整流板、流体导入装置以及成膜装置的制作方法

1.本实用新型的实施方式涉及整流板、具有该整流板的流体导入装置以及具有该流体导入装置的成膜装置。


背景技术：

2.已知有从喷嘴喷射气体并通过具有贯通孔的整流板向腔室内导入气体的流体导入装置。另外，已知有使用这样的流体导入装置向腔室内导入气体并在晶片等基板上进行成膜的成膜装置。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2012-126968号公报
6.专利文献2：专利第4819411号公报
7.专利文献3：日本特开2013-149513号公报


技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术问题在于，提供能够抑制向成膜对象物的成膜速度的变动的整流板、流体导入装置以及成膜装置。
9.根据实施方式，整流板具有低流路阻力区域和多个高流路阻力区域，所述整流板与喷射流体的多个喷嘴对置地设置，对所述流体进行整流，所述高流路阻力区域具有与多个喷嘴分别对置的喷嘴对置区域，所述低流路阻力区域，将多个高流路阻力区域分别包围，形成有多个第一贯通孔，且与高流路阻力区域相比流路阻力小。
10.另外，实施方式的整流板，其特征在于，所述高流路阻力区域封闭。
11.另外，实施方式的整流板，其特征在于，在所述高流路阻力区域形成有与所述多个第一贯通孔相比开口面积小的1个或多个第二贯通孔。
12.另外，实施方式的整流板，其特征在于，所述高流路阻力区域的开口面积密度，比所述低流路阻力区域的开口面积密度小。
13.另外，实施方式的整流板，其特征在于，多个所述高流路阻力区域的所述多个第二贯通孔的数量分别为相同数量。
14.另外，实施方式的整流板，其特征在于，所述多个第一贯通孔在所述整流板上以规定的间距形成。
15.另外，实施方式的整流板，其特征在于，所述整流板为圆盘状，
16.所述多个第一贯通孔形成于相对于所述整流板的中心为点对称的位置、或者相对于在所述整流板的中心通过的规定的轴为线对称的位置。
17.另外，实施方式的流体导入装置，其特征在于，具备：上述任一项所述的整流板；以及多个所述喷嘴，与所述整流板的所述多个喷嘴对置区域分别对置地配置。
18.另外，实施方式的成膜装置，其特征在于，具备：上述的流体导入装置；以及腔室，
从所述流体导入装置被流入所述流体。
附图说明
19.图1是表示第一实施方式、比较例1、第二实施方式的成膜装置的概略立体图。
20.图2是从图1中的箭头ii所示的方向观察第一实施方式及第二实施方式的成膜装置的俯视图。
21.图3是表示第一实施方式及第二实施方式的成膜装置的图2所示的流体导入装置的整流板与喷嘴的位置关系的概略图。
22.图4是图2及图3中的iv-iv剖视图。
23.图5是表示第一实施方式的成膜装置的静止的基板上的成膜速度分布的概略立体图。
24.图6是表示将第一实施方式的流体导入装置的整流板相对于腔室的基准位置而言偏移0.3mm而安装时的、整流板与喷嘴的位置关系的概略剖视图。
25.图7是表示第一实施方式的成膜装置的静止的基板上的成膜速度分布的概略立体图。
26.图8是表示第一实施方式的成膜装置的图5及图7所示的距基板的中心轴的距离与成膜速度之间的关系的曲线图。
27.图9是表示比较例1的成膜装置的流体导入装置的整流板与喷嘴的位置关系的概略图。
28.图10是比较例1的图9中的x-x剖视图。
29.图11是表示比较例1的成膜装置的静止的基板上的成膜速度分布的概略立体图。
30.图12是表示将比较例1的流体导入装置的整流板相对于腔室的基准位置而言偏移0.3mm而安装时的、整流板与喷嘴的位置关系的概略剖视图。
31.图13是表示比较例1的成膜装置的静止的基板上的成膜速度分布的概略立体图。
32.图14是表示比较例1的成膜装置的图11及图13所示的距基板的中心轴的距离与成膜速度之间的关系的曲线图。
33.图15是表示第二实施方式的成膜装置的流体导入装置的整流板的概略俯视图。
34.图16是表示图15中的符号xvi所示的位置的图。
35.图17是图15中的xvii-xvii剖视图。
36.图18是表示将第二实施方式的整流板相对于腔室的基准位置而言偏移x+1.5mm而配置的成膜装置的旋转后的基板上的任意时刻的成膜速度分布的概略立体图。
37.图19是表示将第二实施方式的整流板相对于腔室的基准位置而言偏移x-1.5mm而配置的成膜装置的旋转后的基板上的任意时刻的成膜速度分布的概略立体图。
38.图20是表示将第二实施方式的整流板相对于腔室的基准位置而言偏移配置的成膜装置中的距基板的中心轴的距离与时间平均后的成膜速度之间的关系的曲线图。
39.图21是表示第二实施方式的第一变形例的整流板的概略俯视图。
40.图22是表示将第二实施方式的第一变形例的整流板相对于腔室的基准位置而言偏移配置的成膜装置中的、距基板的中心轴的距离与成膜速度之间的关系的曲线图。
41.图23是求出从基板的中心到边缘为止的成膜速度的差分的数学式。
42.图24是表示第二实施方式的第二变形例的整流板的概略俯视图。
43.图25是表示在将图24所示的整流板安装于腔室的基准位置的状态下对基板进行成膜时，在整流板的正下方的腔室内未产生气体的上升气流这一情况的等高线图。
44.图26是表示在将第二实施方式的图15所示的整流板安装于腔室的基准位置的状态下对基板进行成膜时、整流板的正下方的腔室内的气体的上升气流的等高线图。
45.图27是表示比较例的整流板的概略俯视图。
46.图28是表示在将图27所示的整流板安装于腔室的基准位置的状态下对基板进行成膜时、整流板的正下方的腔室内的气体的上升气流的等高线图。
具体实施方式
47.以下，参照附图对第一实施方式以及第二实施方式进行说明。
48.[第一实施方式]
[0049]
