(57)【要約】【課題】原子層成長処理において基板上に形成される薄膜の膜質を向上させる。【解決手段】原子層成長装置は、成膜処理が行われる成膜容器１１と、成膜容器１１内に設置され、かつ基板１００を保持する上下移動可能なステージ１４と、ステージ１４の上昇を止め、かつステージ１４との接触により、上記成膜処理が行われる成膜空間Ｓと基板１００の搬送が行われる搬送空間とを区画するステージストッパー１７と、ステージ１４の周縁部を覆う周縁部ステージ防着材１５と、ステージストッパー１７上に設置されたステージストッパー防着材２４と、を備えている。【選択図】図２
2018035396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に成膜処理が行われる成膜容器と、
前記成膜容器内に設置され、前記基板を保持する上下移動可能なステージと、
前記ステージの上昇を止め、前記ステージとの接触により、前記成膜処理が行われる成膜空間と、前記基板の搬送が行われる搬送空間と、を区画するステージストッパーと、
前記ステージの周縁部を覆う第１のステージ防着材と、
前記ステージストッパー上に設置されたステージストッパー防着材と、
を有する、原子層成長装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原子層成長装置において、
前記ステージストッパー防着材は、
前記ステージストッパーより上方における前記成膜容器の側壁の内面を覆う第１のステージストッパー防着材と、
前記ステージストッパーの上面を覆う第２のステージストッパー防着材と、
前記ステージストッパーの基板側の側面を覆う第３のステージストッパー防着材と、
を有する、原子層成長装置。
【請求項３】
請求項２に記載の原子層成長装置において、
前記第１、第２および第３のステージストッパー防着材が一体に形成されている、原子層成長装置。
【請求項４】
請求項２に記載の原子層成長装置において、
前記ステージと前記第３のステージストッパー防着材との間に位置し、かつ前記ステージの側部を覆う第２のステージ防着材が設けられている、原子層成長装置。
【請求項５】
請求項１に記載の原子層成長装置において、
前記ステージストッパー防着材は、平面視で四角形を成す前記成膜容器の４つの内壁に沿って配置された第１のステージストッパー防着材を備え、
前記第１のステージストッパー防着材は、それぞれの前記内壁に沿って配置された４つの板状部材からなり、
前記４つの板状部材は、それぞれ隣り合う前記板状部材同士が接触している、原子層成長装置。
【請求項６】
請求項５に記載の原子層成長装置において、
前記第１のステージストッパー防着材を構成する前記４つの板状部材のそれぞれは、隣り合う前記板状部材間に空間を有していない、原子層成長装置。
【請求項７】
請求項５に記載の原子層成長装置において、
前記成膜容器の前記内壁と、前記ステージストッパー防着材と、の間に不活性ガスを供給可能な隙間を有している、原子層成長装置。
【請求項８】
請求項２に記載の原子層成長装置において、
前記ステージストッパーは、
前記第１のステージストッパー防着材と前記成膜容器との隙間により形成された第１の不活性ガス供給路に不活性ガスを供給する第１の不活性ガス供給口と、
前記第３のステージストッパー防着材と前記ステージストッパーとの隙間、および前記第３のステージストッパー防着材と前記第１のステージ防着材との隙間により形成された第２の不活性ガス供給路に前記不活性ガスを供給する第２の不活性ガス供給口と、
を備え、
前記第１の不活性ガス供給口および前記第２の不活性ガス供給口に前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給路を前記ステージストッパーおよび前記成膜容器に備え、
前記不活性ガス供給路に前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を前記成膜容器に備える、原子層成長装置。
【請求項９】
請求項２に記載の原子層成長装置において、
前記ステージストッパーは、
前記第２のステージストッパー防着材と、前記ステージストッパーの上面と、の隙間により形成された第３不活性ガス供給路に不活性ガスを供給する第３不活性ガス供給口を備える、原子層成長装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の原子層成長装置において、
前記第１の不活性ガス供給口は、前記ステージストッパーの上面の周囲で全周に沿って複数個または全周に亘って連続して形成されている、原子層成長装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の原子層成長装置において、
前記第２の不活性ガス供給口は、前記ステージストッパーの基板側の側面の全周に沿って複数個または全周に亘って連続して形成されている、原子層成長装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の原子層成長装置において、
前記第３の不活性ガス供給口は、前記ステージストッパーの上面の全周に沿って複数個または全周に亘って連続して形成されている、原子層成長装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の原子層成長装置において、
第１開口部を備え、前記成膜容器のガス導入側開口部と前記第１開口部との位置を合わせて前記成膜容器の外壁に設けられたインジェクタと、
前記インジェクタより前記成膜容器の内側に位置するように前記ガス導入側開口部に挿入して取り付けられたインジェクタ防着材と、
第２開口部を備え、前記成膜容器のガス排気側開口部と前記第２開口部との位置を合わせて前記成膜容器の外壁に設けられた排気フランジと、
前記排気フランジより前記成膜容器の内側に位置するように前記ガス排気側開口部に挿入して取り付けられた排気防着材と、
を備え、
前記インジェクタ防着材および前記排気防着材のそれぞれは、前記成膜容器の内側に、前記ガス導入側開口部および前記ガス排気側開口部より大きいフランジを有している、原子層成長装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の原子層成長装置において、
前記第１のステージストッパー防着材は、前記インジェクタ防着材および前記排気防着材を挿入して取り付け可能な防着材開口部を１箇所もしくは複数箇所備え、
前記フランジは、前記防着材開口部より大きい、原子層成長装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の原子層成長装置において、
前記ステージと対向して設けられた平板電極を備え、
前記平板電極の側方に前記平板電極を支持する絶縁支持体を備え、
前記絶縁支持体を保持する天板支持部の周縁部に、前記天板支持部および前記絶縁支持体を覆う絶縁防着材を備える、原子層成長装置。
【請求項１６】
