(57)【要約】【課題】  成膜装置の成膜室内の塵埃の著しい低減を可能にし、それを省スペース且つ低コストで実現することも可能にする。【解決手段】  成膜室１１内で被成膜材Ｔに薄膜を形成する成膜装置１０と、当該成膜室１１に連通するように設けられる清浄室２０とを備え、清浄室２０にはエアの導入が可能な導入口２１が設けられ、当該成膜室１１にはエアの排出が可能な排出口１４が設けられている。【選択図】  図１
2007211295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内で被成膜材に膜を形成する成膜装置と、清浄なエアの導入が可能な導入口が設けられた清浄室とを備え、成膜装置と清浄室とは、通気路が形成されるように連通状態になっており、成膜装置の成膜室には清浄室からのエアを排出する排出口が設けられていることを特徴とする成膜装置を備える成膜ユニット。
【請求項２】
前記成膜装置の成膜室と清浄室との間を開閉する第１の開閉手段と、前記成膜室の排出口を開閉する第２の開閉手段を有することを特徴とする請求項１記載の成膜装置を備える成膜ユニット。
【請求項３】
前記成膜室の排出口の位置よりも前記清浄室の導入口の位置が高い位置にあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の成膜装置を備える成膜ユニット。
【請求項４】
前記成膜装置は、成膜室に少なくとも１種類以上のガスを導入して成膜することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の成膜装置を備える成膜ユニット。
【請求項５】
前記成膜装置がＣＶＤ法によるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の成膜装置を備える成膜ユニット。
【請求項６】
前記清浄室のクリーン度が０．３μｍ以上の塵埃が１００００個／ｍ３以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の成膜装置を備える成膜ユニット。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の成膜装置を備える成膜ユニットを用いて、前記清浄室に設けられる導入口からエアを導入し、当該導入されたエアを成膜室に設けられる排出口から排出することによりクリーニングを行った後に、前記成膜室内に被成膜材をセットし成膜することを特徴とする成膜装置を備える成膜ユニットを用いた成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜室内で半導体デバイス、有機ＥＬデバイスやフィルムなどへ薄膜を形成する成膜装置を備える成膜ユニット及びこの成膜ユニットを用いた成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、電子ペーパー、半導体集積回路などにおける薄膜形成には、真空状態の成膜室内で薄膜を形成する等の成膜装置が用いられている。
【０００３】
成膜装置としては、例えば蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などによる成膜装置が挙げられる。触媒ＣＶＤ（Ｃａｔ−ＣＶＤ）法では、真空状態の成膜室内に設置した触媒体又は発熱体（以下、触媒体とする。）に材料ガスを接触させ、材料ガスを触媒体で分解・活性化し、堆積種を被成膜材へ堆積させて薄膜を形成する。触媒体をワイヤー状で用いているためホットワイヤーＣＶＤ（ＨＷ−ＣＶＤ）とも呼ばれているが、このような触媒ＣＶＤにおいては、通常、ガス放出部より材料ガスを真空状態の成膜室内へ導入し、高温とされた触媒体（タングステン）の表面を通過させて、被成膜材へ堆積を行う。
【０００４】
このような成膜装置では、薄膜形成に塵埃（パーティクルとも呼ばれる）の混入を出来る限り少なくすることが求められる。特に、近年は成膜温度の低温化が可能となり、プラスチックフィルム等にＳｉＯｘ膜、ＡｌＯｘ膜、ＳｉＮｘ膜などの無機膜を形成してガスバリア性を高めることがなされているが、塵埃の混入は薄膜のガスバリア性能を大きく低下させる原因となっている。このため、かかる問題を解決する特許文献として、特許文献１や特許文献２等に開示されるものがある。
【特許文献１】特開２００１−１９２８０８号公報
【特許文献２】特開２００４−２９２８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、塵埃の混入を防止するために、薄膜装置はクリーンルーム内に配置されることが通常である。そして、薄膜装置を何台も配置するような場合は、工場のような大きな建物の中全体をクリーンルームにしているところもある。しかし、クリーンルーム内といえどもは塵埃が存在しないというようなものではなく、１立方メートルあたり０．３μｍ以上の塵埃が数十万個から数百万個も存在していることもある。そして、成膜装置の成膜室内から成膜品（被成膜材）を取り出す際や成膜装置の部品を交換する際等に成膜装置のドアを開放すると、成膜装置の成膜室の成膜材料等の塵埃がクリーンルームを汚染する。
