JP2588076Y2 - 薄膜形成装置 - Google Patents

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】太陽電池、液晶表示装置、プラズマ表示
装置等に用いられる透明導電膜は、酸化錫や酸化インジ
ウム錫の薄膜により形成される。この透明導電膜は、例
えば、霧化装置によって生じた原料溶液の霧を、成膜用
ノズルから加熱された基板に向けて放出し、加熱された
基板上で反応、成膜させる。この方法で透明導電膜を形
成する場合に用いられている霧化薄膜形成装置の例を、
図６に示す。

【０００３】この装置では、基板搬送路となるガイド溝
４が水平に設けられ、薄膜を形成する基板ａがその両側
を前記ガイド溝４に保持された状態で、図において左か
ら右へと矢印で示す方向に順次押し進めながら搬送され
る。このガイド溝４による基板ａの搬送経路の上には、
そこを通過する基板ａを加熱するヒーター２３が設けら
れている。他方、ガイド溝４による基板ａの搬送経路の
下に成膜室２が形成されており、この成膜室２の底面に
は、その外部に設けた霧化器２６から成膜室２内の基板
ａの成膜面（図６において下面）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。

【０００４】この薄膜形成装置では、ガイド溝４に乗っ
て搬送される基板ａが成膜室２に導入されると、その上
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の先端の真上に達するまでに成
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２
２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、原料を下側から基板ａの下面吹き当てるも
のであるが、霧状或はガス状の原料を基板ａの上側から
流して基板ａの上面側に薄膜を形成する装置も知られて
いる。

【０００５】

【考案が解決しようとしている課題】前記従来の装置で
ガラス板等の基板６の表面に透明導電膜を形成した場
合、基板ａの中央部の透明導電膜の膜厚が概ね一定で安
定しているのに対し、基板ａの両側部の透明導電膜の膜
厚が不均一で不安定になるという欠点があった。例え
ば、第５図のｘ＝０のグラフに示されたように、基板ａ
の中央部の透明導電膜の膜厚が厚く、両側部の透明導電
膜の膜厚がこれに比べて極端に薄くなる。

【０００６】これは、原料供給ダクト２０から成膜室２
の中に導入された霧状或はガス状の原料が基板ａの中央
付近で多く当り、基板ａの両側部分では充分な原料が当
り難いのが第一の原因である。また、成膜室２の中に導
入された後、排気ダクト２２側に流れる霧状或はガス状
の原料は、成膜室２の側壁の抵抗を受けて、成膜室２の
両側部で霧の流れが不安定になり、例えば単位流路断面
積当りの流量が中央部に比べて少なくなるのが第二の原
因である。

【０００７】このような透明導電膜の膜厚の不均一状態
が生じると、基板ａの両側に干渉縞が現れ、外観上好ま
しくないばかりでなく、特に膜厚の薄い基板ａの両側部
では、透明導電膜として必要な特性が得られない。この
ため、使用に際しては、膜厚の薄い基板ａの両側部分を
除去しなければならない。

【０００８】例えば、基板６の中央部の膜厚に対して±
５％の膜厚の違いが生じる両側の部分を除去して使用し
た場合、従来の装置でガラス基板上に酸化錫膜を形成し
たときに、この基準で除去されるのは、ガイド溝４によ
り保持される基板ａの両側端の部分を除いた有効成膜幅
の約３０％にも及ぶ。従って、実際に使用できるのは、
基板ａの有効成膜幅の約７０％に過ぎず、製品の歩留り
が悪いという欠点があった。本考案は、前記従来の薄膜
形成装置の課題に鑑み、基板の全幅にわたって均一で安
定した膜厚の薄膜を形成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。

【０００９】

【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の原料の導入口２７側にあって、同導入口２７
と基板搬送路上の基板ａとを遮る障壁２５が設けられて
おり、この障壁２５は、その先端縁の位置が原料の導入
口２７と排出口２９との間で移動調整可能に取り付けら
れていることを特徴とする薄膜形成装置を提供する。

【００１０】

【作用】前記本考案の薄膜形成装置では、成膜室２の原
料の導入口２７側に、同導入口２７と基板搬送路上の基
板とを遮る障壁２５が設けられているため、原料供給ダ
クト２０から導入口２７を通って成膜室２に導入された
原料が直接基板ａに当たらず、まず障壁２５に当り、分
散される。その後、障壁２５の先端から基板ａ側に流れ
てその成膜面に当たる。このため、基板ａの両側部にも
充分な原料が回り込み、中央部から両側部にわたって均
一で安定した膜厚の薄膜が形成できる。

【００１１】また、障壁２５の先端縁の位置が原料の導
入口２７と排出口２９との間で移動調整可能に障壁２５
が取り付けられているので、導入口２７から成膜室に導
入された原料を障壁２５で分散する区間の長さを調整す
ることが可能となる。これにより、基板ａの成膜面への
成膜状態に応じて、原料の分散状態を調整することがで
き、最適な障壁２５の配置が可能となる。

【００１２】

【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〜図３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、基板搬送路となるガイド溝４が水平に設けら
れ、薄膜を形成する基板ａが、その両側をこのガイド溝
４にスライド自在に保持され、図において左から右へと
矢印で示す方向に押し進めながら順次搬送される。この
ガイド溝４による基板ａの搬送経路の上側に、そこを通
過する基板ａを上から加熱するための互いに独立に制御
可能な３つのヒーター２３が設けられている。

