JP5803488B2 - 原子層堆積法によるフレキシブル基板への成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
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Description
請求項2記載の発明は、請求項1記載の成膜方法において、前記第4空間部に第2のパージガスを供給することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、連続して延在するフレキシブル基板上に原子層堆積法により薄膜を形成する成膜装置であって、互いに対向する第1、第2側壁および互いに対向する第3、第4側壁と、それら側壁の上端開口及び下端開口をそれぞれ閉塞する上面壁及び下面壁とにより形成されたチャンバーと、前記第1側壁と前記第2側壁との間で間隔をおいて複数配設され、前記チャンバー内で前記フレキシブル基板を、前記上面壁方向に蛇行させながら前記下面壁寄りの箇所で前記第1側壁から前記第2側壁に向けて搬送するガイドローラーユニットとを備え、前記各ガイドローラーユニットは、前記第3側壁と前記第4側壁との間にその軸心が延在する複数のガイドローラーを有し、前記各ガイドローラーユニットの前記複数のガイドローラーは、前記下面壁寄りの箇所で前記第1側壁と前記第2側壁が対向する方向に並べられた一対の第1ガイドローラーと、前記一対の第1ガイドローラーよりも前記上面壁寄りの箇所で前記対向する方向に並べられた一対の第2ガイドローラーと、前記一対の第2ガイドローラーよりも前記上面壁寄りの箇所で前記対向する方向に並べられた一対の第3ガイドローラーと、前記一対の第3ガイドローラーよりも前記上面壁寄りの箇所に位置する方向転換用の第4ガイドローラーとを少なくとも有し、前記フレキシブル基板は、各ガイドローラーユニット毎に、前記一対の第1ガイドローラーが互いに対向する箇所、前記一対の第2ガイドローラーが互いに対向する箇所と反対に位置する箇所、前記一対の第3ガイドローラーが互いに対向する箇所、前記第4ガイドローラーに架け渡され、前記第3壁部と前記第4壁部との間で前記各ガイドローラーユニット毎に、前記一対の第3ガイドローラーと前記第4ガイドローラーとに架け渡された前記フレキシブル基板の内側に前記上面壁寄りに位置する第1空間部と、前記一対の第1ガイドローラー、前記一対の第2ガイドローラー、前記一対の第3ガイドローラーに架け渡された前記フレキシブル基板の内側に前記下面壁寄りに位置し前記一対の第3ガイドローラー間の隙間を介して前記第1空間部に連通する第2空間部とがそれぞれ形成され、前記第3壁部と前記第4壁部との間で、隣り合う前記ガイドローラーユニットの前記第1ガイドローラー間に架け渡され前記下面壁に対向するフレキシブル基板の箇所と前記下面壁との間に第3空間部が形成され、前記第3空間部は、各ガイドローラーユニット毎に前記一対の第1ガイドローラー間の隙間を介して前記第2空間部に連通しており、前記第3側壁と前記第4側壁との間で、前記各ガイドローラーユニットに架け渡された前記フレキシブル基板の前記第1空間部、前記第2空間部、前記第3空間部に接する面と反対の面と前記第1側壁、前記第2側壁、前記上面壁との間に第4空間部が形成され、さらに前記第1空間部に第1の前駆体ガスを供給する第1の前駆体ガス供給手段と、前記第2空間部に前記第1の前駆体ガスおよび第2の前駆体ガスをパージする第1のパージガスを供給する第1のパージガス供給手段と、前記第3空間部に前記第2の前駆体ガスを供給する第2の前駆体ガス供給手段と、前記チャンバーの壁部に設けられ前記第4空間部と連通する第1の排気口と、前記チャンバーの壁部に設けられ前記第3の空間部と連通する第2の排気口とを備えることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の成膜装置において、前記第4空間部に第2のパージガスを供給する第2のパージガス供給手段を備えることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項3または請求項4記載の成膜装置において、前記第3空間部にプラズマを誘起させるプラズマ誘起手段を備えることを特徴とする。
