WO2016190004A1 - 原子層成長装置 - Google Patents

原子層成長装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016190004A1
WO2016190004A1 PCT/JP2016/062399 JP2016062399W WO2016190004A1 WO 2016190004 A1 WO2016190004 A1 WO 2016190004A1 JP 2016062399 W JP2016062399 W JP 2016062399W WO 2016190004 A1 WO2016190004 A1 WO 2016190004A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas supply
injector
supply path
atomic layer
reaction gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/062399
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
竜弥 松本
圭亮 鷲尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Steel Works Ltd filed Critical Japan Steel Works Ltd
Priority to US15/575,357 priority Critical patent/US10508338B2/en
Priority to CN201680030039.5A priority patent/CN107614751B/zh
Publication of WO2016190004A1 publication Critical patent/WO2016190004A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/308—Oxynitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
    • C23C16/45504—Laminar flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C23C16/45542—Plasma being used non-continuously during the ALD reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices

Definitions

  • the present invention relates to an atomic layer growth apparatus for forming a thin film on a substrate.
  • Atomic layer growth is known as a technique for uniformly forming a thin film by alternately supplying the gas of the elements that make up the thin film to be formed onto the substrate and forming the thin film in atomic layers on the substrate. ing.
  • the atomic layer growth method is superior in step coverage and film thickness controllability as compared with a general CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the thin film also adheres to the inner surface of the film formation container.
  • the thickness of the thin film adhering to the inner surface of the film formation container is increased, the deposited thin film is peeled off, and a part thereof becomes particles, which causes the quality of the thin film formed on the substrate to deteriorate. Therefore, it is preferable to periodically remove the thin film adhering to the inner surface of the film formation container.
  • a method for cleaning the deposition container there are a wet etching method and a gas etching method.
  • a wet etching method for example, a thin film attached to the inner surface of the film formation container is removed using a liquid such as hydrofluoric acid.
  • the gas etching method the thin film adhering to the inner surface of the film forming container is removed by supplying an etching gas into the film forming container.
  • an apparatus that uses a deposition plate in CVD film formation or sputter film formation (see Patent Document 1), or a deposit deposited on the inner wall of the chamber by covering the deposit deposited on the inner wall of the chamber with an amorphous film.
  • Patent Document 2 A vapor phase growth apparatus that suppresses the generation of gas from an object is known (see Patent Document 2). Furthermore, an apparatus for avoiding film formation on an injector insertion port to which an injector is attached has been proposed by purging nitrogen gas into a space generated in a gap between an injector for supplying gas and a film forming apparatus (Patent Document 3). reference)
  • the thickness of the deposit deposited on the inner wall of the chamber and the amorphous film covering the deposit has reached a predetermined thickness or more.
  • the wet etching method since the film formation container is opened, as the film formation container becomes larger, the labor of opening work increases. Therefore, when the gas etching method can be used, it is preferable to use the gas etching method. .
  • the present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object thereof is to provide an atomic layer growth apparatus having excellent maintainability.
  • the first present invention is A deposition container; An injector attachable to the opening of the film-forming container; An injector deposition material that can be inserted and attached to the opening so as to be positioned inside the film formation container from the injector;
  • An injector raw material gas supply path for supplying a raw material gas which is a raw material for the thin film, an injector raw material gas supply port provided in the injector raw material gas supply path and from which the raw material gas flows;
  • An injector reaction gas supply path that supplies a reaction gas that reacts with the source gas to form the thin film; an injector reaction gas supply port that is provided in the injector reaction gas supply path and through which the reaction gas flows;
  • An anti-adhesive for supplying a raw material gas which is a raw material for the thin film, an injector raw material gas
  • the said protective material inert gas supply path is provided in the clearance gap between the outer peripheral side of the said injector protective material, and the inner peripheral side of the said opening part so that the said inert gas may flow. .
  • the injector and the injector deposition preventing material include the injector material gas supply path and the deposition material gas through the injector material gas supply port. At least the raw material between members that communicate with the supply path and between members that communicate the injector reaction gas supply path and the deposition material reactive gas supply path via the injector reaction gas supply port A sealing material is arranged at a position that partitions the gas and the reaction gas.
  • the tip of the injector and the front end of the injector deposition material are in contact with each other, and the injector deposition material is attached to the film forming container.
  • the sealing material is pressed by the above.
  • the atomic layer growth apparatus of the fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the present invention, the sealing material is an O-ring.
  • An atomic layer growth apparatus is characterized in that, in the present invention, an O-ring groove in which a part of a cross-sectional shape of the O-ring is accommodated is formed in the injector adhesion preventing material. .
  • the atomic layer growth apparatus of the sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the present invention, a sealing material is disposed on a contact surface between the film formation container and the injector.
  • the protective material inert gas supply path is formed by a space between an outer surface of the injector protective material and an inner side of the inner wall of the opening.
  • the injector adhesion-preventing material has a flange having a size exceeding the opening on the film formation container side, and the flange includes the opening. There is a gap between the inner wall of the film forming container adjacent to the protective film, and the protective material inert gas supply port is provided in the gap.
  • a ninth aspect of the atomic layer growth apparatus of the present invention is characterized in that, in the present invention, the size of the gap is 10 mm or less.
  • An atomic layer growth apparatus is characterized in that, in the present invention, the flange is attached to the film formation container by an attachment member capable of adjusting the gap.
  • An atomic layer growth apparatus is the atomic layer growth apparatus according to the present invention, wherein the opening is formed in a cylindrical hole shape, and the injector source gas supply path and the injector reaction gas supply at least on the film formation container side of the injector.
  • the adhesion material raw material gas supply path and the adhesion material reactive gas supply path of the injector adhesion material are formed along the axial direction of the opening.
  • the atomic layer growth apparatus is characterized in that, in the present invention, a purge gas supply path for purging the source gas and the reaction gas is provided.
  • the purge gas supply path for purging the source gas serves as both the injector source gas supply path and the deposition material source gas supply path
  • the purge gas supply path for purging the reaction gas serves as both an injector reaction gas supply path and a deposition material reaction gas supply path.
  • the atomic layer growth apparatus wherein the deposition material inert gas supply path is formed as an annular flow path at least at the film forming container side end.
  • the supply path is characterized in that it has a plurality of straight flow paths directed toward the film forming container and communicates with the annular flow path.
  • the deposition material source gas supply port and the deposition material reaction gas supply port are located closer to the injector than the inner end face of the deposition chamber of the deposition material. It is located.
  • the present invention it is possible to easily remove the injector deposition material from the film forming chamber side, and it is possible to suppress film deposition in the vicinity of the injector and the injector deposition material.
  • the frequency of cleaning the injector insertion port to be attached can be reduced, and maintenance workability can be improved.
  • FIG. 2A is an enlarged view of the injector and the injector adhesion-preventing material shown in FIG. 1, and FIG. 2B is an exploded view.
  • FIG. 3A is the injector shown in FIG. 1 and FIG. 3B is an end view of the injector adhesion-preventing material.
  • FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 5C, and FIG. 5D are also diagrams showing a process of forming a thin film on a substrate.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an atomic layer growth apparatus of the present embodiment.
  • the atomic layer growth apparatus 10 of the present embodiment alternately supplies a source gas and a reactive gas, and forms a thin film on the substrate 13 in units of atomic layers. At that time, the substrate 13 can be heated to increase the reaction activity.
  • TMA Tri-Methyl Aluminum
  • plasma can be generated at this time in order to increase the reaction activity.
  • parallel plate electrodes are used for generating plasma, but the present invention is not limited to this method.
  • the film formation container 11 includes an injector 20, an injector deposition material 30 positioned inside the film formation container 11 from the injector 20, an exhaust unit 40, a stage 14 having a heater 14 ⁇ / b> A, an upper electrode 12, and a high-frequency power source 15. And comprising.
  • the temperature of the substrate 13 can be adjusted by the heater 14A. For example, in the case of plasma ALD, the substrate 13 can be heated to 50 to 200.degree.
  • the upper electrode 12 is provided so as to be positioned above the substrate 13 installed on the stage 14, and is connected to the high frequency power supply 15. Plasma is generated between the upper electrode 12 and the stage 14 by the high-frequency power supply 15 supplying a high-frequency current having a predetermined frequency.
