(57)【要約】【課題】ミストＣＶＤにも適用可能な精度の高い膜厚算出方法を提供する。【解決手段】ミストまたは液滴の消滅時間（τｅ）、特にライデンフロスト状態のミストまたは液滴の消滅時間を用いて、原料溶液を霧化または液滴化して生成されるミストまたは液滴を、キャリアガスでもって基体まで搬送し、ついで該基体上で該ミストまたは該液滴を反応させてなる膜の膜厚を算出する膜厚算出方法、その方法を用いる成膜装置、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料溶液を霧化または液滴化して生成されるミストまたは液滴を基体上で反応させてなる膜の膜厚を算出する膜厚算出方法であって、前記算出に、前記ミストまたは前記液滴の発生から消滅に至るまでの時間である消滅時間（τｅ）と、前記膜厚との関係式を用いることを特徴とする膜厚算出方法。
【請求項２】
前記消滅時間（τｅ）が、ライデンフロスト状態の前記ミストまたは前記液滴の消滅時間である請求項１記載の膜厚算出方法。
【請求項３】
前記膜厚を、前記消滅時間（τｅ）と前記膜厚との関係式として下記数式を用いて算出する請求項２記載の膜厚算出方法。
【数１】
2019070197.tif 000011
［式中、ｄは膜厚（ｍ）、αは補正係数、ηは反応効率、Ｃ０は前記原料溶液における原料濃度（ｍｏｌ／ｍ３）、Ｍｌは原料供給重量（ｋｇ）、ρｌは原料溶液の密度（ｋｇ／ｍ３）、ｘは量論係数、Ｓｆは形状係数、Ｗは前記ミストまたは前記液滴を基体に搬送させる際の装置幅（ｍ）、ｖｖは前記ミストまたは前記液滴の流速（ｍ／ｓ）、τｅはライデンフロスト状態の前記ミストまたは前記液滴の消滅時間（ｓ）、ρＳは前記膜の膜密度（ｋｇ／ｍ３）、Ｍｗｓは前記膜の分子量（ｋｇ／ｍｏｌ）をそれぞれ表す。］
【請求項４】
前記消滅時間（τｅ）が下記数式で表される請求項３記載の膜厚算出方法。
【数２】
2019070197.tif 000012
［式中、ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｂであり、Ｔｓは前記基体の設定温度（Ｋ）、Ｔｂは液体の気化温度（Ｋ）、ｒ０は前記ミストまたは前記液滴の半径（ｍ）、ｇは重力（ｍ／ｓ２）、ｋＶは気体の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、ρｌは液体の密度（ｋｇ／ｍ３）、ρＶは気体の密度（ｋｇ／ｍ３）、Ｄは拡散係数（ｍ／ｓ２）、λは液体の気化熱（Ｊ／ｋｇ）、Ｃｐｖは気体の比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、μｖは気体の粘度（ｋｇ／ｍ・ｓ）をそれぞれ表す。］
【請求項５】
前記成膜を、ファインチャネル式ミストＣＶＤにて行う請求項１〜４のいずれかに記載の膜厚算出方法。
【請求項６】
前記成膜を、反応律速状態で行う請求項１〜５のいずれかに記載の膜厚算出方法。
【請求項７】
前記膜が、金属膜または金属酸化膜である請求項１〜６のいずれかに記載の膜厚算出方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の膜厚算出方法を用いて成膜する成膜装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の膜厚算出方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な膜厚算出方法、成膜装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの機能性薄膜がデバイスに使用されている。これら機能性薄膜は、スパッタリング、蒸着などの真空プロセスによって作製されてきた。このような真空プロセスは、真空状態を維持するために多くのエネルギーを消費する。しかしながら、ある半導体プラントの電力単位では、２２％以上の電力が真空ポンプを動作させるためだけに使用されていることが報告されている。これは、機能性薄膜の作製を従来の真空プロセスから非真空プロセスに変換することで環境負荷を劇的に低減できることを意味する。
【０００３】
さらに、非真空プロセスを用いることにより、真空プロセスを用いた場合に比べて、環境負荷低減の他に、低コスト、システム構造の単純化、メンテナンスの容易性など多くの有利な点が存在する。従って、真空プロセスから非真空プロセスへ変換することは非常に有益である。
