成膜装置および気化器の設置方法
【課題】設置する場合に、建物内での設置の高さ制限が緩和された、またメンテナンスが簡単である成膜装置および気化器の設置方法を提供する。
【解決手段】成膜用液体材料供給系と、前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器３０ａと、前記気化器３０ａから出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室４０ａと、前記気化器３０ａからのガスを、前記成膜室に供給する材料気化ガス供給配管５０ａとで構成される成膜装置であって、前記成膜室４０ａの側面と並行に、前記気化器４０ａが配置されことを特徴とする成膜装置とする。
【解決手段】成膜用液体材料供給系と、前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器３０ａと、前記気化器３０ａから出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室４０ａと、前記気化器３０ａからのガスを、前記成膜室に供給する材料気化ガス供給配管５０ａとで構成される成膜装置であって、前記成膜室４０ａの側面と並行に、前記気化器４０ａが配置されことを特徴とする成膜装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置および気化器の設置方法に関し、特に、成膜室と気化器とが、並列配置となっており、気化器が設置される床面と、前記成膜室とが設置される床面とが共通である成膜装置および気化器の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＯＣＶＤ装置を含むＣＶＤ装置等を用いて半導体ウエハーの表面を成膜する成膜装置において、成膜用液体材料を含むキャリアガスを気化器に供給し、この気化器内で原料を気化させる技術が知られている。
【０００３】
また、このような気化器においては、気化器の外周や気化器内にキャリアガスを供給する配管の外周にヒータを配置し、そのヒータ熱によって原料を気化させている。
また、特許文献１には、キャリアガスに液体原料を導入し、ミクロンオーダー以下（１
ミクロン以下）に微細化した液体原料をキャリアガスに分散させ（以下、液体原料が分散したキャリアガスを原料ガスという。）、この原料ガスを気化器に導入し原料などを気化させた後、成膜室において成膜する技術が開示されている。その際、溶媒のみが気化してしまい、出口の目詰まりが発生することを防止すること等を目的として、出口を冷却するための手段を設けてある。また、液体原料をより小さな粒子としてキャリアガス中に分散させるためにキャリアガスの流速は50〜340m／secが好適な条件として用いられている。
しかし、上記技術により成膜を行うと、膜の表面に波紋が生じてしまうことがある。また、膜中あるいは表面にパーティクルの存在が認められる。さらに、膜の組成が目標とする組成からずれてしまうことがある。また、膜中あるいは表面にパーティクルの存在が認められる。さらに、膜の組成が、目標とする組成からずれてしまうことがある。また、カーボン含有量が多くなることがある。
【０００４】
図３は、従来の成膜装置の図である。図３にて、成膜装置１０１は、気化器３０ｂが、成膜室４０ｂの上側に配置され、材料気化ガス供給配管５０ｂにて連結された構造である。
図４は、従来の気化器の図である。従来の気化器は、分散部本体８と、接続部２３、気化部２２が順次、下方方向に向かって、接続されて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ０２／０５８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の成膜装置は、成膜室の上に気化器が配置されており、建物内での設置の高さが必要であって、建物の建設コストがかかり、また、保守を行う場合、気化器が高い位置にあるので、保守が煩雑で、作業時間を要するという問題点があった。
【０００７】
本発明の課題は、設置する場合に、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単である成膜装置および気化器の設置方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る成膜装置は、成膜用液体材料供給系と、前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器と、前記気化器から出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室と、前記気化器からのガスを、前記成膜室に供給する材料気化ガス供給配管とで構成される成膜装置であって、前記気化器が、前記成膜室の側面と並行に配置されことを特徴とする成膜装置である。
【０００９】
本発明の請求項２に係る成膜装置は、前記気化器が設置される床面と、前記成膜室とが設置される床面とが共通であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置である。
【００１０】
本発明の請求項３に係る成膜装置は、前記気化器の構造が、前記床面から垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次接続されたことを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置である。また、必要に応じて気化器に接続される気化輸送管である材料気化ガス供給配管内に内部ヒータを設置し、気化輸送管である材料気化ガス供給配管外壁からの熱エネルギー供給量を補い、原料の気化をより完全なものとすることも出来る構造とすることができる特徴を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項４に係る気化器の設置方法は、床面から垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次上側に積層（接続）された気化器を、成膜室の側面と並行に配置し、
材料気化ガス供給配管にて、前記気化器から材料気化ガスを、前記成膜室に供給する
ことを特徴とする気化器の設置方法である。この様にすることにより気流の流れが噴流層的な様相を呈し、よりスムーズな気化が進行することが期待される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１、２，３による成膜装置によれば、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単である成膜装置を提供できる。
