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成膜裝置及成膜方法

文檔序號(hào):3245056閱讀:170來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:成膜裝置及成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及成膜裝置及成膜方法,尤其涉及使用化學(xué)氣相生長(zhǎng)法的成膜裝置及成膜方法。
背景技術(shù)
在這種成膜裝置里,例如有這樣的裝置,如專利文獻(xiàn)1 (日本專利特開(kāi)2004-197135 號(hào)公報(bào))所示,在成膜室的上部設(shè)有一個(gè)噴射液體原料的噴射閥(injector),將液體原料 直接噴霧到成膜室內(nèi),在基板上成膜。這時(shí),從噴射閥噴射的液體原料經(jīng)減壓沸騰而汽化。
然而,為了使用一個(gè)噴射閥就能使液體原料噴遍整個(gè)基板,則有必要充分留出噴射閥 與基板之間的距離。這樣的話,噴射閥與基板之間的距離隨著要處理的基板的大小(處理 面積)而變大,為了應(yīng)付在大面積的基板上成膜,則需要增大成膜室,則存在費(fèi)用方面的 問(wèn)題即裝置成本增大及需要確保裝置空間等、和裝置性能方面的問(wèn)題即成膜室內(nèi)的抽吸真 空時(shí)間的增加及氣體置換時(shí)間的增加等。
又例如如專利文獻(xiàn)2 (日本專利特開(kāi)2004-111506號(hào)公報(bào))所示,為了控制使得氣體 濃度在處理面積上均勻分布,將淋浴噴頭狀的隔板(具有許多孔的隔板)設(shè)置在基板的上 方,從淋浴噴孔供給原料氣體。
然而,還存在如下問(wèn)題由于淋浴噴孔的孔堵塞或在隔板上形成膜等,而妨礙向基板 供給穩(wěn)定的濃度均一的原料氣體及在基板上成膜。
進(jìn)一步還存在如下問(wèn)題在間歇性地進(jìn)行液體原料的供給的場(chǎng)合,每單位時(shí)間的汽化
量變少、成膜的生產(chǎn)效率惡化。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明是為了一舉解決上述問(wèn)題而作的,以能夠?qū)崿F(xiàn)成膜室的小型化,進(jìn)而實(shí) 現(xiàn)成膜裝置的小型化,使成膜的膜厚分布良好,汽化量多而提高成膜的生產(chǎn)效率為主的所 期望的課題。
也就是,本發(fā)明的成膜裝置,使液體原料汽化后堆積在基板上而成膜,其特征在于, 具有在內(nèi)部保持基板的成膜室,以及多個(gè)噴射閥,所述多個(gè)噴射閥配置在所述成膜室的 不同位置,將同一液體原料直接噴射到所述成膜室內(nèi),通過(guò)使其減壓沸騰將液體原料汽化 供給。
換言之,多個(gè)噴射閥將同一液體原料直接噴射到所述成膜室內(nèi),將該液體原料減壓沸 騰噴霧汽化后,向基板上供給。另外,所謂的"減壓沸騰噴霧汽化方式"是一種在減壓至 液體的飽和蒸汽壓以下的壓力場(chǎng)中噴射液體,使其急劇沸騰而汽化的方式。由于是絕熱膨 脹引起的汽化,所以不需要高溫,因此,能夠抑制液體原料的熱分解等,能夠使各種各樣 的液體原料汽化。因此,由于不需要保持高溫的汽化器和配管,所以能夠?qū)⒊赡ぱb置設(shè)計(jì) 成小型,可實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
采用這樣的裝置,即使比如是大面積的基板,也能夠縮小噴射閥與基板之間的距離, 所以能夠使成膜室小型化,進(jìn)而能使成膜裝置小型化。又因?yàn)閷⒍鄠€(gè)噴射閥配置于不同的 位置,所以可以使氣體濃度均一,使成膜的膜厚分布良好。同時(shí),因?yàn)槟軌蛟龆嗥牧浚?所以能夠提高成膜的生產(chǎn)效率。
