KR20200123822A - 성막 장치 - Google Patents

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KR20200123822A
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노부요시 나미토
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도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 성막 품질이나 성막 속도를 떨어뜨리는 일 없이, 기판 상에 박막을 성막할 수 있고, 또한 성막 처리의 스루풋의 향상을 도모한 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고 본 발명은, 기판 반송 경로용 원주(M1) 상을 따라 가열실(H10) 및 성막실(F10)이 배치된다. 가열실(H10) 및 성막실(F10)은 서로 인접하여 배치된다. 기판 반송 장치(8)에 의해, 기판 반송 경로용 원주(M1) 상을 따라 기판 회전 방향(R1)을 이동 방향으로 하여 복수의 기판(10)이 동시에 반송된다. 가열실(H10) 내의 적외광 조사기(2, 4)에 의한 기판(10)의 가열 처리의 실행 후에, 성막실(F10) 내의 박막 형성 노즐(1L, 1H)에 의한 기판(10)에 대한 미스트 분사 처리를 실행하여 복수의 기판(10)의 표면 상 및 이면 상 각각에 박막을 성막하고 있다.

Description

성막 장치
본 발명은, 태양 전지 등의 전자 디바이스의 제조에 사용되고, 기판 상에 막을 성막하는 성막 장치에 관한 것이다.
기판 상에 막을 성막하는 방법으로서, 화학 기상 성장(CVD(Chemical Vapor Deposition))법이 있다. 그러나 화학 기상 성장법에서는 진공하에서의 성막이 필요한 경우가 많아져, 진공 펌프 등에 추가하여, 대형의 진공 용기를 사용할 필요가 있다. 또한, 화학 기상 성장법에서는, 비용 등의 관점에서, 성막되는 기판으로서 대면적의 것을 채용하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다. 그래서 대기압하에서의 성막 처리가 가능한 미스트법이 주목받고 있다.
미스트법을 이용한 성막 장치에 관한 종래 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1에 관한 기술이 존재한다.
특허문헌 1에 관한 기술에서는, 미스트 분사용 노즐 등을 포함하는 미스트 분사 헤드부의 저면에 마련되는 원료 용액 분출구 및 반응 재료 분출구로부터, 대기 중에 배치되어 있는 기판에 대해 미스트화된 원료 용액 및 반응 재료가 분사되고 있다. 당해 분사에 의해, 기판 상에는 막이 성막된다. 또한, 반응 재료는 원료 용액과의 반응에 기여하는 재료를 의미한다.
특허문헌 1로 대표되는 종래의 성막 장치는, 박막 형성 노즐에 의한 미스트 분사 처리와 가열 기구에 의한 가열 처리를 동시에 실행함으로써 기판 상에 박막을 성막하고 있다.
또한, 기판을 상면 상에 적재하는 기판 적재 스테이지의 내부에 가열 기구를 마련하여, 이 기판 적재 스테이지를 평면형 가열 수단으로서 사용하는 것이 일반적이었다.
국제 공개 제2017/068625호
상술한 바와 같이, 종래의 성막 장치는, 성막 대상물이 되는 기재인 기판을 상면 상에 적재하는 기판 적재 스테이지의 내부에 가열 기구를 마련하여, 기판 적재 스테이지를 평면형 가열 수단으로서 사용하는 것이 일반적이었다.
기판 적재 스테이지와 같은 평면형 가열 수단을 사용하는 경우, 기판 적재 스테이지의 상면과 기판의 하면을 접촉시켜, 기판 적재 스테이지, 기판 사이를 전열시켜 기판의 가열 처리를 실행하게 된다.
그러나 기판이 평판 형상이 아닌, 그 하면이 만곡된 것이나, 하면에 요철이 있는 구조를 나타내는 경우, 평면형 가열 수단에서는, 기판 적재 스테이지의 상면과 기판의 이면의 접촉이 국소적이 된다. 이 때문에, 가열 기구에 의한 가열 처리의 실행 시에 기판의 가열이 불균일해지거나, 기판에 휨이 발생하여 변형되거나 하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명에서는, 상기와 같은 문제점을 해결하여, 성막 품질이나 성막 속도를 떨어뜨리는 일 없이 기판 상에 박막을 성막할 수 있고, 또한 성막 처리의 스루풋의 향상을 도모한 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 성막 장치는, 소정의 원주 상을 따라 기판을 반송하는 기판 반송부와, 상기 소정의 원주 상을 따라 배치된 가열실 내에 마련되고, 상기 가열실 내의 상기 기판과 접촉하는 일 없이 상기 기판을 가열하는 가열 처리를 실행하는 가열 기구와, 상기 소정의 원주 상을 따라 배치된 성막실 내에 마련되고, 원료 용액을 미스트화하여 얻어지는 원료 미스트를 상기 성막실 내의 상기 기판을 향해 분사하는 미스트 분사 처리를 실행하는 미스트 분사부를 구비하고, 상기 가열실과 상기 성막실은 서로 분리되어 배치되고, 상기 기판 반송부에 의해 상기 기판을 반송시키면서, 상기 가열 기구에 의한 가열 처리의 실행 후에, 상기 미스트 분사부에 의한 미스트 분사 처리를 실행하여 상기 기판 상에 박막을 성막한다.
청구항 1에 기재된 본원 발명의 성막 장치는, 가열실 내의 기판과 접촉하는 일 없이 기판을 가열하는 가열 처리를 실행하는 가열 기구를 구비하고 있으므로, 가열 기구에 의한 가열 처리의 실행에 의해 기판의 형상에 구애되지 않고, 기판을 균일하게 가열할 수 있다.
또한, 가열 처리와 미스트 분사 처리가 서로 영향을 받지 않도록 가열 기구 및 미스트 분사부는 가열실 및 성막실에 분리되어 배치되어 있으므로, 미스트 분사 처리가 가열 처리에 악영향을 미치는 일도 없다.
그 결과, 청구항 1에 기재된 본원 발명의 성막 장치는, 가열 기구에 의한 가열 처리의 실행 후, 미스트 분사부에 의한 미스트 분사 처리를 실행함으로써, 성막 품질이나 성막 속도를 떨어뜨리는 일 없이 기판의 표면에 박막을 성막할 수 있다.
또한, 청구항 1에 기재된 본원 발명의 성막 장치는, 소정의 원주 상에 가열 기구가 마련된 가열실과 미스트 분사부가 마련된 성막실이 배치되고, 또한 기판 반송 기구에 의해 상기 소정의 원주 상을 따라 기판이 반송되고 있다.
이 때문에, 청구항 1에 기재된 본원 발명의 성막 장치는, 기판 반송부에 의해 소정의 원주 상에 복수 회 주위 회전하도록 기판을 반송시킴으로써, 가열 기구 및 미스트 분사부의 수를 필요 최소한으로 억제하고, 또한 가열 처리 및 미스트 분사 처리를 포함하는 성막 처리의 스루풋을 높일 수 있다.
본 발명의 목적, 특징, 국면, 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해, 보다 명백해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1인 성막 장치의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 2는 실시 형태 1의 성막 장치의 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 2인 성막 장치의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 3인 성막 장치의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 4인 성막 장치의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 6은 실시 형태 4의 성막 장치의 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 7은 실시 형태 4에 있어서의 기판 보유 지지구의 제1 양태의 평면 구조를 도시하는 평면도(첫째)이다.
도 8은 실시 형태 4에 있어서의 기판 보유 지지구의 제1 양태의 평면 구조를 도시하는 평면도(둘째)이다.
도 9는 도 8의 C-C 단면에 있어서의 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 10은 실시 형태 4에 있어서의 기판 보유 지지구의 제2 양태의 평면 구조를 도시하는 평면도(첫째)이다.
도 11은 실시 형태 4에 있어서의 기판 보유 지지구의 제2 양태의 평면 구조를 도시하는 평면도(둘째)이다.
도 12는 도 11의 D-D 단면에 있어서의 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태 5인 성막 장치에 있어서의 박막 형성 노즐의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 14는 실시 형태 5의 성막 장치의 제1 변형예인 박막 형성 노즐의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 15는 실시 형태 5의 성막 장치의 제2 변형예인 박막 형성 노즐의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 16은 본 발명의 전제 기술에 있어서의 성막 장치의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
<전제 기술>
가열 기구로서, 종래의 평면형 가열 수단 대신에 적외광 조사기를 사용하는 것을 생각할 수 있다. 적외광 조사기를 사용함으로써, 기판에 접촉하는 일 없이 전자파인 적외선으로 직접 가열할 수 있으므로, 기판의 형상에 구애되지 않고 균일하게 가열하는 것이 가능해진다.
그러나 원료 용액을 미스트화하여 얻어지는 원료 미스트가 적외광을 흡수하여, 원료 미스트가 가열되어 증발하기 때문에, 기판 상에 형성되는 박막의 성막 품질이나, 성막 처리에 있어서의 성막 속도가 저하되는 문제가 있었다. 또한, 원료 미스트를 분사하는 미스트 분사 처리 자체가 기판의 가열의 방해가 되는 것도 문제였다.
이들 문제를 해결하기 위해, 가열 공정과 성막 공정(미스트 분사 공정)을 분리하여 각각 다른 공간에서 행하는 개량 제법을 생각할 수 있다. 이 개량 제법을 이용함으로써, 기판의 형상에 구애되지 않고, 박막의 성막 품질이나 성막 처리에 있어서의 성막 속도를 떨어뜨리는 일 없이 성막하는 것이 가능해진다.
그러나 기판이 가열 공정을 종료한 직후부터, 급격하게 기판의 온도가 저하되기 때문에, 가열 공정과 성막 공정을 반복할 필요가 있다. 이 때문에, 가열 처리를 행하는 가열 기구와 미스트 분사 처리를 행하는 미스트 분사부를 각각 복수 준비하고, 복수의 가열 기구와 복수의 미스트 분사부를 교대로 다수 배열하는 제1 방법을 생각할 수 있다. 또한, 단일의 가열 기구와 단일의 미스트 분사부 사이의 기판을 복수 회 왕복시키는 제2 방법을 생각할 수 있다.
