JP2015151564A - Atomic layer deposition film formation apparatus - Google Patents
Atomic layer deposition film formation apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015151564A JP2015151564A JP2014025160A JP2014025160A JP2015151564A JP 2015151564 A JP2015151564 A JP 2015151564A JP 2014025160 A JP2014025160 A JP 2014025160A JP 2014025160 A JP2014025160 A JP 2014025160A JP 2015151564 A JP2015151564 A JP 2015151564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- precursor
- reaction chamber
- atomic layer
- layer deposition
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
本発明は、原子層堆積(atomic layer deposition)法によって基材表面上に所要膜を形成するための原子層堆積成膜装置に関する。 The present invention relates to an atomic layer deposition film forming apparatus for forming a required film on a substrate surface by an atomic layer deposition method.
近時においては、合成樹脂フィルム或いは半導体ウエーハの如き基材上に所要膜を形成する成膜法として原子層堆積法が提案され、実用に供されるようになってきた。下記特許文献1乃至3には、原子層堆積法によって基材上に膜を形成するための原子層堆積成膜装置が開示されている。かかる原子層堆積成膜装置は、成膜すべき基材が収容される反応チャンバ、プリカーサ(前駆体)と共に通常はキャリアガスを含む原料ガスを反応チャンバ内に供給するための原料ガス供給手段、水蒸気の如き反応ガスを反応チャンバ内に供給するための反応ガス供給手段、不活性パージガスを反応チャンバ内に供給するためのパージガス供給手段、及び反応チャンバ内を排気するための排気手段を具備している。反応チャンバ内に原料ガスを供給する原料ガス供給工程、反応チャンバ内にパージガスを供給するパージガス供給工程、反応チャンバ内に反応ガスを供給する反応ガス供給工程、反応チャンバ内にパージガスを供給するパージガス供給工程が順次に繰り返し遂行される。そして、原料ガス供給工程、パージガス供給工程及び反応ガス供給工程の各々には、反応チャンバ内を排気する排気工程が適宜のタイミングで追従せしめられる。
Recently, an atomic layer deposition method has been proposed and put into practical use as a film forming method for forming a required film on a substrate such as a synthetic resin film or a semiconductor wafer.
周知の如く、原子層堆積法による成膜においては、プリカーサの一部のみが成膜に利用され、プリカーサの相当部分は成膜に利用されることなく反応チャンバから排出される。そして、従来の原子層堆積成膜装置においては、成膜に利用されることなく反応チャンバから排出されるプリカーサは再使用されることなく破棄され、従って比較的高価なプリカーサの相当量が無駄に消費され、成膜コストを増大せしめていた。 As is well known, in film formation by atomic layer deposition, only a part of the precursor is used for film formation, and a substantial part of the precursor is discharged from the reaction chamber without being used for film formation. In the conventional atomic layer deposition film forming apparatus, the precursor discharged from the reaction chamber without being used for film formation is discarded without being reused, and therefore a considerable amount of the relatively expensive precursor is wasted. It was consumed and the film formation cost was increased.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、成膜に使用されることなく反応チャンバから排出されるプリカーサを効果的に回収して再使用することを可能にし、かくして成膜コストを低減せしめることができる、新規且つ改良された原子層堆積成膜装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its main technical problem is to enable the precursor discharged from the reaction chamber to be effectively recovered and reused without being used for film formation. Thus, it is an object of the present invention to provide a new and improved atomic layer deposition film forming apparatus which can reduce the film forming cost.
本発明者等は、鋭意検討の結果、反応ガス及びパージガス排気路とは別個に反応チャンバに接続された原料ガス排気路を配設し、かかる原料ガス排気路にプリカーサ捕集手段を配設することによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have disposed a source gas exhaust path connected to the reaction chamber separately from the reaction gas and purge gas exhaust path, and have a precursor collecting means disposed in the source gas exhaust path. It has been found that the main technical problem can be achieved.
