HK1249768B - 成膜装置 - Google Patents
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Description
技术领域
本发明涉及在基板上成膜出膜的成膜装置。
背景技术
作为在基板上成膜出膜的方法,有化学气相沉积(CVD(Chemical VaporDeposition))法。然而,在化学气相沉积法中,需要进行真空下的成膜的情况变多,有时除了真空泵等之外还需要使用大型的真空容器。并且,在化学气相沉积法中,从成本的观点等出发,存在作为被成膜的基板难以采用大面积的基板这样的问题。对此,能够实现大气压下的成膜处理的雾化法受到关注。
作为与利用雾化法的成膜装置等相关的现有技术,例如存在专利文献1的技术。
在专利文献1的技术中,从在包含喷雾用喷嘴等的喷雾头部的底面设置的原料溶液喷出口及反应材料喷出口,对配置于大气中的基板喷射雾化后的原料溶液及反应材料。通过该喷射,在基板上成膜出规定膜。此外,反应材料指的是有助于与原料溶液之间的反应的材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/038484号
发明内容
发明要解决的课题
如上述那样,使用了以往的成膜装置进行的成膜处理是在获得使雾化后的原料溶液与反应材料反应而得的反应生成物之后在基板上形成规定膜的处理。因此,在以往的成膜装置中存在如下问题点:在成膜中反应生成物附着于喷雾头部的原料溶液喷出口附近及反应材料喷出口附近、上述喷出口产生堵塞。
在本发明中,目的在于提供一种成膜装置,其具有能够解决上述那种问题并能够防止产生堵塞的喷雾头部的构造。
用于解决课题的手段
本发明的成膜装置提供在大气中喷射雾化后的原料溶液,从而对基板成膜出膜,其特征在于,该成膜装置具备:载置部,供上述基板载置;以及喷雾头部,在底面具有原料溶液喷出口、反应材料喷出口及非活性气体喷出口,从上述原料溶液喷出口对载置于上述载置部的上述基板喷射上述原料溶液,从上述反应材料喷出口有助于与上述原料溶液进行反应的反应材料,从上述非活性气体喷出口喷射非活性气体,上述非活性气体喷出口设于上述原料溶液喷出口与上述反应材料喷出口之间。
发明效果
本发明的目的、特征、状况、以及优点通过以下的详细说明与附图而变得更清楚。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的成膜装置的喷雾头部的剖面图。
图2是表示图1的A-A剖面构造的剖面图。
图3是从底面侧观察实施方式1的喷雾头部的俯视图。
图4是表示实施方式1的底板部的外观构造等的说明图。
图5是表示本发明的实施方式2的成膜装置的喷雾头部的剖面图。
图6是表示图5的C-C剖面构造的剖面图。
图7是从底面侧观察实施方式2的喷雾头部的俯视图。
图8是表示实施方式2的底板部的外观构造等的说明图。
具体实施方式
以下,基于表示该实施方式的附图具体地说明本发明。
<实施方式1>
(整体构成)
图1是表示本发明的实施方式1的成膜装置的主要构成部即喷雾头部100及其周边的剖面图。图2是表示图1的A-A剖面构造的剖面图。此外,在图1及图2和之后示出的图3~图8中分别一并标注出XYZ正交坐标轴。
实施方式1的成膜装置是如下装置:利用喷雾头部100向大气中喷射雾化后的原料溶液,从而对基板23成膜出膜。即,成膜装置通过作为大气中的成膜处理的雾化法,在基板23上成膜出所希望的膜。
具体地说,原料溶液收容于未图示的容器,在该容器中,利用超声波振动将原料溶液雾化。然后,将雾化后的原料溶液与载气一同通过未图示的路径向喷雾头部100输送。
在也作为加热器的载置部24上配置有基板23。即,载置部24能够进行基板23的加热。而且,在基板23的上方配置喷雾头部100。
即,基板23的上表面与喷雾头部100的底面以隔开规定距离而对置的方式配置。这里,在成膜处理时,喷雾头部100的底面与基板23的上表面之间的间隔设定为0.1mm~50mm程度。此外,喷雾头部100及基板23在大气压下配置。这里,将在喷雾头部100的底面与基板23的上表面之间形成的空间称为“反应空间”。
喷雾头部100对由载置部24以规定的温度被加热的基板23喷射雾化后的原料溶液。由此,在基板23的上表面成膜出希望的膜。此外,在进行成膜处理时,载置部24沿水平方向(XY平面内被规定的规定方向)移动。或者,喷雾头部100沿上述水平方向移动。
以下,使用附图对喷雾头部100的构成进行说明。
如图1所示,喷雾头部100具有原料溶液喷射用喷嘴部N1、两个反应材料喷射用喷嘴部N2及N3、排气用喷嘴部N4、底板部20。
如图1所示,反应材料喷射用喷嘴部N3、原料溶液喷射用喷嘴部N1、反应材料喷射用喷嘴部N2及排气用喷嘴部N4沿着X方向依次排列而配设。此外,也可以与图1不同地,将反应材料喷射用喷嘴部N2、原料溶液喷射用喷嘴部N1、反应材料喷射用喷嘴部N3及排气用喷嘴部N4沿着X方向依次排列而配设。
另外,原料溶液喷射用喷嘴部N1与反应材料喷射用喷嘴部N2及N3隔着非活性气体喷射部82及83地设置,而反应材料喷射用喷嘴部N2的侧面与排气用喷嘴部N4的侧面之间分离规定的距离。即,原料溶液喷射用喷嘴部N1与反应材料喷射用喷嘴部N2及N3隔着非活性气体喷射部82及83沿X方向(水平方向)无间隙地配设,而排气用喷嘴部N4与其他喷嘴部N1~N3在X方向上分离(隔开空间)地配置。
如上述那样,原料溶液喷射用喷嘴部N1、反应材料喷射用喷嘴部N2及N3和排气用喷嘴部N4沿水平方向(X方向)排列地配置。这里,至少排气用喷嘴部N4位于喷雾头部100的最外侧(图1中是右端(+X方向))。
(原料溶液喷射用喷嘴部N1)
首先,对原料溶液喷射用喷嘴部N1的构成进行说明。
原料溶液喷射用喷嘴部N1是从形成于底面的原料溶液喷出口15喷射雾化后的原料溶液的喷嘴。原料溶液喷射用喷嘴部N1在内部形成有空洞部11(第1空洞部)。另外,在原料溶液喷射用喷嘴部N1的上表面配设有原料溶液供给部1。如上述那样,原料溶液在喷雾头部100的外部被雾化。雾化后的原料溶液与载气一同经过未图示的路径向原料溶液供给部1输送。从原料溶液供给部1获得的雾化后的原料被充满到(被供给到)原料溶液喷射用喷嘴部N1内的空洞部11。
另外,在原料溶液喷射用喷嘴部N1的空洞部11内,在两侧面部配设有多个整流部6(第1整流部)。该整流部6是整流板,能够调整从原料溶液供给部1供给的雾化后的原料溶液在空洞部11内的流动。具体而言,在空洞部11内,从相互对置的两侧面以交替地改变各自的形成高度的方式沿XY平面配设有俯视时呈矩形状的多个整流部6。多个整流部6分别构成为不到达对置的侧面,而是与对置的侧面之间形成间隙。
在多个整流部6的下方设置空洞部11的主要部分。多个整流部6的上方的(空洞部11的)小空间经由由多个整流部6形成的间隙,与空洞部11(的主要部分)连接,空洞部11与后述的原料溶液排出部41连接。
原料溶液排出部41在空洞部11中配设于一侧的侧面部(图1中是左(-X方向)侧的侧面)。另外,原料溶液排出部41配设于从原料溶液喷射用喷嘴部N1(空洞部11)的底面离开的位置。
另一方面,如前述那样,在喷雾头部100的底面、即喷雾头部100的与基板23的上表面对应的面配设有原料溶液喷出口15。这里,从原料溶液喷出口15对基板23的上表面喷出雾化后的原料溶液。
在喷雾头部100内配设有沿Z方向延伸的通路61。而且,原料溶液排出部41经由通路61而与原料溶液喷出口15连接。
