JP2004193509A - Shower nozzle and film-forming apparatus - Google Patents
Shower nozzle and film-forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004193509A JP2004193509A JP2002362847A JP2002362847A JP2004193509A JP 2004193509 A JP2004193509 A JP 2004193509A JP 2002362847 A JP2002362847 A JP 2002362847A JP 2002362847 A JP2002362847 A JP 2002362847A JP 2004193509 A JP2004193509 A JP 2004193509A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shower nozzle
- film
- substrate
- forming apparatus
- gas
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シャワーノズル及び成膜装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
成膜室内にガスを導入して、基板上に成膜を行成膜装置（例えばCVD装置）においては、ガス導入口と基板との間に多数の孔を有するシャワーノズルが用いられる。シャワーノズルは、ガスを均一に基板上に導入するために用いられる。
【０００３】
ところで、CVDによる成膜に際しては表面反応を高めることなどを目的として基板は加熱されている。そのため、基板からの熱がシャワーノズルに伝わりシャワーノズルの温度が上昇する。ガスの温度は例えばMOCVDでは２００〜３００℃（より好ましくは２３０〜２５０℃）であるが、シャワーノズルの温度が上昇するとガス温度も上昇する。その結果、シャワーノズルの孔に金属有機化合物が堆積してしまうなどの問題をもたらす。そこで、シャワーノズルを冷却するためにシャワーノズル内にクーラントの通路を設けておき、この通路にクーランとを流してシャワーノズルの冷却を図っている。
【０００４】
かかるシャワーノズルを用いて成膜を行うと、膜は斑点を有する膜となってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基板からの熱影響を回避することができるシャワーノズル及び成膜装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、斑点の生じない膜の形成を可能たらしめるシャワーノズル及び成膜装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、成膜室内に配置され、多数の孔が形成されている成膜室にガスを導入するためのシャワーノズルにおいて、成膜室内に配置された基板側の表面に熱反射層を形成したことを特徴とするシャワーノズルである。
【０００８】
前記熱反射層は金、銀、銅のいずれかからなることを特徴とする。
【０００９】
前記孔のアスペクト比は１／２〜１／８であることを特徴とする。
【００１０】
前記孔の径は０．３〜２．５ｍｍであることを特徴とする。
【００１１】
前記ガスは、キャリアガスに金属有機化合物の溶解液を含有するガスであることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、上記シャワーノズルを有することを特徴とする成膜装置である。
【００１３】
シャワーノズルと基板との距離は２０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
前記成膜装置はMOCVD装置であることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明の作用を本発明をなすに際して得た知見とともに説明する。
【００１６】
本発明者は、斑点の発生する原因を鋭意探求した。その結果、まず、斑点が発生する位置はシャワーノズルの孔に対応する位置であることを確認した。何故に孔に対応する位置に斑点が生ずるかについてさらにその原因を調査した。その結果、斑点が生ずる位置は他の位置よりも成膜中には温度が低くなっていることを解明した。
【００１７】
さらに、何故に温度の低下を招くかを探求した。その結果、シャワーノズルの孔のアスペクト比が大きいため孔から出たガスが拡がりをもたずに基板上に到達してしまいため、ガスが到達した位置が他の点よりも温度が低下してしまうものと推定した。例えば、クーラント用通路が形成されている場合、図２に示すようにシャワーノズルの厚みｌはｌ＝９ｍｍであり、孔の径ｄはｄ＝０．７ｍｍである。すなわち、アスペクト比は０．７／９≒１／１３である。また、熱影響を避けるため基板とシャワーノズルとの距離ｈはｈ＝２０ｍｍ程度に保たれる。かかる場合、孔から出たガスは広がりは小さい。すなわち、図２に示すθは小さい。そのため、隣の孔から出たガスとの重なりは無く、その結果、ガスが到達した部分のみにおいて温度の低下が生ずる。
【００１８】
そこで、本発明では、まず、シャワーノズルの基板側面に熱反射層を設けることにより基板からの熱影響を防止した。熱反射層を設けるとシャワーノズルにクーラントの通路を設ける必要が無くなる。その結果、シャワーノズルの厚みを薄くすることが可能となり、孔のアスペクト比を小さくすることが可能となる。
【００１９】
アスペクト比を小さくすると、孔から出るガスは広がりを持つことが可能となり、隣接する孔からのガスと基板において重なり合う。その結果、局部的な温度低下を招くことが無くなり、斑点の発生を防止することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明において、熱防止層は、金、銀、銅から構成することが好ましい。特に金が反射率が高いため好ましい。
【００２１】
熱反射層の形成は例えば、めっき、蒸着、スパッタリングにより行えばよい。厚さとしては、１０ｎｍ〜１００μｍが熱影響の防止上好ましい。また、鏡面仕上げとすることが好ましい。
【００２２】
前記孔のアスペクト比は１／２〜１／８であることが好ましい。この範囲とすることにより孔から出たガスは、基板とシャワーノズルとの距離を近づけても基板上で重なり合う。その結果局部的温度低下を防止することができる。また、斑点の無い膜を成膜することができる。かかる観点から、より好ましくは１／２〜１／５である。
【００２３】
前記孔の径は０．３〜２．５ｍｍであることが好ましい。０．３ｍｍ未満では加工容易性に欠ける。また、２．５ｍｍを超えるとガス圧の均一性が保たれない場合が生ずる。
【００２４】
この点から、より好ましくは０．６〜１．０ｍｍである。
【００２５】
