JP2008088509A

JP2008088509A - 成膜装置及び成膜装置による成膜方法

Info

Publication number: JP2008088509A
Application number: JP2006271577A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Hattori; 恭典服部
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】被成膜物を移動させることなくそれぞれ異なる膜を異なる外周範囲に多層に成膜
ができる成膜装置及び成膜装置による成膜方法を提供すること
【解決手段】基板Ｓの表面に成膜する真空成膜装置１に、可動マスク装置９を設けること
によって、可動マスク装置９を構成する可動マスク部１０をボールネジ１１、ネジ側プー
リ、タイミングベルト１３、駆動側プーリを介してステッピングモータＭにより移動可能
にした。従って、減圧チャンバー２の外部から、各可動マスク部１０の配置位置を変更す
ることができる。その結果、減圧チャンバー２が減圧状態であっても容易に各可動マスク
部１０の配置位置を変更することができると共に、各可動マスク部１０の配置位置の変更
によって基板Ｓ上の外周成膜範囲の変更も容易にできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、成膜装置及び成膜装置による成膜方法に関する。

成膜対象物、例えばガラス基板等に成膜を行なう場合は、真空成膜装置を用いて蒸着す
る方法、例えば化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）等を用いること
が一般的である。そして、成膜対象物に多層成膜を行なう場合は、一例として成膜対象物
を成膜工程順に並べられた複数の真空成膜装置間を順次移動させて、成膜対象物に順次成
膜する方法が行なわれてきた。

しかし、複数の真空成膜装置を用いて成膜対象物に順次成膜する場合は、成膜対象物を
真空成膜装置から出し入れする度に、個々の真空成膜装置内部の気圧を減圧、もしくは大
気圧へ戻す作業が必要であり、真空成膜装置内部の気圧調整の時間が必要であった。その
結果、１つの成膜対象物に多層膜を形成する作業は非常に時間を要し生産性の向上を図る
上で問題があった。

ところで、真空状態の真空成膜装置内に比べて大気圧である真空成膜装置外の雰囲気は
汚染度が高く、成膜対象物の汚染を避けるために、汚染の可能性の低い真空状態のまま連
続して多層成膜することが望まれていた。

さらに、多層成膜する場合は、膜ごとに成膜範囲を任意に変更したい場合があり、その
場合も、成膜対象物を真空成膜装置間を移動させずに、成膜対象物を単一の真空成膜装置
に載置したままで成膜範囲を変更できる成膜装置や成膜方法が望まれていた。

そこで、単一の真空成膜装置を用いて真空状態を保ったまま成膜対象物に連続して多層
成膜する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の真空基板搬送装置
及び真空基板搬送方法は、複数の成膜電極部、円周上等間隔に複数の第１基板ホルダを備
える第１搬送体、複数の第２基板ホルダを備える第２搬送体を内蔵した真空成膜室を備え
る。又、真空成膜室の下部には、これと連通しかつローラコンベアとターンテーブルから
なるロード室およびアンロード室を備える。さらに、複数の基板を収納した基板ケースか
ら基板授受装置により、第２搬送体を介して第１搬送体に基板を供給して成膜後、成膜基
板を第１搬送体から第２搬送体を介して基板ケースに収納するようになっている。

しかしながら、特許文献１の真空基板搬送装置は、成膜範囲を制限する一つのマスクを
、多層に成膜するすべての膜の成膜に用いており、膜ごとに成膜範囲を変更することはで
きなかった。又、特許文献１の真空基板搬送装置は、光ディスクなどの記録媒体を対象と
しているため、マザー基板、例えば複数の液晶装置やエレクトロルミネッセンス装置など
が作成可能な大型のガラス基板に用いると、成膜装置が大型化する問題があった。

そこで、単一の真空成膜装置を用いて真空状態を保ったまま成膜対象物に成膜する膜の
成膜範囲を変更する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。特許文献２の真空成
膜装置および真空成膜方法は、フレキシブル支持体に薄膜をパターンニングするための真
空成膜装置であり、蒸発源からの蒸発物をフレシキブル支持体の目的の位置に真空成膜す
る際、シャッターを開閉させ、遮蔽部材の開口部を経由する蒸発物の移動を遮断するよう
になっている。
特開平９−１１１４５３号公報特開２００３−１６２９９９号公報

しかしながら、特許文献２の真空成膜装置は、成膜対象物が移動することにより成膜範
囲が変化するものであって、載置された成膜対象物の成膜範囲を変化させるものではなか
った。詳しくは、蒸発源と成膜対象物の間に開閉可能なマスクを設けて蒸発物質を遮蔽す
るか否かを制御するもので、遮蔽部材は固定であり成膜範囲を任意に変更することはでき
ない。又、多層成膜をする場合には膜ごとに蒸発源、シャッター及び遮蔽部材が必要であ
り、真空成膜装置の大型化も避けられなかった。

本発明の目的は、被成膜物を移動させることなくそれぞれ異なる膜を異なる外周範囲に
多層に成膜ができる成膜装置及び成膜装置による成膜方法を提供することにある。

本発明の成膜装置は、減圧された成膜装置内に載置された被成膜物の表面に、成膜部材
供給手段から供給される成膜部材を堆積させて、被成膜物の表面に前記成膜部材からなる
膜を形成する成膜装置において、前記被成膜物の上方に配置され前記被成膜物の表面と平
行な方向に移動して、前記被成膜物に前記成膜部材が堆積する外周範囲を適宜変更するた
めの可動マスク手段と、前記可動マスク手段を前記平行な方向に移動させる可動マスク移
動手段とを備える。

本発明の成膜装置によれば、被成膜物に成膜部材を堆積させる外周範囲を可動マスク移
動手段により可動マスク手段を移動させることにより適宜変更することができるため、例
えば、被成膜物にそれぞれ成膜範囲の異なる複数の膜を成膜する場合、被成膜物を他の場
所に移すことなく容易にその成膜範囲を変更して成膜することができる。

本発明の成膜装置において、前記可動マスク手段は、前記成膜部材供給手段と前記被成
膜物との間に備えてもよい。
本発明の成膜装置によれば、可動マスク手段、成膜部材供給手段から供給される成膜部
材が被成膜物へ移動する経路上に、可動マスクが配置されることから、可動マスク手段が
被成膜物に成膜部材を堆積する範囲を適宜変更することができる。