도 16은 본 발명의 전제 기술에 있어서의 상기 제1 방법을 구체화한 성막 장치의 개략 구성을 도시하는 설명도이다. 도 16에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 가열실(801 및 802), 성막실(901 및 902), 2개의 박막 형성 노즐(101), 2세트의 적외광 조사기(102 및 104)의 조합 그리고 컨베이어(53)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
적외광 조사기(102)는 램프 적재대(121) 및 복수의 적외광 램프(122)로 구성되고, 램프 적재대(121)의 상부에 복수의 적외광 램프(122)가 설치된다. 따라서, 적외광 조사기(102)는 복수의 적외광 램프(122)로부터 상방(+Z방향)을 향해 적외광을 조사할 수 있다. 적외광 조사기(102)에 의한 상술한 적외광 조사에 의해 벨트(52)의 상면에 적재된 복수의 기판(110)의 이면에 대한 가열 처리(제1 방향 가열 처리)를 실행할 수 있다.
적외광 조사기(104)는 램프 적재대(141) 및 복수의 적외광 램프(142)로 구성되고, 램프 적재대(141)의 하부에 복수의 적외광 램프(142)가 설치된다. 따라서, 적외광 조사기(104)는 복수의 적외광 램프(142)로부터 하방(-Z방향)을 향해 적외광을 조사할 수 있다. 적외광 조사기(104)에 의한 상술한 적외광 조사에 의해 벨트(52)의 상면에 적재된 복수의 기판(110)의 표면에 대한 가열 처리(제2 방향 가열 처리)를 실행할 수 있다.
기판 반송부인 컨베이어(53)는 벨트(52)의 상면에 복수의 기판(110)을 적재하면서, 복수의 기판(110)을 반송 방향(X방향)으로 반송하고 있다. 컨베이어(53)는 좌우 양단에 마련된 반송용의 한 쌍의 롤러(51)와, 한 쌍의 롤러(51)에 걸쳐진 무단 형상의 반송용 벨트(52)를 구비하고 있다.
컨베이어(53)는, 한 쌍의 롤러(51)의 회전 구동에 의해, 상방측(+Z방향측)의 벨트(52)를 반송 방향(X방향)을 따라 이동시킬 수 있다.
컨베이어(53)의 한 쌍의 롤러(51) 중, 한쪽은 가열실(801) 외부의 좌측 방향(-X방향)에 마련되고, 다른 쪽은 성막실(902)의 우측 방향(+X방향)에 마련된다. 또한, 벨트(52)의 중앙부는, 가열실(801), 가열실(802), 성막실(901) 및 성막실(902) 중 어느 것의 내부에 마련된다.
따라서, 벨트(52)는 한 쌍의 롤러(51)의 회전 구동에 의해, 가열실(801 및 802) 각각의 좌우(-X방향, +X방향)의 측면의 일부에 마련되는 한 쌍의 개구부(88), 및 성막실(901 및 902) 각각의 좌우의 측면의 일부에 마련되는 한 쌍의 개구부(98)를 통해, 가열실(801 및 802)의 내부, 성막실(901 및 902)의 내부 그리고 외부 사이를 이동할 수 있다.
가열실(801 및 802)과 성막실(901 및 902)은, 가열실(801), 성막실(901), 가열실(802) 및 성막실(902)의 순으로 좌측 방향으로부터 우측 방향에 걸쳐 인접하여 마련된다. 또한, 가열실(801)의 우측의 개구부(88)와 성막실(901)의 좌측의 개구부(98)가 공용되고, 성막실(901)의 우측의 개구부(98)와 가열실(802)의 좌측의 개구부(88)가 공용되고, 가열실(802)의 우측의 개구부(88)와 성막실(902)의 개구부(98)가 공용된다.
컨베이어(53)의 일부는 가열실(801 및 802)에 수납된다. 가열실(801 및 802)의 내부 및 주변의 구성은 동일하므로, 이하에서는 가열실(801)을 중심으로 설명한다.
가열실(801)은, 상부 용기(83), 하부 용기(84) 및 한 쌍의 개구부(88)에 의해 구성된다. Z방향인 높이 방향에 있어서 상부 용기(83)와 하부 용기(84) 사이에 한 쌍의 개구부(88)가 위치한다. 따라서, 가열실(801) 내의 개구부(88, 88) 사이에 마련되는 컨베이어(53)는 하부 용기(84)보다 높고, 상부 용기(83)보다 낮은 위치에 배치된다.
가열실(801)의 주변에 있어서, 제1 방향 가열부인 적외광 조사기(102)는 하부 용기(84) 외부의 하방(-Z방향)측의 컨베이어(53)로부터 이격된 위치에, 도시하지 않은 고정 수단으로부터 고정된다.
가열실(801)의 주변에 있어서, 제2 방향 가열부인 적외광 조사기(104)는 상부 용기(83) 외부의 상방(+Z방향)측의 컨베이어(53)로부터 이격된 위치에, 도시하지 않은 고정 수단으로부터 고정된다. 적외광 조사기(102) 및 적외광 조사기(104)에 의해 가열 기구가 구성된다.
또한, 적외광 조사기(102 및 104)는 모두, 가열실(801) 내의 벨트(52)의 상면 영역(선형의 한 쌍의 컨베이어 체인 사이에 끼인 영역)과 평면으로 보아 중복되는 위치에 배치된다.
가열실(801 및 802)은 각각, 적외광 조사기(102 및 104)로부터 조사되는 적외광을 흡수하는 일 없이, 투과성이 우수한 적외광 투과 재료를 구성 재료로 하고 있다. 구체적으로는, 가열실(801 및 802)은 각각 구성 재료로서 석영 유리를 채용하고 있다.
제1 방향 가열부인 적외광 조사기(102)는, 기판(110)의 이면측(다른 쪽 주면측)으로부터 +Z방향(제1 방향)을 향해 적외광을 조사하여 기판(110)을 이면측으로부터 가열하는 제1 방향 가열 처리를 행하고 있다.
제2 방향 가열부인 적외광 조사기(104)는, 기판(110)의 표면측(한쪽 주면측)으로부터, +Z방향과 반대 방향이 되는 -Z방향(제2 방향)을 향해 적외광을 조사하여 기판(110)을 표면측으로부터 가열하는 제2 방향 가열 처리를 행하고 있다.
또한, 가열실(801)은, 적외광 조사기(102 및 104)의 가열 처리(제1 방향 가열 처리 및 제2 방향 가열 처리)의 실행 시에, 기판(110)을 내부에 수용하고 있다.
가열실(801)은, 가열 처리를 행할 때, 에어 커튼(107)에 의해 상부 용기(83), 하부 용기(84) 사이의 개구부(88)를 폐색함으로써, 벨트(52) 상에 적재된 복수의 기판(110)을 외부로부터 차단할 수 있다.
이와 같이, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 제1 가열 기구로서 가열실(801)의 외부 주변에 마련된 적외광 조사기(102 및 104)를 갖고, 제2 가열 기구로서 가열실(802)의 외부 주변에 마련된 적외광 조사기(102 및 104)를 갖고 있다.
그리고 가열실(801) 내의 복수의 기판(110)에 대해 적외광 조사기(102 및 104)에 의해 제1 가열 처리를 실행하고, 가열실(802) 내의 복수의 기판(110)에 대해 적외광 조사기(102 및 104)에 의해 제2 가열 처리를 실행하고 있다. 이들 제1 및 제2 가열 처리가 각각 상술한 제1 방향 가열 처리 및 제2 방향 가열 처리를 포함하고 있다.
성막실(901 및 902)은 각각 박막 형성 노즐(101) 및 컨베이어(53)의 일부를 수납한다. 성막실(901 및 902)의 내부 구성은 동일하므로, 이하에서는 성막실(901)을 중심으로 설명한다.
성막실(901)은, 상부 용기(91), 하부 용기(92) 및 한 쌍의 개구부(98)에 의해 구성된다. Z방향인 높이 방향에 있어서 상부 용기(91)와 하부 용기(92) 사이에 한 쌍의 개구부(98)가 위치한다. 따라서, 성막실(901) 내의 개구부(98, 98) 사이에 마련되는 컨베이어(53)는 하부 용기(92)보다 높고, 상부 용기(91)보다 낮은 위치에 배치된다.
성막실(901)에 있어서, 미스트 분사부인 박막 형성 노즐(101)은 상부 용기(91) 내에 도시하지 않은 고정 수단에 의해 고정 배치된다. 이때, 박막 형성 노즐(101)은, 분사면과 벨트(52)의 상면이 대향하는 위치 관계로 배치된다.
성막실(901)에 있어서, 박막 형성 노즐(101)은, 분사면에 마련된 분사구로부터 하방(-Z방향)으로 원료 미스트 MT를 분사하는 미스트 분사 처리를 실행한다.
이와 같이, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 제1 미스트 분사부로서 성막실(901) 내에 마련된 박막 형성 노즐(101)을 갖고, 제2 미스트 분사부로서 성막실(902) 내에 마련된 박막 형성 노즐(101)을 갖고 있다.
그리고 성막실(901) 내에 마련된 박막 형성 노즐(101)에 의해 제1 미스트 분사 처리를 실행하고, 성막실(902) 내에 마련된 박막 형성 노즐(101)에 의해 제2 가열 처리를 실행하고 있다.
성막실(901 및 902)은 각각, 미스트 분사 처리를 행할 때, 에어 커튼(107)에 의해 상부 용기(91), 하부 용기(92) 사이의 개구부(98)를 폐색함으로써, 박막 형성 노즐(101), 및 벨트(52) 상에 적재된 복수의 기판(110)을 외부로부터 차단할 수 있다.
따라서, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 에어 커튼(107)에 의해 가열실(801 및 802) 각각의 한 쌍의 개구부(88) 그리고 성막실(901 및 902) 각각의 한 쌍의 개구부(98)를 모두 폐쇄 상태로 하고, 컨베이어(53)의 벨트(52)를 반송 방향(X방향)을 따라 이동시킴으로써, 성막 환경을 설정할 수 있다.