  • the injector 20 and the injector adhesion preventing material 30 will be described.
  • the injector 20 and the injector adhesion preventing material 30 are attached to the cylindrical opening 11 ⁇ / b> A of the film forming container 11, and supply the source gas and the reaction gas from the film forming container 11 into the film forming container 11.
  • 2A and 2B are enlarged views of the injector 20 and the injector deposition preventing material 30 when viewed from the side of the film forming chamber parallel to the gas flow direction.
  • An opening 11 ⁇ / b> A is formed so that the gas flow of the injector 20 and the injector adhesion preventing material 30 is parallel to the surface of the substrate 13.
  • the atomic layer growth apparatus of this embodiment is a laminar flow type apparatus.
  • the atomic layer growth apparatus is not limited to the laminar flow type.
  • the injector 20 includes a source gas supply path 22 and a reaction gas supply path 23.
  • the source gas supply path 22 corresponds to the injector source gas supply path of the present invention
  • the reaction gas supply path 23 corresponds to the injector reaction gas supply path of the present invention.
  • a raw material gas supply port 22 ⁇ / b> A is formed on the distal end side of the raw material gas supply path 22, and a reactive gas supply port 23 ⁇ / b> A is formed on the distal end side of the reactive gas supply path 23.
  • the source gas supply port 22A corresponds to the injector source gas supply port of the present invention
  • the reaction gas supply port 23A corresponds to the injector reaction gas supply port of the present invention.
  • the source gas supply path 22 also serves as a supply path for purging the source gas
  • the reaction gas supply path 23 also serves as a supply path for purging the reaction gas.
  • the source gas supply path 22 opens to the outer peripheral surface of the injector 20 and, as shown in FIGS. 2A and 2B, changes its direction in front of the axial center and extends straight toward the film forming container 11 along the axial direction. It has a shape.
  • the reaction gas supply path 23 opens to the outer peripheral surface on the other side of the injector 20, and as shown in FIGS. 2A and 2B, changes its direction in front of the axial center and linearly reaches the film forming container 11 side along the axial direction. It has a square hole shape that extends.
  • the raw material gas supply path 22 and the raw material gas supply port 22A, and the reactive gas supply path 23 and the reactive gas supply port 23A are partitioned by a wall portion located between them.
  • inert gas supply paths 24 are opened at equal angular intervals on the outer peripheral surface of the injector 20 at positions closer to the film forming container 11 than the openings of the source gas supply path 22 and the reaction gas supply path 23. is doing.
  • Each of the inert gas supply paths 24 extends toward the center of the axis and changes its direction on the outer side to reach the raw material gas supply path 22 and the reaction gas supply path 23, and above, below, and on both sides of these gas supply paths.
  • the film extends straight toward the film forming container 11 along the axial direction.
  • An inert gas supply port 24 ⁇ / b> A is formed in each inert gas supply path 24 on the tip side of the injector 20.
  • the inert gas supply path 24 preferably has one or more locations in the injector 20.
  • the injector 20 For example, in the case of a rectangular parallelepiped shape with an injector width and height aspect ratio of 10: 1, at least two source gas supply paths are provided on the upper surface of the injector 20 and the lower surface of the injector 20, and as described later on the injector deposition material 30 side.
  • a shower head structure is preferable. The shower structure makes it possible to supply gas more uniformly into the film formation container 11.
  • the inert gas supply path 24 and the inert gas supply port 24A are formed of a wall portion positioned between the source gas supply path 22 and the source gas supply port 22A, and the reaction gas supply path 23 and the reaction gas supply port 23A. It is divided by.
  • the inert gas supply path 24 corresponds to the injector inert gas supply path of the present invention
  • the inert gas supply port 24A corresponds to the injector inert gas supply port of the present invention.
  • the injector adhesion-preventing material 30 has a cylindrical shape having a gap with the inner peripheral surface of the opening 11A on the outer peripheral side when inserted into the opening 11A, and the tip thereof is attached to the tip of the injector 20.
  • the injector deposition preventing material 30 has a source gas supply path 32 communicating with the source gas supply port 22A, and a source gas supply port 32A is formed at the end of the source gas supply path 32 on the side of the film forming container. Yes.
  • the injector adhesion-preventing material 30 has a reaction gas supply path 33 that communicates with the reaction gas supply port 23A, and a reaction gas supply port 33A is formed at the end of the reaction gas supply path 33 on the side of the film forming container. Has been.
  • the source gas supply path 32 and the source gas supply port 32A, and the reaction gas supply path 33 and the reaction gas supply port 33A are partitioned by a wall portion located between them.
  • the source gas supply path 32 corresponds to the deposition material gas supply path of the present invention
  • the source gas supply port 32A corresponds to the deposition material gas supply port of the present invention
  • the reaction gas supply path 33 corresponds to the deposition material reaction gas supply path of the present invention
  • the reaction gas supply port 33A corresponds to the deposition material reaction gas supply port of the present invention.
  • the position of the wall portion between the source gas supply path 32 and the reaction gas supply path 33 is located closer to the injector side than the tip of the injector deposition material 30 on the film formation container side.
  • the source gas supply port 32A and the reaction gas supply port 33A are located on the injector side.
  • a wall portion between the raw material gas supply path 32 and the reaction gas supply path 33 for the adhesion preventing material is necessary. This is because a film is deposited at a portion of the wall portion close to the film forming position. When there is no wall portion, a film is attached to the injector of the source gas supply port 22A and the reaction gas supply port 23A, and maintenance of the injector 20 is performed. Necessary.
  • the wall horizontal length is preferably 0 to 50 mm, more preferably 30 mm.
  • the gap between the injector adhesion preventing material 30 and the opening 11A is annular as described above, and constitutes an inert gas supply path 34.
  • An inert gas supply port 24A of the injector 20 communicates with the inert gas supply path 34 to form a shower head structure.
  • the inert gas supply path 34 corresponds to the deposition material inert gas supply path of the present invention. In the case of providing the annular flow path only on the film forming container 11 side in the injector adhesion preventing material 30, it is desirable to provide one or more places on the injector side as in the case of the inert gas supply path 24.
  • a flange 30A exceeding the size of the opening 11A is provided at the end of the injector deposition material 30 on the inside of the film forming container 11, and the flange 30A has a gap with the inner surface of the film forming container 11. Attached to.
  • This gap is desirably 10 mm or less.
  • the lower limit of the gap is not particularly limited as long as the inert gas can be flowed out. Even when the members are brought into contact with each other, gas outflow can be obtained by the gap between the rough surfaces.
  • This rough surface shape secures an inert gas supply path 34 through which gas flows.
  • the gap has at least 0.001 mm or more. In this respect, the lower limit of the gap can be exemplified by 0.001 mm.
  • the above-described inert gas supply path 34 has this gap as a part of the configuration, and an inert gas supply port 34A is formed at the outer peripheral end of the gap.
  • the inert gas supply port 34A corresponds to the deposition material inert gas supply port of the present invention.
  • the source gas supply path 32 and the source gas supply port 32A, the reaction gas supply path 33 and the reaction gas supply port 33A are separated from the inert gas supply path 34 and the inert gas supply port 34A by a wall portion located between them. It is partitioned.
  • the source gas supply path 32 also serves as a supply path for purging the source gas
  • the reaction gas supply path 33 also serves as a supply path for purging the reaction gas.
  • the injector 20 and the injector adhesion preventing material 30 include a communicating portion between the inert gas supply path 24 and the inert gas supply path 34 via the inert gas supply port 24A, and a raw material gas supply path via the raw material gas supply port 22A. 22 and the source gas supply path 32, and the communication gas supply path 23 and the reaction gas supply path 33 through the reaction gas supply port 23 ⁇ / b> A are connected to each other.
  • the injector 20 has a cylindrical shape larger than the opening 11A, and the tip of the injector 20 is in contact with the outer wall of the film forming container 11 outside the opening 11A, and an O-ring 35A is disposed as a sealing material therebetween. It is attached to the film forming apparatus 11 with a fixture (not shown).
  • screw holes are formed on the inner surface of the flange 30A of the injector adhesion preventing material 30 and the inner wall surface in the vicinity of the opening 11A, and a screw 38 is disposed between them to secure a gap between the inner surfaces.
  • the injector adhesion preventing material 30 is fixed to the film forming container 11.
  • the distance between the flange 30A of the injector adhesion preventing material 30 and the inner wall of the film forming container 11 in the vicinity of the opening 11A is, for example, 0.1 mm.
  • the distance can be adjusted, for example, by using a shim in the screw portion, and may be fixed as it is without using the shim.
  • the injector 20 and the injector adhesion preventing material 30 are on the inner diameter side of the inert gas supply passages 24 and 34 in the abutting surfaces, and the raw material gas supply passages 22 and 32 and the reaction gas supply passages 23 and 33.
  • an O-ring 35B is disposed as a sealing material.
  • an O-ring groove 36 that accommodates a part of the cross-sectional shape of the O-ring 35B is formed in an annular shape in accordance with the arrangement position of the O-ring 35B.
