CN107614750A - 原子层成长装置及原子层成长装置排气部 - Google Patents

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Abstract

本发明的原子层成长装置具备：筒状的排气配管连接部，其安装在设置于成膜容器的排气用开口部的外侧，其外周面具有超过开口部的大小，其排气路径位于筒孔侧；以及筒状的排气防附着部件，其位于成膜容器内侧，插入并安装于开口部，其排气路径位于筒孔侧，排气配管连接部设置有：与排气路径分隔并且有惰性气体流通的连接部惰性气体供给路径；以及设置于连接部惰性气体供给路径并且惰性气体向开口部侧流出的连接部惰性气体供给口，排气防附着部件设置有：与排气路径分隔，由开口部内周面及开口部周围的成膜容器内壁与防附着部件之间的间隙形成，并与连接部惰性气体供给口连通的防附着部件惰性气体供给路径；以及设置于防附着部件惰性气体供给路径并且惰性气体向成膜容器内部流出的防附着部件惰性气体排出口。

Description

原子层成长装置及原子层成长装置排气部
技术领域
本发明涉及在基板上形成薄膜的原子层成长装置。
背景技术
原子层成长法是在基板上交替地供给构成要形成的薄膜的元素的气体并在基板上以原子层为单位形成薄膜的方法，公知作为均匀地形成薄膜的技术。原子层成长法与一般的CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法相比，在台阶覆盖性和膜厚控制性方面优异。
通过原子层成长法反复进行薄膜的形成时，成膜容器的内表面也附着薄膜。附着在成膜容器内表面的薄膜的厚度变厚时，堆积的薄膜剥离，其一部分成为颗粒，这将造成在基板上形成的薄膜的质量变差。因此，优选定期去除附着于成膜容器的内表面的薄膜。
在专利文献1中，提出了在CVD成膜、溅射成膜等气相成长装置中使用防附着板，并进一步用非晶质膜覆盖堆积在腔室内壁的堆积物的处理方法及装置。
而且，专利文献2中，提出了以下方法，即，在ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)真空成膜装置中构成为，从反应室排出的原料气体通过的排气箱在其内部插入防附着板，在排气箱的内壁面设置密封机构，该密封机构由中空的密封部件构成，并且被构成为，向该密封部件的内部连续地导入气体使其膨胀时，其向该排气箱的内部膨胀并与插入的防附着板的表面抵接，从而密封该排气箱的内壁和防附着板的表面之间的间隙，该密封部件上设置有用于排出所导入的气体的至少一个孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2006－351655号公报
专利文献2：日本专利特开2014－192379号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
在专利文献1中，如果是以往的气相成长装置，则能够减小清除的频度。但是，当堆积在腔室内壁的堆积物、覆盖堆积物的非晶质膜的厚度成为规定厚度以上的情况下，需要使用湿式蚀刻法进行清除。在湿式蚀刻法中，由于要开放成膜容器，因此，随着成膜容器大型化，开放作业的繁琐度增大，因此，在能够使用气体蚀刻法的情况下，优选使用气体蚀刻法。但是，为了通过气体蚀刻法进行蚀刻，需要将成膜容器的内壁面的薄膜的附着部分加热到规定温度以上，但是在离加热器较远的部分上未达到需要的加热温度，难以进行气体蚀刻。因此，存在有在难以进行气体蚀刻的位置附着有一定程度的量的薄膜的情况下就需要开放成膜容器进行湿式蚀刻这一问题。
在ALD装置中，原料气体及反应气体容易侵入细微的间隙，而形成膜。这种侵入细微的间隙中的气体成为膜或粉，成为颗粒的主要原因。因此，通过利用防附着板并向防附着板背面供给惰性气体，能够抑制向成膜室、排气箱主体发生膜附着，并且能够避免颗粒产生。根据专利文献2的方法，能够抑制反应气体从排气箱的下游侧向上游侧进入，但是难以抑制从成膜室和排气防附着板的间隙或者固定防附着板的螺纹孔进入的反应气体，因此膜或粉向成膜室侧的排气箱导入口堆积，成为颗粒的主要原因。另外，膜附着抑制仅在捕获箱(trap box)中游部进行，因此不能避免排气配管周边的捕获箱下游的膜附着，因此也需要对排气箱的维护。
本发明的目的之一是提供能够减小排气侧的清除频度并且能够提高维护作业性的原子层成长装置及其排气部。
用于解决技术问题的技术手段
即，本发明的原子层成长装置的第一方式的特征在于，具备：
成膜容器；
筒状的排气配管连接部，其安装在设置于所述成膜容器的排气用的开口部的外侧，其外周面具有超过所述开口部的大小，其排气路径位于筒孔侧；以及