しかしながら、非真空プロセスはプロセスが常圧で行われることを意味し、それゆえに高品質で均一な薄膜を得るためには、前駆物質流体と雰囲気温度を注意深く制御する必要がある。よって、高度に制御可能な技術が求められており、この観点に基づいて、本発明者らは、薄膜の成膜のためのミスト状原料を用いた新規な非真空作製法であるミスト化学気相成長（ＣＶＤ）法を開発している（特許文献１）。
【０００４】
ミストＣＶＤは、例えば非特許文献１に記載されているが、オープンエアーの常圧下における機能性薄膜の作製技術の一つである。ミストＣＶＤシステムでは供給ユニットと反応ユニットの２つのパートがある。供給ユニットは溶液タンクと超音波トランスデューサーからなり、反応ユニットは反応チャンバ及びヒーターからなる。
まず、タンク中に前駆物質溶液を準備し、供給ユニットにて超音波トランスデューサーによって前駆物質溶液をミスト化する。これによりミスト液滴が形成され、このミスト液滴はキャリアガス及び希釈ガスによって供給ユニットから反応ユニットへ運ばれる。反応ユニット中の原料が熱分解及び反応することによって薄膜が作製される。
【０００５】
ミストＣＶＤにおいて解決が難しい問題の一つとして、膜厚の測定が挙げられる。従来、所望の膜厚を得るためには、ある成膜条件によって作製した薄膜の膜厚を実測して、次いで所望の膜厚に近づけるために成膜条件を変更して再度成膜を行い、これを繰り返すという作業が必要であった。そのため、所望の膜厚の薄膜を得るためには、時間と手間がかかるという問題があった。
【０００６】
また、従来、成膜には厚みの管理が求められており、膜厚の算出方法について各種検討がなされている。例えば、特許文献２には、電着塗膜の膜厚算出方法が記載されている。特許文献３には、乾燥工程におけるポリマー塗膜の膜厚などと膜の状態を予測するシミュレーション方法が記載されている。特許文献４には、微粒子含有塗膜の膜厚を算出する方法が記載されている。
【０００７】
しかしながら、ミストＣＶＤは、厚みの管理が難しく、従来の膜厚算出方法も適用困難であり、そのため、ミストＣＶＤに適用可能な膜厚の算出方法が待ち望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１８１７８４号公報
【特許文献２】特開２００２−３２７２９４号公報
【特許文献３】特開２００９−２３３６６３号公報
【特許文献４】特開２０１１−２５１２６２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】T. Kawaharamura, H. Nishinaka, and S. Fujita, “Growth of Crystalline Zinc Oxide Thin Films by Fine-Channel-Mist Chemical Vapor Deposition”, Jpn. J. Appl. Phys. Vol.47 pp.4669-4675 (2008)
【非特許文献２】B.S. Gottfried and K.J. Bell, I & EC Fundamentals 5, 561 (1966).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ミストＣＶＤにも適用可能な精度の高い膜厚算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、ミストまたは液滴の消滅時間（τｅ）を用いて、ミストＣＶＤで得られる膜の膜厚を算出すると、驚くべきことに、算出された膜厚の精度が極めて高いことを知見し、上記した従来の問題を一挙に解決できることを見出した。
【００１２】
また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて本発明を完成させるに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
［１］  原料溶液を霧化または液滴化して生成されるミストまたは液滴を、キャリアガスでもって基体まで搬送し、ついで該基体上で該ミストまたは該液滴を反応させてなる膜の膜厚を算出する膜厚算出方法であって、前記算出に、前記ミストまたは前記液滴の消滅時間（τｅ）を用いることを特徴とする膜厚算出方法。
［２］  前記消滅時間（τｅ）が、ライデンフロスト状態の前記ミストまたは前記液滴の消滅時間である前記［１］記載の膜厚算出方法。
【００１４】
［３］  前記膜厚を、下記数式を用いて算出する前記［２］記載の膜厚算出方法。
【００１５】
【数１】
2019070197.tif 000002
