特許 7093850 成膜装置及び成膜方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-22

(45)【発行日】2022-06-30

(54)【発明の名称】成膜装置及び成膜方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/50 20060101AFI20220623BHJP

   C23C 14/58 20060101ALI20220623BHJP

   C23C 14/12 20060101ALI20220623BHJP

【ＦＩ】

C23C14/50 E

C23C14/58 C

C23C14/12

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020559717

(86)(22)【出願日】2019-08-29

(86)【国際出願番号】 JP2019034003

(87)【国際公開番号】W WO2020115962

(87)【国際公開日】2020-06-11

【審査請求日】2020-12-01

(31)【優先権主張番号】P 2018226773

(32)【優先日】2018-12-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】特許業務法人南青山国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100144211

【弁理士】

【氏名又は名称】日比野 幸信

(72)【発明者】

【氏名】加藤 裕子

(72)【発明者】

【氏名】矢島 貴浩

(72)【発明者】

【氏名】中村 文生

(72)【発明者】

【氏名】植 喜信

(72)【発明者】

【氏名】小倉 祥吾

【審査官】山本 一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０６４１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１８７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１９４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０６３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１１５０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８４６１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／５０

Ｃ２３Ｃ １４／５８

Ｃ２３Ｃ １４／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を支持する支持面と前記支持面に連なる側面部とを有し、前記支持面に支持される前記基板の外周端が前記側面部から突き出るように構成された冷却ステージと、
前記冷却ステージの前記側面部を囲むように配置され、前記基板の前記外周端に対向する位置に凹部が設けられ、前記凹部により前記側面部が囲まれた環状の防着枠部と、
前記支持面に向けてエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスを供給するガス供給部と、
前記支持面に対向し、前記エネルギ線硬化樹脂を硬化させるエネルギ線を前記支持面に向けて照射する照射源と、
前記冷却ステージの前記側面部と前記防着枠部との間に設けられた第１隙間と、
前記防着枠部と前記基板との間に設けられた第２隙間と、
前記冷却ステージに設けられ、前記第１隙間を経由して前記第２隙間から前記真空槽の側壁に向けて不活性ガスを噴射するガス噴射機構と、
前記冷却ステージ、前記防着枠部、前記ガス供給部、及び前記照射源を収容する真空槽と
を具備する成膜装置。

【請求項2】

請求項１に記載された成膜装置であって、
前記防着枠部に設けられた前記凹部は、
底面部と、
前記底面部に連設され、前記冷却ステージの前記側面部に対向する側壁部と、
前記底面部に連設され、前記底面部及び前記側壁部を囲む外周部と
によって構成され、
前記凹部には、前記側壁部に対向し、前記冷却ステージを囲む衝立部が付設され、
前記衝立部と前記側壁部との間には、前記第１隙間と並設する第３隙間が設けられ、
前記衝立部と前記基板との間には、第４隙間が設けられ、
前記ガス噴射機構は、前記第１隙間を経由して、前記第２隙間及び前記第４隙間から前記真空槽の前記側壁に向かって前記不活性ガスを噴射するとともに、前記第３隙間を経由して前記第４隙間から前記側壁に向かって前記不活性ガスを噴射する
成膜装置。

【請求項3】

請求項２に記載された成膜装置であって、
前記第４隙間の幅は、前記第２隙間の幅よりも広い
成膜装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載された成膜装置であって、
前記冷却ステージの前記支持面は、矩形であり、
前記ガス噴射機構は、
前記支持面の角部に対向する前記第３隙間を流れる前記不活性ガスの流量と、前記角部以外の前記支持面の辺部に対向する前記第３隙間を流れる前記不活性ガスの流量とを独立して制御する
成膜装置。

【請求項5】

基板を支持する支持面と前記支持面に連なる側面部とを有する冷却ステージの前記支持面に前記基板の外周端が前記側面部から突き出るよう前記基板を支持し、
前記冷却ステージの前記側面部を囲む環状の防着枠部であって、前記基板の前記外周端に対向する位置に凹部が設けられ、前記側面部が前記凹部によって囲まれた前記防着枠部を前記冷却ステージの周りに配置し、
前記基板に向けてエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスを供給し、
前記エネルギ線硬化樹脂を硬化させるエネルギ線を前記基板に向けて照射することにより、前記基板上に樹脂層を形成する
成膜方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。

【背景技術】

【0002】

紫外線硬化樹脂等のエネルギ線硬化樹脂を硬化して樹脂層を基板上に形成する際、典型的には、以下の２工程が行われる。すなわち、冷却ステージによって基板を支持し、当該樹脂を含む原料ガスを冷却ステージに支持された基板上に供給する工程と、基板上に紫外線等の光を照射し、基板上に硬化した樹脂層を形成する工程とである。