作為用來(lái)使基板上的膜厚分布均一的具體的配置構(gòu)成,將所述多個(gè)噴射閥最好設(shè)置成 相對(duì)于保持在所述成膜室的規(guī)定位置的基板的中心軸大致對(duì)稱。
具體來(lái)說(shuō),考慮分別將所述多個(gè)噴射閥設(shè)置成相互之間等間隔。
為了能夠進(jìn)行堆積在基板上的薄膜中的原子或分子的遷移和反應(yīng)副產(chǎn)物的充分蒸發(fā), 生成致密且雜質(zhì)少的高品質(zhì)的薄膜,最好具備使所述的噴射閥周期性地開(kāi)閉,向所述成膜 室內(nèi)間歇性地供給所述液體原料的控制裝置。這樣的話,能夠不浪費(fèi)地有效利用液體原料。
在這里,若同時(shí)開(kāi)閉多個(gè)噴射閥, 一次供給的噴霧量就多,使已被調(diào)壓的成膜室內(nèi)的 壓力大幅上升或真空度大幅下降,則難以使噴射的液體原料完全汽化。為了防止以上的情 況,需要增大調(diào)整成膜室內(nèi)的壓力的調(diào)壓泵的容量來(lái)保持一定的變動(dòng)壓力。為了適當(dāng)?shù)亟?決上述問(wèn)題,所述控制裝置最好能夠使所述噴射閥的開(kāi)閉時(shí)刻分別不同,分別依次進(jìn)行所 述噴射閥的開(kāi)閉。
本發(fā)明的成膜方法,其特征在于,在內(nèi)部保持基板的成膜室內(nèi),通過(guò)配置在不同位置 的多個(gè)噴射閥來(lái)直接噴射同一液體原料,通過(guò)使其減壓沸騰而使所述液體原料汽化,堆積 在所述基板上而成膜。
采用上述這樣的方法,因?yàn)閷⒍鄠€(gè)噴射閥配置在不同位置來(lái)噴射液體原料,使其減壓 沸騰噴霧汽化,所以即使是大面積基板,也能夠縮小噴射閥與基板之間的距離,同時(shí)因?yàn)?br> 能夠使汽化的量變多,從而能夠使氣體濃度均一,提高成膜的生產(chǎn)效率。又能夠使成膜的 膜厚分布良好。并且能夠使實(shí)現(xiàn)這種成膜方法的成膜室小型化,進(jìn)而使裝置自身小型化。
采用本發(fā)明,即使是大面積基板,因能縮小噴射閥與基板之間的距離,所以也能使成 膜室小型化,進(jìn)而能使成膜裝置小型化。又因?yàn)閷⒍鄠€(gè)噴射閥配置于不同的位置,所以能 夠使成膜的膜厚分布良好。并且,因能使同時(shí)汽化的量變多,所以能夠提高成膜的生產(chǎn)效 率。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的成膜裝置的概略構(gòu)成圖2是表示從噴射閥噴射的液體原料的狀態(tài)變化的圖3是同實(shí)施形態(tài)的噴射閥的剖視圖4是表示同實(shí)施形態(tài)的控制裝置的功能構(gòu)成的圖5是表示同實(shí)施形態(tài)的噴射閥的控制方法的圖6是表示同實(shí)施形態(tài)的成膜裝置的動(dòng)作流程圖7是表示本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的成膜裝置的噴射閥的控制方法的圖8是表示其它變形實(shí)施形態(tài)的噴射閥的配置;
圖9是表示其它變形實(shí)施形態(tài)的噴射閥的配置;
圖IO是表示其它變形實(shí)施形態(tài)的噴射閥的配置;
圖11是表示其它變形實(shí)施形態(tài)的噴射閥的控制方法。
具體實(shí)施例方式
第1實(shí)施形態(tài)
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示,本實(shí)施形態(tài)的成膜裝置1是用于在作為加工對(duì)象的基板W上形成二氧化
硅(Si02)膜的成膜裝置,其通過(guò)使液體原料汽化,使薄膜堆積在基板w上而成膜。
裝置的具體結(jié)構(gòu)包括將基板W保持在內(nèi)部的成膜室2、將液體原料直接噴射到成膜室 2內(nèi)的多個(gè)噴射閥3 (301、 302、 303)、向噴射閥3供給液體原料的原料供給管4。另外, 在下面區(qū)分說(shuō)明各噴射閥3時(shí),主要記作噴射閥301、噴射閥302和噴射閥303。