筒状的排气防附着部件，其位于所述成膜容器内侧，插入并安装于所述开口部，其排气路径位于筒孔侧，
所述排气配管连接部设置有：
与所述排气路径分隔并且有惰性气体流通的连接部惰性气体供给路径；以及设置于所述连接部惰性气体供给路径并且所述惰性气体向所述开口部侧流出的连接部惰性气体供给口，
所述排气防附着部件设置有：
与所述排气路径分隔，由所述开口部内周面及所述开口部周围的所述成膜容器内壁与所述排气防附着部件之间的间隙形成，并与所述连接部惰性气体供给口连通的防附着部件惰性气体供给路径；以及设置于所述防附着部件惰性气体供给路径并且所述惰性气体向所述成膜容器内部流出的防附着部件惰性气体排出口。
根据上述方式的本发明，在连接部惰性气体供给路径中流动的惰性气体流经防附着部件惰性气体供给路径，向防附着部件惰性气体排出口流出，由此制止排气防附着部件与成膜容器内壁或开口部、排气配管连接部之间的间隙发生膜附着。
第二方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述防附着部件惰性气体排出口在所述排气防附着部件的整周上形成。
根据上述方式的本发明，对于在排气防附着部件和成膜容器内壁之间的间隙发生膜附着的情况，能够在整周上可靠地防止。
第三方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述开口部的内周面与插入所述开口部的所述排气防附着部件的外周面之间的间隙为10mm以下。
根据上述方式的本发明，通过适当地确保开口部的内周面与插入开口部的防附着部件外周面之间的间隙，能够可靠地确保惰性气体流，防止膜附着，容易获得适合的气体的流速。该间隙优选为10mm以下。上述间隙超过10mm时，为了获得适合的流速，需要大量气体的流量。更优选为5mm以下。间隙的下限不特别限定，只要是能够实现惰性气体流出的间隙即可。在使部件彼此抵接的情况下，如果彼此是粗糙面，则通过该间隙也能够实现气体流出。例如，防附着部件外周面就是粗糙面(例如，Ra(算术平均粗糙度)＝3至6μm)，则也可以使防附着部件外周面与成膜容器抵接进行安装。就此而言，间隙的下限可以举例0.01mm。
第四方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述开口部的周围的所述成膜容器内壁和所述排气防附着部件之间的间隙为10mm以下。
根据上述方式的本发明，通过开口部的周围的成膜容器内壁和防附着部件之间的间隙，能够可靠地确保惰性气体流，防止膜附着，容易获得适合的气体的流速。上述间隙超过10mm时，不能获得充分的气体流。另一方面，间隙的下限不特别限定，只要是能够实现气体流出的间隙即可。在使部件彼此抵接的情况下，如果彼此是粗糙面，则通过该间隙也能够实现气体流出。就此而言，间隙的下限可以举例0.001mm以上。
第五方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，在所述排气路径的外周侧沿着排气气体的流动方向设置有一个或多个所述连接部惰性气体供给路径。
根据上述方式的本发明，能够经由一个或多个连接部惰性气体供给路径供给惰性气体。特别地，如果设置多个连接部惰性气体供给路径，则能够尽可能均等地供给气体。多个连接部惰性气体供给路径例如可以至少设置在排气孔的上方、下方、两侧。
第六方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述排气防附着部件具有插入所述排气配管连接部的筒孔内，并沿着所述筒孔延伸的防附着排气配管，该防附着排气配管与所述排气防附着部件的筒孔连通，所述筒孔和所述防附着排气配管的管孔在长度方向上构成了所述排气路径的至少一部分。
根据上述方式的本发明，通过防附着排气配管的设置，排气防附着部件与排気配管连接部之间的间隙以及排气配管连接部的内周面被覆盖，从而防止膜附着。
第七方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，在所述防附着排气配管和所述排气配管连接部的筒孔之间具有直至所述防附着排气配管的前端的连接部惰性气体第二供给路径，在该连接部惰性气体第二供给路径的前端侧设置有惰性气体流出的连接部惰性气体第二供给口。
根据上述方式的本发明，通过连接部惰性气体第二供给路径，制止向防着排气配管的前端侧的膜附着，并制止向排气配管连接部的膜附着。
第八方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述连接部惰性气体第二供给路径与所述连接部惰性气体供给路径连通。