【0003】

特に最近では、このような複数の工程をそれぞれ別の真空チャンバで行うことはせず、基板上に原料ガス供給する工程と、紫外線等によって基板上に硬化した樹脂層を形成する工程とを１つの真空チャンバ内で行う成膜装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－０６４１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、減圧雰囲気では基板の脇部（基板の外周端から先の部分）に相当する冷却ステージに原料ガスが付着しやすい。この原料ガスが硬化して樹脂層として厚く堆積すると、該樹脂層に基板が乗り上がるという現象がおこる。これにより、冷却ステージによる基板の冷却効果が落ちて、基板の面内温度分布が均一にならず、所望の膜厚分布が得られない状況に陥る。

【0006】

これを解決する手段として、冷却ステージの周りに、冷却ステージの側面部を囲む防着板を取り付ける手法がある。しかし、このような防着板を設けたとしても、基板の脇部での防着板に樹脂層が堆積し、結局のところ、同様の現象がおこり得る。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、基板上に良好な膜厚分布で樹脂層を形成することができる成膜装置及び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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜装置は、冷却ステージと、防着枠部と、ガス供給部と、照射源と、真空槽とを具備する。
上記冷却ステージは、基板を支持する支持面と上記支持面に連なる側面部とを有し、上記支持面に支持される上記基板の外周端が上記側面部から突き出るように構成される。
上記防着枠部は、環状であり、上記冷却ステージの上記側面部を囲むように配置され、上記基板の上記外周端に対向する位置に凹部が設けられ、上記凹部により上記側面部が囲まれる。
上記ガス供給部は、上記支持面に向けてエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスを供給する。
上記照射源は、上記支持面に対向し、上記エネルギ線硬化樹脂を硬化させるエネルギ線を上記支持面に向けて照射する。
上記真空槽は、上記冷却ステージ、上記防着枠部、上記ガス供給部、及び上記照射源を収容する。

【0009】

このような成膜装置によれば、冷却ステージの側面部を囲むように防着枠部が配置されたので、冷却ステージには樹脂層が堆積しにくくなる。さらに、防着枠部には基板の外周端に対向する位置に凹部が設けられているので、防着枠部に樹脂層が堆積したとしても、樹脂層が基板にまで届かず、基板が冷却ステージから離れにくくなる。これにより、基板の面内温度分布は均一になり、基板上に良好な膜厚分布で樹脂層を形成することができる。

【0010】

成膜装置においては、
上記冷却ステージの上記側面部と上記防着枠部との間には、第１隙間が設けられ、
上記防着枠部と上記基板との間には、第２隙間が設けられ、
上記冷却ステージには、上記第１隙間を経由して上記第２隙間から上記真空槽の側壁に向けて不活性ガスを噴射するガス噴射機構が設けられてもよい。

【0011】

このような成膜装置によれば、防着枠部と基板との間の第１隙間から噴射される不活性ガスにより原料ガスがステージから真空槽の側壁に向かう方向に押し返される。これにより、第１隙間には樹脂層が形成されにくくなり、より確実に基板が冷却ステージから離れにくくなる。

【0012】

成膜装置においては、
上記防着枠部に設けられた上記凹部は、
底面部と、
上記底面部に連設され、上記冷却ステージの上記側面部に対向する側壁部と、
上記底面部に連設され、上記底面部及び上記側壁部を囲む外周部と
によって構成され、
上記凹部には、上記側壁部に対向し、上記冷却ステージを囲む衝立部が付設され、
上記衝立部と上記側壁部との間には、上記第１隙間と並設する第３隙間が設けられ、
上記衝立部と上記基板との間には、第４隙間が設けられ、
上記ガス噴射機構は、上記第１隙間を経由して、上記第２隙間及び上記第４隙間から上記真空槽の上記側壁に向かって上記不活性ガスを噴射するとともに、上記第３隙間を経由して上記第４隙間から上記側壁に向かって上記不活性ガスを噴射してもよい。

【0013】

このような成膜装置によれば、第１隙間のみならず、第３隙間にも不活性ガスが導入される。これにより、凹部を構成する側壁部に原料ガスが付着しにくくなり、該側壁部に樹脂層が形成されにくくなる。この結果、より確実に基板が冷却ステージから離れにくくなる。

【0014】

成膜装置においては、上記第４隙間の幅は、上記第２隙間の幅よりも広くてもよい。

【0015】

このような成膜装置によれば、第４隙間の幅が第２隙間の幅よりも広く構成されているので、衝立部の上部に樹脂層が形成されたとしても、該樹脂層は基板に届きにくくなる。この結果、より確実に基板が冷却ステージから離れにくくなる。

