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JP2014069171A - Film forming device and atomizer - Google Patents

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JP2014069171A
JP2014069171A JP2012220112A JP2012220112A JP2014069171A JP 2014069171 A JP2014069171 A JP 2014069171A JP 2012220112 A JP2012220112 A JP 2012220112A JP 2012220112 A JP2012220112 A JP 2012220112A JP 2014069171 A JP2014069171 A JP 2014069171A
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JP
Japan
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container
ultrasonic
film forming
substrate
atomization
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Application number
JP2012220112A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Fujiyama
和彦 藤山
Akira Uehara
晃 植原
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CHALLENGE KK
Original Assignee
CHALLENGE KK
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0615Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced at the free surface of the liquid or other fluent material in a container and subjected to the vibrations

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film forming device and an atomizer, much in a mist-forming quantity of a liquid material, short in an atomization time, long in the service life of an ultrasonic vibration element and capable of stably forming a film on a substrate.SOLUTION: The film forming device is constituted of an atomizer 100, an atomization guide tube 300 for passing mist of the liquid material and a film forming chamber 200. In the film forming device, the atomizer comprises a container for accommodating the liquid material, a solution tank for accommodating the container and an intermediate solution and immersing a bottom surface part of the container in the intermediate solution and an ultrasonic vibrator part 113 disposed in the solution tank and irradiating the bottom surface part of the container with an ultrasonic wave, and the ultrasonic vibrator part is constituted of a substrate and a plurality of ultrasonic vibrators arranged in a circumferential part on the substrate, and among the plurality of ultrasonic vibrators, a driven ultrasonic vibrator is driven by being successively and repeatedly switched in clockwise rotation or counterclockwise rotation of the circumferential part, and the film forming chamber is constituted of the container, a substrate holder and a straightening plate 400 connected to the atomization guide tube.

Description

本発明は、成膜装置および霧化装置に係り、特に、霧化装置のからの原料液体のミストを霧化誘導管によって成膜室に送り、成膜することを特徴とする成膜装置および霧化装置に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus and an atomizing apparatus, and more particularly, a film forming apparatus characterized in that a mist of a raw material liquid from an atomizing apparatus is sent to a film forming chamber by an atomizing guide tube and film forming is performed. It relates to an atomizer.

MOCVD(有機金属気相堆積法)のような、液体材料を霧化してから成膜を行う技術においては、キャリアガスを用いる技術が一般的である。かかる技術として、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されている。   In a technique for forming a film after atomizing a liquid material, such as MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), a technique using a carrier gas is common. Such techniques are disclosed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2.

特許文献1記載技術は、原料容器とは別個に設けられた気化器ノズルを設け、液体材料をノズルから気化器の内部に噴出せしめて霧状にしたのち、加熱ヒータにより加熱して気化し、原料ガス輸送管によって前記気化した原料ガスを、加熱手段によって熱せられる反応炉に導入し、反応ガス輸送管から送られる反応ガスと成膜基板上で反応せしめてCVD法による薄膜をうる装置である。また、特許文献2には、液体材料をキャリアガスによりせん断し、霧化する技術が開示されている。   The technology described in Patent Document 1 is provided with a vaporizer nozzle provided separately from the raw material container, and after the liquid material is sprayed from the nozzle into the vaporizer to form a mist, it is heated and vaporized by a heater, An apparatus for obtaining a thin film by a CVD method by introducing the vaporized source gas through a source gas transport pipe into a reaction furnace heated by a heating means and reacting with a reaction gas sent from the reaction gas transport pipe on a deposition substrate. . Patent Document 2 discloses a technique of shearing and atomizing a liquid material with a carrier gas.

ただ、これらの技術は、キャリアガスを用いる必要があり、その圧力制御が難しいなどの課題がある。また、装置の構造が複雑である。   However, these techniques require the use of a carrier gas and have problems such as difficulty in controlling the pressure. Moreover, the structure of the apparatus is complicated.

一方、原料液体に対して超音波振動を印加し、それにより原料液体を霧化する技術が提供されている。この技術においては、キャリアガスを用いるが微調整の必要がなく、また、装置の構造の簡易化を図ることができる。   On the other hand, there is provided a technique for applying an ultrasonic vibration to a raw material liquid to thereby atomize the raw material liquid. In this technique, carrier gas is used, but fine adjustment is not necessary, and the structure of the apparatus can be simplified.

かかる技術として、例えば、特許文献3には、図3に示す成膜用霧化装置が開示されている。この成膜用霧化装置は、霧化用液体4を収容し、底面部材8bが高分子材料の薄膜で形成された容器8と、容器8および中間溶液6を収容し、中間溶液6に少なくとも容器8の底面部材8bを浸漬させる溶液槽7と、溶液槽7に設けられ、容器8の底面部材8bに対して超音波を照射する超音波振動子13とを有するものである。   As such a technique, for example, Patent Document 3 discloses an atomizing apparatus for film formation shown in FIG. This film-forming atomizer contains an atomizing liquid 4, a container 8 whose bottom member 8 b is formed of a thin film of a polymer material, a container 8 and an intermediate solution 6. A solution tank 7 in which the bottom surface member 8 b of the container 8 is immersed, and an ultrasonic vibrator 13 that is provided in the solution tank 7 and radiates ultrasonic waves to the bottom surface member 8 b of the container 8 are provided.

しかし、特許文献3に例示される、超音波振動による霧化の技術においては、成膜に時間がかかるという課題がある。さらに、超音波振動素子の寿命が短いという課題もある。
そこで、成膜時間が短く、超音波振動素子の寿命が短く、かつ簡易な構造の成膜用霧化装置の出現が望まれている。
However, the atomization technique using ultrasonic vibration exemplified in Patent Document 3 has a problem that it takes time to form a film. Furthermore, there is a problem that the lifetime of the ultrasonic vibration element is short.
Therefore, it is desired to develop an atomizing apparatus for film formation with a short film formation time, a short life of the ultrasonic vibration element, and a simple structure.

特開平6−310444号公報JP-A-6-310444 特開平11−14970号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-14970 特開2005−305233公報JP 2005-305233 A

本発明の課題は、液体材料のミスト化量が多く、霧化時間が短く、超音波振動素子の寿命が長く、かつ簡易な構造の霧化装置からの霧化された原料を用いて、常温状態にて、基板上に安定した成膜ができる成膜装置および霧化装置を提供することである。   The problem of the present invention is that the amount of mist of the liquid material is large, the atomization time is short, the life of the ultrasonic vibration element is long, and the atomized raw material from the atomization apparatus having a simple structure is used. It is an object to provide a film forming apparatus and an atomizing apparatus that can stably form a film on a substrate.