【０００６】
一方、特許文献１は、薄膜が形成される成膜室は真空状態であるため、塵埃を浮遊させるガスが希薄であり、重力により短時間で塵埃が落下する。そこで、被成膜材の成膜面を下向きにして設置する装置構成とし、重力により落下する塵埃の成膜面への付着を防止するものである。また、特許文献２等は、成膜室内壁に付着した膜は、厚みが厚くなると割れて塵埃となる。そこで、成膜装置の成膜室内壁に防着板を設け、定期的にクリーニングする方法が提案されている。クリーニングには、防着板を交換可能とし、防着板を定期的に交換して付着した膜を成膜室から取り除く方法や、防着板に電圧を印加して電極として作用させ、プラズマによってクリーニングする方法である。
【０００７】
しかし、上記のような対策を施しても、未だに塵埃混入の問題は解消しておらず、薄膜の性能低下を招いている。特に、防湿効果を目的として形成される薄膜については、塵埃混入によりガスバリア性能が大幅に低下するため深刻な問題となっている。なお、クリーンルーム全体を徹底してクリーン化することには高コスト化が避けられない。
【０００８】
そこで本発明の目的は、塵埃混入の問題を究明し、成膜装置の成膜室内の塵埃の著しい低減を可能とし、それを省スペース且つ低コストで実現することも可能な成膜装置を備える成膜ユニット及びこの薄膜ユニットを用いた成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者等は、真空状態で成膜する成膜過程における塵埃混入について精査検討したところ、次のような原因も塵埃が混入する要因であることが判明した。すなわち、薄膜を形成した被成膜材を成膜室内から取り出す際は、成膜室内部を真空状態から大気圧に戻す必要があるが、その際に成膜室内に圧力変化が生じる。また、クリーニング作業において成膜室内の防着板を交換する際に防着板に振動が加わる。このような圧力変化や振動により成膜室内壁や防着板に付着した薄膜が割れて塵埃が発生する。成膜室内は大気圧となっており、発生した塵埃はほとんど落下せずに浮遊状態となる。この状態で次の成膜作業を行うために成膜室内に被成膜材をセットして真空引きを行うと、浮遊状態にある塵埃が落下する。また、成膜室内にガスを導入して薄膜を形成する成膜装置の場合は、ガス圧変化により落下した塵埃の撒きあがりが起こる。これらの塵埃が形成過程において薄膜に混入し、薄膜の性能を低下させている。
【００１０】
そこで、本発明に係る請求項１記載の成膜装置を備える成膜ユニットは、成膜室内で被成膜材に膜を形成する成膜装置と、清浄なエアの導入が可能な導入口が設けられた清浄室とを備え、成膜装置と清浄室とは、通気路が形成されるように連通状態になっており、成膜装置の成膜室には清浄室からのエアを排出する排出口が設けられていることを特徴とする。ここで、清浄室は、成膜装置に隣接させたり、併設させたり、成膜装置を覆うように配置させる等して、成膜室と通気路が形成されるようにする。
【００１１】
この発明によれば、清浄室の導入口から清浄なエアを導入すると、清浄なエアが清浄室から成膜装置の成膜室内を通り、成膜室に設けられる排出口から排出される。成膜装置の成膜室に滞留する塵埃は清浄なエアの通気により排出口から排出され、成膜室内をクリーンな状態とすることができる。これにより、成膜室内で成膜される薄膜への塵埃の混入を低減することができ、成膜の性能低下を防止することができる。清浄室は小型化して成膜装置に併設等して設けることも可能であるため、クリーンルーム内に成膜装置を設置する場合と比較して省スペース且つ低コストで実現することも可能である。
【００１２】
本発明の請求項２記載の成膜装置を備える成膜ユニットは、前記成膜装置の成膜室と前記清浄室との間を開閉する第１の開閉手段と、前記成膜室の排出口を開閉する第２の開閉手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、成膜装置の成膜室と清浄室との間を開閉する第１の開閉手段と排出口を開閉する第２の開閉手段とを開くと通気路が形成され、成膜室内のクリーニングを行うことができる。一方、上記第１と第２の両開閉手段を閉じると、成膜装置の成膜室が密閉状態となり、真空状態等での成膜を行うことができる。
【００１４】
