JP2013213285A - 基板への膜の形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 基板に対して膜を形成するために、装置を大型化する必要がなく、キャリア等を必要とせず、メンテナンス性に優れた膜の形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 基板に膜を形成するための装置であって、前記装置は、成膜室内に蒸発源と前記蒸発源に対して電子ビームを照射するための電子銃とを備え、前記成膜室は、前記基板に対向する位置に複数の蒸発源を配置できるように構成されるとともに、成膜中に前記基板を静止させるための静止位置を設け、前記静止位置の下方に、所定のピッチでマスクを送ることができるようにマスク移動機構を設け、前記マスク移動機構は、前記マスクを巻き取り軸間で送ることができるように構成されたことを特徴とする。
【選択図】 図２
【解決手段】 基板に膜を形成するための装置であって、前記装置は、成膜室内に蒸発源と前記蒸発源に対して電子ビームを照射するための電子銃とを備え、前記成膜室は、前記基板に対向する位置に複数の蒸発源を配置できるように構成されるとともに、成膜中に前記基板を静止させるための静止位置を設け、前記静止位置の下方に、所定のピッチでマスクを送ることができるようにマスク移動機構を設け、前記マスク移動機構は、前記マスクを巻き取り軸間で送ることができるように構成されたことを特徴とする。
【選択図】 図２
Description
本発明は、基板への膜の形成装置に関する。
従来、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、表示装置の分野において広く用いられており、最近では、大画面で高品質、且つ、低価格のＰＤＰが要求されている（特許文献１、非特許文献１）。
現在、ＰＤＰは、図１２に示すように、ガラス基板３１上に維持電極３２及び走査電極３３を形成した前面基板３４と、ガラス基板３５上にアドレス電極３６を形成した背面基板３７とを貼り合わせることにより得られる３電極面放電型が主流となっている。前面基板３４と背面基板３７との間には、放電ガスが封入されており、走査電極３２とアドレス電極３６との間に電圧を印加して放電を発生させると、封入された放電ガスがプラズマ化し、紫外線が放出される。放射された紫外線が照射される位置に蛍光体３９を配置しておけば、紫外線によって蛍光体が励起され、可視光が放出される。
現在、ＰＤＰは、図１２に示すように、ガラス基板３１上に維持電極３２及び走査電極３３を形成した前面基板３４と、ガラス基板３５上にアドレス電極３６を形成した背面基板３７とを貼り合わせることにより得られる３電極面放電型が主流となっている。前面基板３４と背面基板３７との間には、放電ガスが封入されており、走査電極３２とアドレス電極３６との間に電圧を印加して放電を発生させると、封入された放電ガスがプラズマ化し、紫外線が放出される。放射された紫外線が照射される位置に蛍光体３９を配置しておけば、紫外線によって蛍光体が励起され、可視光が放出される。
上記ＰＤＰにおける維持電極３２及び走査電極３３上には、誘電体膜３８が形成され、その上に誘電体膜３８の保護と二次電子を放出させることを目的としてＭｇＯ，ＳｒＯ系等の金属酸化膜の保護膜４０が形成されている。
上述したＰＤＰのような大型のガラス基板に、ハイスループットで安定したＭｇＯ膜等の保護膜を形成する方法として、キャリア又はトレイ（以下、「キャリア等」とする。）と呼ばれる支持部材にガラス基板を搭載し、搬送する手段を用いて、蒸発源上を通過させながら成膜するインライン式成膜装置が使用されている。特に、大型基板であって、（１１１）配向したＭｇＯ膜を成膜するために通過成膜が用いられており、成膜の際に使用されるマスクについても、キャリア等と一体としたマスク支持構造又はマスク保持のためのフレームを備えたキャリア等にセットされる。
キャリア等をガラス基板の搬送用又は蒸着時の保持のための手段とするバッチ式成膜装置、インターバック式成膜装置、特に、インライン式の成膜装置では、次のような課題、問題がある。
１．ガラス基板搭載用のキャリア等を使用するために、ハイタクト化やガラス基板の大型化に伴って装置が大型化する。
２．キャリア等及びマスクに付着したＭｇＯ、ＳｒＯ系等の保護膜を定期的に除去する必要があり、このため、キャリア等及びマスクを成膜装置から取り外す必要があり、装置を長時間停止させなければならない。