  • the raw material gas supply paths 22 and 32 are surrounded so as to be located on the inner diameter side of the arrangement position of the O-ring 35B and at the abutting surface between the raw gas supply paths 22 and 32 and the reaction gas supply paths 23 and 33.
  • An O-ring 35C is disposed at the position.
  • an O-ring groove 37 that accommodates a part of the cross-sectional shape of the O-ring 35C is formed in an annular shape in accordance with the arrangement position of the O-ring 35C.
  • the injector protection material 30 When the injector protection material 30 is attached to the film forming apparatus 11 with the screw 38, the injector protection material 30 is pressed against the injector 20 side, thereby pressing each O-ring to improve the sealing performance. .
  • Each O-ring ensures a compartment for each supply path and each supply port.
  • the reason why the O-ring grooves 36 and 37 are provided in the injector adhesion preventing material 30 is to simultaneously draw out and replace the O-rings 35B and 35C when the injector adhesion preventing material 30 is pulled out from the inside of the film forming container 11 during maintenance. .
  • the O-ring groove is provided in the injector 20, it is necessary to disconnect the injector 20 from the film forming container 11 during maintenance, and the maintainability is deteriorated.
  • the source gas supplied to the source gas supply path 22 is supplied into the film forming container 11 through the source gas supply port 22A, the source gas supply path 32, and the source gas supply port 32A.
  • the reactive gas supplied from the reactive gas supply path 23 is supplied into the film forming container 11 through the reactive gas supply port 23A, the reactive gas supply path 33, and the reactive gas supply port 33A.
  • the inert gas supplied from the inert gas supply path 24 is supplied into the film forming container 11 through the inert gas supply port 24A, the inert gas supply path 34, and the inert gas supply port 34A.
  • the source gas, reaction gas, purge gas, and inert gas supplied into the film forming container 11 are discharged from the exhaust unit 40.
  • the injector anti-adhesive material 30 since the position where the raw material gas and the reactive gas are mixed is in the injector anti-adhesive material 30, it is possible to prevent the raw material gas and the reactive gas from reacting and depositing in the injector 20. .
  • the O-ring 35B makes it possible to reliably partition the opening 11A for introducing the injector adhesion material 30 and the injector adhesion material 30, and supply the raw material gas and the inert gas supply port 24A and the inert gas supply port 34A to each other. It is possible to suppress the amount of reaction gas leaking.
  • the opening 11A for introducing the injector adhesion material 30 and the injector adhesion material 30 can be surely partitioned by the O-ring 35C, and the raw material from the material gas supply path 22 to the reaction gas supply paths 23 and 33 can be separated.
  • the ingress of gas and the ingress of reaction gas from the reaction gas supply path 23 to the source gas supply paths 22 and 32 can be suppressed.
  • the diffusion and entry of the source gas and the reaction gas from the inside of the film formation container 11 can be suppressed by supplying the inert gas from the inert gas supply paths 24 and 34 to the inert gas supply ports 24A and 34A.
  • the inert gas is, for example, nitrogen or argon.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the atomic layer deposition method of this embodiment.
  • 5A to 5D are diagrams showing a process of forming a thin film on the substrate S.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the atomic layer deposition method of this embodiment.
  • 5A to 5D are diagrams showing a process of forming a thin film on the substrate S.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the atomic layer deposition method of this embodiment.
  • 5A to 5D are diagrams showing a process of forming a thin film on the substrate S.
  • the source gas supply unit supplies source gas into the film formation container 11 (step s1). Specifically, the source gas is supplied to the source gas supply path 22 (step s1). The source gas is supplied into the film forming container 11 through the source gas supply path 22, the source gas supply port 22A, the source gas supply path 32, and the source gas supply port 32A. The source gas is supplied into the film forming container 11 for 0.1 seconds, for example. As shown in FIG. 5A, in step s1, the source gas 110 is supplied to the inside of the film forming container 11, and the source gas 110 is adsorbed on the substrate S, so that the adsorption layer 102 is formed.
  • step s 1 an inert gas is supplied to the inner surface of the injector 20 and the outer surface of the injector deposition preventive material 30. Specifically, an inert gas is supplied to the inert gas supply path 24. The inert gas is supplied to the film forming container 11 through the inert gas supply path 24, the inert gas supply port 24A, the inert gas supply path 34, and the inert gas supply port 34A. In the present embodiment, the inert gas is always supplied through the inert gas supply path 24 and the like including not only step s1 but also steps s2 to s4 described later.
  • step s1 when the source gas is supplied into the film forming container 11 through the source gas supply path 22 and the like, the gap between the film forming container 11 and the injector 20, the film forming container 11 and the injector deposition material 30, It is possible to suppress the raw material gas from entering the gap.
  • a purge gas may be supplied from the reaction gas supply path 23. The source gas flows into the reaction gas supply port 33A due to diffusion, and deposition on the reaction gas supply port 23A can be suppressed.
  • the supply of the source gas is stopped, and the purge gas is supplied to the source gas supply path 22 (step s2).
  • the purge gas is supplied into the film forming container 11 through the source gas supply path 22, the source gas supply port 22A, the source gas supply path 32, and the source gas supply port 32A.
  • the source gas is discharged from the exhaust unit 40 to the outside of the film forming container 11.
  • the purge gas is supplied into the film forming container 11 for 0.1 seconds, for example.
  • the exhaust unit 40 exhausts the source gas 110 and the purge gas 112 inside the film formation container 11.
  • the exhaust unit 40 exhausts the source gas 110 and the purge gas 112 inside the film formation container 11 for 2 seconds, for example.
  • the purge gas 112 is supplied to the inside of the film forming container 11 and the source gas 110 not adsorbed on the substrate S is purged from the film forming container 11 in step s2.
  • a reactive gas is supplied into the film formation container 11 (step s3). Specifically, the reactive gas is supplied to the reactive gas supply path 23 (step s3). The reaction gas is supplied into the film formation container 11 through the reaction gas supply path 23, the reaction gas supply port 23A, the reaction gas supply path 33, and the reaction gas supply port 33A. The reaction gas is supplied into the film formation container 11 for 1 second, for example. As shown in FIG. 5C, the reaction gas 114 is supplied into the film formation container 11 in step s3.
  • step s3 the inert gas is supplied to the inner surface of the injector 20 and the outer surface of the injector deposition preventing material 30 through the inert gas supply path 24 and the like. Therefore, in step s 3, when the reaction gas is supplied into the film formation container 11 through the reaction gas supply path 23 or the like, the gap between the film formation container 11 and the injector 20, the film formation container 11 and the injector deposition material 30, and the like. It is possible to suppress the reaction gas from entering the gap.
  • a purge gas may be supplied from the source gas supply path 22. It becomes possible for the reaction gas to flow into the raw material gas supply port 32A due to diffusion, and to suppress film deposition on the raw material gas supply port 22A.
  • step s4 the supply of the reaction gas is stopped, and the purge gas is supplied to the reaction gas supply path 23 (step s4).
  • the purge gas is supplied into the film formation container 11 through the reaction gas supply path 23, the reaction gas supply port 23A, the reaction gas supply path 33, and the reaction gas supply port 33A.
  • the purge gas is discharged from the exhaust unit 40 to the outside of the film formation container 11.
  • the purge gas is supplied into the film forming container 11 for 0.1 seconds, for example.
  • the exhaust unit 40 exhausts the reaction gas 114 and the purge gas 112 inside the film formation container 11. As shown in FIG. 5D, in step s 4, the purge gas 112 is supplied into the film formation container 11 and the reaction gas 114 is purged from the film formation container 11.
  • the thin film layer 104 for one atomic layer is formed on the substrate S by the steps s1 to s4 described above. Thereafter, the thin film layer 104 having a desired film thickness can be formed by repeating steps s1 to s4 a predetermined number of times.
  • the source gas and the reaction gas are in the gap between the film forming container 11 and the injector 20. Intrusion can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the thin film from adhering to the gap between the film forming container 11 and the injector 20.
  • an alumina film formed using TMA as a source gas and O 3 as a reaction gas can be subjected to gas etching using BCl 3 gas.
  • gas-etch the alumina film with BCl 3 gas it is necessary to heat it to a high temperature of about 500 ° C., for example.
  • the inner wall of the film forming container 11 located in the vicinity of the heater 14A can be heated to a high temperature of about 500 ° C. by the heater 14A. Therefore, the thin film adhering to the inner wall of the film forming container 11 located near the heater 14A can be removed by gas etching.
  • An AlON thin film was formed on a 370 mm ⁇ 470 mm G2 glass substrate using the film forming container 11 of the first embodiment.
  • TMA trimethylaluminum
  • Al source oxygen plasma and nitrogen plasma were used as the reaction gas.
  • the film formation was performed in the sequence shown in FIG.
  • the inert gas was supplied at a flow rate of 200 sccm (80 ° C.) and was always supplied during the film forming sequence. After film formation of 20 ⁇ m, the film thickness of all portions of the injector deposition material 30 and the injector 20 corresponding to the inert gas supply ports 24A and 34A was visually observed. No interference film was observed, and it was confirmed that the amount deposited was 50 nm or less.
  • the maintenance of the gas supply port is only the injector adhesion material 30 and the screw 38, and the injector 20 and the opening 11A can be made maintenance-free.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

