JP2015096629A - Film deposition device and method - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス基板とインジェクタとを往復相対移動させることにより所望の厚さの膜を形成する常圧熱ＣＶＤ（化学気相成長）方式の成膜装置および方法に関する。 The present invention relates to an atmospheric pressure CVD (chemical vapor deposition) type film forming apparatus and method for forming a film having a desired thickness by reciprocally moving a glass substrate and an injector relative to each other.
化学気相反応を利用したＣＶＤ成膜装置は、ＬＳＩなどの電子デバイス製造プロセスにおける薄膜形成用途に用いられている。ＣＶＤ成膜装置は原料ガスにエネルギーを与えてガス分子を励起あるいは解離させて活性種を生成し、これを基板上に堆積させて化学反応により膜を形成する。ガスに与えるエネルギーの形態により幾つかの製法に分類され、熱エネルギーにより化学反応を起こして成膜を行う熱ＣＶＤ法、プラズマ放電によりガス分子を解離、ラジカル化することにより成膜を行うプラズマＣＶＤ法、ガス分子の励起に紫外光を用いる光ＣＶＤ法が主に知られている。このうち、熱ＣＶＤ法は、減圧状態で成長を行う減圧熱ＣＶＤ法と、大気圧で成長を行う常圧熱ＣＶＤ法に分類することができる。 A CVD film forming apparatus using chemical vapor reaction is used for thin film formation in an electronic device manufacturing process such as LSI. A CVD film forming apparatus applies energy to a source gas to excite or dissociate gas molecules to generate active species, which are deposited on a substrate and form a film by a chemical reaction. It is classified into several production methods according to the form of energy given to the gas, thermal CVD method in which film formation is performed by causing a chemical reaction by thermal energy, plasma CVD in which film formation is performed by dissociating and radicalizing gas molecules by plasma discharge. The photo-CVD method using ultraviolet light for the excitation of gas molecules is mainly known. Among these, the thermal CVD method can be classified into a reduced pressure thermal CVD method in which growth is performed in a reduced pressure state and an atmospheric pressure thermal CVD method in which growth is performed at atmospheric pressure.
基板上に異なる物質の多層膜を蒸着するには、当該膜の数に応じた複数の成膜装置を準備する必要があるが、搬送時にパーティクルが混入し、製造効率が低下するという問題がある。かかる問題を鑑み、特許文献１では、ＣＶＤ法の実施に用いる複数の成膜室を連設し、これら成膜室の境界となる隔壁に基板を搬送するための搬送口を設けると共に当該搬送口を通じて前記基板の搬送を行う基板搬送機構を設けた成膜装置が提案されている。 In order to deposit a multilayer film of different substances on a substrate, it is necessary to prepare a plurality of film forming apparatuses corresponding to the number of the films. However, there is a problem that particles are mixed at the time of transportation and manufacturing efficiency is lowered. . In view of such a problem, in Patent Document 1, a plurality of film forming chambers used for performing the CVD method are connected in series, and a transfer port for transferring a substrate to a partition wall that is a boundary between these film forming chambers is provided and the transfer port is provided. A film forming apparatus provided with a substrate transport mechanism for transporting the substrate through is proposed.
従来の常圧熱ＣＶＤ方式による成膜ラインでは、例えば太陽電池用ＴＣＯ（透明導電性酸化膜）をガラス基板上に成膜するために、予熱ゾーン、成膜ゾーンおよび冷却ゾーンに数十メートルの長さが必要であった。また、製造ラインの予熱ゾーンでは成膜ゾーンの温度設定がピークとなるように徐々に温度を上げる必要があり、冷却ゾーンでは徐々に室温となるよう温度を下げる必要があるため、一旦装置温度を下げた場合には復帰まで例えば２４時間程度を要していた。 In a conventional film formation line by atmospheric pressure CVD, for example, a TCO (transparent conductive oxide film) for solar cells is formed on a glass substrate in order to form several tens of meters in a preheating zone, a film formation zone, and a cooling zone. Length was needed. In addition, since it is necessary to gradually increase the temperature in the preheating zone of the production line so that the temperature setting of the film formation zone reaches a peak, and in the cooling zone, it is necessary to decrease the temperature to gradually reach room temperature. In the case of lowering, it took about 24 hours to return, for example.
そこで、本発明では、ラインの全長が短く、装置停止後の復帰時間が短い成膜装置および方法を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a film forming apparatus and method in which the total length of the line is short and the return time after the apparatus is stopped is short.
第１の発明は、基板を加熱し、基板の表面で原料ガスを反応させてＣＶＤにより被処理基板上に所定の膜を成膜する常圧熱ＣＶＤ方式の成膜装置であって、基板を所定の温度勾配で、反応温度またはそれに近い温度まで加熱する加熱ユニットと、所定の温度に加熱される成膜室および原料ガスを供給するインジェクタを有し、加熱ユニットを通過した基板表面に膜を形成する成膜ユニットと、成膜ユニットを通過した基板を冷却する冷却ユニットと、加熱ユニット、成膜ユニットおよび冷却ユニットの順に基板を搬送する搬送装置とを備え、前記基板上に所望の厚さの膜が形成されるまで、前記基板と前記インジェクタとを、前進方向および後退方向に一定の速度で相対往復移動させることを特徴とする成膜装置である。
第２の発明は、第１の発明において、前記加熱ユニットが、加熱された不活性ガスを噴射する多数の噴射口を有するガスシャワーヘッドを備えることを特徴とする。
第３の発明は、第１または２の発明において、前記冷却ユニットが、冷却された不活性ガスを噴射する多数の噴射口を有するガスシャワーヘッドを備えることを特徴とする。
A first invention is an atmospheric pressure CVD film forming apparatus that heats a substrate, reacts a raw material gas on the surface of the substrate, and forms a predetermined film on the substrate to be processed by CVD. A heating unit that heats to a reaction temperature or a temperature close to the reaction temperature at a predetermined temperature gradient, a film formation chamber that is heated to a predetermined temperature, and an injector that supplies a raw material gas. A film is deposited on the substrate surface that has passed through the heating unit. A film forming unit to be formed; a cooling unit that cools the substrate that has passed through the film forming unit; and a transport device that transports the substrate in the order of the heating unit, the film forming unit, and the cooling unit, and has a desired thickness on the substrate. Until the film is formed, the substrate and the injector are relatively reciprocated at a constant speed in the forward direction and the backward direction.
According to a second invention, in the first invention, the heating unit includes a gas shower head having a plurality of injection ports for injecting heated inert gas.
According to a third invention, in the first or second invention, the cooling unit includes a gas shower head having a plurality of injection ports for injecting the cooled inert gas.
第４の発明は、第２または３の発明において、前記ガスシャワーヘッドが、ガス供給源と連通する流入口と、流入口と連通する熱交換流路と、熱交換流路に設けられた多数の噴射口と、熱交換流路の近傍であって熱交換流路と接触しない位置に装着されたピン状の多数の熱伝導体とを備えることを特徴とする。
第５の発明は、第４の発明において、前記多数の熱伝導体において、流入口に近い側に配置された熱伝導体の少なくとも一部が、流入口から遠い側に配置された熱伝導体と比べ熱伝導率の高い材料からなる熱伝導体であることを特徴とする。
第６の発明は、第４または５の発明において、前記多数の熱伝導体において、流入口から遠い側と比べ、流入口に近い側では熱伝導体の数が多く、かつ、高密度で配置されていることを特徴とする。
第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、さらに、前記インジェクタと連通されるアトマイザーを備え、当該アトマイザーが、熱交換チャンバーと、熱交換チャンバーを加熱する熱源と、流体供給路から供給された加圧流体をチャンバー内に噴霧するノズルと、チャンバー内の流体を排出する出口と連通し、チャンバー内を大気圧と比べ高圧に維持するオリフィスとを備え、成膜材料を気化してなる原料ガスを前記インジェクタに供給することを特徴とする。
第８の発明は、第７の発明において、前記アトマイザーの前記熱交換チャンバーの内壁面が、ジグザグ構造であることを特徴とする。
A fourth invention is the invention according to the second or third invention, wherein the gas shower head is provided in an inflow port communicating with a gas supply source, a heat exchange channel communicating with the inflow port, and a plurality of heat exchange channels. And a large number of pin-like heat conductors mounted in positions near the heat exchange channel and not in contact with the heat exchange channel.
According to a fifth invention, in the fourth invention, in the plurality of heat conductors, at least a part of the heat conductor arranged on the side near the inflow port is arranged on the side far from the inflow port. It is characterized by being a thermal conductor made of a material having a higher thermal conductivity than the above.
According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect of the present invention, in the large number of thermal conductors, the number of thermal conductors is larger on the side closer to the inlet than the side far from the inlet and is arranged at a high density. It is characterized by being.
According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, further comprising an atomizer communicated with the injector, the atomizer comprising a heat exchange chamber, a heat source for heating the heat exchange chamber, and a fluid supply path A nozzle that sprays pressurized fluid supplied from the chamber into the chamber and an orifice that communicates with the outlet that discharges the fluid in the chamber and maintains the chamber at a higher pressure than atmospheric pressure to vaporize the film deposition material. The raw material gas is supplied to the injector.
In an eighth aspect based on the seventh aspect, the inner wall surface of the heat exchange chamber of the atomizer has a zigzag structure.