本発明の請求項1に係る成膜装置は、霧化装置と、前記霧化装置からの液体材料のミストを通す霧化誘導管と、前記霧化誘導管が接続された成膜室とで構成される成膜装置であって、前記霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備え、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動され、前記成膜室は、容器と、基板ホルダーと、前記霧化誘導管と連結した整流板で構成されていることを特徴とする成膜装置である。   A film forming apparatus according to claim 1 of the present invention includes an atomization apparatus, an atomization guide pipe through which a mist of liquid material from the atomization apparatus passes, and a film formation chamber to which the atomization guide pipe is connected. A film forming apparatus configured, wherein the atomizer includes a container that stores an atomizing liquid material, a solution that stores the container and an intermediate solution, and immerses at least the bottom surface of the container in the intermediate solution. A tank, and an ultrasonic transducer unit that is disposed in the solution bath and radiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container. The ultrasonic transducer unit includes a substrate and a circumferential portion on the substrate. Of the plurality of ultrasonic transducers, and the driven ultrasonic transducer among the plurality of ultrasonic transducers is sequentially switched clockwise or counterclockwise in the circumferential direction. Driven, the film forming chamber includes a container, a substrate holder, and the atomization guide tube. It is film forming apparatus according to claim which is composed of sintered the rectifying plate.

本発明の請求項2に係る成膜装置は、霧化装置と、前記霧化装置からの液体材料のミストを通す霧化誘導管と、前記霧化誘導管が接続された成膜室とで構成される成膜装置であって、前記霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備え、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、お互いに対向した2個の超音波素子が、順次繰り返し切り替えされて駆動され、前記成膜室は、容器と、基板ホルダーと、前記霧化誘導管と連結した整流板で構成されていることを特徴とする成膜装置である。   A film forming apparatus according to claim 2 of the present invention includes an atomization apparatus, an atomization guide pipe through which the mist of the liquid material from the atomization apparatus passes, and a film formation chamber to which the atomization guide pipe is connected. A film forming apparatus configured, wherein the atomizer includes a container that stores an atomizing liquid material, a solution that stores the container and an intermediate solution, and immerses at least the bottom surface of the container in the intermediate solution. A tank, and an ultrasonic transducer unit that is disposed in the solution bath and radiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container. The ultrasonic transducer unit includes a substrate and a circumferential portion on the substrate. Among the plurality of ultrasonic transducers, two ultrasonic elements facing each other are sequentially and repeatedly switched between the two ultrasonic elements. The film formation chamber is a container, a substrate holder, and the atomization guide It is composed of the rectifying plate which is connected with a film-forming apparatus according to claim.

本発明の請求項2→3に係る成膜装置は、前記複数の超音波振動子が、放射状に8個の電極が配置された構成であって、前記、整流板は、広がりの角度を100°以下とし、前記霧化誘導管との接合部分の断面にメッシュ板が配置されたことを特徴とする請求項1または2記載の成膜装置である。   The film forming apparatus according to claim 2 → 3 of the present invention has a configuration in which the plurality of ultrasonic transducers are arranged with eight electrodes radially, and the rectifying plate has an expansion angle of 100. The film forming apparatus according to claim 1, wherein a mesh plate is disposed in a cross section of a joint portion with the atomization induction tube at a temperature of less than or equal to 0 °.

本発明の請求項4に係る成膜装置は、前記霧化誘導管の成膜室との接合近傍に、ヒータが配置されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の成膜装置である。   The film forming apparatus according to claim 4 of the present invention is characterized in that a heater is disposed in the vicinity of the junction of the atomization guide tube with the film forming chamber. A film forming apparatus.

本発明の請求項5に係る成膜装置は、霧化装置と、前記霧化装置からの液体材料のミストを通す配管と、前記配管が接続された成膜室とで構成される成膜装置であって、前記霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備え、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の該基板上の中央部及びその円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該中央部と該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動され、前記成膜室は、容器と、基板ホルダーと、前記霧化誘導管と連結した整流板とで構成されていることを特徴とする成膜装置である。   A film forming apparatus according to claim 5 of the present invention includes an atomizing apparatus, a pipe through which mist of the liquid material from the atomizing apparatus passes, and a film forming chamber to which the pipe is connected. The atomizing device includes a container for storing the atomizing liquid material, a solution tank for storing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution, and the solution tank. And an ultrasonic transducer unit that irradiates the bottom surface of the container with ultrasonic waves. The ultrasonic transducer unit includes a substrate, a central portion on the substrate on the substrate, and a circle thereof. It is composed of a plurality of ultrasonic transducers arranged on the periphery, and the driven ultrasonic transducer among the plurality of ultrasonic transducers is the central portion and the circumferential portion clockwise or counterclockwise. The film formation chamber is driven by repeatedly switching to a container and a substrate holder. When it is film-forming apparatus according to claim which is composed of a rectifying plate that is connected to the atomizing induction tube.

本発明の請求項6に係る成膜装置は、前記複数の超音波振動子が、中央に1個の電極、および周囲に7個の電極が配置された構成であって、前記、整流板は、広がりの角度を100°以下とし、前記霧化誘導管との接合部分の断面にメッシュ板が配置されたことを特徴とする請求項5記載の成膜装置である。   The film forming apparatus according to claim 6 of the present invention is a configuration in which the plurality of ultrasonic transducers are arranged with one electrode in the center and seven electrodes in the periphery. 6. The film forming apparatus according to claim 5, wherein a spread angle is set to 100 [deg.] Or less, and a mesh plate is disposed in a cross section of a joint portion with the atomization guide tube.

本発明の請求項7に係る成膜装置は、前記霧化誘導管の成膜室との接合近傍に、ヒータが配置されたことを特徴とする請求項5または6記載の成膜装置である。   The film forming apparatus according to claim 7 of the present invention is the film forming apparatus according to claim 5 or 6, wherein a heater is disposed in the vicinity of the junction of the atomization guide tube with the film forming chamber. .

本発明の請求項8に係る霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備えた霧化装置であって、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動されることを特徴とする霧化装置である。   An atomization apparatus according to claim 8 of the present invention includes a container for storing an atomizing liquid material, a container for storing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution, An atomizing device that is disposed in the solution tank and includes an ultrasonic transducer unit that irradiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container, the ultrasonic transducer unit comprising: a substrate; Of the plurality of ultrasonic transducers, and the driven ultrasonic transducer among the plurality of ultrasonic transducers is clockwise or counterclockwise of the circumferential portion. The atomizing device is characterized in that it is driven by being sequentially switched in a clockwise direction.

本発明の請求項9に係る霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、
前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備えた霧化装置であって、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、お互いに対向した2個の超音波素子が、順次繰り返し切り替えされて駆動されることを特徴とする霧化装置である。
An atomization apparatus according to claim 9 of the present invention includes a container for storing an atomizing liquid material, a container for storing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution,
An atomizing device that is disposed in the solution tank and includes an ultrasonic transducer unit that irradiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container, the ultrasonic transducer unit comprising: a substrate; Of the plurality of ultrasonic transducers arranged on the circumference of the substrate, and the driven ultrasonic transducers of the plurality of ultrasonic transducers are two ultrasonic transducers facing each other. The atomizing device is characterized in that the acoustic wave element is sequentially switched and driven.

本発明の請求項10に係る霧化装置は、前記複数の超音波振動子は、放射状に8個の電極が配置された構成であることを特徴とする請求項8または9記載の霧化装置である。   The atomization apparatus according to claim 10 of the present invention is characterized in that the plurality of ultrasonic transducers have a configuration in which eight electrodes are arranged radially. It is.

