特開 2022-74059 整流板、流体導入装置、及び、成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022074059

(43)【公開日】2022-05-17

(54)【発明の名称】整流板、流体導入装置、及び、成膜装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20220510BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20220510BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20220510BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

H01L21/31 B

C23C16/455

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021175156

(22)【出願日】2021-10-27

(31)【優先権主張番号】P 2020182540

(32)【優先日】2020-10-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】古谷 優樹

(72)【発明者】

【氏名】醍醐 佳明

(72)【発明者】

【氏名】梅津 拓人

(72)【発明者】

【氏名】春山 俊

(72)【発明者】

【氏名】塩澤 恵子

【テーマコード（参考）】

4K030

5F045

【Ｆターム（参考）】

4K030EA03

4K030EA04

4K030EA05

4K030KA05

4K030KA12

4K030KA45

5F045AA06

5F045BB03

5F045DP03

5F045DP28

5F045EB05

5F045EE02

5F045EF02

5F045EF14

5F045EM10

5F045GB05

(57)【要約】

【課題】 成膜対象物への成膜速度の変動を抑制可能な整流板を提供すること。
【解決手段】 実施形態によれば、流体を噴射する複数のノズルに対向して設けられ流体を整流する整流板は、複数のノズルのそれぞれに対向するノズル対向領域を有する複数の高流路抵抗部領域と、複数の高流路抵抗領域をそれぞれ取り囲み、複数の第１貫通孔が形成され、高流路抵抗領域より流路抵抗が小さい低流路抵抗領域と、を有する。
【選択図】 図１５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を噴射する複数のノズルに対向して設けられ、前記流体を整流する整流板であって、
前記複数のノズルのそれぞれに対向するノズル対向領域を有する複数の高流路抵抗領域と、
前記複数の高流路抵抗領域をそれぞれ取り囲み、複数の第１貫通孔が形成され、前記高流路抵抗領域より流路抵抗が小さい低流路抵抗領域と、
を有する整流板。

【請求項2】

前記高流路抵抗領域は、閉塞していることを特徴とする請求項１に記載の整流板。

【請求項3】

前記高流路抵抗領域に、前記複数の第１貫通孔より開口面積が小さい１又は複数の第２貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の整流板。

【請求項4】

前記高流路抵抗領域の開口面積密度は、前記低流路抵抗領域の開口面積密度より小さいことを特徴とする請求項３に記載の整流板。

【請求項5】

複数の前記高流路抵抗領域の、前記複数の第２貫通孔の数はそれぞれ同数である、請求項３に記載の整流板。

【請求項6】

前記複数の第１貫通孔は、前記整流板に所定のピッチで形成されている、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の整流板。

【請求項7】

前記整流板は円盤状であり、
前記複数の第１貫通孔は、前記整流板の中心に対して点対称、又は、前記整流板の中心を通る所定の軸に対して線対称となる位置に形成されている、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の整流板。

【請求項8】

請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の整流板と、
前記整流板の前記複数のノズル対向領域に対向してそれぞれ配置される複数の前記ノズルと、
を有する、流体導入装置。

【請求項9】

請求項８に記載の流体導入装置と、
前記流体導入装置より前記流体が流入されるチャンバと
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、整流板、その整流板を有する流体導入装置、及び、その流体導入装置を有する成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスをノズルから噴射し、貫通孔を有する整流板を通してチャンバ内にガスを導入する流体導入装置が知られている。また、このような流体導入装置を用いてチャンバ内にガスを導入し、ウェハ等の基板上に成膜する成膜装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１２６９６８号公報

【特許文献2】特許第４８１９４１１号公報

【特許文献3】特開２０１３－１４９５１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、成膜対象物への成膜速度の変動を抑制可能な、整流板、流体導入装置、及び、成膜装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態によれば、流体を噴射する複数のノズルに対向して設けられ、前記流体を整流する整流板は、複数のノズルのそれぞれに対向するノズル対向領域を有する複数の高流路抵抗領域と、複数の高流路抵抗領域をそれぞれ取り囲み、複数の第１貫通孔が形成され、高流路抵抗領域より流路抵抗が小さい低流路抵抗領域と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態、比較例１、第２実施形態に係る成膜装置を示す概略的な斜視図。

【図2】第１実施形態及び第２実施形態に係る成膜装置を図１中の矢印ＩＩに示す方向から見た上面図。

【図3】第１実施形態及び第２実施形態に係る成膜装置の図２に示す流体導入装置の整流板とノズルとの位置関係を示す概略図。

【図4】図２及び図３中のＩＶ－ＩＶ断面図。

【図5】第１実施形態に係る成膜装置の静止した基板上の成膜速度分布を示す概略的な斜視図。

【図6】第１実施形態に係る流体導入装置の整流板をチャンバの基準位置に対して０．３ｍｍずらして取り付けたときの、整流板とノズルとの位置関係を示す概略的な断面図。

【図7】第１実施形態に係る成膜装置の静止した基板上の成膜速度分布を示す概略的な斜視図。

【図8】第１実施形態に係る成膜装置の図５及び図７に示す基板の中心軸からの距離と成膜速度との関係を示すグラフ。

【図9】比較例１に係る成膜装置の流体導入装置の整流板とノズルとの位置関係を示す概略図。

【図10】比較例１の図９中のＸ－Ｘ断面図。

【図11】比較例１の成膜装置の静止した基板上の成膜速度分布を示す概略的な斜視図。

【図12】比較例１の流体導入装置の整流板をチャンバの基準位置に対して０．３ｍｍずらして取り付けたときの、整流板とノズルとの位置関係を示す概略的な断面図。

【図13】比較例１の成膜装置の静止した基板上の成膜速度分布を示す概略的な斜視図。

【図14】比較例１の成膜装置の図１１及び図１３に示す基板の中心軸からの距離と成膜速度との関係を示すグラフ。

【図15】第２実施形態に係る成膜装置の流体導入装置の整流板を示す概略的な上面図。

【図16】図１５中の符号ＸＶＩで示す位置を示す図。

【図17】図１５中のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ断面図。

【図18】第２実施形態に係る整流板をチャンバの基準位置に対してＸ＋１．５ｍｍずらして配置した成膜装置の回転した基板上の任意の時刻における成膜速度分布を示す概略的な斜視図。

【図19】第２実施形態に係る整流板をチャンバの基準位置に対してＸ－１．５ｍｍずらして配置した成膜装置の回転した基板上の任意の時刻における成膜速度分布を示す概略的な斜視図。

【図20】第２実施形態に係る整流板をチャンバの基準位置に対してずらして配置した成膜装置での、基板の中心軸からの距離と時間平均した成膜速度との関係を示すグラフ。

【図21】第２実施形態の第１変形例に係る整流板を示す概略的な上面図。

【図22】第２実施形態の第１変形例に係る整流板をチャンバの基準位置に対してずらして配置した成膜装置での、基板の中心軸からの距離と成膜速度との関係を示すグラフ。

【図23】基板の中心からエッジまでの成膜速度の差分を求める数式。

【図24】第２実施形態の第２変形例に係る整流板を示す概略的な上面図。

【図25】図２４に示す整流板をチャンバの基準位置に取り付けた状態で基板に成膜を行うとき、整流板の直下のチャンバ内でガスの上昇気流が生じていないことを示す等高線図。