［式中、ｄは膜厚（ｍ）、αは補正係数、ηは反応効率、Ｃ０は前記原料溶液における原料濃度（ｍｏｌ／ｍ３）、Ｍｌは原料供給重量（ｋｇ）、ρｌは原料溶液の密度（ｋｇ／ｍ３）、ｘは量論係数、Ｓｆは形状係数、Ｗは前記ミストまたは前記液滴を基体に搬送させる際の装置幅（ｍ）、ｖｖは前記ミストまたは前記液滴の流速（ｍ／ｓ）、τｅはライデンフロスト状態の前記ミストまたは前記液滴の消滅時間（ｓ）、ρＳは前記膜の膜密度（ｋｇ／ｍ３）、Ｍｗｓは前記膜の分子量（ｋｇ／ｍｏｌ）をそれぞれ表す。］
【００１６】
［４］  前記消滅時間（τｅ）が下記数式で表される前記［３］記載の膜厚算出方法。
【００１７】
【数２】
2019070197.tif 000003
［式中、ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｂであり、Ｔｓは前記基体の設定温度（Ｋ）、Ｔｂは液体の気化温度（Ｋ）、ｒ０は前記ミストまたは前記液滴の半径（ｍ）、ｇは重力（ｍ／ｓ２）、ｋＶは気体の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、ρｌは液体の密度（ｋｇ／ｍ３）、ρＶは気体の密度（ｋｇ／ｍ３）、Ｄは拡散係数（ｍ／ｓ２）、λは液体の気化熱（Ｊ／ｋｇ）、Ｃｐｖは気体の比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、μｖは気体の粘度（ｋｇ／ｍ・ｓ）をそれぞれ表す。］
【００１８】
［５］  前記成膜を、ファインチャネル式ミストＣＶＤにて行う前記［１］〜［４］のいずれかに記載の膜厚算出方法。
［６］  前記成膜を、反応律速状態で行う前記［１］〜［５］のいずれかに記載の膜厚算出方法。
［７］  前記膜が、金属膜または金属酸化膜である前記［１］〜［６］のいずれかに記載の膜厚算出方法。
［８］  前記［１］〜［７］のいずれかに記載の膜厚算出方法を用いて成膜する成膜装置。
［９］  前記［１］〜［８］のいずれかに記載の膜厚算出方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の膜厚算出方法によれば、従来手法では膜厚の算出が困難であったミストＣＶＤでも膜厚を精度良く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例で用いたミストＣＶＤ装置の構成図である。
【図２】発明の実施の形態における構成を示すブロック図である。
【図３】発明の実施の形態における手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の膜厚算出方法は、原料溶液を霧化または液滴化して生成されるミストまたは液滴を、キャリアガスでもって基体まで搬送し、ついで該基体上で該ミストまたは該液滴を反応させてなる膜の膜厚を算出する膜厚算出方法であって、前記算出に、前記ミストまたは前記液滴の消滅時間（τｅ）を用いることを特徴とする。
【００２２】
前記消滅時間（τｅ）は、前記ミストまたは前記液滴の発生から消滅に至るまでの時間であれば特に限定されないが、本発明においては、ライデンフロスト状態の前記ミストまたは前記液滴の消滅時間であるのが好ましく、下記数式（１）で表される消滅時間（τｅ）であるのがより好ましい。なお、下記数式（１）およびライデンフロスト状態については、非特許文献２の記載に準じて算出または参酌することができる。液体や気体の各パラメーターの数値も原料溶液と同じ数値を用いてもよいし、原料溶液に準じる数値や原料溶液と近似の数値を用いてもよい。
【００２３】
【数３】
2019070197.tif 000004
［式中、ΔＴ＝Ｔs−Ｔｂであり、Ｔsは前記基体の設定温度（Ｋ）、Ｔｂは液体の気化温度（Ｋ）、ｒ０は前記ミストまたは前記液滴の半径（ｍ）、ｇは重力（ｍ／ｓ２）、ｋＶは気体の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、ρｌは液体の密度（ｋｇ／ｍ３）、ρＶは気体の密度（ｋｇ／ｍ３）、Ｄは拡散係数（ｍ／ｓ２）、λは液体の気化熱（Ｊ／ｋｇ）、Ｃｐｖは気体の比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、μｖは気体の粘度（ｋｇ／ｍ・ｓ）をそれぞれ表す。］
【００２４】
また、本発明においては、上記式（１）の値と前記昇温時間とを足して、消滅時間（τｅ）としても用いてもよく、前記昇温時間は蒸発温度まで昇温する時間である。
【００２５】
本発明における膜厚の算出手段は、前記消滅時間（τｅ）を用いて算出できれば特に限定されないが、本発明においては、下記数式（２）を用いて算出するのが好ましい。
【００２６】
【数４】
2019070197.tif 000005
