JP3532066B2 - 液体原料の蒸着方法および装置 - Google Patents
液体原料の蒸着方法および装置Info
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- JP3532066B2 JP3532066B2 JP11326397A JP11326397A JP3532066B2 JP 3532066 B2 JP3532066 B2 JP 3532066B2 JP 11326397 A JP11326397 A JP 11326397A JP 11326397 A JP11326397 A JP 11326397A JP 3532066 B2 JP3532066 B2 JP 3532066B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置の
ための液体原料の蒸着装置および方法に関するものであ
る。
ための液体原料の蒸着装置および方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体の記憶保持動作が必要な随
時書き込み／読み出しメモリー（以下、Ｄ−ＲＡＭと示
す）の集積度の向上に伴い、メモリーセル部のキャパシ
タ容量の向上およびチップ面積の縮小が課題となってい
る。
時書き込み／読み出しメモリー（以下、Ｄ−ＲＡＭと示
す）の集積度の向上に伴い、メモリーセル部のキャパシ
タ容量の向上およびチップ面積の縮小が課題となってい
る。
【０００３】一般に、キャパシタ容量Ｃは、Ｃ＝ε・
（Ｓ／ｄ）（Ｃ：キャパシタ容量、ε：誘電率、Ｓ：キ
ャパシタ面積、ｄ：キャパシタ厚さ）で示され、チップ
面積の縮小には、キャパシタ面積を縮小することが必須
であり、またキャパシタ厚さを再現性良く制御すること
は限界に達してきた。そこで、キャパシタ容量を増加さ
せるため誘電率の高いＢＳＴ等を使用することが検討さ
れている。
（Ｓ／ｄ）（Ｃ：キャパシタ容量、ε：誘電率、Ｓ：キ
ャパシタ面積、ｄ：キャパシタ厚さ）で示され、チップ
面積の縮小には、キャパシタ面積を縮小することが必須
であり、またキャパシタ厚さを再現性良く制御すること
は限界に達してきた。そこで、キャパシタ容量を増加さ
せるため誘電率の高いＢＳＴ等を使用することが検討さ
れている。
【０００４】図６は第１の従来例を示す。これは一般に
バブリング装置と呼ばれている。液体原料容器２に液体
原料１を収容し、この液体原料１の中にキャリアガスを
導入させるためのキャリアガス導入管３を挿入し、キャ
リアガスの導入によって気泡４がはじけて原料蒸気とな
る。気相空間５に発生した原料蒸気は、ガス流出管６か
ら反応室２１に運び出される。７は液体原料容器２の蓋
である。
バブリング装置と呼ばれている。液体原料容器２に液体
原料１を収容し、この液体原料１の中にキャリアガスを
導入させるためのキャリアガス導入管３を挿入し、キャ
リアガスの導入によって気泡４がはじけて原料蒸気とな
る。気相空間５に発生した原料蒸気は、ガス流出管６か
ら反応室２１に運び出される。７は液体原料容器２の蓋
である。
【０００５】図７は第２の従来例を示す。この図７は特
願平６−５０８６５９２号公報に示されている従来例で
ある。液体原料１を収容した液体原料容器２の外側の底
面には、超音波振動子８が取り付けられており、液体原
料容器２を振動させて液体原料１を共振させ、液体原料
１の液面を波立たせて霧化させている。これによって原
料蒸気が気相空間５に発生し、キャリアガス導入管３か
ら導入されてガス流出管６を介して原料蒸気がキャリア
ガスに伴われて反応室２１に供給される。
願平６−５０８６５９２号公報に示されている従来例で
ある。液体原料１を収容した液体原料容器２の外側の底
面には、超音波振動子８が取り付けられており、液体原
料容器２を振動させて液体原料１を共振させ、液体原料
１の液面を波立たせて霧化させている。これによって原
料蒸気が気相空間５に発生し、キャリアガス導入管３か
ら導入されてガス流出管６を介して原料蒸気がキャリア
ガスに伴われて反応室２１に供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図６のバブリング装置
では、液体原料１の液面が使用中に低下し、気泡４と液
体原料１の接触量が減少するにつれて発生する原料蒸気
も減少していくということと、液体原料１がキャリアガ
ス導入管３よりも液面が低下すると、液体原料１を液体
原料容器２から運び出せないことと、蒸気化しにくい液
体原料では、揮発性の高い溶媒を混ぜて蒸気化させるた
め、使用中に溶媒の方が気化し易いため、液体原料１と
溶媒の混合濃度が変化してしまい、発生する蒸気濃度が
変化してしまうという問題点を有している。
では、液体原料１の液面が使用中に低下し、気泡４と液
体原料１の接触量が減少するにつれて発生する原料蒸気
も減少していくということと、液体原料１がキャリアガ
ス導入管３よりも液面が低下すると、液体原料１を液体
原料容器２から運び出せないことと、蒸気化しにくい液
体原料では、揮発性の高い溶媒を混ぜて蒸気化させるた
め、使用中に溶媒の方が気化し易いため、液体原料１と
溶媒の混合濃度が変化してしまい、発生する蒸気濃度が
変化してしまうという問題点を有している。
【０００７】図７の従来例では、液体原料１の量が使用
中に低下すると、液体が超音波振動子８により共振しに
くくなり、発生する原料蒸気の量が変化してしまうこと
と、蒸気化しにくい液体原料では揮発性の高い溶媒を混
合する必要があることと、使用中に溶媒が先に蒸発し液
体原料１と溶媒の混合比が変化し、発生する原料蒸気の
混合濃度と蒸気の発生量が低下してしまうという問題点
を有している。
中に低下すると、液体が超音波振動子８により共振しに
くくなり、発生する原料蒸気の量が変化してしまうこと
と、蒸気化しにくい液体原料では揮発性の高い溶媒を混
合する必要があることと、使用中に溶媒が先に蒸発し液
体原料１と溶媒の混合比が変化し、発生する原料蒸気の
混合濃度と蒸気の発生量が低下してしまうという問題点
を有している。
【０００８】本発明は、液面低下による原料蒸気発生の
低下、すなわち原料蒸気の発生量の不安定化をなくし、
溶媒など２種以上の液体を混合したとき、経時的に混合