（ａ）成膜容器内に設けられたステージ上に基板を載置する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記成膜容器に設けられたガス導入部から前記成膜容器内に原料ガスを導入して、前記基板上に前記原料ガスを吸着させる工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記ガス導入部から前記成膜容器内にパージガスを導入して、前記原料ガスを前記成膜容器外に排出する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記ガス導入部から前記成膜容器内に反応ガスを導入して、前記基板上に前記反応ガスを供給し、前記基板の表面に所望の薄膜を形成する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記ガス導入部から前記成膜容器内にパージガスを導入して、前記反応ガスを前記成膜容器外に排出する工程、
を有し、
前記（ｂ）〜（ｅ）工程の間、前記成膜容器内に不活性ガスを流す、原子層成長方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の原子層成長方法において、
前記ステージの上昇を止めるステージストッパー上に配置されたステージストッパー防着材と、前記成膜容器の内壁との隙間に、前記ステージストッパーに形成された不活性ガス供給路から分岐した第１の不活性ガス供給路を介して前記不活性ガスを供給する、原子層成長方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の原子層成長方法において、
前記不活性ガス供給路における第２の不活性ガス供給路を介して前記不活性ガスを前記ステージの側部に供給する、原子層成長方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の原子層成長方法において、
前記ステージストッパー防着材と、前記ステージストッパーとの隙間に、前記不活性ガス供給路から分岐した第３の不活性ガス供給路を介して前記不活性ガスを供給する、原子層成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、基板上に薄膜を形成する原子層成長装置および原子層成長方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子層成長技術は、形成され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あり、薄膜を均一に形成する技術として知られている。また、原子層成長方法は、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。
【０００３】
原子層成長方法によって薄膜の形成を繰り返し行うと、成膜容器の内壁にも薄膜が付着する。そして、成膜容器の内壁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る。したがって、成膜容器の内壁に付着した薄膜を定期的に除去することが必要となる。
【０００４】
例えば、特開２００６−３５１６５５号公報（特許文献１）には、防着板を使用し、かつチャンバの内壁に堆積した堆積物を非晶質膜で覆う処理方法および気相成長装置が開示されている。
【０００５】
また、成膜容器内に防着板を挿入してウエットエッチングの周期を長くする旨が、例えば、特開２００９−６２５７９号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００６】
また、防着板を設け、かつ不活性ガスを供給して着膜を抑制する旨が、例えば、特開２０１２−５２２２１号公報（特許文献３）に開示されている。
【０００７】
また、成膜装置において、基板キャリアに防着部材を取り付けて基板キャリアの表面への膜の付着を防止する旨が、例えば、特開２００１−３１６７９７号公報（特許文献４）に開示されている。
【０００８】
また、プラズマ処理装置において、処理室内に防着板を設けて基板上以外に絶縁物が付着するのを防ぐ旨が、例えば、特開２０１４−１３３９２７号公報（特許文献５）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３５１６５５号公報
【特許文献２】特開２００９−６２５７９号公報
【特許文献３】特開２０１２−５２２２１号公報
【特許文献４】特開２００１−３１６７９７号公報
【特許文献５】特開２０１４−１３３９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
原子層成長方法による成膜においては、使用される原料ガス（例えば、ＴＭＡ：Ｔｒｉ−Ｍｅｔｈｙｌ−Ａｌｕｍｉｎｕｍ）は拡散し易いため、成膜容器内の微細な隙間に容易に侵入して膜を形成する。例えば、成膜室と搬送室とが、ステージストッパーとステージとによって区画される原子層成長装置においては、上記区画部分で隙間が生じ、パーティクル発生箇所となり易い。つまり、このような微細な隙間に侵入した原料ガスは、膜及び粉となり、パーティクルの要因となる。
【００１１】
特に、大型のガラス基板に対応した大面積タイプの原子層成長装置においては、基板が大きくなるほどステージも大きくなり、ステージが大きくなるほどステージの平坦度も低下する。その結果、上記区画部分での隙間が増大し、よりパーティクルの発生が顕著となる。
【００１２】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一実施の形態による原子層成長装置は、基板に成膜処理が行われる成膜容器と、上記成膜容器内に設置され、上記基板を保持する上下移動可能なステージと、上記ステージの上昇を止め、上記ステージとの接触により、上記成膜処理が行われる成膜空間と上記基板の搬送が行われる搬送空間とを区画するステージストッパーと、を有する。さらに、上記ステージの周縁部を覆う第１のステージ防着材と、上記ステージストッパー上に設置されたステージストッパー防着材と、を有する。
【００１４】
また、一実施の形態の原子層成長方法は、（ａ）ステージ上に基板を載置する工程、（ｂ）上記（ａ）工程の後、上記成膜容器に設けられたガス導入部から上記成膜容器内に原料ガスを導入して、上記基板上に上記原料ガスを吸着させる工程、（ｃ）上記（ｂ）工程の後、上記ガス導入部から上記成膜容器内にパージガスを導入して、上記原料ガスを上記成膜容器外に排出する工程、を有する。さらに、（ｄ）上記（ｃ）工程の後、上記ガス導入部から上記成膜容器内に反応ガスを導入して、上記基板上に上記反応ガスを供給し、上記基板の表面に所望の薄膜を形成する工程、（ｅ）上記（ｄ）工程の後、上記ガス導入部から上記成膜容器内にパージガスを導入して、上記反応ガスを上記成膜容器外に排出する工程、を有し、上記（ｂ）〜（ｅ）工程の間、上記成膜容器内に不活性ガスを流す。
【発明の効果】
【００１５】
上記一実施の形態によれば、成膜容器内におけるパーティクルの発生を抑制して、基板上に形成される薄膜の膜質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態の原子層成長装置の構造の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す原子層成長装置における不活性ガス供給路の一例を示す要部拡大断面図である。
【図３】図１に示す原子層成長装置のガス導入側開口部で切断した構造の一例を示す要部拡大断面図である。
【図４】図３に示すガス導入側開口部付近の構造の一例を示す部分拡大断面図である。
【図５】図１に示す原子層成長装置における成膜容器の一部とステージストッパーとステージストッパー防着材の関係の一例を示す拡大斜視図である。
【図６】図１に示す原子層成長装置における成膜容器とステージとステージストッパー防着材の位置関係の一例を示す拡大平面図である。
