JP2011117030A - 蒸着重合装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】処理室1に2種類の原料モノマーガスを流入させ、基板Sの表面に高分子膜を形成する蒸着重合装置であって、組成分布及び膜厚分布の均一な高分子膜を形成でき且つ生産性に優れた装置を提供する。
【解決手段】基板Sに対向する処理室1の面に設けられるシャワープレート4と、シャワープレート4を挟んで処理室1に隣接するガス導入室5とを備える。ガス導入室5に、その内部空間を2種類の原料モノマーガスを個別に供給する2つのガス導入通路51A,51Bに仕切る隔壁52が設けられる。隔壁52は、2つのガス導入通路51A,51Bがシャワープレート4の板面に沿って所定ピッチで交互に並ぶように形成される。また、シャワープレート4に、各ガス導入通路51A,51Bに沿わせて吹出し孔41A,41Bが多数形成される。
【選択図】図1
【解決手段】基板Sに対向する処理室1の面に設けられるシャワープレート4と、シャワープレート4を挟んで処理室1に隣接するガス導入室5とを備える。ガス導入室5に、その内部空間を2種類の原料モノマーガスを個別に供給する2つのガス導入通路51A,51Bに仕切る隔壁52が設けられる。隔壁52は、2つのガス導入通路51A,51Bがシャワープレート4の板面に沿って所定ピッチで交互に並ぶように形成される。また、シャワープレート4に、各ガス導入通路51A,51Bに沿わせて吹出し孔41A,41Bが多数形成される。
【選択図】図1
Description
本発明は、基板を収納する処理室に2種類の原料モノマーガスを流入させ、基板の表面に蒸着重合による高分子膜を形成する蒸着重合装置に関する。
従来、この種の蒸着重合装置として、処理室に2種類の原料モノマーガスを各別の供給管を介して流入させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。然し、このものでは、各供給管からの各原料モノマーガスの流入位置と基板の各部の位置関係によって、基板の各部に到達する2種類の原料モノマーガスの混合割合が変化し、基板に形成される高分子膜の組成、膜厚の分布が不均一になりやすい。
かかる不具合を解消するため、基板に対向する処理室の面に、多数の吹出し孔を形成したシャワープレートを設けると共に、シャワープレートを挟んで処理室に隣接する混合室を設け、2種類の原料モノマーガスを混合室に供給するようにした蒸着重合装置も知られている(例えば、特許文献2参照)。これによれば、2種類の原料モノマーガスが混合室で混合されてからシャワープレートの各吹出し孔を通して処理室に流入することになり、組成分布及び膜厚分布の均一な高分子膜を基板に形成することができる。
然し、このものでは、混合室内で2種類の原料モノマーガスの重合反応が開始してしまい、反応生成物によりシャワープレートの吹出し孔の閉塞や、混合室内への着膜を生ずることがある。そのため、頻繁な洗浄が必要になり、生産性の向上を図る上で問題になっている。
本発明は、以上の点に鑑み、組成分布及び膜厚分布の均一な高分子膜を形成できる生産性に優れた蒸着重合装置を提供することをその課題としている。
上記課題を解決するために、本発明は、基板を収納する処理室に2種類の原料モノマーガスを流入させ、基板の表面に蒸着重合による高分子膜を形成する蒸着重合装置であって、基板に対向する処理室の面に設けられるシャワープレートと、シャワープレートを挟んで処理室に隣接するガス導入室とを備え、ガス導入室に、ガス導入室の内部空間を2種類の原料モノマーガスの一方と他方とを個別に供給する2つのガス導入通路に仕切る隔壁が設けられ、隔壁は、2つのガス導入通路がシャワープレートの板面に沿って所定ピッチで交互に並ぶように形成され、シャワープレートに、各ガス導入通路に沿わせて吹出し孔が多数形成されることを特徴とする。
尚、2つのガス導入通路がシャワープレートの板面に沿って所定ピッチで交互に並ぶようにするには、隔壁を、2重の渦巻き状に形成するか、櫛歯状に形成すればよい。そして、隔壁を2重の渦巻き状に形成する場合は、隔壁によって2重の渦巻き状に形成される前記2つのガス導入通路の夫々の内端と外端との中間位置に各原料モノマーガスを供給する各供給管を接続すればよい。また、隔壁を櫛歯状に形成する場合は、各ガス導入通路を、隔壁によって分岐された櫛歯状の分岐部とこれら分岐部に連通する非分岐部とを有するものに形成し、各ガス導入通路の非分岐部の中央部に各原料モノマーガスを供給する各供給管を接続すればよい。
本発明によれば、2つのガス導入通路がシャワープレートの板面に沿って所定ピッチで交互に並ぶため、シャワープレートの各部から2種類の原料モノマーガスが互い近接した状態で処理室に吹出す。そのため、基板の各部に到達する2種類の原料モノマーガスの混合割合が均一化され、組成分布及び膜厚分布の均一な高分子膜を形成できる。また、2種類の原料モノマーガスはガス導入室で混合されないから、重合反応生成物によるシャワープレートの吹出し孔の閉塞やガス導入室内への着膜は発生しない。そのため、頻繁な洗浄が不要になり、生産性の向上を図ることができる。