液の濃度が変化したり、混合比が変化して原料蒸気の発
生量や混合比、濃度が変化することを防ぎ、かつ安定し
て液体原料を被処理体の上に蒸着させることを目的とす
る。
低下、すなわち原料蒸気の発生量の不安定化をなくし、
溶媒など２種以上の液体を混合したとき、経時的に混合
液の濃度が変化したり、混合比が変化して原料蒸気の発
生量や混合比、濃度が変化することを防ぎ、かつ安定し
て液体原料を被処理体の上に蒸着させることを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明にかかる液体原料霧化方法は、液体原料を直
接に霧化させて混合容器の内部に原料蒸気を発生させ、
これをキャリアガスに含ませてガス流出管より反応室内
に導入するものである。また、反応室の内部に原料蒸気
を直接に発生させて被処理体の上に蒸着させるものであ
る。
め、本発明にかかる液体原料霧化方法は、液体原料を直
接に霧化させて混合容器の内部に原料蒸気を発生させ、
これをキャリアガスに含ませてガス流出管より反応室内
に導入するものである。また、反応室の内部に原料蒸気
を直接に発生させて被処理体の上に蒸着させるものであ
る。
【００１０】この本発明によると、被処理体の上に安定
して液体原料を蒸着できる。
して液体原料を蒸着できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】請求項１記載の液体原料の蒸着装
置は、被処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸
着させる液体原料を霧化する霧化器と、この霧化器に前
記液体原料を供給する液体原料供給手段と、霧化された
前記液体原料を保持する霧化原料保持容器と、この霧化
原料保持容器に保持された霧化液体原料を前記反応室に
導入するためのキャリアガス供給手段とを設け、前記液
体原料供給手段は、前記液体原料を保持する液体原料容
器と、前記霧化器の液体原料流入部に下端が接続された
中間槽と、この中間槽の液面を前記液体原料の霧化速度
に応じた高さに保つ流量調整弁とを有し、この流量調整
弁が、前記液体原料容器から前記中間槽へ滴下させる量
もしくは前記中間槽から前記霧化器への流量を調節する
ことを特徴とする。
置は、被処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸
着させる液体原料を霧化する霧化器と、この霧化器に前
記液体原料を供給する液体原料供給手段と、霧化された
前記液体原料を保持する霧化原料保持容器と、この霧化
原料保持容器に保持された霧化液体原料を前記反応室に
導入するためのキャリアガス供給手段とを設け、前記液
体原料供給手段は、前記液体原料を保持する液体原料容
器と、前記霧化器の液体原料流入部に下端が接続された
中間槽と、この中間槽の液面を前記液体原料の霧化速度
に応じた高さに保つ流量調整弁とを有し、この流量調整
弁が、前記液体原料容器から前記中間槽へ滴下させる量
もしくは前記中間槽から前記霧化器への流量を調節する
ことを特徴とする。
【００１２】請求項２記載の液体原料の蒸着装置は、被
処理体を保持し、キャリアガスを導入する導入口と排気
口とを有する反応室と、この反応室に取り付けられ、前
記被処理体に蒸着させる液体原料を霧化する霧化器と、
この霧化器に前記液体原料を供給する液体原料供給手段
とを設け、前記液体原料供給手段は、前記液体原料を保
持する液体原料容器と、前記霧化器の液体原料流入部に
下端が接続された中間槽と、この中間槽の液面を前記液
体原料の霧化速度に応じた高さに保つ流量調整弁とを有
し、この流量調整弁が、前記液体原料容器から前記中間
槽へ滴下させる量もしくは前記中間槽から前記霧化器へ
の流量を調節し、霧化された前記液体原料を前記反応室
の内部でキャリアガスと混合させることを特徴とする。
処理体を保持し、キャリアガスを導入する導入口と排気
口とを有する反応室と、この反応室に取り付けられ、前
記被処理体に蒸着させる液体原料を霧化する霧化器と、
この霧化器に前記液体原料を供給する液体原料供給手段
とを設け、前記液体原料供給手段は、前記液体原料を保
持する液体原料容器と、前記霧化器の液体原料流入部に
下端が接続された中間槽と、この中間槽の液面を前記液
体原料の霧化速度に応じた高さに保つ流量調整弁とを有
し、この流量調整弁が、前記液体原料容器から前記中間
槽へ滴下させる量もしくは前記中間槽から前記霧化器へ
の流量を調節し、霧化された前記液体原料を前記反応室
の内部でキャリアガスと混合させることを特徴とする。
【００１３】請求項３記載の液体原料の蒸着装置は、被
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料と霧化用気体を受け入れてこの液体原料を霧化
させる噴霧ノズルと、この噴霧ノズルに前記液体原料を
供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体原料
を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持容器
に保持された霧化液体原料を前記反応室に導入するため
のキャリアガス供給手段とを設け、前記液体原料供給手
段は、前記液体原料を保持する液体原料容器と、前記噴
霧ノズルの液体原料流入部に下端が接続された中間槽
と、この中間槽の液面を前記液体原料の霧化速度に応じ
た高さに保つ流量調整弁とを有し、この流量調整弁が、
前記液体原料容器から前記中間槽へ滴下させる量もしく
は前記中間槽から前記噴霧ノズルへの流量を調節するこ
とを特徴とする。
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料と霧化用気体を受け入れてこの液体原料を霧化
させる噴霧ノズルと、この噴霧ノズルに前記液体原料を
供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体原料
を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持容器
に保持された霧化液体原料を前記反応室に導入するため
のキャリアガス供給手段とを設け、前記液体原料供給手