図1、図2に示すように、成膜装置は、チャンバー100と、不図示の搬送手段と、複数のガイドローラーユニット200と、第1の前駆体ガス供給手段103と、第1のパージガス供給手段104と、第2の前駆体ガス供給手段105と、第2のパージガス供給手段106などを含んで構成されている。
チャンバー100は、フレキシブル基板107が挿入される挿入口100Aと、フレキシブル基板107が排出される排出口100Bと、複数のガイドローラー101とが設けられている。
なお、チャンバー100には、挿入口100Aおよび排出口100Bを設けず、チャンバー100内にフレキシブル基板107を巻き出すための巻出し部やフレキシブル基板107を巻き取るための巻き取り部を設けても良い。
より詳細には、複数のガイドローラー101は、それらの順に並べられた互いに近接する一対の第1ガイドローラー10と、互いに対向する一対の第2ガイドローラー12と、互いに近接する一対の第3ガイドローラー14と、方向転換用の第4ガイドローラー16とを有している。
フレキシブル基板107が、一対の第1〜第3ガイドローラー10,12,14のうちの一方のガイドローラーに掛装され第4ガイドローラー16に掛装されたのち、一対の第1〜第3ガイドローラー10,12,14のうちの他方のガイドローラーに掛装される。
これにより、一対の第3ガイドローラー14と第4ガイドローラー16との間に第1空間部201が形成される。
また、一対の第1ガイドローラー10と第3ガイドローラー14との間に第2空間部202が形成される。
第1のパージガス供給手段104は、第2空間部202に第1の前駆体ガスおよび第2の前駆体ガスをパージする第1のパージガスを供給するものである。
第2の前駆体ガス供給手段105は、第3空間部203に第2の前駆体ガスを供給するものである。
第2のパージガス供給手段106は、第4空間部204に第1の前駆体ガスおよび第2の前駆体ガスに対して不活性な第2のパージガスを供給するものであり、第2のパージガスは、第1の前駆体ガスおよび第2の前駆体ガスをパージする第1のパージガスを補佐するものである。
これらガス供給手段103、104,105,106は、単一の孔からなるガス導入口で構成されていても、複数の孔からなるガス導入口で構成されていてもよい。
また、ガス供給手段103、104,105,106は、ガスの空間濃度分布を改善するために前記の孔に孔空きパイプなどを接続した形態としてもよい。
また、第4空間部204に第1の排気口111を設け、第3空間部203に第2の排気口112を設けると、第1,第2の前駆体ガスの混合がよりいっそう妨げられて好適である。
また、第1空間部201に第3の排気口113を設けても良く、この場合、第1,第2の前駆体ガスの混合がよりいっそう妨げられて好適である。
すなわち、フレキシブル基板107によって、前駆体ガスまたは/及びパージガスを互いに隔離するようにした。
また、各前駆体ガスまたは/及びパージガスを隔離できればよいので、ガイドローラー101の配置やフレキシブル基板107の経路はこのとおりでなくともよい。
フレキシブル基板107については、薄膜を形成する部分はなるべくガイドローラー101に接触させないことが薄膜を安定して形成する上で望ましい。
ガスを導入する際には、本実施形態では第1の前駆体領域201と第1のパージ領域202が隣接する部分の二つのローラー101の幅を、可能な限り狭めておくことが要求される。第1のパージ領域202と第2の前駆体領域203が隣接する部分のローラー101の幅も同様である。
このようにすることで、第1の前駆体ガスと第2の前駆体ガスとの混合を抑制することができる。
これにより第1の前駆体ガスと第2の前駆体ガスがチャンバー100内で直接混合する確率を低くすることができる。これはパーティクルの発生による膜質の低下を避けるために重要である。
