TWI466731B - 成膜裝置 - Google Patents

Description

成膜裝置

本發明係關於實施薄膜成膜之成膜裝置，特別是關於藉由對基板噴射液霧(mist霜狀之液體原料，簡稱為液霧)，而可在該基板上形成薄膜之成膜裝置。

於太陽電池或發光二極體(light-emitting diode)等電子裝置(electron device)的製造方法中，於基板上實施將薄膜成膜之步驟。例如，存在有一先前技術，其係對基板噴射原料液霧，而藉以在該基板上形成薄膜(參考專利文獻1)。

專利文獻1之技術係將從噴出用噴嘴(nozzle for spray use)所噴射之原料液霧噴附於基板上，而於該基板上將薄膜成膜。噴出用噴嘴具備有：大容積的氣體積存部、噴出部，其具有剖面形狀為扁平形狀之噴射口、以及液霧供給管。設置噴出用噴嘴，使其原料液霧的噴出方向與基板平面之平行的方向相垂直。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2007-254869號公報

專利文獻1之技術中，由設置於氣體積存部之液霧供給口供給原料液霧，並藉由從剖面積較供給口為小的噴射口噴出該原料液霧，以圖原料液霧的均勻化。

然而，該專利文獻1之技術中，為期求可均勻的噴射原料液霧，需要剖面積大的液霧供給口。具體而言，噴射口的開口面積係決定為預定大小，對於該噴射口的開口部面積，液霧供給口的面積必須十分大。再者，如將專利文獻1之技術適用於大面積薄膜之成膜時，為期求可均勻的噴射液霧，對於剖面形狀為扁平之噴射口，必需於氣體積存部設置大量之供給液霧用粗配管。

因此，專利文獻1之技術中，具有噴出用噴嘴周邊構成膨大化之問題。換言之，專利文獻1之技術中有下述限制：液霧供給口的總開口面積必須按照噴射口的開口面積而充分增大，以致難於實現噴出用噴嘴構成之簡略化。並且，由於該構成膨大化造成噴出用噴嘴周邊的維護性(maintenance)變差，且噴出用噴嘴的組裝亦複雜化、更增加製造成本。

於是，本發明之目的在於提供一種成膜裝置，其可一面維持液霧均勻的噴出於實施成膜之基板上，一面可防止液霧噴射用噴嘴周邊構成膨大化。

為達成上述目的，本發明之成膜裝置係具備有：液霧產生器，其係產生成為成膜原料之液霧、液霧噴射用噴嘴，其係將在前述液霧產生器所產生之前述液霧噴射於進行成膜之基板；而前述液霧噴射用噴嘴係具備有：具有中空部之本體部、液霧供給口，其係形成於前述本體部，而將前述液霧產生器所產生之前述液霧供給於前述中空部內、第一噴射口，其係形成於前述本體部，而將前述中空部的前述液霧往外部噴射、及至少1個以上的載體氣體(carrier gas)供給口，其係形成於前述本體部，而供給載體氣體於前述中空部內，此載體氣體係將前述液霧往前述第一噴射口運送、以及噴灑板(shower plate)，其係配置於前述中空部內，而形成有複數個孔；而前述中空部係因前述噴灑板之配設而分割為：與前述載體氣體供給口連接之第一空間、及將與前述第一噴射口連接之第二空間；而前述液霧供給口係以與前述第二空間連接之方式而形成於前述本體部。

本發明之成膜裝置係具備有：液霧產生器，其係產生成為成膜原料之液霧、液霧噴射用噴嘴，其係將在前述液霧產生器所產生之前述液霧噴射於進行成膜之基板；而前述液霧噴射用噴嘴係具備有：具有中空部之本體部、液霧供給口，其係形成於前述本體部，而將前述液霧產生器所產生之前述液霧供給於前述中空部內、第一噴射口，其係形成於前述本體部，而將前述中空部的前述液霧往外部噴射、及至少1個以上的載體氣體供給口，其係形成於前述本體部，而供給載體氣體於前述中空部內，此載體氣體係將前述液霧往前述第一噴射口運送、以及噴灑板，其係配置於前述中空部內，而形成有複數個孔；而前述中空部係因前述噴灑板之配設而分割為：與前述載體氣體供給口連接之第一空間、及將與前述第一噴射口連接之第二空間；而前述液霧供給口係以與前述第二空間連接之方式而形成於前述本體部。

因此，供給/擴散於第一空間內之載體氣體係藉由通過噴灑板而被均勻化，且往第二空間內流入。並且，藉由該載體氣體而整流/均勻化供給且滯留於第二空間內之液霧，並往第一噴射口運送(被沖走)，而經均勻化之液霧係可與載體氣體一起從第一噴射口往基板噴出。如此，藉由噴附均勻的噴射於基板，而可將所求薄膜均勻的成膜於基板上面。

再者，如上所述，因噴灑板的存在之故，即使不增加液霧供給口的開口面積及數目，仍然可從第一噴射口噴射均勻的液霧。因而可減少液霧供給口的開口面積及數目，而可防止液霧噴射用噴嘴周邊構成之膨大化。因此可提升液霧噴出用噴嘴周邊的維護性，且亦使液霧噴出用噴嘴的組裝變得簡單，復製造成本亦可降低。

本發明之目的、特徵、形態以及優點，可由以下詳細說明及附圖而更明瞭。

本發明係於基板上形成薄膜時所使用之成膜裝置。特別是，本發明之成膜裝置具有對基板噴射薄膜原料之液霧之液霧噴射用噴嘴，而藉由噴射該液霧而在基板上成膜薄膜。在此，本發明並非將基板暴露於經氣化之氣體中，藉以在該基板上成膜薄膜者，而係將液狀的「液霧」噴附於基板，藉以在該基板上成膜薄膜者。

