JP2003332327A - 気化供給方法 - Google Patents
気化供給方法Info
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- JP2003332327A JP2003332327A JP2002141386A JP2002141386A JP2003332327A JP 2003332327 A JP2003332327 A JP 2003332327A JP 2002141386 A JP2002141386 A JP 2002141386A JP 2002141386 A JP2002141386 A JP 2002141386A JP 2003332327 A JP2003332327 A JP 2003332327A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バリア膜の製造において用いられる液体ＣＶ
Ｄ原料を、極めて高濃度で、しかも所望の供給量で安定
して半導体製造装置に気化供給できる気化供給方法を提
供する。 【解決手段】 アミノ系液体ＣＶＤ原料を、精度よく加
熱し気化させて気体マスフローコントローラーに供給
し、気体マスフローコントローラーにより流量制御し
て、窒素、ヘリウム、アルゴン等の同伴ガスを伴うこと
なく半導体製造装置へ供給する。
Ｄ原料を、極めて高濃度で、しかも所望の供給量で安定
して半導体製造装置に気化供給できる気化供給方法を提
供する。 【解決手段】 アミノ系液体ＣＶＤ原料を、精度よく加
熱し気化させて気体マスフローコントローラーに供給
し、気体マスフローコントローラーにより流量制御し
て、窒素、ヘリウム、アルゴン等の同伴ガスを伴うこと
なく半導体製造装置へ供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置
（ＣＶＤ装置）にガス状のアミノ系ＣＶＤ原料を供給す
るための気化供給方法に関する。さらに詳細には、アミ
ノ系液体ＣＶＤ原料を、同伴ガスを伴うことなく、極め
て高濃度で、しかも所望の供給量で安定して半導体製造
装置に気化供給するための気化供給方法に関する。
（ＣＶＤ装置）にガス状のアミノ系ＣＶＤ原料を供給す
るための気化供給方法に関する。さらに詳細には、アミ
ノ系液体ＣＶＤ原料を、同伴ガスを伴うことなく、極め
て高濃度で、しかも所望の供給量で安定して半導体製造
装置に気化供給するための気化供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体分野においては、銅配線のバリア
膜として、高誘電率を有しステップカバレッジ性が高い
窒化チタン膜、窒化タンタル膜、あるいはＴｉ−Ｚｒ−
Ｎ膜、Ｗ−Ｔａ−Ｎ膜等が用いられている。これらの半
導体薄膜のＣＶＤ原料としては、例えばＴｉ源としてＴ
ｉ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）4（液体原料）、Ｔｉ（ＯＣＨ
（ＣＨ3）2）2（ＤＰＭ）2（固体原料）、Ｔａ源として
ペンタエトキシタンタル（Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5）（液体
原料）、Ｔａ（ＯｉＰｒ）2（ＤＰＭ）3（固体原料）、
Ｚｒ源としてＺｒ（ＯＣ（ＣＨ3）3）4（液体原料）、
Ｚｒ（ＤＰＭ）4（固体原料）が用いられている。
膜として、高誘電率を有しステップカバレッジ性が高い
窒化チタン膜、窒化タンタル膜、あるいはＴｉ−Ｚｒ−
Ｎ膜、Ｗ−Ｔａ−Ｎ膜等が用いられている。これらの半
導体薄膜のＣＶＤ原料としては、例えばＴｉ源としてＴ
ｉ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）4（液体原料）、Ｔｉ（ＯＣＨ
（ＣＨ3）2）2（ＤＰＭ）2（固体原料）、Ｔａ源として
ペンタエトキシタンタル（Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5）（液体
原料）、Ｔａ（ＯｉＰｒ）2（ＤＰＭ）3（固体原料）、
Ｚｒ源としてＺｒ（ＯＣ（ＣＨ3）3）4（液体原料）、
Ｚｒ（ＤＰＭ）4（固体原料）が用いられている。
【０００３】ＣＶＤ原料として液体原料を使用する場
合、通常は、液体原料が、液体流量制御部を経由して、
キャリアガスとともに気化器に供給され、気化器でガス
状にされた後、ＣＶＤ装置に供給される。しかし、液体
原料は、一般的に蒸気圧が低く、粘度が高く、気化温度
と分解温度が接近しているため、その品質を低下させる
ことなく、しかも所望の濃度及び流量で効率よく気化さ
せることは困難なことであった。また、固体原料は、高
温に保持し昇華して気化供給することにより高純度の原
料を得ることが可能であるが、工業的には充分な供給量
を確保することが極めて困難であるため、通常はテトラ
ヒドロフラン等の溶媒に溶解させて液体原料とすること
により気化させて使用している。しかし、固体原料は、
