JP2016111291A - 原子層堆積装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原子層堆積装置において、チャンバ内に収納した基板上に、原料ガスに由来する異物が付着するのを抑えることを目的とする。【解決手段】原子層堆積装置１は、基板１００を収納する内部空間１０ａを有するチャンバ１０と、チャンバ１０に付設され成膜用ガスをチャンバ１０内に注入するインジェクタ２０と、インジェクタ２０に成膜用ガスを供給する成膜用ガス供給部３０と、成膜容器１０内からガスを排気する排気部４０と、チャンバ１０内にプラズマを生成するプラズマ生成部５０とを備える。インジェクタ２０における各ガス流通路２１ａ〜２１ｄには防着板６０が取り付けられている。各防着板６０は、各ガス流通路２１の内周面全周に沿った筒状部６１と、筒状部６１の後端から内部空間１０ａの前面に沿って拡がっている鍔部６２とからなり、成膜材料（アルミナ）が付着しやすいアルマイト板を曲折加工することによって形成されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、基板上に薄膜を形成する原子層堆積装置に関する。

基板上に薄膜を成膜する方法の一つとして原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）が知られ、現在、有機ＥＬパネルの製造工程においても用いられている。一般に、ＡＬＤ法は原料ガスを基板の表面に化学吸着させるので、蒸着法やスパッタリング法などＰＶＤ（physical vapor deposition）法のような成膜法と比べて、段差被覆性（ステップ・カバレッジ）が良好である。従って、ＡＬＤ法を封止膜の形成に利用することによって、封止性の向上を図ることができる。

ＡＬＤ装置は、基板を収納し内部を真空にできるチャンバと、それに付設されたガス流通路を有するインジェクタとを備え、原料ガス、反応ガス等の供給源が配管でインジェクタに接続されて構成されている。
ＡＬＤには、熱ＡＬＤ法及びプラズマＡＬＤ法があるが、プラズマＡＬＤ法の場合、チャンバ内に基板を載置し、以下の処理を１サイクルとして複数サイクル繰り返す。

（１）チャンバ内に原料ガスを流入させる。これにより基板の表面に原料ガスの分子が単分子膜状に化学吸着する。例えば、有機ＥＬ素子において酸素や水分の透過を防止するためのアルミナ（ＡｌＯx）薄膜を成膜する場合、原料ガスとしてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム，Tri-Methyl-Aluminium）が用いられる。
（２）チャンバ内から余剰の原料ガスを排出する。

（３）チャンバ内に反応ガスを流入させつつ、真空チャンバ内の電極間に高電圧を印加して反応ガスをプラズマ化する。これにより基板の表面に化学吸着した原料ガスの分子が反応ガスの分子と反応して、反応生成物の単層膜が成膜される。アルミナを成膜する場合、反応ガスとして酸素が用いられる。
（４）チャンバ内の電極間の高電圧印加を停止し、余剰の反応ガスを排出する。

なお、原料ガスおよび反応ガスを排出する際には、不活性ガス（例えば、窒素、アルゴンなど）を流入させつつ実施する場合もある。
このような原子層堆積装置において、基板の上だけでなくチャンバの内壁にも、原料ガスに由来する生成物が付着するので、この付着を防止するため、通常、真空チャンバの内壁に防着板と呼ばれる板材がチャンバの内壁に取り付けられることもある。防着板の素材は、通常、防着板に付着した生成物が剥離して基板に付着しないように、生成物に対する付着性の高い素材が用いられる。生成物がアルミナの場合、防着板の素材として、例えばアルマイト板が用いられる。

防着板は、ボルトなどでチャンバの内壁に留められ、定期的または不定期に取り外してクリーニングされる。

特開２０１２−１７５０５５号公報

このような原子層堆積装置において、原料ガスに由来する生成物は、インジェクタにおけるガス流通路の内面にも付着することもある。インジェクタのガス流通路内に堆積した生成物の一部が、ガス流通路を流れる原料ガス等の気流に乗って、チャンバの内部空間に向けて飛ばされて、チャンバ内に収納した基板上に異物として付着することもある。
例えば有機ＥＬ素子の製造工程において基板上に異物が付着すると、画素欠陥等の不具合につながる。