図1を参照して、1は処理室を示している。処理室1は、基板ステージ2を内蔵しており、この基板ステージ2上に基板Sが保持される。処理室1は、図示省略した真空ポンプ等の真空排気系に接続されている。また、基板ステージ2の内部には、図示省略したヒータ及び冷媒循環路が設けられ、基板Sを所定温度に加熱又は冷却できるようにしている。
また、2つのガス供給源3A,3Bが設けられており、これらガス供給源3A,3Bから供給される2種類の原料モノマーA,Bのガスを処理室1に流入させて、基板Sの表面に蒸着重合により高分子膜を形成する。高分子膜が例えばポリ尿素膜である場合、2種類の原料モノマーA,Bとして、4,4´―ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)と4,4´―ジアミノジフェニルメタン(MDA)を用いる。尚、高分子膜はポリ尿素膜に限定されるものではない。
各ガス供給源3A,3Bは、ハウジング31A,31Bと、ハウジング31A,31B内に収納した蒸発用容器32A,32B及びヒータ33A,33Bと、蒸発用容器32A,32Bに連なる供給管34A,34Bとを備えている。そして、一方のガス供給源3Aの蒸発用容器32Aに注入した原料モノマーAと他方のガス供給源3Bの蒸発用容器32Bに注入した原料モノマーBとを各ヒータ33A,33Bにより加熱蒸発させ、各原料モノマーA,Bのガス(蒸気)を各供給管34A,34Bを介して後述する各ガス導入通路51A,51Bに供給する。尚、各供給管34A,34Bには、各原料モノマーガスの供給量を調整するためのバルブ35A,35Bが介設されている。
基板Sに対向する処理室1の面には、シャワープレート4が設けられている。尚、本実施形態において、基板Sは基板ステージ2に上向きに保持されるため、基板Sに対向する処理室1の上面にシャワープレート4を設けているが、基板Sを下向きや横向きに保持することも可能であり、この場合は、基板Sに対向する処理室1の下面や側面にシャワープレート4を設ける。
また、シャワープレート4を挟んで処理室1に隣接する部分には、扁平なガス導入室5が設けられている。ガス導入室5には、ガス導入室5の内部空間を2つのガス導入通路51A,51Bに仕切る隔壁52が設けられている。そして、一方のガス導入通路51Aに、一方のガス供給源3Aから原料モノマーAのガスを供給すると共に、他方のガス導入通路51Bに、他方のガス供給源3Bから原料モノマーBのガスを供給している。
隔壁52は、2つのガス導入通路51A,51Bがシャワープレート4の板面に沿って所定ピッチで交互に並ぶように形成される。本実施形態では、隔壁52を、図2に示す如く、2重の渦巻き状に形成している。これによれば、一方の渦巻き状隔壁部分52aと他方の渦巻き状隔壁部分52bとの間に2重の渦巻き状に2つのガス導入通路51A,51Bが画成され、シャワープレート4の板面径方向に所定ピッチで2つのガス導入通路51A,51Bが交互に並ぶ。このピッチは、例えば、径方向に隣り合う2つのガス導入通路51A,51Bの中心間距離が3mmになるように設定される。
尚、本実施形態では、基板Sが円形であるため、各隔壁部分52a,52bを連続的に径が変化する丸形の渦巻き状に形成しているが、基板Sが方形である場合には、各隔壁部分52a,52bを角形の渦巻き状に形成してもよい。
また、一方のガス導入通路51Aの内端と外端との中間位置には、一方のガス供給源3Aの供給管34Aが接続され、他方のガス導入通路51Bの内端と外端との中間位置には、他方のガス供給源3Bの供給管34Bが接続されている。尚、各供給管34A,34Bを複数に分岐し、各ガス導入通路51A,51Bの複数個所に各供給管34A,34Bを接続することも可能である。
また、シャワープレート4には、各ガス導入通路51A,51Bと処理室1とを連通する所定径(例えばφ1mm)の吹出し孔41A,41Bが、各ガス導入通路51A,51Bに沿わせて多数形成されている。具体的には、各ガス導入通路51A,51Bの中心線に沿って各吹出し孔41A,41Bを所定ピッチ(例えば5mm)で形成している。
本実施形態によれば、2つのガス導入通路51A,51Bがシャワープレート4の板面に沿って所定ピッチで交互に並ぶため、シャワープレート4の各部から2種類の原料モノマーA,Bのガスが互い近接した状態で処理室1に吹出す。そのため、基板Sの各部に到達する2種類の原料モノマーA,Bのガスの混合割合が均一化され、組成分布及び膜厚分布の均一な高分子膜を形成できる。
また、2種類の原料モノマーA,Bのガスはガス導入室5で混合されないから、該室5内で重合反応が開始されることはない。従って、反応生成物によるシャワープレート4の吹出し孔41A,41Bの閉塞やガス導入室5内への着膜は発生せず、頻繁な洗浄が不要になり、生産性の向上を図ることができる。
