JP2008115418A - 成膜装置およびそのクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間メンテナンスを行うことなく成膜を行うことが可能な成膜装置およびそのクリーニング方法を提供する。
【解決手段】基板Ｗ上に堆積させる被膜材料５Ｍを供給する被膜材料供給手段５と、被膜材料供給手段５に対して所定位置に基板Ｗを保持する基板ホルダ４と、被膜材料５Ｍを透過させるスリット６Ｋを所定位置に形成しつつ、被膜材料供給手段５と基板ホルダ４との間に配置されたマスク部材６Ｐと、スリット６Ｋから離間配置され、マスク部材６Ｐの表面に付着した被膜材料５Ｍを除去するクリーニング部と、スリット６Ｋの近傍とクリーニング部との間で、マスク部材６Ｐを循環移動させる循環移動手段と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、成膜装置およびそのクリーニング方法に関するものである。

液晶プロジェクタなどの投射型表示装置の光変調手段として用いられる液晶装置は、一対の基板間の周縁部にシール材が配設され、その中央部に液晶層が封止されて構成されている。その一対の基板の内側には液晶層に電圧を印加する電極が形成され、その電極の内側には非選択電圧印加時において液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。そして、非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光が変調され、画像光が作製される構成となっている。

上述した配向膜として、側鎖アルキル基を付加したポリイミドなどからなる高分子膜の表面に、ラビング処理を施したものが用いられている。しかしながら、このような有機配向膜を備えた液晶装置をプロジェクタの光変調手段として採用した場合には、光源から照射される強い光や熱によって配向膜が次第に分解され、液晶プロジェクタの表示品質が低下するおそれがある。

そこで、耐光性および耐熱性に優れた無機材料からなる配向膜の採用が検討されている。この無機配向膜の製造方法として、斜方蒸着法などが提案されている。この方法は、基板に対して所定の入射角度で無機材料の粒子を連続入射させ、無機材料の柱状構造体を形成して無機配向膜を構成するものである。液晶装置では、この柱状構造体に沿って液晶分子が配向するので、この無機配向膜により液晶分子に対する配向規制およびプレティルトの付与が可能となっている。

また、基板サイズが大きくなることによって発生する蒸着角のズレを抑えるため、基板中心部から蒸着源までの距離に応じて基板が蒸発物に暴露されるスリット幅を、予め計算して決めておくことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３６５６３９号公報

ところで、特許文献１の成膜装置を用いて基板に原料を蒸着しようとすると、原料であるＳｉＯ_２は、スリットを備えたマスク部材（防着板）などにも蒸着してしまうため、長時間処理を行うとスリット幅が狭くなってしまい、成膜条件が変わってしまう虞があった。そのため、成膜装置内のメンテナンスを頻繁に行わなければならないという問題があった。また、マスク部材のスリット近傍に蒸着物が付着した状態で処理を続けると、蒸着むらによる膜性能劣化が懸念されるという問題があった。

そこで、本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、長期間メンテナンスを行うことなく成膜を行うことが可能な成膜装置およびそのクリーニング方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の成膜装置は、基板上に堆積させる被膜材料を供給する被膜材料供給手段と、該被膜材料供給手段に対して所定位置に前記基板を保持する基板ホルダと、前記被膜材料を透過させるスリットを所定位置に形成しつつ、前記被膜材料供給手段と前記基板ホルダとの間に配置されたマスク部材と、前記スリットから離間配置され、前記マスク部材の表面に付着した前記被膜材料を除去するクリーニング部と、前記スリットの近傍と前記クリーニング部との間で、前記マスク部材を循環移動させる循環移動手段と、を備えていることを特徴とする。

このように構成することで、マスク部材のスリット近傍に付着した被膜材料を、マスク部材を循環移動手段にて循環させて適切な位置（クリーニング部）に移動させた後にクリーニングするため、確実にクリーニングすることができる。したがって、スリットの形状を長期間略同一に保つことができ、長期間メンテナンスを行うことなく成膜を行うことができる効果がある。また、成膜装置からマスク部材を取り外すことなく、マスク部材に付着した被膜材料を簡単かつ短時間で除去することが可能となり、生産効率を向上させることができる効果がある。さらに、クリーニング部において被膜材料が除去されたマスク部材をスリット近傍に移動させることにより、マスク部材を交換することなく直ちに成膜処理を再開することが可能になり、生産効率を向上させることができる効果がある。

また、本発明の成膜装置は、前記マスク部材は、環状に連続形成されて、前記スリットに沿って配置された第１ローラと、前記クリーニング部に配置された第２ローラとの間に回し掛けられ、前記循環移動手段は、前記第１ローラおよび前記第２ローラのうち少なくとも一つを回転駆動することにより、前記マスク部材を循環移動させることを特徴とする。
このように構成することで、スリット近傍に付着した被膜材料を効率よくスリット領域から遠ざけてクリーニング部まで移動させることができるため、被膜材料の除去作業が確実かつ容易に行うことができると共に、短時間で確実に行うことができる効果がある。また、マスク部材のいずれの表面も循環移動手段によりスリット近傍に配置させることができるため、マスク部材におけるクリーニングする領域を集中させることなく分散させることができ、マスク部材を長期間メンテナンスを行うことなく使用することができる効果がある。

また、本発明の成膜装置は、前記クリーニング部は、前記被膜材料と反応して揮発性物質を生成する反応ガスを供給して、前記マスク部材の表面に付着した前記被膜材料を除去することを特徴とする。
このように構成することで、マスク部材に付着した被膜材料と反応ガスとを化学反応させて被膜材料をガス化させることができるため、確実に被膜材料を除去することができる効果がある。

また、本発明の成膜装置は、前記揮発性物質を排気する排気手段を備えたことを特徴とする。
このように構成することで、反応ガスと被膜材料とが化学反応して発生した揮発性物質や、未反応のガスなどを確実に成膜室内から排気することができるため、その後に継続される成膜工程に影響を与えることなく、成膜を確実に行うことができる効果がある。

