KR101505354B1

KR101505354B1 - 산화막 성막 방법 및 산화막 성막 장치

Info

Publication number: KR101505354B1
Application number: KR1020137030729A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 오리타; 타카히로 시라하타; 타카히로 히라마츠
Original assignee: 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2015-03-23
Also published as: US20140141170A1; US10016785B2; KR20140012153A; JPWO2013038484A1; TW201311363A; CN103648974A; TWI474872B; HK1190999A1; DE112011105618T5; CN103648974B; JP5841156B2; WO2013038484A1

Abstract

본 발명은, 대기의 변동의 영향을 받지 않고서 항상 산화막을 정상적으로 성막할 수 있고, 금속 산화막에서는 저저항의 막을 성막할 수 있고, 또한 성막 효율이 좋은 산화막 성막 방법을 제공한다. 그리고, 본 발명에서는, 대기 중에서 기판(100)에 대해, 알킬 화합물을 포함하는 원료 용액을 미스트 상태로 하여 분출시킨다. 또한, 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제를 미스트 상태의 원료 용액에 대해, 공급한다. 이상의 처리에 의해 본 발명에서는 기판상에 산화막을 성막한다.

Description

산화막 성막 방법 및 산화막 성막 장치{OXIDE FILM DEPOSITION METHOD AND OXIDE FILM DEPOSITION DEVICE}

본 발명은, 산화막 성막 방법 및 산화막 성막 장치에 관한 것이다.

산화막은, 그 구성 원소에 의해 다양한 성능을 갖는 기능성 박막이고(도전성, 절연성, 압전성, 자성, 유전성, 초전도), 그 물성의 다양성 때문에 많은 전자 디바이스 분야에 응용되고 있다. 예를 들면 산화아연 박막은, 도전성을 갖는 투명 도전막으로서, 태양전지, LED(Light Emitting Diode : 발광 다이오드), 터치 패널 등에 사용되고 있다.

산화아연 박막의 제조 방법으로서, 예를 들면, 유기 아연 화합물을 원료로서 사용하는 화학 기상 성장(CVD)법이 있다. 그러나, 화학 기상 성장법에서는 진공하에서 성막이 필요하고, 진공 펌프 등에 더하여, 대형의 진공 용기를 사용할 필요가 있다. 또한, 화학 기상 성장법에서는, 비용의 관점 등 때문에, 성막된 기판으로서 대면적의 것을 채용할 수가 없다 라는 문제가 있다.

또한, 반응성이 높은 알킬 화합물(예를 들면, 디에틸아연 등)은, 대기 중에서 발화성을 갖는다. 따라서 대기 중에서의 성막 처리에서, 당해 알킬 화합물을 기화시켜서 사용하는 것은 사실상 불가능하다(알킬 화합물을 포함하는 용액을 기화시키면, 알킬 화합물 가스와 용매에 기인한 가스가 유리(遊離)되고, 알킬 화합물 가스가 직접, 대기라고 접촉하여, 발화 등이 발생한다). 그래서, 대기 중에서 산화아연 박막 등을 성막하는 경우에는, 디에틸아연 등을 용매로 용해한 용액을 액체상태인 채로 사용할 필요가 있다.

상기 각 문제를 감안하여, 기판에 대한 산화아연 박막의 성막 방법을 개시하는 선행 문헌으로서, 예를 들면 특허 문헌 1이 존재한다.

특허 문헌 1에 개시되어 있는 산화아연 박막의 성막 방법에서는, 대기(물이 존재하는 분위기)하에서, 유기 용매에 유기 아연 화합물을 용해한 용액을, 기판 표면에 대해 스프레이 도포하고 있다. 여기서, 스프레이 도포에서의 액적(液滴)의 크기는, 1 내지 30㎛의 범위의 것이 채용되고 있다.

당해 특허 문헌 1에 관한 기술에서는, 대기 중에서의 성막 처리이기 때문에, 진공 펌프나 진공 챔버 및 압력계 등의 장치가 불필요하게 되어, 화학 기상 성장법에 비하여, 장치 비용이나 제조 비용을 대폭적으로 저감할 수 있다. 또한, 특허 문헌 1에 관한 기술에서는, 진공 용기를 사용할 필요가 없고, 진공 용기에 의한 제약이 없다(큰 용적의 진공 용기는, 기밀성의 관점 등 때문에 고비용이다). 따라서 대면적의 기판에 대한 산화아연 박막의 제작도 가능해진다.

또한, 특허 문헌 1에 관한 기술에서는, 디에틸아연 등을 기화(氣化)하여, 대기 중에 배치된 기판에 쬐이는 것이 아니라, 디에틸아연을 포함하는 원료 용액을, 기판에 취부(spray)하고 있다. 따라서 성막 처리에서, 대기 중에 가스 상태의 디에틸아연이 존재하는 일도 없고, 발화 등의 문제도 생기지 않는다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2010-126402호 공보

상술한 바와 같이, 특허 문헌 1에 관한 기술에서는, 디에틸아연을 용해시킨 용액을, 물이 존재하는 분위기하에서, 기판상에 스프레이 도포하여, 산화아연 박막을 형성시키고 있다. 즉, 특허 문헌 1에 관한 기술에서는, 스프레이된 원료 용액이, 기판이 배설되어 있는 대기 분위기의 수분이라고 반응하여, 산화아연 박막을 형성시키고 있다.

그러나, 성막이 실시되는 대기는, 온도나 습도의 영향을 크게 받는다. 따라서 대기 중의 수분량이, 주변의 습도나 온도 등에 의해 변동하여, 적정하게 제어할 수가 없다. 이에 의해, 특허 문헌 1에 관한 기술에서는, 주변의 습도나 온도 등의 변동에 의해, 산화아연 박막이 성막되지 않는 케이스도 있다. 또는, 주변의 습도나 온도 등의 변동에 의해, 산화아연 박막이 성막되어도, 소망하는 성능(예를 들면, 도전성, 결정성, 투과율, 막 밀도, 표면 형상 등)을 갖는 산화아연 박막의 성막을 재현성 좋게 안정적으로 행하는 것이 곤란하고(특히 저항을 낮게 할 수가 없다는 문제가 있고), 나아가서는, 성막 속도에 대해서도 영향이 있다.

또한, 특허 문헌 1에 관한 기술에서는, 스프레이된 원료 용액은, 기판이 배설되어 있는 대기 분위기의 수분과 반응하고 있다. 따라서 원료 용액의 공급량에 대한 성막 효율이 나쁘다는 문제를 갖고 있다(즉, 소망하는 막두께의 성막에 있어서, 보다 많은 원료 용액을 기판에 대해 스프레이 할 필요가 있다).

