JP2588075Y2

JP2588075Y2 - 薄膜形成装置

Info

Publication number: JP2588075Y2
Application number: JP1993013291U
Authority: JP
Inventors: 英世飯田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1993-02-27
Filing date: 1993-02-27
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2008-02-27
Also published as: JPH0670230U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、加熱した基板の表面に
気化或は霧化した原料を当てて、基板上に薄膜を形成す
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の薄膜形成装置の例を、図
６に示す。この装置では、メッシュベルトコンベア１５
に乗って、薄膜を形成する基板ａが図において左から右
へと矢印で示す方向に順次搬送される。このメッシュベ
ルトコンベア１５による基板ａの搬送経路上に、壁部２
４によって囲まれた成膜室２が形成されており、この成
膜室２の下には、そこを通過する基板ａを下から加熱す
るためのヒーター２３、２３…が設けられている。さら
に、メッシュベルトコンベア１５の上には、成膜室２の
外部に設けた原料供給源（図示せず）から成膜室２内の
基板ａの成膜面（図６において上面）に向けて気体或は
霧状の原料を供給するための原料供給ダクト２０と、成
膜室２から原料を排気するための排気ダクト２２が基板
ａの搬送方向に離れて設けられている。

【０００３】この薄膜形成装置では、メッシュベルトコ
ンベア１５に乗って搬送される基板ａが成膜室２に導入
されると、その下に設けられたヒーター２３で加熱され
る。この基板ａは、原料供給ダクト２０の先端の真下に
達するまでに成膜に必要な所定の温度にまで加熱され
る。そして、原料供給ダクト２０の先端から同基板ａの
成膜面に原料が当てられると、例えば、基板ａの保有す
る熱により原料が分解し、さらに分解した原料が空気中
の酸素等と反応し、基板ａの成膜面上に酸化物等の薄膜
が形成される。基板ａの表面に薄膜を形成するのに寄与
しなかった原料は、排気ダクト２２から排気される。こ
の排気ダクト２２を通過した基板ａは、その温度が次第
に下げられ、その後薄膜形成装置から基板ａが排出され
る。なお、図６の装置では、原料を上側から基板ａの吹
き当てるものであるが、霧状或はガス状の原料を緩やか
に基板ａの下側から流して基板ａの下面側に薄膜を形成
する装置も知られている。

【０００４】

【考案が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記従来の薄膜形成装置は、成膜室２内に導入された原料
が基板ａの表面に接触して成膜する率が低く、薄膜の収
率が悪いという課題があった。その理由は次の通りであ
る。まず、原料を成膜室２の中に基板ａの上側から導入
する方式の図１に示す薄膜形成装置の場合、同図に示す
ように、原料供給ダクト２０から基板ａの成膜面に向け
て供給された原料は、同成膜面に当たることで基板ａの
成膜面で反射すると共に、対流によって成膜室２の上層
部側に上昇される。このため、原料が基板ａの成膜面か
ら離れて流れ、そのまま排気ダクト２２から成膜室２の
外に排出されてしまう。このため、原料が基板ａの成膜
面に接するのは、原料供給ダクト２０の位置で最大とな
り、それ以降は原料が基板ａの成膜面に接する機会が極
端に少なくなる。

【０００５】図５のグラフに示すＡの曲線は、この従来
の薄膜形成装置において、原料供給ダクト２０の導入口
に対向した位置を起点として、そこから排気ダクト２２
の排出口側へ向かって長さＬの位置にある基板ａの成膜
面の成膜速度を示している。このグラフに示す通り、成
膜速度は、基板ａの成膜面が原料供給ダクト２０の導入
口に対向した位置で最大となり、そこから先に進むに従
い、成膜速度が急激に遅くなる。

【０００５】次に、原料を基板の成膜面の下から成膜室
の中に導入する形式の薄膜形成装置では、原料供給ダク
トから吹き上げられた原料は、基板の成膜面に当り、そ
の後は対流により基板の搬送方向と平行に層状になって
流れ、排気ダクトから成膜室の外に排気される。従っ
て、原料が基板の成膜面に接触する機会は多くなる。

