專利名稱：氣化供給方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體制造裝置中供給氣體狀CVD原料的氣化供給方法。再詳細(xì)說涉及以極高的精度地控制液體CVD原料的流量，氣化供給在半導(dǎo)體制造裝置中，以極高精度的膜厚制造半導(dǎo)體薄膜的氣化供給方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件向高性能化、高集成化前進(jìn)，作為金屬膜和絕緣膜的原料，使用了各種液體的有機(jī)金屬化合物代替以往使用的氫化物氣體或鹵化物氣體。
例如，在半導(dǎo)體器件的金屬膜中，作為鋁膜的CVD原料使用二甲基鋁氫化物(Al(CH3)2H)、作為銅膜的CVD原料使用六氟乙酰丙酮銅乙烯基三甲基硅烷((CF3CO)2CHCu·CH2CHSi(CH3)3)、作為銣膜的CVD原料使用雙(乙基環(huán)戊二烯)銣(Ru(C5H4C2H5)2)等。
另外，在半導(dǎo)體器件的絕緣膜中，作為柵絕緣膜，已知有SiO2、作為電容器絕緣膜，有Si3N4、作為層間絕緣模有PSG(磷·硅·玻璃)、BPSG(硼·磷·硅·玻璃)，但作為SiO2膜的CVD原料，使用四乙氧基硅(Si(OC2H5)4)、作為PSG和BPSG膜的CVD原料，使用三甲氧基硼(B(OCH3)3)、三甲氧基膦氧化物(PO(OCH3)3)等。
另一方面，將這些液體CVD原料氣化供給到半導(dǎo)體制造裝置中的方法，是使用在液體CVD原料中導(dǎo)入載氣，使液體CVD原料的一部分氣化，用氣體質(zhì)量流控制器控制載氣和CVD原料的混合氣體的流量，供給到半導(dǎo)體制造裝置中的方法?？墒牵朔椒y以使氣化條件穩(wěn)定，難以得到一定濃度和流量的原料氣體，所以目前，大多用液體流量控制器控制液體CVD原料的流量，供給到氣化器中，在氣化器中氣化供給到半導(dǎo)體制造裝置中的方法。
作為控制液體CVD原料的流量的方法，例如有通過在液體CVD原料容器內(nèi)加入惰性氣體的壓力將液體CVD原料導(dǎo)入到液體質(zhì)量流控制器進(jìn)行流量控制的方法，或使用可變更流量的微型泵控制流量的方法，在這些方法中，都是以液體形態(tài)計(jì)量CVD原料后，供給到氣化器中。這些中，一般使用操作、維修比較容易的液體質(zhì)量流控制器進(jìn)行氣化供給。
用于控制液體CVD原料的流量的一般的質(zhì)量流控制器由流量傳感器、電路、控制閥等構(gòu)成。流量傳感器是由在CVD原料配管外側(cè)卷繞二個(gè)自身加熱型電阻體的橋式電路而構(gòu)成的，保持經(jīng)常流動(dòng)成為加熱的狀態(tài)。另外，若橋式電路自身加熱型電阻體的平衡被打破則產(chǎn)生電壓。在配管內(nèi)CVD原料流動(dòng)，通過熱的移動(dòng)在橋式電路產(chǎn)生的電壓與CVD原料的質(zhì)量流量成正比例，所以通過質(zhì)量流控制器進(jìn)行CYD原料的流量控制，是例如通過測(cè)量電氣輸出來測(cè)定CVD原料的流量，控制所希望的流量而進(jìn)行的。
可是，通過液體質(zhì)量流控制器測(cè)定液體CVD原料的流量時(shí)，由于配管內(nèi)流動(dòng)的CVD原料的單位時(shí)間的容積和比熱有大幅度的不同，用氣體質(zhì)量流控制器測(cè)定氣體CVD原料的流量時(shí)則含有更大的誤差。為此，不能以極高的膜厚精度制造半導(dǎo)體薄膜。另外，通過微型泵測(cè)定液體CVD原料的流量的方法，由于液體CVD原料的脈動(dòng)流等進(jìn)而產(chǎn)生大的誤差。