图3是从基板23的配设侧(-Z方向侧)观察喷雾头部100的俯视图。即,图3是表示喷雾头部100的底面构造的俯视图。如该图所示,喷雾头部100的底面呈由X方向(第2方向)及Y方向(第1方向)规定的矩形状。
如图3所示,原料溶液喷出口15俯视时呈以长边方向为Y方向(第1方向)的作为细长开口孔的狭缝状。此外,原料溶液喷出口15的开口部的宽度(图3的X方向的尺寸)约为0.1mm~10mm。
在原料溶液喷射用喷嘴部N1中,从原料溶液供给部1向空洞部11内供给雾化后的原料溶液。然后,该原料溶液在由多个整流部6整流并充满多个整流部6的上方的小空间之后,被向空洞部11引导并充满空洞部11中。之后,雾化后的原料溶液从原料溶液排出部41经由通路61被向原料溶液喷出口15引导。然后,雾化后的原料溶液从原料溶液喷出口15C朝向基板23的上表面喷出。
(反应材料喷射用喷嘴部N2及N3)
接下来,对反应材料喷射用喷嘴部N2及N3(第1及第2反应材料喷射用喷嘴部)构成进行说明。此外,反应材料喷射用喷嘴部N2及N3除了喷射的第1及第2反应材料相互独立这一点及形成位置之外,为相同构成,因此以下以反应材料喷射用喷嘴部N2为中心,适当地附带反应材料喷射用喷嘴部N3的说明来进行说明。
此外,在反应材料喷射用喷嘴部N2与反应材料喷射用喷嘴部N3之间,多个整流部7与8、反应材料供给部2与3、空洞部12与13、反应材料排出部42与43、通路62与63、以及反应材料喷出口16与17(第1及第2反应材料喷出口)成为彼此对应的关系。此外,反应材料喷射用喷嘴部N2及N3中使用的第1及第2反应材料也可以相同或者不同。
反应材料喷射用喷嘴部N2是对基板23喷出有助于与原料溶液进行反应的反应材料(例如氧化剂)的喷嘴。在反应材料喷射用喷嘴部N2的内部形成有空洞部12(第2空洞部)。另外,在反应材料喷射用喷嘴部N2的上表面配设有反应材料供给部2。反应材料(第1反应材料)被从反应材料喷射用喷嘴部N2外经由反应材料供给部2向空洞部12内供给。另一方面,在反应材料喷射用喷嘴部N3中,反应材料(第2反应材料)被从反应材料喷射用喷嘴部N3外经由设于上表面的反应材料供给部3向空洞部13内供给。
这里,第1及第2反应材料可以是气体,也可以是液体。在液体的情况下,将利用超声波振动等而雾化后的液体(反应材料)与载气一同经由未图示的路径向反应材料喷射用喷嘴部N2(N3)内输送。从反应材料供给部2(3)获得的第1反应材料(第2反应材料)充满(被供给到)反应材料喷射用喷嘴部N2(N3)内的空洞部12(13)。
另外,在反应材料喷射用喷嘴部N2的空洞部12内配设有多个整流部7(第2整流部)。该整流部7是整流板,能够调整从反应材料供给部2供给的反应材料在主空洞部12内的流动。具体而言,在空洞部12内,从相互对置的两侧面以交替地改变各自的形成高度的方式沿XY平面配设有俯视时呈矩形状的多个整流部7。多个整流部7分别构成为不到达对置的侧面,而是与对置的侧面之间形成间隙。
在反应材料喷射用喷嘴部N2(N3)中,多个整流部7(8)的上方的(空洞部12的)小空间和空洞部12(13)的主要部分经由由多个整流部7(8)形成的间隙而连接。另外,上述小空间与反应材料供给部2(3)连接,空洞部12(13)与后述反应材料排出部42(43)连接。
反应材料排出部42在空洞部12中配设于一侧的侧面部(图1中是左(-X方向)侧的侧面)。另外,反应材料排出部42配设于从反应材料喷射用喷嘴部N2(空洞部12)的底面离开的位置。
另一方面,喷雾头部100在该喷雾头部100的底面、即喷雾头部100的与基板23面对的一侧配设有反应材料喷出口16。这里,从反应材料喷出口16对基板23的上表面喷出反应材料。
在喷雾头部100内沿Z方向配设有通路62(63)。而且,反应材料排出部42(43)经由通路62(63)而与反应材料喷出口16(17)连接。如图3所示,反应材料喷出口16及17俯视时呈以长边方向为Y方向(第1方向)的作为细长开口孔的狭缝状。此外,反应材料喷出口16及17各自的开口部的宽度(图3的X方向的尺寸)约为0.1mm~10mm。
在反应材料喷射用喷嘴部N2(N3)中,反应材料被从反应材料供给部2(3)向空洞部12(13)内供给。然后,该反应材料在由多个整流部7(8)整流并充满多个整流部7(8)上的小空间之后,被向空洞部12(13)的主要部分引导并充满空洞部12(13)中。之后,反应材料被从反应材料排出部42(43)经由通路62(63)向反应材料喷出口16(17)引导。然后,反应材料被从反应材料喷出口16朝向基板23的上表面喷出。
(排气用喷嘴部N4)
接下来,对排气用喷嘴部N4的构成进行说明。
排气用喷嘴部N4是进行排气处理的喷嘴。排气用喷嘴部N4按照原料溶液喷射用喷嘴部N1喷出原料溶液的流量(Q1)与反应材料喷射用喷嘴部N2(N3)喷出反应材料的流量(Q2及Q3)之和以上的流量(Q4)来进行排气处理。即,{排气流量Q4≥原料溶液的喷出流量Q1+反应材料的喷出流量Q2+Q3}。
在排气用喷嘴部N4的内部形成有空洞部14(第3空洞部)。另外,在排气用喷嘴部N4的上表面配设有排气物出口部4。排气物出口部4配设于排气用喷嘴部N4的上表面,具体而言,配设于比后述的排气物导入部44靠上方,从空洞部14向排气用喷嘴部N4外排出排气物。
这里,排气物是来自反应空间的反应残渣等。排气物出口部4经由未图示的路径而与未图示的排气泵连接。即,排气物被经由排气物出口部4及上述路径从排气用喷嘴部N4向上述排气泵吸引。
另外,在排气用喷嘴部N4的空洞部14内配设有多个整流部9(第3整流部)。该整流部9是整流板,能够调整用于从排气物出口部4排出的排气物在主空洞部14内的流动。具体而言,在空洞部14内,从相互对置的两侧面以交替地改变各自的形成高度的方式沿XY平面配设有俯视时呈矩形状的多个整流部9。多个整流部9分别构成为不到达对置的侧面,而是与对置的侧面之间形成间隙。
通过多个整流部9的配设,空洞部14将排气用喷嘴部N4的空洞部14划分为多个小空间。这里,邻接的小空间彼此经由由多个整流部9形成的较小的间隙而连接。多个小空间中包含有位于排气用喷嘴部N4的最上部的(空洞部14的)小空间,多个整流部9的下方成为空洞部14的主要部分。这里,多个整流部9上方的小空间与排气物出口部4连接,空洞部14(的主要部分)与后述的排气物导入部44连接。
排气物导入部44在空洞部14中配设于上述另一侧的侧面部。另外,排气物导入部44配设于排气用喷嘴部N4的从空洞部14的底面离开的位置。
另一方面,喷雾头部100在喷雾头部100的底面、即反应材料喷射用喷嘴部N2的底面配设有排气口18。这里,该排气口18对反应空间进行排气处理。
在喷雾头部100内沿Z方向配设有通路64。而且,排气物导入部44经由通路64而与排气口18连接。如图3所示,排气口18俯视时呈以长边方向为Y方向(第1方向)的作为细长开口孔的狭缝状。此外,排气口18的开口部的宽度(图3的X方向的尺寸)约为0.1mm~10mm。
(非活性气体喷射部)
在实施方式1的喷雾头部100的端部(图1的左(-X方向)侧端部),非活性气体喷射部81配设于框部30或者与框部30邻接的区域。
并且,喷雾头部100的特征在于,除了非活性气体喷射部81之外,还在原料溶液喷射用喷嘴部N1、反应材料喷射用喷嘴部N3之间设有非活性气体喷射部82、在原料溶液喷射用喷嘴部N1、反应材料喷射用喷嘴部N2之间设有非活性气体喷射部83。