３．キャリア等及びマスクに付着したＭｇＯ、ＳｒＯ系等の保護膜が剥離し、装置内に落下して成膜前の基板に付着して欠陥の原因になる可能性があり、定期的に装置をクリーニングしなければならない。
４．ガラス基板のアンロード、ロード時にキャリア等及びマスクを一旦大気中に出すため、ＭｇＯ、ＳｒＯ系等に水分が付着し、成膜中に放出ガスとなって膜質を悪化させる可能性がある。このため、キャリア等及びマスクに水分が吸着しないようＣＤＡ（Clean Dry Air）などの設備が必要になり、ＣＤＡ設備及び運転のための費用がかかる（特許文献２参照）。
５．キャリア等及びマスクに水分を吸着させない方法としてＣＤＡの他にキャリア等及びマスクを真空中乃至は制御された雰囲気中を循環させる方法もあるが、装置が大型になる。また、ガラス基板サイズの変更（段取り替え）に伴い、装置内部のガラス基板のハンドリング機構部を入れ替える必要がある。
６．ガラス基板と同様にキャリア等及びマスクも加熱する必要があり、無駄なエネルギーを必要とする。
１．ガラス基板搭載用のキャリア等を使用するために、ハイタクト化やガラス基板の大型化に伴って装置が大型化する。
２．キャリア等及びマスクに付着したＭｇＯ、ＳｒＯ系等の保護膜を定期的に除去する必要があり、このため、キャリア等及びマスクを成膜装置から取り外す必要があり、装置を長時間停止させなければならない。
３．キャリア等及びマスクに付着したＭｇＯ、ＳｒＯ系等の保護膜が剥離し、装置内に落下して成膜前の基板に付着して欠陥の原因になる可能性があり、定期的に装置をクリーニングしなければならない。
４．ガラス基板のアンロード、ロード時にキャリア等及びマスクを一旦大気中に出すため、ＭｇＯ、ＳｒＯ系等に水分が付着し、成膜中に放出ガスとなって膜質を悪化させる可能性がある。このため、キャリア等及びマスクに水分が吸着しないようＣＤＡ（Clean Dry Air）などの設備が必要になり、ＣＤＡ設備及び運転のための費用がかかる（特許文献２参照）。
５．キャリア等及びマスクに水分を吸着させない方法としてＣＤＡの他にキャリア等及びマスクを真空中乃至は制御された雰囲気中を循環させる方法もあるが、装置が大型になる。また、ガラス基板サイズの変更（段取り替え）に伴い、装置内部のガラス基板のハンドリング機構部を入れ替える必要がある。
６．ガラス基板と同様にキャリア等及びマスクも加熱する必要があり、無駄なエネルギーを必要とする。
「フラットパネルディスプレイ大辞典」，p.737-p.738，２００１年１２月２５日発行，工業調査会
そこで、本発明は、大型のフラットパネルディスプレイを構成する基板に対して膜を形成するために、装置を大型化する必要がなく、キャリア等を必要とせず、メンテナンス性に優れた膜の形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明者等は鋭意検討の結果下記の通り解決手段を見出した。
基板に膜を形成するための装置に関する本発明の第１の実施の形態は、基板に膜を形成するための装置であって、前記装置は、成膜室内に蒸発源と前記蒸発源に対して電子ビームを照射するための電子銃とを備え、前記成膜室は、前記基板に対向する位置に複数の蒸発源を配置できるように構成されるとともに、成膜中に前記基板を静止させるための静止位置を設け、前記静止位置の下方に、所定のピッチでマスクを送ることができるようにマスク移動機構を設け、前記マスク移動機構は、前記マスクを巻き取り軸間で送ることができるように構成されたことを特徴とする。
また、本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態における前記基板のみを、前記成膜室内の前記静止位置に搬送するための基板搬送手段を前記成膜室外に設けたことを特徴とする。
また、本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態の膜の形成装置において、前記各蒸発源の蒸発面の周部を所定の間隔で分割した領域をビーム照射領域とし、前記電子銃が前記ビーム照射領域に対して周方向に順に電子ビームを照射することを特徴とする。
また、本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態の膜の形成装置において、前記電子銃が前記各蒸発源に対して前記電子ビームを線状に照射することを特徴とする。