本實(shí)施形態(tài)的液體原料是四乙氧基硅烷(TEOS: (SiO(C2H5)4)),其被保存在例如不銹鋼 的原料容器5中。并且,通過(guò)從該容器5上部壓入加壓N2氣體,經(jīng)過(guò)原料供給管4,壓送
至多個(gè)噴射閥3,通過(guò)該噴射閥3被供給到成膜室2內(nèi)部。并且,在液體原料從噴射閥3 噴射到成膜室2內(nèi)的同時(shí),產(chǎn)生減壓沸騰噴霧汽化現(xiàn)象,汽化后充滿成膜室2內(nèi)。
在這里,參照?qǐng)D2,對(duì)噴射閥3噴射的液體原料的變化進(jìn)行說(shuō)明。噴射閥3噴射的液 體原料在噴射口附近還是液體(霧)的狀態(tài)(圖2的區(qū)域(a))。接著,該霧緩緩地進(jìn)行減 壓沸騰而汽化(圖2的區(qū)域(b))。可是,在該區(qū)域(b)中,對(duì)預(yù)計(jì)處理面積汽化了的原 料氣體的擴(kuò)散還不充分,濃度分布不均勻。然后,在比領(lǐng)域(b)還靠近基板W側(cè)的位置, 原料氣體擴(kuò)散,氣體濃度分布變得均勻(圖2的區(qū)域(c))。為了在基板W上進(jìn)行均勻的 成膜,設(shè)置成使基板W位于氣體濃度均勻分布的區(qū)域(c)。例如,若要用一個(gè)噴射閥3 對(duì)大面積的基板W進(jìn)行覆蓋的話,則需要在噴射閥3和基板W之間留出很寬的距離,但 在本實(shí)施形態(tài)中,多個(gè)噴射閥3各自的區(qū)域(c)部分重合,雖然一個(gè)噴射閥3覆蓋的部分 只是基板W的一部分,但將所有的噴射閥3所覆蓋的部分加在一起的話,就可以對(duì)整個(gè)基 板W進(jìn)行覆蓋。
成膜室2通過(guò)保持機(jī)構(gòu)將作為加工對(duì)象的基板W保持在內(nèi)部,還具有加熱基板W的 基板加熱器21。另外,在本實(shí)施形態(tài)中,基板加熱器21兼作保持機(jī)構(gòu)。
成膜室2,通過(guò)用于調(diào)節(jié)成膜室2內(nèi)的壓力的調(diào)壓閥6安裝有真空泵7,并安裝有用 于測(cè)定成膜室內(nèi)的壓力的壓力計(jì)。通過(guò)該真空泵7將該室內(nèi)的壓力控制在約130Pa。也配 設(shè)有用于供給使二氧化硅(Si02)膜充分氧化的氧氣(02)的氧氣供給管(未圖示)。該氧 氣供給管通過(guò)未圖示的質(zhì)量流量調(diào)節(jié)器(MFC)控制氧氣(02)的供給流量。
噴射閥3通過(guò)將液體原料直接噴射到成膜室2內(nèi),使該液體原料減壓沸騰而汽化。這 樣,多個(gè)噴射閥3與基板W的成膜對(duì)象面相對(duì)地設(shè)置在成膜室2的上部。其配置方法如下 在保持在成膜室2內(nèi)的基板W的中心軸上設(shè)置噴射閥302,將剩余的2個(gè)噴射閥301及303 以圍著該噴射閥302對(duì)稱的狀態(tài)設(shè)置在同心圓上(在本實(shí)施形態(tài)中,相對(duì)于中心軸左右對(duì) 稱)。通過(guò)控制裝置IO,分別控制這些噴射閥301、 302、 303的開(kāi)閉。
如圖3所示,噴射閥3包括本體部31、內(nèi)藏于該本體部31的電磁線圈32以及通過(guò)該 電磁線圈32的電磁感應(yīng)使噴射口31A開(kāi)閉的閥體33,由控制裝置10控制。這樣,用加熱 器9將本體部31的噴射口 31A的附近加熱到例如大約數(shù)十度(比室溫稍微高的溫度)。另 外,圖3表示的是噴射口 31A關(guān)閉的狀態(tài)。
閥體33位于本體部31的內(nèi)部空間31B內(nèi),由彈簧34向噴射口 31A側(cè)施力,塞住噴 射口 31A,其頂端部33A形成有傘狀的凸緣331和環(huán)狀溝332。
像這樣使用電磁閥作為噴射閥3,因此容易對(duì)噴射的液體原料的流量等進(jìn)行高速響應(yīng)
