成膜装置和成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式涉及能够缩短成膜时间的成膜装置和成膜方法。实施方式的成膜装置具备：包含侧壁的腔室；设在腔室上部的喷淋头；设在腔室中并用于保持基板的保持器；向喷淋头供给第1气体的第1气体供给管；设在第1气体供给管上的第1阀；设在腔室的除喷淋头以外的区域上的气体供给部；向气体供给部供给第2气体的第2气体供给管；设在第2气体供给管上的第2阀；从腔室排出气体的气体排出管；以及与气体排出管连接的排气装置。管连接的排气装置。管连接的排气装置。

【技术实现步骤摘要】
成膜装置和成膜方法
[0001]本申请享有以日本专利申请2022
‑
071288号(申请日：2022年4月25日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。


[0002]本专利技术的实施方式涉及成膜装置和成膜方法。

技术介绍

[0003]作为在基板上形成膜的方法，有原子层沉积法(Atomic Layer Deposition法、ALD法)。在ALD法中，将原料气体的供给和残留气体的排气作为1次循环，通过反复进行该循环来形成膜。通过缩短1次循环所需的时间，能够缩短成膜时间。

技术实现思路

[0004]实施方式的成膜装置具备：包含侧壁的腔室；设在所述腔室上部的喷淋头；设在所述腔室中并用于保持基板的保持器；向所述喷淋头供给第1气体的第1气体供给管；设在所述第1气体供给管上的第1阀；设在所述腔室的除所述喷淋头以外的区域上的气体供给部；向所述气体供给部供给第2气体的第2气体供给管；设在所述第2气体供给管上的第2阀；从所述腔室排出气体的气体排出管；以及与所述气体排出管连接的排气装置。
[0005]根据本实施方式，能够提供缩短成膜时间的成膜装置和成膜方法。
附图说明
[0006]图1是第1实施方式的成膜装置的示意图。
[0007]图2是第1实施方式的成膜装置的示意图。
[0008]图3是第1实施方式的成膜方法的说明图。
[0009]图4是第1实施方式的成膜方法的说明图。
[0010]图5是第1实施方式的成膜方法的说明图。
[0011]图6是第1实施方式的成膜方法的说明图。
[0012]图7是第1实施方式的成膜方法的说明图。
[0013]图8是第1实施方式的成膜方法的说明图。
[0014]图9是第1实施方式的成膜方法的说明图。
[0015]图10是比较例的成膜装置的示意图。
[0016]图11是第1实施方式的变形例的成膜装置的示意图。
[0017]图12是第1实施方式的变形例的成膜装置的示意图。
[0018]图13是第2实施方式的成膜方法的说明图。
[0019]图14是第2实施方式的成膜装置及成膜方法的作用及效果的说明图。
[0020]图15是第2实施方式的成膜装置及成膜方法的作用及效果的说明图。
[0021]图16是第2实施方式的成膜方法的说明图。
[0022]图17是第2实施方式的成膜方法的说明图。
[0023]图18是第3实施方式的成膜装置的示意图。
[0024]图19是第3实施方式的成膜装置的示意图。
[0025]图20是第3实施方式的成膜方法的说明图。
[0026]图21是第3实施方式的成膜方法的说明图。
[0027]图22是第3实施方式的成膜方法的说明图。
[0028]图23是第3实施方式的成膜方法的说明图。
[0029]图24是第3实施方式的成膜方法的说明图。
[0030]图25是第3实施方式的成膜方法的说明图。
[0031]图26是第3实施方式的成膜方法的说明图。
[0032]图27是第3实施方式的第1变形例的成膜装置的示意图。
[0033]图28是第3实施方式的第2变形例的成膜装置的示意图。
[0034]图29是第3实施方式的第3变形例的成膜装置的示意图。
[0035]图30是第4实施方式的成膜方法的说明图。
[0036]图31是第4实施方式的成膜装置及成膜方法的作用及效果的说明图。
[0037]图32是第4实施方式的成膜装置及成膜方法的作用及效果的说明图。
[0038]图33是第4实施方式的成膜方法的说明图。
[0039]图34是第4实施方式的成膜方法的说明图。
[0040]附图标记说明
[0041]10腔室
[0042]10a侧壁
[0043]12喷淋头
[0044]12a上层部
[0045]12b下层部
[0046]12c扩散板
[0047]14保持器
[0048]16第1原料气体供给管(第1气体供给管)
[0049]20吹扫气体供给管(第3气体供给管)
[0050]22压力控制气体供给管(第2气体供给管)
[0051]23排气控制气体供给管(第2气体供给管)
[0052]24压力控制气体供给孔(气体供给部)
[0053]26气体排出管
[0054]27第1气体排出管
[0055]28第2气体排出管
[0056]30调节器
[0057]32排气装置
[0058]33第1排气装置
[0059]34第2排气装置
[0060]40控制部
[0061]42隔壁
[0062]100成膜装置
[0063]200成膜装置
[0064]V1第1阀
[0065]V2第2阀
[0066]V3第3阀
[0067]W半导体晶片(基板)
具体实施方式
[0068]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。再者，以下说明中，对相同或类似的构件等标注相同标记，对说明过的构件等有时适当省略其说明。