気化温度が溶媒と大きく相異し、加熱により溶媒のみが
気化して固体原料が析出しやすいので、液体原料の気化
よりもさらに困難であった。
合、通常は、液体原料が、液体流量制御部を経由して、
キャリアガスとともに気化器に供給され、気化器でガス
状にされた後、ＣＶＤ装置に供給される。しかし、液体
原料は、一般的に蒸気圧が低く、粘度が高く、気化温度
と分解温度が接近しているため、その品質を低下させる
ことなく、しかも所望の濃度及び流量で効率よく気化さ
せることは困難なことであった。また、固体原料は、高
温に保持し昇華して気化供給することにより高純度の原
料を得ることが可能であるが、工業的には充分な供給量
を確保することが極めて困難であるため、通常はテトラ
ヒドロフラン等の溶媒に溶解させて液体原料とすること
により気化させて使用している。しかし、固体原料は、
気化温度が溶媒と大きく相異し、加熱により溶媒のみが
気化して固体原料が析出しやすいので、液体原料の気化
よりもさらに困難であった。
【０００４】尚、過去においては、例えば、液体原料を
入れる容器、液体原料の温度調整手段、及び液体原料に
気体を吹き込むための管を備えた気化器、あるいは気化
器内に超音波振動子が設けられており、液体原料を超音
波振動により霧状にするとともに加熱して気化させる気
化装置等が使用されていた。しかし、液体原料を加熱し
気体を吹き込む気化器では、容器内で長時間加熱される
ことにより分解、変質を生じるために気化ガスの品質が
低下し、気化ガスの濃度や供給量の制御も難しいという
欠点があった。また、超音波振動を用いた気化器では、
液体原料がミストの状態で半導体製造装置へ供給される
虞れがあり、さらに固体のＣＶＤ原料を溶媒に溶解させ
た液体ＣＶＤ原料を減圧下で気化供給する場合は、溶媒
のみが気化され、固体原料が析出する虞れがあった。
入れる容器、液体原料の温度調整手段、及び液体原料に
気体を吹き込むための管を備えた気化器、あるいは気化
器内に超音波振動子が設けられており、液体原料を超音
波振動により霧状にするとともに加熱して気化させる気
化装置等が使用されていた。しかし、液体原料を加熱し
気体を吹き込む気化器では、容器内で長時間加熱される
ことにより分解、変質を生じるために気化ガスの品質が
低下し、気化ガスの濃度や供給量の制御も難しいという
欠点があった。また、超音波振動を用いた気化器では、
液体原料がミストの状態で半導体製造装置へ供給される
虞れがあり、さらに固体のＣＶＤ原料を溶媒に溶解させ
た液体ＣＶＤ原料を減圧下で気化供給する場合は、溶媒
のみが気化され、固体原料が析出する虞れがあった。
【０００５】このように液体原料または固体原料を用い
た半導体膜の製造は、高度の技術を必要とするが、高品
質、高純度のものが期待できるため、気化ガスの品質を
低下させることなく、しかも所望の濃度及び流量で効率
よく気化する目的で、種々の気化器あるいは気化供給方
法が開発されてきた。例えば、近年においては、気化室
の形状が、球形、楕球形、樽形、円筒形等であり、キャ
リヤーガスが気化室内で旋回流を形成するような向きに
設定され、気化室の中央部には形状が気化室の形状に略
相似形で加熱手段が付与された突起が設けられている気
化器（特開２０００−３１５６８６）、ＣＶＤ原料供給
部のＣＶＤ原料との接触部が、フッ素系樹脂、ポリイミ
ド系樹脂等の耐腐食性合成樹脂で構成される気化器（特
願２００１−３４９８４０）等が開発されている。
た半導体膜の製造は、高度の技術を必要とするが、高品
質、高純度のものが期待できるため、気化ガスの品質を
低下させることなく、しかも所望の濃度及び流量で効率
よく気化する目的で、種々の気化器あるいは気化供給方
法が開発されてきた。例えば、近年においては、気化室
の形状が、球形、楕球形、樽形、円筒形等であり、キャ
リヤーガスが気化室内で旋回流を形成するような向きに
設定され、気化室の中央部には形状が気化室の形状に略
相似形で加熱手段が付与された突起が設けられている気
化器（特開２０００−３１５６８６）、ＣＶＤ原料供給
部のＣＶＤ原料との接触部が、フッ素系樹脂、ポリイミ
ド系樹脂等の耐腐食性合成樹脂で構成される気化器（特
願２００１−３４９８４０）等が開発されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特開２０００−３１５
６８６の気化器は、加熱されたキャリヤーガスが、気化
室の内壁面と突起の間隙を滑らかに旋回し、このような
加熱されたキャリヤーガスの流れにより、気化室の内壁
及び気化室の中央部の突起からの熱伝達が容易になり、
気化室内の温度の均一化をはかることができるので、Ｃ
ＶＤ原料の品質低下を抑制できるとともに効率よく気化
させることができる。また、特願２００１−３４９８４
０の気化器は、ＣＶＤ原料との接触部の構成材料を、耐
熱性のほか、断熱性があり、ＣＶＤ原料が付着しにくい
特性を有する耐腐食性合成樹脂としたものであり、固体
ＣＶＤ原料を有機溶媒に溶解させた原料を用いた場合に
おいても、急激な原料の加熱を防止できるので、溶媒の