因此，本發(fā)明要解決的課題是在于提供，將液體CVD原料在用液體流量控制器控制流量供給到氣化器，氣化后供給到半導(dǎo)體制造裝置中的方法，以高精度控制液體CVD原料的流量氣化供給到半導(dǎo)體裝置中，以極高的膜厚精度制造半導(dǎo)體薄膜的氣化供給方法。
本發(fā)明者們?yōu)榻鉀Q這些課題進(jìn)行潛心地研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過單獨(dú)使用、同時(shí)多個(gè)使用或相互切換使用并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)液體流量控制器，優(yōu)選的是可控制的流量范圍不同的兩種以上的液體流量控制器，將這些組合使用，可將小容量到大容量的液體CVD原料高精度地供給到氣化室，氣化后供給到半導(dǎo)體裝置中，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明是氣化供給方法，是用液體流量控制器控制液體CVD原料的流量供給到氣化器，氣化后供給到半導(dǎo)體制造裝置中的方法，其特征是對(duì)于同種類的液體CVD原料，并聯(lián)設(shè)置多個(gè)液體流量控制器，在液體CVD原料的氣化供給中，通過單獨(dú)使用和同時(shí)使用多個(gè)液體流量控制器的變更和/或互相切換液體流量控制器來改變液體CVD原料的流量，供給到氣化器。
本發(fā)明適用于通過液體質(zhì)量流控制器、微型泵等的液體流量控制器控制液體CVD原料的流量，供給到氣化器，在氣化器內(nèi)氣化，供給到半導(dǎo)體制造裝置的氣化供給方法。
本發(fā)明的氣化供給方法是對(duì)于同種類的液體CVD原料，并聯(lián)設(shè)置多個(gè)液體流量控制器，優(yōu)選的是并聯(lián)設(shè)置可控制流量范圍不同的兩種以上的液體流量控制器，以便可以單獨(dú)使用、同時(shí)多個(gè)使用或相互切換使用，通過這些組合使用將液體CVD原料供給到氣化器中，氣化后供給到半導(dǎo)體制造裝置的氣化供給方法。
可適用于本發(fā)明氣化供給方法的CVD原料，在常溫下是液體或?qū)⒐腆w溶解在溶劑中，只要可以保持液狀就沒有特別限制，根據(jù)用途可適宜地選擇、使用。例如可舉出四異丙氧基鈦(Ti(OCH(CH3)2)4)、四正丙氧基鈦(Ti(OC3H7)4)、四叔丁氧基鋯(Zr(OC(CH3)3)4)、四正丁氧基鋯(Zr(OC4H9)4)、四甲氧基釩(V(OCH3)4)、三甲氧基釩氧化物(VO(OCH3)3)、五乙氧基鈮(Nb(OC2H5)5)、五乙氧基鉭(Ta(OC2H5)5)、三甲氧基硼(B(OCH3)3)、三異丙氧基鋁(Al(OCH(CH3)2)3)、四乙氧基硅(Si(OC2H5)4)、四乙氧基鍺(Ge(OC2H5)4)、四甲氧基錫(Sn(OCH3)4)、三甲氧基磷(P(OCH3)3)、三甲氧基膦氧化物(PO(OCH3)3)、三乙氧基砷(As(OC2H5)3)、三乙氧基銻(Sb(OC2H5)3)等在常溫下是液體的烷氧基化物。
此外，也可舉出三甲基鋁(Al(CH3)3)、二甲基鋁氫化物(Al(CH3)2H)、三異丁基鋁(Al(sio-C4H9)3)、六氟乙酰丙酮銅乙烯基三甲基硅烷((CF3CO)2CHCu·CH2CHSi(CH3)3)、六氟乙酰丙酮銅烯丙基三甲基硅烷((CF3CO)2CHCu·CH2CHCH2Si(CH3)3)、雙(sio-丙基環(huán)戊二烯基)鎢二氫化物(iso-C3H7C5H5)2WH2)、四(二甲基胺基)鋯(Zr(N(CH3)2)4)、五(二甲基胺基)鉭(Ta(N(CH3)2)5)、五(二乙基胺基)鉭(Ta(N(C2H5)2)5)、四(二甲基胺基)鉭(Ti(N(CH3)2)4)、四(二乙基胺基)鉭(Ti(N(C2H5)2)4)等在常溫下是液體的原料。