本発明の請求項３記載の成膜装置を備える成膜ユニットは、前記成膜室の排出口の位置と前記第１の開閉手段の位置よりも前記清浄室の導入口の位置が高い位置にあることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、前記成膜室の排出口の位置と前記第１の開閉手段の位置よりも前記清浄室の導入口の位置が高い位置に配することにより、清浄なエアがいわゆるダウンフローによって、特に大きな出力でエアーを供給しなくとも排出されるため、清浄なエアが清浄室から成膜装置の成膜室内を通り、成膜室に設けられる排出口へとスムーズに排出される。
【００１６】
本発明の請求項４記載の成膜装置を備える成膜ユニットは、前記成膜装置は、成膜室に少なくとも１種類以上のガスを導入して成膜することを特徴とする。
【００１７】
薄膜を形成する際に成膜室にガスを導入する方式である場合は、ガス導入による成膜室内のガス圧変化により塵埃が撒き上がるため、薄膜に混入しやすい。本発明によれば、成膜室内の塵埃は排出口から排出されてクリーンな状態となるため、ガス導入によるガス圧変化を伴う成膜においても塵埃の混入を低減することができる。
【００１８】
本発明の請求項５記載の成膜装置を備える成膜ユニットは、前記成膜装置がＣＶＤ法によるものであることを特徴とする。この発明によれば、ガスを導入して成膜を行うＣＶＤ法を用いても、塵埃の混入を低減でき、高性能の薄膜を形成することができる。特に、近年はＣＶＤ法による低温での薄膜形成が可能となり、プラスチックフィルムＴ等に無機膜を形成してガスバリア性を高めることがなされているが、本発明によれば、塵埃の混入を低減し、高いガスバリア性を有する薄膜を形成することができる。
【００１９】
本発明の請求項６記載の成膜装置を備える成膜ユニットは、前記清浄室のクリーン度を０．３μｍ以上の塵埃が１００００個／ｍ３以下であることを特徴とする。
【００２０】
清浄室のクリーン度（ＪＩＳ  Ｂ９９２０）を０．３μｍ以上の塵埃が１００００個／ｍ３以下とすると高いクリーニング効果が発揮され、特に防湿効果を目的とする薄膜の形成においては、ガスバリア性に優れた薄膜が形成されることが実験により確認された。この発明によれば、清浄室のクリーン度を０．３μｍ以上の塵埃が１００００個／ｍ３以下とすることができるため、高いクリーニング効果を発揮して高性能の薄膜を形成することが可能であり、特にガスバリア性能の高い薄膜を形成することが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項７記載の成膜装置を備える成膜ユニットを用いた成膜方法は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の成膜装置を備える成膜ユニットを用いて、前記清浄室に設けられる導入口からエアを導入し、当該導入されたエアを成膜室に設けられる排出口から排出することによりクリーニングを行った後に、前記成膜室内に被成膜材をセットし成膜することを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、クリーニングされた成膜室内は塵埃が大幅に低減されてクリーンな状態となっているため、このクリーンな状態の成膜室内に被成膜材をセットして成膜作業を行えば、塵埃の混入の少ない高性能の成膜が行えるようになる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、清浄室の流入口から清浄なエアを流入させると、清浄なエアは清浄室から成膜室内を通って排出口から排出されるため、この通気により成膜室内の塵埃が排出されて成膜室内をクリーンな状態とすることができる。したがって、クリーンな成膜室内での成膜が可能となり、薄膜の性能低下を防止することができる。
【００２４】
また、小型の清浄室を成膜装置に併設する構成で実現でき、クリーンルーム内に成膜装置を設置する場合と比較して省スペース化が図られるとともに低コスト化を図ることができる。
【００２５】
例えばＣＶＤ法などのような成膜室にガスを導入して成膜する成膜装置である場合は、ガス導入に伴うガス圧変化等により撒き上がる塵埃の混入が問題とされていたが、本発明によれば成膜室内の塵埃が大幅に低減されるため、塵埃撒き上がりの問題も解消される。特に、ＣＶＤ法によって防湿機能を目的とした薄膜を形成する場合は、薄膜のガスバリア性能の低下を大幅に抑制することができる。また、清浄室のクリーン度を０．３μｍ以上の塵埃が１００００個／ｍ３以下とすることにより、更にガスバリア性能に優れた薄膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の成膜装置を備える成膜ユニットについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の成膜装置を備える成膜ユニットＵ１の一例を示す概略側面図であり、図２はその上面図である。成膜装置を備える成膜ユニットＵ１は、成膜装置１０と清浄室２０とを備えるユニットＵ１である。成膜装置１０は、作業室３０の床面に載置されており、清浄室２０は作業室３０の一画を仕切ることにより構成されている。