また、本発明の成膜装置は、前記基板と前記スリットとの相対位置が変化するように前記基板ホルダを移動させる基板移動手段を備えていることを特徴とする。
このように構成することで、基板を移動させて、基板表面がスリット上を確実に通過するようにできるため、確実に基板全面を成膜することができる効果がある。

また、本発明の成膜装置のクリーニング方法は、基板上に堆積させる被膜材料を供給する被膜材料供給手段と、該被膜材料供給手段に対して所定位置に前記基板を保持する基板ホルダと、前記被膜材料を透過させるスリットを所定位置に形成しつつ、前記被膜材料供給手段と前記基板ホルダとの間に配置されたマスク部材と、前記スリットから離間配置され、前記マスク部材の表面に付着した前記被膜材料を除去するクリーニング部と、前記スリットの近傍と前記クリーニング部との間で、前記マスク部材を循環移動させる循環移動手段と、を備えた成膜装置のクリーニング方法であって、前記スリットの近傍において前記被膜材料が付着した前記マスク部材を前記クリーニング部に移動させるとともに、前記クリーニング部において前記被膜材料が除去された前記マスク部材を前記スリットの近傍に移動させることを特徴とする。

このように構成することで、マスク部材を循環移動手段により循環移動し、マスク部材に付着した被膜材料をクリーニング部に移動させ、マスク部材を適切なタイミングで、かつ適切な位置でクリーニングすることができる。そのため、スリットの形状を長期間略同一に保つことができ、長期間マスク部材のメンテナンスを行うことなく成膜を行うことができる効果がある。
また、マスク部材に付着した被膜材料を簡単かつ短時間で除去することが可能となり、生産効率を向上させることができる効果がある。さらに、クリーニング部において被膜材料が除去されたマスク部材をスリット近傍に移動させることにより、マスク部材を交換することなく直ちに成膜処理を再開することが可能になり、生産効率を向上させることができる効果がある。

また、本発明の成膜装置のクリーニング方法は、前記成膜装置は、前記循環移動手段により前記マスク部材を循環移動させつつ成膜処理を行い、前記クリーニング部は、前記循環移動手段により前記マスク部材を循環移動させつつクリーニング処理を行うことを特徴とする。

このように構成することで、マスク部材の全面に被膜材料が堆積するまで成膜処理を継続することができるので、長期間マスク部材のメンテナンスを行うことなく成膜を行うことができる効果がある。また、マスク部材に付着する被膜材料の膜厚を薄くすることができるため、クリーニング処理を容易に行うことができる効果がある。

次に、本発明の実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。本実施形態において、Ｘ軸は基板の進行（移動）方向、Ｙ軸はスリットの延在方向、Ｚ軸は成膜装置の上下方向である。

（成膜装置）
図１は本実施形態に係る成膜装置を示す概略正面図であり、図２は本実施形態に係る成膜装置の概略側面図である。本実施形態の成膜装置１は、液晶装置の少なくとも一部となる基板Ｗの表面に無機材料からなる無機配向膜を形成するものである。また、成膜装置１は、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法の中の一つである斜方蒸着法により基板Ｗの表面に無機配向膜を形成するものである。

図１、図２に示すように、成膜装置１は、基板Ｗを収容可能であり、その収容した基板Ｗ上に無機配向膜を形成可能な成膜室２を有する成膜システム３と、成膜室２内に配置された、基板Ｗを保持可能な基板ホルダ４および基板ホルダ４を移動させるための図示しない基板移動手段と、基板Ｗ上に無機配向膜を形成するための材料を供給可能な蒸着源５と、蒸着源５と基板Ｗとの間に配置され、スリット６Ｋを形成するように配置された２つの遮蔽機構６Ａ，６Ｂからなるマスク６と、成膜システム３と別の位置に配置され、マスク６をクリーニング可能なクリーニングガス供給部１０と、成膜室２内に発生した揮発性物質などを排気する排気ポンプ１１と、成膜装置１全体の動作を制御する制御装置１２とを備えている。

成膜室２は、左右の壁面２Ｌ、２Ｒと、上面２Ｕと、底面２Ｄと、前後の壁面２Ｆ、２Ｂとで囲まれた略直方体の形状を有している。成膜室２には、配向膜を形成する際の前処理（例えば基板の加熱処理）を行うための図示しない前処理室と、配向膜を形成した後の後処理（例えば基板の冷却処理）を行うための図示しない後処理室とがそれぞれ接続されている。成膜室２と前処理室及び後処理室のそれぞれとの間にはゲートバルブが設けられており、前処理室から成膜室２への基板Ｗの搬入動作、及び成膜室２から後処理室への基板Ｗの搬出動作は、図示しない搬送装置によって、ゲートバルブを介して実行される。ゲートバルブによって、成膜室２の状態（真空状態）の大きな変動を抑制しつつ、基板Ｗを搬送できるように構成されている。

蒸着源５は、基板Ｗ上に無機配向膜を形成するための材料を供給するものであって、無機配向膜を形成するための材料の蒸気を発生する。蒸着源５は、成膜室２の底面２Ｄの下方（−Ｚ方向）に配置されている。蒸着源５は、無機配向膜を形成するための材料を収容する容器（るつぼ）５Ａを有し、図示しない電子ビーム照射装置からの電子ビームが照射されることによって加熱される。これにより、蒸着源５から、無機配向膜を形成するための材料の蒸気が発生する。以下の説明において、基板Ｗ上に無機配向膜を形成するための材料を適宜「配向膜材料５Ｍ」と称する。

本実施形態においては、配向膜材料５Ｍとして、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）を用いる。他には、ＳｉＯ_２以外の酸化珪素（ＳｉＯｘ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＩＴＯ等の金属酸化物を用いてもよい。

