真空成膜装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种真空成膜装置，其不会损害能在基板的成膜面整面有效吸附原料气体的功能，并且能够防止装置自身设置面积大型化，其具有在真空室1内保持基板的台架（2），向该基板（W）交替供给气体的气体供给装置（3），以及排出真空室内的气体的排气装置（7）；以台架保持的所述基板的成膜面侧为上，气体供给装置具有至少一个喷嘴（31），所述喷嘴（31）配置在台架的一侧并从基板的一侧向另一侧沿该基板上面喷射所述气体的任意一种；排气装置具有开在真空室的下壁位于台架的另一侧的排气口（71），设置在该真空室的下方并与排气口连通的排气室（73），以及与排气室相连并将该排气室内抽真空的真空泵（75）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种真空成膜装置，其向配置在真空室内作为成膜对象的基板交替提供两种以上的原料气体，并通过化学反应形成规定的薄膜。
技术介绍
在半导体器件的制造工序中，有成膜工序，其在晶片等作为成膜对象的基板上形成规定的薄膜，对该成膜工序，随着近年半导体器件的小型化，需要以低温来进行成膜。由此，具有可减低热过程及良好的阶梯被覆性等特征的ALD成膜方法受到关注。例如可通过专利文献I 了解实施上述成膜方法的真空成膜装置。该装置具有真空室，所述真空室带有加热内部的加热器。在真空室的上部形成有气体导入口，按气体种类设置的多个管道通过切换阀与该气体导入口连接。再有，在真空室内的上部空间，设置有与气体导入口连通的喷头，与该喷头相对设置有台架，所述台架上保持有基板。在真空室的底部，形成有排气口，所述排气口与真空泵相通以排出内部的气体。而且，向基板表面供给第一原料气体，使该第一原料气体化学吸附在基板表面形成第一原料气体的原子层。接着，在以非活性气体置换基板表面的气体气氛后，向基板表面供给第二原料气体，使其与吸附在基板表面的第一原料气体反应，形成第二原料气体的原子层。接着，在进一步以非活性气体置换基板表面的气体气氛后，再次吸附第一原料气体，与上述同样地，再次供给置换后的第二原料气体。重复该一系列的操作，交替供给两种以上的原料气体并通过化学反应形成规定的薄膜。但是，在上述现有例子的真空成膜装置中，由于是从与基板表面，也就是说与基板的成膜面相对并正交的方向供给原料气体的，所以存在难以使基板的成膜面整面都有效地吸附原料气体的问题。因此，可以考虑将原料气体的气体供给装置设置为从基板的成膜面一侧向另一侧沿该基板表面喷射所述气体，并且从该另一侧将导入真空室内的原料气体等抽真空。此时，需要在真空室的侧壁上从该壁面向侧方延展安装将作为气体供给装置的切换阀或管道及与作为排气装置的、与真空泵相通的排气管等部件，不仅会产生装置的设置面积增加的问题，有时还会产生受这些部件的限制而无法用作具有中央搬运室的组合设备的成膜模块的问题。现有技术文献专利文献专利文献I专利公开2003 - 318174号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题鉴于以上 内容，本专利技术要解决的技术问题是提供一种真空成膜装置，其不会损害能在基板的成膜面整面有效的吸附原料气体的功能，并且能够防止装置自身设置面积大型化。解决技术问题的手段为解决上述技术问题，本专利技术的真空成膜装置向配置在真空室内作为成膜对象的基板交替供给两种以上的原料气体并通过化学反应形成规定的薄膜，其特征在于:具有在真空室内保持基板的台架，向该基板交替供给气体的气体供给装置，以及排出真空室内的气体的排气装置；以在所述台架保持的所述基板的成膜面侧为上，所述气体供给装置具有至少一个喷嘴，所述喷嘴配置在台架的一侧并从基板的一侧向另一侧沿该基板上面喷射所述气体中的任意一种；所述排气装置具有开在真空室的下壁位于所述台架的另一侧的排气口，设置在该真空室的下方并与排气口连通的排气室，以及与排气室相连并将该排气室内抽真空的真空泵。根据本专利技术，由于通过将喷嘴配置在台架的一侧，从基板的一侧向另一侧沿该基板上面供给规定的气体，并且在台架的另一侧设置与压力小于真空室的排气室相通的排气口，经排气口将通过基板的气体积极地排入排气室，所以能够在基板的成膜面整面上有效地吸附原料气体。此时，排气室设置在真空室的下方，并且由于采用了喷嘴设置在真空室内，能从真空室的下方连接向该喷嘴供给规定气体的气体供给管的结构，所以无需从真空室的壁面向侧方延伸设置管道或排气管等部件，无需增大装置的设置面积，此外，即便在作为组合设备用的成膜模块情况下也不受特殊限制。