本発明の成膜装置において、前記被成膜物と前記可動マスク手段との間には固定した成
膜範囲を規定する固定マスク手段を備えてもよい。
本発明の成膜装置によれば、成膜部材が被成膜物に堆積する成膜範囲を固定マスク手段
又は可動マスク手段のいずれか好適な方に適宜選択することができる。

本発明の成膜装置において、前記被成膜物に前記成膜部材をプラズマ化学気相成長法に
より成膜してもよい。
本発明の成膜装置によれば、被成膜物に成膜部材をプラズマ化学気相成長法によって成
膜される膜は、可動マスク手段によって、適宜の範囲に好適に堆積される。

本発明の成膜装置による成膜方法は、減圧された成膜装置内に載置された被成膜物の表
面に、成膜部材供給手段から供給される成膜部材を堆積させて、前記被成膜物の表面に前
記成膜部材からなる膜を形成する成膜装置による成膜方法であって、前記被成膜物の上方
に配置され前記被成膜物の表面と平行な方向に移動して、前記被成膜物に前記成膜部材が
堆積する外周範囲を適宜変更するための可動マスク手段と、前記可動マスク手段を前記平
行な方向に移動させる可動マスク移動手段とを備え、前記成膜装置内に前記被成膜物を載
置した状態で、前記可動マスク手段を移動させるとともに前記成膜部材供給手段から供給
される前記成膜部材を変更して、前記被成膜物に、それぞれ外周成膜範囲の異なる複数の
膜を成膜する。

本発明の成膜装置による成膜方法によれば、装置内において、成膜部材供給手段から供
給される異なる成膜部材毎に、被成膜物に堆積させる外周範囲を可動マスク移動手段によ
り適宜変更することができることから、被成膜物にそれぞれ外周成膜範囲の異なる複数の
膜を成膜する場合、被成膜物を他の場所に移すことなく、装置内で成膜することができる
。

本発明の成膜装置による成膜方法において、前記被成膜物は、ガラス基板であり、前記
ガラス基板の所定の範囲には、第１シリコン酸化膜が堆積形成され、その第１シリコン酸
化膜の上側の所定範囲にシリコン膜が成膜されてもよい。

本発明の成膜装置による成膜方法によれば、ガラス基板の上に第１シリコン酸化膜を成
膜し、その第１シリコン酸化膜の上にシリコン膜を成膜することができるので、この成膜
方法を半導体の製造にも用いることができる。

本発明の成膜装置による成膜方法において、前記シリコン膜の成膜範囲は、前記第１シ
リコン酸化膜の成膜範囲の内側であってもよい。
本発明の成膜装置による成膜方法によれば、シリコン膜の成膜範囲は、第１シリコン酸
化膜の成膜範囲の内側であるので、シリコン膜と被成膜物との間には必ず第１シリコン酸
化膜が存在する。従って、第１シリコン酸化膜及びシリコン膜によって成膜された被成膜
物を洗浄する場合に、シリコン膜から見た排水特性を全周に渡って同様にすることができ
て、シリコン膜から見た排水特性の違いによる洗浄液の排水ムラを抑制することができる
。

本発明の成膜装置による成膜方法において、前記シリコン膜を成膜後、前記被成膜物の
前記第１シリコン酸化膜及び前記シリコン膜の上に、前記シリコン膜が成膜された範囲と
異なる広さの範囲に第２シリコン酸化膜を堆積させてもよい。

本発明の成膜装置による成膜方法によれば、被成膜物に成膜された第１シリコン酸化膜
及びシリコン膜の上にさらに、第２シリコン酸化膜を形成することができる。つまり、本
発明の成膜装置による成膜方法によれば、被成膜物には複数の成膜部材の異なる膜を形成
することができる。

本発明の成膜装置による成膜方法において、前記第２シリコン酸化膜は、前記第１シリ
コン酸化膜及び前記シリコン膜を覆う範囲であってもよい。
本発明の成膜装置による成膜方法によれば、第２シリコン酸化膜は、第１シリコン酸化
膜及びシリコン膜を覆うので、第２シリコン酸化膜で覆われた第１シリコン酸化膜及びシ
リコン膜は、膜剥がれを防止したり、被成膜物を減圧された成膜装置内から取り出した場
合に雰囲気で汚染されることを防止したりすることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１は、成膜装置としての真空成膜装置１の断面図である。

真空成膜装置１は、減圧密閉容器である減圧チャンバー２、ステージ３、ガス供給管４
、成膜部材供給手段としてのシャワープレート５、固定マスク装置８、及び、可動マスク
手段及び可動マスク移動手段としての可動マスク装置９を備える。

減圧チャンバー２は、その内部の気圧を外部の気圧より減圧することが可能な金属性の
容器であって、内部には被成膜物としての基板Ｓを載置固定するステージ３が設けられて
いる。ステージ３は、例えばアルミニウム等の金属製であって、表面が略矩形状をなすと
共に、図示しない支持具により減圧チャンバー２内の底部に対して絶縁固定されている。

減圧チャンバー２の上部には、ガス供給管４が接続されている。ガス供給管４は、その
一端は減圧チャンバー２の内部に突出し、他端は図示しない各種ガスバルブを介して成膜
のためのガス供給タンクと接続されている。そして、ガスバルブを開くことにより、ステ
ージ３に載置した基板Ｓの表面に第１成膜部材、第２成膜部材もしくは第３成膜部材とし
ての成膜部材による膜を成膜させるための成膜ガスを減圧チャンバー２内に供給するよう
になっている。

減圧チャンバー２内に突出したガス供給管４の一端には、シャワープレート５が連結さ
れている。シャワープレート５は、例えばアルミニウム等の金属製であって、図示しない
支持具により減圧チャンバー２内の天部に絶縁固定されていると共に、図示しない接地線
と接続されている。シャワープレート５は、表面が略矩形形状をなすと共にステージ３に
相対向して設けられている。又、シャワープレート５は、ガス供給管４とは電気的に絶縁
された状態で接続されている。