本発明は、このような課題に鑑み、原子層堆積装置において、チャンバ内に収納した基板上に、原料ガスに由来する異物が付着するのを抑えることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様にかかる原子層堆積装置は、減圧可能な内部空間を有し、当該内部空間に基板を収納するチャンバと、チャンバに付設され、内部空間に向けたガスの吹き出し口を有するガス流通路が１以上形成されたインジェクタと、を備え、１以上のガス流通路を介して、内部空間に原料ガス及び反応ガスを供給し、基板上に、原料ガスと反応ガスとが反応して生成される生成物を付着させて薄膜を形成する原子層堆積装置であって、１以上の各ガス流通路には、ガス流通路の内周面に原料ガスに由来する生成物が付着するのを抑える防着板が取り付けられ、当該防着板は、ガス流通路の内周面全周に沿って設けられた筒状部と、筒状部における内部空間に臨む端部から拡がっている鍔部とを有し、当該鍔部の少なくとも周縁部は、チャンバにおける内部空間に臨む内面に沿っている。

ここで、「ガス流通路の内周面全周」における全周は、内周面の周方向に沿った方向についての全周を意味する。従って、筒状部は、ガス流通路における内周面の全体を覆っていなくてもよく、例えば、ガス流通路の入口側は覆わず、出口側だけを覆っていてもよい。

上記態様の原子層堆積装置によれば、防着板の筒状部がガス流通路の内周面全周に沿って設けられているので、ガス流通路の内周面に生成物が付着するのが抑えられる。またガス流通路の内周面と防着板の筒状部との間の隙間に生成物が堆積しても、その隙間におけるチャンバの内部空間に臨む開口が鍔部によって蓋口された状態となっているので、隙間に堆積した生成物の一部が、気流に乗ってチャンバの内部空間に飛散するのが抑えられる。

従って、チャンバ内に収納された基板上に、原料ガスに由来する生成物が付着するのを抑えることができる。

実施形態にかかる原子層堆積装置１の構成を示す概略断面図である。 図１に示される原子層堆積装置１の主要部の斜視図である。 （ａ）は、防着板６０の構成の一例を示す分解斜視図、（ｂ）はその組み立て後の斜視図である。 原子層堆積装置１の前部分を水平に切断した断面模式図である。 （ａ）は比較例にかかる防着板１６０をガス流通路２１に装着した図、（ｂ）は、実施の形態にかかる防着板６０をガス流通路２１に装着した図である。 （ａ），（ｂ）は、基板上への異物の付着状態を比較する実験結果を示す図である。

＜発明に到った経緯＞
原子層堆積装置において、上記のように原料ガスに由来する生成物がインジェクタのガス流通路の内面にも付着することがあるので、この付着を抑えるために、ガス流通路に筒状の防着板を装着してガス流通路の内面を覆うことも考えられる。
しかし、インジェクタのガス流通路に筒状の防着板を装着しても、ガス流通路の内面とそれを被覆する防着板との間には、防着板の製造誤差などで多少なりとも隙間が存在する。

そしてこの隙間に原料ガス等が進入することによって、隙間の中に、原料ガスが反応して生成された生成物が堆積する。また、堆積した生成物の一部が、原料ガス等の気流に乗ってチャンバ内に向けて飛ばされ、基板上に異物として付着することもある。
そこで、防着板の構造を工夫することによって、原料ガスに由来する生成物がインジェクタのガス流通路に堆積して基板上に付着するのを防ぐ方法を検討し、本発明に到った。

＜発明の態様＞
本発明の一態様にかかる原子層堆積装置は、減圧可能な内部空間を有し、当該内部空間に基板を収納するチャンバと、チャンバに付設され、内部空間に向けたガスの吹き出し口を有するガス流通路が１以上形成されたインジェクタと、を備え、１以上のガス流通路を介して、内部空間に原料ガス及び反応ガスを供給し、基板上に、原料ガスと反応ガスとが反応して生成される生成物を付着させて薄膜を形成する原子層堆積装置であって、１以上の各ガス流通路には、ガス流通路の内周面に原料ガスに由来する生成物が付着するのを抑える防着板が取り付けられ、当該防着板は、ガス流通路の内周面全周に沿って設けられた筒状部と、筒状部における内部空間に臨む端部から拡がっている鍔部とを有し、当該鍔部の少なくとも周縁部は、チャンバにおける内部空間に臨む内面に沿っている。

この原子層堆積装置によれば、防着板の筒状部がガス流通路の内周面全周に沿って設けられているので、ガス流通路の内周面に生成物が付着するのが抑えられる。
また防着板における鍔部が、筒状部における内部空間に臨む端部から拡がり、鍔部の少なくとも周縁部がチャンバにおける内部空間に臨む内面に沿って拡がっている。従って、ガス流通路の内周面と防着板の筒状部との間の隙間に生成物が堆積しても、その隙間におけるチャンバの内部空間に臨む開口が鍔部によって蓋口された状態となっているので、隙間に堆積した生成物の一部が、気流に乗ってチャンバの内部空間に飛散するのが抑えられる。

