成膜装置及成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种成膜装置及成膜方法。光CVD装置(成膜装置)(1)通过对原料气体照射光而生成晶种，并通过使晶种在基板(2)上堆积而使膜成长，并且在光源(13)和保持基板(2)的样品台(基板保持部)(14)之间配置遮光板(遮光构件)(20)。遮光板(20)具有：与基板(2)的成膜面(2a)相对的背面(20a)、位于背面(20a)相反侧的表面(20b)、以及从背面(20a)及表面(20b)中的一方贯穿到另一方的多个贯穿孔(21)。此外，遮光板(20)的背面(20a)和基板(2)的成膜面(2a)的距离(C1)在原料气体的气体分子的平均自由行程以下。根据本发明专利技术，能够防止或抑制作为成膜对象物的基板的劣化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成膜技术，尤其涉及适用于通过照射光而生成晶种，并使晶种在基板上堆积的光成膜装置的有效的技术。
技术介绍
在日本特开平6-244159号公报(专利文献I)中记载有如下内容:作为使用了光激发的基板(晶片)的洗净装置(抗蚀剂除去装置)，在光源和基板之间配置不透光的遮蔽体。此外在非专利文献I中登载有TEOS (原硅酸四乙酯)分子的消光截面积的光谱。专利文献1:日本特开平6-244159号公报非专利文献1:前园好成、横谷笃至、黑泽宏、菱沼宜是、松野博光，“基于真空紫外准分子灯光CVD的二氧化硅薄膜常压形成技术的开发”，激光研究，第32卷第I号，第55项，2004年I月。
技术实现思路
利用了化学气相反应的成膜装置(CVD(Chemical VaporDeposition,化学气相沉积)装置)被广泛用于以电子器件制造工艺中的各种半导体膜或金属膜、电介质膜等的成膜为代表的产业。该装置是向原料气体供给能量来使气体分子激发或解离而生成活性晶种，使活性晶种在基板上堆积并通过化学反应形成膜的装置。根据向气体供给的能量的形态而分类为几种方式。有由热能引起化学反应而进行成膜的热CVD方式。此外，有通过由等离子体放电来将气体分子解离、原子团化而进行成膜的等离子体CVD方式。在等离子体CVD方式中使用基于等离子体的激发，因此具有在热方面即使较低的温度下也能够成膜的特征。此外，除上述方式之外，还有在气体分子的激发中使用光的光CVD方式(光CVD装置)。在光CVD方式中，为了提高气体分子的反应性，需要切断分子内的结合，或激发为高能状态。为此使用的光源的波长使用能量较高的紫外光或真空紫外光。在光CVD方式中，光被原料气体分子吸收而激发内部自由度。一部分的能量缓和成为热能，能够一边抑制气体分子的温度上升，一边进行成膜，因此与热CVD方式或等离子体CVD方式相比，光CVD方式能够降低成膜工序时的工艺温度。例如，能够在大致室温(20°C 50°C左右)下成膜。此外，在原料气体中使用了有机类材料气体的光CVD方式显示较高的阶梯覆盖性，从能够将基板上的凹凸平坦化而成膜的方面考虑比热CVD方式或等离子体CVD方式有利。光CVD方式具有上述特征，因此研究适用于多种领域。例如，研究对半导体器件中的层间绝缘膜、STI (Shallow Trench Isolation,浅沟道隔离)或PMD(Pre-MetalDielectric,前金属介电质)的 间隙埋入工艺等的适用。在半导体器件工艺中，由光CVD方式成膜的基底基板为无机材料，因此最重要的是阶梯覆盖性较高。此外，若在例如有机膜等耐热性较低的基底膜上成膜的情况下适用光CVD方式，则从能够使工艺温度降低这一方面考虑是有利的。例如,在有机EL (Electro Luminescence)发光层上堆积保护绝缘膜等的工序中适用的情况下，由于有机膜的耐热性而要求大约100°C以下的成膜。因此，能够降低工艺温度的光CVD方式在适用于在与无机膜相比耐热性相对较低的有机膜上成膜的情况时特别有效。本申请专利技术人对适用了光CVD方式的成膜技术进行了研究，发现了以下课题。