非活性气体喷射部81主要由非活性气体供给部51、通路71及非活性气体喷出口191构成,非活性气体喷射部82主要由非活性气体供给部52、通路72及非活性气体喷出口192(第2非活性气体喷出口)构成,非活性气体喷射部83主要由非活性气体供给部53、通路73及非活性气体喷出口193(第1非活性气体喷出口)构成。
如图2所示,在非活性气体喷射部82中,从外部向非活性气体供给部52导入的非活性气体经由通路72,从形成于喷雾头部100(非活性气体喷射部82)的底面的非活性气体喷出口192喷出。非活性气体供给部51及53也与非活性气体供给部52相同,经由通路71及73从形成于喷雾头部100(非活性气体喷射部81及83)的底面的非活性气体喷出口191及193喷出非活性气体。此外,作为非活性气体,可考虑氮、氩等。
非活性气体供给部51~53与非活性气体喷出口191~193连通,而非活性气体供给部51~53各自的开口面积期望设定为非活性气体喷出口191~193各自的开口面积以上。
并且,由非活性气体喷出口191~193喷出非活性气体的流量期望的是设定成由原料溶液喷出口15喷出原料溶液的流量及由反应材料喷出口16及17喷出反应材料的流量各自以下。
此外,非活性气体喷射部82及83除了形成位置及使用的非活性气体之外的整体构成相同。
并且,如图2所示,向设于Y方向两端部的两个非活性气体供给部55导入的非活性气体被分别经由通路75从形成于喷雾头部100的底面的两个非活性气体喷出口195喷出。
这样,非活性气体喷出口195配设于上述框部30或者与框部30邻接的区域。
通过上述构成,从喷雾头部100的外部送来的非活性气体被经由非活性气体喷射部81~83的非活性气体供给部51~53及非活性气体供给部55向喷雾头部100内供给。通路71~73及通路75配设于喷雾头部100内,该供给的非活性气体在通路71~73及通路75内被输送。非活性气体喷出口191~193及非活性气体喷出口195配设于喷雾头部100的底面(与基板23面对的一侧),非活性气体被从非活性气体喷出口191~193及非活性气体喷出口195朝向基板23的上表面喷射。
图4是表示从Y方向观察底板部20的外观构造等的说明图。该图4的(a)是从左侧面(-X方向)观察喷雾头部100的侧视图,图4的(b)是从正面(+Y方向)观察的主视图。此外,图4的(a)的B-B剖面构造成为图1所示的剖面图。
如上述那样,排气用喷嘴部N4与其他喷嘴部N1~N3在X方向上分离地配置。因此,排气用喷嘴部N4与其他喷嘴部N1~N3之间产生井道部58。因而,喷雾头部100具备底板部20。底板部20从基板23配置侧堵塞井道部58(参照图1、图3、图4的(b))。而且,在底板部20的上表面上设有排气用喷嘴部N4。
如图1、图3及图4的(b)所示,在实施方式1的喷雾头部100的底板部20设有非活性气体供给部54(参照图4的(b))、通路74(参照图1、图3)、以及多个非活性气体喷出口194(第3非活性气体喷出口)。
在底板部20,从喷雾头部100的外部送来的非活性气体被经由非活性气体供给部54向底板部20供给。通路74配设于底板部20内,该供给的非活性气体在通路74内被输送。多个非活性气体喷出口194配设于底板部20的底面(面向基板23的一侧),从多个非活性气体喷出口194朝向基板23的上表面喷射非活性气体。
如图3所示,非活性气体喷出口191~194分别俯视时呈以长边方向为Y方向(第1方向)的作为细长开口孔的狭缝状。另一方面,非活性气体喷出口195俯视时呈以长边方向为X方向(第2方向)的作为细长开口孔的狭缝状。此外,非活性气体喷出口191~195各自的开口部的宽度(非活性气体喷出口191~194为图3的X方向的尺寸、非活性气体喷出口195为图3的Y方向侧的尺寸)约为0.1mm~10mm。
因此,非活性气体喷出口192(第2非活性气体喷出口)设于原料溶液喷出口15与反应材料喷出口17(第2反应材料喷出口)之间,非活性气体喷出口193(第1非活性气体喷出口)设于原料溶液喷出口15与反应材料喷出口16(第1反应材料喷出口)之间。即,在实施方式1的喷雾头部100中,其特征在于,非活性气体喷出口193及192设于原料溶液喷出口15与反应材料喷出口16及17之间(即,非活性气体喷出口193设于原料溶液喷出口15与反应材料喷出口16之间,非活性气体喷出口192设于原料溶液喷出口15与反应材料喷出口17之间)。
并且,在图1及图4的(b)所示的实施方式1的底板部20的内部配设有温度调节机构22。温度调节机构22能够在底板部20进行温度的调整。具体而言,通过在构成温度调节机构22的孔部设置制冷剂、加热器来实现。
如图1及图3所示,反应材料喷出口17、原料溶液喷出口15、反应材料喷出口16及排气口18沿X方向依次配置。此外,也可以与图不同,将反应材料喷出口16、原料溶液喷出口15、反应材料喷出口17及排气口18沿X方向依次配置。
如以上的说明那样,在实施方式1的喷雾头部100中,原料溶液喷射用喷嘴部N1的底面、反应材料喷射用喷嘴部N2及N3的底面、和底板部20的底面构成为同一面。因此,原料溶液喷出口15、反应材料喷出口16及17、非活性气体喷出口192~194设于喷雾头部100中的成为同一面的底面。
另外,参照图3,喷雾头部100在面向基板23的一侧(底面)具有喷雾头部100的框部30。框部30是喷雾头部100的底面的边缘附近的部分,并且是以从周围包围喷雾头部100的底面内部侧的方式镶边的部分。而且,根据图1可知,框部30向基板23侧突出。该突出长度例如设定为0.1~10mm。
即,利用框部30来围绕反应空间。但是,框部30的端部与基板23的上表面不接触。
若从喷雾头部100的原料溶液喷出口15和反应材料喷出口16及17向反应空间喷射雾化后的原料溶液和两个反应材料,则原料溶液与两个反应材料在被加热的基板23上发生反应,在基板23的上表面成膜出所希望的膜。此外,反应空间内的反应残渣等通过排气用喷嘴部N4从反应空间排除。
另外,在实施方式1的喷雾头部100中,在原料溶液喷射用喷嘴部N1内及反应材料喷射用喷嘴部N2、N3内也分别与底板部20相同地配设有温度调节机构22。
(效果等)
关于实施方式1的喷雾头部100,非活性气体喷射部83(第1非活性气体喷射部)设于原料溶液喷射用喷嘴部N1与反应材料喷射用喷嘴部N2之间,非活性气体喷射部82(第2非活性气体喷射部)设于原料溶液喷出口15与反应材料喷射用喷嘴部N3之间。
上述构成的实施方式1的喷雾头部100特征在于,通过原料溶液喷射用喷嘴部N1、反应材料喷射用喷嘴部N2及N3及非活性气体喷射部82及83的组合,非活性气体喷出口193及192被设于原料溶液喷出口15与反应材料喷出口16及17之间。
因此,在实施方式1的成膜装置中,利用非活性气体从非活性气体喷出口192及193的喷出,能够减少反应生成物分别向原料溶液喷出口15附近和反应材料喷出口16及17附近的附着。其结果,起到能够可靠地避免原料溶液喷出口15和反应材料喷出口16及17各自的堵塞的效果。
另外,在实施方式1的喷雾头部100的底面形成的喷出口15~17及非活性气体喷出口191~194形成为以第1方向(Y方向)为长边方向的狭缝状。因此,能够均匀地对大面积的基板23将雾化后的原料溶液喷雾。