よって、チャンバ内に収納された基板上に、原料ガスに由来する生成物が付着するのを抑えることができる。
上記態様の原子層堆積装置において、以下のようにしてもよい。
防着板の鍔部は、内部空間の内面に面接触していることが、隙間に堆積した生成物が内部空間に飛散するのを抑える上で好ましい。

インジェクタに、ガス流通路が複数形成されている場合、隣接するガス流通路に取り付けられた防着板の鍔部同士をオーバーラップさせることも、隙間に堆積した生成物が内部空間に飛散するのを抑える上で好ましい。
防着板における筒状部及び鍔部を、板材を折り曲げて形成することによって、筒状部及び鍔部を有する防着板を容易に形成することができる。

防着板の表面は、ガス流通路の内周面よりも、生成物が付着しやすい性質を持つことが好ましい。そうすれば、上記隙間に堆積した生成物は、防着板の表面に付着しやすくなるので、堆積した生成物が、クリーニング時に防着板をガス流通路から取り外した後に、ガス流通路の内面に残留しにくい。
基板上に形成する薄膜が酸化アルミニウム薄膜である場合、生成物も酸化アルミニウムであることが多いので、防着板をアルマイト板で形成すれば、生成物が防着板の表面に付着する付着性が良好となるので、生成物がガス流通路の内面に残留しにくい。

防着板の表面を、粗面化処理することによって、生成物が防着板の表面に付着する付着性を高まるので、生成物がガス流通路の内面にさらに残留しにくくなる。
原料ガスが１以上の各ガス流通路に供給され、反応ガスも１以上の各ガス流通路に供給される場合は、各ガス流通路を原料ガスと反応ガスが交互に通過することになるので、各ガス流通路内で生成物が生じやすく、原料ガスに由来する生成物が基板上に付着しやすいが、上記形態の防着板を、各ガス流通路に取り付けることによって生成物が基板上に付着するのを抑えることがきるので、得られる効果も大きくなる。

＜実施の形態＞
（原子層堆積装置の全体構成）
図１は、実施の形態にかかる原子層堆積装置１の全体構成を示す概略断面図である。
この原子層堆積装置１は、プラズマＡＬＤ（Plasma Enhanced ＡＬＤ）装置であって、原料ガスと反応ガスとを交互に供給するとともに、プラズマを生成して反応活性を高めて、基板１００上に原子層単位で薄膜を形成する。

本実施形態では原料ガスとしてＴＭＡを用い、反応ガスとして酸化ガス（Ｏ₂）を用いることにより、アルミナの薄膜を形成する例について説明するが、これに限定されるものではない。
原子層堆積装置１は、成膜対象となる基板１００を収納する内部空間１０ａを有するチャンバ１０と、チャンバ１０に付設され成膜用ガスをチャンバ１０内に注入するインジェクタ２０と、インジェクタ２０に成膜用ガスを供給する成膜用ガス供給部３０と、チャンバ１０内からガスを排気する排気部４０と、チャンバ１０内にプラズマを生成するプラズマ生成部５０とを備える。

チャンバ１０は、上面が開口した直方体状の容器本体１１と、容器本体１１の開口を覆う蓋体１２とで構成され、例えばステンレス製の板材で形成されている。
図２は、原子層堆積装置１の斜視図であって、容器本体１１の内部が見えるように、チャンバ１０の蓋体１２を外した状態で示している。
チャンバ１０内において、成膜用ガスは、図１，２における矢印Ｘの方向に水平に流れるので、説明上、矢印Ｘが指す方向を後方とする。また矢印Ｚが指す方向を上方、矢印Ｙが指す方向を右方とする。

（チャンバ１０）
チャンバ１０の容器本体１１は、底板１１１と、四方を取り囲む前側板１１２、後側板１１３、左側板１１４、右側板１１５とから構成され、側板１１２〜１１５で囲まれた内部空間１０ａの上部の開口を、蓋体１２が覆っている。
各板１１１〜１１５及び蓋体１２は、長方形状のステンレス板である。

前側板１１２には、インジェクタ２０の後端部が挿入される開口部１１２ａが開設され、後側板１１３には、排気部４０の排気管４１が接続される開口部１１３ａが開設されている。
蓋体１２の下面側には、プラズマ生成部５０のプラズマ生成電極５２が設置され、容器本体１１の中には、プラズマ生成部５０の接地電極５３が設置されている。