ガスとしては、例えば、キャリアガスに金属有機化合物の溶解液を噴霧化などにより含有させたガスの場合に、本発明はより効果を発揮する。
【００２６】
本発明のシャワーノズルは各種成膜装置に用いることができる。基板からの熱影響を回避でき、基板とシャワーノズルとの距離を短くすることができる。シャワーノズルを電極とする平行平板型のプラズマ成膜装置にも用いることができる。特に、ＣＶＤ装置、さらにはＭＯＣＶＤ装置に用いる場合により効果的である。
【００２７】
シャワーノズルと基板との距離は２０ｍｍ以下とすることができる。好ましくは１５ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下である。ただ、５ｍｍ未満では熱反射層を形成しても熱影響を受けるため下限としては５ｍｍが好ましい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、基板からの熱影響を回避することが可能となり、基板とシャワーノズルとの距離を近接することができ良好な成膜を行うことができる。
【００２９】
特に、ＭＯＣＶＤ装置にあっては、斑点のない膜を成膜することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシャワーノズルを示す概念図である。
【図２】従来のシャワーノズルを示す概念図である。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a shower nozzle and a film forming apparatus.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In a film forming apparatus (for example, a CVD apparatus) in which a gas is introduced into a film forming chamber to form a film on a substrate, a shower nozzle having a large number of holes between a gas inlet and the substrate is used. The shower nozzle is used to uniformly introduce a gas onto a substrate.
[0003]
By the way, during film formation by CVD, the substrate is heated for the purpose of enhancing the surface reaction. Therefore, heat from the substrate is transmitted to the shower nozzle, and the temperature of the shower nozzle increases. The temperature of the gas is, for example, 200 to 300 ° C. (more preferably 230 to 250 ° C.) in MOCVD, but when the temperature of the shower nozzle increases, the gas temperature also increases. As a result, problems such as deposition of the metal organic compound in the holes of the shower nozzle are caused. Therefore, a coolant passage is provided in the shower nozzle to cool the shower nozzle, and a coolant is flowed through the passage to cool the shower nozzle.
[0004]
When film formation is performed using such a shower nozzle, the film becomes a film having speckles.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a shower nozzle and a film forming apparatus capable of avoiding the influence of heat from a substrate.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shower nozzle and a film forming apparatus that enable formation of a film without spots.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a heat reflection layer is formed on a surface on a substrate side arranged in a film formation chamber in a shower nozzle for introducing a gas into the film formation chamber in which a large number of holes are formed, which is arranged in the film formation chamber. This is a shower nozzle characterized by the following.
[0008]
The heat reflection layer is made of any one of gold, silver and copper.
[0009]
The aspect ratio of the hole is 1/2 to 1/8.
[0010]
The diameter of the hole is 0.3 to 2.5 mm.
[0011]
The gas is a gas containing a solution of a metal organic compound in a carrier gas.
[0012]
The present invention is a film forming apparatus including the above shower nozzle.
[0013]
The distance between the shower nozzle and the substrate is 20 mm or less.
[0014]
The film forming apparatus is a MOCVD apparatus.