また、蒸着源５は成膜室２において、底面２Ｄの下方で、一方の壁面２Ｌ寄り（−Ｘ側）の所定位置に配置されている。また、蒸着源５の容器５Ａは開口５Ｋを有し、その開口５Ｋが基板Ｗを向くように配置されている。これにより、蒸着源５から発生する配向膜材料５Ｍの蒸気（昇華材料）は、図１中、二点鎖線で示すように、マスク６のスリット６Ｋ近傍に効率良く供給される。

基板ホルダ４は、基板Ｗを所定位置に保持可能に構成されている。また、基板ホルダ４は、無機配向膜が形成される基板Ｗの表面（−Ｚ側の面）と蒸着源５とが対向するように、基板Ｗを保持するように構成されている。ここで、基板ホルダ４は、成膜時において、基板Ｗの法線方向（Ｚ軸方向）から時計回りに角度θをなす線に沿った位置に蒸着源５が配置されるように構成されている。ここで、蒸着源５の開口５Ｋと基板Ｗとを結ぶ線と、基板Ｗの法線方向（Ｚ軸）とがなす角度θは、基板Ｗの表面に形成される無機配向膜の目標形状に応じて定められる。これにより、配向膜材料５Ｍの蒸気は、基板Ｗの表面に対して、所定の入射角度で供給され、その基板Ｗに斜方蒸着されるように構成される。

上述した蒸着源５と基板Ｗとの間にはマスク６が配置されている。マスク６は、基板Ｗよりも十分に大きく、基板Ｗの表面のほぼ全域を覆うことができる。マスク６の上面（＋Ｚ側の面）は略平坦に形成されている。また、マスク６は、左右（−Ｘ側、＋Ｘ側）２つの遮蔽機構６Ａ，６Ｂで構成されている。遮蔽機構６Ａと遮蔽機構６Ｂとの間には、蒸着源５からの配向膜材料５Ｍの少なくとも一部が通過可能なスリット６Ｋが形成されている。また、スリット６Ｋの大きさは、基板Ｗの表面の大きさよりも小さく形成されている。マスク６のスリット６Ｋは、蒸着源５が配置された位置に対して、水平方向（＋Ｘ方向）に所定距離離れた位置に配置されている。
つまり、スリット６Ｋは、蒸着源５より放射状に出射された配向膜材料５Ｍのうち、所定角度で飛来する配向膜材料５Ｍのみを基板Ｗに蒸着させるもの、つまり、基板Ｗに対する配向膜材料５Ｍの入射角度を制限するものである。マスク６は、防着板としての機能も兼用している。

また、遮蔽機構６Ａ，６Ｂは、ステンレスの薄板（厚み０．３ｍｍ程度）などからなる平板を環状に連続形成したマスク部材６Ｐと、マスク部材６Ｐを循環移動させるためのローラ６Ｒとを備えている。ローラ６Ｒは、マスク部材６Ｐの環状内に２つ設けられ、環状内の左右（−Ｘ側、＋Ｘ側）端部に配置されている。具体的には、スリット６Ｋに沿うように配置された第１ローラ６１と、後述するクリーニング部に配置された第２ローラ６２と、が設けられている。更に、ローラ６Ｒを回転駆動させるための図示しない駆動源が接続されている。ここで、駆動源はモータなどからなり、第１ローラ６１および第２ローラ６２の少なくとも一つを回転可能に構成されたものである。
そして、駆動源と第１ローラ６１および第２ローラ６２とで構成されている循環移動手段によりマスク部材６Ｐが循環移動されるように構成されている。具体的には、循環移動手段は、駆動源からの出力により、第１ローラ６１および第２ローラ６２の少なくとも一つが回転を開始すると共に、マスク部材６Ｐが循環移動を開始するように構成されている。
そして、遮蔽機構６Ａは、マスク部材６Ｐのスリット６Ｋ近傍に付着した配向膜材料５Ｍからなる膜Ｍが遮蔽機構６Ａの下面（−Ｚ側の面）を循環移動し、ガス噴出口２３が備えられたクリーニング部へと移動するように構成されている。遮蔽機構６Ｂも同様に構成されている。

次に、成膜装置１には、マスク６をクリーニングするためのクリーニング手段が設けられている。クリーニング手段は、クリーニングガスＧが貯蔵されたクリーニングガス供給部１０と、クリーニングガス供給部１０に接続され、クリーニングガスＧが搬送される配管２１およびその途中に設けられているバルブ２２と、クリーニングガスＧを活性化させるためのマイクロ波照射手段２７と、成膜室２内で配管２１の先端に接続され、マスク６に指向しているガス噴出口２３と、で構成されている。
また、スリット６Ｋから離間配置されたガス噴出口２３およびその近傍の領域が、クリーニング部を構成している。クリーニング部では、ガス噴出口２３からクリーニングガスＧがマスク６に向かって噴出されるように配置されており、このクリーニングガスＧにより配向膜材料５Ｍを除去することができるように構成されている。

クリーニングガス供給部１０には、配向膜材料５Ｍと化学反応することで揮発性物質を生成し、マスク６に付着している配向膜材料５Ｍを除去可能なクリーニングガスＧが貯蔵されている。クリーニングガスＧは、配向膜材料５Ｍに応じて適宜選択される。例えば、配向膜材料５Ｍとして、ＳｉＯ_２を用いる場合、クリーニングガスＧとして、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ₃Ｆ_６、ＮＦ_３等のフッ素を含むガスをプラズマで活性化させたガスやラジカルを用いることができる。配向膜材料５Ｍとの反応性や励起しやすさを考慮するとＣ₃Ｆ_６が好ましい。
他には、Ｃｌ_２やＦ_２／Ｈ_２などのガスを紫外線などで活性化させた光励起ガスを用いることや、ＳｉＯ_２と反応性の高いＨＦなどのガスを用いることができる。

