JP2000212750A - Method for forming tantalum oxide film and production of electronic parts - Google Patents

Method for forming tantalum oxide film and production of electronic parts

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JP2000212750A
JP2000212750A JP11010574A JP1057499A JP2000212750A JP 2000212750 A JP2000212750 A JP 2000212750A JP 11010574 A JP11010574 A JP 11010574A JP 1057499 A JP1057499 A JP 1057499A JP 2000212750 A JP2000212750 A JP 2000212750A
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JP
Japan
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oxide film
tantalum oxide
pet
tantalum
forming
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JP11010574A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Nakagawa
敏 中川
Kazuhisa Onozawa
和久 小野沢
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Adeka Corp
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Asahi Denka Kogyo KK
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Publication date
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  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a tantalum oxide film capable of obtaining an insulating film or the like high in reliability by feeding PET having high purity and small in impurities and to provide a method for producing electronic parts using it. SOLUTION: This method for forming a tantalum oxide film contains a stage in which pentaethoxytantalum is filled into a vaporizing chamber 2 from a pentaethoxytantalum feeding device, a stage in which carrier gas 1 is introduced into the vaporizing chamber, and a gaseous mixture of carrier gas- pentaethoxytantalum is introduced from the vaporizing chamber into a reactor 4, a stage in which oxidizer gas 3 is introduced into the reactor, a stage in which a substrate to be formed with tantalum oxide 5 in the reactor is heated to desired temp. to form a tantalum oxide film on the substrate to be formed with tantalum oxide and a stage in which exhaust gas is exhausted from the reactor. In this case, the pentaethoxytantalum feeding device 18 is provided with at least one optical liq. face sensor as a liq. amt. monitoring means for pentaethoxytantalum.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化学気相成長(C
VD)法による酸化タンタル膜の形成方法及びこれを用
いた電子部品の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a chemical vapor deposition (C) process.
The present invention relates to a method of forming a tantalum oxide film by a VD) method and a method of manufacturing an electronic component using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子部品における半導体デバイス等の絶
縁保護膜として、大容量メモリ化を図るためなどに、容
量部に高誘電率膜である酸化タンタル膜の導入が進めら
れている。このような酸化タンタル膜を成膜するのに、
従来スパッタ法の他、特開昭61−190074号公
報、特開平4−115533号公報では、スパッタ法で
生ずる荷電粒子による基板への損傷が少ないTa(OC
35、Ta(OC25 5などのTaアルコキシドを
使用した化学気相成長(CVD)法が検討され、使用さ
れており、現在では、CVD成膜方法による成膜に適し
た化学特性(蒸気圧、融点等)から半導体デバイス用絶
縁膜としてTa(OC255(ペンタエトキシタンタ
ル:PET)を主体とするTaアルコキシドの適用が進
められている。
2. Description of the Related Art Indispensable for semiconductor devices in electronic parts.
As an edge protection film, it can be used for large capacity memory, etc.
Introduction of tantalum oxide film, a high dielectric constant film,
Have been. To form such a tantalum oxide film,
In addition to the conventional sputtering method, JP-A-61-190074
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-115533, a sputtering method is used.
Ta (OC) which causes less damage to the substrate due to the generated charged particles
HThree)Five, Ta (OCTwoHFive) FiveSuch as Ta alkoxide
The chemical vapor deposition (CVD) method used was examined and used.
At present, suitable for film formation by CVD film formation method
Chemical properties (vapor pressure, melting point, etc.)
Ta (OCTwoHFive)Five(Pentaethoxy tanta
Of Ta alkoxide mainly composed of PET)
Is being used.

【0003】しかし、デバイスの高集積化が進むにつれ
て、僅かな不純物の存在によって絶縁膜の性能低下を来
たしていた。
However, as the degree of integration of devices has increased, the performance of the insulating film has been reduced due to the presence of slight impurities.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】半導体デバイスはさら
に微細化が進んでいる状況にあり、例えば絶縁膜におい
ては、より信頼性の高い絶縁膜が求められており、この
ためには、より高純度で不純物の少ないPETの供給が
求められている。
Semiconductor devices are being miniaturized further. For example, for an insulating film, a more reliable insulating film is required. Therefore, there is a demand for the supply of PET with less impurities.