[0069]以下，参照附图对实施方式的成膜装置及成膜方法进行说明。
[0070](第1实施方式)
[0071]第1实施方式的成膜装置具备：包含侧壁的腔室；设在腔室上部的喷淋头；设在腔室中并用于保持基板的保持器；向喷淋头供给第1气体的第1气体供给管；设在第1气体供给管上的第1阀；设在腔室的除喷淋头以外的区域上的气体供给部；向气体供给部供给第2气体的第2气体供给管；设在第2气体供给管上的第2阀；从腔室排出气体的气体排出管；以及与气体排出管连接的排气装置。
[0072]图1是第1实施方式的成膜装置的示意图。第1实施方式的成膜装置是使用原子层沉积(ALD)形成膜的成膜装置100。成膜装置100是在1次成膜处理中在1枚基板上形成膜的单片型成膜装置。
[0073]成膜装置100例如具备：腔室10、喷淋头12、保持器14、第1原料气体供给管16、第2原料气体供给管18、吹扫气体供给管20、压力控制气体供给管22、压力控制气体供给孔24、气体排出管26、调节器30、排气装置32、压力计36和控制部40。腔室10包含侧壁10a。另外，成膜装置100具备第1阀V1、第2阀V2、第3阀V3和第4阀V4。
[0074]第1原料气体供给管16是第1气体供给管的一例。压力控制气体供给管22是第2气体供给管的一例。压力控制气体供给孔24是气体供给部的一例。
[0075]在腔室10的内部进行成膜。腔室10包含侧壁10a。侧壁10a例如包围喷淋头12和保持器14。
[0076]喷淋头12设在腔室10的上部。喷淋头12将从第1原料气体供给管16、第2原料气体供给管18本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成膜装置，具备：包含侧壁的腔室；设在所述腔室上部的喷淋头；设在所述腔室中并用于保持基板的保持器；向所述喷淋头供给第1气体的第1气体供给管；设在所述第1气体供给管上的第1阀；设在所述腔室的除所述喷淋头以外的区域上的气体供给部；向所述气体供给部供给第2气体的第2气体供给管；设在所述第2气体供给管上的第2阀；从所述腔室排出气体的气体排出管；以及与所述气体排出管连接的排气装置。2.根据权利要求1所述的成膜装置，还具备设在所述第2气体供给管上的调节器，所述第2阀设在所述调节器与所述腔室之间。3.根据权利要求1所述的成膜装置，所述气体供给部在沿着所述侧壁的圆周上配置多个。4.根据权利要求1所述的成膜装置，所述气体供给部设在比所述保持器的上表面靠下方的位置。5.根据权利要求1所述的成膜装置，所述腔室包含包围所述保持器并具有开口部的隔壁，所述气体供给部设在所述隔壁与所述侧壁之间。6.根据权利要求1所述的成膜装置，所述第2阀是开闭速度为100毫秒以下的阀。7.根据权利要求1所述的成膜装置，还具备用于控制所述第1阀的开闭和所述第2阀的开闭的控制部，所述控制部进行控制，使得在打开所述第2阀后，经过第1时间后打开所述第1阀，所述控制部进行控制，使得在关闭所述第2阀后，经过第2时间后关闭所述第1阀。8.根据权利要求1所述的成膜装置，所述第1气体含有金属元素，所述第2气体含有惰性气体。9.一种成膜方法，使用了下述成膜装置，该成膜装置具备：包含侧壁的腔室；设在所述腔室上部的喷淋头；设在所述腔室中并用于保持基板的保持器；向所述喷淋头供给第1气体的第1气体供给管；设在所述第1气体供给管上的第1阀；设在所述腔室的除所述喷淋头以外的区域上的气体供给部；向所述气体供给部供给第2气体的第2气体供给管；设在所述第2气体供给管上的第2阀；从所述腔室排出气体的气体排出管；以及
与所述气体排出管连接的排气装置，所述成膜方法中，将基板搬入所述腔室，将所述基板载置于所述保持器上，驱动所述排气装置，降低所述腔室中的压力，打开所述第2阀，将含有惰性气体的所述第2气体从所述第2气体供给管经由所述气体供给部供给到所述腔室中，打开所述第1阀，将含有金属元素所述第1气体经由所述喷淋头供给到所述腔室中，关闭所述第2阀，关闭所述第1阀，降低所述腔室中的压力。10.根据权利要求9所述的成膜方法，在打开所述第2阀后，经过第1时间后打开所述第1阀，在关闭所述第2阀后，经过第2时间后关闭所述第1阀。11.根据权利要求10所述的成膜方法，所述成膜装置还具备：向所述喷淋头供给第3气体的第3气体供给管；以及设在所述第3气体供给管上的第3阀，在向所述腔室中供给所述第2气体和所述第1气体之前，驱动所述排气装置，降低所述腔室中的压力，打开所述第3阀和所述第2阀中的至少一个阀，将含有惰性气体的所述第2气体从所述第2气体供给管经由所述气体供给部供给到所述腔室中，或者，将含有惰性气体的所述第3气体经由所述喷淋头供给到所述腔室中，关闭所述至少一个阀，基于打开所述至少一个阀后直至所述腔室中的压力上升到规定压力为止的时间，确定所述第1时间，基于关闭所述至少一个阀后直至所述腔室中的压力减少到规定压力为止的时间，确定所述第2时间。12.一种成膜装置，具备：腔室；设在所述腔室上部的喷淋头；设在所述腔室中并用于保持基板的保持器；向所述喷淋头供给第1气体的第1气体供给管；设在所述第1气体供给管上的第1阀；从所述腔室排出气体的第1气体排出管；从所述喷淋头排...

【专利技术属性】
技术研发人员：石丸友纪，户田将也，高桥恒太，虎谷健一郎，松尾和展，
申请(专利权)人：铠侠股份有限公司，
类型：发明
国别省市：