クリーニングガス供給部１０は、配管２１が接続されている。配管２１は、成膜室２の左右の壁面２Ｌ，２Ｒに形成された貫通孔２５を貫通して成膜室２内へ導入されている。また、配管２１の途中で、成膜室２の外側にはバルブ２２が設けられている。バルブ２２は、クリーニングガスＧを成膜室２内へ送出する場合に開状態となるように制御装置１２により制御されるように構成されている。更に、バルブ２２と貫通孔２５との間には、クリーニングガスＧを活性化させるためのマイクロ波照射手段２７が設けられている。
成膜室２内において、配管２１の先端にはガス噴出口２３が取り付けられている。ガス噴出口２３は、成膜室２内の左右の壁面２Ｌ，２Ｒ近傍で遮蔽機構６Ａ，６Ｂの端部近傍に配置されており、クリーニングガスＧが遮蔽機構６Ａ，６Ｂのマスク部材６Ｐに直接噴射されるように構成されている。
図２に示すように、ガス噴出口２３は、プレート板６Ｐと略同等の幅（Ｙ軸方向）を有しており、クリーニングガスＧがプレート板６Ｐの全幅に亘って噴出可能に構成されている。
つまり、クリーニングガス供給部１０から配管２１を介して成膜室２へ活性化されたクリーニングガスＧを供給し、マスク６に付着している配向膜材料５Ｍを除去できるように構成されている。

図１に戻り、基板ホルダ４は、図示しない基板移動手段により基板Ｗとスリット６Ｋとの相対位置が変化するように、具体的には基板Ｗの各部がスリット６Ｋと対向配置されるように、マスク６の遮蔽機構６Ａ，６Ｂの上面（＋Ｚ側の面）に沿って移動可能である。また、基板移動手段を用いて基板Ｗを右方向（＋Ｘ方向）に移動しつつ、蒸着源５より供給された配向膜材料５Ｍを、スリット６Ｋを介して基板Ｗの表面（−Ｚ側の面）に連続的に供給する。これにより、スリット６Ｋを通過した配向膜材料５Ｍは、基板Ｗの表面の略全体に斜方蒸着される。
本実施形態においては、マスク６が蒸着源５の上側（＋Ｚ側）に配置されており、基板ホルダ４は、そのマスク６の更に上側（＋Ｚ側）において、基板Ｗを保持して基板移動手段により移動可能に構成されている。ここで、基板移動手段はモータなどからなる駆動装置で構成されており、基板ホルダ４を移動可能に構成されたものである。

また、成膜システム３には、マスク６に付着している配向膜材料５Ｍの量を検出可能な図示しない検出装置を備えている。検出装置は、例えば水晶振動子を含み、マスク６のスリット６Ｋ近傍の位置に配置する。
ここで、水晶振動子は、その水晶振動子上に形成される膜の量（厚み、重さ）に応じて、その振動状態を変化させる。具体的には、水晶振動子に膜が形成されると、その質量変化により、共振周波数が変化する。すなわち、水晶振動子の振動状態と、その水晶振動子上に形成される膜の量とは対応関係にあり、共振周波数の変化によって、水晶振動子上に形成された膜の量（厚み、重さ）を求めることができる。したがって、検出装置により、マスク６に付着している配向膜材料５Ｍの量、つまり、配向膜材料５Ｍに基づいてマスク６の表面に形成される膜Ｍの量（厚み）を検出可能に構成されている。

また、成膜室２の右側（＋Ｘ側）の壁面２Ｒの下方には、配向膜材料５ＭとクリーニングガスＧとの反応により生成された揮発性物質や、未反応のクリーニングガスＧなどを排気可能な排気口３１が形成されている。排気口３１には配管３２が接続されており、配管３２の先には排気ポンプ１１が取り付けられている。また、配管３２の途中には、この配管の流路を開閉可能なバルブ３３が配置されている。ここで、排気ポンプ１１は通常成膜室２に取り付けられている排気ポンプと兼用してもよいし、別途取り付けてもよい。

（成膜方法）
次に、上述の構成を有する成膜装置１を用いて、基板Ｗの表面に無機配向膜を形成する方法およびマスク６のクリーニング方法について、図３を用いて説明する。以下の各工程は、制御装置１２により自動的に実行される。
図３（ａ）に示すように、成膜処理されるべき基板Ｗが、前処理室から成膜室２に搬入され、基板ホルダ４に保持される。前処理室を有する前処理装置は、基板Ｗの基材（例えばガラス基板）上に所定の機能膜を形成可能であり、基板Ｗ上には、前処理装置によって、例えばＩＴＯ等の透明導電膜が予め形成されている。マスク６のスリット６Ｋの位置に、基板Ｗの成膜を施す領域が配置されるように基板移動手段により基板Ｗを移動する。制御装置１２は、排気ポンプ１１を制御して、基板Ｗが搬入された成膜室２を真空状態に調整する。

また、基板Ｗが成膜室２に搬入される前又は後の所定のタイミングで、配向膜材料５Ｍを有する蒸着源５を加熱する動作を開始する。そして、配向膜材料５Ｍの昇華が安定した後、蒸着源５から基板Ｗへ向かって配向膜材料５Ｍが供給可能な状態に設定する。

次に、蒸着処理を実行することによって、蒸着源５からは、配向膜材料５Ｍが放射状に放出される。つまり、蒸着源５から発生する配向膜材料５Ｍの蒸気（昇華材料）は、図１中、二点鎖線で示すように、マスク６のスリット６Ｋ近傍に効率良く供給される。

ここで、上述のように、蒸着源５の開口５Ｋと基板Ｗとを結ぶ線と、基板Ｗの法線方向を示す線（Ｚ軸）とが所定の角度θに定められている。したがって、配向膜材料５Ｍは、基板Ｗの表面に対して概ね角度θだけ傾斜した斜め方向から、その基板Ｗの表面に供給される。これにより、基板Ｗの表面には、所望の角度で傾くように形成された複数の射方柱（カラム、柱状構造体）を含む無機配向膜が形成される。