みが気化しＣＶＤ原料が析出することが少なく、９９．
９％以上の高い気化効率が得られる気化器である。
６８６の気化器は、加熱されたキャリヤーガスが、気化
室の内壁面と突起の間隙を滑らかに旋回し、このような
加熱されたキャリヤーガスの流れにより、気化室の内壁
及び気化室の中央部の突起からの熱伝達が容易になり、
気化室内の温度の均一化をはかることができるので、Ｃ
ＶＤ原料の品質低下を抑制できるとともに効率よく気化
させることができる。また、特願２００１−３４９８４
０の気化器は、ＣＶＤ原料との接触部の構成材料を、耐
熱性のほか、断熱性があり、ＣＶＤ原料が付着しにくい
特性を有する耐腐食性合成樹脂としたものであり、固体
ＣＶＤ原料を有機溶媒に溶解させた原料を用いた場合に
おいても、急激な原料の加熱を防止できるので、溶媒の
みが気化しＣＶＤ原料が析出することが少なく、９９．
９％以上の高い気化効率が得られる気化器である。
【０００７】しかしながら、これらの気化器を用いて気
化供給する方法は、液体ＣＶＤ原料を用いた場合におい
て、ＣＶＤ原料に伴って供給されるキャリアガスの供給
量を減少させると気化効率が低下し、固体ＣＶＤ原料を
用いた場合において、固体ＣＶＤ原料を溶解する溶媒の
量、あるいはＣＶＤ原料に伴って供給されるキャリアガ
スの供給量を減少させると、溶媒のみが気化する傾向が
大きくなり、気化室内に固体ＣＶＤ原料が析出し付着す
る虞があった。しかし、化学気相成長においては、ＣＶ
Ｄ原料を高濃度で供給することによりその利用効率を上
げるとともに高品質の半導体膜が得られることが好まし
い。従って、本発明が解決しようとする課題は、液体Ｃ
ＶＤ原料を、極めて高濃度で、しかも所望の供給量で安
定して半導体製造装置に気化供給できる気化供給方法を
提供することである。
化供給する方法は、液体ＣＶＤ原料を用いた場合におい
て、ＣＶＤ原料に伴って供給されるキャリアガスの供給
量を減少させると気化効率が低下し、固体ＣＶＤ原料を
用いた場合において、固体ＣＶＤ原料を溶解する溶媒の
量、あるいはＣＶＤ原料に伴って供給されるキャリアガ
スの供給量を減少させると、溶媒のみが気化する傾向が
大きくなり、気化室内に固体ＣＶＤ原料が析出し付着す
る虞があった。しかし、化学気相成長においては、ＣＶ
Ｄ原料を高濃度で供給することによりその利用効率を上
げるとともに高品質の半導体膜が得られることが好まし
い。従って、本発明が解決しようとする課題は、液体Ｃ
ＶＤ原料を、極めて高濃度で、しかも所望の供給量で安
定して半導体製造装置に気化供給できる気化供給方法を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決すべく鋭意検討した結果、高誘電率を有する
バリア膜の製造において、テトラジメチルアミノジルコ
ニウム、ペンタジメチルアミノタンタル、テトラジエチ
ルアミノチタン等のアミノ系液体ＣＶＤ原料は、これら
の気化温度またはその近辺の温度では分解、変質を生じ
ないこと、及びこれらのアミノ系液体ＣＶＤ原料を精度
よく加熱制御して気化し、気化ガスを気体流量制御部で
流量制御することにより、これらのＣＶＤ原料を極めて
高濃度で半導体製造装置へ気化供給できることを見い出
し本発明に到達した。すなわち本発明は、アミノ系液体
ＣＶＤ原料を、加熱し気化させて気体流量制御部に供給
し、該気体流量制御部により流量制御して、同伴ガスを
伴うことなく半導体製造装置へ供給することを特徴とす
る気化供給方法である。
課題を解決すべく鋭意検討した結果、高誘電率を有する
バリア膜の製造において、テトラジメチルアミノジルコ
ニウム、ペンタジメチルアミノタンタル、テトラジエチ
ルアミノチタン等のアミノ系液体ＣＶＤ原料は、これら
の気化温度またはその近辺の温度では分解、変質を生じ
ないこと、及びこれらのアミノ系液体ＣＶＤ原料を精度
よく加熱制御して気化し、気化ガスを気体流量制御部で
流量制御することにより、これらのＣＶＤ原料を極めて
高濃度で半導体製造装置へ気化供給できることを見い出
し本発明に到達した。すなわち本発明は、アミノ系液体
ＣＶＤ原料を、加熱し気化させて気体流量制御部に供給
し、該気体流量制御部により流量制御して、同伴ガスを
伴うことなく半導体製造装置へ供給することを特徴とす
る気化供給方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、アミノ系液体ＣＶＤ原
料を気化させて、半導体製造装置に供給する気化供給方
法に適用される。本発明の気化供給方法は、アミノ系液
体ＣＶＤ原料を、精度よく加熱し気化させて気体流量制
御部に供給し、気体流量制御部により流量制御して、窒
素、ヘリウム、アルゴン等の同伴ガスを伴うことなく半
導体製造装置へ供給する気化供給方法である。
料を気化させて、半導体製造装置に供給する気化供給方
法に適用される。本発明の気化供給方法は、アミノ系液
体ＣＶＤ原料を、精度よく加熱し気化させて気体流量制
御部に供給し、気体流量制御部により流量制御して、窒
