(57)【要約】      （修正有）【課題】排気系に付着する成膜プリカーサを減少させることができる成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置は、排気口を有するチャンバーと、前記チャンバー内に配置された支持台と、前記支持台に対して第１方向に離間して対向したガス供給部材と、前記チャンバー内に配置され、前記ガス供給部材と前記支持台との間の空間と、前記排気口との間に設けられたライナー２０と、を備えている。前記ライナー２０は、前記空間と前記排気口とに通じるガス穴３０と、前記ガス穴３０の内周面に設けられた第１の凹部４１とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気口を有するチャンバーと、
前記チャンバー内に配置された支持台と、
前記支持台に対して第１方向に離間して対向したガス供給部材と、
前記チャンバー内に配置され、前記ガス供給部材と前記支持台との間の空間と、前記排気口との間に設けられたライナーと、
を備え、
前記ライナーは、前記空間と前記排気口とに通じるガス穴と、前記ガス穴の内周面に設けられた第１の凹部とを有する成膜装置。
【請求項２】
前記ガス穴は、前記第１の凹部が設けられた第１領域と、凹部が設けられていない第２領域とを有する請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記ライナーは、第１位置と第２位置にポジショニング可能な可動部と、前記ガス穴よりも流路断面積が大きなガス排気路と、を有し、
前記可動部が前記第１位置にあるとき、前記ガス排気路は遮断され、前記ガス供給部材から前記空間に導入されたガスは、前記ガス穴を通じて前記排気口に流れ、
前記可動部が前記第２位置にあるとき、前記ガス排気路は前記空間と前記ガス穴とに連通し、前記ガス供給部材から前記空間に導入されたガスは、前記ガス穴および前記ガス排気路を通じて前記排気口に流れる請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記第１の凹部は、前記ガス穴の前記内周面の周方向に沿って設けられている請求項１〜３のいずれか１つに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記第１の凹部は、前記ガス穴の軸方向に沿って設けられている請求項１〜３のいずれか１つに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記ライナーは、前記空間に面する内面に設けられた第２の凹部をさらに有する請求項１〜５のいずれか１つに記載の成膜装置。
【請求項７】
排気口を有するチャンバーと、
前記チャンバー内に配置された支持台と、
前記支持台に対して第１方向に離間して対向したガス供給部材と、
前記チャンバー内に配置され、前記ガス供給部材と前記支持台との間の空間と、前記排気口との間に設けられたライナーと、
を備え、
前記ライナーは、前記空間と前記排気口とに通じるガス穴と、前記空間に面する内面に設けられた凹部を有する成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置などの成膜装置において、成膜に寄与しなかった成膜プリカーサがチャンバ外に排気され、配管やポンプなどに付着することがある。この場合、排気系のメンテナンスが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１７−５０２４８９号公報
【特許文献２】特表２０１１−５０８４３３号公報
【特許文献３】特開平１０−７００８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、排気系に付着する成膜プリカーサを減少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】
本発明の実施形態によれば、成膜装置は、排気口を有するチャンバーと、前記チャンバー内に配置された支持台と、前記支持台に対して第１方向に離間して対向したガス供給部材と、前記チャンバー内に配置され、前記ガス供給部材と前記支持台との間の空間と、前記排気口との間に設けられたライナーと、を備えている。前記ライナーは、前記空間と前記排気口とに通じるガス穴と、前記ガス穴の内周面に設けられた第１の凹部とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の模式図。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置におけるライナーの模式平面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態に係る成膜装置におけるライナーの模式断面図。