【0016】

成膜装置においては、
上記冷却ステージの上記支持面は、矩形であり、
上記ガス噴射機構は、
上記支持面の角部に対向する上記第３隙間を流れる上記不活性ガスの流量と、上記角部以外の上記支持面の辺部に対向する上記第３隙間を流れる上記不活性ガスの流量とを独立して制御してもよい。

【0017】

このような成膜装置によれば、冷却ステージの角部付近に存在する原料ガスの濃度と、冷却ステージの辺部付近に存在する原料ガスの濃度とが異なったとしても、角部付近及び辺部付近のそれぞれにおける第３隙間を流れる不活性ガスの流量を独立して制御できる。これにより、角部付近及び辺部付近のそれぞれにおける凹部に堆積する樹脂層の厚みを均一に制御できる。この結果、より確実に基板が冷却ステージから離れにくくなる。

【0018】

本発明の一形態に係る成膜方法では、基板を支持する支持面と上記支持面に連なる側面部とを有する冷却ステージの上記支持面に上記基板の外周端が上記側面部から突き出るよう上記基板が支持される。
上記冷却ステージの上記側面部を囲む環状の防着枠部であって、上記基板の上記外周端に対向する位置に凹部が設けられ、上記側面部が上記凹部によって囲まれた上記防着枠部が上記冷却ステージの周りに配置される。
上記基板に向けてエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスが供給される。
上記エネルギ線硬化樹脂を硬化させるエネルギ線を上記基板に向けて照射することにより、上記基板上に樹脂層が形成する。

【0019】

このような成膜方法によれば、冷却ステージの側面部を囲むように防着枠部が配置されたので、冷却ステージに樹脂層が堆積しにくくなる。さらに、防着枠部には基板の外周端に対向する位置に凹部が設けられているので、防着枠部に樹脂層が堆積したとしても、樹脂層は基板にまで届かず、基板が冷却ステージから離れにくくなる。これにより、基板の面内温度分布は均一になり、基板上に良好な膜厚分布で樹脂層を形成することができる。

【発明の効果】

【0020】

以上述べたように、本発明によれば、基板上に良好な膜厚分布で樹脂層を形成することができる成膜装置及び成膜方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態に係る成膜装置の模式的断面図である。

【図2】図（ａ）は、図１の第１領域Ｓ１を鉛直方向から上面視した模式的平面図である。図（ｂ）は、図（ａ）のＡ－Ａ線に沿った模式的断面図である。

【図3】本実施形態の作用を表す模式図である。

【図4】本実施形態の変形例１に係る成膜装置の模式的断面図である。

【図5】本実施形態の変形例２に係る成膜装置の模式的断面図である。

【図6】本実施形態の変形例３に係る成膜装置の模式的平面図である。

【図7】本実施形態の変形例４に係る成膜装置の模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。例えば、図においてＸ軸方向とＹ軸方向とは、互いに直交する方向を示し、これらは、実施形態において水平方向を示す。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向を示し、鉛直方向（重力方向）を示す。

【0023】

また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。

【0024】

（成膜装置）

【0025】

図１は、本実施形態に係る成膜装置の模式的断面図である。図２（ａ）は、図１の第１領域Ｓ１を鉛直方向から上面視した模式的平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ線に沿った模式的断面図である。

【0026】

成膜装置１は、基板Ｗ上に、エネルギ線硬化樹脂である紫外線硬化樹脂層を形成するための成膜装置である。成膜装置１は、真空槽１０と、冷却ステージ１５と、防着枠部１８と、隔壁１６と、ガス供給部１３と、照射源１４と、ガス供給ライン１００とを具備する。基板Ｗは、例えば、ガラス基板、半導体基板等であり、その平面形状は、例えば、矩形でもよく、円形でもよい。

【0027】

真空槽１０は、上部において大気であり、下部において減圧状態が維持可能な真空容器である。真空槽１０は、第１チャンバ本体１１と、第１チャンバ本体１１の上に配置された第２チャンバ本体１２とを有する。真空槽１０は、冷却ステージ１５、防着枠部１８、ガス供給部１３、照射源１４、及び隔壁１６を収容する。

【0028】

真空槽１０において、第１チャンバ本体１１と第２チャンバ本体１２とは、隔壁１６によって区画されている。第１チャンバ本体１１の内部は、第１領域Ｓ１を構成する。第２チャンバ本体１２の内部は、第２領域Ｓ２をそれぞれ構成する。

