(57)【要約】  真空チャンバ７内を連続して搬送される基板１に対し、ガスの供給下で成膜を行う成膜装置において、２箇所の成膜領域１４ａ，１４ｂに、同時に均一な流れでガスを容易に供給できるようにし、均一性の高い膜質の成膜を効率良く行うことができるようにする。  真空チャンバ７中を、仕切り板８によって、前記基板１の搬送経路を含む成膜室９ａと、排気装置１８に接続された排気室９ｂとに仕切り、前記成膜室９ａには、前記基板１の搬送経路を挟んで仕切り板８とは反対側に、前後方向中央部にガス供給部１０を設けると共に、該ガス供給部１０の前後に、それぞれ前部および後部スパッタリングカソード１２ａ，１２ｂを設け、前記仕切り壁８には、前記前部スパッタリングカソード１２ａより前方と、前記後部スパッタリングカソード１２ｂより後方とに、それぞれ前部および後部排気口を設けた成膜装置Ｃとする。
2010073669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバの中を連続して搬送される長尺の基板または真空チャンバ中を連続して移動するトレーに載置されて連続して搬送される基板に対して、ガスの供給下で成膜を施す成膜装置において、
真空チャンバ中が、仕切り板によって、前記基板の搬送経路を含む成膜室と、排気装置に接続された排気室とに仕切られており、
前記成膜室には、前記基板の搬送経路を挟んで仕切り板とは反対側に、前後方向中央部にガス供給部が設けられていると共に、該ガス供給部の前後に、それぞれ前部および後部成膜部が設けられており、
前記仕切り板には、前記前部成膜部より前方と、前記後部成膜部より後方とに、それぞれ前部排気口と後部排気口が設けられていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前部成膜部および前部排気口と、前記後部成膜部および後部排気口とが、前後方向及び幅方向に対称に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記前部および後部成膜部が、スパッタリングによる成膜を行う部分で、それぞれ、前記基板の搬送経路に対向する前部および後部スパッタリングカソードを備えており、該前部および後部スパッタリングカソードと前記基板の搬送経路との対向領域である前部および後部成膜領域が、それぞれ前部および後部カソード側シールドにより、前記基板の搬送経路との間に隙間を残して囲まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記前部および後部成膜領域の幅がそれぞれ前記基板の搬送経路の幅よりも広く、該前部および後部成膜領域の幅方向両端部の外側に対応する前記仕切り板上の位置に沿って、前記前部および後部カソード側シールドとの間に隙間を残して、搬送経路側シールドが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
表面に薄膜を有する基板の製造方法において、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置を用いて薄膜を形成することを特徴とする基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスパッタリング、蒸着、イオンプレーティング、プラズマ重合などにより、ガスの供給下で成膜を施すための成膜装置およびそれを用いた基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばスパッタリング、蒸着、イオンプレーティング、プラズマ重合などによる成膜は、真空チャンバ内にガスを供給しながら行われる。このため、膜質の均一性を確保する上で、真空チャンバ内でのガスの流れを均一にすることが重要である。特にリアクティブ成膜（例えばＳｉＮの保護膜の形成）を行う時には、ガスを成膜領域に均一に介在させることが、膜質の均一性を確保するために重要である。【０００３】