【0005】従って、本発明の目的は、上記の問題点を
解決するべく、高純度で不純物の少ないPETを供給す
ることにより信頼性の高い絶縁膜等を得ることのできる
酸化タンタル膜の形成方法及びこれを用いた電子部品の
製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a tantalum oxide film capable of obtaining a highly reliable insulating film or the like by supplying PET with high purity and few impurities in order to solve the above problems. And a method of manufacturing an electronic component using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、PET
供給装置からPETを気化室に充填する工程;キャリア
ガスを気化室に導入し、気化室からキャリアガス・PE
T混合ガスを反応器に導入する工程;酸化剤ガスを反応
器に導入する工程;反応器内の酸化タンタル膜被形成基
体を所望温度に加熱して酸化タンタル膜被形成基体上に
酸化タンタル膜を形成する工程;反応器から排気ガスを
排出する工程を有する酸化タンタル膜の形成方法におい
て、PET供給装置が、PETの液量監視手段として少
なくとも1つの光学的液面センサを備えてなることを特
徴とする酸化タンタル膜の形成方法に係る。
That is, the present invention relates to PET
Filling PET into the vaporization chamber from the supply device; introducing a carrier gas into the vaporization chamber;
Introducing a T-mixed gas into the reactor; introducing an oxidizing gas into the reactor; heating the substrate on which the tantalum oxide film is formed in the reactor to a desired temperature to form a tantalum oxide film on the tantalum oxide film-formed substrate Forming a tantalum oxide film having a step of discharging exhaust gas from a reactor, wherein the PET supply device comprises at least one optical liquid level sensor as a PET liquid amount monitoring means. The present invention relates to a characteristic method for forming a tantalum oxide film.

【0007】更に、本発明は、酸化タンタル膜を構成要
素とする電子部品の製造における、酸化タンタル膜の形
成にあたり、上記酸化タンタル膜の形成方法を採用する
ことを特徴とする電子部品の製造方法に係る。
Further, according to the present invention, in the production of an electronic component having a tantalum oxide film as a constituent element, the method for producing an electronic component is characterized by employing the above-described method of forming a tantalum oxide film when forming the tantalum oxide film. According to.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の酸化タンタル膜の形成方
法は、慣用のCDV装置を使用するものであるが、CD
V装置へPETを供給するためのPET供給装置とし
て、PETの液量監視手段として少なくとも1つの光学
的液面センサを備えてなるものを使用するところに特徴
がある。更に詳細には、該PET供給装置は、内部表面
が電解研磨されたステンレス鋼製の容器本体部及び該容
器本体部に接合可能な形状の蓋部から構成され、該容器
本体部及び/または蓋部が、該容器本体部へPETを注
入するためのPET注入口、該容器本体部からPETを
取り出すためのPET供給口、及び少なくとも1つの光
学的液面センサを備えてなる構成のものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method for forming a tantalum oxide film of the present invention uses a conventional CDV apparatus.
It is characterized in that a PET supply device for supplying PET to the V apparatus is provided with at least one optical liquid level sensor as PET liquid amount monitoring means. More specifically, the PET supply device includes a container body made of stainless steel whose inner surface is electrolytically polished and a lid that can be joined to the container body, and the container body and / or the lid are formed. A PET injection port for injecting PET into the container body, a PET supply port for removing PET from the container body, and at least one optical liquid level sensor. .

【0009】まず、PET供給装置について詳述する。
本発明に使用するPET供給装置の特徴は、内部表面が
電解研磨されたステンレス鋼製の容器本体部及び該容器
本体部に接合可能な形状の蓋部から構成されるPET供
給装置の容器本体部内のPETの残量を検出するため
に、光学的液面センサを使用しているところにある。
First, the PET supply device will be described in detail.
The feature of the PET supply device used in the present invention is that the inside of the container body portion of the PET supply device is composed of a stainless steel container main body whose inner surface is electrolytically polished and a lid that can be joined to the container main body. In order to detect the remaining amount of PET, an optical liquid level sensor is used.

【0010】PET供給装置に使用可能な光学的液面セ
ンサは、投光用光ファイバー及び受光用光ファイバーを
併設し、両光ファイバーの先端部前方に投光用光ファイ
バーから出射された光を受光用光ファイバーへ入射させ
るための複数の内反射面を有するプリズム部を設置した
光検出プローブを用いたものである。
An optical liquid level sensor usable in a PET supply device is provided with a light projecting optical fiber and a light receiving optical fiber, and the light emitted from the light projecting optical fiber is forwardly transmitted to the light receiving optical fiber in front of the ends of both optical fibers. In this case, a light detection probe provided with a prism portion having a plurality of internal reflection surfaces for incidence is used.

【0011】この光学的液面センサの光検出プローブを
図3に記載する。図3において、平行に設置されている
投光用光ファイバー(26)及び受光用光ファイバー
(27)の先端部には、内反射面を有する直角プリズム
(28)が設置されている。また、投光用光ファイバー
(26)及び受光用光ファイバー(27)を保護するた
めの保護チューブ(29)は、直角プリズム(28)と
一体成形されており、フッ素樹脂等からなることができ
る。
FIG. 3 shows a light detection probe of this optical liquid level sensor. In FIG. 3, a right-angle prism (28) having an internal reflection surface is provided at the distal end of the optical fiber for light emission (26) and the optical fiber for light reception (27) installed in parallel. Further, a protection tube (29) for protecting the light emitting optical fiber (26) and the light receiving optical fiber (27) is integrally formed with the right-angle prism (28), and can be made of fluororesin or the like.

