TALDは2種類以上の前駆体ガスを交互に導入することにより、基板表面に自己制限化学反応を起こし、薄膜を層ごとに堆積する。完全な堆積サイクルごとに4つのステップがあります。
第1種の前駆体ガスを通す:それを基底表面と化学吸着させ、単層吸着を形成する。
不活性ガスパージ:余分な前駆体と副生成物を除去し、気相反応を避ける。
第2の前駆体ガス:吸着された第1の前駆体と反応して、単原子層フィルムを生成する。
再不活性ガスパージ:未反応の前駆体と副生成物を除去し、次のサイクルを準備する。
熱原子層堆積は、トリメチルアルミニウム及び水蒸気のような2種類の前駆体ガスを交互に導入することにより、基板表面に化学吸着及び表面反応を起こし、単原子層を形成する。反応のたびに不活性ガス(例えば窒素)で未反応の前駆体を洗浄し、堆積過程の自己制限性を確保し、過剰反応を避ける必要がある。
反応室の清掃と汚染防止制御
毎回使用後すぐに反応チャンバを整理し、無塵布と専用洗浄剤で内壁を拭き、ノズル、基板台などの汚れが溜まりやすい部位を重点的に清掃し、前駆体の残留や粒子状物質の堆積がフィルムの性能に影響を与えないようにしなければならない。
長期使用停止時には、管路を排気し、不活性ガスでパージし、残留物が管路を腐食するのを防止する必要がある。
保守上の重点
前駆体管理:前駆体は加水分解/酸化しやすく、密封保存が必要で、定期的に交換する(純度低下を避ける)、
反応室の洗浄:堆積後の残留前駆体は堆積物を形成しやすく、定期的にプラズマ(例えばOガリウムプラズマ)または化学洗浄液で洗浄する必要がある、
管路の漏れ検出:気体管路に漏れがないことを確保し、前駆体混合反応による閉塞を避ける、
真空システムのメンテナンス:定期的に真空ポンプ油を交換し、真空ゲージを清潔にし、真空度の安定を保証する。