그래서, 본 발명은, 대기 변동의 영향을 받지 않고서 항상 소망하는 성능을 갖는 산화막을 재현성 좋게 안정적으로 성막할 수 있고, 또한 성막 효율이 좋은, 산화막 성막 방법 및 산화막의 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 산화막 성막 방법은, 기판상에 산화막을 성막하는 산화막 성막 방법으로서, (A) 대기 중에서, 상기 기판에 대해, 알킬 화합물을 포함하는 원료 용액을 미스트 상태로 하여 분출시키는 원료 미스트 분출 처리와, (B) 상기 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제를 상기 원료 미스트 분출 처리에 의해 상기 기판에 대해 분출된 상기 미스트 상태의 원료 용액에 대해, 공급하는 산화제 공급 처리를 실시한다.

또한, 본 발명에 관한 산화막 성막 장치는, 기판상에 산화막을 성막하는 산화막 성막 장치로서 대기 중에 배치된 상기 기판에 대해, 알킬 화합물을 포함하는 원료 용액을 미스트 상태로 하여 분출하는 원료 미스트 분출구와, 상기 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제를 상기 원료 미스트 분출구로부터 상기 기판을 향하여 분출된 미스트 상태의 상기 원료 용액에 대해, 공급하는 산화제 공급구를 구비한다.

본 발명에서는, 대기 중에서 기판에 대해, 알킬 화합물을 포함하는 원료 용액을 미스트 상태로 하여 분출시킨다. 그리고, 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제를 미스트 상태의 원료 용액에 대해 공급한다.

따라서 본 발명에서는, 대기에 포함되는 수분 등 이외에, 적극적으로 또한 충분한 양의 산화제를 원료 미스트에 쬐일 수 있다. 따라서, 미스트법을 이용하여 산화막을 성막하는 경우에 있어서, 산화막의 성막을 확실하게 성립시켜, 산화막의 성막 속도(성막 효율)를 향상시키고, 나아가서는 소망하는 성능을 갖는 산화막을 재현성 좋게 안정적으로 제작할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 대기에 포함되는 수분 등 이외에 적극적으로 또한 충분히 산화제를 원료 미스트에 공급할 수 있다. 따라서 예를 들면 온도나 습도의 영향에 의해 대기에 포함되는 수분의 양이 변화하였다고 하여도, 당해 수분의 변화의 영향을 거의 받는 일 없이, 기판 상면에 산화막을 성막할 수 있다(즉, 대기 중에서 항상, 정상적으로 산화막의 성막을 할 수 있다).

본 발명의 목적, 특징, 국면 및 이점은 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의하여 보다 명백하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 미스트 분사용 노즐(1)의 외관 구성을 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태에 관한 산화막 성막 장치의 구성 및 미스트 분사용 노즐(1)의 내부 구성을 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태에 관한 산화막 성막 장치의 구성 및 미스트 분사용 노즐(1)의 내부 구성을 도시하는 단면도.

본 발명은, 대기 중에 배치된 기판에 대해, 산화막의 원료 미스트를 분사함에 의해, 대기 중에서 당해 기판상에 산화막을 성막하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 여기서, 본 발명에서는 원료 미스트는, 반응성이 높은 알킬 화합물을 용매로 용해시킨 원료 용액을, 초음파 무화기(atomizer)에 의해 미스트화시킨 것이다. 즉, 원료 미스트는, 미스트 상태의 당해 원료 용액으로 파악할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 기화된 알킬 화합물 가스를 기판에 대해 쬐임에 의해, 당해 기판상에 산화막을 성막하는 것이 아니고, 상기 원료 용액의 「미스트」를 기판에 대해 취부함에 의해, 당해 기판상에 산화막을 성막하는 것이다.

또한, 본 명세서에서는, 「미스트」란, 상기 원료 용액을 초음파 무화기에 의해 무화한 것이고, 액적의 입경(粒徑)이 10㎛ 이하의 것이다. 액적의 상한을 당해 10㎛로 설정함에 의해, 열용량을 갖는 액적에 의한 기판의 온도 저하를 방지할 수 있다.

또한, 기체가 아니고, 상기 원료 용액의 액상(液狀)이라면 「미스트」의 입경의 하한은, 특히 한정될 필요는 없다. 그러나, 예를 들어 한 예를 든다면, 당해 「미스트」의 하한은 0.1㎛ 정도이다.

여기서, 초음파 무화기에 의해 원료 용액을 무화함에 의해, 미스트의 액적의 크기를 상기한 바와 같이 작게 설정할 수 있고, 분출된 원료 미스트의 기판에 이르는 침강 속도를 충분히 느리게 할 수 있다(즉, 당해 원료 미스트는, 가스 라이크와 같은 반응을 기대할 수 있다). 또한, 미스트의 액적의 크기가 10㎛ 이하로 작기 때문에, 기판에서의 산화막 반응이 신속하게 발생한다.

또한, 스프레이법에서는 불활성 가스를 이용하여 액적을 제작하고, 당해 불활성 가스와 함께 당해 액적을 기판을 향하여 분출시키고 있다. 이에 대해, 본 발명에서는, 초음파 무화기에 의해 원료 용액을 무화하고(원료 미스트를 제작하고), 불활성 가스는, 원료 미스트의 캐리어 가스로서 이용한다. 따라서 스프레이법에서는, 액적의 분사 속도 조정은 곤란하지만, 본 발명에서 채용하는 미스트법에서는, 불활성 가스의 유량을 조정하는 것만으로, 원료 미스트의 분출 속도를 조정할 수 있다.

또한, 스프레이법에서는, 상기한 바와 같이 불활성 가스를 이용하여, 원료 용액으로부터, 수십㎛ 정도의 크기의 액적을 제작하고 있다. 따라서 불활성 가스를 대량으로 공급할 필요가 있다. 당해 불활성 가스의 대량 공급은, 액적의 침강 속도를 빠르게 하여, 기판에 액적이 빠른 속도로 충돌한다. 이에 의해, 액적이 기판상에 비산하는 것이나, 액적이 미반응인 채로 기판상에 잔류하는 것 등의 문제가 있다.

