发明名称 混合器、薄膜制造装置及薄膜制造方法
摘要 一种混合器、薄膜制造装置及薄膜制造方法,是具有:二支气体导入管5、6分别将气体导入口5a、5b互相设成对向的搅拌室2、及混合气体的扩散室3,在搅拌室及扩散室之间,设置特定形状之间隔板4使扩散室容积大于搅拌室容积,在间隔板,是在连结二个气体导入口之直线的垂直方向下侧之预定位置设有一个喷气口7,可均匀地来混合重量不同之气体的简单构成之混合器1。间隔板,对于混合器之底部具有凸状的二次曲线形状。使用具备该混合器1之薄膜制造装置及在该混合器内混合成均匀的成膜气体来形成薄膜之薄膜制造方法。又,以简单的构造且低廉的成本可制作,并且,可抑制乱流、对流及热对流的产生可将混合气体的气流形成均匀的薄膜制造装置中,在真空反应室2内部设有载置基板的载物台53,对向于载物台53在真空反应室2上面之部配设气头57来导入成膜气体到真空反应室内。密接于载物台53的侧壁,设置具有预定长度之圆筒形状的套管构件61来包围其周围,介于该套管构件及构成反应室的内壁面之间的间隙,使排气在形成气头及载物台的第1空间内不会对流而从第1空间来各向排气,连接真空排气手段55之载物台下侧的第2空间之容积在比第1空间之容积更大的位置来设定载物台之高度位置。
申请公布号 TWI253479 申请公布日期 2006.04.21
申请号 TW091135080 申请日期 2002.12.03
申请人 爱发科股份有限公司 发明人 山田贵一;增田健;沼雅彦;植松正纪;邹红罡
分类号 C23C16/455;H01L21/31;B01J12/00 主分类号 C23C16/455
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 1.一种混合器,其特征为:构成具有:用来导入重量 不同之气体的二支气体导入管分别将气体导入口 互相地对向所设置的气体搅拌和混合用搅拌室、 及搅拌和混合使所获得之混合气体来扩散的扩散 室,并在该搅拌室及该扩散室之间,设有间隔板使 该扩散室之容积方面大于该搅拌室的容积,间隔板 ,在该分别连结气体导入口之直线的垂直方向下侧 的预定位置设有一个喷气口,通过该喷气口使该混 合气体从该搅拌室朝向该扩散室来扩散。 2.如申请专利范围第1项所述之混合器,其中前述间 隔板,对于混合器之底部具有凸状的2次曲线形状 。 3.如申请专利范围第2项所述之混合器,其中从前述 间隔板之周缘部分到其底部为止在相当于垂直距 离的1/2位置,设有喷气口。 4.如申请专利范围第1~3项中任何一项所述之混合 器,其中前述二支气体导入管,由原料气体导入管 及反应气体导入管所构成,前述混合气体是成膜气 体。 5.一种薄膜制造装置,其特征为:具有:用来导入重 量不同气体的原料气体导入管及反应气体导入管 将分别的气体导入口互相对向所设置的气体搅拌 和混合用搅拌室、及由搅拌和混合所获得之原料 气体及反应气体使所构成的成膜气体扩散的扩散 室,并在该搅拌室及该扩散室之间,具有:设有间隔 板使扩散室之容积方面大于搅拌室的容积,该间隔 板,在分别连结气体导入口之直线的垂直方向下侧 的预定位置设有一个喷气口,通过该喷气口使该混 合气体从该搅拌室朝向扩散室来扩散所构成的混 合器、及直接连结于该混合器之扩散室的真空反 应室。 6.如申请专利范围第5项所述之薄膜制造装置,其中 前述间隔板,对于混合器之底部具有凸状的2次曲 线形状。 7.如申请专利范围第6项所述之薄膜制造装置,其中 从前述间隔板之周缘部分到其底部为止在相当于 垂直距离的1/2位置,设有喷气口。 8.一种薄膜制造方法,其特征为:具有预定大小的中 空圆筒形状,使用用来间隔搅拌室、扩散室、及由 搅拌室和扩散室之间的间隔板所构成的混合器,在 该搅拌室之上方部分由用来导入互相配置成对向 的原料气体之气体导入口及用来导入反应气体之 气体导入口将原料气体及反应气体导入于搅拌室 内,在该搅拌室内藉由原料气体流动及反应气体流 动使分断且两气体流动沿着该间隔板之表面流动 来搅拌和混合原料气体及反应气体,将由该混合后 之原料气体及反应气体所构成的成膜气体通过设 于该间隔板之预定位置的喷气口圆滑地导入于该 扩散室内使扩散,这样一来将获得混合成均匀的成 膜气体,经由设于真空反应室之上部的气头朝向真 空反应室内导入,在真空中在载置于该真空反应室 内的成膜对象物上来形成薄膜。 9.一种薄膜制造装置,针对在内部具备设有载置基 板之载物台的圆筒形状之真空反应室,对向于该载 物台在该真空反应室上面之中央部,配设将原料气 体及反应气体之混合气体导入于真空反应室内之 气头的薄膜成形装置,其特征为:密接于载物台之 侧壁设置具有预定长度的圆筒形状之套管构件,通 过构成该套管构件及反应室的内壁面之间的间隙, 构成排气在形成气头及载物台上面之第1空间内不 会对流从该第1空间来排气,又,形成于该载物台之 下侧,连接于真空排气手段之第2空间的容积在比 第1空间之容积更大的位置可设定载物台之高度位 置。 10.