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JP2011062666A - Film formation apparatus, vibrator using film formation apparatus, and film formation method - Google Patents

Film formation apparatus, vibrator using film formation apparatus, and film formation method Download PDF

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JP2011062666A
JP2011062666A JP2009217243A JP2009217243A JP2011062666A JP 2011062666 A JP2011062666 A JP 2011062666A JP 2009217243 A JP2009217243 A JP 2009217243A JP 2009217243 A JP2009217243 A JP 2009217243A JP 2011062666 A JP2011062666 A JP 2011062666A
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JP
Japan
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liquid
film
unit
liquid holding
film forming
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2009217243A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashi Nunokawa
正史 布川
Mutsumi Kimura
睦 木村
Takeshi Ikehara
毅 池原
Takashi Mihara
孝士 三原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinshu University NUC
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Olympus Corp
Original Assignee
Shinshu University NUC
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Olympus Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shinshu University NUC, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Olympus Corp filed Critical Shinshu University NUC
Priority to JP2009217243A priority Critical patent/JP2011062666A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To heighten the accuracy of a coating region in object treatment regain of object to be coated with a coating liquid. <P>SOLUTION: A sensitive film solution L is suctioned by and kept in a micro-capillary 20 and the sensitive film solution L is applied to a vibrator 100 to form a sensitive film 150 while the pressure to be applied to the micro-capillary 20 being adjusted correspondingly to the size of a region of the vibrator 100 on which the sensitive film 150 is to be formed. At that time, it is preferable that the region of the vibrator 100 on which the sensitive film 150 is to be formed is defined by a film, a line, or a groove of a material with high compatibility with the sensitive film solution L. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、成膜装置およびこれを用いて形成された振動子、及び成膜方法に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus, a vibrator formed using the same, and a film forming method.

従来より、爆発危険性や有害性のあるガス等の存在、あるいはその定量的な濃度を検出するためのセンサが存在した。このセンサでは、ガスに含まれる特定種の分子を吸着し、その吸着の有無、あるいは吸着量を検出することで、ガス等の存在の有無、あるいはその濃度を検出している。このようなセンサは、ガス等を取り扱う施設、設備、装置等に設置され、ガスの漏れやガス量のコントロールに用いられている。
また近年、燃料電池の開発が盛んに行われている。燃料電池は水素を用いるため、水素ステーションや、燃料電池を使用する車両や装置、機器等において、水素の漏れが無いか監視するのが好ましい。このような用途にも、上記センサは適用できる。
上記用途以外にも、特定種の分子を吸着することで、その吸着の有無あるいは吸着量を検出するセンサは、空気中を漂う有機分子やにおい分子を検出することにより、例えば食物の鮮度や成分分析、快適空間を提供・維持するための環境制御、さらには、人体等、生体の状態検知等に用いることが考えられる。
Conventionally, there have been sensors for detecting the presence of explosive hazards and harmful gases, or their quantitative concentrations. This sensor adsorbs a specific type of molecule contained in a gas and detects the presence or concentration of the gas or the like by detecting the presence or absence or the amount of adsorption. Such a sensor is installed in a facility, equipment, device or the like that handles gas or the like, and is used to control gas leakage or gas amount.
In recent years, fuel cells have been actively developed. Since the fuel cell uses hydrogen, it is preferable to monitor the hydrogen station and vehicles, devices, equipment, etc. that use the fuel cell for hydrogen leakage. The sensor can be applied to such applications.
In addition to the above applications, sensors that detect the presence or amount of adsorption by adsorbing specific types of molecules can detect organic molecules and odor molecules floating in the air. It can be used for analysis, environmental control for providing / maintaining a comfortable space, and detection of the state of a living body such as a human body.

空気中を漂う有機分子やにおい分子などを、その微小な分子質量によって検出するセンサ素子は、これらの分子を含む気体中で振動子を振動させ、分子が振動子表面に付着または吸着された際の振動子の質量変化を、振動子の共振周波数変化として検出する。   A sensor element that detects organic molecules and odor molecules floating in the air with its minute molecular mass causes the vibrator to vibrate in a gas containing these molecules, and when the molecules are attached or adsorbed to the vibrator surface. Is detected as a change in the resonance frequency of the vibrator.

振動子の共振周波数変化から付着質量を求める最も基本的な方法として、QCM(Quartz Crystal Microbalance)法が挙げられる。QCMでは圧電性を有する水晶の単結晶を板状に切り出して振動子とし、この振動子に電圧を印加することで「厚みすべり振動」と呼ばれるせん断振動を起こさせる。その共振周波数fは、表面に質量Δmの物体が付着すると元の共振周波数fからΔfだけ下がり、その量は
Δf/f=−Δm/(m) (1)
となることが知られている。mは振動子の質量である。
A QCM (Quartz Crystal Microbalance) method is given as the most basic method for obtaining the adhesion mass from the change in the resonance frequency of the vibrator. In QCM, a crystal single crystal having piezoelectricity is cut into a plate shape to form a vibrator, and by applying a voltage to the vibrator, shear vibration called “thickness shear vibration” is caused. The resonance frequency f decreases by Δf from the original resonance frequency f 0 when an object of mass Δm adheres to the surface, and the amount is Δf / f 0 = −Δm / (m 0 ) (1)
It is known that m 0 is the mass of the vibrator.

一方で、シリコン薄膜等を写真技術(フォトリソグラフィ)で精密に加工するMEMS(Micro Electrical Mechanical Systems)と呼ばれる技術が発達し、今までmm(ミリメートル)単位の領域で製造されていたQCMと同じような振動子を、μm(マイクロメートル)単位の領域で作製することが可能となってきた。振動子のサイズを小さくすることで式(1)における振動子質量が大幅に減少し、付着質量に対する検出感度がアップする。   On the other hand, a technology called MEMS (Micro Electrical Mechanical Systems) that precisely processes silicon thin films and the like by photographic technology (photolithography) has been developed, and it is the same as the QCM that has been manufactured in the mm (millimeter) unit area until now. It has become possible to manufacture a simple vibrator in an area of μm (micrometer) unit. By reducing the size of the vibrator, the mass of the vibrator in the formula (1) is greatly reduced, and the detection sensitivity for the attached mass is increased.

質量検出を行う振動子としては、他に、片持ち梁の横振動を利用するカンチレバー型、板状振動子の面内振動を利用するディスク型の振動子が主に用いられている(例えば、特許文献1参照)。
いずれの場合も、その共振周波数変化は
Δf/f=−Δm/(2m) (2)
となり、式(1)とは係数が異なるが、振動子質量への依存性は変わらない。
Other vibrators that perform mass detection are mainly cantilever type that uses lateral vibration of a cantilever beam, and disk type vibrator that uses in-plane vibration of a plate-like vibrator (for example, Patent Document 1).
In either case, the resonance frequency change is Δf / f 0 = −Δm / (2m 0 ) (2)
Thus, although the coefficient is different from that of the equation (1), the dependence on the oscillator mass is not changed.

このような振動子において、分子やガスの検出を行うには、振動子上に特定の分子を吸着または付着する有機膜等の感応膜(膜)を形成する。感応膜は、溶媒で薄めて塗布したり、スプレーコーティング法、スパッタリング法等によって振動子上に成膜されている(例えば、非特許文献1、2、特許文献2参照。)   In such a vibrator, in order to detect molecules and gases, a sensitive film (film) such as an organic film that adsorbs or adheres a specific molecule is formed on the vibrator. The sensitive film is applied by being diluted with a solvent, or formed on the vibrator by a spray coating method, a sputtering method, or the like (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 2).

また、成膜を行うため、液状体を吐出する吐出ヘッドの内圧を、圧力制御装置によって制御する手法(例えば、特許文献3参照。)が提案されている。   In order to form a film, a method (for example, refer to Patent Document 3) in which the internal pressure of an ejection head that ejects a liquid material is controlled by a pressure control device has been proposed.

特開2007−240252号公報JP 2007-240252 A 特許第4136811号公報Japanese Patent No. 4136811 特開2007−229676号公報JP 2007-229676 A

F.M Battiston et al "A chemical sensor based on a microfabricated cantilever array with simultaneous resonave-frequency and bending readout " 2001年 Sensors and Actuators B 77 P.122 - P.131F.M Battiston et al "A chemical sensor based on a microfabricated cantilever array with simultaneous resonave-frequency and bending readout" 2001 Sensors and Actuators B 77 P.122-P.131 Dirk lange et al " Complementary Metal Oxide Semiconductor Cantilever Arrays on a Single Chip: Mass-Sensitive Detection of Volatile Organic Compounds " 2002年 Anal. Chern. 74, P.3084 - P.3095Dirk lange et al "Complementary Metal Oxide Semiconductor Cantilever Arrays on a Single Chip: Mass-Sensitive Detection of Volatile Organic Compounds" 2002 Anal. Chern. 74, P.3084-P.3095

しかしながら、スプレーコーティング法やスパッタリング法は、大量のセンサに成膜する用途には適しているものの、大量の感応膜材料を成膜領域にふりかけるこれらの手法は、塗布領域のずれが少なくなるように、精度よく成膜することができない課題があった。   However, although the spray coating method and the sputtering method are suitable for applications in which a large amount of sensors are deposited, these methods of sprinkling a large amount of sensitive film material on the deposition region can reduce the deviation of the coating region. There was a problem that the film could not be formed accurately.

