JP2011195863A - Atomic-layer deposition apparatus and atomic-layer deposition method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積装置、及び、原子層堆積方法に関する。 The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus and an atomic layer deposition method for forming a thin film on a substrate.
段差被覆性に優れ、薄膜を均一に形成する技術として、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）が知られている。ＡＬＤ法では、形成しようとする薄膜を構成する元素を主成分とする２種類のガスを基板上に交互に供給し、基板上に原子層単位で薄膜を形成する。ＡＬＤ法では、表面反応の自己停止作用が用いられる。表面反応の自己停止作用とは、原料ガスを供給している間に、１層あるいは数層の原料ガスだけが基板表面に吸着し、余分な原料ガスは成膜に寄与しない作用である。そのため、ＡＬＤ法を用いて原子層単位で繰り返し基板上に薄膜を形成することにより、所望の膜厚の薄膜を形成することができる。 Atomic layer deposition (ALD) is known as a technique for forming a thin film uniformly with excellent step coverage. In the ALD method, two kinds of gases mainly containing an element constituting the thin film to be formed are supplied alternately on the substrate, and the thin film is formed on the substrate in units of atomic layers. In the ALD method, a self-stopping action of the surface reaction is used. The self-stopping action of the surface reaction is an action in which only one layer or several layers of source gas are adsorbed on the substrate surface while the source gas is supplied, and the excess source gas does not contribute to film formation. Therefore, a thin film having a desired film thickness can be formed by repeatedly forming a thin film on the substrate in atomic layer units using the ALD method.
一般的なＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法と比較して、ＡＬＤ法は段差被覆性と膜厚制御性に優れている。そのため、メモリ素子のキャパシタや、「high-kゲート」と呼ばれる絶縁膜の形成にＡＬＤ法を用いることが期待されている。
また、ＡＬＤ法では、３００℃以下の温度で絶縁膜を形成することができる。そのため、液晶ディスプレイなどのようにガラス基板を用いる表示装置において、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の形成にＡＬＤ法を用いることが期待されている。
Compared with a general CVD (Chemical Vapor Deposition) method, the ALD method is excellent in step coverage and film thickness controllability. Therefore, it is expected that the ALD method is used for forming a capacitor of a memory element and an insulating film called a “high-k gate”.
In the ALD method, the insulating film can be formed at a temperature of 300 ° C. or lower. Therefore, it is expected that an ALD method is used for forming a gate insulating film of a thin film transistor in a display device using a glass substrate such as a liquid crystal display.
ＡＬＤ法は、反応の活性化手段の違いにより、熱ＡＬＤ法とプラズマＡＬＤ法とに大別される。熱ＡＬＤ法は、加熱により反応ガスの反応を促進する方法である。また、プラズマＡＬＤ法は、プラズマにより反応ガスの反応を促進する方法である。 The ALD method is roughly classified into a thermal ALD method and a plasma ALD method depending on a difference in reaction activation means. The thermal ALD method is a method of promoting the reaction of the reaction gas by heating. The plasma ALD method is a method of promoting reaction of a reactive gas by plasma.
従来、熱ＡＬＤ法を用いて、基板１枚毎に原子層を堆積する原子層堆積装置が知られている（特許文献１）。 Conventionally, an atomic layer deposition apparatus that deposits an atomic layer for each substrate using a thermal ALD method is known (Patent Document 1).
ＡＬＤ法では、１原子層分の原料ガスを成膜室に供給した後に原料ガスを排気し、１原子層分の反応ガスを成膜室に供給した後に反応ガスを排気するという工程を多数回繰り返すことにより、所望の厚さの薄膜が形成される。そのため、１枚の基板に所望の厚さの薄膜を形成するのに要する時間は長くなり、複数の基板に薄膜を形成するのに要する処理時間が長くなる。 In the ALD method, a process in which a source gas for one atomic layer is supplied to the deposition chamber and then the source gas is exhausted, and a reaction gas for one atomic layer is supplied to the deposition chamber and then the reaction gas is exhausted many times. By repeating, a thin film having a desired thickness is formed. Therefore, the time required to form a thin film with a desired thickness on one substrate becomes long, and the processing time required to form thin films on a plurality of substrates becomes long.
複数の基板を成膜室の内部に配置し、複数の基板に対して同時に成膜を行うことにより、複数の基板に薄膜を形成するのに要する処理時間を短縮することが可能となる。しかし、複数の基板に対して同時に成膜を行う場合、基板が配置された位置の違いに起因して、基板間に温度分布が生じる可能性がある。ＡＬＤ法では、基板の温度によって薄膜の膜質が影響を受けることがあり、成膜された薄膜の膜質にばらつきが生じることがある。 By disposing a plurality of substrates inside the film formation chamber and performing film formation on the plurality of substrates at the same time, it is possible to reduce the processing time required for forming thin films on the plurality of substrates. However, when film formation is performed simultaneously on a plurality of substrates, temperature distribution may occur between the substrates due to a difference in positions where the substrates are arranged. In the ALD method, the film quality of the thin film may be affected by the temperature of the substrate, and the film quality of the formed thin film may vary.
本発明は、膜質のばらつきを抑制しつつ、処理時間を短縮することができる原子層堆積装置、及び、原子層堆積方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an atomic layer deposition apparatus and an atomic layer deposition method capable of reducing processing time while suppressing variations in film quality.
本発明の原子層堆積装置は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積装置であって、前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部の周囲から前記複数の基板を加熱する加熱部と、前記基板と直交する方向に離間して配置される少なくとも３つのガス供給部であって、前記薄膜を形成するためのガスを供給する少なくとも３つのガス供給部と、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を調節する、少なくとも３つの温度調節部と、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に調節するために、前記温度調節部を個別に制御する温度制御部と、を備え、前記ガス供給部の各々は、前記薄膜の原料である原料ガスを前記基板と平行な方向に供給するための原料ガス供給管と、前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを前記基板と平行な方向に供給するための反応ガス供給管と、を備え、前記温度制御部は、前記少なくとも３つのガス供給部のうち、中心側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、前記温度調節部を制御することを特徴とする。 An atomic layer deposition apparatus according to the present invention is an atomic layer deposition apparatus for forming a thin film on a substrate, the substrate support unit supporting a plurality of substrates spaced apart in a direction perpendicular to the substrate, and the substrate support unit A heating unit that heats the plurality of substrates from the periphery of the substrate, and at least three gas supply units that are spaced apart from each other in a direction orthogonal to the substrate, wherein at least 3 supplies a gas for forming the thin film Two gas supply units, at least three temperature adjustment units for adjusting the temperature of the gas supplied from the gas supply unit, and the temperature for adjusting the temperature of the gas supplied from the gas supply unit individually. A temperature control unit that individually controls the adjustment unit, and each of the gas supply units includes a source gas supply pipe for supplying a source gas that is a source of the thin film in a direction parallel to the substrate, Reacts with the source gas A reaction gas supply pipe for supplying a reaction gas for forming the thin film in a direction parallel to the substrate, and the temperature control unit is a gas located on the center side of the at least three gas supply units The temperature adjusting unit is controlled such that the temperature of the gas supplied by the supply unit is higher than the temperature of the gas supplied by the gas supply unit located on the peripheral side.
