WO2020115962A1 - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents

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WO2020115962A1
WO2020115962A1 PCT/JP2019/034003 JP2019034003W WO2020115962A1 WO 2020115962 A1 WO2020115962 A1 WO 2020115962A1 JP 2019034003 W JP2019034003 W JP 2019034003W WO 2020115962 A1 WO2020115962 A1 WO 2020115962A1
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gap
cooling stage
film forming
forming apparatus
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PCT/JP2019/034003
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裕子 加藤
貴浩 矢島
文生 中村
喜信 植
祥吾 小倉
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株式会社アルバック
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    • C23C14/58—After-treatment

Definitions

  • the present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method.
  • an energy ray curable resin such as an ultraviolet curable resin to form a resin layer on a substrate
  • the following two steps are typically performed. That is, a step of supporting a substrate by a cooling stage and supplying a source gas containing the resin onto the substrate supported by the cooling stage, and irradiating light such as ultraviolet rays onto the substrate to form a cured resin layer on the substrate. And the step of forming.
  • a plurality of such steps are not performed in separate vacuum chambers, but a step of supplying a source gas onto the substrate and a step of forming a resin layer cured on the substrate by ultraviolet rays or the like are performed.
  • a film forming apparatus that performs the operation in one vacuum chamber (for example, see Patent Document 1).
  • the raw material gas is likely to adhere to the cooling stage corresponding to the side part of the substrate (the part beyond the outer peripheral edge of the substrate).
  • this source gas is hardened and deposited thickly as a resin layer, a phenomenon occurs in which the substrate rides on the resin layer.
  • the cooling effect of the substrate by the cooling stage is reduced, the in-plane temperature distribution of the substrate is not uniform, and a desired film thickness distribution cannot be obtained.
  • an object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of forming a resin layer on a substrate with a good film thickness distribution.
  • a film forming apparatus includes a cooling stage, a deposition-prevention frame part, a gas supply part, an irradiation source, and a vacuum chamber.
  • the cooling stage has a support surface that supports the substrate and a side surface portion that is continuous with the support surface, and the outer peripheral edge of the substrate that is supported by the support surface is configured to protrude from the side surface portion.
  • the attachment-prevention frame portion is annular and is arranged so as to surround the side surface portion of the cooling stage, and a recess is provided at a position facing the outer peripheral end of the substrate, and the side surface portion is surrounded by the recess. ..
  • the gas supply unit supplies a raw material gas containing an energy ray curable resin toward the support surface.
  • the irradiation source faces the supporting surface and irradiates the supporting surface with energy rays that cure the energy ray-curable resin.
  • the vacuum chamber houses the cooling stage, the deposition-prevention frame part, the gas supply part, and the irradiation source.
  • the deposition-prevention frame is arranged so as to surround the side surface of the cooling stage, the resin layer is less likely to be deposited on the cooling stage. Further, since the deposition-prevention frame portion has a recess at a position facing the outer peripheral edge of the substrate, even if the resin layer is deposited on the deposition-prevention frame portion, the resin layer does not reach the substrate and the substrate is cooled. It's hard to leave the stage. Thereby, the in-plane temperature distribution of the substrate becomes uniform, and the resin layer can be formed on the substrate with a good film thickness distribution.
  • a first gap is provided between the side surface portion of the cooling stage and the attachment-prevention frame portion, A second gap is provided between the deposition-inhibitory frame portion and the substrate,
  • the cooling stage may be provided with a gas injection mechanism that injects an inert gas from the second gap toward the side wall of the vacuum chamber via the first gap.
  • the raw material gas is pushed back from the stage toward the side wall of the vacuum chamber by the inert gas injected from the first gap between the deposition-prevention frame portion and the substrate.
  • the resin layer is less likely to be formed in the first gap, and the substrate is more reliably less likely to be separated from the cooling stage.
  • the concave portion provided in the attachment-prevention frame portion, Bottom part, A side wall portion that is provided continuously to the bottom surface portion and faces the side surface portion of the cooling stage, It is connected to the bottom surface portion and is constituted by an outer peripheral portion surrounding the bottom surface portion and the side wall portion, A partition part facing the side wall part and surrounding the cooling stage is attached to the concave part, A third gap provided in parallel with the first gap is provided between the partition portion and the side wall portion, A fourth gap is provided between the partition and the substrate, The gas injection mechanism injects the inert gas from the second gap and the fourth gap toward the side wall of the vacuum chamber via the first gap, and also passes through the third gap. The inert gas may be injected from the fourth gap toward the side wall.
  • the inert gas is introduced into the third gap as well as the first gap.
  • the source gas is less likely to adhere to the side wall portion forming the recess, and the resin layer is less likely to be formed on the side wall portion.
  • the substrate is less likely to be separated from the cooling stage.
  • the width of the fourth gap may be wider than the width of the second gap.
  • the width of the fourth gap is wider than the width of the second gap, even if the resin layer is formed on the partition part, the resin layer is not formed on the substrate. Hard to reach. As a result, the substrate is less likely to be separated from the cooling stage.
  • the support surface of the cooling stage is rectangular,
  • the gas injection mechanism, A flow rate of the inert gas flowing through the third gap facing the corner of the support surface, and a flow rate of the inert gas flowing through the third gap facing the side of the support surface other than the corner. May be controlled independently.
  • the vicinity of the corner and the side can be independently controlled. This makes it possible to uniformly control the thickness of the resin layer deposited in the recesses near the corners and the sides. As a result, the substrate is less likely to be separated from the cooling stage.
  • the substrate is formed so that an outer peripheral edge of the substrate projects from the side surface portion on the support surface of a cooling stage having a support surface supporting the substrate and a side surface portion continuous with the support surface. Is supported.
  • An annular deposition-inhibitory frame portion surrounding the side surface portion of the cooling stage, wherein a recess is provided at a position facing the outer peripheral end of the substrate, and the side surface portion is surrounded by the recessed portion. are arranged around the cooling stage.
  • a source gas containing an energy ray curable resin is supplied toward the substrate.
  • a resin layer is formed on the substrate by irradiating the substrate with an energy ray that cures the energy-ray curable resin.
  • the deposition-prevention frame portion is arranged so as to surround the side surface portion of the cooling stage, the resin layer is less likely to be deposited on the cooling stage.
  • the concave portion is provided in the adhesion preventing frame portion at a position facing the outer peripheral edge of the substrate, even if the resin layer is deposited on the adhesion preventing frame portion, the resin layer does not reach the substrate and the substrate is cooled. It's hard to leave the stage. Thereby, the in-plane temperature distribution of the substrate becomes uniform, and the resin layer can be formed on the substrate with a good film thickness distribution.
  • a film forming apparatus and a film forming method capable of forming a resin layer on a substrate with a good film thickness distribution.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of the first region S1 of FIG. 1 as viewed from above in the vertical direction.
  • FIG. 6B is a schematic sectional view taken along the line AA of FIG. It is a schematic diagram showing the effect of this embodiment.
  • It is a schematic cross section of the film-forming apparatus concerning the modification 1 of this embodiment.
  • It is a typical sectional view of the film deposition system concerning modification 2 of this embodiment.
  • XYZ axis coordinates may be introduced into each drawing.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction indicate directions orthogonal to each other, and these indicate the horizontal direction in the embodiment.
  • the Z-axis direction indicates a direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction, and indicates the vertical direction (gravitational direction).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the film forming apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic plan view of the first region S1 of FIG. 1 as viewed from above in the vertical direction.
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the film forming apparatus 1 is a film forming apparatus for forming an ultraviolet curable resin layer, which is an energy ray curable resin, on the substrate W.
  • the film forming apparatus 1 includes a vacuum chamber 10, a cooling stage 15, an attachment-prevention frame portion 18, a partition wall 16, a gas supply portion 13, an irradiation source 14, and a gas supply line 100.