また、特許文献3に、液状体を吐出する吐出ヘッドの内圧を圧力制御装置によって制御する手法が示されている。この方法では塗布領域に対して精度よく成膜するように圧力制御する方法が示されておらず、塗布対象物の被処理面に膜を精度良く形成するのは、非常に困難であった。
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、塗布対象物の被処理面に塗布する液体の塗布領域の精度を高めた成膜装置、振動子、成膜方法を提供することにある。
Patent Document 3 discloses a method of controlling the internal pressure of a discharge head that discharges a liquid material by a pressure control device. This method does not show a method for controlling the pressure so as to form a film on the coating region with high accuracy, and it is very difficult to form a film on the surface to be coated of the coating object with high accuracy.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to form a film forming apparatus, a vibrator, and a film forming method with improved accuracy of a liquid application region to be applied to a processing target surface of a coating object. Is to provide.

かかる目的のもとになされた本発明は、膜材料を含有する液体を対象物の被処理面に吐出することによって成膜する成膜装置であって、液体を先端部に形成された開口部から吸引してから保持する液体保持部と、液体保持部が開口部から液体を吸引または吐出するために、液体保持部の内部において液体に印加する圧力を調整する圧力調整部と、液体が保持された液体保持部の先端部を対象物の被処理面と対向する被処理位置へ移動させる移動部と、を備え、圧力調整部によって、被処理位置において、被処理面の大きさに応じて被処理面に液体を吐出させるための液体保持部の圧力が調整されることを特徴とする。
このように、被処理面の大きさに応じて液体保持部の圧力を調整することにより、被処理面に吐出される液体の量をコントロールすることができる。これにより、被処理面に塗布される液体の塗布範囲の精度を高めることができる。
The present invention based on such an object is a film forming apparatus for forming a film by discharging a liquid containing a film material onto a surface to be processed of an object, and an opening formed at the tip of the liquid A liquid holding unit that holds the liquid after suction, a pressure adjustment unit that adjusts the pressure applied to the liquid inside the liquid holding unit, so that the liquid holding unit sucks or discharges the liquid from the opening, and the liquid holds And a moving unit that moves the tip of the liquid holding unit to a processing position that faces the processing surface of the object, and according to the size of the processing surface at the processing position by the pressure adjusting unit. The pressure of the liquid holding part for discharging the liquid to the surface to be processed is adjusted.
Thus, by adjusting the pressure of the liquid holding portion according to the size of the surface to be processed, the amount of liquid ejected on the surface to be processed can be controlled. Thereby, the precision of the application range of the liquid apply | coated to a to-be-processed surface can be improved.

ここで、成膜装置は、被処理面に対する液体の吐出範囲を観察できる観察部をさらに備えることができる。この場合、観察部によって得られた液体の吐出範囲と被処理面の大きさとを比較し、その比較結果に基づいて、圧力制御部における液体保持部の圧力を調整する。   Here, the film forming apparatus can further include an observation unit capable of observing the liquid discharge range with respect to the surface to be processed. In this case, the liquid discharge range obtained by the observation unit is compared with the size of the surface to be processed, and the pressure of the liquid holding unit in the pressure control unit is adjusted based on the comparison result.

圧力調整部における圧力の調整は、手動で行うことも可能であるが、自動的に行うのが好ましい。このため、本発明は、移動部と圧力調整部とに接続された自動制御部をさらに備え、自動制御部は、予め定められたコンピュータプログラムに基づいた処理を実行することで、移動部における液体保持部の先端部の移動動作、および圧力調整部における液体保持部の圧力の調整を自動的に行うことができる。
また、前記の観察部を備える場合は、移動部と圧力調整部と観察部とに接続された自動制御部をさらに備え、自動制御部は、予め定められたプログラムと観察部による情報に基づいて、移動部における液体保持部の先端部の移動動作、および圧力調整部における液体保持部の圧力の調整を自動的に行う。
The pressure adjustment in the pressure adjusting unit can be performed manually, but is preferably performed automatically. For this reason, the present invention further includes an automatic control unit connected to the moving unit and the pressure adjusting unit, and the automatic control unit executes a process based on a predetermined computer program so that the liquid in the moving unit is The moving operation of the tip of the holding unit and the adjustment of the pressure of the liquid holding unit in the pressure adjusting unit can be automatically performed.
In addition, when the observation unit is provided, an automatic control unit connected to the moving unit, the pressure adjusting unit, and the observation unit is further provided, and the automatic control unit is based on a predetermined program and information by the observation unit. The moving operation of the tip of the liquid holding unit in the moving unit and the adjustment of the pressure of the liquid holding unit in the pressure adjusting unit are automatically performed.

液体保持部は、毛細管現象によって液体を吸引するのが、微少量の液体を吐出するためには好ましい。
このとき、液体保持部は、先端部に向かって小径化し、液体を保持する空洞部を備えた管形状とすることができる。このような液体保持部は、ガラス管を引っ張ることで形成された、先端に行くに従い小径化する形状を有したものとするのが好ましい。
液体保持部に、例えばルビーを用いることで、ガラス管から作成した液体保持部と同等の先端径を実現できるが、そのような液体保持部は非常に高価である。液体保持部内で液体が硬化してしまった場合、液体保持部を交換しなければならないため、液体保持部にルビー等の高価な材料を用いた場合、振動子の製作コストが非常に高くなってしまう。
また、液体保持部を金属製とした場合、機械加工精度上の限界から先端径を小さくするのが困難であり、また、先端径を小さくすればするほど、加工コストが上昇してしまう。
その点、ガラス管を加熱して引っ張って形成した液体保持部は、先端径も非常に小さくできるので、微少領域への液体保持部の位置決めを目視で行うことも可能となり、しかもこのような液体保持部は数十円単位で安価で製作できるため、コストも抑えることができる。
In order to discharge a minute amount of liquid, the liquid holding unit preferably sucks the liquid by capillary action.
At this time, the liquid holding portion can be formed into a tube shape having a hollow portion for reducing the diameter toward the tip portion and holding the liquid. Such a liquid holding part preferably has a shape formed by pulling a glass tube and having a diameter that decreases toward the tip.
By using, for example, ruby for the liquid holding part, a tip diameter equivalent to that of the liquid holding part made from the glass tube can be realized, but such a liquid holding part is very expensive. When the liquid has hardened in the liquid holding part, the liquid holding part must be replaced. Therefore, when an expensive material such as ruby is used for the liquid holding part, the manufacturing cost of the vibrator becomes very high. End up.
Further, when the liquid holding part is made of metal, it is difficult to reduce the tip diameter due to the limit in machining accuracy, and the machining cost increases as the tip diameter is reduced.
In that respect, the liquid holding part formed by heating and pulling the glass tube can also have a very small tip diameter, so that it is possible to visually position the liquid holding part in a very small region, and such liquid Since the holding part can be manufactured at a low cost in units of several tens of yen, the cost can be reduced.

対象物の被処理面に、液体に対する対象物の表面の親和性よりも高い親和性を有し、膜塗布範囲を規定する膜塗布範囲規定材をさらに備えることができる。このような膜塗布範囲規定材には、範囲に対応して形成された金からなる薄膜、または範囲の外形線に沿って線状に形成された金からなる線部を用いることができる。
また、対象物の被処理面に、膜塗布範囲を規定する膜塗布範囲規定材として、範囲の外形線に沿って溝または段部を形成することができる。
The surface to be treated of the object can further include a film application range defining material that has an affinity higher than the affinity of the surface of the object for the liquid and defines the film application range. As such a film application range defining material, a thin film made of gold formed corresponding to the range, or a line portion made of gold formed linearly along the outline of the range can be used.
Moreover, a groove | channel or a step part can be formed in the to-be-processed surface of a target object along the outline of a range as a film | membrane application range definition material which prescribes | regulates a film application range.

膜材料は、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカプロラクタンおよびその共重合体や、オリゴフェニル基やターシャルブチル基を有するフタロシアニン錯体などの分子量1000以上の中分子有機材料などを用いることができる。また、酸化チタンナノ粒子のような、液体中にコロイド状に分散できうる金属酸化物ナノ粒子も有効である。   As the film material, a polybutadiene, polyisoprene, polystyrene, polyacrylonitrile, polycaprolactan and a copolymer thereof, a medium molecular organic material having a molecular weight of 1000 or more such as a phthalocyanine complex having an oligophenyl group or a tertiary butyl group, or the like is used. be able to. In addition, metal oxide nanoparticles that can be colloidally dispersed in a liquid, such as titanium oxide nanoparticles, are also effective.

膜材料は溶媒に溶解または分散された状態で液体保持部に吸い上げられる。溶媒は、膜材料を0.1%から10%程度溶解またはコロイド状に分散しうる高沸点溶媒であり、テトラリン、o−ジクロロベンゼン、メシチレン、キシレン、エチレングリコールの少なくとも1種を含むものとするのが好ましい。   The membrane material is sucked up by the liquid holding portion in a state of being dissolved or dispersed in the solvent. The solvent is a high boiling point solvent capable of dissolving the membrane material by 0.1% to 10% or colloidally, and includes at least one of tetralin, o-dichlorobenzene, mesitylene, xylene, and ethylene glycol. preferable.

本発明は、振動子本体と、この振動子本体の表面に形成され、質量を有した物質が付着または吸着する感応膜と、を備えた振動子とすることもでき、この振動子は、感応膜が、請求項1から12のいずれか一項に記載の成膜装置を用いて振動子本体上に成膜されたことを特徴とする。   The present invention can also be a vibrator including a vibrator body and a sensitive film formed on the surface of the vibrator body to which a substance having a mass adheres or adsorbs. The film is formed on the vibrator body using the film forming apparatus according to any one of claims 1 to 12.