即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する原子層堆積成膜装置として、 反応チャンバと、該反応チャンバ内に原料ガスを供給するための原料ガス供給手段と、該反応チャンバ内に反応ガスを供給するための反応ガス供給手段と、該反応チャンバ内にパージガスを供給するためのパージガス供給手段と、該反応チャンバ内を排気するための排気手段とを具備する原子層堆積成膜装置において、
該排気手段は、反応ガス及びパージガス排気路とは別個に該反応チャンバに接続された原料ガス排気路を含み、該原料ガス排気路にはプリカーサ捕集手段が配設されている、ことを特徴とする原子層堆積成膜装置が提供される。
That is, according to the present invention, as an atomic layer deposition film forming apparatus that achieves the main technical problem, a reaction chamber, source gas supply means for supplying a source gas into the reaction chamber, An atomic layer deposition film comprising: a reaction gas supply means for supplying a reaction gas to the substrate; a purge gas supply means for supplying a purge gas into the reaction chamber; and an exhaust means for exhausting the reaction chamber. In the device
The exhaust means includes a source gas exhaust path connected to the reaction chamber separately from the reaction gas and purge gas exhaust path, and a precursor collecting means is disposed in the source gas exhaust path. An atomic layer deposition film forming apparatus is provided.
該プリカーサ捕集手段を該原料ガス供給手段に連通する再供給路が配設されているのが好ましい。好適実施形態においては、該プリカーサ捕集手段は少なくとも2個のプリカーサ捕集器を含み、該プリカーサ捕集器の各々が選択的に該原料ガス排気路を介して該反応チャンバに連通され、該再供給路を介して該原料ガス供給手段に連通される。 It is preferable that a resupply path for communicating the precursor collecting means with the source gas supply means is provided. In a preferred embodiment, the precursor collecting means includes at least two precursor collectors, each of the precursor collectors being selectively communicated to the reaction chamber via the source gas exhaust passage, It communicates with the source gas supply means via a resupply path.
本発明の原子層堆積成膜装置においては、原料ガスの排出のための専用排出路、従って実質上原料ガスのみが流動せしめられる原料ガス排出路に配設されているプリカーサ捕集手段によってプリカーサが効果的に捕集される。それ故に、プリカーサを無駄に破棄することなく再使用することができ、成膜コストを低減することができる。 In the atomic layer deposition film forming apparatus of the present invention, the precursor is collected by the precursor collecting means disposed in the exclusive discharge path for discharging the source gas, and hence the source gas discharge path in which only the source gas is allowed to flow. It is collected effectively. Therefore, the precursor can be reused without being wasted, and the film formation cost can be reduced.
以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成された原子層堆積成膜装置の好適実施形態について詳述する。 Hereinafter, with reference to the attached drawings, a preferred embodiment of an atomic layer deposition film-forming apparatus configured according to the present invention will be described in detail.
図1を参照して説明すると、本発明に従って構成された図示の原子層堆積成膜装置は反応チャンバ2を具備している。この反応チャンバ2には開閉動せしめられる扉(図示していない)が配設されており、開動された扉を通して反応チャンバ2内には表面に原子層堆積法によって膜を形成すべき基材4が搬入され、適宜の支持手段(図示していない)によって所要位置に保持される。基材4は、例えば合成樹脂フィルム或いは半導体ウエーハから構成される。扉は原子層堆積成膜装置の作動開始に先立って閉動され、反応チャンバ2が密閉される。
Referring to FIG. 1, the illustrated atomic layer deposition apparatus constructed in accordance with the present invention comprises a
上記反応チャンバ2には、原料ガス供給手段6、反応ガス供給手段8及びパージガス供給手段10が付設されている。原料ガス供給手段6は開閉弁12を備えた原料ガス供給路14を介して反応チャンバ2に接続されている。反応ガス供給手段8は開閉弁16を備えた反応ガス供給路18を介して反応チャンバ2に接続されている。パージガス供給手段10は開閉弁20を備えたパージガス供給路22を介して反応チャンバ2に接続されている。
The
原料ガス供給手段6は、例えばテトラキスエチルメチルアミノジルコニウムの如き金属化合物プリカーサの気化手段を含んでおり、気化したプリカーサと共にアルゴン等のキャリアガスを含む原料ガスを反応チャンバ2内に供給する。反応ガス供給手段8は、例えば気化器で発生させた水蒸気やオゾン発生器で発生させたオゾン等の反応ガスを反応チャンバ2内に供給する。また、パージガス供給手段10は、アルゴンの如き不活性ガスから構成されたパージガスを反応チャンバ2内に供給する。
