG. 4 shows a gas injection head according to a second embodiment of the present invention. The diffusion cone 90 is arranged such that its lower surface is located at a position slightly recessed from the lower surface of the nozzle plate 60. I have. In this case, the area of the lower surface of the diffusion cone 90 is reduced, and adhesion of by-products to the lower surface is reduced.
【００３１】図５は、本発明の第３の実施の形態のガス
噴射ヘッドを示すもので、これは酸化ガス噴射用の付着
防止ガス噴射ノズル７８と原料ガス噴射用の原料ガス噴
射ノズル８８とが同軸の二重ノズルではなく、別個のノ
ズルとして噴射ヘッド本体６６の下面に交互に配置され
ている例である。つまり、付着防止ガス噴射ノズル７８
の先端の拡散部７８ａには、中実の拡散コーン９０が配
置され、原料ガス噴射ノズル８８は、付着防止ガス噴射
ノズル７８と異なる位置において中空体６８の底板８０
の開口８６に固着されている。FIG. 5 shows a gas injection head according to a third embodiment of the present invention, which includes an anti-adhesion gas injection nozzle 78 for oxidizing gas injection, a source gas injection nozzle 88 for source gas injection, and Is an example in which the nozzles are not coaxial double nozzles but are alternately arranged on the lower surface of the ejection head main body 66 as separate nozzles. That is, the adhesion preventing gas injection nozzle 78
A solid diffusion cone 90 is disposed in the diffusion portion 78 a at the tip of the hollow body 68, and the raw material gas injection nozzle 88 is located at a position different from the adhesion prevention gas injection nozzle 78.
Is fixed to the opening 86.
【００３２】この実施の形態においては、原料ガスと酸
化ガス（付着防止ガス）は、噴射ヘッド本体６６の下面
から交互に噴射され、付着防止ガス噴射ノズル７８から
噴射された酸化ガスは、噴射ヘッド本体６６の下面に沿
って流れて下面を覆い、一方、原料ガスは、原料ガス噴
射ノズル８８から略直下方に噴射される。これにより、
酸化ガスが原料ガスの噴射ヘッド本体６６の下面側への
流入を阻止するように作用する。噴射ヘッド本体６６の
下面に沿って流れた酸化ガスは、隣接する原料ガス噴射
ノズル７８から略直下方に噴射された原料ガスに巻き込
まれて、成膜室１０内部の空間をさらに基板Ｗに向けて
下降しつつ効率よく混合される。In this embodiment, the raw material gas and the oxidizing gas (anti-adhesion gas) are alternately injected from the lower surface of the injection head main body 66, and the oxidizing gas injected from the anti-adhesion gas injection nozzle 78 is discharged from the injection head. The raw material gas flows along the lower surface of the main body 66 and covers the lower surface, while the raw material gas is injected substantially directly downward from the raw material gas injection nozzle 88. This allows
The oxidizing gas acts to prevent the raw material gas from flowing into the lower surface of the injection head body 66. The oxidizing gas flowing along the lower surface of the ejection head main body 66 is caught by the source gas injected substantially immediately below from the adjacent source gas injection nozzle 78 to further direct the space inside the film forming chamber 10 toward the substrate W. It mixes efficiently while descending.
【００３３】なお、上述した実施の形態においては、付
着防止ガスとして酸化ガスを使用した例を示している
が、酸化ガスだけではガス量が不足する場合には、適当
な不活性ガスを混合して用いればよい。また、付着防止
ガスとして付着しやすい成分を含まない不活性ガスを使
用し、これを原料ガスと分離した状態で導入してガス噴
射ヘッドの下面から噴出させ、この不活性ガス等でガス
噴射ヘッドの下面を覆うようにしてもよい。In the above-described embodiment, an example is shown in which an oxidizing gas is used as the adhesion preventing gas. However, if the amount of the gas is insufficient with the oxidizing gas alone, a suitable inert gas is mixed. Can be used. In addition, an inert gas containing no easily adhering component is used as an anti-adhesion gas, introduced in a state separated from the raw material gas, and ejected from the lower surface of the gas ejection head. May be covered.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原料ガスを付着防止ガスと分離した状態で基板に向けて
噴射してパーティクルの発生を防止し、しかも原料ガス
がヒータからの輻射熱を受けるガス噴射ヘッドの下面に
流入することを阻止して下面への原料ガスの副生成物の
付着を極力防止することができ、これにより、高・強誘
電体等の比較的不安定な原料ガスを用いる成膜を、安定
的にかつ品質良く行うことができる。As described above, according to the present invention,
The raw material gas is sprayed toward the substrate in a state where it is separated from the anti-adhesion gas to prevent the generation of particles, and furthermore, the raw material gas is prevented from flowing into the lower surface of the gas injection head receiving the radiant heat from the heater to the lower surface. Deposition of by-products of the raw material gas can be prevented as much as possible, whereby film formation using a relatively unstable raw material gas such as a high / ferroelectric substance can be performed stably and with good quality. .