本発明は、膜材料を含有する液体を対象物の被処理面に吐出することによって成膜する成膜方法であって、先端部に開口部が形成された液体保持部に、開口部から液体を吸引してから保持するステップと、液体が保持された液体保持部の先端部を対象物の被処理面と対向する被処理位置へ移動させるステップと、被処理位置において、被処理面の大きさに応じて液体保持部の圧力を調整しながら、開口部から被処理面に液体を吐出させるステップと、を備えることを特徴とする成膜方法とすることもできる。   The present invention relates to a film forming method for forming a film by discharging a liquid containing a film material onto a surface to be processed of an object, and the liquid is held from the opening to the liquid holding part having the opening formed at the tip. A step of moving the tip of the liquid holding unit holding the liquid to a processing position opposite to the processing surface of the object, and a size of the processing surface at the processing position. And a step of discharging the liquid from the opening to the surface to be processed while adjusting the pressure of the liquid holding portion according to the thickness.

そして、被処理面に液体を吐出させるステップにて、被処理面に対する液体の吐出範囲を観察し、液体の吐出範囲と被処理面の大きさとを比較し、その比較結果に基づいて、液体保持部の圧力を調整することもできる。   Then, in the step of discharging the liquid onto the surface to be processed, the liquid discharge range with respect to the surface to be processed is observed, the liquid discharge range is compared with the size of the surface to be processed, and the liquid is retained based on the comparison result. The pressure of the part can also be adjusted.

被処理面に液体を吐出させるステップでは、液体保持部の圧力を増加させることで、液体保持部の先端部から液体を被処理面に吐出した後、吐出された液体が、形成すべき膜の範囲に広がった時点で、液体保持部の圧力を減少させ、液体保持部の先端部を被処理面から離間させることができる。   In the step of discharging the liquid onto the surface to be processed, by increasing the pressure of the liquid holding unit, after the liquid is discharged from the tip of the liquid holding unit to the surface to be processed, the discharged liquid becomes a film to be formed. When the pressure reaches the range, the pressure of the liquid holding unit can be reduced and the tip of the liquid holding unit can be separated from the surface to be processed.

また、液体保持部の圧力を増加させることで、液体保持部の先端部から液体を被処理面に吐出させるときに、液体保持部の先端部と被処理面とを間隔を隔てて対向させておくことで、液体保持部の先端部から吐出されて被処理面に付着した液体を、液体保持部の先端部と被処理面との間にブリッジさせるのが好ましい。   Further, by increasing the pressure of the liquid holding unit, when the liquid is discharged from the tip of the liquid holding unit onto the surface to be processed, the tip of the liquid holding unit and the surface to be processed are opposed to each other with an interval. It is preferable that the liquid discharged from the tip of the liquid holding unit and adhered to the surface to be processed is bridged between the tip of the liquid holding unit and the surface to be processed.

本発明によれば、被処理面の大きさに応じて液体保持部の圧力を調整して、被処理面に吐出される液体の量をコントロールすることにより、被処理面に塗布される液体の塗布範囲の精度を高めることができる。   According to the present invention, by adjusting the pressure of the liquid holding unit according to the size of the surface to be processed and controlling the amount of liquid discharged to the surface to be processed, the liquid applied to the surface to be processed The accuracy of the application range can be increased.

本実施の形態における成膜装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the film-forming apparatus in this Embodiment. カンチレバー型の振動子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a cantilever type vibrator. ディスク型の振動子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a disc-type vibrator. マイクロキャピラリの製作方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the manufacturing method of a microcapillary. 感応膜を形成するときの流れを示すステップ図である。It is a step figure showing a flow when forming a sensitive film. 本実施の形態における成膜装置の応用例を示す図である。It is a figure which shows the example of application of the film-forming apparatus in this Embodiment. (a)は、感応膜塗布範囲規定材として振動子上に形成した金の膜を示す図、(b)は、感応膜塗布範囲規定材として金を帯状に形成した線部を示す図、(c)は感応膜塗布範囲規定材として振動子に形成した溝を示す図である。(A) is a diagram showing a gold film formed on a vibrator as a sensitive film application range defining material, (b) is a diagram showing a line part in which gold is formed as a sensitive film application range defining material, c) is a diagram showing grooves formed in a vibrator as a sensitive film application range defining material. (a)はカンチレバー型の振動子上に成膜した感応膜を示す画像、(b)は金の膜を形成したディスク型の振動子上に成膜した感応膜を示す画像、(c)は溝を形成したディスク型の振動子上に成膜した感応膜を示す画像、(d)は膜や溝を形成していないディスク型の振動子上に成膜した感応膜を示す画像である。(A) is an image showing a sensitive film formed on a cantilever type vibrator, (b) is an image showing a sensitive film formed on a disk type vibrator on which a gold film is formed, (c) is an image showing An image showing a sensitive film formed on a disk-type vibrator in which grooves are formed, and (d) is an image showing a sensitive film formed on a disk-type vibrator in which no film or grooves are formed. 図8(c)の一点鎖線において振動子を断面視した、感応膜の膜厚分布を示す図である。It is a figure which shows the film thickness distribution of the sensitive film | membrane which carried out the cross sectional view of the vibrator | oscillator in the dashed-dotted line of FIG.8 (c).

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における成膜装置10の構成を説明するための図である。
図1に示すように、成膜装置10は、マイクロキャピラリ(液体保持部)20を保持するホルダ11と、ホルダ11を上下方向(Z軸方向)に昇降移動させるZ軸ステージ(移動部)12と、Z軸ステージ12を、水平面内(XY軸方向)に移動させるXY軸ステージ(移動部)13と、感応膜塗布対象である振動子が支持される振動子支持ステージ14と、感応膜溶液(膜材料、液)Lが収容される塗布液収容部15とを備えている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a film forming apparatus 10 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a film forming apparatus 10 includes a holder 11 that holds a microcapillary (liquid holding unit) 20, and a Z-axis stage (moving unit) 12 that moves the holder 11 up and down (Z-axis direction). An XY-axis stage (moving part) 13 that moves the Z-axis stage 12 in a horizontal plane (XY-axis direction), a vibrator support stage 14 that supports a vibrator to which a sensitive film is applied, and a sensitive film solution (Film material, liquid) The coating liquid storage part 15 in which L is stored is provided.

ホルダ11は、ベース板16を介してZ軸ステージ12に保持されている。ベース板16には、振動子支持ステージ14上にセットした振動子(対象物)100を拡大して観察するための例えばCCDカメラやCMOSカメラからなるカメラ(観察部)17と、振動子支持ステージ14上にセットした振動子100に光を照射する照明18とが一体に設けられている。また、カメラ17には、カメラ17で撮影した映像を表示するモニタ19が接続されている。   The holder 11 is held on the Z-axis stage 12 via the base plate 16. The base plate 16 includes a camera (observation unit) 17 such as a CCD camera or a CMOS camera for magnifying and observing the vibrator (object) 100 set on the vibrator support stage 14, and a vibrator support stage. An illumination 18 for irradiating light to the vibrator 100 set on 14 is integrally provided. The camera 17 is connected to a monitor 19 that displays video shot by the camera 17.

Z軸ステージ12、XY軸ステージ13は、図示しないステージ駆動部によりその動作が制御される。オペレータが、ステージ駆動部にX、Y、Z方向の移動量を適宜に操作手段により入力する結果、Z軸ステージ12、XY軸ステージ13は動作する。
ここで、XY軸ステージ13を動作させると、これによってZ軸ステージ12がXY方向に移動される。そして、Z軸ステージ12を動作させると、Z軸ステージ12に保持されたベース板16、ホルダ11、カメラ17、照明18がZ軸方向に一体に移動される。
このようにして、ホルダ11、カメラ17、照明18が、振動子支持ステージ14上にセットされる振動子100に対してX、Y、Z方向の任意の位置に移動動作できるようになっている。
The operations of the Z-axis stage 12 and the XY-axis stage 13 are controlled by a stage drive unit (not shown). As a result of the operator appropriately inputting the movement amounts in the X, Y, and Z directions to the stage drive unit by the operation means, the Z-axis stage 12 and the XY-axis stage 13 operate.
Here, when the XY axis stage 13 is operated, the Z axis stage 12 is thereby moved in the XY directions. When the Z-axis stage 12 is operated, the base plate 16, the holder 11, the camera 17, and the illumination 18 held on the Z-axis stage 12 are moved together in the Z-axis direction.
In this manner, the holder 11, the camera 17, and the illumination 18 can be moved to arbitrary positions in the X, Y, and Z directions with respect to the vibrator 100 set on the vibrator support stage 14. .

振動子支持ステージ14は、感応膜(膜)150の成膜対象となる振動子100を支持するもので、機械的なチャックや、バキューム吸着、静電力による吸着等によって、振動子100を支持固定する。ここで、振動子支持ステージ14に支持される振動子100は、その表面に感応膜150を形成するのであれば、カンチレバー型、ディスク型等、いかなる形式のものであっても良い。   The vibrator support stage 14 supports the vibrator 100 that is a target for forming the sensitive film (film) 150. The vibrator 100 is supported and fixed by a mechanical chuck, vacuum suction, electrostatic force suction, or the like. To do. Here, the vibrator 100 supported by the vibrator support stage 14 may be of any type such as a cantilever type or a disk type as long as the sensitive film 150 is formed on the surface thereof.

