JPH0670231U - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 基板の全幅にわたって均一で安定した膜厚の
薄膜を形成する。 【構成】 ガイド溝４に沿って搬送される基板ａの表面
側に成膜室２が形成され、この成膜室２を通過する基板
ａがヒーター２３で加熱される。導入口２７から成膜室
２内に霧状またはガス状の薄膜の原料が導入されるが、
この導入口２７と基板搬送路上の基板とを遮る障壁２５
が設けられており、導入口２７から導入された原料は、
直接基板ａに当たらず、まず障壁２５に当り、分散され
た後、障壁２５の先端から基板ａ側に流れてその成膜面
に当たる。このため、基板ａの両側部にも充分な原料が
回り込み、中央部から両側部にわたって均一で安定した
膜厚の薄膜が形成できる。薄膜の形成に消費されなかっ
た原料は、排出口２９から成膜室２の外部に排出され
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、加熱した基板の表面に気化或は霧化した原料を当てて、基板上に薄 膜を形成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

太陽電池、液晶表示装置、プラズマ表示装置等に用いられる透明導電膜は、酸 化錫や酸化インジウム錫の薄膜により形成される。この透明導電膜は、例えば、 霧化装置によって生じた原料溶液の霧を、成膜用ノズルから加熱された基板に向 けて放出し、加熱された基板上で反応、成膜させる。この方法で透明導電膜を形 成する場合に用いられている霧化薄膜形成装置の例を、図６に示す。

【０００３】 この装置では、基板搬送路となるガイド溝４が水平に設けられ、薄膜を形成す る基板ａがその両側を前記ガイド溝４に保持された状態で、図において左から右 へと矢印で示す方向に順次押し進めながら搬送される。このガイド溝４による基 板ａの搬送経路の上には、そこを通過する基板ａを加熱するヒーター２３が設け られている。他方、ガイド溝４による基板ａの搬送経路の下に成膜室２が形成さ れており、この成膜室２の底面には、その外部に設けた霧化器２６から成膜室２ 内の基板ａの成膜面（図６において下面）に向けて気体或は霧状の原料を供給す るための原料供給ダクト２０と、成膜室２から原料を排気するための排気ダクト ２２が基板ａの搬送方向に離れて設けられている。

【０００４】 この薄膜形成装置では、ガイド溝４に乗って搬送される基板ａが成膜室２に導 入されると、その上に設けられたヒーター２３で加熱される。この基板ａは、原 料供給ダクト２０の先端の真上に達するまでに成膜に必要な所定の温度にまで加 熱される。そして、原料供給ダクト２０の先端から同基板ａの成膜面に原料が当 てられると、例えば、基板ａの保有する熱により原料が分解し、さらに分解した 原料が空気中の酸素等と反応し、基板ａの成膜面上に酸化物等の薄膜が形成され る。基板ａの表面に薄膜を形成するのに寄与しなかった原料は、排気ダクト２２ から排気される。この排気ダクト２２を通過した基板ａは、その温度が次第に下 げられ、その後薄膜形成装置から基板ａが排出される。 なお、図６の装置では、原料を下側から基板ａの下面吹き当てるものであるが 、霧状或はガス状の原料を基板ａの上側から流して基板ａの上面側に薄膜を形成 する装置も知られている。

【０００５】

【考案が解決しようとしている課題】

前記従来の装置でガラス板等の基板６の表面に透明導電膜を形成した場合、基 板ａの中央部の透明導電膜の膜厚が概ね一定で安定しているのに対し、基板ａの 両側部の透明導電膜の膜厚が不均一で不安定になるという欠点があった。例えば 、第５図のｘ＝０のグラフに示されたように、基板ａの中央部の透明導電膜の膜 厚が厚く、両側部の透明導電膜の膜厚がこれに比べて極端に薄くなる。