成膜容器開口部に取り付けるインジェクタと、開口部に挿入して取り付けるインジェクタ防着材を備え、インジェクタに、インジェクタ原料ガス供給路、インジェクタ原料ガス供給口、インジェクタ反応ガス供給路、インジェクタ反応ガス供給口、インジェクタ不活性ガス供給路、インジェクタ不活性ガス供給口が、区画されて備えられ、 インジェクタ防着材に、防着材原料ガス供給路、防着材原料ガス供給口、防着材反応ガス供給路、防着材反応ガス供給口、防着材不活性ガス供給路、防着材不活性ガス供給口が、区画されて備えられ、インジェクタ防着材の外周側と開口部の内周側との隙間に、不活性ガスが流れるように防着材不活性ガス供給路が設けられている。

Description

原子層成長装置
　本発明は、基板上に薄膜を形成する原子層成長装置に関する。
　原子層成長法は、形成しようとする薄膜を構成する元素のガスを基板上に交互に供給し、基板上に原子層単位で薄膜を形成するもので、薄膜を均一に形成する技術として知られている。原子層成長法は、一般的なＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法と比較して、段差被覆性や膜厚制御性に優れている。
　原子層成長法により薄膜の形成を繰り返し行うと、成膜容器の内表面にも薄膜が付着する。成膜容器内表面に付着した薄膜の厚さが厚くなると、堆積した薄膜が剥離し、その一部分がパーティクルとなり、基板上に形成される薄膜の質が劣化する原因となる。そのため、成膜容器の内表面に付着した薄膜を定期的に除去することが好ましい。
　成膜容器のクリーニング方法として、ウェットエッチング方法やガスエッチング方法がある。ウェットエッチング方法では、例えば、フッ酸などの液体を用いて、成膜容器の内表面に付着した薄膜を除去する。一方、ガスエッチング方法では、成膜容器の内部にエッチングガスを供給することにより、成膜容器の内表面に付着した薄膜を除去する。
　また、ＣＶＤ成膜やスパッタ成膜で防着板を使用する装置（特許文献１参照）や、チャンバの内壁に堆積した堆積物を非晶質膜で覆うことにより、チャンバの内壁に堆積した堆積物からのガスの発生を抑制する気相成長装置が知られている（特許文献２参照）。
　さらには、ガスを供給するインジェクタと成膜装置との隙間に生じる空間に窒素ガスをパージすることで、インジェクタを取り付けるインジェクタ挿入口への着膜を回避する装置が提案されている（特許文献３参照）
特開平１１－３３５８４９号公報 特開２００６－３５１６５５号公報 特開２０１２－１７５０５５号公報
　特許文献１の防着板を用いれば、インジェクタのウェットエッチングによるメンテナンスは容易となる。しかし、ＣＶＤ成膜や、スパッタ成膜においては、膜の段差被覆性が小さいため、防着板裏面への膜の回りこみを無視することが可能であるが、原子層成長法においては、膜の段差被覆性が大きいため、防着板とインジェクタの隙間に原料ガス及び反応ガスが回りこむ。このため、一般的な防着板のみでインジェクタへの着膜を回避することは困難であり、着膜量が増大すると、パーティクル源となるため、防着板と同様に定期的にインジェクタ及び装置のメンテナンスを行う必要がある。
　特許文献２の装置によればクリーニングの頻度を低減することは可能であるが、チャンバの内壁に堆積した堆積物や堆積物を覆う非晶質膜の厚さが所定の厚さ以上になった場合、ウェットエッチング方法を用いてクリーニングを行う必要がある。ウェットエッチング方法では、成膜容器を開放するため、成膜容器が大型になるにつれて、開放作業の手間が大きくなるため、ガスエッチング方法を用いることができる場合は、ガスエッチング方法を用いることが好ましい。しかし、ガスエッチング方法によりエッチングを行うためには、成膜容器の内壁面の薄膜の付着部分を所定の温度以上に加熱する必要があるが、ヒータから離れた部分では、必要な加熱温度に達せず、ガスエッチングを行うのが困難になる。そのため、ガスエッチングを行いにくい場所に、ある程度の量の薄膜が付着した場合、成膜容器を開放してウェットエッチングを行う必要が生じる。
　さらに、特許文献３の装置によれば、インジェクタと装置の隙間に生じる空間に窒素ガスをパージすることで、インジェクタを取り付けるインジェクタ挿入口への着膜を回避することが可能となる。しかし、原料ガスと反応ガスが混合する成膜室に近い部分では両者が反応を起こすため、インジェクタ内部の着膜及びパーティクルの発生を回避することは不可能である。よって、定期メンテナンスの度にインジェクタを交換する必要がある。通常、インジェクタはステンレス製の原料ガス配管、反応ガス配管、パージガス配管が多数接続されているため、インジェクタを容易に取り外すことはできず、インジェクタはメンテナンスフリーとすることが必要になる。
　本願発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、メンテナンス性に優れた原子層成長装置を提供することを目的とする。
　すなわち、本発明の原子層成長装置のうち、第１の本発明は、
　成膜容器と、
　前記成膜容器の開口部に取り付け可能なインジェクタと、
　前記インジェクタより前記成膜容器内側に位置するように前記開口部に挿入して取り付け可能なインジェクタ防着材と、を備え、
　前記インジェクタに、
　薄膜の原料である原料ガスを供給するインジェクタ原料ガス供給路と前記インジェクタ原料ガス供給路に設けられて前記原料ガスが流れ出るインジェクタ原料ガス供給口と、
　前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを供給するインジェクタ反応ガス供給路と、前記インジェクタ反応ガス供給路に設けられて前記反応ガスが流れ出るインジェクタ反応ガス供給口と、
　不活性ガスが流れるインジェクタ不活性ガス供給路と、前記インジェクタ不活性ガス供給路に設けられて前記不活性ガスが流れ出るインジェクタ不活性ガス供給口と、がそれぞれ区画されて備えられ、
　前記インジェクタ防着材に、
　前記インジェクタ原料ガス供給口に連なって前記原料ガスを供給する防着材原料ガス供給路と、防着材原料ガス供給路に設けられて前記成膜容器内に前記原料ガスが流れ出る防着材原料ガス供給口と、
　前記インジェクタ反応ガス供給口に連なって前記反応ガスを供給する防着材反応ガス供給路と、前記防着材反応ガス供給路に設けられて前記成膜容器内に前記反応ガスが流れ出る防着材反応ガス供給口と、
　前記インジェクタ不活性ガス供給口に連なって前記不活性ガスを送る防着材不活性ガス供給路と、前記防着材不活性ガス供給路に設けられて前記成膜容器内に前記不活性ガスが流れ出る防着材不活性ガス供給口と、がそれぞれ区画されて備えられ、
　前記インジェクタ防着材の外周側と、前記開口部の内周側との隙間に、前記不活性ガスが流れるように、前記防着材不活性ガス供給路が設けられていることを特徴とする。
　第２の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記インジェクタと前記インジェクタ防着材とは、前記インジェクタ原料ガス供給口を介して前記インジェクタ原料ガス供給路と前記防着材原料ガス供給路とを連通させる部材同士の間と、前記インジェクタ反応ガス供給口を介して前記インジェクタ反応ガス供給路と前記防着材反応ガス供給路とを連通させる部材同士の間とに、少なくとも前記原料ガスと前記反応ガスを区画する位置に、封止材が配置されていることを特徴とする。
　第３の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記インジェクタ先端と前記インジェクタ防着材先端とが突き合わせて配置されており、前記インジェクタ防着材を前記成膜容器に取り付けた状態で前記封止材を押圧していることを特徴とする。
　第４の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記封止材がＯリングであることを特徴とする。
　第５の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記インジェクタ防着材に、前記Ｏリングの断面形状の一部が収納されるＯリング溝が形成されていることを特徴とする。
　第６の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記成膜容器と前記インジェクタとの接触面に封止材が配置されていることを特徴とする。
　第７の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記防着材不活性ガス供給路は、インジェクタ防着材外壁と、前記開口部内壁内側との空間によって形成されていることを特徴とする。
　第８の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記インジェクタ防着材は、前記成膜容器側で前記開口部を超える大きさのフランジを有し、前記フランジは、前記開口部に隣接する成膜容器内壁との間で隙間を有しており、該隙間に前記防着材不活性ガス供給口が設けられていることを特徴とする。
　第９の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記隙間の大きさが、１０ｍｍ以下であることを特徴とする。
　第１０の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記フランジが、前記隙間の調整が可能な取り付け部材により前記成膜容器に取り付けられていることを特徴とする。
　第１１の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記開口部が筒穴形状に形成され、前記インジェクタの少なくとも前記成膜容器側の前記インジェクタ原料ガス供給路および前記インジェクタ反応ガス供給路ならびに前記インジェクタ防着材の前記防着材原料ガス供給路および前記防着材反応ガス供給路が、前記開口部の軸方向に沿って形成されていることを特徴とする。
　第１２の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記原料ガスおよび前記反応ガスをパージするパージガス供給路を有することを特徴とする。
　第１３の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記原料ガスをパージするパージガス供給路が、インジェクタ原料ガス供給路と防着材原料ガス供給路とを兼用し、
　前記反応ガスをパージするパージガス供給路が、インジェクタ反応ガス供給路と防着材反応ガス供給路とを兼用していることを特徴とする。
　第１４の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記防着材不活性ガス供給路は、少なくとも前記成膜容器側端部において環状の流路に形成され、前記インジェクタ不活性ガス供給路は、前記成膜容器側に向けた直状の流路を複数有して前記環状の流路に連通していることを特徴とする。
　第１５の本発明の原子層成長装置は、前記本発明において、前記防着材原料ガス供給口および前記防着材反応ガス供給口が、前記防着材の成膜容器内側端面よりインジェクタ側に位置していることを特徴とする。