例えば、図2に示すように、カンチレバー型の振動子100Aは、シリコン系材料、より詳しくはポリシリコンあるいは単結晶シリコンからなる基板に、フォトリソグラフィ法等のMEMS技術を用いることによって形成されている。振動子100Aは、平面視長方形状で、基板を構成するシリコン系材料、特に好ましくは単結晶シリコンから形成されている。振動子100Aの寸法の一例を挙げると、厚さは2〜10μm、長さは30〜1000μm、幅は10〜300μmとするのが好ましい。振動子100Aの表面に、感応膜150Aが形成されている。   For example, as shown in FIG. 2, the cantilever type vibrator 100A is formed on a substrate made of a silicon-based material, more specifically, polysilicon or single crystal silicon, by using a MEMS technique such as a photolithography method. . The vibrator 100A has a rectangular shape in plan view, and is preferably made of a silicon-based material constituting the substrate, particularly preferably single crystal silicon. As an example of the dimensions of the vibrator 100A, it is preferable that the thickness is 2 to 10 μm, the length is 30 to 1000 μm, and the width is 10 to 300 μm. A sensitive film 150A is formed on the surface of the vibrator 100A.

また、図3に示すように、ディスク型の振動子100Bは、カンチレバー型と同様の材料から形成され、円形、矩形等の外形をなしている。このようなディスク型の振動子100Bの表面にも、感応膜150Bが形成される。
なお、以下の説明においては、カンチレバー型の振動子100Aとディスク型の振動子100Bを区別する必要がある以外、これらを振動子100と称し、また、感応膜150A、150Bについても、同様に感応膜150と称する。
As shown in FIG. 3, the disc-type vibrator 100B is made of the same material as that of the cantilever type and has an outer shape such as a circle or a rectangle. A sensitive film 150B is also formed on the surface of such a disk-type vibrator 100B.
In the following description, except that it is necessary to distinguish between the cantilever type vibrator 100A and the disk type vibrator 100B, these are referred to as the vibrator 100, and the sensitive films 150A and 150B are similarly sensitive. This is referred to as membrane 150.

塗布液収容部15は、振動子100の表面に形成される感応膜150の材料となる感応膜溶液Lを収容する容器15aを備えている。この容器15aは上方に開口しており、上部の開口部からマイクロキャピラリ20の先端を塗布液収容部15内に挿入して、感応膜溶液Lを吸い上げるようになっている。   The coating liquid storage unit 15 includes a container 15 a that stores a sensitive film solution L that is a material of the sensitive film 150 formed on the surface of the vibrator 100. The container 15a is opened upward, and the tip of the microcapillary 20 is inserted into the coating liquid storage part 15 from the upper opening to suck up the sensitive membrane solution L.

ここで、感応膜150は、前記の振動子100上の予め定められたエリア(被処理面)に塗布されるもので、無機系や有機系の感応膜材料(膜材料)からなる膜によって形成することができる。
感応膜150を構成する無機系の感応膜材料とすれば、代表的なものに二酸化チタン(TiO)があり、吸着効率を高めるために二酸化チタンを多孔体状とするのが好ましい。また、酸化チタンナノ粒子のような、液体中にコロイド状に分散できうる金属酸化物ナノ粒子も有効である。そして、感応膜150を構成する有機系の感応膜材料としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカプロラクタンおよびその共重合体や、オリゴフェニル基やターシャルブチル基を有するフタロシアニン錯体などの分子量1000以上の中分子有機材料等がある。この感応膜材料については、例えば特開2008−268170号公報に記載の各種材料を用いることもできる。
この感応膜150では、特定種の分子、あるいは特定の特性または特徴を有する複数種の分子のみを吸着する、分子に対する選択性を有したものとすることができ、その選択性は、高分子を形成する官能基や、架橋の状態等の様々な要素で決まると考えられる。この感応膜150を、振動子100の上面の少なくとも一部を覆うように形成するのが好ましい。
Here, the sensitive film 150 is applied to a predetermined area (surface to be treated) on the vibrator 100 and is formed of a film made of an inorganic or organic sensitive film material (film material). can do.
A typical example of the inorganic sensitive film material constituting the sensitive film 150 is titanium dioxide (TiO 2 ), and it is preferable to make the titanium dioxide porous to improve the adsorption efficiency. In addition, metal oxide nanoparticles that can be colloidally dispersed in a liquid, such as titanium oxide nanoparticles, are also effective. Examples of the organic sensitive film material constituting the sensitive film 150 include polybutadiene, polyisoprene, polystyrene, polyacrylonitrile, polycaprolactan and a copolymer thereof, and a phthalocyanine complex having an oligophenyl group or a tertiary butyl group. Medium molecular organic materials having a molecular weight of 1000 or more. As the sensitive film material, for example, various materials described in JP 2008-268170 A can be used.
The sensitive membrane 150 may have a selectivity for a molecule that adsorbs only a specific type of molecule or a plurality of types of molecules having a specific property or characteristic. It is considered to be determined by various factors such as the functional group to be formed and the state of crosslinking. The sensitive film 150 is preferably formed so as to cover at least a part of the upper surface of the vibrator 100.

このような感応膜150を形成するための感応膜溶液Lとしては、上記した材料を溶媒に分散させたものが用いられる。ここで用いる溶媒としては、有機膜材料を0.1%から10%程度溶解またはコロイド状に分散しうる高沸点溶媒であり、テトラリン、o−ジクロロベンゼン、メシチレン、キシレン、エチレングリコールの少なくとも1種を含むものとするのが好ましい。沸点が低いと、溶媒が蒸散しやすく、感応膜溶液Lの粘度が過度に上昇したり、固化してしまったりする。なお、これらの感応膜溶液Lは、飽和蒸気圧、沸点だけでなく、感応膜材料の分散性等も考慮して選定する必要がある。   As the sensitive membrane solution L for forming such a sensitive membrane 150, a solution obtained by dispersing the above-described materials in a solvent is used. The solvent used here is a high boiling point solvent capable of dissolving or colloidally dispersing the organic film material by about 0.1% to 10%, and is at least one of tetralin, o-dichlorobenzene, mesitylene, xylene, and ethylene glycol. It is preferable to contain. When the boiling point is low, the solvent tends to evaporate, and the viscosity of the sensitive film solution L excessively increases or solidifies. These sensitive membrane solutions L need to be selected in consideration of not only the saturated vapor pressure and boiling point but also the dispersibility of the sensitive membrane material.

図4に示すように、マイクロキャピラリ20は、内部に感応膜溶液Lを保持するための空洞部を有した中空のチューブ材、例えばガラス管Gが、先端部20aに行くに従いその外径・内径が漸次小さくなるニードル状に形成されたものである。このようなマイクロキャピラリ20は、以下のようにして得ることができる。すなわち、図4(a)に示すように、ガラス管Gを加熱しながら、プラーと称される引張装置で両端を引っ張ることで、図4(b)に示すように、ガラス管Gを加熱した部位においてガラス管Gが大きく伸び、その管径が外径・内径とも、漸次小さくなる。そこで、図4(c)に示すように、ガラス管Gが細くなり、所望の外径を有している部分にて、このガラス管Gを切断することで、マイクロキャピラリ20が得られる。さらに、切断面を加熱処理する事により、滑らかな先端形状のマイクロキャピラリ20を作成することができる。
このとき、マイクロキャピラリ20の先端の外径は10〜100μm、管路の内径は5〜90μmとするのが好ましい。マイクロキャピラリ20の先端の外径が大きすぎると、マイクロキャピラリ20の先端を、モニタ19に表示された映像で目視しながら振動子100の表面上において感応膜150を形成すべき位置合わせするのが困難となる。またマイクロキャピラリ20の管路の内径が上記範囲以上となると、感応膜溶液Lの吐出量を微細にコントロールするのが困難になる。また、マイクロキャピラリ20の先端の外径、管路の内径が上記範囲以下とすると、マイクロキャピラリ20の製作自体が困難になるという問題がある。
As shown in FIG. 4, the microcapillary 20 has a hollow tube material having a hollow portion for holding the sensitive membrane solution L therein, for example, a glass tube G, whose outer diameter / inner diameter increases toward the distal end portion 20a. Is formed into a needle shape that gradually decreases. Such a microcapillary 20 can be obtained as follows. That is, as shown in FIG. 4A, the glass tube G was heated as shown in FIG. 4B by pulling both ends with a pulling device called puller while heating the glass tube G. The glass tube G greatly expands at the site, and the tube diameter becomes gradually smaller for both the outer diameter and the inner diameter. Therefore, as shown in FIG. 4C, the glass tube G is thinned, and the microcapillary 20 is obtained by cutting the glass tube G at a portion having a desired outer diameter. Furthermore, by subjecting the cut surface to heat treatment, a smooth tip-shaped microcapillary 20 can be created.
At this time, the outer diameter of the tip of the microcapillary 20 is preferably 10 to 100 μm, and the inner diameter of the conduit is preferably 5 to 90 μm. If the outer diameter of the tip of the microcapillary 20 is too large, the tip of the microcapillary 20 is positioned on the surface of the vibrator 100 while the tip of the microcapillary 20 is visually observed on the monitor 19. It becomes difficult. Further, when the inner diameter of the pipe line of the microcapillary 20 exceeds the above range, it becomes difficult to finely control the discharge amount of the sensitive membrane solution L. Further, if the outer diameter of the tip of the microcapillary 20 and the inner diameter of the pipe line are within the above ranges, there is a problem that the manufacture of the microcapillary 20 itself becomes difficult.