并且,载置部24或者喷雾头部100能够沿水平方向移动。因此,对于大面积的基板23的整个面也能够进行使用了本实施方式的成膜装置(喷雾头部100)的成膜处理。
例如,通过一边使喷雾头部100沿X方向移动一边利用成膜装置进行成膜处理,能够在基板23的上表面上均匀地喷射雾化后的原料溶液等。
另外,通过以狭缝状形成反应材料喷出口16(17),能够对大面积的基板23的上表面均匀地将反应材料喷雾。
除此作为,通过以狭缝状形成排气口18,能够以更大的范围进行排气处理。另外,能够使原料溶液等朝向排气口18的X方向的流动均匀。
并且,在实施方式1的成膜装置中,将非活性气体供给部51~53各自的开口面积设定为非活性气体喷出口191~193各自的开口面积以上,即,将非活性气体喷出口191~193各自的开口面积设定为非活性气体供给部51~53各自的开口面积以下,从而起到能够在非活性气体喷出口191等与非活性气体供给部51之间设定压力差、能够在成膜时在基板23上表面上均匀地将非活性气体扩展的效果。
除此之外,在实施方式1的成膜装置中,将由非活性气体喷出口192及193喷出非活性气体的流量,设定成分别为由原料溶液喷出口15喷出原料溶液的流量及由反应材料喷出口16及17喷出反应材料的流量以下。
因此,实施方式1的成膜装置能够抑制因非活性气体的喷出而阻碍原料溶液与反应材料的反应的现象。
并且,实施方式1的成膜装置的喷雾头部100具有原料溶液喷射用喷嘴部N1。而且,原料溶液喷射用喷嘴部N1在空洞部11内的从空洞部11的底面离开的位置,在一侧的侧面侧配设有原料溶液排出部41。
因此,即便原料溶液与残留水分在原料溶液喷射用喷嘴部N1内的空洞部11发生反应而生成颗粒,该颗粒也被收集在空洞部11内的从底面到原料溶液排出部41之间的区域。即,空洞部11内的该区域作为颗粒捕集器发挥功能,颗粒在该区域内被捕获,能够防止向原料溶液排出部41、通路61及原料溶液喷出口15输送。由此,也能够防止颗粒附着于各部分41、61、15中而产生堵塞。
另外,也可以与上述不同地省略多个整流部6的配设,但在原料溶液喷射用喷嘴部N1内的空洞部11配设有多个整流部6。
因此,能够调整空洞部11内的雾化后的原料溶液的流动,使作为颗粒捕集器发挥功能的上述区域中的颗粒的捕获更加可靠。
此外,安装有多个整流部6中的最下段的整流部6的侧面部与配设有原料溶液排出部41的侧面相同(双方均配设于一侧的侧面部(左侧))。由此,也能够防止液滴等沿一侧的侧面部传播而流入原料溶液排出部41。
另外,也能够与上述不同地省略反应材料喷射用喷嘴部N2及N3的配设,但喷雾头部100具有反应材料喷射用喷嘴部N2及N3。因此,能够促进大气中的成膜处理时的反应。另外,也能够成膜出多种用途的膜。
并且,实施方式1的喷雾头部100具有两个反应材料喷射用喷嘴部N2、N3。这里,原料溶液喷射用喷嘴部N1被反应材料喷射用喷嘴部N2(第1反应材料喷射用喷嘴部)与反应材料喷射用喷嘴部N3(第2反应材料喷射用喷嘴部)从侧方夹住。
因此,能够向反应空间喷出不同的反应材料。由此,能够在基板23上成膜出多种膜。另外,在从反应材料喷射用喷嘴部N2、N3喷出相同的反应材料的情况下,能够使基板23上的所希望的膜的成膜速度提高。
另外,反应材料喷射用喷嘴部N2、N3分别具有温度调节机构22。因此,例如能够使积存于反应材料喷射用喷嘴部N2、N3内的液滴蒸发。由此,能够将该蒸发了的反应材料用作从反应材料喷射用喷嘴部N2、N3喷射的反应材料。
此外,在原料溶液喷射用喷嘴部N1中也配设有温度调节机构22。因此,例如能够维持原料溶液的雾化状态。即,能够防止从原料溶液喷射用喷嘴部N1喷射的原料溶液的液滴变大、成为大的液滴的原料溶液向基板23的上表面滴下。
另外,在底板部20的底面配设有对基板23喷射非活性气体的多个非活性气体喷出口194(第3非活性气体喷出口)。因此,能够将存在于底板部20的下方的原料溶液等压向基板23的上表面上。因此,能够使原料溶液等的利用效率提高。
另外,底板部20具有温度调节机构22。因此,能够维持反应空间内的原料溶液等的雾化状态。另外,能够防止底板部20上附着液滴。并且,也能够促进基板23上的成膜反应。
另外,在喷雾头部100的框部30或者框部30的附近处,配设有对基板23喷射非活性气体的非活性气体喷出口191、195。因此,能够利用非活性气体来围绕反应空间,能够抑制原料溶液等从反应空间扩散。
另外,反应材料喷射用喷嘴部N2(N3)在空洞部12(13)内从空洞部12的底面离开的位置,在一侧的侧面侧配设有反应材料排出部42(43)。
因此,即便反应材料与大气在反应材料喷射用喷嘴部N2(N3)内的空洞部12(13)发生反应而生成颗粒,该颗粒也被收集在空洞部12内的从底面到反应材料排出部42(43)之间的区域。即,空洞部12(13)内的该区域作为颗粒捕集器发挥功能,颗粒在该区域内被捕获,能够防止向反应材料排出部42(43)、通路62(63)及反应材料喷出口16(17)输送。由此,也能够防止颗粒附着于各部分42、62、16(43、63、17)中而产生堵塞。
另外,也可以与上述不同地省略多个整流部7的配设,但在反应材料喷射用喷嘴部N2(N3)内的空洞部12(13)配设有多个整流部7(8)。
因此,能够调整空洞部12(13)内的反应材料的流动,使作为颗粒捕集器发挥功能的上述区域中的颗粒的捕获更加可靠。此外,在空洞部12内,安装有多个整流部7(8)中的最下段的整流部7(8)的侧面部与配设有反应材料排出部42(43)的侧面相同(双方均配设于一侧的侧面部(左侧的侧面部))。由此,也能够防止液滴等沿一侧的侧面部传播而向反应材料排出部42(43)流动。
另外,也能够与上述不同地省略排气用喷嘴部N4的配设,但喷雾头部100具有排气用喷嘴部N4。因此,能够生成向排气用喷嘴部N4移动的原料溶液及反应材料的流动。由此,能够防止反应空间内的原料溶液等的流动紊乱,能够使被成膜的膜的膜质提高。另外,能够抑制原料溶液等从反应空间向外侧扩散。
另外,在排气处理中,以满足{排气流量Q4≥原料溶液的喷出流量Q1+反应材料的喷出流量Q2+Q3}的方式控制流量。因此,能够使喷射到反应空间内的原料溶液及两个反应材料在反应空间内的上述流动更加可靠。另外,能够可靠地防止原料溶液及两个反应材料从反应空间向外侧扩散。
另外,反应材料喷射用喷嘴部N3、原料溶液喷射用喷嘴部N1、反应材料喷射用喷嘴部N2及排气用喷嘴部N4沿X方向(水平方向)排列地配置,至少排气用喷嘴部N4位于喷雾头部100的最外侧。
因此,在反应空间中,原料溶液及两个反应材料移动到喷雾头部100的最外侧。因此,原料溶液及反应材料与基板23接触的区域成为最大,能够使反应空间内的原料溶液等的未反应最小化。
另外,排气用喷嘴部N4在空洞部14内的从空洞部14的底面离开的位置,在另一侧的侧面侧配设有排气物导入部44。
因此,从排气物导入部44获取到空洞部14内的排气物被收集在空洞部14中的从底面到排气物导入部44之间的区域。即,空洞部14中的该区域作为颗粒捕集器发挥功能,在该区域内捕获颗粒直径大的排气物,能够比排气物出口部4提前防止颗粒直径大的排气物流动。由此,能够延长配设于排气泵的过滤器的寿命。
另外,也能够与上述不同地省略多个整流部9的配设,但在排气用喷嘴部N4内的空洞部14配设有多个整流部9。
因此,能够比排气物出口部4提前进一步可靠地防止颗粒直径大的排气物流动。由此,能够进一步延长配设于排气泵的过滤器的寿命。