【0029】

第１領域Ｓ１は真空排気系１９によって所定の真空度に調圧される。調圧時の真空度は、特に制限されないが、一般に、１×１０^－３Ｐａ以上５００Ｐａ以下に設定される。また、第１領域Ｓ１には、ガス供給部１３が配置される。第２領域Ｓ２は、例えば、大気雰囲気に維持されている。第２領域Ｓ２には、冷却ステージ１５に対向するように紫外線光源である照射源１４が配置されている。

【0030】

真空槽１０をＺ軸方向から眺めた外形は、例えば、冷却ステージ１５の外形に合うように設計されている。例えば、真空槽１０の外形は、矩形状である。但し、この外形は、矩形に限らない。

【0031】

冷却ステージ１５は、図示しないシール機構等を介して、第１チャンバ本体１１に取り付けられ、第１領域Ｓ１に設置される。冷却ステージ１５は、基板Ｗを配置するための基板支持台１５１を有する。冷却ステージ１５は、基板支持台１５１は、第１領域Ｓ１の略中央に配置され、処理対象である基板Ｗを支持する支持面１５１ａを有する。

【0032】

支持面１５１ａは、Ｚ軸方向に直交するＸ－Ｙ軸平面において、特に形状は限られないが、矩形状になっている。冷却ステージ１５は、支持面１５１ａのほかに支持面１５１ａに連なる側面部１５１ｗを有している。また、冷却ステージ１５は、基板Ｗが支持面１５１ａに支持されたとき、基板Ｗの外周端Ｅが側面部１５１ｗから突き出るように構成されている。換言すれば、支持面１５１ａの面積は、基板Ｗの面積よりも小さい。

【0033】

さらに、基板支持台１５１は、基板Ｗを所定温度に冷却するための図示しない冷却機構（温度：－３０℃以上０℃以下）を内蔵する。これにより、基板Ｗは、冷却ステージ１５によって所定の温度に冷却され、原料ガス中の紫外線硬化樹脂が基板Ｗ上で冷却されて凝縮する。この結果、基板Ｗ上には、紫外線硬化樹脂層を形成することが可能となる。基板Ｗに均一な膜厚の紫外線硬化樹脂層を形成するには、冷却ステージ１５に支持されたときの基板Ｗの面内温度分布が極力ばらつかないことが望ましい。

【0034】

また、冷却ステージ１５は、図示しない駆動機構によって、基板支持台１５１をＺ軸方向に昇降させてもよい。また、冷却ステージ１５は、支持面１５１ａをＸ－Ｙ軸平面内において回転させる回転機構を備えてもよい。

【0035】

防着枠部１８は、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗを囲むように配置される。すなわち、防着枠部１８は、Ｘ－Ｙ軸平面において環状の部材である。防着枠部１８のＸ－Ｙ軸平面における外形は、例えば、矩形である。この防着枠部１８には、基板Ｗの外周端Ｅに対向する位置に、凹部１８１ｈが設けられている。凹部１８１ｈは、底面部１８１ｂと、側壁部１８１ｗと、外周部１８１ｅとによって構成される。

【0036】

底面部１８１ｂは、凹部１８１ｈにおける下地となる部分である。側壁部１８１ｗは、底面部１８１ｂに連設され、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗに対向する衝立部である。外周部１８１ｅは、底面部１８１ｂに連設され、底面部１８１ｂ及び側壁部１８１ｗを囲む肉厚部分である。防着枠部１８がＸ－Ｙ軸平面において環状であることから、凹部１８１ｈもＸ－Ｙ軸平面において環状に構成されている。これにより、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗは、凹部１８１ｈによって囲まれた構成になる。

【0037】

また、防着枠部１８と、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗとは密着してなく、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗと防着枠部１８（側壁部１８１ｗ）との間には、例えば、隙間幅が０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の第１隙間Ｃ１が設けられている。防着枠部１８と、基板Ｗとは密着してなく、防着枠部１８（側壁部１８１ｗ）と基板Ｗとの間には、例えば、隙間幅が０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の第２隙間Ｃ２が設けられている。第２隙間Ｃ２は、第１隙間Ｃ１に連通している。なお、第２隙間Ｃ２は、側壁部１８１ｗと支持面１５１ａとの高さの差でもある。

【0038】

外枠部材２０は、冷却ステージ１５及び防着枠部１８を囲むように配置される。すなわち、外枠部材２０は、Ｘ－Ｙ軸平面において環状になっている。外枠部材２０のＸ－Ｙ軸平面における外形は、例えば、矩形である。外枠部材２０には、冷却ステージ１５及び防着枠部１８を囲む排気溝２０１が設けられている。排気溝２０１は、第１領域Ｓ１に連通し、第１領域Ｓ１に存在するガスを吸引する。そして、第１領域Ｓ１に存在するガスは、真空排気系１９により、排気溝２０１を経由して真空槽１０外に排気される。