従来、真空チャンバ内を連続して搬送される長尺の基板に反応性ガスを併用したスパッタリングにより連続的に成膜を施す成膜装置おいて、真空チャンバ内の基板の搬送経路を境にして、真空チャンバ内の一方の側に、ターゲットと、スパッタリングガス供給オリフィスとを設け、さらにターゲットと基板の搬送経路とに挟まれた成膜領域に反応性ガスを供給する反応性ガス供給オリフィスを設けると共に、この反応性ガス供給用オリフィスと向き合う位置に排気口を設けた成膜装置が知られている（例えば、特許文献１の図２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１１６７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の成膜装置においては、反応性ガス供給オリフィスと排気口が、基板の搬送経路を境にした真空チャンバ内の同じ側で、成膜領域を挟んで直接向き合っている。このため、反応性ガスの滞留箇所を生じにくい反面、反応性ガス供給オリフィスから流出した反応性ガスが排気口へ向かって直線的に流れ、左右へ広がりにくいことから、成膜領域の反応性ガス濃度に濃淡を生じやすい問題がある。【０００６】
また、成膜速度を上げるために、１つの真空チャンバ中にターゲットと、スパッタリングガス供給オリフィスと、反応性ガス供給オリフィスと、排気口とをそれぞれ２つずつ設けることも考えられるが、２箇所の反応性ガスの供給と排出を同時に制御しなければならなくなり、制御が煩雑になる問題がある。【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、真空チャンバ内を連続して搬送される基板に対し、ガスの供給下で成膜を行う成膜装置において、２箇所の成膜領域に、同時に均一な流れでガスを容易に供給できるようにし、均一性の高い膜質の成膜を効率良く行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的のため、本発明は、真空チャンバ中を連続して移動される長尺の基板または真空チャンバ中を連続して搬送されるトレーに載置されて順次移動される基板に対して、ガスの供給下で成膜を施す成膜装置において、
真空チャンバ中が、仕切り板によって、前記基板の搬送経路を含む成膜室と、排気装置に接続された排気室とに仕切られており、
前記成膜室には、前記基板の搬送経路を挟んで仕切り板とは反対側に、前後方向中央部にガス供給部が設けられていると共に、該ガス供給部の前後に、それぞれ前部および後部成膜部が設けられており、
前記仕切り壁には、前記前部成膜部より前方と、前記後部成膜部より後方とに、それぞれ前部排気口と後部排気口が設けられていることを特徴とする成膜装置を提供するものである。【０００９】
また、上記本発明は、前部成膜部および前部排気口と、前記後部成膜部および後部排気口とが、前後方向及び幅方向に対称に設けられていること、
前記前部および後部成膜部が、スパッタリングによる成膜を行う部分で、それぞれ、前記基板の搬送経路に対向する前部および後部スパッタリングカソードを備えており、該前部および後部スパッタリングカソードと前記基板の搬送経路との対向領域である前部および後部成膜領域が、それぞれ前部および後部カソード側シールドにより、前記基板の搬送経路との間に隙間を残して囲まれていること、
前記前部および後部成膜領域の幅がそれぞれ前記基板の搬送経路の幅よりも広く、該前部および後部成膜領域の幅方向両端部の外側に対応する前記仕切り板上の位置に沿って、前記前部および後部カソード側シールドとの間に隙間を残して、搬送経路側シールドが設けられていること、
をその好ましい態様として含むものである。【００１０】
また、上記成膜装置を用いた基板の製造方法を提供するものでもある。【００１１】
なお、本発明において、前後とは、真空チャンバ内を搬送される基板の流れにおける上流側が前、下流側が後で、基板の搬送経路とは、トレーを用いずに搬送される長尺な基板または、連続するトレーおよびトレーに載置されて搬送される基板の真空チャンバ内における通過領域をいう。また、幅方向とは、真空チャンバ中を搬送される基板表面と平行で、基板の搬送方向と直交する方向をいい、幅とは当該方向の寸法をいう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る成膜装置における真空チャンバにおい、ガス供給部から供給されたガスは、主に、前部および後部成膜部の成膜領域を通って、前部および後部排気口から排気室に入ってから排出されることになり、１箇所のガス供給部から同時に２箇所の成膜領域へガスを供給することができる。そして、ガスの流れは、前部および後部排気口の位置や大きさを調整することで容易に調整することができるので、前部および後部成膜部の成膜領域へ容易に均一にガスを供給することができる。したがって、均一性の高い膜質の成膜を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る成膜装置の一例を示す縦断面模式図である。