【００１３】
本発明の請求項４による気化器の設置方法によれば、成膜装置を、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単にすることが可能となる。
【００１４】
本発明によれば、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単である成膜装置および気化器の設置方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１による成膜装置の図。
【図２】図１の実施例１の成膜装置に使用される気化器の断面図。
【図３】従来の成膜装置の図である。
【図４】図４の従来の成膜装置に使用される気化器の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の成膜装置は、成膜用液体材料供給系と、前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器と、前記気化器から出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室と、前記気化器からのガスを、前記成膜室に供給する材料気化ガス供給配管とで構成される成膜装置であって、前記気化器が、前記成膜室の側面と並行に配置されことを特徴とする成膜装置である。
【００１７】
また、本発明の成膜装置は、前記気化器が設置される床面と、前記成膜室とが設置される床面とが共通であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置である。
【００１８】
また、本発明の成膜装置は、前記気化器の構造が、前記床面から垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次接続されたことを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置である。
【００１９】
また、本発明の気化器の設置方法は、気化器を成膜室の側面と並行に配置し、
かつ、気化器の構造を、垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次上側に接続された構造とし、前記気化器から材料気化ガスを、材料気化ガス供給配管にて、前記成膜室に供給することを特徴とする気化器の設置方法である。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の成膜装置および気化器の設置方法の実施例について説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は、本発明の成膜装置１００の図である。成膜装置１００は、成膜用液体材料供給系(図示せず)と、前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器３０ａと、前記気化器３０ａから出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室４０ａと、前記気化器からのガスを、前記成膜室４０ａに供給する材料気化ガス供給配管５０ａとで構成されている。
【００２２】
ここで、気化器３０ａが、成膜室４０ａの側面と並行に配置されことを特徴とする成膜装置である。この構造によって、成膜装置１００の高さは、１，５メートルから１，６メートルの範囲に収まり、成膜装置１００の保守、メンテナンスの作業が、容易にできる。
従来の図３の成膜装置１０１では、気化器３０が、成膜室４０ｂの上部にあるため、装置全体の高さが、２メートル以上であり、メンテナンスの作業が、困難であった。
【００２３】
図２は、図１の実施例１の成膜装置に使用される気化器３０ａの断面図である前記気化器３０ａの構造は、床面７０から垂直方向に、分散部８ａと、接続部２３ａと、気化部２２ａとが順次接続された構造である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の成膜装置および気化器の設置方法によれば、設置する場合に、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単である成膜装置および気化器の設置方法を提供することができ、半導体製造装置の生産の高効率化を実現できる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 分散部本体
２ ガス通路
３ キャリアガス
４ ガス導入口
５ａ 第１の薄膜形成原料溶液
５ｂ 第２の薄膜形成原料溶液
５ｃ 第３の薄膜形成原料溶液
５ｄ 第４の薄膜形成原料溶液
５ｅ 第５の薄膜形成原料溶液
５ｆ 第６の薄膜形成原料溶液
６ 原料供給孔
７ ガス出口
８、８ａ 分散部本体
９ａ，９ｂ， ビス
１０、１０ａ，１０ｂ センターロッド
１１ Ｏリング
１６ 止め具
１７ 切り欠き部
１８ 冷却水
２０ 気化菅
２１、２１ａ 加熱手段
２２，２２ａ 気化部
２３，２３ａ 接続部
８，８ａ 分散部本体
２４２４ａ 継手
４０ａ，３０ｂ 気化器
４０ａ，４０ｂ 成膜室
４１ａ，４１ｂ サブストレート
４２ａ，４２ｂ 基板
５０ａ，５０ｂ 材料気化ガス供給配管
６０ａ，６０ｂ 排気管
７０ 床
５ｇ 第７の薄膜形成原料溶液
５ｈ 第８の薄膜形成原料溶液
１００，１０１ 成膜装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置および気化器の設置方法に関し、特に、成膜室と気化器とが、並列配置となっており、気化器が設置される床面と、前記成膜室とが設置される床面とが共通である成膜装置および気化器の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＯＣＶＤ装置を含むＣＶＤ装置等を用いて半導体ウエハーの表面を成膜する成膜装置において、成膜用液体材料を含むキャリアガスを気化器に供給し、この気化器内で原料を気化させる技術が知られている。
【０００３】
また、このような気化器においては、気化器の外周や気化器内にキャリアガスを供給する配管の外周にヒータを配置し、そのヒータ熱によって原料を気化させている。
また、特許文献１には、キャリアガスに液体原料を導入し、ミクロンオーダー以下（１