이에 대해, 초음파 무화기에 의해 원료 용액을 무화하고(원료 미스트를 제작하고), 불활성 가스는 원료 미스트의 캐리어 가스로서 이용하는 미스트법에서는, 당해 불활성 가스는 액적 제작에 기여하지 않기 때문에, 당해 불활성 가스를 대량으로 공급할 필요가 없다. 따라서 상기 스프레이법에 의한 각 문제는, 본 발명이 채용하고 있는 미스트법에서는 해소된다(불활성 가스의 유량은, 원료 미스트의 분출 속도에 응하여, 자유롭게 조정할 수 있다).

그런데, 발명자들은 스프레이법을 채용하고 있는 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 산화막의 성막 방법을 스프레이법이 아니라, 미스트법을 이용하여 실시하였다. 그러나, 당해 실시의 결과, 산화막의 성막이 성립하지 않는 케이스가 발생하였다. 또한, 당해 실시의 결과, 산화막의 성막이 성립한 경우에서도, 산화막의 성막 속도(성막 효율)가 나쁘고, 도전성의 산화막을 제작하는 경우에는, 저항을 충분히 저감할 수가 없음을 찾아내었다.

또한, 발명자들은, 다대한 고찰 및 실험 등의 결과, 미스트법을 이용하여 산화막을 성막하는 경우, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 상대 습도에서의 분위기는, 온도나 습도의 영향을 크게 받기 때문에, 부적절한 성막 환경인 것을 찾아내었다.

더하여, 발명자들은, 미스트법을 이용하여 산화막을 성막하는 경우에는, 산화막의 성막을 확실하게 성립시키고, 산화막의 성막 속도(성막 효율)를 향상시키고, 나아가서는 예를 들면 높은 도전성을 갖는 산화막을 제작하기 위해서는, 다음 것이 필요함을 찾아내었다. 즉, 발명자들은, 분출된 미스트 원료에 대해, 대기 분위기 중에 포함되는 산화제뿐만 아니라, 적극적으로 산화제를 공급하는 것(환언하면, 상대 습도 90% 정도의 대기 분위기에 포함된 수분량(산화제라고 생각되다)으로는, 원료 미스트와 반응시켜서 산화막을 성막하는데는 불충분한 것), 당해 산화제의 공급량은 조정된 것인 것이 바람직한 것까지 찾아내었다.

이하, 본 발명을 그 실시의 형태를 나타내는 도면에 의거하여 구체적으로 설명한다.

<실시의 형태>

도 1은, 본 실시의 형태에 관한 산화성막 장치가 구비하는, 미스트 분사용 노즐(1)의 외관 구성을 도시하는 사시도이다. 도 1에는, 좌표축 X-Y-Z도 병기하고 있다. 도 2는, 산화막 성막 장치 전체의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 여기서, 도 2는, 도 1의 구성을 Y방향에서 바라본 때의 단면도이다.

또한, 도면 간략화를 위해, 도 1에서는, 도 2에서 도시하고 있는, 각종 용기(20, 30, 40), 각종 배관(51, 52, 53, 54), 초음파 무화기(25) 및 공급 조정부(50)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 1에서는, 도면 간략화를 위해, 미스트 분사용 노즐(1)의 내부 구성의 도시도 생략하고 있다. 또한, 도 2에서, X-Z좌표계를 병기하고 있다. 또한, 도 2에서는, 미스트 분사용 노즐(1)의 내부 구성을 그리기 위해, 각종 용기(20, 30, 40)의 크기에 비하여, 상대적으로 확대하여, 미스트 분사용 노즐(1)의 크기를 도시하고 있다.

도 1의 구성예에서는, 1변이 1m 이상의 4각형상의 기판(100)상에 산화박막을 성막하기 위해, 미스트 분사용 노즐(1)을, 당해 기판(100)의 상방에 위치시키고 있다. 그리고, 미스트 분사용 노즐(1)은, 기판(100)의 윗면에 대해, 성막의 원료가 되는 원료 미스트를 분사한다. 여기서, 당해 분사를 행하면서, 예를 들면 기판(100)을 수평 방향(X방향)으로 이동시킨다. 당해 이동을 수반하는 미스트 분사에 의해, 기판(100)의 윗면 전면(全面)에 원료 미스트를 분사시킬 수 있고, 결과로서 기판(100) 윗면 전면에 균일한 산화박막을 성막할 수 있다.

여기서, 기판(100)은, 가열되어 있어도 좋고, 또한 가열되어 있지 않아도 좋다(즉, 상온에서의 성막도 가능하다). 또한, 미스트 분사할 때에 있어서의 기판(100)의 윗면과 미스트 분사용 노즐(1)의 단부와의 거리는, 예를 들면, 수㎜ 정도이다.

또한, 기판(100)은 대기 분위기 내에서 배치되어 있고, 미스트 분사용 노즐(1)도 마찬가지로, 성막 처리할 때에는, 대기 분위기 내에 배설된다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 산화막 성막 장치는, 미스트 분사용 노즐(1), 각종 용기(20, 30, 40), 각종 배관(51, 52, 53, 54), 초음파 무화기(25) 및 공급 조정부(50)를 구비하고 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 미스트 분사용 노즐(1)은, 중공부(1H)를 갖는 본체부(1A)에 의해 구성되어 있다. 본체부(1A)는, 도 1, 2에 도시하는 바와 같이, X방향의 폭이 짧고(예를 들면, 수㎝ 정도), Y방향의 안길이가 길고(Y방향의 기판(100)의 치수보다 조금 긴 정도이고, 예를 들면 1m 이상), Z방향의 높이는 조금 높은(예를 들면, 10 내지 20㎝ 정도), 개략 직방체의 개략 외관을 갖는다.

당해 본체부(1A)는, 예를 들면 스테인리스 제라도 좋지만, 경량화의 관점에서는 알루미늄 제를 채용하여도 좋다. 또한, 알루미늄제의 경우에는, 본체부(1A)의 내부식성을 향상시키기 위해, 코팅을 행하는 것이 바람직하다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 본체부(1A)에는, 원료 미스트 공급구(2), 원료 미스트 분출구(3), 불활성 가스 분출구(4) 및 산화제 공급구(5)가 마련되어 있다. 또한, 본체부(1A)에는, 원료 미스트 공급 통로(10), 원료 미스트 통로(7), 불활성 가스 통로(8) 및 산화제 통로(9)가 마련되어 있다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 중공부(1H)의 X방향의 폭은, 원료 미스트 분출구(3)(원료 미스트 통로(7))에 근접함에 따라 매끈하게 좁아지는 형상을 갖고 있다.

