(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】成膜装置及び成膜方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20230327BHJP
H01L 21/312 20060101ALI20230327BHJP
C23C 14/54 20060101ALI20230327BHJP
C23C 14/12 20060101ALI20230327BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 B
H01L21/312 D
C23C14/54 B
C23C14/12
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019078001
(22)【出願日】2019-04-16
(65)【公開番号】P2020177986
(43)【公開日】2020-10-29
【審査請求日】2022-03-15
(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】小倉 祥吾
(72)【発明者】
【氏名】植 喜信
(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
【審査官】長谷川 直也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０６４１８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６２６１４０８（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開２０１６－１６２９９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１５１４８９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０１Ｌ ２１／３１２
Ｃ２３Ｃ １４／５４
Ｃ２３Ｃ １４／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
成膜室を有するチャンバと、前記成膜室に配置されたステージと、
エネルギ線を照射する照射源を有し、前記ステージと一軸方向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、前記ステージに向けて供給するガス供給部と、
前記成膜室の前記ステージの外周に配置され、第１の開口幅の第１の状態と、前記第１の開口幅よりも広い第２の開口幅の第２の状態と、の間で可変に構成された排気溝と、
前記成膜室に接続され、前記排気溝を通った前記原料ガスを排気する排気系と、
前記排気溝の前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える駆動機構と
を具備し、
前記排気溝は、前記原料ガスの流路を加熱する加熱機構を有する
成膜装置。
【請求項2】
請求項１に記載の成膜装置であって、前記排気溝は、
前記ステージの周縁に沿って延びる第１の開口形成部を含む第１の溝部材と、
前記ステージの周縁に沿って延び前記第１の開口形成部とともに前記排気溝の開口を形成する第２の開口形成部を含み、前記第１の溝部材の外周に配置された第２の溝部材と、を有し、
前記第２の開口形成部は、前記第２の状態において、前記第１の状態よりも前記第１の開口形成部から離間するように構成され、
前記駆動機構は、前記第２の溝部材の前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える
成膜装置。
【請求項3】
請求項２に記載の成膜装置であって、前記第１の開口形成部及び前記第２の開口形成部は、前記ステージの外周を取り囲む環状に構成される
成膜装置。
【請求項4】
請求項２又は３に記載の成膜装置であって、前記第２の溝部材は、前記第１の状態において、前記第１の溝部材と対向し、前記第２の状態において、前記一軸方向に沿って前記第１の溝部材から離間させ、
前記駆動機構は、前記第２の溝部材を前記一軸方向に沿って昇降させる
成膜装置。
【請求項5】
請求項４に記載の成膜装置であって、前記第１の溝部材は、前記第１の開口形成部から屈曲して前記成膜室の外方へ突出する凸部をさらに含み、
前記第２の溝部材は、前記第２の開口形成部から屈曲して前記成膜室の外方へ陥凹する凹部をさらに含む
成膜装置。
【請求項6】
請求項４又は５に記載の成膜装置であって、前記駆動機構は、
前記一軸方向に延び、先端部によって前記ステージに配置される基板を支持することが可能な基板昇降ピンと、
前記一軸方向に延び、先端部によって前記第２の溝部材を支持することが可能な溝部材昇降ピンと、
前記基板昇降ピン及び前記溝部材昇降ピンを前記一軸方向に昇降させる駆動部と、を有する
成膜装置。
【請求項7】
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の成膜装置であって、前記排気溝を、前記第１の状態に設定するように前記駆動機構を制御し、
前記排気溝を前記第１の状態に設定した後、前記原料ガスを前記ステージに向けて供給するように前記ガス供給部を制御し、
前記原料ガスを供給した後、前記排気溝を前記第２の状態に切り替えるように前記駆動機構を制御し、
前記排気溝を前記第２の状態に切り替えた後、前記成膜室内の前記原料ガスを排気するように前記排気系を制御する
ように構成された制御部
をさらに具備する成膜装置。
【請求項8】
チャンバの成膜室に配置されたステージに基板を配置し、前記成膜室における前記ステージの外周に配置された排気溝の開口を、第１の開口幅に設定し、
前記開口を前記第１の開口幅に設定した後、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基板に向けて供給し、
前記原料ガスを供給した後、前記排気溝の前記開口を、前記第１の開口幅よりも広い第２の開口幅に切り替え、
前記開口を前記第２の開口幅に切り替えた後、前記成膜室内の前記原料ガスを排気し、
前記原料ガスを排気した後、前記エネルギ線を前記基板に照射する
成膜方法。
【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。
【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】
上記成膜装置では、原料ガスの供給中も、真空チャンバ内を調圧するために排気する。しかしながら、排気速度や排気系の接続位置によっては、排気に伴って真空チャンバ内の原料ガスの流れに偏りや乱れが生じ、膜厚分布が均一化できないことがある。
【0006】
これを解決するために、ステージの周囲に原料ガスの排気溝を設け、排気溝によって原料ガスの排気を規制する手法がある。しかしながら、成膜後は速やかに真空チャンバから原料ガスを排気する必要があるが、排気溝によって排気速度が制限され、生産効率を高めることができないという問題が生じる。
【0007】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、膜厚分布を均一化でき、かつ、生産効率を高めることが可能な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、チャンバと、ステージと、光源ユニットと、ガス供給部と、排気溝と、排気系と、駆動機構と、を具備する。
上記チャンバは、成膜室を有する。
上記ステージは、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、上記ステージと一軸方向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、上記ステージに向けて供給する。
上記排気溝は、上記成膜室の上記ステージの外周に配置され、第１の開口幅の第１の状態と、上記第１の開口幅よりも広い第２の開口幅の第２の状態と、の間で可変に構成される。
上記排気系は、上記成膜室に接続され、上記排気溝を通った上記原料ガスを排気する。
上記駆動機構は、上記排気溝の上記第１の状態と上記第２の状態とを切り替える。
上記チャンバは、成膜室を有する。