另外,喷雾头部100具有从基板23侧堵塞井道部58的底板部20。因此,即便使排气用喷嘴部N4与其他喷嘴部N1~N3分离地配置,也能够防止原料溶液等从反应空间向井道部58流动。另外,喷雾头部100中的排气用喷嘴部N4及其他喷嘴部N1~N3的组装变得容易。
另外,喷雾头部100的框部30向基板23侧突出。因此,能够围绕反应空间,能够抑制原料溶液等从反应空间扩散。
<实施方式2>
图5是表示实施方式2的成膜装置中的喷雾头部100B的构成的剖面图。
图6是表示图5的C-C剖面构造的剖面图。
图7是表示喷雾头部100B的底面构造的俯视图。图8是表示从Y方向观察底板部20B的外观构造等的说明图。在图8中,该图的(a)是表示从左侧面(-X方向)观察喷雾头部100B的侧视图,(b)是表示从正面(+Y方向)观察的主视图。此外,图8的(a)的D-D剖面构造为图5所示的剖面图。
在实施方式1的喷雾头部100中,具有两个反应材料喷射用喷嘴部N2、N3。另一方面,在实施方式2的喷雾头部100B中实现了如下构成,即,将反应材料喷射用喷嘴部N3B汇集成一个,从在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面设置的反应材料喷出口16B及17B喷出第1及第2反应材料。并且,实现了从在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面设置的原料溶液喷出口15B喷出雾化后的原料溶液的构成。
在实施方式1的喷雾头部100与实施方式2的喷雾头部100B中,主要是反应材料喷射用喷嘴部N2及N3被替换成反应材料喷射用喷嘴部N3B这一点、原料溶液喷射用喷嘴部N1被替换成原料溶液喷射用喷嘴部N1B这一点不同。以下,关于实施方式2的喷雾头部100B,以与实施方式1的喷雾头部100不同的构成部分为中心进行说明,对与实施方式1相同的构成部分标注相同附图标记,适当地省略说明。
如图5所示,喷雾头部100B具有反应材料喷射用喷嘴部N3B、原料溶液喷射用喷嘴部N1B、以及排气用喷嘴部N4。如图5所示,反应材料喷射用喷嘴部N3B、原料溶液喷射用喷嘴部N1B及排气用喷嘴部N4沿X方向(水平方向)依次排列地配设。
另外,原料溶液喷射用喷嘴部N1B的侧面与反应材料喷射用喷嘴部N3B的侧面接触。然而,原料溶液喷射用喷嘴部N1B的侧面与排气用喷嘴部N4的侧面之间隔开规定的距离。即,反应材料喷射用喷嘴部N3B与原料溶液喷射用喷嘴部N1B在X方向上邻接,但排气用喷嘴部N4与其他喷嘴部N1B、N3B在X方向上分离地配置。
如上述那样,反应材料喷射用喷嘴部N3B、原料溶液喷射用喷嘴部N1B及排气用喷嘴部N4在X方向(水平方向)上排列地配置。这里,至少排气用喷嘴部N4位于喷雾头部100B的最外侧(图5中是右端(+X方向侧))。
喷雾头部100B对被载置部24以规定的温度加热的基板23的上表面喷射雾化后的原料溶液等。由此,在基板23的上表面成膜出希望的膜。此外,在进行成膜处理时,载置部24沿水平方向(XY平面内)移动。或者,喷雾头部100B沿该水平方向移动。
(原料溶液喷射用喷嘴部N1B及反应材料喷射用喷嘴部N3B)
以下,对原料溶液喷射用喷嘴部N1B及反应材料喷射用喷嘴部N3B的构成进行说明。
原料溶液喷射用喷嘴部N1B是从在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面形成的原料溶液喷出口15B喷射雾化后的原料溶液的喷嘴。在原料溶液喷射用喷嘴部N1B的内部形成有空洞部11(一方的空洞部)及空洞部12B(另一方的空洞部)。另外,在原料溶液喷射用喷嘴部N1B的上表面,与实施方式1的原料溶液喷射用喷嘴部N1相同,配设有原料溶液供给部1。
另外,在原料溶液喷射用喷嘴部N1B的空洞部11内,与实施方式1的原料溶液喷射用喷嘴部N1相同,在两侧面部配设有多个整流部6(第1整流部)。
在多个整流部6的下方设有空洞部11。多个整流部6的上方的小空间通过由多个整流部6形成的间隙而与空洞部11连接,空洞部11与原料溶液排出部41B连接。
原料溶液排出部41B在空洞部11中配设于一侧的侧面部(在图5中是左(-X方向)侧的侧面)。另外,原料溶液排出部41B配设于从原料溶液喷射用喷嘴部N1B(空洞部11)的底面离开的位置。
另一方面,并非在原料溶液喷射用喷嘴部N1B、而是在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面形成有原料溶液喷出口15B。即,在实施方式2的喷雾头部100B中,从在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面设置的原料溶液喷出口15B对基板23的上表面喷出雾化后的原料溶液。
而且,在反应材料喷射用喷嘴部N3的内部配设有通路61B(第1内部通路)。设于原料溶液喷射用喷嘴部N1B的原料溶液排出部41B经由设于反应材料喷射用喷嘴部N3B的通路61B而与原料溶液喷出口15B连接。
如图7所示,喷雾头部100B的底面呈由X方向(第2方向)及Y方向(第1方向)规定的矩形状。而且,原料溶液喷出口15B俯视时呈以长边方向为Y方向(第1方向)的作为细长开口孔的狭缝状。此外,原料溶液喷出口15B的开口部的宽度(图7的X方向的尺寸)约为0.1mm~10mm。
在原料溶液喷射用喷嘴部N1B中,从原料溶液供给部1向空洞部11内供给雾化后的原料溶液。然后,该原料溶液在由多个整流部6整流、充满多个整流部6的上方的小空间之后,被向空洞部11引导并充满空洞部11中。之后,雾化后的原料溶液从原料溶液排出部41B经由反应材料喷射用喷嘴部N3B的通路61B被向原料溶液喷出口15B引导。然后,雾化后的原料溶液被从原料溶液喷出口15B朝向基板23的上表面喷出。
并且,原料溶液喷射用喷嘴部N1B在空洞部11的下方具有空洞部12B,空洞部12B如图5及图8的(b)所示那样与供给有助于与原料溶液的反应的第1反应材料的反应材料供给部2B连接,空洞部12B与后述的反应材料排出部42B连接。
反应材料排出部42B(第1反应材料排出部)在空洞部12B中配设于一侧的侧面部(图5中是左(-X方向)侧的侧面)。另外,反应材料排出部42B配设于从原料溶液喷射用喷嘴部N1B(空洞部12B)的底面离开的位置。
另一方面,在反应材料喷射用喷嘴部N3B内配设有通路62B(第2内部通路)。而且,设于原料溶液喷射用喷嘴部N1B的反应材料排出部42B经由设于反应材料喷射用喷嘴部N3B的通路62B而与在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面设置的反应材料喷出口16B(第1反应材料喷出口)连接。
另一方面,反应材料喷射用喷嘴部N3B主要是对基板23喷出有助于与原料溶液的反应的第2反应材料的喷嘴。在反应材料喷射用喷嘴部N3B的内部形成有一个空洞部13B。如图5所示,空洞部13B在反应材料喷射用喷嘴部N3B内配设于上方(+Z方向)。具体而言,在反应材料喷射用喷嘴部N3B内,在上部侧设有空洞部13B。这里,空洞部13B是与其他空间独立地形成的空间。
如图5及图8的(b)所示,在空洞部13B中,在Y方向的侧面配设有反应材料供给部3B。第2反应材料被从反应材料喷射用喷嘴部N3B外经由反应材料供给部3B向空洞部13B内供给。
这里,上述第1及第2反应材料可以是气体,也可以是液体。在液体的情况下,由超声波振动等雾化后的液体(反应材料)与载气一同被经由未图示的路径向原料溶液喷射用喷嘴部N1B或反应材料喷射用喷嘴部N3B内输送。