如申请专利范围第9项所述之薄膜制造装置,其 中沿着前述真空反应室之内壁面将惰性气体用来 均等地导入于室内的气环设于其空反应室之上面 。 11.如申请专利范围第10项所述之薄膜制造装置,其 中供给于前述气环之惰性气体的温度形成自由变 更,设有温度调节手段。 12.如申请专利范围第9~11项中任何一项所述之薄膜 制造装置,其中将前述载物台,在真空反应室上方 之成膜位置及真空反应室下方之基板搬运位置之 间形成为自由昇降,朝向真空反应室内部将基板搬 运口,设于比成膜位置更下侧。 13.如申请专利范围第9~11项中任何一项所述之薄膜 制造装置,其中前述混合气体的温度形成自由变更 ,设置温度调节手段。 14.如申请专利范围第9~11项中任何一项所述之薄膜 制造装置,其中前述套管构件及构成反应室的内壁 面之间的间隙设定在10mm以上。 15.如申请专利范围第9~11项中任何一项所述之薄膜 制造装置,其中将前述套管构件的高度尺寸设定在 70mm以上。 16.如申请专利范围第9~11项中任何一项所述之薄膜 制造装置,其中构成配设于前述真空反应室上面之 中央部的气头直接连结于申请专利范围第1~4项中 任何一项所述之混合器的扩散室,以该混合器所获 得之混合气体通过该气头导入于该真空反应室内 。 17.一种薄膜制造方法,其特征为:在内部在设置载 置基板之载物台的圆筒形状之真空反应室内,通过 设于该反应室上面之中央部的气头,以混合器一边 导入所获得之原料气体及反应气体的混合气体,一 边从设于该反应器上面之气环沿着反应室之内周 面均等地来导入惰性气体,并通过密接于载物台之 侧壁所设置具有预定长度的圆筒形状之套管构件 及构成该反应室的内壁面之间的间隙,在形成该气 头及该载物台上面的第1空间内不使排气对流,从 该第1空间朝向形成于载物台下侧的第2空间来流 动排气,接着排气到该真空反应室外,将成膜时之 该载物台的高度使连接于真空手段之该第2空间的 容积设定在比该第1空间之容积更大的位置,藉由 该导入后之原料气体及反应气体的反应在基板上 来形成薄膜。 18.如申请专利范围第17项所述之薄膜制造方法,其 中具有预定大小的中空圆筒形状,使用用来间隔搅 拌室、扩散室、及由搅拌室和扩散室之间的间隔 板所构成之混合器,在该搅拌室之上方部分由用来 导入互相配置成对向的原料气体之气体导入口及 用来导入反应气体之气体导入口将原料气体及反 应气体导入于搅拌室内,在该搅拌室内藉由原料气 体流动及反应气体流动使分断且两气体流动沿着 间隔板之表面流动来搅拌和混合原料气体及反应 气体,将由该混合后之原料气体及反应气体所构成 的成膜气体通过设于该间隔板之预定位置的喷气 口圆滑地导入于该扩散室内使扩散,这样一来将获 得之混合成均匀的成膜气体,通过设于真空反应室 上面之中央部的气头朝向真空反应室内导入,在真 空中,在载置于设在该真空反应室内的载物台之基 板上来形成薄膜。 19.如申请专利范围第17或18项所述之薄膜制造方法 ,其中从前述气环将导入于真空反应室之惰性气体 的流量设定于700~1500sccm范围内。 20.如申请专利范围第17或18项所述之薄膜制造方法 ,其中从前述气环将导入于真空反应室之惰性气体 的流量,形成PZT膜的情况是设定于1000~1500sccm范围, 又,形成BST膜的情况是设定于700~1200sccm范围。 图式简单说明: 第1图是显示有关本发明一实施形态之混合器的内 部构成模式的剖面图。 第2图(A)是显示有关本发明一实施形态之混合器的 搅拌室内部构成模式的剖面图。 第2图(B)是显示第2图(A)所示搅拌室之内部构成模 式的上视图。 第3图是显示有关本发明一实施形态之第一薄膜制 造装置的概略构成图。 第4图(A)是显示在实施例1形成之薄膜的膜厚分布 之概略模式图。 第4图(B)是显示在比较例1形成之薄膜的膜厚分布 之概略模式图。 第5图是显示有关本发明另外实施形态之第二薄膜 制造装置的概略构成图。 第6图(A)是第5图所示真空反应室之上部的平面图 。 第6图(B)是第5图所示载物台周边的剖面图。 第7图(A)及(B)是第5图所示装置中用来说明在真空 反应室内当载物台位置变化时之混合气体的气体 流动图。 第8图是显示本发明第二薄膜制造装置中变更间隙 尺寸及高度尺寸当成膜PZT膜时之膜厚分布曲线图 。 第9图是显示本发明第二薄膜制造装置中变更间隙 尺寸及高度尺寸当成膜PZT膜时之基板中央部的成 膜率曲线图。 第10图是显示本发明第二薄膜制造装置中通过气 环将惰性气体N2在0~4000sccm之流量范围一边变更一 边在8寸电极基板上当形成PZT膜时的膜厚分布及成 膜灰尘之关系曲线图。 第11图是显示有关本发明第二薄膜制造装置中从 气环将惰性气体N2在0~400sccm之流量范围一边变更 一边导入于真空反应室内在8寸电极基板上当形成 PZT膜时的组成分布及膜厚分布之曲线图。
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