  • the substrate W is, for example, a glass substrate, a semiconductor substrate, or the like, and the planar shape thereof may be rectangular or circular, for example.
  • the vacuum tank 10 is a vacuum container in which the upper part is the atmosphere and the lower part can maintain a reduced pressure state.
  • the vacuum chamber 10 has a first chamber body 11 and a second chamber body 12 arranged on the first chamber body 11.
  • the vacuum chamber 10 accommodates the cooling stage 15, the deposition-prevention frame portion 18, the gas supply portion 13, the irradiation source 14, and the partition wall 16.
  • the first chamber body 11 and the second chamber body 12 are partitioned by a partition wall 16.
  • the inside of the first chamber body 11 constitutes a first region S1.
  • the inside of the second chamber body 12 constitutes the second regions S2, respectively.
  • the first region S1 is regulated to a predetermined degree of vacuum by the vacuum exhaust system 19.
  • the degree of vacuum during pressure regulation is not particularly limited, but is generally set to 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa or more and 500 Pa or less.
  • the gas supply unit 13 is arranged in the first region S1.
  • the second region S2 is maintained in the air atmosphere, for example.
  • the irradiation source 14 which is an ultraviolet light source is arranged so as to face the cooling stage 15.
  • the outer shape of the vacuum chamber 10 viewed from the Z-axis direction is designed to match the outer shape of the cooling stage 15, for example.
  • the outer shape of the vacuum chamber 10 is rectangular. However, this outer shape is not limited to a rectangle.
  • the cooling stage 15 is attached to the first chamber body 11 via a sealing mechanism or the like (not shown), and is installed in the first area S1.
  • the cooling stage 15 has a substrate support 151 for placing the substrate W.
  • the substrate support table 151 is arranged substantially at the center of the first region S1 and has a support surface 151a for supporting the substrate W to be processed.
  • the support surface 151a has a rectangular shape in the XY axis plane orthogonal to the Z axis direction, although the shape is not particularly limited.
  • the cooling stage 15 has a side surface portion 151w connected to the support surface 151a in addition to the support surface 151a. Further, the cooling stage 15 is configured such that the outer peripheral edge E of the substrate W projects from the side surface portion 151w when the substrate W is supported by the supporting surface 151a. In other words, the area of the support surface 151a is smaller than the area of the substrate W.
  • the substrate support 151 has a built-in cooling mechanism (temperature: ⁇ 30° C. or higher and 0° C. or lower) for cooling the substrate W to a predetermined temperature.
  • a built-in cooling mechanism temperature: ⁇ 30° C. or higher and 0° C. or lower
  • the substrate W is cooled to a predetermined temperature by the cooling stage 15, and the ultraviolet curable resin in the source gas is cooled and condensed on the substrate W.
  • the substrate support 151 may be moved up and down in the Z-axis direction by a driving mechanism (not shown). Further, the cooling stage 15 may include a rotation mechanism that rotates the support surface 151a in the XY axis plane.
  • the attachment prevention frame portion 18 is arranged so as to surround the side surface portion 151w of the cooling stage 15. That is, the attachment-prevention frame portion 18 is an annular member in the XY axis plane.
  • the outer shape of the attachment-prevention frame portion 18 in the XY axis plane is, for example, a rectangle.
  • the deposition-prevention frame portion 18 is provided with a recess 181h at a position facing the outer peripheral edge E of the substrate W.
  • the recess 181h includes a bottom surface portion 181b, a side wall portion 181w, and an outer peripheral portion 181e.
  • the bottom surface portion 181b is a base portion of the recess 181h.
  • the side wall portion 181w is a partition portion that is continuously provided on the bottom surface portion 181b and faces the side surface portion 151w of the cooling stage 15.
  • the outer peripheral portion 181e is a thick portion that is continuous with the bottom surface portion 181b and surrounds the bottom surface portion 181b and the side wall portion 181w. Since the attachment-prevention frame portion 18 is annular in the XY axis plane, the recess 181h is also annular in the XY axis plane. As a result, the side surface portion 151w of the cooling stage 15 is surrounded by the recess 181h.
  • the deposition-prevention frame portion 18 and the side surface portion 151w of the cooling stage 15 are not in close contact with each other, and, for example, a gap is formed between the side surface portion 151w of the cooling stage 15 and the deposition prevention frame portion 18 (side wall portion 181w).
  • a first gap C1 having a width of 0.01 mm or more and 0.5 mm or less is provided.
  • the deposition-prevention frame portion 18 and the substrate W are not in close contact with each other, and the gap width between the deposition-prevention frame portion 18 (side wall portion 181w) and the substrate W is, for example, 0.01 mm or more and 0.2 mm or less.
  • Two gaps C2 are provided.
  • the second gap C2 communicates with the first gap C1.
  • the second gap C2 is also the difference in height between the side wall portion 181w and the support surface 151a.
  • the outer frame member 20 is arranged so as to surround the cooling stage 15 and the deposition-inhibitory frame portion 18. That is, the outer frame member 20 is annular in the XY plane.
  • the outer shape of the outer frame member 20 in the XY axis plane is, for example, a rectangle.
  • the outer frame member 20 is provided with an exhaust groove 201 surrounding the cooling stage 15 and the deposition-inhibitory frame portion 18.
  • the exhaust groove 201 communicates with the first region S1 and sucks the gas existing in the first region S1. Then, the gas existing in the first region S1 is exhausted to the outside of the vacuum chamber 10 by the vacuum exhaust system 19 via the exhaust groove 201.
  • the gas supply unit 13 is connected to a gas supply line 100 that generates a raw material gas containing an ultraviolet curable resin.
  • the gas supply unit 13 has a plurality of branch piping units 131.
  • the gas supply unit 13 may be a shower plate described later.
  • the irradiation source 14 irradiates the support surface 151a with ultraviolet rays UV which are energy rays. As a result, the ultraviolet curable resin applied on the substrate W is cured.
  • the irradiation source 14 is arranged in the second region S2.
  • the reflection plate 17 efficiently collects the ultraviolet rays UV emitted from the irradiation source 14 on the substrate W.
  • the partition 16 is located between the first chamber body 11 and the second chamber body 12.
  • the partition wall 16 partitions the interior of the vacuum chamber 10 and has a plate-like structure including an XY axis plane orthogonal to the Z axis direction.
  • the partition 16 has a transmissive portion 161 that transmits ultraviolet UV.
  • the transmissive portion 161 may be the entire partition 16 or a part thereof.
  • the transmissive part 161 is composed of, for example, rectangular window parts provided at four locations.
  • the material forming the transmissive portion 161 is not particularly limited as long as it is a material that transmits ultraviolet UV, and for example, quartz glass is adopted.
  • the partition 16 allows the ultraviolet rays UV emitted from the irradiation source 14 to pass through while blocking the atmosphere between the first region S1 and the second region S2.
  • the acrylic resin can be used as the ultraviolet curable resin material, for example. It is also possible to add a polymerization initiator or the like to the above resin and use it.
  • the raw material gas containing such a resin is generated by the gas supply line 100 installed outside the vacuum chamber 10.
  • the gas supply line 100 is connected to the gas supply unit 13, and the raw material gas containing the resin is supplied into the vacuum chamber 10.
  • the gas supply line 100 has a resin material supply line 110, a vaporizer 120, and a pipe 130.
  • the resin material supply line 110 is composed of a tank 111 filled with a liquid resin material, and a pipe 112 that conveys the resin material from the tank 111 to the vaporizer 120.
  • a method of transporting the resin material from the tank 111 to the vaporizer 120 for example, there is a method of using a carrier gas made of an inert gas.
  • a valve V1, a liquid flow rate controller (not shown), or the like can be attached to the pipe 112.
  • the vaporizer 120 generates a raw material gas by generating a mist of the resin material conveyed from the pipe 112. Here, generation of mist of the resin material is used in the sense of vaporizing the resin material.