本発明者は、従来の霧化装置における上記課題が発生する原因を探求した。特に、霧化ひいては成膜に時間がかかる原因を探った。その結果、成膜に時間がかかる理由は、霧化したミストの量が少ないことにあることを見出した。さらにその原因を探ったところ、超音波振動子において、発熱が生じていることが判明した。発熱のために、ミストの量が少なくなっているのではないかと考えた。さらに、原料溶液中における音圧振幅が小さいことも判明し、これもミスト量が少ない原因ではないかと考えた。   The inventor has sought the cause of the occurrence of the above-described problem in the conventional atomizer. In particular, we investigated the cause of atomization and the time required for film formation. As a result, it has been found that the reason why it takes a long time for film formation is that the amount of atomized mist is small. Further investigation of the cause revealed that heat was generated in the ultrasonic vibrator. I thought that the amount of mist was decreasing because of the heat generation. Furthermore, it was also found that the sound pressure amplitude in the raw material solution was small, and this was considered to be the cause of the small amount of mist.

そこで、発熱を防止するための手段を鋭意探求した。その過程で超音波振動子を分割タイプにし、第1の例として、円周部に複数配置し、第2の例として中央部とその円周部に複数配置しさらに、複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、中央部から円周部に切り替え、円周部において、時計回り又は反時計回りに順次切り替え、そして中央部に切り替えることを繰り替えして駆動するようにしたところ、発熱が低減されることを発見した。さらに音圧振幅も単一の超音波振動子の場合よりも高く保持させることができることも見出した。本発明は、かかる知見に基づきなされたものである。   Therefore, eagerly searching for means for preventing heat generation. In the process, the ultrasonic transducers are divided, and as a first example, a plurality of ultrasonic transducers are arranged on the circumferential portion, and as a second example, a plurality of ultrasonic transducers are arranged on the central portion and the circumferential portion thereof, and a plurality of ultrasonic transducers are further provided. The ultrasonic transducer to be driven is switched from the central part to the circumferential part, and in the circumferential part, it is sequentially switched clockwise or counterclockwise and then switched to the central part for repeated driving. However, it was discovered that heat generation was reduced. It was also found that the sound pressure amplitude can be maintained higher than in the case of a single ultrasonic transducer. The present invention has been made based on such findings.

本発明によれば、複数の超音波振動子を設け、当該複数の超音波振勲子のうち駆動させる超音波振動子が、中央部から円周部に切り替え、円周部において、時計回り又は反時計回りに順次切り替え、そして中央部に切り替えることを繰り返して駆動することで、各超音波振動子の発熱を抑制することができ、かつ霧化用液体中の音圧振幅を高く保持させることができる。その結果、ミストの発生量を増加させることができる。さらに、各超音波振動子の負荷が小さくなり、超音波振動子の寿命を延ばすことができる。切り替えは30〜200Hz周期で行う。   According to the present invention, a plurality of ultrasonic transducers are provided, and the ultrasonic transducer to be driven among the plurality of ultrasonic transducers is switched from the central portion to the circumferential portion, and the circumferential portion is rotated clockwise or counterclockwise. By sequentially switching clockwise and switching to the center, it is possible to suppress the heat generation of each ultrasonic vibrator and to keep the sound pressure amplitude in the atomizing liquid high. it can. As a result, the amount of mist generated can be increased. Furthermore, the load on each ultrasonic transducer is reduced, and the life of the ultrasonic transducer can be extended. Switching is performed at a cycle of 30 to 200 Hz.

請求項1,2,3,4に係る成膜装置によれば、消費電力の削減、振動子の発熱の防止がなされ、効率よいミスト化を図ることが可能となり、ミストの発生量の増加ひいては、例えば成膜時間の短縮化が達成された成膜装置が達成される。   According to the film forming apparatus according to the first, second, third, and fourth aspects, the power consumption is reduced and the heat generation of the vibrator is prevented, and an efficient mist can be achieved. As a result, the amount of mist generated is increased. For example, a film forming apparatus in which the film forming time is shortened is achieved.

請求項5,6,7に係る成膜装置によれば、消費電力の削減、振動子の発熱の防止がなされ、効率よいミスト化を図ることが可能となり、ミストの発生量の増加ひいては、例えば成膜時間の短縮化が達成された成膜装置が達成される。   According to the film forming apparatus according to the fifth, sixth, and seventh aspects, reduction of power consumption and prevention of heat generation of the vibrator can be achieved, and it is possible to achieve efficient mist generation. A film forming apparatus in which the film forming time is shortened is achieved.

請求項8,9,10に係る霧化装置によれば、消費電力の削減、振動子の発熱の防止がなされ、効率よいミスト化を図ることが可能となり、ミストの発生量の増加ひいては、例えば成膜時間の短縮化が達成された無化装置が提供できる。   According to the atomization device according to the eighth, ninth, and tenth aspects, the power consumption can be reduced, the heat generation of the vibrator can be prevented, and an efficient mist can be achieved. It is possible to provide a neutralization apparatus in which the film formation time is shortened.

本発明によれば、原料液体のミスト化量が多く、霧化時間が短く、超音波振動素子の寿命が長く、かつ簡易な構造の霧化装置からの霧化された原料を用いて、常温状態にて、基板上に安定した成膜ができる成膜装置および霧化装置を提供することができる。   According to the present invention, the amount of mist of the raw material liquid is large, the atomization time is short, the lifetime of the ultrasonic vibration element is long, and the atomized raw material from the atomization device having a simple structure is used. In this state, it is possible to provide a film formation apparatus and an atomization apparatus that can stably form a film on a substrate.

本発明の実施例1に係る成膜装置の図である。It is a figure of the film-forming apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る成膜装置の図である。It is a figure of the film-forming apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の製膜装置に使用される霧化装置の拡大図である。It is an enlarged view of the atomization apparatus used for the film forming apparatus of this invention. 本発明の実施例に係る超音波振動部を示す平面図である。図4(a)は、表面、図4(b)は、裏面である。It is a top view which shows the ultrasonic vibration part which concerns on the Example of this invention. 4A shows the front surface, and FIG. 4B shows the back surface. 本発明の実施例に係る他の例の超音波振動部を示す平面図である。図5(a)は、表面、図5(b)は、裏面である。It is a top view which shows the ultrasonic vibration part of the other example which concerns on the Example of this invention. FIG. 5A is the front surface, and FIG. 5B is the back surface. 本発明の成膜装置に使用されるメッシュ板の図である。It is a figure of the mesh board used for the film-forming apparatus of this invention. 本発明のメッシュ板の効果を示した図である。図7(a)は実験結果、(b)はその計測結果である。It is the figure which showed the effect of the mesh board of this invention. FIG. 7A shows the experimental results, and FIG. 7B shows the measurement results.