图1中示出了使用例如cvd(chemical vapor deposition：化学气相沉积)法在晶片等基板8的表面使单晶膜外延生长的成膜装置10。该成膜装置10例如具有圆筒状的腔室12、可装卸地固定于腔室12的一端(上部)的流体导入装置(整流装置)14、设置于腔室12的另一端(下部)的排气部16、和设置于腔室12内的基板8的旋转台18。
[0050]
腔室12的一端配置于腔室12的上端，腔室12的另一端配置于腔室12的下端。腔室12优选形成为相对于中心轴c旋转对称。在腔室12的一端固定有流体导入装置14。在腔室12的另一端设置有排气部16。腔室12内既可以是大气压，也可以通过例如与排气部16连接的未图示的吸引泵等而设为与大气压相比为低压。在此，对腔室12内设为与大气压相比为低压的情况进行说明。
[0051]
旋转台18设置于腔室12的下方。旋转台18能够保持基板8。旋转台18能够在未图示的电动机等的作用下绕腔室12的中心轴c的轴而相对于腔室12旋转。旋转台18的旋转轴与腔室12的中心轴c优选一致。因此，成膜装置10能够通过在将基板8保持于旋转台18的状态下例如以1000rpm的转速使旋转台18以腔室12的中心轴c为中心而旋转，从而使基板8以1000rpm的转速旋转。
[0052]
另外，在本实施方式中，作为一例，基板8是具有6英寸(约150mm)的直径的圆盘状。
[0053]
流体导入装置14具有对流体进行整流的整流板22和将来自成膜装置10的外部的未图示的气体源的多种气体朝向整流板22喷射的多个喷嘴24。整流板22与喷射流体的喷嘴24对置。另外，作为一个例子，流体导入装置14成为如下构造：具有防止气体的泄漏的盖(封闭板)26，并且多个喷嘴24贯通盖26。各喷嘴24的外周面与盖26之间被密封。即，为了防止向成膜装置10导入的气体的泄漏，腔室12的一端被流体导入装置14的盖26封闭。流体导入装置14具有在盖26与整流板22之间供给气体的空间(流体导入部)28。
[0054]
图2表示第一实施方式的成膜装置10的从图1中的箭头ii所示的方向观察的喷嘴24及整流板22的俯视图。图3表示将相对于整流板22而言图2所示的喷嘴24的位置以虚线来描绘的整流板22的概略图。图4表示第一实施方式的成膜装置10的相对于腔室12将整流板22安装于基准位置时的整流板22与喷嘴24的位置关系的沿着图2及图3中的iv-iv线的位置的概略剖视图。图5表示在将图4所示的整流板22安装于图1所示的成膜装置10的腔室12的一端的状态下在静止的基板8上成膜时的基板8上的成膜速度分布的立体图。图6是表示相
对于腔室12将整流板22以相对于基准位置而言偏移容许误差的范围内的0.3mm而安装时的整流板22与喷嘴24的位置关系的概略剖视图。图7表示在将图6所示的整流板22安装于图1所示的成膜装置10的腔室12的一端的状态下在静止的基板8上成膜时的基板8上的成膜速度分布的立体图。
[0055]
如图2至图4及图6所示，整流板22例如由石英等透光材料形成为圆盘状。整流板22的中心轴、图1所示的腔室12的中心轴c、旋转台18的旋转轴优选一致。在图4所示的例子中，整流板22的中心轴、腔室12的中心轴c、旋转台18的旋转轴一致。但是，在图6所示的例子中，整流板22的中心轴与腔室12的中心轴c及旋转台18的旋转轴平行，但相对于腔室12的中心轴c及旋转台18的旋转轴而言产生0.3mm的偏移。
[0056]
关于整流板22的直径，在本实施方式中，作为一例，为基板8的直径的1.2倍左右的186mm。另外，腔室12的一端与旋转台18之间的腔室12内的区域的内径形成为与整流板22的直径相同程度的大小、或者比整流板22的直径大。
[0057]
整流板22以能够装卸的方式固定于腔室12的一端。整流板22能够更换。此时，关于将整流板22固定于腔室12的一端时的容许误差，作为一例，例如为相对于中心轴c的径向上
±
0.3mm等规定的大小。
[0058]
如图2及图3所示，整流板22具有封闭部(流路阻力无限大的高流路阻力区域)32和具有以包围封闭部(高流路阻力区域)32的方式设置的多个贯通孔(第一贯通孔)34的低流路阻力区域33。多个贯通孔34分别形成为气体的流路。在此，流路阻力是指在流体通过某形状的流路时由于该形状而妨碍流动的力。
[0059]
贯通孔34例如基本上以规定的间隔(间距)形成，但具有一部分间隔不同的区域。贯通孔34的开口量(开口直径)优选分别相同，但也可以不同。开口量例如适当设定为直径2.6mm～3.5mm左右等。从整流板22的中心轴附近到外周附近，每单位面积的贯通孔34的大小及数量优选为恒定。作为一例，贯通孔34配置于格子状的位置。贯通孔34的间距宽度例如为8mm。
[0060]
另外，整流板22的贯通孔34中的距整流板22的中心轴最远的外周缘附近的位置的贯通孔34优选位于比基板8的外周缘的正上方或基板8的外周缘靠外侧的位置。在该情况下，在基板8的外周缘的位置也容易均匀地成膜。
[0061]
图4及图6所示的喷嘴24例如以与整流板22的中心轴平行地喷射成膜用的气体的方式配置。在本实施方式中，优选由多个喷嘴24进行的气体的喷射方向与腔室12的中心轴c平行。
[0062]
如图2至图4及图6所示，各喷嘴24与封闭部(高流路阻力区域)32对置以朝向封闭部(高流路阻力区域)32喷射流体。各喷嘴24的前端与封闭部(高流路阻力区域)32之间分离。封闭部(高流路阻力区域)32根据喷嘴24的形状、喷射的气体等流体的流量、喷射的气体等流体扩展的角度这一喷射角度、喷射的气体等流体从喷嘴24的前端起到达的距离下的扩展幅度这一喷射幅度、喷射的气体等流体扩散时的截面形状这一喷射图案等而变化，但为从喷嘴24直接喷射气体的区域。另一方面，在封闭部(高流路阻力区域)32以外的区域、且设置有多个贯通孔34的低流路阻力区域33，是从喷嘴24不直接喷射气体的区域，多个贯通孔(第一贯通孔)34中的最接近与喷嘴24的前端对置的喷嘴对置区域36的贯通孔34配置于从喷嘴24喷射的气体被间接地导入的位置。即，根据同喷嘴24与整流板22之间的距离(喷射距