また、前記基板支持部は、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置に、前記基板の温度を検知する複数の温度検知部を備え、前記温度制御部は、前記温度検知部が検知した結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記温度調節部を制御することが好ましい。 The substrate support unit includes a plurality of temperature detection units that detect the temperature of the substrate at a plurality of different positions along a direction orthogonal to the substrate, and the temperature control unit is detected by the temperature detection unit. Based on the result, it is preferable to control the temperature adjusting unit so as to reduce the temperature distribution of the plurality of substrates.
本発明の原子層堆積装置は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積装置であって、前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する基板支持部と、前記複数の基板を加熱する加熱部と、前記基板と直交する方向に離間して配置される複数のガス供給部であって、前記薄膜を形成するためのガスを供給する複数のガス供給部と、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を調節する複数の温度調節部と、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に調節するために、前記温度調節部を個別に制御する温度制御部と、を備え、前記ガス供給部の各々は、前記薄膜の原料である原料ガスを前記基板と平行な方向に供給するための原料ガス供給管と、前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを前記基板と平行な方向に供給するための反応ガス供給管と、を備え、前記基板支持部は、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置に、前記基板の温度を検知する複数の温度検知部を備え、前記温度制御部は、前記温度検知部が検知した結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記温度調節部を制御することを特徴とする。 An atomic layer deposition apparatus according to the present invention is an atomic layer deposition apparatus for forming a thin film on a substrate, and is separated in a direction orthogonal to the substrate to support a plurality of substrates, and the plurality of substrates. A heating unit that heats the substrate, a plurality of gas supply units that are spaced apart from each other in a direction orthogonal to the substrate, a plurality of gas supply units that supply a gas for forming the thin film, and the gas supply A plurality of temperature adjusting units for adjusting the temperature of the gas supplied from the unit, and a temperature control unit for individually controlling the temperature adjusting unit in order to individually adjust the temperature of the gas supplied from the gas supplying unit, Each of the gas supply units forms a thin film by reacting with a raw material gas supply pipe for supplying a raw material gas which is a raw material of the thin film in a direction parallel to the substrate, and the raw material gas. Supply reactive gas in a direction parallel to the substrate A reaction gas supply pipe, and the substrate support unit includes a plurality of temperature detection units that detect the temperature of the substrate at a plurality of different positions along a direction orthogonal to the substrate, and the temperature The control unit controls the temperature adjusting unit so as to reduce a temperature distribution of the plurality of substrates based on a result detected by the temperature detecting unit.
また、前記原料ガス供給管から前記原料ガスが供給されるタイミングと、前記反応ガス供給管から前記反応ガスが供給されるタイミングと、を制御するガス制御部を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide a gas control unit that controls the timing at which the source gas is supplied from the source gas supply pipe and the timing at which the reaction gas is supplied from the reaction gas supply pipe.
本発明の原子層堆積方法は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積方法であって、前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する工程と、前記複数の基板の周囲から、前記複数の基板を加熱する工程と、前記基板と直交する方向に離間した少なくとも３つのガス供給部から、前記薄膜を形成するためのガスを前記基板と平行な方向に供給するガス供給工程と、前記少なくとも３つのガス供給部のうち、中心側に位置するガス供給部から供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部から供給されるガスの温度よりも高くなるように、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する温度制御工程と、を有することを特徴とする。 The atomic layer deposition method of the present invention is an atomic layer deposition method for forming a thin film on a substrate, the step of supporting a plurality of substrates spaced apart in a direction orthogonal to the substrate, and the periphery of the plurality of substrates From the step of heating the plurality of substrates, and the gas supply step of supplying the gas for forming the thin film in a direction parallel to the substrate from at least three gas supply units spaced in a direction orthogonal to the substrate And among the at least three gas supply units, the temperature of the gas supplied from the gas supply unit located on the center side is higher than the temperature of the gas supplied from the gas supply unit located on the peripheral side. And a temperature control step of individually controlling the temperature of the gas supplied from the gas supply unit.
また、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置で、前記基板の温度を検知する温度検知工程を有し、前記温度制御工程は、前記温度検知工程で検知された結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御することが好ましい。 Moreover, it has a temperature detection step of detecting the temperature of the substrate at a plurality of different positions along the direction orthogonal to the substrate, and the temperature control step is based on the result detected in the temperature detection step, It is preferable to individually control the temperature of the gas supplied from the gas supply unit so as to reduce the temperature distribution of the plurality of substrates.
本発明の原子層堆積方法は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積方法であって、前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する工程と、前記複数の基板を加熱する工程と、前記基板と直交する方向に離間した複数のガス供給部から、前記薄膜を形成するためのガスを前記基板と平行な方向に供給するガス供給工程と、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置で、前記基板の温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記複数のガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する温度制御工程と、を有することを特徴とする。 The atomic layer deposition method of the present invention is an atomic layer deposition method for forming a thin film on a substrate, the step of supporting a plurality of substrates spaced apart in a direction orthogonal to the substrate, and heating the plurality of substrates. A gas supply step of supplying a gas for forming the thin film in a direction parallel to the substrate from a plurality of gas supply units spaced in a direction orthogonal to the substrate; and a direction orthogonal to the substrate. The plurality of gases so as to reduce the temperature distribution of the plurality of substrates based on the temperature detection step of detecting the temperature of the substrate at a plurality of different positions along the temperature and the result detected in the temperature detection step And a temperature control step of individually controlling the temperature of the gas supplied from the supply unit.
また、前記ガス供給工程は、前記薄膜の原料である原料ガスを供給する工程と、前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを供給する工程と、を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said gas supply process has the process of supplying the raw material gas which is the raw material of the said thin film, and the process of supplying the reactive gas which reacts with the said raw material gas and forms the said thin film.
本発明の原子層堆積装置、及び、原子層堆積方法によれば、膜質のばらつきを抑制しつつ、処理時間を短縮することができる。 According to the atomic layer deposition apparatus and the atomic layer deposition method of the present invention, the processing time can be shortened while suppressing variations in film quality.