【図２】図１に示される成膜装置の基板の搬送経路に沿った横断面模式図である。
【図３】図１に示される成膜装置の上部外壁部分を水平に除去した状態の横断面模式図である。
【図４】基板を載置して連続して移動するトレーの一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の一例を説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る成膜装置の一例を示す縦断面模式図、図２は図１に示される成膜装置の基板の搬送経路に沿った横断面模式図、図３は図１に示される成膜装置の上部外壁部分を水平に除去した状態の横断面模式図である。
【００１６】
本例における基板１は、シート状の長尺物で、図中左側の送り出しロール２から送り出されて右側の巻き取りロール３に巻き取られるものとなっている。Ａは送り出しロール２を収容した送り出し装置、Ｂは巻き取りロール３を収容した巻き取り装置、Ｃは送り出し装置Ａと巻き取り装置Ｂ間に設けられた本例に係る成膜装置である。
【００１７】
送り出し装置Ａおよび巻き取り装置Ｂの真空チャンバ４，５は、それぞれスリット６ａ，６ｂを介して成膜装置Ｃの真空チャンバ７に接続されている。送り出しロール２から引き出された基板１は、スリット６ａを介して真空チャンバ７内に引き込まれ、真空チャンバ７の中を連続的に搬送されて、スリット６ｂを介して巻き取りロール３へ巻き取られるものとなっている。
【００１８】
成膜装置Ｃの真空チャンバ７内は、仕切り板８によって上下に仕切られている。図１中上側が成膜室９ａ、下側が排気室９ｂである。
【００１９】
成膜室９ａは、成膜装置Ｃの真空チャンバ７内における基板１の搬送経路の少なくとも前後方向中央部分を含んでいる。また、成膜室９ａには、基板１の搬送経路を挟んで仕切り板８とは反対側の前後方向中央部にガス供給部１０が設けられている。このガス供給部１０は、ガス供給源（図示されていない）から供給されるガスを成膜室９ａ内に流出させ、後述する前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂへ供給するためのものである。成膜室９ａではガス供給部１０からのガス供給下で成膜が行われる。
【００２０】
ガス供給部１０は、四方にガスを流出させるものとすることもできるが、後述する前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂへのガスの流れを均一化しやすいことから、基板１の搬送経路を横断する線状または点線状の位置から基板１に向かってガスを流出させるものであることが好ましい。具体的には、軸方向にスリットまたは多数の小孔を形成した管材を、スリットまたは小孔を基板１の搬送経路に向けて配置することで構成することができる。
【００２１】
また、やはり成膜室９ａの基板１の搬送経路を挟んで仕切り板８とは反対側には、上記ガス供給部１０の前後に、それぞれ前部および後部成膜部１１ａ，１１ｂが設けられている。この前部および後部成膜部１１ａ，１１ｂは、基板１に付着させて膜を形成する粒子を形成する機構を備えた部分で、本例における前部および後部成膜部１１ａ，１１ｂは、スパッタリングによって成膜を行う部分となっている。すなわち、本例における前部および後部成膜部１１ａ，１１ｂは、それぞれ基板１の搬送経路に対向する前部および後部スパッタリングカソード１２ａ，１２ｂを備えている。なお、１３ａ，１３ｂは、それぞれ基板１の搬送経路に対向して、前部および後部スパッタリングカソード１２ａ，１２ｂに取り付けられたターゲットである。
【００２２】
上記前部および後部スパッタリングカソード１２ａ，１２ｂと、基板１の搬送経路との対向領域は、基板１に成膜を施すことができる前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂを構成している。この前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂは、それぞれ真空チャンバ７の内壁面から突出した板状の前部および後部カソード側シールド１５ａ，１５ｂにより、基板１の搬送経路との間に隙間を残して囲まれている。この前部および後部カソード側シールド１５ａ，１５ｂは必須の構成ではないが、これを設けておくと、前部および後部カソード側シールド１５ａ，１５ｂと基板１間の隙間から前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂに入り込んだガスを一時的に滞留させやすく、前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂにおけるガス濃度の均一化が得やすくなるので好ましい。また、前部および後部カソード側シールド１５ａ，１５ｂにより、前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂ外へのスパッタ粒子の飛散も防止することができる。