  • the vaporizer 120 is configured to be able to maintain the vaporized state of the resin material by being heated by a heating mechanism (not shown).
  • the vaporizer 120 is connected to the pipe 130.
  • the raw material gas generated by the vaporizer 120 is supplied to the gas supply unit 13 via the pipe 130.
  • a valve V2 it is also possible to attach a valve V2 to the pipe 130 and adjust the flow of gas into the gas supply unit 13.
  • a flow rate controller it is possible to control the flow rate of gas flowing into the gas supply unit 13.
  • the pipe 130 is also heated by a heating mechanism (not shown) to a temperature at which the vaporized state of the raw material gas can be maintained.
  • a film forming method using the film forming apparatus 1 mainly includes the following two steps. That is, by supplying a source gas containing an ultraviolet curable resin from the gas supply unit 13 onto the substrate W to form an ultraviolet curable resin layer on the substrate W, and by irradiating ultraviolet UV from the irradiation source 14, And a step of curing the ultraviolet curable resin layer.
  • the substrate W is placed on the support surface 151a.
  • the support surface 151a supports the substrate W such that the outer peripheral edge E of the substrate W projects from the side surface portion 151w.
  • the ring-shaped deposition preventing frame portion 18 is arranged around the cooling stage 15.
  • the first region S1 is regulated to a predetermined degree of vacuum by the vacuum exhaust system 19.
  • a mask or the like capable of blocking the non-film-forming portion may be arranged on the substrate W, which facilitates pattern formation of the ultraviolet curable resin layer.
  • the gas supply line 100 generates a raw material gas from the resin material and supplies the raw material gas into the vacuum chamber 10 via the gas supply unit 13.
  • the vaporizer 120 vaporizes a resin material and generates a raw material gas containing an ultraviolet curable resin.
  • the generated source gas is supplied to the gas supply unit 13 via the pipe 130, and the source gas is discharged from the gas supply unit 13 toward the substrate W. When the source gas reaches the substrate W, the resin in the source gas condenses on the substrate W and forms an ultraviolet curable resin layer.
  • the irradiation source 14 irradiates the substrate W with ultraviolet UV to cure the ultraviolet curable resin layer.
  • the ultraviolet rays UV emitted from the irradiation source 14 pass through the transmission part 161 of the partition wall 16.
  • the ultraviolet rays UV transmitted through the transmission part 161 are irradiated onto the substrate W through the gap between the branch pipe parts 131. Further, a part of the ultraviolet rays UV radiated toward the side wall of the second chamber main body 12 is reflected by the reflection plate 17 and is condensed on the substrate W arranged on the support surface 151a.
  • the gas supply unit 13 is composed of a plurality of branch piping units 131 arranged at intervals from each other, it is possible to reach the substrate W without blocking the ultraviolet rays UV emitted from the irradiation source 14. Becomes Thereby, the ultraviolet curable resin layer can be efficiently cured.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the operation of this embodiment.
  • the ultraviolet curable resin layer 30 formed by irradiation with ultraviolet UV is deposited not only on the substrate W but also on the deposition-inhibitory frame portion 18 arranged on the outer periphery of the substrate W. Particularly, as the continuous film formation is continued, the deposition of the ultraviolet curable resin layer 30 becomes more remarkable.
  • the ultraviolet curable resin layer 30 may be formed below the outer peripheral edge W of the substrate W due to conveyance deviation of the substrate W (dispersion of supporting position when the substrate W is placed on the supporting surface 151a). To be deposited. When the ultraviolet curable resin layer 30 is deposited under the outer peripheral edge W of the substrate W, the phenomenon occurs that the substrate W rides on the ultraviolet curable resin layer 30 and the substrate W separates from the supporting surface 151a.
  • the substrate W is separated from the supporting surface 151a, and the cooling efficiency by the cooling stage 15 is reduced. Therefore, the in-plane temperature distribution of the substrate W becomes uniform, and the film thickness distribution of the ultraviolet curable resin layer 30 formed on the substrate W becomes uneven.
  • the recess 181h in the attachment-prevention frame portion 18 it is possible to suppress the phenomenon that the substrate W separates from the support surface 151a due to the riding of the ultraviolet curable resin layer 30, and the substrate W is supported. It contacts the entire surface of 151a. As a result, the in-plane temperature distribution of the substrate W becomes uniform due to the cooling effect of the cooling stage 15. As a result, the ultraviolet curable resin layer 30 is formed on the substrate W with a good film thickness distribution.
  • the UV curable resin layer 30 may be deposited in the second gap C2 during long-time driving.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a film forming apparatus according to Modification 1 of this embodiment.
  • FIG. 4 corresponds to the cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the cooling stage 15 is provided with a gas injection mechanism 153 that injects the inert gas G from the second gap C2 toward the side wall of the vacuum chamber 10 via the first gap C1. ..
  • the inert gas G is, for example, N 2 , Ar or the like.
  • the gas injection mechanism 153 includes, for example, a gas introduction pipe 153a attached to the cooling stage 15, a flow path 153b communicating with the first gap C1, a first gap C1, and a second gap C2.
  • the flow path 153b is provided in the gas introduction pipe 153a and the cooling stage 15.
  • the gas introduction pipe 153a and the flow path 153b are not particularly limited and may be arranged in plural along the first gap C1, for example.
  • the total flow rate of the inert gas G introduced into the flowing first region S1 is, for example, 0.01 slm or more and 1 slm or less.
  • the inert gas G When the gas injection mechanism 153 injects the inert gas G from the second gap C2 toward the side wall of the vacuum chamber 10, the inert gas G is sucked by the exhaust groove 201, and the vacuum exhaust system 19 vacuum chamber. It is exhausted outside 10. That is, on the outer periphery of the cooling stage 15, a flow of the inert gas G is formed from the second gap C2 toward the side wall of the vacuum chamber 10.
  • the raw material gas existing in the vicinity of the recess 181h is pushed back by the inert gas G from the cooling stage 15 toward the side wall of the vacuum chamber 10. Therefore, the source gas is unlikely to enter the first gap C1, and the ultraviolet curable resin layer 30 is less likely to be formed in the first gap C1. As a result, the phenomenon that the substrate W runs on the ultraviolet curable resin layer 30 is more reliably prevented, and the substrate W is less likely to be separated from the cooling stage 15.
  • the phenomenon that the ultraviolet curable resin layer 30 is deposited on the side wall portion 181w may occur in the recess 181h (FIG. 3).
  • the inert gas G is separated from the first gap C1
  • the concentration of the inert gas G becomes lean and the effect of repelling the raw material gas becomes weaker.
  • the ultraviolet curable resin layer 30 deposited on the side wall portion 181w continues to grow, the phenomenon that the substrate W is lifted by the ultraviolet curable resin layer 30 may occur.
  • the growth of the ultraviolet curable resin layer 30 on the side wall portion 181w becomes remarkable when continuous film formation is attempted for a long time.
  • FIG. 5A and 5B are schematic cross-sectional views of a film forming apparatus according to Modification 2 of the present embodiment.
  • FIG. 5A corresponds to a sectional view taken along the line AA of FIG. 2A.
  • FIG. 5B is an enlarged view of FIG.
  • the attachment-prevention frame portion 18 is provided with a partition portion 181 p facing the side wall portion 181 w in the recess 181 h.
  • the partition 181p is annular and surrounds the cooling stage 15.
  • a third gap C3 arranged in parallel with the first gap C1 is provided between the partition 181p and the side wall 181w.
  • the gap width of the third gap C3 is 0.01 mm or more and 0.5 mm or less.
  • a fourth gap C4, which communicates with the second gap C2 and the third gap C3, is provided between the partition 181p and the substrate W.
  • the flow path 153b communicates not only with the first gap C1 but also with the third gap C3. In other words, the downstream side of the flow path 153b is bifurcated by the first gap C1 and the third gap C3.