上記ステージは、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、上記ステージと一軸方向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、上記ステージに向けて供給する。
上記排気溝は、上記成膜室の上記ステージの外周に配置され、第１の開口幅の第１の状態と、上記第１の開口幅よりも広い第２の開口幅の第２の状態と、の間で可変に構成される。
上記排気系は、上記成膜室に接続され、上記排気溝を通った上記原料ガスを排気する。
上記駆動機構は、上記排気溝の上記第１の状態と上記第２の状態とを切り替える。
【0009】
この構成では、排気溝の開口幅が可変に構成される。これにより、排気を制限したい成膜工程においては排気溝の開口幅を狭め、排気の流れの偏りや乱れを抑制することができる。これにより、膜厚分布を均一化することができる。さらに、排気が必要な工程では開口幅を広げて排気速度を高めることができる。これにより、排気時間を短縮して生産効率を向上させることができる。
【0010】
例えば、上記排気溝は、
上記ステージの周縁に沿って延びる第１の開口形成部を含む第１の溝部材と、
上記ステージの周縁に沿って延び上記第１の開口形成部とともに上記排気溝の開口を形成する第２の開口形成部を含み、上記第１の溝部材の外周に配置された第２の溝部材と、を有し、
上記第２の開口形成部は、上記第２の状態において、上記第１の状態よりも上記第１の開口形成部から離間するように構成され、
上記駆動機構は、上記第２の溝部材の上記第１の状態と上記第２の状態とを切り替えてもよい。
これにより、排気溝を分割された２つの部材で構成することができ、一方の第２の溝部材のみ変形又は変位させることで、開口幅を可変に構成することができる。したがって、開口幅の変更に伴う装置構成の複雑化を抑制することができる。
上記ステージの周縁に沿って延びる第１の開口形成部を含む第１の溝部材と、
上記ステージの周縁に沿って延び上記第１の開口形成部とともに上記排気溝の開口を形成する第２の開口形成部を含み、上記第１の溝部材の外周に配置された第２の溝部材と、を有し、
上記第２の開口形成部は、上記第２の状態において、上記第１の状態よりも上記第１の開口形成部から離間するように構成され、
上記駆動機構は、上記第２の溝部材の上記第１の状態と上記第２の状態とを切り替えてもよい。
これにより、排気溝を分割された２つの部材で構成することができ、一方の第２の溝部材のみ変形又は変位させることで、開口幅を可変に構成することができる。したがって、開口幅の変更に伴う装置構成の複雑化を抑制することができる。
【0011】
例えば、上記第１の開口形成部及び上記第２の開口形成部は、上記ステージの外周を取り囲む環状に構成されてもよい。
これにより、排気溝がステージの外周に沿って環状に開口する。したがって、排気の流れの偏りや乱れをより効果的に防止でき、成膜工程において排気溝を第１の状態とすることで、膜厚分布を均一化することができる。また、第２の状態においては、排気効率を高めることができ、排気時間をより短縮することができる。
これにより、排気溝がステージの外周に沿って環状に開口する。したがって、排気の流れの偏りや乱れをより効果的に防止でき、成膜工程において排気溝を第１の状態とすることで、膜厚分布を均一化することができる。また、第２の状態においては、排気効率を高めることができ、排気時間をより短縮することができる。
【0012】
具体的には、上記第２の溝部材は、上記第１の状態において、上記第１の溝部材と対向し、上記第２の状態において、上記一軸方向に沿って上記第１の溝部材から離間させ、
上記駆動機構は、上記第２の溝部材を上記一軸方向に沿って昇降させてもよい。
これにより、第２の溝部材が一軸方向に沿って移動することによって第１の状態と第２の状態とが切り替わる。したがって、装置構成の複雑化をより効果的に防止できる。
上記駆動機構は、上記第２の溝部材を上記一軸方向に沿って昇降させてもよい。
これにより、第２の溝部材が一軸方向に沿って移動することによって第１の状態と第２の状態とが切り替わる。したがって、装置構成の複雑化をより効果的に防止できる。
【0013】
さらにこの場合、上記第１の溝部材は、上記第１の開口形成部から屈曲して上記成膜室の外方へ突出する凸部をさらに含み、
上記第２の溝部材は、上記第２の開口形成部から屈曲して上記成膜室の外方へ陥凹する凹部をさらに含んでいてもよい。
これにより、第１の状態において屈曲した流路が形成され、排気溝におけるガス流速をより低下させることができる。したがって、第１の状態が適用される成膜時等の排気速度を抑え、排気に伴う膜厚分布の偏りをより効果的に抑制することができる。
上記第２の溝部材は、上記第２の開口形成部から屈曲して上記成膜室の外方へ陥凹する凹部をさらに含んでいてもよい。
これにより、第１の状態において屈曲した流路が形成され、排気溝におけるガス流速をより低下させることができる。したがって、第１の状態が適用される成膜時等の排気速度を抑え、排気に伴う膜厚分布の偏りをより効果的に抑制することができる。
【0014】
例えば、上記駆動機構は、
上記一軸方向に延び、先端部によって上記ステージに配置される基板を支持することが可能な基板昇降ピンと、
上記一軸方向に延び、先端部によって上記第２の溝部材を支持することが可能な溝部材昇降ピンと、
上記基板昇降ピン及び上記部材昇降ピンを上記一軸方向に昇降させる駆動部と、を有してもよい。
これにより、基板の昇降と第２の溝部材の昇降とを１つの駆動機構によって行うことができる。したがって、第２の溝部材の昇降に伴う装置構成の複雑化を防止することができる。
上記一軸方向に延び、先端部によって上記ステージに配置される基板を支持することが可能な基板昇降ピンと、
上記一軸方向に延び、先端部によって上記第２の溝部材を支持することが可能な溝部材昇降ピンと、
上記基板昇降ピン及び上記部材昇降ピンを上記一軸方向に昇降させる駆動部と、を有してもよい。
これにより、基板の昇降と第２の溝部材の昇降とを１つの駆動機構によって行うことができる。したがって、第２の溝部材の昇降に伴う装置構成の複雑化を防止することができる。
【0015】
また、上記排気溝は、上記原料ガスの流路を加熱する加熱機構をさらに有していてもよい。
これにより、冷却された原料ガスが排気溝の流路に付着して硬化することを防止できる。
これにより、冷却された原料ガスが排気溝の流路に付着して硬化することを防止できる。
【0016】
また、上記成膜装置は、
上記排気溝を、上記第１の状態に設定するように上記駆動機構を制御し、
上記排気溝を上記第１の状態に設定した後、上記原料ガスを上記基板に向けて供給するように上記ガス供給部を制御し、
上記成膜ガスを供給した後、上記排気溝を上記第２の状態に切り替えるように上記駆動機構を制御し、
上記排気溝を上記第２の状態に切り替えた後、上記成膜室内の上記原料ガスを排気するように上記排気系を制御する
ように構成された制御部
をさらに具備してもよい。
上記排気溝を、上記第１の状態に設定するように上記駆動機構を制御し、
上記排気溝を上記第１の状態に設定した後、上記原料ガスを上記基板に向けて供給するように上記ガス供給部を制御し、
上記成膜ガスを供給した後、上記排気溝を上記第２の状態に切り替えるように上記駆動機構を制御し、
上記排気溝を上記第２の状態に切り替えた後、上記成膜室内の上記原料ガスを排気するように上記排気系を制御する
ように構成された制御部
をさらに具備してもよい。
【0017】
本発明の他の形態に係る成膜方法は、チャンバの成膜室に配置されたステージに基板を配置する工程を含む。
上記成膜室における上記ステージの外周に配置された排気溝の開口が、第１の開口幅に設定される。
上記開口を上記第１の開口幅に設定した後、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が、上記基板に向けて供給される。
上記成膜ガスを供給した後、上記排気溝の上記開口が、上記第１の開口幅よりも広い第２の開口幅に切り替えられる。
上記開口を上記第２の開口幅に切り替えた後、上記成膜室内の上記原料ガスが排気される。
上記原料ガスを排気した後、上記エネルギ線が上記基板に照射される。
上記成膜室における上記ステージの外周に配置された排気溝の開口が、第１の開口幅に設定される。
上記開口を上記第１の開口幅に設定した後、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が、上記基板に向けて供給される。
上記成膜ガスを供給した後、上記排気溝の上記開口が、上記第１の開口幅よりも広い第２の開口幅に切り替えられる。