전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 상기 성막 환경하에서, 가열실(801 및 802) 내의 기판(110)에 대해 행하는 가열 처리와 성막실(901 및 902) 내의 기판(110)에 대해 행하는 미스트 분사 처리가 서로 영향을 받지 않도록, 2세트의 적외광 조사기(102 및 104)의 조합과 2개의 박막 형성 노즐(101)을 각각 분리하여 배치하고 있다.
그리고 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 상기 성막 환경하에서, 가열실(801) 내의 복수의 기판(110)에 대해 적외광 조사기(102 및 104)의 적외광 조사에 의한 제1 가열 처리를 실행한 후, 성막실(901) 내에서 박막 형성 노즐(101)에 의한 제1 미스트 분사 처리를 실행한다.
그 후, 박막 제조 장치(112)는, 상기 성막 환경하에서, 가열실(802) 내의 복수의 기판(110)에 대해 적외광 조사기(102 및 104)의 적외광 조사에 의한 제2 가열 처리를 실행한 후, 성막실(902) 내에서 박막 형성 노즐(101)에 의한 제2 미스트 분사 처리를 실행한다.
그 결과, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 최종적으로 성막실(902)에 있어서 벨트(52)의 상면에 적재된 기판(110)의 표면 상에 박막을 성막할 수 있다.
이와 같이, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 기판(110)과 접촉 관계를 갖게 하는 일 없이, 2세트의 적외광 조사기(102 및 104)의 조합에 의해 기판(110)을 가열할 수 있으므로, 기판(110)의 형상에 구애되지 않고 균일한 가열을, 기판(110)을 변형시키는 일 없이 행할 수 있다.
또한, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 가열 처리와 미스트 분사 처리가 서로 영향을 받지 않도록 2세트의 적외광 조사기(102 및 104)와 2개의 박막 형성 노즐(101)을 각각 분리하여 배치하고 있다. 이 때문에, 박막 제조 장치(112)는, 제1 및 제2 가열 처리 그리고 제1 및 제2 미스트 분사 처리 각각의 실행 시에, 상기 원료 미스트 증발 현상의 발생을 확실하게 피할 수 있다.
그 결과, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 성막 품질이나 성막 속도를 떨어뜨리는 일 없이 기판(110)의 표면 상에 박막을 성막할 수 있다.
전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 가열 처리 그리고 제1 및 제2 미스트 분사 처리 사이에서 영향을 받지 않도록, 제1 및 제2 가열 기구 그리고 제1 및 제2 미스트 분사부는, 제1, 제2 순으로 교대로 배치되어 있다.
그리고 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 제1 및 제2 가열 처리와 제1 및 제2 미스트 분사 처리를 제1, 제2 순으로 교대로 실행하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 2회 교대로 반복되는 가열 처리 및 미스트 분사 처리를 실행함으로써, 성막되는 박막의 막 두께를 두껍게 하거나, 막질이 다른 2개의 막에 의한 적층 구조로 박막을 형성하거나 할 수 있다.
또한, 상술한 박막 제조 장치(112)에서는, 2개의 가열 기구와 2개의 미스트 분사부에 의한 조합을 나타냈지만, n(n≥2)개의 가열 기구와 n개의 미스트 분사부에 의한 조합에 의한 확장 변형예를 실현할 수 있다.
상기 확장 변형예는, 제1 내지 제n 가열 처리를 실행하는 제1 내지 제n 가열 기구를 갖고, 제1 내지 제n 미스트 분사 처리를 실행하는 제1 내지 제n 미스트 분사부를 갖고 있다.
상기 확장 변형예는, 제1 내지 제n 가열 처리 및 제1 내지 제n 미스트 분사 처리 사이에서 영향을 받지 않도록, 제1 내지 제n 가열 기구 및 제1 내지 제n 미스트 분사부를, 제1 내지 제n 순으로 교대로 분리하여 배치하고 있다.
그리고 상기 확장 변형예는, 제1 내지 제n 가열 처리와 제1 내지 제n 미스트 분사 처리를 제1, 제2, … 제n 순으로 교대로 실행하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 상기 확장 변형예는, n(≥2)회 교대로 반복하여 가열 처리 및 미스트 분사 처리를 실행함으로써, 성막되는 박막의 막 두께를 두껍게 하거나, 막질이 다른 n층의 막에 의한 적층 구조로 박막을 형성하거나 할 수 있다.
게다가, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 가열실(801 및 802) 내의 기판(110)에 대해 행하는 제1 및 제2 가열 처리로서, 적외광 조사기(102)에 의한 제1 방향 가열 처리와 적외광 조사기(104)에 의한 제2 방향 가열 처리를 동시에 행하고 있다.
그 결과, 전제 기술의 박막 제조 장치(112)는, 가열실(801 및 802) 각각의 내에서 기판(110)을 보다 균일하게 가열할 수 있다.
그러나 도 16에 도시한 바와 같은 전제 기술로 대표되는 제1 방법에서는, 가열 기구인 적외광 조사기(102 및 104), 미스트 분사부인 박막 형성 노즐(101)을 복수 마련할 필요가 있기 때문에, 비용의 상승을 초래한다고 하는 문제점이 있었다.
한편, 제2 방법은, 단일의 가열 기구와 단일의 미스트 분사부 사이를 이동시킬 때, 반드시 가열 처리 및 미스트 분사 처리 어느 것도 실행되지 않는 낭비적인 시간이 발생해 버리기 때문에, 성막 처리에 있어서의 스루풋이 낮아진다고 하는 문제점을 갖고 있다.
이하에 설명하는 실시 형태에서는, 상기 제1 및 제2 방법의 문제점도 해결하고, 가열 기구 및 미스트 분사부의 수를 필요 최소한으로 억제하고, 또한 성막 처리의 스루풋을 높이는 것을 목적으로 하고 있다.
<실시 형태 1>
도 1은 본 발명의 실시 형태 1인 성막 장치(71)의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다. 도 2는 실시 형태 1의 성막 장치(71)의 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 도 2는 도 1의 A-A 단면을 도시하고 있고, 도 1 및 도 2 각각에 XYZ 직교 좌표계를 나타내고 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 중심점 C1을 중심으로 한 반경 d1의 원주인 기판 반송 경로용 원주 M1(소정의 원주)가 설정되어 있다.
기판 반송 경로용 원주 M1 상을 따라 각각 원호형으로 가열실 H10 및 성막실 F10이 서로 분리되어 배치된다. 가열실 H10 및 성막실 F10은 서로 인접하여 배치되고, 기판 반송 경로용 원주 M1 상에서 실질적인 빈 공간을 발생시키는 일 없이 마련된다.
뒤에서 상세하게 설명하는 기판 반송 장치(8)에 의해, 기판 반송 경로용 원주 M1 상을 따라 기판 회전 방향 R1을 이동 방향으로 하여 복수의 기판(10)이 동시에 반송된다. 복수의 기판(10)은 각각 평면으로 보아 직사각 형상을 나타내고 있다. 복수의 기판(10)은 각각의 중심이 항상 기판 반송 경로용 원주 M1 상에 위치하도록 반송된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 방향 가열부인 적외광 조사기(2)는 가열실 H10 내의 기판(10)으로부터 이격된 위치에, 도시하지 않은 고정 수단으로부터 고정된다. 제2 방향 가열부인 적외광 조사기(4)는 가열실 H10 내의 기판(10)으로부터 이격된 위치에, 도시하지 않은 고정 수단으로부터 고정된다. 적외광 조사기(2) 및 적외광 조사기(4)의 조합에 의해 가열 기구가 구성된다. 가열실 H10은 후술하는 회전용 측면 개구 영역 이외에 외부로 통하는 개구 영역을 갖고 있지 않다.
또한, 적외광 조사기(2 및 4)는, 가열실 H10 내에 평면으로 보아 직사각 형상으로 복수 개 이산 배치되어 있다. 예를 들어, 도 1에 도시되는 복수의 기판(10)(15개의 기판(10))에 대응하는 위치에 복수의 적외광 조사기(2 및 4)가 이산 배치되어 있다. 그리고 적외광 조사기(2 및 4)는 기판 반송 경로용 원주 M1을 따라 기판(10)이 반송될 때, 기판(10) 전체를 평면으로 보아 포함하도록, 기판(10)보다 조금 넓은 형상으로 마련된다.
이와 같이, 가열실 H10 내에서, 적외광 조사기(2 및 4)는 이산적으로 복수 마련되지만, 이하에서는, 설명의 사정상, 1세트의 적외광 조사기(2 및 4)를 대표로 설명한다.
적외광 조사기(2)는 램프 적재대(31) 및 적외광 램프(32)로 구성되고, 램프 적재대(31)의 상부에 적외광 램프(32)가 설치된다. 따라서, 적외광 조사기(2)는 적외광 램프(32)로부터 상방(+Z방향(제1 방향))을 향해 적외광 LR을 조사할 수 있다. 적외광 조사기(2)에 의한 상술한 적외광 조사에 의해 기판(10)에 대한 가열 처리(제1 방향 가열 처리)를 실행할 수 있다.
적외광 조사기(4)는 램프 적재대(41) 및 적외광 램프(42)로 구성되고, 램프 적재대(41)의 하부에 적외광 램프(42)가 설치된다. 따라서, 적외광 조사기(4)는 적외광 램프(42)로부터 하방(-Z방향)을 향해 적외광 LR을 조사할 수 있다. 적외광 조사기(4)에 의한 상술한 적외광 조사에 의해 기판(10)에 대한 가열 처리(제2 방향 가열 처리)를 실행할 수 있다.
이와 같이, 제1 방향 가열부인 적외광 조사기(2)는, +Z방향(제1 방향)을 향해 적외광 LR을 조사함으로써, 기판(10)과 접촉하는 일 없이 기판(10)을 가열하는 제1 방향 가열 처리를 행하고 있다. +Z방향은 기판(10)의 이면으로부터 표면을 향하는 방향이 된다.
한편, 제2 방향 가열부인 적외광 조사기(4)는, +Z방향과 반대 방향이 되는 -Z방향(제2 방향)을 향해 적외광 LR을 조사함으로써, 기판(10)과 접촉하는 일 없이 기판(10)을 가열하는 제2 방향 가열 처리를 행하고 있다. -Z방향은 기판(10)의 표면으로부터 이면을 향하는 방향이 된다.
