CN113039308A - 成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种成膜装置，具有：具有成膜室的腔室、支承基板的工作台、光源单元、气体供给部以及加热部。上述光源单元具有照射能量射线的照射源，并且与所述成膜室相向地配置。上述气体供给部具有喷淋板和气体扩散室。上述喷淋板使上述能量射线进行透射，包括与上述光源单元相向的第一面、与上述工作台相向的第二面以及贯通上述第一面和上述第二面的多个贯通孔。上述气体扩散室面向上述第一面并使含有受到上述能量射线的照射而固化的能量射线固化树脂的原料气体扩散。上述气体供给部将上述原料气体从上述气体扩散室供给至上述成膜室。上述加热部加热上述喷淋板的上述第一面。

Description

成膜装置
技术领域
本发明涉及一种形成由能量射线固化树脂所成的树脂层的成膜装置。
背景技术
在将紫外线固化树脂等能量射线固化树脂固化并在基板上形成树脂层时，典型地进行以下两道工序。即，通过冷却台支承基板，并向冷却台支承的基板上供给含有该树脂的原料气体的工序，和向基板上照射紫外线等的光而在基板上形成固化后的树脂层的工序。
尤其于最近提出了一种成膜装置，其不在各自独立的真空腔室内实施这样的多个工序，而是在一个真空腔室内实施向基板上供给原料气体的工序和利用紫外线等在基板上形成固化后的树脂层的工序。例如，在专利文献1中记载了一种成膜装置，其具有包括喷出原料气体的配管的气体供给部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-064187号公报。
发明内容
发明要解决的问题
但是在专利文献1记载的成膜装置中，当原料气体从配管喷出时，在基板上形成的树脂层的膜厚分布出现偏差，无法得到期望的成膜品质。此外，由于在配管等气体供给部的树脂的堆积，有可能降低生产率。
鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种成膜装置，其能够提高成膜品质和生产率。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明的一种实施方式涉及的成膜装置具有：腔室、工作台、光源单元、气体供给部以及加热部。
上述腔室具有成膜室。
上述工作台配置在上述成膜室，并支承基板。
上述光源单元具有照射能量射线的照射源，并且与所述成膜室相向地配置。
上述气体供给部具有：喷淋板和气体扩散室。
上述喷淋板使上述能量射线进行透射且包括与上述光源单元相向的第一面、与上述工作台相向的第二面以及贯通上述第一面和上述第二面的多个贯通孔。
上述气体扩散室面向上述第一面，使含有受到上述能量射线的照射而固化的能量射线固化树脂的原料气体扩散。
上述气体供给部将上述原料气体从上述气体扩散室供给至上述成膜室。
上述加热部加热上述喷淋板的上述第一面。
在该结构中，由于气体供给部具有喷淋板和气体扩散室，而将通过气体扩散室加压的原料气体从喷淋板的多个贯通孔向成膜室供给。由此，能够使向成膜室供给的原料气体的流量均匀，并且能够使膜厚分布均匀。从而能够提高成膜品质。进而，通过加热部加热喷淋板的气体扩散室侧的第一面。由此，能够防止能量射线固化树脂附着在气体扩散室的内壁和贯通孔，能够抑制能量射线的透射率的降低、贯通孔的堵塞，能够提高生产率。
上述加热部也可以具有在上述喷淋板的上述第一面形成的透明导电膜。
由此，通过透明导电膜的电阻加热来加热第一面。因此，能够在确保喷淋板的能量射线的透射性的同时，容易地进行加热部的维护。
例如，上述透明导电膜也可以含有ITO。
由此，透明导电膜能够具有足够的能量射线透射性。
此外，上述透明导电膜也可以具有与上述多个贯通孔连通的多个孔。
由此，即使在第一面的较多的区域都被透明导电膜覆盖的情况下，也能够供给原料气体。
例如，上述喷淋板也可以由石英玻璃构成。
由此，能够充分地确保喷淋板相对于能量射线的透射性。
作为具体的结构，上述腔室还可以具有：
开口部，其使上述成膜室朝向上述光源单元开放，以及
顶板，其封闭上述开口部，并且使上述能量射线进行透射，
上述气体扩散室构成为夹在上述顶板和上述喷淋板之间的空间。
由此，能够利用腔室的顶板来形成气体扩散室，能够降低部件数量。因此，能够形成容易维护的结构。
发明效果
如上所述，根据本发明能够提高成膜品质和生产率。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的成膜装置的概要剖视图。
图2是表示放大了图1所示的喷淋板和透明导电膜的概要剖视图。
图3是表示上述透明导电膜的概要俯视图。