원료 미스트 공급구(2)는, 중공부(1H)의 상부에 배설되어 있고, 원료 미스트 공급 통로(10)와 중공부(1H)를 접속한다. 여기서, 원료 미스트 공급구(2)는, 중공부(1H)의 측면에 배설되어 있어도 좋다. 원료 미스트 발생 용기(20)에서 생성된 원료 미스트는, 배관(52), 원료 미스트 공급 통로(10) 및 원료 미스트 공급구(2)를 통하여, 본체부(1A)의 중공부(1H) 내에 공급된다.

중공부(1H)의 하방 측은, 원료 미스트 통로(7)의 한쪽 단과 접속되어 있고, 당해 원료 미스트 통로(7)의 다른 쪽 단은, 원료 미스트 분출구(3)와 접속되어 있다. 여기서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 원료 미스트 분출구(3)는, 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단부터, Z방향으로 조금 들어간 위치의 본체부(1A)에 배설되어 있다.

원료 미스트 분출구(3)는, 미스트 분사할 때에 기판(100)의 윗면(박막 형성 면)에 면하도록 본체부(1A)의 면에 형성되어 있다. 중공부(1H) 내로 확산한 원료 미스트는, 원료 미스트 통로(7)를 통하여 원료 미스트 분출구(3)로부터 기판(100)을 향하여 분출(분사)된다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 불활성 가스 분출구(4)는, 얇은두께의 본체부(1A)를 끼우고, 원료 미스트 분출구(3)의 옆의 본체부(1A)에 형성되어 있다. 도 2에 도시하는 구성예에서는, 불활성 가스 분출구(4)는, 미스트 분사용 노즐(1)에 2개 마련되어 있고, 원료 미스트 분출구(3)는, 2개의 불활성 가스 분출구(4)에 끼어져 있다(즉, 도 2에 도시하는 바와 같이, X방향으로, 한쪽의 불활성 가스 분출구(4), 본체부(1A), 원료 미스트 분출구(3), 본체부(1A) 및 다른쪽의 불활성 가스 분출구(4)의 순서로 나열하여, 각 분출구(3, 4)가 배설되어 있다.

불활성 가스 통로(8)는, 각 불활성 가스 분출구(4)에 대응하여, 2개 본체부(1A)에 형성되어 있다. 각 불활성 가스 통로(8)의 한쪽 단은, 배관(53)에 접속되어 있고, 불활성 가스 통로(8)의 다른 쪽 단은 각각, 각 불활성 가스 분출구(4)와 접속되어 있다.

여기서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 각 불활성 가스 분출구(4)에서도, 원료 미스트 분출구(3)와 마찬가지로 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단부터, Z방향으로 조금 들어간 위치의 본체부(1A)에 마련되어 있다. 도 2의 구성예에서는, 각 불활성 가스 분출구(4) 및 원료 미스트 분출구(3)는, Z방향의 거의 같은 높이 위치에서, 본체부(1A)에 천공되어 있다.

불활성 가스 분출구(4)는, 미스트 분사할 때에 기판(100)의 윗면 방향을 향하도록, 본체부(1A)의 면에 형성되어 있다. 불활성 가스 용기(30)로부터 공급된 불활성 가스는, 불활성 가스 통로(8)를 이용하여, 불활성 가스 분출구(4)로부터 기판(100) 방향을 향하여 분출(분사)된다.

여기서, 불활성 가스 분출구(4)로부터 분출된 불활성 가스는, 원료 미스트 분출구(3) 부근에서, 분사된 원료 미스트의 주변을 퍼지하도록, 불활성 가스 분출구(4)는 본체부(1A)에 형성되어 있다. 따라서 보다 구체적으로는, 불활성 가스 분출구(4)는, 원료 미스트 분출구(3)에 인접하여 있고, 당해 불활성 가스 분출구(4)의 개구면은, 원료 미스트 분출구(3)로부터 분출된 원료 미스트의 주위를 퍼지할 수 있도록 기판(100)의 윗면 방향으로 면하고 있다.

또한, 상기 설명 및 도 2의 구성으로도 분명한 바와 같이, 불활성 가스는 원료 미스트의 분출과는 다른 계통에서 분출되고 있다.

여기서, 원료 미스트 분출구(3)의 개구 형상 및 각 불활성 가스 분출구(4)의 개구 형상은, Y방향으로 길다란 슬릿형상이다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단에 걸처서, X방향으로 점차로 끝쪽이 퍼져가는 단면 형상을 갖는, 공동부(6)가, 본체부(1A)에 형성되어 있다. 당해 공동부(6)의 경사면에는, 산화제 공급구(5)가 형성되어 있다. 도 2에 도시하는 구성예에서는, 산화제 공급구(5)는 2개이고, 각 경사면에 대응하여 각 산화제 공급구(5)가 본체부(1A)에 천공되어 있다.

산화제 통로(9)는, 각 산화제 공급구(5)에 대응하고, 2개 본체부(1A)에 형성되어 있다. 각 산화제 통로(9)의 한쪽 단은, 배관(54)에 접속되어 있고, 산화제 통로(9)의 다른 쪽 단은 각각, 각 산화제 공급구(5)와 접속되어 있다.

여기서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 각 산화제 공급구(5)는, 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단부터, Z방향으로 약간 들어간 위치의 본체부(1A)에 마련되어 있다. 도 2의 구성예에서는, 각 산화제 공급구(5)는, 불활성 가스 분출구(4) 및 원료 미스트 분출구(3)보다도, 기판(100)에 가까운 측(미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단에 가까운 측)에 형성되어 있다.

산화제 공급구(5)는, 미스트 분사할 때에 기판(100)의 윗면 및 기판(100)을 향하는 분사된 원료 미스트에 면하도록 본체부(1A)의 면에 형성되어 있다. 산화제 용기(40)로부터 공급된 산화제는, 산화제 통로(9)를 통해 원료 미스트 분출구(3)로부터 분출된 원료 미스트로 향하여 공급된다.

여기서, 산화제 공급구(5)로부터 출력되는 산화제는, 기판(100)의 윗면 부근인 공동부(6)의 일부인 혼합 영역(기판(100) 방향으로 가까워짐에 따라서 쥠부채의 단면 형상을 갖는 영역이고, 공동부(6)에서의 기판(100)에 면하는 소정의 영역)(6a)에서, 분사된 원료 미스트와 X방향의 좌우 방향에서 혼합하도록, 산화제 공급구(5)는 본체부(1A)에 형성되어 있다.