［式中、ｄは膜厚（ｍ）、αは補正係数、ηは反応効率、Ｃ０は前記原料溶液における原料濃度（ｍｏｌ／ｍ３）、Ｍｌは原料供給重量（ｋｇ）、ρｌは原料溶液の密度（ｋｇ／ｍ３）、ｘは量論係数、Ｓｆは形状係数、Ｗは前記ミストまたは前記液滴を基体に搬送させる際の装置幅（ｍ）、ｖｖは前記ミストまたは前記液滴の流速（ｍ／ｓ）、τｅはライデンフロスト状態の前記ミストまたは前記液滴の消滅時間（ｓ）、ρＳは前記膜の膜密度（ｋｇ／ｍ３）、Ｍｗｓは前記膜の分子量（ｋｇ／ｍｏｌ）をそれぞれ表す。なお、前記補正係数は、例えばミストＣＶＤにより成膜して、膜厚を実測することで較正することができ、昇温時間の影響等も盛り込んでもよい。また、前記反応効率は、ミストＣＶＤだけでなく、さらに気相反応が生じる場合などにおける基体表面に成膜できる確率をいう。］
【００２７】
本発明で膜厚が算出される膜は、原料溶液を霧化または液滴化して生成されるミストまたは液滴を、キャリアガスでもって基体まで搬送し、ついで該基体上で該ミストまたは該液滴を反応させてなる膜である。
【００２８】
本発明では、ミストＣＶＤを用いて、基体上に成膜する。前記ミストＣＶＤでは、前記原料溶液を霧化または液滴化し（霧化・液滴化工程）、生成されるミストまたは液滴をキャリアガスによって前記基体に供給し（ミスト・液滴供給工程）、供給されたミストまたは液滴を反応させて、前記基体上に成膜する（成膜工程）。本発明においては、前記ミストＣＶＤがファインチャネル式であるのが好ましい。
【００２９】
前記霧化・液滴化工程は、原料溶液を調整し、前記原料溶液を霧化または液滴化してミストを発生させる。前記金属の配合割合は、特に限定されないが、原料溶液全体に対して、０．０００１ｍｏｌ／Ｌ〜２０ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．００１ｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｏｌ／Ｌであるのがより好ましい。
【００３０】
本工程では、前記原料溶液を霧化または液滴化してミストまたは液滴を発生させる。霧化または液滴化手段は、前記原料溶液を霧化または液滴化できさえすれば特に限定されず、公知の霧化手段または液滴化手段であってよいが、本発明においては、超音波を用いる霧化手段または液滴化手段であるのが好ましい。前記ミストまたは前記液滴は、初速度がゼロで、空中に浮遊するものが好ましく、例えば、スプレーのように吹き付けるのではなく、空間に浮かびガスとして搬送することが可能なミストであるのがより好ましい。液滴サイズは、特に限定されず、数ｍｍ程度の液滴であってもよいが、好ましくは５０μｍ以下であり、より好ましくは１〜１０μｍである。
【００３１】
前記キャリアガス供給工程では、キャリアガスを前記ミストまたは前記液滴に供給する。キャリアガスの種類としては、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、例えば、酸素、オゾン、窒素やアルゴン等の不活性ガス、または水素ガスやフォーミングガス等の還元ガスなどが好適な例として挙げられる。また、キャリアガスの種類は１種類であってよいが、２種類以上であってもよく、キャリアガス濃度を変化させた希釈ガス（例えば１０倍希釈ガス等）などを、第２のキャリアガスとしてさらに用いてもよい。また、キャリアガスの供給箇所も１箇所だけでなく、２箇所以上あってもよい。
【００３２】
ミスト供給工程では、前記キャリアガスによって前記ミストまたは前記液滴を基体へ供給する。キャリアガスの流量は、特に限定されないが、反応炉内での線速（より具体的には、反応炉は高温になっており、環境に依存して変化してしまうため、室温を仮定して換算される線速）で、０．１ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓが好ましく、１ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓがより好ましい。
【００３３】
成膜工程では、前記ミストまたは前記液滴を反応させて、前記基体表面の一部または全部に成膜する。前記反応は、前記ミストまたは前記液滴から膜が形成される反応であれば特に限定されないが、本発明においては、熱反応が好ましい。前記熱反応は、熱でもって前記ミストまたは前記液滴が反応すればそれでよく、反応条件等も本発明の目的を阻害しない限り特に限定されない。本工程においては、前記熱反応を、通常、溶媒の蒸発温度以上の温度で行うが、高すぎない温度以下が好ましい。また、熱反応は、本発明の目的を阻害しない限り、真空下、非酸素雰囲気下、還元ガス雰囲気下および酸素雰囲気下のいずれの雰囲気下で行われてもよく、また、大気圧下、加圧下および減圧下のいずれの条件下で行われてもよいが、本発明においては、大気圧下で行われるのが蒸発温度の計算が簡単になる等の点で好ましい。なお、真空の場合には、蒸発温度を下げることができる。