【００２７】
成膜装置１０は、例えば、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法などの成膜方法で被成膜材に薄膜を形成する装置であるが、本実施の形態は必ずしも真空状態で使用されるもに限定されず適用可能である。成膜装置１０には、ドライポンプやターボ分子ポンプ等の真空ポンプＰにより真空とされる成膜室１１を備え、この成膜室１１内で被成膜材に薄膜が形成される。
【００２８】
成膜室１１は、箱型のものであり、その前面に第１の開閉手段１２により開閉可能な開口１３が設けられており、両側面にはエアを排出するための排出口１４が設けられている。この排出口１４は、各側面に二つずつ上方と下方に並んで設けられており、各々第２の開閉手段１５により開閉可能となっている。この排出口１４は、一方の側面のみに設けられていても良いが、両側面に設けられる方が通気の観点やクリーン度を高める上から好ましい。また、排出口１４は一つでも良いが、複数設けられるほうが、成膜室内に広くエアが行き渡らせることができ、且つ、塵埃をより近い排出口１４から効率よく排出させることができる。また、例えば、排出口１４は、下方に向かって徐々に開口が大きくなるようにして、清浄なエアが下方までその勢いを保ちながら排出させるようにしても良い。成膜室１１は、第１の開閉手段１２と総ての第２の開閉手段１５を閉じると密閉状態となり、真空引きが可能となる。また、第１の開閉手段１２や第２の開閉手段１５を開けて、成膜室１２内の被成膜材Ｔや防着板を交換したり、成膜室１１内を清掃する等、成膜室１１内に対して様々な作業が可能となっている。
【００２９】
清浄室２０は、作業室３０の一画を仕切板２２で仕切ることにより形成されている。仕切板２２は、成膜室１１側に開口が形成されており、その開口を通して清浄室２０と成膜室１１とが連通可能となっている。つまり、仕切板２２は、上記開口以外の面を塞ぎ、排出口１４から排出されたエアが清浄室に戻らないようにする役割を有し、かかる役割を果たすものであれば、ビニール製等でも構わない。清浄室２０と成膜室１１との連通・遮断は、第１の開閉手段１２により制御可能であり、第１の開閉手段１２を開くと連通状態となり、第１の開閉手段１２を閉じると遮断状態となる。清浄室２０の上方には、清浄なエアを供給する手段であるファンフィルターユニットＦが複数取り付けられており、このエア供給手段からのエアは、ファンにより送風され、エアはフィルターを通して導入口２１から清浄室２０内に導入される。この導入口２１は、その向きが変えられるようになっている。ファンフィルターユニットＦの位置は、清浄室２０の他の位置でも良いが、エアが第１の開閉手段１２側に向けてダウンフローが生じるように配置することが好ましい。
【００３０】
清浄室２０は、成膜装置１０に隣接させたり、併設させたり、成膜装置１０を覆うように配置させる等して配置する。清浄室２０の大きさは任意であるが、清浄室２０内に作業者一人が入って第１の開閉手段１２を開閉しながら被成膜材Ｔの交換作業を行うなど、作業者が作業を行える程度の大きさであることが好ましい。このような大きさであれば、清浄室２０内のクリーン度（ＪＩＳ  Ｂ９９２０）を０．３μｍ以上の塵埃が１００００個／ｍ３以下にすることも、広いクリーンルーム全体をクリーンにするよりも遥かに容易である。また、仕切板２２は開閉可能とし、作業者が清浄室２０から成膜装置１０側の空間に移動して作業可能とすることが、作業効率の観点から好ましい。そして、成膜室の排出口１４の位置よりも清浄室２０の導入口２１の位置が高い位置にある。また、第１の開閉手段１２の位置よりもファンフィルターユニットＦからのエアの導入口２１の位置が高い位置にある。したがって、清浄なエアがいわゆるダウンフローによって、清浄室２０から成膜装置１０の成膜室１１内を第１の開閉手段１２を介して通過し、成膜室１１の排出口１４へとスムーズに流れて排出される。
【００３１】
作業室３０は、仕切られた一画が清浄室２０となっており、床下に空間が設けられている。清浄室２０以外の空間（仕切板２２より成膜装置１０側の空間）には床面３１よりも高く設けられた載置台３２に成膜装置１０が設置されている。清浄室２０以外の床面３１ａ（すなわち成膜装置１０側の床面）はグレーチング（格子状）とし、成膜室１０の排出口１４から排出されたエアが床面３１から抜けるようになっている。なお、作業室３０の壁面に通気孔を設けてエアが抜けるようにしても良い。
【００３２】