第９の発明は、第１ないし８のいずれかの発明において、前記成膜ユニットが、第１の成膜室と、第１の成膜室に原料ガスを供給する第１のインジェクタと、第２の成膜室と、第２の成膜室に第１のインジェクタと異なる原料ガスを供給する第２のインジェクタとを備えることを特徴とする。
第１０の発明は、第９の発明において、さらに、第１の成膜室および第２の成膜室間の搬送路を連絡する保温ユニットを備えることを特徴とする。
第１１の発明は、第９の発明において、さらに、第１の成膜室および第２の成膜室を区切る隔壁を備え、第１の成膜室および第２の成膜室が隣接することを特徴とする。
According to a ninth invention, in any one of the first to eighth inventions, the film forming unit includes a first film forming chamber, a first injector for supplying a source gas to the first film forming chamber, And a second injector for supplying a source gas different from the first injector to the second deposition chamber.
A tenth aspect of the invention is characterized in that, in the ninth aspect of the invention, a thermal insulation unit is further provided for communicating a transfer path between the first film formation chamber and the second film formation chamber.
An eleventh invention is the ninth invention, further comprising a partition partitioning the first film formation chamber and the second film formation chamber, wherein the first film formation chamber and the second film formation chamber are adjacent to each other. It is characterized by.
第１２の発明は、基板を加熱し、基板の表面で原料ガスを反応させてＣＶＤにより被処理基板上に所定の膜を成膜する常圧熱ＣＶＤ方式の成膜方法であって、基板を所定の温度勾配で、反応温度またはそれに近い温度まで加熱する加熱ユニットと、所定の温度に加熱される成膜室および原料ガスを供給するインジェクタを有し、加熱ユニットを通過した基板表面に膜を形成する成膜ユニットと、成膜ユニットを通過した基板を冷却する冷却ユニットと、加熱ユニット、成膜ユニットおよび冷却ユニットの順に基板を搬送する搬送装置とを提供し、前記搬送装置により、前記基板と前記インジェクタとを、前進方向および後退方向に一定の速度で相対往復移動させながら、前記インジェクタより原料ガスを供給することにより、前記基板上に所望の厚さの膜が形成することを特徴とする成膜方法である。
第１３の発明は、第１２の発明において、前記基板がガラス基板であり、原料ガスが、四塩化スズ（ＳｎＣｌ４）、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）および純水（Ｈ２Ｏ）であり、前記ガラス基板上にＳｎＯ２膜が形成されることを特徴とする。
第１４の発明は、第１２の発明において、前記成膜ユニットが、所定の温度に加熱される第１の成膜室、第１の成膜室に原料ガスを供給する第１のインジェクタ、所定の温度に加熱される第２の成膜室および第２の成膜室に第１のインジェクタと異なる原料ガスを供給する第２のインジェクタを備え、第１の成膜室で前記基板上に第１の膜を形成し、第２の成膜室で前記基板上に第２の膜を形成することを特徴とする。
第１５の発明は、第１４の発明において、前記基板がガラス基板であり、第１のインジェクタに供給される原料ガスが、シランガス（ＳｉＨ４）、酸素ガスおよび窒素ガスであり、第２のインジェクタに供給される原料ガスが、四塩化スズ（ＳｎＣｌ４）、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）および純水（Ｈ２Ｏ）であり、前記ガラス基板上にＳｉＯ２およびＳｎＯ２膜が積層形成されることを特徴とする。
第１６の発明は、第１３または１５の発明において、前記ガラス基板が、Ｇ５サイズ以上の大きさのガラス基板であることを特徴とする。
A twelfth aspect of the invention is an atmospheric pressure CVD film forming method in which a substrate is heated, a source gas is reacted on the surface of the substrate, and a predetermined film is formed on the substrate to be processed by CVD. A heating unit that heats to a reaction temperature or a temperature close to the reaction temperature at a predetermined temperature gradient, a film formation chamber that is heated to a predetermined temperature, and an injector that supplies a raw material gas. A film is deposited on the substrate surface that has passed through the heating unit. A film forming unit to be formed, a cooling unit that cools the substrate that has passed through the film forming unit, and a transport device that transports the substrate in the order of the heating unit, the film forming unit, and the cooling unit are provided. And supplying the source gas from the injector while moving the injector and the injector relatively reciprocally at a constant speed in the forward and backward directions. A film forming method characterized in that the thickness of the film is formed.
In a thirteenth aspect based on the twelfth aspect, the substrate is a glass substrate, and the raw material gas is tin tetrachloride (SnCl 4 ), methanol (CH 3 OH), and pure water (H 2 O), A SnO 2 film is formed on a glass substrate.
In a fourteenth aspect based on the twelfth aspect, the film forming unit includes a first film forming chamber heated to a predetermined temperature, a first injector for supplying a source gas to the first film forming chamber, a predetermined And a second injector for supplying a source gas different from that of the first injector to the second film formation chamber heated to the temperature of the second film formation chamber, and the second film formation chamber on the substrate in the first film formation chamber. The first film is formed, and the second film is formed over the substrate in the second film formation chamber.
In a fifteenth aspect based on the fourteenth aspect, the substrate is a glass substrate, and source gases supplied to the first injector are silane gas (SiH 4 ), oxygen gas, and nitrogen gas, and the second injector The raw material gas supplied to is tin tetrachloride (SnCl 4 ), methanol (CH 3 OH) and pure water (H 2 O), and a SiO 2 and SnO 2 film is laminated on the glass substrate. It is characterized by.
A sixteenth invention is characterized in that, in the thirteenth or fifteenth invention, the glass substrate is a glass substrate having a size of G5 size or more.
本発明によれば、ラインの全長が短い成膜装置を提供することが可能となる。
また、本発明によれば、装置停止後の復帰時間を短縮化すると共に電気使用量の削減を図るがことが可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide a film forming apparatus having a short total line length.
Further, according to the present invention, it is possible to shorten the return time after the apparatus is stopped and to reduce the amount of electricity used.
以下では、本発明を実施するための形態例を、太陽電池用ＴＣＯ（透明導電性酸化膜）付きガラス基板の製造ラインの例で説明する。
《第１実施形態例》
太陽電池は、例えば、太陽光が入射されるガラス基板の上に、第１電極層である第１透明導電膜、光電変換層、第２透明導電膜、第２電極層である裏面電極層が順次積層された構成である。透明導電膜としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）のうちの少なくとも１種を含む透明導電性酸化膜（ＴＣＯ：Transparent Conducting Oxide）、またはこれらを積層した透明導電膜が知られている。本実施形態例の成膜装置は、主として第１および第２透明導電膜の成膜時に利用される。
Below, the example for implementing this invention is demonstrated with the example of the manufacturing line of the glass substrate with TCO (transparent conductive oxide film) for solar cells.
<< First Embodiment >>
In the solar cell, for example, a first transparent conductive film that is a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, a second transparent conductive film, and a back electrode layer that is a second electrode layer are formed on a glass substrate on which sunlight is incident. It is the structure laminated | stacked one by one. Examples of the transparent conductive film include zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), and titanium oxide (TiO 2 ). A transparent conductive oxide (TCO) containing at least one kind or a transparent conductive film in which these are laminated is known. The film forming apparatus of this embodiment is mainly used when forming the first and second transparent conductive films.
図１は、本発明の第１実施形態例に係る連続リターン式成膜装置１の構成図である。この成膜装置１は、ガラス基板２を搬送するコンベア装置１０と、常圧熱ＣＶＤ方式の成膜ユニット２０と、成膜ユニット２０に搬入するガラス基板２を予熱する加熱ユニット１１と、成膜工程を終えたガラス基板２を冷却する冷却ユニット１２とを主要な構成要素とする。 FIG. 1 is a configuration diagram of a continuous return type film forming apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The film forming apparatus 1 includes a conveyor device 10 that conveys a glass substrate 2, an atmospheric pressure CVD film forming unit 20, a heating unit 11 that preheats the glass substrate 2 carried into the film forming unit 20, and a film forming method. The cooling unit 12 that cools the glass substrate 2 after the process is a main component.
コンベア装置１０は、ガラス基板２が載置されるメッシュベルトと、メッシュベルトに巻回された一群の駆動モータを備えており、ガラス基板２を加熱ユニット１１→成膜ユニット２０→冷却ユニット１２の順に搬送する。図１では、３つのメッシュベルトによりコンベア装置１０を構成しているがこの構成に限定されず、例えば、１つの長いメッシュベルトによりコンベア装置１０を構成してもよい。一群の駆動モータは周波数を制御することにより正転および逆転の搬送速度を同一に制御することができるインバータモータであり、ガラス基板２を所望の位置で一定時間停止させ、或いは、所望の範囲内で一定速度で往復移動させる。より詳細には、ガラス基板２は、加熱ユニット１１および冷却ユニット１２内では一定時間停止され、成膜ユニット２０内でインジェクタ２２を通過する際（すなわち膜形成時）には一定速度で往復搬送される。 The conveyor device 10 includes a mesh belt on which the glass substrate 2 is placed, and a group of drive motors wound around the mesh belt. The glass substrate 2 is formed of a heating unit 11 → a film forming unit 20 → a cooling unit 12. Transport in order. In FIG. 1, the conveyor device 10 is configured by three mesh belts, but is not limited to this configuration. For example, the conveyor device 10 may be configured by one long mesh belt. A group of drive motors are inverter motors that can control the forward and reverse conveying speeds to be the same by controlling the frequency, and stop the glass substrate 2 at a desired position for a certain period of time, or within a desired range. To reciprocate at a constant speed. More specifically, the glass substrate 2 is stopped for a certain time in the heating unit 11 and the cooling unit 12, and is reciprocated at a constant speed when passing through the injector 22 in the film forming unit 20 (that is, during film formation). The
コンベア装置１０の搬送速度を変えることにより、ガラス基板２の表面に形成する膜厚や性質（硬さ、凹凸のできかた等）を調節することが可能である。インジェクタ２２からの噴出条件を動的に変えることは困難であるため、噴出条件は一定としたまま搬送速度により膜厚を調節することが好ましい。
図１の構成において、ガラス基板２の大きさが例えばＧ５サイズ（１１００ｍｍ×１４００ｍｍ）である場合、コンベア装置１０の長さは例えば６メートル程度である。
By changing the conveying speed of the conveyor device 10, it is possible to adjust the film thickness and properties (hardness, unevenness, etc.) formed on the surface of the glass substrate 2. Since it is difficult to dynamically change the ejection conditions from the injector 22, it is preferable to adjust the film thickness according to the conveyance speed while keeping the ejection conditions constant.