【0012】このような光検出プローブを備えてなる光
学的液面センサは、下記のように動作する。まず、光検
出プローブの直角プリズム(28)がPET中に浸漬し
ていない場合またはある一定のレベルまでしか浸漬して
いない場合には、投光用光ファイバー(26)から出射
光は直角プリズム(28)の内反射面で反射して受光用
光ファイバー(27)に入射し、直角プリズム(28)
を介して外部へ光が散乱しないような構成となってお
り、出射光と入射光の強さを測定した時に出射光と入射
光の強さの差は小さい。
An optical liquid level sensor provided with such a light detection probe operates as follows. First, when the right-angle prism (28) of the light detection probe is not immersed in the PET or is immersed only to a certain level, the light emitted from the light emitting optical fiber (26) is converted into the right-angle prism (28). ) Is reflected by the internal reflection surface, enters the light receiving optical fiber (27), and is incident on the right-angle prism (28).
The structure is such that light is not scattered to the outside through the interface, and the difference between the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light is small when the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light are measured.

【0013】これに対して、直角プリズム(28)があ
る一定のレベル以上にPET中に浸漬している場合に
は、投光用光ファイバー(26)からの出射光のほとん
どが直角プリズム(28)の内反射面を透過し、従っ
て、直角プリズム(28)の内反射面で反射して受光用
光ファイバー(27)に入射する入射光はほとんどなく
なる。この場合、出射光は、直角プリズム(28)を介
してPET中を進行し、散乱する。従って、直角プリズ
ム(28)を介して入射する入射光は非常に弱く、出射
光と入射光の強さを検出した時に出射光と入射光の強さ
の差が大きくなり、PETの液面が直角プリズム(2
8)のある一定のレベル以上にあることを検出すること
ができる構成となっている。
On the other hand, when the right-angle prism (28) is immersed in the PET at a certain level or higher, most of the light emitted from the light-projecting optical fiber (26) is almost right-angle prism (28). Therefore, almost no incident light is transmitted through the internal reflection surface of the right-angle prism (28) and reflected by the internal reflection surface of the right-angle prism (28) to enter the optical fiber for light reception (27). In this case, the emitted light travels through the PET via the right-angle prism (28) and is scattered. Therefore, the incident light incident through the right-angle prism (28) is very weak, and when the intensity of the outgoing light and the incident light is detected, the difference between the intensity of the outgoing light and the incident light becomes large, and the liquid level of the PET becomes higher. Right angle prism (2
8) It is possible to detect that it is above a certain level.

【0014】ところで、上記図3に示すような構成を有
する光検出プローブを有する光学的液面センサを容器本
体部の底部付近に設置した場合には、直角プリズム(2
8)を透過してPET中を進行する出射光が容器本体部
の底部に反射して直角プリズム(28)を介して入射光
となる場合がある。このような場合には、出射光と入射
光の強さの差が小さくなり、PETの液面レベルを検知
し難くなることがある。このような場合には、光検出プ
ローブ部として図4に示すような構成のものを使用する
ことにより、出射光と入射光の差を大きくすることがで
きる。即ち、図4に示すように、投光用光ファイバー
(26)及び受光用光ファイバー(27)の先端部が、
前方に向かって互いに拡開している構成とすることによ
り、投光用光ファイバー(26)の光出射軸及び受光用
光ファイバー(27)の光入射軸に一定の角度を設ける
構成とする。このような構成を有する光検出プローブは
容器本体部の底部近くに設置した場合、円錐プリズム
(30)を透過する出射光がたとえ底部表面に反射して
も、円錐プリズム(30)からの入射光として入射する
ことを防止することができ、従って、入射光の強さをよ
り弱くすることができ、よって、出射光と入射光の強さ
を検出した時に出射光と入射光の強さの差をより大きく
することができる。即ち、PETの液面が円錐プリズム
(30)のある一定のレベル以上にあることをより明確
に判定することができる。
By the way, when an optical liquid level sensor having a light detecting probe having the structure shown in FIG. 3 is installed near the bottom of the container body, the right angle prism (2
8) The outgoing light that passes through the PET after passing through 8) may be reflected on the bottom of the container body and become incident light via the right-angle prism (28). In such a case, the difference between the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light becomes small, and it may be difficult to detect the liquid level of the PET. In such a case, the difference between the emitted light and the incident light can be increased by using a light detection probe having a configuration as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4, the leading ends of the light emitting optical fiber (26) and the light receiving optical fiber (27) are
By diverging forward, the light emitting axis of the light projecting optical fiber (26) and the light incident axis of the light receiving optical fiber (27) have a certain angle. When the light detection probe having such a configuration is installed near the bottom of the container body, even if the outgoing light transmitted through the conical prism (30) is reflected on the bottom surface, the incident light from the conical prism (30) is used. Can be prevented, so that the intensity of the incident light can be made weaker, and thus the difference between the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light when the intensity of the emitted light and the intensity of the incident light are detected. Can be made larger. That is, it is possible to more clearly determine that the PET liquid level is above a certain level of the conical prism (30).