以下、本発明の原子層堆積装置及び原子層堆積方法を、実施形態に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
（原子層堆積装置）
まず、図１を参照して、原子層堆積装置の概略構成を説明する。図１は、本実施形態の原子層堆積装置の一例を示す概略構成図である。図１の上下方向は鉛直方向を示す。本実施形態の原子層堆積装置は、複数の基板に対して、原料ガスと反応ガス（酸化ガス）を供給することにより、基板上に原子層単位で酸化層を堆積し、薄膜を形成する。図１に示されるように、本実施形態の原子層堆積装置は、アウターチャンバ２００と、インナーチャンバ２１０と、少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０と、少なくとも３つの温度調節部３０６，３２６，３４６と、原料ガス供給部３６０と、反応ガス供給部３７０と、温度制御部３８０と、ガス制御部３９０と、排気部４００と、を備える。
Hereinafter, an atomic layer deposition apparatus and an atomic layer deposition method of the present invention will be described based on embodiments.
<First Embodiment>
(Atomic layer deposition equipment)
First, a schematic configuration of an atomic layer deposition apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an atomic layer deposition apparatus according to the present embodiment. The vertical direction in FIG. 1 indicates the vertical direction. The atomic layer deposition apparatus of this embodiment supplies a source gas and a reactive gas (oxidizing gas) to a plurality of substrates, thereby depositing an oxide layer on an atomic layer basis on the substrate to form a thin film. As shown in FIG. 1, the atomic layer deposition apparatus according to the present embodiment includes an outer chamber 200, an inner chamber 210, at least three gas supply units 300, 320, and 340, and at least three temperature control units 306 and 326. , 346, a source gas supply unit 360, a reaction gas supply unit 370, a temperature control unit 380, a gas control unit 390, and an exhaust unit 400.
インナーチャンバ２１０は、アウターチャンバ２００の内部に設けられている。また、インナーチャンバ２１０は、基板１００と直交する方向（鉛直方向）に離間して、複数の基板１００を支持する基板支持部２２０を備える。図１に示される例では、基板支持部２２０は、８枚の基板１００を支持する。 The inner chamber 210 is provided inside the outer chamber 200. The inner chamber 210 includes a substrate support unit 220 that supports the plurality of substrates 100 while being spaced apart in a direction (vertical direction) orthogonal to the substrate 100. In the example shown in FIG. 1, the substrate support unit 220 supports eight substrates 100.
ここで、図２を参照して、基板支持部２２０の構成を説明する。図２は、基板支持部２２０の構成の一例を示す平面図である。図２に示されるように、基板支持部２２０の平面図は、櫛歯状となっている。例えば、櫛歯状の基板支持部２２０に対応する形状の基板載置部を備えるフォークリフトを用いて、図２の破線で示される位置に基板１００が載置される。 Here, with reference to FIG. 2, the structure of the board | substrate support part 220 is demonstrated. FIG. 2 is a plan view showing an example of the configuration of the substrate support unit 220. As shown in FIG. 2, the plan view of the substrate support portion 220 has a comb shape. For example, the substrate 100 is placed at a position indicated by a broken line in FIG. 2 using a forklift provided with a substrate placement portion having a shape corresponding to the comb-like substrate support portion 220.
図１に戻り、インナーチャンバ２１０には、基板支持部２２０の周囲から複数の基板１００を加熱する加熱部２３０が取り付けられている。図１では、基板支持部２２０の鉛直上方と鉛直下方の加熱部２３０しか示されていないが、図１の紙面手前側と奥側に位置するインナーチャンバ２１０の側面にも加熱部が取り付けられている。 Returning to FIG. 1, a heating unit 230 that heats the plurality of substrates 100 from around the substrate support unit 220 is attached to the inner chamber 210. In FIG. 1, only the heating unit 230 vertically above and below the substrate support unit 220 is shown, but the heating unit is also attached to the side surfaces of the inner chamber 210 located on the front side and the back side in FIG. Yes.
次に、ガス供給部３００，３２０，３４０について説明する。本実施形態の原子層堆積装置は、薄膜を形成するためのガスをインナーチャンバ２１０の内部に供給するガス供給部を、少なくとも３つ備える。図１に示される例の原子層堆積装置は、３つのガス供給部３００，３２０，３４０を備える。少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０は、基板１００と直交する方向に離間して設けられる。 Next, the gas supply units 300, 320, and 340 will be described. The atomic layer deposition apparatus according to this embodiment includes at least three gas supply units that supply gas for forming a thin film into the inner chamber 210. The example atomic layer deposition apparatus shown in FIG. 1 includes three gas supply units 300, 320, and 340. At least three gas supply units 300, 320, and 340 are provided apart from each other in a direction orthogonal to the substrate 100.
ガス供給部３００は、原料ガス供給管３０２と、反応ガス供給管３０４と、を備える。原料ガス供給管３０２は、薄膜の原料である原料ガスを基板１００と平行な方向に供給する。また、反応ガス供給管３０４は、原料ガスと反応して薄膜を形成する反応ガスを基板１００と平行な方向に供給する。
同様に、ガス供給部３２０は、原料ガス供給管３２２と、反応ガス供給管３２４と、を備える。また、ガス供給部３４０は、原料ガス供給管３４２と、反応ガス供給管３４４と、を備える。
The gas supply unit 300 includes a source gas supply pipe 302 and a reaction gas supply pipe 304. The source gas supply pipe 302 supplies a source gas, which is a thin film source, in a direction parallel to the substrate 100. The reactive gas supply pipe 304 supplies a reactive gas that reacts with the source gas to form a thin film in a direction parallel to the substrate 100.
Similarly, the gas supply unit 320 includes a source gas supply pipe 322 and a reaction gas supply pipe 324. The gas supply unit 340 includes a source gas supply pipe 342 and a reaction gas supply pipe 344.
原料ガス供給管３０２，３２２，３４２は、原料ガス供給部３６０と接続されている。原料ガス供給部３６０は、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介して、インナーチャンバ２１０の内部に原料ガスを供給する。原料ガス供給部３６０が供給する原料ガスは、例えば、ＴＭＡ（Tri-Methyl-Aluminum）である。 The source gas supply pipes 302, 322, and 342 are connected to the source gas supply unit 360. The source gas supply unit 360 supplies source gas into the inner chamber 210 via the source gas supply pipes 302, 322, and 342. The source gas supplied by the source gas supply unit 360 is, for example, TMA (Tri-Methyl-Aluminum).
また、反応ガス供給管３０４，３２４，３４４は、反応ガス供給部３７０と接続されている。反応ガス供給部３７０は、反応ガス供給管３０４，３２４，３４４を介して、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガスを供給する。反応ガス供給部３７０が供給する反応ガスは、例えば、オゾンである。 Further, the reaction gas supply pipes 304, 324 and 344 are connected to the reaction gas supply unit 370. The reactive gas supply unit 370 supplies the reactive gas into the inner chamber 210 via the reactive gas supply pipes 304, 324, and 344. The reaction gas supplied by the reaction gas supply unit 370 is, for example, ozone.
