JP5207308B2 - ガスデポジション装置及びガスデポジション方法 - Google Patents
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Description
上記微粒子生成室は、成膜材料を蒸発させる蒸発源を含む。
上記成膜室は、成膜対象物を収容し真空排気可能である。
上記ガス導入系は、上記微粒子生成室にガスを導入する。
上記搬送管は、上記微粒子生成室に臨み上記蒸発源の鉛直上方に位置する第1の開口を有する第1の端部と、上記成膜室に臨む第2の開口を有する第2の端部とを有する。
上記ガス規制機構は、上記第1の端部に嵌合することで上記第1の開口に流入するガスの流路を制限する第1の位置と上記第1の端部に嵌合しない第2の位置とのいずれかをとる可動部材と、上記可動部材を上記第1の位置と上記第2の位置の間で移動させる駆動源とを有する。
上記吸引機構は、上記可動部材が上記第1の位置にある場合に上記蒸発源と上記第1の開口との間にある第3の位置に位置し、上記可動部材が上記第2の位置にある場合に上記第3の位置と異なる第4の位置に位置する吸引口を有し、上記吸引口が上記第3の位置にある場合に上記ガスを吸引し、上記吸引口が上記第4の位置にある場合に上記ガスの吸引を停止する。
上記成膜材料の微粒子は、上記微粒子生成室内に配置された蒸発源によって成膜材料を蒸発させて生成される。
上記微粒子は、搬送管の上記微粒子生成室に臨む第1の開口から上記搬送管の上記成膜室に臨む第2の開口にガスを流通させることで、上記成膜室内に設置された成膜対象物に
堆積される。
堆積は、可動部材を上記搬送管に嵌合させて上記第1の開口に流入する上記ガスの流路を制限し、上記蒸発源から上記第1の開口へ向かう上記ガスを吸引機構によって吸引することで停止される。
上記微粒子生成室は、成膜材料を蒸発させる蒸発源を含む。
上記成膜室は、成膜対象物を収容し真空排気可能である。
上記ガス導入系は、上記微粒子生成室にガスを導入する。
上記搬送管は、上記微粒子生成室に臨み上記蒸発源の鉛直上方に位置する第1の開口を有する第1の端部と、上記成膜室に臨む第2の開口を有する第2の端部とを有する。
上記ガス規制機構は、上記第1の端部に嵌合することで上記第1の開口に流入するガスの流路を制限する第1の位置と上記第1の端部に嵌合しない第2の位置とのいずれかをとる可動部材と、上記可動部材を上記第1の位置と上記第2の位置の間で移動させる駆動源とを有する。
上記吸引機構は、上記可動部材が上記第1の位置にある場合に上記蒸発源と上記第1の開口との間にある第3の位置に位置し、上記可動部材が上記第2の位置にある場合に上記第3の位置と異なる第4の位置に位置する吸引口を有し、上記吸引口が上記第3の位置にある場合に上記ガスを吸引し、上記吸引口が上記第4の位置にある場合に上記ガスの吸引を停止する。
以上のように、上記ガスデポジション装置によれば、成膜停止時においても成膜時と同等のガス供給量で、生成室と成膜室との間の所定の圧力差を維持できるとともに、生成室内における微粒子の滞留を防止することが可能となる。
上記成膜材料の微粒子は、上記微粒子生成室内に配置された蒸発源によって成膜材料を蒸発させて生成される。
上記微粒子は、搬送管の上記微粒子生成室に臨む第1の開口から上記搬送管の上記成膜室に臨む第2の開口にガスを流通させることで、上記成膜室内に設置された成膜対象物に
堆積される。
堆積は、可動部材を上記搬送管に嵌合させて上記第1の開口に流入する上記ガスの流路を制限し、上記蒸発源から上記第1の開口へ向かう上記ガスを吸引機構によって吸引することで停止される。
図1は、本発明の一実施形態に係るガスデポジション装置1の概略構成を示す図である。
同図に示すように、ガスデポジション装置1は、微粒子生成室2と、成膜室3と、搬送管4と、ガス導入系5と、ガス規制機構6と、吸引機構7とを具備する。微粒子生成室2と成膜室3とは搬送管4によって連結されている。微粒子生成室2にはガス規制機構6と吸引機構7が取り付けられている。