【００２３】
本例における前部および後部スパッタリングカソード１２ａ，１２ｂと、前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂの幅は、基板１の全幅に亘って均一な成膜を行いやすすくするために、それぞれ基板１の搬送経路の幅よりも広くなっている。また、前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂの基板１の搬送経路より外方に突出した幅方向両端部の外側に対応する仕切り板８上の位置に沿って、前部および後部カソード側シールド１５ａ，１５ｂとの間に隙間を残して、左右それぞれ一連に連なる搬送経路側シールド１６が設けられている。この搬送経路側シールド１６も必須の構成ではないが、これを設けておくと、基板１の幅方向端部側から後述する前部および後部排気口１７ａ，１７ｂへとショートパスするガスの流れを抑制して、前部および後部成膜領域１４ａ，１４ｂにおけるガス濃度のより高い均一化が得やすくなるので好ましい。
【００２４】
仕切り板８は、前部成膜部１１ａより前方と、後部成膜部１１ｂより後方とに、それぞれ前部排気口１７ａと後部排気口１７ｂが設けられている。この前部排気口１７ａと後部排気口１７ｂは、成膜室９ａ内の前部と後部のガスの流れを同様の流れとするために、前後方向及び幅方向に対称に設けられていることが好ましい。また、前述の前部成膜部１１ａと後部成膜部１１ｂも、同様の理由から、前後方向及び幅方向に対称に設けられていることが好ましい。さらには、前述の前部および後部カソード側シールド１５ａ，１５ｂ、搬送経路側シールド１６も、前後方向及び幅方向に対称に設けられていることが好ましい。
【００２５】
本例における前部および後部排気口１７ａ，１７ｂは、図２及び図３に明示されるように、四隅に設けられているが、幅方向中央部に設けることもできる。
【００２６】
仕切り板８の下方に形成された排気室９ｂには、真空ポンプなどの排気装置１８が接続されており、成膜室９ａから前部および後部排気口１７ａ，１７ｂを介して排気室９ｂに流入するガスを排出できるようになっている。
【００２７】
仕切り板８前端と後端は、成膜室９ａ側へ突出してローラカバー部８ａ，８ｂを構成している。このローラカバー部８ａ，８ｂの排気室９ｂ側には案内ローラ１９ａ，１９ｂが設けられており、基板１は、前部と後部で一旦排気室９ｂ内に入り、案内ローラ１９ａ，１９ｂに支えられて搬送されるものとなっている。
【００２８】
上記ローラカバー部８ａ，８ｂにおける基板１の搬送経路との交差部には、基板１の通過を許容するスリット６ｃ，６ｄが形成されている。案内ローラ１９ａ，１９ｂを成膜室９ａ内に設け、送り出し装置Ａの真空チャンバ４と成膜装置Ｃの真空チャンバ７を連通させるスリット６ａと、成膜装置Ｃの真空チャンバ７と巻き取り装置Ｂ真空チャンバ５を連通させるスリット６ｂとをそれぞれ成膜室９ａに開口させることで、上記ローラカバー部８ａ，８ｂとスリット６ｃ，６ｄを省略することができる。しかし、本例のように構成すると、送り出し装置Ａと成膜室９ａの間に２つのスリット６ａ，６ｃを介在させると共に、成膜室９ａと巻き取り装置Ｂの間にも２つのスリット６ｂ，６ｄを介在させることができ、送り出し装置Ａおよび巻き取り装置Ｂと成膜室９ａとの間の遮断性が向上するので好ましい。
【００２９】
本例の成膜装置Ｃによれば、真空チャンバ７内（成膜室９ａおよび排気室９ｂ内）を所要の真空度にまで減圧した後、排気装置１８による排気を継続し、ガス供給部１０からガスを供給しながら、前部および後部成膜部１１ａ，１１ｂのターゲットをスパッタすることで、搬送される基板１の表面に連続的に薄膜を形成することができる。
【００３０】