【図26】第２実施形態に係る図１５に示す整流板をチャンバの基準位置に取り付けた状態で基板に成膜を行うとき、整流板の直下のチャンバ内でのガスの上昇気流を示す等高線図。

【図27】比較例に係る整流板を示す概略的な上面図。

【図28】図２７に示す整流板をチャンバの基準位置に取り付けた状態で基板に成膜を行うとき、整流板の直下のチャンバ内でのガスの上昇気流を示す等高線図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照しつつ、第１実施形態及び第２実施形態について説明する。

【0008】

［第１実施形態］
図１には、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて、ウェハ等の基板８の表面に単結晶膜をエピタキシャル成長させる成膜装置１０を示す。この成膜装置１０は、例えば円筒状のチャンバ１２と、チャンバ１２の一端（上部）に着脱可能に固定される流体導入装置（整流装置）１４と、チャンバ１２の他端（下部）に設けられる排気部１６と、チャンバ１２内に設けられる基板８の回転ステージ１８とを有する。

【0009】

チャンバ１２の一端はチャンバ１２の上端に配置され、チャンバ１２の他端はチャンバ１２の下端に配置される。チャンバ１２は、中心軸Ｃに対して回転対称に形成されていることが好適である。チャンバ１２の一端には、流体導入装置１４が固定されている。チャンバ１２の他端には、排気部１６が設けられている。チャンバ１２内は、大気圧であってもよく、例えば排気部１６に接続される図示しない吸引ポンプ等により大気圧よりも低圧としてもよい。ここでは、チャンバ１２内が、大気圧よりも低圧であるものとして説明する。

【0010】

回転ステージ１８は、チャンバ１２の下方に設けられている。回転ステージ１８は、基板８を保持可能である。回転ステージ１８は、チャンバ１２の中心軸Ｃの軸回りに、図示しないモータ等によりチャンバ１２に対して回転可能である。回転ステージ１８の回転軸とチャンバ１２の中心軸Ｃとは一致することが好適である。このため、成膜装置１０は、回転ステージ１８に基板８を保持した状態で、例えば１０００ｒｐｍの回転数でチャンバ１２の中心軸Ｃを中心として回転ステージ１８を回転させることで、基板８を１０００ｒｐｍの回転数で回転させることができる。

【0011】

なお、本実施形態では、基板８は、一例として６インチ（約１５０ｍｍ）の直径を有する円盤状である。

【0012】

流体導入装置１４は、流体を整流する整流板２２と、成膜装置１０の外部の図示しないガス源からの複数種のガスを整流板２２に向かって噴射する複数のノズル２４とを有する。整流板２２は、流体を噴射するノズル２４に対向する。なお、流体導入装置１４は、一例として、ガスの漏洩を防止するカバー（閉塞板）２６を有するとともに、複数のノズル２４がカバー２６を貫通する構造となっている。各ノズル２４の外周面とカバー２６との間はシールされている。すなわち、成膜装置１０に導入するガスの漏れを防止するため、チャンバ１２の一端は、流体導入装置１４のカバー２６により閉塞されている。流体導入装置１４は、カバー２６と整流板２２との間にガスが供給される空間（流体導入部）２８を有する。

【0013】

図２は、第１実施形態に係る成膜装置１０の図１中の矢印ＩＩに示す方向から見たノズル２４及び整流板２２の上面図を示す。図３は、整流板２２に対して図２に示すノズル２４の位置を破線で描いた整流板２２の概略図を示す。図４は、第１実施形態に係る成膜装置１０の、チャンバ１２に対して整流板２２を、基準位置に取り付けたときの整流板２２とノズル２４との位置関係を示す図２及び図３中のＩＶ－ＩＶ線に沿う位置の概略的な断面図を示す。図５は、図４に示す整流板２２を図１に示す成膜装置１０のチャンバ１２の一端に取り付けた状態で静止した基板８上に成膜したときの基板８上の成膜速度分布の斜視図を示す。図６は、チャンバ１２に対して整流板２２を、基準位置に対して許容誤差の範囲内である０．３ｍｍずらして取り付けたときの整流板２２とノズル２４との位置関係を示す概略的な断面図を示す。図７は、図６に示す整流板２２を図１に示す成膜装置１０のチャンバ１２の一端に取り付けた状態で静止した基板８上に成膜したときの基板８上の成膜速度分布の斜視図を示す。

【0014】

図２から図４、及び、図６に示すように、整流板２２は、例えば石英などの透光材で円盤状に形成されている。整流板２２の中心軸と、図１に示すチャンバ１２の中心軸Ｃと、回転ステージ１８の回転軸とは一致することが好適である。図４に示す例では、整流板２２の中心軸と、チャンバ１２の中心軸Ｃと、回転ステージ１８の回転軸とは一致する。しかし、図６に示す例では、整流板２２の中心軸は、チャンバ１２の中心軸Ｃ及び回転ステージ１８の回転軸と平行であるが、チャンバ１２の中心軸Ｃ及び回転ステージ１８の回転軸に対して０．３ｍｍのズレを生じさせている。

【0015】

整流板２２の直径は、本実施形態では、一例として基板８の直径の１．２倍程度の１８６ｍｍである。なお、チャンバ１２の一端と回転ステージ１８との間のチャンバ１２内の領域の内径は、整流板２２の直径と同程度の大きさ、又は、整流板２２の直径より大きく形成されている。

【0016】

整流板２２は、チャンバ１２の一端に着脱可能に固定される。整流板２２は、交換可能である。このとき、チャンバ１２の一端に対する整流板２２を固定するときの許容誤差は、一例として、例えば中心軸Ｃに対する径方向に±０．３ｍｍなど、所定の大きさである。

【0017】

図２及び図３に示すように、整流板２２は、閉塞部（流路抵抗が無限大となる高流路抵抗領域）３２と、閉塞部（高流路抵抗領域）３２を取り囲むように設けられた複数の貫通孔（第１貫通孔）３４を有する低流路抵抗領域３３とを有する。複数の貫通孔３４は、それぞれガスの流路として形成される。ここで、流路抵抗とは、流体がある形状の流路を通るときにその形状により流れが妨げられる力をいう。

【0018】

貫通孔３４は、例えば、基本的には所定の間隔（ピッチ）で形成されているが、一部間隔が異なる領域を有する。貫通孔３４の開口量（開口径）は、それぞれ同一であることが好適であるが、異なっていてもよい。開口量は、例えば直径２．６ｍｍから３．５ｍｍ程度など、適宜に設定される。整流板２２の中心軸付近から外周付近まで、単位面積あたりの貫通孔３４の大きさ及び数は、一定であることが好適である。貫通孔３４は、一例として、格子状の位置に配置されている。貫通孔３４のピッチ幅は、例えば８ｍｍである。