シャワープレート５は、その内部にガス供給管４と連通するガス導管５ａを備え、その
ガス導管５ａには、シャワープレート５の表面に向けて細分岐し、シャワープレート５の
表面に等間隔に配置されたガス噴出口５ｂが設けられている。従って、シャワープレート
５は、ガス供給管４から供給された成膜ガスをシャワープレート５の表面のガス噴出口５
ｂから減圧チャンバー２内に均等に供給できるようになっている。

シャワープレート５とステージ３は、高周波電源装置、例えば１３．５６メガヘルツの
周波数である交流電源からの電線が接続されていて、シャワープレート５はプラズマＣＶ
Ｄ法によって基板Ｓに成膜する場合のアノード電極となり、ステージ３はカソード電極と
なっている。

固定マスク装置８は、ステージ３に載置された基板Ｓの最大の成膜範囲を規制するため
のマスク装置であって、固定マスク支持部８ａ及び固定マスク手段としての固定マスク部
８ｂを備える。固定マスク支持部８ａは、略矩形状のステージ３の各辺に隣接してそれぞ
れ配置固定されていて、そのステージ３の四方に配置された固定マスク支持部８ａは、そ
れぞれ固定マスク部８ｂを支持している。各固定マスク部８ｂは、板状の部材であって、
図３（ａ）に示すように、協働してシャワープレート５側から基板Ｓを見た場合に、基板
Ｓの大きさよりも小さな矩形状の空間が開くように構成されている。尚、固定マスク支持
部８ａの固定マスク部８ｂを支持する上面の高さは、ステージ３に基板Ｓを載置した場合
の高さよりも少し高くなる、例えば０．２〜０．３ミリメートル高くなるように設置され
ている。

可動マスク装置９は、基板Ｓの成膜範囲を任意に規制するためのマスク装置であって、
可動マスク移動手段を構成する可動マスク手段としての可動マスク部１０を備えている。
可動マスク部１０は、板状の部材であって、前記各固定マスク部８ｂに対応して、それぞ
れ各固定マスク部８ｂの上方位置に、図３（ｂ）に示すように平行に配設されている。そ
して、可動マスク部１０のうち、図３（ｂ）に示す、左右方向に配置された可動マスク部
１０は、それぞれ左右方向にのみ移動可能に、図示しない減圧チャンバー２内に設けたガ
イド部材にて移動可能に支持されている。又、可動マスク部１０のうち、図３（ｂ）に示
す、前後方向に配置された可動マスク部１０は、それぞれ前後方向にのみ移動可能に、図
示しない減圧チャンバー２内に設けたガイド部材によって移動可能に支持されている。尚
、図３（ｂ）に示すように、左右方向に配置された可動マスク部１０と、前後方向に配置
された可動マスク部１０は、それぞれ高さ方向においてずらして配置し、移動時に互いに
衝突しないようにしている。

そして、各可動マスク部１０は、それぞれ適宜移動することによって、図３（ｂ）に示
すように、協働してシャワープレート５側から基板Ｓを見た場合に、基板Ｓの大きさより
も小さな矩形状の外周範囲を有する矩形状の空間が適宜開くように構成されている。

次に、各可動マスク部１０を、移動させる可動マスク移動手段の構成を説明する。尚、
いずれの可動マスク部１０を移動させる構成も同じなので、その１つを説明して他の構成
は説明の便宜上省略する。

図２において、図示しないガイド部材にて一方向にのみ往復移動可能に支持された可動
マスク部１０は、長手方向に一対の可動マスク移動手段を構成するボールネジ１１が螺合
されている。一対のボールネジ１１は、図１に示すように、そのネジ部１１ａが減圧チャ
ンバー２内に配置され可動マスク部１０に形成されたネジ穴１０ａに螺合されていると共
に、軸部１１ｂが減圧チャンバー２の側壁に回転可能に支持され同チャンバー２の外に突
出形成されている。一対のボールネジ１１は、同期して同方向に正逆回転するようになっ
ている。従って、一対のボールネジ１１は、同期して同方向に正逆回転すると、ガイド部
材にて一方向にのみ往復移動可能に支持された可動マスク部１０は、その一方向にのみ往
復移動する。

一対のボールネジ１１のネジ部１１ａには、それぞれ可動マスク移動手段を構成するネ
ジ側プーリ１２が連結固定されている。各ネジ側プーリ１２は、同じく可動マスク移動手
段を構成するタイミングベルト１３を介して、同じく可動マスク移動手段を構成するステ
ッピングモータＭの回転軸に固着した同じく可動マスク移動手段を構成する駆動側プーリ
１４と駆動連結されている。従って、ステッピングモータＭが正逆回転すると、タイミン
グベルト１３を介して一対のボールネジ１１が同期して同方向に正逆回転し、可動マスク
部１０が一方向に往復移動する。

次に、各可動マスク部１０を移動制御する真空成膜装置１に設けられた電気的構成を説
明する。
真空成膜装置１には、操作装置２０、制御装置２１及び駆動装置２２を備える。

操作装置２０は、各可動マスク部１０の配置位置（移動位置）を設定するための装置で
あって、複数の膜を成膜する際に膜毎に可動マスク装置９の各可動マスク部１０の配置位
置（移動位置）を制御装置２１に設定する。操作装置２０が設定するデータは、例えば、
対応する固定マスク部８ｂの先端位置を基準「０」として、その先端より後方側（以下、
作用側という）をプラス、その先端より前方側（以下、格納側という）をマイナスとして
、例えばミリメートル単位である。

制御装置２１は、操作装置２０によって設定された成膜する各膜毎の各可動マスク部１
０の配置位置のデータと、各可動マスク部１０に対応して設けられた各ステッピングモー
タＭに設けられた回転位置検出センサ（図示せず）からの回転位置検出信号を入力する。
制御装置２１は、回転位置検出信号に基づいて算出した各可動マスク部１０の現在位置と
、データに基づく配置位置（目標位置）とに基づいて、各可動マスク部１０の移動方向を
算出する。そして、算出された各可動マスク部１０の移動方向に基づいて、制御装置２１
は、駆動装置２２に各可動マスク部１０を移動させるための制御信号を出力する。