图4是表示本实施方式的比较例涉及的成膜装置的概要剖视图。
图5是表示本发明的其他实施方式涉及的成膜装置的主要部分剖视图。
图6是表示本发明的其他实施方式涉及的成膜装置的主要部分俯视图。
图7是表示本发明的其他实施方式涉及的成膜装置的主要部分俯视图。
图8是表示本发明的其他实施方式涉及的成膜装置的主要部分剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的成膜装置100的概要剖视图。图中，X轴方向和Y轴方向表示彼此正交的水平方向，Z轴方向表示与X轴方向和Y轴方向正交的方向。
[成膜装置]
成膜装置100构成为用于在基板W上形成由作为能量射线固化树脂的紫外线固化树脂所成的层的成膜装置。成膜装置100是用于在将含有紫外线固化树脂的原料气体供给至基板W上之后，向基板W上照射紫外线而形成紫外线固化树脂层的装置。
成膜装置100具有：腔室10、工作台15、光源单元20、气体供给部30以及加热部40。
(腔室)
腔室10具有：成膜室11、形成在成膜室11的上部的开口部13以及气密地封闭开口部13的顶板12。
腔室10是上部开口的金属制真空容器，在内部具有成膜室11。成膜室11构成为能够经由连接至腔室10底部的真空排气系统19排气至或者维持在规定的减压环境。
顶板12使紫外线UV进行透射。例如，顶板12具有：使紫外线UV进行透射的窗部121和支承窗部121的框部122。窗部121由石英玻璃等紫外线透射性材料构成，框部122由铝合金等金属材料构成。窗部121的个数没有特别限制，可以是两个以上，也可以是单个。
(工作台)
工作台15配置在成膜室11，构成为能够支承基板W。工作台15例如通过冷却水等冷却介质进行冷却。另外，也可以构成为将冷却至上述规定温度以下的基板W输送至成膜室11。
基板W是玻璃基板，也可以是半导体基板。基板的形状、大小没有特别限制，可以是矩形也可以是圆形。也可以预先在基板W的成膜面形成元件。在这种情况下，成膜在基板W的树脂层发挥作为上述元件的保护膜的功能。
(光源单元)
光源单元20具有壳体21和照射源22。壳体21配置在顶板12的之上，具有容纳照射源22的光源室23。光源室23例如是大气环境。照射源22朝向工作台15经由顶板12的窗部121照射作为能量射线的紫外线UV，典型地由紫外线灯构成。不限于此，照射源22也可以采用光源模组，该光源模组以矩阵状排列有多个发出紫外线UV的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)。
(气体供给部)
气体供给部30将含有受到紫外线UV照射而固化的树脂(紫外线固化树脂)的原料气体向成膜室11供给。气体供给部30具有喷淋板31和气体扩散室32。
喷淋板31为板状，由石英玻璃等紫外线透射性材料构成。喷淋板31经由适当的固定部件固定在腔室10的内壁面。
喷淋板31具有与光源单元20相向的第一面311、与工作台15相向的第二面312以及贯通第一面311和第二面312的多个贯通孔313。
多个贯通孔313在厚度方向上贯通喷淋板31，使气体扩散室32与成膜室11彼此连通。贯通孔313构成为能够从气体扩散室32向成膜室11供给原料气体。多个贯通孔313可以在平面内隔开一定的间隔形成，也可以隔开不同的间隔形成。此外，各贯通孔313的直径可以相同，也可以不同。
气体扩散室32使原料气体扩散。例如，气体扩散室32构成为夹在顶板12和喷淋板31之间的空间，基于顶板12、喷淋板31以及腔室10的侧壁划定。上述原料气体经由原料气体生成部101导入气体扩散室32。
作为紫外线固化树脂材料，例如能够使用丙烯酸系树脂。此外，还能够向上述树脂添加聚合引发剂等来使用。通过设置在腔室10的外部的原料气体生成部101生成含有这种树脂的原料气体。原料气体生成部101经由配管130向气体供给部30的气体扩散室32导入含有上述树脂的原料气体。
原料气体生成部101具有树脂材料供给管线110、气化器120以及配管130。
树脂材料供给管线110具有填充有液态树脂材料的储存罐111和将树脂材料从储存罐111向气化器120输送的配管112。在将树脂材料从储存罐111向气化器120输送时，例如可以使用由氮气等非活性气体构成的载气。此外，还能够在配管112安装阀门V1或未图示的液体流量控制器等。
在气化器120生成的原料气体经由配管130向气体供给部30的气体扩散室32供给。在配管130安装有阀门V2，能够调节气体向气体扩散室32的流入。进而也能够通过安装未图示的流量控制器，控制向气体扩散室32流入的气体的流量。