再者，本說明書中，液狀的「液霧」係指液滴的粒徑在100μm以下者。又，只要「液霧」是非氣體而為液體，則粒徑下限並無特別加以限定。然而，可例舉一例，該「液霧」的下限為0.1μm程度。

以下，根據表示其實施形態之圖面而具體說明本發明。

<實施形態1>

第1圖係表示本實施形態之成膜裝置所具備之液霧噴射用噴嘴1的外觀構成之斜視圖。第1圖中，亦併記有座標軸X-Y-Z。第2圖係表示成膜裝置整體的概略構成之剖面圖。在此，第2圖係從Y方向觀看第1圖的構成時的剖面圖。

此外，為簡略化圖面，第1圖中經已省略第2圖中所示之液霧產生器2、各種配管3、4、5、6、液霧供給口5a、戴體氣體供給口6a以及第一噴射口8的圖示。又，第2圖中併記有X-Z座標系。

於第1圖的構成例中，為了於一邊為1m以上的矩形狀基板100上成膜薄膜，而將液霧噴射用噴嘴1置於該基板100的上方。然後，液霧噴射用噴嘴1係對基板100上面噴射成為成膜原料之液霧。在此，在進行該噴射同時，例如使基板100於水平方向移動。藉由於該移動同時噴射液霧，而可噴射液霧於基板100上面全面，結果可於基板100上面全面成膜均勻的薄膜。

在此，基板100係加熱至成膜溫度。又，當液霧噴射時，基板100上面與液霧噴射用噴嘴1的端部之間的距離，係例如為數十mm以下的程度。

如第2圖所示，成膜裝置係具備有液霧噴射用噴嘴1及液霧產生器2。

如第2圖所示，液霧噴射用噴嘴1係藉由具有中空部1H之本體部1A所構成。本體部1A係如第1圖、第2圖所示具有略為長方體的外觀，其往X方向的寬幅較短(例如，數cm程度)、往Y方向的深度較深(較Y方向的基板100的尺寸為稍長的程度，例如為1m以上)、Z方向的高度為稍高(例如，10至20cm程度)。

該本體部1A，雖可為例如不銹鋼製者，但從輕量化的觀點來看亦可採用鋁製者。又，如為鋁製時，為提升本體部1A的耐蝕性，以實施塗層(coating)為宜。

如第2圖所示，於本體部1A上穿設有：液霧供給口5a、載體氣體供給口6a、以及噴射口(可視為第一噴射口)8。

液霧供給口5a係設置於本體部1A的側壁，而將液霧產生器2所產生之液霧供給於本體部1A的中空部1H內，而成為液霧的入口。如第2圖所示，於本實施形態中，液霧產生器2所產生之液霧係通過液霧配管5而到達液霧供給口5a，並從該液霧供給口5a供給於本體部1A的內部。

在此，液霧供給口5a的數目可為1個，亦可於本體部1A的側壁沿著Y方向而設置有2個以上，但從液霧噴射用噴嘴1的構成簡略化之觀點來看，液霧供給口5a的數目則較少為宜。又，配合液霧供給口5a的數目分別配設連接各液霧供給口5a與液霧產生器2之液霧配管5，此係不需贅言。

又，如液霧供給口5a的開口面積及液霧配管5的開口面積過小時，則會成為液霧的孔堵塞之原因。因此，液霧供給口5的開口面積及液霧配管5的開口面積係能防止該孔堵塞之程度的大小即可。

噴射口8係將本體部1A內部的液霧往基板100噴射，而成為液霧的出口。因此，噴射口8係形成於液霧噴射時，朝向基板100上面(薄膜形成面)之本體部1A的面上。換言之，噴射口8係形成於本體部1A的下面側。使噴射口8的X方向的寬幅係較本體部1A中空部1H之X方向的寬幅為狹窄。例如，噴射口8的X方向寬幅係1至2mm程度。又，噴射口8的開口形狀係細縫(slit)狀，而噴射口8的Y方向之尺寸係較本體部1A的Y方向之尺寸稍為小之程度。並且，於Y方向之噴射口8的兩端存在有薄壁的本體部1A。

於第2圖中所示構成例中，載體氣體供給口6a係設置於相對於本體部1A噴射口8之面(亦即本體部1A的上面側)(此外，如後所述，如載體氣體供給口6a連接於第一空間1S，則該載體氣體供給口6a可配設於本體部1A的側面側)。該載體氣體供給口6a係從液霧噴射用噴嘴1的外側將載體氣體供給於本體部1A的中空部1H內，而成為載體氣體的入口。如第2圖所示，載體氣體係通過載體氣體配管6而到達載體氣體供給口6a，並從該載體氣體供給口6a供給於本體部1A的內部。

在此，載體氣體係指用於將經積存於本體部1A的中空部1H中之液霧運送至噴射口8，並從該噴射口8噴出之氣體。該載體氣體可採用例如，空氣、氮氣及惰性氣體。

在此，載體氣體供給口6a的數目可為1個，雖於本體部1A中可設置有2個以上，但從液霧噴射用噴嘴1構成簡略化的觀點來看，載體氣體供給口6a的數目則較少為宜。又，配合載體氣體供給口6a的數目分別配設與各載體氣體供給口6a連接之載體氣體配管6，此係不需贅言。

又，如載體氣體供給口6a的開口面積及載體氣體配管6的開口面積過大時，則會成為構成擴大的原因。因此，以穿設在噴灑板7之孔7a的開口面積滿足後述關係之方式，而將載體氣體供給口6a的開口面積及載體氣體配管6的開口面積儘可能減小為宜。

又，於液霧噴射用噴嘴1中配設有噴灑板7。如第1圖、第2圖所示，噴灑板7係經配設於本體部1A的中空部1H內。又，從第2圖可知，該中空部1H係因噴灑板7而被分割為二個空間1S、1T。亦即於中空部1H內，噴灑板7係將第一空間1S及第二空間1T加以隔開。