詳述すると、制御装置２１には、操作装置２０によって設定された順番に成膜する膜に
応じてその都度、各可動マスク部１０の配置位置のデータが操作装置２０から出力される
。そして、制御装置２１は、外部からの成膜開始の信号が入力されると、設定されている
最初に成膜する膜に対する各可動マスク部１０の配置位置へ各可動マスク部１０が移動す
るための制御信号を駆動装置２２に出力する。以降、次の膜を成膜する信号が外部から入
力される毎に、設定されている次に成膜する膜に関する各可動マスク部１０の配置位置の
データに基づく新たな配置位置へ各可動マスク部１０が移動するように駆動装置２２に制
御信号を出力するようになっている。

ちなみに、本実施形態では、各可動マスク部１０を格納側に移動させる場合はステッピ
ングモータＭが正転する制御信号を駆動装置２２に出力する。又、各可動マスク部１０を
作用側に移動させる場合はステッピングモータＭが逆転する制御信号を駆動装置２２に出
力するようになっている。

駆動装置２２は、制御装置２１から入力された制御信号に基づいて各ステッピングモー
タＭを正逆回転に駆動する駆動電力を各ステッピングモータＭにそれぞれ供給する装置で
ある。駆動装置２２には、各ステッピングモータＭに駆動電力を供給するための図示しな
い駆動電力供給装置が備えられている。
（薄膜半導体素子基板の成膜方法）
次に、本実施形態の真空成膜装置１を用いた成膜方法について説明する。

いま、図４（ａ）（ｂ）に示すように、基板Ｓの表面の所定の範囲に、第１シリコン酸
化膜３１を成膜し、その第１シリコン酸化膜３１の表面の所定の範囲に、シリコン膜３２
を成膜する場合について説明する。基板Ｓにこれら第１シリコン酸化膜３１、シリコン膜
３２を順番に成膜した基板を成膜基板Ｓ１という。

次に、減圧チャンバー２の図示しない開口部から搬送装置によってガラスよりなる基板
Ｓを減圧チャンバー２内に移送すると共に、該基板Ｓをステージ３に載置する。基板Ｓを
ステージ３に載置した後、固定マスク装置８を所定の位置にセットすると共に、減圧チャ
ンバー２の開口部を密閉する。次に、図示しない真空ポンプにて、減圧チャンバー２の内
部の気圧を、例えばプラズマＣＶＤ方による成膜が可能な値まで減圧する。

制御装置２１に外部から「成膜開始」の信号が入力されると、制御装置２１は、制御装
置２１に設定された１層目の配置位置のデータに基づいて、駆動装置２２は各ステッピン
グモータＭを駆動させて、１層目の第１シリコン酸化膜３１を成膜するための配置位置に
各可動マスク部１０を移動させる。このとき、基板Ｓの表面に成膜される第１シリコン酸
化膜３１が、基板Ｓの表面であって、固定マスク装置８の固定マスク部８ｂで規定される
範囲に形成されるとすると、各可動マスク部１０は、データに基づいて図３（ｂ）に示す
ように反矢印方向であって固定マスク部８ｂが形成する空間を遮らない配置位置に移動す
る。

そして、減圧チャンバー２の気圧が所定の値まで減圧したら、第１シリコン酸化膜３１
を成膜するための成膜ガスを、ガス供給管４を介してシャワープレート５から基板Ｓに向
けて噴出すると共に、高周波電源からカソード電極としてのステージ３に電力を供給する
ことによって、プラズマＣＶＤ法による成膜を行う。その結果、基板Ｓの表面の固定マス
ク部８ｂに覆われていない部分に第１シリコン酸化膜３１が成膜される。

詳述すると、成膜ガスが基板Ｓへ移動する場合に、固定マスク部８ｂのある箇所では成
膜ガスの基板Ｓ側への移動が阻害される。従って、基板Ｓの大きさよりも狭い開口部を形
成する固定マスク部８ｂによって、シャワープレート５から基板Ｓを見て、固定マスク部
８ｂの無い部分には第１シリコン酸化膜３１が成膜されるが、固定マスク部８ｂに遮られ
る部分には第１シリコン酸化膜３１は成膜されない。その結果、図４に示すように、基板
Ｓには固定マスク部８ｂにより制限された成膜範囲である、基板Ｓより狭い範囲に第１シ
リコン酸化膜３１が成膜され、成膜範囲以外の部分では基板Ｓが露出するようになってい
る。

その後、所定の膜厚まで第１シリコン酸化膜３１が成膜されたら、高周波電源からカソ
ード電極への電力の供給を停止すると共に、減圧チャンバー２内の成膜ガスを真空ポンプ
により減圧チャンバー２外へ排出させる。

次に、前記成膜された第１シリコン酸化膜３１の上の所定の範囲に、シリコン膜３２を
成膜する。本実施形態では、同一の減圧チャンバー２を用いて、減圧チャンバー２が減圧
状態のまま、次のシリコン膜３２を成膜する。従って、本実施形態では、シリコン膜３２
を成膜するために、基板Ｓを減圧チャンバー２外に出す必要がないことから、第１シリコ
ン酸化膜３１を減圧チャンバー２外の雰囲気に晒すことがない。その結果、前記雰囲気に
含まれる物質によって、第１シリコン酸化膜３１の表面が汚染される虞もない。

ところで、シリコン膜３２の成膜に、第１シリコン酸化膜３１と同様に固定マスク部８
ｂを用いても、第１シリコン酸化膜３１の上にシリコン膜３２が成膜される。しかし、現
実には、成膜した膜の端面には微小な凹凸、出入りが生じ、前記端面の微小な状態までを
１層目と２層目で一致させることは容易ではない。又、真空成膜装置１の振動などによっ
て固定マスク部８ｂと基板Ｓの位置関係がずれれば、シリコン膜３２が第１シリコン酸化
膜３１と同一の成膜範囲に成膜されない虞がある。さらに、第１シリコン酸化膜３１の成
膜と同じ固定マスク装置８を用いても、成膜条件により、シリコン膜３２が第１シリコン
酸化膜３１と同一の成膜範囲に成膜されるとは限らない。