离)下的喷射角度等之间的关系，在由从喷嘴24喷射的气体形成的喷射图案的外侧形成有贯通孔34。多个贯通孔34中的最接近喷嘴对置区域36的贯通孔34形成于除了作为喷嘴24的前端与封闭部32之间的距离而规定的喷射距离下的喷射图案以外的区域。
[0063]
即，封闭部(高流路阻力区域)32具有与喷嘴24对置的喷嘴对置区域36(参照图3、图4、图6)。喷嘴对置区域36是与除了贯通孔34以外的区域对置、且未设置有贯通孔34的无通孔。换言之，流体导入装置14在不与贯通孔34对置的位置配置有喷射流体的喷嘴24。喷嘴对置区域36形成在基本上规则地(以相同间隔)形成的贯通孔34的间隔不同的区域。
[0064]
另外，喷嘴24的开口直径例如为13mm。
[0065]
在本实施方式中，如图2及图3所示，从上侧观察整流板22时，整流板22从整流板22的中心轴朝向径向外侧地、相对于在后述的3个高温计用喷嘴44的中心通过的虚拟线(x轴)而言线对称地形成。在本实施方式中，贯通孔34形成在相对于整流板22的中心轴为点对称或大致点对称、或者相对于沿着封闭部(高流路阻力区域)32而在整流板22的中心轴的规定的轴位线对称或大致线对称的位置。
[0066]
另外，在本实施方式中，流体导入装置14具有用于通过高温计间接地监视基板8的温度的高温计用喷嘴44。高温计用喷嘴44中被导入有吹扫气体，在与高温计用喷嘴44对置的位置(高温计用喷嘴对置区域46(参照图3))未设置有贯通孔34。换言之，流体导入装置14在不与贯通孔34对置的位置配置有高温计用喷嘴44。高温计通过作为透光材料的整流板22及高温计用喷嘴44接受从基板8放射的光(红外光)而计测温度。
[0067]
另外，高温计用喷嘴44的开口直径为与喷嘴24相同程度的例如13mm。高温计用喷嘴44的开口直径与喷嘴24的开口直径相比，既可以大，也可以小。
[0068]
接着，对第一实施方式的成膜装置10的流体导入装置14的动作进行说明。
[0069]
一边使图1所示的旋转台18上的基板8以例如1000rpm旋转，一边从喷嘴24向流体导入装置14的整流板22的封闭部(高流路阻力区域)32喷射气体作为多种流体。此时，贯通孔34优选在多种气体各自的喷射图案的范围外。而且，如图4所示，朝向封闭部32喷射的多种气体在分别以规定的喷射角度到达整流板22的表面的封闭部32之后，从封闭部32呈放射状扩展，并到达贯通孔34。
[0070]
另外，作为用于在腔室12内使气体发生化学反应的能量，例如使用热等。
[0071]
从封闭部(高流路阻力区域)32朝向贯通孔34流动的气体从腔室12的一端起、通过贯通孔34向腔室12的另一端流动。即，通过使流体通过流体导入装置14的贯通孔34而流入到腔室12，从而将多种气体导入腔室12内，在基板8上成膜。
[0072]
另一方面，在上述的图4所示的例子中，将整流板22设置于基准位置(正规的安装位置)。在图6所示的例子中，将整流板22相对于基准位置而言偏移0.3mm而设置。
[0073]
在图5中，示出了在将整流板22安装于图4所示的腔室12的基准位置时基板8上的成膜速度分布的模拟结果，在图7中，示出了以图6所示的从腔室12的基准位置产生0.3mm的误差的方式安装时的基板8上的成膜速度分布的模拟结果。图5及图7中的成膜速度分布表示为将图5中的最低速度作为1.0时的相对速度。另外，图5及图7所示的模拟结果表示在不使旋转台18旋转而使基板8静止的状态下成膜时的结果。可知均为成膜速度在从基板8的中心稍微偏移的位置变大，示出相同的倾向。
[0074]
另外，对图4所示的例子、图6所示的例子各自中的基板8内的成膜速度进行模拟，
结果如图8所示。若将图4所示的将整流板22相对于腔室12的一端无误差地安装于基准位置(正规的安装位置)时(用黑圈描绘)和图6所示的相对于腔室12的一端以从基准位置产生0.3mm的误差的方式安装整流板22时(用白圈描绘)进行比较，则可知未发现大的变化。此时，基板8的中心部分处的成膜速度的变动率被抑制为6％左右。
[0075]
(比较例1)
[0076]
在此，使用图9至图14对比较例1的整流板122进行说明。
[0077]
如图9、图10、图12所示，比较例1除了流体导入装置14的整流板122以及喷嘴124的位置关系与第一实施方式不同以外，与上述的第一实施方式的流体导入装置14的整流板22以及喷嘴24的位置关系相同。
[0078]
图9表示流体导入装置14的比较例1的整流板122及喷嘴124的位置关系。图10表示比较例1的成膜装置10的相对于腔室12将整流板122安装于基准位置时的整流板122与喷嘴124的位置关系的沿着图9中的x-x线的位置的概略剖视图。图12是表示相对于成膜装置的腔室12的一端将整流板122以相对于基准位置而言偏移作为容许误差的范围内的0.3mm而安装时的整流板122与喷嘴124之间的位置关系的概略剖视图。
[0079]
与第一实施方式不同，在比较例1中，如图9、图10以及图12所示，各喷嘴124不是与封闭部(高流路阻力区域)132对置，而是与贯通孔134对置。即，在喷嘴124的正下方形成有贯通孔134。在喷嘴124与整流板122的位置关系为规定位置且没有位置偏移的图10的情况下，喷嘴124的中心轴与贯通孔134的中心轴优选位于同轴上。
[0080]