ミクロン以下）に微細化した液体原料をキャリアガスに分散させ（以下、液体原料が分散したキャリアガスを原料ガスという。）、この原料ガスを気化器に導入し原料などを気化させた後、成膜室において成膜する技術が開示されている。その際、溶媒のみが気化してしまい、出口の目詰まりが発生することを防止すること等を目的として、出口を冷却するための手段を設けてある。また、液体原料をより小さな粒子としてキャリアガス中に分散させるためにキャリアガスの流速は50〜340m／secが好適な条件として用いられている。
しかし、上記技術により成膜を行うと、膜の表面に波紋が生じてしまうことがある。また、膜中あるいは表面にパーティクルの存在が認められる。さらに、膜の組成が目標とする組成からずれてしまうことがある。また、膜中あるいは表面にパーティクルの存在が認められる。さらに、膜の組成が、目標とする組成からずれてしまうことがある。また、カーボン含有量が多くなることがある。
【０００４】
図３は、従来の成膜装置の図である。図３にて、成膜装置１０１は、気化器３０ｂが、成膜室４０ｂの上側に配置され、材料気化ガス供給配管５０ｂにて連結された構造である。
図４は、従来の気化器の図である。従来の気化器は、分散部本体８と、接続部２３、気化部２２が順次、下方方向に向かって、接続されて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ０２／０５８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の成膜装置は、成膜室の上に気化器が配置されており、建物内での設置の高さが必要であって、建物の建設コストがかかり、また、保守を行う場合、気化器が高い位置にあるので、保守が煩雑で、作業時間を要するという問題点があった。
【０００７】
本発明の課題は、設置する場合に、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単である成膜装置および気化器の設置方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る成膜装置は、成膜用液体材料供給系と、前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器と、前記気化器から出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室と、前記気化器からのガスを、前記成膜室に供給する材料気化ガス供給配管とで構成される成膜装置であって、前記気化器が、前記成膜室の側面と並行に配置されことを特徴とする成膜装置である。
【０００９】
本発明の請求項２に係る成膜装置は、前記気化器が設置される床面と、前記成膜室とが設置される床面とが共通であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置である。
【００１０】
本発明の請求項３に係る成膜装置は、前記気化器の構造が、前記床面から垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次接続されたことを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置である。また、必要に応じて気化器に接続される気化輸送管である材料気化ガス供給配管内に内部ヒータを設置し、気化輸送管である材料気化ガス供給配管外壁からの熱エネルギー供給量を補い、原料の気化をより完全なものとすることも出来る構造とすることができる特徴を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項４に係る気化器の設置方法は、床面から垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次上側に積層（接続）された気化器を、成膜室の側面と並行に配置し、
材料気化ガス供給配管にて、前記気化器から材料気化ガスを、前記成膜室に供給する
ことを特徴とする気化器の設置方法である。この様にすることにより気流の流れが噴流層的な様相を呈し、よりスムーズな気化が進行することが期待される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１、２，３による成膜装置によれば、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単である成膜装置を提供できる。
【００１３】
本発明の請求項４による気化器の設置方法によれば、成膜装置を、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単にすることが可能となる。
【００１４】
本発明によれば、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単である成膜装置および気化器の設置方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１による成膜装置の図。
【図２】図１の実施例１の成膜装置に使用される気化器の断面図。
【図３】従来の成膜装置の図である。
【図４】図４の従来の成膜装置に使用される気化器の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の成膜装置は、成膜用液体材料供給系と、前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器と、前記気化器から出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室と、前記気化器からのガスを、前記成膜室に供給する材料気化ガス供給配管とで構成される成膜装置であって、前記気化器が、前記成膜室の側面と並行に配置されことを特徴とする成膜装置である。
【００１７】
また、本発明の成膜装置は、前記気化器が設置される床面と、前記成膜室とが設置される床面とが共通であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置である。
【００１８】
また、本発明の成膜装置は、前記気化器の構造が、前記床面から垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次接続されたことを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置である。
【００１９】
また、本発明の気化器の設置方法は、気化器を成膜室の側面と並行に配置し、
