[发明专利]成膜装置及成膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及成膜装置及成膜方法，尤其涉及使用化学气相生长法的成膜装置及成膜方法。

背景技术

在这种成膜装置里，例如有这样的装置，如专利文献1(日本专利特开2004-197135号公报)所示，在成膜室的上部设有一个喷射液体原料的喷射阀(injector)，将液体原料直接喷雾到成膜室内，在基板上成膜。这时，从喷射阀喷射的液体原料经减压沸腾而汽化。

然而，为了使用一个喷射阀就能使液体原料喷遍整个基板，则有必要充分留出喷射阀与基板之间的距离。这样的话，喷射阀与基板之间的距离随着要处理的基板的大小(处理面积)而变大，为了应付在大面积的基板上成膜，则需要增大成膜室，则存在费用方面的问题即装置成本增大及需要确保装置空间等、和装置性能方面的问题即成膜室内的抽吸真空时间的增加及气体置换时间的增加等。

又例如如专利文献2(日本专利特开2004-111506号公报)所示，为了控制使得气体浓度在处理面积上均匀分布，将淋浴喷头状的隔板(具有许多孔的隔板)设置在基板的上方，从淋浴喷孔供给原料气体。

然而，还存在如下问题：由于淋浴喷孔的孔堵塞或在隔板上形成膜等，而妨碍向基板供给稳定的浓度均一的原料气体及在基板上成膜。

进一步还存在如下问题：在间歇性地进行液体原料的供给的场合，每单位时间的汽化量变少、成膜的生产效率恶化。

发明内容

因此，本发明是为了一举解决上述问题而作的，以能够实现成膜室的小型化，进而实现成膜装置的小型化，使成膜的膜厚分布良好，汽化量多而提高成膜的生产效率为主的所期望的课题。

也就是，本发明的成膜装置，使液体原料汽化后堆积在基板上而成膜，其特征在于，具有：在内部保持基板的成膜室，以及多个喷射阀，所述多个喷射阀配置在所述成膜室的不同位置，将同一液体原料直接喷射到所述成膜室内，通过使其减压沸腾将液体原料汽化供给。

换言之，多个喷射阀将同一液体原料直接喷射到所述成膜室内，将该液体原料减压沸腾喷雾汽化后，向基板上供给。另外，所谓的“减压沸腾喷雾汽化方式”是一种在减压至液体的饱和蒸汽压以下的压力场中喷射液体，使其急剧沸腾而汽化的方式。由于是绝热膨胀引起的汽化，所以不需要高温，因此，能够抑制液体原料的热分解等，能够使各种各样的液体原料汽化。因此，由于不需要保持高温的汽化器和配管，所以能够将成膜装置设计成小型，可实现节能。

采用这样的装置，即使比如是大面积的基板，也能够缩小喷射阀与基板之间的距离，所以能够使成膜室小型化，进而能使成膜装置小型化。又因为将多个喷射阀配置于不同的位置，所以可以使气体浓度均一，使成膜的膜厚分布良好。同时，因为能够增多汽化的量，所以能够提高成膜的生产效率。

作为用来使基板上的膜厚分布均一的具体的配置构成，将所述多个喷射阀最好设置成相对于保持在所述成膜室的规定位置的基板的中心轴大致对称。

具体来说，考虑分别将所述多个喷射阀设置成相互之间等间隔。

为了能够进行堆积在基板上的薄膜中的原子或分子的迁移和反应副产物的充分蒸发，生成致密且杂质少的高品质的薄膜，最好具备使所述的喷射阀周期性地开闭，向所述成膜室内间歇性地供给所述液体原料的控制装置。这样的话，能够不浪费地有效利用液体原料。

在这里，若同时开闭多个喷射阀，一次供给的喷雾量就多，使已被调压的成膜室内的压力大幅上升或真空度大幅下降，则难以使喷射的液体原料完全汽化。为了防止以上的情况，需要增大调整成膜室内的压力的调压泵的容量来保持一定的变动压力。为了适当地解决上述问题，所述控制装置最好能够使所述喷射阀的开闭时刻分别不同，分别依次进行所述喷射阀的开闭。

本发明的成膜方法，其特征在于，在内部保持基板的成膜室内，通过配置在不同位置的多个喷射阀来直接喷射同一液体原料，通过使其减压沸腾而使所述液体原料汽化，堆积在所述基板上而成膜。

采用上述这样的方法，因为将多个喷射阀配置在不同位置来喷射液体原料，使其减压沸腾喷雾汽化，所以即使是大面积基板，也能够缩小喷射阀与基板之间的距离，同时因为能够使汽化的量变多，从而能够使气体浓度均一，提高成膜的生产效率。又能够使成膜的膜厚分布良好。并且能够使实现这种成膜方法的成膜室小型化，进而使装置自身小型化。

采用本发明，即使是大面积基板，因能缩小喷射阀与基板之间的距离，所以也能使成膜室小型化，进而能使成膜装置小型化。又因为将多个喷射阀配置于不同的位置，所以能够使成膜的膜厚分布良好。并且，因能使同时汽化的量变多，所以能够提高成膜的生产效率。

附图说明