【0015】図3及び図4に示すような光検出プローブ
を備えてなる光学的液面センサは、先端部のプリズムと
共に一体成形された保護チューブ(例えばフッ素樹脂
製)内に投光用光ファイバー(26)及び受光用光ファ
イバー(27)が収容された構成となっており、このよ
うな構成の光学的液面センサは構成部材間での機械的接
触がなく、よって、新たなパーティクルを発生すること
はない。従って、PET供給装置の容器本体部の少なく
とも1カ所に、上述のような構成を有する光学的液面セ
ンサを設置してPETの残量を監視することにより、P
ETを汚染することなく、供給することができる。
An optical liquid level sensor provided with a light detection probe as shown in FIGS. 3 and 4 is a light emitting optical fiber (for example, made of fluororesin) integrally formed with a prism at the tip. 26) and the optical fiber for light reception (27) are accommodated, and the optical liquid level sensor having such a configuration has no mechanical contact between the constituent members, and thus generates new particles. There is no. Accordingly, by monitoring the remaining amount of PET by installing the optical liquid level sensor having the above-described configuration at at least one position in the container body of the PET supply device,
ET can be supplied without contaminating it.

【0016】また、光学的液面センサの光検出プローブ
部を容器本体部の底部付近の所定の位置に精度良く設置
するために、保護チューブ(29)中に投光用光ファイ
バー(26)及び受光用光ファイバー(27)と共に支
持棒(例えば金属棒)を挿入して光学的液面センサの形
状を保持できるような構成とすることもできる。
Further, in order to accurately install the light detecting probe portion of the optical liquid level sensor at a predetermined position near the bottom of the container body, a light transmitting optical fiber (26) and a light receiving light are placed in a protective tube (29). It is also possible to adopt a configuration in which a support rod (for example, a metal rod) is inserted together with the optical fiber (27) for use to maintain the shape of the optical liquid level sensor.

【0017】また、2個以上の光学的液面センサをそれ
らの光検出プローブが段差を有するように設置して、P
ET残量が下段の光検出プローブのPET液面検出位置
となる前に、その上方に設けられたもう一方の光検出プ
ローブのPET液面検出位置で予告警報等を発する構成
とすることもできる。
Further, two or more optical liquid level sensors are installed so that their light detecting probes have a step, and
Before the remaining amount of the ET reaches the PET liquid level detection position of the lower light detection probe, a warning may be issued at the PET liquid level detection position of the other light detection probe provided thereabove. .

【0018】上記のような構成を有するPET供給装置
を用いることにより、本発明の酸化タンタル膜の形成方
法においては、不純物の極めて少ない高純度のPET原
料を使用することができる。また、PET供給装置のP
ET残量を精度良く管理することができるため、PET
供給装置のPETを効率的に使用できると共に、PET
供給装置のPET残量が少なくなった時に、次のPET
供給装置への取り替え作業等を極めて円滑に行うことが
できる。
By using the PET supply device having the above-described configuration, in the method for forming a tantalum oxide film of the present invention, a high-purity PET raw material having extremely few impurities can be used. In addition, P of the PET supply device
Since the remaining amount of ET can be managed accurately, PET
The PET of the feeder can be used efficiently and the PET
When the remaining amount of PET in the supply device is low, the next PET
The replacement work or the like with the supply device can be performed extremely smoothly.

【0019】本発明の酸化タンタル膜の形成方法におい
て、PETは、上記PET供給装置からPET気化室に
充填される。PET気化室に充填されたPETは一定の
蒸気圧を確保するために一定温度に保温される。ここ
で、PETは、好ましくは120℃〜180℃、より好
ましくは135℃〜170℃とするのがよい。ここで、
PET気化室にキャリアガス(例えばN2、Arなどの
不活性ガス)を導入することによりキャリアガス・PE
T混合ガスを発生させ、更に、これを反応器に導入する
ものである。PETの温度を調整することによりキャリ
アガス・PET混合ガス中のPET濃度を制御すること
ができる。
In the method for forming a tantalum oxide film according to the present invention, PET is filled into the PET vaporization chamber from the above PET supply device. The PET filled in the PET vaporization chamber is kept at a constant temperature in order to secure a constant vapor pressure. Here, the PET is preferably set to 120 ° C. to 180 ° C., more preferably 135 ° C. to 170 ° C. here,
By introducing a carrier gas (for example, an inert gas such as N 2 or Ar) into the PET vaporization chamber, the carrier gas / PE is introduced.
A T-mixed gas is generated and further introduced into the reactor. The concentration of PET in the carrier gas / PET mixed gas can be controlled by adjusting the temperature of PET.