在将光CVD方式适用于如有机EL那样的在基底上包含有机膜的基板的情况下，能够降低热能。但是，需要考虑由于向基板照射作为激发源的光而导致基板内的例如有机膜劣化的情况。在光CVD方式中将高能的光用于能量源，因此不仅是原料气体，基板也被高能的光照射。光CVD方式所用的光源例如使用低压水银灯或氘灯、电介质屏蔽准分子灯、准分子激光等，因此光源的波长为从126nm到248nm左右，典型的是氙电介质屏蔽准分子灯的172nm。即使照射这样的波长范围的光，对于多数的无机膜也难以产生劣化的问题。以石英为代表的电介质等由于长时间的照射导致劣化的发展，但若是几分钟左右的成膜时间，则完全不会产生问题。 但是，对在基底上具有有机物(有机膜)的基板由光CVD方式成膜的情况下，存在产生由于光导致的有机物的损伤的隐患。例如在有机EL的情况下，产生由于分子的损伤导致的辉度劣化、寿命缩短等不良影响。因此，本申请专利技术人进一步对防止或抑制由于光的照射导致的基板的劣化的技术进行了研究。本申请专利技术人对在由光CVD装置进行成膜前，预先使如吸收光CVD装置中使用的光源的波长那样的膜(光屏蔽膜)成膜的方法进行了研究。但是，该方法另外需要用于成膜光屏蔽膜的真空装置，需要较高的费用。此外，只要不是在真空环境下连接多个真空装置间且真空搬送，则需要重复抽真空和大气开放从而生产节拍变长。真空搬送在较小的晶片中可以作为现实的解决方法，但对于如在显示器制造中使用的大型玻璃基板是不现实的。此外，本申请专利技术人对在光源和基板之间设置遮蔽光的构造物(遮光板)的方法进行了研究。详细而言，在光源和基板之间配置具有多个贯穿孔的遮光板。即，对借助遮光板使从.光源照射到基板上的光的量减少，并且通过多个贯穿孔将被激发的原料气体供给到基板上来成膜的方法进行了研究。根据该方法，能够大幅减少照射到基板上的光，因此即使适用于例如在基底上具有有机物(有机膜)的基板，也能够防止或抑制有机物的损伤(劣化)。但是，得知若仅在光源和基板之间配置具有多个贯穿孔的遮光板，则成膜速度大幅降低。本专利技术鉴于上述课题而提出，其目的在于提供一种能够在将光用于激发源的成膜法中高效率地成膜的技术。此外，本专利技术的其他目的在于提供一种能够在将光用于激发源的成膜法中防止或抑制作为成膜对象的基板的劣化的技术。本专利技术的所述及其他目的和新特征从本说明书的记述及附图可知。简单地说明本申请中公开的专利技术中代表性的方式的概要如下。即，本专利技术一实施方式的成膜装置是通过对原料气体照射光而生成晶种，并通过使所述晶种在基板上堆积而使膜成长的成膜装置，并且在光源和保持基板的基板保持部之间配置遮光构件。此外，所述遮光构件具有:与所述基板的成膜面相对的第一面、位于所述第一面相反侧的第二面、以及从所述第一面及所述第二面中的一方贯穿到另一方的多个贯穿孔。此外，所述遮光构件的所述第一面和所述基板的所述成膜面的分隔距离在所述原料气体的气体分子的平均自由行程以下。简单地说明由本申请中公开的专利技术中代表性的方式得到的效果如下。即，在将光用于激发源的成膜法中，能够高效率地成膜。附图锁明附图说明图1是表示本专利技术一实施方式的光CVD装置的基本构造的剖视图。图2是表示由图1所示的光CVD装置形成了绝缘膜的基板的结构例的放大剖视图。图3是表示图1所示的遮光板的俯视形状的一个例子的俯视图。图4是沿图3的A-A线的放大剖视图。图5是表示使用了 TEOS气体的情况下的成膜时的压力(原料气体的总压)与平均自由行程λ的相互关系的说明图。图6是表示图3所示的遮光板的变形例的俯视图。图7是沿图6的A-A线的放大剖视图。图8是表示相对于图4所示的遮光板的变形例的放大剖视图。图9是表 示相对于图4所示的遮光板的其他变形例的放大剖视图。图10是表示使用图1进行了说明的成膜装置的变形例的放大剖视图。图11是表不图10所不的基板、遮光板、掩|旲、及光源的俯视位置关系的俯视图。图12是表不相对于图11的变形例的光CVD装置的基板、遮光板、掩模、及光源的俯视位置关系的俯视图。