【図７】実施の形態の原子層成長方法の一例を示すフロー図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は図７に示すフローに沿った薄膜形成の手順の一例を示す基板断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜原子層成長装置の構成＞
図１を参照して、本実施の形態の原子層成長装置１０の構成を説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態の原子層成長装置の構造の一例を示す概略構成図である。
【００１９】
本実施の形態の原子層成長装置１０は、基板１００に対して原料ガスと反応ガスとを交互に供給し、基板１００上に原子層単位で薄膜を形成するものである。その際、反応活性を高めるため、基板１００を加熱することができる。本実施の形態では原料ガスの一例としてＴＭＡ（Ｔｒｉ−Ｍｅｔｈｙｌ−Ａｌｕｍｉｎｕｍ）を用い、成膜処理時は、反応活性を高めるため、プラズマを発生させる。本実施の形態では、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るものではない。
【００２０】
原子層成長装置１０に設置された成膜容器（チャンバとも言う）１１は、内部で基板１００に対して成膜処理を行う容器であり、インジェクタ２１と、排気フランジ３１と、平板電極１２と、対向電極となり、かつ基板１００を保持するステージ１４と、高周波電源１８と、を備えている。
【００２１】
平板電極１２は、ステージ１４と対向して配置されており、成膜空間Ｓを隔てて基板１００の上方に設けられ、平板電極１２の側方に配置された絶縁支持体４１によって支持されている。絶縁支持体４１は、天板支持部４７によって支持されている。そして、絶縁支持体４１を保持する天板支持部４７の周縁部に、天板支持部４７および絶縁支持体４１を覆う上部絶縁防着材４３を備えている。
【００２２】
また、平板電極１２のステージ１４の方向に露出している面の端部が、平板電極１２の端部に相当し、平板電極１２の露出している下面側には、導電性の板状の平板電極防着材１３が設けられている。
【００２３】
ステージ１４は、基板１００を保持し、かつヒーターを備え、基板１００の温度を所望の温度に調整することができる。例えば、原子層成長処理の場合、基板１００を５０〜２００℃に加熱する。成膜容器１１は、成膜処理に際し、真空に維持される。そして、高周波電源１８が所定の周波数の高周波電流を平板電極１２に供給することにより、平板電極１２とステージ１４との間でプラズマが生成される。
【００２４】
また、ステージ１４は上下移動可能な機構を備えており、成膜処理時には、最も上昇した位置で処理が行われる。そして、ステージ１４上に、導電性のサセプタを備えていてもよい。この場合は、サセプタ上に基板１００を保持し、高周波電源１８が所定の周波数の高周波電流を平板電極１２に供給することにより、平板電極１２とサセプタとの間でプラズマを生成する。
【００２５】
次に、原料ガス、反応ガス、パージガスが導入されるガス導入部２０について説明する。ガス導入部２０は、原料ガス、反応ガス、パージガスを、処理過程に従って成膜容器１１内に供給するものである。また、インジェクタ２１は成膜容器１１のガス導入側開口部２５に取り付けられており、ガス導入側開口部２５に成膜容器１１の内側からインジェクタ防着材２２が挿入されて、ガス導入側開口部２５を囲むように取り付けられる。
【００２６】
次に、排気部３０について説明する。排気部３０は、原料ガス、反応ガス、パージガスを、処理過程に従って成膜容器１１から排気するものである。排気フランジ３１は成膜容器１１のガス排気側開口部３３に取り付けられ、ガス排気側開口部３３に成膜容器１１の内側から排気防着材３２が挿入されて、ガス排気側開口部３３を囲むように取り付けられる。そして、成膜容器１１に導入されたガスは、処理過程に従ってガス導入部２０から排気部３０に向けてガスの流れを生じる。このガスの流れ方向に沿う方向を以下では側方として説明する。
【００２７】
次に、図２〜図４を用いて、ステージ１４およびステージ１４の周辺の詳細構造について説明する。
【００２８】
図２は図１に示す原子層成長装置における不活性ガス供給路の一例を示す要部拡大断面図、図３は図１に示す原子層成長装置のガス導入側開口部で切断した構造の一例を示す要部拡大断面図、図４は図３に示すガス導入側開口部付近の構造の一例を示す部分拡大断面図である。なお、図２は、ガス流れ方向に平行なインジェクタ２１の保持面から見た場合のステージストッパー１７の周辺の拡大図でもある。
【００２９】
ステージストッパー１７は、成膜容器１１の４つの側壁の内壁１１Ａに接するように設けられた部材であり、さらに、ステージ１４の上昇を止め、かつステージ１４との接触により、成膜容器１１内に、成膜処理が行われる成膜空間Ｓと、基板１００の搬送が行われる図１に示す搬送空間Ｔと、を区画形成するものである。
【００３０】
そして、ステージ１４は、図２に示すように、基板１００を保持する保持面よりも高さが低い部分であり、かつステージストッパー１７と内接するステージ１４の周縁部であるステージ周縁部１４Ａと、基板１００を保持するステージ基板保持部１４Ｂとを有している。そして、ステージ周縁部１４Ａの上面には、周縁部ステージ防着材（第１のステージ防着材）１５を備え、かつステージ基板保持部１４Ｂの側方部には側部ステージ防着材（第２のステージ防着材）１６を備えている。
【００３１】
すなわち、周縁部ステージ防着材１５は、ステージ１４におけるステージ周縁部１４Ａを覆っており、一方、側部ステージ防着材１６は、ステージ１４におけるステージ基板保持部１４Ｂの側部を覆っている。
【００３２】
また、ステージストッパー１７上には、ステージストッパー１７を覆うようにステージストッパー防着材２４が設置されている。そして、ステージストッパー防着材２４は、ステージストッパー１７より上方における成膜容器１１の側方（側壁）の内壁１１Ａを覆うステージストッパー防着材外周部（第１のステージストッパー防着材）２４Ａと、ステージストッパー１７の上面を覆うステージストッパー防着材中部（第２のステージストッパー防着材）２４Ｂと、ステージストッパー１７の基板側の側方面（側部）を覆うステージストッパー防着材内周部（第３のステージストッパー防着材）２４Ｃと、によって構成されている。
【００３３】
本実施の形態では、ステージストッパー防着材２４において、ステージストッパー防着材外周部２４Ａと、ステージストッパー防着材中部２４Ｂと、ステージストッパー防着材内周部２４Ｃと、が一体に形成されている場合を説明する。ただし、ステージストッパー防着材外周部２４Ａ、ステージストッパー防着材中部２４Ｂおよびステージストッパー防着材内周部２４Ｃは、必ずしも一体に形成されていなくてもよく、それぞれ別体で形成され、かつそれぞれを接合して形成されたものであってもよい。
【００３４】
なお、ステージストッパー防着材２４におけるステージストッパー防着材外周部２４Ａについて、さらに別の表現で構成を説明すると、ステージストッパー防着材外周部２４Ａは、平面視で四角形を成す成膜容器１１の４つの側壁の内壁１１Ａのそれぞれに沿って配置されている。つまり、ステージストッパー防着材外周部２４Ａは、成膜容器１１のそれぞれの内壁１１Ａに沿って配置された４つの板状部材Ｇ（図２参照）からなる。そして、４つの板状部材Ｇは、それぞれ隣り合う板状部材Ｇ同士が接触している。好ましくは、４つの板状部材Ｇのそれぞれは、隣り合う板状部材Ｇ間に空間を有していない。これにより、原子層成長装置１０によって基板１００上に薄膜を形成する際に用いられる原料ガスや反応ガスが板状部材Ｇ間の隙間に入り込んで、この隙間に薄膜が形成されることを抑制できる。