本発明の成膜装置は、霧化装置と、前記霧化装置からの液体材料のミストを通す霧化誘導管と、前記霧化誘導管が接続された成膜室とで構成される成膜装置であって、前記霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備え、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動され、前記成膜室は、容器と、基板ホルダーと、前記霧化誘導管と連結した整流板で構成されていることを特徴とする成膜装置である。   A film forming apparatus according to the present invention includes an atomization apparatus, an atomization guide pipe through which a mist of the liquid material from the atomization apparatus passes, and a film formation chamber to which the atomization guide pipe is connected. The atomization device includes a container for storing the atomizing liquid material, a solution tank for storing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution, and the solution. An ultrasonic transducer unit that is disposed in the tank and that irradiates the bottom surface of the container with ultrasonic waves, and the ultrasonic transducer unit includes a substrate and a plurality of circumferential units disposed on the substrate. The ultrasonic transducer to be driven among the plurality of ultrasonic transducers is sequentially switched clockwise and counterclockwise and driven, and the above-described ultrasonic transducers are driven. The membrane chamber includes a container, a substrate holder, and a current plate connected to the atomization guide tube It is configured as a film forming apparatus according to claim.

(ダブルを追加)
更に、本発明の製膜装置は、霧化装置と、前記霧化装置からの液体材料のミストを通す霧化誘導管と、前記霧化誘導管が接続された成膜室とで構成される成膜装置であって、
前記霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備え、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、お互いに対向した2個の超音波素子が、順次繰り返し切り替えされて駆動され、前記成膜室は、容器と、基板ホルダーと、前記霧化誘導管と連結した整流板で構成されていることを特徴とする成膜装置である。
(Add double)
Furthermore, the film forming apparatus of the present invention includes an atomization apparatus, an atomization induction pipe through which the mist of the liquid material from the atomization apparatus passes, and a film formation chamber to which the atomization induction pipe is connected. A film forming apparatus,
The atomizing device is disposed in a container for storing an atomizing liquid material, a solution tank for storing the container and an intermediate solution, and immersing at least a bottom surface of the container in the intermediate solution, and the solution tank. An ultrasonic transducer unit that irradiates the bottom surface of the container with ultrasonic waves, and the ultrasonic transducer unit includes a substrate and a plurality of ultrasonic transducers disposed on a circumferential portion of the substrate. The ultrasonic transducer to be driven among the plurality of ultrasonic transducers is driven by sequentially switching two ultrasonic elements facing each other, and the film formation chamber is A film forming apparatus comprising a container, a substrate holder, and a current plate connected to the atomization guide tube.

ここで、放射状に8個の電極が配置された構成であって、前記、整流板は、広がりの角度を100°以下とし、前記霧化誘導管との接合部分の断面にメッシュ板が配置されている。また、前記霧化誘導管の成膜室との接合近傍に、ヒータが配置されたことを特徴とする。   In this configuration, eight electrodes are arranged radially, and the rectifying plate has a spread angle of 100 ° or less, and a mesh plate is arranged in a cross section of a joint portion with the atomization guide tube. ing. In addition, a heater is disposed in the vicinity of the junction of the atomization guide tube with the film forming chamber.

また、本発明の成膜装置は、霧化装置と、前記霧化装置からの液体材料のミストを通す配管と、前記配管が接続された成膜室とで構成される成膜装置であって、前記霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備え、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該中央部と該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動され、前記成膜室は、容器と、基板ホルダーと、前記霧化誘導管と連結した整流板で構成されていることを特徴とする成膜装置である。   Further, the film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus comprising an atomizing device, a pipe through which the mist of the liquid material from the atomizing apparatus passes, and a film forming chamber to which the pipe is connected. The atomization device is disposed in the solution tank, a container for storing the atomizing liquid material, a solution tank for storing the container and the intermediate solution, and immersing at least the bottom surface of the container in the intermediate solution. An ultrasonic transducer unit that irradiates the bottom surface of the container with ultrasonic waves, and the ultrasonic transducer unit includes a substrate and a plurality of ultrasonic transducer units arranged on a circumferential portion of the substrate on the substrate. The ultrasonic transducer to be driven among the plurality of ultrasonic transducers is repeatedly switched between the central portion and the circumferential portion clockwise or counterclockwise and driven. The film formation chamber includes a container, a substrate holder, and the atomization guide tube. It is film forming apparatus according to claim which is composed of sintered the rectifying plate.

ここで、前記複数の超音波振動子は、中央に1個の電極、および周囲に7個の電極が配置された構成であって、前記、整流板は、広がりの角度を100°以下とし、前記霧化誘導管との接合部分の断面にメッシュ板が配置されている。また、前記霧化誘導管の成膜室との接合近傍に、ヒータが配置されたことを特徴とする。   Here, each of the plurality of ultrasonic transducers has a configuration in which one electrode in the center and seven electrodes in the periphery are arranged, and the rectifying plate has a spread angle of 100 ° or less, A mesh plate is disposed in a cross section of a joint portion with the atomization guide tube. In addition, a heater is disposed in the vicinity of the junction of the atomization guide tube with the film forming chamber.

また、本発明の霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備えた霧化装置であって、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動されることを特徴とする霧化装置である。ここで、前記複数の超音波振動子は、放射状に8個の電極が配置された構成であるが、これ限られない。   Moreover, the atomization apparatus of the present invention includes a container for storing the atomizing liquid material, a solution tank for storing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution, and the solution tank. An atomizing device that is disposed on the bottom surface of the container and radiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container, wherein the ultrasonic transducer unit includes a substrate and the substrate on the substrate. It is composed of a plurality of ultrasonic transducers arranged in the upper circumferential portion, and the driven ultrasonic transducer among the plurality of ultrasonic transducers is clockwise or counterclockwise in the circumferential portion. It is an atomizing device characterized by being sequentially switched and driven. Here, the plurality of ultrasonic transducers have a configuration in which eight electrodes are radially arranged, but the present invention is not limited thereto.

更に、本発明の霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備えた霧化装置であって、前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、お互いに対向した2個の超音波素子が、順次繰り返し切り替えされて駆動されることを特徴とする霧化装置である。ここで、前記複数の超音波振動子は、放射状に8個の電極が配置された構成であるが、これ限られない。   Furthermore, the atomization apparatus of the present invention includes a container for storing the atomizing liquid material, a solution tank for storing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution, and the solution tank. An atomizing device that is disposed on the bottom surface of the container and radiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container, wherein the ultrasonic transducer unit includes a substrate and the substrate on the substrate. The ultrasonic transducer is composed of a plurality of ultrasonic transducers arranged on the upper circumferential portion, and two ultrasonic transducers that are driven among the plurality of ultrasonic transducers are opposed to each other. The atomizing device is characterized in that it is driven by being repeatedly switched sequentially. Here, the plurality of ultrasonic transducers have a configuration in which eight electrodes are radially arranged, but the present invention is not limited thereto.

ここで、小さな超音波振動子は振動するのに使うエネルギーが小さく、自身の質量も小さいので振動するためのエネルギーが小さくなる。そのため、小さな超音波振動子はエネルギーの伝達効率がよい。その結果、単体の超音波振動子を連続して駆動する場合に比べ、複数の超音波振動子を設け、各超音波振動子を間欠的に切り換えて駆動することで、各超音波振動子への投入電力の低減を図ることができる。さらに、各超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が中央部と円周部とに切り換えて駆動されるので、各超音波振動子の発熱を抑制することができる。   Here, a small ultrasonic vibrator uses a small amount of energy to vibrate, and its own mass is also small, so the energy for vibration is small. Therefore, a small ultrasonic transducer has good energy transmission efficiency. As a result, compared to the case where a single ultrasonic transducer is driven continuously, a plurality of ultrasonic transducers are provided, and each ultrasonic transducer is switched and driven intermittently. The input power can be reduced. Furthermore, since the ultrasonic transducer to be driven is driven by switching between the central portion and the circumferential portion among the ultrasonic transducers, heat generation of each ultrasonic transducer can be suppressed.