In the configuration of FIG. 1, when the size of the glass substrate 2 is, for example, G5 size (1100 mm × 1400 mm), the length of the conveyor device 10 is, for example, about 6 meters.
加熱ユニット１１は、メッシュベルトの上方に位置するシャワーヘッド７０を備えており、シャワーヘッド７０の下方にあるガラス基板２に熱い不活性ガス（例えば、窒素ガス）を噴射して加熱する。高温のガスを吹き付けてガラス基板２を加熱するので、温度の調節を高速かつ高精度の設定温度で行うことが可能である。 The heating unit 11 includes a shower head 70 positioned above the mesh belt, and heats the glass substrate 2 below the shower head 70 by injecting hot inert gas (for example, nitrogen gas). Since the glass substrate 2 is heated by blowing a high-temperature gas, it is possible to adjust the temperature at a high-speed and high-precision set temperature.
図２は、シャワーヘッド７０の断面構造を示す図であり、（ａ）は平面（水平方向）、（ｂ）は縦面（垂直方向）での断面を示す。シャワーヘッド７０は、図示しないヒータープレートと実質的に全面で接する伝熱プレート７１と、多数の熱伝導体７２と、熱交換流路７４を有するボデー７３とを備えてなり、ボデー７３に熱交換流路７４と連通する多数の噴射口７５が形成された平板上の部材である。シャワーヘッド７０は、２つの流入口７６、７７を有しており、流入口７６、７７から供給された不活性ガスは、熱交換流路７４で加熱されて噴射口７５から噴出される。すなわち、シャワーヘッド７０では、外界と連通する噴射口７５が流出口となる。 2A and 2B are diagrams showing a cross-sectional structure of the shower head 70, in which FIG. 2A shows a cross section in a plane (horizontal direction), and FIG. The shower head 70 includes a heat transfer plate 71 that is substantially in contact with a heater plate (not shown), a large number of heat conductors 72, and a body 73 having a heat exchange flow path 74. This is a member on a flat plate in which a large number of injection ports 75 communicating with the flow path 74 are formed. The shower head 70 has two inflow ports 76 and 77, and the inert gas supplied from the inflow ports 76 and 77 is heated by the heat exchange channel 74 and ejected from the ejection port 75. In other words, in the shower head 70, the injection port 75 communicating with the outside is an outflow port.
伝熱プレート７１は、実質的にガラス基板２の全面を覆うことができる大きさである。最も外側に位置する複数の噴射口７５を結んでできる空間内に、ガラス基板２が収まるような大きさとすることが好ましい。
伝熱プレート７１には、略均等に配置された多数のピン状の熱伝導体７２が当接しており、熱伝導体７２を介してボデー７３にヒータープレートからの熱が伝達される。ピン状の熱伝導体７２は、例えば頭部がフラットなネジにより構成してもよく、このネジは伝熱プレート７１を固定するためのものでなくともよい（純粋に熱伝導のためにのみ用いられるものでよい。）。図２では、熱伝導体７２を略均等に分布されるように配置しているが、流入口７６、７７に近い上流側と流入口７６、７７から遠い下流側とで分布を異なるものとしてもよい。すなわち、上流側は高密度に熱伝導体６２を配置し、下流側は低密度に熱伝導体６２を配置することにより、上流側と下流側の温度分布ムラを低減するようにしてもよい。
The heat transfer plate 71 has a size that can substantially cover the entire surface of the glass substrate 2. It is preferable to have a size that allows the glass substrate 2 to be accommodated in a space formed by connecting the plurality of injection ports 75 located on the outermost side.
The heat transfer plate 71 is in contact with a large number of pin-shaped heat conductors 72 that are arranged substantially evenly, and heat from the heater plate is transmitted to the body 73 via the heat conductor 72. The pin-shaped heat conductor 72 may be constituted by a screw having a flat head, for example, and this screw may not be used for fixing the heat transfer plate 71 (used purely for heat conduction). Can be used.) In FIG. 2, the heat conductors 72 are arranged so as to be distributed substantially evenly. However, the distribution may be different between the upstream side near the inlets 76 and 77 and the downstream side far from the inlets 76 and 77. Good. That is, the temperature distribution unevenness between the upstream side and the downstream side may be reduced by arranging the heat conductors 62 at a high density on the upstream side and the heat conductors 62 at a low density on the downstream side.
多数の熱伝導体７２は、全て同一種類の材料により構成してもよいし、流入口７６、７７に近い上流側と流入口７６、７７から遠い下流側とで材料を異なるものとしてもよい。例えば、流入口７６、７７に近い上流側に配置されたピン状部材を銅製とし、下流側に配置されたピン状部材をアルミ製とすることで、熱交換流路７４の全長にわたる温度分布ムラが最小限となるように構成してもよい。別の言い方をすれば、伝熱プレート７１の左右両辺に近い側は主として銅製のピン状部材を配置し、左右方向中央部分には主としてアルミ製のピン状部材を配置するようにしてもよい。熱伝導体７２の材料を上流側と下流側とで異ならせるのと共に、上流側と下流側とで配置密度を変えることにより、上流側と下流側の温度分布ムラをより細かく調節するようにしてもよい。 The multiple heat conductors 72 may all be made of the same type of material, or may be made of different materials on the upstream side near the inflow ports 76 and 77 and on the downstream side far from the inflow ports 76 and 77. For example, the pin-shaped member disposed on the upstream side near the inflow ports 76 and 77 is made of copper, and the pin-shaped member disposed on the downstream side is made of aluminum, so that the temperature distribution unevenness over the entire length of the heat exchange channel 74 is made. May be configured to be minimal. In other words, a copper pin-shaped member may be mainly disposed on the side close to the left and right sides of the heat transfer plate 71, and an aluminum pin-shaped member may be mainly disposed on the central portion in the left-right direction. The material of the heat conductor 72 is made different between the upstream side and the downstream side, and the arrangement density is changed between the upstream side and the downstream side, so that the temperature distribution unevenness on the upstream side and the downstream side can be adjusted more finely. Also good.
ボデー７３は、例えばステンレス鋼、炭素鋼などにより構成される。ボデー７３よりも熱伝導体７２の熱伝導率が高くなるように構成することが好ましい。
熱交換流路７４には、多数の屈曲部７８が設けられており、この屈曲部７８において不活性ガスが流路壁に衝突して乱流が発生することで、加熱の不均一が解消されるようになっている。
以上の構成を備える実施形態例のシャワーヘッド７０によれば、多数の噴射口７５のそれぞれから、実質的に同じ温度の不活性ガスが噴射される。なお、シャワーヘッド７０からは、ガスのみならず、液体を吐出することも可能である。
The body 73 is made of, for example, stainless steel or carbon steel. It is preferable that the thermal conductivity of the thermal conductor 72 is higher than that of the body 73.
The heat exchange channel 74 is provided with a large number of bent portions 78, and the inert gas collides with the flow channel walls in the bent portions 78 to generate turbulent flow, thereby eliminating uneven heating. It has become so.
According to the shower head 70 of the embodiment having the above configuration, an inert gas having substantially the same temperature is ejected from each of the large number of ejection ports 75. Note that it is possible to discharge not only gas but also liquid from the shower head 70.
シャワーヘッド７０は、その上段に一又は複数のシャワーヘッド無し熱交換器を配置し、シャワーヘッド７０の２つの流入口と上段の熱交換器の流出口を分岐配管で接続することにより多段構成としてもよい。
冷却ユニット１２も、加熱ユニット１１と同じシャワーヘッド７０を備えており、シャワーヘッド７０の下方にあるガラス基板２に冷たい不活性ガスを噴射して冷却する。
The shower head 70 has a multi-stage configuration in which one or a plurality of heat exchangers without a shower head are arranged on the upper stage, and the two inlets of the shower head 70 and the outlet of the upper heat exchanger are connected by a branch pipe. Also good.
The cooling unit 12 also includes the same shower head 70 as the heating unit 11, and cools the glass substrate 2 below the shower head 70 by injecting a cold inert gas.
加熱ユニット１１および冷却ユニット１２により実現される温度勾配は、図１の下図に示すとおりである。すなわち、加熱ユニット１１では所望の緩やかな温度勾配を実現するために不活性ガスの温度が徐々に高温となり、冷却ユニット１２では、所望の緩やかな温度勾配を実現するために不活性ガスの温度が徐々に低温となる。ガラス基板２の加熱・冷却を急激に行うとガラスが割れるためである。
従来は、ライン上のオーブンで搬送させながら徐々に加熱・冷却していたが、この方式では、例えば予熱ゾーンに１５メートル、冷却ゾーンに１５メートルの長さが必要であった。しかし、本発明によれば、ガラス基板２を停止した状態で基板全面にシャワーヘッドから温度制御された不活性ガスを吹き付けて加熱・冷却するので、予熱・冷却ゾーンを大幅に短縮し省スペース化を図ることが可能である。また、従来の製造ラインでは、一旦ラインを停止した場合、所望の温度勾配に復帰するまでに例えば２４時間要していたが、本発明によれば全長が数メートル以下の成膜ユニット２０のみを加熱すれば良いため、復帰に要する時間は数時間程度である。
The temperature gradient realized by the heating unit 11 and the cooling unit 12 is as shown in the lower diagram of FIG. That is, in the heating unit 11, the temperature of the inert gas gradually increases to achieve a desired gentle temperature gradient, and in the cooling unit 12, the temperature of the inert gas increases in order to realize a desired gentle temperature gradient. The temperature gradually decreases. This is because the glass is broken when the glass substrate 2 is heated and cooled rapidly.