【図１】本発明の第１の実施の形態の気相成長装置の概
略を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a vapor phase growth apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施の形態のガス噴射ヘッドの
断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the gas injection head according to the first embodiment of the present invention.
【図３】図２の要部を拡大して示す要部拡大断面図であ
る。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.
【図４】本発明の第２の実施の形態のガス噴射ヘッドの
要部を拡大して示す断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a main part of a gas injection head according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３の実施の形態のガス噴射ヘッドの
要部を拡大して示す断面図である。FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a main part of a gas injection head according to a third embodiment of the present invention.
【図６】成膜装置の全体構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an overall configuration of a film forming apparatus.
１０ 成膜室 １８ 基板保持台 ２０ ガス噴射ヘッド ３６ 熱媒体ユニット ３８ 排気孔 ６０ ノズル盤 ７８ 付着防止ガス噴射ノズル ８８ 原料ガス噴射ノズル ９０ 拡散コーン（偏向部材） ９０ａ リブ Ｗ 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Film-forming chamber 18 Substrate holding stand 20 Gas injection head 36 Heat medium unit 38 Exhaust hole 60 Nozzle board 78 Anti-adhesion gas injection nozzle 88 Raw material gas injection nozzle 90 Diffusion cone (deflection member) 90a Rib W substrate
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 秀直 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 荒木 裕二 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 AA14 BA42 BA46 EA05 EA06 KA25 KA41 LA01 LA15 5F045 AB40 AC07 AC11 BB15 DP03 EE14 EE20 EF05 EF13 EJ05Continuation of the front page (72) Inventor Hidenao Suzuki 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Corporation (72) Inventor Yuji Araki 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Corporation F term (reference) 4K030 AA11 AA14 BA42 BA46 EA05 EA06 KA25 KA41 LA01 LA15 5F045 AB40 AC07 AC11 BB15 DP03 EE14 EE20 EF05 EF13 EJ05
Claims (5)
用の原料ガスを噴射するガス噴射ヘッドにおいて、 前記基板に対向して配置されたノズル盤を有し、 前記ノズル盤には、原料ガスを前記基板に噴射する原料
ガス噴射ノズルと、付着防止ガスを前記ノズル盤の表面
に沿って流す付着防止ガス噴射ノズルとが設けられてい
ることを特徴とするガス噴射ヘッド。1. A gas injection head for injecting a source gas for film formation toward a substrate disposed in a film formation chamber, comprising: a nozzle plate disposed opposite to the substrate; A gas injection head for injecting a source gas onto the substrate, and an anti-adhesion gas injection nozzle for flowing an anti-adhesion gas along the surface of the nozzle plate.
防止ガスをノズル盤の表面に沿った方向に偏向させる偏
向部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記
載のガス噴射ヘッド。2. The gas injection head according to claim 1, wherein the anti-adhesion gas injection nozzle is provided with a deflecting member for deflecting the anti-adhesion gas in a direction along the surface of the nozzle board. .
調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１に
記載のガス噴射ヘッド。3. The gas injection head according to claim 1, further comprising a temperature adjusting mechanism for adjusting a temperature of the adhesion preventing gas.
ガス噴射ノズルが同軸の２流体ノズルとして構成されて
いることを特徴とする請求項１に記載のガス噴射ヘッ
ド。4. The gas injection head according to claim 1, wherein the raw material gas injection nozzle and the anti-adhesion gas injection nozzle are configured as coaxial two-fluid nozzles.