また、本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態の膜の形成装置において、前記巻き取り軸間に、成膜物質を除去するための除去手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態の膜の形成装置において、前記静止位置の上方に、所定のピッチで防着板を送ることができるように防着板移動機構を設けたことを特徴とする。
基板に膜を形成するための装置に関する本発明の第１の実施の形態は、基板に膜を形成するための装置であって、前記装置は、成膜室内に蒸発源と前記蒸発源に対して電子ビームを照射するための電子銃とを備え、前記成膜室は、前記基板に対向する位置に複数の蒸発源を配置できるように構成されるとともに、成膜中に前記基板を静止させるための静止位置を設け、前記静止位置の下方に、所定のピッチでマスクを送ることができるようにマスク移動機構を設け、前記マスク移動機構は、前記マスクを巻き取り軸間で送ることができるように構成されたことを特徴とする。
また、本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態における前記基板のみを、前記成膜室内の前記静止位置に搬送するための基板搬送手段を前記成膜室外に設けたことを特徴とする。
また、本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態の膜の形成装置において、前記各蒸発源の蒸発面の周部を所定の間隔で分割した領域をビーム照射領域とし、前記電子銃が前記ビーム照射領域に対して周方向に順に電子ビームを照射することを特徴とする。
また、本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態の膜の形成装置において、前記電子銃が前記各蒸発源に対して前記電子ビームを線状に照射することを特徴とする。
また、本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態の膜の形成装置において、前記巻き取り軸間に、成膜物質を除去するための除去手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態の膜の形成装置において、前記静止位置の上方に、所定のピッチで防着板を送ることができるように防着板移動機構を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、３２インチ以上の大型のパネルでも成膜室内において、基板をキャリア等の基板支持部材により支持して移動して成膜することなく、静止して成膜することにより、成膜室における基板の搬送方向の長さを、従来の装置と比べて７０％程度に抑えることが可能となる。
また、仕込室から加熱室、加熱室から成膜室、成膜室から取出室等の真空中でのガラス基板のハンドリングが、真空ロボット、或いは、ガラスのみの搬送機構により行うことができるようになり、ガラス基板搬送用のキャリア等が不要となる。その結果として、次の効果を有する。
（１）キャリア等の洗浄コストが不要となり、装置のランニングコストの約３％を削減することができる。
（２）キャリア等の加熱エネルギー、冷却によるエミッションがなくなり、電力を約２０〜３０％削減することができる。
（３）キャリア等が不要となるため、装置コストを５％〜１０％程度削減することができる。
（４）キャリア等をハンドリングするためのメンテナンス用の台車、或いは、キャリア等の交換機構が不要となる。
（５）キャリア等のメンテナンス及びハンドリングに関わる人件費の削減ができ、保守に関わる人件費の約３０％〜５０％が削減できる。
また、仕込室から加熱室、加熱室から成膜室、成膜室から取出室等の真空中でのガラス基板のハンドリングが、真空ロボット、或いは、ガラスのみの搬送機構により行うことができるようになり、ガラス基板搬送用のキャリア等が不要となる。その結果として、次の効果を有する。
（１）キャリア等の洗浄コストが不要となり、装置のランニングコストの約３％を削減することができる。
（２）キャリア等の加熱エネルギー、冷却によるエミッションがなくなり、電力を約２０〜３０％削減することができる。
（３）キャリア等が不要となるため、装置コストを５％〜１０％程度削減することができる。