【０００６】しかし、原料が基板の搬送方向と平行に層
状になって流れ、基板の成膜面付近にある表層の原料と
それより下層側の原料との入れ替えがないため、基板の
成膜面付近にある表層の原料の成膜成分が消費される
と、キャリアガスのみが基板の成膜面付近の表層部に残
り、成膜成分を含む下層の原料は基板ａの成膜面に接触
せず、成膜に寄与しないまま、排気ダクトから成膜室の
外に排出されてしまう。本考案は、前記従来の薄膜形成
装置の課題に鑑み、原料に対する薄膜の収率を高くする
ことができる薄膜形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本考案では、
前記の目的を達成するため、薄膜を形成する基板ａを搬
送する基板搬送路と、該基板搬送路に沿って搬送される
基板ａの成膜面側に形成された成膜室２と、前記基板搬
送路４に沿って成膜室２を通過する基板ａを加熱するヒ
ーター２３と、成膜室２内に霧状またはガス状の薄膜の
原料を導入する導入口２７と、成膜室２内から原料を排
出する排出口２９とを有する薄膜形成装置において、前
記成膜室２の基板ａの成膜面と対向する壁面に、前記原
料の導入口２７から排出口２９にわたって、原料ガスを
基板ａ側に案内する勾配が形成された側面台形の凸部と
凹部とを有する凹凸２５を形成してなることを特徴とす
る薄膜形成装置を提供する。

【０００８】

【作用】前記本考案の薄膜形成装置では、成膜室２の基
板ａの成膜面と対向する壁面に、前記原料の導入口２７
から排出口２９にわたって凹凸２５を形成しているた
め、この凹凸２５により、成膜室２の中を原料の導入口
２７から排出口２９に向かって流れる霧状或はガス状の
原料が、この凹凸２５により上下に蛇行して流される。
このため、原料を基板ａの上側から成膜室２の中に導入
する方式の図１に示す薄膜形成装置の場合、原料が基板
ａの成膜面に接する機会が多くなる。このため、基板ａ
が排出口２９側に進んだ位置で、従来より成膜速度が早
くなり、導入される原料に対して高い収率が得られる。

【０００９】また、原料を基板の成膜面の下から成膜室
の中に導入する形式の薄膜形成装置の場合、基板ａの成
膜面付近にある表層の原料とそれより下層側の原料との
入れ替えが促進される。このため同様にして、導入され
る原料に対して高い収率が得られる。しかも、前記の凹
凸２５は、原料ガスを基板ａ側に案内する勾配が形成さ
れた側面台形の凸部と凹部とを有することにより、原料
ガスの流れが極端に阻害されず、円滑に原料ガスを基板
ａ側に案内することが出来ると共に、原料ガスの停滞が
起こらない。このため、原料ガスの停滞による薄膜の膜
圧の不均一や膜質の低下等の問題が生じることなく、効
率的に薄膜を形成することができる。

【００１０】

【実施例】次に、図面を参照しながら、本考案の実施例
について具体的に説明する。本考案の第一の実施例によ
る薄膜形成装置を図１と図２に示す。この装置は、基本
的に前記従来の薄膜形成装置と同じ構成を有している。
すなわち、基板搬送路に沿って走行するメッシュベルト
コンベア１５に乗って、薄膜を形成する基板ａが図にお
いて左から右へと矢印で示す方向に順次搬送される。こ
のメッシュベルトコンベア１５により基板ａを搬送する
基板搬送路上に、成膜室２が形成されており、この成膜
室２の下には、そこを通過する基板ａを下から加熱する
ためのヒーター２３、２３…が設けられている。

【００１１】成膜室２の上壁部２４には、その外部に設
けた原料供給源（図示せず）から成膜室２内の基板ａの
成膜面に向けて気体或は霧状の原料を供給するための原
料供給ダクト２０が接続され、その導入口２７が基板ａ
の上面である成膜面に向けて上壁部２４に開口してい
る。また、この導入口２７から基板ａの搬送方向に離れ
て、成膜室２から原料を排気するための排気ダクト２２
が成膜室２の上壁部２４に接続され、その排出口２９が
上壁部２４に開口してい。