Conventionally, heating and cooling were gradually performed while being conveyed in an oven on the line, but in this method, for example, a length of 15 meters was required for the preheating zone and 15 meters for the cooling zone. However, according to the present invention, since the glass substrate 2 is stopped and heated and cooled by spraying a temperature-controlled inert gas from the shower head over the entire surface of the substrate, the preheating / cooling zone is greatly shortened and the space is saved. Can be achieved. Further, in the conventional production line, once the line is stopped, it takes, for example, 24 hours to return to the desired temperature gradient. However, according to the present invention, only the film forming unit 20 having a total length of several meters or less is used. Since heating may be performed, the time required for recovery is about several hours.
成膜ユニット２０は、成膜室２１と、インジェクタ２２を備えている。
成膜室２１は反応炉であり、原料ガスが基板表面に均等に流れるようにすること、反応済みのガスが速やかに排出されるように構成されている。成膜室２１の内部は、ヒーターにより数百度の高温に維持されている。ヒーターは例えば外部石英管ヒーター或いは外部赤外線ランプヒーターであり、ガラス基板２が均一加熱されるように成膜室２１の上方および下方に配置する。
図１には、加熱ユニット１１および冷却ユニット１２と成膜室２１とが区切られた構成が図示されているが、常圧ＣＶＤ法を実施するにあたって、加熱ユニット１１および冷却ユニット１２との区切りは不要である。すなわち、区切りの無い１つの空間内で、加熱ユニット１１、冷却ユニット１２および成膜ユニット２０を実現することも当然に可能である。
The film forming unit 20 includes a film forming chamber 21 and an injector 22.
The film forming chamber 21 is a reaction furnace, and is configured so that the source gas flows evenly on the substrate surface and the reacted gas is quickly discharged. The inside of the film forming chamber 21 is maintained at a high temperature of several hundred degrees by a heater. The heater is, for example, an external quartz tube heater or an external infrared lamp heater, and is disposed above and below the film forming chamber 21 so that the glass substrate 2 is uniformly heated.
FIG. 1 shows a configuration in which the heating unit 11 and the cooling unit 12 are separated from the film forming chamber 21, but when the atmospheric pressure CVD method is performed, the separation between the heating unit 11 and the cooling unit 12 is as follows. It is unnecessary. That is, as a matter of course, it is possible to realize the heating unit 11, the cooling unit 12, and the film forming unit 20 in one space without any separation.
インジェクタ２２は、公知のガスインジェクタであり、下面に原料ガス噴出口となる細長い溝が、搬送方向に直交する方向に形成されている。１種類の原料ガスを複数の噴出口から同時に噴出するようにしてもよい。原料ガス噴出口は、複数の孔または細長い溝および孔の組み合わせからなる場合もある。ミキシングされた複数種類の原料ガスが１つの原料ガス噴出口から噴出される場合もある。
インジェクタ２２は固定位置にあり、原料ガスである四塩化スズ（ＳｎＣｌ４）、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）および純水（Ｈ２Ｏ）を供給する配管が接続されている。ガラス基板２がインジェクタ２２の下方を往復移動するとき、原料ガスと基板表面で化学反応が起きてガラス基板上にＳｎＯ２膜が形成される。
本発明では、インジェクタ２２の下方でガラス基板２が速度一定で往復搬送されるので、インジェクタ２２は１つで足りる。すなわち、従来は膜圧に応じてインジェクタを複数台設置する必要があったが、インジェクタとガラス基板との往復相対移動をガラス基板の（搬送方向の）長さにわたり速度一定とすることで１つのインジェクタでも多様な膜圧に対応することが可能となった。これにより、従来方式では約２０メートルの長さが必要であった成膜ゾーンを例えば１／７以下に短くすることができ、さらに成膜ユニットの低コスト化および稼動時の省エネルギー化も実現される。
なお、１つの成膜室２１内に、同じ原料ガスを噴出する複数のインジェクタ２２を設置してもよい。
The injector 22 is a known gas injector, and an elongated groove serving as a raw material gas outlet is formed on the lower surface in a direction perpendicular to the conveying direction. One kind of source gas may be ejected simultaneously from a plurality of ejection ports. The source gas outlet may be composed of a plurality of holes or a combination of elongated grooves and holes. A plurality of mixed source gases may be ejected from one source gas outlet.
The injector 22 is in a fixed position and connected to a pipe for supplying raw material gases such as tin tetrachloride (SnCl 4 ), methanol (CH 3 OH) and pure water (H 2 O). When the glass substrate 2 reciprocates below the injector 22, a chemical reaction occurs between the source gas and the substrate surface, and an SnO 2 film is formed on the glass substrate.
In the present invention, since the glass substrate 2 is reciprocated at a constant speed below the injector 22, only one injector 22 is sufficient. That is, in the past, it was necessary to install a plurality of injectors according to the film pressure. However, by making the reciprocal relative movement between the injector and the glass substrate constant over the length (in the conveying direction) of the glass substrate, Even injectors can handle various membrane pressures. This makes it possible to shorten the film formation zone, which required a length of about 20 meters in the conventional method, to, for example, 1/7 or less, further reducing the cost of the film formation unit and saving energy during operation. The
A plurality of injectors 22 that eject the same source gas may be installed in one film forming chamber 21.
インジェクタ２２に原料ガスを供給する配管には、第１アトマイザー４１、第２アトマイザー４２および第３アトマイザー４３が設置されている。アトマイザー４１〜４３は、液体である成膜材料をガス化するための気化器であり、成膜に必要な成膜材料を大流量で気化することが可能である。アトマイザー４１〜４３と成膜材料供給源の間には、液体流量制御器５１〜５３および３つの開閉バルブが設置されており、各開閉バルブのＯＮ・ＯＦＦにより必要なときだけガス化した成膜材料を供給することができるので、材料費を削減することが可能である。従来の気化器は０．５〜５ｇ／分程度の材料供給能力であったが、本発明のアトマイザー４１〜４３によれば３０ｇ／分以上の大量供給を行うことができるので、Ｇ５〜Ｇ８サイズといった大型基板にも対応可能である。 A first atomizer 41, a second atomizer 42, and a third atomizer 43 are installed in the pipe for supplying the raw material gas to the injector 22. The atomizers 41 to 43 are vaporizers for gasifying a liquid film forming material, and can vaporize a film forming material necessary for film formation at a large flow rate. Liquid flow controllers 51 to 53 and three on-off valves are installed between the atomizers 41 to 43 and the film-forming material supply source, and gasification is performed only when necessary by turning on and off each on-off valve. Since the material can be supplied, the material cost can be reduced. Conventional vaporizers have a material supply capacity of about 0.5 to 5 g / min. However, according to the atomizers 41 to 43 of the present invention, large quantities of 30 g / min or more can be supplied. It is possible to deal with such large substrates.
図３は、アトマイザー４１〜４３を構成する熱交換器４０の構成を説明する側方概略断面図である。
この熱交換器４０は、円筒状の熱交換チャンバー部８１と、スプレーノズル８２と、熱交換チャンバー部８１の下端に設けられたオリフィス８３とを主要な構成要素とする。
スプレーノズル８２は二流体ノズルであって、ガス供給装置９０と連通するガス供給管９１からは窒素ガス等の加圧ガスが、液体貯留部（図示せず）と連通する液体供給管９２からは加圧された液体が供給される。この液体はスプレーノズルを通過する際に気化ないし霧化されて噴射され、オリフィス８３の効果により熱交換チャンバー８４で対流する。熱交換チャンバー８４の内壁は、ジグザグ構造の伝熱内壁８５により構成されている。このジグザグ構造は、熱交換チャンバー８４の内側面の全面積の半分以上を占める部分に設けることが好ましく、より好ましくは内側面の全面積の２／３以上を占める部分に設ける。伝熱内壁８５は、単一の材料で作製される場合もあれば、チャンバー側が腐食性に優れた第一の材質からなり、熱源８６と接触する側が第一の材質よりも熱伝導率の良い第二の材質により構成される場合もある。
FIG. 3 is a side schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the heat exchanger 40 that constitutes the atomizers 41 to 43.
The heat exchanger 40 includes a cylindrical heat exchange chamber portion 81, a spray nozzle 82, and an orifice 83 provided at the lower end of the heat exchange chamber portion 81 as main components.
The spray nozzle 82 is a two-fluid nozzle, from which a pressurized gas such as nitrogen gas is communicated from a gas supply pipe 91 communicating with the gas supply device 90, and from a liquid supply pipe 92 communicating with a liquid reservoir (not shown). Pressurized liquid is supplied. This liquid is vaporized or atomized and sprayed when passing through the spray nozzle, and is convected in the heat exchange chamber 84 by the effect of the orifice 83. The inner wall of the heat exchange chamber 84 is constituted by a heat transfer inner wall 85 having a zigzag structure. This zigzag structure is preferably provided in a portion occupying half or more of the total area of the inner surface of the heat exchange chamber 84, and more preferably provided in a portion occupying 2/3 or more of the total area of the inner surface. The heat transfer inner wall 85 may be made of a single material, or the chamber side is made of a first material with excellent corrosiveness, and the side in contact with the heat source 86 has better thermal conductivity than the first material. In some cases, the second material is used.