したがって、上記成膜装置１０の成膜室１１をクリーニングする場合は、第１の開閉手段１２と総ての第２の開閉手段１５とを開く。これにより、清浄室２０の導入口２１から成膜室１１との開口１３を通って排出口１４に通じる通気路が形成される。清浄室２０の導入口２１に取り付けられたファンフィルターユニットＦを稼働して、清浄室２０内に清浄なエアを導入すると、清浄なエアは、清浄室２０から成膜室１１内に流入し、排出口１４から排出される。エアとともに塵埃が排出され、成膜室１１内がクリーニングされる。
【００３３】
クリーニングにした後は、第１の開閉手段１２と第２の開閉手段１５を閉じて成膜室１１を密閉してから真空ポンプＰにより真空引きし、成膜室１１内を真空状態とした後に、成膜作業を行う。第１の開閉手段１２と第２の開閉手段１５を開閉するだけで、クリーニング作業と成膜作業の切り替えを速やかに行うことができる。塵埃が排出されたクリーンな状態の成膜室１１内で成膜可能であるため、塵埃混入による薄膜の性能低下を防止することができる。クリーニングに際しては、清浄室２０のクリーン度を０．３μｍ以上の塵埃が１００００個／ｍ３以下とすることにより、成膜室１１内のクリーン度を高めることができ、高性能の薄膜を形成することができる。特に、形成される薄膜が防湿効果を目的とするガスバリア膜である場合は、ガスバリア性能の高い薄膜を形成することができるため好ましい。なお、上記真空ポンプＰにより真空引きしても、一部の塵埃は排気されるが、その量は極めて僅かに過ぎない。
【００３４】
（ＣＶＤ法による成膜装置の例）
次に、上記成膜装置を備える成膜ユニットＵの成膜装置１０がＣＶＤ法である場合を例に説明する。図３は、ＣＶＤ法の成膜装置１０を備える成膜装置を備える成膜ユニットＵ２の正面図であり、図４はその斜視図である。
【００３５】
成膜装置１０は、モノシラン（ＳｉＨ４）、メチルシラン類、アミノシラン類、シラザン類等のシリコン含有ガス（以下、単にシランガスと称する。）、アンモニアガス（ＮＨ３）、水素ガス（Ｈ２）等を材料ガスとして用い、任意の被成膜材Ｔ上に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜を触媒ＣＶＤ法により成膜する。
【００３６】
成膜室１１内には、原料ガスを供給するガス供給部１６が、被成膜材Ｔの成膜領域Ａに対向する位置として、例えば成膜室１１の底部側に設置されている。このガス供給部１６は、例えばシャワーノズルで構成されていて、被成膜材Ｔの幅よりも広い範囲に原料ガスが供給できるように、被成膜材Ｔの幅よりも広い範囲に原料ガスの吹き出し孔が形成されている。また、図示はしないが、上記ガス供給部１６には原料ガスを供給するガス供給源が接続されている。
【００３７】
成膜室１１内には、成膜領域Ａに被成膜材Ｔを供給するテープ送り機構１７ａ…１７ｄが設置されている。このテープ送り機構１７ａ…１７ｄは、成膜されるテープ状の被成膜材Ｔが巻かれる供給用ロール１７ａと、供給用ロール１７ａから送り出された被成膜材Ｔを巻き取る巻き取り用ロール１７ｂと、供給用ロール１７ａから送り出された被成膜材Ｔを成膜領域Ａに案内する主ロール１７ｃと、被成膜材Ｔのテンションを調整するテンションロール１７ｄとから構成されている。各ロール１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは回転自在となっており、被成膜材Ｔを所望のスピードやタイミングでガス供給部１６の位置に供給可能となっている。
【００３８】
上記テープ送り機構１７ａ…１７ｄにより供給される被成膜材Ｔの成膜領域Ａと上記ガス供給部１６との間には触媒体１８が設置されている。触媒体１８は、例えばタングステン線を折れ線状に整形したものからなる。触媒体１８には、この触媒体１８へ電力を供給して触媒体１８を加熱させる電源（図示せず）が接続されている。
【００３９】
ここで、成膜室１１の内壁に取り付けられた防着板兼用真空排気案内板１１ｄと１１ｅとで作られる空間１１ａ、つまり内壁と上記案内板１１ｄと１１ｅとで囲まれる空間１１ａは、下部に備わるポンプPと連通しており、成膜室１１の真空排気を行っている。防着板兼用真空排気案内板１１ｄと１１ｅによって、フィルムＴの幅方向において均一に真空排気できるようになっており、ガス流れを制御することにより膜厚分布の均一性の向上を図っている。また、成膜室１１ｂの空間は、成膜領域Aで加熱されたフィルムTを室温に戻すための空間で、加熱された状態で巻き取ると発生する巻き締まりによるバリア膜へのダメージを軽減させている。
【００４０】
上記構成の成膜ユニットＵ２を用いた成膜方法を説明すると、まず、成膜室１１がクリーンな状態の場合において、薄膜を形成するには、成膜室１１内を真空状態とする。そして、電源により電力を供給して触媒体１８を１６００℃〜２０００℃に加熱するとともにガス供給部１６より成膜室１１内に原料ガスを供給し、その原料ガスを加熱した触媒体１８に接触および接近させることによって原料ガスの少なくとも一部を分解して堆積種を生成し、テープ送り機構１７ａ…１７ｄにより成膜領域Ａに送給された被成膜材Ｔにその堆積種を堆積して薄膜を形成する。