一般に、寸法の大きな超音波振動子では指向角(中心軸の音圧に対して、音圧が1/2に減少する角度)が小さく、寸法の小さな超音波振動子では指向角が大きくなる。そのため、単体の超音波振勤子を用いる場合は、音圧の強い波動を霧化用液体に幅広く伝播させるために、超音波振動子の寸法を大きくする必要や、超音波振動子と霧化用液体との間の距離を長くとる必要があり、設置スペースが広くなってしまう。しかし、寸法の小さな超音波振動子は指向角が大きいので、寸法の小さな超音波振動子を複数用いることで、超音波振動子の寸法を大きくする必要がない。その結果、省スペース化を図ることができる。   In general, an ultrasonic transducer having a large size has a small directivity angle (an angle at which the sound pressure is reduced to 1/2 with respect to the sound pressure of the central axis), and an ultrasonic transducer having a small size has a large directivity angle. Therefore, when using a single ultrasonic pendulum, it is necessary to increase the size of the ultrasonic transducer in order to propagate a strong sound pressure wave widely to the atomizing liquid. It is necessary to take a long distance with the liquid for use, and the installation space becomes wide. However, since the ultrasonic transducer with a small size has a large directivity angle, it is not necessary to increase the size of the ultrasonic transducer by using a plurality of ultrasonic transducers with a small size. As a result, space saving can be achieved.

中央部から円周部に切り替え、円周部において、時計回り又は反時計回りに順次切り替えることにより振動面における定在波が回避され、波動を分散させることができる。その結果、波動が霧化用液体中を局部的に伝播することなくなるので、単体の超音波振動子を用いる場合に比べてミストの発生量を増加させることができる。   By switching from the central portion to the circumferential portion and sequentially switching in the clockwise direction or the counterclockwise direction in the circumferential portion, standing waves on the vibration surface can be avoided and the waves can be dispersed. As a result, since the wave does not propagate locally in the atomizing liquid, the amount of mist generated can be increased as compared with the case where a single ultrasonic transducer is used.

本発明の成膜装置および霧化装置の実施例について、以下説明する。   Examples of the film forming apparatus and the atomizing apparatus of the present invention will be described below.

(実施例1)
図1は、本発明の実施例1による成膜装置の図である。図1の成膜装置は、霧化装置100と成膜室200とが、霧化誘導管300によって接続された構成である。前記成膜室200は、容器210と、基板ホルダー220と、前記霧化誘導管300の内部で断面状に配置された整流板310とで構成されている。
Example 1
FIG. 1 is a diagram of a film forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The film forming apparatus of FIG. 1 has a configuration in which an atomizing apparatus 100 and a film forming chamber 200 are connected by an atomizing guide pipe 300. The film forming chamber 200 includes a container 210, a substrate holder 220, and a current plate 310 arranged in a cross-section inside the atomization guide tube 300.

霧化装置100は、霧化用液体4を収容する容器8と、容器8および中間溶液4を収容し、中間溶液4に容器8の底面部8cを浸漬させる溶液槽7と、溶液槽7に配置され、容器8の底面部8cに対して超音波を照射する超音波振動子部113と、を備えている。
図3は、本発明の製膜装置に使用される霧化装置100の単体の図である。
The atomizing device 100 contains a container 8 for storing the atomizing liquid 4, a container 8 for storing the container 8 and the intermediate solution 4, and a solution tank 7 for immersing the bottom surface portion 8 c of the container 8 in the intermediate solution 4. And an ultrasonic transducer unit 113 that irradiates the bottom surface 8c of the container 8 with ultrasonic waves.
FIG. 3 is a diagram of a single atomizer 100 used in the film forming apparatus of the present invention.

図4は、本発明の実施例による超音波振動部を示す平面図である。図4(a)は、表面、図4(b)は、裏面である。超音波振動子部は、表面は、一面の電極を貼付し、電極の一部からアースをとっており、一方、裏面は、複数の超音波振動子CH−1〜CH−8により構成されており、複数の超音波振動子CH−1〜CH−8のうち駆動される超音波振動子を順次切り替え可能である。即ち、前記電極に印加する電圧は、CH−1、CH−2、CH−3、CH−4、CH−5、CH−6、CH−7、CH−8の順に切り替えながら順次印加していく。CH−8に印加した後は、CH−1から同様に繰り返す。   FIG. 4 is a plan view illustrating an ultrasonic vibration unit according to an embodiment of the present invention. 4A shows the front surface, and FIG. 4B shows the back surface. The surface of the ultrasonic transducer unit is affixed with an electrode on one surface and grounded from a part of the electrode, while the back surface is composed of a plurality of ultrasonic transducers CH-1 to CH-8. The ultrasonic transducers to be driven can be sequentially switched among the plurality of ultrasonic transducers CH-1 to CH-8. That is, the voltage applied to the electrodes is sequentially applied while switching in the order of CH-1, CH-2, CH-3, CH-4, CH-5, CH-6, CH-7, and CH-8. . After applying to CH-8, repeat from CH-1.

また、霧化装置100は、霧化用液体4を収容しながら霧化されたミストを排出する排出口110を容器8の上方に有している。また、容器8は、さらに、その側面にガスを導入するためのガス供給口9cを有している。   Further, the atomizing device 100 has a discharge port 110 for discharging the atomized mist while containing the atomizing liquid 4 above the container 8. The container 8 further has a gas supply port 9c for introducing gas on the side surface.

ガス供給口9cは、窒素ガスボンベに流量制御弁を介して接続されている。そして、窒素ガスボンベは、流量制御弁2の開度に応じた供給量でキャリアガスを容器内に供給するようになっている。なお、キャリアガスとしては、例えば、窒素、酸素、空気等を使うことができる。排出口110は、霧化誘導管300が接続されており、霧化用液体4を霧化して生成されたミストを窒素ガスと共に成膜室200に流出させるようになっている。   The gas supply port 9c is connected to a nitrogen gas cylinder through a flow control valve. The nitrogen gas cylinder supplies the carrier gas into the container with a supply amount corresponding to the opening degree of the flow control valve 2. In addition, as carrier gas, nitrogen, oxygen, air etc. can be used, for example. The discharge port 110 is connected to the atomization guide pipe 300 so that the mist generated by atomizing the atomization liquid 4 flows out into the film forming chamber 200 together with nitrogen gas.