伝熱内壁８５は熱源８６により覆われており、熱交換チャンバー内で気化ないし霧化された液体は対流しながら熱交換を行う。熱源８６は、伝熱内壁８５を覆うヒーターまたはクーラーであり、例えば、電熱線、ペルチェにより構成した板状熱源を湾曲させて使用すること、対流用空間を有する筒状部材にらせん状の流路を形成し、熱交換用の気体または液体を流す構造とすること、熱交換用の気体または液体を流す管を前記筒状部材にらせん状に巻く構造とすることが開示される。熱源８６の鉛直方向の長さは、熱交換チャンバー８４の全体またはほぼ全体を覆う長さとすることが好ましい。熱源８６の外側面は、断熱材８７により覆われており、外気温の影響を受けないようになっている。
スプレーノズル８２およびオリフィス８３は、熱交換チャンバー部８１の鉛直方向の中心で対向するように設けられている。スプレーノズル８２は、例えば金属またはテフロン（登録商標）からなる流量が数十ｇ／分のものを使用する。オリフィス８３は、例えばφ１０ｍｍ前後のものを使用する。
The heat transfer inner wall 85 is covered by a heat source 86, and the liquid vaporized or atomized in the heat exchange chamber exchanges heat while convection. The heat source 86 is a heater or a cooler that covers the heat transfer inner wall 85, for example, a curved plate-like heat source configured by a heating wire or Peltier, and a spiral flow path in a cylindrical member having a convection space. And a structure in which a gas or liquid for heat exchange flows and a tube in which a gas or liquid for heat exchange flows are spirally wound around the cylindrical member. The length of the heat source 86 in the vertical direction is preferably a length that covers the entire heat exchange chamber 84 or substantially the entire length. The outer surface of the heat source 86 is covered with a heat insulating material 87 so that it is not affected by the outside air temperature.
The spray nozzle 82 and the orifice 83 are provided so as to face each other at the center in the vertical direction of the heat exchange chamber portion 81. The spray nozzle 82 is made of, for example, metal or Teflon (registered trademark) having a flow rate of several tens of g / min. For example, an orifice 83 having a diameter of about 10 mm is used.
図３に示す熱交換器４０を使用して、液体の気化性能を検証した。検証に使用した熱交換器４０の伝熱内壁８５はステンレス鋼により構成されている。対比例１は、伝熱内壁８５が内壁面にジグザグ構造を有しない点を除き、図３に示す熱交換器４０と同じ構成である。気化性能試験は、図４に示すように、スプレーノズル８２に加圧された窒素ガスおよび水を供給し、熱交換チャンバー８４内に噴霧し、オリフィス８３と連通する出口管８８からガラス板へ流体を噴射し、ガラス面を目視判定した。判定基準は次のとおりである。 The vaporization performance of the liquid was verified using the heat exchanger 40 shown in FIG. The heat transfer inner wall 85 of the heat exchanger 40 used for verification is made of stainless steel. Comparative Example 1 has the same configuration as the heat exchanger 40 shown in FIG. 3 except that the heat transfer inner wall 85 does not have a zigzag structure on the inner wall surface. In the vaporization performance test, as shown in FIG. 4, pressurized nitrogen gas and water are supplied to the spray nozzle 82, sprayed into the heat exchange chamber 84, and fluid from the outlet pipe 88 communicating with the orifice 83 to the glass plate. The glass surface was visually judged. Judgment criteria are as follows.
［判定基準］
○＝吐出口には蒸気が見えない。ガラス面は曇る。
△＝吐出口に蒸気が確認される。ガラス面が結露する。
×＝吐出口に液滴が確認される。
[Criteria]
○ = Steam is not visible at the discharge port. The glass surface is cloudy.
Δ = Steam is confirmed at the discharge port. Condensation on the glass surface.
X = Liquid droplets are observed at the discharge port.
気化性能試験を、下記表１に示す検証条件Ａ〜Ｃにより行ったところ、下記表２に示す結果が得られた。 When the vaporization performance test was performed under the verification conditions A to C shown in Table 1 below, the results shown in Table 2 below were obtained.
［表１］
[Table 1]
［表２］
[Table 2]
以上の検証結果から、チャンバー内壁面にジグザグ構造を有する第１実施形態例の熱交換器４０が、高い気化性能を有することが確認された。 From the above verification results, it was confirmed that the heat exchanger 40 of the first embodiment having a zigzag structure on the inner wall surface of the chamber has high vaporization performance.
熱交換器４０が高い気化性能を有するのは、（１）衝突方式、（２）気中接触方式、（３）物理接触方式の３つの方式を利用するからである。
（１）衝突方式は、スプレーノズル８２に導入されたａ℃の流体がスプレーノズル８２から熱交換チャンバー８４内に噴射され、熱交換チャンバー８４の内壁に衝突し、熱交換されることをいう。（２）気中接触方式は、スプレーノズル８２から噴射されたばかりで所望のｂ℃に到達していない流体が、所望の温度ｂ℃付近に到達した気体（霧を含む）と気中接触により熱交換を行うことをいう。ここでは、熱交換チャンバー８４はオリフィス開口が設けられた閉空間であり、オリフィス８３の作用により熱交換チャンバー８４内には旋回流が発生し、高効率で熱交換が行われる（スワール効果）。（３）物理接触方式は、熱交換チャンバー８４内を旋回する流体が、熱交換チャンバー８４の内壁と物理接触をすることにより、熱交換が行われることをいう。
（１）→（２）→（３）の過程を経て所望の温度ｂ℃に到達した流体が、オリフィス８３を有する出口管の吐出口から流出されることとなる。
The reason why the heat exchanger 40 has high vaporization performance is that it uses three methods: (1) collision method, (2) air contact method, and (3) physical contact method.
(1) The collision method means that the fluid of a ° C. introduced into the spray nozzle 82 is jetted from the spray nozzle 82 into the heat exchange chamber 84, collides with the inner wall of the heat exchange chamber 84, and heat is exchanged. (2) In the air contact method, fluid that has just been sprayed from the spray nozzle 82 and has not reached the desired b ° C. is heated by contact with the gas (including mist) that has reached the desired temperature near b ° C. To exchange. Here, the heat exchange chamber 84 is a closed space provided with an orifice opening, and a swirling flow is generated in the heat exchange chamber 84 by the action of the orifice 83, and heat exchange is performed with high efficiency (swirl effect). (3) The physical contact method means that heat exchange is performed when a fluid swirling in the heat exchange chamber 84 makes physical contact with the inner wall of the heat exchange chamber 84.
The fluid that has reached the desired temperature b ° C. through the process of (1) → (2) → (3) flows out from the outlet of the outlet pipe having the orifice 83.
熱交換器４０におけるオリフィス絞り径と流量の関係について説明する。
熱交換器４０では、オリフィス８３で熱交換チャンバー８４の出口を絞ることで、熱交換チャンバー８４内の内圧を高めている。ここで、オリフィス８３で熱交換チャンバー８４の出口を絞ることは内圧を高めることにつながり、液体を霧化ないし気化させるためには不利であるが、他方で対流が生じることにより加熱効率は高まる。熱交換器４０は、加熱効率を高めるためにオリフィス８３で適度に熱交換チャンバー８４の出口を絞り、霧化ないし気化性能低下と加熱効率向上との調和の中に高効率な熱交換を実現するものである。
図５は、オリフィス絞り径とスプレーノズル流量の関係を示すグラフである。内径７７ｍｍの熱交換チャンバー８４において、水を気化させる際に好ましいと考えられるチャンバー内圧と大気圧との差圧約０．２ａｔｍ（＝２００００Ｐａ）を実現するスプレーノズル流量とオリフィス絞り径の関係を測定したものである。図５から、差圧約０．２ａｔｍを実現するのにふさわしい流量は、絞り径の２乗と実質的に正比例することが確認された。このスプレーノズル流量とオリフィス絞り径の関係は、チャンバー内径や差圧が変化しても変わらないものと推察される。
The relationship between the orifice throttle diameter and the flow rate in the heat exchanger 40 will be described.
In the heat exchanger 40, the internal pressure in the heat exchange chamber 84 is increased by restricting the outlet of the heat exchange chamber 84 with the orifice 83. Here, constricting the outlet of the heat exchange chamber 84 with the orifice 83 leads to an increase in internal pressure, which is disadvantageous for atomizing or vaporizing the liquid, but on the other hand, convection is generated to increase the heating efficiency. The heat exchanger 40 appropriately restricts the outlet of the heat exchange chamber 84 at the orifice 83 in order to increase the heating efficiency, and realizes high-efficiency heat exchange in harmony with atomization or vaporization performance reduction and heating efficiency improvement. Is.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between orifice orifice diameter and spray nozzle flow rate. In the heat exchange chamber 84 having an inner diameter of 77 mm, the relationship between the flow rate of the spray nozzle and the orifice orifice diameter that achieves a differential pressure of about 0.2 atm (= 20000 Pa) between the chamber internal pressure and the atmospheric pressure, which is considered preferable when water is vaporized, was measured. Is. From FIG. 5, it was confirmed that the flow rate suitable for realizing the differential pressure of about 0.2 atm is substantially directly proportional to the square of the throttle diameter. The relationship between the spray nozzle flow rate and the orifice throttle diameter is presumed not to change even when the chamber inner diameter or the differential pressure changes.