また、蒸着源５と基板Ｗとの間には、基板Ｗ上における形成領域（供給領域）を設定するスリット６Ｋが形成されたマスク６が配置されている。そのため、蒸着源５から放出された配向膜材料５Ｍのうち、マスク６のスリット６Ｋを通過する一部の配向膜材料５Ｍのみが、基板Ｗ上に供給される。スリット６Ｋは、蒸着源５より放射状に出射された配向膜材料５Ｍのうち、厳密に入射角度θで飛来する配向膜材料５Ｍのみを基板Ｗの表面に蒸着させるもの、つまり、基板Ｗに対する配向膜材料５Ｍの入射角度を厳しく制限するものである。
これにより、無機配向膜を構成する柱状構造体の傾斜角度を均一化することが可能になり、基板Ｗの品質向上を図ることができる。

そして、基板ホルダ４に保持された基板Ｗを、図示しない基板移動手段を用いて基板Ｗの表面（−Ｚ側の面）がスリット６Ｋ上を順次通過するように右方向（＋Ｘ方向）に移動させて、蒸着源５を用いた成膜処理（蒸着処理）を実行する。すなわち、基板Ｗを右方向（＋Ｘ方向）に移動させつつ、マスク６のスリット６Ｋを通過した配向膜材料５Ｍが、基板Ｗの表面に連続的に供給され、斜方蒸着される。
このように、基板ホルダ４を用いて基板Ｗを移動させながら斜方蒸着することで、基板Ｗの表面全体に確実に配向膜を形成することができる。

（成膜装置のクリーニング方法）
図３（ｂ）に示すように、蒸着源５から放出された配向膜材料５Ｍのうち、マスク６のスリット６Ｋを通過しない一部の配向膜材料５Ｍは、例えば遮蔽機構６Ａ，６Ｂのスリット６Ｋ近傍の下面および側面の一部に付着し、複数の基板に対して蒸着処理を行った後には、それらスリット６Ｋ近傍に膜Ｍを形成する可能性がある。この膜Ｍが形成されるとスリット６Ｋの大きさが変化したり、スリット６Ｋの形状が変化したりすることになる。これにより、スリット６Ｋの内側の成膜状態（形成される無機配向膜の膜厚など）が均一でなくなるなど、蒸着むらが発生し、所望の無機配向膜を基板Ｗ上に形成できなくなる可能性がある。

また、マスク６に形成された膜Ｍの一部が剥がれる可能性がある。マスク６から剥がれた膜Ｍは異物として作用し、その異物（膜Ｍの一部）が、例えばスリット６Ｋを介して基板Ｗに付着する可能性がある。異物が基板Ｗに付着すると、その基板Ｗに基づいて製造されるデバイスの性能が劣化する。

そこで、本実施形態においては、基板Ｗが成膜室２内に無い時、つまり成膜工程を行っていない時に、膜Ｍが形成されたマスク６をクリーニングガスＧによりクリーニングする。

以下、クリーニングガスＧを用いたクリーニング動作の一例について説明する。
図３（ｃ）に示すように、制御装置１２は、図示しない検出装置の検出結果に基づいて、クリーニング動作を制御する。上述のように、水晶振動子を含む検出装置は、成膜室２におけるマスク６上に形成された配向膜材料５Ｍの量、つまり、マスク６の表面に形成される膜Ｍの量（厚み）を検出可能である。検出装置の検出結果は制御装置１２に出力される。

検出装置は、マスク６のスリット６Ｋ近傍に配置されており、水晶振動子上に形成される膜Ｍの量と、マスク６の表面に形成される膜Ｍの量とは略等しい。したがって、制御装置１２は、検出装置の検出結果に基づいて、配向膜材料５Ｍによりマスク６上に形成される膜Ｍの量を検出できる。

検出装置の検出結果に基づいて、遮蔽機構６Ａ，６Ｂのローラ６Ｒを制御する。具体的には、検出装置の検出結果に基づいて、マスク６上の膜Ｍの量が、予め定められた許容量以上になったと判断したとき、ローラ６Ｒの駆動源に指示を出し、ローラ６Ｒを回転駆動させる。この許容量は、予備実験及びシミュレーションの少なくとも一方を用いて予め設定することができる。ここで、ローラ６Ｒの駆動源は、第１ローラ６１および第２ローラ６２の少なくとも一つに接続されている。
そうすると、遮蔽機構６Ａ，６Ｂのマスク部材６Ｐは、それぞれ所望の方向に循環移動を始める。したがって、配向膜材料５Ｍからなる膜Ｍが形成された領域がそれぞれ外側（遮蔽機構６Ａにおいては−Ｘ側、遮蔽機構６Ｂにおいては＋Ｘ側）に移動する。ここで、ローラ６Ｒを駆動させるタイミングは、成膜工程を行っていないとき（基板Ｗが成膜室２内に無いとき）に設定されている。

図３（ｄ）に示すように、スリット６Ｋの近傍において配向膜材料５Ｍが付着し膜Ｍが形成された領域が、遮蔽機構６Ａ，６Ｂの下面（−Ｚ側の面）でガス噴出口２３に対向するクリーニング部の位置まで移動されると、制御装置１２の指示のもと、ローラ６Ｒの回転を停止させる。このとき、一回あたりのマスク部材６Ｐの移動量を予め設定しておいてもよい。

図３（ｅ）に示すように、膜Ｍが所定位置まで移動した後に、クリーニングガス供給部１０を制御する。具体的には、配管２１に取り付けられたバルブ２２を開状態にし、クリーニングガス供給部１０に貯蔵されているクリーニングガスＧを成膜室２内へ供給する。