【０００６】 これは、原料供給ダクト２０から成膜室２の中に導入された霧状或はガス状の 原料が基板ａの中央付近で多く当り、基板ａの両側部分では充分な原料が当り難 いのが第一の原因である。また、成膜室２の中に導入された後、排気ダクト２２ 側に流れる霧状或はガス状の原料は、成膜室２の側壁の抵抗を受けて、成膜室２ の両側部で霧の流れが不安定になり、例えば単位流路断面積当りの流量が中央部 に比べて少なくなるのが第二の原因である。

【０００７】 このような透明導電膜の膜厚の不均一状態が生じると、基板ａの両側に干渉縞 が現れ、外観上好ましくないばかりでなく、特に膜厚の薄い基板ａの両側部では 、透明導電膜として必要な特性が得られない。このため、使用に際しては、膜厚 の薄い基板ａの両側部分を除去しなければならない。

【０００８】 例えば、基板６の中央部の膜厚に対して±５％の膜厚の違いが生じる両側の部 分を除去して使用した場合、従来の装置でガラス基板上に酸化錫膜を形成したと きに、この基準で除去されるのは、ガイド溝４により保持される基板ａの両側端 の部分を除いた有効成膜幅の約３０％にも及ぶ。従って、実際に使用できるのは 、基板ａの有効成膜幅の約７０％に過ぎず、製品の歩留りが悪いという欠点があ った。 本考案は、前記従来の薄膜形成装置の課題に鑑み、基板の全幅にわたって均一 で安定した膜厚の薄膜を形成することができる薄膜形成装置を提供することを目 的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

すなわち、本考案では、前記の目的を達成するため、薄膜を形成する基板ａを 搬送する基板搬送路と、該基板搬送路に沿って搬送される基板ａの表面側に形成 された成膜室２と、前記基板搬送路に沿って成膜室２を通過する基板ａを加熱す るヒーター２３と、成膜室２内に霧状またはガス状の薄膜の原料を導入する導入 口２７と、成膜室２内から原料を排出する排出口２９とを有する薄膜形成装置に おいて、前記成膜室２の原料の導入口２７側にあって、同導入口２７と基板搬送 路上の基板ａとを遮る障壁２５が設けられていることを特徴とする薄膜形成装置 を提供する。 なおこの場合において、障壁２５は、その先端縁の位置が原料の導入口２７と 排出口２９との間で移動調整可能に取り付けるのがよい。

【００１０】

【作用】

前記本考案の薄膜形成装置では、成膜室２の原料の導入口２７側に、同導入口 ２７と基板搬送路上の基板とを遮る障壁２５が設けられているため、原料供給ダ クト２０から導入口２７を通って成膜室２に導入された原料が直接基板ａに当た らず、まず障壁２５に当り、分散される。その後、障壁２５の先端から基板ａ側 に流れてその成膜面に当たる。このため、基板ａの両側部にも充分な原料が回り 込み、中央部から両側部にわたって均一で安定した膜厚の薄膜が形成できる。

【００１１】 また、障壁２５の先端縁の位置が原料の導入口２７と排出口２９との間で移動 調整可能に障壁２５を取り付けた場合、導入口２７から成膜室に導入された原料 を障壁２５で分散する区間の長さを調整することが可能となる。これにより、基 板ａの成膜面への成膜状態に応じて、原料の分散状態を調整することができ、最 適な障壁２５の配置が可能となる。

【００１２】

【実施例】

次に、図面を参照しながら、本考案の実施例について具体的に説明する。 本考案の第一の実施例による薄膜形成装置を図１〜図３に示す。この装置は、 基本的に前記従来の薄膜形成装置と同じ構成を有している。すなわち、基板搬送 路となるガイド溝４が水平に設けられ、薄膜を形成する基板ａが、その両側をこ のガイド溝４にスライド自在に保持され、図において左から右へと矢印で示す方 向に押し進めながら順次搬送される。このガイド溝４による基板ａの搬送経路の 上側に、そこを通過する基板ａを上から加熱するための互いに独立に制御可能な ３つのヒーター２３が設けられている。