段は、前記液体原料を保持する液体原料容器と、前記噴
霧ノズルの液体原料流入部に下端が接続された中間槽
と、この中間槽の液面を前記液体原料の霧化速度に応じ
た高さに保つ流量調整弁とを有し、この流量調整弁が、
前記液体原料容器から前記中間槽へ滴下させる量もしく
は前記中間槽から前記噴霧ノズルへの流量を調節するこ
とを特徴とする。
【００１４】請求項４記載の液体原料の蒸着装置は、被
処理体を保持し、キャリアガスを導入する導入口と排気
口とを有する反応室と、この反応室に取り付けられ、前
記被処理体に蒸着させる液体原料と霧化用気体を受け入
れてこの液体原料を霧化させる噴霧ノズルと、この噴霧
ノズルに前記液体原料を供給する液体原料供給手段とを
設け、前記液体原料供給手段は、前記液体原料を保持す
る液体原料容器と、前記噴霧ノズルの液体原料流入部に
下端が接続された中間槽と、この中間槽の液面を前記液
体原料の霧化速度に応じた高さに保つ流量調整弁とを有
し、この流量調整弁が、前記液体原料容器から前記中間
槽へ滴下させる量もしくは前記中間槽から前記噴霧ノズ
ルへの流量を調節し、霧化された前記液体原料を前記反
応室の内部でキャリアガスと混合させることを特徴とす
る。
処理体を保持し、キャリアガスを導入する導入口と排気
口とを有する反応室と、この反応室に取り付けられ、前
記被処理体に蒸着させる液体原料と霧化用気体を受け入
れてこの液体原料を霧化させる噴霧ノズルと、この噴霧
ノズルに前記液体原料を供給する液体原料供給手段とを
設け、前記液体原料供給手段は、前記液体原料を保持す
る液体原料容器と、前記噴霧ノズルの液体原料流入部に
下端が接続された中間槽と、この中間槽の液面を前記液
体原料の霧化速度に応じた高さに保つ流量調整弁とを有
し、この流量調整弁が、前記液体原料容器から前記中間
槽へ滴下させる量もしくは前記中間槽から前記噴霧ノズ
ルへの流量を調節し、霧化された前記液体原料を前記反
応室の内部でキャリアガスと混合させることを特徴とす
る。
【００１５】請求項５記載の液体原料の蒸着装置は、被
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料を霧化する霧化器と、この霧化器に前記液体原
料を供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体
原料を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持
容器に保持された霧化液体原料を一定流量前記反応室に
導入するためのキャリアガス供給手段と、前記霧化原料
保持容器のキャリアガス導入部に分散網とを設けたこと
を特徴とする。
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料を霧化する霧化器と、この霧化器に前記液体原
料を供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体
原料を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持
容器に保持された霧化液体原料を一定流量前記反応室に
導入するためのキャリアガス供給手段と、前記霧化原料
保持容器のキャリアガス導入部に分散網とを設けたこと
を特徴とする。
【００１６】請求項６記載の液体原料の蒸着装置は、被
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料と霧化用気体を受け入れてこの液体原料を霧化
させる噴霧ノズルと、この噴霧ノズルに前記液体原料を
供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体原料
を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持容器
に保持された霧化液体原料を一定流量前記反応室に導入
するためのキャリアガス供給手段と、前記霧化原料保持
容器のキャリアガス導入部に分散網とを設けたことを特
徴とする。
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料と霧化用気体を受け入れてこの液体原料を霧化
させる噴霧ノズルと、この噴霧ノズルに前記液体原料を
供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体原料
を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持容器
に保持された霧化液体原料を一定流量前記反応室に導入
するためのキャリアガス供給手段と、前記霧化原料保持
容器のキャリアガス導入部に分散網とを設けたことを特
徴とする。
【００１７】請求項７記載の液体原料の蒸着装置は、上
記した請求項１、３のいずれかに記載の構成において、
霧化原料保持容器のキャリアガス導入部に分散網を設け
たことを特徴とする。
記した請求項１、３のいずれかに記載の構成において、
霧化原料保持容器のキャリアガス導入部に分散網を設け
たことを特徴とする。
【００１８】請求項８記載の液体原料の蒸着装置は、被
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料と霧化用気体を受け入れてこの液体原料を霧化
させる噴霧ノズルと、この噴霧ノズルに前記液体原料を
供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体原料
を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持容器
に保持された霧化液体原料を前記反応室に導入するため
のキャリアガス供給手段と、前記霧化原料保持容器のキ
ャリアガス導入部に分散網とを設け、前記液体原料供給
手段が、液体原料を圧送可能なポンプもしくは液体マス
フローコントローラであることを特徴とする。
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料と霧化用気体を受け入れてこの液体原料を霧化
させる噴霧ノズルと、この噴霧ノズルに前記液体原料を
供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体原料
