(57)【要約】【課題】化学蒸着法による薄膜蒸着時に、ソース物質のソース物質蒸発部の外部への流出を抑制することができるソースガス供給装置を提供する。【解決手段】本発明に係るソースガス供給装置は、化学蒸着法による薄膜蒸着時に使用されるソースガス供給装置であって、ソース物質２２を加熱してソースガスを生成するソース物質蒸発部２１と、前記ソースガスを蒸着チャンバーに搬送する搬送ガスを前記ソース物質蒸発部に供給する搬送ガス供給部２４とを備え、前記ソース物質蒸発部の内部には、前記ソース物質が前記搬送ガスによって前記ソース物質蒸発部の外部に流出するのを抑制する搬送ガス誘導管（抑制手段）２５が設けられている。前記搬送ガス誘導管の端部は前記ソース物質と対向しないようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学蒸着法による薄膜蒸着時に使用されるソースガス供給装置であって、
ソース物質を加熱してソースガスを生成するソース物質蒸発部と、
前記ソースガスを蒸着チャンバーに搬送する搬送ガスを前記ソース物質蒸発部に供給する搬送ガス供給部とを備え、
前記ソース物質蒸発部の内部には、前記ソース物質が前記搬送ガスによって前記ソース物質蒸発部の外部に流出するのを抑制する抑制手段が設けられたことを特徴とするソースガス供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載のソースガス供給装置であって、
前記抑制手段は、前記搬送ガスを前記ソース物質蒸発部の内部に誘導する搬送ガス誘導管を含み、前記搬送ガス誘導管の端部は前記ソース物質と対向しないようになっていることを特徴とするソースガス供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載のソースガス供給装置であって、
前記抑制手段は、メッシュ網又は金属板のいずれかをさらに含むことを特徴とするソースガス供給装置。
【請求項４】
請求項１に記載のソースガス供給装置であって、
前記抑制手段は、メッシュ網又は金属板のいずれかを含むことを特徴とするソースガス供給装置。
【請求項５】
請求項１に記載のソースガス供給装置であって、
前記抑制手段は、メッシュ網及び金属板を含むことを特徴とするソースガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学蒸着法による薄膜蒸着時に、薄膜原料の流量を調節するソースガス供給装置に関するものである。より詳細には、本発明は、化学蒸着法による薄膜蒸着時に、ソース物質が搬送ガスによってソース物質蒸発部の外部に流出するのを抑制することができるソースガス供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子や集積回路の製作においては、多様な種類の薄膜の蒸着が行われる。薄膜蒸着方法には、大きく分けると、物理的蒸着法（Physical Vapor Deposition：ＰＶＤ）と化学的蒸着法（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）がある。
【０００３】
このうち、化学蒸着法は、蒸着させようとする薄膜物質をウエハー表面にガス状で供給し、ガスの反応によってウエハー表面に薄膜を蒸着させる方法である。この化学蒸着法は、材料の選択によって様々な薄膜を形成することが可能であり、比較的簡単な工程で大量の作業を処理することが可能であるという長所を有するので、幅広く使用されている。また、化学蒸着法は、微細薄膜層の形成が容易であるので、半導体素子の絶縁層及び能動層、液晶表示素子の透明電極、電気発光表示素子の発光層及び保護層などの、多様な分野に適用することが可能であるという長所がある。
【０００４】
化学蒸着法の場合、蒸着圧力は、蒸着させようとする薄膜物質の原料を供給するソースガス供給装置から蒸着チャンバーに供給されるソースガスの流量（すなわち、ソースガスの圧力）に直接的に影響を受ける。したがって、ＣＶＤにおいて蒸着圧力を適切に制御するためには、なによりもソースガス供給装置におけるソースガスの圧力を正確に調節しなければならない。ソースガスの圧力調節は、蒸着速度を高精度かつ一定に調節する必要がある場合は、特に重要である。
【０００５】