従って、シリコン膜３２を第１シリコン酸化膜３１と同一の固定マスク装置８を用いて
成膜しても、基板Ｓと、第１シリコン酸化膜３１の端部もしくはシリコン膜３２の端部と
からなる境界部分が、ある境界部分では第１シリコン酸化膜３１よりもシリコン膜３２が
はみ出ていたりする虞がある。又、他の境界部分では第１シリコン酸化膜３１がシリコン
膜３２よりもはみ出ていたりする虞がある。つまり、第１シリコン酸化膜３１もシリコン
膜３２も同一の固定マスク装置８を用いて成膜しても、基板Ｓとの境界部分に成膜された
膜の積層構造が不明確となる虞がある。

そこで、本実施形態においては、境界部分の膜の積層構造を明確にするため、固定マス
ク装置８の範囲に第１シリコン酸化膜３１を成膜した後、可動マスク装置９の各可動マス
ク部１０を移動制御して外周成膜範囲を変更し、シリコン膜３２を成膜することにより、
シリコン膜３２の成膜範囲を制御する。

詳述すると、第１シリコン酸化膜３１の成膜後に、制御装置２１に外部から「次の成膜
」の信号が入力されると、制御装置２１は、設定された２層目に形成されるシリコン膜３
２の成膜のための各可動マスク部１０の配置位置のデータに基づいて各可動マスク部１０
が所定の配置位置に延出するように制御信号を算出して、駆動装置２２に出力する。駆動
装置２２は、それぞれの制御信号に基づいて、各可動マスク部１０のステッピングモータ
Ｍを駆動制御して、各可動マスク部１０を所定位置まで延出させる。従って、各可動マス
ク部１０は、図３（ｂ）に示すように、矢印の向き、つまり基板Ｓの中央方向へ移動する
。その結果、２層目であるシリコン膜３２を成膜する場合は、シャワープレート５から基
板Ｓを見た場合に、固定マスク装置８よりも各可動マスク部１０が基板Ｓ中央に向かって
延出している。

続いて、シリコン膜３２を成膜するため成膜ガスを、ガス供給管４を介してシャワープ
レート５から基板Ｓに向けて噴出すると共に、高周波電源からステージ３に電力を供給す
ることによって、プラズマＣＶＤ法による成膜を行う。その結果、基板Ｓの第１シリコン
酸化膜３１の上面であって各可動マスク部１０に覆われていない部分にシリコン膜３２が
成膜される。

詳述すると、成膜ガスが基板Ｓへ移動する場合に、シャワープレート５とステージ３の
途中にある各可動マスク部１０が成膜ガスの移動を阻害する。従って、固定マスク装置８
よりも開口部の狭い各可動マスク部１０によって、シャワープレート５から基板Ｓを見て
、各可動マスク部１０のない部分にはシリコン膜３２が成膜されるが、各可動マスク部１
０のある部分にはシリコン膜３２は成膜されない。その結果、図４に示すように、基板Ｓ
には、各可動マスク部１０により制限された成膜範囲である、第１シリコン酸化膜３１よ
り狭い範囲にシリコン膜３２が成膜され、シリコン膜３２と基板Ｓの間には必ず第１シリ
コン酸化膜３１が露出するように成膜することができる。

そして、所定の膜厚までシリコン膜３２が成膜されたら、高周波電源からカソード電極
への電力の供給を停止すると共に、減圧チャンバー２内の成膜ガスを真空ポンプにより減
圧チャンバー２外に排出する。

以上の手順によって、基板Ｓの上面に、第１シリコン酸化膜３１を成膜し、さらに前記
第１シリコン酸化膜３１の上に前記第１シリコン酸化膜３１よりも狭い範囲にシリコン膜
３２を成膜した、成膜基板Ｓ１を製造することができる。

完成した成膜基板Ｓ１は、さらに、成膜基板Ｓ１に所定の成膜、パターンニング、エッ
チングを繰り返し施されることによって、最終的には成膜基板Ｓ１をベースとして薄膜半
導体素子を備えられた素子基板となる。つまり、成膜基板Ｓ１を製造する成膜方法は、薄
膜半導体素子を備えた素子基板の製造におけるひとつの工程である。又、成膜基板Ｓ１を
用いて製造される素子基板は電気光学装置、例えば、液晶装置やエレクトロルミネッセン
ス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置などの素子基板としてとして用い
られる。

本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、可動マスク装置９を設けることによって、各可動マスク部
１０をボールネジ１１、ネジ側プーリ１２、タイミングベルト１３、駆動側プーリ１４を
介してステッピングモータＭにより移動可能にした。従って、減圧チャンバー２の外部か
ら、各可動マスク部１０の配置位置を変更することができる。その結果、減圧チャンバー
２が減圧状態であっても容易に各可動マスク部１０の配置位置を変更することができると
共に、各可動マスク部１０の配置位置の変更によって外周成膜範囲の変更も容易にできる
。

（２）本実施形態によれば、減圧チャンバー２が減圧状態であっても容易に各可動マス
ク部１０の延出位置を変更することができるため、成膜範囲の変更が容易にできる。従っ
て、成膜範囲を変更するためにマスクサイズを変更するために減圧チャンバー２の気圧を
減圧チャンバー２外の気圧に戻す必要がない。その結果、基板Ｓへの成膜範囲の変更に伴
って減圧チャンバー２の気圧をその外気圧に戻す必要がなく、減圧チャンバー２外の雰囲
気により基板Ｓが汚染されることを防ぐことができる。そのため、第１シリコン酸化膜３
１がシリコン膜３２成膜前に前記雰囲気によって汚染されることを防ぐことができる。

（３）本実施形態によれば、成膜基板Ｓ１は、基板Ｓ上面に、第１シリコン酸化膜３１
を成膜し、さらに前記第１シリコン酸化膜３１の上に前記第１シリコン酸化膜３１よりも
狭い範囲にシリコン膜３２を成膜する。従って、シリコン膜３２の外周には必ず第１シリ
コン酸化膜３１が配置される。その結果、製造した成膜基板Ｓ１の成膜構成を意図した構
想とすることができ、汚染防止や、後処理等の都合に合わせた成膜構成を容易に製造する
ことができる。