進(jìn)而，可舉出六羰基鉬(Mo(CO)6)、二甲基戊氧基金(Au(CH3)2(OC5H7))、雙(2，2，6，6，-四甲基-3，5庚二酸)鋇(Ba((C(CH3)3)2C3HO2)2)、雙(2，2，6，6，-四甲基-3，5庚二酸)鍶(Sr((C(CH3)3)2C3HO2)2)、四(2，2，6，6，-四甲基-3，5庚二酸)鈦(Ti((C(CH3)3)2C3HO2)4)、四(2，2，6，6，-四甲基-3，5庚二酸)鋯(Zr((C(CH3)3)2C3HO2)4)、雙(2，2，6，6，-四甲基-3，5庚二酸)鉛(Pb((C(CH3)3)2C3HO2)2)、(二叔丁氧基)雙(2，2，6，6，-四甲基-3.5.庚二酸)鈦、(二-異丙氧基)(2，2，6，6，-四甲基-3，5，-庚二酸)鈦、四(異丁酰三甲基乙?；姿?鋯、或(異丙氧基)三(2，2，6，6，-四甲基-3，5，-庚二酸)鋯等在常溫下是固體的原料。但是這些通常必須以0.1～1.0mol/L左右的濃度溶解在有機(jī)溶劑中使用。
作為固體CVD原料所使用的上述有機(jī)溶劑，通常是其沸點(diǎn)溫度為40℃～140℃的有機(jī)溶劑。作為這些有機(jī)溶劑，例如可舉出丙基醚、甲基丁基醚、乙基丙基醚、乙基丁基醚、氧雜環(huán)丁烷、四氫呋喃、四氫吡喃等的醚、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等的醇、丙酮、乙基甲基酮、異-丙基甲基酮、異-丁基甲基酮等的酮、丙胺、丁胺、二乙基胺、二丙基胺、三乙基胺等的胺、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯等的酯、已烷、庚烷、辛烷等的烴等。
用本發(fā)明的氣化供給方法，以高精度控制液體CVD原料的流量，氣化供給到半導(dǎo)體制造裝置中，可以極高的膜厚精度制造半導(dǎo)體薄膜。其結(jié)果可提高工序覆蓋性，用LCD平板的成膜可以縮短蝕刻工序等。


圖1是表示為了實(shí)施本發(fā)明的氣化供給方法的氣化供給系統(tǒng)的一個(gè)例子的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
以下，按照?qǐng)D1詳細(xì)地說明本發(fā)明的氣化供給方法，但本發(fā)明不受這些限制。
圖1是表示為了實(shí)施本發(fā)明的氣化供給方法的氣化供給系統(tǒng)的一個(gè)例子的構(gòu)成圖。本發(fā)明的氣化供給方法是如圖1所示，是使用液體CVD原料容器2、多個(gè)液體流量控制器(例如，大容量的液體流量控制器4及小容量的液體流量控制器5)、氣化器6、半導(dǎo)體制造裝置9，優(yōu)選的是進(jìn)而使用脫氣體器3，液體流量控制器并聯(lián)使用，以便可單獨(dú)使用、同時(shí)多個(gè)使用或相互切換使用。
作為本發(fā)明的氣化供給方法的液體流量控制器，通常使用液體質(zhì)量流控制器或微型泵。在使用液體質(zhì)量流控制器時(shí)，通過在液體CVD原料容器內(nèi)加上惰性氣體的壓力，將液體CVD原料導(dǎo)入到液體質(zhì)量流控制器中。另外，在使用微型泵時(shí)，為了沒有脈動(dòng)流地供給液體CVD原料，通常使用2級(jí)或多級(jí)的耐腐蝕性隔膜泵等。在微型泵的2次側(cè)設(shè)置止逆閥以使即使氣化器在減壓下操作時(shí)也可以正確地進(jìn)行流量控制。在本發(fā)明中，作為液體流量控制器也可并聯(lián)設(shè)置液體質(zhì)量流控制器和微型泵使用，但優(yōu)選的是使用同種類的液體流量控制器，進(jìn)而更優(yōu)選的是僅使用液體質(zhì)量流控制器。