図１は従来のソースガス供給装置の構成を示す略図である。従来のソースガス供給装置は、ソース物質１２を加熱してソースガスを生成するソース物質蒸発部１１、ヒーター１３、及び搬送ガス供給部１４を備えて構成される。一般にソース物質は常温では固体の粉末状で存在するので、ソース物質をソースガス化するためにはソース物質を常温以上に加熱しなければならない。このとき、ヒーター１３がソース物質を加熱する役割を果たす。また、ソースガスは，比重が大きいため移動度が小さい。そのため、ソースガスの蒸着チャンバーへの移動を円滑にするために、搬送ガスを利用している。一般に、搬送ガスとしては、不活性であり。ソースガスの蒸着チャンバーへの移動を容易にする、高純度のアルゴン、ヘリウム、窒素などを使用することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図１に示したような従来のソースガス供給装置では、搬送ガスの圧力によってソース物質が外部に流出するという問題点がある。ソース物質蒸発部１１に流入した搬送ガスの圧力によってソース物質１２が粉末状のままでソースガスと共にソース物質蒸発部１１の外部に流出すると、化学蒸着工程に次のような悪影響を及ぼす。
【０００７】
第１に、流出した粉末状のソース物質１２がソース物質蒸発部１１と蒸着チャンバーとの間に設けられた複数の弁（図示せず）に溜まって弁を詰まらせる恐れがある。このような弁の詰まりは、弁のメンテナンスや交換による工程コスト及び工程時間の増加を引き起こすため、製造しようとするデバイスの製造コストを全体的に増加させる要因となる。
【０００８】
第２に、流出した粉末状のソース物質１２が蒸着チャンバーまで流入して、基板上に蒸着された薄膜を汚染する恐れがある。このような薄膜の汚染は、製造しようとするデバイスの信頼性を深刻に低下させる要因となる。
【０００９】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、化学蒸着工程時に、ソース物質のソース物質蒸発部の外部への流出を抑制することができるソースガス供給装置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】
【００１０】
前述した目的を達成するために、本発明に係るソースガス供給装置は、化学蒸着法による薄膜蒸着時に使用されるソースガス供給装置であって、ソース物質を加熱してソースガスを生成するソース物質蒸発部と、前記ソースガスを蒸着チャンバーに搬送する搬送ガスを前記ソース物質蒸発部に供給する搬送ガス供給部とを備え、前記ソース物質蒸発部の内部には、前記ソース物質が前記搬送ガスによって前記ソース物質蒸発部の外部に流出するのを抑制する抑制手段が設けられたことを特徴とする。
【００１１】
前記抑制手段は、前記搬送ガスを前記ソース物質蒸発部の内部に誘導する搬送ガス誘導管を含み、前記搬送ガス誘導管の端部は前記ソース物質と対向しないようになっていることが好ましい。
【００１２】
前記抑制手段は、メッシュ網又は金属板のいずれかを含むことができる。あるいは、前記抑制手段は、メッシュ網及び金属板の両方を含むことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、粉末状のソース物質が搬送ガスによってソース物質蒸発部の外部へ流出することを抑制する手段を備えることにより、弁の故障を減らし化学蒸着装備の寿命を増加させて、デバイスの製造コストを低減させる効果がある。また、製造する薄膜の汚染を減らしてデバイスの信頼性を向上させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付した図面を参照して本発明の構成について詳細に説明する。
【００１５】
図２は、本発明の第１実施形態に係るソースガス供給装置の構成を示す略図である。
【００１６】
図２に示すように、本実施形態のソースガス供給装置は、ソース物質２２を加熱してソースガスを生成するソース物質蒸発部２１と、ヒーター２３と、搬送ガス供給部２４と、搬送ガス誘導管２５とを備えている。ソース物質蒸発部２１、ヒーター２３、及び搬送ガス供給部２４の役割や機能は前述した従来のソースガス供給装置と同様であるので、それについての詳細な説明は省略する。
【００１７】