且正確地控制。
控制裝置10使噴射閥周期性地開(kāi)閉,從而間歇性地將液體原料供給到成膜室2內(nèi)。 該機(jī)器的構(gòu)成是具有CPU、內(nèi)部存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、 AD變換器等的通用或?qū)S糜?jì)算 機(jī),如圖4所示,依據(jù)存儲(chǔ)于所述內(nèi)部存儲(chǔ)器的規(guī)定區(qū)域的程序,通過(guò)CPU和其外圍機(jī)器 進(jìn)行工作,作為成膜條件控制部101及噴射閥控制部102發(fā)揮作用。
成膜條件控制部101接受來(lái)自壓力計(jì)8的壓力信號(hào),輸出閥控制信號(hào)到調(diào)壓閥6來(lái)控 制調(diào)壓閥6以使成膜室2的壓力保持為一定壓力,并且輸出泵控制信號(hào)到真空泵7來(lái)控制 真空泵7。
噴射閥控制部102對(duì)各噴射閥301、 302、 303進(jìn)行分別控制,具體來(lái)說(shuō),通過(guò)驅(qū)動(dòng)構(gòu) 成噴射閥3的電磁線圈32,控制噴射口 31A只在后述供給時(shí)間開(kāi)放。
參照?qǐng)D5對(duì)噴射閥3的具體控制方法進(jìn)行說(shuō)明。另外,在圖5中,"噴射閥A"為噴射 閥301,"噴射閥B"為噴射閥302,"噴射閥C"為噴射閥303。
噴射閥控制部102分別控制噴射閥301、 302、 303在向成膜室2供給液體原料的供給 時(shí)間(開(kāi)時(shí)間)與不向所述成膜室2內(nèi)供給液體原料的時(shí)間的供給停止時(shí)間(閉時(shí)間)之 間周期性地反復(fù)進(jìn)行。這時(shí),各噴射闊301、 302、 303的開(kāi)閉動(dòng)作同步進(jìn)行。供給停止時(shí) 間大約為供給時(shí)間的50倍以上,在本實(shí)施形態(tài)中,將供給時(shí)間定為10(ms),供給停止時(shí) 間定為990 (ms)。
在這里,供給時(shí)間根據(jù)諸如基板W的成膜對(duì)象面積、成膜室2的壓力、溫度、體積或 液體原料等設(shè)定。而供給停止時(shí)間設(shè)定為與在供給時(shí)間向成膜室2內(nèi)供給的堆積在基板W 上的液體原料的原子或分子進(jìn)行遷移所需的遷移時(shí)間在基板W上所生成的反應(yīng)副產(chǎn)物蒸 發(fā)所需的蒸發(fā)時(shí)間相同或比其時(shí)間長(zhǎng)。
在下面參照?qǐng)D6對(duì)這樣構(gòu)成的成膜裝置1的工作及成膜方法,進(jìn)行說(shuō)明。
首先,采用12英寸的Si基板作為基板W,設(shè)置在成膜室2內(nèi)的基板加熱器21上, 這時(shí)基板加熱器21設(shè)定成使基板表面為65(TC。另外,采用TEOS(四乙氧基硅烷Si(OC2H5) 4)作為液體原料,填充到原料容器5內(nèi)。壓送用的加壓氣體采用氮?dú)?N2),加壓成大約 0.4MPa。在成膜裝置1的工作過(guò)程中,成膜室2內(nèi)的壓力大約控制在130Pa。
然后,根據(jù)諸如基板W的成膜對(duì)象面積、成膜室2的壓力、溫度、體積或液體原料等 設(shè)定供給時(shí)間(步驟S1)。在本實(shí)施形態(tài)中,基板W的大小是12英寸,將供給時(shí)間設(shè)定 為約10(ms),供給停止時(shí)間設(shè)定為990 (ms)。
接著,算出在供給時(shí)間向成膜室2內(nèi)供給的堆積在基板W上的液體原料的原子或分子
進(jìn)行遷移所需的遷移時(shí)間、及在基板W上所生成的反應(yīng)副產(chǎn)物蒸發(fā)所需的蒸發(fā)時(shí)間(步驟 S2)。