당해 혼합 영역(6a)은, 혼합 영역(6a) 이외의 공동부(6)의 영역(도 2의 구성예에서는, 단면 형상이 사각형인 공동부(6)의 영역)보다도, X방향으로 폭이 넓게 설정되어 있고, 당해 폭이 넓은 영역에서, 후술하는 바와 같이, 원료 미스트와 산화제가 혼합된다.

또한, 상기 설명 및 도 2의 구성에서도 분명한 바와 같이, 산화제는, 원료 미스트의 분출과란 다른 계통에서, 분출되어 있다.

여기서, 산화제 공급구(5)의 개구 형상은, Y방향으로 길다란 슬릿형상이다.

또한, 산화막 성막 장치는, 원료 미스트 발생 용기(20)를 구비하고 있다. 원료 미스트 발생 용기(20)에는, 알킬 화합물을 포함하는 원료 용액이 수납되어 있다. 당해 원료 미스트 발생 용기(20)에는, 초음파 무화기(25)가 배설되어 있다. 원료 미스트 발생 용기(20) 내에서, 원료 용액은, 초음파 무화기를 이용한 초음파 무화 처리에 의해 미스트 상태로 된다(즉, 초음파 무화기(25)에 의해, 원료 용액으로부터 원료 미스트가 생성된다. 미스트 생성 처리로 파악할 수 있다).

여기서, 원료 용액의 용질이 되는 알킬 화합물이란, 디에틸아연, 디메틸아연, 디메틸마그네슘, 디에틸마그네슘, 비스시클로펜타디엔일마그네슘, 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리메틸갈륨, 트리에틸갈륨, 트리메틸인듐, 트리에틸인듐, 테트라메틸실란, 테트라에틸실란, 트리메틸실란, 트리에틸실란, 디메틸실란, 및 디에틸실란의 어느 하나이다.

또한, 원료 용액의 용매로서는, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리페닐아민 등의 아민계 용매, 및, 디에틸에테르, 디-프로필에테르, 디이소프로필에테르, 디부틸에테르, 테트라하이드로푸란, 디옥산, 글라임, 디글라임, 트리글라임 등의 에테르계 용매 등을 채용할 수 있다. 또는, 원료 용액의 용매로서, 탄화수소나 알코올 등도 채용할 수 있다.

원료 미스트 발생 용기(20)에서 생성된 원료 미스트는, 배관(51)으로부터 공급된 캐리어 가스를 타고 배관(52)에 출력된다. 그리고, 당해 원료 미스트는 배관(52) 및 원료 미스트 공급 통로(10)를 통과하여, 원료 미스트 공급구(2)로부터, 미스트 분사용 노즐(1)의 중공부(1H)로 공급된다. 여기서, 상기 캐리어 가스로서 질소나 희가스(rare gas) 등을 채용할 수 있다.

중공부(1H) 내에 확산한 원료 미스트는, 원료 미스트 통로(7)를 통과하여, 원료 미스트 분출구(3)로부터 기판(100)의 윗면을 향하여 분출(분사)된다(원료 미스트 분출 처리로 파악할 수 있다).

또한, 원료 미스트 분출구(3)로부터 분출되는 원료 미스트의 유량은, 배관(51)으로부터 공급된 캐리어 가스의 유량을 조정함에 의해 조정할 수 있다.

또한, 산화막 성막 장치는, 불활성 가스 용기(30)를 구비하고 있다. 불활성 가스 용기(30)에는, 불활성 가스가 수납되어 있다. 여기서, 당해 불활성 가스로서는 질소 또는 희가스를 채용할 수 있다.

불활성 가스 용기(30) 내의 불활성 가스는, 소정의 유량으로 배관(53)에 출력된다. 그리고, 당해 불활성 가스는, 배관(53) 및 불활성 가스 통로(8)를 통과하여, 불활성 가스 분출구(4)로부터 분출(분사)된다. 불활성 가스 분출구(4)로부터 분출된 불활성 가스는, 원료 미스트 분출구(3) 부근에서 원료 미스트의 주위에 대해 분무되고(분출되고), 또한 원료 미스트와 함께 기판(100)의 윗면을 향한다(불활성 가스 분출 처리로 파악할 수 있다).

또한, 산화막 성막 장치는, 산화제 용기(40)을 구비하고 있다. 산화제 용기(40)에는, 원료 용액에 포함되는 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제가, 수납되어 있다.

여기서, 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제로서는, 물(水), 산소, 과산화수소, 오존, 일산화질소, 아산화질소, 및 이산화질소의 어느 하나를 채용할 수 있다. 또한, 당해 산화제는, 액체라도 기체라도 좋다.

산화제 용기(40) 내의 산화제는, 배관(54)에 출력된다. 그리고, 당해 산화제는, 배관(54) 및 산화제 통로(9)를 통과하여, 산화제 공급구(5)로부터, 미스트 분사용 노즐(1)의 공동부(6)의 상기 혼합 영역(6a)으로 적극적(즉, 대기 분위기속에 포함된 산화제 이외에, 산화제를 공급하는 것)이면서 스폿적으로 출력된다. 산화제 공급구(5)로부터 출력된 산화제는, 기판(100)의 부근인 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단의 상기 혼합 영역(6a)에서 원료 미스트와 혼합되고(공급되고), 또한 원료 미스트와 함께 기판(100)의 윗면을 향한다(산화제 공급 처리로 파악할 수 있다).

기판(100)의 윗면 부근인 상기 혼합 영역(6a)에서는, 원료 미스트와 산화제가 산화작용을 일으키고, 기판(100)의 윗면에서, 알킬 화합물의 종류에 응하여, 소정의 산화막(도전성을 갖는 산화막 또는 절연성을 갖는 산화막)이 성막된다.

여기서, 배관(54)의 도중에는, 매스 플로 컨트롤러 등의 공급 조정부(50)가 마련되어 있다. 당해 공급 조정부(50)는, 배관(54)에 흐르는 산화제의 유량을, 소망하는 일정량에 임의로 조정할 수 있다.

또한, 배관(54)에 공급 조정부(50)가 마련된 구성은, 산화제 공급구(5)로부터 공급되는 산화제가 기체인 경우에 적용된다. 예를 들면, 산화제 공급구(5)로부터 공급되는 산화제가 액체인 경우에는, 도 3에 도시하는 구성이 채용된다.