  • the width of the fourth gap C4 is wider than the width of the second gap C2.
  • the fourth gap C4 is also the difference in height between the partition 181p and the support surface 151a.
  • the gap width of the fourth gap C4 is 0.01 mm or more and 1 mm or less.
  • the gas injection mechanism 153 includes, for example, a gas introduction pipe 153a, a flow passage 153b, a first gap C1, a second gap C2, a third gap C3 communicating with the flow passage 153b, and a fourth gap. It The gas injection mechanism 153 injects the inert gas G from the second gap C2 and the fourth gap C4 toward the side wall of the vacuum chamber 10 via the first gap C1 and also via the third gap C3. Inert gas G is jetted from the fourth gap C4 toward the side wall. Deposition apparatus.
  • the inert gas is introduced not only into the first gap C1 but also into the third gap C3.
  • the source gas is less likely to adhere to the side wall 181w forming the recess 181h, and the ultraviolet curable resin layer 30 is less likely to be formed on the side wall 181w.
  • the gap width of the fourth gap C4 is configured to be wider than the gap width of the second gap C2
  • the ultraviolet curable resin layer 30 is formed above the partition 181p as shown in FIG. 5B. Even if it does, the ultraviolet curable resin layer 30 is hard to reach the substrate W as the distance of the gap becomes longer. As a result, the substrate W is less likely to be separated from the support surface 151a.
  • the taper portion 181t is provided at the upper corner of the partition portion 181p on the side opposite to the side wall portion 181w, the effect of delaying the time for the ultraviolet curable resin layer 30 to reach the substrate W is increased. As a result, the substrate W is less likely to be separated from the support surface 151a.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a film forming apparatus according to Modification 3 of the present embodiment.
  • FIG. 6 shows a plane when the first region S1 is viewed from above in the vertical direction.
  • the gas injection mechanism 153 has a flow rate of the inert gas G flowing through the third gap C3 facing the corner 151c of the support surface 151a, and the first portion facing the side 151s of the support surface 151a other than the corner 151c. 3
  • the flow rate of the inert gas G flowing through the gap C3 is controlled independently.
  • the gas injection mechanism 153 illustrated in FIG. 5 has the flow rate of the inert gas G flowing through the first gap C1 facing the corner 151c and the inert gas flowing through the first gap C1 facing the side 151s. The flow rate of the gas G will be controlled independently.
  • the raw material gas flows from the cooling stage 15 to the side wall of the vacuum chamber 10 at a flow rate of the inert gas G according to the concentration of each region around the supporting surface 151a. Pushed back towards. As a result, the phenomenon that the ultraviolet curable resin layer 30 is preferentially deposited in the recess 181h near the corner 151c is avoided as compared with the recess 181h near the side 151s.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view of a film forming apparatus according to Modification 4 of this embodiment.
  • the multiple branch piping parts may be replaced with a shower plate.
  • the gas supply part 13B has a shower plate part 1332 and a space part 1330.
  • the shower plate portion 1332 is arranged between the partition wall 16 and the supporting surface 151a, has a plurality of gas supply holes 1331 penetrating in the thickness direction, and constitutes a plate-like shower plate having ultraviolet transparency as a whole.
  • the space portion 1330 is a space formed by a gap between the partition wall 16 and the shower plate portion 1332 and partitioned by these and the first chamber body 11.