（４）キャリア等をハンドリングするためのメンテナンス用の台車、或いは、キャリア等の交換機構が不要となる。
（５）キャリア等のメンテナンス及びハンドリングに関わる人件費の削減ができ、保守に関わる人件費の約３０％〜５０％が削減できる。
次に、本発明の実施の形態につき、図面を参照して説明する。
使用する装置は、図１にその概略構成を示すように、成膜室１にガラス等の基板２を搬入・成膜室１から基板２を搬出するための搬送室３と、この搬送室１を介して接続される加熱室４、仕込・取出室５とから構成されている。
基板２は、図１の搬送室３のロボットハンド６により、成膜室１内に搬入される。詳細には、ステンレス等の金属から構成される成膜室１の上部側面に、図２に示すような基板２の搬入・搬出用の共通の１個の開口部７が設けられており、この開口部７を介して基板２が成膜室１の上部空間にキャリア等の基板支持部材を使用せずにロボットハンド６により直接搬入される。
使用する装置は、図１にその概略構成を示すように、成膜室１にガラス等の基板２を搬入・成膜室１から基板２を搬出するための搬送室３と、この搬送室１を介して接続される加熱室４、仕込・取出室５とから構成されている。
基板２は、図１の搬送室３のロボットハンド６により、成膜室１内に搬入される。詳細には、ステンレス等の金属から構成される成膜室１の上部側面に、図２に示すような基板２の搬入・搬出用の共通の１個の開口部７が設けられており、この開口部７を介して基板２が成膜室１の上部空間にキャリア等の基板支持部材を使用せずにロボットハンド６により直接搬入される。
成膜室１内に搬入された基板２は、マスク８上に載置される。マスク８は、成膜室１の基板２の搬送方向（以下、短手方向とする。）と、この方向に垂直な方向（以下、長手方向とする。）とにおいて、それぞれ、所定幅のマスク８を所定のピッチで送ることができる２式のマスク移動機構９，１０により構成され、各マスク移動機構９，１０は、マスク８をコンパクトに収納できるように巻き出しリールと巻き取りリールとを備え、各リールを回転させるための軸を成膜室の外部まで延出し、図示しないが、ＤＣモータ等の駆動源により駆動されることによりマスク８を所定のピッチで巻き取り・巻戻し自在に構成される。また、マスク移動機構９，１０は、軸の回転を調整して軸間のマスク８に付与する張力を調整でき、これにより、基板２にマスク８を密着させることができる。本実施の形態では、基板２がマスク８に密着される位置において、基板２を静止させて成膜を行うため、この位置が静止位置となるが、本明細書において基板２の静止位置とは、基板２の全面に対して成膜が行われている際に基板２が静止している位置のことをいうものとする。
また、マスク移動機構９，１０の下方には、図２に示すように、成膜室１の内壁に固定された中央に開口を備えた防着板１１が設けられ、マスク移動機構９，１０の上方には、同機構と同様に巻き取り・巻戻し自在に構成された防着板移動機構１２により巻き取り可能な防着板１３と、その上方に基板２を加熱するためのヒータ１４とが設けられている。
成膜室１の底部には、図３に示すように、リングハース１５が２行２列に配置されるとともに、各リングハース１５は、図２に示すように、成膜室１の上下方向の回転軸１６を中心として回転自在に軸支されている。
また、各リングハース１５の近傍には、図３に示すように、それぞれ電子銃１７が配置され、本実施の形態では、成膜室１の外部で、基板２の搬送方向の両側方向に電子銃１７が配置される。
また、各リングハース１５の近傍には、図３に示すように、それぞれ電子銃１７が配置され、本実施の形態では、成膜室１の外部で、基板２の搬送方向の両側方向に電子銃１７が配置される。
上記装置において、基板２を静止位置まで搬入し、真空排気を行い、成膜室１内に１×１０−２Ｐａ〜２×１０−１Ｐａ程度まで酸素又は酸素及びＨ２Ｏ等のプロセスガスを導入し、ヒータ１４により基板２の温度を２００℃〜２５０℃となるようにした状態で、電子銃１７によりリングハース１５に出力１０ｋＷ〜１５０ｋＷで電子ビームを照射する。