액체의 산화제를 공급하는 도 3의 구성예에서는, 용기(50) 내의 액체 산화제를 초음파 무화기(40a)에 의해, 미스트화한다. 그리고, 당해 미스트화된 산화제는, 배관(51a)으로부터 공급된 캐리어 가스를 타고 배관(54)에 출력된다. 당해 도 3의 구성에 도시하는 바와 같이, 공급된 산화제가 액체인 경우에는, 매스 플로 컨트롤러 등의 공급 조정부(50)는, 캐리어 가스의 공급 통로인 배관(51a)에 마련된다. 당해 공급 조정부(50)는, 배관(51a)에 흐르는 캐리어 가스의 유량을, 소망하는 일정량으로 임의로 조정함에 의해 배관(54)에 흐르는 미스트 상태의 산화제의 유량을, 소망하는 일정량으로, 임의로 조정하는 것이 가능해진다.

상기한 바와 같이, 공급 조정부(50)는, 원료 미스트에 공급되는 (액체 또는 기체의) 산화제의 공급량을, 소망하는 일정량으로 조정할 수 있다. 또한, 당해 산화제의 공급량은, 원료 미스트의 종류, 산화제의 종류 및 원료 미스트의 유량에 응하여 결정된다.

예를 들면, 공급 조정부(50)를 이용하여, 산화제의 공급 유량을 공급 유량(I1)으로 조정하는 경우에는, 당해 조정 후에는, 산화제 공급구(5)로부터는, 공급 유량(I1)의 산화제가 정상적으로 출력된다. 또한, 알킬 화합물의 종류에 응하여, 공급 조정부(50)를 이용하여, 산화제의 공급 유량을 공급 유량(I2)으로 조정하였다고 한다. 그러면, 당해 조정 후에는, 산화제 공급구(5)로부터는, 공급 유량(I2)의 산화제가 정상적으로 출력된다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 공동부(6)는, 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단부터 본체부(1A)의 일부를 노치함에 의해, 본체부(1A) 내부에 형성되어 있다. 그리고, 공동부(6)에 면하도록에, 본체부(1A)의 내측에서, 원료 미스트 분출구(3), 불활성 가스 분출구(4) 및 산화제 공급구(5)가 형성되어 있다. 또한, 공동부(6)의 기판(100)측에는, 용적이 넓은 혼합 영역(6a)이 마련되어 있다. 즉, 원료 미스트 분출구(3), 불활성 가스 분출구(4), 산화제 공급구(5) 및 혼합 영역(6a)은 전부, 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단의 일부를 노치하여 형성된 공동부(6)에 마련되어 있고, 이들의 부분(3, 4, 5, 6a)은, 본체부(1A)의 내측에 형성되어 있다.

이상과 같이, 본 실시의 형태에서는, 대기 중에서의 기판(100)에 대해, 알킬 화합물을 포함하는 원료 미스트를 분출시키고 있다. 또한, 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제를 기판(100)에 대해 분출된 원료 미스트에 대해, 적극적으로 스폿적으로 공급하고 있다. 여기서, 상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 원료 미스트에 대한 산화제의 공급은, 기판(100)의 윗면 부근인 공동부(6)의 상기 혼합 영역(6a)에서 실시된다.

따라서 본 실시의 형태에서는, 대기에 포함되는 수분 등 이외에, 적극적으로 또한 충분한 양의 산화제를 원료 미스트에 쬐일 수 있다. 따라서, 미스트법을 이용하여 산화막을 성막하는 경우에는, 산화막의 성막을 확실하게 성립시켜, 산화막의 성막 속도(성막 효율)를 향상시키고, 나아가서는 소망하는 성능을 갖는 산화막을 재현성 좋게 안정적으로 성막할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 본 실시의 형태에서는, 대기에 포함되는 수분 등 이외에 적극적으로 또한 충분히 산화제를 원료 미스트에 공급할 수 있다. 따라서 예를 들면 온도나 습도의 영향에 의해 대기에 포함되는 수분의 양이 변화하였다고 하여도, 당해 수분의 변화의 영향을 거의 받는 일 없이, 기판(100) 윗면에 산화막을 성막할 수 있다(즉, 대기 중에서 항상, 정상적으로 산화막의 성막을 할 수 있다).

또한, 미스트법에서, 소정량의 산화제를 적극적으로 원료 미스트에 대해 공급하는 경우(전자)와, 산화제를 적극적으로 공급하지 않고, 대기 중에 포함된 수분만을 원료 미스트와 반응시킨 경우(후자)로서, 기판에서의 산화아연 박막(투명 도전막으로서, 도전성의 특징을 갖는 산화아연 박막)의 성막을 시도하여 보었다. 여기서, 원료 미스트에 포함되는 알킬 화합물을 디에틸아연으로 하고, 산화제를 물의 미스트로 하였다. 또한, 원료 미스트의 공급량 및 성막 처리시간은 같다.

여기서, 후자에서는, 대기 분위기속에 포함되는 수분만이 산화제로 되기 때문에, 분출된 원료 미스트는, 극력 대기와 접할 필요가 있다. 따라서, 후자에서는, 원료 미스트의 분사 노즐의 하단부터 기판까지의 거리는, 수㎝ 정도 필요하다(전자에서는, 상술한 바와 같이, 미스트 분사용 노즐(1)의 하단부터 기판(100)까지의 거리는, 수㎜ 정도이다).

결과, 전자의 경우에 성막된 아연 산화막의 막두께는, 후자의 경우에 성막된 아연 산화막의 막두께의 약 5배이었다. 이것은, 성막 처리 시간, 원료 가스 등의 공급량이 같은 것을 고려하면, 전자의 경우의 쪽이 후자의 경우보다도 산화막의 성막 속도(성막 효율)가 향상하여 있음을 나타낸다.

상기 전자의 성막예에서는, 알킬 화합물로서 디에틸아연, 산화제로서 물을 사용하였다. 많은 알킬 화합물은, 그 분자 구조상 매우 산화되기 쉽고 공기 중의 수분과도 용이하게 반응한다. 따라서 디에틸아연 이외의 다른 알킬 화합물에 대해서도, 디에틸아연과 마찬가지로 적극적인 산화제 공급에 의해, 효율 좋게, 소망하는 성능을 갖는 산화막을 재현성 좋게 안정적으로 성막할 수 있다고 판단할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 발명자들은, 알킬 화합물을 원료로 하여 산화막을 성막하는 경우, 대기 분위기에 포함되는 산화제만으로는 불충분하고, 적극적으로 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제를 공급하는 것이, 성막 효율 향상, 소망하는 성능을 갖는 산화막을 안정적으로 성막한다는 관점에서, 필요한 것을 찾아내었다. 상기 전자의 성막예에서는, 산화제로서 물(수증기)을 채용하고 있지만, 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제라면, 산소, 과산화수소, 오존, 일산화질소, 아산화질소, 및 이산화질소 등도 채용할 수 있다. 여기서, 당해 산화제는 액체라도 기체라도 좋다.