【0019】

なお、整流板２２の貫通孔３４のうち、整流板２２の中心軸から最も離れた外周縁に近い位置の貫通孔３４は、基板８の外周縁の直上又は基板８の外周縁よりも外側の位置にあることが好適である。この場合、基板８の外周縁の位置にも、均一に成膜し易い。

【0020】

図４及び図６に示すノズル２４は、例えば整流板２２の中心軸に平行に成膜用のガスを噴射するように配置されている。本実施形態では、複数のノズル２４によるガスの噴射方向は、チャンバ１２の中心軸Ｃと平行であることが好適である。

【0021】

図２から図４、及び、図６に示すように、各ノズル２４は、閉塞部（高流路抵抗領域）３２に向けて流体を噴射するように、閉塞部（高流路抵抗領域）３２に対向する。各ノズル２４の先端と閉塞部（高流路抵抗領域）３２との間は、離間している。閉塞部（高流路抵抗領域）３２は、ノズル２４の形状、噴射されるガス等の流体の流量、噴射されるガス等の流体が広がる角度をいうスプレー角度、噴射されるガス等の流体がノズル２４の先端から到達する距離での広がり幅をいうスプレー幅、噴射されるガス等の流体が拡散したときの断面形状をいうスプレーパターン等により変化するが、ノズル２４からガスが直接噴射される領域である。一方、閉塞部（高流路抵抗領域）３２以外の領域であって、複数の貫通孔３４が設けられる低流路抵抗領域３３は、ノズル２４からガスが直接噴射されない領域であり、複数の貫通孔（第１貫通孔）３４のうち、ノズル２４の先端に対向するノズル対向領域３６に最も近接する貫通孔３４は、ノズル２４から噴射されるガスが間接的に導入される位置に配置される。すなわち、ノズル２４と、整流板２２との間の距離（スプレー距離）でのスプレー角度等との関係で、ノズル２４から噴射されるガスにより形成されるスプレーパターンの外側に貫通孔３４が形成されている。複数の貫通孔３４のうち、ノズル対向領域３６に最も近接する貫通孔３４は、ノズル２４の先端と閉塞部３２との間の距離として規定されるスプレー距離でのスプレーパターンを除く領域に形成される。

【0022】

すなわち、閉塞部（高流路抵抗領域）３２は、ノズル２４に対向するノズル対向領域３６（図３、図４、図６参照）を有する。ノズル対向領域３６は、貫通孔３４を除く領域に位置し、貫通孔３４が設けられていないスルーホールレスである。言い換えると、流体導入装置１４は、貫通孔３４に対向しない位置に、流体を噴射するノズル２４が配置される。ノズル対向領域３６は、基本的に規則的に（同じ間隔で）形成された貫通孔３４の間隔が異なる領域に形成される。

【0023】

なお、ノズル２４の開口径は、例えば１３ｍｍである。

【0024】

本実施形態では、整流板２２は、図２及び図３に示すように、整流板２２を上側から見たとき、整流板２２の中心軸から径方向外方に向かい、後述する３つのパイロメーター用ノズル４４の中心を通る仮想線（Ｘ軸）に対して線対称に形成されている。貫通孔３４は、本実施形態では、整流板２２の中心軸に対して点対称又は略点対称、もしくは、閉塞部（高流路抵抗領域）３２に沿い整流板２２の中心軸を通る所定の軸に対して線対称又は略線対称となる位置に形成されている。

【0025】

なお、本実施形態では、流体導入装置１４は、パイロメーターにより基板８の温度を間接的にモニタするためのパイロメーター用ノズル４４を有する。パイロメーター用ノズル４４にはパージガスが導入されており、パイロメーター用ノズル４４に対向する位置（パイロメーター用ノズル対向領域４６（図３参照））には、貫通孔３４が設けられていない。言い換えると、流体導入装置１４は、貫通孔３４に対向しない位置に、パイロメーター用ノズル４４が配置される。パイロメーターは、基板８から放射される光（赤外光）を、透光材である整流板２２及びパイロメーター用ノズル４４を通して受光して温度を計測する。

【0026】

なお、パイロメーター用ノズル４４の開口径は、ノズル２４と同程度の例えば１３ｍｍである。パイロメーター用ノズル４４の開口径は、ノズル２４の開口径よりも大きくてもよく、小さくてもよい。

【0027】

次に、第１実施形態に係る成膜装置１０の流体導入装置１４の動作について説明する。

【0028】

図１に示す回転ステージ１８上の基板８を例えば１０００ｒｐｍで回転させながら、流体導入装置１４の整流板２２の閉塞部（高流路抵抗領域）３２に向けてノズル２４から複数種の流体としてガスを噴射する。このとき、貫通孔３４は、複数種のガスそれぞれのスプレーパターンの範囲外であることが好ましい。そして、図４に示すように、閉塞部３２に向けて噴射された複数種のガスは、整流板２２の表面の閉塞部３２にそれぞれ所定のスプレー角度で到達した後、閉塞部３２から放射状に広がり、貫通孔３４に到達する。

【0029】

なお、チャンバ１２内でガスを化学反応させるためのエネルギーとして、例えば熱などを用いる。

【0030】

閉塞部（高流路抵抗領域）３２から貫通孔３４に向けて流されたガスは、チャンバ１２の一端から、貫通孔３４を通してチャンバ１２の他端に向かって流れる。すなわち、チャンバ１２に流体導入装置１４の貫通孔３４を通して流体が流入されることで、複数種のガスがチャンバ１２内に導入され、基板８上に成膜される。

【0031】

一方、上述した図４に示す例においては、整流板２２を基準位置（正規の取り付け位置）に設置している。図６に示す例では、整流板２２を基準位置より０．３ｍｍずらして設置した。

【0032】

図５に、図４に示すチャンバ１２の基準位置に整流板２２を取り付けたとき、図７に、図６に示すチャンバ１２の基準位置から０．３ｍｍの誤差を生じるように取り付けたときにおける基板８上での、成膜速度分布のシミュレーション結果をそれぞれ示す。図５及び図７中の成膜速度分布は図５中の最低速度を１．０としたときの相対速度として示す。なお、図５及び図７に示すシミュレーション結果は、回転ステージ１８を回転させず、基板８を静止した状態で成膜したときの結果を示す。いずれも、基板８の中心よりも、少しずれた位置で成膜速度が大きくなっており、同じ傾向を示すことがわかる。

【0033】

また、図４に示す例、図６に示す例のそれぞれにおける基板８内の成膜速度をシミュレーションしたところ、図８に示すようになった。図４に示すチャンバ１２の一端に対して整流板２２を基準位置（正規の取り付け位置）に誤差なく取り付けたとき（黒丸でプロット）と、図６に示すチャンバ１２の一端に対して整流板２２を基準位置から０．３ｍｍの誤差を生じるように取り付けたとき（白丸でプロット）とを比較すると、大きな変化は見られないことがわかる。このとき、基板８の中心部分での成膜速度の変動率は６％程度に抑えられた。