各リングハース１５の上面（蒸発面）の円周部は、図４（ａ）に示すように、その周方向において４分割する領域をビーム照射領域１５ａ［Ａ（ｘ１，ｙ１），Ｂ（ｘ２，ｙ１），Ｃ（ｘ１，ｙ２），Ｄ（ｘ２，ｙ２）］とし、各電子銃１７から電子ビームを、各照射点１５ａに所定の時間（２０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）で照射しながら、照射点１５ａの中で［Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ］の順に一定の時間（１００μｓｅｃ〜１０００μｓｅｃ）で移動させ、基板２へ保護膜を形成する。尚、ビーム照射領域Ａ〜Ｄへのビーム照射順は、前記の順にかかわらずＡ→Ｃ→Ｂ→Ｄ、Ａ→Ｄ→Ｂ→Ｃ等としてもよい。
各リングハース１５の上面（蒸発面）の円周部は、図４（ａ）に示すように、その周方向において４分割する領域をビーム照射領域１５ａ［Ａ（ｘ１，ｙ１），Ｂ（ｘ２，ｙ１），Ｃ（ｘ１，ｙ２），Ｄ（ｘ２，ｙ２）］とし、各電子銃１７から電子ビームを、各照射点１５ａに所定の時間（２０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）で照射しながら、照射点１５ａの中で［Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ］の順に一定の時間（１００μｓｅｃ〜１０００μｓｅｃ）で移動させ、基板２へ保護膜を形成する。尚、ビーム照射領域Ａ〜Ｄへのビーム照射順は、前記の順にかかわらずＡ→Ｃ→Ｂ→Ｄ、Ａ→Ｄ→Ｂ→Ｃ等としてもよい。
上記のようにすることにより、基板２を静止させた状態で保護膜を形成することができる。上記説明した装置によれば、キャリア等を使用した通過式成膜装置の成膜室と比べて成膜室１のスペースを削減することができる。
また、従来の通過式成膜装置では、キャリア等にマスクを設けるようにしていたが、上記装置によれば、マスク８のみを成膜室１内に設けるだけで保護膜の成膜が可能となる。従って、マスク移動機構９，１０を成膜室１内、成膜室近傍に設けたマスク交換室、バッファー室に配置するだけでマスクの交換が容易になる。その結果として、従来の通過式成膜装置では、マスク交換及びマスク温度を１００℃〜２５０℃に昇温させる時間が６０〜１２０分必要であるのに対して、本実施の形態によれば、１０分程度で同作業を完了させることができる。
また、各マスク移動機構９，１０の巻き出しリールと巻き取りリールとの間にスクレーパ等の成膜物質を除去するための除去手段を配置し、マスク８を所定のピッチで巻き取る際に成膜物質を除去するようにすれば、巻き取りが終わった後に真空状態にてリールを巻戻して再利用することが可能となるので、マスク８の寿命を飛躍的に長くすることができ、洗浄も容易に行うことができる。
また、本実施の形態においては、防着板１３も巻き取り自在であるため、防着板１３の交換周期を延ばすことができる。
また、従来の通過式成膜装置では、キャリア等にマスクを設けるようにしていたが、上記装置によれば、マスク８のみを成膜室１内に設けるだけで保護膜の成膜が可能となる。従って、マスク移動機構９，１０を成膜室１内、成膜室近傍に設けたマスク交換室、バッファー室に配置するだけでマスクの交換が容易になる。その結果として、従来の通過式成膜装置では、マスク交換及びマスク温度を１００℃〜２５０℃に昇温させる時間が６０〜１２０分必要であるのに対して、本実施の形態によれば、１０分程度で同作業を完了させることができる。
また、各マスク移動機構９，１０の巻き出しリールと巻き取りリールとの間にスクレーパ等の成膜物質を除去するための除去手段を配置し、マスク８を所定のピッチで巻き取る際に成膜物質を除去するようにすれば、巻き取りが終わった後に真空状態にてリールを巻戻して再利用することが可能となるので、マスク８の寿命を飛躍的に長くすることができ、洗浄も容易に行うことができる。
また、本実施の形態においては、防着板１３も巻き取り自在であるため、防着板１３の交換周期を延ばすことができる。
上記各照射点における照射時間は、図５にＭｇＯのリングハース１５への電子ビームの照射時間と蒸着レートとの関係を示すように、リングハース１５に投入した材料により、蒸着レートが異なる適宜選択する必要があるが、その中でも、２０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃとすることが好ましい。各照射領域に電子ビームを照射した際、投入する電子ビームのパワーに対して高い蒸発レートが得られるからである。