マイクロキャピラリ20は、先端部20aが、振動子支持ステージ14上にセットされる振動子100に対向するよう、下方に向けてホルダ11に保持される。また、マイクロキャピラリ20の後端部20bには、マイクロキャピラリ20の配管内に印加する圧力を調整するためのバルブ等を備えた圧力調整部30が接続されている。圧力調整部30には、窒素ボンベ等の圧力発生源31が接続されている。ここで、圧力調整部30では、マイクロキャピラリ20に正圧だけでなく負圧をも印加できるようにするのが好ましい。   The microcapillary 20 is held by the holder 11 facing downward so that the distal end portion 20a faces the vibrator 100 set on the vibrator support stage. In addition, a pressure adjusting unit 30 including a valve or the like for adjusting the pressure applied to the inside of the microcapillary 20 is connected to the rear end 20 b of the microcapillary 20. A pressure generating source 31 such as a nitrogen cylinder is connected to the pressure adjusting unit 30. Here, it is preferable that the pressure adjusting unit 30 can apply not only positive pressure but also negative pressure to the microcapillary 20.

次に、上記したような成膜装置10を用いた振動子100への感応膜成膜方法について説明する。
まず、マイクロキャピラリ20を用意する。これには、例えば外径1mm、内径0.6〜0.75mm、長さ90mmのガラス管Gの中ほどを高温で熱し、長軸方向へ引っ張ることで、先端の細く尖ったニードルが出来る。もちろん、このガラス管Gのサイズは一例に過ぎず、適宜他のサイズのものを用いることができる。
ニードル状の部分を任意の箇所で切断することで、先端の外径が10〜100μm、内径が5〜90μmのマイクロキャピラリ20を作成する。さらに切断面を加熱処理する事により、滑らかな先端形状のマイクロキャピラリ20を作成することができる。
作成したマイクロキャピラリ20は、ホルダ11に装着する。
Next, a method for forming a sensitive film on the vibrator 100 using the film forming apparatus 10 as described above will be described.
First, the microcapillary 20 is prepared. For this purpose, for example, the middle of the glass tube G having an outer diameter of 1 mm, an inner diameter of 0.6 to 0.75 mm, and a length of 90 mm is heated at a high temperature and pulled in the major axis direction, thereby forming a needle with a thin tip. Of course, the size of the glass tube G is only an example, and other sizes can be used as appropriate.
By cutting the needle-like portion at an arbitrary location, the microcapillary 20 having a tip outer diameter of 10 to 100 μm and an inner diameter of 5 to 90 μm is created. Furthermore, by subjecting the cut surface to a heat treatment, a smooth tip-shaped microcapillary 20 can be produced.
The prepared microcapillary 20 is attached to the holder 11.

また、感応膜150の成膜対象である振動子100を、振動子支持ステージ14上にセットする。   In addition, the vibrator 100, which is the target for forming the sensitive film 150, is set on the vibrator support stage 14.

次に、予め感応膜材料を溶媒中に分散させて、濃度調整をした感応膜溶液Lを、塗布液収容部15に収容する。ここで、感応膜溶液Lは、目的の膜厚に応じて濃度調整する事が望ましいが、塗布領域の制御性を考慮すると数十cp程度の粘度とするのが好ましい。また、濃度・粘度の調製のため、2種以上の溶媒の混合溶液を用いることも可能である。   Next, the sensitive film material L in which the sensitive film material is previously dispersed in the solvent and the concentration is adjusted is accommodated in the coating liquid accommodating unit 15. Here, it is desirable to adjust the concentration of the sensitive film solution L according to the target film thickness, but it is preferable to have a viscosity of about several tens of cp in consideration of controllability of the application region. In addition, a mixed solution of two or more solvents can be used for adjusting the concentration and viscosity.

次いで、図5(a)、(b)に示すように、Z軸ステージ12、XY軸ステージ13を操作し、ホルダ11に保持されたマイクロキャピラリ20の先端部20aを、塗布液収容部15の感応膜溶液L中に浸漬させる。すると、毛細管現象により、感応膜溶液Lが吸い上げられ、マイクロキャピラリ20内に感応膜溶液Lが保持される。
このとき、感応膜溶液Lの粘度、マイクロキャピラリ20の内径等に応じて、感応膜溶液Lが過度に吸い上げられないよう、圧力調整部30の操作により、マイクロキャピラリ20に圧力を印加することができる。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the Z-axis stage 12 and the XY-axis stage 13 are operated, and the tip portion 20 a of the microcapillary 20 held by the holder 11 is moved to the coating liquid storage portion 15. Immerse in the sensitive membrane solution L. Then, the sensitive membrane solution L is sucked up by capillary action, and the sensitive membrane solution L is held in the microcapillary 20.
At this time, depending on the viscosity of the sensitive membrane solution L, the inner diameter of the microcapillary 20, and the like, the pressure can be applied to the microcapillary 20 by operating the pressure adjusting unit 30 so that the sensitive membrane solution L is not sucked up excessively. it can.

続いて、図5(c)に示すように、Z軸ステージ12、XY軸ステージ13を操作し、マイクロキャピラリ20を、振動子支持ステージ14上の振動子100に対向する位置に移動させる。このとき、Z軸ステージ12、XY軸ステージ13は、カメラ17で撮影されてモニタ19に表示された映像により、マイクロキャピラリ20の先端位置を観察しながら操作すれば良い。
また、このとき、マイクロキャピラリ20の移動に時間が掛かると、感応膜溶液Lが溶媒の蒸散により濃度が高くなり、粘性も上昇してしまうため、マイクロキャピラリ20の移動は速やかに行うのが好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, the Z-axis stage 12 and the XY-axis stage 13 are operated to move the microcapillary 20 to a position facing the vibrator 100 on the vibrator support stage 14. At this time, the Z-axis stage 12 and the XY-axis stage 13 may be operated while observing the tip position of the microcapillary 20 based on an image captured by the camera 17 and displayed on the monitor 19.
At this time, if the movement of the microcapillary 20 takes time, the concentration of the sensitive membrane solution L increases due to the evaporation of the solvent and the viscosity also increases. Therefore, it is preferable to move the microcapillary 20 quickly. .

図5(d)に示すように、マイクロキャピラリ20は、振動子100における感応膜成膜位置の、例えば上方1〜5μmの位置にて静止させる。   As shown in FIG. 5 (d), the microcapillary 20 is stationary at, for example, a position 1 to 5 μm above the sensitive film forming position in the vibrator 100.

次いで、圧力調整部30をオペレータが外部から操作することにより、マイクロキャピラリ20に、例えば0.5〜5kPa程度の圧力を、例えば10〜100msec程度印加する。
すると、図5(e)に示すように、マイクロキャピラリ20内に保持された感応膜溶液Lが、マイクロキャピラリ20の先端部20aから吐き出されるように垂れ下がり、振動子100上に付着(接触)する。このとき、前記したようにマイクロキャピラリ20を、振動子100の上方例えば1〜5μmに位置させておくと、マイクロキャピラリ20の先端部20aから吐出された感応膜溶液Lは、表面張力により、振動子100の表面とマイクロキャピラリ20の先端部20aとの間にブリッジしたような状態となる。
Next, when the operator operates the pressure adjusting unit 30 from the outside, a pressure of about 0.5 to 5 kPa, for example, is applied to the microcapillary 20 for about 10 to 100 msec, for example.
Then, as shown in FIG. 5 (e), the sensitive membrane solution L held in the microcapillary 20 hangs down to be discharged from the tip 20 a of the microcapillary 20 and adheres (contacts) on the vibrator 100. . At this time, if the microcapillary 20 is positioned above the vibrator 100, for example, 1 to 5 μm as described above, the sensitive membrane solution L discharged from the tip 20a of the microcapillary 20 vibrates due to surface tension. A bridge is formed between the surface of the child 100 and the tip 20a of the microcapillary 20.

図5(f)に示すように、圧力をさらに印加し続け、吐出された感応膜溶液Lが、感応膜150を形成すべき目的の領域に広がった時点で、圧力調整部30を操作することにより、マイクロキャピラリ20に印加する圧力を減圧し、感応膜溶液Lを吸引する。そして、図5(f)、(g)に示すように、Z軸ステージ12を操作し、マイクロキャピラリ20を上方に引き上げる。すると、図5(h)に示すように、マイクロキャピラリ20の先端部20aから感応膜溶液Lが切れ、振動子100上に感応膜溶液Lが広がって塗布される。   As shown in FIG. 5 (f), when the pressure is further applied and the discharged sensitive film solution L spreads to the target region where the sensitive film 150 is to be formed, the pressure adjusting unit 30 is operated. Thus, the pressure applied to the microcapillary 20 is reduced, and the sensitive membrane solution L is sucked. Then, as shown in FIGS. 5F and 5G, the Z-axis stage 12 is operated to pull the microcapillary 20 upward. Then, as shown in FIG. 5 (h), the sensitive film solution L is cut from the tip 20 a of the microcapillary 20, and the sensitive film solution L is spread and applied onto the vibrator 100.

