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JPS61204377A - 低圧力ｃｖｄ方法及び装置 - Google Patents

低圧力ｃｖｄ方法及び装置

Info

Publication number
JPS61204377A
JPS61204377A JP61009057A JP905786A JPS61204377A JP S61204377 A JPS61204377 A JP S61204377A JP 61009057 A JP61009057 A JP 61009057A JP 905786 A JP905786 A JP 905786A JP S61204377 A JPS61204377 A JP S61204377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vapor
chamber
pressure
transfer means
sublimation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61009057A
Other languages
English (en)
Inventor
ジヨン　エム．ピアース
ウイリアム　アイ、レーラー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fairchild Semiconductor Corp
Original Assignee
Fairchild Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fairchild Semiconductor Corp filed Critical Fairchild Semiconductor Corp
Publication of JPS61204377A publication Critical patent/JPS61204377A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4485—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation without using carrier gas in contact with the source material

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、物質の付着に関するものであって。
更に詳細には、蒸気源から低圧力ＣＶＤ反応器内へ制御
した蒸気の流れを導入する方法及び装置に関するもので
ある。゛ 蒸気源からの１１１の付着は精密操作であり９反応器内
への制御し且つ精密な１つ又はそれ以上の反応気体の導
入を必要とする。この蒸気の蒸気源乃至はソースから反
応器への転送は０通常、一連の手順を必要としていた。
第１に、蒸気が派生されるソース物質はその昇華温度へ
加熱される。これは１通常９本技術において公知の如く
昇華室内で行われる。第２に、その様にして製造された
蒸気は次いで反応室へ搬送する為にキャリアガスと混合
されねばならない、最後に、その蒸気とキャリアガスの
混合気体は、比較的高圧に維持され。
低圧反応室内に導入されねばならない、附随のキャリア
が又は排出されねばならず、且つ次いで蒸着プロセスが
行われる。その他の欠点の中で、この方法は、幾つかの
界面を介しての熱伝達から生じる問題があり、又温度が
一定であることに依存している。それは、一般的に良好
な熱伝達特性を有する液体源で操作することが可能であ
るが、固体源、特に粉末状態のものは熱勾配が大き過ぎ
て精密な物質の移動を与えることは不可能である。
上述した説明から明らかな如く、蒸気を発生しそれを低
圧付着反応器へ供給する上での一層効果的で且つ直接的
な方法に対する必要性が存在している。
本発明は９以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、１ｌＪｔｌｌ、した
圧力を発生する制御した態様でソース物質から蒸気を発
生することを目的とする０本発明の別目的とするところ
は、その様にして発生された蒸気を転送手段を介して制
御した態様で蒸着反応器内へ制御して転送することであ
る０本発明の別の目的とするところは０反応器への転送
の間に凝縮すること無しに蒸気をその状態に維持するこ
とである１本発明の更に別の目的とするところは、この
蒸気を純粋な状態で転送し搬送し且ついずれのキャリア
媒体とも混合させないことである。
本発明の要旨は、高圧昇華室から低圧蒸着反応器内へ蒸
気の制御した流れを導入する方法及び装置に関するもの
であって、前記蒸気は固体ソース物質から派生されるも
のであり、必ずしも必要ではないが好適には約３５０℃
を越えることのない温度で約１ＴＯｒｒ以上の蒸気圧を