【００３４】
（原料溶液）
原料溶液は、霧化または液滴化が可能な材料を含んでいれば特に限定されず、無機材料であっても、有機材料であってもよいが、本発明においては、金属または金属化合物であるのが好ましく、ガリウム、鉄、インジウム、アルミニウム、バナジウム、チタン、クロム、ロジウム、ニッケル、コバルト、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、シリコン、イットリウム、ストロンチウムおよびバリウムから選ばれる１種または２種以上の金属を含むのがより好ましい。
【００３５】
前記原料溶液は、上記金属を霧化できるものであれば特に限定されないが、前記原料溶液として、前記金属を錯体または塩の形態で有機溶媒または水に溶解または分散させたものを好適に用いることができる。錯体の形態としては、例えば、アセチルアセトナート錯体、カルボニル錯体、アンミン錯体、ヒドリド錯体などが挙げられる。塩の形態としては、例えば、有機金属塩（例えば金属酢酸塩、金属シュウ酸塩、金属クエン酸塩等）、硫化金属塩、硝化金属塩、リン酸化金属塩、ハロゲン化金属塩（例えば塩化金属塩、臭化金属塩、ヨウ化金属塩等）などが挙げられる。
【００３６】
また、前記原料溶液には、ハロゲン化水素酸や酸化剤等の添加剤を混合してもよい。前記ハロゲン化水素酸としては、例えば、臭化水素酸、塩酸、ヨウ化水素酸などが挙げられるが、中でも、臭化水素酸またはヨウ化水素酸が好ましい。前記酸化剤としては、例えば、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、過酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ２）、過酸化バリウム（ＢａＯ２）、過酸化ベンゾイル（Ｃ６Ｈ５ＣＯ）２Ｏ２等の過酸化物、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、過塩素酸、硝酸、オゾン水、過酢酸やニトロベンゼン等の有機過酸化物などが挙げられる。
【００３７】
前記原料溶液には、ドーパントが含まれていてもよい。前記ドーパントは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されない。前記ドーパントとしては、例えば、スズ、ゲルマニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、バナジウムまたはニオブ等のｎ型ドーパント、またはｐ型ドーパントなどが挙げられる。ドーパントの濃度は、通常、約１×１０１６／ｃｍ３〜１×１０２２／ｃｍ３であってもよいし、また、ドーパントの濃度を例えば約１×１０１７／ｃｍ３以下の低濃度にしてもよい。また、さらに、本発明によれば、ドーパントを約１×１０２０／ｃｍ３以上の高濃度で含有させてもよい。
【００３８】
（基体）
前記基体は、前記膜を支持できるものであれば特に限定されない。前記基体の材料も、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、公知の基体であってよく、有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよい。前記基体の形状としては、どのような形状のものであってもよく、あらゆる形状に対して有効であり、例えば、平板や円板等の板状、繊維状、棒状、円柱状、角柱状、筒状、螺旋状、球状、リング状などが挙げられるが、本発明においては、基板が好ましい。基板の厚さは、本発明においては特に限定されない。
【００３９】
本発明においては、上記膜厚算出方法をプログラムとして用いてコンピュータに実行させることができる。前記プログラムは、上記膜厚算出方法を用いれば特に限定されず、公知の手段を用いて作成されてよい。
【００４０】
以下、前記プログラムをコンピュータに実行させる態様につき、図面を用いて説明するが、本発明はこれら図面に限定されるものではない。
【００４１】