【0020】本発明の酸化タンタル膜の形成方法におい
ては、上記PET含有ガスの反応器への導入と並行して
酸化剤ガスを反応器に導入する。酸化剤ガスとしては、
2含有ガスを使用することができ、空気も使用するこ
とができる。
In the method of forming a tantalum oxide film according to the present invention, an oxidizing gas is introduced into the reactor in parallel with the introduction of the PET-containing gas into the reactor. As the oxidizing gas,
O 2 can be used containing gas can also be used air.

【0021】反応室内に上記ガスを導入した状態で、酸
化タンタル膜被形成基体を所望温度に加熱することによ
り、基体上に酸化タンタル膜が形成(堆積)される。こ
のときの基体温度は、好ましくは350℃〜600℃、
より好ましくは400℃〜500℃であることがよい。
尚、膜成長時間(シリカ堆積時間)の増減により、任意
に膜厚を制御することができる。
By heating the substrate on which the tantalum oxide film is formed to a desired temperature in a state where the above-mentioned gas is introduced into the reaction chamber, a tantalum oxide film is formed (deposited) on the substrate. The substrate temperature at this time is preferably 350 ° C to 600 ° C,
More preferably, the temperature is from 400 ° C to 500 ° C.
The film thickness can be arbitrarily controlled by increasing or decreasing the film growth time (silica deposition time).

【0022】[0022]

【実施例】次に、実施例を示し、本発明の酸化タンタル
膜の形成方法を具体的に説明する。 〔実施例1〕図1は、本発明の酸化タンタル膜の形成方
法に用いるCVD装置の模式的構造図である。図1にお
いて、酸化タンタル膜を形成するための反応器(チャン
バ)(4)には、PET気化室(2)からのキャリアガ
ス・PET混合ガス及び酸化ガス(3)を導入できる構
成となっている。また、反応器(4)には加熱手段
(7)が設置されており、反応器(4)内を設定温度に
加熱、保温できる構成となっている。更に、酸化タンタ
ル膜被形成基体としてのSiウエハ基板(5)が設置さ
れ、また、反応器(4)内の雰囲気を排気するための排
気口(6)が設置されている。なお、PET気化室
(2)には、キャリアガス(1)と、PET供給装置
(18)からのPETとが供給される構成となってい
る。
EXAMPLES Next, examples are shown to specifically explain the method for forming a tantalum oxide film of the present invention. Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic structural view of a CVD apparatus used in the method for forming a tantalum oxide film of the present invention. In FIG. 1, a carrier (PET) mixed gas and an oxidizing gas (3) from a PET vaporization chamber (2) are introduced into a reactor (chamber) (4) for forming a tantalum oxide film. I have. Further, a heating means (7) is provided in the reactor (4), so that the inside of the reactor (4) can be heated and kept at a set temperature. Further, a Si wafer substrate (5) as a substrate on which a tantalum oxide film is formed is provided, and an exhaust port (6) for exhausting the atmosphere in the reactor (4) is provided. The carrier gas (1) and the PET from the PET supply device (18) are supplied to the PET vaporization chamber (2).