第3圖係噴灑板7的X-Y平面的平面圖。

噴灑板7係薄壁的板，例如可採用不銹鋼(stainless)製者。於第3圖所例示之構成中，於噴灑板7上以均等(與第3圖相異，其可為不均等)方式穿設有複數個孔7a。在此，於第3圖中所示一構成例中，各孔7a的開口形狀為圓形，而各孔7a係按交錯方式所配列。又，各孔7a貫通於噴灑板7的厚度方向。再者，通過孔7a者為「氣體」之載體氣體。因此，各7a的開口直徑可微小化。各孔7a的開口直徑並無特別加以限定，但作為一例，其直徑係例如為0.01mm程度。

如第2圖所示，載體氣體供給口6a係連接於第一空間1S，而噴射口8及液霧供給口5a係連接於第二空間1T。從載體氣體供給口6a所供給之載體氣體，係因噴灑板7的存在而擴散/充滿於第一空間1S，同時通過孔7a而均勻被導引至第二空間1T。另一方面，從液霧供給口5a所供給，而充滿在第二空間1T中之液霧，係伴隨該載體氣體的流動而導引至噴射口8，並從該噴射口8均勻的噴射。

於第2圖所示液霧產生器2中，則經過原料溶液配管4而供給溶解成膜之薄膜原料之原料溶液。於液霧產生器2中，使該所供給之原料溶液成為液霧狀(霧化)。然後，隨著從載體氣體配管3所運送之載體氣體的流動，液霧產生器2係將霧化之原料之液霧經過液霧配管5而供給於液霧噴射用噴嘴1內。在此，可採用例如，空氣、氮氣或惰性氣體等作為該載體氣體。

如上所述，本實施形態之成膜裝置中，於液霧噴射用噴嘴1中，在中空部1H內配設具有大量孔7a之噴灑板7，並在較該噴灑板7更為載體氣體的下游側處，且在較噴射口8更為載體氣體的上游側處之間形成有液霧供給口5a。

因此，供給/擴散至第一空間1S內之載體氣體係藉由通過噴灑板7而被均勻化，且往第二空間1T內流入。並且，供給且滯留於第二空間1T內之液霧係藉由該載體氣體而整流/均勻化，並往噴射口8運送(被沖走)，而經均勻化之液霧可與載體氣體一起從噴射口8往基板噴出。如此，藉由噴附均勻的液霧於基板100，而可將所求薄膜均勻的成膜於基板100上。

再者，如上所述，由於噴灑板7的存在之故，即使不如有關專利文獻1之技術般，增加液霧配管5的開口面積及數目以及液霧供給口5a的開口面積或數目，仍然可可從噴射口8噴射均勻的液霧。因而可減少液霧配管5的開口面積及數目以及液霧供給口5a的開口面積及數目，而可防止液霧噴射用噴嘴1周邊構成之膨大化。因此可提升液霧噴出用噴嘴1周邊的維護性、且亦使液霧噴出用噴嘴1的組裝變得簡單，復製造成本亦可降低。

再者，載體氣體亦因噴灑板7的存在之故，即使減少載體氣體配管6的開口面積及數目以及載體氣體供給口6a的開口面積及數目，仍然能將第一空間1S中所擴散之載體氣體，以均勻的狀態送入第二空間1T內。

又，如第4圖所示，亦可考慮將液霧供給口5a連接於第一空間1S而非第二空間1T之構成。但，如採用該第4圖所示之構成時，於噴灑板7上所穿通設置之孔7a可能會產生因液霧引起之孔堵塞。

相對於此，如第2圖所示，藉由於較噴灑板7更為載體氣體的下游側處(亦即，以連接於第二空間1T之方式)，而將液霧供給口5a設置於本體部1A上，則可防止穿設於噴灑板7上之孔7a因液霧引起之孔堵塞。再者，於該第2圖的構成中，載體氣體會於噴灑板7所穿通設置之孔7a中流動。但由於載體氣體係「氣體」，故不會在該孔7a產生因載體氣體引起之孔堵塞。

又，如第4圖所示，藉由採用將噴射口8的開口寬幅(X方向的寬幅)作成較中空部1H的寬幅(X方向的寬幅)縮減之構成，亦可從噴射口8噴射更均勻的液霧。

<實施形態2>

說明本實施形態中，形成於噴灑板7之孔7a的開口面積與載體氣體供給口6a的開口面積之關係。

亦即，於本實施形態中，形成於噴灑板7之複數個孔7a的開口面積的總和，係較載體氣體供給口6a的開口面積為小。在此，如載體氣體供給口6a有2個以上之情形，則孔7a的開口面積的總和係較載體氣體供給口6a的開口面積的總和為小。

如採用該構成，則可於第一空間1S中擴散載體氣體，同時可從噴灑板7的孔7a，將載體氣體以均勻的流量往第二空間1T內送出。

<實施形態3>

第5圖係表示本實施形態之成膜裝置的構成。

如第5圖所示，於本實施形態中省略液霧配管5，而於液霧噴射用噴嘴1上直接連接有液霧產生器2。

如第6圖所示，於本體部1A的側面上穿設有長方形的液霧供給口5a。並且，如第5圖所示，於本體部1A的側面上，以閉塞該液霧供給口5a之方式直接連接有液霧產生器2。在此，係例如使用螺栓(bolt)等的連結手段而直接連接本體部1A與液霧產生器2。

再者，以上述以外的構成而言，本實施形態之成膜裝置係與實施形態1之成膜裝置相同。

於本實施形態中，於液霧產生器2中霧化之原料溶液，係不介由液霧配管而直接被載體氣體運送，以供給於液霧噴射用噴嘴1內部。

因此，可省略第2圖中所示之液霧配管5，而可更簡略化成膜裝置，亦更可圖該成膜裝置的製造成本之降低，且成膜裝置的組裝亦變得簡易。

又，在如第2圖所示構成之情形，係以液霧配管5縮減液霧產生器2所產生之液霧，且供給於第二空間1T，惟於本實施的形態中，並無縮減液霧，而可將液霧產生器2所產生之液霧送入第二空間1T內。因此，如與實施形態1之構成比較時，則本實施形態之構成可更提升液霧的供給效率。又，由於省略液霧配管5，故在本實施形態之成膜裝置中，於液霧配管5中當然不會有液霧的凝聚(condensation)等產生。