図2はガス規制機構6及び吸引機構7の詳細について説明する図である。図2(A)は可動部材15が第2の位置、吸引口18が第4の位置にある場合、図2(B)は可動部材15が第1の位置、吸引口18が第3の位置にある場合を示す。なお、図2では搬送管4は図示しない。
図3は可動部材15と搬送管4の嵌合について説明する図である。図3(A)は可動部材15が第2の位置、吸引口18が第4の位置にある場合、図3(B)は可動部材15が第1の位置、吸引口18が第3の位置にある場合を示す。なお、図3では微粒子流及び吸引機構7は図示しない。
真空排気系9により微粒子生成室2及び成膜室3内の気体を排気する。真空ポンプ32を運転し、バルブ30及びバルブ31を開放する。微粒子生成室2が十分に排気された時点でバルブ30を閉止し、微粒子生成室2の排気を停止する。なお、バルブ31は閉止せず、成膜室3は継続して排気する。
バルブ13を開放し、ガス源11からガスを流通させる。微粒子生成室2にガスが導入される一方、成膜室3は継続して排気されているため、微粒子生成室2と成膜室3には圧力差が生じる。所定の圧力差(例えば1気圧)になるようにガス供給量を調節する。この圧力差により、導入されたガスは搬送管4の第1の開口4cへ流入し、第2の開口4dから流出する。
排気ポンプ23を動作させ、バルブ20を開放する。駆動源17により、可動部材15及び吸引口18を移動させる。可動部材15が第1の位置に移動すると、可動部材15と搬送管4が嵌合して第1の開口4c’が形成され、搬送管4に流入するガスのコンダクタンスが低下し、即ち流入するガス流量が低下するため、その減少分に相当する量を吸引機構7により吸引口18から吸引する。
図5は、微粒子生成室2のガスフローを説明する図である。図5(A)は成膜時、図5(B)は成膜停止時を示す。
駆動源17により、可動部材15を第1の位置から第2の位置へ、吸引口18を第3の位置から第4の位置へ移動させ、吸引機構7による吸引口18からの吸引を停止する。蒸発源10から鉛直上方に流れる微粒子流fはガスと共に第1の開口4cに流入し第2の開口4dから噴出する。吸引口18は蒸発源10の鉛直上方にない第4の位置に存在しているため、微粒子流fは妨げられることなく第1の開口4cに流入することが可能である。
駆動源17により、可動部材15を第2の位置から第1の位置へ、吸引口18を第4の位置から第3の位置に移動させ、吸引機構7によりガス及び微粒子を吸引する。可動部材15が搬送管4の第1の端部4aに嵌合しているため、第1の開口4cよりも面積の小さい第1の開口4c’が形成され、搬送管4に流入するガスの流量は減少する。一方で、この減少分に相当する流量を吸引口18により吸引することで、微粒子生成室2の圧力を成膜時と同圧に維持することが可能である。吸引機構7による吸引量は流量調節バルブ22により調整することができ、例えば図示しない圧力センサにより微粒子生成室2の圧力を監視し、フィードバックすることにより実現される。また、吸引口18は蒸発源10の鉛直上方、即ち微粒子流fの経路上である第3の位置に存在し、微粒子流fを吸引するため、微粒子流fに含まれる微粒子のほぼ全てを吸引することが可能である。
上述した成膜時と成膜停止時を切り替える際、駆動源17により可動部材15を第1の位置と第2の位置の間で、また、吸引口18を第3の位置と第4の位置の間で移動させ、吸引機構7による吸引量を調節する。可動部材15が第1の位置と第2の位置との間で移動する過程では、搬送管4に流入するガスのコンダクタンスは成膜時より小さく、成膜停止時より大きくなるため、搬送管4に流入するガスの流量も成膜時より小さく、成膜停止時より大きくなる。このため、吸引口18から吸引されるガス流量を、搬送管4に流入するガス流量と吸引口18に流入するガス流量の和が一定となるように連続的に調節することにより、遷移時においても微粒子生成室の圧力を一定とすることが可能である。また、遷移時間が十分短く、微粒子生成室2の容積が十分大きい場合、微粒子生成室2内のガス量の若干の変動は吸収されるため、吸引口18の吸引量を連続的に調節ことは要しない。また、遷移時においては、吸引口18は微粒子流fに部分的に進入する位置をとる。上述のように可動部材15の端15aと吸引口18の端18aの水平位置は一致しているため、微粒子流fは一部が吸引口18に吸引され、他の一部が吸引口18に吸引されず鉛直上方に流れる。ここで、搬送管4の第1の開口4cは鉛直下方に傾斜するように形成されているため、可動部材15と搬送管4の嵌合が開始されても、微粒子流fが第1の開口4cに流入する隙間が確保され、微粒子流の他の一部を第1の開口4cに流入させることが可能となる。