【0034】

（比較例１）
ここで、図９から図１４を用いて比較例１の整流板１２２について説明する。

【0035】

図９、図１０、図１２に示すように、比較例１は、流体導入装置１４の整流板１２２及びノズル１２４の位置関係が第１実施形態と異なる以外は、上述した第１実施形態の流体導入装置１４の整流板２２及びノズル２４の位置関係と同じである。

【0036】

図９は、流体導入装置１４の比較例１の整流板１２２及びノズル１２４の位置関係を示す。図１０は、比較例１の成膜装置１０の、チャンバ１２に対して整流板１２２を、基準位置に取り付けたときの整流板１２２とノズル１２４との位置関係を示す図９中のＸ－Ｘ線に沿う位置の概略的な断面図を示す。図１２は、成膜装置のチャンバ１２の一端に対して整流板１２２を、基準位置に対して許容誤差の範囲内である０．３ｍｍずらして取り付けたときの整流板１２２とノズル１２４との位置関係を示す概略的な断面図を示す。

【0037】

第１実施形態と異なり、比較例１では、各ノズル１２４は、図９、図１０及び図１２に示すように、閉塞部（高流路抵抗領域）１３２ではなく、貫通孔１３４と対向している。すなわち、ノズル１２４の直下に貫通孔１３４が形成されている。ノズル１２４と整流板１２２との位置関係が所定位置で、位置ズレがない図10の場合、ノズル１２４の中心軸と貫通孔１３４の中心軸とは同軸上にあることが好適である。

【0038】

図１１には、図１０に示すチャンバ１２の一端に対して整流板１２２を基準位置に誤差なく取り付けたときにおける基板８上での成膜速度分布のシミュレーション結果の斜視図を示す。図１３には、図１２に示すチャンバ１２の一端に対して整流板１２２を基準位置に対して０．３ｍｍの誤差を生じるように取り付けたときにおける基板８上での成膜速度分布のシミュレーション結果の斜視図を示す。図１１及び図１３中の成膜速度分布は図１３中の最低速度を１．０としたときの相対速度として示す。なお、図１１及び図１３に示すシミュレーション結果は、回転ステージ１８を回転させず、基板８を静止した状態で成膜したときの結果を示す。図１１では、基板８の中心で成膜速度分布が大きくなっている。図１３では、基板８の中心から少しずれた位置で成膜速度分布が大きくなっている。図１１及び図１３に示すシミュレーション結果は、成膜速度分布の傾向が異なることがわかる。

【0039】

また、図１０に示す例、図１２に示す例のそれぞれにおける基板８内の成膜速度をシミュレーションした。図１４に示すように、チャンバ１２の一端に対して整流板１２２を基準位置に誤差なく取り付けたとき（黒丸でプロット）の方が、基準位置より誤差０．３ｍｍずらして取り付けたとき（白丸でプロット）に比べて成膜速度が速くなり、成膜速度が大きく変化することがわかる。このとき、基板８の中心部分での成膜速度の変動率は２０％程度となった。

【0040】

（本実施形態と比較例１との比較）
比較例１では、ノズル１２４の直下に貫通孔１３４が形成されているので、ノズル１２４から噴射されるガスの一部が、直接貫通孔１３４を通る。そして、チャンバ１２に対して整流板１２２を基準位置より０．３ｍｍずらして取り付けたとき、ノズル１２４と整流板１２２の貫通孔１３４との相対位置がずれることにより、ノズル１２４から直接、貫通孔１３４を通りチャンバ１２内に導入されるガスの流入方向、速度等が変化する。このため、基板８の中心における成膜速度に２０％の差が生じると考えられる。

【0041】

一方、本実施形態では、ノズル２４の直下に閉塞部（高流路抵抗領域）３２が形成されているので、ノズル２４から噴射されるガスは、直接貫通孔３４を通るのではなく、閉塞部（高流路抵抗領域）３２に到達し放射状に広がった後、貫通孔３４を通りチャンバ１２内に導入される。そのため、チャンバ１２に対して整流板２２を基準位置より０．３ｍｍずらして取り付け、ノズル２４と整流板２２の貫通孔３４との相対位置が０．３ｍｍずれても、ずれによる成膜速度の変化が６％程度に抑えられる。

【0042】

したがって、本実施形態に係る成膜装置１０、流体導入装置１４、及び、整流板２２により、チャンバ１２に対する整流板２２の取り付け誤差による基板８上の成膜速度の変動を抑制することができる。

【0043】

本実施形態の流体導入装置１４は、ノズル２４から気体だけでなく、液体を噴出する際にも用いることができる。

【0044】

本実施形態では、整流板２２が円盤状である例について説明した。整流板２２は、円盤状に限られず、楕円形状、矩形状等、種々の形状が許容される。

【0045】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について、図１５から図２０を用いて説明する。第２実施形態は第１実施形態の変形例であって、第１実施形態で説明した部材と同一の部材又は同一の機能を有する部材には極力同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。

【0046】

図１５には、第２実施形態に係る成膜装置１０の流体導入装置１４の整流板２２２を示す概略的な上面図を示す。図１６には、図１５中の符号ＸＶＩで示す位置を示す図を示す。図１７には、図１５中のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ断面図を示す。

【0047】

本実施形態では、第１実施形態で説明した成膜装置１０の流体導入装置１４の整流板２２の代わりに整流板２２２を用いる例について説明する。本実施形態に係る成膜装置１０の流体導入装置１４は、流体を整流する整流板２２２と、ガス源からの複数種のガスを整流板２２２に向かって噴射する複数のノズル２４と、複数のパイロメーター用ノズルとを有する。

【0048】

図１５に示すように、本実施形態に係る整流板２２２は、第１実施形態で説明した整流板２２と同じ大きさで例えば円盤状である。整流板２２２は、例えば３つのパージガス流路２４６を有する。パージガスが導入されるパイロメーター用ノズルは整流板２２２のパージガス流路２４６の直上に配置されている。パージガス流路２４６は、整流板２２２の中心軸からある径方向に沿って例えば略等間隔に配置されている。各パージガス流路２４６の中心軸は、整流板２２２の中心軸を原点とする＋Ｘ軸上に位置する。パージガス流路２４６には、整流板２２２を通して、チャンバ１２内に、パージガスとして、例えばアルゴンガス又は水素ガスが通される。このため、チャンバ１２内には、パージガス流路２４６を通してパージガスが供給される。本実施形態では、各パージガス流路２４６の開口径は、例えば１８ｍｍである。