【図４】本発明の実施形態に係る成膜装置におけるライナーの模式断面図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態に係る成膜装置におけるライナーの模式断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態に係る成膜装置におけるライナーの模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。各図において、同じ要素には同じ符号を付して詳細な説明は適宜省略する。なお、図面は模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
【０００８】
図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置の模式図である。
【０００９】
実施形態の成膜装置は、例えばプラズマＣＶＤ装置であり、チャンバー１０と、ガス供給部材６０と、支持台７０とを有する。ガス供給部材６０および支持台７０は対向電極として機能することもできる。
【００１０】
支持台７０はチャンバー１０内に配置され、ガス供給部材６０は支持台７０に対して第１方向に離間して対向している。第１方向は例えば鉛直方向（または上下方向）である。
【００１１】
支持台７０は例えばヒーターを内蔵することができる。支持台７０の上に、成膜対象として例えば半導体ウェーハＷが支持される。
【００１２】
ガス供給部材６０は、例えばシャワーヘッドである。ガス供給部材６０は支持台７０の上方に配置され、ガス供給部材６０の少なくとも支持台７０に対向する部分であるフェースプレートはチャンバー１０内に配置されている。ガス供給部材６０のフェースプレートには複数のガス供給穴６１が形成されている。
【００１３】
チャンバー１０内には、ライナー２０が配置されている。ライナー２０は、ガス供給部材６０と支持台７０との間の空間１００と、排気口１１との間に設けられている。例えば、ライナー２０は、ガス供給部材６０と支持台７０との間の空間１００の周囲を連続して囲んでいる。
【００１４】
図２は、ライナー２０の模式平面図である。  
図３（ａ）及び（ｂ）は、ライナー２０の模式断面図であり、例えば図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１５】
ライナー２０には、上記空間１００と、チャンバー１０に形成された排気口１１とに通じるガス穴３０が形成されている。図２に示すように、リング状のライナー２０の周方向に沿って、互いに離間して複数のガス穴３０が配置されている。
【００１６】
図３（ａ）に示すように、ガス穴３０の内周面に第１の凹部が４１が形成されている。第１の凹部４１は、例えば溝であり、ガス穴３０の内周面の周方向に沿って例えばらせん状またはリング状に延びている。
【００１７】
または、図３（ｂ）に示すように、ガス穴３０の内周面に、ガス穴３０の軸方向に沿って設けられた第１の凹部４２を形成してもよい。第１の凹部４２は、例えば、ガス穴３０の軸方向に沿って延びる溝である。
【００１８】
図１に示すチャンバー１０の排気口１１は、図示しない配管やポンプなどを含む排気系に接続している。この排気系により、チャンバー１０内は所定の減圧雰囲気にされる。そして、配管９１を通じてガス供給部材６０内に成膜ガスが供給され、この成膜ガスはガス供給穴６１から空間１００に吹き出す。この状態で、ガス供給部材６０と支持台７０との間に電力（例えば高周波電力）が印加され、空間１００にプラズマが発生する。そのプラズマ雰囲気下で、成膜ガスに含まれる元素を含む膜がウェーハＷに形成される。
【００１９】
ライナー２０は、空間１００から流出するガスのコンダクタンスや、空間１００内のガス圧力を制御する。
【００２０】
また、成膜を行っていないときに、チャンバー１０の外部に設けられたプラズマ源８０で活性化されたクリーニングガスを配管９２を通じてガス供給部材６０内に供給することができる。このクリーニングガスは、ガス供給部材６０のガス供給穴６１を通じて空間１００に供給され、さらにライナー２０のガス穴３０および排気口１１を通じて排気される。
【００２１】
成膜時には、例えば、ＴＥＯＳ（tetraethyl orthosilicate）を含む成膜ガスが空間１００に供給され、ウェーハＷにシリコン酸化膜を形成することができる。そして、クリーニング時には、例えば活性化されたＮＦ３などを供給して、成膜対象以外の部分に付着した成膜プリカーサを分解することができる。
【００２２】
特に成膜レートを向上させるために成膜ガスを大量にチャンバー１０に流した場合には、成膜に寄与しなかった成膜プリカーサがチャンバー１０外に排気され、配管やポンプに付着し得る。これは、排気系のメンテナンス頻度を高くする。
【００２３】
また、供給されたクリーニングガスが、配管やポンプに到達する前に失活してしまい、排気系に付着した堆積膜を除去できないこともあり得る。
【００２４】
実施形態によれば、成膜エリア（空間１００）の近くに設けられたライナー２０のガス穴３０に第１の凹部４１、４２を形成することで、ガス穴３０の内周面の表面積を拡大し、成膜に寄与しなかった成膜プリカーサを積極的にガス穴３０の内周面に付着させることができる。例えばブラスト処理が難しい狭いガス穴３０の内周面であっても、凹部４１、４２を形成することでガス穴３０の内周面の表面積を拡大することができる。