上記開口を上記第２の開口幅に切り替えた後、上記成膜室内の上記原料ガスが排気される。
上記原料ガスを排気した後、上記エネルギ線が上記基板に照射される。
【発明の効果】
【0018】
以上述べたように、本発明によれば、膜厚分布を均一化でき、かつ、生産効率を高めることが可能な成膜装置及び成膜方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【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4】上記成膜装置を用いた成膜方法を示すフローチャートである。
【図8】Ａは、上記成膜方法における各工程での成膜室内の圧力の推移の一例を示すグラフであり、横軸は時間、縦軸は圧力を示す。Ｂは、Ａの縦軸の間隔を拡大して一部を示すグラフである。
【図9】上記排気溝の第２の状態における構成を示す断面図である。
【図10】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置の要部を示す概略構成図である。
【図11】上記成膜装置の成膜過程における要部を示す概略構成図である。
【図12】上記成膜装置の成膜過程における要部を示す概略構成図である。
【図13】本発明の第３の実施形態に係る成膜装置の要部を示す断面図である。
【図14】本発明の第４の実施形態に係る成膜装置の要部を示す断面図である。
【図15】上記実施形態の変形例に係る成膜装置の要部を示す断面図である。
【図17】本発明のさらに他の実施形態に係る成膜装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【0021】
＜第１の実施形態＞
［成膜装置の構成］
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２は、図１のII－II方向から見た断面図である。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。
［成膜装置の構成］
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２は、図１のII－II方向から見た断面図である。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。
【0022】
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からなる樹脂膜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、ステージ１５と、光源ユニット２０と、ガス供給部３０と、排気溝４０と、駆動機構５０と、制御部６０と、を備える。
【0023】
（チャンバ）
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。チャンバ１０は、底部１０ａと側壁１０ｂとで区画された成膜室１１を有する。チャンバ１０の底部１０ａは、一例として矩形で構成されるが、円形その他の形状でもよい。成膜室１１には、所定の減圧雰囲気に排気または維持することが可能な排気系１９が接続される。排気系１９は、例えば、図示しない配管や調圧バルブ、流速制御器及び真空ポンプ等を有する。
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。チャンバ１０は、底部１０ａと側壁１０ｂとで区画された成膜室１１を有する。チャンバ１０の底部１０ａは、一例として矩形で構成されるが、円形その他の形状でもよい。成膜室１１には、所定の減圧雰囲気に排気または維持することが可能な排気系１９が接続される。排気系１９は、例えば、図示しない配管や調圧バルブ、流速制御器及び真空ポンプ等を有する。
【0024】
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。
【0025】
（ステージ）
ステージ１５は、成膜室１１に配置される。ステージ１５は、基板Ｗを支持しＺ軸方向に向いた支持面１５ａを有する。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。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。
ステージ１５は、成膜室１１に配置される。ステージ１５は、基板Ｗを支持しＺ軸方向に向いた支持面１５ａを有する。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。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。
【0026】
ステージ１５は、さらに、後述する駆動機構５０の基板昇降ピン５１を挿通させる複数の貫通孔１５１を有する。各貫通孔１５１は、ステージ１５の支持面１５ａから裏面まで貫通するように構成され、図２に示すように、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、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。
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、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、例えば複数のガス供給配管３１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）を含む原料ガスをステージ１５に向けて供給する。
ガス供給部３０は、例えば複数のガス供給配管３１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）を含む原料ガスをステージ１５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の外部に設置された原料ガス生成装置（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、配管を介して、ガス供給部３０のガス供給配管３１へ導入される。
【0030】
ガス供給配管３１は、図示しない複数のガス吐出孔を有し、原料ガスを成膜室１１へ吐出することが可能に構成される。成膜室１１へ吐出された原料ガスは、後述する排気溝４０を介して排気系１９により排気される。
【0031】
（排気溝）
図３は、排気溝４０の構成を示す図１の拡大断面図である。
排気溝４０は、第１の溝部材４１と、第２の溝部材４２と、を有し、成膜室１１内のステージ１５の外周に配置される。第１の溝部材４１は、ステージ１５側に配置される。第２の溝部材４２は、第１の溝部材４１と間隔をあけて、第１の溝部材４１の外周に配置される。第１の溝部材４１と第２の溝部材４２の間隙は、排気されるガスの流路Ｑとなる。排気溝４０の流路Ｑを通ったガスは、成膜室１１の、排気溝４０よりＺ軸方向下方の領域に接続された排気系１９（図３において図示せず）によって排気される。
図３は、排気溝４０の構成を示す図１の拡大断面図である。
排気溝４０は、第１の溝部材４１と、第２の溝部材４２と、を有し、成膜室１１内のステージ１５の外周に配置される。第１の溝部材４１は、ステージ１５側に配置される。第２の溝部材４２は、第１の溝部材４１と間隔をあけて、第１の溝部材４１の外周に配置される。第１の溝部材４１と第２の溝部材４２の間隙は、排気されるガスの流路Ｑとなる。排気溝４０の流路Ｑを通ったガスは、成膜室１１の、排気溝４０よりＺ軸方向下方の領域に接続された排気系１９（図３において図示せず）によって排気される。
【0032】
第１の溝部材４１は、本実施形態において、第１の開口形成部４１１と、凸部４１２と、を含む。第１の溝部材４１は、チャンバ１０の底部１０ａから延びる図示しない支持部材等によって支持されていてもよいし、ステージ１５に接着等されることで支持されてもよい。
【0033】
第１の開口形成部４１１は、開口Ｐの一部を形成し、ステージ１５の周縁に沿って延びる。第１の開口形成部４１１は、Ｚ軸方向に上方に向いた上面部４１１ａと、成膜室１１の外方に向いた側面部４１１ｂと、を含む。
【0034】
凸部４１２は、第１の開口形成部４１１から成膜室１１の外方に屈曲して突出する。凸部４１２は、側面部４１１ｂから屈曲して延びる上面部４１２ａと、上面部４１２ａから屈曲し成膜室１１の外方（側壁１０ｂの方）に向いた側面部４１２ｂと、を含む。