（４）本実施形態によれば、成膜基板Ｓ１は、基板Ｓ上面に、第１シリコン酸化膜３１
を成膜し、さらに前記第１シリコン酸化膜３１の上に前記第１シリコン酸化膜３１よりも
狭い範囲にシリコン膜３２を成膜する。従って、成膜基板Ｓ１のシリコン膜３２の外周に
は必ず親水性の第１シリコン酸化膜３１が配置される。その結果、成膜基板Ｓ１のシリコ
ン膜３２を洗浄液、例えば純水で洗浄する場合に、シリコン膜３２の全周で洗浄液の親水
、撥水特性が同等の特性を発揮するため、成膜基板Ｓ１からの洗浄液の排水がムラなく行
うことができる。又、洗浄液によるムラがなくなることによって、製品の歩留まりが改善
される。

（５）本実施形態によれば、減圧チャンバー２が減圧状態のままで、成膜範囲の異なる
第１シリコン酸化膜３１とシリコン膜３２を成膜した成膜基板Ｓ１を製造した。従って、
各膜３１，３２の成膜範囲を変更するために、基板Ｓを真空成膜装置１から移動したり、
減圧チャンバー２から出し入れしたりする必要がない。又、減圧チャンバー２内の気圧を
減圧したり、戻したりする必要がない。その結果、成膜基板Ｓ１の製造にかかる時間を大
幅に短縮することができる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、第１実施形態に
おいて説明したものと同様の部位には同一の番号を付して重複した説明を省略する。さら
に、本実施形態では、第１実施形態と同一の真空成膜装置１を用いるので、真空成膜装置
１についての説明も省略する。

本実施形態の真空成膜装置１を用いた成膜方法について説明する。
いま、図５（ａ）（ｂ）に示すように、基板Ｓの表面の所定の範囲に、第１シリコン酸
化膜３１を成膜し、その第１シリコン酸化膜３１の表面の所定の範囲に、シリコン膜３２
を成膜する。さらに第１シリコン酸化膜３１及び前記シリコン膜３２をすべて覆う範囲に
第２シリコン酸化膜３３を成膜する場合について説明する。基板Ｓにこれら第１シリコン
酸化膜３１、シリコン膜３２及び第２シリコン酸化膜３３を順番に成膜した基板を成膜基
板Ｓ２という。

制御装置２１に外部から「成膜開始」の信号が入力されると、制御装置２１は、制御装
置２１に設定された１層目の配置位置のデータに基づいて、駆動装置２２は各ステッピン
グモータＭを駆動させて、第１シリコン酸化膜３１を成膜するための配置位置に可動マス
ク部１０を移動させる。このとき、基板Ｓの表面に成膜される第１シリコン酸化膜３１が
、基板Ｓの表面であって、固定マスク部８ｂで規定される範囲よりも狭い範囲に形成され
るとする。その場合、各可動マスク部１０は、データに基づいて図３（ｂ）に示すように
矢印方向であって固定マスク部８ｂが形成する空間よりも各可動マスク部１０が基板Ｓ中
央に向かって延出する。

そして、減圧チャンバー２の気圧が所定の値まで減圧したら、第１シリコン酸化膜３１
を成膜するための成膜ガスを、ガス供給管４を介してシャワープレート５から基板Ｓに向
けて噴出すると共に、高周波電源からカソード電極としてのステージ３に電力を供給して
、プラズマＣＶＤ法による成膜を行う。その結果、基板Ｓの表面の各可動マスク部１０に
覆われていない部分に第１シリコン酸化膜３１が成膜される。

詳述すると、成膜ガスが基板Ｓへ移動する場合に、各可動マスク部１０のある箇所では
成膜ガスの基板Ｓ側への移動が阻害される。従って、シャワープレート５から基板Ｓを見
て、各可動マスク部１０の無い部分には第１シリコン酸化膜３１が成膜されるが、各可動
マスク部１０に遮られる部分には第１シリコン酸化膜３１は成膜されない。その結果、図
５に示すように、基板Ｓには各可動マスク部１０により制限された成膜範囲である、固定
マスク部８ｂより狭い範囲に第１シリコン酸化膜３１が成膜され、成膜範囲以外の部分で
は基板Ｓが露出するようになっている。

続いて、第１シリコン酸化膜３１の成膜後に、制御装置２１に外部から「次の成膜」の
信号が入力されると、制御装置２１は、設定された２層目に形成されるシリコン膜３２の
成膜のための各可動マスク部１０の配置位置のデータに基づいて各可動マスク部１０が所
定の配置位置に延出するように制御信号を算出して、駆動装置２２に出力する。駆動装置
２２は、それぞれの制御信号に基づいて、各可動マスク部１０のステッピングモータＭを
駆動制御して、各可動マスク部１０を所定位置まで延出させる。従って、各可動マスク部
１０は、図３（ｂ）に示す矢印の向き、つまり基板Ｓの中央方向へさらに移動する。その
結果、２層目であるシリコン膜３２を成膜する場合は、シャワープレート５から基板Ｓを
見た場合に、第１シリコン酸化膜３１よりも各可動マスク部１０が基板Ｓ中央に向かって
延出する。

その後、シリコン膜３２を成膜するため成膜ガスを、ガス供給管４を介してシャワープ
レート５から基板Ｓに向けて噴出すると共に、高周波電源からステージ３に電力を供給す
ることによって、プラズマＣＶＤ法による成膜を行う。その結果、基板Ｓの第１シリコン
酸化膜３１の上面であって各可動マスク部１０に覆われていない部分にシリコン膜３２が
成膜される。

詳述すると、成膜ガスが基板Ｓへ移動する場合に、シャワープレート５とステージ３の
途中にある各可動マスク部１０が成膜ガスの移動を阻害する。従って、第１シリコン酸化
膜３１より開口部の狭い各可動マスク部１０によって、シャワープレート５から基板Ｓを
見て、各可動マスク部１０のない部分にはシリコン膜３２が成膜されるが、各可動マスク
部１０のある部分にはシリコン膜３２は成膜されない。その結果、図５に示すように、基
板Ｓには、各可動マスク部１０により制限された成膜範囲である、第１シリコン酸化膜３
１より狭い範囲にシリコン膜３２が成膜され、シリコン膜３２と基板Ｓの間には必ず第１
シリコン酸化膜３１が露出するように成膜することができる。