しかる後、予め定めた時間だけ経過させることで、振動子100上の感応膜溶液Lの溶媒が蒸散し、これによって感応膜材料からなる感応膜150が振動子100上に成膜される。   Thereafter, by allowing a predetermined time to elapse, the solvent of the sensitive film solution L on the vibrator 100 evaporates, whereby a sensitive film 150 made of a sensitive film material is formed on the vibrator 100.

ところで、上記したような振動子100上への感応膜150の一連の成膜工程は、ステージ駆動部と、圧力調整部30の動作を自動的に制御することで、自動化することが可能である。
このためには、図6に示すように、成膜装置10は、予め設定されたコンピュータプログラムに基づいた一連の処理を実行することにより、ステージ駆動部におけるZ軸ステージ12、XY軸ステージ13の動作の制御、圧力調整部30におけるマイクロキャピラリ20に印加する圧力の制御を自動的に行う自動制御装置(自動制御部)40を備える。
これにより、自動制御装置40の司る制御により、塗布液収容部15からの感応膜溶液Lの吸い上げ、マイクロキャピラリ20の振動子100に対向する位置への移動、マイクロキャピラリ20への圧力印加による感応膜溶液Lの吐出、マイクロキャピラリ20に印加する圧力の減圧・吸引、マイクロキャピラリ20の上方への引き上げ、といった一連の工程を順次自動的に実行し、振動子支持ステージ14上の所定位置にセットされた振動子100に対し、感応膜150の成膜を自動的に行うことができる。
By the way, a series of film forming steps of the sensitive film 150 on the vibrator 100 as described above can be automated by automatically controlling the operations of the stage driving unit and the pressure adjusting unit 30. .
For this purpose, as shown in FIG. 6, the film forming apparatus 10 executes a series of processes based on a computer program set in advance, so that the Z-axis stage 12 and the XY-axis stage 13 in the stage driving unit are operated. An automatic control device (automatic control unit) 40 that automatically controls the operation and the pressure applied to the microcapillary 20 in the pressure adjusting unit 30 is provided.
Thereby, under the control of the automatic control device 40, the sensitive membrane solution L is sucked from the coating liquid storage unit 15, moved to a position facing the vibrator 100 of the microcapillary 20, and sensitive by applying pressure to the microcapillary 20. A series of steps such as ejection of the membrane solution L, depressurization / suction of the pressure applied to the microcapillary 20, and upward pulling of the microcapillary 20 are automatically executed sequentially, and set at a predetermined position on the vibrator support stage 14. The sensitive film 150 can be automatically formed on the vibrator 100 formed.

また、上記のようにして振動子100上への感応膜150の一連の成膜を自動的に行う過程で、自動制御装置40において、カメラ17で撮影した画像に基づき、振動子100上に吐出された感応膜溶液Lの範囲と、形成すべき感応膜150の大きさとを、画像処理により比較し、その比較結果に基づいて、圧力調整部30におけるマイクロキャピラリ20に印加する圧力の制御を行うこともできる。
すなわち、自動制御装置40において、振動子100上に吐出された感応膜溶液Lの範囲の面積を一定微少時間ごとに算出し、算出された面積と、形成すべき感応膜150の面積との差が、予め定めた大きさ以下になったと判定された時点で、圧力調整部30において印加する圧力を減少させる制御を行うことができる。
このようにして、感応膜溶液Lの吐出量の制御を高精度化することができる。
Further, in the process of automatically performing a series of film formation of the sensitive film 150 on the vibrator 100 as described above, the automatic controller 40 discharges the vibrator 100 on the vibrator 100 based on the image taken by the camera 17. The range of the formed sensitive film solution L and the size of the sensitive film 150 to be formed are compared by image processing, and the pressure applied to the microcapillary 20 in the pressure adjusting unit 30 is controlled based on the comparison result. You can also
That is, in the automatic control device 40, the area of the sensitive film solution L discharged onto the vibrator 100 is calculated every certain minute time, and the difference between the calculated area and the area of the sensitive film 150 to be formed is calculated. However, when it is determined that the pressure is equal to or less than a predetermined size, control to reduce the pressure applied in the pressure adjustment unit 30 can be performed.
In this way, the control of the discharge amount of the sensitive film solution L can be made highly accurate.

なお、上記した一連の動作は、適宜、並行あるいは同時に行うことができる。また、上記にあげた各数値例は、あくまでも理解を助けるための一例であり、本発明が上記数値例に何ら限定されるものではない。   The series of operations described above can be performed in parallel or simultaneously as appropriate. The numerical examples given above are merely examples for facilitating understanding, and the present invention is not limited to the numerical examples.

ところで、上記のようにマイクロキャピラリ20から感応膜溶液Lを振動子100上に供給して塗布するに際しては、振動子100上の微少領域に高精度に感応膜150を成膜させるため、上記のような成膜装置10やそれを用いた塗布方法だけでなく、振動子100側にも、感応膜150の塗布範囲を高精度に規制するための加工、処理を施すのが好ましい。
例えば、図7(a)に示すように、振動子100において、感応膜150を形成する範囲に、金(Au)からなる膜(感応膜塗布範囲規定材)200を、例えばスパッタや蒸着等の適宜手段により成膜しておくのが好ましい。金は、振動子100の材料に比較し、上記したような感応膜溶液Lとの親和性に大幅に優れるため、感応膜溶液Lを上記マイクロキャピラリ20から供給したときに、膜200とその周囲の振動子100との間で、親和性の差により、膜200よりも外周側に感応膜溶液Lが広がるのが阻止され、これによって、膜200上の感応膜150を形成する範囲に感応膜材料が精度良く成膜される。
もちろん、感応膜溶液Lとの親和性に優れるのであれば、金以外の材料で同様に膜200を形成しても良い。このような感応膜溶液Lとの親和性に優れる他の材料としては、CVDやスパッタ等によって形成することのできるシリコン酸化膜、アルキルSAM(Self-Assembled Monolayer)膜、等がある。
By the way, when the sensitive film solution L is supplied from the microcapillary 20 onto the vibrator 100 and applied as described above, the sensitive film 150 is formed in a minute region on the vibrator 100 with high accuracy. It is preferable to perform not only the film forming apparatus 10 and the coating method using the film forming apparatus 10 but also the processing and processing for regulating the coating range of the sensitive film 150 with high accuracy on the vibrator 100 side.
For example, as shown in FIG. 7A, in the vibrator 100, a film (sensitive film application range defining material) 200 made of gold (Au) is formed in a range where the sensitive film 150 is formed, for example, by sputtering or vapor deposition. It is preferable to form a film by appropriate means. Compared with the material of the vibrator 100, since gold is significantly superior in affinity with the sensitive membrane solution L as described above, when the sensitive membrane solution L is supplied from the microcapillary 20, the membrane 200 and its surroundings The sensitive film solution L is prevented from spreading to the outer peripheral side of the film 200 due to the difference in affinity between the sensitive film 100 and the vibrator 100, so that the sensitive film 150 is formed in a range where the sensitive film 150 is formed on the film 200. The material is formed with high accuracy.
Of course, as long as the affinity with the sensitive membrane solution L is excellent, the membrane 200 may be similarly formed of a material other than gold. Other materials having excellent affinity with the sensitive film solution L include a silicon oxide film that can be formed by CVD, sputtering, or the like, an alkyl SAM (Self-Assembled Monolayer) film, and the like.

また、図7(b)に示すように、振動子100において、感応膜150を形成する範囲の外形に沿って、金等、感応膜溶液Lと親和性が振動子100の材料よりも大幅に優れる材料により、一定幅の帯状の線部(感応膜塗布範囲規定材)250を形成しても良い。このような線部250を形成することでも、線部250に囲まれた領域内に広がった感応膜溶液Lは、線部250と、振動子100を形成する材料との親和性の差により、線部250よりも外周側に広がるのが阻止され、これによって感応膜150を形成する範囲に感応膜材料が精度良く成膜される。   Further, as shown in FIG. 7B, in the vibrator 100, the affinity for the sensitive film solution L such as gold is significantly greater than that of the material of the vibrator 100 along the outer shape of the range where the sensitive film 150 is formed. The belt-shaped line portion (sensitive film application range defining material) 250 having a certain width may be formed of an excellent material. Even when such a line portion 250 is formed, the sensitive film solution L spreading in the region surrounded by the line portion 250 is caused by the difference in affinity between the line portion 250 and the material forming the vibrator 100. Spreading to the outer peripheral side than the line portion 250 is prevented, and thereby the sensitive film material is accurately formed in the range where the sensitive film 150 is formed.

また、図7(c)に示すように、振動子100において、感応膜150を形成する範囲の外形に沿って連続する溝(感応膜塗布範囲規定材)300(または段部、凹部)を形成しても良い。溝300を形成することで、溝300に囲まれた領域内に広がった感応膜溶液Lは、表面張力によって、溝300の角部においてそれよりも外周側に広がるのが阻止され、これによって感応膜150を形成する範囲に感応膜材料が精度良く成膜される。このような溝300は、Siセンサチップ製作ステップ、振動子100の発振特性の両面からも有効である。また、溝300は、例えばSi基板からなる振動子100上に円形パターン状に形成するのであれば、幅2μmあれば十分に有効となる。   Further, as shown in FIG. 7C, in the vibrator 100, a continuous groove (sensitive film application range defining material) 300 (or stepped portion, concave portion) is formed along the outer shape of the range in which the sensitive film 150 is formed. You may do it. By forming the groove 300, the sensitive film solution L spreading in the region surrounded by the groove 300 is prevented from spreading to the outer peripheral side at the corners of the groove 300 due to the surface tension. The sensitive film material is formed with high accuracy in the range where the film 150 is formed. Such a groove 300 is also effective from both the Si sensor chip manufacturing step and the oscillation characteristics of the vibrator 100. Further, if the groove 300 is formed in a circular pattern on the vibrator 100 made of, for example, a Si substrate, a width of 2 μm is sufficiently effective.