【００１２】この図１及び図２に示された薄膜形成装置
では、メッシュベルトコンベア１５に乗って搬送される
基板ａの成膜面と対向する成膜室２の天面であって、前
記導入口２７と排出口２９との間に、凹凸２５が形成さ
れている。図２に示されたように、この凹凸２５は、台
形状の凸部と凹部を有しており、凸部と凹部の両側に勾
配が形成されている。この凹凸２５は、前記原料供給ダ
クト２０の導入口２７側から排気ダクト２２の排出口２
９側へ向けて成膜室２の天面に一定の間隔に配置して形
成されている。

【００１３】この薄膜形成装置では、前記の凹凸２５に
より、前記原料供給ダクト２０の導入口２７側から排気
ダクト２２の排出口２９側へ向けて成膜室２の中を流れ
る原料が上下に蛇行され、原料が基板ａの成膜面に接す
る機会が多くなる。このため、成膜室２へ導入される原
料に対する薄膜の収率が増大する。

【００１４】図５のグラフに示すＢの曲線は、この実施
例による薄膜形成装置において、原料供給ダクト２０の
導入口２７に対向した基板ａの位置を起点として、そこ
から排気ダクト２２の排出口２９と対向する側へ向かっ
た長さＬの位置にある基板ａの成膜面の成膜速度を示し
ている。このグラフに示す通り、成膜速度は、基板ａの
成膜面が原料供給ダクト２０の導入口２７に対向した位
置で最大となり、そこから先に進むに従い、成膜速度が
漸次遅くなるが、その変化は従来の装置の場合のグラフ
Ａに比べて緩やかである。

【００１５】次に、図３及び図４に示した実施例につい
て説明する。この実施例による薄膜形成装置では、基板
搬送路となるガイド溝４が水平に設置されており、この
ガイド溝４は、基板ａの両側を保持して案内する。この
ガイド溝４に沿って薄膜を形成する基板ａが図３及び図
４において左から右へと矢印で示す方向に順次押し進め
られながら搬送される。これとは逆に、基板ａを右から
左へと搬送してもよい。このガイド溝４に沿って搬送さ
れる基板ａの下側に成膜室２が形成されている。

【００１６】ガイド溝４に沿って搬送される基板ａの背
面側、つまり成膜室２と反対側にヒーター２３が設けら
れ、基板ａが、所定の温度に加熱される。成膜室２の外
部に設けた原料供給源２から成膜室２内に気体或は霧状
の原料を導入する原料供給ダクト２０と、成膜室２から
原料を排気するための排気ダクト２２が成膜室２の底壁
部２１に接続されており、それらの導入口２７と排出口
２９とが、基板ａの搬送方向に離れて成膜室２の底壁部
２１の左側と右側とに各々開口している。

【００１７】さらに、この図３及び図４に示された薄膜
形成装置では、ガイド溝４に沿って搬送される基板ａの
成膜面と対向する成膜室２の底面であって、前記導入口
２７と排出口２９との間に、凹凸２５が形成されてい
る。図４に示されたように、この凹凸２５は、台形状の
凸部を、前記原料供給ダクト２０の導入口２７側から排
気ダクト２２の排出口２９側へ向けて成膜室２の底面に
一定の間隔で配置して形成されている。なお、ここで凸
部を排気ダクト２２に近付くに従って高くすることによ
り、排気ダクト２２に近付いて量が少なくなった原料を
効率的に基板ａに導くことができる。この薄膜形成装置
では、前記の凹凸２５により、前記原料供給ダクト２０
の導入口２７側から排気ダクト２２の排出口２９側へ向
けて成膜室２の中を流れる原料が上下に蛇行され、上層
の原料と下層の原料とが入れ替わる機会が多くなる。

【００１８】次に、本考案のより具体的な例について説
明する。昇温部２ｍ、成膜部２ｍ及び除冷部４ｍからな
る全長約８ｍの成膜部２を有する図３及び図４に示すよ
うな形式の薄膜形成装置を作った。この薄膜形成装置に
おいて、ガイド溝４に沿って搬送される基板ａの成膜面
と成膜室２の底面との距離は２ｃｍである。この装置の
成膜室２の成膜部の底面、つまり、原料供給ダクト２０
の導入口２７と排気ダクト２２の排出口２９との間の部
分に、上底１ｃｍ、下底５ｃｍ、高さ１ｃｍの断面台形
を有する凸条を、基板ａの搬送方向に５０ｃｍの間隔で
並設し、凹凸２５を形成した。