對(duì)于本發(fā)明的氣化供給方法使用的液體流量控制器的供給容量沒有特別限制，但通常是使用可控制的最大流量是0.01～100cc/min的液體流量控制器。作為液體流量控制器的性能，在液體質(zhì)量流控制器時(shí)，可控制的最小流量一般是最大流量的1～5％左右，流量精度一般是最大流量的±1％左右。另外，對(duì)于本發(fā)明的氣化供給方法使用的液體流量控制器的供給器的個(gè)數(shù)也沒有特別限制，但通常是2個(gè)或3個(gè)進(jìn)行使用。
作為本發(fā)明的氣化供給方法的多個(gè)液體流量控制器，可使用可控制的流量范圍相同的液體流量控制器，但從小容量到大容量的液體CVD原料容易地高精度地供給到氣化器中，氣化后供給到半導(dǎo)體制造裝置這一點(diǎn)看，優(yōu)選的是使用可相互控制的流量范圍不同的液體流量控制器。在使用可相互控制的流量范圍不同的液體流量控制器時(shí)，通?？煽刂频牧髁糠秶嗷ソ咏囊后w流量控制器的最大控制流量(可控制的最大流量)比選定成1∶0.01～0.5。例如，在將3個(gè)液體流量控制器并聯(lián)使用時(shí)，中容量的液體流量控制器的最大控制流量選定成大容量的液體流量控制器的最大控制流量的1～50％、小容量的液體流量控制器的最大控制流量選定成中容量的液體流量控制器的最大控制流量的1～50％的范圍。(液體流量控制器根據(jù)其最大控制流量表示為大容量的液體流量控制器、中容量的液體流量控制器、小容量的液體流量控制器。)在本發(fā)明的氣化供給方法中，液體流量控制器，例如在液體CVD原料的氣化供給中，可控制的流量范圍從大容量的液體流量控制器依次切換到小容量的液體流量控制器，將液體CVD原料供給到氣化器中使用。這樣地進(jìn)行氣化供給的同時(shí)，通過在半導(dǎo)體制造裝置中連續(xù)地測(cè)定半導(dǎo)體膜厚，進(jìn)行液體CVD原料的流量控制，可以極高精度的膜厚制造半導(dǎo)體薄膜。其結(jié)果，可得到極高質(zhì)量的半導(dǎo)體。
另外，在本發(fā)明的氣化供給方法中，除了上述之外，通過反復(fù)變更單獨(dú)使用大容量的液體流量控制器和同時(shí)使用大容量的液體流量控制器及小容量的液體流量控制器，使液體CVD原料的流量微量變化，供給到氣化器中使用。在這樣使用液體流量控制器時(shí)，由于從氣化器供給CVD原料的濃度微量地變化的氣體，所以通過例如在日本第279457/2001號(hào)專利公開公報(bào)中記載的連續(xù)成膜裝置中供給上述氣化氣體，可制造膜厚沿著基材的供給方向微量變化的半導(dǎo)體薄膜。
另外，本發(fā)明的氣化供給方法的氣化器，可以將上述液體流量控制器高精度地進(jìn)行流量控制的液體CVD原料以所要求的濃度及流量、以極高氣化效率供給到半導(dǎo)體制造裝置中。作為這樣的氣化器，例如可舉出氣化器的形狀是球形、橢圓形、桶形，或者端部是帶有圓弧的圓筒形、圓錐形、圓錐臺(tái)形、半球形，設(shè)置成載氣可以在氣化容器內(nèi)形成旋狀回流的氣化器(日本第342328/1999號(hào)專利公開公報(bào))、與CVD原料供給部的CVD原料的接觸部的至少一部分是由氟系樹脂、聚酰亞胺系樹脂等的耐腐蝕性合成樹脂構(gòu)成的氣化器(日本第349840/2001號(hào)專利申請(qǐng))等。
另外，在本發(fā)明的氣化供給方法中，為了用液體流量控制器極準(zhǔn)確地計(jì)量液體CVD原料，最好在液體CVD原料容器和液體流量控制器之間設(shè)置可除去溶存在CVD原料中的惰性氣體的脫氣體器。作為這樣的脫氣體器，可舉出在氣體透過性的合成樹脂管的內(nèi)部側(cè)流過溶解有第1惰性氣體的液體原料的同時(shí)，沿著此合成樹脂管的外部側(cè)表面，流過對(duì)于合成樹脂管的透過性比第1惰性氣體低的第2惰性氣體，一邊抑制第2惰性氣體向合成樹脂管的內(nèi)部側(cè)的透過，一邊使第1惰性氣體向合成樹脂管的外部側(cè)透過，來進(jìn)行脫氣的脫氣體器(日本第164369/2001號(hào)專利公開)。