を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持容器
に保持された霧化液体原料を前記反応室に導入するため
のキャリアガス供給手段と、前記霧化原料保持容器のキ
ャリアガス導入部に分散網とを設け、前記液体原料供給
手段が、液体原料を圧送可能なポンプもしくは液体マス
フローコントローラであることを特徴とする。
【００１９】請求項９記載の液体原料の蒸着装置は、被
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料を霧化する霧化器と、この霧化器に前記液体原
料を供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体
原料を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持
容器に保持された霧化液体原料を一定流量前記反応室に
導入するためのキャリアガス供給手段と、前記霧化原料
保持容器のキャリアガス導入部に分散網とを設け、前記
液体原料供給手段が、液体原料を圧送可能なポンプもし
くは液体マスフローコントローラであることを特徴とす
る。
処理体を保持する反応室と、この被処理体に蒸着させる
液体原料を霧化する霧化器と、この霧化器に前記液体原
料を供給する液体原料供給手段と、霧化された前記液体
原料を保持する霧化原料保持容器と、この霧化原料保持
容器に保持された霧化液体原料を一定流量前記反応室に
導入するためのキャリアガス供給手段と、前記霧化原料
保持容器のキャリアガス導入部に分散網とを設け、前記
液体原料供給手段が、液体原料を圧送可能なポンプもし
くは液体マスフローコントローラであることを特徴とす
る。
【００２０】請求項１０記載の液体原料の蒸着方法は、
被処理体に蒸着する液体原料を中間槽に導入する工程
と、この中間槽に導入された前記液体原料を供給する工
程と、供給されたこの液体原料を霧化する工程と、霧化
されたこの液体原料を保持する工程と、前記保持された
霧化液体原料をキャリアガスと混合する工程と、前記混
合された霧化液体原料とキャリアガスを反応室に導入す
る工程と、前記被処理体に膜を蒸着させる工程とを有
し、前記中間槽の液面を前記液体原料の霧化速度に応じ
た高さに保つことを特徴とする。
被処理体に蒸着する液体原料を中間槽に導入する工程
と、この中間槽に導入された前記液体原料を供給する工
程と、供給されたこの液体原料を霧化する工程と、霧化
されたこの液体原料を保持する工程と、前記保持された
霧化液体原料をキャリアガスと混合する工程と、前記混
合された霧化液体原料とキャリアガスを反応室に導入す
る工程と、前記被処理体に膜を蒸着させる工程とを有
し、前記中間槽の液面を前記液体原料の霧化速度に応じ
た高さに保つことを特徴とする。
【００２１】請求項１１記載の液体原料の蒸着方法は、
被処理体に蒸着する液体原料を中間槽に導入する工程
と、この中間槽に導入された前記液体原料を供給する工
程と、供給されたこの液体原料を霧化する工程と、霧化
されたこの液体原料を保持する工程と、前記保持された
霧化液体原料を反応室に導入する工程と、キャリアガス
を前記反応室に導入する工程と、前記被処理体に膜を蒸
着させる工程とを有し、前記中間槽の液面を前記液体原
料の霧化速度に応じた高さに保つことを特徴とする。
被処理体に蒸着する液体原料を中間槽に導入する工程
と、この中間槽に導入された前記液体原料を供給する工
程と、供給されたこの液体原料を霧化する工程と、霧化
されたこの液体原料を保持する工程と、前記保持された
霧化液体原料を反応室に導入する工程と、キャリアガス
を前記反応室に導入する工程と、前記被処理体に膜を蒸
着させる工程とを有し、前記中間槽の液面を前記液体原
料の霧化速度に応じた高さに保つことを特徴とする。
【００２２】請求項１２記載の液体原料の蒸着方法は、
上記した請求項１０、１１のいずれかに記載の構成にお
いて、中間槽の液面を液体原料の霧化速度に応じた高さ
に保つ方法が、液体原料を中間槽に導入する流量もしく
はこの中間槽から供給する流量を調整することを特徴と
する。
上記した請求項１０、１１のいずれかに記載の構成にお
いて、中間槽の液面を液体原料の霧化速度に応じた高さ
に保つ方法が、液体原料を中間槽に導入する流量もしく
はこの中間槽から供給する流量を調整することを特徴と
する。
【００２３】以下、本発明の液体原料の蒸着方法を、図
１〜図５に示す具体的な実施の形態に基づいて説明す
る。
１〜図５に示す具体的な実施の形態に基づいて説明す
る。
【００２４】（実施の形態１）図１は（実施の形態１）
を示す。液体原料容器２に保持された液体原料１は、流
量調整弁１３により滴下流量が調整され中間槽１４に導
入される。中間槽１４に一旦保持された液体原料１は、
液体原料供給管１６を介して超音波霧化器１１に供給さ
れる。
を示す。液体原料容器２に保持された液体原料１は、流
量調整弁１３により滴下流量が調整され中間槽１４に導
入される。中間槽１４に一旦保持された液体原料１は、
液体原料供給管１６を介して超音波霧化器１１に供給さ
れる。
【００２５】超音波霧化器１１は霧化原料保持容器１５
に設置されており、超音波霧化器１１により霧化されて
霧化原料保持容器１５に送り込まれた原料蒸気は、霧化
原料保持容器１５においてキャリアガス導入管３より導
入されたキャリアガスと均一に混合される。霧化原料保
持容器１５のキャリアガス導入部には分散網１７が設置
されている。１８はドレイン管，１９はドレインタンク
である。
に設置されており、超音波霧化器１１により霧化されて
霧化原料保持容器１５に送り込まれた原料蒸気は、霧化
原料保持容器１５においてキャリアガス導入管３より導
入されたキャリアガスと均一に混合される。霧化原料保
持容器１５のキャリアガス導入部には分散網１７が設置
されている。１８はドレイン管，１９はドレインタンク
である。
【００２６】キャリアガスと均一に混合された霧化原料
は、ガス流出管６を介して反応室２１へ供給されて、こ
の反応室２１にセットされている被処理体２２に蒸着さ
れる。
は、ガス流出管６を介して反応室２１へ供給されて、こ