なお、図２では省略しているが、図１に示すように、チャンバ１０内における内部空間１０ａに臨む面（プラズマ生成電極５２の表面など）には防着板９０が取り付けられている。
（インジェクタ２０）
インジェクタ２０は、直方体形状の部材であって、その後端部が上記の開口部１１２ａに挿入され、前側板１１２の前方に突出する状態で、チャンバ１０に取り付けられている。

インジェクタ２０の後端面２０ａは、チャンバ１０の内部空間１０ａに面している。すなわち、インジェクタ２０の後端面２０ａが、内部空間１０ａの前面を形成している。
そして、各ガス流通路２１が内部空間１０ａに連通している。
図１ではインジェクタ２０に形成されている１本のガス流通路２１の断面が示されているが、図２に示すように、インジェクタ２０に設けられているガス流通路２１ａ〜２１ｄは、複数本（４本）あって、Ｙ方向に並んで形成されている。そして、インジェクタ２０におけるガス流通路２１ａ〜２１ｄの吹き出し口２２ａ〜２２ｄは、チャンバ１０の内部空間１０ａに臨み、吹き出し口２２ａ〜２２ｄから内部空間１０ａにガスが噴き出すようになっている。

このインジェクタ２０は、ステンレス製の部材であって、成膜用ガスが流通するガス流通路２１がＸ方向に貫通して形成されている。
各ガス流通路２１ａ〜２１ｄの横断面の形状は水平方向に長い長方形状である。ただし、ガス流通路の断面形状は、長方形状に限られず、例えば、長円形状、円形状であってもよい。

また、各ガス流通路２１ａ〜２１ｄには、インジェクタ用の防着板６０が取り付けられている。この防着板６０については、後で詳述する。
（成膜用ガス供給部３０）
成膜用ガス供給部３０は、インジェクタ２０の前方に設けられ、原料ガス及び不活性ガスの供給源である原料ガス供給部３１、反応ガス及びＮ₂プラズマの供給源である反応ガス供給部３２、原料ガス供給部３１及び反応ガス供給部３２から供給される各ガスを、インジェクタ２０の各ガス流通路２１ａ〜２１ｄに分配するコネクタ３３を備えている。

ここでは、原料ガスはＴＭＡ、反応ガスは酸化ガスＯ₂、不活性ガスはＮ₂である。
（排気部４０）
排気部４０は、排気装置（例えばドライポンプ）を備え、排気管４１を介して、チャンバ１０内に供給された原料ガス、反応ガス、不活性ガスを排気する。
排気部４０がチャンバ１０内からガスを排気することにより、チャンバ１０内の真空度は１０Ｐａ〜１００Ｐａ程度に維持される。

なお、図１に示すように、排気管４１の内面には防着板９１が取り付けられている。
（プラズマ生成部５０）
プラズマ生成部５０は、高周波電源５１と、高周波電源５１から高周波電圧を印加するプラズマ生成電極５２と、接地電極５３とを備える。
接地電極５３は、長方形板状の電極であり、底板１１１上に設置されたヒータ５７上に水平に取り付けられている。

接地電極５３上には、基板１００が載置され、基板１００の上にマスク１０１が載置されている。
プラズマ生成電極５２は、長方形板状の電極であり、蓋体１２の下面側に、枠体状の絶縁支持部材５４を介して、チャンバ１０と絶縁された状態で水平に取り付けられている。絶縁支持部材５４はセラミックス等で形成されている。

プラズマ生成電極５２は、給電線５６によって高周波電源５１に接続されている。高周波電源５１は、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧をプラズマ生成電極５２に供給する。
プラズマ生成電極５２に高周波電圧が印加されることにより、プラズマ生成電極５２と接地電極５３との間の空間に供給される反応性ガスが電離して、プラズマ生成電極５２と接地電極５３との間で空間プラズマが生成される。

（原子層堆積装置１の成膜動作とクリーニング）
原子層堆積装置１におけるＡＬＤ成膜条件としては、例えば、成膜温度が７５℃〜９５℃、成膜圧力が８０Ｐａ〜１２０Ｐａで、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスの存在下で、酸素プラズマを反応させることによってアルミナ（ＡｌＯx）の層を堆積させる。
具体的には、原子層堆積装置１は、ヒータ５７で基板１００を加熱し、チャンバ１０内を減圧状態にして、原料ガス供給部３１から原料ガス及び不活性ガスを供給して、基板１００上に原料ガスの成分を原子単位で吸着させる。