　本発明によれば、インジェクタ防着材を成膜室側から簡単に取り外すことが可能であり、インジェクタ及びインジェクタ防着材近傍への着膜を抑制することが可能となるため、インジェクタ及びインジェクタを取り付けるインジェクタ挿入口のクリーニングの頻度を低減し、メンテナンス作業性を向上させることができる。
本発明の一実施形態の原子層成長装置を示す概略構成図である。 図２Ａは、同じく、図１に示されるインジェクタ及びインジェクタ防着材の拡大図であり、図２Ｂは分解図である。 図３Ａは、同じく、図１に示されるインジェクタであり、図３Ｂはインジェクタ防着材の端面図である。 同じく、原子層成長方法の一例を示すフローチャートである。 図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄは、同じく、基板の上に薄膜が形成される工程を示す図である。
　まず、図１を参照して、本実施形態の原子層成長装置の構成を説明する。
　図１は、本実施形態の原子層成長装置の一例を示す概略構成図である。
　本実施形態の原子層成長装置１０は、原料ガスと反応ガスとを交互に供給し、基板１３上に原子層単位で薄膜を形成する。その際、反応活性を高めるため、基板１３を加熱させることができる。特に、本実施形態では原料ガスとしてＴＭＡ（Ｔｒｉ－Ｍｅｔｈｙｌ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ）を用い、その際、反応活性を高めるため、プラズマを発生させることもできる。本実施形態では、プラズマの発生に平行平板電極を用いるが、この方式に限定されない。
　成膜容器１１は、インジェクタ２０と、インジェクタ２０より成膜容器１１内側に位置させたインジェクタ防着材３０と、排気部４０と、ヒータ１４Ａを有するステージ１４と、上部電極１２と、高周波電源１５と、を備える。ヒータ１４Ａにより、基板１３の温度を調整することができる。例えば、プラズマＡＬＤの場合、基板１３を５０～２００℃に加熱することができる。
　上部電極１２は、ステージ１４上に設置した基板１３の上方に位置するように設けられ、高周波電源１５と接続されている。高周波電源１５が所定の周波数の高周波電流を供給することにより、上部電極１２とステージ１４との間でプラズマが生成される。
　次に、インジェクタ２０とインジェクタ防着材３０について説明する。インジェクタ２０およびインジェクタ防着材３０は、成膜容器１１の筒状の開口部１１Ａに取り付けられて、原料ガスおよび反応ガスを成膜容器１１外から成膜容器１１内に供給する。図２Ａ、Ｂはガス流れ方向に平行な成膜室側面から見た場合のインジェクタ２０およびインジェクタ防着材３０の拡大図である。インジェクタ２０およびインジェクタ防着材３０のガスの流れは、基板１３面に平行になるように開口部１１Ａが形成されている。すなわち、この実施形態の原子層成長装置は、ラミナーフロー型の装置である。ただし、本発明としては、原子層成長装置がラミナーフロー型に限定されるものではない。
　インジェクタ２０には、図２Ａ、Ｂに示すように、原料ガス供給路２２と、反応ガス供給路２３を有する。原料ガス供給路２２は、本発明のインジェクタ原料ガス供給路に相当し、反応ガス供給路２３は、本発明のインジェクタ反応ガス供給路に相当する。インジェクタ２０の先端側では、原料ガス供給路２２の先端側に原料ガス供給口２２Ａが形成され、反応ガス供給路２３の先端側に反応ガス供給口２３Ａが形成されている。原料ガス供給口２２Ａは本発明のインジェクタ原料ガス供給口に相当し、反応ガス供給口２３Ａは、本発明のインジェクタ反応ガス供給口に相当する。
　なお、原料ガス供給路２２は、原料ガスをパージする供給路を兼用し、反応ガス供給路２３は、反応ガスをパージする供給路を兼用している。
　原料ガス供給路２２は、インジェクタ２０の外周面に開口し、図２Ａ、Ｂに示すように、軸心手前で向きを変えて軸方向に沿って成膜容器１１側に直状に伸びる角穴形状を有している。
　反応ガス供給路２３は、インジェクタ２０の他方側の外周面に開口し、図２Ａ、Ｂに示すように、軸心手前で向きを変えて軸方向に沿って成膜容器１１側に直状に伸びる角穴形状を有している。原料ガス供給路２２および原料ガス供給口２２Ａと反応ガス供給路２３および反応ガス供給口２３Ａとは、互いの間に位置する壁部によって区画されている。
　また、インジェクタ２０の外周面であって、前記原料ガス供給路２２および反応ガス供給路２３の開口よりも成膜容器１１側の位置で、４つの不活性ガス供給路２４が等角度間隔で開口している。それぞれの不活性ガス供給路２４は、軸中心に向けて伸長し、原料ガス供給路２２および反応ガス供給路２３に至る外側で向きを変えて、これらのガス供給路の上方、下方、両側方位置で、それぞれ軸方向に沿って成膜容器１１側に直状に伸びている。インジェクタ２０の先端側で、それぞれの不活性ガス供給路２４に不活性ガス供給口２４Ａが形成されている。
　不活性ガス供給路２４は上記のように、インジェクタ２０に１箇所以上を有することが好ましい。例えば、インジェクタ幅と高さアスペクト比が１０：１の直方体形状では、少なくとも、インジェクタ２０上面とインジェクタ２０下面の２箇所に原料ガス供給路を設け、インジェクタ防着材３０側で、後述するようにシャワーヘッド構造とすることが好ましい。シャワー構造により、成膜容器１１内に、より均一にガスを供給することが可能となる。
　不活性ガス供給路２４および不活性ガス供給口２４Ａは、原料ガス供給路２２および原料ガス供給口２２Ａ、ならびに反応ガス供給路２３および反応ガス供給口２３Ａとは、互いの間に位置する壁部によって区画されている。
　不活性ガス供給路２４は、本発明のインジェクタ不活性ガス供給路に相当し、不活性ガス供給口２４Ａは、本発明のインジェクタ不活性ガス供給口に相当する。
　次に、インジェクタ防着材３０について説明する。
　インジェクタ防着材３０は、開口部１１Ａに挿入された際に、外周側で開口部１１Ａの内周面と隙間を有する筒形状を有しており、その先端を前記インジェクタ２０の先端に付き合わせるように配置される。
　インジェクタ防着材３０は、前記原料ガス供給口２２Ａに連通する原料ガス供給路３２を有しており、原料ガス供給路３２の成膜容器側端部に、原料ガス供給口３２Ａが形成されている。
　また、インジェクタ防着材３０は、前記反応ガス供給口２３Ａに連通する反応ガス供給路３３を有しており、反応ガス供給路３３の成膜容器側端部に、反応ガス供給口３３Ａが形成されている。原料ガス供給路３２および原料ガス供給口３２Ａと、反応ガス供給路３３および反応ガス供給口３３Ａとは、互いの間に位置する壁部によって区画されている。
　原料ガス供給路３２は、本発明の防着材原料ガス供給路に相当し、原料ガス供給口３２Ａは、本発明の防着材原料ガス供給口に相当する。
　反応ガス供給路３３は、本発明の防着材反応ガス供給路に相当し、反応ガス供給口３３Ａは、本発明の防着材反応ガス供給口に相当する。
　なお、この実施形態では、原料ガス供給路３２と反応ガス供給路３３との間の壁部の位置が、インジェクタ防着材３０の成膜容器側先端よりもインジェクタ側に位置しており、したがって、原料ガス供給口３２Ａと反応ガス供給口３３Ａは、インジェクタ側に位置している。その理由は、可能な限り、基板より遠い位置でガスを流れ方向に対して垂直方向へ広げ、均一にガスを基板１３へ供給するためである。
　しかし、防着材の原料ガス供給路３２と反応ガス供給路３３との間の壁部は必要である。壁部の成膜位置に近い部分では膜が堆積されるからであり、壁部が存在しない場合は、原料ガス供給口２２Ａ、反応ガス供給口２３Ａのインジェクタに膜が付き、インジェクタ２０のメンテナンスが必要となる。壁部水平長さは０～５０ｍｍ、さらには３０ｍｍを有することが望ましい。
　また、インジェクタ防着材３０と開口部１１Ａとの隙間は、前記したように環状になっており、不活性ガス供給路３４を構成している。不活性ガス供給路３４には、インジェクタ２０の不活性ガス供給口２４Ａが連通しており、シャワーヘッド構造になっている。不活性ガス供給路３４は、本発明の防着材不活性ガス供給路に相当する。
　なお、インジェクタ防着材３０で、成膜容器１１側でのみ環状の流路を設ける場合、それよりもインジェクタ側では、不活性ガス供給路２４と同様に１箇所以上設けるのが望ましい。
　インジェクタ防着材３０の成膜容器１１内側の端部には、前記開口部１１Ａの大きさを超えるフランジ３０Ａを有しており、該フランジ３０Ａは、成膜容器１１の内面と隙間を有するように取り付けられる。この隙間は、１０ｍｍ以下が望ましい。隙間の下限は特に限定されず、不活性ガスの流出が得られるものであればよい。部材同士を当接させる場合にも、粗面同士であれば、その隙間によりガス流出が得られる。
　例えば、フランジ３０Ａの内面を、敢えて粗面とし（例えばＲａ（算術平均粗さ）＝３～６μｍと）として、フランジ３０Ａ内面を成膜容器１１内壁に当接させて取り付けるようにしてもよい。
　この粗面形状によってガスが流れる不活性ガス供給路３４が確保される。隙間は、少なくとも０．００１ｍｍ以上を有することが望ましい。
この点で、隙間の下限は、０．００１ｍｍを例示することができる。
　前記した不活性ガス供給路３４は、この隙間を構成の一部としており、隙間の外周端に不活性ガス供給口３４Ａが形成されている。不活性ガス供給口３４Ａは、本発明の防着材不活性ガス供給口に相当する。
　原料ガス供給路３２および原料ガス供給口３２Ａ、反応ガス供給路３３および反応ガス供給口３３Ａは、不活性ガス供給路３４および不活性ガス供給口３４Ａとは、互いの間に位置する壁部によって区画されている。
　なお、原料ガス供給路３２は原料ガスをパージする供給路を兼用し、反応ガス供給路３３は、反応ガスをパージする供給路を兼用している。
　次に、インジェクタ２０とインジェクタ防着材３０のシール部分について図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂを用いて説明する。
　インジェクタ２０とインジェクタ防着材３０とは、不活性ガス供給口２４Ａを介した不活性ガス供給路２４と不活性ガス供給路３４との連通部分、原料ガス供給口２２Ａを介した原料ガス供給路２２と原料ガス供給路３２との連通部分、反応ガス供給口２３Ａを介した反応ガス供給路２３と反応ガス供給路３３との連通部分で、互いの先端が付き合わされている。
　インジェクタ２０は、開口部１１Ａよりも大きい筒形状を有し、開口部１１Ａの外側でその先端が、成膜容器１１の外壁と環状に接し、その間に封止材としてＯリング３５Ａが配置されており、図示しない固定具で成膜装置１１に取り付けられている。
　また、インジェクタ防着材３０のフランジ３０Ａの内面と、開口部１１Ａ近傍の内壁面に、それぞれビス孔を形成し、互いの間にビス３８を配置して、互いの内面に隙間を確保しつつインジェクタ防着材３０を成膜容器１１に固定する。インジェクタ防着材３０のフランジ３０Ａと開口部１１Ａ近傍の成膜容器１１の内壁との距離は、例えば０．１ｍｍとする。前記距離は例えばビス部分にシムを利用することで調整することが可能であり、シムを使用せずにそのまま固定してもよい。