图11中示出了相对于图10所示的腔室12的一端将整流板122无误差地安装于基准位置时的基板8上的成膜速度分布的模拟结果的立体图。图13中示出了相对于图12所示的腔室12的一端以相对于基准位置而言产生0.3mm的误差的方式安装整流板122时的基板8上的成膜速度分布的模拟结果的立体图。图11及图13中的成膜速度分布表示为将图13中的最低速度设为1.0时的相对速度。另外，图11及图13所示的模拟结果表示在不使旋转台18旋转而使基板8静止的状态下成膜时的结果。在图11中，在基板8的中心处成膜速度分布变大。在图13中，在从基板8的中心稍微偏移的位置，成膜速度分布变大。从图11及图13所示的模拟结果可知，成膜速度分布的倾向不同。
[0081]
另外，对图10所示的例子、图12所示的例子各自中的基板8内的成膜速度进行了模拟。如图14所示，可知在相对于腔室12的一端将整流板122无误差地安装于基准位置时(用黑圈表示)，与从基准位置偏移了误差0.3mm进行安装时(用白圈表示)相比，成膜速度变快，成膜速度大幅变化。此时，基板8的中心部分处的成膜速度的变动率为20％左右。
[0082]
(本实施方式与比较例1的比较)
[0083]
在比较例1中，由于在喷嘴124的正下方形成有贯通孔134，因此从喷嘴124喷射的气体的一部分直接通过贯通孔134。并且，在相对于腔室12将整流板122从基准位置偏移0.3mm而安装时，喷嘴124与整流板122的贯通孔134的相对位置发生偏移，由此，从喷嘴124直接通过贯通孔134而被导入到腔室12内的气体的流入方向、速度等发生变化。因此，认为在基板8的中心处的成膜速度产生20％的差。
[0084]
另一方面，在本实施方式中，由于在喷嘴24的正下方形成有封闭部(高流路阻力区域)32，因此从喷嘴24喷射的气体不是直接通过贯通孔34，而是到达封闭部(高流路阻力区域)32并呈放射状扩展之后，通过贯通孔34而被导入到腔室12内。因此，相对于腔室12将整
流板22从基准位置偏移0.3mm进行安装，即使喷嘴24与整流板22的贯通孔34的相对位置偏移0.3mm，由偏移引起的成膜速度的变化也被抑制在6％左右。
[0085]
因此，通过本实施方式的成膜装置10、流体导入装置14以及整流板22，能够抑制由整流板22相对于腔室12的安装误差引起的基板8上的成膜速度的变动。
[0086]
本实施方式的流体导入装置14不仅能够用于从喷嘴24喷出气体时，还能够在喷出液体时使用。
[0087]
在本实施方式中，对整流板22为圆盘状的例子进行了说明。整流板22不限于圆盘状，容许为椭圆形、矩形等各种形状。
[0088]
[第二实施方式]
[0089]
接着，使用图15至图20对第二实施方式进行说明。第二实施方式是第一实施方式的变形例，对与在第一实施方式中说明的部件相同的部件或者具有相同功能的部件尽力标注相同的附图标记，并省略详细的说明。
[0090]
图15表示第二实施方式的成膜装置10的流体导入装置14的整流板222的概略俯视图。图16中示出表示图15中的符号xvi所示的位置的图。图17中示出图15中的xvii-xvii剖视图。
[0091]
在本实施方式中，对使用整流板222来代替在第一实施方式中说明的成膜装置10的流体导入装置14的整流板22的例子进行说明。本实施方式的成膜装置10的流体导入装置14具有：整流板222，对流体进行整流；多个喷嘴24，将来自气体源的多种气体朝向整流板222喷射；以及多个高温计用喷嘴。
[0092]
如图15所示，本实施方式的整流板222是与在第一实施方式中说明的整流板22相同的大小、切为例如圆盘状。整流板222例如具有3个吹扫气体流路246。导入吹扫气体的高温计用喷嘴配置于整流板222的吹扫气体流路246的正上方。吹扫气体流路246从整流板222的中心轴起沿着某径向而例如大致等间隔地配置。各吹扫气体流路246的中心轴位于以整流板222的中心轴为原点的+x轴上。在吹扫气体流路246中，通过整流板222向腔室12内通过例如氩气或氢气作为吹扫气体。因此，通过吹扫气体流路246向腔室12内供给吹扫气体。在本实施方式中，各吹扫气体流路246的开口直径例如为18mm。
[0093]
如图16所示，整流板222具有：高流路阻力区域232，具有与喷嘴24对置的喷嘴对置区域；以及低流路阻力区域234，以包围高流路阻力区域232的方式设置。在整流板222上以恒定间距配置有作为使成膜用的反应气体通过的流路的多个贯通孔252、254。在整流板222中，在高流路阻力区域232的外侧形成有低流路阻力区域234即可。在本实施方式中，多个贯通孔252、254例如配置为8mm的间距。另外，在整流板222中，也可以有未以恒定间距形成贯通孔254的位置。在整流板222中，也可以有第一贯通孔252与第二贯通孔254之间未形成为恒定间距的位置。
[0094]
另外，整流板222的贯通孔252、254中的距整流板222的中心轴最远的整流板222的外周缘附近的位置的贯通孔252、254优选位于基板8的外周缘的正上方或比基板8的外周缘靠外侧的位置。在该情况下，在基板8的外周缘的位置也容易均匀地成膜。
[0095]
高流路阻力区域232具有第一直径的多个第一贯通孔(第二贯通孔)252。低流路阻力区域234以将高流路阻力区域232分别包围的方式设置，具有与高流路阻力区域232的第一贯通孔252相比开口率大的第二直径的1个或多个第二贯通孔(第一贯通孔)254。第一贯
通孔252形成为比第二贯通孔254的直径小。例如，第一贯通孔252的直径为5mm，第二贯通孔254的直径为7mm。
[0096]
如图15所示，整流板222从内侧朝向外侧具有第一区z1、第二区z2以及第三区z3。第一区z1是与整流板222的中心轴同心状的圆盘的内侧的区域。第二区z2是第一区z1的外侧的圆环状的区域。第三区z3是第二区z2的外侧的圆环状的区域。第三区z3的外缘与整流板222的外缘一致。整流板222的中心轴与第一区z1的外缘(第二区z2的内缘)之间的距离、第一区z1的外缘与第二区z2的外缘(第三区z3的内缘)之间的距离、以及第二区z2的外缘与第三区z3的外缘之间的距离例如为等距离。各区z1、z2、z3分别具有高流路阻力区域232和低流路阻力区域234。第一区z1中的第一贯通孔252、第二区z2中的第一贯通孔252以及第三区z3中的第一贯通孔252分别为4个为1组。在这些情况下，各区z1、z2、z3中的第一贯通孔252位于由与恒定间距相当的长度的线段形成的正方形的顶点。