基板１００に原料ガスの成分が原子単位で吸着された後、反応ガス供給部３２から反応ガスとして酸化ガスＯ₂を供給する。この供給中、高周波電源５１から高周波がプラズマ生成電極５２に給電されて、内部空間１０ａ内にプラズマが生成される。生成されたプラズマにより、酸化ガスの一部が電離状態となった後、ラジカル酸素が作られ、このラジカル酸素と、基板１００に吸着した原料ガスの成分とが反応して、基板１００の表面に原子単位の金属酸化膜が形成される。

その後、反応ガス供給部３２からＮ₂プラズマを供給し、酸化ガスをパージする。
この１サイクルで１オングストローム程度の反応生成物が堆積する。
このように、基板１００の表面上に、原料ガスの成分の吸着、Ｎ₂プラズマの供給、反応ガスと原料ガスとの反応を、必要な膜厚になるまで繰り返すことによって、原子（分子）単位の単層膜が順次積層されるので、緻密で且つ封止性の高いアルミナ膜が得られる。

また、この原子層堆積装置１で基板１００上への成膜を繰り返して行うと、インジェクタ２０、チャンバ１０、排気管４１に取り付けられている防着板６０、防着板９０、防着板９１に、原料ガスに由来する生成物（アルミナ）が付着する。従って、定期的あるいは不定期的に、これらの防着板を装置から取り外して、付着した生成物をクリーングする。
（防着板６０）
インジェクタ２０における４つのガス流通路２１（ガス流通路２１ａ〜２１ｄ）に取り付けられている４つの防着板６０は、同じ形状である。

各防着板６０は、各ガス流通路２１の内周面全周に沿った筒状部６１と、筒状部６１の後端から拡がっている鍔部６２とからなり、鍔部６２の少なくとも周縁部は、内部空間１０ａの前面（インジェクタ２０の後端面２０ａ）に沿って拡がっている。
なお、各筒状部６１は、各ガス流通路２１の内周面を全体的に覆っていることが好ましいが、各ガス流通路２１の入口側は覆わず、出口側だけを覆ってもよい。

成膜材料（アルミナ）が付着しやすい板材を曲折加工することによって形成されている。
アルマイト板にはアルミナが付着しやすいので、防着板６０の材料としてアルマイト板を用いることが好ましい。防着板６０の肉厚は１ｍｍ以下が好ましく、例えば０．２ｍｍである。

また、防着板６０の表面の成膜材料（アルミナ）に対する付着性をさらに向上させるために、その表面を粗面化して表面粗さＲａ５程度にすることが好ましい。この粗面化処理は例えばブラスト加工によって行うことができる。
図３（ａ）は、防着板６０の構成の一例を示す分解斜視図、（ｂ）はその組み立て後の斜視図である。

防着板６０は、上板６３、下板６４、左側板６５、右側板６６が組み合わせられて構成されている。
上板６３は、筒状部６１の上面を形成する上面部６３１と、上面部６３１の後縁から曲折して上方に延びる鍔部分６３２とを有する。
下板６４は、筒状部６１の下面を形成する下面部６４１と、下面部６４１の後縁から曲折して下方に延びる鍔部分６４２とを有する。

左側板６５は、筒状部６１の左側面を形成する左側面部６５１と、左側面部６５１の後縁から曲折して左方に延びる鍔部分６５２と、左側面部６５１の上縁から右方に曲折する縁部６５３と、左側面部６５１の下縁から右方に曲折する縁部６５４とを有する。
右側板６６は、筒状部６１の右側面を形成する右側面部６６１と、右側面部６６１の後縁から曲折して右方に延びる鍔部分６６２と、右側面部６６１の上縁から左方に曲折する縁部６６３と、右側面部６６１の下縁から左方に曲折する縁部６６４とを有する。

これらの上板６３、下板６４、左側板６５、右側板６６を組み合せると、図３（ｂ）に示すように、上面部６３１、下面部６４１、左側面部６５１、右側面部６６１によって筒状部６１が形成され、４つの鍔部分６３２、６４２、６５２、６６２によって環状の鍔部６２が形成される。
防着板６０の組み立て及びガス流通路２１への装着については、上板６３、下板６４、左側板６５、右側板６６を、それぞれをガス流通路２１に挿入して、ガス流通路２１内で組み立ててもよいが、あらかじめ防着板６０を組み立ててからガス流通路２１に挿入してもよい。