の反応室２１にセットされている被処理体２２に蒸着さ
れる。
【００２７】超音波霧化器１１は、超音波振動子によっ
て超音波振動するホーン２６の先端部の近傍に霧化させ
たい液体を供給するように構成されたもので、市販品と
しては、超音波工業株式会社製の型番ＦＳＵ−１０など
を使用できる。液体原料流入部２７は、超音波振動する
前記ホーン２６の先端部の近傍に液体原料を供給するよ
うに形成されている。
て超音波振動するホーン２６の先端部の近傍に霧化させ
たい液体を供給するように構成されたもので、市販品と
しては、超音波工業株式会社製の型番ＦＳＵ−１０など
を使用できる。液体原料流入部２７は、超音波振動する
前記ホーン２６の先端部の近傍に液体原料を供給するよ
うに形成されている。
【００２８】超音波霧化器１１から中間槽１４の液面ま
での高さＨ、重力加速度をｇ、中間槽１４からの液体原
料１の流出速度ｖとすると、ｖ ＝ （２ｇ・Ｈ）0.5
表すことができ、霧化速度をｖ′とすると、ｖ′＝
α・ｖ と表すことができる。αは定数で、液体原料供
給管１６の圧損や液体原料１の粘度などで決まる。
での高さＨ、重力加速度をｇ、中間槽１４からの液体原
料１の流出速度ｖとすると、ｖ ＝ （２ｇ・Ｈ）0.5
表すことができ、霧化速度をｖ′とすると、ｖ′＝
α・ｖ と表すことができる。αは定数で、液体原料供
給管１６の圧損や液体原料１の粘度などで決まる。
【００２９】霧化原料保持容器１５のキャリアガス導入
部に分散網１７を設置することで、超音波霧化器１１に
より霧化された液体原料１をより効率的に混合すること
ができた。
部に分散網１７を設置することで、超音波霧化器１１に
より霧化された液体原料１をより効率的に混合すること
ができた。
【００３０】ここでは液体原料１としてＰｂＺｒＴｉＯ
系のゾル−ゲル溶液を用いて、被処理体の上に強誘電体
薄膜を形成した。この実施の形態によると、被処理体の
上に形成された薄膜は、原料液体と組成がずれることな
く良好な特性を有した。
系のゾル−ゲル溶液を用いて、被処理体の上に強誘電体
薄膜を形成した。この実施の形態によると、被処理体の
上に形成された薄膜は、原料液体と組成がずれることな
く良好な特性を有した。
【００３１】液体原料１の霧化量に応じ、中間槽１４を
設置し流量調整弁１３により中間槽１４の液面を液体原
料１の霧化速度に応じた高さに保つことで、液体原料１
の霧化効率がさらに向上することができる。超音波霧化
器１１から中間槽１４の液面までの高さＨが４０ｍｍ〜
１００ｍｍで良好な霧化効率が得られた。
設置し流量調整弁１３により中間槽１４の液面を液体原
料１の霧化速度に応じた高さに保つことで、液体原料１
の霧化効率がさらに向上することができる。超音波霧化
器１１から中間槽１４の液面までの高さＨが４０ｍｍ〜
１００ｍｍで良好な霧化効率が得られた。
【００３２】また、中間槽１４を設置することにより、
液体原料の使用効率＝（ドレイン容器内に溜まった液
量）／（初期液体原料量）×１００〔％〕が、中間槽１
４を使用しない場合が７５％であったものと比較し、９
８％に向上した。
液体原料の使用効率＝（ドレイン容器内に溜まった液
量）／（初期液体原料量）×１００〔％〕が、中間槽１
４を使用しない場合が７５％であったものと比較し、９
８％に向上した。
【００３３】（実施の形態２）図２は（実施の形態２）
を示す。この（実施の形態２）では超音波霧化器１１へ
の液体原料１の供給方法は（実施の形態１）と同様であ
るが、超音波霧化器１１が反応室２１に直接設置されて
おり、反応室２１の中の支持台２３の上に載置された被
処理体２２の上に直接霧化された液体原料１が蒸着され
る。霧化された液体原料１が反応室２１内に滞留するの
を防ぐため、反応室２１にはキャリアガス導入口２４と
排気口２５が設けられている。
を示す。この（実施の形態２）では超音波霧化器１１へ
の液体原料１の供給方法は（実施の形態１）と同様であ
るが、超音波霧化器１１が反応室２１に直接設置されて
おり、反応室２１の中の支持台２３の上に載置された被
処理体２２の上に直接霧化された液体原料１が蒸着され
る。霧化された液体原料１が反応室２１内に滞留するの
を防ぐため、反応室２１にはキャリアガス導入口２４と
排気口２５が設けられている。
【００３４】液体原料１としてＰｂＺｒＴｉＯ系のゾル
−ゲル溶液を用いて、被処理体２２の上に強誘電体薄膜
を形成した。本発明を使用することにより、被処理体２
２に形成された薄膜は、原料溶液と組成がずれることな
く良好な特性を有した。
−ゲル溶液を用いて、被処理体２２の上に強誘電体薄膜
を形成した。本発明を使用することにより、被処理体２
２に形成された薄膜は、原料溶液と組成がずれることな
く良好な特性を有した。
【００３５】また、中間槽を使用することにより、実施
の形態１から液体原料使用効率が向上していることが推
測される。さらに、反応室に直接超音波霧化器を設置し
たため、実施の形態１と比較し、成膜速度が５０％向上
した。
の形態１から液体原料使用効率が向上していることが推
測される。さらに、反応室に直接超音波霧化器を設置し
たため、実施の形態１と比較し、成膜速度が５０％向上
した。
【００３６】なお、支持台２３を室温で保持して蒸着を
行ったが、ヒータを具備し加熱できる構造をとっても良
く、また直流電源や高周波電源を接続して被処理体に電
力を印加できるようにしても良い。
行ったが、ヒータを具備し加熱できる構造をとっても良
く、また直流電源や高周波電源を接続して被処理体に電
力を印加できるようにしても良い。
【００３７】上記の各実施の形態では、流量調整弁１３
により滴下流量を調整して中間槽１４を介して超音波霧
化器１１に液体原料１を供給したが、中間槽１４から超
音波霧化器１１の間に流量調整弁１３と同様の流量を調
整する手段を設けても同様の効果を期待できる。
により滴下流量を調整して中間槽１４を介して超音波霧
化器１１に液体原料１を供給したが、中間槽１４から超
音波霧化器１１の間に流量調整弁１３と同様の流量を調
整する手段を設けても同様の効果を期待できる。
【００３８】上記の各実施の形態の液体原料容器２，中
間槽１４は上部が開放されていたが、それぞれは密閉構
造であっても同様である。 （実施の形態３）図３は（実施の形態３）を示す。
間槽１４は上部が開放されていたが、それぞれは密閉構