[0097]
图17所示的喷嘴24的开口直径例如为13mm。如图17所示，各喷嘴24以朝向高流路阻力区域232喷射流体的方式与高流路阻力区域232对置。各喷嘴24的前端与整流板222的高流路阻力区域232之间分离。根据喷嘴24的形状、喷射的气体等流体的流量、喷射的气体等流体扩展的角度这一喷射角度、喷射的气体等流体从喷嘴24的前端起到达的距离下的扩展幅度这一喷射幅度、喷射的气体等流体扩散时的截面形状这一喷射图案等，多个第一贯通孔252配置于从喷嘴24喷射的气体被直接导入的位置。因此，根据喷嘴24与整流板222之间的距离(喷射距离)下的喷射角度等的关系，在由从喷嘴24喷射的气体形成的喷射图案的外缘的内侧形成有第一贯通孔252。
[0098]
另外，喷嘴24的中心轴优选以与以4个为1组的各第一贯通孔252的中心为顶点的正方形的重心交叉的方式配置。
[0099]
另一方面，低流路阻力区域234的多个第二贯通孔254配置于从喷嘴24喷射的气体被间接地导入的位置。第二贯通孔254根据喷嘴24与整流板222之间的距离(喷射距离)下的喷射角度等的关系，形成于由从喷嘴24喷射的气体形成的喷射图案的外缘的外侧。因此，多个第二贯通孔254中的最接近高流路阻力区域232的第二贯通孔254形成于除了作为喷嘴24的前端与高流路阻力区域232之间的距离而规定的喷射距离的喷射图案以外的区域。
[0100]
喷嘴24与第一贯通孔252的位置关系例如优选相对于喷嘴24的中心轴分别等距离地分离。也可以在例如喷嘴24的中心轴上形成第一贯通孔252，在第一贯通孔252的外侧以圆环状进一步形成第一贯通孔252。即，喷嘴24的中心轴与第一贯通孔252的各组的1个贯通孔252的中心轴可以一致。在该情况下，喷嘴24也不与第二贯通孔254对置。
[0101]
喷嘴24与整流板222之间的距离不仅设定为流向第一贯通孔252的距离，还设定为气体流向第二贯通孔254的距离。在本实施方式中，喷嘴24与整流板222之间的距离例如设定为2.5mm。
[0102]
对于将本实施方式的整流板222与第一实施方式中说明的整流板22同样地安装于腔室12、并对腔室12内的基板8成膜时的气体的流动进行说明。
[0103]
当从喷嘴24向整流板222喷射成膜用的气体时，气体的一部分通过由气体形成的图16及图17所示的喷射图案的内侧的高流路阻力区域232的第一贯通孔252进入腔室12内。剩余的气体与整流板222的上表面抵接，沿着整流板222的上表面扩展。由于在从喷嘴24喷射的气体的喷射图案的外侧形成有低流路阻力区域234的第二贯通孔254，因此气体的一部
分通过第二贯通孔254进入腔室12内。
[0104]
当通过整流板222将气体导入到腔室12内时，整流板222的下表面附近的腔室12内的压力分布发生变化。相对于第一贯通孔252，第二贯通孔254的开口直径大，与第一贯通孔252相比，第二贯通孔254更容易通过气体。另外，第二贯通孔254的数量比第一贯通孔252多。因此，整流板222能够取得通过第一贯通孔252直接进入腔室12内的气体的流量与通过第二贯通孔254进入腔室内的气体的流量的平衡。另外，由于贯通孔252、254以恒定间距配置，因此能够抑制整流板222的下表面附近的腔室12内的压力分布产生偏差。
[0105]
例如，在使用在第一实施方式中说明的整流板22的情况下，在向封闭部(高流路阻力区域)32喷射气体之后，气体通过封闭部(高流路阻力区域)32的外侧的贯通孔34，向腔室12内导入气体。气体通过贯通孔34被导入到腔室12内，因此，设想在贯通孔34的正下方压力高，在相邻的贯通孔34彼此之间的整流板22的下表面侧的区域压力降低。因此，气体在贯通孔34正下方以外的压力低的区域的下表面侧流动，在腔室12内产生气体的搅拌、逆流，腔室12内的气流的控制有可能变得困难。
[0106]
本实施方式的整流板222如第一实施方式中说明的那样，能够抑制由整流板222相对于腔室12的安装误差引起的基板8上的成膜速度的变动。另外，本实施方式的整流板222能够通过第一贯通孔252来抑制整流板222的下表面附近的腔室12内的压力分布的偏差。因此，通过将本实施方式的整流板222安装于腔室12而使用，能够抑制腔室12内的气体的搅拌、逆流，腔室12内的气流的控制变得容易。而且，例如通过对每个区z1、z2、z3控制腔室12内的气流，能够根据距基板8的中心的距离来控制成膜速度。
[0107]
另外，第一贯通孔252以及第二贯通孔254通过维持大小关系，能够设定为适当的直径等适当的大小。而且，虽然也依赖于通过吹扫气体流路246而进入腔室12内的吹扫气体的每单位时间的流量、从喷嘴24喷射的气体的每单位时间的流量等，但通过适当地增大第一贯通孔252以及第二贯通孔254，能够增强有助于成膜的气体线的流动，能够抑制通过整流板222向腔室12内供给的吹扫气体的流动所产生的影响。
[0108]
图18中示出了在从腔体12的基准位置向+x轴方向偏移1.5mm而安装整流板222时的成膜装置10旋转后的基板8上的任意时刻的成膜速度分布的模拟结果。图18表示为基板8的立体图。图19中示出了在从腔室12的基准位置向-x轴方向偏移1.5mm而安装整流板222时的成膜装置10旋转后的基板8上的任意时刻的成膜速度分布的模拟结果。图19表示为基板8的立体图。另外，此处的1.5mm比相对于腔室12安装整流板222时相对于基准位置的容许误差即0.3mm大。图18及图19中的成膜速度分布表示为将图18中的最低速度设为1.0时的相对速度。在图18所示的例子中，在基板8的中心附近成膜速度变大。在图19所示的例子中，在从基板8的中心偏移的位置，成膜速度变大。