以下，用實(shí)施例具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些限制。
實(shí)施例1(氣化供給系統(tǒng)的制作)使用封入了四異丙氧基鈦的液體CVD原料容器、脫氣體器、大容量的液體流量控制器、小容量的液體流量控制器、氣化器、設(shè)置了Si基板的半導(dǎo)體制造裝置等，制作如圖1所示的氣化供給系統(tǒng)。作為大容量的液體流量控制器，使用可控制的最大流量是2.0g/min、流量精度是它的±1.0％的液體質(zhì)量流控制器((株)リンテツク制)。作為小容量的液體流量控制器，使用可控制的最大流量是0.1g/min、流量精度是它的±1.0％的液體質(zhì)量流控制器((株)リンテツク制)。另外，作為氣化器，使用氣化器內(nèi)是圓筒形，在中央部具有加熱機(jī)構(gòu)的突起固定在下部的，與液體CVD原料供給部的液體CVD原料的接觸部是用氟系樹脂構(gòu)成的氣化器(容積約190cc)。
(氣化供給試驗(yàn))使用上述的氣化供給系統(tǒng)進(jìn)行以下的氣化供給試驗(yàn)，以膜厚2000作為指標(biāo)將TiO2薄膜堆積在Si基板上。
將氣化器內(nèi)保持在大氣壓、190℃的溫度，半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)保持在大氣壓、700℃的溫度。接著使用大容量的液體流量控制器以2.0g/min的流量將作為液體CVD原料的四異丙氧基鈦供給到氣化器中的同時(shí)，從載氣供給線以20L/min的流量將加熱到190℃的氬氣供給到氣化器中，在氣化器中使液體CVD原料氣化。進(jìn)而在進(jìn)入半導(dǎo)體制造裝置之前分別以40L/min、5L/min的流量添加加熱到190℃的氬氣及氧氣，將氣化氣體供給到半導(dǎo)體制造裝置。
用設(shè)置在半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)的膜厚測(cè)定器測(cè)定，當(dāng)TiO2薄膜的膜厚成為1900時(shí)，將液體流量控制器從大容量的液體質(zhì)量流控制器切換到小容量的液體質(zhì)量流控制器，將四異丙氧基鈦的流量變更成0.1g/min。進(jìn)而在膜厚成為1990時(shí)，將流量變更成0.01g/min，在膜厚達(dá)到2000之前終止向半導(dǎo)體制造裝置氣化供料。
共進(jìn)行5次上述氣化供給試驗(yàn)。在表1中表示了分別得到的TiO2薄膜的膜厚。
實(shí)施例2使用與實(shí)施例1相同的氣化供給系統(tǒng)進(jìn)行以下的氣化供給試驗(yàn)，以膜厚2000作為指標(biāo)將SiO2薄膜堆積在Si基板上。
將氣化器內(nèi)保持在大氣壓、160℃的溫度、半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)保持在大氣壓、500℃的溫度。接著使用大容量的液體質(zhì)量流控制器以2.0g/min的流量將作為液體CVD原料的四乙氧基硅供給到氣化器中的同時(shí)，從載氣供給線以20L/min的流量將加熱到160℃的氮?dú)夤┙o到氣化器中在氣化器中使液體CVD原料氣化。進(jìn)而在半導(dǎo)體制造裝置之前分別以40L/min、5L/min的流量添加加熱到160℃的氮?dú)饧把鯕夂?，將氣化氣體供給到半導(dǎo)體制造裝置。