制御装置１２は、クリーニングガスＧを供給すると略同時に、マイクロ波照射手段２７を駆動してクリーニングガスＧをプラズマ化する。マイクロ波照射手段２７によって励起、イオン化されたクリーニングガスＧは、ガス噴出口２３から成膜室２内に噴出され、マスク６のマスク部材６Ｐの表面に付着している配向膜材料５Ｍからなる膜Ｍに直接噴射される。

図３（ｆ）に示すように、クリーニングガスＧは、配向膜材料５Ｍと化学反応し、例えばフッ化珪素（ＳｉＦ_４）を生成し、配向膜材料５Ｍを揮発性物質に変化させる。これにより、マスク６に付着していた配向膜材料５Ｍは、そのマスク６から除去される。すなわち、ドライエッチング（プラズマエッチング）の手法によって、マスク６に付着している配向膜材料５Ｍを除去するためのクリーニング動作を実行することができる。
また、クリーニングガスＧを成膜室２内へ噴射している際に、適宜排気ポンプ１１を稼動させ、成膜室２内のガスを室外へ排気する。このとき、排気ポンプ１１の稼動状態に連動して、バルブ３３の開閉を制御するようにしている。

ここで、マスク６に形成された配向膜材料５Ｍからなる膜Ｍに対して集中的にクリーニングガスＧが噴出され、配向膜材料５ＭとクリーニングガスＧとが複数の箇所で化学反応し、短時間で配向膜材料５Ｍからなる膜Ｍを除去することができる。また、各所で確実に配向膜材料５ＭとクリーニングガスＧとが化学反応して膜Ｍを確実に除去することができるため、次の成膜工程の際に、良好な配向膜を形成することができる。

また、マスク６に配向膜材料５Ｍが付着している場合、その配向膜材料５ＭとクリーニングガスＧとの化学反応によってフッ化珪素（ＳｉＦ_４）が生成され続けるので、制御装置１２は、図示しないガス検出装置の検出結果に基づいて、フッ化珪素が生成されていると判断したとき、マスク６には未だ配向膜材料５Ｍが存在していると判断できる。一方、マスク６上の配向膜材料５Ｍがほぼ除去された場合、フッ化珪素（ＳｉＦ_４）はほとんど生成されないので、制御装置１２は、ガス検出装置の検出結果に基づいて、フッ化珪素がほとんど生成されていないと判断したとき、マスク６には配向膜材料５Ｍが存在していないと判断できる。このように、ガス検出装置によってフッ化珪素をほとんど検出しなくなった時点で、マスク６から配向膜材料５Ｍがほぼ除去されたと判断する。

ガス検出装置の検出結果に応じて、マスク６から配向膜材料５Ｍがほぼ除去できたと判断した後、バルブ２２を閉状態にすることで、クリーニングガス供給部１０からの成膜室２に対するクリーニングガスＧの供給動作を停止し、ドライエッチングの手法に基づくクリーニング動作を終了する。

また、クリーニング部において配向膜材料５Ｍが除去されたマスク部材６Ｐは、循環移動手段によってスリット６Ｋ近傍に再度移動する。つまり、図３（ｃ）においてクリーニング部（第２ローラ６２近傍）に位置しているマスク部材６Ｐは、１回前のクリーニングによって配向膜材料５Ｍが除去されている。そして、図３（ｄ）のようにマスク部材６Ｐが循環移動すると、配向膜材料５Ｍからなる膜Ｍがクリーニング部に移動してくると共に、１回前にクリーニングした領域がスリット６Ｋ近傍に位置することとなる。これにより、スリット６Ｋ近傍に配向膜材料５Ｍが付着していないマスク部材６Ｐを配置して成膜処理を再開することができる。
さらに、循環移動手段により毎回略同一の移動量でマスク部材６Ｐを移動させると、マスク部材６Ｐの２箇所に集中的に配向膜材料５Ｍが付着することとなるため、適宜循環移動量を調整することで、マスク部材６Ｐの各所をスリット近傍６Ｋに配置することができるように構成することが好ましい。

本実施形態によれば、基板Ｗに配向膜材料５Ｍを斜方蒸着する際に、基板Ｗを保持する基板ホルダ４を設け、蒸着源５と基板Ｗとの間にスリット６Ｋが形成されたマスク６を設け、配向膜材料５Ｍと反応して揮発性物質を生成するクリーニングガスＧを供給するためのガス噴出口２３を設けた。また、基板Ｗ上における配向膜材料５Ｍが供給される供給領域を設定するスリット６Ｋを有するマスク６をクリーニングするようにしたので、例えばスリット６Ｋの近傍に配向膜材料５Ｍが付着することによって生じる、そのスリット６Ｋの形状の変化、又はスリット６Ｋの大きさの変化等を抑制できる。スリット６Ｋの大きさ又は形状が変化した場合、成膜条件が変化したり、成膜むら（蒸着むら）等が発生したりする不具合が生じるが、本実施形態においては、クリーニングガスＧを用いて、マスク６に付着した配向膜材料５Ｍを確実に除去できる。したがって、スリット６Ｋの形状を略同一に保つことができ、長期間メンテナンスを行うことなく成膜を行うことができる。

また、マスク６を２つの遮蔽機構６Ａ，６Ｂで構成し、それぞれのマスク部材６Ｐを、ローラ６Ｒを回転駆動させることで循環移動できるようにし、クリーニングガスＧが噴出されるガス噴出口２３に対向した位置に配向膜材料５Ｍからなる膜Ｍが形成された領域を移動させることができるように構成した。これにより、スリット６Ｋ近傍でマスク部材６Ｐに付着した配向膜材料５Ｍを、マスク部材６Ｐを循環移動手段にて循環させてクリーニング部に移動させた後にクリーニングするため、確実にクリーニングすることができる。したがって、スリット６Ｋの形状を長期間略同一に保つことができ、長期間メンテナンスを行うことなく成膜を行うことができる効果がある。また、成膜装置１からマスク部材６Ｐを取り外すことなく、マスク部材６Ｐに付着した配向膜材料５Ｍを簡単かつ短時間で除去することが可能となり、生産効率を向上させることができる効果がある。さらに、クリーニング部において配向膜材料５Ｍが除去されたマスク部材６Ｐをスリット６Ｋ近傍に移動させることにより、マスク部材６Ｐを交換することなく直ちに成膜処理を再開することが可能になり、生産効率を向上させることができると共に、良好な配向膜を継続的に形成することができる。