線部250や溝300を形成する場合には、振動子100の表面を、酸素プラズマやUV−オゾン処理により表面処理することで、振動子100の表面における感応膜溶液Lの濡れ性改善を図るのが好ましい。   When forming the line part 250 and the groove 300, the wettability of the sensitive film solution L on the surface of the vibrator 100 is improved by surface-treating the surface of the vibrator 100 by oxygen plasma or UV-ozone treatment. Is preferred.

このように、ガラス管Gを引っ張ることで先端を小径化したマイクロキャピラリ20を用い、感応膜溶液Lを毛細管現象によりマイクロキャピラリ20内に吸い上げ、マイクロキャピラリ20に印加する圧力をコントロールすることで、振動子100上の微少な領域に感応膜溶液Lを塗布して感応膜150を形成することが可能となる。
このとき、振動子100上に感応膜150を形成すべき領域を、感応膜溶液Lと親和性の高い材料からなる膜200および線部250、溝300によって画成することで、感応膜150を高精度に成膜することが可能となる。
しかも、このような成膜装置10は、複雑な機構やコストの掛かる加工等は不要である。特に、マイクロキャピラリ20は、ガラス管を用いて非常に低コストで製作することができる。これにより、試験研究や試作段階において、振動子100に感応膜150を形成するのに非常に適している。
In this way, by using the microcapillary 20 whose diameter is reduced by pulling the glass tube G, the sensitive membrane solution L is sucked into the microcapillary 20 by capillary action, and the pressure applied to the microcapillary 20 is controlled, The sensitive film 150 can be formed by applying the sensitive film solution L to a minute region on the vibrator 100.
At this time, a region where the sensitive film 150 is to be formed on the vibrator 100 is defined by the film 200 made of a material having a high affinity with the sensitive film solution L, the line portion 250, and the groove 300, whereby the sensitive film 150 is formed. It becomes possible to form a film with high accuracy.
In addition, such a film forming apparatus 10 does not require complicated mechanisms or costly processing. In particular, the microcapillary 20 can be manufactured at a very low cost using a glass tube. This is very suitable for forming the sensitive film 150 on the vibrator 100 in the test research and the trial production stage.

さてここで、上記したような成膜装置10を用いて、振動子100上に感応膜150を実際に成膜したので、その結果を示す。
(実施例1):図2に示す振動子100の表面の所定領域に、金からなる膜200を蒸着形成した(膜厚100nm)。ここで、膜200の大きさは、100×500μmないし100×300μmとした。
Now, the sensitive film 150 is actually formed on the vibrator 100 using the film forming apparatus 10 as described above, and the result is shown.
Example 1 A film 200 made of gold was deposited on a predetermined region of the surface of the vibrator 100 shown in FIG. 2 (film thickness 100 nm). Here, the size of the film 200 was set to 100 × 500 μm to 100 × 300 μm.

そして、膜200上に、アクリロニトリルとブタジエンをモノマー単位とする共重合体(PAB)、TiO、ポリブタジエン(PBD)の3種の感応膜材料をそれぞれ溶媒中に分散させたものを、上記成膜装置10により塗布した。
ここで、PABは、溶媒にo−ジクロロベンゼンを用い、その混合比は、PABを1.5wt%、溶媒を98.5wt%とした。
TiOは、溶媒にエチレングリコールを用い、その混合比は、TiOを2.5wt%、溶媒を90wt%、水を7.5wt%とした。
PBDは、溶媒にテトラリンを用い、その混合比は、PBDを2.5wt%、残部をテトラリンとした。
A film in which three types of sensitive film materials of a copolymer (PAB), TiO 2 , and polybutadiene (PBD) containing acrylonitrile and butadiene as monomer units are dispersed in a solvent on the film 200 is formed as the film. Application was by apparatus 10.
Here, PAB used o-dichlorobenzene as a solvent, and the mixing ratio thereof was 1.5 wt% for PAB and 98.5 wt% for the solvent.
For TiO 2 , ethylene glycol was used as a solvent, and the mixing ratio was 2.5 wt% for TiO 2 , 90 wt% for the solvent, and 7.5 wt% for water.
PBD used tetralin as a solvent, and the mixing ratio was 2.5 wt% PBD, and the remainder was tetralin.

また、図3に示したようなディスク型の振動子100においては、以下の3通りのサンプルを用意した。
(実施例2):ディスク型の振動子100の表面の所定領域に、金からなる膜200を蒸着形成した。
(実施例3):ディスク型の振動子100の表面の所定領域の外形線に沿って、幅2μm、深さ500nmの溝300を形成した。
(比較例):表面に膜200、溝300を形成しないディスク型の振動子100。
そして、実施例2、3、比較例のそれぞれにおいて、振動子100の表面の所定領域に、PBD:2.5wt%、溶媒:残部とした感応膜溶液Lを上記成膜装置10により塗布した。
In addition, in the disk-type vibrator 100 as shown in FIG. 3, the following three samples were prepared.
Example 2 A film 200 made of gold was deposited on a predetermined region of the surface of the disk-type vibrator 100.
Example 3 A groove 300 having a width of 2 μm and a depth of 500 nm was formed along the outline of a predetermined region on the surface of the disk-type vibrator 100.
(Comparative example): Disc type vibrator 100 in which film 200 and groove 300 are not formed on the surface.
In each of Examples 2 and 3 and Comparative Example, a sensitive film solution L with PBD: 2.5 wt% and solvent: remainder was applied to a predetermined region on the surface of the vibrator 100 by the film forming apparatus 10.

これらの結果を図8(a)、(b)、(c)、(d)に示す。
実施例1(図8(a))、実施例2(図8(b))、実施例3(図8(c))においては、上記いずれの場合でも、振動子100上において、膜200、溝300によって画成された所定領域に感応膜150が形成されていることが確認された。一方、図8(d)に示すように、比較例の膜200、溝300を形成しない振動子100においては、所定領域よりも広がって感応膜150が形成されていることが確認された。
These results are shown in FIGS. 8A, 8B, 8C, and 8D.
In Example 1 (FIG. 8 (a)), Example 2 (FIG. 8 (b)), and Example 3 (FIG. 8 (c)), the film 200, It was confirmed that the sensitive film 150 was formed in a predetermined region defined by the groove 300. On the other hand, as shown in FIG. 8D, it was confirmed that the sensitive film 150 was formed so as to extend beyond a predetermined region in the vibrator 100 in which the film 200 and the groove 300 of the comparative example were not formed.

また、図8(c)に示した実施例3の振動子100上の感応膜150の膜厚分布を、触針式段差計により測定した。その結果を図9に示す。
図9に示すように、振動子100上において溝300によって画成された領域に形成された感応膜150は、その膜厚もほぼ均一であることが確認された。
Further, the thickness distribution of the sensitive film 150 on the vibrator 100 of Example 3 shown in FIG. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 9, it was confirmed that the film thickness of the sensitive film 150 formed in the region defined by the groove 300 on the vibrator 100 was substantially uniform.

なお、上記実施の形態では、成膜装置10の構成や、感応膜150の成膜方法について説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。   In the above embodiment, the configuration of the film forming apparatus 10 and the film forming method of the sensitive film 150 have been described. However, the configuration described in the above embodiment may be selected without departing from the gist of the present invention. It is possible to appropriately change to other configurations.

10…成膜装置、11…ホルダ、12…Z軸ステージ(移動部)、13…XY軸ステージ(移動部)、14…振動子支持ステージ、15…塗布液収容部、15a…容器、17…カメラ(観察部)、18…照明、19…モニタ、20…マイクロキャピラリ(液体保持部)、20a…先端部、20b…後端部、30…圧力調整部、31…圧力発生源、40…自動制御装置(自動制御部)、100…振動子(対象物)、150…感応膜(膜)、200…膜(膜塗布範囲規定材)、250…線部(膜塗布範囲規定材)、300…溝(膜塗布範囲規定材)、G…ガラス管、L…感応膜溶液(膜材料、液)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Film-forming apparatus, 11 ... Holder, 12 ... Z-axis stage (moving part), 13 ... XY-axis stage (moving part), 14 ... Vibrator support stage, 15 ... Coating liquid storage part, 15a ... Container, 17 ... Camera (observation unit), 18 ... illumination, 19 ... monitor, 20 ... microcapillary (liquid holding unit), 20a ... front end, 20b ... rear end, 30 ... pressure adjusting unit, 31 ... pressure generating source, 40 ... automatic Control device (automatic control unit), 100 ... vibrator (object), 150 ... sensitive film (film), 200 ... film (film application range defining material), 250 ... line part (film application range defining material), 300 ... Groove (film coating range defining material), G ... Glass tube, L ... Sensitive membrane solution (membrane material, liquid)

Claims (17)