そして、所定の膜厚までシリコン膜３２が成膜されたら、高周波電源からカソード電極
への電力の供給を停止すると共に、減圧チャンバー２内の成膜ガスを真空ポンプにより減
圧チャンバー２外に排出する。この後、第２シリコン酸化膜３３を成膜するので、このま
ま減圧チャンバー２の減圧状態は維持する。

シリコン膜３２の成膜後に、制御装置２１に外部から「次の成膜」の信号が入力される
と、制御装置２１に設定された３層目の配置位置のデータに基づいて、駆動装置２２は各
ステッピングモータＭを駆動させて、第２シリコン酸化膜３３を成膜するための配置位置
に可動マスク部１０を移動させる。このとき、基板Ｓの表面に成膜される第２シリコン酸
化膜３３が、基板Ｓの表面であって、固定マスク装置８の固定マスク部８ｂで規定される
範囲に形成されるとすると、各可動マスク部１０は、データに基づいて図３（ｂ）に示す
ように反矢印方向であって固定マスク部８ｂが形成する空間を遮らない配置位置に移動す
る。

続いて、第２シリコン酸化膜３３を成膜するため成膜ガスを、ガス供給管４を介してシ
ャワープレート５から基板Ｓに向けて噴出すると共に、高周波電源からステージ３に電力
を供給することによって、プラズマＣＶＤ法による成膜を行う。その結果、基板Ｓの第１
シリコン酸化膜３１及びシリコン膜３２の上面であって固定マスク部８ｂに覆われていな
い部分に第２シリコン酸化膜３３が成膜される。

詳述すると、成膜ガスが基板Ｓへ移動する場合に、シャワープレート５とステージ３の
途中にある固定マスク部８ｂが成膜ガスの移動を阻害する。従って、シャワープレート５
から基板Ｓを見て、固定マスク部８ｂのない部分には第２シリコン酸化膜３３が成膜され
るが、固定マスク部８ｂのある部分には第２シリコン酸化膜３３は成膜されない。その結
果、図５に示すように、基板Ｓには、固定マスク部８ｂにより制限された成膜範囲である
、第１シリコン酸化膜３１及びシリコン膜３２よりも広い範囲に第２シリコン酸化膜３３
が成膜され、第１シリコン酸化膜３１及びシリコン膜３２は必ず第２シリコン酸化膜３３
に覆われているように成膜することができる。

そして、所定の膜厚まで第２シリコン酸化膜３３が成膜されたら、高周波電源からカソ
ード電極への電力の供給を停止すると共に、減圧チャンバー２内の成膜ガスを真空ポンプ
により減圧チャンバー２外に排出する。

以上の手順によって、基板Ｓの上面に、第１シリコン酸化膜３１を成膜し、さらに前記
第１シリコン酸化膜３１の上に前記第１シリコン酸化膜３１よりも狭い範囲にシリコン膜
３２を成膜し、さらに第１シリコン酸化膜３１及びシリコン膜３２を完全に覆うように第
２シリコン酸化膜３３を成膜した、成膜基板Ｓ２を製造することができる。

完成した成膜基板Ｓ２は、さらに、成膜基板Ｓ２に所定の成膜、パターンニング、エッ
チングを繰り返し施されることによって、最終的には成膜基板Ｓ２をベースとして薄膜半
導体素子を備えられた素子基板となる。つまり、成膜基板Ｓ２を製造する成膜方法は、薄
膜半導体素子を備えた素子基板の製造におけるひとつの工程である。又、成膜基板Ｓ２を
用いて製造される素子基板は電気光学装置、例えば、液晶装置やエレクトロルミネッセン
ス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置などの素子基板としてとして用い
られる。

本実施形態によれば、前記第１実施形態の効果に加えて以下のような効果を得ることが
できる。
（１）本実施形態によれば、減圧チャンバー２内の減圧状態を保ったまま、基板Ｓ上面
に、第１シリコン酸化膜３１を成膜し、さらにシリコン膜３２を成膜し、最後に第１シリ
コン酸化膜３１及びシリコン膜３２を完全に覆うように第２シリコン酸化膜３３を成膜す
る。従って、第２シリコン酸化膜３３を成膜する前に、第１シリコン酸化膜３１やシリコ
ン膜３２が減圧チャンバー２外の雰囲気に接触して汚染されることを防ぐことができる。
その結果、第１シリコン酸化膜３１やシリコン膜３２が汚染や変質、剥がれる等の不良を
防止することができて、製品の歩留まりが改善される。

（２）本実施形態によれば、成膜基板Ｓ２は、基板Ｓ上面に、第１シリコン酸化膜３１
を成膜し、さらに前記第１シリコン酸化膜３１の上に前記第１シリコン酸化膜３１よりも
狭い範囲にシリコン膜３２を成膜する。さらに、第１シリコン酸化膜３１及びシリコン膜
３２を完全に覆うように第２シリコン酸化膜３３を成膜する。その結果、第１シリコン酸
化膜３１及びシリコン膜３２は薄膜半導体を製造中に不必要な雰囲気や洗浄液等との接触
を防ぐことによって、第１シリコン酸化膜３１及びシリコン膜３２の汚染や変質を防ぐこ
とができる。その結果、第１シリコン酸化膜３１やシリコン膜３２が汚染や変質により剥
がれる等の不良を防止することができて、製品の歩留まりが改善される。

（３）本実施形態によれば、減圧チャンバー２が減圧状態のままで、成膜範囲の異なる
第１シリコン酸化膜３１、シリコン膜３２及び第２シリコン酸化膜３３を成膜した成膜基
板Ｓ２を製造した。従って、各膜３１，３２，３３の成膜範囲を変更するために、基板Ｓ
を真空成膜装置１から移動したり、減圧チャンバー２から出し入れしたりする必要がない
。又、減圧チャンバー２内の気圧を減圧したり、戻したりする必要がない。その結果、成
膜基板Ｓ２の製造にかかる時間を大幅に短縮することができる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１実施形態では、第１シリコン酸化膜３１とシリコン膜３２を成膜した。さらに、
第２実施形態では、第２シリコン酸化膜３３も成膜した。しかしこれに限らず、各膜はど
のような部材で成膜されても良い。例えば、第１及び第２シリコン酸化膜３１，３３は、
酸化珪素窒素膜等の絶縁膜やアモルファスシリコン等の半導体膜としても良い。又、シリ
コン膜３２は、珪素膜としても良い。そうすれば、各膜３１，３２，３３の境界面構造は
膜の周囲全範囲に同一構造となり、どこの前記境界面においても洗浄液の親水、撥水特性
が同等の特性を発揮するため、多層成膜された基板を、洗浄液の排水ムラのない好適な洗
浄をすることができる。