この第１実施形態の特徴的な構成は、ソース物質蒸発部２１の内部に、ソース物質２２がソース物質蒸発部２１の外部に流出するのを抑制する手段として、搬送ガス誘導管２５を備えていることにある。図２に示すように、搬送ガス誘導管２５は、搬送ガス供給部２４から供給された搬送ガスをソース物質蒸発部２１の内部に誘導する役割を果たし、搬送ガス誘導管２の搬送ガスが流出する端部は、ソース物質２２と対向しないようになっている。
【００１８】
本実施形態は、ソース物質２２がソース物質蒸発部２１の外部に流出する現象が生じる主な原因は、ソース物質蒸発部２１の内部に流入した搬送ガスの圧力がソース物質２２に直接的に影響を及ぼすためであるという点に着目した。換言すれば、本実施形態は、ソース物質２２が搬送ガスによって飛ばされてソース物質蒸発部２１の外部に流出するという点に着目してなされたものである。
【００１９】
図２に示すように、搬送ガス誘導管２５が、ソース物質蒸発部２１の内部に配置されている。搬送ガス誘導管２５の端部は、その端部から流出する搬送ガスの流出方向がソース物質２２と正反対（すなわち、ソース物質に対して上方向）となるように方向付けられている。したがって、搬送ガス誘導管２５から流出した搬送ガスの圧力がソース物質２２に直接的に影響を及ぼさなくなり、ソース物質２２が搬送ガスによって飛ばされてソース物質蒸発部２１の外部に流出することを抑制することができる。
【００２０】
また、図２に示した構成では、搬送ガス誘導管２５の端部から流出する搬送ガスの流出方向がソース物質に対して上方向になっているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、搬送ガス誘導管２５の端部をソース物質２２に対して左又は右方向にしてもソース物質２２のソース物質蒸発部２１からの流出を有効に抑制することができる。
【００２１】
図３は本発明の第２実施形態に係るソースガス供給装置の構成を示す略図である。
【００２２】
図３に示すように、本実施形態のソースガス供給装置は、ソース物質２２を加熱してソースガスを生成するソース物質蒸発部２１と、ヒーター２３と、搬送ガス供給部２４と、複数のメッシュ網２６とを備えている。ソース物質蒸発部２１、ヒーター２３、及び搬送ガス供給部２４の役割や機能は前述した従来のソースガス供給装置と同様であるので、それについての詳細な説明は省略する。
【００２３】
この第２実施形態の特徴的な構成は、ソース物質蒸発部２１の内部に、ソース物質２２がソース物質蒸発部２１の外部に流出するのを抑制する手段として、複数のメッシュ網２６を備えていることにある。図３に示すように、複数のメッシュ網２６は、ソース物質蒸発部２１内の空間部に（すなわち、ソース物質２２の上方に）互いに一定の間隔を隔てて配置されている。したがって、搬送ガスによって飛ばされたソース物質２２がメッシュ網２６と衝突するようにすることにより、ソース物質２２がソース物質蒸発部２１の外部に流出するのを抑制することができる。
【００２４】
メッシュ網２６は、搬送ガスによって飛ばされたソース物質２２がメッシュ網２６に衝突する確率を高めるために、複数個設けられるのが好ましい。メッシュ網２６の網目のサイズは特別に限定されず、粉末状のソース物質と衝突することができる程度のサイズであればよい。メッシュ網２６は空気の移動が自由なオープン構造を有しているので、ソース物質蒸発部２１内でのソースガス及び搬送ガスの移動には全く障害にならない。
【００２５】
ソース物質蒸発部２１の内部に設けられるメッシュ網２６の数と配置形態は、必ずしも図３に示した構成に限定されるものではなく、前述したようなソース物質２２のソース物質蒸発部２１の外部への流出を抑制する効果があれば、メッシュ網２６の数と配置形態は多様に変更することが可能である。
【００２６】
本発明に係るソースガス供給装置は、ソース物質蒸発部２１の内部に、第１実施形態の搬送ガス誘導管２５と第２実施形態の複数のメッシュ網２６とを同時に設置することによって、ソース物質２２のソース物質蒸発部２１の外部への流出をより一層抑制することができる。
【００２７】
図４は本発明の第３実施形態に係るソースガス供給装置の構成を示す略図である。
【００２８】
図４に示すように、本実施形態のソースガス供給装置はソース物質２２を加熱してソースガスを生成するソース物質蒸発部２１と、ヒーター２３と、搬送ガス供給部２４と、複数の金属板２７とを備えている。ソース物質蒸発部２１、ヒーター２３、及び搬送ガス供給部２４の役割や機能は前述した従来のソースガス供給装置と同様であるので、それについての詳細な説明は省略する。