【0035】
第２の溝部材４２は、本実施形態において、第２の開口形成部４２１と、凹部４２２と、を含む。第２の溝部材４２は、後述する駆動機構５０によって昇降可能に支持される。
【0036】
第２の開口形成部４２１は、第１の開口形成部４１１とともに排気溝４０の開口Ｐを形成し、ステージ１５の周縁に沿って延びる。第２の開口形成部４２１は、成膜室１１の内方（ステージ１５の方）に突出した構成を有し、Ｚ軸方向上方に向いた上面部４２１ａと、成膜室１１の内方に向いた側面部４２１ｂと、を含む。
【0037】
凹部４２２は、第２の開口形成部４２１から屈曲して成膜室１１の外方に陥凹する。凹部４２２は、第２の開口形成部４２１から屈曲して延びる下面部４２２ａと、下面部４２２ａから屈曲して延び成膜室１１の内方に向いた側面部４２２ｂと、を含む。
【0038】
図２に示すように、排気溝４０は、本実施形態において、ステージ１５の周囲に環状に配置される。このため、第１の開口形成部４１１及び第２の開口形成部４１１は、ステージ１５の外周を取り囲む環状に構成され、開口Ｐも環状に構成される。したがって、成膜室１１に供給された原料ガスが、成膜室１１の中央部から外方に向かって放射状に流れるようになり、膜厚分布を均一化することができる。
【0039】
図３に示すように、排気溝４０は、さらに、第１の溝部材４１と第２の溝部材４２とを加熱する加熱機構４３を有する。加熱機構４３は、例えば、第１の溝部材４１及び第２の溝部材４２に内蔵された抵抗加熱線等のヒータとして構成される。加熱機構４３により、排気溝４０の原料ガスの流路Ｑが加熱され、冷却されて凝縮した原料ガスが排気溝４０に付着して硬化することを防止できる。
【0040】
第２の溝部材４２は、駆動機構５０によって駆動される。これにより、後述するように、開口Ｐの開口幅が可変に構成される。
【0041】
（駆動機構）
図１に示すように、駆動機構５０は、本実施形態において、基板昇降ピン５１と、溝部材昇降ピン５２と、基板昇降ピン５１及び溝部材昇降ピン５２をＺ軸方向に昇降させる駆動部５３と、を有する。なお、図１では、便宜上、基板昇降ピン５１と溝部材昇降ピン５２とを同一断面上に記載している。
図１に示すように、駆動機構５０は、本実施形態において、基板昇降ピン５１と、溝部材昇降ピン５２と、基板昇降ピン５１及び溝部材昇降ピン５２をＺ軸方向に昇降させる駆動部５３と、を有する。なお、図１では、便宜上、基板昇降ピン５１と溝部材昇降ピン５２とを同一断面上に記載している。
【0042】
基板昇降ピン５１は、Ｚ軸方向に沿って延び、ステージ１５の貫通孔１５１に挿入されることが可能に構成される。基板昇降ピン５１は、基板Ｗの搬入及び搬出時に、支持面１５ａから先端部５１ａが突出し、先端部５１ａによって基板Ｗを支持することが可能に構成される。
【0043】
溝部材昇降ピン５２は、Ｚ軸方向に沿って延び、先端部５２ａによって第２の溝部材４２を支持することが可能に構成される。溝部材昇降ピン５２は、本実施形態において、基板昇降ピン５１よりもＺ軸方向に長く構成される。
【0044】
駆動部５３は、本実施形態において、支持板５３１と、昇降機５３２と、を有する。支持板５３１は、基板昇降ピン５１及び溝部材昇降ピン５２を支持する。昇降機５３２は、モータ等の駆動装置で構成され、支持板５３１をＺ軸方向に昇降させる。
【0045】
（制御部）
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。制御部６０により、成膜装置１００を用いて以下の成膜方法が実施される。
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。制御部６０により、成膜装置１００を用いて以下の成膜方法が実施される。
【0046】
［成膜方法］
図４は、成膜装置１００を用いた成膜方法を示すフローチャートである。図５～７は、成膜装置１００の異なる態様を示す要部の概略構成図である。以下、図４及び図５～７を参照しながら、本実施形態に係る成膜装置１００の動作について説明する。
図４は、成膜装置１００を用いた成膜方法を示すフローチャートである。図５～７は、成膜装置１００の異なる態様を示す要部の概略構成図である。以下、図４及び図５～７を参照しながら、本実施形態に係る成膜装置１００の動作について説明する。
【0047】
（ステップＳ０１：基板の搬入）
ステップＳ０１では、基板Ｗが成膜室１１に搬入される。基板Ｗは、基板搬送装置によって、側壁１０ｂの図示しない開口等から成膜室１１へ搬入される。
ステップＳ０１では、基板Ｗが成膜室１１に搬入される。基板Ｗは、基板搬送装置によって、側壁１０ｂの図示しない開口等から成膜室１１へ搬入される。
【0048】
図５に示すように、駆動部５３は、基板昇降ピン５１を、先端部５１ａが支持面１５ａから突出した基板支持位置に配置させる。基板搬送装置によって搬入された基板Ｗは、突出している基板昇降ピン５１の先端部５１ａ上に配置される。
【0049】
このとき、溝部材昇降ピン５２の先端部５２ａは、基板昇降ピン５１の先端部５１ａよりもＺ軸方向上方に位置し、第２の溝部材４２は、例えば搬入された基板ＷよりもＺ軸方向上方に配置される。
【0050】
（ステップＳ０２：ステージへの基板の配置）
続いて、駆動部５３は、基板昇降ピン５１を、先端部５１ａが支持面１５ａから突出しない待機位置まで、Ｚ軸方向に下降させる。これにより、図６に示すように、基板Ｗが先端部５１ａとともにＺ軸方向下方に下降し、ステージ１５の支持面１５ａ上に配置される。
続いて、駆動部５３は、基板昇降ピン５１を、先端部５１ａが支持面１５ａから突出しない待機位置まで、Ｚ軸方向に下降させる。これにより、図６に示すように、基板Ｗが先端部５１ａとともにＺ軸方向下方に下降し、ステージ１５の支持面１５ａ上に配置される。
【0051】
駆動部５３は、基板昇降ピン５１の下降に伴い、第２の溝部材４２もＺ軸方向下方に下降させる。これにより、第２の溝部材４２は、図３に示す第１の状態となる。
【0052】
図３に示すように、第１の状態において、第１の溝部材４１及び第２の溝部材４２は、成膜室１１の内外方向（図３に示す例ではＸ軸方向）に相互に対向している。第１の開口形成部４１１の上面４１１ａ及び第２の開口形成部４２１の上面４２１ａは、略同一平面上に配置される。これにより、開口Ｐは、Ｚ軸方向に向けて開口した状態となる。
【0053】
第１の状態において、排気溝４０の開口Ｐは、第１の開口幅Ｄ１を有する。第１の開口幅Ｄ１は、第１の開口形成部４１１と第２の開口形成部４２１との間の距離であり、具体的には、上面部４１１ａ及び上面部４２１ａの端部間の距離である。第１の開口幅Ｄ１は、例えば１～５０ｍｍ程度である。
【0054】
また、第１の状態において、排気溝４０の流路Ｑは、開口ＰからＺ軸方向下方に延びる第１の流路Ｑ１と、第１の流路Ｑ１から屈曲して延びる第２の流路Ｑ２と、第２の流路Ｑ２から屈曲してＺ軸方向下方に延びる第３の流路Ｑ３と、を有する。第１の流路Ｑ１は、側面部４１１ｂ及び側面部４２１ｂの間隙で構成される。第２の流路Ｑ２は、上面部４１２ａ及び下面部４２２ａの間隙で構成される。第３の流路Ｑ３は、側面部４１２ｂ及び側面部４２２ｂの間隙で構成される。これにより、第１の状態の排気溝４０には、２か所で屈曲する幅狭の流路Ｑが形成される。
【0055】
（ステップＳ０３：基板の冷却）
ステップＳ０３では、ステージ１５上の基板Ｗを冷却する。本ステップでは、基板冷却機構によってステージ１５を冷却することに加えて、冷却された窒素等の不活性ガスを成膜室１１に導入することで、基板Ｗを例えば－５℃以下に冷却する。このとき、排気溝４０は、開口幅Ｄ１が狭い第１の状態を維持している。
ステップＳ０３では、ステージ１５上の基板Ｗを冷却する。本ステップでは、基板冷却機構によってステージ１５を冷却することに加えて、冷却された窒素等の不活性ガスを成膜室１１に導入することで、基板Ｗを例えば－５℃以下に冷却する。このとき、排気溝４０は、開口幅Ｄ１が狭い第１の状態を維持している。
【0056】
図８は、本実施形態の成膜方法における各工程での成膜室１１内の圧力の推移の一例を示すグラフであり、横軸は時間、縦軸は圧力を示す。
【0057】
図８に示すように、本ステップでは、成膜室１１内に冷却された不活性ガスが導入されることにより、成膜室１１内の圧力が高まる。本ステップでは、排気溝４０が第１の状態であるため、不活性ガスが過剰に排気されることなく、効率的に冷却を行うことができる。