【0039】

ガス供給部１３は、紫外線硬化樹脂を含む原料ガスを生成するガス供給ライン１００に接続されている。ガス供給部１３は、複数の分岐配管部１３１を有する。ガス供給部１３は、後述するシャワープレートでもよい。照射源１４は、エネルギ線である紫外線ＵＶを支持面１５１ａに向けて照射する。これにより、基板Ｗ上に塗布された紫外線硬化樹脂が硬化する。照射源１４は、第２領域Ｓ２に配置される。反射板１７は、照射源１４から照射される紫外線ＵＶを効率よく基板Ｗへ集光させる。

【0040】

隔壁１６は、第１チャンバ本体１１と、第２チャンバ本体１２との間に位置する。隔壁１６は、真空槽１０の内部を区画し、Ｚ軸方向に直交するＸ－Ｙ軸平面を含む板状構造を有する。隔壁１６は、紫外線ＵＶを透過する透過部１６１を有する。透過部１６１は、隔壁１６の全体であっても、一部であっても可能である。透過部１６１は、例えば、４箇所に設けられた矩形状の窓部で構成される。また、透過部１６１を構成する材料は、紫外線ＵＶを透過する材料であれば特に限られず、例えば、石英ガラスが採用される。このような隔壁１６によって、第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２との雰囲気を遮断しつつ、照射源１４から照射された紫外線ＵＶの透過が可能とされる。

【0041】

紫外線硬化樹脂材料は、例えば、アクリル系樹脂を用いることができる。また、上記樹脂には重合開始剤等を添加して用いることも可能である。このような樹脂を含む原料ガスは、真空槽１０の外部に設置されるガス供給ライン１００によって生成される。ガス供給ライン１００は、ガス供給部１３に接続され、真空槽１０内へ上記樹脂を含む原料ガスが供給される。

【0042】

ガス供給ライン１００は、樹脂材料供給ライン１１０と、気化器１２０と、配管１３０とを有する。

【0043】

樹脂材料供給ライン１１０は、液状の樹脂材料が充填されたタンク１１１と、タンク１１１から樹脂材料を気化器１２０へ運搬する配管１１２とで構成される。タンク１１１から気化器１２０へ樹脂材料を運搬する方法として、例えば、不活性ガスからなるキャリアガスを用いる方法があげられる。また、配管１１２には、バルブＶ１や、図示しない液体流量制御器等を取り付けることも可能である。

【0044】

気化器１２０の内部には、配管１１２の一方の端部が配置されている。気化器１２０は、配管１１２から運搬された樹脂材料のミストを生成することで、原料ガスを生成する。ここでは、樹脂材料のミストの生成をすることを、樹脂材料を気化させるという意味で用いる。気化器１２０は、図示しない加熱機構によって加熱されることで、樹脂材料の気化した状態を維持することが可能に構成されている。

【0045】

気化器１２０は、配管１３０に接続されている。気化器１２０で生成された原料ガスは、配管１３０を介してガス供給部１３へ供給される。この際、配管１３０にバルブＶ２を取り付け、ガス供給部１３へのガスの流入を調節することも可能である。さらに図示しない流量制御器を取り付けることによって、ガス供給部１３へ流入するガスの流量を制御することも可能となる。なお、配管１３０も、図示しない加熱機構によって原料ガスの気化状態を維持することが可能な温度に加熱されている。

【0046】

（成膜方法）

【0047】

成膜装置１を用いた成膜方法は、主に以下の２工程を有する。すなわち、ガス供給部１３から紫外線硬化樹脂を含む原料ガスを基板Ｗ上に供給することによって、基板Ｗ上に紫外線硬化樹脂層を形成する工程と、照射源１４から紫外線ＵＶを照射することによって、紫外線硬化樹脂層を硬化する工程とである。

【0048】

（紫外線硬化樹脂層の形成工程）

【0049】

まず、図１のように、基板Ｗを支持面１５１ａ上へ配置する。ここで、支持面１５１ａには、基板Ｗの外周端Ｅが側面部１５１ｗから突き出るよう基板Ｗを支持する。また、環状の防着枠部１８を冷却ステージ１５の周りに配置する。

【0050】

次に、第１領域Ｓ１を真空排気系１９によって所定の真空度に調圧する。ここで、非成膜部分を遮蔽することが可能なマスク等が基板Ｗ上へ配置されてもよく、これにより紫外線硬化樹脂層のパターン形成を容易に行うことができる。

