[發明專利]層積體、阻氣膜及其制造方法

在審

• 申請號: 201380053425.2
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN104736334A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 佐藤盡;加納滿
• 申請（專利權）人: 凸版印刷株式會社
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;C23C16/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業平;張蘇娜

技術領域

本發明涉及一種在基材的外面形成有原子層沉積膜的層積體、由該層積體形成的阻氣膜、以及它們的制造方法。

本申請主張基于2012年10月18日向日本申請的日本特愿2012-230658號的優先權，其內容以引用方式并入本文。

背景技術

利用像氣體那樣使物質呈在原子/分子水平上運動的狀態的氣相狀態從而在物體的表面上形成薄膜的方法大致區分可以列舉：化學氣相沉積法(CVD：Chemical?Vapor?Deposition)和物理氣相沉積法(PVD：Physical?Vapor?Deposition)。

作為PVD的代表性方法可列舉真空蒸鍍法或濺射法等。特別地，對于濺射法而言，通常雖然裝置成本高，但由于可以進行膜質量和膜厚度的均一性優異的高品質薄膜的成膜，因此，廣泛地應用于諸如液晶顯示器的顯示設備等。

另外，CVD為向真空室內導入原料氣體，通過熱能使1種或2種以上的氣體在基板上分解或反應，從而使固體薄膜成長的方法。這種情況下，為了促進成膜時的反應，或為了降低反應溫度，也存在并用等離子體或催化反應的方法，并且它們分別稱為PECVD(Plasma?Enhanced?CVD)、Cat-CVD等。對于這種CVD而言，由于成膜缺陷少，所以，主要適用于柵絕緣膜的成膜等半導體器件的制造工序。

另外，近年來，原子層沉積法(ALD法：Atomic?Layer?Deposition)備受關注。該ALD法為通過表面的化學反應使吸附在表面上的物質以原子水平逐層進行成膜的方法，并且其被分類為CVD的范疇。以下示出ALD法與一般的CVD的區別點。一般的CVD為使用單一的氣體或同時使用多種氣體在基板上使之反應而使薄膜成長的方法。另一方面，ALD法交替使用稱為前體(TMA：Tri-Methyl?Aluminum(三甲基鋁)等)的高活性氣體和反應性氣體(在ALD法中，所述反應性氣體有時也被稱為前體)。因此，ALD法為通過在基板表面的吸附和與所述吸附接續的化學反應從而在原子水平上逐層使薄膜成長的特殊的成膜方法。

以下對ALD法的具體的成膜方法進行說明。ALD法是利用了這樣的現象的成膜方法，其中，該現象為在基板上的表面吸附中，將表面用某種氣體覆蓋之后，不會再發生更多的所述氣體的吸附的現象，該現象即所謂的自限效應(セルフ·リミッティング効果)。通過自限效應，在只有一層前體(第1前體)吸附于基板之后，將未反應的前體排氣。接著，將反應性氣體(第2前體)導入基板上，使所述前體氧化或還原從而使僅一層具有所期望的組成的薄膜沉積在基板上。其后，將反應性氣體排氣。將上述處理設為1循環，重復該循環從而使薄膜成長。因此，在ALD法中，薄膜二維地成長。另外，已知的是，與現有的真空蒸鍍法或濺射等相比，ALD法成膜缺陷少。此外，已知的是，與一般的CVD等相比，ALD法成膜缺陷也少。

因此，期待ALD法在食品及醫藥品等包裝領域、或電子零件領域等寬廣的領域中的應用。

另外，在ALD法中，已知的是，在使第2前體分解、并與吸附于基板的第1前體反應的工序中，使用等離子體以激活反應的方法。該方法被稱為等離子體激活ALD(PEALD：Plasma?Enhanced?ALD)、或簡稱為等離子體ALD。

ALD法的技術本身是在1974年由芬蘭的Dr.Tuomo?Sumtola提出的。一般而言，由于得到了高品質、高密度的成膜，因此ALD法在柵絕緣膜等半導體領域中的應用正在推進，并且ALD法記載在ITRS(International?Technology?Roadmap?for?Semiconductors(國際半導體技術發展路線圖))中。另外，已知的是，與其它成膜法相比，ALD法沒有斜影效果(濺射粒子傾斜地入射到基板表面，結果產生成膜不規則的現象)。因此，在ALD法中，如果存在可滲入氣體的間隙，則可以將前體在基板等上進行成膜。因此，ALD法除了在深度和寬度之比大的、具有高縱橫比的基板上的線或孔的覆膜中的應用之外，還期待在與用于三維結構物的覆膜的MEMS(Micro?Electro?Mechanical?Systems(微機電系統))相關的用途等中的應用。

但是，在ALD法中還存在以下所示的缺點。即，可列舉：為了實施ALD法，使用特殊的材料的方面、或由特殊的材料的使用所導致的成本增加等。此外，ALD法的最大的缺點在于成膜速度慢。例如，在ALD法中，與通常的真空蒸鍍或濺射等成膜法相比，成膜速度慢5～10倍左右。