【0058】
（ステップＳ０４：排気溝４０の第２の状態への切り替え）
ステップＳ０４では、駆動部５３が、溝部材昇降ピン５２を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に上昇させる。これにより、図７に示すように、排気溝４０が第２の状態に切り替わる。
ステップＳ０４では、駆動部５３が、溝部材昇降ピン５２を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に上昇させる。これにより、図７に示すように、排気溝４０が第２の状態に切り替わる。
【0059】
このとき、溝部材昇降ピン５２よりも短い基板昇降ピン５１は、引き続き、支持面１５ａから突出しない待機位置に配置される。これにより、排気溝４０が第２の状態の時に基板Ｗが支持面１５ａから離間することを防止できる。
【0060】
図９は、排気溝４０の第２の状態における構成を示す図である。第２の状態において、第２の溝部材４２は、第１の状態よりもＺ軸方向上方に配置される。つまり、第２の溝部材４２の上面部４２１ａ及び下面部４２２ａは、第１の溝部材４１の上面部４１１ａよりもＺ軸方向上方に配置される。これにより、第２の開口形成部４２１が第１の開口形成部４１１からＺ軸方向に離間し、開口Ｐが、成膜室１１の内方（図９の例ではＸ軸方向）に向けて開口した状態となる。
【0061】
第２の状態において、排気溝４０の開口Ｐは、第１の開口幅Ｄ１よりも大きい第２の開口幅Ｄ２を有する。第２の開口幅Ｄ２は、本実施形態において、第１の開口形成部４１１の上面部４１１ａから第２の開口形成部４２１の側面部４２１ｂの下端部までのＺ軸方向に沿った距離である。第２の開口幅Ｄ２は、例えば第１の開口幅Ｄ１よりも大きく１００ｍｍ以下程度である。
【0062】
（ステップＳ０５：調圧）
ステップＳ０５では、図８に示すように、成膜室１１内を、成膜圧力である例えば０～２００Ｐａ程度の圧力に調圧する。本ステップでは、第２の状態である排気溝４０から、ステップＳ０２で導入された不活性ガスを排気することで、成膜室１１内の圧力を調整する。
ステップＳ０５では、図８に示すように、成膜室１１内を、成膜圧力である例えば０～２００Ｐａ程度の圧力に調圧する。本ステップでは、第２の状態である排気溝４０から、ステップＳ０２で導入された不活性ガスを排気することで、成膜室１１内の圧力を調整する。
【0063】
第２の状態では、開口Ｐに加えて、排気溝４０の流路Ｑが全体的に広がるため、排気溝４０の排気性能が大幅に高められる。
仮に排気溝４０が第１の状態であった場合、開口Ｐ及び流路Ｑの幅が狭く、排気速度が規制され、本ステップにかかる時間が長時間化する。また、十分に排気されない場合、次の成膜工程における圧力が目標到達圧力まで到達せず、成膜が不安定になる可能性もある。
仮に排気溝４０が第１の状態であった場合、開口Ｐ及び流路Ｑの幅が狭く、排気速度が規制され、本ステップにかかる時間が長時間化する。また、十分に排気されない場合、次の成膜工程における圧力が目標到達圧力まで到達せず、成膜が不安定になる可能性もある。
【0064】
そこで本実施形態では、ステップＳ０４において排気溝４０を第２の状態に切り替え、開口幅及び流路を広げて排気性能を高める。これにより、排気溝４０における不活性ガスの排気速度を高め、調圧工程にかかる時間を短縮することができる。
【0065】
（ステップＳ０６：排気溝４０の第１の状態への切り替え）
ステップＳ０６では、駆動部５３が、溝部材昇降ピン５２を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に下降させる。これにより、図６に示すように、排気溝４０が第１の状態に切り替わり、開口幅が第１の開口幅Ｄ１に設定される。
ステップＳ０６では、駆動部５３が、溝部材昇降ピン５２を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に下降させる。これにより、図６に示すように、排気溝４０が第１の状態に切り替わり、開口幅が第１の開口幅Ｄ１に設定される。
【0066】
（ステップＳ０７：成膜）
ステップＳ０７では、ガス供給部３０から成膜室１１へ原料ガスが供給される。原料ガスが冷却された基板Ｗに到達すると、原料ガス内の樹脂が基板Ｗ上に凝縮し、紫外線硬化樹脂層が成膜される。
ステップＳ０７では、ガス供給部３０から成膜室１１へ原料ガスが供給される。原料ガスが冷却された基板Ｗに到達すると、原料ガス内の樹脂が基板Ｗ上に凝縮し、紫外線硬化樹脂層が成膜される。
【0067】
図８に示すように、ステップＳ０４では、成膜室１１内が、原料ガスが供給されつつもほぼ一定の圧力を維持するように調整される。このため、供給された原料ガスは、第１の状態である排気溝４０から排気される。
【0068】
ここで、仮に排気溝４０の開口幅が第２の開口幅Ｄ２のように広い場合、排気溝４０付近のステージ１５の周縁部で原料ガスの流速が早まり、成膜空間内におけるガスの流れが不安定になる。この結果、特に基板Ｗの周縁部での膜厚均一性を維持することができず、所望の成膜品質を得ることができなくなる。また、排気速度が高まることで、成膜速度を向上させることが難しく、成膜工程にかかる時間が長時間化する。
【0069】
そこで本実施形態では、ステップＳ０６において排気溝４０を第１の状態に切り替え、開口幅及び流路の幅を狭めて排気速度を低下させる。これにより、排気される原料ガスを規制して排気速度を低下させて、膜厚分布を均一化することができる。さらに、原料ガスが成膜室１１内に長く留まるため、成膜速度が高まり成膜工程にかかる時間を短縮することができる。
【0070】
（ステップＳ０８：排気溝４０の第２の状態への切り替え）
ステップＳ０８では、駆動部５３が、溝部材昇降ピン５２を介して、第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に上昇させる。これにより、排気溝４０が、図７及び９に示す第２の状態に切り替わり、開口幅が第２の開口幅Ｄ２に切り替わる。
なお、ここでいう「第２の状態」とは、第１の開口幅Ｄ１よりも大きい（例えば１００ｍｍ以下の）任意の第２の開口幅Ｄ２を採り得るものとし、ステップＳ０４において設定した第２の開口幅Ｄ２と同一でも異なっていてもよい。
ステップＳ０８では、駆動部５３が、溝部材昇降ピン５２を介して、第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に上昇させる。これにより、排気溝４０が、図７及び９に示す第２の状態に切り替わり、開口幅が第２の開口幅Ｄ２に切り替わる。
なお、ここでいう「第２の状態」とは、第１の開口幅Ｄ１よりも大きい（例えば１００ｍｍ以下の）任意の第２の開口幅Ｄ２を採り得るものとし、ステップＳ０４において設定した第２の開口幅Ｄ２と同一でも異なっていてもよい。
【0071】
（ステップＳ０９：排気）
ステップＳ０９では、図８Ｂに示すように、成膜室１１内の原料ガスを排気し、成膜室１１の圧力を低下させる。本ステップでは、排気溝４０が第２の状態であるため、排気速度を高めることができる。これにより、本ステップにかかる時間を短縮することができる。また、排気溝４０の排気性能を高めることで、成膜室１１内を十分に排気することができる。
ステップＳ０９では、図８Ｂに示すように、成膜室１１内の原料ガスを排気し、成膜室１１の圧力を低下させる。本ステップでは、排気溝４０が第２の状態であるため、排気速度を高めることができる。これにより、本ステップにかかる時間を短縮することができる。また、排気溝４０の排気性能を高めることで、成膜室１１内を十分に排気することができる。
【0072】
（ステップＳ１０：ＵＶ照射）
ステップＳ１０では、照射源２２から基板Ｗ上へ紫外線ＵＶを照射する。これにより、基板Ｗ上に凝縮した樹脂層が硬化する。紫外線ＵＶは、例えば、隣接するガス供給配管３１の間を通って基板Ｗへ到達する。
ステップＳ１０では、照射源２２から基板Ｗ上へ紫外線ＵＶを照射する。これにより、基板Ｗ上に凝縮した樹脂層が硬化する。紫外線ＵＶは、例えば、隣接するガス供給配管３１の間を通って基板Ｗへ到達する。
【0073】
（ステップＳ１１：基板搬出）
ステップＳ１１では、駆動部５３が、基板昇降ピン５１を、先端部５１ａが支持面１５ａより突出する位置までＺ軸方向に上昇させる。これにより、図５に示すように、基板Ｗが支持面１５ａからＺ軸方向に離間し、図示しない基板搬送装置に基板Ｗが移載される。これにより、成膜後の基板Ｗが成膜室１１から搬出される。