【0049】

図１６に示すように、整流板２２２は、ノズル２４に対向するノズル対向領域を有する高流路抵抗領域２３２と、高流路抵抗領域２３２を取り囲むように設けられる低流路抵抗領域２３４とを有する。整流板２２２には、成膜用の反応ガスを通す流路としての複数の貫通孔２５２，２５４が一定ピッチに配置されている。整流板２２２においては、高流路抵抗領域２３２の外側に、低流路抵抗領域２３４が形成されていればよい。本実施形態では、複数の貫通孔２５２，２５４は、例えば８ｍｍのピッチに配置される。また、整流板２２２において、一定ピッチに貫通孔２５４が形成されていない位置があってもよい。整流板２２２において、第１の貫通孔２５２と第２の貫通孔２５４との間が一定ピッチに形成されていない位置があってもよい。

【0050】

なお、整流板２２２の貫通孔２５２，２５４のうち、整流板２２２の中心軸から最も離れた整流板２２２の外周縁に近い位置の貫通孔２５２，２５４は、基板８の外周縁の直上又は基板８の外周縁よりも外側の位置にあることが好適である。この場合、基板８の外周縁の位置にも、均一に成膜し易い。

【0051】

高流路抵抗領域２３２は、第１の径の複数の第１の貫通孔（第２貫通孔）２５２を有する。低流路抵抗領域２３４は、それぞれ高流路抵抗領域２３２を取り囲むように設けられ、高流路抵抗領域２３２の第１の貫通孔２５２より開口率が大きい第２の径の１又は複数の第２の貫通孔（第１貫通孔）２５４を有する。第１の貫通孔２５２は第２の貫通孔２５４に比べて小径に形成されている。例えば、第１の貫通孔２５２の直径は５ｍｍであり、第２の貫通孔２５４の直径は７ｍｍである。

【0052】

図１５に示すように、整流板２２２は、内側から外側に向かって、第１のゾーンＺ１、第２のゾーンＺ２、及び、第３のゾーンＺ３を有する。第１のゾーンＺ１は、整流板２２２の中心軸と同心状の円盤の内側の領域である。第２のゾーンＺ２は、第１のゾーンＺ１の外側の円環状の領域である。第３のゾーンＺ３は、第２のゾーンＺ２の外側の円環状の領域である。第３のゾーンＺ３の外縁は、整流板２２２の外縁に一致する。整流板２２２の中心軸と第１のゾーンＺ１の外縁（第２のゾーンＺ２の内縁）との間の距離、第１のゾーンＺ１の外縁と第２のゾーンＺ２の外縁（第３のゾーンＺ３の内縁）との間の距離、及び、第２のゾーンＺ２の外縁と第３のゾーンＺ３の外縁との間の距離は、例えば、等距離である。各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３は、それぞれ、高流路抵抗領域２３２と、低流路抵抗領域２３４とを有する。第１のゾーンＺ１での第１の貫通孔２５２、第２のゾーンＺ２での第１の貫通孔２５２、及び、第３のゾーンＺ３での第１の貫通孔２５２は、それぞれ４つで１組である。これらの場合、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３での第１の貫通孔２５２は、一定ピッチに相当する長さの線分で形成される正方形の頂点にある。

【0053】

図１７に示すノズル２４の開口径は、例えば１３ｍｍである。図１７に示すように、各ノズル２４は、高流路抵抗領域２３２に向けて流体を噴射するように、高流路抵抗領域２３２に対向する。各ノズル２４の先端と整流板２２２の高流路抵抗領域２３２との間は、離間する。ノズル２４の形状、噴射されるガス等の流体の流量、噴射されるガス等の流体が広がる角度をいうスプレー角度、噴射されるガス等の流体がノズル２４の先端から到達する距離での広がり幅をいうスプレー幅、噴射されるガス等の流体が拡散したときの断面形状をいうスプレーパターン等によるが、複数の第１の貫通孔２５２は、ノズル２４から噴射されるガスが直接導入される位置に配置される。このため、ノズル２４と、整流板２２２との間の距離（スプレー距離）でのスプレー角度等との関係で、ノズル２４から噴射されるガスにより形成されるスプレーパターンの外縁の内側に第１の貫通孔２５２が形成されている。

【0054】

なお、ノズル２４の中心軸は、４つで１組の各第１の貫通孔２５２の中心を頂点とする正方形の重心に交差するように配置されることが好適である。

【0055】

一方、低流路抵抗領域２３４の複数の第２の貫通孔２５４は、ノズル２４から噴射されるガスが間接的に導入される位置に配置される。第２の貫通孔２５４は、ノズル２４と、整流板２２２との間の距離（スプレー距離）でのスプレー角度等との関係で、ノズル２４から噴射されるガスにより形成されるスプレーパターンの外縁の外側に形成されている。このため、複数の第２の貫通孔２５４のうち、高流路抵抗領域２３２に最も近接する第２の貫通孔２５４は、ノズル２４の先端と高流路抵抗領域２３２との間の距離として規定されるスプレー距離でのスプレーパターンを除く領域に形成される。

【0056】

ノズル２４と第１の貫通孔２５２との位置関係は、例えばノズル２４の中心軸に対してそれぞれ等距離離間することが好適である。第１の貫通孔２５２が例えばノズル２４の中心軸上に形成され、第１の貫通孔２５２の外側に円環状にさらに第１の貫通孔２５２が形成されていてもよい。すなわち、ノズル２４の中心軸と第１の貫通孔２５２の各組の１つの貫通孔２５２の中心軸とが一致していてもよい。この場合も、第２の貫通孔２５４には、ノズル２４が対向しない。

【0057】

ノズル２４と、整流板２２２との間の距離は、第１の貫通孔２５２だけでなく、第２の貫通孔２５４にガスが流れる距離に設定されている。本実施形態では、ノズル２４と整流板２２２との間の距離は、例えば２．５ｍｍに設定されている。

【0058】

本実施形態に係る整流板２２２を第１実施形態で説明した整流板２２と同様にチャンバ１２に取り付け、チャンバ１２内の基板８に成膜するときのガスの流れについて説明する。

【0059】

ノズル２４から成膜用のガスが整流板２２２に向けて噴射されると、ガスにより形成される図１６及び図１７に示すスプレーパターンの内側の高流路抵抗領域２３２の第１の貫通孔２５２を通して、チャンバ１２内にガスの一部が入る。残りのガスは、整流板２２２の上面に当接し、整流板２２２の上面に沿って広がる。ノズル２４から噴射されるガスのスプレーパターンの外側には低流路抵抗領域２３４の第２の貫通孔２５４が形成されているため、ガスの一部は第２の貫通孔２５４を通してチャンバ１２内に入る。

【0060】

整流板２２２を通して、ガスがチャンバ１２内に導入されると、整流板２２２の下面近傍のチャンバ１２内の圧力分布が変化する。第１の貫通孔２５２に対して、第２の貫通孔２５４の方が、開口径が大きく、第１の貫通孔２５２よりも、第２の貫通孔２５４の方が、ガスが通りやすい。また、第２の貫通孔２５４の方が、第１の貫通孔２５２よりも数が多い。このため、整流板２２２は、第１の貫通孔２５２を通して直接的にチャンバ１２内に入るガスの流量と、第２の貫通孔２５４を通してチャンバ内に入るガスの流量とのバランスを取ることができる。また、貫通孔２５２，２５４は一定ピッチに配置されているため、整流板２２２の下面近傍のチャンバ１２内の圧力分布に、偏りが生じることが抑制される。