【００１３】 他方、ガイド溝４による基板ａの搬送経路の下側に成膜室２が形成されており 、この成膜室２の下壁部２１には、その外部に設けた霧化器２６から成膜室２内 の基板ａの成膜面に向けて霧状の原料を供給する原料供給ダクト２０が接続され 、その導入口２７が基板ａの下面である成膜面に向けて下壁部２１に開口してい る。この導入口２７から基板ａの搬送方向に離れて、成膜室２から原料を排気す るための排気ダクト２２が成膜室２の下壁部２１に接続され、その排出口２９が 下壁部２１に開口してい。

【００１４】 この図１〜図３に示された薄膜形成装置では、前記導入口２７側に、その導入 口２７と基板ａの下面である成膜面とを遮蔽する邪魔板状の障壁２５が設けられ ている。その障壁２５はグラファイト等からなる板状のものであり、図２に示さ れたように、その幅は成膜室２の全幅にわたっている。また、図１に示されたよ うに、障壁２５の基端側は、成膜室２の一端側に設けられた障壁支持部２８にス ライド自在に支持され、ガイド溝４と平行な方向にスライドできるようになって いる。障壁２５の先端側は自由端となっており、同先端側は通常の場合、導入口 ２７と排出口２９との間に配置される。前記障壁２５のガイド溝４と平行な移動 により、同障壁２５の先端の位置、つまり図３に示すような導入口２７と障壁２ ５の先端の距離ｘが或る程度の範囲で任意に調整できる。

【００１５】 この障壁２５は、通常の場合、その先端縁がガイド溝４に対して直交する直線 となった矩形ものが用いられる。図４は、この障壁２５の先端形状のその他の例 を示しているが、同図（ａ）の例は、中央が先に突出した舌状の障壁２５である 。これは、基板ａの成膜面の中央部よりも両側部から先に原料を基板ａ側に流し て当たるようにすることで、基板ａの成膜面の幅方向の成膜々厚の均一化を図る のに有効である。まれには図４（ｂ）で示すように、中央部が窪んだ同図（ａ） とは逆形状の障壁２５も使用される。

【００１６】 図５のグラフは、図１〜図３に示す装置を使用してガラス板からなる基板ａの 表面に薄膜として酸化錫膜を形成した場合の基板ａの幅方向の位置の平均膜厚を 示すものである。すなわち、原料としては、ＳｎＣｌ₄・５Ｈ₂Ｏの１０％水溶液 を用い、幅２２０ｍｍ（有効成膜幅２００ｍｍ）の基板ａの下２０ｍｍの位置に 前記原料溶液の霧を導入する導入口２７を開口させた。この導入口２７から２０ ｍｍの高さに、成膜室２の幅と同じ幅２００ｍｍであって、長さ４００ｍｍ、厚 さ１ｍｍのグラファイト板からなる障壁２５をガイド溝４と平行に設置した。そ の障壁２５の先端縁は、ガイド溝４と直交する直線である。そして、図３に示す 障壁２５の先端縁の前記導入口２７の縁からの距離ｘを０ｍｍ、４０ｍｍ、８０ ｍｍと各々段階的に変えて成膜した。

【００１７】 この図５に示すグラフから明かな通り、障壁２５を実質的に設けない場合、つ まり図３に示す距離ｘがｘ＝０のとき、基板ａの全体の膜厚は比較的厚いが、そ の中央部と両側部の膜厚の差が大きい。この例では、基板ａの中央部の膜厚に対 して−５％以上の膜厚が得られるのは、基板ａの有効成膜幅の約７０％である。 これに対して、障壁２５を設けた場合、つまり図３に示すｘ＝４０或はｘ＝８０ とした場合、基板ａの全体の膜厚が比較的薄くなるが、その分中央部と両側部の 膜厚の差が小さくなる。この例では、基板ａの中央部の膜厚に対して−５％以上 の膜厚が得られるのは、ｘ＝４０ｍｍの場合に基板ａの有効成膜幅の約８５％で あり、ｘ＝８０ｍｍの場合に基板ａの有効成膜幅の約９０％である。

