(57)【要約】    【課題】  マスクを繰り返し使用可能とし、安定した成膜品質を得ることができる成膜方法および成膜装置を提供する。    【解決手段】  仕込室１０において、基板１をマスク２上に載置したのち、加熱室１１にて基板１とマスク２を、真空引きを行いながらヒータ３によって加熱し、成膜室１２において蒸着源４を加熱し蒸着を行い、この後、アンロードロック室１３にて基板１とマスクを切り離し、基板１は次工程へと搬送され、一方、マスク２はリターン室１４を経由し、洗浄室１５の洗浄槽５にマスク２を浸すことによって、マスク２表面の薄膜を除去し、さらに、水洗室１６において洗浄し、最後にマスク２を乾燥室１７において乾燥させて、マスク２を繰り返し使用することを可能にする。これらの工程において、洗浄室１５、水洗室１６および乾燥室１７のマスク２の薄膜除去工程を、１〜１００回の成膜ごとに行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜物の任意の領域に成膜を行うために前記被成膜物にマスクを設置し、前記被成膜物と前記マスクを加熱し、前記被成膜物に成膜を行い、成膜終了後、前記被成膜物と前記マスクを分離し、前記マスクを他の被成膜物に用いる成膜方法において、前記マスクが被成膜物に所定回数使用されるごとに前記マスクに付着した薄膜を除去することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
マスクに付着した薄膜を水溶液で洗浄して除去した後、乾燥させることを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
洗浄に用いる水溶液は、硫酸、硝酸、塩酸のいずれかであることを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項４】
被成膜物の任意の領域に成膜を行うために前記被成膜物にマスクを設置する設置部と、前記被成膜物と前記マスクを加熱する加熱部と、前記被成膜物に成膜を行う成膜部と、成膜終了後、前記被成膜物と前記マスクを分離する分離部と、前記マスクに付着した薄膜を除去する薄膜除去部とを備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
薄膜除去部は、マスクを水溶液で洗浄する洗浄部と、洗浄した前記マスクを乾燥させる乾燥部とを備えたことを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学薄膜の製造など、機能性薄膜の成膜方法および成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００３】
図５は従来の成膜装置の概略構成を示す説明図であり、基板Ａは基板搬送室１０１内の搬送ステージ１０７上で待機し、搬送機構１０６によって成膜室１０２に搬送され、成膜ステージ１０５上に載せられる。基板Ａを載せた成膜ステージ１０５は、支柱１０４のステージ摺動機構１０３によって滑動し、マスク枠体１０８に設置されているプロセスセンシング部１１０およびマスク枠体１０８と基板Ａとを接触させて停止する。そして、成膜室１０２の成膜機構によってマスク枠体１０８の窓部１０９から基板Ａに堆積膜Ｂを堆積させる。
【０００４】
成膜ステージ１０５は基板Ａおよびマスク枠体１０８によって覆われているため、基板Ａ以外にはマスク枠体１０８上にも堆積膜Ｂを形成するが、成膜ステージ１０５上に堆積したり、基板Ａの裏面に堆積膜Ｂが付着しない。
【特許文献１】特開平６−２１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５に示した従来の方式では、マスク(枠体)を繰り返し使用できないという問題、すなわち、マスクに膜が堆積し、パーティクルを発生させるという問題があった。また、一般に、マスクが真空成膜室から大気中に戻された際にマスクに堆積した膜が大気中の水蒸気や炭酸ガスを吸着し、真空成膜室内のガス分圧を変化させるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、マスクを繰り返し使用可能とし、安定した成膜品質を得ることができる成膜方法および成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、被成膜物の任意の領域に成膜を行うために前記被成膜物にマスクを設置し、前記被成膜物と前記マスクを加熱し、前記被成膜物に成膜を行い、成膜終了後、前記被成膜物と前記マスクを分離し、前記マスクを他の被成膜物に用いる成膜方法において、前記マスクが被成膜物に所定回数使用されるごとに前記マスクに付着した薄膜を除去することを特徴とする。