이와 같이, 적외광 조사기(2 및 4)는, 가열실 H10 내에 마련되고, 가열실 H10 내의 기판(10)을 가열하는 가열 처리(제1 방향 가열 처리＋제2 방향 가열 처리)를 실행하는 가열 기구로서 기능한다.
제1 방향 미스트 분사부인 박막 형성 노즐(1L)은 기판(10)의 하방에 위치하도록 성막실 F10 내에 도시하지 않은 고정 수단에 의해 고정 배치된다. 이때, 박막 형성 노즐(1L)은, 미스트 분사구가 기판(10)의 이면과 대향하는 위치 관계로 배치된다.
제2 방향 미스트 분사부인 박막 형성 노즐(1H)은 성막실 F10 내에 도시하지 않은 고정 수단에 의해 고정 배치된다. 이때, 박막 형성 노즐(1H)은, 미스트 분사구와 기판(10)의 표면이 대향하는 위치 관계로 배치된다. 또한, 성막실 F10는 후술하는 회전용 측면 개구 영역 이외에 외부로 통하는 개구 영역을 갖고 있지 않다.
성막실 F10 내에서, 박막 형성 노즐(1L)은, 미스트 분사구로부터 상방(+Z방향; 제1 방향)으로 원료 미스트 MT를 분사하는 제1 방향 미스트 분사 처리를 실행한다.
성막실 F10 내에서, 박막 형성 노즐(1H)은, 미스트 분사구로부터 하방(-Z방향; 제2 방향)으로 원료 미스트 MT를 분사하는 제2 방향 미스트 분사 처리를 실행한다.
이와 같이, 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 제1 방향 미스트 분사부로서 박막 형성 노즐(1L)을 갖고, 제2 방향 미스트 분사부로서 박막 형성 노즐(1H)을 갖고 있다. 따라서, 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 박막 형성 노즐(1L 및 1H)의 조합에 의해 미스트 분사부를 구성하고, 미스트 분사부는, 제1 방향 미스트 분사 처리 및 제2 방향 미스트 분사 처리의 조합에 의한 미스트 분사 처리를 실행하고 있다.
상술한 바와 같이, 박막 형성 노즐(1L 및 1H)은, 기판 반송 경로용 원주 M1 상을 따라 배치된 성막실 F10 내에 마련되고, 원료 용액을 미스트화하여 얻어지는 원료 미스트 MT를 성막실 F10의 기판(10)을 향해 분사하는 미스트 분사 처리를 실행하는 미스트 분사부로서 기능한다.
이러한 구성의 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 도시하지 않은 기판 반송 장치(8)에 의해 복수의 기판(10)(도 1에서는 16개의 기판(10))을 기판 반송 경로용 원주 M1 상을 따라, 기판 회전 방향 R1로 반송시키고 있다. 그리고 가열실 H10 내의 적외광 조사기(2 및 4)(가열 기구)에 의한 가열 처리의 실행 후에, 성막실 F10내의 박막 형성 노즐(1L 및 1H)(미스트 분사부)에 의한 미스트 분사 처리를 실행하여 복수의 기판(10)의 표면 상 및 이면 상 각각에 박막을 성막하고 있다.
실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 가열실 H10의 기판(10)과 접촉하는 일 없이 기판(10)을 가열하는 가열 처리를 실행하는 가열 기구(적외광 조사기(2 및 4))를 구비하고 있으므로, 가열 기구에 의한 가열 처리의 실행에 의해 기판(10)의 형상에 구애되지 않고, 기판을 균일하게 가열할 수 있다.
또한, 가열 처리와 미스트 분사 처리가 서로 영향을 받지 않도록 가열 기구 및 미스트 분사부는 가열실 H10 및 성막실 F10에 분리되어 배치되어 있으므로, 미스트 분사 처리가 가열 처리에 악영향을 미치는 일도 없다.
그 결과, 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 가열 기구에 의한 가열 처리의 실행 후, 미스트 분사부에 의한 미스트 분사 처리를 실행함으로써, 성막 품질이나 성막 속도를 떨어뜨리는 일 없이 기판(10) 상에 박막을 성막할 수 있다.
실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 기판 반송 경로용 원주 M1(소정의 원주) 상에 적외광 조사기(2 및 4)(가열 기구)가 마련된 가열실 H10과 박막 형성 노즐(1L 및 1H)(미스트 분사부)가 마련된 성막실 F10이 배치되고, 또한 기판 반송 장치(8)(기판 반송부)에 의해 기판 반송 경로용 원주 M1 상을 따라 복수의 기판(10)이 동시에 반송되고 있다.
이 때문에, 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 기판 반송 장치(8)에 의해, 기판 반송 경로용 원주 M1 상에 복수 회 주위 회전하도록 복수의 기판(10)을 반송시킴으로써, 적외광 조사기(2 및 4) 그리고 박막 형성 노즐(1L 및 1H)의 수를 필요 최소한으로 억제하고, 또한 가열 처리 및 미스트 분사 처리를 포함하는 성막 처리의 스루풋을 높일 수 있다.
왜냐하면, 가열실 H10 및 성막실 F10은 모두 기판 반송 경로용 원주 M1 상을 따라 배치되어 있으므로, 복수의 기판(10) 각각을 기판 반송 경로용 원주 M1을 따라 반복 주위 회전시킴으로써, 가열실 H10 내에 마련되는 적외광 조사기(2 및 4) 그리고 성막실 F10 내에 마련되는 박막 형성 노즐(1L 및 1H)을, 가열 처리용 그리고 미스트 분사 처리용으로 복수 회 사용할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 효과는, 반송되는 기판이 1매인 경우에도 발휘할 수 있다. 또한, 성막실 F10 및 가열실 H10을 기판 반송 경로용 원주 M1 상에 간극을 마련하는 일 없이 인접 배치함으로써, 가열 처리로부터 미스트 분사 처리, 미스트 분사 처리로부터 가열 처리의 이행 기간을 실질적으로 "0"에 접근시킬 수 있다. 이 때문에, 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 박막의 성막 처리에 있어서의 스루풋의 더한층의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 기판 반송 경로용 원주 M1 상을 따라 동시에 복수의 기판을 주위 회전 반송시키는 만큼, 성막 처리에 있어서의 스루풋의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.
게다가, 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 가열실 H10 내에서 행하는 가열 처리로서, 적외광 조사기(2)에 의한 제1 방향 가열 처리와 적외광 조사기(4)에 의한 제2 방향 가열 처리를 동시에 행하고 있다. 따라서, 상기 제1 방향 가열 처리에 의해 기판(10)의 이면으로부터 가열하고, 또한 상기 제2 방향 가열 처리에 의해 기판(10)의 표면으로부터 가열할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 가열실 H10 내에서 기판(10)을 보다 균일하게 가열할 수 있다.
또한, 실시 형태 1의 성막 장치(71)는, 박막 형성 노즐(1L)에 의한 제1 방향 미스트 분사 처리와 박막 형성 노즐(1H)에 의한 제2 방향 미스트 분사 처리를 동시에 행함으로써, 기판의 이면 및 표면 각각에 박막을 성막할 수 있다.
<실시 형태 2>
도 3은 본 발명의 실시 형태 2인 성막 장치(72)의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다. 도 3에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다. 이하, 실시 형태 2의 성막 장치(72)의 고유의 특징을 중심으로 설명하고, 실시 형태 1의 성막 장치(71)와 마찬가지인 특징의 설명은 적절하게 생략한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 중심점 C2를 중심으로 한 반경 d2의 원주인 기판 반송 경로용 원주 M2(소정의 원주)가 설정되어 있다.
기판 반송 경로용 원주 M2 상을 따라 각각 원호형으로 가열실 H21 및 H22 그리고 성막실 F21 및 F22가 서로 분리되어 배치된다. 가열실 H21 및 H22 그리고 성막실 F21 및 F22는 기판 회전 방향 R2를 따라 가열실 H21, 성막실 F21, 가열실 H22 및 성막실 F22의 순으로 서로 인접하여 배치되고, 기판 반송 경로용 원주 M2 상에서 실질적인 빈 공간을 발생시키는 일 없이 마련된다.
뒤에서 상세하게 설명하는 기판 반송 장치(8)에 의해, 기판 반송 경로용 원주 M2 상을 따라 기판 회전 방향 R2를 이동 방향으로 하여 복수의 기판(10)이 동시에 반송된다.
제1 및 제2 방향 가열부인 적외광 조사기(2 및 4)는 가열실 H21 및 H22 각각 내에서, 가열실 H10 내에 설치된 실시 형태 1의 적외광 조사기(2 및 4)와 마찬가지로 설치된다. 가열실 H21 및 H22는 각각 후술하는 회전용 측면 개구 영역 이외에 외부로 통하는 개구 영역을 갖지 않고 마련된다.
또한, 적외광 조사기(2 및 4)는, 가열실 H21 및 H22 각각 내에 평면으로 보아 직사각 형상으로 복수 개 이산 배치되어 있다. 예를 들어, 가열실 H21 및 H22 각각에 있어서, 도 3에 도시되는 복수의 기판(10)(7개의 기판(10))에 대응하는 위치에 복수의 적외광 조사기(2 및 4)(7세트의 적외광 조사기(2 및 4))가 이산 배치되어 있다. 그리고 적외광 조사기(2 및 4)는 기판 반송 경로용 원주 M2를 따라 기판(10)이 반송될 때, 기판(10) 전체를 평면으로 보아 포함하도록, 기판(10)보다 조금 넓은 형상으로 마련된다.
제1 및 제2 방향 미스트 분사부인 박막 형성 노즐(1L 및 1H)은 성막실 F21 및 F22 각각 내에, 성막실 F10 내에 설치된 실시 형태 1의 박막 형성 노즐(1L 및 1H)과 마찬가지로 설치된다. 또한, 성막실 F21 및 F22는 후술하는 회전용 측면 개구 영역 이외에 외부로 통하는 개구 영역을 갖지 않고 마련된다.
이러한 구성의 실시 형태 2의 성막 장치(72)는, 기판 반송 장치(8)에 의해 복수의 기판(10)(도 3에서는 16개의 기판(10))을 기판 반송 경로용 원주 M2 상을 따라, 기판 회전 방향 R2로 반송시키고 있다.