ド及び基板を保持する基板保持台とを有する気密な成膜
室と、 ガス噴射ヘッドに原料ガス及び付着防止ガスを供給する
ガス供給源と、 成膜室内から不要ガスを排気する排気装置とを有するこ
とを特徴とする成膜装置。5. An airtight film-forming chamber having the gas ejection head according to claim 1 and a substrate holder for holding a substrate, and a gas supply source for supplying a source gas and an anti-adhesion gas to the gas ejection head. And an exhaust device for exhausting unnecessary gas from the film formation chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052869A JP2000252270A (en) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | Gas jetting head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052869A JP2000252270A (en) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | Gas jetting head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252270A true JP2000252270A (en) | 2000-09-14 |
Family
ID=12926894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11052869A Pending JP2000252270A (en) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | Gas jetting head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252270A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007180136A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Seiko Epson Corp | Shower head, film forming apparatus including same, and method for manufacturing ferroelectric film |
| WO2008050567A1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | Tokyo Electron Limited | Shower plate sintered integrally with gas release hole member and method for manufacturing the same |
| JP2008270839A (en) * | 2008-07-24 | 2008-11-06 | Tadahiro Omi | Plasma processing apparatus |
| JP2017011182A (en) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 株式会社デンソー | Silicon carbide semiconductor epitaxial growth apparatus |
| JP2017157678A (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-07 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Deposition apparatus |
| WO2020039809A1 (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Vapor-phase growth device |
| WO2020085128A1 (en) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 東京エレクトロン株式会社 | Shower head and substrate treatment device |
-
1999
- 1999-03-01 JP JP11052869A patent/JP2000252270A/en active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007180136A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Seiko Epson Corp | Shower head, film forming apparatus including same, and method for manufacturing ferroelectric film |
| US8915999B2 (en) | 2006-10-23 | 2014-12-23 | Tokyo Electron Limited | Shower plate sintered integrally with gas release hole member and method for manufacturing the same |
| WO2008050567A1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | Tokyo Electron Limited | Shower plate sintered integrally with gas release hole member and method for manufacturing the same |
| JP2008108796A (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Hokuriku Seikei Kogyo Kk | Shower plate sintered integrally with gas discharging hole member and its manufacturing method |
| US9767994B2 (en) | 2006-10-23 | 2017-09-19 | Tokyo Electron Limited | Shower plate sintered integrally with gas release hole member and method for manufacturing the same |
| KR101016624B1 (en) | 2006-10-23 | 2011-02-23 | 고쿠리츠 다이가쿠 호진 도호쿠 다이가쿠 | Shower plate, method for manufacturing the same, plasma processing apparatus and method using the shower plate, and manufacturing method of electronic apparatus |
| JP4689706B2 (en) * | 2008-07-24 | 2011-05-25 | 忠弘 大見 | Plasma processing equipment |
| JP2008270839A (en) * | 2008-07-24 | 2008-11-06 | Tadahiro Omi | Plasma processing apparatus |
| JP2017011182A (en) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 株式会社デンソー | Silicon carbide semiconductor epitaxial growth apparatus |
| CN109075038A (en) * | 2016-03-01 | 2018-12-21 | 纽富来科技股份有限公司 | Film formation device |
| WO2017150400A1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Film deposition device |
| TWI630282B (en) * | 2016-03-01 | 2018-07-21 | 紐富來科技股份有限公司 | Film-forming device |
| KR20180128919A (en) * | 2016-03-01 | 2018-12-04 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Film forming device |
| JP2017157678A (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-07 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Deposition apparatus |
| US10896831B2 (en) | 2016-03-01 | 2021-01-19 | Nuflare Technology, Inc. | Film forming apparatus |
| KR102211543B1 (en) * | 2016-03-01 | 2021-02-02 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Film forming device |
| CN109075038B (en) * | 2016-03-01 | 2023-08-15 | 纽富来科技股份有限公司 | Film forming apparatus |
| WO2020039809A1 (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Vapor-phase growth device |
| JP2020031200A (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Vapor phase growth device |
| JP7365761B2 (en) | 2018-08-24 | 2023-10-20 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Vapor phase growth equipment |
| WO2020085128A1 (en) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 東京エレクトロン株式会社 | Shower head and substrate treatment device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100492258B1 (en) | Reaction gas ejection head | |
| US6387182B1 (en) | Apparatus and method for processing substrate | |
| JP2000144432A (en) | Gas injection head | |
| JP4220075B2 (en) | Film forming method and film forming apparatus | |
| KR100573666B1 (en) | Thin film deposition apparatus | |
| JP4986163B2 (en) | MOCVD vaporizer and film deposition system | |
| US6269221B1 (en) | Liquid feed vaporization system and gas injection device | |
| TWI434364B (en) | Semiconductor processing system including vaporizer and method for using same | |
| KR100654400B1 (en) | Solution-vaporization type cvd apparatus | |
| KR100636038B1 (en) | Apparatus for supplying a gas and Apparatus for forming a layer having the same | |
| US7332040B1 (en) | Semiconductor manufacturing system having a vaporizer which efficiently vaporizes a liquid material | |
| JPH08337876A (en) | Reaction gas ejecting head and thin film vapor phase growth device | |
| KR20040078643A (en) | Chemical vapor deposition vaporizer | |
| JP3893177B2 (en) | Vaporizer, CVD apparatus, and thin film manufacturing method | |
| JP3649267B2 (en) | Reactive gas injection head | |
| JP2000252270A (en) | Gas jetting head | |
| JP2001064777A (en) | Gas jet head | |
| WO2003079421A1 (en) | Method of depositing cvd thin film | |
| JP2000313961A (en) | Gas injection head | |
| JP4421119B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP3649265B2 (en) | Thin film vapor deposition equipment | |
| JPH11302850A (en) | Gas injection device | |
| JP2008001994A (en) | Evaporator and evaporation method | |
| KR100425672B1 (en) | Cvd apparatus with ultrasonic oscillator and evaporator for manufacturing improved composite oxide thin film without clogging of transfer part | |
| JP2001040480A (en) | Equipment and method for wafer treatment |