なお、原料ガス供給部３６０や反応ガス供給部３７０は、更に、インナーチャンバ２１０の内部にパージガスを供給することもできる。パージガスは、例えば、窒素やアルゴンである。原料ガス供給部３６０や反応ガス供給部３７０は、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２や反応ガス供給管３０４，３２４，３４４を用いてパージガスを供給してもよいし、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２や反応ガス供給管３０４，３２４，３４４とは異なる管を用いてパージガスを供給してもよい。 Note that the source gas supply unit 360 and the reaction gas supply unit 370 can further supply a purge gas into the inner chamber 210. The purge gas is, for example, nitrogen or argon. The source gas supply unit 360 and the reaction gas supply unit 370 may supply the purge gas using the source gas supply pipes 302, 322, and 342 and the reaction gas supply pipes 304, 324, and 344, The purge gas may be supplied using a pipe different from the pipes 322 and 342 and the reaction gas supply pipes 304, 324 and 344.
ここで、ガス供給部３００，３２０，３４０には、温度調節部３０６，３２６，３４６がそれぞれ取り付けられている。温度調節部３０６，３２６，３４６は、ガス供給部３００，３２０，３４０から供給されるガスの温度をそれぞれ調節する。 Here, temperature control units 306, 326, and 346 are attached to the gas supply units 300, 320, and 340, respectively. The temperature adjustment units 306, 326, and 346 adjust the temperatures of the gases supplied from the gas supply units 300, 320, and 340, respectively.
温度制御部３８０は、ガス供給部３００，３２０，３４０から供給されるガスの温度を個別に調節するために、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する。温度制御部３８０は、少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０のうち、中心側に位置するガス供給部３２０によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部３００，３４０によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する。
例えば、温度制御部３８０は、温度調節部３０６と温度調節部３４６を５０℃に制御し、温度調節部３２６を１５０℃に制御する。
The temperature control unit 380 individually controls the temperature adjustment units 306, 326, and 346 in order to individually adjust the temperature of the gas supplied from the gas supply units 300, 320, and 340. Of the at least three gas supply units 300, 320, and 340, the temperature control unit 380 is configured such that the temperature of the gas supplied by the gas supply unit 320 located on the center side is controlled by the gas supply units 300 and 340 located on the peripheral side. The temperature adjusting units 306, 326, and 346 are individually controlled so as to be higher than the temperature of the supplied gas.
For example, the temperature control unit 380 controls the temperature adjustment unit 306 and the temperature adjustment unit 346 to 50 ° C., and controls the temperature adjustment unit 326 to 150 ° C.
ガス制御部３９０は、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２からインナーチャンバ２１０の内部に原料ガスが供給されるタイミングを制御する。また、ガス制御部３９０は、反応ガス供給管３０４，３２４，３４４からインナーチャンバ２１０の内部に原料ガスが供給されるタイミングを制御する。ガス制御部３９０が原料ガスや反応ガスを供給するタイミングを制御する具体的な方法は、後述する。 The gas control unit 390 controls the timing at which the source gas is supplied into the inner chamber 210 from the source gas supply pipes 302, 322, and 342. The gas control unit 390 controls the timing at which the source gas is supplied from the reaction gas supply pipes 304, 324, and 344 to the inside of the inner chamber 210. A specific method for controlling the timing at which the gas control unit 390 supplies the source gas and the reaction gas will be described later.
排気部４００は、インナーチャンバ２１０の内部の原料ガスや反応ガスを排気する。排気部４００は、例えば、ドライポンプである。
以上が本実施形態の原子層堆積装置の概略構成である。
The exhaust unit 400 exhausts the source gas and reaction gas inside the inner chamber 210. The exhaust unit 400 is, for example, a dry pump.
The above is the schematic configuration of the atomic layer deposition apparatus of the present embodiment.
（原子層堆積方法）
次に、図３、図４を参照して、上述した原子層堆積装置を用いた原子層堆積方法について説明する。図３は、本実施形態の原子層堆積方法の一例を示すフローチャートである。また、図４（ａ）〜（ｄ）は、基板１００の上に薄膜が形成される工程を示す図である。
(Atomic layer deposition method)
Next, an atomic layer deposition method using the above-described atomic layer deposition apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the atomic layer deposition method of the present embodiment. 4A to 4D are diagrams showing a process of forming a thin film on the substrate 100. FIG.
まず、ガス供給部３００，３２０，３４０から供給されるガスの温度を個別に調節するために、温度制御部３８０が、少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０のうち、中心側に位置するガス供給部３２０によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部３００，３４０によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する（ステップＳ１０１）。 First, in order to individually adjust the temperature of the gas supplied from the gas supply units 300, 320, and 340, the temperature control unit 380 is located on the center side among the at least three gas supply units 300, 320, and 340. The temperature control units 306, 326, and 346 are individually controlled so that the temperature of the gas supplied by the gas supply unit 320 is higher than the temperature of the gas supplied by the gas supply units 300 and 340 located on the peripheral side. (Step S101).
次に、原料ガス供給部３６０が、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介してインナーチャンバ２１０の内部に原料ガスを供給する（ステップＳ１０２）。原料ガス供給部３６０が原料ガスを供給するタイミングは、ガス制御部３９０により制御される。原料ガス供給部３６０は、例えば、１秒間、インナーチャンバ２１０の内部に原料ガスを供給する。
図４（ａ）に示されるように、ステップＳ１０２によって、インナーチャンバ２１０の内部に原料ガス１１０が供給され、基板１００の上に原料ガス１１０が吸着して吸着層１０２が形成される。
Next, the source gas supply unit 360 supplies source gas into the inner chamber 210 via the source gas supply pipes 302, 322, and 342 (step S102). The timing at which the source gas supply unit 360 supplies the source gas is controlled by the gas control unit 390. The source gas supply unit 360 supplies source gas into the inner chamber 210 for 1 second, for example.
As shown in FIG. 4A, in step S <b> 102, the source gas 110 is supplied into the inner chamber 210, and the source gas 110 is adsorbed on the substrate 100 to form the adsorption layer 102.
次に、原料ガス供給部３６０が、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介してインナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する（ステップＳ１０３）。原料ガス供給部３６０がパージガス１１２を供給するタイミングは、ガス制御部３９０により制御される。原料ガス供給部３６０は、例えば、３０秒間、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する。また、排気部４００が、インナーチャンバ２１０の内部の原料ガス１１０やパージガス１１２を排気する。
図４（ｂ）に示されるように、ステップＳ１０３によって、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２が供給され、基板１００の上に吸着していない原料ガス１１０がインナーチャンバ２１０からパージされる。
Next, the source gas supply unit 360 supplies the purge gas 112 into the inner chamber 210 through the source gas supply pipes 302, 322, and 342 (step S103). The timing at which the source gas supply unit 360 supplies the purge gas 112 is controlled by the gas control unit 390. The source gas supply unit 360 supplies the purge gas 112 into the inner chamber 210 for 30 seconds, for example. The exhaust unit 400 exhausts the source gas 110 and the purge gas 112 inside the inner chamber 210.