然后,將與該遷移、蒸發(fā)時(shí)間相同或比其長(zhǎng)的時(shí)間設(shè)定為供給停止時(shí)間(步驟S3)。 然后,將供給時(shí)間、供給停止時(shí)間輸入控制裝置10中,控制裝置10將根據(jù)該時(shí)間控 制電磁線圈32,間歇性地將液體原料供給到成膜室2內(nèi)(步驟S4)。據(jù)此,作為液體原料 的TEOS在成膜室內(nèi)通過(guò)減壓沸騰噴霧而汽化,在基板表面上通過(guò)熱分解反應(yīng)而生長(zhǎng)為 Si02膜。若成膜完成則停止成膜裝置1的工作,若未完成則繼續(xù)進(jìn)行成膜(步驟S5)。各 噴射閥301、 302、 303的開(kāi)閉的反復(fù)次數(shù)約為500次,可以形成膜厚約為100nm的Si02 膜。
采用這樣構(gòu)成的成膜裝置,即使是大面積基板W,也可以縮小噴射閥3與基板W之 間的距離,因此可以使成膜室2小型化,進(jìn)而使成膜裝置l小型化。因此,可以解決用一 個(gè)噴射閥3在大面積基板W上成膜時(shí)所產(chǎn)生的成膜室2的擴(kuò)大所帶來(lái)的裝置成本的增大及 裝置空間的確保所需的費(fèi)用方面的問(wèn)題、以及成膜室2內(nèi)的抽真空時(shí)間的增加及氣體置換 時(shí)間的增加等裝置性能方面的問(wèn)題。因?yàn)槎鄠€(gè)噴射閥3配置在不同的位置,所以可以使成 膜的膜厚分布良好。并且可以同時(shí)使汽化的量變多,因此可以提高成膜的生產(chǎn)效率。
第2實(shí)施例
接著,參照附圖對(duì)本發(fā)明的成膜裝置的第2實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
象所述第1實(shí)施形態(tài)那樣同時(shí)開(kāi)閉多個(gè)噴射閥3的場(chǎng)合, 一次供給的噴霧量變多。這 樣的話,成膜室2內(nèi)的壓力變動(dòng)加大,為了使液體原料完全汽化,則需要增大真空泵7的 容量,使成膜室2內(nèi)的壓力保持一定。
因此,本實(shí)施形態(tài)的成膜裝置1的噴射閥3的控制方法與所述第1實(shí)施形態(tài)的不同。 也就是,在本實(shí)施形態(tài)的成膜裝置l中,控制裝置10使各個(gè)噴射閥3的開(kāi)閉的時(shí)刻不同, 對(duì)噴射閥3分別輪流進(jìn)行關(guān)閉。
具體的噴射閥3的控制方法如圖7所示。另外,在圖7中,"噴射閥A"為噴射閥302, "噴射閥B"為噴射閥301,"噴射閥C"為噴射閥303。
各噴射閥301、 302、 303的供給時(shí)間以及供給停止時(shí)間是相同的時(shí)間。并且,使噴射 閥301的開(kāi)閉動(dòng)作比噴射閥302的開(kāi)閉動(dòng)作晚一定時(shí)間,使噴射閥303的開(kāi)閉動(dòng)作比噴射 閥301的開(kāi)閉動(dòng)作晚一定時(shí)間。
具體來(lái)說(shuō),各噴射閥301、 302、 303的供給時(shí)間為10 (ms),停止供給時(shí)間為9卯ms。 并且使噴射閥301的開(kāi)閉動(dòng)作比噴射閥302的開(kāi)閉動(dòng)作大約晚320 (ms),噴射閥303的開(kāi) 閉動(dòng)作比噴射閥301的開(kāi)閉動(dòng)作大約晚320 (ms)。也就是,噴射閥302 (噴射閥A)—噴 射閥301 (噴射閥B)—噴射閥303 (噴射閥C)—噴射閥302 (噴射閥A)—...以及各噴 射閥301、 302、 303輪流進(jìn)行其開(kāi)閉動(dòng)作,并且控制成使各噴射閥301、 302、 303的開(kāi)閉 動(dòng)作的開(kāi)始時(shí)期錯(cuò)開(kāi)且周期相等。這樣,以大約1000msec的周期、反復(fù)進(jìn)行目標(biāo)次數(shù)大 約500次,可以形成約100nm的Si02膜。