また、遮蔽機構６Ａ，６Ｂを長期間メンテナンスすることなく使用することができるため、部材にかかるランニングコストを抑えることができると共に、メンテナンスにかける時間を短縮することができるため、装置稼働率を向上することができる。
さらに、マスク部材６に付着した配向膜材料５Ｍを確実に除去できるので、成膜室２における異物の発生を抑制でき、基板Ｗ上に配向膜を良好に形成できる。したがって、所望の性能を有する液晶装置を製造できる。
そして、マスク部材６に付着した配向膜材料５Ｍを容易に除去できるようにしたため、マスク部材６の寿命を大幅に長くすることができる効果もある。更に、マスク部材６の予備品が少なくて済むため、コストを削減することができる。

更に、マスク部材６Ｐを環状に連続形成し、スリット６Ｋに沿って配置した第１ローラ６１と、クリーニング部に配置した第２ローラ６２との間に回し掛けて構成し、第１ローラ６１および第２ローラ６２の少なくとも一つを駆動させる駆動源を設けて回転駆動させることで、マスク部材６Ｐを循環移動させるようにした。これにより、スリット６Ｋの近傍に付着した配向膜材料５Ｍを、第１ローラ６１と第２ローラ６２とからなるローラ６Ｒを回転駆動させることで効率よくスリット６Ｋの形成領域から遠ざけて、ガス噴出口２３が設けられているクリーニング部まで移動させることができるため、配向膜材料５Ｍの除去作業が確実かつ容易に行うことができると共に、短時間で確実に行うことができ、生産効率の向上を図ることができる。
また、マスク部材６Ｐのいずれの表面も循環移動手段によりスリット６Ｋ近傍に配置させることができるため、マスク部材６Ｐにおけるクリーニングする領域を集中させることなく分散させることができ、マスク部材６Ｐを長期間メンテナンスを行うことなく使用することができる。

また、成膜室２内の左右の壁面２Ｌ，２Ｒ近傍で遮蔽機構６Ａ，６Ｂの端部近傍に、配向膜材料５Ｍと反応して揮発性物質を生成するクリーニングガスＧを供給して、マスク部材６Ｐに付着した配向膜材料５Ｍを除去するガス噴出口２３を備えたクリーニング部を設け、さらに、遮蔽機構６Ａ，６Ｂに循環移動手段を設けて、マスク部材６Ｐを循環移動させることができる構成とした。これにより、マスク部材６Ｐに付着した配向膜材料５ＭとクリーニングガスＧとを化学反応させて配向膜材料５Ｍをガス化させることができるため、確実に配向膜材料５Ｍを除去することができる。また、同じマスク６を繰り返し使用できるので、同じ成膜条件で基板Ｗ上に配向膜を形成できる。したがって、形成される配向膜の品質がばらつくことを抑制できる。すなわち、例えばマスク６上に許容量以上の膜Ｍが形成された場合、そのマスク６を新たなものと交換することも考えられるが、上述のように、マスク６は、供給領域を規定するスリット６Ｋを有しており、マスク６を新たなものと交換すると、マスク６（スリット６Ｋ）の製造誤差（形状誤差）等によって、供給領域が変動する可能性がある。そのため、マスク６を新たなものと頻繁に交換することは望ましくない場合がある。本実施形態においては、マスク６をクリーニングガス供給部１０に貯蔵されたクリーニングガスＧを用いてクリーニングするため、マスク６を長期間交換することなく、使用することができる。したがって、良好な配向膜を安定して長期間形成することができる。

また、成膜室２に接続するように排気ポンプ１１を設置したため、配向膜材料５ＭとクリーニングガスＧとの反応により生成された揮発性物質や、未反応のクリーニングガスＧなどを成膜室２から確実に排出することができ、その後の工程に影響を与えることを抑制できる。すなわち、マスク６をクリーニングする際に、ＰＦＣガス等、フッ素を含むガスを用い、そのフッ素を含むガスが成膜室２に残留すると、その後に成膜室２に搬入される基板Ｗに付着し、基板Ｗ（配向膜）の性能が劣化し、製造されるデバイス（液晶装置）の性能が劣化する可能性がある。また、フッ素を含むガスが成膜室２の内壁を腐食する等、成膜室２を劣化させる可能性がある。しかしながら、本実施形態においては、排気ポンプ１１により、上述の不具合を抑制できる。したがって、成膜を確実に行うことができ、所望の性能を有するデバイスを製造できる。

また、成膜室２内に基板ホルダ４を設け、基板Ｗが所定位置に配置することができるようにしたと共に、順次基板Ｗを基板移動手段により移動可能にし、基板Ｗの表面全体が確実にスリット６Ｋ上を通過するようにしたため、基板Ｗ表面全体を確実に斜方蒸着（成膜）することができる。

また、クリーニングガス供給部１０は、マスク６に付着している配向膜材料５Ｍを除去するためのドライエッチングの手法に基づくクリーニング動作を実行するので、マスク６を良好にクリーニングできる。

また、マスク６上の配向膜材料５Ｍの量を検出する検出装置を設け、その検出装置の検出結果に基づいて、マスク６のクリーニング動作を制御するため、成膜室２においてマスク６に許容量以上の材料が付着したと判断された場合に、クリーニングガスＧを適切なタイミングで、マスク６をクリーニングできる。例えば、マスク６上の膜Ｍの量が僅かであって、マスク６のクリーニングを実行しなくてもいい状態であるにもかかわらずクリーニング動作を実行してしまうことがなくなり、生産効率を向上することができる。

