[发明专利]层积体及阻气膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种在基材的外面具备利用原子层沉积法形成的原子层沉积膜的层积体、以及由该层积体构成的阻气膜。

本申请基于2013年3月27日向日本申请的日本特愿2013-066166号主张优先权，其内容以引用方式并入本文。

背景技术

利用使物质像气体那样呈在原子/分子水平上运动的状态的气相从而在物体的表面上形成薄膜的方法可大致区分为：化学气相沉积法(CVD：ChemicalVaporDeposition)和物理气相沉积法(PVD：PhysicalVaporDeposition)。

作为代表性的PVD，有真空蒸镀法及溅射法等，特别地，对于溅射法而言，通常装置成本高，但可进行膜质和膜厚均匀性优异的高品质的薄膜的成膜。因此，广泛地应用于液晶显示器等显示设备等。

CVD为向真空室内导入原料气体，通过热能使1种或2种以上的气体在基板上分解或反应，从而使固体薄膜成长的方法。使气体分解或反应时，为了促进成膜时的反应，或为了降低反应温度，也有并用等离子体或催化剂(Catalyst)反应的方法，分别被称为PECVD(PlasmaEnhancedCVD)、Cat-CVD等。这种CVD具有成膜缺陷少的特征，主要适用于栅绝缘膜的成膜等半导体设备的制造工序。

另外，近年来，原子层沉积法(ALD法：AtomicLayerDeposition)备受关注。该ALD法为通过表面的化学反应使吸附在表面上的物质以原子水平逐层进行成膜的方法，被分类为CVD的范畴。需要说明的是，ALD法与一般的CVD区别点在于，所谓的CVD(一般的CVD)为使用单一的气体或同时使用多种气体在基板上使其反应而使薄膜成长的方法。与此相对，ALD法为交替地使用被称为前体或先驱者的富有活性的气体和反应性气体(其在ALD法中也被称为前体)，通过基板表面的吸附和与所述吸附接续的化学反应从而以原子水平逐层使薄膜成长的特殊的成膜方法。

以下示出ALD法的具体的成膜方法。首先，利用在基板上的表面吸附中，当用某种气体覆盖表面时，则不再有该气体的吸附发生的所谓的自限效应，在仅一层前体吸附后，将未反应的前体排气。接着，导入反应性气体，使之前的前体氧化或还原从而得到仅一层具有所期望的组成的薄膜之后，将反应性气体排气。而且，将上述处理设为1循环，重复该循环使薄膜成长并进行成膜。因此，在ALD法中，薄膜2维地成长。另外，不只是与现有的真空蒸镀法及溅射等相比，即使与一般的CVD等相比，ALD法成膜缺陷也少。

因此，期待在食品及医药品等包装领域及电子零件领域等宽广的领域中的应用。

另外，在ALD法中，有在使第二前体分解、并与吸附于基板的第一前体反应的工序中，为了激活反应而使用等离子体的方法。该方法被称为等离子体激活ALD(PEALD：PlasmaEnhancedALD)、或简称为等离子体ALD。

ALD法的技术是在1974年由芬兰的Dr.TuomoSumtola提出的。一般而言，由于可得到高品质、高密度的成膜，因此ALD法在栅绝缘膜等半导体领域中的应用正在推进，并且在ITRS(InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors(国际半导体技术发展路线图))中也有与ALD法有关的记载。另外，ALD法与其它成膜法相比，没有斜影效果(溅射粒子倾斜地入射到基板表面而产生成膜不规则的现象)，因此，如果存在可渗入气体的间隙，则可以进行成膜。因此，ALD法除在具有深度和宽度之比大的高纵横比的基板上的线及孔的覆膜中的应用之外，还期待也应用于在3维结构物的覆膜用途中与MEMS(MicroElectroMechanicalSystems(微机电系统))相关的方面等。

但是，作为ALD法的缺点，可列举：为了进行ALD法而需要使用特殊的材料的方面及由此导致的成本升高等，最大的缺点在于，成膜速度慢。例如，与通常的真空蒸镀或溅射等成膜法相比，成膜速度慢5～10倍左右。

使用如上所述的成膜法利用ALD法形成薄膜的对象为如下各种材料：诸如晶片及光掩模等那样的小的板状的基板、诸如玻璃板等那样的大面积并且不具有挠性的基板、或诸如薄膜等那样的大面积且具有挠性的基板等。与这些用途对应，在用于在这些基板上形成薄膜的量产设备中，根据成本方面、处理的容易程度及成膜品质等，提出了各种的基板的处理方法，且正在被实用化。