造であっても同様である。 （実施の形態３）図３は（実施の形態３）を示す。
【００３９】この（実施の形態３）は（実施の形態１）
の変形例を示している。（実施の形態１）では超音波霧
化器１１を使用して液体原料１を霧化させたが、この
（実施の形態３）では、（実施の形態１）の超音波霧化
器１１に代わって霧化用気体１２と液体原料１とを受け
入れる噴霧ノズル１０が霧化原料保持容器１５に設けら
れている。このほかの構成は（実施の形態１）と同一で
ある。なお、霧化用気体１２としては高圧窒素が使用さ
れており、噴霧ノズル１０への霧化用気体１２の吹き込
み量は圧力調整器２８によって調整して噴霧ノズル１０
での霧化量を調節するように構成されている。
の変形例を示している。（実施の形態１）では超音波霧
化器１１を使用して液体原料１を霧化させたが、この
（実施の形態３）では、（実施の形態１）の超音波霧化
器１１に代わって霧化用気体１２と液体原料１とを受け
入れる噴霧ノズル１０が霧化原料保持容器１５に設けら
れている。このほかの構成は（実施の形態１）と同一で
ある。なお、霧化用気体１２としては高圧窒素が使用さ
れており、噴霧ノズル１０への霧化用気体１２の吹き込
み量は圧力調整器２８によって調整して噴霧ノズル１０
での霧化量を調節するように構成されている。
【００４０】このように構成したため、（実施の形態
１）と同様に、被処理体の上に形成された薄膜は、原料
液体と組成がずれることなく良好な特性を有した。 （実施の形態４）図４は（実施の形態４）を示す。
１）と同様に、被処理体の上に形成された薄膜は、原料
液体と組成がずれることなく良好な特性を有した。 （実施の形態４）図４は（実施の形態４）を示す。
【００４１】この（実施の形態４）は（実施の形態２）
の変形例を示している。（実施の形態２）では超音波霧
化器１１を使用して液体原料１を霧化させたが、この
（実施の形態４）では、（実施の形態１）の超音波霧化
器１１に代わって霧化用気体１２と液体原料１とを受け
入れる噴霧ノズル１０が反応室２１に設けられている。
このほかの構成は（実施の形態２）と同一である。な
お、霧化用気体１２としては高圧窒素が使用されてお
り、噴霧ノズル１０への霧化用気体１２の吹き込み量は
圧力調整器２８によって調整して噴霧ノズル１０での霧
化量を調節するように構成されている。
の変形例を示している。（実施の形態２）では超音波霧
化器１１を使用して液体原料１を霧化させたが、この
（実施の形態４）では、（実施の形態１）の超音波霧化
器１１に代わって霧化用気体１２と液体原料１とを受け
入れる噴霧ノズル１０が反応室２１に設けられている。
このほかの構成は（実施の形態２）と同一である。な
お、霧化用気体１２としては高圧窒素が使用されてお
り、噴霧ノズル１０への霧化用気体１２の吹き込み量は
圧力調整器２８によって調整して噴霧ノズル１０での霧
化量を調節するように構成されている。
【００４２】このように構成したため、（実施の形態
２）と同様に、被処理体の上に形成された薄膜は、原料
液体と組成がずれることなく良好な特性を有した。 （実施の形態５）図５は（実施の形態５）を示す。
２）と同様に、被処理体の上に形成された薄膜は、原料
液体と組成がずれることなく良好な特性を有した。 （実施の形態５）図５は（実施の形態５）を示す。
【００４３】この（実施の形態５）は（実施の形態４）
の変形例を示している。この（実施の形態５）では、噴
霧ノズル１０には液体マスフローコントローラ２９ａを
介して直接に液体原料１を供給し、液体マスフローコン
トローラ２９ｂを介して霧化用気体１２の吹き込み量を
調節している点だけが（実施の形態４）とは異なってい
る。
の変形例を示している。この（実施の形態５）では、噴
霧ノズル１０には液体マスフローコントローラ２９ａを
介して直接に液体原料１を供給し、液体マスフローコン
トローラ２９ｂを介して霧化用気体１２の吹き込み量を
調節している点だけが（実施の形態４）とは異なってい
る。
【００４４】このように液体マスフローコントローラ２
９ａ，２９ｂを使用することによって（実施の形態４）
よりも高精度で液体原料１を噴霧ノズル１０に供給する
ことができ、成膜速度の制御性および蒸着膜の均一性が
向上した。
９ａ，２９ｂを使用することによって（実施の形態４）
よりも高精度で液体原料１を噴霧ノズル１０に供給する
ことができ、成膜速度の制御性および蒸着膜の均一性が
向上した。
【００４５】この（実施の形態５）では、噴霧ノズル１
０への液体原料１の入力経路に液体マスフローコントロ
ーラ２９ａを設けたが、液体原料１が高粘度である場合
には液体マスフローコントローラ２９ａに代えて液体原
料１が圧送可能なポンプを使用することもできる。
０への液体原料１の入力経路に液体マスフローコントロ
ーラ２９ａを設けたが、液体原料１が高粘度である場合
には液体マスフローコントローラ２９ａに代えて液体原
料１が圧送可能なポンプを使用することもできる。
【００４６】このように構成したため、（実施の形態
４）と同様に、被処理体の上に形成された薄膜は、原料
液体と組成がずれることなく良好な特性を有した。 （実施の形態６）（実施の形態１）と（実施の形態２）
では、圧力調整器２８を介して霧化用気体１２を噴霧ノ
ズル１０へ吹き込んだが、（実施の形態５）で使用した
液体マスフローコントローラを圧力調整器２８に代えて
使用して霧化用気体１２として高圧窒素を噴霧ノズル１
０へ吹き込んでも同様の効果を期待できる。
４）と同様に、被処理体の上に形成された薄膜は、原料
液体と組成がずれることなく良好な特性を有した。 （実施の形態６）（実施の形態１）と（実施の形態２）
では、圧力調整器２８を介して霧化用気体１２を噴霧ノ
ズル１０へ吹き込んだが、（実施の形態５）で使用した
液体マスフローコントローラを圧力調整器２８に代えて
使用して霧化用気体１２として高圧窒素を噴霧ノズル１
０へ吹き込んでも同様の効果を期待できる。
【００４７】上記の各実施の形態の霧化用気体１２とし
て高圧窒素を使用したが、霧化用気体１２はヘリウム，
アルゴンなどのように蒸着膜の特性に悪影響を及ぼさな
い気体であれば同様に使用できる。
て高圧窒素を使用したが、霧化用気体１２はヘリウム，
アルゴンなどのように蒸着膜の特性に悪影響を及ぼさな