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Abstract

【課題】基板上に良好な膜厚分布で樹脂層を形成する。 【解決手段】　成膜装置において、記冷却ステージは、基板を支持する支持面と支持面に連なる側面部とを有し、支持面に支持される上記基板の外周端が側面部から突き出るように構成される。防着枠部は、環状であり、冷却ステージの側面部を囲むように配置され、基板の上記外周端に対向する位置に凹部が設けられ、凹部により側面部が囲まれる。ガス供給部は、支持面に向けてエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスを供給する。照射源は、支持面に対向し、エネルギ線硬化樹脂を硬化させるエネルギ線を上記支持面に向けて照射する。真空槽は、冷却ステージ、防着枠部、ガス供給部、及び照射源を収容する。

Description

成膜装置及び成膜方法
　本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。
　紫外線硬化樹脂等のエネルギ線硬化樹脂を硬化して樹脂層を基板上に形成する際、典型的には、以下の２工程が行われる。すなわち、冷却ステージによって基板を支持し、当該樹脂を含む原料ガスを冷却ステージに支持された基板上に供給する工程と、基板上に紫外線等の光を照射し、基板上に硬化した樹脂層を形成する工程とである。
　特に最近では、このような複数の工程をそれぞれ別の真空チャンバで行うことはせず、基板上に原料ガス供給する工程と、紫外線等によって基板上に硬化した樹脂層を形成する工程とを１つの真空チャンバ内で行う成膜装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３－０６４１８７号公報
　しかしながら、減圧雰囲気では基板の脇部（基板の外周端から先の部分）に相当する冷却ステージに原料ガスが付着しやすい。この原料ガスが硬化して樹脂層として厚く堆積すると、該樹脂層に基板が乗り上がるという現象がおこる。これにより、冷却ステージによる基板の冷却効果が落ちて、基板の面内温度分布が均一にならず、所望の膜厚分布が得られない状況に陥る。
　これを解決する手段として、冷却ステージの周りに、冷却ステージの側面部を囲む防着板を取り付ける手法がある。しかし、このような防着板を設けたとしても、基板の脇部での防着板に樹脂層が堆積し、結局のところ、同様の現象がおこり得る。
　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、基板上に良好な膜厚分布で樹脂層を形成することができる成膜装置及び成膜方法を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜装置は、冷却ステージと、防着枠部と、ガス供給部と、照射源と、真空槽とを具備する。
　上記冷却ステージは、基板を支持する支持面と上記支持面に連なる側面部とを有し、上記支持面に支持される上記基板の外周端が上記側面部から突き出るように構成される。
　上記防着枠部は、環状であり、上記冷却ステージの上記側面部を囲むように配置され、上記基板の上記外周端に対向する位置に凹部が設けられ、上記凹部により上記側面部が囲まれる。
　上記ガス供給部は、上記支持面に向けてエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスを供給する。
　上記照射源は、上記支持面に対向し、上記エネルギ線硬化樹脂を硬化させるエネルギ線を上記支持面に向けて照射する。
　上記真空槽は、上記冷却ステージ、上記防着枠部、上記ガス供給部、及び上記照射源を収容する。
　このような成膜装置によれば、冷却ステージの側面部を囲むように防着枠部が配置されたので、冷却ステージには樹脂層が堆積しにくくなる。さらに、防着枠部には基板の外周端に対向する位置に凹部が設けられているので、防着枠部に樹脂層が堆積したとしても、樹脂層が基板にまで届かず、基板が冷却ステージから離れにくくなる。これにより、基板の面内温度分布は均一になり、基板上に良好な膜厚分布で樹脂層を形成することができる。
　成膜装置においては、
　上記冷却ステージの上記側面部と上記防着枠部との間には、第１隙間が設けられ、
　上記防着枠部と上記基板との間には、第２隙間が設けられ、
　上記冷却ステージには、上記第１隙間を経由して上記第２隙間から上記真空槽の側壁に向けて不活性ガスを噴射するガス噴射機構が設けられてもよい。
　このような成膜装置によれば、防着枠部と基板との間の第１隙間から噴射される不活性ガスにより原料ガスがステージから真空槽の側壁に向かう方向に押し返される。これにより、第１隙間には樹脂層が形成されにくくなり、より確実に基板が冷却ステージから離れにくくなる。
　成膜装置においては、
　上記防着枠部に設けられた上記凹部は、
　　底面部と、
　　上記底面部に連設され、上記冷却ステージの上記側面部に対向する側壁部と、
　　上記底面部に連設され、上記底面部及び上記側壁部を囲む外周部と
　によって構成され、
　上記凹部には、上記側壁部に対向し、上記冷却ステージを囲む衝立部が付設され、
　上記衝立部と上記側壁部との間には、上記第１隙間と並設する第３隙間が設けられ、
　上記衝立部と上記基板との間には、第４隙間が設けられ、
　上記ガス噴射機構は、上記第１隙間を経由して、上記第２隙間及び上記第４隙間から上記真空槽の上記側壁に向かって上記不活性ガスを噴射するとともに、上記第３隙間を経由して上記第４隙間から上記側壁に向かって上記不活性ガスを噴射してもよい。
　このような成膜装置によれば、第１隙間のみならず、第３隙間にも不活性ガスが導入される。これにより、凹部を構成する側壁部に原料ガスが付着しにくくなり、該側壁部に樹脂層が形成されにくくなる。この結果、より確実に基板が冷却ステージから離れにくくなる。
　成膜装置においては、上記第４隙間の幅は、上記第２隙間の幅よりも広くてもよい。
　このような成膜装置によれば、第４隙間の幅が第２隙間の幅よりも広く構成されているので、衝立部の上部に樹脂層が形成されたとしても、該樹脂層は基板に届きにくくなる。この結果、より確実に基板が冷却ステージから離れにくくなる。
　成膜装置においては、
　上記冷却ステージの上記支持面は、矩形であり、
　上記ガス噴射機構は、
　上記支持面の角部に対向する上記第３隙間を流れる上記不活性ガスの流量と、上記角部以外の上記支持面の辺部に対向する上記第３隙間を流れる上記不活性ガスの流量とを独立して制御してもよい。
　このような成膜装置によれば、冷却ステージの角部付近に存在する原料ガスの濃度と、冷却ステージの辺部付近に存在する原料ガスの濃度とが異なったとしても、角部付近及び辺部付近のそれぞれにおける第３隙間を流れる不活性ガスの流量を独立して制御できる。これにより、角部付近及び辺部付近のそれぞれにおける凹部に堆積する樹脂層の厚みを均一に制御できる。この結果、より確実に基板が冷却ステージから離れにくくなる。
　本発明の一形態に係る成膜方法では、基板を支持する支持面と上記支持面に連なる側面部とを有する冷却ステージの上記支持面に上記基板の外周端が上記側面部から突き出るよう上記基板が支持される。
　上記冷却ステージの上記側面部を囲む環状の防着枠部であって、上記基板の上記外周端に対向する位置に凹部が設けられ、上記側面部が上記凹部によって囲まれた上記防着枠部が上記冷却ステージの周りに配置される。
　上記基板に向けてエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスが供給される。
　上記エネルギ線硬化樹脂を硬化させるエネルギ線を上記基板に向けて照射することにより、上記基板上に樹脂層が形成する。
　このような成膜方法によれば、冷却ステージの側面部を囲むように防着枠部が配置されたので、冷却ステージに樹脂層が堆積しにくくなる。さらに、防着枠部には基板の外周端に対向する位置に凹部が設けられているので、防着枠部に樹脂層が堆積したとしても、樹脂層は基板にまで届かず、基板が冷却ステージから離れにくくなる。これにより、基板の面内温度分布は均一になり、基板上に良好な膜厚分布で樹脂層を形成することができる。
　以上述べたように、本発明によれば、基板上に良好な膜厚分布で樹脂層を形成することができる成膜装置及び成膜方法が提供される。