再者，於本實施形態中，由於在本體部1A穿設有長方形(Y方向較長)液霧供給口5a，故不需要配設複數液霧配管即可對第二空間1T內之廣闊範圍供給液霧。

<實施形態4>

第7圖係表示本實施形態之成膜裝置的構成。

如第7圖所示，於本實施形態中，在本體部1A設置有溫度調整部。此外，以除了設置有該溫度調整部9以外的構成而言，本實施形態之成膜裝置係與上述其他實施形態之成膜裝置相同。

於第7圖所示構成中，溫度調整部9係形成於噴射口8周邊的本體部1A中。該溫度調整部9可採用流路。藉由循環在該流路中經溫度調整之流體，而可調整中空部1H內的溫度。在此，該溫度調整係在中空部1H內的液霧不會凝聚，且在該中空部1H內之液霧不會反應、分解、成膜之溫度範圍內實施加熱或冷卻。在此，藉由溫度調整部9所調整之溫度，係視基板100的加熱溫度、以及作為液霧成分之薄膜原料種類而有所不同。

液霧如與溫度低的液霧噴射用噴嘴1的內壁接觸則可能會凝聚。該液霧的凝聚會妨礙液霧之均勻的噴射，此外會引起液霧凝聚而液掉落至基板100上等情形。又，如液霧在液霧噴射用噴嘴1內部產生凝聚時，則薄膜原料使用效率會降低。

另一方面，如液霧噴射用噴嘴1過於高溫，則在液霧噴射用噴嘴1內之液霧的原料會分解/成膜，或雖未分解但因液霧的溶媒氣化而析出原料。在該現象中，亦會引起妨礙液霧均勻噴射，以及薄膜原料使用效率降低等情況。

於是，於本實施形態之成膜裝置中，液霧噴射用噴嘴1係具備有溫度調整部9。因此，於液霧噴射用噴嘴1內液霧不會凝聚，尚且可保持於液霧不會氣化/分解之適當的溫度。

再者，第7圖之構成係於第5圖之構成中附加有溫度調節部9之構成，但當然亦可採用於第2圖所示構成中，以與上述者同樣樣態而附加有溫度調整部9之構成(參考第8圖)。

又，於第7圖、第8圖之構成中，溫度調整部9係形成於噴射口8周邊的本體部1A中。雖加熱基板100，但本體部1A的噴射口8附近最受該加熱的影響。於是，藉由至少將溫度調整部9設置於噴射口8周邊的本體部1A中，則可在防止本體部1A的構造複雜化(或擴大)，同時可調整中空部1H內部的溫度(特別是噴射口8附近的溫度)為適當溫度(不會產生液霧的凝聚、液霧的分解/析出等之溫度範圍)。

又，如第9圖、第10圖所示，亦可於本體部1A的壁部全面(或者，至少於面對於第二空間1T之本體部1A的壁部整體)均勻的設置溫度調整部9。藉由採用該第9圖、第10圖所示之構成，而可調整中空部1H(或第二空間1T)內整體的溫度為較第7圖、第8圖所示構成更為適合的溫度。亦即，於第9圖、第10圖所示構成中，可完全防止中空部1H中之液霧的凝聚/分解/析出等的產生。

再者，上述中，作為溫度調整部9的一例，而列記有可流通經調整溫度之流體之流路，但如為能調整中空部1H內的溫度者，則亦可採用其他構成(例如，熱導管(heat pipe)、冷卻板(cool plate)、加熱板(hot plate)等的組成)。

<實施形態5>

第11圖係表示本實施形態之成膜裝置。再者，第12圖係表示從Z方向觀看第11圖構成之平面圖。再者，於第12圖中，由圖面簡略化之觀點起見，已省略液霧產生器2及各種配管3、4、6、11等的圖示。

如第11圖、第12圖所示，本實施形態之成膜裝置除液霧噴射用噴嘴1以外，尚具備有反應促進氣體噴射用噴嘴10，在此，於第11圖的構成例中，液霧噴射用噴嘴1係例示有第7圖中所示之噴嘴。關於液霧噴射用噴嘴1的構成，由於已於上述為止之各實施形態中說明，故在此省略說明。

如第11圖中所示，當對於基板100成膜薄膜時，以與液霧噴射用噴嘴1同樣方式，反應促進氣體噴射用噴嘴10係配置於基板100之上方。然後，液霧噴射用噴嘴1對於基板100上面噴射液霧之同時，反應促進氣體噴射用噴嘴10係對該基板100上面噴射反應促進氣體噴射。在此，反應促進氣體係指促進含有成膜原料之液霧的分解反應之氣體，可採用活性氣體。反應促進氣體的具體例係可列舉：臭氣(ozone)、氨(ammonia)或過氧化氫(hydrogen peroxide)等。

在進行上述液霧及反應促進氣體的噴射同時，例如將基板100於水平方向(第12圖的X方向)移動。又，如後所述，以噴射之液霧與反應促進氣體能在基板100上面附近混合之方式，將反應促進氣體的噴射口(可視為第二噴射口)13與液霧的噴射口8相鄰。為圖能使前述液霧與前述反應促進氣體於基板100上面附近之混合，噴射口8與噴射口13較佳為以數mm程度距離的範圍相鄰著。又，噴射口8及/或噴射口13係具有下述形狀為佳，此形狀係可使液霧的噴射方向與反應促進氣體的噴射方向能在基板100上面附近交叉之形狀。