【００３５】
これにより、４つの板状部材Ｇも、隣り合う板状部材Ｇ間に空間を有さないように一体に形成されていることが好ましい。
【００３６】
また、ステージ１４には、その側部を覆う側部ステージ防着材（第２のステージ防着材）１６が、ステージ１４とステージストッパー防着材内周部２４Ｃとの間に位置して設けられている。
【００３７】
以上により、本実施の形態の原子層成長装置１０では、ステージ１４およびステージ１４の周囲（周縁部）が、側部ステージ防着材１６、周縁部ステージ防着材１５およびステージストッパー１７によって覆われており、さらにステージストッパー１７の上面および成膜容器１１の４つの側壁の内壁１１Ａに沿ってステージストッパー防着材２４が配置されている。
【００３８】
ここで、本実施の形態の課題の詳細について説明する。
【００３９】
原子層成長方法を用いた成膜処理では、それぞれの工程で、ガスの拡散を一旦待って、次の反応剤のガスを導入する。その際、使用される原料ガス（例えば、ＴＭＡ）が拡散し易いため、成膜容器内の微細な隙間にも原料ガスは容易に侵入して膜を形成する。例えば、成膜容器内に設置されたステージ１４やその周囲の部材に形成された微細な隙間に対して原料ガスや反応ガスが侵入し、その微細な隙間に薄膜が形成される。そして、この薄膜がパーティクルの要因となって基板１００上に形成される薄膜の特性を劣化させるという課題が生じる。特に、大型のガラス基板に対応する大面積タイプの原子層成長装置においては、処理される基板１００が大きくなるほどステージ１４も大きくなり、ステージ１４が大きくなるほどステージ１４の平坦度も低下する。これにより、ステージ１４とステージストッパー１７との接触による区画部分での隙間も増大し、パーティクルの発生がより顕著となる。
【００４０】
なお、成膜装置のうち、例えば、ＣＶＤ装置では、ドライエッチングによってチャンバ内の余計な膜を除去している。すなわち、チャンバをばらすことなく、クリーニングガス（例えばＮＦ3等）を流してプラズマを形成することで、余計な膜を除去している。
【００４１】
ところが、原子層成長装置で使用するアルミナ膜（Ａｌ2Ｏ3）は、ドライエッチングを実施しようとすると高温処理（例えば、８００℃）となり、コストがかかる。
【００４２】
また、プラズマを利用し、絶縁膜を形成する原子層成長装置においては、膜の堆積により、区画する部分が絶縁化されるため、ステージ１４とステージストッパー１７との間で流れる高周波電流の量が成膜を重ねるごとに変化し、成膜再現性が低下するという問題が生じる。また、ステージストッパー１７の近傍は、ステージ１４に流れた高周波電流が集中するため、隙間や凹凸が存在すると、その部分でアーキングが生じやすい。これにより、アーキング源となる防着板の継ぎ目やビスを極力低減することが必要となる。
【００４３】
また、原子層成長装置が大きくなると、それだけ防着板の枚数が増加するため、メンテナンスの所要時間も増加するという問題も生じる。原料ガスおよび反応ガスに曝されるステージストッパーの面は、平板電極面、基板側の側方面、ステージ面（ステージ１４の保持面）の３面となるため、それぞれの面ごとに防着板を覆うと、防着板の数量は膨大となる。
【００４４】
また、成膜容器１１のメンテナンスは、成膜容器１１の天板４２を解放し、成膜容器１１の上方から成膜空間Ｓに手を伸ばして作業を行うことになるが、ステージストッパー１７の側方面（側面）およびステージ面は、メンテナンス時の防着板へのアクセスが悪いため、作業性は著しく悪い。
【００４５】
そこで、原子層成長装置において、そのステージストッパー１７の近傍の防着板には、防着板の表面以外への着膜が抑制され、かつ防着板の着脱が容易である構造が要求される。
【００４６】
本実施の形態の原子層成長装置１０では、ステージ１４およびステージ１４の周囲（周縁部）が、側部ステージ防着材１６、周縁部ステージ防着材１５およびステージストッパー１７によって覆われている。さらにステージストッパー１７は、その上面が、ステージストッパー防着材２４によって覆われている。そして、ステージストッパー防着材２４は、成膜容器１１の４つの側壁の内壁１１Ａに沿って配置されている。
【００４７】
また、本実施の形態の原子層成長装置１０は、成膜容器１１の内壁１１Ａと、ステージストッパー防着材２４と、の間に不活性ガスを供給可能な隙間を有している。
【００４８】
さらに、ステージストッパー１７には、ステージストッパー防着材外周部２４Ａと、成膜容器１１と、の隙間により形成された上部不活性ガス供給路（第１の不活性ガス供給路）６４Ａに不活性ガスを供給する上部不活性ガス供給口（第１の不活性ガス供給口）６３が形成されている。また、ステージストッパー１７には、ステージストッパー防着材内周部２４Ｃと、ステージストッパー１７との隙間、および周縁部ステージ防着材１５と、ステージストッパー防着材内周部２４Ｃと、の隙間により形成された下部不活性ガス供給路（第２の不活性ガス供給路）６７に不活性ガスを供給する下部不活性ガス供給口（第２の不活性ガス供給口）６６が形成されている。
【００４９】
そして、上部不活性ガス供給口６３および下部不活性ガス供給口６６に不活性ガスを供給する不活性ガス供給路６２Ａが成膜容器１１に形成され、同様に上部不活性ガス供給口６３および下部不活性ガス供給口６６に不活性ガスを供給し、かつ不活性ガス供給路６２Ａに連通する不活性ガス供給路６２Ｂがステージストッパー１７に形成されている。また、成膜容器１１には、不活性ガス供給路６２Ａに不活性ガスを供給する不活性ガス供給部６１が形成されている。
【００５０】
また、ステージストッパー１７には、ステージストッパー防着材中部２４Ｂと、ステージストッパー１７の上面と、の隙間により形成された中部不活性ガス供給路（第３の不活性ガス供給路）７０に不活性ガスを供給する中部不活性ガス供給口（第３の不活性ガス供給口）６９が形成されている。
【００５１】
なお、ステージストッパー１７は、成膜容器１１と一体に形成されていてもよく、もしくはビス等によってステージストッパー１７を成膜容器１１に固定してもよい。
【００５２】
また、上部不活性ガス供給口６３は、後述する図５に示すように、ステージストッパー１７の上面の周囲で全周に沿って複数個または全周に亘って連続して形成されている。同様に、下部不活性ガス供給口６６も、ステージストッパー１７の基板側の側面の全周に沿って複数個または全周に亘って連続して形成されている。同様に、中部不活性ガス供給口６９も、ステージストッパー１７の上面の全周に沿って複数個または全周に亘って連続して形成されている。
【００５３】
ここで、図２に示すように、上部不活性ガス供給路６４Ａを介して供給された不活性ガスは、上部不活性ガス排出口６５から、ステージストッパー防着材外周部２４Ａと、上部絶縁防着材４３の側方面（側面）と、の隙間により形成された上部不活性ガス供給路６４Ｂを通り、成膜空間Ｓに供給される。
【００５４】
次に、成膜容器１１内における各部分の寸法の一例について説明する。
【００５５】