图13是表不使图12所不的基板和遮光板的俯视位置关系相对移动后的状态的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜装置，其通过对原料气体照射光而生产晶种，并通过使所述晶种在基板上堆积而使膜成长，所述成膜装置的特征在于，包括：成膜处理室，其收容所述基板；气体供给部，其向所述成膜处理室内供给所述原料气体；光源，其对所述成膜处理室内照射所述光；基板保持部，其在所述成膜处理室内，以使所述基板的成膜面朝向所述光源侧的方式保持所述基板；以及遮光构件，其配置在所述成膜处理室内的所述基板和所述光源之间，所述遮光构件包括：与所述基板的所述成膜面相对的第一面、位于所述第一面相反侧的第二面、以及从所述第一面及所述第二面中的一方贯穿到另一方的多个贯穿孔，所述遮光构件的所述第一面和所述基板的所述成膜面的分隔距离在所述原料气体的分子的平均自由行程以下。

【技术特征摘要】
2011.11.08 JP 2011-2444211.一种成膜装置，其通过对原料气体照射光而生产晶种，并通过使所述晶种在基板上堆积而使膜成长，所述成膜装置的特征在于，包括: 成膜处理室，其收容所述基板； 气体供给部，其向所述成膜处理室内供给所述原料气体； 光源，其对所述成膜处理室内照射所述光； 基板保持部，其在所述成膜处理室内，以使所述基板的成膜面朝向所述光源侧的方式保持所述基板；以及 遮光构件，其配置在所述成膜处理室内的所述基板和所述光源之间， 所述遮光构件包括: 与所述基板的所述成膜面相对的第一面、位于所述第一面相反侧的第二面、以及从所述第一面及所述第二面中的一方贯穿到另一方的多个贯穿孔， 所述遮光构件的所述第一面和所述基板的所述成膜面的分隔距离在所述原料气体的分子的平均自由行程以下。2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于， 在所述基板的所述成膜面上形成有包含有机膜的层合膜。3.根据权利要求2所述的成膜装置，其特征在于， 所述遮光构件包括: 形成在所述第一面上的多个第一开口部、形成在所述第二面上并与所述多个第一开口部连通的多个第二开口部、以及连接所述多个第一开口部和所述多个第二开口部而构成所述多个贯穿孔的多个连结部， 在所述多个连结部没有形成弯曲部。4.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于， 所述分隔距离在5mm以下。5.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于， 所述原料气体为TEOS气体即四乙氧基硅烷气体、OMCTS气体即八甲基环四硅氧烷气体、TMCTS气体即四甲基环四硅氧烷气体、或HMDS气体即六甲基二硅烷气体。6.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于， 在所述基板保持部安装有使所述基板保持部沿所述基板的所述成膜面移动的移动机构部。7.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于， 所述遮光构件被遮光构件保持部保持， 在所述遮光构件保持部安装有能够使所述遮光构件保持部与所述基板保持部分别地移动的驱动部。8.根据权利要求7所述的成膜装置，其特征在于， 在所述成膜处理室的旁边配置有经由隔开门而与所述成膜处理室连通的退避室，所述遮光构件保持部具有在成膜处理的中途使所述遮光构件从所述成膜处理室朝向所述退避室移动的机构。9.一种成膜方法,其特征在于,包括: (a)将保持基板的基板保持部配置在成膜处理室内的工序；(b)向所述成膜处理室内供给原料气体的工...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤森正成，峰利之，大桥直史，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：