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公開番号2025091752
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207193
出願日2023-12-07
発明の名称成膜方法及び成膜装置
出願人信越化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/365 20060101AFI20250612BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
大直径基体表面に高品質で均一な膜を安定的且つ低コストで製造できる成膜方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
ミストCVD法による成膜方法であって、基体をサセプターに載置するステップと、原料溶液を霧化して原料ミストを形成するステップと、前記原料ミストとキャリアガスとを混合して混合気を形成するステップと、前記混合気が前記基体の主表面に沿って一方向に流れるように前記混合気を前記基体に供給しつつ排気して、熱反応により前記基体上に成膜を行う第一成膜ステップと、前記混合気が前記基体の主表面に沿って前記一方向とは異なる方向に流れるように前記混合気を前記基体に供給しつつ排気して、熱反応により前記基体上に成膜を行う第二成膜ステップを含むことを特徴とする成膜方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ミストＣＶＤ法による成膜方法であって、
基体をサセプターに載置するステップと、
原料溶液を霧化して原料ミストを形成するステップと、
前記原料ミストとキャリアガスとを混合して混合気を形成するステップと、
前記混合気が前記基体の主表面に沿って一方向に流れるように前記混合気を前記基体に供給しつつ排気して、熱反応により前記基体上に成膜を行う第一成膜ステップと、
前記混合気が前記基体の主表面に沿って前記一方向とは異なる方向に流れるように前記混合気を前記基体に供給しつつ排気して、熱反応により前記基体上に成膜を行う第二成膜ステップを含むことを特徴とする成膜方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記異なる方向は、前記一方向と逆方向であることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第一成膜ステップの後及び第二成膜ステップの後に、前記混合気の供給を中断し、前記基体が接する雰囲気中の前記混合気を置換ガスで置換するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記第一及び第二成膜ステップは繰り返し行われることを特徴とする請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
ミストＣＶＤ法による成膜装置であって、
原料溶液を霧化して原料ミストを発生させる霧化手段と、
前記原料ミストとキャリアガスが混合された混合気を基体の表面に供給する少なくとも第一及び第二の混合気供給手段と、
前記第一及び第二の混合気供給手段の開閉状態を切り替える供給切替え手段と、
前記第一及び第二の混合気供給手段のそれぞれに対応する第一及び第二の排気手段と、
前記第一及び第二の排気手段の開閉状態を切り替える排気切替え手段と、
前記基体を載置するサセプターと、
前記基体を加熱する加熱手段と、
を具備し、
前記第一及び第二の混合気供給手段並びに前記第一及び第二の排気手段は、
前記第一の混合気供給手段及び前記第一の排気手段が開状態で、かつ前記第二の混合気供給手段及び前記第二の排気手段が閉状態であるときに前記第一の混合気供給手段から前記第一の排気手段へ通過する前記混合気の流路と、
前記第二の混合気供給手段及び前記第二の排気手段が開状態で、かつ前記第一の混合気供給手段及び前記第一の排気手段が閉状態であるときに前記第二の混合気供給手段から前記第二の排気手段へ通過する前記混合気の流路と、が異なる方向になるように配置されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
前記異なる方向が逆方向であることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記サセプターは複数の基体を載置可能であることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記サセプターは、前記サセプターの同一面上に複数の基体を載置可能であり、且つ該複数の基体は前記混合気の流路方向に対して並列になるように載置されることを特徴とする請求項７に記載の成膜装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法及び成膜装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
低温、大気圧でエピタキシャル膜などが形成可能な方法として、ミストＣＶＤ法等の水微粒子を用いた成膜手法が知られている。特許文献１では、略半円状のサセプターに載置した基板を横型炉内に傾斜設置して成膜を行う装置が示されている。特許文献２では、ファインチャネルといわれる扁平形状の流路に基板を固定した基板へ原料ミストを水平に供給して成膜を行う成膜装置が示されている。特許文献３では、原料ミストをキャリアガスで反応容器内に搬送し、さらに旋回流を発生させてミストを基体と反応させる成膜方法が記載されている。また、特許文献４では、原料溶液噴出部と排気部を備えた成膜ノズルを基板の膜形成面に対向するように配置し、基板と平行に移動させながら成膜を行う成膜装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－２７６３６号公報
特開２０１３－２８４８０号公報
特開２０１６－１４６４４２号公報
国際公開第２０１６／０５１５５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１から３にあるような、静置された基板に対してある一定方向のミスト供給を行う従来の成膜装置では、基板上に形成した膜の厚み分布が非常に大きくなるという課題があった。特に半導体デバイス用途の膜では、性能歩留まりの観点から一般に少なくとも基板面内で１０％以下の膜厚分布が求められる。このため上記の従来方法ではこの条件を満足するのが難しく、特に直径１０ｃｍ以上の実用サイズの基板に対しては使い物にならなかった。
【０００５】
また特許文献４にあるようなノズル方式は、上記の課題を解消し得るものではあったが、ノズルまたは基板を搬送するために装置構造が複雑になるだけでなく、この搬送機構に付随する摺動部からの発塵および汚染の予防措置を追加して講じる必要が生じるため、装置が非常に高価になるという問題があった。また、ノズル方式では基板上をノズルが相対的に移動していくが、ノズルの通過後にミスト供給が一時的に途絶えるため特許文献１から３の従来技術と比べて膜の成長速度が低下することとなり、生産性が著しく低下するという課題があった。さらに、ノズルが相対的な往復移動により基板がミスト流に対して遡上する状態が生じ、これが乱流を発生させ、異物付着や白濁といった異常成長による歩留まり低下を引き起こすことがあった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、大直径基体表面に高品質で均一な膜を安定的且つ低コストで製造できる成膜方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、ミストＣＶＤ法による成膜方法であって、基体をサセプターに載置するステップと、原料溶液を霧化して原料ミストを形成するステップと、前記原料ミストとキャリアガスとを混合して混合気を形成するステップと、前記混合気が前記基体の主表面に沿って一方向に流れるように前記混合気を前記基体に供給しつつ排気して、熱反応により前記基体上に成膜を行う第一成膜ステップと、前記混合気が前記基体の主表面に沿って前記一方向とは異なる方向に流れるように前記混合気を前記基体に供給しつつ排気して、熱反応により前記基体上に成膜を行う第二成膜ステップを含むことを特徴とする成膜方法を提供する。
【０００８】
このような成膜方法であれば、大直径基体表面に高品質で均一な膜を安定的且つ低コストで製造できる。
【０００９】
このとき、前記異なる方向は、前記一方向と逆方向とすることができる。
【００１０】
これにより、膜厚の制御がより容易になるので、高品質で均一な膜をより安定的に製造できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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