根据上述方式的本发明，能够将供给到连接部惰性气体供给路径的惰性气体的一部分向连接部惰性气体第二供给路径送出。
第九方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述排气配管连接部连接有排气配管。
根据上述方式的本发明，能够经由排气配管转移排气。
排气配管可以是能够安装于排气配管连接部，也可以是排气配管连接部上一体地连接有排气配管的装置。
第十方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述防附着排气配管具有插入与所述排气配管连接部连接的所述排气配管内的长度。
根据上述方式的本发明，制止排气配管连接部处的膜附着。
第十一方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述防附着排气配管具有防附着排气延长管，该防附着排气延长管具有插入所述排气配管的长度，所述防附着排气延长管能够从连接有所述排气配管的一侧进行安装。
根据上述方式的本发明，能够利用延长管调整防附着排气配管的长度，能够从与排气配管连接的连接侧容易地安装。
第十二方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述防附着排气配管外周面与所述排气配管内周面之间具有间隙。
根据上述方式的本发明，通过防附着排气配管和排气配管之间的宽度方向上的间隙，能够构成连接部惰性气体供给路径的一部分，能够防止向防附着排气配管和排气配管之间的连接间隙的膜附着。其结果，能够制止向排气配管连接部的膜附着。
第十三方式的本发明的原子层成长装置的特征在于，在所述本发明的方式中，所述排气防附着部件具有沿着所述开口部的周围的所述成膜容器内壁并与所述内壁之间具有间隙的凸缘，在该凸缘周缘内表面和所述成膜容器内壁之间设置有所述防附着部件惰性气体排出口。
根据上述方式的本发明，能够从凸缘周边向侧部排出惰性气体，并且能够制止颗粒等沿着排气方向侵入内部。
本发明的原子层成长装置排气部的特征在于，具备：
筒状的排气配管连接部，其安装在设置于成膜容器的排气用的开口部的外侧，其外周面具有超过所述开口部的大小，其排气路径位于筒孔侧；以及
筒状的排气防附着部件，其位于所述成膜容器内侧，插入并安装于所述开口部，其排气路径位于筒孔侧,
所述排气配管连接部设置有：
与所述排气路径分隔并且流通惰性气体的连接部惰性气体供给路径；以及设置于所述连接部惰性气体供给路径并且所述惰性气体向所述开口部侧流出的连接部惰性气体供给口，
所述排气防附着部件设置有：
与所述排气路径分隔，由所述开口部内周面及所述开口部周围的所述成膜容器内壁与所述排气防附着部件之间的间隙形成，并与所述连接部惰性气体供给口连通的防附着部件惰性气体供给路径；以及设置于所述防附着部件惰性气体供给路径并且所述惰性气体向所述成膜容器内部流出的防附着部件惰性气体排出口。
发明效果
根据本发明，能够从成膜容器内侧简单地卸下排气防附着部件，能够在排气防附着部件和成膜容器之间的间隙、以及排气防附着部件和排气配管连接部之间的间隙进行惰性气体吹扫(purge)，能够抑制向成膜容器及排气配管连接部的膜附着。由此，能够抑制颗粒产生，并减小成膜容器及排气配管连接部的清除频度。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的原子层成长装置的概略结构图。
图2A是图1所示的排气部周边的放大图，图2B是观察图1所示的排气配管连接部侧的放大图。
图3是其他实施方式中的排气部周边的放大图。
图4同样是表示原子层成长方法的一例的流程图。
图5A、图5B、图5C、图5D同样是表示在基板上形成薄膜的工序的图。
具体实施方式
(实施方式1)
首先，参照图1对本实施方式的原子层成长装置的结构进行说明。
图1是表示本实施方式的原子层成长装置的一例的概略结构图。
本实施方式的原子层成长装置10交替地供给原料气体和反应气体，并在基板13上以原子层为单位形成薄膜。此时，由于使反应活性提高，因此能够加热基板13。特别地，在本实施方式中，使用TMA(Tri－Methyl Aluminum：三甲基铝)作为原料气体，此时，由于使反应活性提高，因此也能够产生等离子体。在本实施方式中，等离子体的产生使用平行平板电极，但不限于该方式。
成膜容器11具备气体导入部20、排气部30、具有加热器14A的工作台14、上部电极12、高频电源15。通过加热器14A，能够调整基板13的温度。例如，在等离子体ALD的情况下，能够将基板13加热到50至200℃。
上部电极12设置为位于设置在工作台14上的基板13的上方，并且与高频电源15连接。高频电源15通过供给规定频率的高频电流，而在上部电极12和工作台14之间生成等离子体。
