发明名称 成膜装置及成膜方法
摘要 本发明乃为一种提供不会产生粒,可实施MOCVD法的成膜装置及成膜方法。乃属于由成膜室47、和混合气体生成用混合室43、和原料气体用气化室41、和设在成膜室上面的气体头部48所形成的成膜装置中,在气化室41和混合室43之间,以及在混合室43内的下流侧,配设粒子陷阱。并设置具备用来连接配设在混合室43内的下流侧的粒子陷阱46a、46b的一次侧和二次侧和间的阀V3的旁通管线50。使用该装置进行成膜时,以打开旁通管线50的阀V3的状态流入原料气体、反应气体、载气的气类后,关闭该阀或可变阀时,一边慢慢地关闭一边开始成膜。
申请公布号 TWI273642 申请公布日期 2007.02.11
申请号 TW092106991 申请日期 2003.03.27
申请人 爱发科股份有限公司 发明人 内田宽人;神保武人;增田健;沼雅彦;山田贵一;植松正纪;邹红罡;木村勋
分类号 H01L21/205(2006.01);B01D39/00(2006.01);B01D46/00(2006.01) 主分类号 H01L21/205(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种成膜装置,乃属于具备有:在内部设有载置基 板的载物台的真空室的成膜室、和连接在该成膜 室,与原料气体和反应气体一起混合的气体生成用 混合室、和该原料气体用气化室;面对该载物台在 该成膜室上面设有欲将混合气体导入成膜室内的 气体头部的成膜装置,其特征为: 在该气化室和该混合室之间以及该混合室内的各 个下流侧,配设可控制温度的粒子陷阱。 2.如申请专利范围第1项所记载的成膜装置,其中, 配设在该气化室和该混合室之间的粒子陷阱是由 惯性集尘式过滤网所形成,而配设在该混合室内的 下流侧的粒子陷阱是由多孔体过滤器所形成。 3.如申请专利范围第2项所记载的成膜装置,其中, 该惯性集尘式过滤网是由在同一方向开设多数个 具有约45度倾斜角度而导入气体的透孔的网目状 集尘网板所形成,该集尘式过滤网为积层复数片该 集尘网板的时候,是构成该互相邻接的网板的透孔 的倾斜角的方向为交互90度交叉的状态。 4.如申请专利范围第2项或第3项所记载的成膜装置 ,其中,构成该惯性集尘式过滤网的集尘网板是种 在其空间内填充由金属、陶瓷及石英中所选出的 填充物。 5.如申请专利范围第2项或第3项所记载的成膜装置 ,其中,该多孔体过滤器是种金属烧结过滤器。 6.如申请专利范围第1项至第3项的任一项所记载的 成膜装置,其中,该混合室系具有:具备有原料气体 导入管及反应气体导入管的搅拌室、和扩散经由 搅拌、混合该原料气体及反应气体所获得的混合 气体的扩散室,且该原料气体导入管及反应气体导 入管的各个气体导入口是互相向对而设置的,在该 搅拌室和该扩散室之间,以该扩散室容积比该搅拌 室容积大的方式设置隔板,在该隔板系在各个气体 导入口连成直线的垂直方向下侧的所定位置设有 一个气体吹出口,构成透过该气体吹出口,该混合 气体从该搅拌室往该扩散室一起扩散。 7.如申请专利范围第6项所记载的成膜装置,其中, 该隔板是种对该混合室的底部而言具有凸状的2次 曲线形状。 8.如申请专利范围第7项所记载的成膜装置,其中, 该气体吹出口是设置在相当于从该隔板周缘部分 至其底部垂直距离的1/2的位置上。 9.如申请专利范围第1项至第3项的任一项所记载的 成膜装置,其中,该载物台周围是以具有所定长度 的圆筒形状的套筒构件围住,排气是构成透过该套 筒构件和成膜室内壁面之间的间隙,不会在形成该 气体头部和载物台的第一空间内产生对流,构成从 该第一空间一起往该载物台下方的第二空间进行 排气,而且载物台的高度位置是设定在该第一空间 的容积比连接真空排气手段的该第二空间的容积 还要大的位置上。 10.如申请专利范围第9项所记载的成膜装置,其中, 将沿着该成膜室的内壁面将非活性气体均等地导 入成膜室内的气环设置在成膜室上面。 11.如申请专利范围第10项所记载的成膜装置,其中, 该套筒构件和成膜室内壁面之间的间隙是设定在 10mm以上,而且该套筒构件的高度尺寸是设定在70mm 以上。 12.如申请专利范围第1项至第3项的任一项所记载 的成膜装置,其中,设有具备用来连接配设在该混 合室内下流侧的粒子陷阱的一次侧和二次侧之间 的阀的旁通管线。 13.如申请专利范围第1项至第3项的任一项所记载 的成膜装置,其中,配设在该混合室内下流侧的粒 子陷阱为复数片的时候,设有具备用来连接最靠近 该成膜室的粒子陷阱的一次侧和二次侧之间,或是 最靠近该成膜室的粒子陷阱的二次侧和处于上流 的粒子陷阱的一次侧之间的阀的旁通管线。 14.如申请专利范围第12项所记载的成膜装置,其中, 该阀为可变阀。 15.一种成膜方法,乃属于使用申请专利范围第1项 至第14项的任一项所记载的成膜装置所进行的成 膜方法,其特征为: 对着该成膜室流入原料气体、反应气体、载气的 气体类而成膜时,将该气体类以打开连接配设在该 混合室内下流侧的粒子陷阱的一次侧和二次侧之 间的旁通管线的阀的状态而流入后,关闭该阀,开 始成膜。 