(57)【要約】【課題】希望する組成通りの組成を有する膜の形成が可能な有機金属化学気相成長装置を提供することを目的とする。【解決手段】有機金属錯体原料１ａ、１ｂを気化させて基板２上に膜を堆積させる有機金属化学気相成長装置３において、有機金属錯体原料１ａ，１ｂ乃至気化した該有機金属錯体原料が接触する部分の全部又は一部を絶縁材料４により形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機金属錯体原料を気化させて基板上に膜を堆積させる有機金属化学気相成長装置において、ミスト化乃至気化した該有機金属錯体原料が接触する部分の全部又は一部を絶縁材料により形成したことを特徴とする有機金属化学気相成長装置。
【請求項２】
前記絶縁材料は、金属又は合金母材上に形成された不働態膜であることを特徴とする請求項１記載の有機金属化学気相成長装置。
【請求項３】
前記金属母材はステンレス鋼又はアルミニウム合金であり、前記不働態膜は、該母材表面を酸化処理又はフッ化処理して形成された酸化不働態膜又はフッ化不働態膜であることを特徴とする請求項２記載の有機金属化学気相成長装置。
【請求項４】
前記酸化不働態膜は、表面がクロム酸化物からなることを特徴とする請求項３記載の有機金属化学気相成長装置。
【請求項５】
前記有機金属化学気相成長装置は、有機金属錯体原料をキャリアガス中にミスト化するミスト化部と、該ミスト化部と成膜室との間に設けられた気化部とを有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の有機金属化学気相成長装置。
【請求項６】
少なくとも前記気化部における、該有機金属錯体原料との接触部に絶縁材料が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の有機金属化学気相成長装置。
【請求項７】
前記気化部内に、フィルターが設けられており、該フィルター表面が絶縁性材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の有機金属化学気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機金属化学気相成長装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
現在半導体装置の成膜装置として、そのステップカバレージの優秀性などのために有機金属化学気相成長装置が有望視されている。
【０００３】
従来、有機金属化学気相成長装置は主にステンレス鋼により構成されている。
しかるに、従来の有機金属化学気相成長装置を用いて例えば、ＳｒＢｉＴａ膜を形成しよとすると、Ｓｒの組成が希望する組成から大きくはずれてしまうことが見出された。すなわち、有機金属錯体原料として、Ｓｒ，Ｂｉ、Ｔａの錯体の原料を希望する組成で供給したとしても、Ｓｒの組成が希望する組成から大きく低減してしまうという現象を本発明者は見出した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、希望する組成通りの組成を有する膜の形成が可能な有機金属化学気相成長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】
【０００５】
請求項１に係る発明は、有機金属錯体原料を気化させて基板上に膜を堆積させる有機金属化学気相成長装置において、ミスト化乃至気化した該有機金属錯体原料が接触する部分の全部又は一部を絶縁材料により形成したことを特徴とする有機金属化学気相成長装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、前記絶縁材料は、金属又は合金母材上に形成された不働態膜であることを特徴とする請求項１記載の有機金属化学気相成長装置である。
【０００７】
請求項３に係る発明は、前記金属母材はステンレス鋼又はアルミニウム合金であり、前記不働態膜は、該母材表面を酸化処理又はフッ化処理して形成された酸化不働態膜又はフッ化不働態膜であることを特徴とする請求項２記載の有機金属化学気相成長装置である。
【０００８】
請求項４に係る発明は、前記酸化不働態膜は、表面がクロム酸化物からなることを特徴とする請求項３記載の有機金属化学気相成長装置である。
【０００９】