【００４１】
被成膜材Ｔに薄膜を形成した後、その被成膜材Ｔを成膜室１１から取り出すために、成膜室１１内を大気圧に戻す。その後に第１の開閉手段１２を開いて被成膜材Ｔを取り出す。さらに、成膜室１１の内壁に防着板が取り付けられている場合は、防着板を取り出す。大気圧に戻すときの圧力変化や防着板を取り出すときの振動により、成膜室１１内に塵埃が発生する。成膜室１１内は大気圧となっており、発生した塵埃はほとんど落下せずに成膜室１１内に浮遊する。
【００４２】
しかし、成膜室１１の前方の第１の開閉手段１２を開いたままの状態とし、両側のすべての第２の開閉手段１５を開き、ファンフィルターユニットＦを稼働させて清浄なエアを導入口２１から清浄室２０に導入すると、清浄なエアは清浄室２０から成膜室１１との開口１３を通って排出口１４から排出され、この通気とともに成膜室１１内に浮遊する塵埃が排出口１４から排出され、成膜室１１内がクリーニングされる。なお、上記クリーニングと同時に成膜装置１０の成膜室１１内から成膜品（被成膜材）Ｔを取り出すようにしたり、上記クリーニングと同時に成膜装置１０の部品を交換しても、上記クリーニング効果がえられる。
【００４３】
次の成膜作業を行う場合は、成膜室１１内に被成膜材Ｔ（必要に応じて防着板）をセットし、第１の開閉手段１２とすべての第２の開閉手段１５を閉じて成膜室１１を密閉状態とし、真空引きを行う。成膜室１１内の塵埃は通気により排出されているため、真空引きを行っても、落下してくる塵埃は少なく、セットした被成膜材や防着板への付着を減少させることができる。電源により電力を供給して触媒体１８を１６００℃〜２０００℃に加熱するとともにガス供給部１６より成膜室１１内に原料ガスを供給し、テープ送り機構１７ａ…１７ｄにより成膜領域Ａに送給された被成膜材Ｔにその堆積種を堆積して薄膜を形成する。このように大気圧（圧力）の変化等や原料ガスを供給することによっても撒き上がる塵埃が少なく、被成膜材Ｔや防着板への付着も減少させることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。
【００４５】
上記触媒ＣＶＤ法による成膜装置１０を用いて下記成膜条件にてフィルム（被成膜材）Ｔ上に窒化シリコン膜を形成した。窒化シリコン膜が形成されたフィルムＴを成膜室から取り出した後に、下記実施例１及び比較例１から５の条件で、所定のメンテナンスとクリーニングを行い、成膜室１１内の清浄度を測定した。さらに、その状態で下記成膜条件にて窒化シリコン膜をフィルムＴへ形成し、このフィルムＴのガスバリア性能を評価した。
【００４６】
窒化シリコン膜の成膜条件として、材料ガスを、シラン流量１２ｓｃｃｍ、アンモニア流量３０ｓｃｃｍ、水素流量４００ｓｃｃｍとし、成膜室１１内の真空圧を３０Ｐａに維持して、フィルム上に膜厚４５ｎｍの薄膜を形成した。フィルムＴはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム１００μｍ厚（基材の水蒸気透過率５ｇ／ｍ２／ｄａｙ）を用い、フィルム温度８０℃にて形成した。
【００４７】
成膜室１１内の清浄度は、パーティクルカウンター（リオン社製：ＫＣ−０１Ｂ）により測定した。測定方法は、成膜室１１を密閉状態として真空引きを行い、清浄な窒素ガスを成膜室１１へ導入して大気圧へもどし、第1の開閉手段１２をわずかにあけて、パーティクルカウンターの吸引チューブを成膜領域Ａ近辺まで押し込み、成膜領域Ａ部分のパーティクル量をパーティクルカウンターにより速やかに計測した。窒化シリコン膜が成膜されたフィルムＴのガスバリア性能は、水蒸気透過率計（日本シーベルヘグナー社製：７０００型）を用いて水蒸気透過率を計測することにより評価した。また、水蒸気の透過状態を目視により観察するため、窒化シリコン膜を形成したフィルムＴにＣａを蒸着して、Ｃａ面を接着剤でガラスと貼り合わせ、光学顕微鏡にてフィルムＴの観察を行った。本手法によりフィルムＴを通過してきた水蒸気とＣａが反応して、Ｃａが金属光沢を失うことにより水蒸気の透過を目視できる。
【００４８】
（実施例１）
清浄室２０のクリーン度を０．３μm以上の塵埃が1060個/m３〜3530個/m３とし、第一の開閉手段１２と総ての第２の開閉手段１５を開き、ファンフィルターユニットFを駆動してクリーニングを行った。その後、第1の開閉手段１２と総ての第２の開閉手段１５を閉じて成膜室１１を密閉状態として真空引きを行い、再度清浄なエアを成膜室１１へ導入して大気圧へもどして成膜室内のクリーン度を測定した。その結果、清浄室２０と同程度のクリーン度であった。
【００４９】