또한, 전자의 경우에서 성막된 아연 산화막의 시트 저항은, 후자의 경우에서 성막된 아연 산화막의 시트 저항의 약 1/250 이었다. 이것은, 전자의 경우의 쪽이 후자의 경우보다도 산화막의 저항이 저하되어 있는 것을 나타낸다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 산화제 공급구(5)는, 원료 미스트 분출구(3) 부근이 아니고, 기판(100)에 보다 가까운 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단 부근에, 형성되어 있다. 당해 구성에 의해, 원료 미스트와 산화제와의 혼합에 의한 반응을, 원료 미스트 분출구(3) 부근이 아니라, 기판(100) 부근에서 일으킬 수 있다. 따라서, 원료 미스트 분출구(3)에서, 원료 미스트와 산화제와의 반응에 의해 생성된 반응물의 부착을 억제할 수 있고, 결과로서, 원료 미스트 분출구(3)의 눈막힘를 억제할 수 있다.

또한, 기판(100)에 대한 산화막의 성막 효율의 관점에서도, 산화제 공급구(5)는, 원료 미스트 분출구(3) 부근이 아니고, 기판(100)에 보다 가까운 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단 부근에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 공동부(6)의 혼합 영역(6a)은, 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단에 걸쳐서 쥠부채의 단면 형상을 갖고 있고, 비교적 큰 용적이, 본체부(1A)의 하방 단측에 형성되어 있다. 따라서 원료 미스트와 산화제와의 반응은, 당해 비교적인 큰 용적을 갖는 혼합 영역(6a)에서 발생하고, 당해 혼합 영역(6a)에서의 반응물의 부착에 의한 눈막힘 등의 악영향은 발생하지 않는다.

또한, 도 2의 구성에서, 불활성 가스 분출 처리에 기여하는 구성(30, 53, 8, 4)을 생략하는 것도 가능하다. 그러나, 상술한 바와 같이, 원료 미스트 분출구(3)의 부근에 불활성 가스 분출구(4)를 마련하고, 분출된 원료 미스트의 주변에 대해 불활성 가스를 취부하는 것이 가능한 구성(30, 53, 8, 4)을 마련하는 것이 바람직하다.

당해 불활성 가스 분출 처리를 가능하게 하는 구성(30, 53, 8, 4)을 마련함에 의해, 원료 미스트 분출구(3)로부터 분출된 원료 미스트가, 산화제 공급구(5)로부터 출력된 산화제 이외의, 주변 분위기의 반응에 기여하는 물질(대기 중의 수분)과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 원료 미스트 분출구(3)에서, 원료 미스트와 주변 분위기의 반응에 기여하는 물질과의 반응을 방지할 수 있다. 결과로서, 원료 미스트 분출구(3)의 반응 생성물의 부착을 방지할 수 있고 원료 미스트 분출구(3)의 눈막힘은 발생하지 않는다.

원료 미스트 분출구(3)에서의 반응 생성물 부착 방지의 관점에서, 불활성 가스 공급구(4)는, 기판(100)에 보다 가까운 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단 부근이 아니고, 원료 미스트 분출구(3) 부근에 형성되어 있다.

또한, 불활성 가스 분출구(4)로부터 분출된 불활성 가스가, 원료 미스트에 대해서도 취부하는 것이 가능하도록, 당해 불활성 가스 분출구(4)의 개구면을, 분출된 원료 미스트(원료 미스트 분출구(3)의 주변을 포함한다)의 방향을 향하도록 구성하여도 좋다.

또한, 불활성 가스 분출 처리에 기여하는 구성(30, 53, 8, 4)을 생략하는 구성을 채용하는 경우에는, 원료 미스트 분출구(3)를 기판(100)에 보다 가까운 미스트 분사용 노즐(1)의 하방 단 부근에서, 산화제 공급구(5) 부근에 마련하는 것이 바람직하다. 원료 미스트 분출구(3)를 기판(100)에 보다 가까운 위치에 배치함에 의해, 원료 미스트 분출구(3)에서의 반응 생성물의 부착을 억제하는 것이 가능해진다.

여기서, 불활성 가스 분출 처리에 기여하는 구성(30, 53, 8, 4)을 생략한 구성을 채용하는 경우에 있어서, 원료 미스트 분출구(3)가, 산화제 공급구(5)와 같은 Z축방향의 같은 높이 위치나, 또는, 산화제 공급구(5)보다도 Z방향으로 높은(도 2에서 Z방향의 위의) 위치에 마련되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 초음파 무화기를 사용하여, 원료 용액으로부터 원료 미스트를 생성하고 있다.

초음파 무화기에 의해 원료 용액을 무화함에 의해, 미스트의 액적의 크기를 작게 설정할 수 있고, 분출된 원료 미스트의 기판에 이르는 침강 속도를 충분히 느리게 할 수 있다. 또한, 미스트의 액적의 크기가 작기 때문에, 기판에서의 산화막 반응이 신속하게 발생한다. 또한, 원료 용액을 무화할 때에는 불활성 가스를 이용하지 않는다. 따라서, 원료 미스트의 분출 속도를 캐리어 가스의 유량을 변경하는 것만으로, 조정할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 캐리어 가스(불활성 가스)는 원료 미스트 생성에는 기여하지 않기 때문에, 미스트법을 채용한 본 실시의 형태에서는, 다량의 불활성 가스의 공급은 불필요하게 되고, 액적이 기판상에 비산하는 것이나, 액적이 미반응인 채로 기판상에 잔류하는 것 등의 문제도 발생하지 않는다.

도 2의 구성과는 달리, 원료 미스트 분출구(3), 산화제 공급구(5) 및 불활성 가스 분출구(4) 중의 어느 하나 또는 각각을, 미스트 분사용 노즐(1)과는 별도 구성이 되는 노즐에 배설하여도 좋다. 그러나, 도 2에 도시한 바와 같이, 원료 미스트 분출구(3), 산화제 공급구(5) 및 불활성 가스 분출구(4)가 전부, 동일한 미스트 분사용 노즐(1)에 마련됨에 의해, 산화막 성막 장치의 구성의 간략화를 도모할 수 있다.