再有，在本专利技术中，优选所述喷嘴由竖直设立在所述台架的下面上的基部，以及从该基部连接向台架的一侧弯曲的喷嘴部构成，喷嘴部具有的长度从该喷嘴部看大于等于在基板部分上的最大长度，在台架侧的端部上沿该长度方向相隔规定间隔排列多个喷射口。再有，优选所述排气口具有的长度大于等于从该喷嘴部看基板部分的最大长度。由此，由于基板的成膜面整面同样有气体流动，所以能使原料气体吸附在基板的成膜面整面上，并且能够使成膜面未吸附的气体一通过基板就立即被排出。此处，如上所述，向配置在真空室内作为成膜对象的基板交替供给两种以上的原料气体通过化学反应形成规定的薄膜时，在切换气体种类时如考虑排出之前的气体，则真空室的容积越小越能够缩短排气时间并能够提高生产效率。通过缩小真空室的容积，能够抑制气体的使用量。另一方 面，如果太过缩小真空室内的容积，则难于通过真空机器手将基板搬入或搬出台架。因此，还具有在真空室内上下配置的一对上隔壁和下隔壁，以及可使所述上隔壁和所述下隔壁相对移动进行靠近、分离的驱动装置，上隔壁及下隔壁中至少一方的周边部设置隔离成膜空间的周侧壁，使之朝着彼此接近的方向相对移动，在包含喷嘴在内的台架周围形成容积小于真空室的容积且与真空室隔绝的成膜空间，若采用该结构，除成膜时能形成容积小的成膜空间外，也有利于在搬运基板时确保足够的搬运空间。附图说明图1 (a)是表示出本专利技术的真空成膜装置结构的剖面示意图。(b)是沿(a)的Ib -1b线的剖面图。图2是喷嘴的主视图。图3是说明原料气体的供给的框图。图4是表示本专利技术的真空成膜装置的另一种结构的剖面示意图。具体实施例方式以下，参照附图，以矩形的玻璃制基板W为成膜对象，对该基板W交替供给两种气体，该两种气体中以三甲基铝为第一原料气体，以水蒸汽为第二原料气体，在基板表面形成氧化铝薄膜，以此种情况为例说明本专利技术实施方式的真空成膜装置。在下文中，以图1中的基板W的成膜面侧为上，按此使用左、右、下、前、后等表示方向的用语。参照图1，M是本实施方式的真空成膜装置。真空成膜装置M具有规定容积的真空室I。在真空室I内的下壁内面，设置有面积小于该内面的下隔壁11。在下隔壁11的周边部，一体形成并向上方突出设置周侧壁12。在下隔壁11的周侧壁12的内侧部分，设置有台架2，所述台架2将基板W保持为其成膜面侧朝上。在台架2上安装有电阻加热式加热器21，以便能在成膜时将基板W加热到规定温度。在下隔壁11的周侧壁12的内侧部分上台架2的右侧，设置有作为气体供给装置3的第I及第2的两喷嘴31、32。两喷嘴31、32具有大致相同的形态，如图2所示，喷嘴31(32)由贯通真空室I的下壁及下隔壁11而竖直设立的筒状的基部31a (32a)，以及使该基部31a越向上方直径越扩展的同时与之连通而一体形成的，其尖端部向台架2侧弯曲的喷嘴部31b (32b)构成。喷嘴部31b的前后方向长度LI，形成为大于等于与之相对的基板W的一边的长度L2。此时，基板W的上述一边，从喷嘴部31b看是基板W部分上的最大长度。另外，基板W是圆形时，其直径为面对喷嘴部31b的基板W部分上的最大长度。另外，在喷嘴部31b的台架2侧的端部上等间隔配置有多个分隔板31c (32c)，分割出多个喷射口 31d(32d)，以便在其长度方向上相隔规定间隔排列多个喷射口。而且，如果向基部31a的下端提供原料气体，则在该基部31a的上部先行扩散，再从各喷射口 31d大致均匀地喷射。第I及第2两喷嘴31、32为上下重叠配置，以使各喷射口 31d在铅垂方向位于同一平面内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空成膜装置，其向配置在真空室内作为成膜对象的基板交替提供两种以上的原料气体，通过化学反应形成规定的薄膜，其特征在于：具有在真空室内保持基板的台架，向该基板交替供给气体的气体供给装置，以及排出真空室内的气体的排气装置；以在所述台架保持的所述基板的基板成膜面侧为上，所述气体供给装置具有至少一个喷嘴，所述喷嘴配置在台架的一侧并从基板的一侧向另一侧沿该基板上面喷射所述气体中的任意一种；所述排气装置具有开在真空室的下壁位于所述台架的另一侧的排气口，设置在该真空室的下方并与排气口连通的排气室，以及与排气室相连并将该排气室内抽真空的真空泵。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大森美纪，清田哲司，立野勇一，久保昌司，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：