　なお、インジェクタ２０とインジェクタ防着材３０とは、前記突き合わせ面のうち、不活性ガス供給路２４、３４の内径側であって、原料ガス供給路２２、３２、反応ガス供給路２３、３３の外径側に、封止材としてＯリング３５Ｂが配置されている。インジェクタ防着材３０では、Ｏリング３５Ｂの配置位置に合わせてＯリング３５Ｂの断面形状の一部を収容するＯリング溝３６が環状に形成されている。
　また、Ｏリング３５Ｂの配置位置の内径側であって、原料ガス供給路２２、３２と反応ガス供給路２３、３３の間の突き合わせ面に位置するように、原料ガス供給路２２、３２を囲む位置にＯリング３５Ｃが配置されている。インジェクタ防着材３０では、Ｏリング３５Ｃの配置位置に合わせてＯリング３５Ｃの断面形状の一部を収容するＯリング溝３７が環状に形成されている。
　インジェクタ防着材３０をビス３８で成膜装置１１に取り付けた際に、インジェクタ防着材３０がインジェクタ２０側に押し当てられることにより、各Ｏリングを押圧して封止性を向上させている。
　各Ｏリングは、各供給路および各供給口の区画を確実にする。
　インジェクタ防着材３０に、Ｏリング溝３６、３７を設けたのは、メンテナンス時にインジェクタ防着材３０を成膜容器１１内側から引き出す際、Ｏリング３５Ｂ、３５Ｃを同時に引き出し、交換するためである。インジェクタ２０にＯリング溝を設けた場合は、メンテナンス時にインジェクタ２０を成膜容器１１から切り離す必要があり、メンテナンス性が低下する。
　上記構成によって、原料ガス供給路２２に供給される原料ガスは、原料ガス供給口２２Ａ、原料ガス供給路３２、原料ガス供給口３２Ａを通って、成膜容器１１の内部に供給される。原料ガスをパージするパージガスも同様である。
　また、反応ガス供給路２３から供給される反応ガスは、反応ガス供給口２３Ａ、反応ガス供給路３３、反応ガス供給口３３Ａを通って、成膜容器１１の内部に供給される。反応ガスをパージするパージガスも同様である。
　また、不活性ガス供給路２４から供給される不活性ガスは、不活性ガス供給口２４Ａ、不活性ガス供給路３４、不活性ガス供給口３４Ａを通って、成膜容器１１の内部に供給される。
　成膜容器１１内に供給された原料ガス、反応ガス、パージガス、不活性ガスは排気部４０から排出される。
　上記構成において、原料ガスおよび反応ガスが混合する位置は、インジェクタ防着材３０内であるため、インジェクタ２０内部で原料ガスと反応ガスが反応し、着膜することを抑制することが可能となる。
　Ｏリング３５Ｂにより、インジェクタ防着材３０を導入する開口部１１Ａとインジェクタ防着材３０を確実に区画することが可能となり、不活性ガス供給口２４Ａおよび不活性ガス供給口３４Ａへ、原料ガス及び反応ガスが漏れる量を抑制することが可能となる。
　また、Ｏリング３５Ｃにより、インジェクタ防着材３０を導入する開口部１１Ａとインジェクタ防着材３０を確実に区画することが可能となり、原料ガス供給路２２から反応ガス供給路２３，３３への原料ガスの進入及び、反応ガス供給路２３から原料ガス供給路２２、３２への反応ガスの進入を抑制することができる。
　成膜容器１１内側からの原料ガス及び反応ガスの拡散進入は、不活性ガス供給口２４Ａ、３４Ａに不活性ガス供給路２４、３４から不活性ガスを供給することで抑制することが可能となる。不活性ガスは例えば窒素、アルゴンである。
　次に、上記原子層成長装置１０における処理手順を説明する。
　図４は、本実施形態の原子層堆積方法の一例を示すフローチャートである。図５Ａ～Ｄは、基板Ｓの上に薄膜が形成される工程を示す図である。
　まず、原料ガス供給部が成膜容器１１の内部に原料ガスを供給する（ステップｓ１）。具体的には、原料ガス供給路２２に原料ガスを供給する（ステップｓ１）。原料ガスは、原料ガス供給路２２、原料ガス供給口２２Ａ、原料ガス供給路３２、原料ガス供給口３２Ａを通って、成膜容器１１の内部に供給される。原料ガスは、例えば、０．１秒間、成膜容器１１の内部に供給する。図５Ａに示されるように、ステップｓ１によって、成膜容器１１の内部に原料ガス１１０が供給され、基板Ｓの上に原料ガス１１０が吸着して、吸着層１０２が形成される。
　また、ステップｓ１において、インジェクタ２０の内表面およびインジェクタ防着材３０の外表面に不活性ガスを供給する。具体的には、不活性ガス供給路２４に不活性ガスを供給する。不活性ガスは、不活性ガス供給路２４、不活性ガス供給口２４Ａ、不活性ガス供給路３４、不活性ガス供給口３４Ａを通って、成膜容器１１に内部に供給される。
　本実施形態では、ステップｓ１のみでなく、後述するステップｓ２～ｓ４も含めて、不活性ガス供給路２４等を通して常に不活性ガスを供給する。そのため、ステップｓ１において、原料ガス供給路２２等を通して成膜容器１１の内部に原料ガスを供給する際に、成膜容器１１とインジェクタ２０との隙間および成膜容器１１とインジェクタ防着材３０との隙間に原料ガスが入り込むのを抑制することができる。
　また、ステップｓ１において、反応ガス供給路２３よりパージガスを流しても良い。原料ガスが拡散により反応ガス供給口３３Ａへ回り込み、反応ガス供給口２３Ａへの着膜を抑制することが可能となる。　
　次に、原料ガスの供給を停止し、原料ガス供給路２２にパージガスを供給する（ステップｓ２）。パージガスは、原料ガス供給路２２、原料ガス供給口２２Ａ、原料ガス供給路３２、原料ガス供給口３２Ａを通って、成膜容器１１の内部に供給される。原料ガスは、排気部４０から成膜容器１１の外部に排出される。
　パージガスは、例えば、０．１秒間、成膜容器１１の内部に供給する。排気部４０が成膜容器１１の内部の原料ガス１１０やパージガス１１２を排気する。排気部４０は、例えば、２秒間、成膜容器１１の内部の原料ガス１１０やパージガス１１２を排気する。図５Ｂに示されるように、ステップｓ２によって、成膜容器１１の内部にパージガス１１２が供給され、基板Ｓの上に吸着していない原料ガス１１０が成膜容器１１からパージされる。
　次に、成膜容器１１の内部に反応ガスを供給する（ステップｓ３）。具体的には、反応ガス供給路２３に反応ガスを供給する（ステップｓ３）。反応ガスは、反応ガス供給路２３、反応ガス供給口２３Ａ、反応ガス供給路３３、反応ガス供給口３３Ａを通って、成膜容器１１の内部に供給される。反応ガスは、例えば、１秒間、成膜容器１１の内部に供給される。図５Ｃに示されるように、ステップｓ３によって、成膜容器１１の内部に反応ガス１１４が供給される。
　また、ステップｓ３においても、不活性ガス供給路２４等によってインジェクタ２０の内表面やインジェクタ防着材３０の外表面に不活性ガスを供給する。そのため、ステップｓ３において、反応ガス供給路２３等を通して成膜容器１１の内部に反応ガスを供給する際に、成膜容器１１とインジェクタ２０との隙間および成膜容器１１とインジェクタ防着材３０との隙間に反応ガスが入り込むのを抑制することができる。
　また、ステップｓ３において、原料ガス供給路２２よりパージガスを流しても良い。反応ガスが拡散により原料ガス供給口３２Ａへ回り込み、原料ガス供給口２２Ａへの着膜を抑制することが可能となる。
　次に、反応ガスの供給を停止し、反応ガス供給路２３にパージガスを供給する（ステップｓ４）。パージガスは、反応ガス供給路２３、反応ガス供給口２３Ａ、反応ガス供給路３３、反応ガス供給口３３Ａを通って、成膜容器１１の内部に供給される。パージガスは、排気部４０から成膜容器１１の外部に排出される。パージガスは、例えば、０．１秒間、成膜容器１１の内部に供給される。排気部４０が、成膜容器１１の内部の反応ガス１１４やパージガス１１２を排気する。図５Ｄに示されるように、ステップｓ４によって、成膜容器１１の内部にパージガス１１２が供給され、反応ガス１１４が成膜容器１１からパージされる。
　以上説明したステップｓ１～ｓ４により、基板Ｓの上に一原子層分の薄膜層１０４が形成される。以下、ステップｓ１～ｓ４を所定回数繰り返すことにより、所望の膜厚の薄膜層１０４を形成することができる。
　本実施形態の原子層成長装置１０では、不活性ガスがインジェクタ２０の内表面およびインジェクタ防着材３０の外表面を流れるため、成膜容器１１とインジェクタ２０との隙間に原料ガスや反応ガスが入り込むのを抑制することができる。そのため、成膜容器１１とインジェクタ２０との隙間に薄膜が付着するのを抑制することができる。
　また、例えば、原料ガスとしてＴＭＡを用い、反応ガスとしてＯ３を用いて形成されるアルミナ膜は、ＢＣｌ３ガスによりガスエッチングを行うことができる。ＢＣｌ３ガスによりアルミナ膜をガスエッチングするためには、例えば、５００℃程度の高温に加熱する必要がある。
　ヒータ１４Ａの付近に位置する成膜容器１１の内壁は、ヒータ１４Ａにより５００℃程度の高温に加熱することが可能となる。そのため、ヒータ１４Ａの付近に位置する成膜容器１１の内壁に付着した薄膜は、ガスエッチングにより除去することが可能となる。
　以上のように、本実施形態によれば、成膜容器１１の内壁に薄膜が付着するのを抑制でき、また、内壁に付着した薄膜をガスエッチングにより除去することができるので、ウェットエッチングによるクリーニングの頻度を低減させることができる。
　実施形態１の成膜容器１１を用いて、３７０ｍｍ×４７０ｍｍのＧ２ガラス基板にＡｌＯＮ薄膜を形成した。液体原料（Ａｌ源）としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、反応ガスとして酸素プラズマおよび窒素プラズマを用いた。成膜は図４に示したシーケンスとした。不活性ガスは、流量を２００ｓｃｃｍ（８０℃）とし、成膜シーケンス中、常時供給とした。
　２０μｍの成膜を実施した後、不活性ガス供給口２４Ａ、３４Ａ部分にあたるインジェクタ防着材３０及びインジェクタ２０の全ての部分の膜厚を目視にて観察したところ、目視で観察されるＡｌＯＮ薄膜の干渉膜は観測されず、その堆積量は５０ｎｍ以下であることが確認された。ガス供給口のメンテナンスはインジェクタ防着材３０及びビス３８のみであり、インジェクタ２０及び開口部１１Ａはメンテナンスフリーとすることが可能となった。
　以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明の範囲を逸脱しない限りは本実施形態に対する適宜の変更が可能である。
　本願は、２０１５年５月２６日に日本において特許出願された特願２０１５－１０６８５５号の優先権を主張するものであり、当該出願に記載された全ての内容を参照し、援用する。
　１０　　原子層成長装置
　１１　　成膜容器
　１３　　基板
　１４　　ステージ
　１４Ａ　ヒータ
　１５　　高周波電源
　２０　　インジェクタ
　２２　　原料ガス供給路
　２２Ａ　原料ガス供給口
　２３　　反応ガス供給路
　２３Ａ　反応ガス供給口
　２４　　不活性ガス供給路
　２４Ａ　不活性ガス供給口
　３０　　インジェクタ防着材
　３２　　原料ガス供給路
　３２Ａ　原料ガス供給口
　３３　　反応ガス供給路
　３３Ａ　反応ガス供給口
　３４　　不活性ガス供給路
　３４Ａ　不活性ガス供給口
　３５Ａ　Ｏリング
　３５Ｂ　Ｏリング
　３５Ｃ　Ｏリング
　３６　　Ｏリング溝
　３７　　Ｏリング溝
　４０　　排気部
　　Ｓ　　基板
１０２　　吸着層
１０４　　薄膜層
１１０　　原料ガス
１１２　　パージガス
１１４　　反応ガス
　　　