【００２９】
この第３実施形態の特徴的な構成は、ソース物質蒸発部２１の内部に、ソース物質２２がソース物質蒸発部２１の外部に流出するのを抑制する手段として、複数の金属板２７を備えていることにある。図４に示すように、複数の金属板２７は、ソース物質蒸発部２１の内部に（詳しくは、ソース物質２２の上方に）互いに一定の間隔を隔ててジグザグに配置されている。したがって、ソース物質蒸発部２１に内部に流入した搬送ガスがソース物質に到達する移動距離が増加するため、搬送ガスの圧力がソース物質２２に直接的に影響を及ぼさなくなる。また、搬送ガスによって飛ばされたソース物質２２が金属板２７と衝突することによって、ソース物質２２がソース物質蒸発部２１の外部に流出するのを抑制することができる。
【００３０】
ソース物質蒸発部２１の内部に設けられる金属板２７の数と配置形態は、必ずしも図４に示した構成に限定されるものではなく、前述したようなソース物質２２のソース物質蒸発部２１の外部への流出を抑制する効果があれば、金属板２７の数と配置形態は多様に変更することが可能である。例えば、図４に示したように、複数の金属板２７を互いに一定の間隔を隔ててジグザグに配置する代わりに、一定サイズの孔が互いに異なる位置に穿孔されている複数の金属板を配置してもよい。また、図４では平板状の金属板を使用しているが、コーン状の金属板を使用することもできる。この場合は、ソース物質蒸発部と金属板の両端との間の空間をガスが移動するように構成することにより、図４のように金属板を交互に配置したり、金属板に孔を穿孔したりする必要がなくなる。さらに、コーン状の金属板を使用すると、搬送ガスによって飛ばされた粉末状のソース物質を効果的に落下させることができるので、ソース物質の浪費を防ぐことができる。
【００３１】
本発明に係るソースガス供給装置は、ソース物質蒸発部２１の内部に、第２実施形態のメッシュ網２６と第３実施形態の金属板２７とを同時に設置することによって、ソース物質２２のソース物質蒸発部２１の外部への流出をより一層抑制することができる。例えば、ソース物質２２の上方に図３のような複数のメッシュ網２６を設置し、さらにその上に図４のような複数の金属板２７（又は一定の大きさの孔を互いに異なる位置に穿孔した複数の金属板、又はコーン状の複数の金属板）を設置することができる。この場合、メッシュ網は、必ずしも複数設ける必要はなく１つでもよい。
【００３２】
以上、本発明の実施例を説明したが、特許請求の範囲で規定された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、その形態や細部に種々の変更がなされても良いことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、粉末状のソース物質が搬送ガスによってソース物質蒸発部の外部に流出する現象を抑制する手段を備えることにより、弁の故障を減らして化学蒸着装備の寿命を増加させてデバイスの製造コストを低減させることができる。また、製造する薄膜の汚染を減らしてデバイスの信頼性を向上させることができる。従って、本発明の産業利用性はきわめて高いものといえる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来のソースガス供給装置の構成を示す略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るソースガス供給装置の構成を示す略図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るソースガス供給装置の構成を示す略図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るソースガス供給装置の構成を示す略図である。
【符号の説明】
【００３５】
２１    ソース物質蒸発部
２２    ソース物質
２３    ヒーター
２４    搬送ガス供給部
２５    搬送ガス誘導管
２６    メッシュ網
２７    金属板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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