再者，當噴射液霧及反應促進氣體時，較佳為從基板100上面至噴射口8止的距離及從基板100上面至噴射口13止的距離相同，而該距離為數mm(例如，1至2mm程度)。又，液霧的噴射力(液霧的噴射流量)與反應促進氣體的噴射力(反應促進氣體的噴射流量)係例如為相同(再者，液霧的噴射力(液霧的噴射流量)與反應促進氣體的噴射力(反應促進氣體的噴射流量)可為互不相同)。

如第11圖所示般，反應促進氣體噴射用噴嘴10係由具有中空部10H之本體部10A所構成。本體部10A係如第11圖、第12圖所示般，X方向的寬幅較短(例如數cm程度)、Y方向的深度較長(係與Y方向的液霧噴射用噴嘴1的尺寸相同，例如1m以上)、Z方向的高度並無特別加以限定，惟在第11圖的構成例中，Z方向的高度較液霧噴射用噴嘴1的Z軸方向的高度為低，而具有略長方體的概略外觀。

如第11圖表示，於本體部10A上穿孔設置有噴射口13及反應促進氣體供應口11a。

噴射口13係將本體部10A內部的反應促進氣體往基板100噴射，而成為反應促進氣體的出口。因此，噴射口13係形成於當進行反應促進氣體噴射時，會面對於基板100上面(薄膜形成面)之本體部10A的面。亦即，噴射口13係形成於本體部10A的下面側。噴射口13的X方向的寬幅係較本體部10A的中空部10H的X方向的寬幅為狹窄。例如，噴射口13的X方向的寬幅為1至2mm程度。又，噴射口13的開口形狀係細縫狀者，噴射口13的Y方向的尺寸係與噴射口8的Y方向的尺寸相同。並且，於Y方向之噴射口13的兩端存在有薄壁的本體部10A。

於第11圖所例示之構成例中，反應促進氣體供給口11a係設置於本體部10A的噴射口13相對向之面(亦即，本體部10A的上面側)(在此，反應促進氣體供給口11a亦可配設於本體部10A的側面側)。該反應促進氣體供給口11a係將反應促進氣體從反應促進氣體噴射用噴嘴10的外側往本體部10A的中空部10H供給，而成為反應促進氣體的入口。如第11圖所示般，反應促進氣體係通過反應促進氣體配管11而到達反應促進氣體供給口11a，並從該反應促進氣體供給口11a往本體部10A內部供給。

在此，反應促進氣體供給口11a的數目可為1個，亦可於本體部10A上面，沿著Y方向設置有2個以上，但從反應促進氣體噴射用噴嘴10的構成簡略化的觀點來看，反應促進氣體供給口11a的數目則較少為宜。又，配合反應促進氣體供給口11a的數目，而分別配設與各反應促進氣體供給口11a連接之反應促進氣體配管11，此係不須贅言。

又，如反應促進氣體供給口11a的開口面積及反應促進氣體配管11的開口面積過大時，則會成為構成擴大的原因。因此，反應促進氣體供給口11a的總開口面積較穿設在噴灑板71之孔71a的總開口面積為大為宜，在滿足該關係之範圍內，反應促進氣體供給口11a的開口面積係儘可能小為宜。

又，於反應促進氣體噴射用噴嘴10中配設有噴灑板71。如第11圖所示，噴灑板71係配設於本體部10A的中空部10H內。又，從第11圖可知，該中空部10H係因噴灑板71而被分割為二個空間10S、10T。亦即，於中空部10H內，噴灑板71係將第一空間10S及第二空間10T加以隔開。此外，噴灑板71的平面形狀(包括孔71a的形成狀態)係與第3圖所示噴灑板7的平面形狀相同。

噴灑板71係薄壁的板，例如可採用不銹鋼製者。如第3圖所示，在噴灑板71上均等的穿設有複數個孔71a。各孔71a係貫通於噴灑板71的厚度方向。再者，通過孔71a者為「氣體」之反應促進氣體。因此各71a的開口直徑可微小化。各孔71a的開口直徑並無特別加以限定，但作為一例，其直徑係例如為0.01mm程度。

如第11圖所示，反應促進氣體供給口11a係連接於第一空間10S，而噴射口13係連接於第二空間10T。從反應促進氣體供給口11a所供給之反應促進氣體，係因噴灑板71的存在而擴散/充滿於第一空間10S，同時通過孔71a而均勻的被導引至第二空間10T。並且，通過孔71a之反應促進氣體，則在維持均勻的整流同時運送至第二空間10T內，而導引至噴射口13，並從該噴射口13均勻的噴射。

如使用本身為反應性高的氣體之反應促進氣體時，則由於可促進原料(液霧)的分解反應，固可在低溫下對於基板100形成高品質的薄膜，此係有益的。例如，亦可採用在液霧噴射用噴嘴1內混合液霧與反應促進氣體之構成。然而，因反應促進氣體的反應性高，故液霧在液霧噴射用噴嘴1內即被分解。該液霧的分解係關聯於噴射之液霧的均勻性惡化及原料(液霧)使用效率惡化(亦即在基板100上進行成模薄膜時，需要多量的原料)。

於是，本實施形態之成膜裝置中復具備有反應促進氣體噴射用噴嘴10。並且，反應促進氣體噴射用噴嘴10具備有噴射反應促進氣體之噴射口13，而該噴射口13係與噴射液霧之噴射口8相鄰接而配設。

因此，本實施形態之成膜裝置中，可於液霧噴射用噴嘴1外之基板100上面附近混合液霧與反應促進氣體。藉此而不致產生液霧的均勻性惡化及原料使用效率惡化等的問題，可促進液霧的分解反應。