防着板６０の組み立て時に、上板６３、下板６４、左側板６５、右側板６６を相互に固定する方法としては、カシメ、接着、溶接、ネジあるいはリベットによる締結などで行うことができる。
図３（ａ），（ｂ）に示す例では、上面部６３１及び下面部６４１の前縁から突出して形成された爪６７を、縁部６５３，６５４，６６３，６６４の前端にかしめることによって前端側を固定している。また、鍔部分６５２の左縁から突出して形成された爪６８を鍔部分６３２，６４２の左縁にかしめ、鍔部分６６２の右縁から突出して形成された爪６８を鍔部分６３２，６４２の右縁にかしめることによって後端側を固定している。

このように、板材を折り曲げ加工したものを用いて、筒状部６１及び鍔部６２を有する防着板６０を容易に形成することができる。
防着板６０は、鍔部６２の全体をインジェクタ２０の後端面２０ａに面接触させた状態で装着することが好ましい。この面接触は、鍔部６２の全体がインジェクタ２０の後端面２０ａに直接面接触させてもよいし、別の防着板を間に挟んで面接触させてもよい。

なお、図２，４に示す例では、ガス流通路２１ｂ，２１ｄに取り付けられた防着板６０の鍔部６２はインジェクタ２０の後端面２０ａに直接面接触している。一方、ガス流通路２１ｂ，２１ｄに取り付けられた防着板６０の鍔部６２は、ガス流通路２１ｂ，２１ｄに取り付けられた防着板６０の鍔部６２の上にオーバーラップした状態で面接触している。
防着板６０は、筒状部６１を各ガス流通路２１ａ〜２１ｄに挿入するだけでも装着することができるが、鍔部６２をインジェクタ２０の後端面２０ａにねじなどで締結することによって鍔部６２を全体的に後端面２０ａに接触させることができる。

防着板６０における筒状部６１のサイズは、ガス流通路２１の内側に丁度嵌り込むサイズに設定する。例えば、筒状部６１の横方向の長さＬ１は３００ｍｍ、縦方向の長さＬ２は５０ｍｍである。
鍔部６２が横方向に拡がる長さＬ３は、例えば１０ｍｍである。
また図２，４に示すように、横方向に隣接する防着板６０の鍔部６２同士を互いにオーバーラップさせてもよい。

なお、インジェクタ２０のガス流通路２１の横断面形状が円形状の場合は、筒状部６１の形状もそれに合わせて円筒状に形成すればよい。
防着板６０による効果：
図４は、原子層堆積装置１の前部分を水平に切断した断面模式図である。図中、成膜用ガスの流れを白抜矢印で示している。

各ガス流通路２１ａ〜２１ｄには防着板６０が装着されている。
この状態で、各防着板６０の筒状部６１は、ガス流通路２１ａ〜２１ｄの内周面に沿い、その内周面を覆っているので、この内周面に原料ガス（ＴＭＡ）並びに反応ガス（Ｏ₂）が接触するのを抑えて反応生成物（アルミナ、ＡｌＯx）が付着するのを抑制する。
また、各防着板６０の鍔部６２は、ガス流通路２１の内周面と筒状部６１との間の間隙に生成される反応生成物のパーティクルなどが、チャンバ１０の内部空間１０ａに飛散するのを防止する。

この防着板６０の鍔部６２による効果について、図５（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。
図５（ａ）は比較例にかかる防着板１６０をガス流通路２１に装着した図、（ｂ）は、実施の形態にかかる防着板６０をガス流通路２１に装着した図である。
防着板１６０は、防着板６０の筒状部６１と同様の構成であって、鍔部は持っていない。 この比較例にかかる防着板１６０をガス流通路２１に装着したときにも、ガス流通路２１の内周面に原料ガス（ＴＭＡ）並びに反応ガス（Ｏ₂）が接触するのを抑え、反応生成物（ＡｌＯx）が付着するのを抑制する働きは同様である。

また、防着板６０の筒状部６１や防着板１６０は、いずれもガス流通路２１の内周面と完全に密着させることは難しいので、防着板６０の筒状部６１とガス流通路２１の内周面との間には隙間Ｃが存在する。そして、その状態で、ガス流通路２１に原料ガスや反応ガスを供給すると、図５（ａ），（ｂ）に示すように、隙間Ｃに、原料ガス（ＴＭＡ）に由来する生成物（異物）が固着する。この生成物は、原料ガスが固化したたもの、あるいは原料ガスと反応ガスが反応して生成した生成物の薄膜やパーティクルであると推定される。