As shown in FIG. 4B, the purge gas 112 is supplied into the inner chamber 210 and the source gas 110 not adsorbed on the substrate 100 is purged from the inner chamber 210 in step S103.
次に、反応ガス供給部３７０が、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガス１１４を供給する（ステップＳ１０４）。反応ガス供給部３７０が反応ガス１１４を供給するタイミングは、ガス制御部３９０により制御される。反応ガス供給部３７０は、例えば、５秒間、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガス１１４を供給する。
図４（ｃ）に示されるように、ステップＳ１０４によって、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガス１１４が供給され、吸着層１０２と反応ガス１１４とが反応し、酸化層１０４が形成される。
Next, the reaction gas supply unit 370 supplies the reaction gas 114 into the inner chamber 210 (step S104). The timing at which the reaction gas supply unit 370 supplies the reaction gas 114 is controlled by the gas control unit 390. The reactive gas supply unit 370 supplies the reactive gas 114 to the inside of the inner chamber 210 for 5 seconds, for example.
As shown in FIG. 4C, in step S104, the reaction gas 114 is supplied into the inner chamber 210, and the adsorption layer 102 and the reaction gas 114 react to form the oxide layer 104.
次に、反応ガス供給部３７０が、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する（ステップＳ１０５）。反応ガス供給部３７０は、例えば、３０秒間、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する。また、排気部４００が、インナーチャンバ２１０の内部の反応ガス１１４やパージガス１１２を排気する。
図４（ｄ）に示されるように、ステップＳ１０５によって、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２が供給され、反応ガス１１４がインナーチャンバ２１０からパージされる。
Next, the reactive gas supply unit 370 supplies the purge gas 112 into the inner chamber 210 (step S105). The reactive gas supply unit 370 supplies the purge gas 112 into the inner chamber 210 for 30 seconds, for example. The exhaust unit 400 exhausts the reaction gas 114 and the purge gas 112 inside the inner chamber 210.
As shown in FIG. 4D, the purge gas 112 is supplied into the inner chamber 210 and the reaction gas 114 is purged from the inner chamber 210 in step S105.
以上説明したステップＳ１０１〜Ｓ１０５により、基板１００の上に一原子層分の酸化層１０４が形成される。以下、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を所定回数繰り返すことにより、所望の膜厚の酸化層１０４を形成することができる。また、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を繰り返すことにより、原料ガス供給部３６０は、原料ガスを間欠的に供給する。また、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を繰り返すことにより、反応ガス供給部３７０は、反応ガスを間欠的に供給する。 Through steps S101 to S105 described above, the oxide layer 104 for one atomic layer is formed on the substrate 100. Thereafter, steps S101 to S105 are repeated a predetermined number of times, whereby the oxide layer 104 having a desired thickness can be formed. Further, by repeating steps S101 to S105, the source gas supply unit 360 intermittently supplies the source gas. Further, the reaction gas supply unit 370 supplies the reaction gas intermittently by repeating steps S101 to S105.
一般に、本実施形態のように、基板支持部２２０の周囲に設けられた加熱部２３０によって複数の基板１００を加熱する場合、中心側に配置された基板は、鉛直上方側に配置された基板や鉛直下方側に配置された基板に比べて、加熱されにくい。そのため、基板が配置される位置によって成膜時の温度が異なり、例えば、膜厚などの膜質にばらつきが生じやすくなる。 Generally, when the plurality of substrates 100 are heated by the heating unit 230 provided around the substrate support unit 220 as in the present embodiment, the substrate disposed on the center side is the substrate disposed on the vertical upper side, Compared to a substrate disposed vertically below, it is less likely to be heated. Therefore, the temperature at the time of film formation differs depending on the position where the substrate is arranged, and for example, film quality such as film thickness is likely to vary.
これに対し、本実施形態では、少なくとも３つのガス供給部３００，３２０，３４０のうち、中心側に位置するガス供給部３２０によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部３００，３４０によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、温度制御部３８０が温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する。そのため、加熱部２３０によって加熱されにくい中心側に配置された基板には、加熱部２３０によって加熱されやすい鉛直上方側に配置された基板や鉛直下方側に配置された基板に供給されるガスよりも高温のガスが供給される。その結果、成膜時の基板の温度分布を低減することが可能となり、膜質のばらつきを低減することができる。そのため、本実施形態によれば、膜質のばらつきを抑制しつつ、処理時間を短縮することができる。 On the other hand, in this embodiment, the temperature of the gas supplied by the gas supply unit 320 located on the center side among the at least three gas supply units 300, 320, and 340 is the gas supply unit 300 located on the peripheral side. , 340, the temperature controller 380 individually controls the temperature controllers 306, 326, and 346 so that the temperature is higher than the temperature of the gas supplied from the gas. Therefore, the substrate disposed on the center side that is difficult to be heated by the heating unit 230 is more than the gas supplied to the substrate disposed on the vertical upper side and the substrate disposed on the vertical lower side that is easily heated by the heating unit 230. Hot gas is supplied. As a result, the temperature distribution of the substrate at the time of film formation can be reduced, and variations in film quality can be reduced. Therefore, according to the present embodiment, the processing time can be shortened while suppressing variations in film quality.
なお、上述した実施形態では、原子層堆積装置が基板上に原子層単位で酸化層を堆積し、薄膜を形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反応ガス供給部３７０が窒素ガスを供給し、基板上に原子層単位で窒化層を堆積し、薄膜を形成する場合にも、本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the example in which the atomic layer deposition apparatus deposits an oxide layer on the substrate in units of atomic layers to form a thin film has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to the case where the reactive gas supply unit 370 supplies nitrogen gas, deposits a nitride layer on an atomic layer basis on the substrate, and forms a thin film.
＜第２の実施形態＞
次に、図５を参照して、第２の実施形態の原子層堆積装置の概略構成を説明する。図５は、本実施形態の原子層堆積装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態の原子層堆積装置の基本的な構成は、上述した第１の実施形態と同様である。そのため、以下の説明では、第１の実施形態と同様の部分の説明は省略し、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a schematic configuration of the atomic layer deposition apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of the atomic layer deposition apparatus of the present embodiment. The basic configuration of the atomic layer deposition apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment described above. Therefore, in the following description, description of the same part as 1st Embodiment is abbreviate | omitted, and a different part from 1st Embodiment is demonstrated.