い気体であれば同様に使用できる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように本発明の液体原料の蒸着方
法によると、超音波霧化器により液体原料を直接に霧化
させて蒸着に使用するため、液体原料の使用効率が高
く、形成された薄膜も組成ずれのない良好な膜質が得ら
れ、特性も良好なものであるという効果を有する。
法によると、超音波霧化器により液体原料を直接に霧化
させて蒸着に使用するため、液体原料の使用効率が高
く、形成された薄膜も組成ずれのない良好な膜質が得ら
れ、特性も良好なものであるという効果を有する。
【００４９】また、本発明の液体原料の蒸着装置による
と、本発明の液体原料の蒸着方法を実現できる。
と、本発明の液体原料の蒸着方法を実現できる。
【図１】本発明の（実施の形態１）の蒸着装置の構成図
【図２】本発明の（実施の形態２）の蒸着装置の構成図
【図３】本発明の（実施の形態３）の蒸着装置の構成図
【図４】本発明の（実施の形態４）の蒸着装置の構成図
【図５】本発明の（実施の形態５）の蒸着装置の構成図
【図６】従来の液体原料の霧化装置の構成図
【図７】従来の別の従来例の液体原料の霧化装置の構成
図
図
１ 液体原料
２ 液体原料容器
３ キャリアガス導入管
６ ガス流出管
８ 超音波振動子
１０ 噴霧ノズル
１１ 超音波霧化器
１２ 霧化用気体
１３ 流量調整弁
１４ 中間槽
１５ 霧化原料保持容器
１７ 分散網
２１ 反応室
２２ 被処理体
２３ 支持台
２８ 圧力調整器
２９ａ，２９ｂ 液体マスフローコントローラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−112894（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−102442（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−82489（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−175134（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−169708（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−36108（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 16/448
H01L 21/31
Claims (12)
- 【請求項１】被処理体を保持する反応室と、この被処理
体に蒸着させる液体原料を霧化する霧化器と、この霧化
器に前記液体原料を供給する液体原料供給手段と、霧化
された前記液体原料を保持する霧化原料保持容器と、こ
の霧化原料保持容器に保持された霧化液体原料を前記反
応室に導入するためのキャリアガス供給手段とを設け、
前記液体原料供給手段は、前記液体原料を保持する液体
原料容器と、前記霧化器の液体原料流入部に下端が接続
された中間槽と、この中間槽の液面を前記液体原料の霧
化速度に応じた高さに保つ流量調整弁とを有し、この流
量調整弁が、前記液体原料容器から前記中間槽へ滴下さ
せる量もしくは前記中間槽から前記霧化器への流量を調
節することを特徴とする液体原料の蒸着装置。 - 【請求項２】被処理体を保持し、キャリアガスを導入す
る導入口と排気口とを有する反応室と、この反応室に取
り付けられ、前記被処理体に蒸着させる液体原料を霧化
する霧化器と、この霧化器に前記液体原料を供給する液
体原料供給手段とを設け、前記液体原料供給手段は、前
記液体原料を保持する液体原料容器と、前記霧化器の液
体原料流入部に下端が接続された中間槽と、この中間槽
の液面を前記液体原料の霧化速度に応じた高さに保つ流
量調整弁とを有し、この流量調整弁が、前記液体原料容
器から前記中間槽へ滴下させる量もしくは前記中間槽か
ら前記霧化器への流量を調節し、霧化された前記液体原
料を前記反応室の内部でキャリアガスと混合させること
を特徴とする液体原料の蒸着装置。 - 【請求項３】被処理体を保持する反応室と、この被処理
体に蒸着させる液体原料と霧化用気体を受け入れてこの
液体原料を霧化させる噴霧ノズルと、この噴霧ノズルに
前記液体原料を供給する液体原料供給手段と、霧化され
た前記液体原料を保持する霧化原料保持容器と、この霧
化原料保持容器に保持された霧化液体原料を前記反応室
に導入するためのキャリアガス供給手段とを設け、前記
液体原料供給手段は、前記液体原料を保持する液体原料
容器と、前記噴霧ノズルの液体原料流入部に下端が接続
された中間槽と、この中間槽の液面を前記液体原料の霧
化速度に応じた高さに保つ流量調整弁とを有し、この流
量調整弁が、前記液体原料容器から前記中間槽へ滴下さ
せる量もしくは前記中間槽から前記噴霧ノズルへの流量
を調節することを特徴とする液体原料の蒸着装置。 - 【請求項４】被処理体を保持し、キャリアガスを導入す
る導入口と排気口とを有する反応室と、この反応室に取
り付けられ、前記被処理体に蒸着させる液体原料と霧化
用気体を受け入れてこの液体原料を霧化させる噴霧ノズ
ルと、この噴霧ノズルに前記液体原料を供給する液体原
料供給手段とを設け、前記液体原料供給手段は、前記液
体原料を保持する液体原料容器と、前記噴霧ノズルの液
体原料流入部に下端が接続された中間槽と、この中間槽
の液面を前記液体原料の霧化速度に応じた高さに保つ流
量調整弁とを有し、この流量調整弁が、前記液体原料容
器から前記中間槽へ滴下させる量もしくは前記中間槽か
ら前記噴霧ノズルへの流量を調節し、霧化された前記液
体原料を前記反応室の内部でキャリアガスと混合させる
ことを特徴とする液体原料の蒸着装置。 - 【請求項５】被処理体を保持する反応室と、この被処理
体に蒸着させる液体原料を霧化する霧化器と、この霧化
器に前記液体原料を供給する液体原料供給手段と、霧化
された前記液体原料を保持する霧化原料保持容器と、こ
の霧化原料保持容器に保持された霧化液体原料を一定流
量前記反応室に導入するためのキャリアガス供給手段
と、 前記霧化原料保持容器のキャリアガス導入部に分散網と