【0023】次に、図1に示されるPET供給装置(1
8)を図2により詳述する。図2に示されるPET供給
装置(18)は、内部表面が電解研磨されたステンレス
鋼製のPET供給装置容器本体(14)及び該PET供
給装置容器本体(14)に接合可能な形状の蓋部(1
6)から構成されている。ここで、PET供給装置容器
本体(14)と蓋部(16)は例えばフランジ部をボル
ト及びナット(17)のような接合手段により気密状態
に接合されている。また、蓋部(16)には、PET供
給装置容器本体(14)へPETを注入するためのPE
T注入口(15)、PET供給装置容器本体(14)か
らPETを取り出すためのPET供給口(9)、及び光
学的液面センサ(11)が備えられている。なお、PE
T注入口(15)には、PETの注入を制御するための
バルブ(8b)が、PET供給口(9)には、PETの
供給を制御するためのバルブ(8a)がそれぞれ設置さ
れている。また、光学的液面センサ(11)の先端部の
光検出プローブ(10)は、PET供給装置本体(1
4)の底部周辺の所定の位置に設置されている。また、
光学的液面センサ(11)には、投受光器(12)及び
検出回路(13)が接続されており、検出回路(13)
から出力された信号によりPETの残量の検出及び残量
が所定量以下となった時にPETの供給停止や、CVD
装置の運転を停止するような様々な制御を行うことがで
きる構成となっている。
Next, the PET supply device (1) shown in FIG.
8) will be described in detail with reference to FIG. The PET supply device (18) shown in FIG. 2 is a stainless steel PET supply device container body (14) made of electrolytically polished inner surface and a lid portion that can be joined to the PET supply device container body (14). (1
6). Here, the PET supply device container main body (14) and the lid (16) are air-tightly joined to each other by means of joining means such as a bolt and a nut (17), for example. The lid (16) has a PE for injecting PET into the PET supply device container body (14).
A T inlet (15), a PET supply port (9) for removing PET from the PET supply device container body (14), and an optical liquid level sensor (11) are provided. In addition, PE
The T inlet (15) is provided with a valve (8b) for controlling the injection of PET, and the PET supply port (9) is provided with a valve (8a) for controlling the supply of PET. . The light detection probe (10) at the tip of the optical liquid level sensor (11) is connected to the PET supply device body (1).
It is installed at a predetermined position around the bottom of 4). Also,
The optical liquid level sensor (11) is connected to the light emitting / receiving device (12) and the detection circuit (13), and the detection circuit (13)
Detection of the remaining amount of PET according to the signal output from
It is configured to perform various controls such as stopping the operation of the device.

【0024】まず、原料の高純度PETをバルブ(8
b)の操作によりPET注入口(15)を介してPET
供給装置容器本体(14)に充填した。次に、PET供
給装置容器本体(14)からPET気化室(4)へバル
ブ(8a)の操作によりPET供給口(9)を介してP
ETを充填した。このとき、PET供給装置容器本体
(14)内に設置された光検出プローブ(10)を有す
る光学的液面センサ(11)を用いてPET供給量の終
点を監視した。
First, a high-purity PET material was placed in a valve (8
b) PET through the PET inlet (15) by the operation of b)
The supply device container body (14) was filled. Next, the valve (8a) is operated from the PET supply device container body (14) to the PET vaporization chamber (4) through the PET supply port (9).
ET was charged. At this time, the end point of the PET supply amount was monitored using an optical liquid level sensor (11) having a light detection probe (10) installed in the PET supply device container body (14).

【0025】PET気化室(4)に充填したPETを1
50℃に保温して蒸気圧を一定にし、また、反応室
(4)内のSiウエハ基板(5)をヒータ(7)で50
0℃に加熱した。次に、キャリアガスとしてArをPE
T気化室(4)へ40ミリリットル/分で吹き込み、反
応器(4)内にPETを含むガスを導入した。更に、酸
化ガス(3)として空気を反応器(4)内に100ミリ
リットル/分で吹き込み、反応器(4)からの排ガスを
5トールの減圧で排気口(6)から除去し、10分間の
反応で、Siウエハ(5)上に、厚さ40nmの酸化タ
ンタル薄膜を形成した。
The PET filled in the PET vaporization chamber (4) is
The vapor pressure is kept constant by keeping the temperature at 50 ° C., and the Si wafer substrate (5) in the reaction chamber (4) is heated by the heater (7) to 50 ° C.
Heated to 0 ° C. Next, Ar is used as a carrier gas for PE.
The gas was blown into the T vaporization chamber (4) at a rate of 40 ml / min, and a gas containing PET was introduced into the reactor (4). Further, air is blown into the reactor (4) as the oxidizing gas (3) at a rate of 100 ml / min, and the exhaust gas from the reactor (4) is removed from the exhaust port (6) at a reduced pressure of 5 torr. By the reaction, a tantalum oxide thin film having a thickness of 40 nm was formed on the Si wafer (5).

【0026】同様の操作を行なったときのPET供給装
置からPET気化室に充填された高純度PET中の不純
物量を、0.2μm以上のパーティクル数を測定するこ
とにより測定した。結果は15.5(個/ミリリット
ル)であった。また、得られた酸化タンタル膜の絶縁性
を調べるためにリーク電流を測定したところ、1MV/
cmで2×10-9A/cm2と、大容量(64MB)半
導体メモリの製造に適したものであり、これから製造さ
れた大容量半導体メモリは良好なものであった。
When the same operation was performed, the amount of impurities in the high-purity PET filled in the PET vaporization chamber from the PET supply apparatus was measured by measuring the number of particles having a particle size of 0.2 μm or more. The result was 15.5 (pieces / milliliter). In addition, the leakage current was measured to check the insulating property of the obtained tantalum oxide film.
It is 2 × 10 −9 A / cm 2 in cm, which is suitable for manufacturing a large-capacity (64 MB) semiconductor memory, and a large-capacity semiconductor memory manufactured therefrom was excellent.