[0109]
对图18所示的例子、图19所示的例子中的基板8内的成膜速度进行了模拟，结果如图20所示。图20是表示第二实施方式中的将整流板222相对于腔室12的基准位置偏移而配置的成膜装置10中的距基板8的中心轴的距离与时间平均后的成膜速度之间的关系的曲线图。图20所示的黑圈图示是相对于腔室12的一端将整流板222从基准位置向x轴方向偏移+1.5mm而安装时的例子。图20所示的白圈图示是相对于腔室12的一端将整流板222从基准位置向x轴方向偏移-1.5mm而安装时的例子。将图20中的黑圈图示和白圈图示比较可知，未发现大的变化。该倾向与第一实施方式的图8所示的倾向大致一致。另外，基板8的中心部分处
的成膜速度的变动率被抑制为7％左右。随着整流板222相对于腔室12的安装位置接近基准位置，相对于喷嘴24的中心轴而等距离地配置有4个第一贯通孔252。因此，在将整流板222安装于腔体12而使用的情况下，能够进一步降低基板8的中心部分处的成膜速度的变动率。
[0110]
因此，根据本实施方式，例如能够提供能够将通过维护而更换整流板222前后的向成膜对象物的成膜速度的变动进行抑制的整流板222、具有该整流板222的流体导入装置14、以及具有该流体导入装置14的成膜装置10。
[0111]
在本实施方式中，将4个第一贯通孔252作为1组进行了说明，但只要在高流路阻力区域232设置1个以上的第一贯通孔252即可。如高流路阻力区域232与低流路阻力区域234相比流路阻力大那样，高流路阻力区域232的开口面积密度比低流路阻力区域234的开口面积密度小即可。例如，既可以将2个作为1组将第一贯通孔252以规定的间距配置，也可以将3个作为1组将第一贯通孔252配置于例如正三角形的顶点的位置，即使将5个作为1组将第一贯通孔252配置于例如正五边形的顶点的位置，也能够得到同样的效果。第一贯通孔252的配置只要能够抑制整流板222的下表面附近的腔室12内的压力分布的偏差即可。
[0112]
在本实施方式中，对第一贯通孔252以及第二贯通孔254为圆形贯通孔的例子进行了说明。第一贯通孔252以及第二贯通孔254也可以是三角形、四边形等多边形。另外，第二贯通孔254也可以形成为多个连结而成的长孔等。第二贯通孔254也可以形成为将多个第一贯通孔252的周围的一部分或全部包围的连续的1个孔。
[0113]
(第一变形例)
[0114]
使用图21以及图22对第二实施方式的第一变形例进行说明。
[0115]
图21中示出了本变形例的整流板322的概略俯视图。在图21中，省略喷嘴24的图示。在本变形例的整流板322中，相对于在第二实施方式中说明的整流板222，第一贯通孔252以及第二贯通孔254的配置以及数量不同。贯通孔252、254的间距在本变形例的整流板322中为10mm。
[0116]
如图21所示，第一区z1中的第一贯通孔252以2个为1组。在该情况下，第一贯通孔252位于与恒定间距相当的长度的线段的一端和另一端的位置。第二区z2中的第一贯通孔252以3个为1组。在该情况下，第一贯通孔252位于具有与恒定间距相当的长度的2个线段的直角等腰三角形的顶点。第三区z3中的第一贯通孔252以4个为1组。在该情况下，第一贯通孔252位于由与恒定间距相当的长度的线段形成的正方形的顶点。
[0117]
相对于整流板322，喷嘴24配置为与第二实施方式的整流板222相对于第一贯通孔252的位置关系同样。即，喷嘴24在各区z1、z2、z3中与具有与喷嘴24对置的喷嘴对置区域的高流路阻力区域232的第一贯通孔252对置。当从喷嘴24向整流板322喷射成膜用的气体时，气体的一部分通过由气体形成的喷射图案的内侧的第一贯通孔252被导入到腔室12内。剩余的气体与整流板322的上表面抵接，沿着整流板322的上表面扩展。由于在从喷嘴24喷射的气体的喷射图案的外侧形成有第二贯通孔254，因此气体的一部分通过第二贯通孔254被导入到腔室12内。
[0118]
若气体通过整流板322进入到腔室12内，则整流板322的下表面附近的腔室12内的压力分布发生变化。第一贯通孔252及第二贯通孔254的直径的大小的大小关系与第二实施方式中说明的整流板222相同。因此，整流板322能够取得通过第一贯通孔252直接进入到腔室12内的气体的流量与通过第二贯通孔254进入到腔室内的气体的流量的平衡。另外，由于
贯通孔252、254以恒定间距配置，因此能够抑制整流板222的下表面附近的腔室12内的压力分布的偏差。
[0119]
通过将本实施方式的整流板322安装于腔室12而使用，从而在腔室12内抑制气体的搅拌、逆流，腔室12内的气流的控制变得容易。并且，例如能够针对每个区z1、z2、z3来控制腔室12内的气流，所以能够根据距基板8的中心的距离来控制成膜速度。
[0120]
因此，根据本变形例，例如能够提供能够将通过维护而更换整流板322前后的、向成膜对象物的成膜速度的变动进行抑制的整流板322、具有该整流板322的流体导入装置14、以及具有该流体导入装置14的成膜装置10。
[0121]
在此，图22中示出了将本变形例的整流板322相对于腔室12从整流板322的中心轴朝向吹扫气体流路246的3个中心轴的+x轴方向偏移1.5mm而安装时、和从整流板322的中心轴朝向吹扫气体流路246的3个中心轴侧的相反侧的-x轴方向偏移1.5mm而安装时的、基板8上的成膜速度分布的关系。另外，此处的1.5mm比相对于腔室12安装整流板322时相对于基准位置的容许误差即0.3mm大。
[0122]