また、電子ビームを照射している間、照射領域において、所定幅で揺動させることが好ましく、例えば、図６（ａ）や図６（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに、２２２Ｈｚ〜５００Ｈｚの三角波や５０Ｈｚ〜１００Ｈｚの方形波形、ファンクションジェネレータによる任意波形等で揺動させるようにすることが好ましい。ビーム照射点から蒸発材のスプラッシュをなくし、均一に蒸発させることができるからである。
また、リングハース１５に対する電子ビームの照射点１５ａに関しては、本実施の形態では、４点としているが、リングハース１５の上面の円周部を、等間隔等の所定の間隔で分割したものであれば特にその数を制限するものではなく、また、照射領域を多くして円周状としてもよい。また、リングハース１５を配置する数についても、本実施の形態では、２行２列の４個を配置したが、必ずしも４個に限定されるものではなく、基板２に対する保護膜の膜厚分布、（１１１）ピーク強度及び膜密度が得られる電子ビームの照射領域に対応するものであればよい。
また、リングハースの他に図４（ｂ）に示すように、矩形状のハース１５’を使用して、線状の照射領域１５ａに対して、電子ビームを線状に照射してもよい。この場合、結晶配向性の（１１１）強度分布を改善することができる。
また、リングハース１５に対する電子ビームの照射点１５ａに関しては、本実施の形態では、４点としているが、リングハース１５の上面の円周部を、等間隔等の所定の間隔で分割したものであれば特にその数を制限するものではなく、また、照射領域を多くして円周状としてもよい。また、リングハース１５を配置する数についても、本実施の形態では、２行２列の４個を配置したが、必ずしも４個に限定されるものではなく、基板２に対する保護膜の膜厚分布、（１１１）ピーク強度及び膜密度が得られる電子ビームの照射領域に対応するものであればよい。
また、リングハースの他に図４（ｂ）に示すように、矩形状のハース１５’を使用して、線状の照射領域１５ａに対して、電子ビームを線状に照射してもよい。この場合、結晶配向性の（１１１）強度分布を改善することができる。
尚、上述した発明の実施の形態において、基板２は、ＰＤＰ用の高歪点ガラスやソーダライムガラス等から構成することができる。
また、リングハース１５に投入する材料は、保護膜の材料として使用できる材料であれば特に制限するものではなく、例えば、ＭｇＯやＳｒＯ等をザラメ状やペレット状に形成したものから構成される。
また、マスク８に関しては、厚さ約０．２ｍｍのステンレス等の金属製の帯状体を採用することが好ましい。熱容量が非常に少なくマスク８の予備加熱を不要とすることができるからである。
また、防着板１３についても、厚さ約０．２ｍｍのステンレス等の金属製の帯状体を採用することが好ましい。そして、防着板１３への膜付着量２ｍｍ〜５ｍｍとなった時に、所定のピッチで送るようにすれば、防着板１３の交換周期を延ばすことができるからである。
また、リングハース１５に投入する材料は、保護膜の材料として使用できる材料であれば特に制限するものではなく、例えば、ＭｇＯやＳｒＯ等をザラメ状やペレット状に形成したものから構成される。
また、マスク８に関しては、厚さ約０．２ｍｍのステンレス等の金属製の帯状体を採用することが好ましい。熱容量が非常に少なくマスク８の予備加熱を不要とすることができるからである。
また、防着板１３についても、厚さ約０．２ｍｍのステンレス等の金属製の帯状体を採用することが好ましい。そして、防着板１３への膜付着量２ｍｍ〜５ｍｍとなった時に、所定のピッチで送るようにすれば、防着板１３の交換周期を延ばすことができるからである。
また、本発明の装置は、図１の装置態様に限定されるものではなく、図７（ａ）に示すような仕込・取出室５から加熱室４を介して成膜室１に接続されたインターバック式装置や、図７（ｂ）に示すような仕込室１８、加熱室４、成膜室１及び取出室１９を順に接続したインライン式装置であっても使用することが可能である。
次に、上記発明を実施するための最良の形態において説明した装置を使用して成膜を行った。
（実施例）
上記発明を実施するための最良の形態において説明した図１〜図６を使用して４２インチのプラズマディスプレイパネルの基板に保護膜を成膜した。
成膜室１は、基板２の搬送方向の長さ（Ｌ：図２参照）を１４００ｍｍとした。