【００１９】薄膜の原料溶液として、１５重量％の塩化
錫（ＳｎＣｌ₄・５Ｈ₂Ｏ）と、この塩化錫のＳｎに対し
てＳｂが５重量％との割合の塩化アンチモン（ＳｎＣｌ
₃ ）との水溶液を調整した。この原料溶液をスプレーノ
ズルを有する霧化器２６で霧化し、原料供給ダクト２０
を通して、導入口２７から成膜室２に導入した。また、
基板ａとしては、長さ３０ｃｍ、幅２０ｃｍ、厚さ０．
１ｃｍのガラス基板を用い、これを原料供給ダクト２０
の導入口２７と排気ダクト２２の排出口２９との間の成
膜部において５００℃となるよう加熱すると共に、ガイ
ド溝４に沿って５０ｃｍ／ｍｉｎの速度で移動、搬送し
ながら、その下面に酸化錫膜を形成した。この結果、形
成された酸化錫膜の基板５０枚の平均膜厚は、１５０ｎ
ｍであった。

【００２０】一方、比較のため、成膜室２の底面に前記
のような凸条を有しない成膜装置、つまり成膜室２の底
面が平坦であって、その基板ａの成膜面との対向距離が
２ｃｍである薄膜形成装置を使用し、同様の条件でガラ
ス基板上に酸化錫膜を形成した。この結果、形成された
酸化錫膜の基板５０枚の平均膜厚は、１００ｎｍであっ
た。前記実施例をこの比較例と比較した場合、ガラス基
板上の酸化錫膜に約５０％の膜厚増加が認められる。

【００２１】さらに、図１及び図２に示すような形式の
薄膜形成装置であって、成膜室２の天面に同様の凹凸２
５を形成した実施例による装置と、そのような凹凸２５
を形成していない比較例である装置を用い、前記と同様
の条件でＣＶＤ法（化学的気相成長法／Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により薄膜を
形成した。この結果、前者は後者に比べて約３０％の膜
厚増が認められた。

【００２２】

【考案の効果】以上説明した通り、本考案によれば、原
料に対する薄膜の収率を高くすることができるため、高
い生産性を有する薄膜形成装置を提供することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一の実施例による薄膜形成装置を示
す概略縦断側面図である。

【図２】同第一の実施例による薄膜形成装置を示す要部
拡大概略縦断側面図である。

【図３】本考案の第二の実施例による薄膜形成装置を示
す概略縦断側面図である。

【図４】同第二の実施例による薄膜形成装置を示す要部
拡大概略縦断側面図である。

【図５】本発明による薄膜形成装置と従来の薄膜形成装
置とにおける基板位置と成膜速度との関係の例を示すグ
ラフである。

【図６】従来例による薄膜形成装置を示す概略縦断側面
図である。

【符号の説明】

２成膜室４ガイド溝１５メッシュベルトコンベア２３ヒーター２１成膜室の底壁面２４成膜室の上壁面２５凹凸２７原料の導入口２９原料の排出口ａ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 16/44 C30B 25/14 H01L 21/20

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】薄膜を形成する基板（ａ）を搬送する基
板搬送路と、該基板搬送路に沿って搬送される基板
（ａ）の成膜面側に形成された成膜室（２）と、前記基
板搬送路に沿って成膜室（２）を通過する基板（ａ）を
加熱するヒーター（２３）と、成膜室（２）内に霧状ま
たはガス状の薄膜の原料を導入する導入口（２７）と、
成膜室（２）内から原料を排出する排出口（２９）とを
有する薄膜形成装置において、前記成膜室（２）の基板
（ａ）の成膜面と対向する壁面に、前記原料の導入口
（２７）から排出口（２９）にわたって、原料ガスを基
板（ａ）側に案内する勾配が形成された側面台形の凸部
と凹部とを有する凹凸（２５）を形成してなることを特
徴とする薄膜形成装置。