図6は、微粒子生成室2のガスフローを説明する図である。図6(A)は成膜時、図6(B)は成膜停止時を示す。
図7は比較例としてのガスデポジション装置の微粒子生成室のガスフローを説明する図である。図7(A)は成膜時、図7(B)は成膜停止時を示す。
2 微粒子生成室
3 成膜室
4 搬送管
4a 第1の端部
4b 第2の端部
4c 第1の開口
4d 第2の開口
5 ガス導入系
6 ガス規制機構
7 吸引機構
8 補助吸引機構
10 蒸発源
15 可動部材
17 駆動源
18 吸引口
s 成膜対象物
f 微粒子流
m 成膜材料
Claims (7)
- 成膜材料を蒸発させる蒸発源を含む微粒子生成室と、
成膜対象物を収容する真空排気可能な成膜室と、
前記微粒子生成室にガスを導入するガス導入系と、
前記微粒子生成室に臨み前記蒸発源の鉛直上方に位置する第1の開口を有する第1の端部と、前記成膜室に臨む第2の開口を有する第2の端部とを有する搬送管と、
前記第1の端部に嵌合することで前記第1の開口に流入するガスの流路を制限する第1の位置と前記第1の端部に嵌合しない第2の位置とのいずれかをとる可動部材と、前記可動部材を前記第1の位置と前記第2の位置の間で移動させる駆動源とを有するガス規制機構と、
前記可動部材が前記第1の位置にある場合に前記蒸発源と前記第1の開口との間にある第3の位置に位置し、前記可動部材が前記第2の位置にある場合に前記第3の位置と異なる第4の位置に位置する吸引口を有し、前記吸引口が前記第3の位置にある場合に前記ガスを吸引し、前記吸引口が前記第4の位置にある場合に前記ガスの吸引を停止する吸引機構と
を具備するガスデポジション装置。 - 請求項1に記載のガスデポジション装置であって、
前記搬送管は、前記第1の端部が水平方向に延び、
前記可動部材は、前記第1の位置から前記第2の位置へ、及び前記第2の位置から前記第1の位置へ水平方向に移動する
ガスデポジション装置。 - 請求項2に記載のガスデポジション装置であって、
前記吸引口は前記可動部材に固定されている
ガスデポジション装置。 - 請求項3に記載のガスデポジション装置であって、
前記第2の端部はスリット型ノズルである
ガスデポジション装置。 - 請求項1に記載のガスデポジション装置であって、
前記第1の開口の鉛直上方に設けられ、前記吸引口が前記第3の位置にある場合に前記吸引機構が吸引する前記ガスの流量より小さい流量の前記ガスを常時吸引する補助吸引機構をさらに具備する
ガスデポジション装置。 - 微粒子生成室にガスを導入して成膜室と前記微粒子生成室の間に差圧を形成し、
前記微粒子生成室内に配置された蒸発源によって成膜材料を蒸発させて前記成膜材料の微粒子を生成させ、
搬送管の前記微粒子生成室に臨む第1の開口から前記搬送管の前記成膜室に臨む第2の開口にガスを流通させることで、前記成膜室内に設置された成膜対象物に前記微粒子を堆積させ、
可動部材を前記搬送管に嵌合させて前記第1の開口に流入する前記ガスの流路を制限し、前記蒸発源から前記第1の開口へ向かう前記ガスを吸引機構によって吸引することで堆積を停止させる
ガスデポジション方法。 - 請求項6に記載のガスデポジション方法であって、
前記堆積を停止させる工程では、前記第1の開口への流入を制限された前記ガスと同流量の前記ガスを前記吸引機構によって吸引する
ガスデポジション方法。
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