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公開番号2024085610
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-27
出願番号2022200209
出願日2022-12-15
発明の名称成膜装置及び成膜方法
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人弁理士法人弥生特許事務所
主分類C23C 16/455 20060101AFI20240620BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】シャワーヘッドを含む成膜ガス供給部に形成される隙間に溜まったガスによる不具合の発生を抑制すること。
【解決手段】基板を格納して、内部が真空雰囲気とされる処理容器の上部に、複数の吐出孔を備えるシャワーヘッドと、各吐出孔に連通する成膜ガスの拡散空間を形成する上方側部材と、からなる成膜ガス供給部を設ける。成膜ガス供給部は、平面視で拡散空間を囲み、シャワーヘッドと上方側部材とに密着する環状の第1シール部材と、平面視で第1シール部材を囲み、シャワーヘッドと上方側部材とに密着する環状の第2シール部材と、を備えると共に、第1シール部材、第2シール部材、シャワーヘッド及び上方側部材により形成される隙間に上流端が開口すると共に下流端が処理容器内に開口するように形成されるガス排出路を備える。
【選択図】図4A
特許請求の範囲【請求項１】
基板を格納して、内部が真空雰囲気とされる処理容器と、
前記基板に成膜するための成膜ガスを供給する複数の吐出孔を備えるシャワーヘッドと、前記各吐出孔に連通する前記成膜ガスの拡散空間を形成し、前記処理容器内で前記シャワーヘッドの上方に設けられる上方側部材と、からなる成膜ガス供給部と、
平面視で前記拡散空間を囲み、前記シャワーヘッドと前記上方側部材とに密着する環状の第１シール部材と、
平面視で前記第１シール部材を囲み、前記シャワーヘッドと前記上方側部材とに密着する環状の第２シール部材と、
前記第１シール部材、前記第２シール部材、前記シャワーヘッド及び前記上方側部材により形成される隙間に上流端が開口すると共に下流端が前記処理容器内に開口するように、前記成膜ガス供給部に形成されるガス排出路と、
を備える成膜装置。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記ガス排出路は、局所的な狭窄部位を備える請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記シャワーヘッドの上面及び上方側部材の下面のうちの一方に、前記隙間に開口する凹部が設けられ、
前記凹部には、前記ガス排出路の下流側を形成する下流側排出路の上流端が開口し、
前記下流側排出路の開口を塞ぐように前記凹部内に埋設されると共に、前記狭窄部位として当該下流側排出路と前記隙間とを接続するための接続路を形成する接続路形成部材を備える請求項２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記下流側排出路の上流端は前記凹部の底面に開口し、
前記接続路形成部材は前記凹部の側壁から離れて、当該側壁との間に前記ガス排出路の上流側である上流側排出路を形成し、
前記接続路形成部材は、前記凹部の底面に接する接続面と、前記下流側排出路と前記上流側排出路とを接続して前記接続路をなすように前記接続面に形成された溝と、を備える請求項３記載の成膜装置。
【請求項５】
前記凹部及び前記ガス排出路は、前記シャワーヘッドに設けられる請求項１記載の成膜装置。
【請求項６】
内部が真空雰囲気とされた処理容器に基板を格納する工程と、
複数の吐出孔を備えるシャワーヘッドと、前記各吐出孔に連通する成膜ガスの拡散空間を形成し、前記処理容器内で前記シャワーヘッドの上方に設けられる上方側部材と、からなる成膜ガス供給部により、前記基板に成膜ガスを供給して成膜する工程と、
平面視で前記拡散空間を囲んで前記シャワーヘッドと前記上方側部材とに密着する環状の第１シール部材、平面視で前記第１シール部材を囲んで前記シャワーヘッドと前記上方側部材とに密着する環状の第２シール部材、前記シャワーヘッド及び前記上方側部材により形成される隙間に上流端が開口すると共に下流端が前記処理容器内に開口するように前記成膜ガス供給部に形成されるガス排出路を介して、前記隙間を排気する工程と、
を備える成膜方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、成膜装置及び成膜方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造するにあたり、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に成膜する装置として、特許文献１には、処理容器内に配置されたウエハに対して、シャワーヘッドの吐出口を介して成膜用の原料ガスを供給する構成が記載されている。シャワーヘッドは、処理容器の上部に設けられた原料ガスの拡散室の下部に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１３２９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、シャワーヘッドを含む成膜ガス供給部に形成される隙間に溜まったガスによる不具合の発生を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の成膜装置は、