[0015]
[Action]
The operation of the present invention will be described together with the knowledge obtained in making the present invention.
[0016]
The inventor has diligently searched for the cause of the occurrence of spots. As a result, first, it was confirmed that the position where the spot was generated was a position corresponding to the hole of the shower nozzle. The reason why the spots were formed at the positions corresponding to the holes was further investigated. As a result, it was clarified that the temperature at which the spots were generated was lower during film formation than at other positions.
[0017]
In addition, they sought to determine why the temperature would drop. As a result, the gas exiting the hole reaches the substrate without spreading because the aspect ratio of the hole of the shower nozzle is large, so that the temperature at which the gas arrives is lower than at other points. It was estimated that it would be. For example, when a coolant passage is formed, the thickness l of the shower nozzle is 1 = 9 mm and the diameter d of the hole is d = 0.7 mm as shown in FIG. That is, the aspect ratio is 0.7 / 9 ≒ 1/13. Further, the distance h between the substrate and the shower nozzle is kept at about h = 20 mm in order to avoid thermal effects. In such a case, the gas emerging from the holes has a small spread. That is, θ shown in FIG. 2 is small. For this reason, there is no overlap with the gas discharged from the adjacent hole, and as a result, the temperature is reduced only in the portion where the gas has reached.
[0018]
Therefore, in the present invention, first, a thermal reflection layer is provided on the side surface of the substrate of the shower nozzle to prevent the influence of heat from the substrate. The provision of the heat reflection layer eliminates the need to provide a coolant passage in the shower nozzle. As a result, the thickness of the shower nozzle can be reduced, and the aspect ratio of the hole can be reduced.
[0019]
Reducing the aspect ratio allows the gas exiting the hole to have a spread and overlap with the gas from the adjacent hole in the substrate. As a result, a local temperature drop does not occur, and the occurrence of spots can be prevented.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, the heat prevention layer is preferably made of gold, silver, and copper. In particular, gold is preferable because of its high reflectance.
[0021]
The heat reflection layer may be formed by, for example, plating, vapor deposition, or sputtering. The thickness is preferably from 10 nm to 100 μm for preventing the influence of heat. Further, it is preferable to make a mirror finish.
[0022]
The aspect ratio of the hole is preferably 1/2 to 1/8. With this range, the gas discharged from the hole overlaps on the substrate even when the distance between the substrate and the shower nozzle is reduced. As a result, a local temperature drop can be prevented. In addition, a film without spots can be formed. From this viewpoint, the ratio is more preferably 1/2 to 1/5.
[0023]
The diameter of the hole is preferably 0.3 to 2.5 mm. If it is less than 0.3 mm, workability is lacking. On the other hand, if it exceeds 2.5 mm, the gas pressure may not be kept uniform.
[0024]
From this point, it is more preferably 0.6 to 1.0 mm.
[0025]
The present invention is more effective when the carrier gas contains a solution of a metal organic compound in a carrier gas by atomization or the like.
[0026]
The shower nozzle of the present invention can be used for various film forming apparatuses. The influence of heat from the substrate can be avoided, and the distance between the substrate and the shower nozzle can be reduced. The present invention can also be used for a parallel plate type plasma film forming apparatus using a shower nozzle as an electrode. In particular, it is more effective when used in a CVD device and further in a MOCVD device.
[0027]
The distance between the shower nozzle and the substrate can be 20 mm or less. Preferably it is 15 mm or less, more preferably 10 mm or less. However, if it is less than 5 mm, even if a heat reflecting layer is formed, it is affected by heat.
[0028]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to avoid the heat influence from a board | substrate, the distance of a board | substrate and a shower nozzle can be made close, and favorable film formation can be performed.