用設(shè)置在半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)的膜厚測(cè)定器進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)SiO2薄膜的膜厚成為1900時(shí)，將液體流量控制器從大容量的液體質(zhì)量流控制器切換到小容量的液體質(zhì)量流控制器，將四乙氧基硅的流量變更成0.1g/min。進(jìn)而在膜厚成為1990時(shí)，將流量變更成0.01g/min，在膜厚達(dá)到2000之前終止向半導(dǎo)體制造裝置的氣化供料。
共進(jìn)行5次上述氣化供給試驗(yàn)。最終分別得到的SiO2薄膜的膜厚表示在表1中。
實(shí)施例3使用與實(shí)施例1相同的氣化供給系統(tǒng)進(jìn)行以下的氣化供給試驗(yàn)，以膜厚2000作為指標(biāo)將SiO2薄膜堆積在Si基板上。
將氣化器內(nèi)保持在大氣壓、160℃的溫度、半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)保持在大氣壓、500℃的溫度。接著使用大容量的液體質(zhì)量流控制器以2.0g/min的流量將作為液體CVD原料的四甲氧基硅供給到氣化器中的同時(shí)，從載氣供給線以20L/min的流量將加熱到160℃的氮?dú)夤┙o到氣化器中在氣化器中使液體CVD原料氣化。進(jìn)而在半導(dǎo)體制造裝置之前分別以40L/min、5L/min的流量添加加熱到160℃的氮?dú)饧把鯕夂?，將氣化氣體供給到半導(dǎo)體制造裝置。
用設(shè)置在半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)的膜厚測(cè)定器進(jìn)行測(cè)定，SiO2薄膜的膜厚成為1900時(shí)，將液體流量控制器從大容量的液體質(zhì)量流控制器切換到小容量的液體質(zhì)量流控制器，將四甲氧基硅的流量變更成0.1g/min。進(jìn)而在膜厚成為1990時(shí)，將流量變更成0.01g/min，在膜厚達(dá)到2000之前終止向半導(dǎo)體制造裝置的氣化供給。
共進(jìn)行5次上述氣化供給試驗(yàn)。最終分別得到的SiO2薄膜的膜厚表示在表1中。
實(shí)施例4
使用與實(shí)施例1相同的氣化供給系統(tǒng)進(jìn)行以下的氣化供給試驗(yàn)，以膜厚2000作為指標(biāo)將Ta2O5薄膜堆積在Si基板上。
將氣化器內(nèi)保持在大氣壓、190℃的溫度、半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)保持在大氣壓、500℃的溫度。接著使用大容量的液體質(zhì)量流控制器以2.0g/min的流量將作為液體CVD原料的五乙氧基鉭供給到氣化器中的同時(shí)，從載氣供給線以20L/min的流量將加熱到190℃的氬氣供給到氣化器中在氣化器中使液體CVD原料氣化。進(jìn)而在半導(dǎo)體制造裝置之前分別以40L/min、5L/min的流量添加加熱到190℃的氬氣及氧氣后，將氣化氣體供給到半導(dǎo)體制造裝置。
用設(shè)置在半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)的膜厚測(cè)定器進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)TiO2薄膜的膜厚成為950時(shí)，將液體流量控制器從大容量的液體質(zhì)量流控制器切換到小容量的液體質(zhì)量流控制器，將五乙氧基鉭的流量變更成0.1g/min。進(jìn)而在膜厚成為995時(shí)，將流量變更成0.01g/min，在膜厚達(dá)到1000之前終止向半導(dǎo)體制造裝置的氣化供給。