ステップＳ１１では、駆動部５３が、基板昇降ピン５１を、先端部５１ａが支持面１５ａより突出する位置までＺ軸方向に上昇させる。これにより、図５に示すように、基板Ｗが支持面１５ａからＺ軸方向に離間し、図示しない基板搬送装置に基板Ｗが移載される。これにより、成膜後の基板Ｗが成膜室１１から搬出される。
【0074】
以上より、本実施形態では、ステップＳ０７の成膜工程の前に、排気溝４０を開口幅の狭い第１の状態に設定する。これにより、成膜室１１内のガスの流れを安定化させ、膜厚分布を均一化することができる。
【0075】
また、ステップＳ０５の調圧工程とステップＳ０９の排気工程の前に、排気溝４０を開口幅の広い第２の状態に切り替える。これにより、排気速度を高め、これらのステップに要する時間を短縮することができる。したがって、成膜プロセス全体の時間を短縮することができ、生産効率を高めることができる。
【0076】
さらに、本実施形態では、基板の搬送時に用いられる基板昇降ピン５１と、第２の溝部材４２の昇降に用いられる溝部材昇降ピン５２とが、同一の駆動部５３に接続される。これにより、駆動機構５０の装置構成を単純化でき、駆動機構５０にかかるコストを低下させることができる。
【0077】
一方で、駆動機構５０については、基板昇降用の駆動機構と、溝部材昇降用の駆動機構とを別体に構成することも可能である。以下、第２実施形態として、この構成について説明する。
以下の各実施形態において、上述の第１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。
以下の各実施形態において、上述の第１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。
【0078】
＜第２の実施形態＞
［成膜装置の構成］
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る成膜装置２００の要部を示す概略構成図である。
成膜装置２００は、第１の実施形態と同様のチャンバ１０、ステージ１５、光源ユニット２０、ガス供給部３０及び排気溝４０を備えるが、第１の実施形態と異なる駆動機構７０を備える。なお、図１０において、光源ユニット２０及びガス供給部３０等の構成は省略している。
［成膜装置の構成］
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る成膜装置２００の要部を示す概略構成図である。
成膜装置２００は、第１の実施形態と同様のチャンバ１０、ステージ１５、光源ユニット２０、ガス供給部３０及び排気溝４０を備えるが、第１の実施形態と異なる駆動機構７０を備える。なお、図１０において、光源ユニット２０及びガス供給部３０等の構成は省略している。
【0079】
駆動機構７０は、本実施形態において、第１の駆動機構７１と、第２の駆動機構７２と、を有する。第１の駆動機構７１は、基板Ｗを昇降させるための駆動機構であり、第２の駆動機構７２は、第２の溝部材４２を昇降させるための駆動機構である。
【0080】
第１の駆動機構７１は、基板昇降ピン７１１と、第１の駆動部７１２と、を有する。基板昇降ピン７１１は、上述の基板昇降ピン５１と同様に構成される。第１の駆動部７１２は、駆動部５３と同様に、支持板と昇降機とを有し、基板昇降ピン７１１を昇降させる。
【0081】
第２の駆動機構７２は、溝部材昇降ピン７２１と、第２の駆動部７２２と、を有する。溝部材昇降ピン７２１は、上述の溝部材昇降ピン５２と同様に構成される。第２の駆動部７２２は、駆動部５３と同様に、支持板と昇降機とを有し、溝部材昇降ピン７２１を昇降させる。
【0082】
このような構成の駆動機構７０では、溝部材昇降ピン７２１が基板昇降ピン７１１とは独立して駆動される。
【0083】
［成膜装置の動作］
図１１及び１２は、成膜装置２００の図１０とは異なる態様を示す概略構成図である。以下、図４の成膜方法を示すフローチャート及び図１０～１２を参照しながら、本実施形態に係る成膜装置２００の動作について説明する。
図１１及び１２は、成膜装置２００の図１０とは異なる態様を示す概略構成図である。以下、図４の成膜方法を示すフローチャート及び図１０～１２を参照しながら、本実施形態に係る成膜装置２００の動作について説明する。
【0084】
（ステップＳ０１：基板の搬入）
ステップＳ０１では、基板Ｗが成膜室１１に搬入される。基板搬入時には、第１の駆動機構７１のみが駆動し、図１１に示すように、基板昇降ピン７１１の先端部７１１ａが、ステージ１５の支持面１５ａから突出する基板支持位置に配置される。これにより、基板Ｗが、基板昇降ピン７１１の先端部７１１ａに配置される。このとき、第２の駆動機構７２は駆動せず、第２の溝部材４２は第１の状態で待機している。
ステップＳ０１では、基板Ｗが成膜室１１に搬入される。基板搬入時には、第１の駆動機構７１のみが駆動し、図１１に示すように、基板昇降ピン７１１の先端部７１１ａが、ステージ１５の支持面１５ａから突出する基板支持位置に配置される。これにより、基板Ｗが、基板昇降ピン７１１の先端部７１１ａに配置される。このとき、第２の駆動機構７２は駆動せず、第２の溝部材４２は第１の状態で待機している。
【0085】
（ステップＳ０２：ステージへの基板の配置）
ステップＳ０２では、第１の駆動機構７１が、基板昇降ピン７１１を、先端部７１１ａが支持面１５ａから突出しない待機位置までＺ軸方向に下降させる。これにより、図１０に示すように、基板Ｗが先端部５１ａとともにＺ軸方向下方に下降し、ステージ１５の支持面１５ａ上に配置される。本ステップにおいても第２の駆動機構７２は駆動せず、第２の溝部材４２は第１の状態で待機している。
ステップＳ０２では、第１の駆動機構７１が、基板昇降ピン７１１を、先端部７１１ａが支持面１５ａから突出しない待機位置までＺ軸方向に下降させる。これにより、図１０に示すように、基板Ｗが先端部５１ａとともにＺ軸方向下方に下降し、ステージ１５の支持面１５ａ上に配置される。本ステップにおいても第２の駆動機構７２は駆動せず、第２の溝部材４２は第１の状態で待機している。
【0086】
（ステップＳ０３：基板の冷却）
ステップＳ０３では、第１の実施形態と同様に、ステージ１５上の基板Ｗが冷却される。このとき、第２の溝部材４２が第１の状態であるため、冷却用の不活性ガスの排気が規制され、効率的に基板Ｗの冷却を行うことができる。
ステップＳ０３では、第１の実施形態と同様に、ステージ１５上の基板Ｗが冷却される。このとき、第２の溝部材４２が第１の状態であるため、冷却用の不活性ガスの排気が規制され、効率的に基板Ｗの冷却を行うことができる。
【0087】
（ステップＳ０４：排気溝の第２の状態への切り替え）
ステップＳ０４では、図１２に示すように、第２の駆動機構７２が、溝部材昇降ピン７２１を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に上昇させる。これにより、排気溝４０が開口幅の広い第２の状態に切り替わる。このとき、第１の駆動機構７１は駆動せず、基板昇降ピン７１１は引き続き待機位置で待機している。
ステップＳ０４では、図１２に示すように、第２の駆動機構７２が、溝部材昇降ピン７２１を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に上昇させる。これにより、排気溝４０が開口幅の広い第２の状態に切り替わる。このとき、第１の駆動機構７１は駆動せず、基板昇降ピン７１１は引き続き待機位置で待機している。
【0088】
（ステップＳ０５：調圧）
ステップＳ０５では、第１の実施形態と同様に、成膜室１１から不活性ガスが排気され、成膜室１１内が調圧される。このとき、第２の溝部材４２は開口幅の広い第２の状態であるため、成膜室１１から速やかに不活性ガスが排気され、調圧工程にかかる時間を短縮できる。なお、基板昇降ピン７１１は待機位置で待機している。
ステップＳ０５では、第１の実施形態と同様に、成膜室１１から不活性ガスが排気され、成膜室１１内が調圧される。このとき、第２の溝部材４２は開口幅の広い第２の状態であるため、成膜室１１から速やかに不活性ガスが排気され、調圧工程にかかる時間を短縮できる。なお、基板昇降ピン７１１は待機位置で待機している。
【0089】
（ステップＳ０６：排気溝の第１の状態への切り替え）