かつ、気化器の構造を、垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次上側に接続された構造とし、前記気化器から材料気化ガスを、材料気化ガス供給配管にて、前記成膜室に供給することを特徴とする気化器の設置方法である。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の成膜装置および気化器の設置方法の実施例について説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は、本発明の成膜装置１００の図である。成膜装置１００は、成膜用液体材料供給系(図示せず)と、前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器３０ａと、前記気化器３０ａから出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室４０ａと、前記気化器からのガスを、前記成膜室４０ａに供給する材料気化ガス供給配管５０ａとで構成されている。
【００２２】
ここで、気化器３０ａが、成膜室４０ａの側面と並行に配置されことを特徴とする成膜装置である。この構造によって、成膜装置１００の高さは、１，５メートルから１，６メートルの範囲に収まり、成膜装置１００の保守、メンテナンスの作業が、容易にできる。
従来の図３の成膜装置１０１では、気化器３０が、成膜室４０ｂの上部にあるため、装置全体の高さが、２メートル以上であり、メンテナンスの作業が、困難であった。
【００２３】
図２は、図１の実施例１の成膜装置に使用される気化器３０ａの断面図である前記気化器３０ａの構造は、床面７０から垂直方向に、分散部８ａと、接続部２３ａと、気化部２２ａとが順次接続された構造である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の成膜装置および気化器の設置方法によれば、設置する場合に、建物内での設置の高さ制限が、緩和された、またメンテナンス（保守）が簡単である成膜装置および気化器の設置方法を提供することができ、半導体製造装置の生産の高効率化を実現できる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 分散部本体
２ ガス通路
３ キャリアガス
４ ガス導入口
５ａ 第１の薄膜形成原料溶液
５ｂ 第２の薄膜形成原料溶液
５ｃ 第３の薄膜形成原料溶液
５ｄ 第４の薄膜形成原料溶液
５ｅ 第５の薄膜形成原料溶液
５ｆ 第６の薄膜形成原料溶液
６ 原料供給孔
７ ガス出口
８、８ａ 分散部本体
９ａ，９ｂ， ビス
１０、１０ａ，１０ｂ センターロッド
１１ Ｏリング
１６ 止め具
１７ 切り欠き部
１８ 冷却水
２０ 気化菅
２１、２１ａ 加熱手段
２２，２２ａ 気化部
２３，２３ａ 接続部
８，８ａ 分散部本体
２４２４ａ 継手
４０ａ，３０ｂ 気化器
４０ａ，４０ｂ 成膜室
４１ａ，４１ｂ サブストレート
４２ａ，４２ｂ 基板
５０ａ，５０ｂ 材料気化ガス供給配管
６０ａ，６０ｂ 排気管
７０ 床
５ｇ 第７の薄膜形成原料溶液
５ｈ 第８の薄膜形成原料溶液
１００，１０１ 成膜装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜用液体材料供給系と、
前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器と、
前記気化器から出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室と、
前記気化器からのガスを、前記成膜室に供給する材料気化ガス供給配管とで構成される成膜装置であって、
前記気化器が、前記成膜室の側面と並行に配置されことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記気化器が設置される床面と、前記成膜室とが設置される床面とが共通であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記気化器の構造が、前記床面から垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次接続されたことを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
気化器を成膜室の側面と並行に配置し、
かつ、気化器の構造を、垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次上側に接続された構造とし、前記気化器から材料気化ガスを、材料気化ガス供給配管にて、前記成膜室に供給することを特徴とする気化器の設置方法。
【請求項１】
成膜用液体材料供給系と、
前記液体材料をキャリアガスと混合して気化させる気化器と、
前記気化器から出る材料気化ガスを基板に流して膜を成膜させる成膜室と、
前記気化器からのガスを、前記成膜室に供給する材料気化ガス供給配管とで構成される成膜装置であって、
前記気化器が、前記成膜室の側面と並行に配置されことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記気化器が設置される床面と、前記成膜室とが設置される床面とが共通であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記気化器の構造が、前記床面から垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次接続されたことを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
気化器を成膜室の側面と並行に配置し、
かつ、気化器の構造を、垂直方向に、分散部本体と、接続部と、気化部とが順次上側に接続された構造とし、前記気化器から材料気化ガスを、材料気化ガス供給配管にて、前記成膜室に供給することを特徴とする気化器の設置方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１１０３０６（Ｐ２０１３−１１０３０６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５０８３（Ｐ２０１１−２５５０８３）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（５９１２７７３８２）株式会社渡辺商行 (34)
【出願人】（５９６００５００１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（５９１２７７３８２）株式会社渡辺商行 (34)
【出願人】（５９６００５００１）
【Ｆターム（参考）】
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