그리고 가열실 H21 내의 적외광 조사기(2 및 4)(가열 기구)에 의한 제1 가열 처리의 실행 후에, 성막실 F21 내의 박막 형성 노즐(1L 및 1H)(미스트 분사부)에 의한 제1 미스트 분사 처리를 실행한다. 또한, 가열실 H22 내의 적외광 조사기(2 및 4)에 의한 제2 가열 처리의 실행 후에, 성막실 F21 내의 박막 형성 노즐(1L 및 1H)에 의한 제2 미스트 분사 처리를 실행한다. 그 결과, 복수의 기판(10)의 표면 상 및 이면 상에 각각 박막을 성막할 수 있다.
따라서, 실시 형태 2의 성막 장치(72)는, 실시 형태 1의 성막 장치(71)와 마찬가지의 효과를 발휘한다. 이하, 실시 형태 2의 고유의 효과에 대해 설명한다.
실시 형태 2의 성막 장치(72)는, 가열실 H21 및 H22 각각 내에 마련되는 적외광 조사기(2 및 4)를 집약하여 가열 기구의 1단위로 하면, 복수의 가열 기구(2단위의 가열 기구)는 복수의 가열실(2개의 가열실 H21 및 H22) 중 대응하는 가열실 내에 배치된다.
마찬가지로, 성막실 F21 및 F22 각각 내에 마련되는 박막 형성 노즐(1L 및 1H)을 미스트 분사부의 1단위로 하면, 복수의 미스트 분사부(2단위의 미스트 분사부)는 복수의 성막실(2개의 성막실 F21 및 F22) 중 대응하는 성막실 내에 배치된다.
따라서, 실시 형태 2의 성막 장치(72)는, 가열실 H21 내를 개시점으로 하여, 하나의 기판(10)을 기판 반송 경로용 원주 M2를 따라 기판 회전 방향 R2를 이동 방향으로 하여 반송함으로써, 1 주위 회전으로 H21 내의 제1 가열 처리, 성막실 F21 내의 제1 미스트 분사 처리, 가열실 H22 내의 제2 가열 처리, 및 성막실 F22 내의 제2 미스트 분사 처리의 순으로 실행하고 있다.
즉, 실시 형태 2의 성막 장치(72)는, 기판(10)이 기판 반송 경로용 원주 M1을 1 주위 회전할 때, 2회의 가열 처리(제1 및 제2 가열 처리) 및 2회의 미스트 분사 처리(제1 및 제2 미스트 분사 처리)를 실행하고 있다.
이와 같이, 실시 형태 2의 성막 장치(72)는, 기판 반송 경로용 원주 M2(소정의 원주) 상을 따라 기판(10)을 주위 회전 반송시킬 때, 1주당 동일한 기판(10)에 대한 성막 처리(가열 처리＋미스트 분사 처리)의 횟수를 증가시킬 수 있는 만큼, 성막 처리에 있어서의 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
<실시 형태 3>
도 4는 본 발명의 실시 형태 3인 성막 장치(73)의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다. 도 4에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다. 이하, 실시 형태 3의 성막 장치(73)의 특징을 중심으로 설명하고, 실시 형태 1의 성막 장치(71)와 마찬가지인 특징의 설명은 적절하게 생략한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 중심점 C3을 중심으로 한 반경 d3의 원주인 기판 반송 경로용 원주 M3(소정의 원주)이 설정되어 있다.
기판 반송 경로용 원주 M3 상을 따라 각각 원호형으로 가열실 H30 및 성막실 F30이 서로 분리되어 배치된다. 가열실 H30 및 성막실 F30은 서로 인접하여 배치되고, 기판 반송 경로용 원주 M3 상에서 실질적인 빈 공간을 발생시키는 일 없이 마련된다.
뒤에서 상세하게 설명하는 기판 반송 장치(8)에 의해, 기판 반송 경로용 원주 M3 상을 따라 기판 회전 방향 R3을 이동 방향으로 하여 복수의 기판(10)이 동시에 반송된다.
제1 및 제2 방향 가열부인 적외광 조사기(2 및 4)는 가열실 H30 내에서, 가열실 H10 내에 설치된 실시 형태 1의 적외광 조사기(2 및 4)와 마찬가지로 설치된다. 가열실 H30은 후술하는 회전용 측면 개구 영역 이외에 외부로 통하는 개구 영역을 갖지 않고 마련된다.
또한, 적외광 조사기(2 및 4)는, 가열실 H30 내에 평면으로 보아 직사각 형상으로 복수 개 이산 배치되어 있다. 예를 들어, 도 4에 도시되는 복수의 기판(10)에 대응하는 위치에 복수의 적외광 조사기(2 및 4)가 이산 배치되어 있다. 그리고 적외광 조사기(2 및 4)는, 기판 반송 경로용 원주 M3을 따라 기판(10)이 반송될 때, 기판(10) 전체를 평면으로 보아 포함하도록, 기판(10)보다 조금 넓은 형상으로 마련된다.
제1 및 제2 방향 미스트 분사부인 박막 형성 노즐(1L 및 1H)은 성막실 F30 내에서, 성막실 F10 내에 설치된 실시 형태 1의 박막 형성 노즐(1L 및 1H)과 마찬가지로 설치된다. 또한, 성막실 F30은 후술하는 회전용 측면 개구 영역 이외에 외부로 통하는 개구 영역을 갖지 않고 마련된다.
또한, 박막 형성 노즐(1L 및 1H)은, 성막실 F30 내에 평면으로 보아 직사각 형상으로 복수 개 이산 배치되어 있다. 예를 들어, 도 4에 도시되는 3개의 기판(10)에 대응하는 위치에 3개의 박막 형성 노즐(1L 및 1H)이 이산 배치되어 있다.
이와 같이, 성막실 F30 내에 박막 형성 노즐(1L 및 1H)은 이산적으로 복수(3개) 마련되지만, 이하에서는, 설명의 사정상, 1세트의 박막 형성 노즐(1L 및 1H)을 대표로 설명한다.
이러한 구성의 실시 형태 3의 성막 장치(73)는, 기판 반송 장치(8)에 의해 복수의 기판(10)(도 4에서는 16개의 기판(10))을 기판 반송 경로용 원주 M3 상을 따라, 기판 회전 방향 R3을 이동 방향으로 하여 반송시킨다.
그리고 적외광 조사기(2 및 4)(가열 기구)에 의한 가열 처리의 실행 후에, 박막 형성 노즐(1L 및 1H)(미스트 분사부)에 의한 미스트 분사 처리를 실행하여 복수의 기판(10)의 표면 상 및 이면 상에 각각 박막을 성막하고 있다.
따라서, 실시 형태 3의 성막 장치(73)는, 실시 형태 1의 성막 장치(71)와 마찬가지의 효과를 발휘한다. 이하, 실시 형태 3의 특징 및 그 효과에 대해 설명한다.
여기서, 가열실 H30 내에 있어서의 적외광 조사기(2 및 4)에 의한 가열 처리는 필요 가열 시간 TH3의 실행을 필요로 하고, 성막실 F30 내에 있어서의 박막 형성 노즐(1L 및 1H)에 의한 미스트 분사 처리는 필요 미스트 분사 시간 TM3의 실행을 필요로 하는 경우를 생각한다. 즉, 필요 가열 시간 TH3의 가열 처리를 실행하고, 그 후, 필요 미스트 분사 시간 TM3의 미스트 분사 처리를 실행함으로써, 원하는 박막을 고품질로 성막할 수 있는 경우를 생각한다.
이 경우, 필요 가열 시간 TH3의 필요 미스트 분사 시간 TM3에 대한 비인 필요 시간비 PT3은, 「PT3＝TM3/TH3」으로서 구할 수 있다.
여기서, 가열실 H30의 기판 반송 경로용 원주 M3 상을 따른 원호형의 형성 길이를 가열 공정 길이 LH3이라 하고, 성막실 F30의 기판 반송 경로용 원주 M3 상을 따른 원호형의 형성 길이를 성막 공정 길이 LM3이라 하면, 가열 공정 길이 LH3의 성막 공정 길이 LM3에 대한 비인 공정 길이비 PL3은, 「PL3＝LM3/LH3」이 된다.
실시 형태 3의 성막 장치(73)에서는, 공정 길이비 PL3이 필요 시간비 PT3과 적합하도록 설계되는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 「PL3＝PT3」을 실질적으로 충족하도록 설계된다.
예를 들어, 필요 시간비 PT3이 3/13인 경우, 공정 길이비 PL3이 3/13이 되도록, 가열 공정 길이 LH3 및 성막 공정 길이 LM3이 형성된다. 예를 들어, 도 4에 도시하는 바와 같이, 가열실 H30은 균등 간격으로 13개의 기판(10)을 동시에 수용 가능한 가열 공정 길이 LH3을 갖고, 또한 성막실 F30은 균등 간격으로 3개의 기판(10)을 동시에 수용 가능한 성막 공정 길이 LM3을 갖는다.
이와 같이, 실시 형태 3의 성막 장치(73)는, 가열 공정 길이 LH3의 성막 공정 길이 LM3에 대한 비인 공정 길이비 PL3을, 필요 가열 시간 TH3의 필요 미스트 분사 시간 TM3에 대한 비인 필요 시간비 PT3과 적합하도록 설정하고 있다.
기판 반송 장치(8)에 의한 기판 반송 경로용 원주 M3 상을 따른 기판 회전 방향 R3에 있어서의 반송 속도를 V3이라 하자. 그리고 조건 (1) {TH3＝LH3/V3}을 충족하는 반송 속도 V3을 구한다. 이때의 반송 속도 V3을 반송 속도 V3H라 하자.
다음으로, 조건 (2)「TM3＝LM3/V3」을 충족하는 반송 속도 V3을 구한다. 이때의 반송 속도 V3을 반송 속도 V3M이라 하자.
실시 형태 3의 성막 장치(73)에서는, 전술한 바와 같이, 공정 길이비 PL3과 필요 시간비 PT3이 동등하므로, {V3M(＝LM3/TM3＝(PL3·LH3)/(PT3·TH3)＝LH3/TH3)＝V3H}가 되어, 반송 속도 V3H와 반송 속도 V3M은 일치한다.