ここで、防着板１６０を用いた図５（ａ）の場合、ガスの流れに伴って、隙間Ｃに 堆積した異物が剥離して、チャンバ１０の内部空間１０ａに飛散して、基板１００上に付着することもある。
チャンバ１０内に飛散する異物のサイズは、大きいものでは直径１０μｍ以上なので、例えば、ＥＬ発光素子を製造する際に、ＡＬＤ法によって基板１００上にアルミナ薄膜を形成する工程に適用する場合、基板１００上に異物が付着すると、ＥＬ発光素子の表示欠陥（ダークスポット）につながる。

これに対して、防着板６０を用いた図５（ｂ）の場合、隙間Ｃは鍔部６２よって蓋がされた状態になっているので、ガスの流れに伴って、隙間Ｃに溜まった異物が、内部空間１０ａに飛散するのが抑えられる。
ここで、鍔部６２をインジェクタ２０の後端面２０ａにねじなどで締結すれば、鍔部６２を後端面２０ａに面接触させたり、密着させることができ、異物の内部空間１０ａへの飛散を抑える効果を高めることができる。

また、隣接する防着板６０の鍔部６２同士を互いにオーバーラップさせることも、異物の内部空間１０ａへの飛散を抑える効果を高める上で好ましい。
また、防着板６０の表面を粗面化処理しておけば、隙間Ｃに堆積する生成物が防着板６０の表面にさらに付着しやすくなるので、クリーニング時に防着板６０をガス流通路２１から取り外した後に、ガス流通路２１の内面に生成物が残留しにくくなる。

また、原子層堆積装置１においては、成膜用ガス供給部３０から各ガス流通路２１ａ〜２１ｄに、原料ガスと反応ガスが交互に供給されるので、各ガス流通路２１ａ〜２１ｄにおいて生成物が生じやすい。従って、各ガス流通路２１ａ〜２１ｄに防着板６０を取り付けることによって得られる効果も大きなものとなる。
（実験）
上記実施の形態に基づいて作製した実施例の原子層堆積装置について、防着板６０を取り付けることによる効果を調べる実験を行った。

比較例の原子層堆積装置として、原子層堆積装置１と同様であるが、防着板６０の代わりに、鍔部を持たずガス流通路２１の内面を覆う筒状部だけからなる防着板１６０を装着したものも作製した。
実施例にかかる原子層堆積装置及び比較例にかかる原子層堆積装置を用いて、チャンバ内に基板１００とマスク１０１を設置し、同じ条件で運転して、基板１００上におけるマスクの開口部に異物が付着する状態を比較観察した。

実施例、比較例とも、原子層堆積装置における各吹き出し口２２ａ〜２２ｄのサイズは、横３００ｍｍ、高さ５０ｍｍ、隣接する吹き出し口２２ａ〜２２ｄ同士の間隔は２０ｍｍ、基板１００上におけるマスク開口部のサイズは、横方向１２００ｍｍ、前後方向６００ｍｍである。
図６は、基板１００上への異物付着状態の実験結果を示す図であって、（ａ）は比較例にかかる結果、（ｂ）は実施例にかかる結果を示す。また図中に、インジェクタ２０のガス流通路２１ａ〜２１ｄの位置、成膜用ガスの流れ（白抜矢印）を示している。

比較例ではマスク開口部に異物が多く見られ、特に、マスク開口部の後端側に多くみられた。これに対して、実施例では、マスク開口部に異物は少なく、マスク開口部の後端側にもほとんどみられなかった。
マスク開口部に観察された直径１０μｍ以上の異物パーティクルの数は、比較例では５８０個であったが、実施例では５７個であった。

（変形例など）
以上、本発明の一態様にかかる原子層堆積装置１について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例も実施できる。
１．上記防着板６０においては、筒状部６１の後端部が長方形状であって、その全周から拡がるように長方形環状の鍔部６２が形成されている。このように鍔部は全周に設けることが基板上への異物付着を防止する効果を得る上で好ましいが、必ずしも全周に形成しなくてもよい。