【００２５】
ライナー２０のガス穴３０の内部で成膜プリカーサを付着させやすくなり、排気系に流れて配管やポンプに付着する成膜プリカーサが減少し、排気系のメンテナンス頻度が軽減される。
【００２６】
また、成膜プリカーサの堆積膜が、排気系よりもクリーニングガス供給源に近いところに設けられたライナー２０でトラップされるので、活性化状態を維持したクリーニングガスで成膜プリカーサの堆積膜を効率的に除去できる。クリーニングガスは、ガス穴３０にトラップされた成膜プリカーサを分解し、これはクリーニングガスとともに排気系に排気される。
【００２７】
図４は、実施形態に係るライナー２０の他の例の模式断面図である。
【００２８】
図４に示すライナー２０のガス穴３０は、第１の凹部４１が設けられた第１領域３１と、凹部が設けられていない第２領域３２とを有する。
【００２９】
このような構成は、ガス穴３０で成膜プリカーサをトラップしつつ、成膜ガスのコンダクタンス調整を容易にする。
【００３０】
図５（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係るライナー２０’のさらに他の例の模式断面図である。
【００３１】
ライナー２０’は、固定部２１と可動部２２とを有する。可動部２２は、固定部２１に対して例えば上下動し、図５（ａ）に示す第１位置と、図５（ｂ）に示す第２位置にポジショニング可能である。
【００３２】
固定部２１にガス穴３０が形成され、そのガス穴３０の内周面に第１の凹部４１が形成されている。
【００３３】
固定部２１には、ガス穴３０に通じるガス排気路５１ａが形成されている。また、可動部２２が第２位置に移動すると、ガス排気路５１ａに通じるガス排気路５１ｂがライナー２０’の内部に形成される。ガス排気路５１ｂは、ガス供給部材６０と支持台７０との間の空間１００に通じている。ガス排気路５１ａの流路断面積は、ガス穴３０の流路断面積よりも大きい。ガス排気路５１ｂの流路断面積は、ガス穴３０の流路断面積よりも大きい。
【００３４】
成膜時、可動部２２が図５（ａ）に示す第１位置にあり、ガス排気路５１ｂは消失し、ガス供給部材６０から空間１００に導入された成膜ガスは、ガス穴３０を通じて排気口１１に流れる。成膜ガスのコンダクタンスや圧力は、ガス穴３０のサイズによって所望に調整される。
【００３５】
クリーニング時、可動部２２は図５（ｂ）に示す第２位置に移動し、ガス排気路５１ａとガス排気路５１ｂとからなるガス排気路５１がライナー２０’の内部に形成される。ガス排気路５１は、空間１００とガス穴３０とに通じる。そして、ガス供給部材６０から空間１００に導入されたクリーニングガスは、ガス穴３０およびガス排気路５１を通じて排気口１１に流れる。クリーニング時に、ガス穴３０よりも流路断面積が大きいガス排気路５１を通じて大量にクリーニングガスをガス穴３０に供給でき、ガス穴３０にトラップされた成膜プリカーサの除去効率を高めることができる。
【００３６】
図６（ａ）は、実施形態に係るライナー２０のさらに他の例の模式断面図である。
【００３７】
ライナー２０はガス穴３０を有し、そのガス穴３０に凹部は形成されていない。このライナー２０においては、ガス供給部材６０と支持台７０との間の空間１００に面する内面に設けられた凹部（第２の凹部）４３を有する。凹部４３は、例えば溝である。
【００３８】
この場合においても、凹部４３によってライナー２０の内面の表面積を拡大することができ、そのライナー２０の内面で成膜プリカーサを付着させやすくなる。このため、排気系に流れて配管やポンプに付着する成膜プリカーサが減少し、排気系のメンテナンス頻度が軽減される。成膜プリカーサがガス穴３０に入る前に、ライナー２０の内面で成膜プリカーサをトラップすることができる。
【００３９】
また、成膜プリカーサの堆積膜が、排気系よりもクリーニングガス供給源に近いところに設けられたライナー２０でトラップされるので、活性化状態を維持したクリーニングガスで成膜プリカーサの堆積膜を効率的に除去できる。
【００４０】
また、図６（ｂ）に示すように、ライナー２０のガス穴３０に第１の凹部４１を形成しつつ、さらにライナー２０の内面に第２の凹部４３を形成してもよい。このような構成は、ライナー２０における成膜プリカーサが到達しうる領域の表面積をより拡大させ、成膜プリカーサをライナー２０でよりトラップしやすくする。このため、排気系への成膜プリカーサの供給をより低減できる。
【００４１】
凹部４１、４２、４３は、溝に限らず、ホールであってもよい。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…チャンバー、１１…排気口、２０，２０’…ライナー、２２…可動部、３０…ガス穴、３１…第１領域、３２…第２領域、４１，４２…第１の凹部、４３…第２の凹部、５１…ガス排気路、６０…ガス供給部材、７０…支持台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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