【0061】

例えば、第１実施形態で説明した整流板２２を用いる場合、閉塞部（高流路抵抗領域）３２にガスが噴射された後、閉塞部（高流路抵抗領域）３２の外側の貫通孔３４をガスが通過し、チャンバ１２内にガスが導入される。貫通孔３４を通してガスがチャンバ１２内に導入されるため、貫通孔３４の直下で圧力が高く、隣接する貫通孔３４同士の間の整流板２２の下面側の領域で圧力が低下することが想定される。このため、ガスが貫通孔３４直下以外の圧力が低い領域の下面側に流れ、チャンバ１２内でガスの撹拌や逆流が生じ、チャンバ１２内のガス流の制御が難しくなる可能性がある。

【0062】

本実施形態に係る整流板２２２は、第１実施形態で説明したようにチャンバ１２に対する整流板２２２の取り付け誤差による基板８上の成膜速度の変動を抑制することができる。また、本実施形態に係る整流板２２２は、第１の貫通孔２５２により、整流板２２２の下面近傍のチャンバ１２内の圧力分布の偏りを抑制できる。このため、本実施形態に係る整流板２２２をチャンバ１２に取り付けて用いることで、チャンバ１２内でのガスの撹拌や逆流を抑制し、チャンバ１２内のガス流の制御が容易になる。そして、例えばゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３ごとにチャンバ１２内のガス流を制御することで、基板８の中心からの距離に応じて成膜速度を制御することができる。

【0063】

なお、第１の貫通孔２５２及び第２の貫通孔２５４は、大小関係を維持することで、適宜の径など、適宜の大きさに設定可能である。そして、パージガス流路２４６を通してチャンバ１２内に入れられるパージガスの単位時間あたりの流量、ノズル２４から噴射されるガスの単位時間当たりの流量等にも依存するが、第１の貫通孔２５２及び第２の貫通孔２５４を適宜に大きくすることにより、成膜に寄与するガスラインの流れを強くし、整流板２２２を通してチャンバ１２内に供給されるパージガスの流れによる影響を抑えることができる。

【0064】

図１８には、チャンバ１２の基準位置から＋Ｘ軸方向に１．５ｍｍずらして整流板２２２を取り付けたときにおける成膜装置１０の回転した基板８上での任意の時刻における成膜速度分布のシミュレーション結果を示す。図１８は、基板８の斜視図として示す。図１９には、チャンバ１２の基準位置から－Ｘ軸方向に１．５ｍｍずらして整流板２２２を取り付けたときにおける成膜装置１０の回転した基板８上での任意の時刻における成膜速度分布のシミュレーション結果を示す。図１９は、基板８の斜視図として示す。なお、ここでの１．５ｍｍは、チャンバ１２に対して整流板２２２を取り付けるときの基準位置に対する許容誤差である０．３ｍｍよりも大きい。図１８及び図１９中の成膜速度分布は図１８中の最低速度を１．０としたときの相対速度として示す。図１８に示す例では、基板８の中心付近で成膜速度が大きくなった。図１９に示す例では、基板８の中心からずれた位置で成膜速度が大きくなった。

【0065】

図１８に示す例、図１９に示す例のそれぞれにおける基板８内の成膜速度をシミュレーションしたところ、図２０に示すようになった。図２０は、第２実施形態に係る整流板２２２をチャンバ１２の基準位置に対してずらして配置した成膜装置１０での、基板８の中心軸からの距離と時間平均した成膜速度との関係を示すグラフである。図２０に示す黒丸プロットは、チャンバ１２の一端に対して整流板２２２を基準位置から＋１．５ｍｍＸ軸方向にずらして取り付けたときの例である。図２０に示す白丸プロットは、チャンバ１２の一端に対して整流板２２２を基準位置から－１．５ｍｍＸ軸方向にずらして取り付けたときの例である。図２０中の黒丸プロットと白丸プロットとを比較すると、大きな変化は見られないことがわかる。この傾向は、第１実施形態の図８に示す傾向と略一致する。なお、基板８の中心部分での成膜速度の変動率は７％程度に抑えられた。チャンバ１２に対する整流板２２２の取り付け位置を基準位置に近づけるにつれて、ノズル２４の中心軸に対して４つの第１の貫通孔２５２が等距離に配置されることになる。このため、整流板２２２をチャンバ１２に取り付けて用いる場合、基板８の中心部分での成膜速度の変動率はさらに低下することができる、と想定される。

【0066】

したがって、本実施形態によれば、例えばメンテナンスにより整流板２２２を交換する前後の、成膜対象物への成膜速度の変動を抑制可能な整流板２２２、その整流板２２２を有する流体導入装置１４、及び、その流体導入装置１４を有する成膜装置１０を提供することができる。

【0067】

本実施形態では、４つの第１の貫通孔２５２を１つの組として説明したが、第１の貫通孔２５２が高流路抵抗領域２３２に１以上設けられていればよい。高流路抵抗領域２３２は、低流路抵抗領域２３４より流路抵抗が大きくなるように、高流路抵抗領域２３２の開口面積密度は、低流路抵抗領域２３４の開口面積密度よりも小さければよい。例えば、２つを１つの組とする第１の貫通孔２５２を所定のピッチに配置してもよく、３つを１つの組とする第１の貫通孔２５２を、例えば正三角形の頂点の位置に配置してもよく、５つを１つの組とする第１の貫通孔２５２を、例えば正五角形の頂点の位置に配置しても、同様の効果を得ることができる。第１の貫通孔２５２の配置は、整流板２２２の下面近傍のチャンバ１２内の圧力分布の偏りを抑制できればよい。

【0068】

第１の貫通孔２５２及び第２の貫通孔２５４は、本実施形態では、円形貫通孔である例について説明した。第１の貫通孔２５２及び第２の貫通孔２５４は、三角形、四角形など、多角形であってもよい。また、第２の貫通孔２５４は、複数が連結された長孔などとして形成されていてもよい。第２の貫通孔２５４は、複数の第１の貫通孔２５２の周囲の一部又は全部を囲む、連続した１つの孔として形成されていてもよい。

【0069】

（第１変形例）
第２実施形態の第１変形例について、図２１及び図２２を用いて説明する。

【0070】

図２１には、本変形例に係る整流板３２２の概略的な上面図を示す。図２１ではノズル２４の図示を省略する。本変形例に係る整流板３２２では、第２実施形態で説明した整流板２２２に対して、第１の貫通孔２５２及び第２の貫通孔２５４の配置及び数が異なる。貫通孔２５２，２５４のピッチは本変形例に係る整流板３２２では１０ｍｍである。