素、ヘリウム、アルゴン等の同伴ガスを伴うことなく半
導体製造装置へ供給する気化供給方法である。
【００１０】本発明の気化供給方法に適用できるＣＶＤ
原料は、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ
（Ｎ（ＣＨ3）2）4）、テトラキスジエチルアミノジル
コニウム（Ｚｒ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4）、ペンタジメチル
アミノタンタル（Ｔａ（Ｎ（ＣＨ3）2）5）、ペンタジ
エチルアミノタンタル（Ｔａ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）5）、テ
トラキスジメチルアミノチタン（Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）
4）、テトラキスジエチルアミノチタン（Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2
Ｈ5）2）4）、テトラキスジエチルアミノハフニウム
（Ｈｆ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4）、テトラキスジメチルアミ
ノケイ素（Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4）、テトラキスジエ
チルアミノケイ素（Ｓｉ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2） 4）、トリス
ジメチルアミノケイ素ハライド（ＳｉＨ（Ｎ（Ｃ
Ｈ3）2）3）、またはテトラキスジエチルアミノゲルマ
ニウム（Ｇｅ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4）等のアミノ系液体Ｃ
ＶＤ原料である。
原料は、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ
（Ｎ（ＣＨ3）2）4）、テトラキスジエチルアミノジル
コニウム（Ｚｒ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4）、ペンタジメチル
アミノタンタル（Ｔａ（Ｎ（ＣＨ3）2）5）、ペンタジ
エチルアミノタンタル（Ｔａ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）5）、テ
トラキスジメチルアミノチタン（Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）
4）、テトラキスジエチルアミノチタン（Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2
Ｈ5）2）4）、テトラキスジエチルアミノハフニウム
（Ｈｆ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4）、テトラキスジメチルアミ
ノケイ素（Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4）、テトラキスジエ
チルアミノケイ素（Ｓｉ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2） 4）、トリス
ジメチルアミノケイ素ハライド（ＳｉＨ（Ｎ（Ｃ
Ｈ3）2）3）、またはテトラキスジエチルアミノゲルマ
ニウム（Ｇｅ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4）等のアミノ系液体Ｃ
ＶＤ原料である。
【００１１】次に、本発明の気化供給方法を、図１及び
図２に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれにより
限定されるものではない。図１及び図２は、本発明の気
化供給方法を適用した気化供給システムの例を示す構成
図である。これらの気化供給システムは、ヒーター３を
有し前述の液体ＣＶＤ原料１が封入されたＣＶＤ原料容
器２、気体流量制御部４等により構成されている。ま
た、本発明においては、これらとともに気化ガスの圧力
計６、シーケンサー７が備えられていることが好まし
い。尚、図１及び図２は、１系統（１種類の原料）の気
化供給ラインを有する気化供給システムであるが、本発
明の気化供給方法は、複数系統の気化供給ラインを有す
る気化供給システムにも適用できる。
図２に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれにより
限定されるものではない。図１及び図２は、本発明の気
化供給方法を適用した気化供給システムの例を示す構成
図である。これらの気化供給システムは、ヒーター３を
有し前述の液体ＣＶＤ原料１が封入されたＣＶＤ原料容
器２、気体流量制御部４等により構成されている。ま
た、本発明においては、これらとともに気化ガスの圧力
計６、シーケンサー７が備えられていることが好まし