再者，於第11圖的構成中，反應促進氣體噴射用噴嘴10係鄰接於第7圖中所示之液霧噴射用噴嘴1。然而，本實施形態之反應促進氣體噴射用噴嘴10亦可鄰接於上述為止所說明之其他形態(構成)的液霧噴射用噴嘴1(第2圖、第5圖、第8圖、第9圖以及第10圖所圖示之各液霧噴射用噴嘴1)。

<實施形態6>

第13圖係表示本實施形態之成膜裝置的構成。另外，第14圖係表示從Z方向觀看第13圖構成之平面圖。此外，第14圖中，由圖面簡略化的觀點來看，已經省略液霧產生器2及各種配管3、4、6、11、15等的圖示。

如第13圖、第14圖所示，本實施形態之成膜裝置係除了液霧噴射用噴嘴1及反應促進氣體噴射用噴嘴10以外，尚具備有排氣噴嘴14。在此，於第13圖的構成例中例示有：第7圖中所示之噴嘴作為液霧噴射用噴嘴1、第11圖中所示之噴嘴作為反應促進氣體噴射用噴嘴10。有關於液霧噴射用噴嘴1及反應促進氣體噴射用噴嘴10的構成，由於以於上述為止的各實施形態中說明，故在此省略說明。

如第13圖所示，當對於基板100成膜薄膜時，以與液霧噴射用噴嘴1及反應促進氣體噴射用噴嘴10同樣方式，將排氣噴嘴14配置於基板100的上方。並且，當液霧噴射用噴嘴1對基板100上面噴射液霧，且反應促進氣體噴射用噴嘴10對基板100上面噴射反應促進氣體之同時，排氣噴嘴14則進行該基板100上方區域的吸引(排氣)。

在進行上述液霧及反應促進氣體的噴射，且亦進行排氣處理之同時，例如將基板100於水平方向(第14圖的X方向)移動。又，將排氣噴嘴14的排氣口16作為起點，於同一方向(在第13圖、第14圖中為X方向)相鄰著排氣口16、反應促進氣體的噴射口13以及液霧的噴射口8。

再者，當進行液霧及反應促進氣體噴射以及排氣處理時，從基板100上面至噴射口8止的距離、從基板100上面至噴射口13止的距離、以及從基板100上面至排氣口16止的距離均為相同為宜，該距離為數mm(例如1至2mm程度)。又，液霧的噴射力(液霧的噴射流量)與反應促進氣體的噴射力(反應促進氣體的噴射流量)與排氣力(排氣流量)係例如為相同。

如第13圖所示，排氣噴嘴14係由具有中空部14H之本體部14A所構成。本體部14A係如第13圖、第14圖所示，X方向的寬幅較短(例如數cm程度)、Y方向的深度較長(與Y方向的液霧噴射用噴嘴1及Y方向的反應促進氣體噴射用噴嘴10的尺寸相同，例如1m以上)、Z方向的高度雖無特別加以特定，但在第13圖的構成例中，Z方向的高度較液霧噴射用噴嘴1的Z軸方向的高度為低，而與反應促進氣體噴射用噴嘴10的Z軸方向的高度相同者。該本體部14A亦具有略長方體的概略外觀。　如第13圖所示，於本體部14A上穿設有排氣口16及排氣配管連接部15a。

排氣口16係至少將基板100上面與各噴嘴1、10、14間所生成的空間存在之氣體/液體/固體吸引至本體部14A內。因此，排氣口16係形成於排氣處理時，面對基板100上面(成膜面)之本體部14A的面。亦即，排氣口16係形成於本體部14A的下面側。

排氣口16的X方向的寬幅係較本體部14A的中空部14H的X方向的寬幅為狹窄。例如，排氣口16的X方向的寬幅為1至2mm程度。又，排氣口16的開口形狀係細縫狀，而排氣口16的Y方向的尺寸係與噴射口8及噴射口13的Y方向的尺寸相同。並且，於Y方向之排氣口16的兩端存在有薄壁的本體部14A。

排氣配管連接部15a係設置於相對向於本體部14A的排氣口16之面(亦即本體部14A的上面側)。排氣口16所吸引之固體/液體/氣體則從排氣配管連接部15a，經由排氣配管15，而在排氣噴嘴14的外側往遠離基板100處排氣。

在此，排氣配管連接部15a的數目可為1個，亦可於本體部14A上面沿著Y方向而設置有2個以上，但從排氣噴嘴14構成簡略化的觀點來看，排氣配管連接部15a的數目較少為宜。又，配合排氣配管連接部15a的數目分別配設與各排氣配管連接部15a連接之排氣配管15，此係不需贅言。

又，如排氣配管連接部15a的開口面積及排氣配管14的開口面積過大時，則會成為構成擴大的原因，故儘可能較小為宜。

於本實施形態之成膜裝置中，復具備有排氣噴嘴14。因此，可生成出一均勻的氣流，其係從液霧噴射用噴嘴1所噴射之液霧及從反應促進氣體噴射用噴嘴10所噴射之反應促進氣體，往該排氣噴嘴14流動之均勻的氣流(亦即，往與基板100上面平行的水平方向(X方向)流動之均勻的氣流)。由此，可促進該流動通路的基板100上方液霧與反應促進氣體的混合。

為圖促進上述液霧與反應促進氣體的混合，則需如第13圖所示，將排氣口16作為起點，沿著同一方向(第13圖中為右方向)相鄰著排氣口16、噴射口13以及噴射口8。

亦即，於排氣口16的一方側(例如第13圖的右側或左側)僅配設噴射口8，而於排氣口16的另一側(第13側的左側或右側)僅配設噴射口13之構成，從促進該混合的觀點來看此構成較為不宜。如此一來，則於從一方的噴射口8(或13)至排氣口16之通路中，不會存在另一方的噴射口13(或8)，而會抑制液霧與反應促進氣體的混合。