从反应材料供给部3B输出的第2反应材料充满(被供给到)反应材料喷射用喷嘴部N3B内的空洞部13B。
此外,虽然在图5中省略了图示,但也可以在原料溶液喷射用喷嘴部N1B的空洞部12B及反应材料喷射用喷嘴部N3B的空洞部13B内配设具有在实施方式1中说明的功能·作用(即,调整空洞部12B、13B内的反应材料的流动,即使反应材料与大气反应而生成颗粒,也会促进该颗粒被收集在从空洞部12B、13B的底面至反应材料排出部42B、43B之间的区域的功能·作用)的整流部。
另外,在空洞部13B中,在X方向的侧面配设有反应材料排出部43。这里,反应材料排出部43配设于从空洞部13B的底面离开的位置。
在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面配设有反应材料喷出口16B及17B。这里,从空洞部12B供给的第1反应材料从反应材料喷出口16B对基板23的上表面喷出,从空洞部13B供给的第2反应材料从反应材料喷出口17B对基板23的上表面喷出。
在喷雾头部100B(在图5的构成例中是反应材料喷射用喷嘴部N3B)内配设有通路62B及通路63。而且,通过原料溶液喷射用喷嘴部N1B与反应材料喷射用喷嘴部N3B的邻接配置,反应材料排出部42B经由通路62B而与反应材料喷出口16B连接。另一方面,在反应材料喷射用喷嘴部N3B内,反应材料排出部43B经由通路63而与反应材料喷出口17B连接。
并且,如图5所示,在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面配设有对基板23喷出原料溶液的原料溶液喷出口15B。在实施方式2中,原料溶液排出部41B与原料溶液喷出口15B连接的通路61B配设于反应材料喷射用喷嘴部N3B内。
由此,在实施方式2的喷雾头部100B中,在反应材料喷射用喷嘴部N3B的面向基板23的一侧,沿X方向(水平方向)依次配设有反应材料喷出口17B、原料溶液喷出口15B及反应材料喷出口16B。这里,如图7所示,各反应材料喷出口17B、16B及原料溶液喷出口15B俯视时呈以长边方向为Y方向的作为细长开口孔的狭缝状。此外,反应材料喷出口17B、16B及原料溶液喷出口15B开口部的宽度(图7的X方向的尺寸)约为0.1mm~10mm。
从原料溶液喷射用喷嘴部N1B排出的反应材料(第1反应材料)在原料溶液喷射用喷嘴部N1B中被从反应材料供给部2B向空洞部12B内供给。然后,第1反应材料在充满空洞部12B之后,从反应材料排出部42B向反应材料喷射用喷嘴部N3B排出。之后,在反应材料喷射用喷嘴部N3B的内部被经由通路62B向在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面设置的反应材料喷出口16B引导。然后,第1反应材料被从反应材料喷出口16B朝向基板23的上表面喷出。
另一方面,在反应材料喷射用喷嘴部N3B中,反应材料(第2反应材料)被从反应材料供给部3B向空洞部13B内供给。然后,第2反应材料充满空洞部13B之后,被从反应材料排出部43经由通路63向反应材料喷出口17B引导。
如图5及图7所示,反应材料喷出口17B、原料溶液喷出口15B、反应材料喷出口16B及排气口18沿X方向(水平方向)依次配置。
排气用喷嘴部N4与其他喷嘴部N3B、N1B沿X方向分离地配置。因此,在排气用喷嘴部N4与其他喷嘴部N3B、N1B之间产生井道部58。因此,在本实施方式中,喷雾头部100B也具备底板部20B。底板部20B从反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面之下至排气用喷嘴部N4的底面之下地进行配置,从而从基板23配置侧封堵井道部58(参照图5、图7及图8的(b))。
此外,在本实施方式的底板部20B中,也与实施方式1相同,设有非活性气体供给部54、通路74、以及多个非活性气体喷出口194,以便能够对基板23喷射非活性气体。并且,在实施方式2的底板部20B,与实施方式1相同,配设有温度调节机构22。
另外,在实施方式2中,在反应材料喷射用喷嘴部N3B内也配设有温度调节机构22。此外,在喷雾头部100B中,对原料溶液喷射用喷嘴部N1B的温度调整由底板部20B中配设的温度调节机构22的一部分进行。
此外,在实施方式2中,喷雾头部100B也在面向基板23的一侧(底面)具有框部30。并且,如图5所示,与实施方式1相同,在实施方式2中,也在喷雾头部100B设有非活性气体喷射部81的非活性气体供给部51、通路71及非活性气体喷出口191、非活性气体供给部55、通路75及非活性气体喷出口195。
若向反应空间喷射雾化后的原料溶液与反应材料,则在加热的基板23上,原料溶液与反应材料反应,在基板23的上表面成膜出希望的膜。此外,反应空间内的反应残渣等由排气用喷嘴部N4从反应空间排除。
(非活性气体喷出口192B及193B等)
在实施方式2的喷雾头部100B的端部(图5的-X方向侧端部),与实施方式1相同,非活性气体喷射部81配设于框部30或者与框部30邻接的区域。并且,在喷雾头部100B的反应材料喷射用喷嘴部N3B的内部形成有非活性气体喷射部82B及83B。
非活性气体喷射部81主要由非活性气体供给部51、通路71及非活性气体喷出口191构成,非活性气体喷射部82B主要由非活性气体供给部52B、通路72B及非活性气体喷出口192B构成,非活性气体喷射部83B主要由非活性气体供给部53B、通路73B及非活性气体喷出口193B构成。
如图5所示,非活性气体喷射部82B在反应材料喷射用喷嘴部N3B内配设于空洞部13B的下方,非活性气体喷射部83B的主要部分(非活性气体供给部53B附近的通路73B)形成于非活性气体喷射部82B的主要部分(非活性气体供给部52B附近的通路72B)的下方。这里,非活性气体喷射部82B及83B是分别与其他空间独立地形成的空间。
如图5、图6及图8的(b)所示,在非活性气体喷射部82B及83B中,在Y方向的侧面配设有非活性气体供给部52B及53B。非活性气体供给部52B及53B经由形成于反应材料喷射用喷嘴部N3B内的通路72B及73B而与形成于反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面的非活性气体喷出口192B及193B连接。
如图5及图6所示,在非活性气体喷射部82B及83B中,从外部向非活性气体供给部52B及53B导入的非活性气体经由通路72B及73B,从在喷雾头部100B的底面形成的非活性气体喷出口192B及193B喷出。
非活性气体供给部51、52B及53B与非活性气体喷出口191、192B及193B连通,但非活性气体供给部51、52B及53B各自的开口面积期望的是设定为非活性气体喷出口191、192B及193B各自的开口面积以上。
并且,期望将由非活性气体喷出口191、192B及193B喷出非活性气体的流量设定成分别为由原料溶液喷出口15B喷出原料溶液的流量及由反应材料喷出口16B及17B喷出反应材料的流量以下。
并且,如图6所示,与实施方式1相同,向设于Y方向两端部的两个非活性气体供给部55导入的非活性气体分别经由通路75,如图7所示那样从在喷雾头部100B的底面形成的两个非活性气体喷出口195喷出。