【0027】〔比較例〕実施例1と同様にして、但し、
PET供給装置として光学的液面センサの替わりに従来
使用されているフロート式液面センサを有するPET供
給装置を使用して約40nmの酸化タンタル膜の形成を
行なった。同様の操作を行なったときのPET供給装置
からPET気化室に充填された高純度PET中の不純物
量を、0.2μm以上のパーティクル数を測定すること
により測定した。結果は983(個/ミリリットル)で
あった。また、得られた酸化タンタル膜の絶縁性を調べ
るためにリーク電流を測定したところ、1MV/cmで
3×10-3A/cm2と、大容量(64MB)半導体メ
モリの製造には実用性に欠けるものであり、これから製
造された大容量半導体メモリは不良品であった。
Comparative Example As in Example 1, except that
A tantalum oxide film having a thickness of about 40 nm was formed by using a PET supply device having a float type liquid level sensor conventionally used instead of the optical liquid level sensor as the PET supply device. The amount of impurities in the high-purity PET filled in the PET vaporization chamber from the PET supply device when the same operation was performed was measured by measuring the number of particles having a particle size of 0.2 μm or more. The result was 983 (pieces / milliliter). In addition, the leakage current was measured to check the insulating properties of the obtained tantalum oxide film. As a result, the leakage current was 3 × 10 −3 A / cm 2 at 1 MV / cm, which is practical for manufacturing a large-capacity (64 MB) semiconductor memory. The large-capacity semiconductor memory manufactured from this was defective.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の酸化タンタル膜の形成方法にお
いては、光学的液面センサを備えてなるPET供給装置
を用いることにより、不純物の極めて少ない高純度のP
ET原料を使用することができ、良好な絶縁性を有する
酸化タンタル膜を形成することができる。
According to the method for forming a tantalum oxide film of the present invention, the use of a PET supply device equipped with an optical liquid level sensor allows the use of a high-purity P with very few impurities.
An ET raw material can be used, and a tantalum oxide film having good insulating properties can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に用いるCVD装置の模式的構
造図である。
FIG. 1 is a schematic structural view of a CVD apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】実施例において使用したPET供給装置の該略
図である。
FIG. 2 is a schematic view of a PET supply device used in an example.

【図3】本発明の酸化タンタル膜の形成方法に使用する
PET供給装置の光学的液面センサの光検出プローブの
構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a light detection probe of an optical liquid level sensor of a PET supply device used in the method for forming a tantalum oxide film of the present invention.

【図4】光学的液面センサの光検出プローブの他の構成
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another configuration of the light detection probe of the optical liquid level sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :キャリアガス 2 :PET気化室 3 :酸化ガス 4 :反応器(チャンバ) 5 :Siウエハ基板 6 :排気口 7 :ヒ−タ 8a、8b:バルブ 9 :PET供給口 10 :光検出プローブ 11 :光学的液面センサ 12 :投受光器 13 :検出回路 14 :PET供給装置容器本体 15 :PET 注入口 16 :蓋部 17 :ボルト及びナット 18 :PET供給装置 26 :投光用光ファイバー 27 :受光用光ファイバー 28 :直角プリズム 29 :保護チューブ 30 :円錐プリズム 1: Carrier gas 2: PET vaporization chamber 3: Oxidizing gas 4: Reactor (chamber) 5: Si wafer substrate 6: Exhaust port 7: Heaters 8a, 8b: Valve 9: PET supply port 10: Light detection probe 11 : Optical liquid level sensor 12: Emitter / receiver 13: Detection circuit 14: PET supply device container body 15: PET inlet 16: Lid 17: Bolt and nut 18: PET supply device 26: Optical fiber for light emission 27: Light reception Optical fiber for use 28: Right angle prism 29: Protective tube 30: Conical prism

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年10月15日(1999.10.
15)
[Submission date] October 15, 1999 (1999.10.
15)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図2】 FIG. 2

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図3[Correction target item name] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図3】 FIG. 3

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図4[Correction target item name] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図4】 FIG. 4

フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA11 AA14 AA16 BA17 BA42 CA04 CA12 EA01 HA17 KA39 LA02 LA15 5F045 AB31 AC07 AC11 AC15 AC16 AD07 AD08 AD09 AD10 AF03 BB16 EE02 5F058 BA11 BB04 BC03 BF02 BF27 BF29 BG10 BJ01 Continued on front page F term (reference) 4K030 AA11 AA14 AA16 BA17 BA42 CA04 CA12 EA01 HA17 KA39 LA02 LA15 5F045 AB31 AC07 AC11 AC15 AC16 AD07 AD08 AD09 AD10 AF03 BB16 EE02 5F058 BA11 BB04 BC03 BF02 BF27 BF29 BG10 B