又，第13圖中，排氣口16、噴射口13以及噴射口8係依該順序相鄰著，但亦可依排氣口16、噴射口8以及噴射口13之順序相鄰著。

又，如上所述，在排氣口16的一側(例如第13圖的右側或左側)僅配設噴射口8，並在排氣口16的另一側(第13圖的左側或右側)僅配設噴射口13之構成，從促進該混合的觀點來看此構成較為不宜。然而，下述的構成可促進液霧與反應促進氣體的混合，故可採用。亦即可採用以下構成：在排氣口16的一側(例如第13圖的右側)鄰接配設噴射口8與噴射口13的套組(one set)，而在排氣口16的另一側(第13圖的左側)同樣配設噴射口8與噴射口13的套組。係由於該構成中亦可實現將排氣口16作為起點，於同一方向相鄰著排氣口16、噴射口8及噴射口13之構成之故。

又，雖與第13圖的構成不相同，但可於該第13圖的構成中省略反應促進氣體噴出噴嘴10。在該構成中，僅相鄰著噴射口8及排氣16而配設。

雖然剛從液霧噴射用噴嘴1噴出後之液霧係於第13圖的Z軸方向均勻化，但其後因與基板100的衝突而可能使均勻性惡化。該均勻性的惡化係為在基板100上面成膜之薄膜不均勻性的要因。於是，第13圖中使噴射口8與排氣口16相鄰接而配置，即可於與基板100上面平行的水平方向(X-Y方向)，將液霧同樣的(均勻的)吸引。亦即，利用排氣口16之吸引，即可生成一均勻動的氣流，其係將從液霧噴射用噴嘴1所噴射之液霧均勻流動於至排氣口16之X-Y方向之氣流。因而，可圖提升在基板100上面成膜之薄膜的均勻性。

再者，在第13圖的構成中，係使用第7圖中所示液霧噴射用噴嘴1而構成。然而，本實施形態之液霧噴射用噴嘴1亦可採用如上述所說明之其他形態(構成)的液霧噴射用噴嘴1(第2圖、第5圖、第8圖、第9圖以及第10圖中所圖示之各液霧噴射用噴嘴1)。

又，如排氣噴嘴14的排氣力過強，則於基板100上面之液霧的反應分解會減少。另一方面，如排氣噴嘴14的排氣過弱，則至該排氣噴嘴14之液霧的氣流的均勻性不會提升。於是，從提升液霧的反應分解效率及液霧的氣流的均勻性的觀點來看，排氣噴嘴14的排氣力係與液霧噴射用噴嘴1的噴射力相同為宜。

<實施形態7>

第15圖係表示本實施形態之成膜裝置的構成。

如第15圖所示，本實施形態之成膜裝置係除第13圖所示之構成之外，尚具備有第2個液霧噴射用噴嘴1。亦即，本實施形態中具備有複數個液霧噴射用噴嘴1。

除了增加液霧噴射用噴嘴1的數目以外，第15圖所示之構成係與第13圖所示之構成係相同。又，於第15圖的構成例中，例示有第7圖所示之噴嘴作為液霧噴射用噴嘴1。因此，各噴嘴1、10、14的構成係經已於上述為止的各實施形態中說明，故在此省略說明。

在第15圖的構成中，各噴射口8、13以及排氣口16係相鄰接而配置。在此，如實施形態6中所說明般，本實施形態中亦將排氣噴嘴14的排氣口16作為起點，於同一方向(第15圖中為X方向)相鄰著排氣口16、反應促進氣體的噴射口13以及2個液霧的噴射口8。

於本實施形態之成膜裝置中，具備有複數個液霧噴射用噴嘴1。因此可對基板100分別噴射2種以上的液霧。

例如，可從一邊的液霧噴射用噴嘴1噴射含有成膜之薄膜原料之原料液霧，而從另一邊的液霧噴射用噴嘴1噴射具有促進液霧反應的效果之液體(例如過氧化氫水)所成之液霧。由此，較第13圖的構成，本實施型態可促進含有薄膜原料之液霧於基板100上面之反應/分解。

或者，成膜之薄膜原料為由2種以上的元素所構成時，則可針對各元素，而將含有該元素之液霧分別對於基板100噴射。例如，使原料溶液霧化以生成液霧，但該原料溶液當然需要溶劑。在此，溶劑會有適合於一種元素，但卻不適合另一種元素之情況。此種情況則適用本實施形態之成膜裝置，並採用以下構成為宜：從各液霧噴射噴嘴1分別噴射含有不同元素之液霧，而在基板100上面使各液霧混合。

或者，例如將含有2種以上固體之液霧噴射於基板100上面時，則亦可僅使用單一液霧噴射用噴嘴1而噴射該液霧。然而，採用該構成時，亦可能有2種固體在液霧噴射用噴嘴1內部混合而進行反應之情況。在該液霧噴射用噴嘴1內部之不同固體彼此的反應，會引起薄膜的不均勻性及原料使用效率的惡化等。於是，藉由適用本實施形態之成膜裝置，即可在各液霧噴射用噴嘴1內部僅存在由1種固體所成之液霧，而使前述問題得以解決。

又，在第15圖中，於排氣口16右邊依順序相鄰著噴射口13及一邊的噴射口8以及另一邊的噴射口8，但亦可於一邊的噴射口8與另一邊的噴射口8之間配置噴射口13。

又，亦可採用以下構成：於第15圖所示，使複數個噴射口8與噴射口13成為套組，且將該套組鄰接於排氣口16的一側(例如第15圖的右側)而配設，並將其他該套組鄰接於排氣口16的另一側(第15圖的左側)而配設。此係由於該構成可實現將排氣口16作為起點，於同一方向相鄰接著排氣口16、各噴射口8以及噴射口13之構成之故。

再且，於第15圖的構成中亦可省略該第13圖的構成中之反應促進氣體噴出噴嘴10及/或排氣噴嘴14。

再者，在第15圖的構成中，各液霧噴射用噴嘴1係具備有第7圖中所示之構成。然而，各液霧噴射用噴嘴1亦可採用上述所說明之其他形態(構成)的液霧噴射用噴嘴1(第2圖、第5圖、第8圖、第9圖以及第10圖等所圖示之各液霧噴射用噴嘴1)。又，亦可採用各液霧噴射用噴嘴1分別相異的構成。