上部不活性ガス供給路６４Ａを構成するステージストッパー防着材外周部２４Ａと成膜容器１１との隙間の大きさ（距離ａ）は、０．１ｍｍ以上、かつ３０ｍｍ以下が好適である。距離ａが小さいことで、原料ガスおよび反応ガスの上部不活性ガス供給路６４Ａの内側への進入が抑制され、成膜容器１１およびステージストッパー１７への着膜を抑制することが可能となる。
【００５６】
しかし、距離ａが小さすぎる場合、加工精度次第では、成膜容器１１とステージストッパー防着材２４とが干渉する可能性がある。特に大面積ガラス基板対応の原子層成長装置１０において、ステージストッパー防着材２４の分割を行わない場合は、その現象が顕著となる。よって、例えば３７０ｍｍ×４７０ｍｍサイズのガラス基板対応の原子層成長装置１０においては、好適値が必要であり、本実施の形態では距離ａを３ｍｍとする。
【００５７】
また、ステージストッパー防着材外周部２４Ａの上面と、ステージストッパー防着材中部２４Ｂの上面との垂直方向の距離（距離ｂ）の大きさは、１０ｍｍ以上が好適である。距離ｂが大きいことで、原料ガスおよび反応ガスの上部不活性ガス供給路６４Ａの内側への進入が抑制され、成膜容器１１およびステージストッパー１７への着膜を抑制することが可能となる。距離ｂが小さい場合は、原料ガスおよび反応ガスが上部不活性ガス供給路６４Ａの内側へ進入し、着膜が生じる。よって、好適値が必要であり、本実施の形態では距離ｂを１００ｍｍとする。
【００５８】
また、上部不活性ガス供給路６４Ｂを構成するステージストッパー防着材外周部２４Ａと上部絶縁防着材４３の側方面（側部）との隙間の大きさ（距離ｆ）は、１ｍｍ以上、かつ５０ｍｍ以下が好適である。距離ｆが小さいことで、原料ガスおよび反応ガスの上部不活性ガス供給路６４Ｂの内側への進入が抑制され、成膜容器１１およびステージストッパー１７への着膜を抑制することが可能となる。しかし、距離ｆが小さすぎる場合、加工精度次第では、ステージストッパー防着材外周部２４Ａと上部絶縁防着材４３とが干渉する可能性がある。特に大面積ガラス基板対応の原子層成長装置１０において、ステージストッパー防着材２４の分割を行わない場合は、その現象が顕著となる。よって、例えば３７０ｍｍ×４７０ｍｍサイズの大面積ガラス基板対応の原子層成長装置１０においては、好適値が必要であり、本実施の形態では距離ｆを３ｍｍとする。
【００５９】
また、上部絶縁防着材４３の側方部の下面と上面との距離の大きさ（距離ｇ）は、１ｍｍ以上、かつ３００ｍｍ以下が好適である。距離ｇが大きいことで、原料ガスおよび反応ガスの上部不活性ガス供給路６４Ｂの内側への進入が抑制され、成膜容器１１およびステージストッパー１７への着膜を抑制することが可能となる。本実施の形態では距離ｇを５０ｍｍとする。
【００６０】
なお、下部不活性ガス供給路６７から供給された不活性ガスは、下部不活性ガス排出口６８から成膜空間Ｓへ供給される。
【００６１】
その際、下部不活性ガス供給路６７を構成するステージストッパー防着材内周部２４Ｃとステージストッパー１７との隙間の大きさ（距離ｃ）は、０．１ｍｍ以上、かつ３０ｍｍ以下が好適である。距離ｃが小さいことで、原料ガスおよび反応ガスの下部不活性ガス供給路６７の内側への進入が抑制され、ステージストッパー１７への着膜を抑制することが可能となる。しかし、距離ｃが小さすぎる場合、加工精度次第では、ステージストッパー防着材内周部２４Ｃとステージストッパー１７とが干渉する可能性がある。特に大面積ガラス基板対応の原子層成長装置１０において、ステージストッパー防着材２４の分割を行わない場合は、その現象が顕著となる。したがって、例えば３７０ｍｍ×４７０ｍｍサイズの大面積ガラス基板対応の原子層成長装置１０においては、好適値が必要であり、本実施の形態では、距離ｃを３ｍｍとする。
【００６２】
また、下部不活性ガス供給路６７を構成するステージストッパー防着材内周部２４Ｃと周縁部ステージ防着材１５との隙間の大きさ（距離ｄ）は、０．１ｍｍ以上、かつ３０ｍｍ以下が好適である。距離ｄが小さいことで、原料ガスおよび反応ガスの下部不活性ガス供給路６７の内側への進入が抑制され、ステージストッパー１７への着膜を抑制することが可能となる。しかし、距離ｄが小さすぎる場合、加工精度次第では、ステージストッパー防着材内周部２４Ｃと周縁部ステージ防着材１５とが干渉する可能性がある。特に大面積ガラス基板対応の原子層成長装置１０において、ステージストッパー防着材２４の分割を行わない場合は、その現象が顕著となる。よって、例えば３７０ｍｍ×４７０ｍｍサイズの大面積ガラス基板対応の原子層成長装置１０においては、好適値が必要であり、本実施の形態では、距離ｄを３ｍｍとする。
【００６３】
また、下部不活性ガス供給路６７を構成するステージストッパー防着材内周部２４Ｃの肉厚（距離ｈ）は、１ｍｍ以上、かつ１００ｍｍ以下が好適である。距離ｈが大きいことで、原料ガスおよび反応ガスの下部不活性ガス供給路６７の内側への進入が抑制され、ステージストッパー１７への着膜を抑制することが可能となる。しかし、距離ｈが大きすぎる場合、ステージストッパー防着材中部２４Ｂの重量が増加し、メンテナンス性が低下する。よって、好適値が必要であり、本実施の形態では、距離ｈを２０ｍｍとする。
【００６４】
また、中部不活性ガス供給路７０を構成するステージストッパー防着材中部２４Ｂとステージストッパー１７の上面は内接しているが、ステージストッパー防着材中部２４Ｂの下面を敢えて粗面とし（例えばＲａ（算術平均粗さ）＝１〜６μｍ）としてもよい。この粗面形状によってガスが流れる中部不活性ガス供給路７０を確保することができる。つまり、ステージストッパー防着材中部２４Ｂとステージストッパー１７とを固定する固定ビス５４のビス穴５６（後述する図５参照）が中部不活性ガス排出口７１となるため、不活性ガスの一部は、上記ビス穴５６を介して成膜空間Ｓに供給される。これにより、固定ビス５４への着膜を軽減することが可能となる。
【００６５】
また、固定ビス５４とステージストッパー防着材外周部２４Ａの成膜空間側の端面との水平最短距離（距離ｅ）は、０．１ｍｍ以上、かつ５０ｍｍ以下が好適である。ビス部はアーキング源やパーティクル源となりやすいため、距離ｅは成膜空間Ｓから遠ざけることが好ましい。しかし、距離ｅが小さい場合、ビス固定の作業性が困難となり、メンテナンス性が低下する。よって、好適値が必要であり、本実施の形態では、距離ｅを２０ｍｍとする。
【００６６】
また、中部不活性ガス供給口６９と固定ビス５４との水平最短距離（距離ｉ）は、１００ｍｍ以下が好適であり、本実施の形態では１０ｍｍとする。距離ｉが小さいことで、不活性ガスが優先的に固定ビス５４の上記ビス穴５６に供給され、中部不活性ガス排出口７１の内面への着膜を抑制することができる。
【００６７】
なお、ステージストッパー１７には、上部不活性ガス供給口６３、下部不活性ガス供給口６６、中部不活性ガス供給口６９に連通する不活性ガス供給路６２Ｂが形成されており、不活性ガス供給路６２Ｂの終端は、成膜容器１１に設けられた不活性ガス供給路６２Ａに連通されている。不活性ガス供給路６２Ａ、不活性ガス供給路６２Ｂは、成膜容器１１およびステージストッパー１７に貫通穴を設け、両方の供給路の間に例えばＯリングを介在させることで、不活性ガスを供給することができる。不活性ガス供給路６２Ａの他端側は、成膜容器１１に設けた不活性ガス供給部６１に接続されている。
【００６８】