The source gas supply means 6 includes a vaporization means of a metal compound precursor such as tetrakisethylmethylaminozirconium, for example, and supplies a source gas containing a carrier gas such as argon together with the vaporized precursor into the
反応チャンバ2には、更に、全体を番号24で示す排気手段が付設されている。かかる排気手段24は、反応ガス及びパージガスを搬出するための排出路とは別個に反応チャンバ2に接続された原料ガス排気路を含み、この原料ガス排気路にはプリカーサ捕集手段が配設されていることが重要である。
The
図1に示す実施形態においては、原料ガス排気路26、反応ガス排気路28及びパージガス排気路30が夫々別個に反応チャンバ2に接続されている。原料ガス排気路26、反応ガス排気路28及びパージガス排気路30の下流端は真空ポンプ32を介して大気に接続されている。原料ガス排気路26には、開閉弁34、プリカーサ捕集器36及び開閉弁38が配設されている。プリカーサ捕集手段36は、流入せしめられた原料ガスを冷却して原料ガス中のプリカーサを凝縮乃至凝固し液化乃至固化して捕集する捕集器から構成することができる。反応ガス排気路28には、開閉弁40と共に水蒸気トラップ手段42が配設されている。反応ガスとして水蒸気を使用する場合、水蒸気トラップ手段42は排気される反応ガスから水蒸気を分離してトラップし、真空ポンプ32に水蒸気が流入して真空ポンプ32が損傷せしめられるのを防止する。パージガス排気路30には開閉弁44が配設されている。
In the embodiment shown in FIG. 1, the source
次に、上述したとおりの原子層堆積成膜装置の作動様式の一例を説明する。最初に、成膜する基材4を反応チャンバ2内に設置し、扉を閉めて密閉し、次いで開閉弁44を開いて反応チャンバ2内を真空状態とする。しかる後に、開閉弁44を閉じると共に、開閉弁12及び34及び38を開いて、反応チャンバ2内にプリカーサとキャリアガスを含有した原料ガスを供給する(原料ガス供給工程)。この工程で、成膜する基材4の表面にプリカーサが原子一層分だけ吸着し、余剰の原料ガス及び原料ガス吸着時の副生成物は排気路26を通して排出される。プリカーサ捕集手段36に流入した原料ガスは冷却され、プリカーサが凝縮乃至凝固されて液化乃至固化され、キャリアガスから分離されて捕集される。原料ガス吸着時の副生成物は、一般的にプリカーサよりも蒸気圧が高いため、冷却温度を制御することで、プリカーサのみを選択的に捕集することができる。プリカーサ捕集手段36に捕集されたプリカーサはプリカーサ捕集手段36から回収して再使用することができる。プリカーサが分離されたキャリアガスは真空ポンプ32を通して大気に排出される。
Next, an example of the operation mode of the atomic layer deposition film forming apparatus as described above will be described. First, the base material 4 to be formed is placed in the
次いで、開閉弁12を閉じ、開閉弁34及び38を閉じた後に或いはこれに先立って、開閉弁44及び開閉弁16を開いて、反応チャンバ2内にパージガスを供給するる(パージガス供給工程)。しかる後に、開閉弁44を閉じ開閉弁16を閉じた後に或いはこれに先立って、開閉弁20及び40を開いて反応チャンバ2内に反応ガスを供給する(反応ガス供給工程)。供給された反応ガスは基材4上に吸着したプリカーサと反応し、原子一層分の膜となる。余剰の反応ガスと共に反応ガスとプリカーサの反応の副生成物は排気路28を通して大気に排出される。この際、水蒸気トラップ手段42において反応ガス中の水蒸気が除外される。
Next, the on-off
次に、開閉弁20を閉じ、開閉弁40を閉じた後に或いはこれに先立って、開閉弁16及び44を開いて反応チャンバ2内にパージガスを供給する(パージガス供給工程)。
Next, the on-off
上述したとおりの各工程を所要回数繰り返し遂行し、かくして基板4上に原子層を堆積せしめて所要厚さの膜を形成する。表面に膜が形成された基板4は、作動停止した原子層堆積成膜装置における反応チャンバ2の扉(図示していない)を開動して反応チャンバ2から取り出すことができる。
Each process as described above is repeated a required number of times, and thus an atomic layer is deposited on the substrate 4 to form a film having a required thickness. The substrate 4 with the film formed on the surface can be taken out from the
図1に図示する実施形態においては、パージガス排気路30と反応ガス排気路28とを別個に配設しているが、所望ならばパージガスと反応ガスとを共通の排気路を通して排気することもできる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the purge
図2には本発明に従って構成された原子層堆積成膜装置の他の好適実施形態を図示している。図2に示す実施形態においては、排気手段24には2個のプリカーサ捕集手段36a及び36bが配設されている。プリカーサ捕集手段36aは副排気路26a−1及び三方弁46を介して原料ガス排気路26の上流部分に接続され、そしてまた副排気路26a−2を介して原料ガス排気路26の下流部分に接続されている。プリカーサ捕集手段36bは副排気路26b−1及び三方弁46を介して原料ガス排気路26の上流部分に接続され、副排気路26b−2を介して原料ガス排気路26の下流部分に接続されている。三方弁46は原料ガス排出路を閉塞する閉状態、原料ガス排気路26の上流部分を副排気路26a−1に接続する第一の開状態及び原料ガス排気路26の上流部分を副排気路6b−1に接続する第二の開状態のいずれかに選択的に設定される。副排気路26a−2及び26b−2には夫々開閉弁38a及び38bが配設されている(原料ガス排気路26の下流部分には開閉弁が存在しない)。更に、プリカーサ捕集手段36aは副再供給路50a及び最供給路48を介して原料ガス供給手段6に接続され、プリカーサ捕集手段36bは副再供給路50b及び再供給路48を介して原料ガス供給手段6に接続されている。副再供給路50a及び50bには夫々開閉弁52a及び52bが配設されている。図2に示す原子層堆積成膜装置における上述した構成以外の構成は、図1に示す原子層堆積装置と実質上同一である。
FIG. 2 shows another preferred embodiment of an atomic layer deposition apparatus constructed according to the present invention. In the embodiment shown in FIG. 2, the exhaust means 24 is provided with two precursor collecting means 36a and 36b. The precursor collecting means 36a is connected to the upstream portion of the raw material