【００１３】他方、ガイド溝４による基板ａの搬送経路
の下側に成膜室２が形成されており、この成膜室２の下
壁部２１には、その外部に設けた霧化器２６から成膜室
２内の基板ａの成膜面に向けて霧状の原料を供給する原
料供給ダクト２０が接続され、その導入口２７が基板ａ
の下面である成膜面に向けて下壁部２１に開口してい
る。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の下壁部２１に接続され、その排出口２９が下壁部
２１に開口してい。

【００１４】この図１〜図３に示された薄膜形成装置で
は、前記導入口２７側に、その導入口２７と基板ａの下
面である成膜面とを遮蔽する邪魔板状の障壁２５が設け
られている。その障壁２５はグラファイト等からなる板
状のものであり、図２に示されたように、その幅は成膜
室２の全幅にわたっている。また、図１に示されたよう
に、障壁２５の基端側は、成膜室２の一端側に設けられ
た障壁支持部２８にスライド自在に支持され、ガイド溝
４と平行な方向にスライドできるようになっている。障
壁２５の先端側は自由端となっており、同先端側は通常
の場合、導入口２７と排出口２９との間に配置される。
前記障壁２５のガイド溝４と平行な移動により、同障壁
２５の先端の位置、つまり図３に示すような導入口２７
と障壁２５の先端の距離ｘが或る程度の範囲で任意に調
整できる。

【００１５】この障壁２５は、通常の場合、その先端縁
がガイド溝４に対して直交する直線となった矩形ものが
用いられる。図４は、この障壁２５の先端形状のその他
の例を示しているが、同図（ａ）の例は、中央が先に突
出した舌状の障壁２５である。これは、基板ａの成膜面
の中央部よりも両側部から先に原料を基板ａ側に流して
当たるようにすることで、基板ａの成膜面の幅方向の成
膜々厚の均一化を図るのに有効である。まれには図４
（ｂ）で示すように、中央部が窪んだ同図（ａ）とは逆
形状の障壁２５も使用される。

【００１６】図５のグラフは、図１〜図３に示す装置を
使用してガラス板からなる基板ａの表面に薄膜として酸
化錫膜を形成した場合の基板ａの幅方向の位置の平均膜
厚を示すものである。すなわち、原料としては、ＳｎＣ
ｌ₄・５Ｈ₂Ｏの１０％水溶液を用い、幅２２０ｍｍ（有
効成膜幅２００ｍｍ）の基板ａの下２０ｍｍの位置に前
記原料溶液の霧を導入する導入口２７を開口させた。こ
の導入口２７から２０ｍｍの高さに、成膜室２の幅と同
じ幅２００ｍｍであって、長さ４００ｍｍ、厚さ１ｍｍ
のグラファイト板からなる障壁２５をガイド溝４と平行
に設置した。その障壁２５の先端縁は、ガイド溝４と直
交する直線である。そして、図３に示す障壁２５の先端
縁の前記導入口２７の縁からの距離ｘを０ｍｍ、４０ｍ
ｍ、８０ｍｍと各々段階的に変えて成膜した。

【００１７】この図５に示すグラフから明かな通り、障
壁２５を実質的に設けない場合、つまり図３に示す距離
ｘがｘ＝０のとき、基板ａの全体の膜厚は比較的厚い
が、その中央部と両側部の膜厚の差が大きい。この例で
は、基板ａの中央部の膜厚に対して−５％以上の膜厚が
得られるのは、基板ａの有効成膜幅の約７０％である。
これに対して、障壁２５を設けた場合、つまり図３に示
すｘ＝４０或はｘ＝８０とした場合、基板ａの全体の膜
厚が比較的薄くなるが、その分中央部と両側部の膜厚の
差が小さくなる。この例では、基板ａの中央部の膜厚に
対して−５％以上の膜厚が得られるのは、ｘ＝４０ｍｍ
の場合に基板ａの有効成膜幅の約８５％であり、ｘ＝８
０ｍｍの場合に基板ａの有効成膜幅の約９０％である。

【００１８】次に、図７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の上、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、２
３…が設けられている。

【００１９】さらに、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。

【００２０】この図７に示された薄膜形成装置でも、前
記導入口２７側に、その導入口２７と基板ａの上面であ
る成膜面とを遮蔽する邪魔板状の障壁２５が設けられて
いる。この障壁２５の基端側は、成膜室２の一端側の障
壁支持部２８にスライド自在に支持され、ガイド溝４と
平行な方向にスライドできる。障壁２５の先端側は自由
端となっており、導入口２７と排出口２９との間に配置
されている。

【００２１】

【考案の効果】以上説明した通り、本考案によれば、基
板の中央部と両側部との膜厚の差を小さくし、基板の全
幅にわたって均一で安定した膜厚の薄膜を形成すること
ができるため、基板の有効成膜幅に対して利用可能な膜
厚の薄膜を得られる幅に割合を大きくすることができ
る。これにより、薄膜形成の歩留りを向上させることが
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】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】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４】同実施例による薄膜形成装置に使用される障壁
の先端形状の例を示す平面図である。

【図５】同第一の実施例による薄膜形成装置における基
板の幅方向の平均膜厚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。

【図７】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。

【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 ２５ 障壁 ２７ 原料の導入口 ２９ 原料の排出口 ａ 基板

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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）の原料
   の導入口（２７）側にあって、同導入口（２７）と基板
   搬送路上の基板（ａ）とを遮る障壁（２５）が設けられ
   ており、この障壁（２５）の先端縁の位置が、原料の導
   入口（２７）と排出口（２９）との間で移動調整可能に
   取り付けられていることを特徴とする薄膜形成装置。