図３は、ガス流れ方向に平行な成膜容器１１の側面から見たステージストッパー１７およびインジェクタ２１周辺の拡大図である。ラミナーフローによる原子層成長装置１０においては、ガス導入部２０および図１に示す排気部３０を成膜容器１１の側方面（側壁）に備えるため、成膜容器１１の導入部側及び排気部側において、ステージストッパー防着材外周部２４Ａに開口部（防着材開口部５１）を設ける必要がある。
【００６９】
ここで、成膜容器１１の外壁に設けられたインジェクタ２１および排気フランジ３１について説明する。
【００７０】
ガス導入側に設けられたインジェクタ２１は、図３および図４に示すように、開口部（第１開口部）２１Ａを備えており、成膜容器１１のガス導入側開口部２５と開口部２１Ａとの位置を合わせて配置されている。また、インジェクタ２１の防着材であるインジェクタ防着材２２が、インジェクタ２１より成膜容器１１の内側に位置するようにガス導入側開口部２５に挿入して取り付けられている。
【００７１】
一方、図１に示すように、ガス排気側に設けられた排気フランジ３１は、開口部（第２開口部）３１Ａを備えており、成膜容器１１のガス排気側開口部３３と開口部３１Ａとの位置を合わせて配置されている。また、排気フランジ３１の防着材である排気防着材３２が、排気フランジ３１より成膜容器１１の内側に位置するようにガス排気側開口部３３に挿入して取り付けられている。
【００７２】
そして、インジェクタ防着材２２および排気防着材３２のそれぞれは、成膜容器１１の内側に、ガス導入側開口部２５およびガス排気側開口部３３より大きいフランジ（図３に示すインジェクタ防着材フランジ２２Ａと図１に示す排気防着材フランジ３２Ａ）を有している。
【００７３】
なお、図３に示すように、ステージストッパー防着材外周部２４Ａは、インジェクタ防着材２２および排気防着材３２を挿入して取り付け可能な防着材開口部５１を１箇所もしくは複数箇所備えており、インジェクタ防着材２２および排気防着材３２のそれぞれが有する上記フランジは、防着材開口部５１より大きい。
【００７４】
つまり、インジェクタ防着材２２の防着材開口部２７は、ガス導入側開口部２５と同じ大きさを有しており、成膜容器１１側からインジェクタ防着材２２を挿入し、取り付けることが可能となっている。
【００７５】
そして、インジェクタ防着材２２は、成膜容器１１側において、ガス導入側開口部２５および防着材開口部２７を超える大きさのインジェクタ防着材フランジ２２Ａを有している。
【００７６】
また、防着材開口部５１は、図４に示すようなインジェクタ防着材フランジ２２Ａの外径よりも０．１ｍｍ以上の大きさで、かつインジェクタ防着材フランジ２２Ａの肉厚よりも、０．１ｍｍ以上の大きさを有したインジェクタ防着材フランジ２２Ａを収納可能な窪み５１Ａを有することが好ましい。これは、フランジ落とし込み部分であり、これにより、ステージストッパー防着材外周部２４Ａとインジェクタ防着材フランジ２２Ａとによる凹凸を限りなく抑制し、その結果、原料ガスおよび反応ガスの均一な供給を維持することができる。
【００７７】
ここで、図４に示すように、ステージストッパー防着材外周部２４Ａとインジェクタ防着材２２との隙間は、不活性ガスを供給するためのガス導入部不活性ガス供給口７２を構成している。また、ステージストッパー防着材外周部２４Ａとインジェクタ防着材２２およびインジェクタ防着材フランジ２２Ａとの隙間は、ガス導入部不活性ガス供給路７３を構成している。さらに、ステージストッパー防着材外周部２４Ａとインジェクタ防着材フランジ２２Ａとの隙間は、ガス導入部不活性ガス排出口７４を構成している。
【００７８】
なお、図４に示すステージストッパー防着材外周部２４Ａとインジェクタ防着材２２との隙間の大きさ（距離ｊ）および、ステージストッパー防着材外周部２４Ａとインジェクタ防着材フランジ２２Ａとの隙間の大きさ（距離k, l）は、０．１ｍｍ以上、かつ１０ｍｍ以下が好適である。距離ｊ，ｋ，ｌが小さいことで、原料ガスおよび反応ガスのガス導入部不活性ガス供給路７３の内側への進入が抑制され、成膜容器１１およびステージストッパー１７への着膜を抑制することが可能となる。しかしながら、本実施の形態では、上部不活性ガス供給路６４Ａの流路幅を３ｍｍとしているため、距離ｊ，ｋ，ｌが小さすぎる場合は、不活性ガスのガス導入部不活性ガス供給路７３へのガス供給量が低下する。よって、好適値が必要であり、本実施の形態では、距離ｊ，ｋ，ｌを１ｍｍとする。
【００７９】
また、インジェクタ防着材フランジ２２Ａの内面と、ステージストッパー防着材外周部２４Ａの内壁面に、それぞれビス孔を形成し、互いの間に固定ビス５５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２２を防着材開口部５１に配置する。インジェクタ防着材フランジ２２Ａと、ステージストッパー防着材外周部２４Ａの内壁との距離は、例えばビス部分に１ｍｍのシムを利用することで調整することが可能である。
【００８０】
なお、図１に示す排気部３０については、ガス導入部２０と同様のことが言える。ガス導入側開口部２５は複数設けてもよく、例えば、ガス導入側開口部２５を２カ所、ガス排気側開口部３３を２カ所備えた原子層成長装置１０であれば、図４に示す防着材開口部５１は４箇所備えることになる。
【００８１】
次に、ステージ１４とステージストッパー防着材２４と成膜容器１１の位置関係と、ステージストッパー防着材２４における各供給口について説明する。図５は図１に示す原子層成長装置における成膜容器の一部とステージストッパーとステージストッパー防着材の関係の一例を示す拡大斜視図、図６は図１に示す原子層成長装置における成膜容器とステージとステージストッパー防着材の位置関係の一例を示す拡大平面図である。
【００８２】
図５に示すように、ステージストッパー防着材２４は、上部側と下部側の両方に開口が形成されており、図２および図３に示すように上部側の開口付近に平板電極１２が配置されている。一方、下部側の開口付近には、ステージ１４が配置されている。そして、図６に示すように、ステージストッパー防着材２４は、平面視で、ステージ１４を囲むように配置されているとともに、成膜容器１１の側壁の内壁１１Ａに沿って配置されている。さらに、成膜容器１１のガス導入側開口部２５にインジェクタ防着材２２が配置され、一方、ガス排気側開口部３３に排気防着材３２が配置されている。
【００８３】
図５に示すように、上部不活性ガス供給口６３、下部不活性ガス供給口６６および中部不活性ガス供給口６９から供給される不活性ガスは、各々の全周からシャワー供給することが好ましい。各供給口におけるシャワー穴径は１〜３ｍｍ径の範囲内であることが好ましく、１ｍｍ程度でよい。シャワー穴のピッチは１０〜２００ｍｍピッチであることが好ましく、本実施の形態では、１００ｍｍとする。また、ステージストッパー１７に貫通穴を設けてシャワーを形成してもよく、シャワープレートを個別に形成し、ステージストッパー１７に取り付けてもよい。図５に示す構造では、不活性ガス供給部６１を１か所設けているが、複数カ所設けることが好ましい。
【００８４】
また、ステージストッパー１７は、分割されないことが望ましいが、一辺の大きさが１ｍ前後となるような基板を扱う大面積タイプの原子層成長装置１０においては、分割構造としてもよい。その場合、例えば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍの大面積ガラス基板対応の原子層成長装置１０においては、ステージストッパー１７を２分割または４分割としてもよいが、分割を行う際は、ステージストッパー防着材外周部２４Ａ、ステージストッパー防着材中部２４Ｂ、ステージストッパー防着材内周部２４Ｃ毎に分割を行わず、図５の切断面（２分割または４分割）で分割を行うことが好ましい。これにより、分割により生じる断面積を最小限に留めることができ、その結果、原料ガスおよび反応ガスの切断面への進入を抑制することが可能となる。また、メンテナンス性の低下を抑制することも可能である。