次に、図3、図4に示す第2実施形態について説明する。尚、図1、図2に示した上記第1実施形態と同様の部材、部位には上記と同一の符号を付している。第2実施形態では、処理室1を一方向に長手とし、基板Sを搬送機構6により処理室1の長手方向に移動しながら基板Sの表面に高分子膜を形成するようにしている。
第2実施形態でも、基板Sに対向する処理室1の面にシャワープレート4を設けると共に、シャワープレート4を挟んで処理室1に隣接する部分に扁平なガス導入室5を設けている。尚、第2実施形態では、搬送機構6に基板Sを上向きに保持しているため、基板Sに対向する処理室1の上面にシャワープレート4を設けているが、基板Sを下向きや横向きに保持することも可能であり、この場合は、基板Sに対向する処理室1の下面や側面にシャワープレート4を設ける。
また、ガス導入室5には、図4に示す如く、ガス導入室5の内部空間を2つのガス導入通路51A,51Bに仕切る隔壁52が設けられている。この隔壁52は、シャワープレート4の板面に沿って基板Sの移動方向と直交方向にのびる櫛歯状に形成されている。これにより、2つのガス導入通路51A,51Bの櫛歯状の分岐部51Aa,51Baがシャワープレート4の板面に沿って基板Sの移動方向と直交方向に所定ピッチで交互に並ぶ。
また、各ガス導入通路51A,51Bは、分岐部51Aa,51Baに連通する非分岐部51Ab,51Bbを有する。そして、一方のガス導入通路51Aの非分岐部51Abの中央部には、一方のガス供給源3Aの供給管34Aが接続され、他方のガス導入通路51Bの非分岐部51Bbの中央部には、他方のガス供給源3Bの供給管34Bが接続されている。また、シャワープレート4には、各ガス導入通路51A,51Bと処理室1とを連通する吹出し孔41A,41Bが各ガス導入通路51A,51Bに沿わせて多数形成されている。具体的には、各ガス導入通路51A,51Bの各分岐部51Aa,51Baの中心線に沿って各吹出し孔41A,41Bが所定ピッチで形成されている。
第2実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、シャワープレート4の各部から2種類の原料モノマーA,Bのガスが互い近接した状態で処理室1に吹出す。そのため、基板Sの各部に到達する2種類の原料モノマーA,Bのガスの混合割合が均一化され、組成分布及び膜厚分布の均一な高分子膜を形成できる。また、2種類の原料モノマーA,Bのガスはガス導入室5で混合されないため、重合反応生成物によるシャワープレート4の吹出し孔41A,41Bの閉塞やガス導入室5内への着膜は発生せず、頻繁な洗浄が不要になり、生産性の向上を図ることができる。
尚、第2実施形態では、隔壁52を基板Sの移動方向と直交方向にのびる櫛歯状に形成しているが、これを基板Sの移動方向にのびる櫛歯状に形成することも可能である。また、第1実施形態の如く、基板Sを静止させた状態で高分子膜を形成する場合にも、第2実施形態のように櫛歯状の隔壁52を有するガス導入室5を用いることが可能である。
S…基板、1…処理室、3A,3B…ガス供給源、34A,34B…供給管、4…シャワープレート、41A,41B…吹出し孔、5…ガス導入室、51A,51B…ガス導入通路、51Aa,51Ba…分岐部、51Ab,51Bb…非分岐部、52…隔壁。
Claims (5)
- 基板を収納する処理室に2種類の原料モノマーガスを流入させ、基板の表面に蒸着重合による高分子膜を形成する蒸着重合装置であって、
基板に対向する処理室の面に設けられるシャワープレートと、シャワープレートを挟んで処理室に隣接するガス導入室とを備え、ガス導入室に、ガス導入室の内部空間を2種類の原料モノマーガスの一方と他方とを個別に供給する2つのガス導入通路に仕切る隔壁が設けられ、隔壁は、2つのガス導入通路がシャワープレートの板面に沿って所定ピッチで交互に並ぶように形成され、シャワープレートに、各ガス導入通路に沿わせて吹出し孔が多数形成されることを特徴とする蒸着重合装置。 - 前記隔壁は、2重の渦巻き状に形成されることを特徴とする請求項1記載の蒸着重合装置。
- 前記隔壁によって2重の渦巻き状に形成される前記2つのガス導入通路の夫々の内端と外端との中間位置に各原料モノマーガスを供給する各供給管が接続されることを特徴とする請求項2記載の蒸着重合装置。
- 前記隔壁は、櫛歯状に形成されることを特徴とする請求項1記載の蒸着重合装置。
- 前記各ガス導入通路は、前記隔壁によって分岐された櫛歯状の分岐部とこれら分岐部に連通する非分岐部とを有し、各ガス導入通路の非分岐部の中央部に各原料モノマーガスを供給する各供給管が接続されることを特徴とする請求項4記載の蒸着重合装置。
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2009
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