그 결과, 실시 형태 3의 성막 장치(73)는, 기판 반송 장치(8)에 의한 기판(10)의 반송 속도 V3을 최적의 일정값(V3H(＝V3M))으로 결정할 수 있는 만큼, 기판 반송 장치(8)의 동작 제어를 실행 용이하게 할 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 성막실 F30의 성막 공정 길이 LM3을 동시에 3개의 기판(10)을 수납 가능하게 길게 함으로써, 반송 속도 V3을 상승시켜도 충분한 필요 미스트 분사 시간 TM3을 확보할 수 있는 효과도 발휘한다.
(변형예)
또한, 기판(10)의 매수가 1매인 경우, 실시 형태 3의 변형예로서, 공정 길이비 PL3이 필요 시간비 PT3과 적합하지 않은 경우에 있어서의 양태를 생각할 수 있다. 변형예에서는, 기판 반송 장치(8)에 의한 반송 속도 V3을 이하와 같이 결정한다.
먼저, 상술한 조건 (1)을 충족하는 반송 속도 V3을 결정하고(가령 「V3H」라 함), 다음으로 상술한 조건 (2)를 충족하는 반송 속도 V3을 결정한다(가령 「V3M」이라 함). 반송 속도 V3H와 반송 속도 V3M은 일치하지 않는다.
따라서, 실시 형태 3의 변형예에서는, 기판 반송 장치(8)에 의한 기판(10)의 반송 속도 V3을, 가열실 H30 내에서 반송 속도 V3H로 하고, 성막실 F30 내에서 반송 속도 V3M으로 함으로써, 가열실 H30 및 성막실 F30 사이에서 반송 속도 V3을 개별로 설정하고 있다.
이와 같이, 기판(10)의 매수가 1매인 경우에 있어서 적용 가능한 실시 형태 3의 변형예에서는, 기판 반송 장치(8)에 의한 기판(10)의 반송 속도 V3은, 가열 공정 길이 LH3 및 성막 공정 길이 LM3에 기초하여, 필요 가열 시간 TH3 및 필요 미스트 분사 시간 TM3을 각각 충족하도록, 가열실 H30 내에 있어서의 반송 속도 V3H와 성막실 F30 내에 있어서의 반송 속도 V3H를 개별로 설정하는 것을 특징으로 한다.
실시 형태 3의 변형예는 상기 특징을 가지므로, 상술한 조건 (1) 및 조건 (2)를 충족하는 최적의 조건에서 1매의 기판(10)에 대한 성막 처리를 행할 수 있다.
또한, 상술한 조건 (1) 및 조건 (2) 대신에, 조건 (3) {TH3＝N·(LH3/V3)} 및 조건 (4) {TM3＝N·(LM3/V3)}을 사용해도 된다. 또한, N은 기판 반송 경로용 원주 M3의 주위 회전수이다. 주위 회전수 N은 가열 처리 및 미스트 분사 처리에서 공통으로 된다.
또한, 실시 형태 3의 변형예는, 동시에 처리되는 성막 대상이 1매의 기판(10)인 경우, 실시 형태 3의 성막 장치(73)는 물론, 실시 형태 1의 성막 장치(71)나 실시 형태 2의 성막 장치(72)에도 적용 가능하다.
<실시 형태 4>
도 5는 본 발명의 실시 형태 4인 성막 장치(74)의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다. 도 6은 실시 형태 4의 성막 장치(74)의 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 도 6은 도 5의 B-B 단면을 도시하고 있고, 도 5 및 도 6 각각에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다. 실시 형태 4의 성막 장치(74)는, 기판 반송 장치(8)를 구체적으로 도시한 점을 제외하고, 실시 형태 1의 성막 장치(71)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 또한, 도 6에서는 적외광 조사기(2)에 있어서의 램프 적재대(31) 및 적외광 램프(32), 적외광 조사기(4)에 있어서의 램프 적재대(41) 및 적외광 램프(42)의 도시를 생략하고 있다.
이하, 기판 반송 장치(8)에 대해 설명한다. 기판 반송 장치(8)는 회전 본체(8r), 회전 보조 부재(8p) 및 기판 보유 지지구(6)를, 주요 구성 요소로서 포함하고 있고, 회전 본체(8r) 및 회전 보조 부재(8p)에 의해 회전 기구부를 구성하고 있다.
도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 회전 본체(8r)는 원기둥 형상을 나타내고 있고, 중심점 C1을 중심으로 한 기판 회전 방향 R1을 따라 회전 동작을 행한다. 즉, 회전 본체(8r)는 기판 반송 경로용 원주 M1(소정의 원주) 상을 따라 복수의 기판(10)을 반송시키기 위한 회전 동작을 행한다. 또한, 회전 본체(8r)의 구동원으로서는 모터 등을 생각할 수 있다.
회전 본체(8r)의 측면으로부터, 중심점 C1을 중심으로 한 반경 방향으로 방사형으로 연장되어 복수의 회전 보조 부재(8p)가 마련된다. 따라서, 복수의 회전 보조 부재(8p)는 회전 본체(8r)의 회전 동작에 수반하여 기판 회전 방향 R1로 회전한다.
그리고 복수의 회전 보조 부재(8p)의 선단부에 각각 기판 보유 지지구(6)가 연결되어 마련된다. 즉, 복수의 회전 보조 부재(8p)에 대응하여 복수의 기판 보유 지지구(6)가 마련된다. 기판 보유 지지구(6)는 기판(10)을 보유 지지하고, 또한 회전 기구부(회전 본체(8r)＋회전 보조 부재(8p))에 의한 회전 동작에 수반하여, 기판(10)과 함께 기판 반송 경로용 원주 M1 상에서 반송된다.
도 7 및 도 8은 기판 보유 지지구(6)의 제1 양태인 기판 보유 지지구(6A)의 평면 구조를 도시하는 평면도이며, 도 7은 기판(10)을 보유 지지 전의 상태, 도 8은 기판(10)을 보유 지지한 상태를 도시하고 있다. 도 9는 도 8의 C-C 단면에 있어서의 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 도 7 내지 도 9 각각에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
도 7 내지 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판 보유 지지구(6A)는 기판 프레임체(60), 기판 가이드 부재(61 내지 63), 및 핀 지지대(68)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
기판 프레임체(60)는 내부에 대략 직사각 형상의 공간 영역을 갖는 프레임체이고, 공간 영역은 기판(10)의 형성 면적보다 조금 넓은 면적을 갖고 있다. 공간 영역의 4개의 코너부에 평면으로 보아 직각 삼각 형상의 핀 지지대(68)가 마련된다. 4개의 핀 지지대(68) 각각 상에 기판 가이드 부재(61 내지 63)가 마련된다.
기판 가이드 부재(61 및 62)는 서로 동일 높이로 핀 지지대(68) 상에 마련되고, 기판 가이드 부재(61)는 X방향에 있어서의 위치 결정용, 기판 가이드 부재(62)는 Y방향에 있어서의 위치 결정용으로 마련된다. 즉, X방향에 대향하는 기판 가이드 부재(61, 61) 사이의 거리가 기판(10)의 X방향의 길이와 거의 동등하고, Y방향에 대향하는 기판 가이드 부재(62, 62) 사이의 거리가 기판(10)의 Y방향의 길이와 거의 동등해지도록 마련된다.
기판 가이드 부재(63)는 X방향의 형성 위치가 기판 가이드 부재(62)와 일치하고, Y방향에 있어서의 형성 위치가 기판 가이드 부재(61)와 일치하도록 마련되며, 핀 지지대(68) 상에 마련된다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판 가이드 부재(63)는 기판 가이드 부재(61 및 62)에 비해 형성 높이가 낮게 설정되어 있다.
도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판 보유 지지구(6A)는 4개의 기판 가이드 부재(63) 상에 기판(10)을 적재한다. 즉, 4개의 기판 가이드 부재(63)는 기판(10)의 이면의 4개의 코너부를 이면측으로부터 지지하고 있다.
이때, X방향의 위치 결정은, X방향에 대향하는 2세트의 기판 가이드 부재(61, 61) 사이에 기판(10)을 배치함으로써 행해지고, Y방향의 위치 결정은, Y방향에 대향하는 2세트의 기판 가이드 부재(62, 62) 사이에 기판(10)을 배치함으로써 행해진다.
이와 같이, 4개의 기판 가이드 부재(61)에 의한 X방향의 위치 결정, 4개의 기판 가이드 부재(62)에 의한 Y방향의 위치 결정, 및 4개의 기판 가이드 부재(63)에 의한 기판(10)의 지지에 의해, 기판 보유 지지구(6A)는 기판(10)을 보유 지지할 수 있다.
또한, 4개의 기판 가이드 부재(61)에 의한 X방향의 위치 결정 및 4개의 기판 가이드 부재(62)에 의한 Y방향의 위치 결정은 모두 평면으로 보아 직사각 형상의 기판(10)을 집는 양태로 행해져 있으므로, 기판(10)의 보유 지지 기능을 강화하고 있다.
상술한 바와 같이 제1 양태의 기판 보유 지지구(6A)에 보유 지지된 기판(10)은, 그 중심이 기판 반송 경로용 원주 M1 상이 되도록 위치 결정된다.
따라서, 기판 보유 지지구(6A)는, 기판(10)의 표면의 전체면 및 이면의 코너부를 제외한 전체 영역을 노출시킨 상태에서 기판(10)을 보유 지지하고 있다. 즉, 평면으로 보아 직사각 형상의 기판(10)의 이면에 있어서, 4개의 코너부에 있어서의 4개의 기판 가이드 부재(63)의 선단부와 접촉 영역 이외의 전체 영역을 노출시키고 있다.
이와 같이, 기판 보유 지지구(6A)는, 기판(10)을 보유 지지하고, 또한 회전 본체(8r)의 회전 동작에 수반하여, 기판(10)과 함께 기판 반송 경로용 원주 M1 상에서 반송된다.