在成膜容器11中，在进行气体导入的开口部11A设置有气体导入部20。在气体导入部20中，在成膜容器11外侧配置筒状的喷射器21，从成膜容器11内侧向开口部11A内插入并安装筒状的喷射器防附着部件22。喷射器21和喷射器防附着部件22设置有气体通路，并且相互对接设置。气体通路的数量不特别限定。
在气体导入部20中，向成膜容器11内供给原料气体、反应气体、吹扫气体。
另外，在成膜容器11中，在进行气体排出的开口部11B设置有排气部30。在排气部30中，从成膜容器11内侧向开口部11B内插入并安装筒状的排气防附着部件31，并且在成膜容器11外侧安装有筒状的排气配管连接部32。排气配管连接部32与排气配管40连接。
图2A是表示从平行于气流方向的成膜容器侧面观察时的排气部30、即排气防附着部件31和排气配管连接部32的放大图。
以使排气防附着部件31和排气配管连接部32的气流平行于基板13的面的方式，形成开口部11A和开口部11B。即，本实施方式的原子层成长装置是层流式装置。但是，作为本发明，原子层成长装置不限于层流式。
如图2A所示，在排气防附着部件31上具有筒孔312，在成膜容器11侧具有大小超过开口部11B的凸缘311。
位于凸缘311的外侧的筒状的防附着部件主体310与开口部11B内周面之间在整周上具有间隙，该间隙构成了防附着部件惰性气体供给路径313。该间隙的量在本发明中不特别限定，但优选0.01至5mm的范围，在本实施方式中设为1mm。
另外，在凸缘311的内表面和开口部11B的周围的成膜容器11内壁之间在整周上确保了间隙，该间隙也构成了防附着部件惰性气体供给路径313的一部分。凸缘311和成膜容器11内壁之间的间隙可以有目的地例如设为10mm以下，凸缘311的内表面如果是粗糙面，则也可以与成膜容器11内壁抵接。
例如，凸缘311的内表面要设为粗糙面(例如，Ra(算术平均粗糙度)＝3至6μm)，则可以将凸缘311内表面与成膜容器11内壁抵接进行安装。
通过该粗糙面形状确保供气体流经的防附着部件惰性气体供给路径313。防附着部件惰性气体供给路径313优选至少具有0.001mm以上。
以下的实施方式2也是同样的。
凸缘311的周缘内表面和成膜容器11的内壁的整周上的间隙构成防附着部件惰性气体排出口314。
此外，防附着部件惰性气体供给路径313被防附着部件主体310的周壁与构成排气孔的筒孔312分隔开。
如下所述，防附着部件惰性气体排出口314具有防附着部件惰性气体供给路径313与多个连接部惰性气体供给路径323连接的淋浴喷头构造。
筒状的排气配管连接部32具有超过开口部11B的外周形状和沿着轴向的筒孔322，并且与排气防附着部件31的筒孔312连通。在本实施方式中，筒孔312、322构成排气孔。此外，可形成为筒孔本身不成为排气孔，而在其内侧具有排气孔的结构。筒孔312和筒孔322之间的连接部分优选共面形成。
排气配管连接部32安装在成膜容器11的外壁。安装时，在排气配管连接部32的前端面和成膜容器11的外壁面之间设置O型圈330以提高封闭性。另外，排气防附着部件31的前端面以在安装状态下沿着成膜容器11的外壁的方式定位。由此，排气配管连接部32的前端面和排气防附着部件31的前端面成为对接状态。此时，在前端面之间设置O型圈331以提高密封性。收纳O型圈331的O型圈槽(未图示)为了维护性，也可以仅形成在排气防附着部件31。
另外，在排气配管连接部32中，如图2B所示，在筒孔322的周围，以使外侧的孔面沿着开口部11B的内周面的方式，在上侧、下侧、两侧分别设置有连接部惰性气体供给路径323。图2B是省略排气防附着部件31从成膜容器内侧观察排气配管连接部32的图。
连接部惰性气体供给路径323沿着气流方向沿着排气配管连接部32的轴向形成，并且在轴向中间处分别向外周方向改变朝向而向排气配管连接部32的外周面开口。
另外，各连接部惰性气体供给路径323其外周侧的孔面形成在沿着开口部11B的孔面的位置上，并且与防附着部件惰性气体供给路径313连通。连接部惰性气体供给路径323与防附着部件惰性气体供给路径313连通的端部构成连接部惰性气体供给口324。此外，连接部惰性气体供给路径323的剖面形状不一定必须沿着开口部11B的孔面。
连接部惰性气体供给路径323被排气配管连接部32的内周壁与构成排气孔的筒孔322分隔开。
连接部惰性气体供给路径优选在排气配管连接部上具备一处以上。例如，在排气配管连接部的宽度与高度的宽高比为10：1的长方体形状的情况下，优选设置在排气配管连接部的上部侧和下部侧两处，在排出口侧设为淋浴喷头构造。由此，能够向防附着部件惰性气体供给路径或防附着部件惰性气体排出口均匀地供给气体。在排气配管连接部为圆形的情况下，通过具备多个位置处的惰性气体供给路径，防附着部件惰性气体供给路径或防附着部件惰性气体排出口内的压力均匀性也提高。