共進(jìn)行5次上述氣化供給試驗(yàn)。最終分別得到的Ta2O5薄膜的膜厚表示在表1中。
比較例1在制作實(shí)施例1的氣化供給系統(tǒng)中，除了不使用小容量的液體質(zhì)量流控制器之外，其他與實(shí)施例1相同地制作氣化供給系統(tǒng)。
使用此氣化供給系統(tǒng)進(jìn)行以下的氣化供給試驗(yàn)，以膜厚2000作為指標(biāo)將TiO2薄膜堆積在Si基板上。
將氣化器內(nèi)保持在大氣壓、190℃的溫度、半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)保持在大氣壓、700℃的溫度。接著使用大容量的液體質(zhì)量流控制器以2.0g/min的流量將作為液體CVD原料的四異丙氧基鈦供給到氣化器中的同時(shí)，從載氣供給線以20L/min的流量將加熱到190℃的氬氣供給到氣化器中在氣化器中使液體CVD原料氣化。進(jìn)而在半導(dǎo)體制造裝置之前分別以40L/min、5L/min的流量添加加熱到190℃的氬氣及氧氣后，將氣化氣體供給到半導(dǎo)體制造裝置。
用設(shè)置在半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)的膜厚測(cè)定器進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)TiO2薄膜的膜厚成為1900時(shí)，將四異丙氧基鈦的流量變更成0.2g/min。在TiO2薄膜的膜厚達(dá)到2000之前終止向半導(dǎo)體制造裝置的氣化供給。
共進(jìn)行5次上述氣化供給試驗(yàn)。最終分別得到的SiO2薄膜的膜厚表示在表1中。
比較例2使用與比較例1相同的氣化供給系統(tǒng)進(jìn)行以下的氣化供給試驗(yàn)，以膜厚2000作為目標(biāo)將SiO2薄膜堆積在Si基板上。
將氣化器內(nèi)保持在大氣壓、160℃的溫度、半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)保持在大氣壓、500℃的溫度。接著使用大容量的液體質(zhì)量流控制器以2.0g/min的流量將作為液體CVD原料的四乙氧基硅供給到氣化器中的同時(shí)，從載氣供給線以20L/min的流量將加熱到160℃的氮?dú)夤┙o到氣化器中在氣化器中使液體CVD原料氣化。進(jìn)而在半導(dǎo)體制造裝置之前分別以40L/min、5L/min的流量添加加熱到160℃的氮?dú)饧把鯕夂螅瑢饣瘹怏w供給到半導(dǎo)體制造裝置。
用設(shè)置在半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)的膜厚測(cè)定器進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)SiO2薄膜的膜厚成為1900時(shí)，將四乙氧基硅的流量變更成0.2g/min。在SiO2薄膜的膜厚成為2000之前終止向半導(dǎo)體制造裝置的氣化供給。
共進(jìn)行5次上述氣化供給試驗(yàn)。最終分別得到的SiO2薄膜的膜厚表示在表1中。
實(shí)施例5使用與實(shí)施例1相同的氣化供給系統(tǒng)，如下反復(fù)變更，單獨(dú)使用大容量的液體質(zhì)量流控制器和、大容量的液體質(zhì)量流控制器及小容量的液體質(zhì)量流控制器的同時(shí)使用，以從氣化器出口得到具有0.5％的濃度變化的CVD原料的氣體作為指標(biāo)進(jìn)行氣化供給試驗(yàn)。