本実施形態に係る成膜装置の模式的断面図である。 図（ａ）は、図１の第１領域Ｓ１を鉛直方向から上面視した模式的平面図である。図（ｂ）は、図（ａ）のＡ－Ａ線に沿った模式的断面図である。 本実施形態の作用を表す模式図である。 本実施形態の変形例１に係る成膜装置の模式的断面図である。 本実施形態の変形例２に係る成膜装置の模式的断面図である。 本実施形態の変形例３に係る成膜装置の模式的平面図である。 本実施形態の変形例４に係る成膜装置の模式的断面図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。例えば、図においてＸ軸方向とＹ軸方向とは、互いに直交する方向を示し、これらは、実施形態において水平方向を示す。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向を示し、鉛直方向（重力方向）を示す。
　また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。
　（成膜装置）
　図１は、本実施形態に係る成膜装置の模式的断面図である。図２（ａ）は、図１の第１領域Ｓ１を鉛直方向から上面視した模式的平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ線に沿った模式的断面図である。
　成膜装置１は、基板Ｗ上に、エネルギ線硬化樹脂である紫外線硬化樹脂層を形成するための成膜装置である。成膜装置１は、真空槽１０と、冷却ステージ１５と、防着枠部１８と、隔壁１６と、ガス供給部１３と、照射源１４と、ガス供給ライン１００とを具備する。基板Ｗは、例えば、ガラス基板、半導体基板等であり、その平面形状は、例えば、矩形でもよく、円形でもよい。
　真空槽１０は、上部において大気であり、下部において減圧状態が維持可能な真空容器である。真空槽１０は、第１チャンバ本体１１と、第１チャンバ本体１１の上に配置された第２チャンバ本体１２とを有する。真空槽１０は、冷却ステージ１５、防着枠部１８、ガス供給部１３、照射源１４、及び隔壁１６を収容する。
　真空槽１０において、第１チャンバ本体１１と第２チャンバ本体１２とは、隔壁１６によって区画されている。第１チャンバ本体１１の内部は、第１領域Ｓ１を構成する。第２チャンバ本体１２の内部は、第２領域Ｓ２をそれぞれ構成する。
　第１領域Ｓ１は真空排気系１９によって所定の真空度に調圧される。調圧時の真空度は、特に制限されないが、一般に、１×１０－３Ｐａ以上５００Ｐａ以下に設定される。また、第１領域Ｓ１には、ガス供給部１３が配置される。第２領域Ｓ２は、例えば、大気雰囲気に維持されている。第２領域Ｓ２には、冷却ステージ１５に対向するように紫外線光源である照射源１４が配置されている。
　真空槽１０をＺ軸方向から眺めた外形は、例えば、冷却ステージ１５の外形に合うように設計されている。例えば、真空槽１０の外形は、矩形状である。但し、この外形は、矩形に限らない。
　冷却ステージ１５は、図示しないシール機構等を介して、第１チャンバ本体１１に取り付けられ、第１領域Ｓ１に設置される。冷却ステージ１５は、基板Ｗを配置するための基板支持台１５１を有する。冷却ステージ１５は、基板支持台１５１は、第１領域Ｓ１の略中央に配置され、処理対象である基板Ｗを支持する支持面１５１ａを有する。
　支持面１５１ａは、Ｚ軸方向に直交するＸ－Ｙ軸平面において、特に形状は限られないが、矩形状になっている。冷却ステージ１５は、支持面１５１ａのほかに支持面１５１ａに連なる側面部１５１ｗを有している。また、冷却ステージ１５は、基板Ｗが支持面１５１ａに支持されたとき、基板Ｗの外周端Ｅが側面部１５１ｗから突き出るように構成されている。換言すれば、支持面１５１ａの面積は、基板Ｗの面積よりも小さい。
　さらに、基板支持台１５１は、基板Ｗを所定温度に冷却するための図示しない冷却機構（温度：－３０℃以上０℃以下）を内蔵する。これにより、基板Ｗは、冷却ステージ１５によって所定の温度に冷却され、原料ガス中の紫外線硬化樹脂が基板Ｗ上で冷却されて凝縮する。この結果、基板Ｗ上には、紫外線硬化樹脂層を形成することが可能となる。基板Ｗに均一な膜厚の紫外線硬化樹脂層を形成するには、冷却ステージ１５に支持されたときの基板Ｗの面内温度分布が極力ばらつかないことが望ましい。
　また、冷却ステージ１５は、図示しない駆動機構によって、基板支持台１５１をＺ軸方向に昇降させてもよい。また、冷却ステージ１５は、支持面１５１ａをＸ－Ｙ軸平面内において回転させる回転機構を備えてもよい。
　防着枠部１８は、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗを囲むように配置される。すなわち、防着枠部１８は、Ｘ－Ｙ軸平面において環状の部材である。防着枠部１８のＸ－Ｙ軸平面における外形は、例えば、矩形である。この防着枠部１８には、基板Ｗの外周端Ｅに対向する位置に、凹部１８１ｈが設けられている。凹部１８１ｈは、底面部１８１ｂと、側壁部１８１ｗと、外周部１８１ｅとによって構成される。
　底面部１８１ｂは、凹部１８１ｈにおける下地となる部分である。側壁部１８１ｗは、底面部１８１ｂに連設され、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗに対向する衝立部である。外周部１８１ｅは、底面部１８１ｂに連設され、底面部１８１ｂ及び側壁部１８１ｗを囲む肉厚部分である。防着枠部１８がＸ－Ｙ軸平面において環状であることから、凹部１８１ｈもＸ－Ｙ軸平面において環状に構成されている。これにより、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗは、凹部１８１ｈによって囲まれた構成になる。
　また、防着枠部１８と、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗとは密着してなく、冷却ステージ１５の側面部１５１ｗと防着枠部１８（側壁部１８１ｗ）との間には、例えば、隙間幅が０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の第１隙間Ｃ１が設けられている。防着枠部１８と、基板Ｗとは密着してなく、防着枠部１８（側壁部１８１ｗ）と基板Ｗとの間には、例えば、隙間幅が０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の第２隙間Ｃ２が設けられている。第２隙間Ｃ２は、第１隙間Ｃ１に連通している。なお、第２隙間Ｃ２は、側壁部１８１ｗと支持面１５１ａとの高さの差でもある。
　外枠部材２０は、冷却ステージ１５及び防着枠部１８を囲むように配置される。すなわち、外枠部材２０は、Ｘ－Ｙ軸平面において環状になっている。外枠部材２０のＸ－Ｙ軸平面における外形は、例えば、矩形である。外枠部材２０には、冷却ステージ１５及び防着枠部１８を囲む排気溝２０１が設けられている。排気溝２０１は、第１領域Ｓ１に連通し、第１領域Ｓ１に存在するガスを吸引する。そして、第１領域Ｓ１に存在するガスは、真空排気系１９により、排気溝２０１を経由して真空槽１０外に排気される。
　ガス供給部１３は、紫外線硬化樹脂を含む原料ガスを生成するガス供給ライン１００に接続されている。ガス供給部１３は、複数の分岐配管部１３１を有する。ガス供給部１３は、後述するシャワープレートでもよい。照射源１４は、エネルギ線である紫外線ＵＶを支持面１５１ａに向けて照射する。これにより、基板Ｗ上に塗布された紫外線硬化樹脂が硬化する。照射源１４は、第２領域Ｓ２に配置される。反射板１７は、照射源１４から照射される紫外線ＵＶを効率よく基板Ｗへ集光させる。
　隔壁１６は、第１チャンバ本体１１と、第２チャンバ本体１２との間に位置する。隔壁１６は、真空槽１０の内部を区画し、Ｚ軸方向に直交するＸ－Ｙ軸平面を含む板状構造を有する。隔壁１６は、紫外線ＵＶを透過する透過部１６１を有する。透過部１６１は、隔壁１６の全体であっても、一部であっても可能である。透過部１６１は、例えば、４箇所に設けられた矩形状の窓部で構成される。また、透過部１６１を構成する材料は、紫外線ＵＶを透過する材料であれば特に限られず、例えば、石英ガラスが採用される。このような隔壁１６によって、第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２との雰囲気を遮断しつつ、照射源１４から照射された紫外線ＵＶの透過が可能とされる。
　紫外線硬化樹脂材料は、例えば、アクリル系樹脂を用いることができる。また、上記樹脂には重合開始剤等を添加して用いることも可能である。このような樹脂を含む原料ガスは、真空槽１０の外部に設置されるガス供給ライン１００によって生成される。ガス供給ライン１００は、ガス供給部１３に接続され、真空槽１０内へ上記樹脂を含む原料ガスが供給される。
　ガス供給ライン１００は、樹脂材料供給ライン１１０と、気化器１２０と、配管１３０とを有する。