持っている。前記ソース物質は、使用する装置の温度限
界内で知覚可能な蒸気圧を示す何れかの固体物質から選
択することが可能である。ソース物質自身に関しての独
特の制限としては、その物質はその分解温度よりも低い
温度で昇華するということである。
本方法は、所望の圧力においてそこから蒸気を発生する
のに十分な温度へ昇華室内のソース物質を制御して加熱
し１次いで蒸気転送手段を介して践蒸気を蒸着反応器へ
制御しく転送する。この様な転送の間に、転送手段はそ
の中で該蒸気が凝縮することを防止覆るのに十分な温度
に維持される。
勿論、該ソース物質を制御して加熱することによって、
該ソース物質上方の該蒸気の圧力を制御することが可能
である。同様に０例えば弁及びオリフィス等によってか
くして形成された蒸気の転送を制御することによって９
反応器内への蒸気の流れの質量を制御することが可能で
ある。蒸気圧を制御することによって、温度に無関係に
該室と反応器との間に圧力差が確立される。この様な圧
力を制御し且つモニタすることにより、単位時間当りに
精密な物質の量を転送することを可能とし且つ極めて再
現性が高い、従って、温度は与えられた蒸気圧を維持す
る為にのみ制御され、従って該圧力の関数としてのみ制
御される。該室から蒸着反応器へそれを介して蒸気が流
れるオリフィスの寸法を固定することによりその圧力差
が固定される。従って、該室内の与えられた圧力を維持
することにより、精密な都の物質が反応器へ転送される
こととなる。
好適な装置においては、熱制御可能な第２ｖ内に配設さ
れている熱制御可能な圧力昇華室内に固体ソース物質を
位置させる。弁により開放可能な蒸気転送ラインがその
一端において識胃華室と連通しており、且つその他端に
おいて該第２室の外側に位置している反応器と連通して
いる。該ソース物質は該昇華室内において加熱され、且
つ第２室内の温度は昇華室の温度よりも高い値に維持さ
れる。この様に高い温度は、該第２室内に配置されでい
る転送ラインの部分内の蒸気が凝縮することを防止する
。勿論、該転送ラインを制御して開放することにより、
それを介しての該反応器への蒸気の移送が行われる。該
転送ラインの長さに渡っての温度は、その中での蒸気の
凝縮を防止プるのに十分に高くなければならない、従っ
て、該反応器の該第２室の外側への近接度に従って、該
第２室と該反応器との間の距離に渡って該転送手段に対
して付加的な加熱手段が必要とされることがある。
以下、添削の図面を参考に９本発明の具体的実施の態様
に付いてｋＴ細に説明する。
第１図を参照すると９本発明を実施する１例を承り為に
蒸気発生・搬送Ｓ置が図示されている。
理解すべきことであるが３図示した装置は本梵明の範囲
を限定する為のものぐはない。
本蒸気発生・搬送装置は、昇華室１０を有しており、そ
れは拡大底部１２を具備していて、その上にソース物質
１４０例えば−ｒａＣＩ、の簿い層が形成されている。
室１０は下部セクション１１６を有しており、それは等
温度領域１８を与える為に良好な熱伝導特性を持った物
質から構成されている。その他の熱伝達を向上させる手
段９例えば内部羽根やフィン等を使用することも可能で
ある。昇華室１０はオーブン２ｏ内に収納されており、
該オーブンは好適には昇華室１ｏの温度よりも約１０乃
至１５℃高い温度に維持される。昇華室１０の温度は、
昇華室１０の底部１２の下側に位置されている冷却コイ
ル２２を介して窒素の如き冷Ｎ１気体の流れを調節する
ことによって制御される。冷却手段の構成は、当技術分
野において公知のものであり、冷却気体供給部（不図示
）から通ずるインレット２４を有すると共に、ＩＫ適に
は冷ｔＪ１気体を再利用の為に閉じたループへ指向させ
る冷却気体アウトレット２６を有している９本装置は好
適には昇華室１ｏ内の蒸気圧を測定し且つ該測定した圧
力を表す信号を発生する圧力センサ２８が設けられてい
る。それに関連して、信号変換器３０は該圧力センサが
らの信号を受け取り。
流れ制御器３２へ制御信号を印加する。流れ制御器３２
は、信号変換器３ｏがら供給される信号に応答して供給
源（不図示）からの冷却コイル２２への冷却気体の流れ
を１ＩＩＪ１１１する。
蒸気転送ライン３４は、その１端において昇華ｖ１０と
連通しており且つその他端においてオーブン２０の外側
に位置されている蒸着反応器３６と連通している。蒸気
転送ライン３４は分岐部３、７を有しており、それはア
ウトレット３８を介してオーブン２ｏの外側に位置され
ている補助真空ポンプへ通じている。弁４０及び４２は
所望に応じて流れを制御することが可能である。オーブ
ン２０を室１０の温度よりも１０乃至１５℃高い温度に
維持することにより、該オーブン２０内の筒所における
転送ライン３４又は分岐部３７内に蒸気の凝縮が発生す
ることはない。
動作に付いて説明すると、υＪｌ［ｌＬだ圧力において
昇華室１０内で発生された蒸気は、２つの弁４０及び４
２を夫々介して２つの同一のオリフィス４４．４６の１