【0071】

図２１に示すように、第１のゾーンＺ１での第１の貫通孔２５２は、２つで１組である。この場合、第１の貫通孔２５２は、一定ピッチに相当する長さの線分の一端と他端の位置にある。第２のゾーンＺ２での第１の貫通孔２５２は、３つで１組である。この場合、第１の貫通孔２５２は、一定ピッチに相当する長さの２つの線分を有する直角二等辺三角形の頂点にある。第３のゾーンＺ３での第１の貫通孔２５２は、４つで１組である。この場合、第１の貫通孔２５２は、一定ピッチに相当する長さの線分で形成される正方形の頂点にある。

【0072】

整流板３２２に対してノズル２４は、第２実施形態の整流板２２２の第１の貫通孔２５２に対する位置関係と同様に配置される。すなわち、ノズル２４は、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３において、ノズル２４に対向するノズル対向領域を有する高流路抵抗領域２３２の第１の貫通孔２５２に対向している。ノズル２４から成膜用のガスが整流板３２２に向けて噴射されると、ガスにより形成されるスプレーパターンの内側の第１の貫通孔２５２を通して、チャンバ１２内にガスの一部が導入される。残りのガスは、整流板３２２の上面に当接し、整流板３２２の上面に沿って広がる。ノズル２４から噴射されるガスのスプレーパターンの外側には第２の貫通孔２５４が形成されているため、ガスの一部は第２の貫通孔２５４を通してチャンバ１２内に導入される。

【0073】

整流板３２２を通して、ガスがチャンバ１２内に入れられると、整流板３２２の下面近傍のチャンバ１２内の圧力分布が変化する。第１の貫通孔２５２及び第２の貫通孔２５４の径の大きさの大小関係は第２実施形態で説明した整流板２２２と同じである。したがって、整流板３２２は、第１の貫通孔２５２を通して直接的にチャンバ１２内に入るガスの流量と、第２の貫通孔２５４を通してチャンバ内に入るガスの流量とのバランスを取ることができる。また、貫通孔２５２，２５４は一定ピッチに配置されているため、整流板２２２の下面近傍のチャンバ１２内の圧力分布の偏りを抑制できる。

【0074】

本実施形態に係る整流板３２２をチャンバ１２に取り付けて用いることで、チャンバ１２内で、ガスの撹拌や逆流を抑制し、チャンバ１２内のガス流の制御が容易になる。そして、例えばゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３ごとにチャンバ１２内のガス流を制御できるので、基板８の中心からの距離に応じて成膜速度を制御することができる。

【0075】

したがって、本変形例によれば、例えばメンテナンスにより整流板３２２を交換する前後の、成膜対象物への成膜速度の変動を抑制可能な整流板３２２、その整流板３２２を有する流体導入装置１４、及び、その流体導入装置１４を有する成膜装置１０を提供することができる。

【0076】

ここで、図２２には、本変形例に係る整流板３２２を、チャンバ１２に対して、整流板３２２の中心軸から、パージガス流路２４６の３つの中心軸に向かう＋Ｘ軸方向に１．５ｍｍずらして取り付けたときと、整流板３２２の中心軸から、パージガス流路２４６の３つの中心軸側とは反対側の－Ｘ軸方向に、１．５ｍｍずらして取り付けたときとの、基板８上の成膜速度分布との関係を示す。なお、ここでの１．５ｍｍは、チャンバ１２に対して整流板３２２を取り付けるときの基準位置に対する許容誤差である０．３ｍｍよりも大きい。

【0077】

そして、図２３に示す数式のように、基板８の中心（中心含む）から基板８のエッジまでの各点での成膜速度の差分を成膜速度（Ｘ＋１．５ｍｍ）の平均で除したものを中心からエッジまでの１６点分足し合わせ、１６で割ったものに、１００をかけて、（％）で表示した。これを、基板８の中心からエッジまでの成膜速度の差分とする。

【0078】

第２実施形態に係る整流板２２２をチャンバ１２に取り付けて用いたとき、基板８の中心から基板８のエッジまでの成膜速度の差分は、図２０に示すデータを用いて算出すると、４．６％となった。本変形例に係る整流板３２２をチャンバ１２に取り付けて用いたとき、基板８の中心から基板８のエッジまでの成膜速度の差分は、図２２に示すデータを用いて算出すると、３１．１％となった。したがって、第１の貫通孔２５２の数は、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３において、同数であることが好適であるといえる。第２実施形態に係る整流板２２２のように、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３で第１の貫通孔２５２の数を同数とすることにより、基板８の中心から基板８のエッジまでの成膜速度の差を、本変形例で説明した整流板３２２を用いる場合に比べて小さくすることができる。

【0079】

（第２変形例）
第２実施形態の第２変形例について、図２４から図２８を用いて説明する。

【0080】

図２４には、本変形例に係る整流板４２２の概略的な上面図を示す。図２４ではノズル２４の図示を省略する。ノズル２４は、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３において、ノズル２４に対向するノズル対向領域を有する高流路抵抗領域２３２の第１の貫通孔２５２に対向している。本変形例に係る整流板４２２の第１の貫通孔２５２の直径は３ｍｍで、第２実施形態に係る整流板２２２の第１の貫通孔２５２の直径である５ｍｍよりも小さくした。整流板４２２の第２の貫通孔２５４の直径は７ｍｍで、第２実施形態に係る整流板２２２と同一とした。整流板４２２の貫通孔２５２，２５４の一定ピッチは、第２実施形態に係る整流板２２２と同一で、８ｍｍである。

【0081】

本変形例に係る整流板４２２をチャンバ１２の適切な位置に取り付けた状態で整流板４２２の直下１００ｍｍの位置でのガスの流れを分析した。

【0082】

図２５は、整流板４２２と回転ステージ１８との間で、チャンバ１２内における整流板４２２の直下１００ｍｍの位置での円筒状のチャンバ１２の概略的な断面を示す。また、図２５は、チャンバ１２内における整流板４２２の直下１００ｍｍの位置でのガスの上方（＋Ｚ方向）への移動を捕らえたシミュレーション結果を示す。このため、図２５は、本変形例に係る整流板４２２をチャンバ１２の基準位置に取り付けた状態で基板８に成膜を行うとき、整流板４２２の直下１００ｍｍのチャンバ１２内でガスの上昇気流が生じていないことを示す等高線図である。図２５では、ガスの下方への移動を表示しない。また、図２５では、ガスが上方に移動することに伴う速度分布は最低速度を１．０としたときの相対速度として示す。図２５に示すように、整流板４２２の直下１００ｍｍのチャンバ１２内における位置における全面積の領域で、ガスが上方に移動することが確認されなかった。ノズル２４からのガスの流量、パージガスの流量等によるが、ある条件において、本変形例に係る整流板４２２をチャンバ１２に取り付けて用いたとき、整流板４２２の下側の領域で、ガスが上昇していないことが確認できる。

【0083】

ここで、本変形例に係る整流板４２２との比較のため、第２実施形態に係る整流板２２２をチャンバ１２の適切な位置に取り付けた状態で整流板２２２の直下１００ｍｍの位置でのガスの流れを分析した。