図2に示す原子層堆積成膜装置においては、上記原料ガス排気工程の際には三方弁46が上記第一の開状態と上記第二の開状態とのいずれかに設定され、プリカーサ捕集手段36aとプリカーサ捕集手段36bとのいずれか一方に原料ガスが流入せしめられ、原料ガスからプリカーサが分離され捕集される。排気される原料ガスが流入することがない、プリカーサ捕集手段36aとプリカーサ捕集手段36bとの他方は、適宜の時期に開閉弁52a又は52bが開かれ、副再供給路50a又は50bと共に再供給路48を介して原料ガス供給手段に接続され、捕集したプリカーサを再使用のために原料ガス供給手段6に返送する。
In the atomic layer deposition film forming apparatus shown in FIG. 2, the three-
図2に示す実施形態においては2個のプリカーサ捕集手段36a及び36bを配設しているが、所望ならば3個以上のプリカーサ捕集手段を配設することもできる。 In the embodiment shown in FIG. 2, two precursor collecting means 36a and 36b are provided. However, if desired, three or more precursor collecting means may be provided.
2:反応チャンバ
4:基材
6:原料ガス供給手段
8:反応ガス供給手段
10:パージガス供給手段
14:原料ガス供給路
18:反応ガス供給路
22:パージガス供給路
24:排出手段
26:原料ガス排気路
28:反応ガス排気路
30:パージガス排気路
32:真空ポンプ
36:プリカーサ捕集手段
36a:プリカーサ捕集手段
36b:プリカーサ捕集手段
48:再供給路
2: Reaction chamber 4: Base material 6: Source gas supply means 8: Reaction gas supply means 10: Purge gas supply means 14: Source gas supply path 18: Reaction gas supply path 22: Purge gas supply path 24: Discharge means 26: Source gas Exhaust path 28: Reaction gas exhaust path 30: Purge gas exhaust path 32: Vacuum pump 36: Precursor collecting means 36a: Precursor collecting means 36b: Precursor collecting means 48: Resupply path
Claims (3)
該排気手段は、反応ガス及びパージガス排気路とは別個に該反応チャンバに接続された原料ガス排気路を含み、該原料ガス排気路にはプリカーサ捕集手段が配設されている、ことを特徴とする原子層堆積成膜装置。 A reaction chamber, source gas supply means for supplying a source gas into the reaction chamber, reaction gas supply means for supplying a reaction gas into the reaction chamber, and purge gas into the reaction chamber In the atomic layer deposition film forming apparatus comprising the purge gas supply means and the exhaust means for exhausting the reaction chamber,
The exhaust means includes a source gas exhaust path connected to the reaction chamber separately from the reaction gas and purge gas exhaust path, and a precursor collecting means is disposed in the source gas exhaust path. An atomic layer deposition film forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014025160A JP2015151564A (en) | 2014-02-13 | 2014-02-13 | Atomic layer deposition film formation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014025160A JP2015151564A (en) | 2014-02-13 | 2014-02-13 | Atomic layer deposition film formation apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015151564A true JP2015151564A (en) | 2015-08-24 |
Family
ID=53894163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014025160A Pending JP2015151564A (en) | 2014-02-13 | 2014-02-13 | Atomic layer deposition film formation apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015151564A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170089288A (en) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | 주성엔지니어링(주) | Apparatus for processing substrate |
JP2019502023A (en) * | 2015-12-18 | 2019-01-24 | コミサーリャ ア レナジー アトミック エー オー エナジー アルタナティブCommissariat A L’Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Film formation method by DLI-MOCVD with reuse of precursor compound |
JP2019505096A (en) * | 2016-01-26 | 2019-02-21 | ジュスン エンジニアリング カンパニー リミテッド | Substrate processing equipment |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006524752A (en) * | 2003-04-23 | 2006-11-02 | ジーナス インコーポレーテッド | Collection of unused precursors in ALD |
JP2007519216A (en) * | 2003-07-04 | 2007-07-12 | 株式会社荏原製作所 | Substrate processing equipment |
JP2008177501A (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Elpida Memory Inc | Manufacturing method and apparatus for semiconductor device |