請求項５に係る発明は、前記有機金属化学気相成長装置は、有機金属錯体原料をキャリアガス中にミスト化するミスト化部と、該ミスト化部と成膜室との間に設けられた気化部とを有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の有機金属化学気相成長装置である。
【００１０】
請求項６に係る発明は、少なくとも前記気化部における、該有機金属錯体原料との接触部に絶縁材料が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の有機金属化学気相成長装置である。
【００１１】
請求項７に係る発明は、前記気化部内に、フィルターが設けられており、該フィルター表面が絶縁性材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の有機金属化学気相成長装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によれば、希望する組成を有する膜の成膜が可能となる。
金属又は合金上に不働態膜を形成すれば、容易に装置を構成することができる。入手容易な材料に母材を構成することが可能となる。
母材を酸化処理又はフッ化処理することにより耐食性にも優れた表面が得られる。
不働態膜としてクロム酸化物からなるものを用いれば所望の組成比により一層近い組成を有する膜の形成が可能となる。
ミスト化した後気化することにより粒子析出を防止し、組成のずれが少ない膜の成膜が可能となる。
気化部における有機金属錯体との接触部を絶縁性材料により構成することによりより有効に所望の組成比により一層近い組成を有する膜の形成が可能となる。
気化部内にフィルターを設け、このフィルター表面に絶縁性材料が形成されていると、析出粒子の膜への混入防止を組成比の大きな変動を招くことなく達成することができる。
（作用）
【００１３】
本発明では、ミスト化乃至気化した該有機金属錯体原料が接触する部分の全部又は一部を絶縁材料により形成している。
従来の装置の場合に所望の組成が得られない原因を探求したところ、ミスト化乃至気化した該有機金属錯体原料が装置内表面で分解してしまうためではないかと推測した。装置表面は金属乃至合金から構成されており、それが何らかの作用を呈するために分解が生じるとものと推測した。特に、ミスト化乃至気化した該有機金属錯体原料は非常に不安定であり、また、気化室あるいは成膜室内は、気化のための加温がなされているためかかる分解が起こってしまうものと思われる。
【００１４】
そこで、表面を絶縁性材料により構成してみたところ、所望の組成比を有する膜の形成が可能となることが確認された。
ここで、絶縁性材料は、石英などのセラミック自体、あるいは、金属母材表面に不働態膜を形成したものが用いられる。
また、有機金属化学気相成長装置として、ミスト化した後気化し、次いで、成膜を行うタイプの装置において特に有効である。ただ、ミスト化することなく直接気化し、次いで成膜を行うタイプの装置においても有効である。ミスト化乃至気化した有機金属錯体原料が接触する部分のみを絶縁性材料で構成すればよいが、装置の内表面全体を絶縁性材料で構成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に本発明の実施の形態に係る有機金属化学気相成長装置を示す。
有機金属錯体原料１ａ、１ｂを気化させて基板２上に膜を堆積させる有機金属化学気相成長装置３において、有機金属錯体原料１ａ，１ｂ乃至気化した該有機金属錯体原料が接触する部分の全部又は一部を絶縁材料４により形成している。
【００１６】
以下より詳細に説明する。
本例の有機金属化学気相成長装置３は、ミスト化部６と気化室８と成膜室１０とを有している。
【００１７】
ミスト化部６の内部には、キャリアガス５の通路としてキャリアガス通路１１が形成されている。また、キャリアガス通路１１の側面には有機金属錯体原料を供給するための原料供給口２１ａ，２１ｂが形成されている。なお、この原料供給口１２ａ，１２ｂは、供給する原料の種類により１以上の複数個形成してもよい。
【００１８】
キャリアガス５（例えばＡｒガス）をキャリアガス通路１１内に亜音速以上の速度で圧送するとともに、原料供給口１２ａ，１２ｂから有機金属錯体原料（液体）１ａ，１ｂを供給する。これにより、有機金属錯体原料は、ミスト化する。その結果、キャリアガス中に有機金属錯体原料を含むミストが得られる。
【００１９】
ミスト化部６の下流には気化室８が設けられている。
本例では、気化室８はステンレス鋼（ＪＩＳ：ＳＵＳ３１６Ｌ）からなる母材１３により構成され、その内部表面には酸化不働態膜（好ましくはクロム酸化物からなる酸化不働態膜）４が形成されている。