再且，在第15圖的構成例中圖示有2個液霧噴射用噴嘴1。然而，液霧噴射用噴嘴1係可有3個以上。由此可增加對基板100噴射之液霧的變化(variation)。

至此已詳細說明本發明內容，但上述之說明之所有型態係為例示，而本發明並不限定於此。未經例示之無數的變形例，只要不脫離本發明的範圍，即視為本發明可推得者。

1．．．液霧噴射用噴嘴

1A、10A、14A．．．本體部

1H、10H、14H．．．中空部

1S、10S．．．第一空間

1T、10T．．．第二空間

2．．．液霧產生器

3、6．．．載體氣體配管

4．．．原料溶液配管

5．．．液霧配管

5a．．．液霧供給口

6a．．．載體氣體供給口

7、71．．．噴灑板

7a、71a．．．孔

8、13．．．噴射口

9．．．溫度調整部

10．．．反應促進氣體噴射用噴嘴

11．．．反應促進氣體配管

11a．．．反應促進氣體供給口

14．．．排氣噴嘴

15．．．排氣配管

15a．．．排氣配管連接部

16．．．排氣口

100．．．基板

第1圖係概略表示實施形態1之液霧噴射用噴嘴1的外觀構成之斜視圖。

第2圖係表示實施形態1之成膜裝置的構成之剖面圖。

第3圖係表示噴灑板7的構成之平面圖。

第4圖係表示實施形態1之液霧噴射用噴嘴1的比較對象之噴嘴構成之剖面圖。

第5圖係表示實施形態3之成膜裝置的構成之剖面圖。

第6圖係概略表示實施形態3之液霧噴射用噴嘴1的外觀構成之斜視圖。

第7圖係表示實施形態4之成膜裝置的構成之剖面圖。

第8圖係表示實施形態4之成膜裝置的其他構成例之剖面圖。

第9圖係表示實施形態4之成膜裝置的其他構成例之剖面圖。

第10圖係表示實施形態4之成膜裝置的其他構成例之剖面圖。

第11圖係表示實施形態5之成膜裝置的構成之剖面圖。

第12圖係表示實施形態5之成膜裝置的概略構成之平面圖。

第13圖係表示實施形態6之成膜裝置的構成之剖面圖。

第14圖係概略表示實施形態6之成膜裝置的構成之平面圖。

第15圖係表示實施形態7之成膜裝置的構成之剖面圖。

1．．．液霧噴射用噴嘴

1A．．．本體部

1H．．．中空部

1S．．．第一空間

1T．．．第二空間

2．．．液霧產生器

3、6．．．載體氣體配管

4．．．原料溶液配管

5．．．液霧配管

5a．．．液霧供給口

6a．．．載體氣體供給口

7．．．噴灑板

7a．．．孔

8．．．噴射口

100．．．基板

Claims (11)

1. 一種成膜裝置，係具備：液霧產生器，係產生成為成膜原料之液霧；及液霧噴射用噴嘴，係將在前述液霧產生器所產生之前述液霧噴射於進行成膜之基板，其中，前述液霧噴射用噴嘴係具備：具有中空部之本體部；液霧供給口，係形成於前述本體部，將前述液霧產生器所產生之前述液霧供給於前述中空部內；第一噴射口，係形成於前述本體部，將前述中空部的前述液霧往外部噴射；至少1個以上的載體氣體供給口，係形成於前述本體部，將運送前述液霧往前述第一噴射口之載體氣體供給於前述中空部內；以及噴灑板，係配置於前述中空部內，形成有複數個孔，前述中空部係因前述噴灑板之配設而分割為：與前述載體氣體供給口連接之第一空間；及與前述第一噴射口連接之第二空間，前述液霧供給口係以與前述第二空間連接之方式，形成於前述本體部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之成膜裝置，其中，形成於前述噴灑板之前述複數個孔的開口面積的總和，係較前述載體氣體供給口的開口面積的總和為小。
3. 如申請專利範圍第1項所述之成膜裝置，其中，於前述液霧供給口上連接有液霧配管，該液霧配管係將前述液霧產生器所產生之前述液霧往前述中空部運送。
4. 如申請專利範圍第1項所述之成膜裝置，其中，前述液霧產生器以堵塞前述液霧供給口之方式，直接連接於前述本體部上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之成膜裝置，其中，前述液霧噴射用噴嘴係復具備溫度調整部，此溫度調整部係至少形成於前述第一噴射口周邊的前述本體部上，而可調整前述中空部的溫度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之成膜裝置，其中，前述溫度調整部係以涵蓋前述液霧氣體噴射用噴嘴之前述本體部整體之方式配設著。
7. 如申請專利範圍第1項所述之成膜裝置，復具備反應促進氣體噴射用噴嘴，係具有噴射促進前述液霧的分解反應之反應促進氣體之第二噴射口，且前述第一噴射口與前述第二噴射口係相鄰著。
8. 如申請專利範圍第1項所述之成膜裝置，復具備具有排氣口之排氣噴嘴。
9. 如申請專利範圍第8項所述之成膜裝置，復具備反應促進氣體噴射用噴嘴，係具有噴射促進前述液霧的分解反應之反應促進氣體之第二噴射口，且前述排氣口、前述第一噴射口以及前述第二噴射口係以前述排氣口作為起點，於一方向相鄰著。
10. 如申請專利範圍第8項所述之成膜裝置，其中，前述排氣噴嘴的排氣力係與前述液霧噴射用噴嘴的噴射力相同。
11. 如申請專利範圍第1項所述之成膜裝置，其中，前述液霧噴射用噴嘴係2個以上。