這時(shí),不區(qū)分噴射閥301、 302、 303,只著眼于向成膜室2內(nèi)供給的時(shí)間,供給時(shí)間 為10 (ms),供給停止時(shí)間約為320 (ms),開(kāi)閉動(dòng)作1周期約為330 (ms)。另一方面, 只著眼于其中任一個(gè)噴射閥(例如噴射閥302),其噴射閥302以供給時(shí)間10 (ms),停止 供給時(shí)間990 (ms)進(jìn)行1周期的開(kāi)閉動(dòng)作。
在這里,在用一個(gè)噴射閥3以3.3Hz (1次約330msec)供給的場(chǎng)合和輪流使用3個(gè)噴 射閥301、 302、 303,以約330msec間隔供給的場(chǎng)合中,液體原料的汽化效率是不同的。
在使用一個(gè)噴射閥3的場(chǎng)合,開(kāi)閉頻率約為3.3Hz,因?yàn)槊總€(gè)的反復(fù)開(kāi)閉的頻率大(開(kāi) 閉間隔短),所以由汽化引起的汽化熱被噴射閥3附近吸收,汽化效率漸漸惡化。
并且,堆積的薄膜中的原子或分子不進(jìn)行遷移和反應(yīng)副產(chǎn)物不進(jìn)行充分地蒸發(fā),因此 難以生成致密且雜質(zhì)少的高品質(zhì)的薄膜。
另一方面,采用多個(gè)噴射闊301、 302、 303的場(chǎng)合,各噴射閥301、 302、 303的開(kāi)閉 頻率約為lHz,因此能夠恢復(fù)液體原料的汽化所吸收的汽化熱,能夠防止汽化效率降低。
并且,堆積的薄膜中的原子或分子進(jìn)行遷移和反應(yīng)副產(chǎn)物進(jìn)行充分地蒸發(fā),因此能夠 生成致密且雜質(zhì)少的高品質(zhì)的薄膜。
采用如上述構(gòu)成的本實(shí)施形態(tài)的成膜裝置,向成膜室2內(nèi)的一次供給量與采用一個(gè)噴 射閥3時(shí)是一樣的,因?yàn)榭梢允钩赡な?內(nèi)的壓力變動(dòng)變小,所以無(wú)須排氣量大的真空泵。 并且壓力調(diào)節(jié)也變得容易。又因?yàn)橐?Hz來(lái)進(jìn)行各噴射閥301、 302、 303的開(kāi)閉,所以能 夠使與噴射閥附近的液體原料的汽化熱相關(guān)的的溫度減少變小,能夠維持汽化效率。
另外,本發(fā)明不局限于上述實(shí)施形態(tài)。
例如,噴射閥的數(shù)量不局限于3個(gè),也可以是2個(gè)或4個(gè)以上。這時(shí)與氣體濃度分布 相應(yīng)地來(lái)進(jìn)行噴射閥的配置,尤其在圓形基板上成膜的場(chǎng)合需要對(duì)稱配置。例如,如圖8、 9所示的使用5個(gè)噴射閥的場(chǎng)合的配置例。這時(shí),將一個(gè)噴射闊3設(shè)置在規(guī)定位置上所配 置的圓形基板W的中心軸上,將剩余的4個(gè)噴射閥3相對(duì)于設(shè)置在其中心軸上的噴射閥3 等間隔地配置在同心圓上。這時(shí),也可以將噴射閥3配置成與圓形基板W平行(參照?qǐng)D8), 也可以配置成立體的。各噴射闊3的開(kāi)閉時(shí)刻,可以與所述第1實(shí)施形態(tài)一樣5個(gè)同時(shí)開(kāi)
閉而5處同時(shí)供給液體原料,也可以與所述第2實(shí)施形態(tài)一樣錯(cuò)開(kāi)開(kāi)閉時(shí)刻而有時(shí)間差地 供給。
在所述各實(shí)施形態(tài)中,噴射閥3相對(duì)于基板W的中心軸是對(duì)稱的,除此之外,還可以 考慮如圖IO所示那樣將各噴射閥3之間的距離設(shè)成相等的。這樣的話,能夠使一層的膜 厚均勻。另外,在圖10中,噴射閥3是7個(gè),但不限定成7個(gè),幾個(gè)都可以。
在所述第2實(shí)施形態(tài)中,噴射閥301、 302、 303的開(kāi)閉動(dòng)作的順序是噴射閥302 (噴 射閥A)—噴射閥301 (噴射閥B)—噴射閥303 (噴射閥C)—噴射閥302 (噴射閥A) —...,但除此之外,噴射閥301 (噴射閩B)—噴射閥302 (噴射閥A)—噴射閥303 (噴 射閥C)—噴射闊301 (噴射閥B)也可以。