このように構成したことにより、マスクに付着した薄膜を所定回数ごとに除去することによって、パーティクルのないマスクを使用できるようになり、しかも、大気中でマスクに吸着されて成膜室内に持ち込まれるガスの量を低減することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、マスクに付着した薄膜を水溶液で洗浄して除去した後、乾燥させることを特徴とする。このように構成したことにより、次の基板の成膜工程に同じマスクを用いることが可能になる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、洗浄に用いる水溶液は、硫酸、硝酸、塩酸のいずれかであることを特徴とする。このように構成したことにより、マスク表面の薄膜を除去した時の圧力変化を抑えることが可能になる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、被成膜物の任意の領域に成膜を行うために前記被成膜物にマスクを設置する設置部と、前記被成膜物と前記マスクを加熱する加熱部と、前記被成膜物に成膜を行う成膜部と、成膜終了後、前記被成膜物と前記マスクを分離する分離部と、前記マスクに付着した薄膜を除去する薄膜除去部とを備えたことを特徴とする。このように構成したことにより、マスクに付着した薄膜を所定回数ごとに除去することによって、パーティクルのないマスクを使用できるようになり、しかも、大気中でマスクに吸着されて成膜室内に持ち込まれるガスの量を低減することができる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、薄膜除去部は、マスクを水溶液で洗浄する洗浄部と、洗浄した前記マスクを乾燥させる乾燥部とを備えたことを特徴とする。このように構成したことにより、次の基板の成膜工程に同じマスクを用いることが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マスクに付着した薄膜を所定回数ごとに除去することによって、パーティクルの発生を抑制するとともに、大気中で吸着されて成膜室内に持ち込まれるガスの量を低減することができ、マスクを繰り返し使用可能とし、安定した成膜品質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の成膜方法および成膜装置の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態の装置構成を示す説明図である。まず、仕込室１０において、基板１をマスク２上に載置したのち、加熱室１１にて基板１とマスク２を真空引き（図示せず）を行いながらヒータ３によって加熱する。その後、成膜室１２において電子銃（図示せず）などのエネルギー源によって蒸着源４を加熱して蒸着を行うが、このとき、蒸発した蒸着物質は基板１のみならずマスク２にも付着するようになる。この後、アンロードロック室１３にて基板１とマスク２は切り離され、基板１は次工程へと搬送される。一方、マスク２はリターン室１４を経由して次の基板を搬送するが、マスク２表面には薄膜が付着しており、このまま次の成膜を行うと大気中のガスと反応し、大気中の水蒸気や炭酸ガスなどを蒸着室に持ち込む結果となる。
【００１５】
そこで、洗浄室１５の洗浄槽５にマスク２を浸すことによって、マスク２表面の薄膜を除去する。この洗浄によってマスク２に付着した水溶液などを除去するために水洗室１６の水洗槽６にマスク２を浸して洗浄し、最後にマスク２に付着した水分を除去するために乾燥室１７においてドライヤ７を用いてマスク２を乾燥させる。以上のような製造工程とすることにより、マスク２を繰り返し使用してもマスク２表面に付着する薄膜の影響を受けることなく成膜処理を行うことができる。
【００１６】