其中，在导入气体扩散室32的原料气体冷却至低于气化温度的情况下，含有该原料气体的树脂材料有时会堆积在气体扩散室32的内壁、贯通孔313的内部。为了防止这种情况，成膜装置100还具有加热喷淋板31的第一面311的加热部40。
(加热部)
在本实施方式中，加热部40具有形成在喷淋板31的第一面311的透明导电膜41，和与透明导电膜41连接的配线42。加热部40构成为能够通过透明导电膜41的电阻加热，将气体扩散室32和喷淋板31加热到上述树脂材料的汽化温度以上的适当的温度。配线42例如可以如图1所示连接在成膜装置100的后述的控制部50，也可以连接在其他的电源装置。
透明导电膜41例如包括ITO(氧化铟锡)。由此，能够在充分确保对于工作台15的能量射线的透射性的同时，加热气体扩散室32和喷淋板31。
图2是表示放大喷淋板31和形成在它的透明导电膜41的概要剖视图。图3是表示形成在喷淋板31的透明导电膜41的概要俯视图。
在本实施方式中，透明导电膜41构成为覆盖喷淋板31的整个第一面311。为了确保该结构也能供给原料气体，透明导电膜41具有与多个贯通孔313连通的多个孔411。多个孔411与各贯通孔313对应地设置，且具有与对应的各贯通孔313大致相同的直径。
成膜装置100还具有控制部50。控制部50典型地由计算机构成，控制成膜装置100的各部。
[成膜方法]
接着，对使用如上述那样构成的本实施方式的成膜装置100的成膜方法进行说明。
(成膜工序)
成膜工序具有含有紫外线固化树脂的原料气体的供给工序和紫外线树脂层的固化工序。
在成膜工序中，成膜室11通过真空排气系统19调压至规定的真空度，基板W配置在冷却至规定温度以下的工作台15。气体供给部30通过加热部40加热至紫外线固化树脂的汽化温度以上。
在原料气体的供给工序中，在原料气体生成部101生成的含有紫外线固化树脂的原料气体经由配管130被向气体供给部30导入。导入至气体供给部30的原料气体在气体扩散室32扩散，经由喷淋板31的多个贯通孔313供给至工作台15上的基板W的整个面。供给至基板W的表面的原料气体中的紫外线固化树脂在冷却至其凝结温度以下的基板W的表面凝结并堆积。
在紫外线固化树脂的固化工序中，停止供给原料气体，并且从光源单元20的照射源22向工作台15的工作台15照射紫外线UV。由于气体供给部30由使紫外线进行透射的材料构成，因此经由气体供给部30向工作台15上的基板W照射足量的紫外线UV。由此，在基板W上形成紫外线固化树脂的固化物层。
固化工序结束后，将基本W从成膜室11送出，并将新的未成膜的基板W送入成膜室。然后同样地实施上述各工序。由此，能够通过一台成膜装置在基板W上形成规定厚度的紫外线固化树脂层。
[本实施方式的作用效果]
在本实施方式中，将原料气体供给至气体扩散室32，并通过原料气体将气体扩散室32的内部整体维持在一定的压力以上。假如，在气体供给部没有喷淋板而是由多个气体喷出配管等构成的情况下，在距离原料气体生成部101较近的部分和较远的端部之间产生原料气体的流量和压力的差。因此，从气体喷出配管喷出的原料气体的流量产生分布，难以使紫外线固化树脂层的平面内的膜厚分布均匀。
另一方面，在本实施方式中，能够使气体扩散室32的内部的原料气体的压力更加均匀。由此，能够将在喷淋板31的中央部的贯通孔313和在边缘部的贯通孔313的原料气体的流量维持在几乎恒定。因此，能够使基板W上成膜的树脂层的膜厚分布均匀，提高成膜品质。
此外，在本实施方式中，加热部40加热喷淋板31的第一面311。由此，能够防止紫外线固化树脂层堆积在气体扩散室32的内壁、贯通孔313。因此，防止了由堆积的树脂层引起的紫外线透射率的降低，能长时间维持稳定的紫外线的透射量。即，能够防止经长时间而成膜效率降低，能够提供一种生产率优异的成膜装置100。
此外，通过加热部40防止树脂层堆积在气体扩散室32和喷淋板31，也能够防止堆积的树脂层脱落产生颗粒。由此，能够维持成膜室11内的无尘状态，并且能够容易地维护。此外，通过加热部40能够防止脱落的树脂附着在成膜中的基板W上，能够进一步提高成膜品质。
进而，加热部40具有构成为覆盖喷淋板31的整个第一面311的透明导电膜41。由此，能够在维持喷淋板31的紫外线UV的透射性的同时，更加均匀地对喷淋板31的平面内进行加热。因此，能够更加有效地防止树脂层堆积在气体扩散室32的内壁、贯通孔313。
除此之外，由于加热部40与喷淋板31一体地构成，所以不需要对加热部40进行另外的维护。由此，能够更加容易地进行成膜装置100的维护。
此外，因为透明导电膜41具有与贯通孔313连通的孔411，所以能够在维持贯通孔313的原料气体的供给功能的同时，有效地加热贯通孔313。因此，能够更加可靠地防止附着的树脂引起的贯通孔313的堵塞。