除此之外,也可以是設(shè)置成使各噴射閥各連續(xù)2次輪流開(kāi)閉。這時(shí),考慮汽化效率來(lái) 設(shè)定連續(xù)開(kāi)閉次數(shù)。例如是噴射閥A—噴射閥A—噴射閥B—噴射閥B—噴射閥C—噴射 閥C—噴射閥A—噴射閥A—...等。
又,在上述各實(shí)施形態(tài),也可以設(shè)置調(diào)節(jié)成膜室內(nèi)的溫度的加熱器等的調(diào)溫機(jī)構(gòu)。更 理想的是,也可以設(shè)置調(diào)節(jié)噴射閥的噴射口附近的區(qū)域的溫度的噴射口附近調(diào)溫機(jī)構(gòu)。這 是為了防止由于噴射液體原料,液體原料的汽化吸收汽化熱而使噴射口附近的溫度降低, 汽化效率就降低。作為噴射口附近調(diào)溫機(jī)構(gòu),可以考慮例如照射紅外線的燈、加熱器或等 離子體等。
另外,在所述第1實(shí)施形態(tài)中,供給時(shí)間設(shè)定為10(ms),供給停止時(shí)間設(shè)定為990ms。 但將供給停止時(shí)間設(shè)定為與遷移、蒸發(fā)時(shí)間相同或比其長(zhǎng)即可。
另外,在向成膜室2內(nèi)供給液體原料的供給時(shí)間內(nèi),也可通過(guò)在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)多 次開(kāi)閉噴射閥3,向成膜室2內(nèi)供給液體原料。
而且,從使膜厚均勻的觀點(diǎn)出發(fā),可以設(shè)置由使基板在成膜過(guò)程中以一定速度自轉(zhuǎn)及 /或公轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成的基板轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這樣的話,能夠消除成膜的不均勻,進(jìn)一步使膜 厚分布均勻。
例如,在如圖8或圖9所示那樣配置噴射閥的場(chǎng)合,基板大的時(shí)候,有時(shí)圖2所示的 區(qū)域(c)不能覆蓋整個(gè)基板。這時(shí)使基板轉(zhuǎn)動(dòng)是有效的。只是在這種場(chǎng)合,噴射到基板上 的液體原料的量,基板中心變多。因此,如圖11所示,通過(guò)進(jìn)行使外周部的噴射閥的供給 時(shí)間比中心的噴射閥的供給時(shí)間長(zhǎng)等的調(diào)節(jié),能夠更加提高膜厚的均勻性。另外,在圖ll 中,中心的噴射閥的供給時(shí)間為10ms,周邊部的噴射閥的供給時(shí)間為15ms,但不僅限于 此。除此之外改變中心的噴射閥和外周部的噴射閥的噴射時(shí)刻來(lái)進(jìn)行噴射也可以,使外周 部的噴射閥各自的噴射時(shí)刻不同也可以,分別調(diào)節(jié)外周部的噴射閥的供給時(shí)間而使其不同 也可以。
另外,當(dāng)間歇性地供給時(shí),也可以隨著堆積于基板上的原子或分子增加而漸漸延長(zhǎng)停 止供給時(shí)間,以確?;迳系脑踊蚍肿映浞诌w移以及反應(yīng)副產(chǎn)物充分蒸發(fā)的時(shí)間。
所述實(shí)施形態(tài)的噴射閥使用了電磁線圈,但也可以用其他的壓電晶片(tf工、/)等的 壓電元件等構(gòu)成。
例如在采用3個(gè)噴射閥的場(chǎng)合,可以將它們的配置位置設(shè)置成正三角形。另外,這種 場(chǎng)合,相對(duì)于配置在規(guī)定位置的基板的中心軸為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