상술한 바와 같이, 회전 본체(8r), 회전 보조 부재(8p) 및 기판 보유 지지구(6A)를 주요 구성 요소로서 포함하는 기판 반송 장치(8)의 제1 양태는, 모터 등을 구동원으로 하여 회전 본체(8r)는 기판 회전 방향 R1을 따른 회전 동작을 실행시킬 수 있으므로, 기판 반송 장치(8)를 비교적 저비용으로 실현할 수 있다.
또한, 기판 보유 지지구(6A)는, 기판(10)의 표면의 전체면 및 이면의 코너부를 제외한 전체 영역을 노출시킨 상태에서 기판(10)을 보유 지지하고 있으므로, 가열 기구(적외광 조사기(2 및 4))에 의한 가열 처리, 및 미스트 분사부(박막 형성 노즐(1L 및 1H))에 의한 미스트 분사 처리에 지장을 초래하는 일 없이 박막을 성막할 수 있다.
또한, 회전 보조 부재(8p)의 선단 영역 및 기판 보유 지지구(6)는, 가열실 H10 및 성막실 F10 내에 배치되므로, 회전 본체(8r)의 회전 동작을 안정적으로 행하기 위해, 가열실 H10 및 성막실 F10의 내측 측면에는 회전용 측면 개구 영역(도시하지 않음)이 마련되고, 회전용 측면 개구 영역을 통해 회전 보조 부재(8p)의 선단부를 가열실 H10 및 성막실 F10 내에 배치시킬 수 있다.
도 10 및 도 11은 기판 보유 지지구(6)의 제2 양태인 기판 보유 지지구(6B)의 평면 구조를 도시하는 평면도이며, 도 10은 기판(10)을 보유 지지 전의 상태, 도 11은 기판(10)을 보유 지지한 상태를 도시하고 있다. 도 12는 도 11의 D-D 단면에 있어서의 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 도 10 내지 도 12 각각에 XYZ 직교 좌표계를 기재하고 있다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 기판 보유 지지구(6B)는 기판 프레임체(60), 기판 가이드 부재(64), 기판 리프트 핀(66) 및 핀 설치대(69)를 주요 구성 요소로서 포함하고 있다.
기판 프레임체(60)는 내부에 대략 직사각 형상의 공간 영역을 갖는 프레임체이고, 공간 영역은 기판(10)의 형성 면적보다 조금 넓은 면적을 갖고 있다. 공간 영역을 규정하는 기판 프레임체(60)의 4개의 내측 측면 각각의 중앙부에 기판 가이드 부재(64)가 마련된다. 4개의 기판 가이드 부재(64)는 각각 평면으로 보아 반원형을 나타내고 있다. 4개의 기판 가이드 부재(64)는, 반원형의 둥그스름한 부분이 X방향 혹은 Y방향에 대응하도록 기판 프레임체(60)의 내측 측면에 마련된다.
4개의 핀 설치대(69)는 기판 프레임체(60)의 Y방향으로 연장되는 2개의 내측 측면에 2개씩 마련되어, 합계 4개의 핀 설치대(69)가 마련된다. 2개의 핀 설치대(69)는 Y방향으로 연장되는 2개의 내측 측면의 양단부 근방에 마련된다.
각 핀 설치대(69)의 저면으로부터 단면으로 보아 대략 U자형인 기판 리프트 핀(66)이 마련된다. 즉, 4개의 핀 설치대(69)에 대응하여 4개의 기판 리프트 핀(66)이 마련된다. 4개의 기판 리프트 핀(66)의 선단 부분이 기판(10)을 보유 지지할 때, 기판(10)의 4개의 정점으로부터 조금 내측이 되도록 배치된다.
4개의 기판 가이드 부재(64) 중 X방향에 대향하는 2개의 기판 가이드 부재(64)는 X방향에 있어서의 기판(10)의 위치 결정용으로 마련되고, 4개의 기판 가이드 부재(64) 중 Y방향에 대향하는 2개의 기판 가이드 부재(64)는 Y방향에 있어서의 기판(10)의 위치 결정용으로 마련된다.
즉, X방향에 대향하는 기판 가이드 부재(64, 64) 사이의 거리가 기판(10)의 X방향의 길이와 거의 동등하고, Y방향에 대향하는 기판 가이드 부재(64, 64) 사이의 거리가 기판(10)의 Y방향의 길이와 거의 동등해지도록 마련된다.
도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 기판 보유 지지구(6B)는 4개의 기판 리프트 핀(66)의 선단부 상에 기판(10)을 적재한다. 즉, 4개의 기판 가이드 부재(63)는 기판(10)의 이면의 4개의 코너부를 이면측으로부터 지지하고 있다.
이때, X방향의 위치 결정은 X방향에 대향하는 1세트의 기판 가이드 부재(64, 64) 사이에 배치함으로써 행해지고, Y방향의 위치 결정은 Y방향에 대향하는 1세트의 기판 가이드 부재(64, 64) 사이에 배치함으로써 행해진다.
이와 같이, 4개의 기판 가이드 부재(64)에 의한 X방향 및 Y방향에 있어서의 기판(10)의 위치 결정 및 4개의 기판 리프트 핀(66)에 의한 기판(10)의 지지에 의해, 기판 보유 지지구(6B)는 기판(10)을 보유 지지할 수 있다.
또한, 4개의 기판 가이드 부재(64)에 의해 X방향 및 Y방향의 위치 결정은, 평면으로 보아 직사각 형상의 기판(10)을 집는 양태로 행해져 있으므로, 기판(10)의 보유 지지 기능을 강화하고 있다.
상술한 바와 같이 제2 양태의 기판 보유 지지구(6B)에 보유 지지된 기판(10)은, 그 중심이 기판 반송 경로용 원주 M1 상이 되도록 위치 결정된다.
따라서, 기판 보유 지지구(6B)는, 기판(10)의 표면의 전체면 및 이면의 코너부를 제외한 전체 영역을 노출시킨 상태에서 기판(10)을 보유 지지하고 있다. 즉, 평면으로 보아 직사각 형상의 기판(10)의 이면에 있어서, 4개의 코너부에 있어서의 4개의 기판 리프트 핀(66)의 선단부와 접촉 영역 이외의 전체 영역이 노출되어 있다.
이와 같이, 기판 보유 지지구(6B)는, 기판(10)을 보유 지지하고, 또한 회전 본체(8r)의 회전 동작에 수반하여, 기판(10)과 함께 기판 반송 경로용 원주 M1 상에서 반송된다.
상술한 바와 같이, 회전 본체(8r), 회전 보조 부재(8p) 및 기판 보유 지지구(6B)를 주요 구성 요소로서 포함하는 기판 반송 장치(8)의 제2 양태는, 제1 양태와 마찬가지로, 모터 등을 구동원으로 하여 회전 본체(8r)는 기판 회전 방향 R1을 따른 회전 동작을 실행시킬 수 있으므로, 기판 반송 장치(8)를 비교적 저비용으로 실현할 수 있다.
또한, 기판 보유 지지구(6B)는, 기판(10)의 표면의 전체면 및 이면의 코너부를 제외한 전체 영역을 노출시킨 상태에서 기판(10)을 보유 지지하고 있으므로, 가열 기구(적외광 조사기(2 및 4))에 의한 가열 처리 및 미스트 분사부(박막 형성 노즐(1L 및 1H))에 의한 미스트 분사 처리에 지장을 초래하는 일 없이 박막을 성막할 수 있다.
또한, 실시 형태 4에서는, 실시 형태 1의 성막 장치(71)의 기판 반송부로서 기판 반송 장치(8)를 사용하는 구성을 나타냈지만, 실시 형태 2 및 실시 형태 3의 성막 장치(72) 및 성막 장치(73)의 기판 반송부로서 기판 반송 장치(8)를 사용할 수 있는 것은 물론이다.
이 경우, 가열실 H21 및 H22, 성막실 F21 및 F22, 가열실 H30, 그리고 성막실 F30의 내측 측면에는 회전용 측면 개구 영역(도시하지 않음)을 마련함으로써, 회전용 측면 개구 영역을 통해 회전 보조 부재(8p)의 선단부를 가열실 H21 및 H22, 성막실 F21 및 F22, 가열실 H30, 그리고 성막실 F30 내에 배치시킬 수 있다.
<실시 형태 5>
도 13은 본 발명의 실시 형태 5인 성막 장치(75)에 있어서의 박막 형성 노즐(11)의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다. 실시 형태 5의 성막 장치(75)는, 박막 형성 노즐(1L 및 1H)이 박막 형성 노즐(11)로 치환된 점을 제외하고, 실시 형태 1의 성막 장치(71)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다.
이하, 실시 형태 5에서 사용하는 박막 형성 노즐(11)에 대해 설명한다. 또한, 박막 형성 노즐(11)은 도 2에 도시한 박막 형성 노즐(1L 및 1H) 각각 대신에 사용되며, 미스트 분사구(21)로부터 원료 미스트 MT를 분사한다.
따라서, 박막 형성 노즐(11)을 박막 형성 노즐(1L)로서 사용하는 경우는, 박막 형성 노즐(11)은 기판(10)의 하방에 마련되고, 미스트 분사구(21)로부터 상방을 향하는 제1 방향을 따라 원료 미스트 MT를 분사한다. 한편, 박막 형성 노즐(11)을 박막 형성 노즐(1H)로서 사용하는 경우는, 박막 형성 노즐(11)은 기판(10)의 상방에 마련되고, 미스트 분사구(21)로부터 하방을 향하는 제2 방향을 따라 원료 미스트 MT를 분사한다.
도 13에 도시하는 바와 같이, 박막 형성 노즐(11)은 원료 미스트 MT를 분사하는 미스트 분사구(21)를 갖고 있다. 미스트 분사구(21)는, 내측(중심점 C1을 향하는 측(도 1 참조))의 원호 길이 CA보다, 외측(중심점 C1로부터 멀어지는 측)의 원호 길이 CB가 길어지는(CA＞CB) 개구 영역을 갖고 있다.
즉, 미스트 분사구(21)는, 기판 반송 경로용 원주 M1(소정의 원주)의 중심점 C1로부터 멀어짐에 따라서 개구 영역이 넓어지는 형상을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
실시 형태 5의 성막 장치(75)에 있어서의 미스트 분사부인 박막 형성 노즐(11)의 미스트 분사구(21)는 상기 특징을 가지므로, 기판 반송 경로용 원주 M1(소정의 원주)의 중심점 C1로부터의 거리에 관계 없이 기판(10)에 대해 균등하게 원료 미스트를 분사할 수 있다.