【００２０】
この不働態膜４は、次のようにして形成すればよい。母材１３の表面を電解複合研磨する。次いで、アニーリングを行うことにより表面から水分等を除去する。次いで、酸化性ガスを流しながら加熱を行う。なお、酸化性ガスとしては不純物濃度が１０ｐｐｂ以下の高純度ガスを用いることが好ましい。また、不働態膜の膜厚は２０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好ましい。
【００２１】
気化室８の外部にはヒータ７が設けられている。ミスト化部６によりミスト化された有機金属錯体原料は気化室８に送り込まれ、気化室８内において気化される。この気化室８内はヒータにより例えば、１５０〜６００℃、より好ましくは２５０〜４００℃に加熱される。気化室８内をかかる温度は範囲内として気化させる場合に本発明は特に有効である。
【００２２】
なお、図１に示す例では、フィルター９が気化室８内に設けられている。このフィルター９の表面にも不働態膜が形成されている。
【００２３】
気化室８の下流には通路を介して成膜室１０が設けられている。
気化された原料は、シャワープレート１４を通過し、基板２上において成膜が行われる。なお、シャワープレート１４、通路、成膜室１０の内表面も絶縁性材料により構成しておけば組成変動が少なくかつ不純物の混入の少ない膜の成膜が可能となる。
【００２４】
なお、図１に示す例では、ミスト化した後気化し、次いで成膜を行うタイプの有機金属化学気相成長装置を示した、有機金属錯体原料が収納されたタンク内にキャリアを送込み、バブリングにより有機金属錯体原料を成膜室内に送り込むタイプの有機金属化学気相成長装置においても有機金属錯体原料（特に気化された原料）が接触する部分を絶縁性材料により構成してもよい。
【実施例１】
【００２５】
図１に示す装置を用いてＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９を所望する膜として成膜を行った。
Ｓｒの有機金属錯体原料、Ｂｉの有機金属錯体原料、Ｔａの有機金属錯体原料をＳｒ：Ｂｉ：Ｔａ＝１：２：２となるように有機金属錯体原料を有機金属錯体供給口１２から供給した。Ａｒガスをキャリアガスとして用いた。
ミスト化した原料を気化室６内に導入して原料を気化した後気化した原料を成膜室に導入し、成膜室内に配置された基板上にＳｒ−Ｂｉ−Ｔａ−Ｏ膜の成膜を行った。
膜の組成を観察したところそれぞれの供給割合とほぼ同じ割合の組成を有する膜が形成されていた。
（比較例１）
【００２６】
本例では、気化室８の内面には不働態膜を形成せず、ＳＵＳ３１６Ｌ鋼の母材のままの表面とした。
他の点は実施例１と同様として成膜を行った。
成膜された膜の組成を測定したところ、Ｓｒの組成は、実施例１の場合に比べて１／５以下となっていた。
【実施例２】
【００２７】
本例では、気化室８を石英により構成した。
他の点は実施例１と同様とした。
成膜された膜の組成を測定したところ、Ｓｒの組成は、実施例１の場合に比べてより希望する値に近かった。
【実施例３】
【００２８】
本例では、不働態膜として、クロム酸化物１００％の膜に代え、鉄酸化物、ニッケル酸化物、クロム酸化物の混合酸化物からなる不働態膜を用いた。
他の点は実施例１と同様とした。
成膜された膜の組成を測定したところ、Ｓｒの組成は、実施例１の場合に比べて４／５程度であった。
【実施例４】
【００２９】
本例では、気化室８の内部にフィルター９を設けた。
このフィルター９の表面にはクロム酸化物からなる不働態膜を形成した。
他の点は実施例１と同様とした。
膜の組成は実施例１と同様であった。また、パーティクルの少ない膜が得られた。。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る有機金属化学気相成長装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ａ、１ｂ  有機金属錯体原料
２  基板
３  有機金属化学気相成長装置
４  絶縁材料
５  キャリアガス
６  ミスト化部
７  ヒータ
８  気化室
９  フィルター
１０  成膜室
１１  キャリアガス通路
１２ａ，１２ｂ  原料供給口
１３  母材
１４  シャワープレート
【図１】
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