本実施形態の原子層堆積装置は、アウターチャンバ２００と、インナーチャンバ２１０と、複数のガス供給部３００，３２０，３４０と、複数の温度調節部３０６，３２６，３４６と、原料ガス供給部３６０と、反応ガス供給部３７０と、温度制御部３８０と、ガス制御部３９０と、排気部４００と、を備える。 The atomic layer deposition apparatus according to the present embodiment includes an outer chamber 200, an inner chamber 210, a plurality of gas supply units 300, 320, and 340, a plurality of temperature adjustment units 306, 326, and 346, and a source gas supply unit 360. , A reaction gas supply unit 370, a temperature control unit 380, a gas control unit 390, and an exhaust unit 400.
インナーチャンバ２１０は、アウターチャンバ２００の内部に設けられている。また、インナーチャンバ２１０は、基板１００と直交する方向（鉛直方向）に離間して、複数の基板１００を支持する基板支持部２２０を備える。図５に示される例では、基板支持部２２０は、８枚の基板１００を支持する。 The inner chamber 210 is provided inside the outer chamber 200. The inner chamber 210 includes a substrate support unit 220 that supports the plurality of substrates 100 while being spaced apart in a direction (vertical direction) orthogonal to the substrate 100. In the example shown in FIG. 5, the substrate support unit 220 supports eight substrates 100.
ここで、図６を参照して、本実施形態の基板支持部２２０の構成を説明する。図６は、基板支持部２２０の構成の一例を示す平面図である。図６に示されるように、基板支持部２２０の基本的な形状は、図２を参照して説明した第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と異なり、本実施形態の基板支持部２２０は、基板の温度を検知する温度検知部２２２を備える。温度検知部２２２は、例えば、熱電対である。温度検知部２２２は、基板１００の中央付近の温度を検知する位置に設けられることが好ましい。
本実施形態の基板支持部２２０は、８枚の基板１００の温度をそれぞれ検知するために、各基板１００が載置される位置毎に、温度検知部２２２を備える。
温度検知部２２２が検知した結果は、温度制御部３８０へ供給される。
Here, with reference to FIG. 6, the structure of the board | substrate support part 220 of this embodiment is demonstrated. FIG. 6 is a plan view illustrating an example of the configuration of the substrate support unit 220. As shown in FIG. 6, the basic shape of the substrate support 220 is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. Unlike the first embodiment, the substrate support unit 220 of this embodiment includes a temperature detection unit 222 that detects the temperature of the substrate. The temperature detection unit 222 is, for example, a thermocouple. The temperature detection unit 222 is preferably provided at a position that detects the temperature near the center of the substrate 100.
The substrate support unit 220 of this embodiment includes a temperature detection unit 222 for each position where each substrate 100 is placed in order to detect the temperature of each of the eight substrates 100.
The result detected by the temperature detection unit 222 is supplied to the temperature control unit 380.
本実施形態のガス供給部３００，３２０，３４０、温度調節部３０６，３２６，３４６、原料ガス供給部３６０、反応ガス供給部３７０、ガス制御部３９０、排気部４００は、上述した第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。 The gas supply units 300, 320, and 340, the temperature control units 306, 326, and 346, the source gas supply unit 360, the reactive gas supply unit 370, the gas control unit 390, and the exhaust unit 400 of the present embodiment are the same as those in the first embodiment described above. Since it is the same as the form, the description is omitted.
本実施形態の温度制御部３８０は、温度検知部２２２が検知した結果に基づいて、複数の基板１００の温度分布を低減するように、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する。 The temperature control unit 380 of this embodiment individually controls the temperature adjustment units 306, 326, and 346 so as to reduce the temperature distribution of the plurality of substrates 100 based on the result detected by the temperature detection unit 222.
次に、図７を参照して、本実施形態の原子層堆積装置を用いた原子層堆積方法について説明する。図７は、本実施形態の原子層堆積方法の一例を示すフローチャートである。
まず、温度検知部２２２が基板１００の温度を検知する（ステップＳ２０１）。また、温度検知部２２２は、基板１００の温度を検知した結果を、温度制御部３８０へ供給する。
Next, an atomic layer deposition method using the atomic layer deposition apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing an example of the atomic layer deposition method of the present embodiment.
First, the temperature detection unit 222 detects the temperature of the substrate 100 (step S201). The temperature detection unit 222 supplies the temperature control unit 380 with the result of detecting the temperature of the substrate 100.
次に、温度制御部３８０が、温度検知部２２２が検知した結果に基づいて、複数の基板１００の温度分布を低減するように、温度調節部３０６，３２６，３４６を個別に制御する（ステップＳ２０２）。 Next, the temperature control unit 380 individually controls the temperature adjustment units 306, 326, and 346 so as to reduce the temperature distribution of the plurality of substrates 100 based on the result detected by the temperature detection unit 222 (step S202). ).
次に、原料ガス供給部３６０が、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介してインナーチャンバ２１０の内部に原料ガスを供給する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３は、第１の実施形態のステップＳ１０２と同様である。
次に、原料ガス供給部３６０が、原料ガス供給管３０２，３２２，３４２を介してインナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４は、第１の実施形態のステップＳ１０３と同様である。
Next, the source gas supply unit 360 supplies source gas into the inner chamber 210 through the source gas supply pipes 302, 322, and 342 (step S203). Step S203 is the same as step S102 of the first embodiment.
Next, the source gas supply unit 360 supplies the purge gas 112 into the inner chamber 210 through the source gas supply pipes 302, 322, and 342 (step S204). Step S204 is the same as step S103 of the first embodiment.
次に、反応ガス供給部３７０が、インナーチャンバ２１０の内部に反応ガス１１４を供給する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５は、第１の実施形態のステップＳ１０４と同様である。
次に、反応ガス供給部３７０が、インナーチャンバ２１０の内部にパージガス１１２を供給する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６は、第１の実施形態のステップＳ１０５と同様である。
Next, the reactive gas supply unit 370 supplies the reactive gas 114 into the inner chamber 210 (step S205). Step S205 is the same as step S104 of the first embodiment.
Next, the reaction gas supply unit 370 supplies the purge gas 112 into the inner chamber 210 (step S206). Step S206 is the same as step S105 of the first embodiment.
以上説明したステップＳ２０１〜Ｓ２０６により、基板１００の上に一原子層分の酸化層１０４が形成される。以下、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６を所定回数繰り返すことにより、所望の膜厚の酸化層１０４を形成することができる。また、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６を繰り返すことにより、原料ガス供給部３６０は、原料ガスを間欠的に供給する。また、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６を繰り返すことにより、反応ガス供給部３７０は、反応ガスを間欠的に供給する。 Through the steps S201 to S206 described above, the oxide layer 104 for one atomic layer is formed on the substrate 100. Thereafter, steps S201 to S206 are repeated a predetermined number of times, whereby the oxide layer 104 having a desired thickness can be formed. Further, by repeating steps S201 to S206, the source gas supply unit 360 intermittently supplies the source gas. In addition, by repeating steps S201 to S206, the reaction gas supply unit 370 supplies the reaction gas intermittently.