排气配管连接部32上以与筒孔322连通的方式连接着具有排气孔402的排气配管40。
通过上述结构，从成膜容器11排出的气体经由筒孔312、322、排气孔402向成膜容器11外排出。
另外，连接部惰性气体供给路径323从未图示的惰性气体供给部被供给惰性气体，该惰性气体经由多个连接部惰性气体供给路径323被输送给排气防附着部件侧，经由连接部惰性气体供给口324、防附着部件惰性气体供给路径313从防附着部件惰性气体排出口314向成膜容器11内排出惰性气体。惰性气体例如可使用氮气、氩气等。
通过上述惰性气体的排出，从而制止向排气防附着部件31和开口部11B之间的间隙的膜附着，进一步，制止向排气配管连接部32和排气防附着部件31之间的间隙的膜附着。
(实施方式2)
接下来，基于图3说明改变了排气部的结构的其他实施方式。此外，除排气部以外的其他结构与实施方式1相同，在此省略其说明。
与上述实施方式1相同，该实施方式的排气部30A安装在设置于成膜容器11的排气用开口部11B。排气部30A具有筒状的排气防附着部件34和筒状的排气配管连接部35。
排气防附着部件34具有筒孔342，并且在成膜容器11侧具有大小超过开口部11B的凸缘341。
排气防附着部件34向成膜容器11的固定例如将2mm厚的垫片插入凸缘341和成膜容器11内壁，用螺钉38固定。螺钉38在多个位置处使用。其数量不特别限定。
位于凸缘341外侧的筒状的防附着部件主体340在开口部11B的轴向范围内与开口部11B的内周面之间在整周上具有间隙，该间隙构成了防附着部件惰性气体供给路径343。该间隙的量在本发明中不特别限定，但是优选在0.01至5mm的范围内。在本实施方式中为1mm。
另外，凸缘341的内表面和开口部11B的周围的成膜容器11内壁之间在整周上确保了间隙，该间隙也构成了防附着部件惰性气体供给路径343的一部分。凸缘341和成膜容器11内壁之间的间隙可以有目的地例如设为10mm以下，若凸缘341的内表面如果是粗糙面，则也可以与成膜容器11内壁抵接。通过该粗糙面形状确保气体流通的防附着部件惰性气体供给路径343。防附着部件惰性气体供给路径343优选至少具有0.001mm以上。
凸缘341周缘内表面和成膜容器11内壁的整周上的间隙构成防附着部件惰性气体排出口344。
防附着部件惰性气体供给路径343被筒状的防附着部件主体340的周壁与筒孔342分隔开。
此外，如下所述，防附着部件惰性气体排出口344具有防附着部件惰性气体供给路径343与多个连接部惰性气体供给路径353连接的淋浴喷头构造。
另外，排气防附着部件34具有与排气防附着部件主体340的内周侧相连向轴向外侧伸长的防附着排气配管340A，其管孔342A与筒孔342连通。
另一方面，筒状的排气配管连接部35具有超过开口部11B的外周形状和沿着轴向的筒孔352。
排气配管连接部35安装在成膜容器11的外壁，安装时，在排气配管连接部35的前端面和成膜容器11的外壁面之间隔有O型圈332以提高封闭性。另外，排气防附着部件34的前端面以安装后沿着成膜容器外壁面的方式定位。由此，排气配管连接部35的前端面和排气防附着部件34的前端面成为对接状态。
另外，在排气配管连接部35中，在筒孔352的外周侧周围，在排气防附着部件34侧，在上侧、下侧、两侧分别形成有连接部惰性气体供给路径353。连接部惰性气体供给路径353沿着气体的流动方向沿着排气配管连接部35的轴向形成，并且在靠近轴向前方的位置分别向外周方向改变朝向而向排气配管连接部35的外周面开口。
另外，各连接部惰性气体供给路径353其外周侧的孔面形成在沿着开口部11B的孔面的位置上，并且与防附着部件惰性气体供给路径343连通。连接部惰性气体供给路径353与防附着部件惰性气体供给路径343连通的端部构成连接部惰性气体供给口354。此外，连接部惰性气体供给路径353的剖面形状不一定必须沿着开口部11B的孔面。
连接部惰性气体供给路径353被排气配管连接部35的周壁和防附着排气配管340A与构成排气孔的筒孔342分隔开。
在排气配管连接部35中，筒孔352在排气配管连接部35的外侧端被封闭，并且从侧部与在侧部开孔的安装孔35A连通。
在筒孔352内，即将到达终端前为止留有小间隙，防附着排气配管340A延伸，其终端被封闭，在终端附近，在防附着排气配管340A的侧部，形成有朝向安装孔35A的连接孔340B。
防附着排气配管340A的外周面和排气配管连接部35的筒孔352的内周面之间设置有间隙，该间隙构成了连接部惰性气体第二供给路径355。