つへ供給される。一方の経路は。
該オーブン２０の外側に位置されている転送ライン３４
の部分を取り巻いており、室１ｏの温度よりも好適には
１０乃至１５℃高い温度に加熱された管４８を介して９
反応器３６へ通じている。加熱管４８は、その中での蒸
気の凝縮を防止するのに十分な温度に維持されている。
この様な管の構成は従来公知の何れのものとすることが
可能であり１例えば護管の外壁に保温テープを貼着する
と良い、他方の経路は、コールドトラップ５０を介して
アウトレット３８によって補助臭突ポンプへ通じている
。Ａリフイス４６を介しての二次的アウトレッ１−は、
付着の為に使用される流量に本システムを設定する為に
使用される。これらのオリフィスは、昇華室１０内の蒸
気圧と反応器３６内の圧力との間に差を設定する為に選
択されている。
オリフィスの寸法は、明らかに、使用される温度ぐ昇華
される物質の蒸気圧に依存する。適宜の時間において、
弁４２を閉じ且つ弁４０を開放して流れを反応器３６へ
指向させる。この様に、適切な蒸気の流れが最少の時間
で確立される。明らかに１本発明は純粋な蒸気の制御し
た流れを与えるものであり、従って蒸気を反応器へ搬送
する為に何等キャリアガスを必要とするものではない、
その結果得られる付着速度の一様性及び再現性は５％士
であった。
以上９本発明の具体的な実施の態様に付いて詳細に説明
したが１本発明はこれらの具体例にのみ限定されるべき
ものでは無く１本発明の技術的範囲を逸脱すること無し
に種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
添附の図面は本発明の１実施例に基ずく蒸気発生・搬送
装置の概略断面図である。 （符号の説明） １０：昇華室 ２０：オーブン ２８　：　）ｊ：力センサ ３０：信号変換器 ３２：流れ制御器 ３４：蒸気転送ライン ３６：　蒸気付着反応器 ３７：分岐部 ４０．４２：弁 ４４．４６：オリフィス 特許出願人　　　フェアチャイルド　セミコンダクタ　
コーポレーション 同面の浄忠（内容に変更なし） 手続補正書防幻 昭和６１年４月１日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿 １゜事件の表示　　昭和６１年　特　許　願　第９０５
７号２、発明の名称　　　低圧力ＣＶＤ方法及び装置３
、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 ４、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、高圧昇華室から低圧蒸着反応器内へ制御した蒸気の
    流れを導入する方法において、前記蒸気は約３５０℃を
    越えない温度において約１Ｔｏｒｒの蒸気圧を持つた固
    体のソース物質から派生されるものであり、前記方法が
    、（ａ）該昇華室内の該ソース物質を所望の圧力におい
    てそれから蒸気を発生するのに十分な温度へ加熱し、（
    ｂ）前記蒸気を蒸気転送手段を介して前記反応器へ転送
    し、前記蒸気転送手段は弁付オリフィスを具備しており
    そこで該蒸気の圧力は実質的に減少されて該昇華室内の
    圧力に略々比例する蒸気の制御可能な流れを発生し、（
    ｃ）転送中に前記転送手段内での該蒸気の凝縮を防止す
    るのに十分な温度に前記蒸気転送手段を維持する、上記
    各ステップを有することを特徴とする方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記ステップ（ａ
    ）におき、熱制御可能な第２室内に配設されている熱制
    御可能な昇華室内に前記ソース物質を配置させ、前記昇
    華室は蒸気転送手段を持つており、該転送手段はそれと
    連通している蒸気転送ラインを有すると共にそこから該
    第２室を介して延在し該第２室の外側の箇所で終端して
    おり且つそこに配設されている該反応器と連通されてい
    ることを特徴とする方法。 ３、特許請求の範囲第２項において、該反応器へ通ずる
    該転送手段は外側へ通ずるその分岐部を持つており、該
    転送手段及び該分岐部は各々独立的に開放可能な弁手段
    を持つていることを特徴とする方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、該分岐部が真空ポ
    ンプへ通じていることを特徴とする方法。 ５、特許請求の範囲第１項乃至第３項の内の何れか１項
    において、該転送手段の温度は該昇華室の温度よりも約
    １０乃至１５℃高く維持されることを特徴とする方法。 ６、高昇華室から低圧蒸着反応器内へ制御した然気の流
    れを導入する方法において、前記蒸気は固体ソース物質
    から派生されるものであり、前記方法が、（ａ）該昇華