16.如申请专利范围第15项所记载的成膜方法,其中, 该阀为可变式阀,以打开该可变式阀的状态而流入 后,一边慢慢的关闭该可变式阀一边开始成膜。 17.如申请专利范围第15项或第16项所记载的成膜方 法,其中,中断成膜工程时,以打开用来连接配设在 该混合室内下流侧的粒子陷阱的一次侧和二次侧 之间的旁通管线的阀的状态,并保持流入该原料气 体以外的气体类的状态,接着实施成膜工程时,流 入该原料气体而开始成膜。 18.如申请专利范围第1项至第3项的任一项所记载 的成膜装置,其中,该混合室系具有:具备有原料气 体导入管及反应气体导入管的搅拌室、和扩散经 由搅拌、混合该原料气体及反应气体所获得的混 合气体的扩散室,且该原料气体导入管及反应气体 导入管的各个气体导入口是互相向对而设置的,在 该搅拌室和该扩散室之间,以该扩散室容积比该搅 拌室容积大的方式设置隔板,在该隔板系在各个气 体导入口连成直线的垂直方向下侧的所定位置设 有一个气体吹出口,构成透过该气体吹出口,该混 合气体从该搅拌室往该扩散室一起扩散,该载物台 周围是以具有所定长度的圆筒形状的套筒构件围 住,排气是构成透过该套筒构件和成膜室内壁面之 间的间隙,不会在形成该气体头部和载物台的第一 空间内产生对流,构成从该第一空间一起往该载物 台下方的第二空间进行排气,而且载物台的高度位 置是设定在该第一空间的容积比连接真空排气手 段的该第二空间的容积还要大的位置上。 19.如申请专利范围第1项至第3项的任一项所记载 的成膜装置,其中,该载物台周围是以具有所定长 度的圆筒形状的套筒构件围住,排气是构成透过该 套筒构件和成膜室内壁面之间的间隙,不会在形成 该气体头部和载物台的第一空间内产生对流一构 成从该第一空间一起往该载物台下方的第二空间 进行排气,而且载物台的高度位置是设定在该第一 空间的容积比连接真空排气手段的该第二空间的 容积还要大的位置上,将沿着该成膜室的内壁面将 非活性气体均等地导入成膜室内的气环设置在成 膜室上面,又,设有具备用来连接配设在该混合室 内下流侧的粒子陷阱的一次侧和二次侧之间的阀 的旁通管线。 20.如申请专利范围第1项至第3项的任一项所记载 的成膜装置,其中,该载物台周围是以具有所定长 度的圆筒形状的套筒构件围住,排气是构成透过该 套筒构件和成膜室内壁面之间的间隙,不会在形成 该气体头部和载物台的第一空间内产生对流,构成 从该第一空间一起往该载物台下方的第二空间进 行排气,而且载物台的高度位置是设定在该第一空 间的容积比连接真空排气手段的该第二空间的容 积还要大的位置上,将沿着该成膜室的内壁面将非 活性气体均等地导入成膜室内的气环设置在成膜 室上面,又,配设在该混合室内下流侧的粒子陷阱 为复数片的时候,设有具备用来连接最靠近该成膜 室的粒子陷阱的一次侧和二次侧之间,或是最靠近 该成膜室的粒子陷阱的二次侧和处于上流的粒子 陷阱的一次侧之间的阀的旁通管线。 图式简单说明: 第1图是模式表示有关本发明的成膜装置之一实施 形态的构成例的概略构成图。 第2图是模式表示本发明所用的集尘式过滤网的构 成、配置之一例的图,(a)是模式表示其构成、配置 之一例的断面图,(b)是模式表示其构成、配置的另 一例的断面图。 第3图是模式表示本发明所用的板状金属烧结过滤 器的配置、构成的图,(a)是模式表示金属烧结过滤 器的配置、构成之一例的断面图,(b)是模式表示摺 式金属烧结过滤器的配置、构成之一例的断面图 。 第4图是模式表示有关本发明的成膜装置的另一实 施形态的构成例概略的构成图。 第5图是模式表示本发明的成膜装置所用的混合室 之一例的断面图。 第6图是模式表示于第5图所示的混合室的搅拌室 的内部构成的图,(a)是断面图,(b)是上面图。 第7图是模式表示有关本发明的成膜装置的更另一 实施形态的构成例概略的构成图。 第8图是针对第7图所示的装置,说明成膜室内的混 合气体的气流图,(a)是针对载物台和气体头部的间 隔很宽大的情形,(b)是针对载物台和气体头部的间 隔很窄的情形的成膜室的断面图。 第9图是表示实施例1所获得的100片连续成膜时的 粒子举动的座标图。 第10图是表示实施例2所获得的100片连续成膜时的 粒子举动的座标图。 第11图是表示实施例3所获得的100片连续成膜时的 粒子举动的座标图。 第12图是说明使手本发明及习知技术的成膜装置 所形成的薄膜的膜厚分布概略的图,(a)是本发明的 情形,(b)是习知技术情形的基板的上面图。 第13图是表示在第7图所示的成膜室中改变间隙r及 高度尺寸L而形成PZT膜时的膜厚分布的座标图。 第14图是表示在第7图所示的成膜室改变间隙r和高 度尺寸L而令PZT膜成模时的基板中央部的成膜速率 的座标图。 第15图是在第7图所示的成膜室改变来自气环的非 活性气体的流量并在基板上形成PZT膜时的膜厚分 布和成膜灰尘的关系的座标图。 第16图是表示在第7图所示的成膜室改变来自气环 的非活性气体的流量并导入成膜室内且在基板上 形成PZT膜时的组成分布和膜厚分布的座标图。
地址 日本