【００８５】
また、ステージストッパー防着材外周部２４Ａには、アイボルトを挿入するための雌ねじタップ５７が設けられていることが好ましい。ステージストッパー防着材２４を分割しない場合あるいは分割した場合においても、例えばステージストッパー防着材２４がステンレス等で形成されている場合は、重量が大きくなり、手作業が困難となる。その際、ステージストッパー防着材２４は天井クレーンを利用しなければならない可能性があるため、雌ねじタップ５７にアイボルトを挿入して、アイボルトを介して天井クレーンで吊るすことで、ステージストッパー防着材２４を搬送することができる。
【００８６】
本実施の形態の原子層成長装置１０によれば、ステージ１４との接触により、成膜空間Ｓと搬送空間Ｔとを区画するステージストッパー１７の近傍における着膜および粉の発生を抑制することができる。
【００８７】
つまり、ステージ１４に対して側部ステージ防着材１６と周縁部ステージ防着材１５とが設けられ、ステージ周縁部１４Ａの一部の上にステージストッパー１７が配置され、かつステージストッパー１７上にステージストッパー防着材２４が設けられていることにより、ステージ１４およびステージストッパー１７の近傍における各部材や部材間に形成される隙間を防着材によって覆うことができる。
【００８８】
これにより、上記隙間に薄膜が形成されたり、粉が付着することを低減することができる。特に、原子層成長装置１０で使用されるＴＭＡ等の原料ガスは、拡散性が強いため、成膜容器１１内の隙間に侵入し易いが、側部ステージ防着材１６、周縁部ステージ防着材１５およびステージストッパー防着材２４等の防着材によって隙間が覆われているため、隙間への原料ガスの侵入を防ぐことができる。その結果、薄膜や粉等からなるパーティクルの発生を抑制することができる。
【００８９】
したがって、成膜容器１１内におけるパーティクルの発生を抑制して、基板１００上に形成される薄膜の膜質を向上させることができる。
【００９０】
また、ステージストッパー防着材２４の着脱を容易に行うことができるため、成膜容器１１および各防着材のメンテナンス作業性を向上させることができる。
【００９１】
また、ステージストッパー防着材２４として、ステージストッパー防着材外周部２４Ａ、ステージストッパー防着材中部２４Ｂおよびステージストッパー防着材内周部２４Ｃが一体で形成されていることにより、ステージストッパー防着材２４を分割して形成する場合と比較して、ステージストッパー防着材２４そのものに隙間が形成されないため、パーティクルの発生をさらに低減することができる。
【００９２】
ただし、ステージストッパー防着材２４は、分割可能に形成されたものであってもよい。すなわち、一辺の大きさが１ｍ前後となるような基板を扱う大面積タイプの原子層成長装置１０においては、ステージストッパー防着材２４を分割可能な構造としてもよい。その場合には、上述のように、ステージストッパー防着材外周部２４Ａ、ステージストッパー防着材中部２４Ｂ、ステージストッパー防着材内周部２４Ｃ毎に分割を行うのではなく、図５の切断面（２分割または４分割）で分割を行うことが好ましい。このようにステージストッパー防着材２４を一体ではなく分割可能に形成することにより、成膜容器１１への着脱をさらに容易に行うことができる。
【００９３】
また、ステージストッパー１７に不活性ガス供給路６２Ｂが形成されていることにより、成膜処理時に、ステージストッパー防着材２４と周縁部ステージ防着材１５との隙間、およびステージストッパー防着材２４と成膜容器１１との隙間、およびステージストッパー１７とステージストッパー防着材２４との隙間に、それぞれ不活性ガスを流すことができる。
【００９４】
これにより、各部材によって形成される上記各隙間への原料ガスの侵入を阻止することができ、ステージ１４、ステージストッパー１７および上記各隙間への着膜を抑制することができる。その結果、成膜容器１１のメンテナンスの頻度を低減して原子層成長装置１０の稼働率を向上させることができる。
【００９５】
＜原子層成長方法＞
次に、原子層成長装置１０を用いた薄膜形成の処理手順（原子層成長方法）を説明する。
【００９６】
図７は実施の形態の原子層成長方法の一例を示すフロー図、図８（ａ）〜（ｄ）は図７に示すフローに沿った薄膜形成の手順の一例を示す基板断面図である。
【００９７】
まず、図１に示す成膜容器１１内に設けられたステージ１４上に基板１００を載置する。
【００９８】
次に、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（図７に示すステップｓ１）。具体的には、図１に示す成膜容器１１のガス導入部２０に原料ガスを供給する（ステップｓ１）。原料ガスは、例えば、ＴＭＡであり、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８（ａ）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１００の上に原料ガス１１０が吸着して、吸着層１０２が形成される。
【００９９】
また、ステップｓ１において、図２に示す不活性ガス供給部６１からも窒素等の不活性ガスＦを図１に示す成膜容器１１の内部に供給する。本実施の形態では、ステップｓ１のみでなく、後述するステップｓ２〜ｓ４も含めて、常に成膜容器１１内に不活性ガスＦを供給する。これにより、ステージストッパー１７の周囲、成膜容器１１の内壁１１Ａ、およびステージ周縁部１４Ａ等のステージ１４の周囲に不活性ガスＦが供給されるため、各部材によって形成される隙間への原料ガス１１０の侵入を阻止することができる。その結果、上記隙間や成膜容器１１の内壁１１Ａへの着膜を抑制することが可能となる。
【０１００】
次に、原料ガス１１０の供給を停止し、ガス導入部２０からパージガスを供給する（図７に示すステップｓ２）。パージガスは、成膜容器１１の内部に供給される。原料ガス１１０は、成膜容器１１の排気部３０から成膜容器１１の外部に排出される。
【０１０１】
上記パージガスは、例えば、０．１秒間、成膜容器１１の内部に供給する。そして、排気部３０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３０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８（ｂ）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１００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。その際、不活性ガスＦも不活性ガス供給部６１から供給する。
【０１０２】
次に、成膜容器１１の内部に反応ガスを供給する（図７に示すステップｓ３）。具体的には、ガス導入部２０を通して反応ガスを供給する（ステップｓ３）。反応ガスは、ガス導入部２０の通路を通って、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８（ｃ）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、基板１００の表面に所望の薄膜層１０４が形成される。なお、薄膜層１０４は、一例として、有機ＥＬの保護膜である。また、ステップｓ３においても不活性ガス供給部６１から不活性ガスＦを供給する。