【００１８】 次に、図７に示した実施例について説明する。この実施例による薄膜形成装置 では、基板搬送路に沿って走行するメッシュベルトコンベア１５に乗って、薄膜 を形成する基板ａが図において左から右へと矢印で示す方向に順次搬送される。 このメッシュベルトコンベア１５により基板ａを搬送する基板搬送路の上、成膜 室２が形成されており、この成膜室２の下には、そこを通過する基板ａを下から 加熱するためのヒーター２３、２３…が設けられている。

【００１９】 さらに、成膜室２の上壁部２４には、その外部に設けた原料供給源（図示せず ）から成膜室２内の基板ａの成膜面に向けて気体或は霧状の原料を供給するため の原料供給ダクト２０が接続され、その導入口２７が基板ａの上面である成膜面 に向けて上壁部２４に開口している。また、この導入口２７から基板ａの搬送方 向に離れて、成膜室２から原料を排気するための排気ダクト２２が成膜室２の上 壁部２４に接続され、その排出口２９が上壁部２４に開口してい。

【００２０】 この図７に示された薄膜形成装置でも、前記導入口２７側に、その導入口２７ と基板ａの上面である成膜面とを遮蔽する邪魔板状の障壁２５が設けられている 。この障壁２５の基端側は、成膜室２の一端側の障壁支持部２８にスライド自在 に支持され、ガイド溝４と平行な方向にスライドできる。障壁２５の先端側は自 由端となっており、導入口２７と排出口２９との間に配置されている。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明した通り、本考案によれば、基板の中央部と両側部との膜厚の差を小 さくし、基板の全幅にわたって均一で安定した膜厚の薄膜を形成することができ るため、基板の有効成膜幅に対して利用可能な膜厚の薄膜を得られる幅に割合を 大きくすることができる。これにより、薄膜形成の歩留りを向上させることが可 能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一の実施例による薄膜形成装置を示
す概略縦断側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】同第一の実施例による薄膜形成装置を示す要部
拡大概略縦断側面図である。

【図４】同実施例による薄膜形成装置に使用される障壁
の先端形状の例を示す平面図である。

【図５】同第一の実施例による薄膜形成装置における基
板の幅方向の平均膜厚を示すグラフである。

【図６】従来例による薄膜形成装置を示す概略縦断側面
図である。

【図７】本考案の第二の実施例による薄膜形成装置を示
す概略縦断側面図である。

【符号の説明】

２ 成膜室 ４ ガイド溝 １５ メッシュベルトコンベア ２３ ヒーター ２５ 障壁 ２７ 原料の導入口 ２９ 原料の排出口 ａ 基板

Claims (2)

【整理番号】 ００４０９４９−０１ 【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄膜を形成する基板（ａ）を搬送する基
   板搬送路と、該基板搬送路に沿って搬送される基板
   （ａ）の表面側に形成された成膜室（２）と、前記基板
   搬送路に沿って成膜室（２）を通過する基板（ａ）を加
   熱するヒーター（２３）と、成膜室（２）内に霧状また
   はガス状の薄膜の原料を導入する導入口（２７）と、成
   膜室（２）内から原料を排出する排出口（２９）とを有
   する薄膜形成装置において、前記成膜室（２）の原料の
   導入口（２７）側にあって、同導入口（２７）と基板搬
   送路上の基板（ａ）とを遮る障壁（２５）が設けられて
   いることを特徴とする薄膜形成装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１において、障壁（２５）の
   先端縁の位置が、原料の導入口（２７）と排出口（２
   ９）との間で移動調整可能であることを特徴とする薄膜
   形成装置。