Claims (15)

  1. 　成膜容器と、
    　前記成膜容器の開口部に取り付け可能なインジェクタと、
    　前記インジェクタより前記成膜容器内側に位置するように前記開口部に挿入して取り付け可能なインジェクタ防着材と、を備え、
    　前記インジェクタに、
    　薄膜の原料である原料ガスを供給するインジェクタ原料ガス供給路と、前記インジェクタ原料ガス供給路に設けられて前記原料ガスが流れ出るインジェクタ原料ガス供給口と、
    　前記原料ガスと反応して前記薄膜を形成する反応ガスを供給するインジェクタ反応ガス供給路と、前記インジェクタ反応ガス供給路に設けられて前記反応ガスが流れ出るインジェクタ反応ガス供給口と、
    　不活性ガスが流れるインジェクタ不活性ガス供給路と、前記インジェクタ不活性ガス供給路に設けられて前記不活性ガスが流れ出るインジェクタ不活性ガス供給口と、がそれぞれ区画されて備えられ、
    　前記インジェクタ防着材に、
    　前記インジェクタ原料ガス供給口に連なって前記原料ガスを供給する防着材原料ガス供給路と、防着材原料ガス供給路に設けられて前記成膜容器内に前記原料ガスが流れ出る防着材原料ガス供給口と、
    　前記インジェクタ反応ガス供給口に連なって前記反応ガスを供給する防着材反応ガス供給路と、前記防着材反応ガス供給路に設けられて前記成膜容器内に前記反応ガスが流れ出る防着材反応ガス供給口と、
    　前記インジェクタ不活性ガス供給口に連なって前記不活性ガスを送る防着材不活性ガス供給路と、前記防着材不活性ガス供給路に設けられて前記成膜容器内に前記不活性ガスが流れ出る防着材不活性ガス供給口と、がそれぞれ区画されて備えられ、
    　前記インジェクタ防着材の外周側と、前記開口部の内周側との隙間に、前記不活性ガスが流れるように、前記防着材不活性ガス供給路が設けられていることを特徴とする原子層成長装置。
  2. 　前記インジェクタと前記インジェクタ防着材とは、前記インジェクタ原料ガス供給口を介して前記インジェクタ原料ガス供給路と前記防着材原料ガス供給路とを連通させる部材同士の間と、前記インジェクタ反応ガス供給口を介して前記インジェクタ反応ガス供給路と前記防着材反応ガス供給路とを連通させる部材同士の間とに、少なくとも前記原料ガスと前記反応ガスを区画する位置に、封止材が配置されていることを特徴とする請求項１記載の原子層成長装置。
  3. 　前記インジェクタ先端と前記インジェクタ防着材先端とが突き合わせて配置されており、前記インジェクタ防着材を前記成膜容器に取り付けた状態で前記封止材を押圧していることを特徴とする請求項２記載の原子層成長装置。
  4. 　前記封止材がＯリングであることを特徴とする請求項２または３に記載の原子層成長装置。
  5. 　前記インジェクタ防着材に、前記Ｏリングの断面形状の一部が収納されるＯリング溝が形成されていることを特徴とする請求項４記載の原子層成長装置。
  6. 　前記成膜容器と前記インジェクタとの接触面に封止材が配置されていることを特徴とする請求項２または４に記載の原子層成長装置。
  7. 　前記防着材不活性ガス供給路は、インジェクタ防着材外壁と、前記開口部内壁内側との空間によって形成されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の原子層成長装置。
  8. 　前記インジェクタ防着材は、前記成膜容器側で前記開口部を超える大きさのフランジを有し、前記フランジは、前記開口部に隣接する成膜容器内壁との間で隙間を有しており、該隙間に前記防着材不活性ガス供給口が設けられていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の原子層成長装置。
  9. 　前記隙間の大きさが、１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の原子層成長装置。
  10. 　前記フランジが、前記隙間の調整が可能な取り付け部材により前記成膜容器に取り付けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の原子層成長装置。
  11. 　前記開口部が筒穴形状に形成され、前記インジェクタの少なくとも前記成膜容器側の前記インジェクタ原料ガス供給路および前記インジェクタ反応ガス供給路ならびに前記インジェクタ防着材の前記防着材原料ガス供給路および前記防着材反応ガス供給路が、前記開口部の軸方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の原子層成長装置。
  12. 　前記原料ガスおよび前記反応ガスをパージするパージガス供給路を有することを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の原子層成長装置。
  13. 　前記原料ガスをパージするパージガス供給路が、インジェクタ原料ガス供給路と防着材原料ガス供給路とを兼用し、
    　前記反応ガスをパージするパージガス供給路が、インジェクタ反応ガス供給路と防着材反応ガス供給路とを兼用していることを特徴とする請求項１２記載の原子層成長装置。
  14. 　前記防着材不活性ガス供給路は、少なくとも前記成膜容器側端部において環状の流路に形成され、前記インジェクタ不活性ガス供給路は、前記成膜容器側に向けた直状の流路を複数有して前記環状の流路に連通していることを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載の原子層成長装置。
  15. 　前記防着材原料ガス供給口および前記防着材反応ガス供給口が、前記防着材の成膜容器内側端面よりインジェクタ側に位置していることを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載の原子層成長装置。
PCT/JP2016/062399 2015-05-26 2016-04-19 原子層成長装置 Ceased WO2016190004A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/575,357 US10508338B2 (en) 2015-05-26 2016-04-19 Device for atomic layer deposition
CN201680030039.5A CN107614751B (zh) 2015-05-26 2016-04-19 原子层生长装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015106855A JP5990626B1 (ja) 2015-05-26 2015-05-26 原子層成長装置
JP2015-106855 2015-05-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016190004A1 true WO2016190004A1 (ja) 2016-12-01

Family

ID=56920982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/062399 Ceased WO2016190004A1 (ja) 2015-05-26 2016-04-19 原子層成長装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10508338B2 (ja)
JP (1) JP5990626B1 (ja)
CN (1) CN107614751B (ja)
TW (1) TWI693296B (ja)
WO (1) WO2016190004A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5990626B1 (ja) * 2015-05-26 2016-09-14 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置
WO2017209901A2 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Applied Materials, Inc. Substrate distance monitoring
US10889894B2 (en) * 2018-08-06 2021-01-12 Applied Materials, Inc. Faceplate with embedded heater
FI129868B (en) * 2021-03-30 2022-10-14 Beneq Oy A gas feeding cup and a gas manifold assembly
CN115261823B (zh) * 2022-08-26 2023-09-08 北京北方华创微电子装备有限公司 工艺腔室的进气装置、半导体工艺设备及半导体加工工艺
CN117467984B (zh) * 2023-11-08 2024-07-05 江苏首芯半导体科技有限公司 薄膜沉积装置及沉积方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11335849A (ja) * 1998-05-27 1999-12-07 Ebara Corp 成膜装置
JP2012175055A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 原子層堆積装置
JP2015073020A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 三井造船株式会社 原子層堆積装置および原子層堆積方法
JP2015073021A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 三井造船株式会社 原子層堆積装置および原子層堆積方法