【０１０３】
次に、反応ガスの供給を停止し、ガス導入部２０にパージガスを供給する（図７に示すステップｓ４）。パージガス１１２は、成膜容器１１の内部に供給される。パージガス１１２は、排気部３０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３０が、成膜容器１１の内部の反応ガス１１４やパージガス１１２を成膜容器１１外に排気する。図８（ｄ）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。この時、不活性ガス供給部６１から不活性ガスＦも供給される。
【０１０４】
以上説明したステップｓ１〜ｓ４により、基板１００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。
【０１０５】
以上のように、本実施の形態の原子層成長装置１０では、その成膜処理中（上記ステップｓ１〜ｓ４の間）、不活性ガス供給部６１から成膜容器１１内に不活性ガスＦが供給される。
【０１０６】
具体的には、図２に示すステージ１４の上昇を止めるステージストッパー１７に形成された不活性ガス供給路６２Ｂを介して成膜容器１１内に不活性ガスＦを導入し、不活性ガスＦをステージ１４の側部周辺に供給する。
【０１０７】
詳細には、ステージストッパー１７上に配置されたステージストッパー防着材２４と、成膜容器１１の側壁の内壁１１Ａとの隙間Ｉに、不活性ガス供給路６２Ｂから分岐した上部不活性ガス供給路（第１の不活性ガス供給路）６４Ａを介して不活性ガスＦを供給する。また、ステージストッパー防着材内周部２４Ｃと、ステージストッパー１７との隙間、および周縁部ステージ防着材１５と、ステージストッパー防着材内周部２４Ｃとの隙間により形成された下部不活性ガス供給路（第２の不活性ガス供給路）６７を介して不活性ガスＦをステージ１４の側部周辺に供給する。さらに、ステージストッパー防着材中部２４Ｂとステージストッパー１７との隙間に、ステージストッパー防着材中部２４Ｂと、ステージストッパー１７の上面との隙間により形成された中部不活性ガス供給路（第３の不活性ガス供給路）７０を介して不活性ガスＦを供給する。
【０１０８】
以上により、本実施の形態の原子層成長方法では、成膜処理の間、ステージストッパー防着材２４と周縁部ステージ防着材１５との隙間、およびステージストッパー防着材２４と成膜容器１１との隙間、およびステージストッパー１７とステージストッパー防着材２４との隙間に、それぞれ不活性ガスＦを流し続ける。
【０１０９】
これにより、成膜処理の間、常に成膜容器１１内を一定の圧力に維持することができる。成膜容器１１内の圧力が変動するとパーティクルが発生し易く、基板１００上に形成する薄膜の膜質が悪くなるが、本実施の形態の原子層成長方法では、成膜処理の間、不活性ガスＦを流し続けるため、成膜容器１１内の圧力を一定に維持してパーティクルの発生を低減することができる。
【０１１０】
その結果、基板１００上に形成される薄膜の膜質を向上させることができる。
【０１１１】
また、上記それぞれの隙間に不活性ガスＦを流すことにより、上記それぞれの隙間への原料ガス１１０および反応ガス１１４の侵入を阻止することができ、ステージストッパー１７や各隙間への着膜を抑制することができる。
【０１１２】
ここで、本実施の形態に示した原子層成長装置１０を用いて、３７０ｍｍ×４７０ｍｍの大面積ガラス基板にＡｌＯＮ薄膜を形成する評価を行ったその結果について説明する。原子層成長装置１０における各種値は以下の通りとした。
【０１１３】
距離ａ：３ｍｍ、距離ｂ：１００ｍｍ、距離ｃ：３ｍｍ、距離ｄ：３ｍｍ、距離ｅ：２０ｍｍ、距離ｆ：３ｍｍ、距離ｇ：５０ｍｍ、距離ｈ：２０ｍｍ、距離ｉ：１０ｍｍ、距離ｊ：１ｍｍ、距離ｋ：１ｍｍ、距離ｌ：１ｍｍ、シャワー穴径：１ｍｍ、シャワー穴ピッチ：１００ｍｍ、不活性ガス流量：２０００ｓｃｃｍである。
【０１１４】
また、液体原料（原料ガス、Ａｌ源）としてＴＭＡ、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７に示したシーケンスとした。成膜容器１１内の圧力は１００Ｐａとし、上部不活性ガス供給路６４Ａ、６４Ｂおよび下部不活性ガス供給路６７より不活性ガスＦとして窒素２０００ｓｃｃｍを供給し、成膜シーケンス中、常時不活性ガスＦを供給した。
【０１１５】
成膜容器１１の内部の膜厚が２０μｍとなるように成膜処理を実施した後、ステージストッパー１７上の着膜および粉の発生は観察されなかった。ステージストッパー防着材２４は分割構造ではないものを用いたことで、重量は大きいが天井クレーンの１回の作業により容易に脱着が可能となるため、メンテナンス性を著しく向上させることができた。
【０１１６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明はこれまで記載した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１１７】
例えば、上記実施の形態において説明した原子層成長装置１０は、プラズマを用いて成膜処理を行うものであってもよいし、プラズマを用いずに成膜処理を行うものであってもよい。
【０１１８】
また、上記実施の形態では、基板１００上に形成する薄膜の一例が有機ＥＬの保護膜の場合を説明したが、上記薄膜は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) のゲート絶縁膜等であってもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１０    原子層成長装置
１１    成膜容器
１４    ステージ
１４Ａ  ステージ周縁部
１４Ｂ  ステージ基板保持部
１５    周縁部ステージ防着材（第１のステージ防着材）
１６    側部ステージ防着材（第２のステージ防着材）
１７    ステージストッパー
２０    ガス導入部
２１    インジェクタ
２２    インジェクタ防着材
２４    ステージストッパー防着材
２４Ａ  ステージストッパー防着材外周部（第１のステージストッパー防着材）
２４Ｂ  ステージストッパー防着材中部（第２のステージストッパー防着材）
２４Ｃ  ステージストッパー防着材内周部（第３のステージストッパー防着材）
６１    不活性ガス供給部
６３    上部不活性ガス供給口（第１の不活性ガス供給口）
６４Ａ  上部不活性ガス供給路（第１の不活性ガス供給路）
６４Ｂ  上部不活性ガス供給路（第１の不活性ガス供給路）
６６    下部不活性ガス供給口（第２の不活性ガス供給口）
６７    下部不活性ガス供給路（第２の不活性ガス供給路）
６９    中部不活性ガス供給口（第３の不活性ガス供給口）
７０    中部不活性ガス供給路（第３の不活性ガス供給路）
１００    基板
１１０    原料ガス
１１２    パージガス
１１４    反応ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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