い。尚、図１及び図２は、１系統（１種類の原料）の気
化供給ラインを有する気化供給システムであるが、本発
明の気化供給方法は、複数系統の気化供給ラインを有す
る気化供給システムにも適用できる。
【００１２】本発明の気化供給方法においては、ＣＶＤ
原料として通常はＣＶＤ原料容器に真空充填されたアミ
ノ系液体ＣＶＤ原料が使用される。ＣＶＤ原料容器が気
化供給ラインに設置された後、アミノ系液体ＣＶＤ原料
は、ＣＶＤ原料容器に取付けられたヒーターあるいは熱
溶媒により加熱され気化されて、気体マスフローコント
ローラー等の気体流量制御部に供給される。アミノ系Ｃ
ＶＤ原料の気化ガスは、気体流量制御部により流量制御
された後、半導体製造装置に供給される。本発明の気化
供給方法においては、窒素、ヘリウム、アルゴン等の同
伴ガスは使用されない。
原料として通常はＣＶＤ原料容器に真空充填されたアミ
ノ系液体ＣＶＤ原料が使用される。ＣＶＤ原料容器が気
化供給ラインに設置された後、アミノ系液体ＣＶＤ原料
は、ＣＶＤ原料容器に取付けられたヒーターあるいは熱
溶媒により加熱され気化されて、気体マスフローコント
ローラー等の気体流量制御部に供給される。アミノ系Ｃ
ＶＤ原料の気化ガスは、気体流量制御部により流量制御
された後、半導体製造装置に供給される。本発明の気化
供給方法においては、窒素、ヘリウム、アルゴン等の同
伴ガスは使用されない。
【００１３】尚、本発明の気化供給方法においては、気
体流量制御部の前段または後段に圧力計を設置して気化
ガスの圧力を測定し、図１のようにシーケンサーを介し
て電気信号によりＣＶＤ原料容器の温度を制御するか、
あるいは図２のようにシーケンサーを介して電気信号に
より気体流量制御部の流量を制御することが好ましい。
このようにすることにより、アミノ系ＣＶＤ原料の気化
量が一定になるようにＣＶＤ原料容器の温度設定あるい
は気体流量制御部の流量設定を調整することが可能とな
る。尚、アミノ系ＣＶＤ原料の加熱温度は、通常は５０
〜２５０℃であり、気体流量制御部も前記温度範囲とな
るように保温される。また、気化ガスの圧力については
特に制限されることがないが、通常は１０Ｐａのような
減圧から２００ＫＰａのような加圧の範囲内とされる。
体流量制御部の前段または後段に圧力計を設置して気化
ガスの圧力を測定し、図１のようにシーケンサーを介し
て電気信号によりＣＶＤ原料容器の温度を制御するか、
あるいは図２のようにシーケンサーを介して電気信号に
より気体流量制御部の流量を制御することが好ましい。
このようにすることにより、アミノ系ＣＶＤ原料の気化
量が一定になるようにＣＶＤ原料容器の温度設定あるい
は気体流量制御部の流量設定を調整することが可能とな
る。尚、アミノ系ＣＶＤ原料の加熱温度は、通常は５０
〜２５０℃であり、気体流量制御部も前記温度範囲とな
るように保温される。また、気化ガスの圧力については
特に制限されることがないが、通常は１０Ｐａのような
減圧から２００ＫＰａのような加圧の範囲内とされる。
【００１４】
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明がこれらにより限定されるものではない。
るが、本発明がこれらにより限定されるものではない。
【００１５】実施例１
図１に示すような気化供給システムを製作した。気体マ
スフローコントローラーの前段には圧力計を設置し、測
定された気化ガスの圧力信号をシーケンサーを介してＣ
ＶＤ原料容器のヒーターにフィードバックすることによ
り、気化ガスを所定の流量で安定して半導体製造装置に
供給できるように設定した。また、半導体製造装置には
シリコン基板をセットした。
スフローコントローラーの前段には圧力計を設置し、測
定された気化ガスの圧力信号をシーケンサーを介してＣ
ＶＤ原料容器のヒーターにフィードバックすることによ
り、気化ガスを所定の流量で安定して半導体製造装置に
供給できるように設定した。また、半導体製造装置には
シリコン基板をセットした。
【００１６】次に、テトラキスジエチルアミノジルコニ
ウムが真空充填された液体ＣＶＤ原料容器を、前記の気
化供給システムに接続し、以下のようにしてシリコン基
板上に窒化ジルコニウム膜を堆積させた。気体マスフロ
ーコントローラーの温度を１００℃、半導体製造装置の
温度を２５０℃とするとともに、液体ＣＶＤ原料容器を
９０℃に加熱し、液体ＣＶＤ原料の気化供給試験を開始
した。液体ＣＶＤ原料は３０秒後、３．０ｃｃ／ｍｉｎ
で安定に気化供給できるようになり、その後１５分間継
続して気化供給を行なった。この間、気体マスフローコ
ントローラーの流量変動は±５％以下であった。
ウムが真空充填された液体ＣＶＤ原料容器を、前記の気
化供給システムに接続し、以下のようにしてシリコン基
板上に窒化ジルコニウム膜を堆積させた。気体マスフロ
ーコントローラーの温度を１００℃、半導体製造装置の
温度を２５０℃とするとともに、液体ＣＶＤ原料容器を
９０℃に加熱し、液体ＣＶＤ原料の気化供給試験を開始