-
2014
- 2014-02-13 JP JP2014025160A patent/JP2015151564A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006524752A (en) * | 2003-04-23 | 2006-11-02 | ジーナス インコーポレーテッド | Collection of unused precursors in ALD |
JP2007519216A (en) * | 2003-07-04 | 2007-07-12 | 株式会社荏原製作所 | Substrate processing equipment |
JP2008177501A (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Elpida Memory Inc | Manufacturing method and apparatus for semiconductor device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019502023A (en) * | 2015-12-18 | 2019-01-24 | コミサーリャ ア レナジー アトミック エー オー エナジー アルタナティブCommissariat A L’Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Film formation method by DLI-MOCVD with reuse of precursor compound |
US11142822B2 (en) | 2015-12-18 | 2021-10-12 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for depositing a coating by DLI-MOCVD with direct recycling of the precursor compound |
JP6997711B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-02-04 | コミサーリャ ア レナジー アトミック エー オー エナジー アルタナティブ | Film formation method by DLI-MOCVD with reuse of precursor compound |
KR20170089288A (en) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | 주성엔지니어링(주) | Apparatus for processing substrate |
JP2019505096A (en) * | 2016-01-26 | 2019-02-21 | ジュスン エンジニアリング カンパニー リミテッド | Substrate processing equipment |
JP7008629B2 (en) | 2016-01-26 | 2022-01-25 | ジュスン エンジニアリング カンパニー リミテッド | Board processing equipment |
KR102567720B1 (en) * | 2016-01-26 | 2023-08-17 | 주성엔지니어링(주) | Apparatus for processing substrate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4931082B2 (en) | Gas head and thin film manufacturing apparatus | |
JP2009534574A5 (en) | ||
JP2004006801A5 (en) | ||
JP2008021860A (en) | Processor and its cleaning method | |
CN112424915B (en) | Method for manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
JP3913723B2 (en) | Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method | |
JP2015151564A (en) | Atomic layer deposition film formation apparatus | |
JP2004047452A5 (en) | ||
JP2006222265A (en) | Substrate processing apparatus | |
JP6477044B2 (en) | Raw material gas supply apparatus, raw material gas supply method and film forming apparatus | |
JP4126219B2 (en) | Deposition method | |
JP4601975B2 (en) | Deposition method | |
JP4677088B2 (en) | Thermal CVD equipment for forming graphite nanofiber thin films | |
US20140335684A1 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus of semiconductor device | |
JP4963817B2 (en) | Substrate processing equipment | |
JP2008248375A (en) | Deposition method, deposition apparatus, and memory medium | |
KR100651599B1 (en) | Atomic layer deposition device | |
JP4979965B2 (en) | Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method | |
JP2013546178A5 (en) | ||
KR102656520B1 (en) | Appratus and method for processing substrate | |
JPH0885872A (en) | Film forming device | |
JP2005129782A (en) | Substrate treatment apparatus | |
JPH1192939A (en) | Liquid raw material transporting device, thin coating forming device using it and formation of thin coating | |
JP4415005B2 (en) | Substrate processing equipment | |
JPH07240379A (en) | Method and device for forming thin film |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171030 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171107 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180529 |