フレキシブル基板107は、チャンバー100内で複数のガイドローラーユニット200に掛装されて搬送される過程において、以下の1)、2)の工程が繰り返して実施されることにより、フレキシブル基板107の表面に1層ずつ成膜がなされる。
1)第1空間部201において第1の前駆体ガスにより前駆体をフレキシブル基板107の表面に吸着させる工程。
2)第3空間部203において第2の前駆体ガスにより前記前駆体に化学反応を生じさせる工程。
100A……挿入口
100B……排出口
101……ガイドローラー
102……プラズマ誘起手段
103……第1の前駆体ガス供給手段
104……第1のパージガス供給手段
105……第2の前駆体ガス供給手段
106……第2のパージガス供給手段
107……フレキシブル基板
111……第1の排気口
112……第2の排気口
113……第3の排気口
200……ガイドローラーユニット
201……第1空間部(第1の前駆体領域)
202……第2空間部(第1のパージ領域)
203……第3空間部(第2の前駆体領域)
204……第4空間部(第2のパージ領域)
Claims (5)
- 連続して延在するフレキシブル基板上に原子層堆積法により薄膜を形成する成膜方法であって、
前記チャンバーは、互いに対向する第1、第2側壁および互いに対向する第3、第4側壁と、それら側壁の上端開口及び下端開口をそれぞれ閉塞する上面壁及び下面壁とを有し、
前記チャンバー内で前記フレキシブル基板を、前記上面壁方向に蛇行させながら前記下面壁寄りの箇所で前記第1側壁から前記第2側壁に向けて搬送する複数のガイドローラーユニットが前記第1側壁と前記第2側壁との間で間隔をおいて複数配設され、
前記各ガイドローラーユニットは、前記第3側壁と前記第4側壁との間にその軸心が延在する複数のガイドローラーを有し、
前記各ガイドローラーユニットの前記複数のガイドローラーは、前記下面壁寄りの箇所で前記第1側壁と前記第2側壁が対向する方向に並べられた一対の第1ガイドローラーと、前記一対の第1ガイドローラーよりも前記上面壁寄りの箇所で前記対向する方向に並べられた一対の第2ガイドローラーと、前記一対の第2ガイドローラーよりも前記上面壁寄りの箇所で前記対向する方向に並べられた一対の第3ガイドローラーと、前記一対の第3ガイドローラーよりも前記上面壁寄りの箇所に位置する方向転換用の第4ガイドローラーとを少なくとも有し、
前記フレキシブル基板は、各ガイドローラーユニット毎に、前記一対の第1ガイドローラーが互いに対向する箇所、前記一対の第2ガイドローラーが互いに対向する箇所と反対に位置する箇所、前記一対の第3ガイドローラーが互いに対向する箇所、前記第4ガイドローラーに架け渡され、
前記第3壁部と前記第4壁部との間で前記各ガイドローラーユニット毎に、前記一対の第3ガイドローラーと前記第4ガイドローラーとに架け渡された前記フレキシブル基板の内側に前記上面壁寄りに位置する第1空間部と、前記一対の第1ガイドローラー、前記一対の第2ガイドローラー、前記一対の第3ガイドローラーに架け渡された前記フレキシブル基板の内側に前記下面壁寄りに位置し前記一対の第3ガイドローラー間の隙間を介して前記第1空間部に連通する第2空間部とがそれぞれ形成され、
前記第3壁部と前記第4壁部との間で、隣り合う前記ガイドローラーユニットの前記第1ガイドローラー間に架け渡され前記下面壁に対向するフレキシブル基板の箇所と前記下面壁との間に第3空間部が形成され、
前記第3空間部は、各ガイドローラーユニット毎に前記一対の第1ガイドローラー間の隙間を介して前記第2空間部に連通しており、
前記第3側壁と前記第4側壁との間で、前記各ガイドローラーユニットに架け渡された前記フレキシブル基板の前記第1空間部、前記第2空間部、前記第3空間部に接する面と反対の面と前記第1側壁、前記第2側壁、前記上面壁との間に第4空間部が形成され、
前記第1空間部に第1の前駆体ガスを供給し、前記第2空間部に前記第1の前駆体ガスおよび第2の前駆体ガスをパージする第1のパージガスを供給し、
前記第3空間部に前記第2の前駆体ガスを供給し、
前記第1空間部、前記第2空間部、前記第3空間部から前記第4空間部に漏れた前記第1の前駆体ガス、前記第2の前駆体ガス、前記第1のパージガスを、前記チャンバーの壁部に設けた第1の排気口から前記チャンバー外に排出し、