连接部惰性气体第二供给路径355在排气配管连接部35的成膜容器侧前端，即与排气防附着部件34的接合面部具有与连接部惰性气体供给路径353连接的连接路径。
防附着部件惰性气体供给路径343与连接部惰性气体第二供给路径355的合计气体导通率之比优选为0.01至100，更优选为1：1。这是为了向成膜容器11侧和排气配管41侧供给等量的惰性气体。气体导通率可通过惰性气体供给路径的流路宽度和流路长度进行控制。
进一步，安装孔35A上安装有排气配管41，两者的接合面之间设置O型圈333以提高封闭性。在防附着排气配管340A中，连接孔340B连接有沿排气配管41的方向延伸的防附着排气延长管340C。防附着排气延长管340C能够在从排气配管连接部35卸下了排气配管41的状态下，从排气配管41的安装侧通过安装孔35A容易地进行安装。防附着排气延长管340C的管孔342B与管孔342A、筒孔342连通。
防附着排气延长管340C的外周面与筒孔352的内周面、安装孔35A的内周面、排气配管41的内周面之间确保了间隙，上述的连接部惰性气体第二供给路径355延伸直至这些间隙。位于防附着排气延长管340C的前端位置的连接部惰性气体第二供给路径355构成连接部惰性气体第二供给口356。
排气配管41例如可使用内径150mm的配管。该情况下，防附着排气延长管340C例如可使用内径100mm、高100mm的圆筒，并且为了能够用螺钉与防附着排气配管340A固定，优选具有凸缘。防附着排气延长管340C的安装能够在将防附着排气配管340A安装于成膜容器开口部11B侧之后，将排气配管41卸下之后进行。
通过上述结构，从成膜容器11中排出的气体经过筒孔342、管孔342A、342B向成膜容器11外排出。筒孔342、管孔342A、342B构成排气孔。
另外，连接部惰性气体供给路径353从未图示的惰性气体供给部被供给惰性气体，该惰性气体经由多个连接部惰性气体供给路径353被输送给排气防附着部件侧，经由连接部惰性气体供给口354、防附着部件惰性气体供给路径343从防附着部件惰性气体排出口344向成膜容器11内排出惰性气体。惰性气体例如可使用氮气、氩气等。
通过上述惰性气体的排出，制止向排气防附着部件34、开口部11B、排气配管连接部35之间的间隙的膜附着。另外，排气配管连接部35的筒孔侧被防附着排气配管340A覆盖，防止膜附着。
进一步，被输送至连接部惰性气体供给路径353的惰性气体的一部分被输送给连接部惰性气体第二供给路径355，经由防附着排气配管340A和防着排气延长管340C的连接部的间隙周边、排气配管连接部35和排气配管41的连接部的间隙周边，从防附着排气延长管340C的前端沿着排气配管41的管路方向排出。
通过上述惰性气体的排出，能够抑制向防附着排气配管340A和排气配管连接部35之间的间隙、防附着排气配管340A和延长管340C之间的间隙的膜附着。
其结果，能够免维护开口部11B和排气配管连接部35。
接下来，对上述原子层成长装置10中的处理步骤进行说明。
图4是表示本实施方式的原子层堆积方法的一例的流程图。图5A至5D是表示在基板S上形成薄膜的工序的图。
首先，原料气体供给部向成膜容器11的内部供给原料气体(步骤s1)。具体而言，向气体导入部20供给原料气体(步骤s1)。原料气体被供应给成膜容器11的内部。原料气体例如在0.1秒间被供应给成膜容器11的内部。如图5A所示，通过步骤s1，向成膜容器11的内部供给原料气体110，原料气体110吸附于基板S上，形成吸附层102。
另外，在步骤s1中，向喷射器21的内表面和喷射器防附着部件22的外表面供给惰性气体。另外，在排气部30中，还向排气配管连接部和排气防附着部件供给惰性气体。
在本实施方式中，不仅是步骤s1，而且包含下述的步骤s2至s4在内，始终供给惰性气体。因此，在步骤s1中，向成膜容器11的内部供给原料气体时，能够抑制原料气体进入成膜容器11和喷射器防附着部件22之间的间隙以及成膜容器11和排气防附着部件31之间的间隙。
接下来，停止原料气体的供给，通过气体导入部供给吹扫气体(步骤s2)。吹扫气体被供应给成膜容器11的内部。原料气体从排气部30向成膜容器11的外部排出。
吹扫气体例如在0.1秒间被供应给成膜容器11的内部。排气部30排出成膜容器11的内部的原料气体110和吹扫气体112。排气部30例如在2秒间排出成膜容器11的内部的原料气体110和吹扫气体112。如图5B所示，通过步骤s2，向成膜容器11的内部供给吹扫气体112，未吸附于基板S上的原料气体110从成膜容器11中被清除。