ガス供給部１０から供給するガスとしては、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）を成膜する場合については窒素、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を成膜する場合については酸素などを用いることができる。また、ガス供給部から供給するガスは、スパッタガス、プロセスガス、両者の混合ガスのいずれでもよい。ガス供給部１０からプロセスガスのみを供給する場合、前部および後部スパッタリングカソード１２ａ，１２ｂの近傍に別途スパッタリングガス供給部を設けることができる。
【００３１】
上記の例においては、基板１を長尺のものとしたが、本発明の成膜装置Ｃは、基板１自体が長尺でない場合でも、図４に示されるように、連続して移動するトレー２０上に基板１を載置して連続して搬送する場合についても適用することができる。
【００３２】
上記の例においては、上部が成膜室９ａ、下部が排気室９ｂとなっているが、上部を排気室９ｂ、下部を成膜室９ａとしたり、基板１を幅方向に立てて搬送する場合には、成膜室９ａと排気室９ｂを左右に形成することもできる。
【００３３】
上記の例においては、前部および後部成膜部１１ａ，１１ｂがスパッタリングによって成膜を行う部分となっているが、蒸着、イオンプレーティング、プラズマ重合などによって成膜を行う部分とすることもできる。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ  送り出し装置、Ｂ  巻き取り装置、Ｃ  成膜装置、１  基板、２  送り出しロール、３  巻き取りロール、４  （送り出し装置の）真空チャンバ、５  （巻き取り装置の）真空チャンバ、６ａ  スリット、６ｂ  スリット、６ｃ  スリット、６ｄ  スリット、７  （成膜装置の）真空チャンバ、８  仕切り板、８ａ  ローラカバー部、８ｂ  ローラカバー部、９ａ  成膜室、９ｂ  排気室、１０  ガス供給部、１１ａ  前部成膜部、１１ｂ  後部成膜部、１２ａ  前部スパッタリングカソード、１２ｂ  後部スパッタリングカソード、１３ａ  ターゲット、１３ｂ  ターゲット、１４ａ  前部成膜領域、１４ｂ  後部成膜領域、１５ａ  前部カソード側シールド、１５ｂ  後部カソード側シールド、１６  搬送経路側シールド、１７ａ  前部排気口、１７ｂ  後部排気口、１８  排気装置、１９ａ  案内ローラ、１９ｂ  案内ローラ、２０  トレー
【図１】
2010073669.tif 000003
【図２】
2010073669.tif 000004
【図３】
2010073669.tif 000005
【図４】
2010073669.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月20日(2011.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
真空チャンバの中を搬送される基板に対して、ガスの供給下で成膜を施す成膜装置において、
真空チャンバ中が、仕切り板によって、前記基板の搬送経路を含む成膜室と、排気装置に接続された排気室とに仕切られており、
前記成膜室には、前記基板の搬送経路を挟んで仕切り板とは反対側に、前部および後部成膜部が設けられていると共に、前記前部成膜部と後部成膜部の間にガス供給部が設けられており、
前記仕切り板には、前記前部成膜部より前方と、前記後部成膜部より後方とに、それぞれ前部排気口と後部排気口が設けられていることを特徴とする成膜装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
蒸気目的のため、本発明は、真空チャンバの中を搬送される基板に対して、ガスの供給下で成膜を施す成膜装置において、
真空チャンバ中が、仕切り板によって、前記基板の搬送経路を含む成膜室と、排気装置に接続された排気室とに仕切られており、
前記成膜室には、前記基板の搬送経路を挟んで仕切り板とは反対側に、前部および後部成膜部が設けられていると共に、前記前部成膜部と後部成膜部の間にガス供給部が設けられており、
前記仕切り板には、前記前部成膜部より前方と、前記後部成膜部より後方とに、それぞれ前部排気口と後部排気口が設けられていることを特徴とする成膜装置を提供するものである。
【国際調査報告】
2010073669.tif 000007
2010073669.tif 000008
2010073669.tif 000009
2010073669.tif 000010