本実施形態の温度制御部３８０は、酸化層１０４を成膜する初期の段階では、例えば、温度調節部３０６と温度調節部３４６を５０℃に制御し、温度調節部３２６を１５０℃に制御する。
その後、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６を繰り返すことにより、加熱部２３０によって加熱されにくい中心側に配置された基板の温度と、加熱部２３０によって加熱されやすい鉛直上方側に配置された基板や鉛直下方側に配置された基板の温度との差は、次第に小さくなる。
そのため、本実施形態の温度制御部３８０は、酸化層１０４の成膜が進むにつれて、ガス供給部３００，３４０によって供給されるガスの温度と、ガス供給部３２０によって供給されるガスの温度との差が小さくなるように、各温度調節部３０６，３２６，３４６を制御する。例えば、温度調節部３０６と温度調節部３４６を５０℃に制御し、温度調節部３２６を１００℃に制御する。
In the initial stage of forming the oxide layer 104, for example, the temperature control unit 380 of the present embodiment controls the temperature adjustment unit 306 and the temperature adjustment unit 346 to 50 ° C., and controls the temperature adjustment unit 326 to 150 ° C. .
Thereafter, by repeating steps S201 to S206, the temperature of the substrate disposed on the center side that is difficult to be heated by the heating unit 230, the substrate disposed on the vertically upper side that is easily heated by the heating unit 230, and disposed on the vertically lower side. The difference from the temperature of the formed substrate is gradually reduced.
Therefore, the temperature control unit 380 according to the present embodiment is configured so that the temperature of the gas supplied by the gas supply units 300 and 340 and the temperature of the gas supplied by the gas supply unit 320 are increased as the oxide layer 104 is formed. The temperature control units 306, 326, and 346 are controlled so that the difference becomes small. For example, the temperature adjustment unit 306 and the temperature adjustment unit 346 are controlled to 50 ° C., and the temperature adjustment unit 326 is controlled to 100 ° C.
以上説明したように、本実施形態では、温度検知部２２２が基板１００の温度を検知した結果に基づいて、複数の基板１００の温度分布を低減するように、温度制御部３８０が温度調節部３０６，３２６，３４６を制御する。そのため、成膜時の基板の温度分布のばらつきをより低減することが可能となり、膜質のばらつきを低減することができる。その結果、本実施形態によれば、膜質のばらつきを抑制しつつ、処理時間を短縮することができる。 As described above, in the present embodiment, the temperature control unit 380 reduces the temperature distribution of the plurality of substrates 100 based on the result of the temperature detection unit 222 detecting the temperature of the substrate 100, and the temperature adjustment unit 306. , 326, 346 are controlled. Therefore, it is possible to further reduce variation in the temperature distribution of the substrate during film formation, and to reduce variation in film quality. As a result, according to the present embodiment, the processing time can be shortened while suppressing variations in film quality.
なお、第２の実施形態では、原子層堆積装置が３つのガス供給部３００，３２０，３４０を備える例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、原子層堆積装置が複数（少なくとも２つ）のガス供給部を備える場合にも、本発明を適用することができる。 In the second embodiment, the example in which the atomic layer deposition apparatus includes the three gas supply units 300, 320, and 340 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a case where the atomic layer deposition apparatus includes a plurality (at least two) of gas supply units.
また、第２の実施形態では、加熱部２３０が基板支持部２２０の周囲から複数の基板１００を加熱する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、加熱部２３０が基板支持部２２０の鉛直下方から複数の基板１００を加熱する場合にも、本発明を適用することができる。
この場合、鉛直下方に配置された基板１００は加熱部２３０によって加熱されやすいのに対し、鉛直上方に配置された基板１００は加熱部２３０によって加熱されにくい。そのため、鉛直上方に位置するガス供給部３００によって供給されるガスの温度が、鉛直下方に位置するガス供給部３４０によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、温度制御部３８０が各温度調節部３０６，３２６，３４６を制御することが望ましい。
In the second embodiment, the example in which the heating unit 230 heats the plurality of substrates 100 from the periphery of the substrate support unit 220 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied when the heating unit 230 heats the plurality of substrates 100 from vertically below the substrate support unit 220.
In this case, the substrate 100 disposed vertically below is easily heated by the heating unit 230, whereas the substrate 100 disposed vertically above is not easily heated by the heating unit 230. For this reason, the temperature controller 380 has each temperature so that the temperature of the gas supplied by the gas supply unit 300 positioned vertically above is higher than the temperature of the gas supplied by the gas supply unit 340 positioned vertically below. It is desirable to control the adjusting units 306, 326, and 346.
以上、本発明の原子層堆積装置、及び、原子層堆積方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 The atomic layer deposition apparatus and the atomic layer deposition method of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiment. It goes without saying that various improvements and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
１００ 基板
１０２ 吸着層
１０４ 酸化層
１１０ 原料ガス
１１２ パージガス
１１４ 反応ガス
２００ アウターチャンバ
２１０ インターチャンバ
２２０ 基板支持部
２２２ 温度検知部
２３０ 加熱部
３００，３２０，３４０ ガス供給部
３０２，３２２，３４２ 原料ガス供給管
３０４，３２４，３４４ 反応ガス供給管
３０６，３２６，３４６ 温度調節部
３６０ 原料ガス供給部
３７０ 反応ガス供給部
３８０ 温度制御部
３９０ ガス制御部
４００ 排気部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Substrate 102 Adsorption layer 104 Oxidation layer 110 Source gas 112 Purge gas 114 Reaction gas 200 Outer chamber 210 Inter chamber 220 Substrate support part 222 Temperature detection part 230 Heating part 300,320,340 Gas supply part 302,322,342 Source gas supply pipe 304, 324, 344 Reaction gas supply pipe 306, 326, 346 Temperature control unit 360 Raw material gas supply unit 370 Reaction gas supply unit 380 Temperature control unit 390 Gas control unit 400 Exhaust unit
Claims (8)
前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部の周囲から前記複数の基板を加熱する加熱部と、
前記基板と直交する方向に離間して配置される少なくとも３つのガス供給部であって、前記薄膜を形成するためのガスを供給する少なくとも３つのガス供給部と、
前記ガス供給部から供給されるガスの温度を調節する、少なくとも３つの温度調節部と、
前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に調節するために、前記温度調節部を個別に制御する温度制御部と、を備え、
前記ガス供給部の各々は、
前記薄膜の原料である原料ガスを前記基板と平行な方向に供給するための原料ガス供給管と、
前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを前記基板と平行な方向に供給するための反応ガス供給管と、を備え、
前記温度制御部は、前記少なくとも３つのガス供給部のうち、中心側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部によって供給されるガスの温度よりも高くなるように、前記温度調節部を制御することを特徴とする原子層堆積装置。 An atomic layer deposition apparatus for forming a thin film on a substrate,
A substrate support part that supports a plurality of substrates, spaced apart in a direction orthogonal to the substrate;
A heating unit for heating the plurality of substrates from the periphery of the substrate support unit;
At least three gas supply units arranged apart from each other in a direction perpendicular to the substrate, wherein at least three gas supply units supply a gas for forming the thin film;
At least three temperature adjusting parts for adjusting the temperature of the gas supplied from the gas supply part;
In order to individually adjust the temperature of the gas supplied from the gas supply unit, a temperature control unit that individually controls the temperature adjustment unit, and
Each of the gas supply units
A source gas supply pipe for supplying a source gas which is a source of the thin film in a direction parallel to the substrate;
A reaction gas supply pipe for supplying a reaction gas that reacts with the source gas to form the thin film in a direction parallel to the substrate;
The temperature control unit is configured such that, among the at least three gas supply units, the temperature of the gas supplied by the gas supply unit located on the center side is higher than the temperature of the gas supplied by the gas supply unit located on the peripheral side. The atomic layer deposition apparatus characterized by controlling the temperature control unit so as to be higher.