電子ビームの照射条件は、図４（ａ）に示した各リングハース１５上の照射点（ビーム照射領域）１５ａをＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順で照射した。各照射点における照射時間を約５０ｍｓｅｃとし、各照射点間の移動時間を５００μｓｅｃとした。また、電子ビームを照射する際に、Ｘ軸は図６（ａ）に示すように、５００Ｈｚの三角波で電子ビームを揺動させるようにした。また、Ｙ軸は、図６（ｂ）に示すように、２２２Ｈｚの三角波で電子ビームを揺動させるようにした。尚、リングハース１５に投入する蒸発材料は、ＭｇＯの単結晶材料からなるものを使用した。
成膜時の圧力は、９．０×１０−２Ｐａとし、酸素導入量を３００ｓｃｃｍとし、ヒータ１２による基板２の加熱温度を２５０℃とし、各電子銃１７の電力を１１．７ｋＷとし、基板２を静止させた状態で、成膜レート２７０Å／ｓｅｃ、膜厚８０００ÅのＭｇＯ膜を３０秒で成膜した。
また、マスク８を、ステンレス製の厚さ約０．２ｍｍ、長さ１２５，０００ｍｍの金属帯により構成し、成膜の際にＭｇＯ膜が厚さ０．５ｍｍとなった時点で、巻き取り式のマスク移動機構１０により、４２インチパネルの長手方向の長さに約２２０ｍｍを加えた約１２００ｍｍを１ピッチとして巻き取るようにした。
また、防着板１３を、ステンレス製の厚さ約０．２ｍｍ、長さ１１，０００ｍｍの金属帯により構成し、成膜の際にＭｇＯ膜が厚さ２ｍｍとなった時点で、巻き取り式の防着板移動機構１２を、４２インチパネルの長手方向の長さに約２２０ｍｍを加えた約１２００ｍｍを１ピッチとして巻き取るようにした。
（実施例）
上記発明を実施するための最良の形態において説明した図１〜図６を使用して４２インチのプラズマディスプレイパネルの基板に保護膜を成膜した。
成膜室１は、基板２の搬送方向の長さ（Ｌ：図２参照）を１４００ｍｍとした。
電子ビームの照射条件は、図４（ａ）に示した各リングハース１５上の照射点（ビーム照射領域）１５ａをＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順で照射した。各照射点における照射時間を約５０ｍｓｅｃとし、各照射点間の移動時間を５００μｓｅｃとした。また、電子ビームを照射する際に、Ｘ軸は図６（ａ）に示すように、５００Ｈｚの三角波で電子ビームを揺動させるようにした。また、Ｙ軸は、図６（ｂ）に示すように、２２２Ｈｚの三角波で電子ビームを揺動させるようにした。尚、リングハース１５に投入する蒸発材料は、ＭｇＯの単結晶材料からなるものを使用した。
成膜時の圧力は、９．０×１０−２Ｐａとし、酸素導入量を３００ｓｃｃｍとし、ヒータ１２による基板２の加熱温度を２５０℃とし、各電子銃１７の電力を１１．７ｋＷとし、基板２を静止させた状態で、成膜レート２７０Å／ｓｅｃ、膜厚８０００ÅのＭｇＯ膜を３０秒で成膜した。
また、マスク８を、ステンレス製の厚さ約０．２ｍｍ、長さ１２５，０００ｍｍの金属帯により構成し、成膜の際にＭｇＯ膜が厚さ０．５ｍｍとなった時点で、巻き取り式のマスク移動機構１０により、４２インチパネルの長手方向の長さに約２２０ｍｍを加えた約１２００ｍｍを１ピッチとして巻き取るようにした。
また、防着板１３を、ステンレス製の厚さ約０．２ｍｍ、長さ１１，０００ｍｍの金属帯により構成し、成膜の際にＭｇＯ膜が厚さ２ｍｍとなった時点で、巻き取り式の防着板移動機構１２を、４２インチパネルの長手方向の長さに約２２０ｍｍを加えた約１２００ｍｍを１ピッチとして巻き取るようにした。
（従来例）
従来例に使用した装置構成は、図８に示すように、成膜室１の基板２の搬送方向の長さ（Ｌ）を２０００ｍｍとし、成膜室１内に基板２を搬送するためのキャリア又はトレイを設けたものを使用した。そして、基板２の搬送方向において、基板２と対向する位置にリングハース１５を２式設置し、プロセス条件等を実施例と同一の条件として、基板２を搬送しながら成膜を行った。
従来例に使用した装置構成は、図８に示すように、成膜室１の基板２の搬送方向の長さ（Ｌ）を２０００ｍｍとし、成膜室１内に基板２を搬送するためのキャリア又はトレイを設けたものを使用した。そして、基板２の搬送方向において、基板２と対向する位置にリングハース１５を２式設置し、プロセス条件等を実施例と同一の条件として、基板２を搬送しながら成膜を行った。
実施例により、成膜した保護膜は、ＸＲＤ（X-Ray Diffraction）で結晶性を評価した結果、図９に示すように、（１１１）に配向しており、強度は１７６３ｃｐｓとなった。