次に、上記状態の成膜室１１に被成膜材となるフィルムＴをセットし、上記成膜条件にて成膜を行い、薄膜が生成されたフィルムＴの水蒸気透過率及びＣａ蒸着サンプルの観察を行った。その結果、水蒸気透過率は０．００６〜０．００８ｇ／ｍ２／ｄａｙであり、本計測器の検出限界以下を示し、優れたガスバリア性能を有する薄膜が形成されることが証明された。特に、フレキシブル液晶用基板として求められる性能は０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であり、本発明の成膜装置を備える成膜ユニットＵ２及び成膜方法を用いれば、フレキシブル液晶用基板に適するガスバリアフィルムＴを成膜可能である。また、Ｃａ蒸着サンプルなどの観察からも大きな欠点は見られなかった。
【００５０】
（比較例１）
０．３μｍ以上の塵埃が１．１×１０７個/m３以上ある通常の工場環境（クリーンルーム状態ではない）にて、成膜装置１０のみとして、成膜室１１の掃除は掃除機で塵埃を吸引するといった方法でメンテナンスを行い、所定の操作で清浄度を測定した。その結果、真空引きで多少の塵埃が排出されるものの、清浄度は０．３μｍ以上の塵埃が７．１×１０６個/m３から１．１×１０７個/m３であった。
【００５１】
次に、上記状態の成膜室１１に被堆積材となるフィルムＴをセットし、上記成膜条件にて成膜を行い、薄膜が生成されたフィルムＴの水蒸気透過率及びＣａ蒸着サンプルの観察を行った。その結果、水蒸気透過率は、０．１ｇ／ｍ２／ｄａｙ〜０．５ｇ／ｍ２／ｄａｙであった。上記実施例１として比較してガスバリア性能が低下していることがわかる。また、Ｃａ蒸着サンプルなどからは、腐食中心に最大１００μｍの塵埃が付着しており、大きな欠陥が観察された。
【００５２】
実施例１と比較例１とを比較すると、清浄室を備える成膜ユニットＵ２のクリーン度が良い実施例１の結果の方が、ガスバリア性能が良い。
【００５３】
（比較例２）
０．３μｍ以上の塵埃が１．４×１０６個/m３〜２．１×１０６個/m３である組み立て工場レベルのクリーンルームの工場環境にて、成膜装置１０のみとして、成膜室１１の掃除は掃除機で塵埃を吸引するといった方法でメンテナンスを行い、所定の操作で清浄度を測定した。その結果、清浄度は０．３μｍ以上の塵埃が１．４×１０６個/m３から２．１×１０６個/m３であった。なお、工場全体をクリーンルーム状態としたため、高コストになった。
【００５４】
次に、上記状態の成膜室１１に被堆積材となるフィルムＴをセットし、上記成膜条件にて成膜を行い、薄膜が生成されたフィルムＴの水蒸気透過率とＣａ蒸着サンプルの観察を行った。その結果、水蒸気透過率は、０．０６ｇ／ｍ２／ｄａｙ〜０．１ｇ／ｍ２／ｄａｙであった。上記実施例１として比較してガスバリア性能が低下していることがわかる。また、Ｃａ蒸着サンプルなどからは、０．２μｍから５μｍの塵埃が欠陥中心に見られた。
【００５５】
実施例１と比較例２とを比較すると、成膜装置を備える成膜ユニットＵ２を用いることにより、成膜室１１内のクリーン度を大幅に向上可能であることがわかる。また、本発明の成膜ユニットＵ２を用いたクリーニングにより薄膜のガスバリア性能を大幅に向上させることが可能である。
【００５６】
（比較例３）
清浄室２０のファンフィルターユニットＦの個数を１個とし、クリーン度を０．３μm以上の塵埃が７０６０個/m３〜１７６５０個/m３とした清浄室２０を備え、成膜室１１の掃除は掃除機で塵埃を吸引するといった方法でメンテナンスを行い、所定の操作で成膜室１１の清浄度を測定した。その結果、清浄度は０．３μｍ以上の塵埃が５２９５０個/m３〜１０５９００個/m３であった。
【００５７】
次に、上記状態の成膜室１１に被堆積材となるフィルムＴをセットし、上記成膜条件にて成膜を行い、薄膜が生成されたフィルムＴの水蒸気透過率とＣａ蒸着サンプルの観察を行った。その結果、水蒸気透過率は、０．０４ｇ／ｍ２／ｄａｙ〜０．０８ｇ／ｍ２／ｄａｙであった。上記実施例１として比較してガスバリア性能が低下していることがわかる。また、Ｃａ蒸着サンプルなどからは、１μm以下の塵埃が欠陥中心に見られ、欠陥数と腐食面積も実施例１に比較して大きかった。
【００５８】
実施例１と比較例３とを比較すると、清浄室２０の清浄度が良い実施例１の方が、成膜室１１内のクリーン度を大幅に向上可能であることがわかる。また、本発明の成膜ユニットＵ２を用いたクリーニングにより薄膜のガスバリア性能を大幅に向上させることが可能である。
【００５９】
（比較例４）
清浄室２０のファンフィルターユニットＦの個数を２個とし、清浄室のクリーン度を０．３μm以上の塵埃が２４７０個/m３〜５３００個/m３とし、第一の開閉手段１２と総ての第２の開閉手段１５を開き、２個のファンフィルターユニットFを駆動してクリーニングを行った。その後、第1の開閉手段１２と総ての第２の開閉手段１５を閉じて、所定の操作で成膜室１１の清浄度を測定した。その結果、清浄度は０．３μｍ以上の塵埃が１０５９０個/m３〜１４１２０個/m３であった。