また、本実施形態においては、成膜回数を計数するカウンタ（図示せず）が設けられており、成膜が行われるごとにカウントアップされる。そして、通常は、アンロードロック室１３において基板１が分離されたマスク２が洗浄室１５、水洗室１６、乾燥室１７を通過する際に、マスク２に対して処理を施さずにそのまま仕込室１０に戻して新たな基板１を載置し、成膜処理を行う。そして、カウンタが予め設定された数をカウントした時点で、洗浄室１５、水洗室１６、乾燥室１７を稼働させ、マスク２に付着した薄膜の除去を行って仕込室１０に戻す。この時、カウンタのカウント数をリセットして新たな計数を行うようにする。
【００１７】
図２は、図１に示した装置構成にて蒸着材料として酸化マグネシウムを用い、１回あたりの基板への成膜厚みは２μｍとした場合に、マスクに付着した薄膜を除去する作業の有無によって成膜室の圧力がどのように変化するかを比較した結果を示す説明図であり、（ａ）は除去無しの場合の変化、（ｂ）は除去ありの場合の変化を示す。除去無しの場合では、処理時の成膜室内の圧力が徐々に上昇しているが、除去ありの場合では、成膜室の圧力変化はほとんど見られなかった。これは、除去無しの場合ではマスクに徐々に付着した薄膜の膜厚が厚くなっていくため、大気中から成膜室内に持ち込まれるガス量が増加するため圧力が上昇するが、除去有りの場合では付着薄膜の除去を行うことでガスの持ち込みが抑制されていることによるものと考えられる。
【００１８】
図３は、図２と同様の場合において、所定の成膜回数につき１回の割合でマスクに付着した薄膜の除去を行ったときの圧力変化を示す説明図であり、図３（ａ）は１回ごと、図３（ｂ）は１０回ごと、図３（ｃ）は５０回ごと、図３（ｄ）は１００回ごと、図３（ｅ）は５００回ごとに洗浄した場合を示すものである。
【００１９】
図３（ａ）〜（ｄ）に示すように１００回の成膜ではその圧力上昇幅が小さく、薄膜の除去処理を行うことができた。しかし、図３（ｅ）に示す５００回ごとの除去では、圧力が大きく上昇するため、成膜速度が不安定となった。このことから、マスクに付着した薄膜の除去は、１ないし１００回ごとに行うことが適当であると考えられる。
【００２０】
図４は、図２と同様の場合において、洗浄槽の水溶液の種類を変化させてマスク表面の薄膜を除去した時の圧力変化の比較を示す説明図であり、図４（ａ）は塩酸を用いた場合、図４（ｂ）は硫酸を用いた場合、図４（ｃ）は硝酸を用いた場合、図４（ｄ）は酢酸を用いた場合、図４（ｅ）は純水を用いた場合を示すものである。ここで、純水以外の場合、各酸の濃度は１モル％とした。
【００２１】
図４から明らかなように、塩酸、硫酸、硝酸を用いた場合、圧力の上昇はほとんど見られなかった。
【００２２】
しかしながら、酢酸では圧力の上昇が見られ、純水で洗浄した場合では著しい圧力の上昇が見られた。このことから、洗浄槽に用いる水溶液としては、塩酸、硫酸、硝酸のいずれかを用いることが望ましいと考えられる。
【００２３】
以上、述べた本実施形態において、成膜材料としては酸化マグネシウムの場合についてのみ述べたが、他の材料においても、大気中でのガス吸着性が強く、酸に対して同様の反応性を有する塩基性物質であれば、マスクに付着した薄膜の除去によって同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態の装置構成を示す説明図
【図２】図１に示した装置構成におけるマスクに付着した薄膜を除去する作業の有無による圧力変化を示す説明図
【図３】図２と同様の場合において、所定の成膜回数につき１回の割合でマスクに付着した薄膜の除去を行ったときの圧力変化を示す説明図
【図４】図２と同様の場合において、洗浄槽の水溶液の種類を変化させてマスク表面の薄膜を除去した時の圧力変化の比較を示す説明図
【図５】従来の成膜装置の概略構成を示す説明図
【符号の説明】
【００２５】
１  基板
２  マスク
３  ヒータ
４  蒸着源
５  洗浄槽
６  水洗槽
７  ドライヤ
１０  仕込室
１１  加熱室
１２  成膜室
１３  アンロードロック室
１４  リターン室
１５  洗浄室
１６  水洗室
１７  乾燥室
１０１  基板搬送室
１０７  搬送ステージ
１０６  搬送機構
１０２  成膜室
１０５  成膜ステージ
１０４  支柱
１０３  ステージ摺動機構
１０８  マスク枠体
１１０  プロセスセンシング部
Ａ  基板
Ｂ  堆積膜
【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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