然后，如图23所示的数学式所示，将从基板8的中心(包括中心)到基板8的边缘为止的各点处的成膜速度的差分除以成膜速度(x+1.5mm)的平均而得到的值以从中心到边缘为止的16点的量相加、并除以16后、乘以100(％)进行显示。将其作为从基板8的中心到边缘为止的成膜速度的差分。
[0123]
在将第二实施方式的整流板222安装于腔室12而使用时，从基板8的中心至基板8的边缘为止的成膜速度的差分若使用图20所示的数据来计算，则为4.6％。在将本变形例的整流板322安装于腔体12而使用时，从基板8的中心至基板8的边缘为止的成膜速度的差值若使用图22所示的数据来计算，则为31.1％。因此，可以说第一贯通孔252的数量在各区z1、z2、z3中优选为相同数量。如第二实施方式的整流板222那样，通过在各区z1、z2、z3中使第一贯通孔252的数量为相同数量，由此与使用在本变形例中说明的整流板322的情况相比，能够减小从基板8的中心到基板8的边缘为止的成膜速度的差。
[0124]
(第二变形例)
[0125]
使用图24至图28对第二实施方式的第二变形例进行说明。
[0126]
图24表示本变形例的整流板422的概略俯视图。在图24中，省略喷嘴24的图示。喷嘴24在各区z1、z2、z3中与具有与喷嘴24对置的喷嘴对置区域的高流路阻力区域232的第一贯通孔252对置。本变形例的整流板422的第一贯通孔252的直径为3mm，小于第二实施方式的整流板222的第一贯通孔252的直径即5mm。整流板422的第二贯通孔254的直径为7mm，与第二实施方式的整流板222相同。整流板422的贯通孔252、254的恒定间距与第二实施方式的整流板222相同，为8mm。
[0127]
对在将本变形例的整流板422安装于腔室12的适当的位置的状态下整流板422的正下方100mm的位置处的气体的流动进行分析。
[0128]
图25表示在整流板422与旋转台18之间、腔室12内的整流板422的正下方100mm的位置处的圆筒状的腔室12的概略的截面。另外，图25表示对腔室12内的整流板422的正下方100mm的位置处的气体向上方(+z方向)的移动进行捕获而得到的模拟结果。因此，图25是对在将本变形例的整流板422安装于腔室12的基准位置的状态下对基板8进行成膜时、在整流板422的正下方100mm的腔室12内未产生气体的上升气流这一情况进行表示的等高线图。在
图25中，不显示气体向下方的移动。另外，在图25中，伴随着气体向上方移动的速度分布作为将最低速度设为1.0时的相对速度来表示。如图25所示，在整流板422的正下方100mm的腔室12内的位置的整个面积的区域，未确认到气体向上方移动。虽然依赖于来自喷嘴24的气体的流量、吹扫气体的流量等，但能够确认：在某条件下，在将本变形例的整流板422安装于腔室12使用时，在整流板422的下侧的区域气体未上升。
[0129]
在此，为了与本变形例的整流板422进行比较，对在将第二实施方式的整流板222安装于腔室12的适当的位置的状态下整流板222的正下方100mm的位置处的气体的流动进行了分析。
[0130]
图26表示在整流板222与旋转台18之间、腔室12内的整流板222的正下方100mm的位置处的圆筒状的腔室12的概略的截面。图26表示对腔室12内的整流板222的正下方100mm的位置处的气体向上方(+z方向)的移动进行捕获而得到的模拟结果。因此，图26是对在将第二实施方式的图15所示的整流板222安装于腔室12的基准位置的状态下对基板8进行成膜时、整流板222的正下方100mm的腔室12内的气体的上升气流进行表示的等高线图。
[0131]
在图26中，不显示气体向下方的移动。另外，在图26中，气体向上方移动的速度分布作为将最低速度设为1.0时的相对速度来表示。如图26所示，能够确认：在整流板222的正下方100mm的腔室12内的位置的整个面积的21％的区域，气体向上方移动。虽然依赖于来自喷嘴24的气体的流量、吹扫气体的流量等，但能够确认：在某条件下，在将第二实施方式的整流板222安装于腔室12使用时，在整流板222的下侧的腔室12内的区域中气体上升。
[0132]
另外，为了与本变形例的整流板422以及第二实施方式的整流板222进行比较，作为比较例，使用了图27所示的整流板522。图27是表示比较例的整流板522的概略俯视图。在图27中，省略喷嘴24的图示。喷嘴24在各区z1、z2、z3中与包含与喷嘴24对置的喷嘴对置区域的高流路阻力区域232的第一贯通孔552对置。整流板522的第一贯通孔552与图24所示的整流板422的第一贯通孔252的配置相同。整流板522的第二贯通孔25设为4与图24所示的整流板422的第二贯通孔254的配置相同。比较例的整流板522的第一贯通孔552的直径以及第二贯通孔254的直径分别为7mm且相同。整流板522的贯通孔552、254的恒定间距与第二实施方式的整流板222相同，为8mm。
[0133]
对在将比较例的整流板522安装于腔室12的适当的位置的状态下、整流板522的正下方100mm的位置处的气体的流动进行分析。
[0134]
图28表示对腔室12内的整流板522的正下方100mm的位置处的气体向上方(+z方向)的移动进行捕捉而得到的模拟结果。因此，图28是对在将比较例的图27所示的整流板522安装于腔室12的基准位置的状态下对基板8进行成膜时、整流板522的正下方100mm的腔室12内的气体的上升气流进行表示的等高线图。
[0135]
在图28中，不显示气体向下方的移动。另外，在图28中，伴随着气体向上方移动的速度分布作为将最低速度设为1.0时的相对速度来表示。如图28所示，能够确认：在整流板522的正下方100mm的腔室12内的位置的整个面积的31％的区域，气体向上方移动。虽然依赖于来自喷嘴24的气体的流量、吹扫气体的流量等，但能够确认：在某条件下，在将比较例的整流板522安装于腔室12使用时，在整流板522的下侧的区域，气体上升。