ステップＳ０６では、第２の駆動機構７２が、溝部材昇降ピン７２１を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向下方に下降させる。これにより、図１０に示すように、排気溝４０が開口幅の狭い第１の状態に切り替わる。なお、基板昇降ピン７１１は駆動せずに、引き続き待機位置で待機している。
ステップＳ０６では、第２の駆動機構７２が、溝部材昇降ピン７２１を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向下方に下降させる。これにより、図１０に示すように、排気溝４０が開口幅の狭い第１の状態に切り替わる。なお、基板昇降ピン７１１は駆動せずに、引き続き待機位置で待機している。
【0090】
（ステップＳ０７：成膜）
ステップＳ０７では、第１の実施形態と同様に、ガス供給部３０から成膜室１１へ原料ガスが供給され、基板Ｗ上に紫外線硬化樹脂層が成膜される。
ステップＳ０７では、第１の実施形態と同様に、ガス供給部３０から成膜室１１へ原料ガスが供給され、基板Ｗ上に紫外線硬化樹脂層が成膜される。
【0091】
このとき、第２の溝部材４２は開口幅の狭い第１の状態である。これにより、排気される原料ガスを規制して排気速度を低下させて、膜厚分布を均一化することができる。また、原料ガスが成膜室１１内に長く留まるため、成膜速度を高めて本ステップにかかる時間を短縮することができる。なお、基板昇降ピン７１１は待機位置で待機している。
【0092】
（ステップＳ０８：排気溝４０の第２の状態への切り替え）
ステップＳ０８では、第２の駆動機構７２が、溝部材昇降ピン７２１を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に上昇させる。これにより、図１２に示すように、排気溝４０が開口幅の広い第２の状態に切り替わる。このとき、第１の駆動機構７１は駆動せず、基板昇降ピン７１１は引き続き待機位置で待機している。
なお、ここでいう「第２の状態」とは、第１の開口幅Ｄ１よりも大きい（例えば１００ｍｍ以下の）任意の第２の開口幅Ｄ２を採り得るものとし、ステップＳ０４において設定した第２の開口幅Ｄ２と同一でも異なっていてもよい。
ステップＳ０８では、第２の駆動機構７２が、溝部材昇降ピン７２１を介して第２の溝部材４２をＺ軸方向上方に上昇させる。これにより、図１２に示すように、排気溝４０が開口幅の広い第２の状態に切り替わる。このとき、第１の駆動機構７１は駆動せず、基板昇降ピン７１１は引き続き待機位置で待機している。
なお、ここでいう「第２の状態」とは、第１の開口幅Ｄ１よりも大きい（例えば１００ｍｍ以下の）任意の第２の開口幅Ｄ２を採り得るものとし、ステップＳ０４において設定した第２の開口幅Ｄ２と同一でも異なっていてもよい。
【0093】
（ステップＳ０９：排気）
ステップＳ０９では、第１の実施形態と同様に、成膜室１１内の原料ガスを排気する。
このとき、第２の溝部材４２は開口幅の広い第２の状態であるため、排気速度を高め、本ステップにかかる時間を短縮することができる。なお、基板昇降ピン７１１は待機位置で待機している。
ステップＳ０９では、第１の実施形態と同様に、成膜室１１内の原料ガスを排気する。
このとき、第２の溝部材４２は開口幅の広い第２の状態であるため、排気速度を高め、本ステップにかかる時間を短縮することができる。なお、基板昇降ピン７１１は待機位置で待機している。
【0094】
（ステップＳ１０：ＵＶ照射）
ステップＳ１０では、第１の実施形態と同様に、照射源２２から基板Ｗ上へ紫外線ＵＶを照射して、基板Ｗ上に凝縮した樹脂層が硬化する。
このとき、第２の溝部材４２は、開口幅の広い第２の状態でもよいし、第２の駆動機構７２によって、開口幅の狭い第１の状態に切り替えられてもよい。なお、基板昇降ピン７１１は待機位置で待機している。
ステップＳ１０では、第１の実施形態と同様に、照射源２２から基板Ｗ上へ紫外線ＵＶを照射して、基板Ｗ上に凝縮した樹脂層が硬化する。
このとき、第２の溝部材４２は、開口幅の広い第２の状態でもよいし、第２の駆動機構７２によって、開口幅の狭い第１の状態に切り替えられてもよい。なお、基板昇降ピン７１１は待機位置で待機している。
【0095】
（ステップＳ１１：基板搬出）
ステップＳ１１では、第１の駆動機構７１が、基板昇降ピン７１１を、基板支持位置までＺ軸方向に上昇させる。これにより、図１１に示すように、基板Ｗが支持面１５ａからＺ軸方向に離間し、図示しない基板搬送装置に基板Ｗを移載させる。移載された基板Ｗは、成膜室１１から搬出される。
このとき、第２の溝部材４２は、開口幅の広い第２の状態でもよいし、開口幅の狭い第１の状態に切り替えられてもよい。
ステップＳ１１では、第１の駆動機構７１が、基板昇降ピン７１１を、基板支持位置までＺ軸方向に上昇させる。これにより、図１１に示すように、基板Ｗが支持面１５ａからＺ軸方向に離間し、図示しない基板搬送装置に基板Ｗを移載させる。移載された基板Ｗは、成膜室１１から搬出される。
このとき、第２の溝部材４２は、開口幅の広い第２の状態でもよいし、開口幅の狭い第１の状態に切り替えられてもよい。
【0096】
以上より、本実施形態では、基板昇降のための第１の駆動機構７１と第２の溝部材４２を昇降させるための第２の駆動機構７２とが独立して駆動される。これにより、基板昇降ピン７１１や溝部材昇降ピン７２１の動作が必要最低限に抑えられる。したがって、これらの動作に伴う成膜室１１内のパーティクルの発生を抑制でき、形成された樹脂膜のパーティクルによる汚染を防止できる。
【0097】
ここで、排気溝４０の構成は、第１及び第２の実施形態で説明した構成に限定されない。以下、本発明に係る排気溝の異なる態様について説明する。
【0098】
＜第３の実施形態＞
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る成膜装置３００を示す要部断面図である。
同図に示すように、成膜装置３００は、第１の実施形態に係る排気溝４０とは異なる構成の排気溝８０を備える。図１３Ａは、排気溝８０の第１の状態を示し、図１３Ｂは、排気溝８０の第２の状態を示す。
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る成膜装置３００を示す要部断面図である。
同図に示すように、成膜装置３００は、第１の実施形態に係る排気溝４０とは異なる構成の排気溝８０を備える。図１３Ａは、排気溝８０の第１の状態を示し、図１３Ｂは、排気溝８０の第２の状態を示す。
【0099】
排気溝８０は、第１の溝部材８１と、第２の溝部材８２と、を有し、成膜室１１のステージ１５の外周に配置される。第１の溝部材８１は、ステージ１５側に配置される。第２の溝部材８２は、第１の溝部材８１と間隔をあけて、第１の溝部材８１よりも外周に配置される。
【0100】
第１の溝部材８１は、本実施形態において、第１の開口形成部８１１を含む。
第１の開口形成部８１１は、開口Ｐの一部を形成し、ステージ１５の周縁に沿って延びる。第１の開口形成部８１１は、Ｚ軸方向に上方に向いた上面部８１１ａと、成膜室１１の外方に対して斜めに向いた斜面部８１１ｂと、を含む。
第１の開口形成部８１１は、開口Ｐの一部を形成し、ステージ１５の周縁に沿って延びる。第１の開口形成部８１１は、Ｚ軸方向に上方に向いた上面部８１１ａと、成膜室１１の外方に対して斜めに向いた斜面部８１１ｂと、を含む。
【0101】
第２の溝部材８２は、本実施形態において、第２の開口形成部８２１を含む。
第２の開口形成部８２１は、第１の開口形成部８１１とともに排気溝８０の開口Ｐを形成し、ステージ１５の周縁に沿って延びる。第２の開口形成部８２１は、Ｚ軸方向上方に向いた上面部８２１ａと、成膜室１１の内方に対して斜めに向いた斜面部８２１ｂと、を含む。
第２の開口形成部８２１は、第１の開口形成部８１１とともに排気溝８０の開口Ｐを形成し、ステージ１５の周縁に沿って延びる。第２の開口形成部８２１は、Ｚ軸方向上方に向いた上面部８２１ａと、成膜室１１の内方に対して斜めに向いた斜面部８２１ｂと、を含む。
【0102】
排気溝８０は、図２の排気溝４０と同様に、ステージ１５の周囲に環状に配置される。つまり、第１の開口形成部８１１及び第２の開口形成部８１２も、ステージ１５の外周を取り囲む環状に構成される。また、図示はしないが、排気溝８０は、第１の溝部材８１と第２の溝部材８２とを加熱する加熱機構をさらに有していてもよい。
【0103】
