JP2014069171A - 成膜装置および霧化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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得る。
【解決手段】霧化装置１００と、液体材料のミストを通す霧化誘導管３００と、成膜室２００とで構成される成膜装置であって、前記霧化装置は、液体材料を収容する容器と、容器および中間溶液を収容し、中間溶液に容器の底面部を浸漬させる溶液槽と、溶液槽に配置され、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１１３とを備え、前記超音波振動子部は、基板と、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、複数の超音波振動子のうち駆動される超音波振動子が、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、霧化誘導管と連結した整流板４００で構成されている成膜装置。
【選択図】図１

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開平６−３１０４４４号公報 特開平１１−１４９７０号公報 特開２００５−３０５２３３公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施例１に係る成膜装置の図である。 本発明の実施例２に係る成膜装置の図である。 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。 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。 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。 本発明の成膜装置に使用されるメッシュ板の図である。 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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (10)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。

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