(제1 변형예)
도 14는 실시 형태 5의 성막 장치(75)의 제1 변형예인 박막 형성 노즐(12)의 평면 구조를 모식적으로 도시하는 설명도이다. 박막 형성 노즐(12)은, 박막 형성 노즐(11)과 마찬가지로, 도 2에 도시한 박막 형성 노즐(1L 및 1H) 각각 대신에 사용되며, 미스트 분사구(22)로부터 원료 미스트 MT를 분사한다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 박막 형성 노즐(12)은 원료 미스트 MT가 분사되는 미스트 분사구(22)의 형성 폭(기판 반송 경로용 원주 M1의 접선 방향을 따른 형성 길이)이 충분히 좁아지도록 마련된다. 또한, 미스트 분사구(22)의 형성 폭은 1㎜ 이상, 5mm 이하가 적정 범위이며, 특히 2㎜가 바람직하다.
실시 형태 5의 제1 변형예에서는, 미스트 분사구(22)는 형성 폭이 충분히 좁은 형상을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
미스트 분사부인 박막 형성 노즐(12)의 미스트 분사구(22)는 상기 특징을 가지므로, 기판 반송 경로용 원주 M1(소정의 원주)의 중심점 C1로부터의 거리에 관계 없이 기판(10)에 대해 균등하게 원료 미스트를 분사할 수 있다.
(제2 변형예)
도 15는 실시 형태 5의 성막 장치(75)의 제2 변형예인 박막 형성 노즐(13)의 평면 구조를 도시하는 설명도이다. 박막 형성 노즐(13)은, 박막 형성 노즐(11)과 마찬가지로, 도 2에 나타낸 박막 형성 노즐(1L 및 1H) 각각 대신에 사용되며, 미스트 분사구(23)로부터 원료 미스트 MT를 분사한다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 박막 형성 노즐(13)은 원료 미스트 MT가 분사되는 미스트 분사구(23)는 서로 이산 배치된 3개의 미스트 분사구(231 내지 233)로 구성된다. 미스트 분사구(231 내지 233) 각각의 형성 폭(기판 반송 경로용 원주 M1의 접선 방향을 따른 형성 길이)이 충분히 좁아지도록 마련된다. 또한, 미스트 분사구(231 내지 233) 각각의 형성 폭은 1㎜ 이상, 5mm 이하가 적정 범위이며, 특히 2㎜가 바람직하다.
실시 형태 5의 제2 변형예에서는, 미스트 분사구(23)에 있어서의 미스트 분사구(231 내지 233) 각각의 형성 폭이 충분히 좁은 형상을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
미스트 분사부인 박막 형성 노즐(13)의 미스트 분사구(23)는 상기 특징을 가지므로, 기판 반송 경로용 원주 M1(소정의 원주)의 중심점 C1로부터의 거리에 관계 없이, 기판(10)에 대해 균등하게 원료 미스트를 분사할 수 있다.
또한, 제2 변형예는, 3개의 미스트 분사구(231 내지 233)를 마련하므로, 원료 미스트 MT의 분사량을 저하시키는 일도 없다.
또한, 실시 형태 5에서는, 실시 형태 1의 성막 장치(71)(실시 형태 4의 성막 장치(74)를 포함함)의 미스트 분사부로서 박막 형성 노즐(11 내지 13)을 사용하는 예를 나타냈지만, 실시 형태 2 및 실시 형태 3의 성막 장치(72) 및 성막 장치(73)의 미스트 분사부로서 박막 형성 노즐(11 내지 13)을 사용할 수 있는 것은 물론이다.
본 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기한 설명은, 모든 국면에 있어서 예시이며, 본 발명이 그것에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 본 발명의 범위로부터 벗어나는 일 없이 상정될 수 있는 것이라고 해석된다.
따라서 본 발명은, 그 발명의 범위 내에서, 각 실시 형태를 자유롭게 조합하거나, 각 실시 형태를 적절하게 변형, 생략하거나 하는 것이 가능하다.
1H, 1L, 11 내지 13: 박막 형성 노즐
2, 4: 적외광 조사기
6, 6A, 6B: 기판 보유 지지구
8: 기판 반송 장치
10: 기판
21 내지 23, 231 내지 233: 미스트 분사구
71 내지 75: 성막 장치
F10, F21, F22, F30: 성막실
H10, H21, H22, H30: 가열실

Claims (10)

  1. 소정의 원주 상을 따라 기판(10)을 반송하는 기판 반송부(8)와,
    상기 소정의 원주 상을 따라 배치된 가열실(H10, H21, H22, H30) 내에 마련되고, 상기 가열실 내의 상기 기판과 접촉하는 일 없이, 상기 기판을 가열하는 가열 처리를 실행하는 가열 기구(2, 4)와,
    상기 소정의 원주 상을 따라 배치된 성막실(F10, F21, F22, F30) 내에 마련되고, 원료 용액을 미스트화하여 얻어지는 원료 미스트(MT)를 상기 성막실 내의 상기 기판을 향해 분사하는 미스트 분사 처리를 실행하는 미스트 분사부(1H, 1L)를 구비하고,
    상기 가열실과 상기 성막실은 서로 분리되어 배치되고, 상기 기판 반송부에 의해 상기 기판을 반송시키면서, 상기 가열 기구에 의한 가열 처리의 실행 후에, 상기 미스트 분사부에 의한 미스트 분사 처리를 실행하여 상기 기판 상에 박막을 성막하는,
    성막 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 복수의 기판을 포함하는,
    성막 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가열실은 복수의 가열실(H21, H22)을 포함하고, 상기 가열 기구는 복수의 가열 기구를 포함하고, 상기 복수의 가열 기구는 상기 복수의 가열실 중 대응하는 가열실 내에 배치되고,
    상기 성막실은 복수의 성막실(F21, F22)을 포함하고, 상기 미스트 분사부는 복수의 미스트 분사부를 포함하고, 상기 복수의 미스트 분사부는 상기 복수의 성막실 중 대응하는 성막실 내에 배치되는,
    성막 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열실(H30)은 상기 소정의 원주 상을 따른 가열 공정 길이(LH3)를 갖고, 상기 성막실(F30)은 상기 소정의 원주 상을 따른 성막 공정 길이(LM3)를 갖고, 상기 가열 처리는 필요 가열 시간(TH3)의 실행을 필요로 하고, 상기 미스트 분사 처리는 필요 미스트 분사 시간(TM3)의 실행을 필요로 하고,
    상기 가열 공정 길이의 상기 성막 공정 길이에 대한 비인 공정 길이비(PL3)는, 상기 필요 가열 시간의 상기 필요 미스트 분사 시간에 대한 비인 필요 시간비(PT3)와 적합하도록 설정되는,
    성막 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 1매의 기판을 포함하고,
    상기 가열실(H30)은 상기 소정의 원주를 따른 가열 공정 길이(LH3)를 갖고, 상기 성막실은 상기 소정의 원주를 따른 성막 공정 길이(LM3)를 갖고, 상기 가열 처리는 필요 가열 시간(TH3)의 실행을 필요로 하고, 상기 미스트 분사 처리는 필요 미스트 분사 시간(TM3)의 실행을 필요로 하고,
    상기 기판 반송부에 의한 기판의 상기 소정의 원주 상을 따른 반송 속도(V3)는, 상기 가열 공정 길이 및 상기 성막 공정 길이에 기초하여, 상기 필요 가열 시간 및 상기 필요 미스트 분사 시간을 모두 충족하도록, 상기 가열실 내에 있어서의 반송 속도(V3H)와 상기 성막실 내에 있어서의 반송 속도(V3M)가 개별로 설정되는 것을 특징으로 하는,
    성막 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미스트 분사부는 상기 원료 미스트를 분사하는 미스트 분사구(21 내지 23)를 갖고,
    상기 미스트 분사구는 상기 소정의 원주의 중심점으로부터 멀어짐에 따라서 개구 영역이 넓어지는 형상을 갖는,
    성막 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 반송부는,
    상기 소정의 원주 상을 따라 상기 기판을 반송시키기 위한 회전 동작을 행하는 회전 기구부(8r, 8p)와,
    상기 기판을 보유 지지하고, 또한 상기 회전 동작에 수반하여 상기 소정의 원주 상을 따라 반송되는 기판 보유 지지구(6, 6A, 6B)를 포함하는,
    성막 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 평면으로 보아 직사각 형상의 기판이고,
    상기 기판 보유 지지구는, 상기 기판의 표면의 전체면을 노출시키고, 또한 상기 기판의 이면의 코너부를 제외한 전체 영역을 노출시킨 상태에서, 상기 기판을 보유 지지하는 것을 특징으로 하는,
    성막 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 기구는,
    제1 방향을 향해 적외광을 조사하여 상기 기판을 가열하는 제1 방향 가열 처리를 행하는 제1 방향 가열부(2)와,
    상기 제1 방향과 반대 방향이 되는 제2 방향을 향해 적외광을 조사하여 상기 기판을 가열하는 제2 방향 가열 처리를 행하는 제2 방향 가열부(4)를 포함하고,
    상기 가열 처리는 상기 제1 방향 가열 처리와 상기 제2 방향 가열 처리를 포함하고, 상기 제1 방향은 상기 기판의 이면으로부터 표면을 향하는 방향이고, 상기 제2 방향은 상기 기판의 표면으로부터 이면을 향하는 방향인,
    성막 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 미스트 분사부는,
    상기 제1 방향을 향해 상기 원료 미스트를 분사하는 제1 방향 미스트 분사 처리를 실행하는 제1 방향 미스트 분사부(1L)와,
    상기 제2 방향을 향해 상기 원료 미스트를 분사하는 제2 방향 미스트 분사 처리를 실행하는 제2 방향 미스트 분사부(1H)를 포함하고,
    상기 미스트 분사 처리는 상기 제1 방향 미스트 분사 처리와 상기 제2 방향 미스트 분사 처리를 포함하는,
    성막 장치.
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