[0136]
因此，可以说：相对于第二贯通孔254而言第一贯通孔252的直径越大(开口面积越大)，则在整流板的下侧的区域，气体越容易上升，在腔室12内非意图地气体被搅拌等。因
此，本变形例的整流板422的第一贯通孔252的直径优选小于5mm。第一贯通孔252的直径例如优选为第二贯通孔254的0.7倍以内。
[0137]
另一方面，认为通过减小第一贯通孔252的直径，在抑制气体的搅拌、逆流、控制气流的观点上，得不到充分的效果。因此，变形例的整流板422的第一贯通孔252将对腔室12内的气体的流动进行整流的直径设定为最小直径(最小开口面积)，以便在腔室12内的规定位置防止气体的逆流。此时，第一贯通孔252的直径的最小直径依赖于从喷嘴24喷射的气体、吹扫气体的流量等，但被设定为防止气体的逆流。或者，也可以设定最小直径(最小开口面积)，以抑制由随着时间而第一贯通孔252被堵塞而流路阻力变动引起的气流的变化。
[0138]
因此，通过适当地设定本变形例的整流板422的相对于第二贯通孔254的第一贯通孔252的直径，从而在腔室12安装整流板422时，能够在腔室12内抑制气体的搅拌、逆流，并根据距基板8的中心的距离来控制成膜速度。
[0139]
这样，第二贯通孔254、第一贯通孔252的关系优选为不会因通过第一贯通孔252而向下方流入的气体而产生朝向整流板422的下表面的逆流的孔径。例如，虽然依赖于来自喷嘴24的每单位时间的流量等各种条件，但整流板422与喷嘴24之间的间隙为2.5mm，整流板422的第一贯通孔252以及第二贯通孔254被配置为8mm的恒定间距，第二贯通孔254的直径为7mm，第一贯通孔252的直径为比第二贯通孔254的0.7倍小的3mm时，从喷嘴24喷射气体，并且在从吹扫气体喷嘴喷射了氢气时，在腔室12内，气体的逆流的产生被抑制。
[0140]
即使整流板422的位置相对于腔室12产生偏移，也能够抑制成膜速度分布的偏差。
[0141]
根据本变形例，例如能够提供能够对通过维护而更换整流板422前后的、向成膜对象物的成膜速度的变动进行抑制的整流板422、具有该整流板422的流体导入装置14、以及具有该流体导入装置14的成膜装置10。
[0142]
根据以上所述的至少一个实施方式，例如能够提供能够对通过维护而更换整流板前后的、向成膜对象物的成膜速度的变动进行抑制的整流板、具有该整流板的流体导入装置、以及具有该流体导入装置的成膜装置。
[0143]
对本实用新型的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定实用新型的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离实用新型的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在实用新型的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的实用新型及其等同的范围内。
[0144]
附图标记说明
[0145]8…
基板，10
…
成膜装置，12
…
腔室，14
…
流体导入装置，16
…
排气部，18
…
旋转台，22
…
整流板，24
…
喷嘴，26
…
盖，28
…
空间，32
…
封闭部，34
…
贯通孔，36
…
喷嘴对置区域。

技术特征：
1.一种整流板，与喷射流体的多个喷嘴对置地设置，对所述流体进行整流，其特征在于，具有：多个高流路阻力区域，具有与所述多个喷嘴分别对置的喷嘴对置区域；以及低流路阻力区域，将所述多个高流路阻力区域分别包围，形成多个第一贯通孔，且与所述高流路阻力区域相比所述低流路阻力区域的流路阻力小。2.根据权利要求1所述的整流板，其特征在于，所述高流路阻力区域封闭。3.根据权利要求1所述的整流板，其特征在于，在所述高流路阻力区域形成有与所述多个第一贯通孔相比开口面积小的1个或多个第二贯通孔。4.根据权利要求3所述的整流板，其特征在于，所述高流路阻力区域的开口面积密度，比所述低流路阻力区域的开口面积密度小。5.根据权利要求3所述的整流板，其特征在于，多个所述高流路阻力区域的所述多个第二贯通孔的数量分别为相同数量。6.根据权利要求1至5中任一项所述的整流板，其特征在于，所述多个第一贯通孔在所述整流板上以规定的间距形成。7.根据权利要求1至5中任一项所述的整流板，其特征在于，所述整流板为圆盘状，所述多个第一贯通孔形成于相对于所述整流板的中心为点对称的位置、或者相对于在所述整流板的中心通过的规定的轴为线对称的位置。8.一种流体导入装置，其特征在于，具备：权利要求1至5中任一项所述的整流板；以及多个所述喷嘴，与所述整流板的所述多个喷嘴对置区域分别对置地配置。9.一种成膜装置，其特征在于，具备：权利要求8所述的流体导入装置；以及腔室，从所述流体导入装置被流入所述流体。

技术总结
提供能够抑制向成膜对象物的成膜速度的变动的整流板。根据实施方式，整流板具有低流路阻力区域和多个高流路阻力区域，所述整流板与喷射流体的多个喷嘴对置地设置，对流体进行整流，所述高流路阻力区域具有与多个喷嘴分别对置的喷嘴对置区域，所述低流路阻力区域，将多个高流路阻力区域分别包围，形成有多个第一贯通孔，且与高流路阻力区域相比流路阻力小。且与高流路阻力区域相比流路阻力小。且与高流路阻力区域相比流路阻力小。


技术研发人员：古谷优树 醍醐佳明 梅津拓人 春山俊 盐泽惠子
受保护的技术使用者：株式会社东芝
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/5/25