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公開番号2024134941
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023045407
出願日2023-03-22
発明の名称成膜装置
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類C23C 14/12 20060101AFI20240927BHJP(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】膜厚の均一性を保ちつつ、成膜効率を向上させる。
【解決手段】成膜装置は、第1の気化器と、第2の気化器と、第1の配管と、第2の配管と、チャンバとを備える。第1の気化器は、イソシアネートを含む第1のモノマーを気化させる。第2の気化器は、第1のモノマーと反応して重合体を形成する第2のモノマーを気化させる。チャンバは、基板が収容される内部空間を有し、第1の配管および第2の配管に接続されている。また、チャンバは、第1の配管を介して内部空間に供給された第1のモノマーと、第2の配管を介して内部空間に供給された第2のモノマーとを用いた蒸着重合により、基板に重合体の膜を形成する。第1の気化器は、第1のモノマーを120℃以下の温度に加熱する。第1の気化器の内部の圧力はチャンバ内の圧力以上であり、第1の気化器の内部記チャンバ内との差圧は、1Torr以下である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
イソシアネートを含む第１のモノマーを気化させる第１の気化器と、
前記第１のモノマーと反応して重合体を形成する第２のモノマーを気化させる第２の気化器と、
前記第１の気化器に接続された第１の配管と、
前記第２の気化器に接続された第２の配管と、
基板が収容される内部空間を有し、前記第１の配管および前記第２の配管に接続され、前記第１の配管を介して前記内部空間に供給された第１のモノマーと、前記第２の配管を介して前記内部空間に供給された第２のモノマーとを用いた蒸着重合により、前記基板に重合体の膜を形成するチャンバと
を備え、
前記第１の気化器は、前記第１のモノマーを１２０℃以下の温度に加熱し、
前記第１の気化器の内部の圧力は前記チャンバ内の圧力以上であり、
前記第１の気化器の内部と前記チャンバ内との差圧は、１Ｔｏｒｒ以下である成膜装置。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記チャンバの圧力は、１Ｔｏｒｒ以上２Ｔｏｒｒ以下の範囲内の圧力である請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記第１の気化器の内部の圧力は、２Ｔｏｒｒ以下である請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記第１の気化器は、バブリング方式により前記第１のモノマーを気化させる請求項１に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記第１の気化器の気化速度は、１０ｓｃｃｍ以上である請求項１に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記チャンバ内での前記基板への成膜レートは、１０ｎｍ／ｍｉｎ以上である請求項１に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記チャンバ内で前記基板に成膜される重合体の膜の厚さの均一性は、３５％未満である請求項１に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記第１の配管には、前記第１の配管のコンダクタンスを調整するバルブが設けられている請求項１に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記第２のモノマーは、アミンを含み、
前記重合体の膜には、尿素結合が含まれる請求項１に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記第２のモノマーは、アルコールであり、
前記重合体の膜には、ウレタン結合が含まれる請求項１に記載の成膜装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の種々の側面および実施形態は、成膜装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、「被処理体Ｗに膜を生成するために用いられる複数種類の原料が、二種類の原料、例えば、第１の原料としての原料Ａおよび第２の原料としての原料Ｂ、である場合を説明する。例えば、被処理体Ｗにポリ尿素の膜を生成する場合には、原料Ａおよび原料Ｂは、例えば、ジイソシアナートおよびジアミンである。成膜装置１において、被処理体Ｗの表面においてジイソシアナートおよびジアミンを蒸着重合させることによって、被処理体Ｗの表面にポリ尿素の膜を生成する。」ことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２１８６１６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、膜厚の均一性を保ちつつ、成膜効率を向上させることができる成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一側面における成膜装置は、第１の気化器と、第２の気化器と、第１の配管と、第２の配管と、チャンバとを備える。第１の気化器は、イソシアネートを含む第１のモノマーを気化させる。第２の気化器は、第１のモノマーと反応して重合体を形成する第２のモノマーを気化させる。第１の配管は、第１の気化器に接続されている。第２の配管は、第２の気化器に接続されている。チャンバは、基板が収容される内部空間を有し、第１の配管および第２の配管に接続されている。また、チャンバは、第１の配管を介して内部空間に供給された第１のモノマーと、第２の配管を介して内部空間に供給された第２のモノマーとを用いた蒸着重合により、基板に重合体の膜を形成する。第１の気化器は、第１のモノマーを１２０℃以下の温度に加熱する。第１の気化器の内部の圧力はチャンバ内の圧力以上であり、第１の気化器の内部記チャンバ内との差圧は、１Ｔｏｒｒ以下である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の種々の側面および実施形態によれば、膜厚の均一性を保ちつつ、成膜効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本開示の一実施形態における成膜装置の一例を示す概略図である。
図２は、イソシアネートの質量変化の一例を示す図である。
図３は、チャンバ内の圧力と成膜レートとの関係の一例を示す図である。
図４は、チャンバ内の圧力と膜厚の均一性との関係の一例を示す図である。
図５は、イソシアネートおよびアミンの供給量を一定に制御した場合のチャンバ内の圧力、成膜レート、および膜厚の均一性の関係の一例を示す図である。
図６は、気化器内の圧力と気化速度との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、成膜装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される成膜装置が限定されるものではない。
【０００９】
蒸着重合により基板に重合体の膜を形成する場合、チャンバ内へのモノマーのガスの供給量を増やすことにより、成膜レートを高めることができる。気化器においてモノマーの温度を上昇させると、モノマーの蒸気圧が上昇し、チャンバ内へのモノマーのガスの供給量を増やすことができる。しかし、モノマーの温度を上げ過ぎると、モノマーによっては、熱により変質してしまい、揮発性が低下してしまう場合がある。モノマーの揮発性が低下すると、チャンバ内へのモノマーのガスの供給量が逆に減少してしまう。
【００１０】
また、チャンバ内へのモノマーのガスの供給量を増やすために、気化器において、キャリアガスの流量を増加させることが考えられる。この場合、チャンバ内へのモノマーの供給量は増えるが、モノマーと共にキャリアガスの供給量も増えるため、チャンバ内においてモノマーの濃度がそれほど高まらない。チャンバ内のモノマーの量を増やすためにチャンバの圧力を高めることも考えられるが、チャンバの圧力が高まると、膜厚の均一性が低下する。
（【００１１】以降は省略されています）

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