    室内の該固体物質を所望の圧力においてそこから蒸気を
    発生するのに十分な温度に加熱し、（ｂ）前記蒸気を蒸
    気転送手段を介して前記反応器へ転送し、前記蒸気転送
    手段は弁付オリフィスを具備しておりそこで該蒸気の圧
    力は実質的に減少されて該昇華室内の圧力に略々比例す
    る蒸気の制御可能な流れを発生することが可能であり、
    （ｃ）前記蒸気転送手段を転送の間にそこに蒸気が凝集
    することを防止するのに十分な温度に維持する、上記各
    ステップを有することを特徴とする方法。 ７、特許請求の範囲第６項において、ステップ（ａ）に
    おき、熱制御可能な第２室内に配設されている熱制御可
    能な昇華室内に前記ソース物質を配置させ、前記昇華室
    は蒸気転送手段を持つており、該転送手段はそれと連通
    している蒸気転送ラインを有すると共にそこから該第２
    室を介して延在し該第２室の外側の箇所で終端しており
    且つそこに配設されている該反応器と連通されているこ
    とを特徴とする方法。 ８、特許請求の範囲第７項において、該反応器へ通ずる
    該転送手段は外側へ通ずるその分岐部を持つており、該
    転送手段及び該分岐部の各々は独立的に開放可能な弁手
    段を持つていることを特徴とする方法。 ９、特許請求の範囲第８項において、該分岐部は真空ポ
    ンプへ通じていることを特徴とする方法。 １０、特許請求の範囲第６項乃至第８項の内の何れか１
    項において、該転送手段の温度は該昇華室の温度よりも
    約１０乃至１５℃高く維持されることを特徴とする方法
    。 １１、蒸気発生装置において、第２室内に配設して高圧
    力昇華室が設けられており、前記各室は独立的な熱制御
    手段を持つており且つ該昇華室はそれと連通しており該
    第２室の外側の箇所へ通ずる蒸気転送手段を持っており
    、前記蒸気転送手段は弁付オリフィスを具備しているこ
    とを特徴とする装置。 １２、特許請求の範囲第１１項において、該第２室の外
    側であつて且つ該蒸気転送手段と連通して蒸着反応器が
    設けられていることを特徴とする装置。 １３、特許請求の範囲第１２項において、該転送手段は
    該第２室の外側の箇所へ通ずるその分岐部を持つている
    ことを特徴とする装置。 １４、特許請求の範囲第１３項において、該分岐部は弁
    付オリフィスを持つていることを特徴とする装置。 １５、特許請求の範囲第１１項又は第１４項において、
    該昇華室の壁は熱導伝性であり、且つ前記室の熱制御手
    段は前記室に隣接する複数個の熱導伝性コイルを有して
    おり、前記コイルはその中に流体を担持可能であること
    を特徴とする装置。 １６、特許請求の範囲第１５項において、（ａ）該昇華
    室内の圧力を測定する圧力センサ手段が設けられており
    、前記センサ手段は測定した圧力を表す信号を発生する
    為の手段を持つており、（ｂ）制御信号の値に応じて該
    コイル内の流体の流れを制御する流れ制御手段が設けら
    れており、（ｃ）該圧力センサ手段からの圧力信号を受
    け取り且つ該流れ制御手段へ制御信号を付与する信号変
    換手段が設けられていることを特徴とする装置。
JP61009057A 1985-01-22 1986-01-21 低圧力ｃｖｄ方法及び装置 Pending JPS61204377A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/693,401 US4619844A (en) 1985-01-22 1985-01-22 Method and apparatus for low pressure chemical vapor deposition
US693401 1985-01-22

Publications (1)

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JPS61204377A true JPS61204377A (ja) 1986-09-10

Family

ID=24784497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61009057A Pending JPS61204377A (ja) 1985-01-22 1986-01-21 低圧力ｃｖｄ方法及び装置

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US (1) US4619844A (ja)
EP (1) EP0193419B1 (ja)
JP (1) JPS61204377A (ja)
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