・第１実施形態では、第１シリコン酸化膜３１とシリコン膜３２を成膜した。さらに、
第２実施形態では、第２シリコン酸化膜３３も成膜した。しかしこれに限らず、各膜はど
のような部材で成膜されても良い。そうすれば、様々な成膜部材によって多層成膜をして
も、各成膜層間の成膜構造を意図した構成することができる。

・第１実施形態及び第２実施形態では、真空成膜装置１は、例えばプラズマＣＶＤ法に
よって成膜する。しかしこれに限らず、真空成膜装置１は、基板Ｓに可動マスク装置９の
可動マスク部１０より離れた位置から直線的に成膜部材を供給して、基板Ｓに成膜部材を
堆積させて成膜する方法、例えばスパッタリング法を用いる成膜装置であればどのような
成膜装置でも良い。そうすれば、種々の成膜装置に可動マスク装置９を用いることができ
る。

・第１実施形態及び第２実施形態では、可動マスク装置９の各可動マスク部１０は各可
動マスク部１０を格納側と作用側に移動可能にするための二つのボールネジ１１を備えた
。しかしこれに限らず、ボールネジ１１はいくつでもよい。そうすれば、種々の成膜装置
にその成膜装置に好適な可動マスク装置９を備えることができる。

・第１実施形態及び第２実施形態では、固定マスク装置８を設けた。しかしこれに限ら
ず、固定マスク装置８は無くても良い。固定マスク装置８が無い場合は、固定マスク装置
８が規制する成膜範囲を各可動マスク部１０で規制するように、操作装置２０で成膜範囲
を設定すればよい。

第１実施形態における真空成膜装置の断面図。第１実施形態における可動マスク装置の斜視図。（ａ）（ｂ）第１実施形態における固定マスクと可動マスクの説明図。（ａ）（ｂ）第１実施形態における２層成膜時の平面図とＡ−Ａ線に沿った断面図。（ａ）（ｂ）第２実施形態における３層成膜時の平面図とＢ−Ｂ線に沿った断面図。

符号の説明

Ｍ…モータ、Ｓ…基板、１…真空成膜装置、２…減圧チャンバー、３…ステージ、４…ガ
ス供給管、５…シャワープレート、８…固定マスク装置、８ａ…固定マスク支持部、８ｂ
…固定マスク部、９…可動マスク装置、１０…可動マスク部、１１…ボールネジ、１２…
ネジ側プーリ、１３…タイミングベルト、１４…駆動側プーリ。

Claims

減圧された成膜装置内に載置された被成膜物の表面に、成膜部材供給手段から供給される
成膜部材を堆積させて、前記被成膜物の表面に前記成膜部材からなる膜を形成する成膜装
置において、
前記被成膜物の上方に配置され前記被成膜物の表面と平行な方向に移動して、前記被成
膜物に前記成膜部材が堆積する外周範囲を適宜変更するための可動マスク手段と、
前記可動マスク手段を前記平行な方向に移動させる可動マスク移動手段と、
を備えることを特徴とする成膜装置。
請求項１に記載の成膜装置において、
前記可動マスク手段は、前記成膜部材供給手段と前記被成膜物との間に備えることを特
徴とする成膜装置。
請求項１または請求項２に記載の成膜装置において、
前記被成膜物と前記可動マスク手段との間には固定した成膜範囲を規定する固定マスク
手段を備えることを特徴とする成膜装置。
請求項１〜３のいずれか１つに記載の成膜装置において、
前記成膜装置は、前記被成膜物に前記成膜部材をプラズマ化学気相成長法により成膜す
ることを特徴とする成膜装置。
減圧された成膜装置内に載置された被成膜物の表面に、成膜部材供給手段から供給される
成膜部材を堆積させて、前記被成膜物の表面に前記成膜部材からなる膜を形成する成膜装
置による成膜方法であって、
前記被成膜物の上方に配置され前記被成膜物の表面と平行な方向に移動して、前記被成
膜物に前記成膜部材が堆積する外周範囲を適宜変更するための可動マスク手段と、前記可
動マスク手段を前記平行な方向に移動させる可動マスク移動手段とを備え、
前記成膜装置内に前記被成膜物を載置した状態で、前記可動マスク手段を移動させると
ともに前記成膜部材供給手段から供給される前記成膜部材を変更して、前記被成膜物に、
それぞれ外周成膜範囲の異なる複数の膜を成膜することを特徴とする成膜装置による成膜
方法。
請求項５に記載の成膜装置による成膜方法において、
前記被成膜物は、ガラス基板であり、前記ガラス基板の所定の範囲には、第１シリコン
酸化膜が堆積形成され、その第１シリコン酸化膜の上側の所定範囲にシリコン膜が成膜さ
れることを特徴とする成膜装置による成膜方法。
請求項６に記載の成膜装置による成膜方法において、
前記シリコン膜の成膜範囲は、前記第１シリコン酸化膜の成膜範囲の内側であることを
特徴とする成膜装置による成膜方法。
請求項７に記載の成膜装置による成膜方法において、
前記シリコン膜を成膜後、
前記被成膜物の前記第１シリコン酸化膜及び前記シリコン膜の上に、前記シリコン膜が
成膜された範囲と異なる広さの範囲に第２シリコン酸化膜を堆積させたことを特徴とする
成膜装置による成膜方法。
請求項８に記載の成膜装置による成膜方法において、
前記第２シリコン酸化膜は、前記第１シリコン酸化膜及び前記シリコン膜を覆う範囲で
あることを特徴とする成膜装置による成膜方法。