그런데, 대기 분위기중에 포함된 수분 이외에, 적극적으로 산화제를 공급하는 것이, 상기 발명의 효과로부터 필요한 것을 발명자들은 찾아내었다. 그러나, 산화제의 공급량이 항상, 많으면 많을수록 좋다고는 한하지 않는다. 즉, 원료 용액을 구성하는 알킬 화합물의 종류에 응하여, 성막 효율 및 성막되는 산화막의 품질의 관점에서 산화제의 공급량이 결정되는 일이 있다.

그래서, 본 실시의 형태에서는, 도 2(산화제가 기체인 경우) 및 도 3(산화제가 액체인 경우)에 도시하는 바와 같이, 산화제의 공급량을 조정하는 것이 가능한 공급 조정부(50)가, 마련되어 있다. 당해 공급 조정부(50)의 배설에 의해, 항상 알킬 화합물의 종류에 응하여 적정량의 산화제를 공동부(6)의 혼합 영역(6a)에 공급할 수 있고, 성막 효율의 향상 및 양질의 산화막의 성막이 항상 가능해진다.

또한, 상술한 바와 같이, 산화제는 액체라도 기체라도 좋다. 예를 들면, 원료 미스트와 산화제와의 반응에 의해, 결로(結露) 등이 발생하는 케이스에서는 산화제는 액체보다도 기체의 쪽이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 미스트 분사용 노즐(1)을 이용하여, 기판에 대해 원료 미스트를 분출한 노즐 방식을, 채용하고 있다. 당해 노즐 방식은, 대면적의 기판에 대해 균일한 막을 성막하는데 적합하다.

본 발명은 상세히 설명되었지만, 상기한 설명은, 모든 국면에서, 예시이고, 본 발명이 그것으로 한정되는 것이 아니다. 예시되지 않은 무수한 변형예가, 본 발명의 범위로부터 벗어나는 일 없이 상정될 수 있는 것으로 해석된다.

1 : 미스트 분사용 노즐
1A : 본체부
1H : 중공부
2 : 원료 미스트 공급구
3 : 원료 미스트 분출구
4 : 불활성 가스 분출구
5 : 산화제 공급구
6 : 공동부
6a : 혼합 영역
7 : 원료 미스트 통로
8 : 불활성 가스 통로
9 : 산화제 통로
10 : 원료 미스트 공급 통로
20 : 원료 미스트 발생 용기
25, 40a : 초음파 무화기
30 : 불활성 가스 용기
40 : 산화제 용기
50 : 공급 조정부
51, 51a, 52, 53, 54 : 배관
100 : 기판

Claims

기판(100)상에 산화막을 성막하는 산화막 성막 방법으로서,
(A) 대기 중에서, 상기 기판에 대해, 알킬 화합물을 포함하는 원료 용액을 미스트 상태로 하여 분출시키는 원료 미스트 분출 처리와,
(B) 상기 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제를 상기 원료 미스트 분출 처리에 의해 상기 기판에 대해 분출된 상기 미스트 상태의 원료 용액에 대해, 공급하는 산화제 공급 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 산화막 성막 방법.
제 1항에 있어서,
(C) 분출된 미스트 상태의 상기 원료 용액의 주변에 대해, 불활성 가스를 분출한 불활성 가스 분출 처리를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 산화막 성막 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 (A)는,
초음파 무화 처리에 의해, 상기 원료 용액을 미스트 상태로 하는 미스트 생성 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화막 성막 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 알킬 화합물은,
디에틸아연, 디메틸아연, 디메틸마그네슘, 디에틸마그네슘, 비스시클로펜타디엔일마그네슘, 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리메틸갈륨, 트리에틸갈륨, 트리메틸인듐, 트리에틸인듐, 테트라메틸실란, 테트라에틸실란, 트리메틸실란, 트리에틸실란, 디메틸실란 및 디에틸실란 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 산화막 성막 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 산화제는,
물, 산소, 과산화수소, 오존, 일산화질소, 아산화질소 및 이산화질소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 산화막 성막 방법.
제 2항에 있어서,
상기 불활성 가스는,
질소 및 희가스(rare gas) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 산화막 성막 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 (B)는,
소망량으로 조정된 상기 산화제를 공급하는 상기 산화제 공급 처리인 것을 특징으로 하는 산화막 성막 방법.
기판(100)상에 산화막을 성막하는 산화막 성막 장치로서,
대기 중에 배치된 상기 기판에 대해, 알킬 화합물을 포함하는 원료 용액을 미스트 상태로 하여 분출하는, 원료 미스트 분출구(3)와,
상기 알킬 화합물에 대해 산화작용을 갖는 산화제를 상기 원료 미스트 분출구로부터 상기 기판을 향하여 분출된 미스트 상태의 상기 원료 용액에 대해, 공급하는 산화제 공급구(5)를 구비하는 것을 특징으로 하는 산화막 성막 장치.
제 8항에 있어서,
상기 미스트 분출구에 인접하여 배치되는, 불활성 가스를 분출하는 불활성 가스 분출구(4)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 산화막 성막 장치.
제 8항 또는 제 9항에 있어서,
상기 원료 용액을 미스트 상태로 하는 초음파 무화기(25)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 산화막 성막 장치.
제 9항에 있어서,
상기 원료 미스트 분출구, 상기 산화제 공급구 및 상기 불활성 가스 분출구는,
동일한 노즐(1)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 산화막 성막 장치.
제 8항 또는 제 9항에 있어서,
상기 알킬 화합물은,
디에틸아연, 디메틸아연, 디메틸마그네슘, 디에틸마그네슘, 비스시클로펜타디엔일마그네슘, 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리메틸갈륨, 트리에틸갈륨, 트리메틸인듐, 트리에틸인듐, 테트라메틸실란, 테트라에틸실란, 트리메틸실란, 트리에틸실란, 디메틸실란 및 디에틸실란 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 산화막 성막 장치.
제 8항 또는 제 9항에 있어서,
상기 산화제는,
물, 산소, 과산화수소, 오존, 일산화질소, 아산화질소 및 이산화질소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 산화막 성막 장치.
제 9항에 있어서,
상기 불활성 가스는,
질소 및 희가스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 산화막 성막 장치.
제 8항 또는 제 9항에 있어서,
상기 산화제의 공급량을 조정하는 공급 조정부(50)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 산화막 성막 장치.