接下来，向成膜容器11的内部供给反应气体(步骤s3)。具体而言，经由气体导入部20供给反应气体(步骤s3)。反应气体经由气体导入部20的通路供应给成膜容器11的内部。反应气体例如在1秒间被供应给成膜容器11的内部。如图5C所示，通过步骤s3，向成膜容器11的内部供给反应气体114。
另外，在步骤s3中，也在喷射器21的内表面、喷射器防附着部件22的外表面、排气部30供给惰性气体。因此，在步骤s3中，向成膜容器11的内部供给反应气体时，能够抑制反应气体进入成膜容器11和喷射器防附着部件22之间的间隙、以及成膜容器11和排气防着材31之间的间隙。
接下来，停止反应气体的供给，向气体导入部20供给吹扫气体(步骤s4)。吹扫气体被供应给成膜容器11的内部。吹扫气体从排气部30向成膜容器11的外部排出。吹扫气体例如在0.1秒间被供应给成膜容器11的内部。排气部30排出成膜容器11的内部的反应气体114和吹扫气体112。如图5D所示，通过步骤s4，向成膜容器11的内部供给吹扫气体112，反应气体114从成膜容器11中被清除。
通过以上说明的步骤s1至s4，在基板S上形成一个原子层的薄膜层104。以下，通过将步骤s1～s4重复规定次数，从而能够形成期望的膜厚的薄膜层104。
在本实施方式的原子层成长装置10中，由于惰性气体流经喷射器21的内表面和喷射器防附着部件22的外表面，因此能够抑制原料气体、反应气体进入成膜容器11和喷射器21之间的间隙。因此，能够抑制薄膜附着于成膜容器11和喷射器21之间的间隙。另外，对于排气部30也同样地防止薄膜的附着。
另外，例如，使用TMA作为原料气体并使用O3作为反应气体形成的氧化铝膜可通过BCl3(三氯化硼)气体进行气体蚀刻。为了通过BCl3气体对氧化铝膜进行气体蚀刻，例如，需要加热至500℃左右的高温。
位于加热器14A的附近的成膜容器11的内壁可通过加热器14A加热到500℃左右的高温。因此，附着在位于加热器14A附近的成膜容器11的内壁上的薄膜能够通过气体蚀刻除去。
如上所述，根据本实施方式，能够抑制薄膜附着于成膜容器11的内壁，并且能够通过气体蚀刻除去附着于内壁上的薄膜，因此能够减少通过湿式蚀刻进行的清除的频度。
实施例1
使用实施方式1的成膜容器11和图3所示的排气部30A的结构，在370mm×470mm的G2玻璃基板上形成了AlON薄膜。使用TMA(三甲基铝)作为液体原料(Al源)，使用氧等离子体和氮等离子体作为反应气体。按照图4所示的工序(sequence)进行成膜。惰性气体的流量设为500sccm(80℃)，设在膜形成工序中始终供给惰性气体。
实施了20μm的成膜之后，目视观察位于防附着部件惰性气体供给路径、连接部惰性气体供给路径、连接部惰性气体第二供给路径部分中的排气防附着部件、排气配管连接部的内壁的膜厚，确认到，被目视观察的AlON薄膜的干涉膜未被观测到，其堆积量为50nm以下。排气部的维护仅在排气防附着部件及螺钉、排气配管、防附着排气延长管进行，开口部、排气配管连接部能够免维护。
以上，关于本发明，基于上述实施方式进行了说明，但只要不脱离本发明的范围则能够对本实施方式进行适当变更。
本申请要求2015年5月26日在日本提交的日本专利申请2015－106857的优先权，并参照和援引该专利申请中记载的全部内容。
标号说明
10 原子层成长装置
11 成膜容器
11A 开口部
11B 开口部
13 基板
14 工作台
14A 加热器
15 高频电源
20 气体导入部
21 喷射器
22 喷射器防附着部件
30 排气部
30A 排气部
31 排气防附着部件
32 排气配管连接部
34 排气防附着部件
35 排气配管连接部
35A 安装孔
38 螺钉
40 排气配管
41 排气配管
310 防附着部件主体
311 凸缘
312 筒孔
322 筒孔
313 防附着部件惰性气体供给路径
314 防附着部件惰性气体排出口
323 连接部惰性气体供给路径
324 连接部惰性气体供给口
330 O型圈
331 O型圈
332 O型圈
333 O型圈
340A 防附着排气配管
340B 连接孔
340C 防附着排气延长管
341 凸缘
342 筒孔
342A 管孔
342B 管孔
343 防附着部件惰性气体供给路径
344 防附着部件惰性气体排出口
352 筒孔
353 连接部惰性气体供给路径
354 连接部惰性气体供给口
355 连接部惰性气体第二供给路径
356 连接部惰性气体第二供给口
S 基板
102 吸附层
104 薄膜层
110 原料气体
112 吹扫气体
114 反应气体

Claims (14)

1.一种原子层成长装置，其特征在于，具备：
成膜容器；