膜材料を含有する液体を対象物の被処理面に吐出することによって成膜する成膜装置であって、
前記液体を先端部に形成された開口部から吸引してから保持する液体保持部と、
前記液体保持部が前記開口部から前記液体を吸引または吐出するために、前記液体保持部の内部において前記液体に印加する圧力を調整する圧力調整部と、
前記液体が保持された前記液体保持部の前記先端部を前記対象物の前記被処理面と対向する被処理位置へ移動させる移動部と、を備え、
前記圧力調整部によって、前記被処理位置において、前記被処理面の大きさに応じて前記被処理面に前記液体を吐出させるための前記液体保持部の前記圧力が調整されることを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus for forming a film by discharging a liquid containing a film material onto a surface to be processed of an object,
A liquid holding unit for sucking and holding the liquid from the opening formed at the tip, and
A pressure adjusting unit that adjusts a pressure applied to the liquid inside the liquid holding unit so that the liquid holding unit sucks or discharges the liquid from the opening;
A moving unit that moves the tip of the liquid holding unit that holds the liquid to a processing position that faces the processing surface of the object;
The pressure adjusting unit adjusts the pressure of the liquid holding unit for causing the liquid to be discharged onto the surface to be processed in the processing position according to the size of the surface to be processed. Deposition device.
前記成膜装置は、前記被処理面に対する前記液体の吐出範囲を観察できる観察部をさらに備え、
前記観察部によって得られた前記液体の吐出範囲と前記被処理面の大きさとを比較し、その比較結果に基づいて、前記圧力制御部における前記液体保持部の前記圧力を調整することを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
The film forming apparatus further includes an observation unit capable of observing a discharge range of the liquid with respect to the surface to be processed.
The liquid discharge range obtained by the observation unit is compared with the size of the surface to be processed, and the pressure of the liquid holding unit in the pressure control unit is adjusted based on the comparison result. The film forming apparatus according to claim 1.
前記移動部と、前記圧力調整部と、に接続された自動制御部をさらに備え、
前記自動制御部は、予め定められたプログラムに基づいた処理を実行することで、前記移動部における前記液体保持部の前記先端部の移動動作、および前記圧力調整部における前記液体保持部の前記圧力の調整を自動的に行うことを特徴とする請求項1または2に記載の成膜装置。
An automatic control unit connected to the moving unit and the pressure adjusting unit;
The automatic control unit executes processing based on a predetermined program, thereby moving the tip of the liquid holding unit in the moving unit and the pressure of the liquid holding unit in the pressure adjusting unit. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the adjustment is automatically performed.
前記移動部と、前記圧力調整部と、前記観察部と、に接続された自動制御部をさらに備え、
前記自動制御部は、予め定められたプログラムと前記観察部による情報に基づいて、前記移動部における前記液体保持部の前記先端部の移動動作、および前記圧力調整部における前記液体保持部の前記圧力の調整を自動的に行うことを特徴とする請求項2に記載の成膜装置。
An automatic control unit connected to the moving unit, the pressure adjusting unit, and the observing unit;
The automatic control unit moves the tip of the liquid holding unit in the moving unit based on a predetermined program and information from the observation unit, and the pressure of the liquid holding unit in the pressure adjusting unit. The film forming apparatus according to claim 2, wherein the adjustment is automatically performed.
前記液体保持部は、毛細管現象によって前記液体を吸引することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の成膜装置。   5. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid holding unit sucks the liquid by a capillary phenomenon. 前記液体保持部は、前記先端部に向かって小径化し、前記液体を保持する空洞部を備えた管形状であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の成膜装置。   6. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid holding portion has a tubular shape having a hollow portion that is reduced in diameter toward the distal end portion and holds the liquid. . 前記液体保持部は、ガラス管を引っ張ることで形成された、先端に行くに従い小径化する形状を有していることを特徴とする請求項6に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 6, wherein the liquid holding unit has a shape formed by pulling a glass tube and having a diameter that decreases toward a tip. 前記対象物の前記被処理面に、前記液体に対する前記対象物の表面の親和性よりも高い親和性を有し、膜塗布範囲を規定する膜塗布範囲規定材がさらに備えられていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の成膜装置。   The treatment target surface of the object is further provided with a film application range defining material that has an affinity higher than the affinity of the surface of the object for the liquid and defines a film application range. The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 7. 前記膜塗布範囲規定材は、前記範囲に対応して形成された金からなる薄膜、または前記範囲の外形線に沿って線状に形成された金からなる線部であることを特徴とする請求項8に記載の成膜装置。   The film application range defining material is a thin film made of gold formed corresponding to the range, or a line portion made of gold formed linearly along the outline of the range. Item 9. The film forming apparatus according to Item 8. 前記対象物の前記被処理面に、膜塗布範囲を規定する前記膜塗布範囲規定材として、前記範囲の外形線に沿って溝または段部が形成されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の成膜装置。   The groove or step is formed in the said to-be-processed surface of the said target object as the said film application range definition material which prescribes | regulates a film application range along the outline of the said range. The film forming apparatus according to claim 9. 前記膜材料は、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカプロラクタンおよびその共重合体や、オリゴフェニル基やターシャルブチル基を有するフタロシアニン錯体などの分子量1000以上の中分子有機材料からなることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の成膜装置。   The film material is a medium molecular organic material having a molecular weight of 1000 or more, such as polybutadiene, polyisoprene, polystyrene, polyacrylonitrile, polycaprolactan and a copolymer thereof, and a phthalocyanine complex having an oligophenyl group or a tertiary butyl group. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the film forming apparatus is a film forming apparatus. 前記膜材料は溶媒に分散された状態で前記液体保持部に吸引され、
前記溶媒は、テトラリン、エチレングリコール、o−ジクロロベンゼン、メシチレン、キシレンの少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項11に記載の成膜装置。
The film material is sucked into the liquid holding portion in a state dispersed in a solvent,
The film forming apparatus according to claim 11, wherein the solvent includes at least one of tetralin, ethylene glycol, o-dichlorobenzene, mesitylene, and xylene.
振動子本体と、
前記振動子本体の表面に形成され、質量を有した物質が付着または吸着する感応膜と、を備え、
前記感応膜が、請求項1から12のいずれか一項に記載の成膜装置を用いて前記振動子本体上に成膜されたことを特徴とする振動子。
A vibrator body;
A sensitive film formed on the surface of the vibrator main body, to which a substance having a mass is attached or adsorbed,
13. A vibrator, wherein the sensitive film is formed on the vibrator main body using the film forming apparatus according to claim 1.
膜材料を含有する液体を対象物の被処理面に吐出することによって成膜する成膜方法であって、
先端部に開口部が形成された液体保持部に、前記開口部から前記液体を吸引してから保持するステップと、
前記液体が保持された前記液体保持部の前記先端部を前記対象物の前記被処理面と対向する被処理位置へ移動させるステップと、
前記被処理位置において、前記被処理面の大きさに応じて前記液体保持部の前記圧力を調整しながら、前記開口部から前記被処理面に前記液体を吐出させるステップと、
を備えることを特徴とする成膜方法。
A film forming method for forming a film by discharging a liquid containing a film material onto a surface to be processed of an object,
Holding the liquid after sucking the liquid from the opening in a liquid holding part having an opening formed at the tip; and
Moving the tip portion of the liquid holding portion in which the liquid is held to a processing position facing the processing surface of the object;
Discharging the liquid from the opening to the processing surface while adjusting the pressure of the liquid holding unit according to the size of the processing surface at the processing position;
A film forming method comprising:
前記被処理面に前記液体を吐出させるステップにて、前記被処理面に対する前記液体の吐出範囲を観察し、観察された前記液体の吐出範囲と前記被処理面の大きさとを比較し、その比較結果に基づいて、前記液体保持部の前記圧力を調整することを特徴とする請求項14に記載の成膜方法。   In the step of discharging the liquid onto the surface to be processed, the liquid discharge range with respect to the surface to be processed is observed, and the observed liquid discharge range is compared with the size of the surface to be processed. The film forming method according to claim 14, wherein the pressure of the liquid holding unit is adjusted based on a result. 前記被処理面に前記液体を吐出させるステップでは、前記液体保持部の前記圧力を増加させることで、前記液体保持部の前記先端部から前記液体を前記被処理面に吐出した後、吐出された前記液体が、形成すべき前記膜の範囲に広がった時点で、前記液体保持部の前記圧力を減少させ、前記液体保持部の前記先端部を前記被処理面から離間させることを特徴とする請求項14または15に記載の成膜方法。   In the step of discharging the liquid onto the surface to be processed, the liquid was discharged after being discharged from the tip portion of the liquid holding portion onto the surface to be processed by increasing the pressure of the liquid holding portion. The pressure of the liquid holding part is decreased when the liquid spreads over the range of the film to be formed, and the tip part of the liquid holding part is separated from the surface to be processed. Item 16. The film forming method according to Item 14 or 15. 前記液体保持部の前記圧力を増加させることで、前記液体保持部の前記先端部から前記液体を前記被処理面に吐出させるときに、前記液体保持部の前記先端部と前記被処理面とを間隔を隔てて対向させておくことで、前記液体保持部の前記先端部から吐出されて前記被処理面に付着した前記液体を、前記液体保持部の前記先端部と前記被処理面との間にブリッジさせることを特徴とする請求項16に記載の成膜方法。   By increasing the pressure of the liquid holding portion, when the liquid is discharged from the tip portion of the liquid holding portion to the surface to be processed, the tip portion of the liquid holding portion and the surface to be processed are The liquid that has been ejected from the tip of the liquid holding unit and adhered to the surface to be processed is allowed to flow between the tip of the liquid holding unit and the surface to be processed. The film forming method according to claim 16, wherein the film is bridged.
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