[其他实施方式]
喷淋板31的结构不限于上述内容。
例如图4的主要部分剖视图所示，供给部30也可以具有多个喷淋板31、多个支承喷淋板31的框部33以及气体扩散室32。通过分割喷淋板31，能够减小各喷淋板31的尺寸，能够降低气体供给部30的制造成本。
此外，虽然在说明中气体供给部30的气体扩散室32由喷淋板31和腔室10的顶板12形成，但是不限于该结构。例如图5的主要部分剖视图所示，气体供给部30也可以具有设置有喷淋板31的喷淋头34。喷淋头34配置在成膜室11的工作台15与顶板12之间，在内部形成有气体扩散室32。此外在喷淋头34中，喷淋板31与顶板12侧的面34a由具有紫外线透射性的材料构成。通过这样的结构也能够使基板W内的紫外线固化树脂层的膜厚分布均匀。
喷淋板31的贯通孔313和透明导电膜41的孔411不限于图3所示的配置，例如也可以是如图6所示的交错配置。或者也可以是其他配置。
此外，透明导电膜41不限于是覆盖整个第一面311的结构。例如图7的概要俯视图所示，透明导电膜41也可以形成为带状的图案。在这种情况下如图7所示，透明导电膜41也可以形成在相邻的贯通孔313之间。此外，在透明导电膜41构成为覆盖贯通孔313的情况下，也可以在与贯通孔313对应的位置具有孔411。透明导电膜41不限于带状的图案，也可以其他的任意图案的方式形成。
此外，加热部40不限于是具有透明导电膜41的结构，例如图8的主要部分剖视图所示，也可以具有配置在第一面311侧的电阻加热线43等的加热器。电阻加热线43例如能够是通过印刷法形成的印刷布线。
进而，加热部40除了具有透明导电膜41之外，也可以具有加热成膜室11的内壁、顶板12等的加热源。
以上，虽然对本发明的各实施方式进行了说明，但是本发明并不仅限于上述的实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更。
在以上的实施方式中，虽然示例了能量射线为紫外线的例子，但是不限于此。例如也能够使用由13MHz、27MHz左右的高频电源产生的电磁波。在这种情况下，照射源可以是振荡器等。此外，能够将电子束作为能量射线，并将照射源设为电子束源。
进而，也能够将以上的实施方式涉及的成膜装置作为例如具有多个腔室的连续式或者集群式的成膜装置的一部分使用。通过使用这样的装置，更容易制作具有像发光元件那样的多层的元件等。此外，通过这样的装置能够实现低成本化、省空间化、以及生产率的进一步提高。
附图标记说明
10：腔室；
11：成膜室；
12：顶板；
13：开口部；
15：工作台；
20：光源单元；
22：照射源；
30：气体供给部；
31：喷淋板；
32：气体扩散室；
40：加热部；
41：透明导电膜；
100：成膜装置；
311：第一面；
312：第二面；
313：贯通孔；
411：孔。

Claims (6)

1.一种成膜装置，具有：
腔室，其具有成膜室，
工作台，其配置在所述成膜室，对基板进行支承，
光源单元，其具有照射能量射线的照射源，并且与所述成膜室相向地配置，
气体供给部，其具有使所述能量射线透射的喷淋板和气体扩散室，所述喷淋板包括与所述光源单元相向的第一面、与所述工作台相向的第二面以及贯通所述第一面和所述第二面的多个贯通孔，所述气体扩散室面向所述第一面，使含有受到所述能量射线的照射而固化的能量射线固化树脂的原料气体扩散，所述气体供给部将所述原料气体从所述气体扩散室供给至所述成膜室，以及
加热部，其加热所述喷淋板的所述第一面。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
所述加热部具有形成在所述喷淋板的所述第一面的透明导电膜。
3.根据权利要求2所述的成膜装置，其中，
所述透明导电膜包括ITO。
4.根据权利要求2或3所述的成膜装置，其中，
所述透明导电膜具有与所述多个贯通孔连通的多个孔。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的成膜装置，其中，
所述喷淋板由石英玻璃构成。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的成膜装置，其中，
所述腔室还具有：
开口部，其使所述成膜室朝向所述光源单元开放，以及
顶板，其封闭所述开口部，并且使所述能量射线进行透射，
所述气体扩散室构成为夹在所述顶板和所述喷淋板之间的空间。
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