以上に説明した第１実施形態例の連続リターン式成膜装置は、成膜工程を全長の短い製造ラインにより実施することが可能である。
また、復帰時間が短いので、同種のラインを複数設けることで生産量の調節を容易に行うことができる。また、復帰時間が短いこと、高効率のアトマイザーを備えることから、電気使用量の削減が期待できる。
本成膜装置は、省スペース且つ復帰時間が短いので、中量・少量生産ラインに好適であり、特にＧ５〜Ｇ８サイズといった大型基板に好適である。
In the continuous return film forming apparatus of the first embodiment described above, the film forming process can be performed by a production line having a short total length.
Moreover, since the return time is short, the production amount can be easily adjusted by providing a plurality of the same type of lines. Moreover, since the return time is short and a high-efficiency atomizer is provided, a reduction in the amount of electricity used can be expected.
Since this film forming apparatus saves space and has a short recovery time, it is suitable for medium and small production lines, and particularly suitable for large substrates such as G5 to G8 sizes.
《第２実施形態例》
図６は、本発明の第２実施形態例に係る連続リターン式成膜装置１の構成図である。この成膜装置１は、ガラス基板２を搬送するコンベア装置１０と、常圧熱ＣＶＤ方式でＳｉＯ２膜を成膜する成膜ユニット３０と、常圧熱ＣＶＤ方式でＳｎＯ２膜を成膜する成膜ユニット２０と、成膜工程前のガラス基板２を予熱する加熱ユニット１１と、成膜工程を終えたガラス基板２を冷却する冷却ユニット１２と、成膜ユニット２０および３０間の搬送路を連絡する保温ユニット１３とを備えている。以下では、第１実施形態例と同じ構成の部分については説明を割愛し、相違する構成の部分を中心に説明する。
<< Second Embodiment >>
FIG. 6 is a configuration diagram of the continuous return film forming apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. The film forming apparatus 1 includes a conveyor device 10 for transporting a glass substrate 2, a film forming unit 30 for forming a SiO 2 film by an atmospheric pressure thermal CVD method, and an SnO 2 film by an atmospheric pressure CVD method. A film forming unit 20, a heating unit 11 for preheating the glass substrate 2 before the film forming step, a cooling unit 12 for cooling the glass substrate 2 after the film forming step, and a transport path between the film forming units 20 and 30 are provided. And a heat retaining unit 13 for communication. In the following, description of parts having the same configuration as in the first embodiment will be omitted, and description will be made focusing on parts having different structures.
コンベア装置１０は、ガラス基板２が載置されるメッシュベルトと、メッシュベルトに巻回された一群の駆動モータを備えており、ガラス基板２を加熱ユニット１１→成膜ユニット３０→保温ユニット１３→成膜ユニット２０→冷却ユニット１２の順に搬送する。本実施形態例のコンベア装置１０も一群のインバータモータを備えており、ガラス基板２を所望の位置で停止させ、或いは、所望の範囲内で一定速度で往復動作させる。図６の構成において、ガラス基板２の大きさが例えばＧ５サイズ（１１００ｍｍ×１４００ｍｍ）である場合、コンベア装置１０の長さは例えば９メートル程度である。 The conveyor device 10 includes a mesh belt on which the glass substrate 2 is placed, and a group of drive motors wound around the mesh belt. The glass substrate 2 is heated by the heating unit 11 → the film forming unit 30 → the heat retaining unit 13 → The film forming unit 20 is transferred in the order of the cooling unit 12. The conveyor apparatus 10 of the present embodiment also includes a group of inverter motors, and stops the glass substrate 2 at a desired position or reciprocates at a constant speed within a desired range. In the configuration of FIG. 6, when the size of the glass substrate 2 is, for example, G5 size (1100 mm × 1400 mm), the length of the conveyor device 10 is, for example, about 9 meters.
加熱ユニット１１は、第１実施形態例と同じシャワーヘッド７０を備えており、シャワーヘッド７０の下方にあるガラス基板２に加熱された不活性ガスを噴射して加熱する。
冷却ユニット１２も、第１実施形態例と同じシャワーヘッド７０を備えており、シャワーヘッド７０の下方にあるガラス基板２に冷たい不活性ガスを噴射して冷却する。
保温ユニット１３は、加熱ユニット１１と同じシャワーヘッド７０を備えており、シャワーヘッド７０の下方を通過または停止（待機）するガラス基板２に加熱された不活性ガスを噴射して保温する。成膜ユニット２０の原料ガスと成膜ユニット３０の原料ガスとが混じることが無いように、保温ユニット１３の出入り口に不活性ガスのカーテンを設けるか、機械式シャッターを設けることが好ましい。
加熱ユニット１１、冷却ユニット１２および保温ユニット１３により実現される温度勾配は、図６の下図に示すとおりである。
The heating unit 11 includes the same shower head 70 as in the first embodiment, and heats the heated inert gas on the glass substrate 2 below the shower head 70 to heat it.
The cooling unit 12 also includes the same shower head 70 as in the first embodiment, and cools the glass substrate 2 below the shower head 70 by injecting a cold inert gas.
The heat retaining unit 13 includes the same shower head 70 as the heating unit 11, and insulates the heated inert gas onto the glass substrate 2 that passes or stops (standby) below the shower head 70 to retain the temperature. It is preferable to provide an inert gas curtain or a mechanical shutter at the entrance / exit of the heat retaining unit 13 so that the raw material gas of the film forming unit 20 and the raw material gas of the film forming unit 30 are not mixed.
The temperature gradient realized by the heating unit 11, the cooling unit 12, and the heat retaining unit 13 is as shown in the lower diagram of FIG.
成膜ユニット２０は、第１実施形態例と同じ構成のものであり、ＳｉＯ２膜が形成されたガラス基板２上にＳｎＯ２膜を形成する。
成膜ユニット３０は、成膜室３１と、インジェクタ３２を備えており、基本的構成は成膜ユニット２０と同一である。
成膜室３１の上方および下方にはパネルヒーターが配置されており、成膜室内の温度は成膜ユニット２０の成膜室２１と同じ温度に維持されている。
インジェクタ３２には、原料ガスであるシランガス（ＳｉＨ４）と酸素ガスおよび窒素ガスを供給する配管が接続されている。ガラス基板２がインジェクタ３２の下方を往復移動するとき、原料ガスと基板表面で化学反応が起きてガラス基板上にＳｉＯ２膜が形成される。インジェクタ３２と成膜材料供給源の間には、気体流量制御器６１〜６３および開閉バルブが設置されており、開閉バルブのＯＮ・ＯＦＦにより必要なときだけガス化した成膜材料を供給することができる。アトマイザー４１〜４３と、液体流量制御器５１〜５３は、第１実施形態例と同じものである。
The film forming unit 20 has the same configuration as that of the first embodiment, and forms a SnO 2 film on the glass substrate 2 on which the SiO 2 film is formed.
The film forming unit 30 includes a film forming chamber 31 and an injector 32, and the basic configuration is the same as that of the film forming unit 20.
Panel heaters are disposed above and below the film formation chamber 31, and the temperature in the film formation chamber is maintained at the same temperature as the film formation chamber 21 of the film formation unit 20.
The injector 32 is connected to piping for supplying silane gas (SiH 4 ), which is a raw material gas, oxygen gas, and nitrogen gas. When the glass substrate 2 reciprocates below the injector 32, a chemical reaction occurs between the source gas and the substrate surface, and an SiO 2 film is formed on the glass substrate. Gas flow controllers 61 to 63 and an opening / closing valve are installed between the injector 32 and the film forming material supply source, and the gasified film forming material is supplied only when necessary by turning on / off the opening / closing valve. Can do. The atomizers 41 to 43 and the liquid flow controllers 51 to 53 are the same as those in the first embodiment.
以上に説明した第２実施形態例の連続リターン式成膜装置によれば、複数種類の材料を用いた成膜工程を全長の短い製造ラインにより実施することが可能である。 According to the continuous return type film forming apparatus of the second embodiment described above, the film forming process using a plurality of types of materials can be performed by a production line having a short overall length.
《第３実施形態例》
図７は、本発明の第３実施形態例に係る連続リターン式成膜装置１の構成図である。この成膜装置１は、ガラス基板２を搬送するコンベア装置１０と、常圧熱ＣＶＤ方式でＳｉＯ２膜を成膜する成膜ユニット３０と、常圧熱ＣＶＤ方式でＳｎＯ２膜を成膜する成膜ユニット２０と、成膜工程前のガラス基板２を予熱する加熱ユニット１１と、成膜工程を終えたガラス基板２を冷却する冷却ユニット１２と、成膜ユニット２０および３０との間を隔てる隔壁１７とを備えている。以下では、第２実施形態例と同じ構成の部分については説明を割愛し、相違する構成の部分を中心に説明する。
<< Third Embodiment >>
FIG. 7 is a configuration diagram of the continuous return film forming apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention. The film forming apparatus 1 includes a conveyor device 10 for transporting a glass substrate 2, a film forming unit 30 for forming a SiO 2 film by an atmospheric pressure thermal CVD method, and an SnO 2 film by an atmospheric pressure CVD method. The film forming unit 20, the heating unit 11 for preheating the glass substrate 2 before the film forming process, the cooling unit 12 for cooling the glass substrate 2 after the film forming process, and the film forming units 20 and 30 are separated. And a partition wall 17. In the following, description of parts having the same configuration as in the second embodiment will be omitted, and description will be made focusing on parts having different structures.