第２の溝部材８２は、第１の実施形態と同様に、駆動機構５０の溝部材昇降ピン５２によって、Ｚ軸方向に昇降することが可能に構成される。これにより、排気溝８０の第１の状態と第２の状態とが切り替わる。なお、第２の溝部材８２は、第２の実施形態と同様に、駆動機構７０の第２の駆動機構７２によって、基板昇降ピン７１１とは独立して駆動されてもよい。
【0104】
図１３Ａに示す第１の状態において、排気溝８０の開口Ｐは、第１の開口幅Ｄ３１を有する。第１の開口幅Ｄ３１は、第１の開口形成部８１１と第２の開口形成部８２１との間の距離であり、具体的には、第１の開口形成部８１１の上面部８１１ａと第２の開口形成部８２１の上面部８２１ａの端部間の距離である。第１の状態においては、第１の開口形成部８１１の斜面部８１１ｂと第２の開口形成部８２１の斜面部８２１ｂとの間隙が、排気溝８０の流路Ｑを構成する。
【0105】
図１３Ｂに示す第２の状態では、第２の溝部材８２が、第１の溝部材８１からＺ軸方向に離間する。これにより、排気溝８０の開口Ｐは、第１の開口幅Ｄ３１よりも大きい第２の開口幅Ｄ３２を有する。第２の開口幅Ｄ３２は、本実施形態において、第１の開口形成部８１１の上面部８１１ａの端部から第２の開口形成部８２１の上面部８２１ａの端部までのＺ軸方向に沿った距離である。
【0106】
これにより、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、原料ガスが供給される成膜工程の前に、排気溝８０を開口幅の狭い第１の状態に切り替えることができる。これにより、成膜室１１内のガスの流れを安定化させ、膜厚分布を均一化することができる。また、成膜室１１内のガスが排気される調圧工程及び排気工程の前に、排気溝８０を開口幅の広い第２の状態に切り替えることができる。これにより、排気速度を高め、これらのステップに要する時間を短縮することができる。
【0107】
さらに、本実施形態では、第２の溝部材８２を第１の状態からＺ軸方向に上昇させることにより、第２の状態の開口幅及び流路の幅を、連続的に切り替えることが可能となる。これにより、排気溝８０を、ステップ毎に必要な排気性能に設定することができ、成膜プロセスのさらなる安定化及び効率化を図ることができる。
【0108】
＜第４の実施形態＞
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る成膜装置４００を示す要部断面図である。
同図に示すように、成膜装置４００は、第１の実施形態に係る排気溝４０とは異なる構成の排気溝９０を備える。図１４Ａは、排気溝９０の第１の状態を示し、図１４Ｂは、排気溝９０の第２の状態を示す。
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る成膜装置４００を示す要部断面図である。
同図に示すように、成膜装置４００は、第１の実施形態に係る排気溝４０とは異なる構成の排気溝９０を備える。図１４Ａは、排気溝９０の第１の状態を示し、図１４Ｂは、排気溝９０の第２の状態を示す。
【0109】
排気溝９０は、第１の溝部材９１と、第２の溝部材９２と、を有し、成膜室１１のステージ１５の外周に配置される。第１の溝部材９１は、ステージ１５側に配置される。第２の溝部材９２は、第１の溝部材９１と間隔をあけて、第１の溝部材８１よりも外周に配置される。
【0110】
第１の溝部材９１は、第１の開口形成部９１１を含む。第１の開口形成部９１１は、開口Ｐの一部を形成し、ステージ１５の周縁に沿って延びる。
【0111】
第２の溝部材９２は、第２の開口形成部９２１と、第２の開口形成部９２１が接続された基部９２２と、を含む。
第２の開口形成部９２１は、第１の開口形成部９１１とともに排気溝９０の開口Ｐを形成し、ステージ１５の周縁に沿って延びる。第２の開口形成部９２１は、第２の状態において、第１の状態よりも第１の開口形成部９１１から離間するように構成され、例えば基部９２２に対して成膜室１１の内外方向（例えば図１４においてはＸ軸方向）にスライド可能に構成される。
第２の開口形成部９２１は、第１の開口形成部９１１とともに排気溝９０の開口Ｐを形成し、ステージ１５の周縁に沿って延びる。第２の開口形成部９２１は、第２の状態において、第１の状態よりも第１の開口形成部９１１から離間するように構成され、例えば基部９２２に対して成膜室１１の内外方向（例えば図１４においてはＸ軸方向）にスライド可能に構成される。
【0112】
これによっても、開口部Ｐの開口幅を第１の状態と第２の状態とで可変に構成することができる。したがって、成膜工程においては、排気溝９０を開口幅の狭い第１の状態に切り替え、膜厚分布を均一化することができる。また、調圧工程及び排気工程においては、排気溝９０を開口幅の広い第２の状態に切り替え、排気性能を高めて生産効率を高めることができる。
【0113】
【0114】
第２の溝部材９２の第２の開口形成部９２１は、第２の状態において第１の状態よりも第１の開口形成部９１１から離間するように、開閉可能に構成されてもよい。すなわち、第２の溝部材９２は、第２の開口形成部９２１と、第２の開口形成部９２１が接続された基部９２２と、を含む。第２の開口形成部９２１は、基部９２２に対して回転軸Ｒまわりに回動可能に接続される。
【0115】
すなわち、図１５Ａに示す第１の状態において、第２の開口形成部９２１は、基部９２２から成膜室１１の内方に突出する。これにより、第２の開口形成部９２１の端部と第１の開口形成部９１１とがＸ軸方向に対向し、開口幅を狭めることができる。
【0116】
また、図１５Ｂに示す第２の状態において、第２の開口形成部９２１は、第１の状態から回転軸Ｒまわりに回動し、基部９２２の側面に沿ってＺ軸方向に延びる。これにより、開口Ｐの開口幅を広げることができる。
【0117】
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。
【0118】
以上の実施形態では、排気溝４０の状態の切り替えが終了してから次のステップを行う態様について説明したが、これに限定されない。例えば、排気溝４０の第２の状態への切り替えは、調圧工程と同時に行ってもよいし、排気工程と同時に行ってもよい。また、第１の状態への切り替え中に成膜工程を開始してもよい。
【0119】
また、「第２の状態の第２の開口幅」は、「第１の状態の第１の開口幅」よりも大きい任意の値を採り得るものとする。例えば、「第２の状態の第２の開口幅」は、工程毎に異なっていてもよいし、調圧工程内及び排気工程内において多段に設定されていてもよい。
【0120】
例えば、図１６に示すように、排気溝４０がステージ１５の周囲を環状に取り囲む構成に限定されず、排気溝４０がステージ１５の一部に沿って配置されていてもよい。図１６の例では、排気溝４０は、ステージ１５を挟んでＸ軸方向に対向して配置されている。このような構成でも、排気溝４０の第１の状態と第２の状態とを切り替えることによって、成膜厚均一性の向上と生産効率の向上とを両立させることができる。
【0121】
あるいは、ガス供給部３０の構成は、ガス供給配管３１を有する例に限定されない。例えば、図１７に示すように、ガス供給部３０は、ガスを吐出可能なガス吐出孔３２１を含むシャワープレート３２を有していてもよい。シャワープレート３２を例えば紫外線ＵＶ透過性の材料で構成することで、成膜工程では基板Ｗ上へ原料ガスを供給可能であって、かつ、ＵＶ照射工程では基板Ｗ上へ紫外線ＵＶを照射させることが可能となる。これにより、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる成膜装置１００を提供できる。
【符号の説明】
【0122】
１０…チャンバ
１１…成膜室
１５…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
４０，８０，９０…排気溝
４１，８１，９１…第１の溝部材
４２，８２，９２…第２の溝部材
５０，７０…駆動機構
６０…制御部
４１１．８１１．９１１…第１の開口形成部
４２１．８２１．９２１…第２の開口形成部
Ｐ…開口
１１…成膜室
１５…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
４０，８０，９０…排気溝
４１，８１，９１…第１の溝部材
４２，８２，９２…第２の溝部材
５０，７０…駆動機構
６０…制御部
４１１．８１１．９１１…第１の開口形成部
４２１．８２１．９２１…第２の開口形成部
Ｐ…開口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】