した。液体ＣＶＤ原料は３０秒後、３．０ｃｃ／ｍｉｎ
で安定に気化供給できるようになり、その後１５分間継
続して気化供給を行なった。この間、気体マスフローコ
ントローラーの流量変動は±５％以下であった。
【００１７】気化供給試験終了後、半導体製造装置から
基板を取出し、膜厚及び比抵抗を測定することにより窒
化ジルコニウム膜の成長速度及び品質を調べた。その結
果、成長速度は４８ｎｍ／ｍｉｎであり、薄膜の比抵抗
は６０μΩｃｍであった。尚、前記のようにして得られ
る窒化ジルコニウム膜は、比抵抗が小さいほど高品質の
バリア膜とされる。
基板を取出し、膜厚及び比抵抗を測定することにより窒
化ジルコニウム膜の成長速度及び品質を調べた。その結
果、成長速度は４８ｎｍ／ｍｉｎであり、薄膜の比抵抗
は６０μΩｃｍであった。尚、前記のようにして得られ
る窒化ジルコニウム膜は、比抵抗が小さいほど高品質の
バリア膜とされる。
【００１８】実施例２
実施例１の気化供給試験において、気体マスフローコン
トローラーの温度を１１０℃、液体ＣＶＤ原料容器を１
００℃に変え、５．０ｃｃ／ｍｉｎで気化ガスを安定し
て半導体製造装置に気化供給したほかは、実施例１と同
様にして気化供給試験を行なった。この間、気体マスフ
ローコントローラーの流量変動は±５％以下であった。
気化供給試験終了後、半導体製造装置から基板を取出
し、膜厚及び比抵抗を測定することにより窒化ジルコニ
ウム膜の成長速度及び品質を調べた。その結果、成長速
度は７５ｎｍ／ｍｉｎであり、薄膜の比抵抗は７０μΩ
ｃｍであった。
トローラーの温度を１１０℃、液体ＣＶＤ原料容器を１
００℃に変え、５．０ｃｃ／ｍｉｎで気化ガスを安定し
て半導体製造装置に気化供給したほかは、実施例１と同
様にして気化供給試験を行なった。この間、気体マスフ
ローコントローラーの流量変動は±５％以下であった。
気化供給試験終了後、半導体製造装置から基板を取出
し、膜厚及び比抵抗を測定することにより窒化ジルコニ
ウム膜の成長速度及び品質を調べた。その結果、成長速
度は７５ｎｍ／ｍｉｎであり、薄膜の比抵抗は７０μΩ
ｃｍであった。
【００１９】実施例３
テトラキスジエチルアミノチタンが真空充填された液体
ＣＶＤ原料容器を、実施例１と同様な気化供給システム
に接続し、以下のようにしてシリコン基板上に窒化チタ
ン膜を堆積させた。気体マスフローコントローラーの温
度を１３０℃、半導体製造装置の温度を３００℃とする
とともに、液体ＣＶＤ原料容器を１４０℃に加熱し、液
体ＣＶＤ原料の気化供給試験を開始した。液体ＣＶＤ原
料は３０秒後、３．０ｃｃ／ｍｉｎで安定に気化供給で
きるようになり、その後１５分間継続して気化供給を行
なった。この間、気体マスフローコントローラーの流量
変動は±５％以下であった。
ＣＶＤ原料容器を、実施例１と同様な気化供給システム
に接続し、以下のようにしてシリコン基板上に窒化チタ
ン膜を堆積させた。気体マスフローコントローラーの温
度を１３０℃、半導体製造装置の温度を３００℃とする
とともに、液体ＣＶＤ原料容器を１４０℃に加熱し、液
体ＣＶＤ原料の気化供給試験を開始した。液体ＣＶＤ原
料は３０秒後、３．０ｃｃ／ｍｉｎで安定に気化供給で
きるようになり、その後１５分間継続して気化供給を行
なった。この間、気体マスフローコントローラーの流量
変動は±５％以下であった。
【００２０】気化供給試験終了後、半導体製造装置から
基板を取出し、膜厚及び比抵抗を測定することにより窒
化チタン膜の成長速度及び品質を調べた。その結果、成
長速度は７２ｎｍ／ｍｉｎであり、薄膜の比抵抗は７０
μΩｃｍであった。尚、前記のようにして得られる窒化
チタン膜は、比抵抗が小さいほど高品質のバリア膜とさ
れる。
基板を取出し、膜厚及び比抵抗を測定することにより窒
化チタン膜の成長速度及び品質を調べた。その結果、成
長速度は７２ｎｍ／ｍｉｎであり、薄膜の比抵抗は７０
μΩｃｍであった。尚、前記のようにして得られる窒化
チタン膜は、比抵抗が小さいほど高品質のバリア膜とさ
れる。
【００２１】比較例１
実施例１の気化供給試験において、半導体製造装置の直
前で１００℃に加熱された窒素ガスを１００ｃｃ／ｍｉ
ｎで気化ガスに添加したほかは、実施例１と同様にして
気化供給試験を行なった。気化供給試験終了後、半導体
製造装置から基板を取出し、膜厚及び比抵抗を測定する
ことにより窒化ジルコニウム膜の成長速度及び品質を調
べた。その結果、成長速度は２３ｎｍ／ｍｉｎであり、
薄膜の比抵抗は１５０μΩｃｍであった。
前で１００℃に加熱された窒素ガスを１００ｃｃ／ｍｉ
ｎで気化ガスに添加したほかは、実施例１と同様にして
気化供給試験を行なった。気化供給試験終了後、半導体
製造装置から基板を取出し、膜厚及び比抵抗を測定する
ことにより窒化ジルコニウム膜の成長速度及び品質を調
べた。その結果、成長速度は２３ｎｍ／ｍｉｎであり、
薄膜の比抵抗は１５０μΩｃｍであった。
【００２２】比較例２
実施例３の気化供給試験において、半導体製造装置の直
前で１３０℃に加熱された窒素ガスを１００ｃｃ／ｍｉ
