JP2013038169A - 薄膜製造方法および薄膜製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一実施形態に係る薄膜製造方法は、基板中央の温度(第1の温度)よりも基板周縁の温度(第2の温度)を高温に維持して成膜するようにしている。このような温度分布を形成することで、基板周縁の蒸気圧が基板中央の蒸気圧よりも高くなり、基板周縁において気相中に含有できる高蒸気圧成分の量を増加させることができる。これにより、基板周縁部上に高濃度に分布するガス種の析出を抑制でき、基板面内において均一な組成の薄膜を形成することが可能となる。
【選択図】図1
Description
上記基板の中央が第1の温度で、上記基板の周縁が上記第1の温度より高い第2の温度で加熱される。
上記ステージと対向するシャワープレートから、蒸気圧の異なる複数種の物質を含有する成膜用ガスを上記基板上に供給することで、上記基板上に薄膜が製造される。
上記ステージは、上記チャンバ内に設置され、基板を支持することが可能であり、上記基板の中央を加熱するための第1の加熱部と上記基板の周縁を加熱するための第2の加熱部とを有する加熱源を含む。
上記シャワープレートは、上記基板上に蒸気圧の異なる複数種の物質を含有する成膜用ガスを供給するために、上記ステージと対向して上記チャンバ内に設置される。
上記ガス供給ラインは、上記シャワープレートに接続され、上記成膜用ガスを上記シャワープレートに供給することが可能である。
上記制御システムは、上記第1の加熱部を第1の温度で加熱させ、上記第2の加熱部を上記第1の温度より高い第2の温度で加熱させることが可能である。
上記基板の中央が第1の温度で、上記基板の周縁が上記第1の温度より高い第2の温度で加熱される。
上記ステージと対向するシャワープレートから、蒸気圧の異なる複数種の物質を含有する成膜用ガスを上記基板上に供給することで、上記基板上に薄膜が製造される。
このような構成とすることによって、Pb化合物等の高蒸気圧物質における基板上の蒸気圧についても、基板中央部から基板周縁部に向かって漸次上昇させることができる。このことから、基板面内の膜組成の均一性をさらに向上させることができる。
上記ステージは、上記チャンバ内に設置され、基板を支持することが可能であり、上記基板の中央を加熱するための第1の加熱部と上記基板の周縁を加熱するための第2の加熱部とを有する加熱源を含む。
上記シャワープレートは、上記基板上に蒸気圧の異なる複数種の物質を含有する成膜用ガスを供給するために、上記ステージと対向して上記チャンバ内に設置される。
上記ガス供給ラインは、上記シャワープレートに接続され、上記成膜用ガスを上記シャワープレートに供給することが可能である。
上記制御システムは、上記第1の加熱部を第1の温度で加熱させ、上記第2の加熱部を上記第1の温度より高い第2の温度で加熱させることが可能である。
図1は、本発明の一実施形態に係る薄膜製造装置の構成例を示す模式的な図である。薄膜製造装置100は、ガス供給ラインと、成膜室50とを有する。ガス供給ラインは、成膜室50に接続され、成膜室50内に成膜用ガスを供給する。なお、薄膜製造装置100は、図示しないマルチチャンバ型成膜装置の一部として構成されている。
ガス供給ラインは、原料供給部10と、気化器20と、混合器30とを有し、さらにこれらに設けられた各配管及び各バルブ等により構成される。原料供給部10は、有機金属材料の有機溶媒溶液を供給する。気化器20は、有機溶媒溶液を気化して有機金属ガスを生成する。混合器30は、有機金属ガスと、有機金属ガスと反応する酸化ガスと、不活性ガスとを混合させて成膜用ガスを生成する。
成膜室50は、チャンバ51と、ステージ52と、シャワープレート53とを有する。ステージ52は、基板を支持することが可能であり、チャンバ51内に配置される。シャワープレート53は、ステージ52と対向してチャンバ51内部に設置されており、配管33が接続されている。またチャンバ51内には、図示しない防着板等の部品が洗浄済みの状態で配置される。
図1に示すHeの供給ライン11から各タンクA〜DにHeが供給されると、各タンクA〜Dの内部圧力が上昇し、各タンクA〜Dに充填されていた有機金属の原料溶液及び溶媒がキャリアガス(N2)とともに配管12に押し出される。押し出された金属原料溶液及び溶媒の液滴は、それぞれの流量が液体流量制御器等で制御されて、キャリアガスにより気化器20に運搬される。
図3は、本実施形態に係る薄膜製造装置及び薄膜製造方法を用いて、8インチ径の基板上にPZT薄膜を形成した際の、基板面内の温度分布を示すグラフである。横軸は、基板の中心を0mmとした際の、基板中心を通る直線上での位置を示しており、縦軸は、基板の温度を示している。ここでは、予め温度センサ付き基板を用いて測定を行って得られた温度をその測定地点に対する基板温度とした。また、基板温度の測定は、以下の5点で行った。すなわち、基板の中心(「基板中央」)と、基板中心からの半径が約50mmの円周上の2箇所と、基板中心からの半径が約90mmの円周上の2箇所(「基板周縁」)とである。なお、成膜室内の圧力は、2Torrとなるよう制御されており、基板として、シリコン基板上に、二酸化ケイ素(SiO2)膜を100nm、イリジウム(Ir)膜を70nm形成した基板を用いた。
10…原料供給部
11、12、33…配管
20…気化器
21…供給用配管
22…排気用配管
30…混合器
31…酸化ガス供給部
32…不活性ガス供給部
40・・・排気システム
50・・・成膜室
51…チャンバ
52・・・ステージ
53・・・シャワープレート
100…薄膜製造装置
Claims (6)
- チャンバ内に設置されたステージ上に基板を搬送し、
前記基板の中央を第1の温度で、前記基板の周縁を前記第1の温度より高い第2の温度で加熱し、
前記ステージと対向するシャワープレートから、蒸気圧の異なる複数種の物質を含有する成膜用ガスを前記基板上に供給することで、前記基板上に薄膜を製造する
薄膜製造方法。 - 請求項1に記載の薄膜製造方法であって、
前記成膜用ガスは、複数種の有機金属ガスを含む
薄膜製造方法。 - 請求項2に記載の薄膜製造方法であって、
前記薄膜は、チタン酸ジルコン酸鉛である
薄膜製造方法。 - 請求項3に記載の薄膜製造方法であって、
前記第1の温度と前記第2の温度との差が5℃以上10℃以下である
薄膜製造方法。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の薄膜製造方法であって、
前記薄膜製造工程は、前記基板の中央から周縁に向かって、前記第1の温度から前記第2の温度まで漸次上昇するように前記基板を加熱することを含む
薄膜製造方法。 - チャンバと、
前記チャンバ内に設置され、基板を支持することが可能であり、前記基板の中央を加熱するための第1の加熱部と前記基板の周縁を加熱するための第2の加熱部とを有する加熱源を含むステージと、
前記ステージと対向して前記チャンバ内に設置され、前記基板上に蒸気圧の異なる複数種の物質を含有する成膜用ガスを供給するためのシャワープレートと、
前記シャワープレートに接続され、前記成膜用ガスを前記シャワープレートに供給することが可能なガス供給ラインと、
前記第1の加熱部を第1の温度で加熱させ、前記第2の加熱部を前記第1の温度より高い第2の温度で加熱させることが可能な制御システムと
を具備する薄膜製造装置。
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