前記温度制御部は、前記温度検知部が検知した結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記温度調節部を制御する、請求項１に記載の原子層堆積装置。 The substrate support unit includes a plurality of temperature detection units that detect the temperature of the substrate at a plurality of different positions along a direction orthogonal to the substrate.
The atomic layer deposition apparatus according to claim 1, wherein the temperature control unit controls the temperature adjustment unit so as to reduce a temperature distribution of the plurality of substrates based on a result detected by the temperature detection unit.
前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する基板支持部と、
前記複数の基板を加熱する加熱部と、
前記基板と直交する方向に離間して配置される複数のガス供給部であって、前記薄膜を形成するためのガスを供給する複数のガス供給部と、
前記ガス供給部から供給されるガスの温度を調節する複数の温度調節部と、
前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に調節するために、前記温度調節部を個別に制御する温度制御部と、を備え、
前記ガス供給部の各々は、
前記薄膜の原料である原料ガスを前記基板と平行な方向に供給するための原料ガス供給管と、
前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを前記基板と平行な方向に供給するための反応ガス供給管と、を備え、
前記基板支持部は、前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置に、前記基板の温度を検知する複数の温度検知部を備え、
前記温度制御部は、前記温度検知部が検知した結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記温度調節部を制御することを特徴とする原子層堆積装置。 An atomic layer deposition apparatus for forming a thin film on a substrate,
A substrate support part that supports a plurality of substrates, spaced apart in a direction orthogonal to the substrate;
A heating unit for heating the plurality of substrates;
A plurality of gas supply units arranged apart from each other in a direction perpendicular to the substrate, wherein a plurality of gas supply units supply a gas for forming the thin film;
A plurality of temperature adjusting units for adjusting the temperature of the gas supplied from the gas supply unit;
In order to individually adjust the temperature of the gas supplied from the gas supply unit, a temperature control unit that individually controls the temperature adjustment unit, and
Each of the gas supply units
A source gas supply pipe for supplying a source gas which is a source of the thin film in a direction parallel to the substrate;
A reaction gas supply pipe for supplying a reaction gas that reacts with the source gas to form the thin film in a direction parallel to the substrate;
The substrate support unit includes a plurality of temperature detection units that detect the temperature of the substrate at a plurality of different positions along a direction orthogonal to the substrate.
The atomic layer deposition apparatus, wherein the temperature control unit controls the temperature adjustment unit so as to reduce a temperature distribution of the plurality of substrates based on a result detected by the temperature detection unit.
前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する工程と、
前記複数の基板の周囲から、前記複数の基板を加熱する工程と、
前記基板と直交する方向に離間した少なくとも３つのガス供給部から、前記薄膜を形成するためのガスを前記基板と平行な方向に供給するガス供給工程と、
前記少なくとも３つのガス供給部のうち、中心側に位置するガス供給部から供給されるガスの温度が、周辺側に位置するガス供給部から供給されるガスの温度よりも高くなるように、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する温度制御工程と、
を有することを特徴とする原子層堆積方法。 An atomic layer deposition method for forming a thin film on a substrate, comprising:
Separating the substrate in a direction orthogonal to the substrate and supporting a plurality of substrates;
Heating the plurality of substrates from around the plurality of substrates;
A gas supply step of supplying a gas for forming the thin film in a direction parallel to the substrate from at least three gas supply units separated in a direction orthogonal to the substrate;
Of the at least three gas supply units, the temperature of the gas supplied from the gas supply unit located on the center side is higher than the temperature of the gas supplied from the gas supply unit located on the peripheral side. A temperature control step for individually controlling the temperature of the gas supplied from the gas supply unit;
An atomic layer deposition method comprising:
前記温度制御工程は、前記温度検知工程で検知された結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記ガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する、請求項５に記載の原子層堆積方法。 At a plurality of different positions along the direction orthogonal to the substrate, the temperature detection step of detecting the temperature of the substrate,
The temperature control step individually controls the temperature of the gas supplied from the gas supply unit so as to reduce the temperature distribution of the plurality of substrates based on the result detected in the temperature detection step. Item 6. The atomic layer deposition method according to Item 5.
前記基板と直交する方向に離間して、複数の基板を支持する工程と、
前記複数の基板を加熱する工程と、
前記基板と直交する方向に離間した複数のガス供給部から、前記薄膜を形成するためのガスを前記基板と平行な方向に供給するガス供給工程と、
前記基板と直交する方向に沿った異なる複数の位置で、前記基板の温度を検知する温度検知工程と、
前記温度検知工程で検知された結果に基づいて、前記複数の基板の温度分布を低減するように、前記複数のガス供給部から供給されるガスの温度を個別に制御する温度制御工程と、
を有することを特徴とする原子層堆積方法。 An atomic layer deposition method for forming a thin film on a substrate, comprising:
Separating the substrate in a direction orthogonal to the substrate and supporting a plurality of substrates;
Heating the plurality of substrates;
A gas supply step of supplying a gas for forming the thin film in a direction parallel to the substrate from a plurality of gas supply units separated in a direction orthogonal to the substrate;
A temperature detection step of detecting the temperature of the substrate at a plurality of different positions along a direction orthogonal to the substrate;
A temperature control step for individually controlling the temperature of the gas supplied from the plurality of gas supply units so as to reduce the temperature distribution of the plurality of substrates based on the result detected in the temperature detection step;
An atomic layer deposition method comprising:
前記薄膜の原料である原料ガスを供給する工程と、
前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを供給する工程と、
を有する、請求項５乃至７のいずれかに記載の原子層堆積方法。
The gas supply step includes
Supplying a raw material gas which is a raw material of the thin film;
Supplying a reaction gas that reacts with the source gas to form the thin film;
The atomic layer deposition method according to claim 5, comprising:
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