ｎで気化ガスに添加したほかは、実施例１と同様にして
気化供給試験を行なった。気化供給試験終了後、半導体
製造装置から基板を取出し、膜厚及び比抵抗を測定する
ことにより窒化チタン膜の成長速度及び品質を調べた。
その結果、成長速度は３０ｎｍ／ｍｉｎであり、薄膜の
比抵抗は３５０μΩｃｍであった。
前で１３０℃に加熱された窒素ガスを１００ｃｃ／ｍｉ
ｎで気化ガスに添加したほかは、実施例１と同様にして
気化供給試験を行なった。気化供給試験終了後、半導体
製造装置から基板を取出し、膜厚及び比抵抗を測定する
ことにより窒化チタン膜の成長速度及び品質を調べた。
その結果、成長速度は３０ｎｍ／ｍｉｎであり、薄膜の
比抵抗は３５０μΩｃｍであった。
【００２３】以上のように、本発明においては、アミノ
系液体ＣＶＤ原料を安定して半導体製造装置へ気化供給
することができ、またバリア膜は成長速度が速く、しか
も高品質のものが得られることが確認された。
系液体ＣＶＤ原料を安定して半導体製造装置へ気化供給
することができ、またバリア膜は成長速度が速く、しか
も高品質のものが得られることが確認された。
【００２４】
【発明の効果】本発明の気化供給方法により、アミノ系
液体ＣＶＤ原料を、窒素、ヘリウム、アルゴン等の同伴
ガスを伴うことなく、所望の供給量で安定して半導体製
造装置へ気化供給することが可能となった。その結果、
極めて高品質の半導体膜が得られるようになった。
液体ＣＶＤ原料を、窒素、ヘリウム、アルゴン等の同伴
ガスを伴うことなく、所望の供給量で安定して半導体製
造装置へ気化供給することが可能となった。その結果、
極めて高品質の半導体膜が得られるようになった。
【図１】本発明の気化供給方法を適用した気化供給シス
テムの一例を示す構成図
テムの一例を示す構成図
【図２】本発明の気化供給方法を適用した図１以外の気
化供給システムの一例を示す構成図
化供給システムの一例を示す構成図
１ アミノ系液体ＣＶＤ原料
２ ＣＶＤ原料容器
３ ヒーター
４ 気体マスフローコントローラー（気体流量制御部）
５ 半導体製造装置
６ 圧力計
７ シーケンサー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 淺野 彰良
神奈川県平塚市田村5181番地 日本パイオ
ニクス株式会社平塚工場内
Ｆターム(参考） 4K030 AA11 BA09 BA10 BA17 BA18
BA22 BA29 BA38 CA04 EA01
JA09 JA10 KA41 LA02 LA15
5F045 AA03 AA06 AA08 AB31 AC08
AC09 EE03 EE04
Claims (7)
- 【請求項１】 アミノ系液体ＣＶＤ原料を、加熱し気化
させて気体流量制御部に供給し、該気体流量制御部によ
り流量制御して、同伴ガスを伴うことなく半導体製造装
置へ供給することを特徴とする気化供給方法。 - 【請求項２】 気体流量制御部に供給される前または供
給された後の気化ガス圧力を測定し、シーケンサーを介
して電気信号によりＣＶＤ原料容器の温度を制御する請
求項１に記載の気化供給方法。 - 【請求項３】 気体流量制御部に供給される前または供
給された後の気化ガス圧力を測定し、シーケンサーを介
して電気信号により気体流量制御部の流量を制御する請
求項１に記載の気化供給方法。 - 【請求項４】 気体流量制御部が気体マスフローコント
ローラーある請求項１に記載の気化供給方法。 - 【請求項５】 気体流量制御部の温度を５０〜２５０℃
に設定する請求項１に記載の気化供給方法。 - 【請求項６】 気化供給される前のアミノ系液体ＣＶＤ
原料が、液体ＣＶＤ原料容器に真空充填されたものであ
る請求項１に記載の気化供給方法。 - 【請求項７】 アミノ系液体ＣＶＤ原料が、テトラキス
ジメチルアミノジルコニウム、テトラキスジエチルアミ
ノジルコニウム、ペンタジメチルアミノタンタル、ペン
タジエチルアミノタンタル、テトラキスジメチルアミノ
チタン、テトラキスジエチルアミノチタン、テトラキス
ジエチルアミノハフニウム、テトラキスジメチルアミノ
ケイ素、テトラキスジエチルアミノケイ素、トリスジメ
チルアミノケイ素ハライド、またはテトラキスジエチル
アミノゲルマニウムである請求項１に記載の気化供給方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002141386A JP2003332327A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 気化供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002141386A JP2003332327A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 気化供給方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003332327A true JP2003332327A (ja) | 2003-11-21 |