本発明の成膜装置の動作について以下説明する。霧化装置100の排出口110から排出されたミストが、霧化誘導管300を通過して、成膜室に投入される。この場合、前記ミストは、メッシュ板400を通過し、整流板310を介して、基板230へ到達し、目標とする成膜が行われる。図6は、本発明の成膜装置に使用されるメッシュ板400の図である。メッシュ板400には、1μm〜数100μmの穴が、厚さ方向に開けられており、ミストが、通過することにより、流れが、均一となる。また、整流板310は、その広がりの角度を94°に設定されていて、これによって、ミストが、基板203の上に均一の密度にて、流れる。
図7はメッシュ板の効果を示す。
The operation of the film forming apparatus of the present invention will be described below. The mist discharged from the discharge port 110 of the atomization apparatus 100 passes through the atomization guide pipe 300 and is introduced into the film forming chamber. In this case, the mist passes through the mesh plate 400, reaches the substrate 230 via the rectifying plate 310, and a target film formation is performed. FIG. 6 is a diagram of a mesh plate 400 used in the film forming apparatus of the present invention. The mesh plate 400 has holes of 1 μm to several 100 μm in the thickness direction, and the flow is uniform when the mist passes. Further, the rectifying plate 310 is set to have a spread angle of 94 °, whereby mist flows on the substrate 203 at a uniform density.
FIG. 7 shows the effect of the mesh plate.

(実施例2)
図2は、本発明の実施例2による成膜装置の図である。図2の成膜装置は、霧化装置100と成膜室200とが、霧化誘導管300によって接続された構成である。前記成膜室200は、容器210と、基板ホルダー220と、前記霧化誘導管300の内部で断面状に配置された整流板310と、前記霧化誘導管300の成膜室200との接合近傍に、ヒータ500が配置されている。前記ヒータ500は、ミストの流れが、長時間になると、
霧化誘導管300の内部に、液滴が付着するが、本ヒータ500を通電して加熱することによって、液滴が付着することを防止できる効果がある。
(Example 2)
FIG. 2 is a diagram of a film forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The film forming apparatus in FIG. 2 has a configuration in which the atomizing apparatus 100 and the film forming chamber 200 are connected by an atomizing guide pipe 300. The film formation chamber 200 includes a container 210, a substrate holder 220, a rectifying plate 310 disposed in a cross-section inside the atomization induction pipe 300, and a film formation chamber 200 of the atomization induction pipe 300. A heater 500 is disposed in the vicinity. When the heater 500 has a long mist flow,
Although droplets adhere to the inside of the atomization guide tube 300, there is an effect that the droplets can be prevented from adhering by energizing and heating the heater 500.

霧化装置100は、霧化用液体4を収容する容器8と、容器8および中間溶液4を収容し、中間溶液4に容器8の底面部8cを浸漬させる溶液槽7と、溶液槽7に配置され、容器8の底面部8cに対して超音波を照射する超音波振動子部113と、を備えている。
図3は、本発明の製膜装置に使用される霧化装置100の単体の図である。
The atomizing device 100 contains a container 8 for storing the atomizing liquid 4, a container 8 for storing the container 8 and the intermediate solution 4, and a solution tank 7 for immersing the bottom surface portion 8 c of the container 8 in the intermediate solution 4. And an ultrasonic transducer unit 113 that irradiates the bottom surface 8c of the container 8 with ultrasonic waves.
FIG. 3 is a diagram of a single atomizer 100 used in the film forming apparatus of the present invention.

図4は、本発明の実施例による超音波振動部を示す平面図である。図4(a)は、表面、図4(b)は、裏面である。超音波振動子部は、表面は、一面の電極を貼付し、電極の一部からアースをとっており、一方、裏面は、複数の超音波振動子CH−1〜CH−8により構成されており、複数の超音波振動子CH−1〜CH−8のうち駆動される超音波振動子を順次切り替え可能である。即ち、前記電極に印加する電圧は、CH−1、CH−2、CH−3、CH−4、CH−5、CH−6、CH−7、CH−8の順に切り替えながら順次印加していく。本実施例では、50Hzで駆動した。CH−8に印加した後は、CH−1から同様に繰り返す。   FIG. 4 is a plan view illustrating an ultrasonic vibration unit according to an embodiment of the present invention. 4A shows the front surface, and FIG. 4B shows the back surface. The surface of the ultrasonic transducer unit is affixed with an electrode on one surface and grounded from a part of the electrode, while the back surface is composed of a plurality of ultrasonic transducers CH-1 to CH-8. The ultrasonic transducers to be driven can be sequentially switched among the plurality of ultrasonic transducers CH-1 to CH-8. That is, the voltage applied to the electrodes is sequentially applied while switching in the order of CH-1, CH-2, CH-3, CH-4, CH-5, CH-6, CH-7, and CH-8. . In this embodiment, the driving was performed at 50 Hz. After applying to CH-8, repeat from CH-1.

さらに同様の印加方式によって、CH−1とCH−5、CH−2とCH−6、CH−3とCH−7、CH−4とCH−8を対とし、順に切り替えながら順次印加していく方法もある。   Further, by the same application method, CH-1 and CH-5, CH-2 and CH-6, CH-3 and CH-7, and CH-4 and CH-8 are paired and sequentially applied while switching. There is also a method.

また、霧化装置100は、霧化用液体4を収容しながら霧化されたミストを排出する排出口110を容器8の上方に有している。また、容器8は、さらに、その側面にガスを導入するためのガス供給口9cを有している。容器8の底面部は、超音波を透過しやすい高分子材料で形成される。   Further, the atomizing device 100 has a discharge port 110 for discharging the atomized mist while containing the atomizing liquid 4 above the container 8. The container 8 further has a gas supply port 9c for introducing gas on the side surface. The bottom surface of the container 8 is formed of a polymer material that easily transmits ultrasonic waves.

ガス供給口9cは、窒素ガスボンベに流量制御弁を介して接続されている。そして、窒素ガスボンベは、流量制御弁2の開度に応じた供給量でキャリアガスを容器内に供給するようになっている。なお、キャリアガスとしては、例えば、窒素、酸素、空気等を使うことができる。排出口110は、霧化誘導管300が接続されており、霧化用液体4を霧化して生成されたミストを窒素ガスと共に成膜室200に流出させるようになっている。   The gas supply port 9c is connected to a nitrogen gas cylinder through a flow control valve. The nitrogen gas cylinder supplies the carrier gas into the container with a supply amount corresponding to the opening degree of the flow control valve 2. In addition, as carrier gas, nitrogen, oxygen, air etc. can be used, for example. The discharge port 110 is connected to the atomization guide pipe 300 so that the mist generated by atomizing the atomization liquid 4 flows out into the film forming chamber 200 together with nitrogen gas.

本発明の成膜装置の動作について以下説明する。霧化装置100の排出口110から排出されたミストが、霧化誘導管300を通過して、成膜室に投入される。この場合、前記ミストは、メッシュ板400を通過し、整流板310を介して、基板230へ到達し、目標とする成膜が行われる。図6は、本発明の成膜装置に使用されるメッシュ板400の図である。メッシュ板400には、1μm〜数100μmの穴が、厚さ方向に開けられており、ミストが、通過することにより、流れが、均一となる。また、整流板310は、その広がりの角度を94°に設定されていて、これによって、ミストが、基板203の上に均一の密度にて、流れる。   The operation of the film forming apparatus of the present invention will be described below. The mist discharged from the discharge port 110 of the atomization apparatus 100 passes through the atomization guide pipe 300 and is introduced into the film forming chamber. In this case, the mist passes through the mesh plate 400, reaches the substrate 230 via the rectifying plate 310, and a target film formation is performed. FIG. 6 is a diagram of a mesh plate 400 used in the film forming apparatus of the present invention. The mesh plate 400 has holes of 1 μm to several 100 μm in the thickness direction, and the flow is uniform when the mist passes. Further, the rectifying plate 310 is set to have a spread angle of 94 °, whereby mist flows on the substrate 203 at a uniform density.