基板を格納して、内部が真空雰囲気とされる処理容器と、
前記基板に成膜するための成膜ガスを供給する複数の吐出孔を備えるシャワーヘッドと、前記各吐出孔に連通する前記成膜ガスの拡散空間を形成し、前記処理容器内で前記シャワーヘッドの上方に設けられる上方側部材と、からなる成膜ガス供給部と、
平面視で前記拡散空間を囲み、前記シャワーヘッドと前記上方側部材とに密着する環状の第１シール部材と、
平面視で前記第１シール部材を囲み、前記シャワーヘッドと前記上方側部材とに密着する環状の第２シール部材と、
前記第１シール部材、前記第２シール部材、前記シャワーヘッド及び前記上方側部材により形成される隙間に上流端が開口すると共に下流端が前記処理容器内に開口するように、前記成膜ガス供給部に形成されるガス排出路と、
を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、シャワーヘッドを含む成膜ガス供給部に形成される隙間に溜まったガスによる不具合の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の成膜ガス供給部を備えた成膜装置の一実施形態を示す縦断側面図である。
従来の成膜ガス供給部の第１の例を示す縦断側面図である。
従来の成膜ガス供給部の第２の例を示す縦断側面図である。
本開示の成膜ガス供給部の一実施形態を示す縦断側面図である。
成膜ガス供給部の一部を拡大して示す縦断側面図である。
成膜ガス供給部の一部を示す平面図である
成膜ガス供給部に設けられる凹部と接続路形成部材とを示す縦断側面図である。
接続路形成部材の一例を示す斜視図である。
成膜ガス供給部の作用を示す縦断側面図である。
成膜ガス供給部の作用を示す縦断側面図である。
成膜ガス供給部の作用を示す縦断側面図である。
成膜ガス供給部の作用を示す縦断側面図である。
本開示の成膜ガス供給部の他の例を示す縦断側面図である。
シャワーヘッドの概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜成膜装置の概要と従来構成＞
本開示は、内部が真空雰囲気とされる処理容器に、成膜ガス供給部から成膜ガスを供給して、処理容器内に格納された基板であるウエハに成膜するにあたり、成膜ガス供給部にガス排出路を設けたものである。
本開示の成膜ガス供給部の説明に先立ち、従来の成膜ガス供給部の構成について、図１～図３を参照して説明する。図１は、本開示の成膜ガス供給部３を備える成膜装置１の構成例を示しているが、従来の成膜ガス供給部３Ａ、３Ｂも、成膜ガス供給部３に代えて当該成膜装置１に設けられるものであるため、図１も参照している。図１に示すように、成膜装置１において、成膜ガス供給部３（３Ａ、３Ｂ）は、処理容器２の上部側に設けられる。
【０００９】
図２は、従来構成の第１の例の成膜ガス供給部３Ａを示している。この成膜ガス供給部３Ａは、ウエハＷに対向するシャワーヘッド３１と、シャワーヘッド３１の上方に設けられた上方側部材３２と、を備えている。これらシャワーヘッド３１と上方側部材３２とは金属により構成されている。シャワーヘッド３１には、複数の吐出孔３１１が形成されており、上方側部材３２は、シャワーヘッド３１との間に、各吐出孔３１１に連通する成膜ガスの拡散空間３０を形成するように構成される。
【００１０】
例えば上方側部材３２は、拡散空間３０を形成すると共に、成膜ガスの流路３３１を備えた流路形成部材３３と、この流路形成部材３３の上方に設けられ、処理容器２の天板として機能する天板部材３４と、から構成されている。天板部材３４は、流路形成部材３３の外方において、下方に突出する突出部３５を備えている。シャワーヘッド３１上面の外周側は、突出部３５の下面と接続されるように設けられ、シャワーヘッド３１と突出部３５とは、周方向の複数個所においてネジ３６により接合されている。それにより、シャワーヘッド３１は上方側部材３２により支持される。シャワーヘッド３１と上方側部材３１との接合部は、処理容器２内に位置している。また、平面視で拡散空間３０を囲み、シャワーヘッド３１と上方側部材３２（流路形成部材３３）とに密着するように環状の第１シール部材４１が設けられている。つまり、第１シール部材４１は、処理容器内における成膜ガス供給部３Ａの外側と、拡散空間３０との間で上記の接合部を介したガスの流通が防止されるように設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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