筒状的排气配管连接部，其安装在设置于所述成膜容器的排气用的开口部的外侧，其外周面具有超过所述开口部的大小，其排气路径位于筒孔侧；以及
筒状的排气防附着部件，其位于所述成膜容器内侧，插入并安装于所述开口部，其排气路径位于筒孔侧，
所述排气配管连接部设置有：
与所述排气路径分隔并且流通惰性气体的连接部惰性气体供给路径；以及设置于所述连接部惰性气体供给路径并且所述惰性气体向所述开口部侧流出的连接部惰性气体供给口，
所述排气防附着部件设置有：
与所述排气路径分隔，由所述开口部内周面及所述开口部周围的所述成膜容器内壁与所述排气防附着部件之间的间隙形成，并与所述连接部惰性气体供给口连通的防附着部件惰性气体供给路径；以及设置于所述防附着部件惰性气体供给路径并且所述惰性气体向所述成膜容器内部流出的防附着部件惰性气体排出口。
2.根据权利要求1所述的原子层成长装置，其特征在于，所述防附着部件惰性气体排出口在所述排气防附着部件的整周上形成。
3.根据权利要求1或2所述的原子层成长装置，其特征在于，所述开口部的内周面与插入所述开口部的所述排气防附着部件的外周面之间的间隙在0.01至5mm的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的原子层成长装置，其特征在于，所述开口部周围的所述成膜容器内壁和所述排气防附着部件之间的间隙为10mm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的原子层成长装置，其特征在于，在所述排气路径的外周侧沿着排气气体的流动方向设置有一个或多个所述连接部惰性气体供给路径。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的原子层成长装置，其特征在于，
所述排气防附着部件具有插入所述排气配管连接部的筒孔内、沿着所述筒孔延伸的防附着排气配管，该防附着排气配管与所述排气防附着部件的筒孔连通，所述筒孔和所述防附着排气配管的管孔在长度方向上构成了所述排气路径的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的原子层成长装置，其特征在于，
在所述防附着排气配管和所述排气配管连接部的筒孔之间具有直至所述防附着排气配管的前端的连接部惰性气体第二供给路径，在该连接部惰性气体第二供给路径的前端侧设置有惰性气体流出的连接部惰性气体第二供给口。
8.根据权利要求7所述的原子层成长装置，其特征在于，所述连接部惰性气体第二供给路径与所述连接部惰性气体供给路径连通。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的原子层成长装置，其特征在于，所述排气配管连接部连接有排气配管。
10.根据权利要求7或8所述的原子层成长装置，其特征在于，所述防附着排气配管具有插入与所述排气配管连接部连接的所述排气配管内的长度。
11.根据权利要求10所述的原子层成长装置，其特征在于，所述防附着排气配管通过连接防附着排气延长管而延长，该防附着排气延长管具有插入所述排气配管的长度，所述防附着排气延长管能够从连接有所述排气配管的一侧进行安装。
12.根据权利要求10或11所述的原子层成长装置，其特征在于，所述防附着排气配管外周面与所述排气配管内周面之间具有间隙。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的原子层成长装置，其特征在于，
所述排气防附着部件具有沿着所述开口部的周围的所述成膜容器的内壁并与所述内壁之间具有间隙的凸缘，
在该凸缘周缘内表面和所述成膜容器内壁之间设置有所述防附着部件惰性气体排出口。
14.一种原子层成长装置排气部，其特征在于，具备：
筒状的排气配管连接部，其安装在设置于成膜容器的排气用的开口部的外侧，其外周面具有超过所述开口部的大小，其排气路径位于筒孔侧；以及
筒状的排气防附着部件，其位于所述成膜容器内侧，插入并安装于所述开口部，其排气路径位于筒孔侧,
所述排气配管连接部设置有：
与所述排气路径分隔并且流通惰性气体的连接部惰性气体供给路径；以及设置于所述连接部惰性气体供给路径并且所述惰性气体向所述开口部侧流出的连接部惰性气体供给口，
所述排气防附着部件设置有：
与所述排气路径分隔，由所述开口部内周面及所述开口部周围的所述成膜容器内壁与所述排气防附着部件之间的间隙形成，并与所述连接部惰性气体供给口连通的防附着部件惰性气体供给路径；以及设置于所述防附着部件惰性气体供给路径并且所述惰性气体向所述成膜容器内部流出的防附着部件惰性气体排出口。
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