【0051】

ガス供給ライン１００は、樹脂材料から原料ガスを生成し、ガス供給部１３を介して原料ガスを真空槽１０内へ供給する。気化器１２０は、樹脂材料を気化させ、紫外線硬化樹脂を含む原料ガスを生成する。生成された原料ガスは、配管１３０を介してガス供給部１３へ供給され、ガス供給部１３より基板Ｗへ向かって原料ガスが吐出される。原料ガスが基板Ｗ上に到達すると、原料ガス中の樹脂が基板Ｗ上に凝縮し、紫外線硬化樹脂層を形成する。

【0052】

（紫外線硬化樹脂層の硬化工程）

【0053】

次に、第１チャンバ本体１１を所定の真空度に維持した状態で、照射源１４から基板Ｗ上に紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化樹脂層を硬化する。照射源１４から照射された紫外線ＵＶは、隔壁１６の透過部１６１を透過する。透過部１６１を透過した紫外線ＵＶは、分岐配管部１３１間の間隙を介して基板Ｗ上に照射される。また、第２チャンバ本体１２の側壁の方向へ照射された一部の紫外線ＵＶは、反射板１７で反射し、支持面１５１ａに配置された基板Ｗ上へ集光される。

【0054】

ガス供給部１３が相互に間隔をあけて配列された複数の分岐配管部１３１で構成されているため、照射源１４から照射される紫外線ＵＶを遮蔽することなく基板Ｗ上へ到達させることが可能となる。これにより紫外線硬化樹脂層を効率よく硬化することができる。

【0055】

（作用）

【0056】

図３は、本実施形態の作用を表す模式図である。

【0057】

図３に示すように、紫外線ＵＶの照射によって形成される紫外線硬化樹脂層３０は、基板Ｗ上のほかにも、基板Ｗの外周に配置された防着枠部１８上にも堆積する。特に、連続成膜を継続するほど、紫外線硬化樹脂層３０の堆積が顕著になる。

【0058】

このような場合、冷却ステージ１５の周りを凹部１８１ｈが形成された防着枠部１８で取り囲むことにより、基板Ｗの外周付近では、冷却ステージ１５と防着枠部１８との高さのオフセットが生じて、側面部１５１ｗ上での紫外線硬化樹脂層３０の堆積が抑えられる（図３）。

【0059】

仮に、凹部１８１ｈがないとすると、基板Ｗの搬送ずれ（基板Ｗが支持面１５１ａに載置される際の支持位置のばらつき）によって、基板Ｗの外周端Ｗの下に紫外線硬化樹脂層３０が堆積したりする。基板Ｗの外周端Ｗの下に紫外線硬化樹脂層３０が堆積すると、基板Ｗが紫外線硬化樹脂層３０に乗り上げ、基板Ｗが支持面１５１ａから離れるという現象がおこる。

【0060】

このような現象がおこると、基板Ｗが支持面１５１ａから離れることになり、冷却ステージ１５による冷却効率が落ちる。このため、基板Ｗの面内温度分布は均一になり、基板Ｗ上に形成される紫外線硬化樹脂層３０の膜厚分布が不均一になってしまう。

【0061】

しかしながら、本実施形態のように、防着枠部１８に凹部１８１ｈを形成することにより、基板Ｗが紫外線硬化樹脂層３０の乗り上げによって支持面１５１ａから離れるという現象が抑制され、基板Ｗが支持面１５１ａの全面に接触する。これにより、冷却ステージ１５の冷却効果によって基板Ｗの面内温度分布が均一になる。この結果、基板Ｗ上に良好な膜厚分布で紫外線硬化樹脂層３０が形成されることになる。

【0062】

しかし、第２隙間Ｃ２は閉塞していないため、長時間駆動では、第２隙間Ｃ２に紫外線硬化樹脂層３０が堆積する可能性がある。

【0063】

（変形例１）

【0064】

上記で生じ得る現象は、変形例１によって解決される。

【0065】

図４は、本実施形態の変形例１に係る成膜装置の模式的断面図である。図４は、図２（ａ）のＡ－Ａ線に沿った位置での断面図に対応している。

【0066】

図４に示すように、冷却ステージ１５には、第１隙間Ｃ１を経由して第２隙間Ｃ２から真空槽１０の側壁に向けて不活性ガスＧを噴射するガス噴射機構１５３が設けられている。不活性ガスＧは、例えば、Ｎ_２、Ａｒ等である。ガス噴射機構１５３は、例えば、冷却ステージ１５に付設されたガス導入管１５３ａと、第１隙間Ｃ１に連通する流路１５３ｂと、第１隙間Ｃ１と、第２隙間Ｃ２とにより構成される。流路１５３ｂは、ガス導入管１５３ａ内及び冷却ステージ１５内に設けられている。ガス導入管１５３ａ及び流路１５３ｂのは、特に限定されることなく、例えば、第１隙間Ｃ１に沿って複数配置してもよい。また、流れる第１領域Ｓ１に導入する不活性ガスＧの全流量は、例えば、０．０１ｓｌｍ以上１ｓｌｍ以下である。

【0067】

ガス噴射機構１５３によって、第２隙間Ｃ２から不活性ガスＧが真空槽１０の側壁に向かって噴射されると、不活性ガスＧは、排気溝２０１により吸引されて、真空排気系１９によって真空槽１０外に排気される。すなわち、冷却ステージ１５の外周では、第２隙間Ｃ２から真空槽１０の側壁に向かう不活性ガスＧの気流が形成される。

【0068】

これにより、凹部１８１ｈ付近に存在する原料ガスは、不活性ガスＧによりが冷却ステージ１５から真空槽１０の側壁に向かって押し返される。従って、第１隙間Ｃ１には原料ガスが入りにくく、第１隙間Ｃ１に紫外線硬化樹脂層３０がより形成されにくくなる。この結果、紫外線硬化樹脂層３０に基板Ｗが乗り上げるという現象がより確実に防止され、基板Ｗが冷却ステージ１５から離れにくくなる。

【0069】

但し、変形例１の構成では、第１隙間Ｃ１における紫外線硬化樹脂層３０の形成は防止されるものの、凹部１８１ｈでは、側壁部１８１ｗに紫外線硬化樹脂層３０が堆積する現象がおこり得る（図３）。これは、減圧雰囲気では、不活性ガスＧが第１隙間Ｃ１から離れていくほど、不活性ガスＧの濃度が希薄になり、原料ガスを反発する効果が薄れるためである。側壁部１８１ｗに堆積した紫外線硬化樹脂層３０が成長し続けると、この紫外線硬化樹脂層３０によって基板Ｗが持ち上げられる現象がおきる可能性がある。特に、側壁部１８１ｗにおける紫外線硬化樹脂層３０の成長は、長時間に渡る連続成膜を試みた場合に顕著になる。

【0070】

（変形例２）

【0071】

変形例１で生じ得る現象は、変形例２によって解決される。

【0072】

図５（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の変形例２に係る成膜装置の模式的断面図である。図５（ａ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ線に沿った位置での断面図に対応している。図５（ｂ）は、図５（ａ）の拡大図である。

【0073】

図５（ａ）に示すように、防着枠部１８には、凹部１８１ｈにおいて側壁部１８１ｗに対向する衝立部１８１ｐが付設されている。衝立部１８１ｐは、環状であり、冷却ステージ１５を囲む。衝立部１８１ｐと側壁部１８１ｗとの間には、第１隙間Ｃ１と並設する第３隙間Ｃ３が設けられている。第３隙間Ｃ３の隙間幅は、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

【0074】

衝立部１８１ｐと基板Ｗとの間には、第２隙間Ｃ２及び第３隙間Ｃ３と連通する第４隙間Ｃ４が設けられている。流路１５３ｂは、第１隙間Ｃ１のみならず、第３隙間Ｃ３に連通している。換言すれば、流路１５３ｂの下流が第１隙間Ｃ１と第３隙間Ｃ３とによって二股に分れている。また、第４隙間Ｃ４の幅は、第２隙間Ｃ２の幅よりも広い。なお、第４隙間Ｃ４は、衝立部１８１ｐと支持面１５１ａとの高さの差でもある。第４隙間Ｃ４の隙間幅は、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。

【0075】

ガス噴射機構１５３は、例えば、ガス導入管１５３ａと、流路１５３ｂと、第１隙間Ｃ１と、第２隙間Ｃ２と、流路１５３ｂに連通する第３隙間Ｃ３と、第４隙間とにより構成される。ガス噴射機構１５３は、第１隙間Ｃ１を経由して、第２隙間Ｃ２及び第４隙間Ｃ４から真空槽１０の側壁に向かって不活性ガスＧを噴射するとともに、第３隙間Ｃ３を経由して第４隙間Ｃ４から該側壁に向かって不活性ガスＧを噴射する。
成膜装置。

【0076】

このような構成によれば、第１隙間Ｃ１のみならず、第３隙間Ｃ３にも不活性ガスが導入される。これにより、凹部１８１ｈを構成する側壁部１８１ｗには、原料ガスが付着しにくくなり、該側壁部１８１ｗに紫外線硬化樹脂層３０が形成されにくくなる。さらに、第４隙間Ｃ４の隙間幅が第２隙間Ｃ２の隙間幅よりも広く構成されているので、図５（ｂ）に示すように、衝立部１８１ｐの上部に紫外線硬化樹脂層３０が形成されたとしても、隙間の距離が長くなった分、紫外線硬化樹脂層３０は基板Ｗに届きにくくなる。この結果、より確実に基板Ｗが支持面１５１ａから離れにくくなる。

【0077】

また、側壁部１８１ｗとは反対側の衝立部１８１ｐの上部角にテーパ部１８１ｔを設けた場合は、紫外線硬化樹脂層３０が基板Ｗに届く時間を遅らせる効果が増す。この結果、より確実に基板Ｗが支持面１５１ａから離れにくくなる。

【0078】

（変形例３）

【0079】

図６は、本実施形態の変形例３に係る成膜装置の模式的平面図である。図６には、第１領域Ｓ１を鉛直方向から上面視した平面が示されている。

【0080】

変形例３では、ガス噴射機構１５３が支持面１５１ａの角部１５１ｃに対向する第３隙間Ｃ３を流れる不活性ガスＧの流量と、角部１５１ｃ以外の支持面１５１ａの辺部１５１ｓに対向する第３隙間Ｃ３を流れる不活性ガスＧの流量とを独立して制御する。この場合、上記図５で例示されたガス噴射機構１５３は、角部１５１ｃに対向する第１隙間Ｃ１を流れる不活性ガスＧの流量と、辺部１５１ｓに対向する第１隙間Ｃ１を流れる不活性ガスＧの流量とを独立して制御することになる。

【0081】

これにより、上記第４隙間Ｃ４においては、角部１５１ｃに対向する第４隙間Ｃ４から噴射する不活性ガスＧの流量と、辺部１５１ｓに対向する第４隙間Ｃ４から噴射する不活性ガスＧの流量とが独立して制御される。

【0082】

これにより、支持面１５１ａの周辺で原料ガスの濃度にばらつきが生じても、該周辺におけるそれぞれの領域の濃度に応じた不活性ガスＧの流量で原料ガスが冷却ステージ１５から真空槽１０の側壁に向かって押し返される。この結果、辺部１５１ｓ付近の凹部１８１ｈに比べて、角部１５１ｃ付近の凹部１８１ｈに紫外線硬化樹脂層３０が優先的に堆積する現象は回避される。

【0083】

（変形例４）

【0084】

図７は、本実施形態の変形例４に係る成膜装置の模式的断面図である。

【0085】

複数の分岐配管部は、シャワープレートに置き換えられてもよい。ガス供給部１３Ｂは、シャワープレート部１３３２と、空間部１３３０とを有する。シャワープレート部１３３２は、隔壁１６と支持面１５１ａとの間に配置され、厚み方向に貫通する複数のガス供給孔１３３１を有し、全体として紫外線透過性を有する板状のシャワープレートを構成する。空間部１３３０は、隔壁１６と、シャワープレート部１３３２との間隙からなり、これらと第１のチャンバ本体１１とによって区画される空間である。

【0086】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。

【符号の説明】

【0087】

１…成膜装置
１０…真空槽
１１…第１チャンバ本体
１１ｃ…角部
１２…第２チャンバ本体
１３、１３Ｂ…ガス供給部
１４…照射源
１５…冷却ステージ
１６…隔壁
１７…反射板
１８…防着枠部
１９…真空排気系
２０…外枠部材
３０…紫外線硬化樹脂層
１００…ガス供給ライン
１１０…樹脂材料供給ライン
１１１…タンク
１１２…配管
１２０…気化器
１３０…配管
１３１…分岐配管部
１５１…基板支持台
１５１ａ…支持面
１５１ｗ…側面部
１５１ｓ…辺部
１５１ｃ…角部
１５３…ガス噴射機構
１５３ａ…ガス導入管
１５３ｂ…流路
１６１…透過部
１８１ｈ…凹部
１８１ｅ…外周部
１８１ｂ…底面部
１８１ｗ…側壁部
１８１ｐ…衝立部
１８１ｔ…テーパ部
２０１…排気溝
１３３０…空間部
１３３１…ガス供給孔
１３３２…シャワープレート部
Ｖ１、Ｖ２…バルブ
Ｃ１…第１隙間
Ｃ２…第２隙間
Ｃ３…第３隙間
Ｃ４…第４隙間
Ｓ１…第１領域
Ｓ２…第２領域
Ｗ…基板
Ｅ…外周端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】