本実施形態例に係る連続リターン式成膜装置１は、保温ユニット１３の代わりに隔壁１７を備える点で第２実施形態例の成膜装置と相違する。コンベア装置１０、成膜ユニット２０、成膜ユニット３０、加熱ユニット１１および冷却ユニット１２は、第２実施形態例の成膜装置と同じ構成である。アトマイザー４１〜４３および流量制御器５１〜５３、６１〜６３も、第２実施形態例と同じものである。 The continuous return film forming apparatus 1 according to this embodiment is different from the film forming apparatus according to the second embodiment in that a partition wall 17 is provided instead of the heat retaining unit 13. The conveyor device 10, the film forming unit 20, the film forming unit 30, the heating unit 11, and the cooling unit 12 have the same configuration as the film forming device of the second embodiment. The atomizers 41 to 43 and the flow rate controllers 51 to 53 and 61 to 63 are also the same as those in the second embodiment.
隔壁１７は、成膜ユニット２０と成膜ユニット３０の原料ガスが混じるのを防ぐための壁である。隔壁１７は、搬送方向に連続するガスノズル１８，１９に挟まれている。ガスノズル１８，１９からは、不活性ガスが成膜室２１，３１の幅方向にわたって下方に噴出され、ガスカーテンを形成しており、隔壁１７の下部に設けられた開口を原料ガスが通過するのを防いでいる。さらに、機械式シャッターを設け、ガラス基板２が各成膜室内を往復移動している間は、各成膜室を物理的に遮断するようにしてもよい。 The partition wall 17 is a wall for preventing the raw material gases of the film forming unit 20 and the film forming unit 30 from being mixed. The partition wall 17 is sandwiched between gas nozzles 18 and 19 that are continuous in the transport direction. From the gas nozzles 18 and 19, an inert gas is jetted downward in the width direction of the film forming chambers 21 and 31 to form a gas curtain, and the source gas passes through the opening provided at the lower part of the partition wall 17. Is preventing. Further, a mechanical shutter may be provided, and each film forming chamber may be physically blocked while the glass substrate 2 is reciprocatingly moved in each film forming chamber.
図７の構成において、ガラス基板２の大きさが例えばＧ５サイズ（１１００ｍｍ×１４００ｍｍ）である場合、コンベア装置１０の長さは例えば６．５メートル程度である。 In the configuration of FIG. 7, when the size of the glass substrate 2 is, for example, G5 size (1100 mm × 1400 mm), the length of the conveyor device 10 is, for example, about 6.5 meters.
本実施形態例に係る連続リターン式成膜装置１は、例えば、下記の膜を成膜することができる。
［１］ＳnＯ２＝Ｓｉｃｌ４（四塩化スズを含んだ導電性酸化膜）
［２］ＳｉＯ２＝Ｓｉｈ４（モノシランを含んだ窒化膜）
［３］ＰＳＧ＝Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ（リンを含んだ
シリコン酸化膜）
［４］ＢＳＧ＝Ｂｏｒｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ（ボロン（ホウ素）を
含んだシリコン酸化膜）
［５］ＢＰＳＧ＝Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ（
ボロン（ホウ素）とリンを含んだシリコン酸化膜）
For example, the continuous return film forming apparatus 1 according to this embodiment can form the following films.
[1] SnO 2 = Sicl 4 (conductive oxide film containing tin tetrachloride)
[2] SiO 2 = Sih 4 (nitride film containing monosilane)
[3] PSG = Phospho-Silicate Glass (silicon oxide film containing phosphorus)
[4] BSG = Boro-Silicate Glass (silicon oxide film containing boron)
[5] BPSG = Boro-Phospho-Silicate Glass (
Silicon oxide film containing boron and phosphorus)
以上に説明した第３実施形態例の連続リターン式成膜装置によれば、複数種類の材料を用いた成膜工程を第２実施形態例より全長の短い製造ラインにより実施することが可能である。 According to the continuous return type film forming apparatus of the third embodiment described above, the film forming process using a plurality of kinds of materials can be carried out by a production line having a shorter overall length than the second embodiment. .
以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明の技術的思想は何ら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the details of the present invention will be described by way of examples. However, the technical idea of the present invention is not limited to the examples.
図８は、実施例１に係る連続リターン式成膜装置１の構成図である。
この成膜装置１は、常圧熱ＣＶＤ方式の成膜ユニット２０を備えており、成膜ユニット２０の成膜室２１内に加熱ユニット１１および冷却ユニット１２が配置されている。
成膜ユニット２０の成膜室２１内の設定温度曲線は、図９の上図に示すとおりである。インジェクタ２１が設置された中心部の温度は５５０℃に設定されており、加熱ユニット１１および冷却ユニット１２に近く付くほど温度が低下する。
図１０に示すように、成膜室２１内の上方には上部パネルヒータ２３が配置され、下方には下部パネルヒータ２４が設置されている。同図に示す成膜室２１の幅は、例えば５００ｍｍである。
FIG. 8 is a configuration diagram of the continuous return film forming apparatus 1 according to the first embodiment.
The film forming apparatus 1 includes an atmospheric pressure CVD type film forming unit 20, and a heating unit 11 and a cooling unit 12 are disposed in a film forming chamber 21 of the film forming unit 20.
The set temperature curve in the film forming chamber 21 of the film forming unit 20 is as shown in the upper diagram of FIG. The temperature of the central part where the injector 21 is installed is set to 550 ° C., and the temperature decreases as the temperature approaches the heating unit 11 and the cooling unit 12.
As shown in FIG. 10, an upper panel heater 23 is disposed above the film forming chamber 21, and a lower panel heater 24 is disposed below. The width of the film forming chamber 21 shown in the figure is, for example, 500 mm.
メッシュベルト１６に載置されたガラス基板２は、正転および逆転の搬送速度を同一に制御することができるインバータモータ１４，１５により、加熱ユニット１１および冷却ユニット１２の下で一定時間停止され、或いは、インジェクタ２１の下で一定速度で往復移動される。メッシュベルト１６の搬送スピードは、例えば５００〜１０００ｍｍ／分である。
インジェクタ２２からは、原料ガスである四塩化スズ（ＳｎＣｌ４）、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）および純水（Ｈ２Ｏ）が噴出され、原料ガスと基板表面で化学反応が起きてガラス基板上にＳｎＯ２膜が形成される。例えば、１．０ｍ／分の搬送速度でガラス基板２を１往復させた場合には膜厚４５０ｎｍのＳｎＯ２膜が成膜でき、２往復させた場合には膜厚９００ｎｍのＳｎＯ２膜が成膜できる。
ガラス基板２を往復搬送するにあたっては、行きと帰りで搬送速度を変えてもよい。搬送速度により形成する膜厚を調節できるので、搬送速度を行きと帰りで変えることにより、従来の搬送速度が一定の成膜装置と比べ膜厚の調節を柔軟に行うことが可能である。
The glass substrate 2 placed on the mesh belt 16 is stopped for a predetermined time under the heating unit 11 and the cooling unit 12 by inverter motors 14 and 15 that can control the forward and reverse transport speeds to be the same. Alternatively, it is reciprocated at a constant speed under the injector 21. The conveyance speed of the mesh belt 16 is, for example, 500 to 1000 mm / min.
From the injector 22, tin tetrachloride (SnCl 4 ), methanol (CH 3 OH), and pure water (H 2 O), which are raw material gases, are jetted out, and a chemical reaction occurs between the raw material gas and the substrate surface to cause a reaction on the glass substrate. A SnO 2 film is formed. For example, 1.0 m / minute glass substrate 2 at a conveying speed of the Can deposition SnO 2 film having a thickness of 450nm in case of by one reciprocation, SnO 2 film thickness 900nm when obtained by two round trips MakugaNaru I can make a film.
When the glass substrate 2 is reciprocally conveyed, the conveyance speed may be changed between going and returning. Since the film thickness to be formed can be adjusted by the transfer speed, the film thickness can be adjusted flexibly as compared with a conventional film forming apparatus having a constant transfer speed by changing the transfer speed on the way and back.
加熱ユニット１１は、図２に示すシャワーヘッド７０を備えており、シャワーヘッド７０の下方にあるガラス基板２に加熱された窒素ガスを噴射して加熱する。
冷却ユニット１２も、図２に示すシャワーヘッド７０を備えており、シャワーヘッド７０の下方にあるガラス基板２に冷たい窒素ガスを噴射して冷却する。
The heating unit 11 includes the shower head 70 shown in FIG. 2, and heats the glass substrate 2 below the shower head 70 by injecting heated nitrogen gas.
The cooling unit 12 also includes the shower head 70 shown in FIG. 2, and cools the glass substrate 2 below the shower head 70 by injecting cold nitrogen gas.
図１１（ａ）はガラス昇温の実験結果を示すグラフである。この実験は、２７℃から２５０℃までの到達時間を測定したものである。（１）のグラフは、シャワーヘッド７０によるガス加熱とパネルヒーターを併用した場合であり、シャワーヘッドの設定温度は３５０℃で流量は３０Ｌ／分であり、パネルヒーターの設定温度は４５０℃である。（２）のグラフは、パネルヒーターのみを使用した場合であり、設定温度は４５０℃である。実験の結果、（１）では約１６分で目標温度に到達し、（２）では約３４分で目標温度に到達した。 Fig.11 (a) is a graph which shows the experimental result of glass temperature rising. In this experiment, the arrival time from 27 ° C. to 250 ° C. was measured. The graph of (1) is a case where the gas heating by the shower head 70 and the panel heater are used together, the shower head set temperature is 350 ° C., the flow rate is 30 L / min, and the panel heater set temperature is 450 ° C. . The graph of (2) is the case where only the panel heater is used, and the set temperature is 450 ° C. As a result of the experiment, the target temperature was reached in about 16 minutes in (1), and the target temperature was reached in about 34 minutes in (2).