また、屈折率も１．６７〜１．６８であり、膜密度も従来例と同程度となることが確認できた。
更に、本実施例で成膜したＭｇＯ膜の表面と断面のＳＥＭ画像（図１０）と、従来例により成膜したＭｇＯ膜の表面と断面のＳＥＭ画像（図１１）とを比較した結果、同等の膜が得られることを確認した。
また、本実施例に使用した装置の基板２の搬送方向の長さＬと、従来例の同長さＬとを比較すると、本実施例に使用した装置では、従来例と比べ７０％で済むことがわかった。
また、屈折率も１．６７〜１．６８であり、膜密度も従来例と同程度となることが確認できた。
更に、本実施例で成膜したＭｇＯ膜の表面と断面のＳＥＭ画像（図１０）と、従来例により成膜したＭｇＯ膜の表面と断面のＳＥＭ画像（図１１）とを比較した結果、同等の膜が得られることを確認した。
また、本実施例に使用した装置の基板２の搬送方向の長さＬと、従来例の同長さＬとを比較すると、本実施例に使用した装置では、従来例と比べ７０％で済むことがわかった。
また、本実施例の場合、巻き取り式のマスク移動機構１０によりマスク８を送るようにしたため、計算上では、６４，８００枚の基板２への成膜を行うことができ、７２０時間（約３０日）の連続成膜が可能であることがわかった。
また、同様に、巻き取り式の防着板機構を採用したことにより、３０日の運転では、約９回の巻き取りで連続運転が可能であることがわかった。
また、同様に、巻き取り式の防着板機構を採用したことにより、３０日の運転では、約９回の巻き取りで連続運転が可能であることがわかった。
１ 成膜室
２ 基板
３ 搬送室
４ 加熱室
５ 仕込・取出室
６ ロボットハンド
７ 開口部
８ マスク
９ マスク移動機構（短手方向）
１０ マスク移動機構（長手方向）
１１ 固定防着板
１２ 防着板移動機構（防着板）
１３ 防着板
１４ ヒータ
１５ リングハース
１５’ 矩形状のハース
１５ａ 照射点（ビーム照射領域）
１６ 回転軸
１７ 電子銃
１８ 仕込室
１９ 取出室
３１ ガラス基板
３２ 維持電極
３３ 走査電極
３４ 前面基板
３５ ガラス基板
３６ アドレス電極
３７ 背面基板
３８ 誘電体膜
３９ 蛍光体
４０ 保護膜
２ 基板
３ 搬送室
４ 加熱室
５ 仕込・取出室
６ ロボットハンド
７ 開口部
８ マスク
９ マスク移動機構（短手方向）
１０ マスク移動機構（長手方向）
１１ 固定防着板
１２ 防着板移動機構（防着板）
１３ 防着板
１４ ヒータ
１５ リングハース
１５’ 矩形状のハース
１５ａ 照射点（ビーム照射領域）
１６ 回転軸
１７ 電子銃
１８ 仕込室
１９ 取出室
３１ ガラス基板
３２ 維持電極
３３ 走査電極
３４ 前面基板
３５ ガラス基板
３６ アドレス電極
３７ 背面基板
３８ 誘電体膜
３９ 蛍光体
４０ 保護膜
Claims (6)
- 基板に膜を形成するための装置であって、前記装置は、成膜室内に蒸発源と前記蒸発源に対して電子ビームを照射するための電子銃とを備え、前記成膜室は、前記基板に対向する位置に複数の蒸発源を配置できるように構成されるとともに、成膜中に前記基板を静止させるための静止位置を設け、前記静止位置の下方に、所定のピッチでマスクを送ることができるようにマスク移動機構を設け、前記マスク移動機構は、前記マスクを巻き取り軸間で送ることができるように構成されたことを特徴とする膜の形成装置。
- 前記基板のみを、前記成膜室内の前記静止位置に搬送するための基板搬送手段を前記成膜室外に設けたことを特徴とする請求項１に記載の膜の形成装置。
- 前記各蒸発源の蒸発面の周部を所定の間隔で分割した領域をビーム照射領域とし、前記電子銃が前記ビーム照射領域に対して周方向に順に電子ビームを照射することを特徴とする請求項１に記載の膜の形成装置。
- 前記電子銃が前記各蒸発源に対して前記電子ビームを線状に照射することを特徴とする請求項１に記載の膜の形成装置。
- 前記巻き取り軸間に、成膜物質を除去するための除去手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の膜の形成装置。
- 前記静止位置の上方に、所定のピッチで防着板を送ることができるように防着板移動機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の膜の形成装置。
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