　樹脂材料供給ライン１１０は、液状の樹脂材料が充填されたタンク１１１と、タンク１１１から樹脂材料を気化器１２０へ運搬する配管１１２とで構成される。タンク１１１から気化器１２０へ樹脂材料を運搬する方法として、例えば、不活性ガスからなるキャリアガスを用いる方法があげられる。また、配管１１２には、バルブＶ１や、図示しない液体流量制御器等を取り付けることも可能である。
　気化器１２０の内部には、配管１１２の一方の端部が配置されている。気化器１２０は、配管１１２から運搬された樹脂材料のミストを生成することで、原料ガスを生成する。ここでは、樹脂材料のミストの生成をすることを、樹脂材料を気化させるという意味で用いる。気化器１２０は、図示しない加熱機構によって加熱されることで、樹脂材料の気化した状態を維持することが可能に構成されている。
　気化器１２０は、配管１３０に接続されている。気化器１２０で生成された原料ガスは、配管１３０を介してガス供給部１３へ供給される。この際、配管１３０にバルブＶ２を取り付け、ガス供給部１３へのガスの流入を調節することも可能である。さらに図示しない流量制御器を取り付けることによって、ガス供給部１３へ流入するガスの流量を制御することも可能となる。なお、配管１３０も、図示しない加熱機構によって原料ガスの気化状態を維持することが可能な温度に加熱されている。
　（成膜方法）
　成膜装置１を用いた成膜方法は、主に以下の２工程を有する。すなわち、ガス供給部１３から紫外線硬化樹脂を含む原料ガスを基板Ｗ上に供給することによって、基板Ｗ上に紫外線硬化樹脂層を形成する工程と、照射源１４から紫外線ＵＶを照射することによって、紫外線硬化樹脂層を硬化する工程とである。
　（紫外線硬化樹脂層の形成工程）
　まず、図１のように、基板Ｗを支持面１５１ａ上へ配置する。ここで、支持面１５１ａには、基板Ｗの外周端Ｅが側面部１５１ｗから突き出るよう基板Ｗを支持する。また、環状の防着枠部１８を冷却ステージ１５の周りに配置する。
　次に、第１領域Ｓ１を真空排気系１９によって所定の真空度に調圧する。ここで、非成膜部分を遮蔽することが可能なマスク等が基板Ｗ上へ配置されてもよく、これにより紫外線硬化樹脂層のパターン形成を容易に行うことができる。
　ガス供給ライン１００は、樹脂材料から原料ガスを生成し、ガス供給部１３を介して原料ガスを真空槽１０内へ供給する。気化器１２０は、樹脂材料を気化させ、紫外線硬化樹脂を含む原料ガスを生成する。生成された原料ガスは、配管１３０を介してガス供給部１３へ供給され、ガス供給部１３より基板Ｗへ向かって原料ガスが吐出される。原料ガスが基板Ｗ上に到達すると、原料ガス中の樹脂が基板Ｗ上に凝縮し、紫外線硬化樹脂層を形成する。
　（紫外線硬化樹脂層の硬化工程）
　次に、第１チャンバ本体１１を所定の真空度に維持した状態で、照射源１４から基板Ｗ上に紫外線ＵＶを照射し、紫外線硬化樹脂層を硬化する。照射源１４から照射された紫外線ＵＶは、隔壁１６の透過部１６１を透過する。透過部１６１を透過した紫外線ＵＶは、分岐配管部１３１間の間隙を介して基板Ｗ上に照射される。また、第２チャンバ本体１２の側壁の方向へ照射された一部の紫外線ＵＶは、反射板１７で反射し、支持面１５１ａに配置された基板Ｗ上へ集光される。
　ガス供給部１３が相互に間隔をあけて配列された複数の分岐配管部１３１で構成されているため、照射源１４から照射される紫外線ＵＶを遮蔽することなく基板Ｗ上へ到達させることが可能となる。これにより紫外線硬化樹脂層を効率よく硬化することができる。
　（作用）
　図３は、本実施形態の作用を表す模式図である。
　図３に示すように、紫外線ＵＶの照射によって形成される紫外線硬化樹脂層３０は、基板Ｗ上のほかにも、基板Ｗの外周に配置された防着枠部１８上にも堆積する。特に、連続成膜を継続するほど、紫外線硬化樹脂層３０の堆積が顕著になる。
　このような場合、冷却ステージ１５の周りを凹部１８１ｈが形成された防着枠部１８で取り囲むことにより、基板Ｗの外周付近では、冷却ステージ１５と防着枠部１８との高さのオフセットが生じて、側面部１５１ｗ上での紫外線硬化樹脂層３０の堆積が抑えられる（図３）。
　仮に、凹部１８１ｈがないとすると、基板Ｗの搬送ずれ（基板Ｗが支持面１５１ａに載置される際の支持位置のばらつき）によって、基板Ｗの外周端Ｗの下に紫外線硬化樹脂層３０が堆積したりする。基板Ｗの外周端Ｗの下に紫外線硬化樹脂層３０が堆積すると、基板Ｗが紫外線硬化樹脂層３０に乗り上げ、基板Ｗが支持面１５１ａから離れるという現象がおこる。
　このような現象がおこると、基板Ｗが支持面１５１ａから離れることになり、冷却ステージ１５による冷却効率が落ちる。このため、基板Ｗの面内温度分布は均一になり、基板Ｗ上に形成される紫外線硬化樹脂層３０の膜厚分布が不均一になってしまう。
　しかしながら、本実施形態のように、防着枠部１８に凹部１８１ｈを形成することにより、基板Ｗが紫外線硬化樹脂層３０の乗り上げによって支持面１５１ａから離れるという現象が抑制され、基板Ｗが支持面１５１ａの全面に接触する。これにより、冷却ステージ１５の冷却効果によって基板Ｗの面内温度分布が均一になる。この結果、基板Ｗ上に良好な膜厚分布で紫外線硬化樹脂層３０が形成されることになる。
　しかし、第２隙間Ｃ２は閉塞していないため、長時間駆動では、第２隙間Ｃ２に紫外線硬化樹脂層３０が堆積する可能性がある。
　（変形例１）
　上記で生じ得る現象は、変形例１によって解決される。
　図４は、本実施形態の変形例１に係る成膜装置の模式的断面図である。図４は、図２（ａ）のＡ－Ａ線に沿った位置での断面図に対応している。
　図４に示すように、冷却ステージ１５には、第１隙間Ｃ１を経由して第２隙間Ｃ２から真空槽１０の側壁に向けて不活性ガスＧを噴射するガス噴射機構１５３が設けられている。不活性ガスＧは、例えば、Ｎ２、Ａｒ等である。ガス噴射機構１５３は、例えば、冷却ステージ１５に付設されたガス導入管１５３ａと、第１隙間Ｃ１に連通する流路１５３ｂと、第１隙間Ｃ１と、第２隙間Ｃ２とにより構成される。流路１５３ｂは、ガス導入管１５３ａ内及び冷却ステージ１５内に設けられている。ガス導入管１５３ａ及び流路１５３ｂのは、特に限定されることなく、例えば、第１隙間Ｃ１に沿って複数配置してもよい。また、流れる第１領域Ｓ１に導入する不活性ガスＧの全流量は、例えば、０．０１ｓｌｍ以上１ｓｌｍ以下である。
　ガス噴射機構１５３によって、第２隙間Ｃ２から不活性ガスＧが真空槽１０の側壁に向かって噴射されると、不活性ガスＧは、排気溝２０１により吸引されて、真空排気系１９によって真空槽１０外に排気される。すなわち、冷却ステージ１５の外周では、第２隙間Ｃ２から真空槽１０の側壁に向かう不活性ガスＧの気流が形成される。
　これにより、凹部１８１ｈ付近に存在する原料ガスは、不活性ガスＧによりが冷却ステージ１５から真空槽１０の側壁に向かって押し返される。従って、第１隙間Ｃ１には原料ガスが入りにくく、第１隙間Ｃ１に紫外線硬化樹脂層３０がより形成されにくくなる。この結果、紫外線硬化樹脂層３０に基板Ｗが乗り上げるという現象がより確実に防止され、基板Ｗが冷却ステージ１５から離れにくくなる。
　但し、変形例１の構成では、第１隙間Ｃ１における紫外線硬化樹脂層３０の形成は防止されるものの、凹部１８１ｈでは、側壁部１８１ｗに紫外線硬化樹脂層３０が堆積する現象がおこり得る（図３）。これは、減圧雰囲気では、不活性ガスＧが第１隙間Ｃ１から離れていくほど、不活性ガスＧの濃度が希薄になり、原料ガスを反発する効果が薄れるためである。側壁部１８１ｗに堆積した紫外線硬化樹脂層３０が成長し続けると、この紫外線硬化樹脂層３０によって基板Ｗが持ち上げられる現象がおきる可能性がある。特に、側壁部１８１ｗにおける紫外線硬化樹脂層３０の成長は、長時間に渡る連続成膜を試みた場合に顕著になる。
　（変形例２）
　変形例１で生じ得る現象は、変形例２によって解決される。
　図５（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の変形例２に係る成膜装置の模式的断面図である。図５（ａ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ線に沿った位置での断面図に対応している。図５（ｂ）は、図５（ａ）の拡大図である。
　図５（ａ）に示すように、防着枠部１８には、凹部１８１ｈにおいて側壁部１８１ｗに対向する衝立部１８１ｐが付設されている。衝立部１８１ｐは、環状であり、冷却ステージ１５を囲む。衝立部１８１ｐと側壁部１８１ｗとの間には、第１隙間Ｃ１と並設する第３隙間Ｃ３が設けられている。第３隙間Ｃ３の隙間幅は、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