这样,非活性气体喷出口195配设于上述框部30或者与框部30邻接的区域。
利用上述构成,经由非活性气体喷射部81、82B及83B的非活性气体供给部51、52B及53B、以及非活性气体供给部55从喷雾头部100B的外部送来的非活性气体向喷雾头部100B内供给。通路71、72B及73B和通路75配设于喷雾头部100B内,该供给的非活性气体在通路71、72B及73B和通路75内输送。非活性气体喷出口191、192B及193B和非活性气体喷出口195配设于喷雾头部100B的底面(面向基板23的一侧),从非活性气体喷出口191、192B及193B和非活性气体喷出口195朝向基板23的上表面喷射非活性气体。
排气用喷嘴部N4与其他的喷嘴部N1B及N3B沿X方向分离地配置。因此,排气用喷嘴部N4与其他的喷嘴部N1B及N3B之间产生井道部58。因而,喷雾头部100B具备底板部20B。底板部20B从基板23配置侧封堵井道部58(参照图5、图7、图8的(b))。
如图5、图7及图8的(b)所示,在实施方式2的喷雾头部100B的底板部20B设有非活性气体供给部54(参照图8的(b))、通路74(参照图5、图7)、以及多个非活性气体喷出口194。
在底板部20B中,经由非活性气体供给部54从喷雾头部100B的外部送来的非活性气体被向底板部20B供给。通路74于配设底板部20B内,该供给的非活性气体在通路74内被输送。多个非活性气体喷出口194配设于底板部20B的底面(面向基板23的一侧),从多个非活性气体喷出口194朝向基板23的上表面喷射非活性气体。
如图7所示,非活性气体喷出口191~194(191、192B、193B及194)分别为俯视时以长边方向为Y方向(第1方向)的作为细长开口孔的狭缝状。另一方面,非活性气体喷出口195为俯视时以长边方向为X方向(第2方向)的作为细长开口孔的狭缝状。此外,非活性气体喷出口191~195各自的开口部的宽度(非活性气体喷出口191~194为图7的X方向的尺寸,非活性气体喷出口195为图7的Y方向侧的尺寸)约为0.1mm~10mm。
而且,如图5及图7所示,在反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面,非活性气体喷出口192B设于原料溶液喷出口15B与反应材料喷出口17B之间,非活性气体喷出口193B设于原料溶液喷出口15B与反应材料喷出口16B之间。即,特征在于,在实施方式2的喷雾头部100B的底面,非活性气体喷出口192B及193B设于原料溶液喷出口15B与反应材料喷出口16B及17之间。
另外,在实施方式2的喷雾头部100B中,反应材料喷射用喷嘴部N3B的底面及底板部20B的底面构成为同一面。因此,原料溶液喷出口15B、反应材料喷出口16B及17B、以及非活性气体喷出口192B、193B及194设于喷雾头部100B中的成为同一面的底面。
(效果等)
在实施方式2的喷雾头部100B中,原料溶液喷射用喷嘴部N1B具有能够向反应材料喷射用喷嘴部N3B排出雾化后的原料溶液及第1反应材料(由反应材料供给部2B供给的反应材料)的原料溶液排出部41B及42B。
另一方面,反应材料喷射用喷嘴部N3B利用非活性气体喷出口193B及192B(第1及第2非活性气体喷出口)分别喷出非活性气体,利用反应材料喷出口17B(第2反应材料喷出口)喷出第2反应材料(由反应材料供给部3B供给的反应材料)。
并且,反应材料喷射用喷嘴部N3B在内部具有将由原料溶液喷射用喷嘴部N1B的原料溶液排出部41B及42B排出的原料溶液及上述第1反应材料导向原料溶液喷出口15B及反应材料喷出口16B(第1上述反应材料喷出口)的通路61B及62B(第1及第2内部通路)。
上述构成的实施方式2的喷雾头部100B的特征在于,利用原料溶液喷射用喷嘴部N1B及反应材料喷射用喷嘴部N3B的组合构成,将非活性气体喷出口193B及192B设于原料溶液喷出口15B与反应材料喷出口16B及17B之间。
因此,在实施方式2的成膜装置中,与实施方式1相同,能够减少反应生成物分别向原料溶液喷出口15B附近和反应材料喷出口16B及17B附近的附着。其结果,起到能够可靠地避免原料溶液喷出口15B和反应材料喷出口16B及17B各自的堵塞的效果。
另外,在实施方式2的喷雾头部100B的底面形成的喷出口15B~17B及非活性气体喷出口191~194形成为以第1方向(Y方向)为长边方向的狭缝状。因此,能够对大面积的基板均匀地将雾化后的原料溶液喷雾。
并且,载置部24或者喷雾头部100B能够沿水平方向移动。因此,对于大面积的基板23的整个面也能够进行使用了本实施方式的成膜装置(喷雾头部100B)的成膜处理。
另外,通过以狭缝状形成反应材料喷出口16B(17B),能够对大面积的基板23的上表面均匀地将反应材料喷雾。
除此之外,通过以狭缝状形成排气口18,能够以更宽的范围进行排气处理。另外,能够使原料溶液等朝向排气口18的X方向的流动均匀。
并且,在实施方式2的成膜装置中,将非活性气体供给部51、52B及53B各自的开口面积设定为非活性气体喷出口191、192B及193B各自的开口面积以上,即,将非活性气体喷出口191、192B及193B各自的开口面积设定为非活性气体供给部51、52B及53B各自的开口面积以下,从而起到能够在非活性气体喷出口191、192B及193B与非活性气体供给部51、52B及53B之间设定压力差、从而能够在成膜时在基板23上表面上均匀地将非活性气体扩展的效果。
除此之外,在实施方式2的成膜装置中,将由非活性气体喷出口191、192B及193B喷出非活性气体的流量,设定成分别为由原料溶液喷出口15B喷出原料溶液的流量及由反应材料喷出口16B及17B喷出反应材料的流量以下。
因此,实施方式2的成膜装置能够抑制因非活性气体的喷出而阻碍原料溶液与反应材料的反应的现象。
并且,实施方式2的成膜装置起到与实施方式1的成膜装置相同的效果,并且起到以下的效果。
实施方式2的喷雾头部100B在一个原料溶液喷射用喷嘴部N1B中设置两个空洞部11、12B,从一个反应材料喷射用喷嘴部N3B朝向基板23喷射两种反应材料及两个非活性气体。
因此,在喷射两种反应材料的情况下,无需如实施方式1中说明那样在喷雾头部100B设置两个反应材料喷射用喷嘴部N2、N3。即,在实施方式2的喷雾头部100B中能够节省空间。
并且,实施方式2的喷雾头部100B由于在一个反应材料喷射用喷嘴部N3B内设有非活性气体喷射部82B及83B,因此无需如实施方式1的喷雾头部100那样独立地设置非活性气体喷射部82及83,相应地能够在喷雾头部100B中节省空间。
除此之外,喷雾头部100B与实施方式1相同,具有从基板23侧封堵井道部58的底板部20B。因此,即使将排气用喷嘴部N4与其他的喷嘴部N1B及N3B分离地配置,也能够防止原料溶液等从反应空间向井道部58流动。另外,喷雾头部100B中的排气用喷嘴部N4和其他的喷嘴部N1B及N3B的组装变得容易。
<其他>
此外,在上述实施方式中,示出了从反应材料喷出口16及17(16B及17B)向基板23喷出第1及第2反应材料的构成,但也可以是从单一的反应材料喷出口喷出单一的反应材料的构成。在该情况下,只要在原料溶液喷出口15(15B)与单一的反应材料喷出口之间设置单一的非活性气体喷出口(相当于非活性气体喷出口192及193(192B及193B)的非活性气体喷出口),就能够发挥可以可靠地避免原料溶液喷出口15(15B)及单一的反应材料喷出口各自的堵塞的效果。
