[发明专利]氧化膜形成装置

说明书

提供了一种氧化膜形成装置(1)，它包括炉壳体(6a)和炉盖(6b)，上面要形成膜的工件(8)布置在该炉壳体中。混合气体扩散部件(6c)经由屏蔽板(12)布置在炉盖(6b)的内侧。混合气体缓冲空间(21)形成在混合气体扩散部件(6c)中。喷头板(13)形成在混合气体扩散部件(6c)上。臭氧气体缓冲空间(17)形成在炉盖(6b)中并且臭氧气体缓冲空间(17)具有气流扩散板(20)。喷头板(13)中形成有臭氧气体流过的孔(13a)和混合气体流过的孔(13b)。孔(13a、13b)布置成矩形网格图案。在相邻孔13a之间(以及在相邻孔13b之间)的距离为1‑100mm并且孔(13a、13b)的孔径为0.1‑10mm。

技术领域

本发明涉及一种氧化膜形成装置，用于通过向工件供给包含氧化膜组成元素的原料气体而在工件上形成氧化膜。

背景技术

关于用于包装应用、电子部件、柔性装置等的有机材料，通常形成用于表面保护和功能性添加的无机膜。此外，正在研究各种电子装置的柔性化，其中，需要在例如有机膜上形成电子装置。由于这些原因，已经研究了能够在低耐热性基板(例如有机膜)上形成膜的低温膜形成技术。

作为膜形成技术，化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)为已知的。这些膜形成技术已经用于在精细电子装置的制造处理中形成各种绝缘膜、导电膜等。通常，就膜沉积速率和覆盖性能而言，化学气相沉积优越。

在化学气相沉积中，通过使得包括包含膜组成元素的化合物(例如，硅烷(硅烷是硅酸氢的通用名称)、TEOS(原硅酸四乙酯)、TMA(三甲基铝)或氟化钨(WF6))的原料气体与加入的反应气体反应并且使得产生的反应产物沉积在工件上，从而在工件上形成膜。这种化学气相沉积技术在几百℃或更高的高温条件下进行，以便促进在气体之间的反应以及提高工件上的膜的质量。换言之，化学气相沉积难以在低温条件下进行。化学气相沉积的温度通常超过有机材料的耐热温度。

作为将高浓度臭氧气体应用于化学气相沉积技术的实例，已知这样一种方法，通过该方法，通过使用高浓度臭氧气体和TEOS气体在几百℃或更高的高温条件下将SiO₂膜形成于基板上(参见专利文献1)。

为了在低温条件下通过化学气相沉积来形成高质量的膜，需要引入即使在低温条件下也具有高化学反应性的反应物质。例如，已知这样一种方法，其中，沉积在工件上的涂层膜在100℃或更低的温度下氧化(参见专利文献2)；还已知这样一种方法，其中，用于除去有机物的灰化反应在室温下进行(参见专利文献3和4)。这些方法均通过使用反应物质在200℃或更低的温度下实现膜形成处理，所述反应物质通过高浓度臭氧和不饱和烃的反应来产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开专利文献No.2007-109984

专利文献2：日本特开专利文献No.2013-207005

专利文献3：日本特开专利文献No.2008-294170

专利文献4：日本特开专利文献No.2009-141028

专利文献5：日本特开专利文献No.2009-191311

非专利文献

非专利文献1：株式会社明电舍，主页，互联网，2018年新闻发布，“明电舍开发的、用于在室温下使用纯臭氧来形成氧化膜的技术”(在线)，2019年7月31日

发明内容

作为广泛研究的结果，本发明人发现了一种通过使得CVD原料气体与反应物质反应而在工件上形成氧化膜的方法，该反应物质通过臭氧气体和不饱和烃的反应来产生(见非专利文献1)。

在该方法中，CVD膜形成处理在臭氧气体、不饱和烃和原料气体混合在一起的位置附近来进行。因此，在工件上形成的氧化膜中可能发生厚度偏差。