　衝立部１８１ｐと基板Ｗとの間には、第２隙間Ｃ２及び第３隙間Ｃ３と連通する第４隙間Ｃ４が設けられている。流路１５３ｂは、第１隙間Ｃ１のみならず、第３隙間Ｃ３に連通している。換言すれば、流路１５３ｂの下流が第１隙間Ｃ１と第３隙間Ｃ３とによって二股に分れている。また、第４隙間Ｃ４の幅は、第２隙間Ｃ２の幅よりも広い。なお、第４隙間Ｃ４は、衝立部１８１ｐと支持面１５１ａとの高さの差でもある。第４隙間Ｃ４の隙間幅は、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
　ガス噴射機構１５３は、例えば、ガス導入管１５３ａと、流路１５３ｂと、第１隙間Ｃ１と、第２隙間Ｃ２と、流路１５３ｂに連通する第３隙間Ｃ３と、第４隙間とにより構成される。ガス噴射機構１５３は、第１隙間Ｃ１を経由して、第２隙間Ｃ２及び第４隙間Ｃ４から真空槽１０の側壁に向かって不活性ガスＧを噴射するとともに、第３隙間Ｃ３を経由して第４隙間Ｃ４から該側壁に向かって不活性ガスＧを噴射する。
　成膜装置。
　このような構成によれば、第１隙間Ｃ１のみならず、第３隙間Ｃ３にも不活性ガスが導入される。これにより、凹部１８１ｈを構成する側壁部１８１ｗには、原料ガスが付着しにくくなり、該側壁部１８１ｗに紫外線硬化樹脂層３０が形成されにくくなる。さらに、第４隙間Ｃ４の隙間幅が第２隙間Ｃ２の隙間幅よりも広く構成されているので、図５（ｂ）に示すように、衝立部１８１ｐの上部に紫外線硬化樹脂層３０が形成されたとしても、隙間の距離が長くなった分、紫外線硬化樹脂層３０は基板Ｗに届きにくくなる。この結果、より確実に基板Ｗが支持面１５１ａから離れにくくなる。
　また、側壁部１８１ｗとは反対側の衝立部１８１ｐの上部角にテーパ部１８１ｔを設けた場合は、紫外線硬化樹脂層３０が基板Ｗに届く時間を遅らせる効果が増す。この結果、より確実に基板Ｗが支持面１５１ａから離れにくくなる。
　（変形例３）
　図６は、本実施形態の変形例３に係る成膜装置の模式的平面図である。図６には、第１領域Ｓ１を鉛直方向から上面視した平面が示されている。
　変形例３では、ガス噴射機構１５３が支持面１５１ａの角部１５１ｃに対向する第３隙間Ｃ３を流れる不活性ガスＧの流量と、角部１５１ｃ以外の支持面１５１ａの辺部１５１ｓに対向する第３隙間Ｃ３を流れる不活性ガスＧの流量とを独立して制御する。この場合、上記図５で例示されたガス噴射機構１５３は、角部１５１ｃに対向する第１隙間Ｃ１を流れる不活性ガスＧの流量と、辺部１５１ｓに対向する第１隙間Ｃ１を流れる不活性ガスＧの流量とを独立して制御することになる。
　これにより、上記第４隙間Ｃ４においては、角部１５１ｃに対向する第４隙間Ｃ４から噴射する不活性ガスＧの流量と、辺部１５１ｓに対向する第４隙間Ｃ４から噴射する不活性ガスＧの流量とが独立して制御される。
　これにより、支持面１５１ａの周辺で原料ガスの濃度にばらつきが生じても、該周辺におけるそれぞれの領域の濃度に応じた不活性ガスＧの流量で原料ガスが冷却ステージ１５から真空槽１０の側壁に向かって押し返される。この結果、辺部１５１ｓ付近の凹部１８１ｈに比べて、角部１５１ｃ付近の凹部１８１ｈに紫外線硬化樹脂層３０が優先的に堆積する現象は回避される。
　（変形例４）
　図７は、本実施形態の変形例４に係る成膜装置の模式的断面図である。
　複数の分岐配管部は、シャワープレートに置き換えられてもよい。ガス供給部１３Ｂは、シャワープレート部１３３２と、空間部１３３０とを有する。シャワープレート部１３３２は、隔壁１６と支持面１５１ａとの間に配置され、厚み方向に貫通する複数のガス供給孔１３３１を有し、全体として紫外線透過性を有する板状のシャワープレートを構成する。空間部１３３０は、隔壁１６と、シャワープレート部１３３２との間隙からなり、これらと第１のチャンバ本体１１とによって区画される空間である。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。
　１…成膜装置
　１０…真空槽
　１１…第１チャンバ本体
　１１ｃ…角部
　１２…第２チャンバ本体
　１３、１３Ｂ…ガス供給部
　１４…照射源
　１５…冷却ステージ
　１６…隔壁
　１７…反射板
　１８…防着枠部
　１９…真空排気系
　２０…外枠部材
　３０…紫外線硬化樹脂層
　１００…ガス供給ライン
　１１０…樹脂材料供給ライン
　１１１…タンク
　１１２…配管
　１２０…気化器
　１３０…配管
　１３１…分岐配管部
　１５１…基板支持台
　１５１ａ…支持面
　１５１ｗ…側面部
　１５１ｓ…辺部
　１５１ｃ…角部
　１５３…ガス噴射機構
　１５３ａ…ガス導入管
　１５３ｂ…流路
　１６１…透過部
　１８１ｈ…凹部
　１８１ｅ…外周部
　１８１ｂ…底面部
　１８１ｗ…側壁部
　１８１ｐ…衝立部
　１８１ｔ…テーパ部
　２０１…排気溝
　１３３０…空間部
　１３３１…ガス供給孔
　１３３２…シャワープレート部
　Ｖ１、Ｖ２…バルブ
　Ｃ１…第１隙間
　Ｃ２…第２隙間
　Ｃ３…第３隙間
　Ｃ４…第４隙間
　Ｓ１…第１領域
　Ｓ２…第２領域
　Ｗ…基板
　Ｅ…外周端

Claims (6)

  1. 　基板を支持する支持面と前記支持面に連なる側面部とを有し、前記支持面に支持される前記基板の外周端が前記側面部から突き出るように構成された冷却ステージと、
    　前記冷却ステージの前記側面部を囲むように配置され、前記基板の前記外周端に対向する位置に凹部が設けられ、前記凹部により前記側面部が囲まれた環状の防着枠部と、
    　前記支持面に向けてエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスを供給するガス供給部と、
    　前記支持面に対向し、前記エネルギ線硬化樹脂を硬化させるエネルギ線を前記支持面に向けて照射する照射源と、
    　前記冷却ステージ、前記防着枠部、前記ガス供給部、及び前記照射源を収容する真空槽と
    　を具備する成膜装置。
  2. 　請求項１に記載された成膜装置であって、
    　前記冷却ステージの前記側面部と前記防着枠部との間には、第１隙間が設けられ、
    　前記防着枠部と前記基板との間には、第２隙間が設けられ、
    　前記冷却ステージには、前記第１隙間を経由して前記第２隙間から前記真空槽の側壁に向けて不活性ガスを噴射するガス噴射機構が設けられている
    　成膜装置。
  3. 　請求項２に記載された成膜装置であって、
    　前記防着枠部に設けられた前記凹部は、
    　　底面部と、
    　　前記底面部に連設され、前記冷却ステージの前記側面部に対向する側壁部と、
    　　前記底面部に連設され、前記底面部及び前記側壁部を囲む外周部と
    　によって構成され、
    　前記凹部には、前記側壁部に対向し、前記冷却ステージを囲む衝立部が付設され、
    　前記衝立部と前記側壁部との間には、前記第１隙間と並設する第３隙間が設けられ、
    　前記衝立部と前記基板との間には、第４隙間が設けられ、
    　前記ガス噴射機構は、前記第１隙間を経由して、前記第２隙間及び前記第４隙間から前記真空槽の前記側壁に向かって前記不活性ガスを噴射するとともに、前記第３隙間を経由して前記第４隙間から前記側壁に向かって前記不活性ガスを噴射する
    　成膜装置。
  4. 　請求項２または３に記載された成膜装置であって、
    　前記第４隙間の幅は、前記第２隙間の幅よりも広い
    　成膜装置。
  5. 　請求項２～４のいずれか１つに記載された成膜装置であって、
    　前記冷却ステージの前記支持面は、矩形であり、
    　前記ガス噴射機構は、
    　前記支持面の角部に対向する前記第３隙間を流れる前記不活性ガスの流量と、前記角部以外の前記支持面の辺部に対向する前記第３隙間を流れる前記不活性ガスの流量とを独立して制御する
    　成膜装置。
  6. 　基板を支持する支持面と前記支持面に連なる側面部とを有する冷却ステージの前記支持面に前記基板の外周端が前記側面部から突き出るよう前記基板を支持し、
    　前記冷却ステージの前記側面部を囲む環状の防着枠部であって、前記基板の前記外周端に対向する位置に凹部が設けられ、前記側面部が前記凹部によって囲まれた前記防着枠部を前記冷却ステージの周りに配置し、
    　前記基板に向けてエネルギ線硬化樹脂を含む原料ガスを供給し、
    　前記エネルギ線硬化樹脂を硬化させるエネルギ線を前記基板に向けて照射することにより、前記基板上に樹脂層を形成する
    　成膜方法。
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