Family Cites Families (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61163279A (ja) 1985-01-09 1986-07-23 Nec Corp Ｃｖｄ装置
JPH06953B2 (ja) 1986-09-18 1994-01-05 日本電気株式会社 薄膜形成装置
JPH01183113A (ja) 1988-01-18 1989-07-20 Fujitsu Ltd 気相成長装置
JPH0752716B2 (ja) * 1990-06-05 1995-06-05 松下電器産業株式会社 熱分解セル
JP2763222B2 (ja) * 1991-12-13 1998-06-11 三菱電機株式会社 化学気相成長方法ならびにそのための化学気相成長処理システムおよび化学気相成長装置
JPH06244269A (ja) * 1992-09-07 1994-09-02 Mitsubishi Electric Corp 半導体製造装置並びに半導体製造装置におけるウエハ真空チャック装置及びガスクリーニング方法及び窒化膜形成方法
JP3118737B2 (ja) 1992-10-23 2000-12-18 東京エレクトロン株式会社 被処理体の処理方法
US5326725A (en) 1993-03-11 1994-07-05 Applied Materials, Inc. Clamping ring and susceptor therefor
US5578132A (en) * 1993-07-07 1996-11-26 Tokyo Electron Kabushiki Kaisha Apparatus for heat treating semiconductors at normal pressure and low pressure
JP2875458B2 (ja) * 1993-07-16 1999-03-31 大日本スクリーン製造株式会社 基板の熱処理装置
US5457298A (en) * 1993-07-27 1995-10-10 Tulip Memory Systems, Inc. Coldwall hollow-cathode plasma device for support of gas discharges
JP3207993B2 (ja) 1993-12-28 2001-09-10 株式会社荏原製作所 半導体製造装置
US5665640A (en) * 1994-06-03 1997-09-09 Sony Corporation Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor
US6200389B1 (en) * 1994-07-18 2001-03-13 Silicon Valley Group Thermal Systems Llc Single body injector and deposition chamber
US5643394A (en) * 1994-09-16 1997-07-01 Applied Materials, Inc. Gas injection slit nozzle for a plasma process reactor
JPH08186081A (ja) 1994-12-29 1996-07-16 F T L:Kk 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置
US5599371A (en) * 1994-12-30 1997-02-04 Corning Incorporated Method of using precision burners for oxidizing halide-free, silicon-containing compounds
JP3982844B2 (ja) * 1995-01-12 2007-09-26 株式会社日立国際電気 半導体製造装置及び半導体の製造方法
JP3477953B2 (ja) 1995-10-18 2003-12-10 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JPH09251935A (ja) * 1996-03-18 1997-09-22 Applied Materials Inc プラズマ点火装置、プラズマを用いる半導体製造装置及び半導体装置のプラズマ点火方法
JP3696983B2 (ja) * 1996-06-17 2005-09-21 キヤノン株式会社 プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
US5992463A (en) * 1996-10-30 1999-11-30 Unit Instruments, Inc. Gas panel
US6293310B1 (en) * 1996-10-30 2001-09-25 Unit Instruments, Inc. Gas panel
US5935283A (en) * 1996-12-31 1999-08-10 Atmi Ecosys Corporation Clog-resistant entry structure for introducing a particulate solids-containing and/or solids-forming gas stream to a gas processing system
JP4317608B2 (ja) 1999-01-18 2009-08-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP2000243711A (ja) 1999-02-24 2000-09-08 Kokusai Electric Co Ltd 基板処理装置
JP4252702B2 (ja) * 2000-02-14 2009-04-08 株式会社荏原製作所 反応副生成物の配管内付着防止装置及び付着防止方法
JP4567148B2 (ja) * 2000-06-23 2010-10-20 東京エレクトロン株式会社 薄膜形成装置
JP2002093598A (ja) * 2000-07-11 2002-03-29 Daihen Corp プラズマ発生装置
KR100372251B1 (ko) * 2001-02-09 2003-02-15 삼성전자주식회사 반도체 설비용 가스 분배장치
JP2002302770A (ja) 2001-04-09 2002-10-18 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2002334868A (ja) * 2001-05-10 2002-11-22 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP4963336B2 (ja) 2001-08-28 2012-06-27 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JP2003074468A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Toshiba Corp 真空排気システム及びその監視・制御方法
US20030047282A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-13 Yasumi Sago Surface processing apparatus
JP2003179045A (ja) * 2001-12-13 2003-06-27 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びその制御方法
US20030124842A1 (en) * 2001-12-27 2003-07-03 Applied Materials, Inc. Dual-gas delivery system for chemical vapor deposition processes
US6827815B2 (en) * 2002-01-15 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Showerhead assembly for a processing chamber
KR100481874B1 (ko) * 2003-02-05 2005-04-11 삼성전자주식회사 집적회로 제조에 사용되는 확산로 및 확산로의 냉각방법
JP4268429B2 (ja) * 2003-03-17 2009-05-27 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP2004339581A (ja) 2003-05-16 2004-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜形成装置
KR20060064067A (ko) * 2003-09-03 2006-06-12 동경 엘렉트론 주식회사 가스 처리 장치 및 처리 가스 토출 기구의 방열 방법
JP4513329B2 (ja) * 2004-01-16 2010-07-28 東京エレクトロン株式会社 処理装置
JP4451221B2 (ja) * 2004-06-04 2010-04-14 東京エレクトロン株式会社 ガス処理装置および成膜装置
JP5519105B2 (ja) * 2004-08-02 2014-06-11 ビーコ・インストゥルメンツ・インコーポレイテッド 化学気相成長の方法及び化学気相成長リアクタ用のガス供給システム
JP2006080148A (ja) 2004-09-07 2006-03-23 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
KR100782369B1 (ko) * 2004-11-11 2007-12-07 삼성전자주식회사 반도체 제조장치
US8163087B2 (en) * 2005-03-31 2012-04-24 Tokyo Electron Limited Plasma enhanced atomic layer deposition system and method
JP4492963B2 (ja) 2005-06-14 2010-06-30 ルネサスエレクトロニクス株式会社 薄膜の成膜方法、気相成長装置、プログラム
JP4749785B2 (ja) * 2005-07-19 2011-08-17 東京エレクトロン株式会社 ガス処理装置
US8454749B2 (en) * 2005-12-19 2013-06-04 Tokyo Electron Limited Method and system for sealing a first assembly to a second assembly of a processing system
JP4877748B2 (ja) * 2006-03-31 2012-02-15 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および処理ガス吐出機構
JP2007281150A (ja) 2006-04-05 2007-10-25 Tokyo Electron Ltd 処理装置
KR100850275B1 (ko) * 2006-12-20 2008-08-04 삼성전자주식회사 반도체 디바이스 제조설비의 가스 박스 모듈
US8821637B2 (en) * 2007-01-29 2014-09-02 Applied Materials, Inc. Temperature controlled lid assembly for tungsten nitride deposition
JP5034594B2 (ja) * 2007-03-27 2012-09-26 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
JP5141141B2 (ja) * 2007-08-23 2013-02-13 東京エレクトロン株式会社 気化器、気化器を用いた原料ガス供給システム及びこれを用いた成膜装置
JP5077748B2 (ja) 2007-09-06 2012-11-21 富士電機株式会社 成膜装置
JP5347294B2 (ja) * 2007-09-12 2013-11-20 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
JP2009088229A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、成膜方法、記憶媒体及びガス供給装置
JP4929199B2 (ja) * 2008-02-01 2012-05-09 株式会社日立国際電気 基板処理装置および半導体装置の製造方法
FI122941B (fi) * 2008-06-12 2012-09-14 Beneq Oy Sovitelma ALD-reaktorin yhteydessä
JP4523661B1 (ja) 2009-03-10 2010-08-11 三井造船株式会社 原子層堆積装置及び薄膜形成方法
JP4564570B2 (ja) 2009-03-10 2010-10-20 三井造船株式会社 原子層堆積装置
US9540731B2 (en) * 2009-12-04 2017-01-10 Applied Materials, Inc. Reconfigurable multi-zone gas delivery hardware for substrate processing showerheads
JP5812606B2 (ja) * 2010-02-26 2015-11-17 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
WO2012008440A1 (ja) * 2010-07-12 2012-01-19 株式会社アルバック 成膜装置
JP5743266B2 (ja) 2010-08-06 2015-07-01 キヤノンアネルバ株式会社 成膜装置及びキャリブレーション方法
JP2012126977A (ja) 2010-12-16 2012-07-05 Ulvac Japan Ltd 真空成膜装置及び成膜方法
KR101819721B1 (ko) * 2011-04-07 2018-02-28 피코순 오와이 플라즈마 소오스를 갖는 원자층 퇴적
TW201331408A (zh) * 2011-10-07 2013-08-01 Tokyo Electron Ltd 電漿處理裝置
KR101411993B1 (ko) * 2012-09-25 2014-06-26 (주)젠 안테나 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리 챔버
JP6123208B2 (ja) * 2012-09-28 2017-05-10 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP6134522B2 (ja) * 2013-01-30 2017-05-24 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置および気相成長方法
TWI473903B (zh) * 2013-02-23 2015-02-21 Hermes Epitek Corp 應用於半導體設備的噴射器與上蓋板總成
JP6040075B2 (ja) 2013-03-27 2016-12-07 株式会社アルバック 真空成膜装置及び成膜方法
US10781516B2 (en) * 2013-06-28 2020-09-22 Lam Research Corporation Chemical deposition chamber having gas seal
US20150004798A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Lam Research Corporation Chemical deposition chamber having gas seal
US9018111B2 (en) * 2013-07-22 2015-04-28 Asm Ip Holding B.V. Semiconductor reaction chamber with plasma capabilities
JP6334880B2 (ja) 2013-10-03 2018-05-30 Ｊｓｗアフティ株式会社 原子層堆積装置および原子層堆積方法
US10167557B2 (en) * 2014-03-18 2019-01-01 Asm Ip Holding B.V. Gas distribution system, reactor including the system, and methods of using the same
JP6297509B2 (ja) * 2015-01-26 2018-03-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP5990626B1 (ja) * 2015-05-26 2016-09-14 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置
JP6050860B1 (ja) * 2015-05-26 2016-12-21 株式会社日本製鋼所 プラズマ原子層成長装置
JP6054471B2 (ja) * 2015-05-26 2016-12-27 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置および原子層成長装置排気部
JP6723116B2 (ja) * 2016-08-31 2020-07-15 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置および原子層成長方法
JP6778553B2 (ja) * 2016-08-31 2020-11-04 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置および原子層成長方法
JP2019033236A (ja) * 2017-08-10 2019-02-28 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置並びに原子層成長装置を使用した成膜方法および原子層成長装置のクリーニング方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11335849A (ja) * 1998-05-27 1999-12-07 Ebara Corp 成膜装置
JP2012175055A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 原子層堆積装置
JP2015073020A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 三井造船株式会社 原子層堆積装置および原子層堆積方法
JP2015073021A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 三井造船株式会社 原子層堆積装置および原子層堆積方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180155833A1 (en) 2018-06-07
JP2016222939A (ja) 2016-12-28
TWI693296B (zh) 2020-05-11
CN107614751A (zh) 2018-01-19
TW201704520A (zh) 2017-02-01
JP5990626B1 (ja) 2016-09-14
CN107614751B (zh) 2019-11-05
US10508338B2 (en) 2019-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5990626B1 (ja) 原子層成長装置
US12125684B2 (en) Temperature controlled reaction chamber
JP6054470B2 (ja) 原子層成長装置
CN114551206B (zh) 用以防止hdp-cvd腔室电弧放电的先进涂层方法及材料
JP2023065321A (ja) 平面状の内縁を有するベベルマスクを有するプラズマｃｖｄ装置
KR102253872B1 (ko) 샤워 헤드 및 처리 장치
JP6054471B2 (ja) 原子層成長装置および原子層成長装置排気部
JP6723116B2 (ja) 原子層成長装置および原子層成長方法
JP2009512221A (ja) 大面積ｐｅｃｖｄ装置のためのリモートプラズマ源を使用したクリーニング手段
TW202129715A (zh) 高溫雙通道噴頭
KR101175677B1 (ko) 퍼니스형 반도체 설비 및 그 설비를 사용한 기판 처리 방법
JP6298141B2 (ja) 原子層成長装置および原子層成長装置排気部
US20230323531A1 (en) Coating interior surfaces of complex bodies by atomic layer deposition
KR101473403B1 (ko) 샤워헤드 어셈블리 및 이를 갖는 화학기상 증착장치
JP2017043852A (ja) 原子層成長装置
TW202315004A (zh) 反應室以及用於反應室的擋板

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16799712

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15575357

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16799712

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1