例えば、筒状部６１の後端部の開口が長方形状の場合、長方形の３辺だけから拡がる鍔部を形成してもよいし、左右の２辺だけから拡がる鍔部を形成してもよい。
２．上記原子層堆積装置１においては、インジェクタ２０にガス流通路が４本形成されていたが、インジェクタに形成されるガス流通路の数は特に限定されない。たとえば、インジェクタにガス流通路が１本だけ形成され、それに防着板６０を１つ取り付けた場合も同様の効果を奏する。
３．上記原子層堆積装置１において、さらにインジェクタ２０にヒータを設けて、ガス流通路２１の内面や坊着板６０を加熱できるようにしてもよい。それによって、ガス流通路２１内に生成物が凝集しにくくなるので、基板１００上に付着する異物をさらに低減できる。
４．上記実施の形態では、インジェクタ２０がチャンバ１０の開口部１１２ａに挿入されて、インジェクタ２０の後端面２０ａが内部空間１０ａの内面の一部を形成していたが、
インジェクタ２０のガス流通路２１ａ〜２１ｄに連通するガス吹き出し口を前側板１１２に開設してもよい。その場合、前側板１１２に開設したガス吹き出し口が、ガス流通路２１ａ〜２１ｄのガス吹き出し口に相当する。
５．上記実施の形態の原子層堆積装置１は、プラズマ生成電極５２と接地電極５３とが互いに対向し、電極間でプラズマを生成するプラズマＡＬＤ方式の装置であるが、熱ＡＬＤ方式の装置でも同様に実施することができる。
６．上記原子層堆積装置１では、原料ガスとしてＴＭＡを用いて基板１００上にアルミナの薄膜を形成する場合について説明したが、原料ガス、反応ガスを変えることによって、アルミナ以外の化合物、例えば、ＳｉＯ₂，ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，ＳｉＮなどを成膜することができる。その場合も同様に、これらの原料ガスに由来する生成物に対する付着性が良好な板材で形成した鍔部１を有する防着板６０をガス流通路２１に装着することによって、基板上に異物が付着するのを低減する効果を得ることができる。

本発明にかかる原子層堆積装置は、例えば、有機ＥＬ表示装置を製造するのに利用可能である。

１ 原子層堆積装置
１０ チャンバ
１０ａ 内部空間
１１ 容器本体
１２ 蓋体
２０ インジェクタ
２１ａ〜２１ｄ ガス流通路
２２ａ〜２２ｄ 吹き出し口
３０ 成膜用ガス供給部
３１ 原料ガス供給部
３２ 反応ガス供給部
３３ コネクタ
４０ 排気部
５０ プラズマ生成部
５２ プラズマ生成電極
５３ 接地電極
６０ インジェクタ用の防着板
６１ 筒状部
６２ 鍔部
９０ 防着板
１００ 基板
１０１ マスク

Claims (8)

1. 減圧可能な内部空間を有し、当該内部空間に基板を収納するチャンバと、
   前記チャンバに付設され、前記内部空間に向けたガスの吹き出し口を有するガス流通路が１以上形成されたインジェクタと、を備え、
   前記１以上のガス流通路を介して、前記内部空間に原料ガス及び反応ガスを供給し、前記基板上に、前記原料ガスと反応ガスとが反応して生成される生成物を付着させて薄膜を形成する原子層堆積装置であって、
   前記１以上の各ガス流通路には、
   前記ガス流通路の内周面に前記原料ガスに由来する生成物が付着するのを抑える防着板が取り付けられ、
   当該防着板は、
   前記ガス流通路の内周面全周に沿って設けられた筒状部と、
   前記筒状部における前記内部空間に臨む端部から拡がる鍔部とを有し、
   当該鍔部の少なくとも周縁部は、前記チャンバにおける前記内部空間の内面に沿っている、
   原子層堆積装置。
2. 前記防着板の鍔部は、
   前記内部空間の内面に面接触している、
   請求項１に記載の原子層堆積装置。
3. 前記インジェクタは、前記ガス流通路が複数形成され、
   隣接するガス流通路に取り付けられた前記防着板の鍔部同士がオーバーラップしている、
   請求項１または２に記載の原子層堆積装置。
4. 前記防着板における筒状部及び前記鍔部は、
   板材が折り曲げられて形成されている、
   請求項１〜３のいずれかに記載の原子層堆積装置。
5. 前記防着板の表面は、
   前記ガス流通路の内周面よりも、前記生成物が付着しやすい性質を持つ、
   請求項１〜４のいずれかに記載の原子層堆積装置。
6. 前記薄膜は酸化アルミニウム薄膜であって、
   前記防着板は、アルマイト板で形成されている、
   請求項１〜５のいずれかに記載の原子層堆積装置。
7. 前記防着板の表面には、粗面化処理がなされている、
   請求項１〜６のいずれかに記載の原子層堆積装置。
8. 前記原料ガスは前記１以上の各ガス流通路に供給され、
   前記反応ガスも前記１以上の各ガス流通路に供給される、
   請求項１〜７のいずれかに記載の原子層堆積装置。

Images