[0029]
In particular, in a MOCVD apparatus, it is possible to form a film without spots.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a shower nozzle of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a conventional shower nozzle.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002362847A JP2004193509A (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Shower nozzle and film-forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002362847A JP2004193509A (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Shower nozzle and film-forming apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004193509A true JP2004193509A (en) | 2004-07-08 |
Family
ID=32761181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002362847A Pending JP2004193509A (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Shower nozzle and film-forming apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004193509A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013211521A (en) * | 2012-03-02 | 2013-10-10 | Stanley Electric Co Ltd | Vapor growth device |
| CN114351117A (en) * | 2020-10-13 | 2022-04-15 | 东部超导科技（苏州）有限公司 | Spray plate, MOCVD reaction system with spray plate and use method of MOCVD reaction system |
| CN114657531A (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-24 | 北京石墨烯研究院 | Growth method and device of graphene wafer |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0273624A (en) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Fujitsu Ltd | Gas guiding device for cvd use |
| JPH0430514A (en) * | 1990-05-28 | 1992-02-03 | Fuji Electric Co Ltd | Thermal cvd apparatus |
| JPH05190464A (en) * | 1992-01-16 | 1993-07-30 | Toshiba Corp | Vapor growth device |
| JPH09316644A (en) * | 1996-05-23 | 1997-12-09 | Nippon Sanso Kk | Shower head nozzle of cvd device |
| JPH10251853A (en) * | 1997-03-17 | 1998-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Chemical vapor deposition device |
| JPH1112742A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-19 | Nissin Electric Co Ltd | Cvd device, and its cleaning method |
-
2002
- 2002-12-13 JP JP2002362847A patent/JP2004193509A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0273624A (en) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Fujitsu Ltd | Gas guiding device for cvd use |
| JPH0430514A (en) * | 1990-05-28 | 1992-02-03 | Fuji Electric Co Ltd | Thermal cvd apparatus |
| JPH05190464A (en) * | 1992-01-16 | 1993-07-30 | Toshiba Corp | Vapor growth device |
| JPH09316644A (en) * | 1996-05-23 | 1997-12-09 | Nippon Sanso Kk | Shower head nozzle of cvd device |
| JPH10251853A (en) * | 1997-03-17 | 1998-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Chemical vapor deposition device |
| JPH1112742A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-19 | Nissin Electric Co Ltd | Cvd device, and its cleaning method |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013211521A (en) * | 2012-03-02 | 2013-10-10 | Stanley Electric Co Ltd | Vapor growth device |
| CN114351117A (en) * | 2020-10-13 | 2022-04-15 | 东部超导科技（苏州）有限公司 | Spray plate, MOCVD reaction system with spray plate and use method of MOCVD reaction system |
| CN114657531A (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-24 | 北京石墨烯研究院 | Growth method and device of graphene wafer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1296364A1 (en) | Method for forming thin film and apparatus for forming thin film | |
| EP1803836B1 (en) | Evaporation source and method of depositing thin film using the same | |
| KR101044355B1 (en) | Gas head and thin-film production apparatus | |
| WO2006057706A3 (en) | Method for deposition of metal layers from metal carbonyl precursors | |
| TW201209214A (en) | Gas distribution showerhead with high emissivity surface | |
| CN109390496A (en) | Method for encapsulating organic light emitting diode | |
| JP2011146711A5 (en) | ||
| KR970052032A (en) | Antireflective coating and method of depositing it | |
| WO1999002755A1 (en) | Chemical vapor deposition manifold | |
| WO2001066834A3 (en) | Chemical vapor deposition process for fabricating layered superlattice materials | |
| JP2004193509A (en) | Shower nozzle and film-forming apparatus | |
| KR20050022643A (en) | Method for depositing thin film on wafer | |
| US5789028A (en) | Method for eliminating peeling at end of semiconductor substrate in metal organic chemical vapor deposition of titanium nitride | |
| JP2016222939A (en) | Atomic layer growth device | |
| CN101308818B (en) | Method for manufacturing image sensor | |
| KR20070109384A (en) | Shower head of equipment for use in atomic layer deposition | |
| KR100830302B1 (en) | Evaporation source | |
| JPH08213344A (en) | Semiconductor production device and manufacture | |
| WO2002021593A3 (en) | Method of forming titanium nitride (tin) films using metal-organic chemical vapor deposition (mocvd) | |
| JP2004091821A5 (en) | ||
| KR101074810B1 (en) | Vapor deposition apparatus providing improved carrier gas supplying structure and the OLED manufacturing method using the same | |
| JP2943407B2 (en) | Continuous transportation treatment device of high-temperature melt and its method | |
| JP4317275B2 (en) | Method for producing titanium nitride thin film and CVD apparatus | |
| JP2007077433A (en) | Film deposition system | |
| JPH04206524A (en) | Semiconductor film forming device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051111 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071107 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20071114 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20080115 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20081015 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081215 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090213 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20090417 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20101101 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |