特許 7250575 成膜装置

(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】2023-03-24

(45)【発行日】2023-04-03

(54)【発明の名称】成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/00 20060101AFI20230327BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20230327BHJP

   C23C 14/12 20060101ALI20230327BHJP

【ＦＩ】

C23C14/00 B

H01L21/31 B

C23C14/12

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019046042

(22)【出願日】2019-03-13

(65)【公開番号】P2020147787

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-01-28

(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】弁理士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】安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０６２８４０５０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１３－０６４１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１７９４２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８

Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５，２１／３０２，２１／３１，２１／３１２，

２１／３６５，２１／４６９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底部と、側壁と、前記底部及び前記側壁に囲まれた成膜室と、を有するチャンバと、
基板を支持する支持面と、前記底部に対向する裏面と、冷却機構とを有し、前記成膜室に配置された冷却ステージと、
エネルギ線を照射する照射源を有し、前記支持面に対向して配置された光源ユニットと、
前記エネルギ線の照射を受けて硬化するエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスを、前記支持面に向けて供給するガス供給部と、
前記チャンバに設けられ、前記裏面が面する前記成膜室のステージ裏側領域と、前記ステージ裏側領域の外周部に位置し排気系が接続された前記成膜室の排気領域と、を区画する隔壁と、
前記排気領域に配置されたヒータと、
前記隔壁と前記冷却ステージとの間に配置された断熱部材と
を具備し、
前記冷却ステージは、前記冷却機構により前記支持面に供給された前記原料ガスを凝縮させる温度に冷却され、
前記ヒータは、前記排気領域に流入する前記原料ガスをその気化温度以上に加熱する
成膜装置。

【請求項2】

請求項１に記載の成膜装置であって、
前記隔壁は、前記底部に設けられ、前記支持面の周囲を取り囲むように構成される
成膜装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の成膜装置であって、
前記隔壁は、前記チャンバと一体に構成される
成膜装置。

【請求項4】

請求項１から３のうちいずれか一項に記載の成膜装置であって、
前記排気系に接続され前記排気領域に開口する複数の流路をさらに具備する
成膜装置。

【請求項5】

請求項４に記載の成膜装置であって、
前記側壁は、複数の角部を有する環状に構成され、
前記複数の流路は、前記複数の角部と前記隔壁との間に開口する
成膜装置。

【請求項6】

請求項１から５のうちいずれか一項に記載の成膜装置であって、
複数の基板昇降ピンを有し、前記ステージ裏側領域に配置された基板昇降機構をさらに具備し、
前記冷却ステージは、前記複数の基板昇降ピンをそれぞれ挿通させる複数の貫通孔をさらに有する
成膜装置。

【請求項7】

請求項６に記載の成膜装置であって、
前記ステージ裏側領域に不活性ガスを導入する不活性ガス導入部をさらに具備する
成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エネルギ線硬化樹脂からなる樹脂層を形成する成膜装置に関する。

【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、基板上に原料ガスを供給する工程と、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には、原料ガスを吐出する配管を含むガス供給部を有する成膜装置が記載されている。

【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、特許文献１に記載の成膜装置では、冷却ステージの裏面に樹脂層が堆積することがあった。この樹脂層は、硬化した後に剥がれてパーティクルとなるため、成膜装置内のメンテナンスを頻回に行う手間が生じ、生産性の低下の原因となる。また、当該パーティクルが成膜中の樹脂層に混入した場合、成膜品質を低下させることもある。

【0006】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、成膜品質及び生産性を向上させることが可能な成膜装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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、チャンバと、冷却ステージと、光源ユニットと、ガス供給部と、隔壁と、を具備する。
上記チャンバは、底部と、側壁と、上記底部及び上記側壁に囲まれた成膜室と、を有する。
上記冷却ステージは、基板を支持する支持面と、上記底部に対向する裏面と、を有し、上記成膜室に配置される。
上記光源ユニットは、エネルギ線を照射する照射源を有し、上記支持面に対向して配置される。
上記ガス供給部は、上記エネルギ線の照射を受けて硬化するエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスを、上記支持面に向けて供給する。
上記隔壁は、上記チャンバに設けられ、上記冷却ステージの裏面が面する上記成膜室のステージ裏側領域と、上記ステージ裏側領域の外周部に位置し排気系が接続された上記成膜室の排気領域と、を区画する。

【0008】

この構成では、隔壁によって排気領域とステージ裏側領域とが区画されるため、成膜室に供給された原料ガスが、排気に伴ってステージ裏側領域に流入することを防止できる。これにより、冷却ステージの裏面にエネルギ線硬化樹脂層が堆積することを防止できる。したがって、メンテナンスの頻度を低減させ、生産性を高めることができる。さらに、冷却ステージ裏面の堆積物が成膜中の膜に付着することを防止し、成膜品質を高めることができる。

【0009】

上記隔壁は、上記底部に設けられ、上記支持面の周囲を取り囲むように構成されてもよい。
これにより、冷却ステージ全体を隔壁で取り囲むことができ、支持面が面する成膜領域からステージ裏側領域への原料ガスの流入をより効果的に防止することができる。したがって、冷却ステージの裏面に樹脂層が堆積することを効果的に防止することができる。

【0010】

例えば、上記隔壁は、上記チャンバと一体に構成されてもよい。
これにより、隔壁とチャンバとの接合強度を十分に確保することができる。

【0011】

また、上記成膜装置は、上記排気系に接続され上記排気領域に開口する複数の流路をさらに具備してもよい。
これにより、複数の箇所から原料ガスを効率よく排気できる。

【0012】

例えば、上記側壁は、複数の角部を有する環状に構成され、
上記複数の流路は、上記複数の角部と前記隔壁との間に開口してもよい。
これにより、原料ガスが角部付近に滞留することを防止でき、原料ガスをより確実に排気できる。

【0013】

上記成膜装置は、複数の基板昇降ピンを有し、上記ステージ裏側領域に配置された基板昇降機構をさらに具備し、
上記冷却ステージは、上記複数の基板昇降ピンをそれぞれ挿通させる複数の貫通孔をさらに有していてもよい。
この構成では、基板昇降機構が成膜領域及び排気領域から区画されたステージ裏側領域に配置されるため、基板昇降機構にエネルギ線硬化樹脂層が堆積することを防止できる。したがって、メンテナンスの頻度を抑えて生産性を向上できるとともに、基板昇降機構に付着した堆積物が成膜中の膜に付着することを防止し、成膜品質を高めることができる。

【0014】

この場合、上記成膜装置が、上記ステージ裏側領域に不活性ガスを導入する不活性ガス導入部をさらに具備してもよい。

【0015】

これにより、成膜領域よりもステージ裏側領域の圧力を高く維持することができる。したがって、成膜領域から貫通孔を介して原料ガスがステージ裏側領域に流入することを防止でき、冷却ステージの裏面に樹脂層が堆積することをより確実に防止できる。

【発明の効果】

【0016】

以上述べたように、本発明によれば、成膜品質及び生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置を示す概略断面図である。

【図2】図１のII－II線で切断した断面を示す概略断面図である。

【図3】上記実施形態の比較例に係る成膜装置の要部を示す概略断面図である。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置を示す概略断面図である。

【図5】本発明の他の実施形態に係る成膜装置の要部を示す概略断面図である。

【図6】本発明のさらに他の実施形態に係る成膜装置の要部を示す概略断面図であって、図２と同様の断面を示す図である。

【図7】本発明のさらに他の実施形態に係る成膜装置の要部を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0019】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る成膜装置１００を示す概略断面図である。図においてＸ軸方向及びＹ軸方向は互いに直交する水平方向を示し、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ている。

【0020】

成膜装置１００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１００は、チャンバ１０と、冷却ステージ１５と、光源ユニット２０と、ガス供給部３０と、隔壁４０と、基板昇降機構５０と、を備える。

【0021】

（チャンバ）
チャンバ１０は、底部１１と、側壁１２と、底部１１及び側壁１２に囲まれた成膜室１３と、を有する。チャンバ１０は、上部に開口が形成された金属製の真空容器である。成膜室１３は、チャンバ１０に接続された排気系１９を介して所定の減圧雰囲気に排気または維持することが可能に構成される。

【0022】

チャンバ１０は、開口を気密に閉塞する天板１４をさらに有する。例えば、天板１４は、紫外線ＵＶを透過させる窓部１４１と、窓部１４１を支持する枠部１４２とを有する。窓部１４１は、石英ガラス等の紫外線透過性材料で構成される。窓部１４１の数は特に限定されず、単数であってもよいし、２つ以上であってもよい。

【0023】

（冷却ステージ）
冷却ステージ１５は、成膜室１３に配置される。冷却ステージ１５は、基板Ｗを支持する支持面１５１と、底部１１に対向する裏面１５２と、支持面１５１及び裏面１５２を接続された側面１５３と、を有する。

【0024】

冷却ステージ１５は、図示しない冷却機構を有し、所定温度以下に冷却される。冷却機構により、基板Ｗは、後述する原料ガス中の紫外線硬化樹脂を凝縮させるのに十分な適宜の温度に冷却される。

【0025】

基板Ｗは、ガラス基板であるが、半導体基板であってもよい。基板Ｗの形状や大きさは特に限定されず、矩形でもよいし円形でもよい。基板Ｗの成膜面には、あらかじめ素子が形成されていてもよい。この場合、基板Ｗに成膜される樹脂層は、上記素子の保護膜として機能する。

【0026】

冷却ステージ１５は、さらに、後述する基板昇降機構５０の基板昇降ピン５１を挿通させる複数の貫通孔１５４を有する。各貫通孔１５４は、支持面１５１と裏面１５２とを貫通するように構成され、基板昇降ピン５１が挿通可能な位置に配置される。

【0027】

（光源ユニット）
光源ユニット２０は、カバー２１と、照射源２２とを有する。カバー２１は、例えば天板１４の上に配置され、照射源２２を収容する光源室２３を有する。光源室２３は、例えば、大気雰囲気である。照射源２２は、冷却ステージ１５に向けて、天板１４の窓部１４１を介してエネルギ線としての紫外線ＵＶを照射する光源であり、典型的には、紫外線ランプで構成される。これに限られず、照射源２２には、紫外線ＵＶを発光する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）がマトリクス状に配列された光源モジュールが採用されてもよい。

【0028】

（ガス供給部）
ガス供給部３０は、シャワープレート３１と、ガス拡散室３２とを有し、紫外線ＵＶの照射を受けて硬化する樹脂（紫外線硬化樹脂）を含む原料ガスを支持面１５１に向けて供給する。

【0029】

紫外線硬化樹脂材料としては、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、チャンバ１０の外部に設置される原料ガス生成装置（図示せず）によって生成される。原料ガス生成装置によって生成された原料ガスは、配管１３０を介して、ガス供給部３０のガス拡散室３２へ導入される。

【0030】

ガス拡散室３２へ導入された原料ガスは、シャワープレート３１のガス供給孔３１１を介して成膜領域Ｓ１へ供給される。成膜領域Ｓ１は、成膜室１３における支持面１５１が面する領域であって、支持面１５１とガス供給部３０との間の領域である。成膜領域Ｓ１に供給された原料ガスは、さらに隔壁４０によって区画された排気領域Ｓ３を通って排気される。

【0031】

（隔壁）
隔壁４０は、チャンバ１０に設けられ、冷却ステージ１５の裏面１５２が面する成膜室１３のステージ裏側領域Ｓ２と、排気系１９が接続された成膜室１３の排気領域Ｓ３と、を区画する。

【0032】

隔壁４０は、例えば底部１１に設けられ、底部１１から少なくとも冷却ステージ１５まで延びるように構成される。本実施形態では、隔壁４０は冷却ステージ１５の側面１５３に接するように設けられる。隔壁４０は、本実施形態において、チャンバ１０と一体に構成される。

【0033】

隔壁４０は、図１に示すように冷却ステージ１５を直接支持していてもよいが、これに限定されず、後述するように、別の部材によって冷却ステージ１５が支持されていてもよい。

【0034】

図２は、図１のII－II線で切断した概略断面図である。図２では、説明のため、隔壁４０の上面をハッチングで示している。
隔壁４０は、冷却ステージ１５の支持面１５１を取り囲むように構成される。つまり、隔壁４０は、Ｚ軸方向から見た際に、冷却ステージ１５の周縁に沿った環状に構成される。

【0035】

排気領域Ｓ３は、隔壁４０とチャンバ１０の側壁１２とに挟まれて成膜室１３の周縁に形成された溝状の領域である。側壁１２は、本実施形態において、４つの角部１２ａを有する矩形の環状に構成される。排気領域Ｓ３も、例えば図２に示すように、Ｚ軸方向から見た際に側壁１２に沿って環状に形成される。

【0036】

隔壁４０が冷却ステージ１５を取り囲むように設けられることで、ステージ裏側領域Ｓ２が、ほぼ閉塞された空間となる。なお、ステージ裏側領域Ｓ２を調圧する観点から、ステージ裏側領域Ｓ２に図示しない排気系が接続されていてもよい。

【0037】

排気領域Ｓ３には、排気系１９が接続される。排気系１９は、例えば図１に示すように、排気領域Ｓ３に接続される排気配管１９１と、排気配管１９１に接続された真空ポンプ１９２と、排気配管１９１及び真空ポンプ１９２の間に配置されたバルブＶと、を有する。排気配管１９１は、例えばバルブＶの上流で複数本に分岐して、チャンバ１０の複数箇所（図２の例では４箇所）にそれぞれ接続される。排気系１９の構成は図示の例に限定されず、例えば流量制御器が接続されてもよい。なお、図１では、説明のため、排気配管１９１の開口と冷却ステージ１５の貫通孔１５４の双方を同一断面上に示している。

【0038】

成膜装置１００は、排気系１９に接続され、排気領域Ｓ３に開口する複数の流路Ｑを備える。流路Ｑは、排気配管１９１に接続され、チャンバ１０を通って排気領域Ｓ３に開口する。本実施形態において、流路Ｑは例えば４本配置され、排気領域Ｓ３の底部に開口し、より詳細には側壁１２の角部１２ａと隔壁４０との間に開口する。

【0039】

図１に示すように、排気領域Ｓ３には、ヒータＨが配置されていてもよい。ヒータＨは、例えば、原料ガスの流路となる排気溝Ｈ１を有し、排気溝Ｈ１を加熱することが可能に構成される。これにより、排気領域Ｓ３に流入する原料ガスが気化温度以上に加熱され、排気領域Ｓ３の内面に、原料ガスに含まれる樹脂材料が樹脂層となって堆積することを防止できる。ヒータＨの構成は図１の例に限定されず、例えば排気領域Ｓ３の内面全体に配置されていてもよい。なお、図２では、ヒータＨの図示を省略している。

【0040】

（基板昇降機構）
基板昇降機構５０は、ステージ裏側領域Ｓ２に配置され、基板Ｗを支持面１５１に対して昇降させることが可能に構成される。基板昇降機構５０は、基板昇降ピン５１と、基板昇降ピン５１をＺ軸方向（上下方向）に駆動させる駆動部５２と、を有する。駆動部５２は、基板昇降ピン５１を、端部５１ａが支持面１５１から突出した基板支持位置と、端部５１ａが支持面１５１から突出しない待避位置と、の間で移動させる。

【0041】

成膜装置１００は、制御部６０をさらに備える。制御部６０は、典型的には、コンピュータで構成され、成膜装置１００の各部を制御する。

【0042】

続いて、以上のように構成される本実施形態の成膜装置１００を用いた成膜方法について説明する。

【0043】

（成膜工程）
成膜工程は、基板Ｗの搬入工程と、紫外線硬化樹脂を含む原料ガスの供給工程と、原料ガスの排気工程と、紫外線樹脂層の硬化工程と、基板Ｗの搬出工程と、を有する。

【0044】

まず、基板Ｗの搬入工程では、成膜室１３に基板Ｗが搬入される。基板Ｗは、基板搬送装置によって、側壁１２の図示しない開口等から成膜室１３へ搬入される。基板昇降ピン５１は、上記基板支持位置まで上昇する。基板Ｗは、基板搬送装置から端部５１ａ上に移載される。

【0045】

続いて、基板昇降ピン５１が、駆動部５２によって上記待避位置までＺ軸方向下方に移動する。これにより、基板Ｗが支持面１５１上に配置される。基板Ｗが搬入された後、成膜室１３は、排気系１９等によって所定の真空度に調圧される。

【0046】

原料ガスの供給工程では、紫外線硬化樹脂を含む原料ガスがガス供給部３０へ導入され、シャワープレート３１の複数のガス供給孔３１１を介して成膜室１３の成膜領域Ｓ１に吐出される。

【0047】

これにより、原料ガスが冷却ステージ１５上の基板Ｗの全面に供給される。原料ガス中の紫外線硬化樹脂は、基板Ｗの表面で凝縮し、堆積する。原料ガスの供給工程中は、調圧のため、原料ガスの一部が排気系１９によって排気される。

【0048】

原料ガスの供給が停止した後、成膜室１３内の原料ガスが排気系１９によって成膜室１３の外部へ排気される。原料ガスは、成膜領域Ｓ１から排気溝Ｈ１を介して排気領域Ｓ３に導入され、流路Ｑ及び排気配管１９１内に吸引される。

【0049】

続いて、紫外線硬化樹脂の硬化工程では、光源ユニット２０の照射源２２から冷却ステージ１５の冷却ステージ１５に向けて紫外線ＵＶが照射される。これにより、基板Ｗ上に紫外線硬化樹脂の硬化物層が形成される。

【0050】

硬化工程の完了後、基板Ｗが成膜室１３から搬出される。このとき、基板昇降ピン５１は、待避位置から基板支持位置へ移動する。これに伴い、基板Ｗは、支持面１５１からＺ軸方向上方へ離間する。そして、側壁１２の図示しない開口等から進入した基板搬送装置に基板Ｗが移載され、当該装置によって基板Ｗが成膜室１３から搬出される。

【0051】

その後、基板搬送装置によって成膜前の他の基板Ｗが成膜室１３へ搬入され、同様の工程が繰り返される。これにより、一台の成膜装置で、基板Ｗ上に所定厚みの紫外線硬化樹脂層を形成することができる。

【0052】

［本実施形態の作用効果］
以下、比較例を挙げて本実施形態の作用効果について説明する。
図３は、本実施形態の比較例に係る成膜装置１００'の要部を示す概略断面図である。成膜装置１００'は、隔壁４０を有さず、排気領域Ｓ３とステージ裏側領域Ｓ２とが区画されていない。

【0053】

このため、排気工程や原料ガス供給工程等において、原料ガスは、実線の矢印で示すように、冷却ステージ１５の裏側の領域を通過して排気される。冷却ステージ１５は、裏面１５２を含む全体が冷却されるため、裏面１５２にも紫外線硬化樹脂が凝縮し、堆積する。このため、硬化工程では、底部１１等で反射した紫外線ＵＶが裏面１５２にも到達し、裏面１５２に樹脂層Ｐが形成される。

【0054】

このような樹脂層Ｐは、剥がれてパーティクル源となる。パーティクルは、次に搬入された基板Ｗの成膜時に基板Ｗ上に付着する可能性があり、成膜品質が低下する原因となる。また、裏面１５２に形成された樹脂層Ｐを除去するため、成膜室１３のメンテナンスを頻繁に行う必要が生じる。このため、成膜装置１００の連続運転可能な時間が短縮され、生産性を低下させる恐れがある。

【0055】

そこで本実施形態では、成膜装置１００が隔壁４０を有する。これにより、排気系１９が接続される排気領域Ｓ３と、冷却ステージ１５の裏面１５２が面するステージ裏側領域Ｓ２とが隔壁４０によって区画される。したがって、排気工程や原料ガス供給工程等において、多くの原料ガスは、ステージ裏側領域Ｓ２を通過せずに排気される。

【0056】

これにより、裏面１５２への樹脂層の堆積を抑制でき、パーティクルの発生を防止することができる。したがって、パーティクルに起因する成膜品質の低下や、頻回なメンテナンスによる生産性の低下を防止することができる。

【0057】

また、本実施形態では、隔壁４０が、支持面１５１の周囲を取り囲むように配置される。これにより、ステージ裏側領域Ｓ２を隔壁４０と冷却ステージ１５とによってほぼ閉塞された空間とすることができ、成膜領域Ｓ１からステージ裏側領域Ｓ２への原料ガスの流入を防止できる。

【0058】

さらに本実施形態では、排気系１９に接続される流路Ｑが、側壁１２の角部１２ａに対応した位置に開口する。これにより、原料ガスが角部１２ａ付近に滞留することを防止でき、原料ガスを効率的に排気することができる。

【0059】

また、上記構成により、ステージ裏側領域Ｓ２に配置された基板昇降機構５０への樹脂層の堆積を防止することができる。これにより、基板昇降機構５０に対するメンテナンスの頻度も低下させることができ、生産性をより高めることができる。

【0060】

＜第２実施形態＞
さらに、ステージ裏側領域Ｓ２への原料ガスの流入をより確実に防止する観点から、成膜装置は以下のような構成を採り得る。
以下の実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。

【0061】

図４は、本発明の第２の実施形態に係る成膜装置２００を示す概略断面図である。図４では、制御部６０及び排気系１９の一部の図示を省略している。

【0062】

成膜装置２００は、第１の実施形態と同様の、チャンバ１０と、冷却ステージ１５と、光源ユニット２０と、ガス供給部３０と、隔壁４０と、基板昇降機構５０と、に加え、さらに不活性ガス導入部７０と、を備える。

【0063】

不活性ガス導入部７０は、ステージ裏側領域Ｓ２に不活性ガスを吐出する。不活性ガス導入部７０は、例えば、ステージ裏側領域Ｓ２に接続されたガス導入管７１と、ガス導入管７１に接続されチャンバ１０に形成された流路７２と、図示しない不活性ガス源と、を有する。不活性ガスＧは、例えば、Ｎ_２、Ａｒ等である。

【0064】

流路７２は、ステージ裏側領域Ｓ２の内面に開口しており、例えばチャンバ１０の底部１１に開口している。あるいは、流路７２は、隔壁４０に開口していてもよい。また、流路７２の開口は、単数でもよいし、複数でもよい。

【0065】

不活性ガス導入部７０は、例えば、成膜工程中、常時ステージ裏側領域Ｓ２に不活性ガスを導入する。これにより、ステージ裏側領域Ｓ２の圧力が成膜領域Ｓ１の圧力よりも高まる。したがって、冷却ステージ１５の貫通孔１５４と基板昇降ピン５１とのわずかな隙間を介して、排気される原料ガスがステージ裏側領域Ｓ２に流入することを防止できる。この結果、冷却ステージ１５の裏面１５２に樹脂層が堆積することをより確実に防止できる。

【0066】

［他の実施形態］
例えば、図５の要部断面図に示すように、成膜装置１００は、隔壁４０と冷却ステージ１５との間に配置された断熱部材８０をさらに有していてもよい。断熱部材８０は、断熱材によって形成され、例えば冷却ステージ１５の裏面１５２と側面１５３とに接し、隔壁４０に配置される。これにより、冷却ステージ１５が配置されたステージ裏側領域Ｓ２と排気領域Ｓ３との間を効果的に断熱できる。したがって、排気領域Ｓ３内が冷却ステージ１５によって冷却されることを防止でき、排気領域Ｓ３内への樹脂層の堆積をより確実に防止できる。

【0067】

また、図６に示すように、隔壁４０は、冷却ステージ１５の支持面１５１の周囲を取り囲む構成に限定されず、例えば排気配管１９１の開口を囲むように配置されていてもよい。この場合のステージ裏側領域Ｓ２は、冷却ステージ１５の裏面１５２よりもＺ軸方向下部の領域であって、排気領域Ｓ３の外部の領域と定義できる。この構成でも、原料ガスの流路が隔壁４０によって規定され、原料ガスがステージ裏側領域Ｓ２に流入しにくくなり、冷却ステージ１５の裏面１５２への樹脂層の堆積を抑制できる。

【0068】

さらに、隔壁４０は、チャンバ１０の周縁の排気領域Ｓ３を画定できれば上記の各構成に限定されない。また、排気系１９も、隔壁４０の基部４１やチャンバ１０の底部１１に接続される構成に限定されず、チャンバ１０の側壁１２に接続されていてもよい。

【0069】

ガス供給部３０の構成は、シャワープレート３１を有する構成に限定されない。例えば、図７の概略断面図に示すように、ガス供給部３０は、シャワープレート３１及びガス拡散室３２に替えて、ガス供給配管３３を有していてもよい。ガス供給配管３３は、図示しない複数のガス吐出孔を有し、原料ガス生成装置から供給された原料ガスが、ガス吐出孔から吐出されるように構成される。このような構成でも、光源ユニット２０から照射された紫外線が、隣接するガス供給配管３３の間を通って基板Ｗに到達可能となり、原料ガスの供給工程と硬化工程とを１台のチャンバ１０で行うことができる。

【0070】

また、隔壁４０は、チャンバ１０と別体に構成されてもよい。

【0071】

以上、本発明の各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、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば本発明の実施形態は各実施形態を組み合わせた実施形態とすることができる。

【0072】

以上の実施形態では、エネルギ線が紫外線の例を示したが、これに限られない。例えば１３ＭＨｚ、２７ＭＨｚ程度の高周波電源から発生される電磁波を用いることも可能である。この場合、照射源は発振器等とすることができる。また、エネルギ線を電子ビームとし、照射源を電子ビーム源とすることも可能である。

【0073】

さらに、以上の実施形態に係る成膜装置を、例えば複数のチャンバを有するインライン式あるいはクラスタ式の成膜装置の一部として用いることも可能である。このような装置を用いることで、発光素子のような複数の層を有する素子等を作製することがより容易になる。また、このような装置によって、低コスト化、省スペース化及びさらなる生産性の向上を実現することができる。

【符号の説明】

【0074】

１０…チャンバ
１１…底部
１２…側壁
１２ａ…角部
１３…成膜室
１５…冷却ステージ
１９…排気系
２０…光源ユニット
２２…照射源
３０…ガス供給部
４０…隔壁
５０…基板昇降機構
５１…基板昇降ピン
１５１…支持面
１５２…裏面
１５４…貫通孔
Ｓ１…成膜領域
Ｓ２…ステージ裏側領域
Ｓ３…排気領域
Ｑ…流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】