図１１（ｂ）はガラス降温の実験結果を示すグラフである。この実験は、２５０℃から６０℃までの到達時間を測定したものである。（１）のグラフは、シャワーヘッド７０によるガス冷却をした場合であり、常温エアーの流量は２００Ｌ／分である。（２）のグラフは自然冷却した場合である。実験の結果、（１）では約１２分で目標温度に到達し、（２）では約３６分で目標温度に到達した。
以上の結果から、シャワーヘッド７０による高速加熱効果および高速冷却効果が確認された。
FIG.11 (b) is a graph which shows the experimental result of glass temperature fall. In this experiment, the arrival time from 250 ° C. to 60 ° C. was measured. The graph of (1) is a case where gas is cooled by the shower head 70, and the flow rate of the room temperature air is 200 L / min. The graph of (2) is when natural cooling is performed. As a result of the experiment, the target temperature was reached in about 12 minutes in (1), and the target temperature was reached in about 36 minutes in (2).
From the above result, the high-speed heating effect and the high-speed cooling effect by the shower head 70 were confirmed.
搬入部１０１および搬出部１０３の長さは例えば１２００ｍｍであり、成膜部１０２の長さは例えば２５００ｍｍである。
以上に説明した実施例の連続リターン式成膜装置１は、成膜工程を全長の短い製造ラインにより実施することが可能である。
The length of the carry-in unit 101 and the carry-out unit 103 is, for example, 1200 mm, and the length of the film forming unit 102 is, for example, 2500 mm.
The continuous return type film forming apparatus 1 of the embodiment described above can perform the film forming process by a production line having a short overall length.
本発明は、熱ＣＶＤ法により、例えば揮発性の金属ハロゲン化物や金属の有機化合物などの高温での気相化学反応（熱分解、水素還元、酸化、置換反応など）によって、基板の上に窒化物、酸化物、炭化物、けい化物、ほう化物、高融点金属、金属、半導体などの薄膜を作成する用途に適用可能である。 The present invention uses a thermal CVD method, for example, nitriding on a substrate by vapor phase chemical reaction (thermal decomposition, hydrogen reduction, oxidation, substitution reaction, etc.) at a high temperature such as volatile metal halides or metal organic compounds. It can be applied to the use for forming thin films of oxides, oxides, carbides, silicides, borides, refractory metals, metals, semiconductors and the like.
１：連続リターン式成膜装置、１０：コンベア装置（搬送装置）、１１：加熱ユニット、１２：冷却ユニット、１３：保温ユニット、１４：インバータモータ、１５：インバータモータ、１６：メッシュベルト、１７：隔壁、１８，１９：ガスノズル、２：ガラス基板、２０：成膜装置、２１：成膜室、２２：インジェクタ、２３：上部パネルヒータ、２４：下部パネルヒータ、３０：成膜装置、３１：成膜室、３２：インジェクタ、４０：熱交換器、４１：第１アトマイザー、４２：第２アトマイザー、４３：第３アトマイザー、５１：第１液体流量制御器、５２：第２液体流量制御器、５３：第３液体流量制御器、６１：第１気体流量制御器、６２：第２気体流量制御器、６３：第３気体流量制御器、７０：ガスシャワーヘッド、７１：伝熱プレート、７２：熱伝導体、７３：ボデー、７４：熱交換流路、７５：噴射口、７６，７７：流入口、７８：屈曲部、８１：熱交換チャンバー部、８２：スプレーノズル、８３：オリフィス、８４：熱交換チャンバー、８５：伝熱内壁、８６：熱源、８７：断熱材、８８：出口管、９０：ガス供給装置、９１：ガス供給管、９２：液体供給管、１０１：搬入部、１０２：成膜部、１０３：搬出部 1: continuous return type film forming apparatus, 10: conveyor apparatus (conveyance apparatus), 11: heating unit, 12: cooling unit, 13: heat retaining unit, 14: inverter motor, 15: inverter motor, 16: mesh belt, 17: Partitions 18, 19: Gas nozzle, 2: Glass substrate, 20: Film forming device, 21: Film forming chamber, 22: Injector, 23: Upper panel heater, 24: Lower panel heater, 30: Film forming device, 31: Formation Membrane chamber, 32: Injector, 40: Heat exchanger, 41: First atomizer, 42: Second atomizer, 43: Third atomizer, 51: First liquid flow controller, 52: Second liquid flow controller, 53 : Third liquid flow controller 61: first gas flow controller 62: second gas flow controller 63: third gas flow controller 70: gas shower head 71: Heat plate, 72: Thermal conductor, 73: Body, 74: Heat exchange flow path, 75: Injection port, 76, 77: Inlet, 78: Bent part, 81: Heat exchange chamber part, 82: Spray nozzle, 83 : Orifice, 84: Heat exchange chamber, 85: Heat transfer inner wall, 86: Heat source, 87: Heat insulating material, 88: Outlet pipe, 90: Gas supply device, 91: Gas supply pipe, 92: Liquid supply pipe, 101: Loading Part: 102: Film forming part, 103: Unloading part
Claims (16)
基板を所定の温度勾配で、反応温度またはそれに近い温度まで加熱する加熱ユニットと、
所定の温度に加熱される成膜室および原料ガスを供給するインジェクタを有し、加熱ユニットを通過した基板表面に膜を形成する成膜ユニットと、
成膜ユニットを通過した基板を冷却する冷却ユニットと、
加熱ユニット、成膜ユニットおよび冷却ユニットの順に基板を搬送する搬送装置とを備え、
前記基板上に所望の厚さの膜が形成されるまで、前記基板と前記インジェクタとを、前進方向および後退方向に一定の速度で相対往復移動させることを特徴とする成膜装置。 A atmospheric pressure CVD film forming apparatus that heats a substrate, reacts a source gas on the surface of the substrate, and forms a predetermined film on the substrate to be processed by CVD,
A heating unit for heating the substrate to a reaction temperature or a temperature close thereto at a predetermined temperature gradient;
A film forming unit that has a film forming chamber heated to a predetermined temperature and an injector that supplies a source gas, and forms a film on the substrate surface that has passed through the heating unit; and
A cooling unit for cooling the substrate that has passed through the deposition unit;
A transport device that transports the substrate in the order of a heating unit, a film forming unit, and a cooling unit;
A film forming apparatus, wherein the substrate and the injector are reciprocally moved at a constant speed in a forward direction and a backward direction until a film having a desired thickness is formed on the substrate.
当該アトマイザーが、熱交換チャンバーと、熱交換チャンバーを加熱する熱源と、流体供給路から供給された加圧流体をチャンバー内に噴霧するノズルと、チャンバー内の流体を排出する出口と連通し、チャンバー内を大気圧と比べ高圧に維持するオリフィスとを備え、成膜材料を気化してなる原料ガスを前記インジェクタに供給することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の成膜装置。 Furthermore, an atomizer communicated with the injector is provided,
The atomizer communicates with a heat exchange chamber, a heat source for heating the heat exchange chamber, a nozzle for spraying pressurized fluid supplied from a fluid supply path into the chamber, and an outlet for discharging the fluid in the chamber. 7. A film forming apparatus according to claim 1, further comprising an orifice that maintains a pressure higher than atmospheric pressure, and supplying a raw material gas obtained by vaporizing a film forming material to the injector. .
基板を所定の温度勾配で、反応温度またはそれに近い温度まで加熱する加熱ユニットと、
所定の温度に加熱される成膜室および原料ガスを供給するインジェクタを有し、加熱ユニットを通過した基板表面に膜を形成する成膜ユニットと、
成膜ユニットを通過した基板を冷却する冷却ユニットと、
加熱ユニット、成膜ユニットおよび冷却ユニットの順に基板を搬送する搬送装置とを提供し、
前記搬送装置により、前記基板と前記インジェクタとを、前進方向および後退方向に一定の速度で相対往復移動させながら、前記インジェクタより原料ガスを供給することにより、前記基板上に所望の厚さの膜が形成することを特徴とする成膜方法。 A method for forming an atmospheric pressure CVD method in which a substrate is heated, a source gas is reacted on the surface of the substrate, and a predetermined film is formed on the substrate to be processed by CVD,
A heating unit for heating the substrate to a reaction temperature or a temperature close thereto at a predetermined temperature gradient;
A film forming unit that has a film forming chamber heated to a predetermined temperature and an injector that supplies a source gas, and forms a film on the substrate surface that has passed through the heating unit; and
A cooling unit for cooling the substrate that has passed through the deposition unit;
A transport unit that transports a substrate in the order of a heating unit, a film forming unit, and a cooling unit;
A film having a desired thickness is formed on the substrate by supplying a source gas from the injector while the substrate and the injector are reciprocally moved at a constant speed in the forward and backward directions by the transfer device. Is formed.
第１の成膜室で前記基板上に第１の膜を形成し、第２の成膜室で前記基板上に第２の膜を形成することを特徴とする請求項１２に記載の成膜方法。 A first film forming chamber in which the film forming unit is heated to a predetermined temperature, a first injector that supplies a source gas to the first film forming chamber, and a second film forming chamber that is heated to a predetermined temperature And a second injector for supplying a source gas different from the first injector to the second film formation chamber,
13. The film formation according to claim 12, wherein a first film is formed on the substrate in a first film formation chamber, and a second film is formed on the substrate in a second film formation chamber. Method.
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|---|---|---|---|---|
| WO2022191277A1 (en) * | 2021-03-12 | 2022-09-15 | 信越化学工業株式会社 | Film formation device, film formation method, gallium oxide film, and laminate |
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