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ペンタエトキシタンタル供給装置からペ
ンタエトキシタンタルを気化室に充填する工程;キャリ
アガスを気化室に導入し、気化室からキャリアガス・ペ
ンタエトキシタンタル混合ガスを反応器に導入する工
程;酸化剤ガスを反応器に導入する工程;反応器内の酸
化タンタル膜被形成基体を所望温度に加熱して酸化タン
タル膜被形成基体上に酸化タンタル膜を形成する工程;
反応器から排気ガスを排出する工程を有する酸化タンタ
ル膜の形成方法において、ペンタエトキシタンタル供給
装置が、ペンタエトキシタンタルの液量監視手段として
少なくとも1つの光学的液面センサを備えてなることを
特徴とする酸化タンタル膜の形成方法。
1. a step of filling pentaethoxy tantalum into a vaporization chamber from a pentaethoxy tantalum supply device; a step of introducing a carrier gas into the vaporization chamber and a step of introducing a carrier gas / pentaethoxy tantalum mixed gas from the vaporization chamber into the reactor; Introducing an oxidant gas into the reactor; heating the substrate on which the tantalum oxide film is formed in the reactor to a desired temperature to form a tantalum oxide film on the substrate on which the tantalum oxide film is formed;
A method for forming a tantalum oxide film having a step of discharging exhaust gas from a reactor, wherein the pentaethoxy tantalum supply device is provided with at least one optical liquid level sensor as a pentaethoxy tantalum liquid amount monitoring means. Forming a tantalum oxide film.
【請求項2】 ペンタエトキシタンタル供給装置は、内
部表面が電解研磨されたステンレス鋼製の容器本体部及
び該容器本体部に接合可能な形状の蓋部から構成され、
該容器本体部及び/または蓋部が、該容器本体部へペン
タエトキシタンタルを注入するためのペンタエトキシタ
ンタル注入口、該容器本体部からペンタエトキシタンタ
ルを取り出すためのペンタエトキシタンタル供給口、及
び少なくとも1つの光学的液面センサを備えてなる構成
のものである、請求項1記載の酸化タンタル膜の形成方
法。
2. A pentaethoxy tantalum supply device, comprising: a stainless steel container main body whose inner surface is electrolytically polished; and a lid capable of being joined to the container main body.
The container main body and / or the lid have a pentaethoxy tantalum injection port for injecting pentaethoxy tantalum into the container main body, a pentaethoxy tantalum supply port for removing pentaethoxy tantalum from the container main body, and at least 2. The method for forming a tantalum oxide film according to claim 1, wherein the method comprises one optical liquid level sensor.
【請求項3】 光学的液面センサが、投光用光ファイバ
ー及び受光用光ファイバーを併設し、両光ファイバーの
先端部前方に投光用光ファイバーから出射された光を受
光用光ファイバーへ入射させるための複数の内反射面を
有するプリズム部を設置した光検出プローブを用いたも
のである、請求項2記載の酸化タンタル膜の形成方法。
3. An optical liquid level sensor comprising a light projecting optical fiber and a light receiving optical fiber juxtaposed, wherein light emitted from the light projecting optical fiber is made to enter the light receiving optical fiber in front of the distal ends of the two optical fibers. 3. The method for forming a tantalum oxide film according to claim 2, wherein a light detection probe provided with a prism portion having an internal reflection surface is used.
【請求項4】 光検出プローブにおける投光用光ファイ
バー及び受光用光ファイバーの先端部が、前方に向かっ
て互いに拡開している、請求項3記載の酸化タンタル膜
の形成方法。
4. The method for forming a tantalum oxide film according to claim 3, wherein the tip ends of the light projecting optical fiber and the light receiving optical fiber of the light detection probe are widened forward.
【請求項5】 内部電解研磨ステンレス容器が、内部洗
浄可能な程度に広口の蓋部を備えてなる、請求項2〜4
のいずれか1項に記載の酸化タンタル膜の形成方法。
5. The internal electrolytic polishing stainless steel container is provided with a lid having a wide opening to enable internal cleaning.
The method for forming a tantalum oxide film according to any one of the above items.
【請求項6】 酸化タンタル膜を構成要素とする電子部
品の製造における、酸化タンタル膜の形成にあたり、請
求項1ないし5の何れか1項に記載の酸化タンタル膜の
形成方法を採用することを特徴とする電子部品の製造方
法。
6. A method of forming a tantalum oxide film according to claim 1, in forming an electronic component having the tantalum oxide film as a constituent element. Characteristic electronic component manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8020315B2 (en) * 2006-09-07 2011-09-20 Tokyo Electron Limited Substrate processing method, substrate processing apparatus, and program storage medium
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