【００６０】
次に、上記状態の成膜室１１に被堆積材となるフィルムＴをセットし、上記成膜条件にて成膜を行い、薄膜が生成されたフィルムＴの水蒸気透過率とＣａ蒸着サンプルの観察を行った。その結果、水蒸気透過率は、０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ〜０．０２ｇ／ｍ２／ｄａｙであった。上記実施例１として比較してガスバリア性能が低下していることがわかる。また、Ｃａ蒸着サンプルなどからは、大きな欠点は少ないものの実施例１に比較して欠陥数が多かった。
【００６１】
実施例１と比較例４とを比較すると、実施例１では、清浄室２０と成膜室１１がほぼ同程度のクリーン度になるのに対して、比較例４では、清浄室２０の清浄度より成膜室１１のクリーン度が悪くなっている。清浄室２０の導入口２１からのエアの導入量が多いほど、成膜室１１のクリーン度を向上させることが可能であることがわかる。清浄なエアの導入量は、薄膜の性能にも影響することとなり、薄膜の性能低下を防止するには、十分な量のエアを導入する必要であることがわかる。
【００６２】
（比較例５）
清浄室２０のクリーン度を０．３μm以上の塵埃が1060個/m３〜3530個/m３とし、第１の開閉手段１２を開き、成膜室１１の掃除は掃除機で塵埃を吸引するといった方法でメンテナンスを行い、所定の操作で成膜室１１の清浄度を測定した。その結果、清浄度は０．３μｍ以上の塵埃が３５３００個/m３〜１０５９００個/m３であった。
【００６３】
次に、上記状態の成膜室１１に被堆積材となるフィルムＴをセットし、上記成膜条件にて成膜を行い、薄膜が生成されたフィルムＴの水蒸気透過率とＣａ蒸着サンプルの観察を行った。その結果、水蒸気透過率は、０．０３ｇ／ｍ２／ｄａｙ〜０．０８ｇ／ｍ２／ｄａｙであった。上記実施例１として比較してガスバリア性能が低下していることがわかる。また、Ｃａ蒸着サンプルなどからは、１μm以下の塵埃が欠陥中心に見られ、欠陥数及び腐食面積も実施例１に比較して大きかった。
【００６４】
実施例１と比較例５を比較すると、掃除機の吸引によるクリーニングよりも、本発明の成膜装置を備える成膜ユニットＵ２を用いたクリーニングのほうが、クリーン度の高い環境を安定して作り出すことができることがわかる。その結果、成膜装置を備える成膜ユニットＵ２を用いることにより、高い性能の薄膜を安定して供給することができる。
【００６５】
今までの実施例１と比較例１から５までをまとめた表を表１に記す。
【表１】
2007211295.tif 000003
【００６６】
表１より、フレキブル液晶基板としてのフィルムのバリア性能である０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙを得ようとすると、比較例４より、少なくとも成膜室１１の環境が、０．３μｍ以上の塵埃数が１００００個/m3以下であること必要であることがわかる。また、清浄なエアの風量が十分であるならば、作業室２０の環境は、０．３μｍ以上のパーティクル数が１００００個/m3以下であることが必要である。
【００６７】
以上、前述の説明では、主に触媒ＣＶＤを用いた成膜装置を備える場合を例に説明したが、蒸着法やスパッタリング法などによる成膜装置でも同様な効果が得られる。また、成膜される薄膜としてガスバリア膜を例に説明したが、その他の種類の薄膜を形成する場合も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】成膜装置を備える成膜ユニットの一例を示す概略側面図である。
【図２】成膜装置を備える成膜ユニットの一例を示す概略上面図である。
【図３】ＣＶＤ法の成膜装置を備える成膜ユニットの概略正面図である。
【図４】ＣＶＤ法の成膜装置を備える成膜ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  成膜装置、１１  成膜室、１１ｄと１１ｅ  防着板兼用真空排気案内板、
１２  第１の開閉手段、１３  開口、１４  排出口、１５  第２の開閉手段、
１６  ガス供給部、１７ａ…１７ｄ  テープ送り機構、
１７ａ  供給用ロール、１７ｂ  巻き取り用ロール、１７ｃ  主ロール、
１７ｄ  テンションロール、１８  触媒体、２０  清浄室、２１  導入口、
２２  仕切板、３０  作業室、Ｆ  ファンフィルターユニット、
Ａ    成膜領域、Ｔ  被成膜材（フィルム）、
Ｕ１，Ｕ２  成膜装置を備える成膜ユニット
【図１】
2007211295.tif 000004
【図２】
2007211295.tif 000005
【図３】
2007211295.tif 000006
【図４】
2007211295.tif 000007