【0084】

図２６は、整流板２２２と回転ステージ１８との間で、チャンバ１２内における整流板２２２の直下１００ｍｍの位置での円筒状のチャンバ１２の概略的な断面を示す。図２６は、チャンバ１２内における整流板２２２の直下１００ｍｍの位置でのガスの上方（＋Ｚ方向）への移動を捕らえたシミュレーション結果を示す。このため、図２６は、第２実施形態に係る図１５に示す整流板２２２をチャンバ１２の基準位置に取り付けた状態で基板８に成膜を行うとき、整流板２２２の直下１００ｍｍのチャンバ１２内でのガスの上昇気流を示す等高線図である。

【0085】

図２６には、ガスの下方への移動を表示しない。また、図２６では、ガスが上方に移動することに伴う速度分布は最低速度を１．０としたときの相対速度として示す。図２６に示すように、整流板２２２の直下１００ｍｍのチャンバ１２内における位置における全面積の２１％の領域で、ガスが上方に移動することが確認できる。ノズル２４からのガスの流量、パージガスの流量等によるが、ある条件において、第２実施形態に係る整流板２２２をチャンバ１２に取り付けて用いたとき、整流板２２２の下側のチャンバ１２内の領域で、ガスが上昇していることが確認できる。

【0086】

また、本変形例に係る整流板４２２、及び、第２実施形態に係る整流板２２２との比較のため、比較例として、図２７に示す整流板５２２を用いた。図２７には、比較例に係る整流板５２２を示す概略的な上面図を示す。図２７ではノズル２４の図示を省略する。ノズル２４は、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３において、ノズル２４に対向するノズル対向領域を含む高流路抵抗領域２３２の第１の貫通孔５５２に対向している。整流板５２２の第１の貫通孔５５２は、図２４に示す整流板４２２の第１の貫通孔２５２の配置と同じとする。整流板５２２の第２の貫通孔２５４は、図２４に示す整流板４２２の第２の貫通孔２５４の配置と同じとする。比較例に係る整流板５２２の第１の貫通孔５５２の直径、及び、第２の貫通孔２５４の直径は、それぞれ７ｍｍで同一である。整流板５２２の貫通孔５５２，２５４の一定ピッチは、第２実施形態に係る整流板２２２と同一で、８ｍｍである。

【0087】

比較例に係る整流板５２２をチャンバ１２の適切な位置に取り付けた状態で整流板５２２の直下１００ｍｍの位置でのガスの流れを分析した。

【0088】

図２８は、チャンバ１２内における整流板５２２の直下１００ｍｍの位置でのガスの上方（＋Ｚ方向）への移動を捕らえたシミュレーション結果を示す。このため、図２８は、比較例に係る図２７に示す整流板５２２をチャンバ１２の基準位置に取り付けた状態で基板８に成膜を行うとき、整流板５２２の直下１００ｍｍのチャンバ１２内でのガスの上昇気流を示す等高線図である。

【0089】

図２８では、ガスの下方への移動を表示しない。また、図２８では、ガスが上方に移動することに伴う速度分布は最低速度を１．０としたときの相対速度として示す。図２８に示すように、整流板５２２の直下１００ｍｍのチャンバ１２内における位置における全面積の３１％の領域で、ガスが上方に移動することが確認できる。ノズル２４からのガスの流量、パージガスの流量等によるが、ある条件において、比較例に係る整流板５２２をチャンバ１２に取り付けて用いたとき、整流板５２２の下側の領域で、ガスが上昇していることが確認できる。

【0090】

したがって、第２の貫通孔２５４に対して第１の貫通孔２５２の直径が大きい（開口面積が大きい）ほど、整流板の下側の領域で、ガスが上昇しやすく、チャンバ１２内で意図せずガスが撹拌等されている、と言える。このため、本変形例に係る整流板４２２の第１の貫通孔２５２の直径は、５ｍｍよりも小さいことが好適である。第１の貫通孔２５２の直径は、例えば、第２の貫通孔２５４の０．７倍以内であることが好適である。

【0091】

一方、第１の貫通孔２５２の直径を小さくすることで、ガスの攪拌や逆流の抑制、ガス流の制御の観点では、十分な効果が得られないことが考えられる。そこで、変形例に係る整流板４２２の第１の貫通孔２５２は、チャンバ１２内の所定位置でガスの逆流を防止するようにチャンバ１２内のガスの流れを整流する径を最小径（最小開口面積）として設定される。このとき、第１の貫通孔２５２の径の最小径は、ノズル２４から噴射するガス、パージガスの流量等によるが、ガスの逆流を防止するように設定される。或いは、経時的に第１の貫通孔２５２が塞がれ流路抵抗が変動することによるガス流の変化を抑制するように、最小径（最小開口面積）を設定してもよい。

【0092】

したがって、本変形例に係る整流板４２２の第２の貫通孔２５４に対する第１の貫通孔２５２の径を適切に設定することで、チャンバ１２に整流板４２２を取り付けたときに、チャンバ１２内でガスの攪拌や逆流を抑制し、基板８の中心からの距離に応じて成膜速度を制御することができる。

【0093】

このように、第２の貫通孔２５４、第１の貫通孔２５２の関係は、第１の貫通孔２５２を通して下方に流入するガスによって、整流板４２２の下面に向かう逆流が生じない穴径であることが好適である。例えば、ノズル２４からの単位時間あたりの流量など、種々の条件によるが、整流板４２２とノズル２４との間の隙間が２．５ｍｍ、整流板４２２の第１の貫通孔２５２及び第２の貫通孔２５４が８ｍｍの一定ピッチに配置され、第２の貫通孔２５４の径が７ｍｍ、第１の貫通孔２５２の径が第２の貫通孔２５４の０．７倍よりも小さい３ｍｍであるとき、ノズル２４からガスを噴射するとともに、パージガスノズルから水素ガスを噴射したときに、チャンバ１２内において、ガスの逆流の発生が抑制される。

【0094】

チャンバ１２に対して、整流板４２２の位置にズレが生じたとしても、成膜速度分布のズレを抑制することができる。

【0095】

本変形例によれば、例えばメンテナンスにより整流板４２２を交換する前後の、成膜対象物への成膜速度の変動を抑制可能な整流板４２２、その整流板４２２を有する流体導入装置１４、及び、その流体導入装置１４を有する成膜装置１０を提供することができる。

【0096】

以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、例えばメンテナンスにより整流板を交換する前後の、成膜対象物への成膜速度の変動を抑制可能な整流板、その整流板を有する流体導入装置、及び、その流体導入装置を有する成膜装置を提供することができる。

【0097】

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】

【0098】

８…基板、１０…成膜装置、１２…チャンバ、１４…流体導入装置、１６…排気部、１８…回転ステージ、２２…整流板、２４…ノズル、２６…カバー、２８…空間、３２…閉塞部、３４…貫通孔、３６…ノズル対向領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】