在所述各實(shí)施形態(tài)中,將噴射闊設(shè)置在成膜室的上部與基板相對(duì),除此之外設(shè)置在成 膜室的下部也可以。也可以將噴射閥設(shè)置在成膜室的側(cè)面。
另外,也可以適當(dāng)?shù)貙?duì)所述的各實(shí)施形態(tài)及變形實(shí)施形態(tài)的一部分或全部進(jìn)行組合, 本發(fā)明不局限于所述的各實(shí)施形態(tài),不言而喻,在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行種種變化。 符號(hào)說(shuō)明
1- 成膜裝置 W-基板
2- 成膜室
3- 噴射閥 10-控制裝置。
權(quán)利要求
1.一種成膜裝置,使液體原料汽化后堆積在基板上而成膜,其特征在于,具有在內(nèi)部保持基板的成膜室,以及多個(gè)噴射閥,所述多個(gè)噴射閥配置在所述成膜室的不同位置,將同一液體原料直接噴射到所述成膜室內(nèi),通過(guò)使其減壓沸騰,而將所述液體原料汽化供給。
2. 如權(quán)利要求1所述的成膜裝置,其特征在于,將所述多個(gè)噴射閥設(shè)置成相對(duì)于保持 在所述成膜室內(nèi)的規(guī)定位置的基板的中心軸大致對(duì)稱。
3. 如權(quán)利要求1所述的成膜裝置,其特征在于,將所述多個(gè)噴射閥設(shè)置成各自相互之 間等間隔。
4. 如權(quán)利要求1所述的成膜裝置,其特征在于,所述成膜裝置具有控制裝置,所述控制裝置使所述噴射閥周期性地開(kāi)閉,從而間歇性地將所述液體原料供給到所述成膜室內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求4所述的成膜裝置,其特征在于,所述控制裝置使所述各噴射閥的開(kāi)閉 時(shí)刻分別不同,分別輪流進(jìn)行所述各噴射閥的開(kāi)閉。
6. —種成膜方法,在內(nèi)部保持基板的成膜室內(nèi),通過(guò)配置于不同位置的多個(gè)噴射閥來(lái) 直接噴射同一液體原料,通過(guò)使其減壓沸騰而使所述液體原料汽化,堆積在所述基板上而 成膜。
7. 如權(quán)利要求6所述的成膜方法,其特征在于,使所述各噴射閥分別周期性地開(kāi)閉, 間歇性地將所述液體原料供給到所述成膜室內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求7所述的成膜方法,其特征在于,使所述各噴射閥的開(kāi)閉時(shí)刻分別不同, 分別輪流進(jìn)行所述各個(gè)噴射閥的開(kāi)閉。
全文摘要
本發(fā)明的成膜裝置是一種使液體原料汽化,使其堆積于基板上而成膜的成膜裝置,其特征在于,具有在內(nèi)部保持基板(W)的成膜室(2)以及多個(gè)噴射閥(3),該噴射閥配置在所述成膜室(2)的不同位置,將同一液體原料直接噴射到所述成膜室(2)內(nèi),通過(guò)使其減壓沸騰而將所述液體原料汽化供給。采用本發(fā)明,能夠?qū)崿F(xiàn)成膜室的小型化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成膜裝置的小型化,使成膜的膜厚分布良好,汽化量多而提高成膜的生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C23C16/00GK101096753SQ20071012701
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者千田二郎, 大島元啟, 富永浩二, 山岸豐, 松田耕一郎, 清水哲夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社堀場(chǎng)制作所;株式會(huì)社堀場(chǎng)Stec;學(xué)校法人同志社
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