將氣化器內(nèi)保持在大氣壓、190℃的溫度，使用大容量的液體質(zhì)量流控制器以1.0g/min的流量將作為液體CVD原料的四異丙氧基鈦供給到氣化器中的同時(shí)，從載氣供給線以20L/min的流量將加熱到190℃的氬氣供給到氣化器中在氣化器中使液體CVD原料氣化。另外，用FT-IR連續(xù)測(cè)定從氣化器出口排出的氣化氣體中的四異丙氧基鈦的濃度。
接著，從氣化器出口排出的氣化氣體的四異丙氧基鈦的濃度穩(wěn)定后，也并用小容量的液體質(zhì)量流控制器以1.005g/min的流量(小容量的液體質(zhì)量流控制器的流量0.005g/min)將四異丙氧基鈦供給到氣化器中使液體CVD原料氣化。進(jìn)而，從氣化器排出的四異丙氧基鈦的濃度穩(wěn)定后，僅使用大容量的液體質(zhì)量流控制器使液體CVD原料氣化。反復(fù)5次上述操作。此時(shí)，從氣化器排出的四異丙氧基鈦的濃度表示在表2中。
比較例3除了僅使用大容量的液體質(zhì)量流控制器之外，其他與實(shí)施例5相同，以從氣化器出口得到具有0.5％的濃度變化的含有CVD原料的氣體作為指標(biāo)進(jìn)行氣化供給試驗(yàn)。
可是，用大容量的液體質(zhì)量流控制器即使變更最小限度的流量設(shè)定，由于CVD原料的濃度變化超過0.6％，所以也要終止氣化供給試驗(yàn)。
表1

*膜厚變動(dòng)幅度(％)表示(最大值-最小值)/平均值表2

權(quán)利要求
1.一種氣化供給方法，是用液體流量控制器控制液體CVD原料的流量供給到氣化器，氣化后供給到半導(dǎo)體制造裝置中的方法，其特征是對(duì)于同種類的液體CVD原料，并聯(lián)設(shè)置多個(gè)液體流量控制器，在液體CVD原料的氣化供給中，通過單獨(dú)使用和同時(shí)使用多個(gè)液體流量控制器，及/或互相切換液體流量控制器來改變液體CVD原料的流量，供給到氣化器。
2.如權(quán)利要求1所述的氣化供給方法，其中液體流量控制器是液體質(zhì)量流控制器或微型泵。
3.如權(quán)利要求1所述的氣化供給方法，其中多個(gè)液體流量控制器是互相可控制的流量范圍不同的液體流量控制器。
4.如權(quán)利要求3所述的氣化供給方法，其中可控制的流量范圍相互接近的液體流量控制器的最大控制流量比是1∶0.01～0.5。
5.如權(quán)利要求1所述的氣化供給方法，其中在液體CVD原料的氣化供給中，可控制的流量范圍是從大容量的液體流量控制器向小容量的液體流量控制器依次進(jìn)行切換，將液體CVD原料供給到氣化器中。
6.如權(quán)利要求1所述的氣化供給方法，其中在液體CVD原料的氣化供給中，通過反復(fù)地進(jìn)行大容量的液體流量控制器的單獨(dú)使用和、大容量的液體流量控制器及小容量的液體流量控制器的同時(shí)使用的變更，使液體CVD原料的流量微量地變化后，供給到氣化器中。
全文摘要
一種氣化供給方法，是用液體流量控制器控制液體CVD原料的流量供給到氣化器，氣化后供給到半導(dǎo)體制造裝置中的方法并聯(lián)設(shè)置多個(gè)液體流量控制器，最好并聯(lián)設(shè)置可控制的流量范圍不同的兩種以上液體流量控制器，在液體CVD原料的氣化供給中，通過單獨(dú)使用和同時(shí)使用多個(gè)液體流量控制器的變更和/或互相切換液體流量控制器來改變液體CVD原料的流量，供給到氣化器。由于高精度地控制液體CVD原料的流量氣化供給至半導(dǎo)體制造裝置，可以得到膜厚精度極高的半導(dǎo)體薄膜。
文檔編號(hào)H01L21/768GK1407604SQ0214199
公開日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月4日
發(fā)明者高松勇吉, 米山岳夫, 巖田充弘, 桐山晃二, 長谷哲志, 新家木一郎 申請(qǐng)人:日本派歐尼株式會(huì)社