また、形成しようとする無機配向膜の目標形状（射方柱の目標角度）に応じて、蒸着源５とマスク６のスリット６Ｋとの位置関係等を最適化することによって、所望の形状（角度）を有する複数の射方柱を含む無機配向膜を基板Ｗ上に良好に形成することができる。したがって、配向性が良好な無機配向膜を形成することができる。

尚、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造・形状や材料などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、本実施形態において、検出装置の検出結果に基づいて、マスク６のクリーニング動作が実行されるが、マスク６のクリーニング動作は、検出装置の検出結果によらずに、例えば予め定められた基板Ｗの所定処理枚数毎、あるいは所定処理時間間隔毎に実行するようにしてもよい。所定処理枚数は、１枚でもよいし、複数枚でもよい。

また、本実施形態においては、成膜工程中はマスク６のローラ６Ｒを回転駆動させずに、マスク６上の膜Ｍの量が予め定められた許容量以上になったと判断したときに回転駆動させる説明をしたが、成膜工程中に循環移動手段によりローラ６Ｒを回転駆動させながら基板Ｗに配向膜材料５Ｍを蒸着させるようにしてもよい。
この場合には、クリーニング処理中に循環移動手段によりローラ６Ｒを回転駆動させながらマスク部材６Ｐに付着した配向膜材料５Ｍを除去すればよい。
このように構成することで、マスク部材６Ｐの全面に配向膜材料５Ｍが堆積するまで成膜処理を継続することができるので、長期間マスク部材６Ｐのメンテナンスを行うことなく成膜を行うことができる。また、マスク部材６Ｐに付着する配向膜材料５Ｍの膜厚を薄くすることができるため、クリーニング処理を容易に行うことができる。

また、本実施形態においては、所定の角度の射方柱を有する無機配向膜を形成するために、蒸着源とマスク６のスリット６Ｋと基板Ｗとの位置関係を最適化して、配向膜材料５Ｍを基板Ｗの表面に斜め方向から供給しているが、形成しようとする無機配向膜に応じて、配向膜材料５Ｍは、必ずしも基板Ｗの表面に斜め方向から供給されなくてもよい。

また、本実施形態においては、クリーニングガスＧによりマスク６に付着した配向膜材料５Ｍと化学反応させて除去する場合の説明をしたが、例えばヘラのようなものでマスク部材６Ｐに付着した配向膜材料５Ｍを物理的に掻き落として除去させてもよい。

また、本実施形態においては、マスク６をクリーニングする場合を例にして説明したが、クリーニングガスＧは、成膜室２の内壁などもクリーニングできる。

本発明の実施形態における成膜装置の概略構成を示す正面図である。 本発明の実施形態における成膜装置の概略構成を示す側面図である。 同実施形態における成膜方法及びクリーニング方法を示した説明図である。

符号の説明

１…成膜装置 ４…基板ホルダ ５…蒸着源（被膜材料供給手段） ５Ｍ…配向膜材料（被膜材料） ６…マスク ６Ｋ…スリット ６Ｐ…マスク部材 １１…排気ポンプ（排気手段） ６１…第１ローラ ６２…第２ローラ Ｇ…クリーニングガス（反応ガス） Ｗ…基板

Claims (7)

1. 基板上に堆積させる被膜材料を供給する被膜材料供給手段と、
   該被膜材料供給手段に対して所定位置に前記基板を保持する基板ホルダと、
   前記被膜材料を透過させるスリットを所定位置に形成しつつ、前記被膜材料供給手段と前記基板ホルダとの間に配置されたマスク部材と、
   前記スリットから離間配置され、前記マスク部材の表面に付着した前記被膜材料を除去するクリーニング部と、
   前記スリットの近傍と前記クリーニング部との間で、前記マスク部材を循環移動させる循環移動手段と、を備えていることを特徴とする成膜装置。
2. 前記マスク部材は、環状に連続形成されて、前記スリットに沿って配置された第１ローラと、前記クリーニング部に配置された第２ローラとの間に回し掛けられ、
   前記循環移動手段は、前記第１ローラおよび前記第２ローラのうち少なくとも一つを回転駆動することにより、前記マスク部材を循環移動させることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記クリーニング部は、前記被膜材料と反応して揮発性物質を生成する反応ガスを供給して、前記マスク部材の表面に付着した前記被膜材料を除去することを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
4. 前記揮発性物質を排気する排気手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
5. 前記基板と前記スリットとの相対位置が変化するように前記基板ホルダを移動させる基板移動手段を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の成膜装置。
6. 基板上に堆積させる被膜材料を供給する被膜材料供給手段と、
   該被膜材料供給手段に対して所定位置に前記基板を保持する基板ホルダと、
   前記被膜材料を透過させるスリットを所定位置に形成しつつ、前記被膜材料供給手段と前記基板ホルダとの間に配置されたマスク部材と、
   前記スリットから離間配置され、前記マスク部材の表面に付着した前記被膜材料を除去するクリーニング部と、
   前記スリットの近傍と前記クリーニング部との間で、前記マスク部材を循環移動させる循環移動手段と、を備えた成膜装置のクリーニング方法であって、
   前記スリットの近傍において前記被膜材料が付着した前記マスク部材を前記クリーニング部に移動させるとともに、前記クリーニング部において前記被膜材料が除去された前記マスク部材を前記スリットの近傍に移動させることを特徴とする成膜装置のクリーニング方法。
7. 前記成膜装置は、前記循環移動手段により前記マスク部材を循環移動させつつ成膜処理を行い、
   前記クリーニング部は、前記循環移動手段により前記マスク部材を循環移動させつつクリーニング処理を行うことを特徴とする請求項６に記載の成膜装置のクリーニング方法。

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