を設けたことを特徴とする液体原料の蒸着装置。 - 【請求項６】被処理体を保持する反応室と、この被処理
体に蒸着させる液体原料と霧化用気体を受け入れてこの
液体原料を霧化させる噴霧ノズルと、この噴霧ノズルに
前記液体原料を供給する液体原料供給手段と、霧化され
た前記液体原料を保持する霧化原料保持容器と、この霧
化原料保持容器に保持された霧化液体原料を一定流量前
記反応室に導入するためのキャリアガス供給手段と、前
記霧化原料保持容器のキャリアガス導入部に分散網とを
設けたことを特徴とする液体原料の蒸着装置。 - 【請求項７】霧化原料保持容器のキャリアガス導入部に
分散網を設けたことを特徴とする請求項１または請求項
３のいずれかに記載の液体原料の蒸着装置。 - 【請求項８】被処理体を保持する反応室と、この被処理
体に蒸着させる液体原料と霧化用気体を受け入れてこの
液体原料を霧化させる噴霧ノズルと、この噴霧ノズルに
前記液体原料を供給する液体原料供給手段と、霧化され
た前記液体原料を保持する霧化原料保持容器と、この霧
化原料保持容器に保持された霧化液体原料を前記反応室
に導入するためのキャリアガス供給手段と、前記霧化原
料保持容器のキャリアガス導入部に分散網とを設け、前
記液体原料供給手段が、液体原料を圧送可能なポンプも
しくは液体マスフローコントローラであることを特徴と
する液体原料の蒸着装置。 - 【請求項９】被処理体を保持する反応室と、この被処理
体に蒸着させる液体原料を霧化する霧化器と、この霧化
器に前記液体原料を供給する液体原料供給手段と、霧化
された前記液体原料を保持する霧化原料保持容器と、こ
の霧化原料保持容器に保持された霧化液体原料を一定流
量前記反応室に導入するためのキャリアガス供給手段
と、前記霧化原料保持容器のキャリアガス導入部に分散
網とを設け、前記液体原料供給手段が、液体原料を圧送
可能なポンプもしくは液体マスフローコントローラであ
ることを特徴とする液体原料の蒸着装置。 - 【請求項１０】被処理体に蒸着する液体原料を中間槽に
導入する工程と、この中間槽に導入された前記液体原料
を供給する工程と、供給されたこの液体原料を霧化する
工程と、霧化されたこの液体原料を保持する工程と、前
記保持された霧化液体原料をキャリアガスと混合する工
程と、前記混合された霧化液体原料とキャリアガスを反
応室に導入する工程と、前記被処理体に膜を蒸着させる
工程とを有し、前記中間槽の液面を前記液体原料の霧化
速度に応じた高さに保つことを特徴とする液体原料の蒸
着方法。 - 【請求項１１】被処理体に蒸着する液体原料を中間槽に
導入する工程と、この中間槽に導入された前記液体原料
を供給する工程と、供給されたこの液体原料を霧化する
工程と、霧化されたこの液体原料を保持する工程と、前
記保持された霧化液体原料を反応室に導入する工程と、
キャリアガスを前記反応室に導入する工程と、前記被処
理体に膜を蒸着させる工程とを有し、前記中間槽の液面
を前記液体原料の霧化速度に応じた高さに保つことを特
徴とする液体原料の蒸着方法。 - 【請求項１２】中間槽の液面を液体原料の霧化速度に応
じた高さに保つ方法が、液体原料を中間槽に導入する流
量もしくはこの中間槽から供給する流量を調整すること
を特徴とする請求項１０または請求項１１のいずれかに
記載の液体原料の蒸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11326397A JP3532066B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 液体原料の蒸着方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11326397A JP3532066B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 液体原料の蒸着方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10308388A JPH10308388A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3532066B2 true JP3532066B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=14607738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11326397A Expired - Fee Related JP3532066B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 液体原料の蒸着方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3532066B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4299286B2 (ja) | 2005-10-06 | 2009-07-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 気化装置、成膜装置及び気化方法 |
| JP5529340B2 (ja) * | 2011-03-15 | 2014-06-25 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 成膜装置 |
| US20200206758A1 (en) * | 2018-12-14 | 2020-07-02 | Xia Tai Xin Semiconductor (Qing Dao) Ltd. | Assembly, system and method for supplying liquid |
-
1997
- 1997-05-01 JP JP11326397A patent/JP3532066B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10308388A (ja) | 1998-11-17 |
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