Family
ID=29701984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002141386A Pending JP2003332327A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 気化供給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003332327A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229413A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Seiko Epson Corp | 表面処理装置及び方法 |
| WO2009122646A1 (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | 株式会社フジキン | 気化器を備えたガス供給装置 |
| CN102326129A (zh) * | 2009-03-04 | 2012-01-18 | 株式会社堀场Stec | 气体供给装置 |
| JP5128289B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2013-01-23 | 株式会社トリケミカル研究所 | ハフニウム系化合物、ハフニウム系薄膜形成材料、及びハフニウム系薄膜形成方法 |
| WO2018016375A1 (ja) | 2016-07-20 | 2018-01-25 | 昭和電工株式会社 | ガス供給装置及びガス供給方法 |
-
2002
- 2002-05-16 JP JP2002141386A patent/JP2003332327A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5128289B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2013-01-23 | 株式会社トリケミカル研究所 | ハフニウム系化合物、ハフニウム系薄膜形成材料、及びハフニウム系薄膜形成方法 |
| JP2008229413A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Seiko Epson Corp | 表面処理装置及び方法 |
| JP4697162B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2011-06-08 | セイコーエプソン株式会社 | 表面処理装置及び方法 |
| WO2009122646A1 (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | 株式会社フジキン | 気化器を備えたガス供給装置 |
| JP2009252760A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Fujikin Inc | 気化器を備えたガス供給装置 |
| US8931506B2 (en) | 2008-04-01 | 2015-01-13 | Fujikin Incorporated | Gas supply apparatus equipped with vaporizer |
| CN102326129A (zh) * | 2009-03-04 | 2012-01-18 | 株式会社堀场Stec | 气体供给装置 |
| US9157578B2 (en) | 2009-03-04 | 2015-10-13 | Horiba Stec, Co., Ltd. | Gas supply device |
| WO2018016375A1 (ja) | 2016-07-20 | 2018-01-25 | 昭和電工株式会社 | ガス供給装置及びガス供給方法 |
| KR20190020063A (ko) | 2016-07-20 | 2019-02-27 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 가스 공급 장치 및 가스 공급 방법 |
| EP3489569A4 (en) * | 2016-07-20 | 2020-03-25 | Showa Denko K.K. | GAS SUPPLY APPARATUS AND GAS SUPPLY METHOD |
| US11427907B2 (en) | 2016-07-20 | 2022-08-30 | Showa Denko K.K. | Gas supply apparatus and gas supply method |
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