(実施例3)
本発明の実施例3の成膜装置は、霧化装置の超音波振動子部113が、基板と、該基板上の該基板上の中央部及びその円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該中央部と該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動されることを特徴としている。
図5は、本発明の実施例による超音波振動部を示す平面図である。図5(a)は、表面、図5(b)は、裏面である。超音波振動子部は、表面は、一面の電極を貼付し、電極の一部からアースをとっており、一方、裏面は、中央に1個の超音波振動子CH−8、周辺の7個の超音波振動子CH−1〜CH−7により構成されており、複数の超音波振動子CH−1〜CH−8のうち駆動される超音波振動子を順次切り替え可能である。即ち、前記電極に印加する電圧は、CH−1、CH−2、CH−3、CH−4、CH−5、CH−6、CH−7、CH−8の順に切り替えながら順次印加していく。CH−8に印加した後は、CH−1から同様に繰り返す。
(Example 3)
In the film forming apparatus of Example 3 of the present invention, the ultrasonic transducer unit 113 of the atomization apparatus has a plurality of ultrasonic waves arranged on the substrate, the central portion of the substrate on the substrate, and the circumferential portion thereof. It is composed of a vibrator, and the ultrasonic vibrator to be driven among the plurality of ultrasonic vibrators is driven by being repeatedly switched sequentially between the central portion and the circumferential portion clockwise or counterclockwise. It is characterized by.
FIG. 5 is a plan view illustrating an ultrasonic vibration unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A is the front surface, and FIG. 5B is the back surface. The surface of the ultrasonic transducer unit is affixed with an electrode on one surface and grounded from a part of the electrode, while the back surface is composed of one ultrasonic transducer CH-8 at the center and seven peripheral components. The ultrasonic transducers CH-1 to CH-7 can be sequentially switched among the plurality of ultrasonic transducers CH-1 to CH-8. That is, the voltage applied to the electrodes is sequentially applied while switching in the order of CH-1, CH-2, CH-3, CH-4, CH-5, CH-6, CH-7, and CH-8. . After applying to CH-8, repeat from CH-1.

または、CH−1とCH−5、CH−2とCH−6、CH−3とCH−7、CH−4とCH−8とを対とし、このように、お互いに対向した2個の超音波素子を、順に切り替えながら順次印加していく方法によれば、さらに霧化されるミスト量が増加し、成膜時間が短縮され生産性が向上する。   Alternatively, CH-1 and CH-5, CH-2 and CH-6, CH-3 and CH-7, CH-4 and CH-8 are paired in this way, According to the method in which the sonic elements are sequentially applied while sequentially switching, the amount of mist to be atomized further increases, the film formation time is shortened, and the productivity is improved.

成膜装置の構成は、先の実施例1、あるいは実施例2と同様の構造である。
表1は、複数の振動子CH−1〜CH8を1個づつ駆動した場合(シングルと表記)とCH−1とCH−5、CH−2とCH−6、CH−3とCH−7、CH−4とCH−8を対とし、順に切り替えながら順次印加していく方法(ダブルと表記)の実施例である。

Figure 2014069171
The structure of the film forming apparatus is the same as that of the first embodiment or the second embodiment.
Table 1 shows that when a plurality of vibrators CH-1 to CH8 are driven one by one (denoted as single), CH-1 and CH-5, CH-2 and CH-6, CH-3 and CH-7, This is an example of a method (denoted as double) in which CH-4 and CH-8 are paired and applied sequentially while switching in order.
Figure 2014069171

表1によれば、本発明に関わる複数の振動子CH−1〜CH8を1個づつ駆動した場合は、中間処理液の温度上昇が低く抑えられていることから、発熱量が低く、よって損失が低いことがわかる。   According to Table 1, when each of the plurality of vibrators CH-1 to CH8 according to the present invention is driven one by one, the temperature rise of the intermediate treatment liquid is suppressed to be low, so that the heat generation amount is low, and therefore the loss. Is low.

さらに、複数の振動子CH−1とCH−5、CH−2とCH−6、CH−3とCH−7、CH−4とCH−8を対とし、順に切り替えながら順次印加していく方法(ダブルと表記)によれば、中間処理液の温度上昇はシングルに比べて若干多いものの、薬液消費量はシングルに比べて85%も増加しており、ミスト発生量を大幅に増加することができる。   Further, a plurality of vibrators CH-1 and CH-5, CH-2 and CH-6, CH-3 and CH-7, and CH-4 and CH-8 are paired and sequentially applied while sequentially switching. According to (indicated as “double”), although the temperature rise of the intermediate treatment liquid is slightly higher than that of the single, the chemical consumption is 85% higher than that of the single, and the amount of mist generated can be greatly increased. it can.

発明を、上記の実施形態ないし実施例により説明したが、本発明の技術的範囲はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解される。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。   Although the invention has been described with reference to the above-described embodiments and examples, the technical scope of the invention is not limited thereto. It will be understood that various other embodiments may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, in this embodiment, although the effect | action and effect by the structure of this invention are described, these effect | actions and effects are examples and do not limit this invention.

本発明の成膜装置および霧化装置によれば、原料液体のミスト化量が多く、霧化時間が短く、超音波振動素子の寿命が長く、かつ簡易な構造の霧化装置からの霧化された原料を用いて、常温状態にて、基板上に安定した成膜ができるので、半導体工業での成膜工程での膜の品質向上、生産性の向上に寄与する。   According to the film formation apparatus and the atomization apparatus of the present invention, the atomization from the atomization apparatus having a simple structure with a large amount of mist of the raw material liquid, a short atomization time, a long life of the ultrasonic vibration element, and Since a stable film can be formed on a substrate at room temperature using the prepared raw material, it contributes to improving the quality and productivity of a film in a film forming process in the semiconductor industry.