前記第3空間部に供給された前記第2の前駆体ガスと、前記第2空間部から前記第3空間部に漏れた前記第1の前駆体ガスおよび前記第1のパージガスとを、前記チャンバーの壁部に設けた第2の排気口から前記チャンバー外に排出する、
ことを特徴とする成膜方法。 - 前記第4空間部に第2のパージガスを供給する、
ことを特徴とする請求項1記載の成膜方法。 - 連続して延在するフレキシブル基板上に原子層堆積法により薄膜を形成する成膜装置であって、
互いに対向する第1、第2側壁および互いに対向する第3、第4側壁と、それら側壁の上端開口及び下端開口をそれぞれ閉塞する上面壁及び下面壁とにより形成されたチャンバーと、
前記第1側壁と前記第2側壁との間で間隔をおいて複数配設され、前記チャンバー内で前記フレキシブル基板を、前記上面壁方向に蛇行させながら前記下面壁寄りの箇所で前記第1側壁から前記第2側壁に向けて搬送するガイドローラーユニットとを備え、
前記各ガイドローラーユニットは、前記第3側壁と前記第4側壁との間にその軸心が延在する複数のガイドローラーを有し、
前記各ガイドローラーユニットの前記複数のガイドローラーは、前記下面壁寄りの箇所で前記第1側壁と前記第2側壁が対向する方向に並べられた一対の第1ガイドローラーと、前記一対の第1ガイドローラーよりも前記上面壁寄りの箇所で前記対向する方向に並べられた一対の第2ガイドローラーと、前記一対の第2ガイドローラーよりも前記上面壁寄りの箇所で前記対向する方向に並べられた一対の第3ガイドローラーと、前記一対の第3ガイドローラーよりも前記上面壁寄りの箇所に位置する方向転換用の第4ガイドローラーとを少なくとも有し、
前記フレキシブル基板は、各ガイドローラーユニット毎に、前記一対の第1ガイドローラーが互いに対向する箇所、前記一対の第2ガイドローラーが互いに対向する箇所と反対に位置する箇所、前記一対の第3ガイドローラーが互いに対向する箇所、前記第4ガイドローラーに架け渡され、
前記第3壁部と前記第4壁部との間で前記各ガイドローラーユニット毎に、前記一対の第3ガイドローラーと前記第4ガイドローラーとに架け渡された前記フレキシブル基板の内側に前記上面壁寄りに位置する第1空間部と、前記一対の第1ガイドローラー、前記一対の第2ガイドローラー、前記一対の第3ガイドローラーに架け渡された前記フレキシブル基板の内側に前記下面壁寄りに位置し前記一対の第3ガイドローラー間の隙間を介して前記第1空間部に連通する第2空間部とがそれぞれ形成され、
前記第3壁部と前記第4壁部との間で、隣り合う前記ガイドローラーユニットの前記第1ガイドローラー間に架け渡され前記下面壁に対向するフレキシブル基板の箇所と前記下面壁との間に第3空間部が形成され、
前記第3空間部は、各ガイドローラーユニット毎に前記一対の第1ガイドローラー間の隙間を介して前記第2空間部に連通しており、
前記第3側壁と前記第4側壁との間で、前記各ガイドローラーユニットに架け渡された前記フレキシブル基板の前記第1空間部、前記第2空間部、前記第3空間部に接する面と反対の面と前記第1側壁、前記第2側壁、前記上面壁との間に第4空間部が形成され、
さらに前記第1空間部に第1の前駆体ガスを供給する第1の前駆体ガス供給手段と、
前記第2空間部に前記第1の前駆体ガスおよび第2の前駆体ガスをパージする第1のパージガスを供給する第1のパージガス供給手段と、
前記第3空間部に前記第2の前駆体ガスを供給する第2の前駆体ガス供給手段と、
前記チャンバーの壁部に設けられ前記第4空間部と連通する第1の排気口と、
前記チャンバーの壁部に設けられ前記第3の空間部と連通する第2の排気口と、
を備えることを特徴とする成膜装置。 - 前記第4空間部に第2のパージガスを供給する第2のパージガス供給手段を備える、
ことを特徴とする請求項3記載の成膜装置。 - 前記第3空間部にプラズマを誘起させるプラズマ誘起手段を備える、
ことを特徴とする請求項3または請求項4記載の成膜装置。
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