虽然详细地说明了本发明,但上述说明在全部方面为例示,并非将本发明限定于此。应理解为可不脱离本发明的范围地设想未例示的无数个变形例。
附图标记说明
1 原料溶液供给部
2、2B、3、3B 反应材料供给部
4 排气物出口部
6~9 整流部
11~14、12B及13B 空洞部
15、15B 原料溶液喷出口
16、16B、17、17B 反应材料喷出口
18 排气口
20、20B 底板部
22 温度调节机构
23 基板
24 载置部
30 框部
41、41B 原料溶液排出部
42、42B、43 反应材料排出部
44 排气物导入部
51~55、52B、53B 非活性气体供给部
58 井道部
61~64、71~75、61B、62B、72B、73B 通路
81~83、82B、83B 非活性气体喷射部
100、100B 喷雾头部
191~195、192B、193B 非活性气体喷出口
N1、N1B 原料溶液喷射用喷嘴部
N2、N3、N3B 反应材料喷射用喷嘴部
N4 排气用喷嘴部
Claims (15)
1.一种成膜装置,通过在大气中喷射雾化后的原料溶液,从而对基板成膜出膜,其特征在于,该成膜装置具备:
载置部,供上述基板载置;以及
喷雾头部,在底面具有原料溶液喷出口、反应材料喷出口及非活性气体喷出口,对载置于上述载置部的上述基板,经由沿规定方向延伸的原料溶液用通路从上述原料溶液喷出口喷射上述原料溶液,经由沿上述规定方向延伸的反应材料用通路从上述反应材料喷出口喷射有助于与上述原料溶液进行反应的反应材料,从上述非活性气体喷出口喷射非活性气体,
上述原料溶液喷出口、上述反应材料喷出口及上述非活性气体喷出口设置在上述喷雾头部中的成为同一面的底面上,
上述规定方向是与上述喷雾头部的底面正交的方向,
上述非活性气体喷出口设于上述原料溶液喷出口与上述反应材料喷出口之间。
2.如权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
上述非活性气体喷出口包含第1及第2非活性气体喷出口,
上述反应材料包含第1及第2反应材料,上述反应材料喷出口包含用于喷出上述第1及第2反应材料的第1及第2反应材料喷出口,
上述第1非活性气体喷出口设于上述原料溶液喷出口与上述第1反应材料喷出口之间,上述第2非活性气体喷出口设于上述原料溶液喷出口与上述第2反应材料喷出口之间。
3.如权利要求1或2所述的成膜装置,其特征在于,
上述喷雾头部的底面呈由第1及第2方向规定的矩形状,
上述原料溶液喷出口、上述反应材料喷出口、以及上述非活性气体喷出口分别形成为俯视时以上述第1方向为长边方向的狭缝状。
4.如权利要求1或2所述的成膜装置,其特征在于,
上述喷雾头部还具有从外部导入非活性气体的非活性气体供给部,上述非活性气体供给部与上述非活性气体喷出口连通,
上述非活性气体喷出口的开口面积为上述非活性气体供给部的开口面积以下。
5.如权利要求1或2所述的成膜装置,其特征在于,
喷出上述非活性气体的流量分别为喷出上述原料溶液的流量及喷出上述反应材料的流量以下。
6.如权利要求1或2所述的成膜装置,其特征在于,
上述喷雾头部具备从上述原料溶液喷出口进行上述原料溶液的喷射的原料溶液喷射用喷嘴部,
上述原料溶液喷射用喷嘴部包含:
第1空洞部;
原料溶液供给部,向上述第1空洞部内供给雾化后的上述原料溶液;
原料溶液排出部,在从上述第1空洞部的底面离开的位置设于上述第1空洞部内的侧面,并与上述原料溶液喷出口连接;以及
第1整流部,配设于上述第1空洞内,调整上述原料溶液的流动。
7.如权利要求6所述的成膜装置,其特征在于,
上述喷雾头部还具备反应材料喷射用喷嘴部,该反应材料喷射用喷嘴部与上述原料溶液喷射用喷嘴部沿着水平方向而配设,喷射上述反应材料。
8.如权利要求2所述的成膜装置,其特征在于,
上述喷雾头部具备:
原料溶液喷射用喷嘴部,从设于底面的上述原料溶液喷出口喷射上述原料溶液;
第1及第2反应材料喷射用喷嘴部,隔着上述原料溶液喷射用喷嘴部而配设,从设于底面的上述第1及第2反应材料喷出口喷射上述第1及第2反应材料;以及
第1及第2非活性气体喷射部,从设于底面的上述第1及第2非活性气体喷出口喷射非活性气体,
上述第1非活性气体喷射部设于上述原料溶液喷射用喷嘴部与上述第1反应材料喷射用喷嘴部之间,上述第2非活性气体喷射部设于上述原料溶液喷射用喷嘴部与上述第2反应材料喷射用喷嘴部之间。
9.如权利要求2所述的成膜装置,其特征在于,
上述喷雾头部具备:
原料溶液喷射用喷嘴部,除了上述原料溶液的喷射之外,还进行上述第1反应材料的喷射;以及
反应材料喷射用喷嘴部,与上述原料溶液喷射用喷嘴部邻接地配设,在底面具有上述原料溶液喷出口、上述第1及第2反应材料喷出口、以及上述第1及第2非活性气体喷出口,
上述原料溶液喷射用喷嘴部具有能够向上述反应材料喷射用喷嘴部排出上述原料溶液及上述第1反应材料的原料溶液排出部及第1反应材料排出部,
上述反应材料喷射用喷嘴部,
从上述第1及第2非活性气体喷出口分别喷出非活性气体,从上述第2反应材料喷出口喷出上述第2反应材料,并且,
具有将从上述原料溶液喷射用喷嘴部的上述原料溶液排出部及上述第1反应材料排出部排出的上述原料溶液及上述第1反应材料引导到上述原料溶液喷出口及上述第1反应材料喷出口的第1及第2内部通路。
10.如权利要求7所述的成膜装置,其特征在于,
上述反应材料喷射用喷嘴部具有:
第2空洞部;
反应材料供给部,向上述第2空洞部内供给上述反应材料;以及
反应材料排出部,在从上述第2空洞部的底面离开的位置设于上述第2空洞部内的侧面,并与上述反应材料喷出口连接。
11.如权利要求10所述的成膜装置,其特征在于,
上述喷雾头部还具备从排气口进行排气处理的排气用喷嘴部,
上述排气用喷嘴部以上述原料溶液喷射用喷嘴部喷出上述原料溶液的流量与上述反应材料喷射用喷嘴部喷出上述反应材料的流量之和以上的流量进行上述排气处理。
12.如权利要求11所述的成膜装置,其特征在于,
上述排气用喷嘴部包含:
第3空洞部;
排气物导入部,在从上述第3空洞部的底面离开的位置设于上述第3空洞部内的侧面,并与上述排气口连接;以及
排气物出口部,配设于比上述排气物导入部靠上方的位置,将排气物从上述第3空洞部向上述排气用喷嘴部外排出。
13.如权利要求11所述的成膜装置,其特征在于,
上述喷雾头部还具备:
井道部,设于上述原料溶液喷射用喷嘴部与上述排气用喷嘴部之间;以及
底板部,从上述基板的配置侧封堵上述井道部。
14.如权利要求13所述的成膜装置,其特征在于,
上述底板部配设有喷出非活性气体的第3非活性气体喷出口。
15.如权利要求11所述的成膜装置,其特征在于,
上述原料溶液喷射用喷嘴部、上述反应材料喷射用喷嘴部及上述排气用喷嘴部沿水平方向排列地配置,
至少上述排气用喷嘴部位于上述喷雾头部的最外侧。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/079448 WO2017068625A1 (ja) | 2015-10-19 | 2015-10-19 | 成膜装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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