1 成膜用霧化装置
4 霧化用液体材料
6 中間溶液
7 溶液槽
8 容器
8c 底面部
9c ガス供給口
10 出口
11 液体材料のミスト
110 排出口
113 超音波振動子部
120 自走式ロボット
CH−1〜CH−8 超音波振動子
200 成膜室
210 成膜室の容器
220 基板ホルダー
230 基板
240 排気口
300 霧化誘導管
310 整流板
315 広がりの角度
400 メッシュ板
500 ヒータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film formation atomizer 4 Atomization liquid material 6 Intermediate solution 7 Solution tank 8 Container 8c Bottom face part 9c Gas supply port 10 Outlet 11 Mist 110 of liquid material Exhaust port 113 Ultrasonic vibrator part 120 Self-propelled robot CH -1 to CH-8 Ultrasonic vibrator 200 Deposition chamber 210 Deposition chamber container 220 Substrate holder 230 Substrate 240 Exhaust port 300 Atomization guide tube 310 Rectification plate 315 Spreading angle 400 Mesh plate 500 Heater

Claims (10)

霧化装置と、前記霧化装置からの液体材料のミストを通す霧化誘導管と、前記霧化誘導管が接続された成膜室とで構成される成膜装置であって、
前記霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、
前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、
前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備え、
前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動され、
前記成膜室は、容器と、基板ホルダーと、前記霧化誘導管と連結した整流板で構成されていることを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus comprising: an atomization apparatus; an atomization induction pipe through which a mist of liquid material from the atomization apparatus passes; and a film formation chamber to which the atomization induction pipe is connected;
The atomizing device includes a container for storing an atomizing liquid material,
A solution tank containing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution;
An ultrasonic transducer that is disposed in the solution tank and radiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container;
The ultrasonic transducer unit includes a substrate and a plurality of ultrasonic transducers arranged on a circumferential portion on the substrate, and is driven among the plurality of ultrasonic transducers. Are sequentially switched and driven clockwise or counterclockwise at the circumference,
The film forming chamber is composed of a container, a substrate holder, and a current plate connected to the atomization guide tube.
霧化装置と、前記霧化装置からの液体材料のミストを通す霧化誘導管と、前記霧化誘導管が接続された成膜室とで構成される成膜装置であって、
前記霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、
前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、
前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備え、
前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、
お互いに対向した2個の超音波素子が、順次繰り返し切り替えされて駆動され、
前記成膜室は、容器と、基板ホルダーと、前記霧化誘導管と連結した整流板で構成されていることを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus comprising: an atomization apparatus; an atomization induction pipe through which a mist of liquid material from the atomization apparatus passes; and a film formation chamber to which the atomization induction pipe is connected;
The atomizing device includes a container for storing an atomizing liquid material,
A solution tank containing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution;
An ultrasonic transducer that is disposed in the solution tank and radiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container;
The ultrasonic transducer unit includes a substrate and a plurality of ultrasonic transducers arranged on a circumferential portion on the substrate, and is driven among the plurality of ultrasonic transducers. But,
Two ultrasonic elements facing each other are sequentially switched and driven,
The film forming chamber is composed of a container, a substrate holder, and a current plate connected to the atomization guide tube.
前記複数の超音波振動子は、放射状に8個の電極が配置された構成であって、
前記、整流板は、広がりの角度を100°以下とし、前記霧化誘導管との接合部分の断面にメッシュ板が配置されたことを特徴とする請求項1または2記載の成膜装置。
The plurality of ultrasonic transducers has a configuration in which eight electrodes are arranged radially,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the rectifying plate has a spread angle of 100 ° or less, and a mesh plate is disposed on a cross section of a joint portion with the atomization guide tube.
前記霧化誘導管の成膜室との接合近傍に、ヒータが配置されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein a heater is disposed in the vicinity of the junction of the atomization guide tube with the film forming chamber. 霧化装置と、前記霧化装置からの液体材料のミストを通す配管と、前記配管が接続された成膜室とで構成される成膜装置であって、
前記霧化装置は、霧化用液体材料を収容する容器と、
前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、
前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備え、
前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の該基板上の中央部及びその円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該中央部と該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動され、
前記成膜室は、容器と、基板ホルダーと、前記霧化誘導管と連結した整流板で構成されていることを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus comprising an atomizing device, a pipe through which mist of the liquid material from the atomizing apparatus passes, and a film forming chamber to which the pipe is connected,
The atomizing device includes a container for storing an atomizing liquid material,
A solution tank containing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution;
An ultrasonic transducer that is disposed in the solution tank and radiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container;
The ultrasonic transducer unit is configured by a substrate, a plurality of ultrasonic transducers arranged on a central portion of the substrate on the substrate, and a circumferential portion thereof, and the ultrasonic transducers of the plurality of ultrasonic transducers Among them, the ultrasonic transducer to be driven is driven by being repeatedly switched sequentially between the central portion and the circumferential portion clockwise or counterclockwise,
The film forming chamber is composed of a container, a substrate holder, and a current plate connected to the atomization guide tube.
前記複数の超音波振動子は、中央に1個の電極、および周囲に7個の電極が配置された構成であって、
前記、整流板は、広がりの角度を100°以下とし、前記霧化誘導管との接合部分の断面にメッシュ板が配置されたことを特徴とする請求項5記載の成膜装置。
The plurality of ultrasonic transducers have a configuration in which one electrode is arranged at the center and seven electrodes are arranged around the center,
6. The film forming apparatus according to claim 5, wherein the rectifying plate has a spread angle of 100 [deg.] Or less, and a mesh plate is disposed on a cross section of a joint portion with the atomization guide tube.
前記霧化誘導管の成膜室との接合近傍に、ヒータが配置されたことを特徴とする請求項5または6記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 5, wherein a heater is disposed in the vicinity of the junction of the atomization guide tube with the film forming chamber. 霧化用液体材料を収容する容器と、
前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、
前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備えた霧化装置であって、
前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、該円周部時計回り又は反時計回りに順次繰り返し切り替えされて駆動されることを特徴とする霧化装置。
A container for storing the atomizing liquid material;
A solution tank containing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution;
An atomizing device that is disposed in the solution tank and includes an ultrasonic transducer unit that radiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container,
The ultrasonic transducer unit includes a substrate and a plurality of ultrasonic transducers arranged on a circumferential portion of the substrate on the substrate, and is driven among the plurality of ultrasonic transducers. An atomizing device, wherein the ultrasonic vibrator is driven by being repeatedly switched in the clockwise or counterclockwise direction of the circumference.
霧化用液体材料を収容する容器と、
前記容器および中間溶液を収容し、当該中間溶液に少なくとも前記容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、
前記溶液槽に配置され、前記容器の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子部とを備えた霧化装置であって、
前記超音波振動子部は、基板と、該基板上の該基板上の円周部に配置された複数の超音波振動子により構成されており、当該複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、お互いに対向した2個の超音波素子が、順次繰り返し切り替えされて駆動されることを特徴とする霧化装置。
A container for storing the atomizing liquid material;
A solution tank containing the container and the intermediate solution, and dipping at least the bottom surface of the container in the intermediate solution;
An atomizing device that is disposed in the solution tank and includes an ultrasonic transducer unit that radiates ultrasonic waves to the bottom surface of the container,
The ultrasonic transducer unit includes a substrate and a plurality of ultrasonic transducers arranged on a circumferential portion of the substrate on the substrate, and is driven among the plurality of ultrasonic transducers. An atomizing apparatus, wherein two ultrasonic elements whose ultrasonic transducers face each other are sequentially switched and driven.
前記複数の超音波振動子は、放射状に8個の電極が配置された構成であることを特徴とする請求項8または9記載の霧化装置。   The atomizing apparatus according to claim 8 or 9, wherein the plurality of ultrasonic transducers have a configuration in which eight electrodes are radially arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113578576A (en) * 2021-08-03 2021-11-02 常州市建筑科学研究院集团股份有限公司 Automatic film coating device
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