図２は、本発明の実施の一態様を示すブロック図である。入力部１１１は演算部１１２と接続されている。演算部１１２は、ＣＰＵを備えており、入力部１１１、一時メモリ１１３、記憶装置１１４、数式データマスタ１１５および表示部１１６と接続されている。入力部１１１は、例えば、キーボード等からなり、文字や数値等を入力できるように構成されている。また、入力部は計測装置と直接または間接的に接続されていて、計測値がパラメーターの数値として入力されるように構成されていてもよい。一時メモリ１１３は、入力された条件等を一時的に記憶する。記憶装置１１４は、プログラムを使用するに際して、所定の情報を記憶する。数式データマスタ１１５には、上記数式（１）や（２）等の数式が格納されている。演算部１１２では、入力部１１１で入力された条件を、数式データマスタ１１５に格納されている数式にあてはめ、膜厚を算出する。
【００４２】
図３は、本発明のプログラムの実行手順を示すフローチャートである。まず、所定の各パラメーターにつき、各条件を入力する（２０１）。入力された条件が不適合である場合には、エラーとなり、入力をし直す。条件が入力されると、入力された条件は一時メモリに一時的に記憶される（２０２）。そして、数式データの各パラメーターを数字に変換し（２０３）、前記膜厚算出方法の数式にあてはめて膜厚を算出する（２０４）。このとき、算出結果が、例えば負の値等の場合には、エラーとなり、再度、入力からやり直す。算出結果が正常である場合には、算出結果を表示する（２０５）。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例において用いられる全ての係数に関しては、以下の実施例に限らず、温度依存のデータを用いてもよいし、また、エッチングや再蒸発が生じてもよい系においては、温度に依存した係数を入れることもできる。また、境界層厚を利用した式を用いてもよい。本発明においては、系によって、適宜に選択することができる。
【００４４】
図１を用いて、本実施例で用いたミストＣＶＤ装置を説明する。図１のミストＣＶＤ装置は、供給部１０と、ファインチャネル構造を有する反応部１１とからなり、供給部１０には、超音波振動子１、容器２、キャリアガス供給手段から供給されるキャリアガス３の流量を調節する流量調節弁３ａ、および希釈ガス供給手段から供給される希釈ガス４の流量を調節する流量調節弁４ａが備え付けられている。また、反応部１１には、オゾン供給手段から供給されるオゾン５の流量を調節する流量調節弁５ａ、供給部１０から供給されるミストを混合するミスト混合部６、ヒーター７および基板８が備え付けられている。
【００４５】
上記ＣＶＤ装置を用いて、基板上に、Ａｌ２Ｏ３膜を成膜した。なお、原料として、アルミニウム・アセチルアセトナートを用いた。溶媒として、水・アルコールの混合溶媒を用いた。成膜するにあたり、上記数式（１）および下記表１〜３の物性値を用いて、消滅時間（τｅ）を算出した。
【００４６】
【表１】
2019070197.tif 000006
【００４７】
【表２】
2019070197.tif 000007
【００４８】
【表３】
2019070197.tif 000008
【００４９】
算出した消滅時間（τｅ）、上記式（２）および下記表４の各値を用いて、膜厚（ｄ）を算出した。結果は、１．１１×１０−７ｍであった。なお、補正係数は、成膜効率を含めて検量して予め設定した値であり、量論係数は、アルミニウム・アセチルアセトナートから酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）へのＡｌの量論係数を示す。
【００５０】
【表４】
2019070197.tif 000009
【００５１】
また、得られたＡｌ２Ｏ３膜の膜厚を、干渉式膜厚計を用いて計測した。計測値は、１．１３×１０−７ｍであった。参考までに、本発明の膜厚算出方法で算出された計算値と、前記計測値とを合わせて、下記表５に示す。表５からも明らかなとおり、本発明の膜厚算出方法は、算出された膜厚の精度が非常に高いことがわかる。
【００５２】
【表５】
2019070197.tif 000010
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の膜厚算出方法は、膜厚に関するあらゆる分野に用いることができるが、特に、成膜分野における膜厚の管理に有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１    超音波振動子
２    容器
３    キャリアガス
３ａ  流量調節弁
４    希釈ガス
４ａ  流量調節弁
５    オゾン
５ａ  流量調節弁
６    ミスト混合部
７    ヒーター
８    基板
９ａ  原料溶液
９ｂ  ミスト
１０    供給部
１１    反応部
【図１】
2019070197.tif 000013
【図２】
2019070197.tif 000014
【図３】
2019070197.tif 000015