CN108778527B - 雾气产生装置、成膜装置、雾气产生方法、成膜方法、及元件制造方法 - Google Patents

雾气产生装置、成膜装置、雾气产生方法、成膜方法、及元件制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的产生包含微粒子(NP)的雾气(MT)的雾气产生装置(MG1)包含：容器(30a)，其保持包含微粒子(NP)的分散液(DIL)；第1振动部(32a)，其通过对容器(30a)内的分散液(DIL)赋予第1频率的振动，而抑制微粒子(NP)于分散液(DIL)中的凝集；以及第2振动部(34a)，其对容器(30a)内的分散液(DIL)赋予高于第1频率、且用以自分散液(DIL)的表面产生包含微粒子(NP)的雾气(MT)的第2频率的振动。

Description

雾气产生装置、成膜装置、雾气产生方法、成膜方法、及元件制 造方法
技术领域
本发明是关于一种产生包含微粒子的雾气的雾气产生装置及其雾气产生方法、使用所产生的雾气于基板上形成薄膜的成膜装置及其成膜方法、以及使用所形成的薄膜制造电子元件的元件制造方法。
背景技术
制造半导体元件、显示元件、配线基板、及感测器元件等时，于金属基板或塑料基板等母材的表面，使用成膜装置而形成有包含各种物质的薄膜。作为使用成膜装置的成膜方法，已知有于真空中的高温的环境下于母材形成薄膜的方式、将包含应成膜的物质(微粒子)的溶液涂布于母材的表面并使的干燥的方式等各种方式。近年来，立足于制造成本的降低、生产性的提高，不使用真空方式的成膜法备受关注。
作为其一例，于日本专利特开2011-210422号公报，揭示有如下成膜法：将包含金属物质的溶液或分散液以雾状吹送至基板，而于成为母材的基板的表面形成透明导电膜。于该日本专利特开2011-210422号公报中，将基板设定为既定温度，于此状态下，将以既定浓度包含锌化合物(氯化锌粉末)及锡化合物(氯化锡粉末)的脱水乙醇以及盐酸等所形成的溶液雾气化，将该雾气吹送至基板的表面，藉此形成透明导电性非晶质膜。该脱水乙醇及盐酸是作为抑制氯化锌粉末及氯化锡粉末于溶液中凝集的界面活性剂而发挥功能。
然而，若于溶液添加界面活性剂，则界面活性剂会残留于所形成的薄膜内及薄膜上，该残留的界面活性剂有作为杂质而电性、光学性、或化学性地使薄膜的特性劣化之虞。从而，需通过对薄膜实施退火处理等加热处理而去除残存的界面活性剂，因此不仅用以成膜的步骤、工时增多，而且产生仅可使用具有耐热性的金属物质或基板材料的限制。
发明内容
本发明的第1态样为一种雾气产生装置，其产生包含微粒子的雾气，且包含：第 1容器，其保持包含上述微粒子的雾气生成用的溶液；第1振动部，其通过对上述第 1容器内的上述溶液赋予第1频率的振动，而抑制上述微粒子于上述溶液中的凝集；以及第2振动部，其对上述第1容器内的上述溶液赋予高于上述第1频率、用以自上述溶液的表面产生包含上述微粒子的雾气的第2频率的振动。
本发明的第2态样为一种成膜装置，其使用包含微粒子的雾气于基板上形成薄膜，且包含：容器，其保持包含上述微粒子的分散液；第1振动部，其通过对上述容器内的上述分散液赋予第1频率的振动，而使上述微粒子于上述分散液中成为凝集的尺寸抑制为上述雾气的尺寸以下的分散状态；以及第2振动部，其通过对上述分散液赋予高于上述第1频率的第2频率的振动，而自上述分散液的表面产生包含上述微粒子的雾气。
本发明的第3态样为一种雾气产生方法，其是自包含微粒子的分散液产生雾气，且包含如下步骤：通过对上述分散液赋予第1频率的振动，而抑制上述微粒子于上述分散液中的凝集；以及对上述分散液赋予高于上述第1频率、用以自上述分散液的表面产生包含上述微粒子的雾气的第2频率的振动。
本发明的第4态样为一种成膜方法，其是使用自包含微粒子的分散液产生的雾气于基板上形成薄膜，且包含如下步骤：通过对上述分散液赋予第1频率的振动，而抑制上述微粒子于上述分散液中的凝集；以及通过对上述分散液赋予高于上述第1频率的第2频率的振动，而自上述分散液的表面产生包含上述微粒子的雾气。
本发明的第5态样为一种元件制造方法，其是通过对基板实施既定处理而制造电子元件，且包含如下步骤：对包含微粒子的分散液赋予第1频率的振动，而抑制上述微粒子于上述分散液中的凝集；对上述分散液赋予高于上述第1频率的第2频率的振动，而自上述分散液的表面产生包含上述微粒子的雾气；将上述基板暴露于上述雾气中，而于上述基板的表面形成包含上述微粒子的薄膜；以及将形成于上述基板的表面的上述薄膜图案化，而形成构成上述电子元件的电路的至少一部分的图案。
本发明的第6态样为一种元件制造方法，其是通过对基板实施既定处理而制造电子元件，且包含如下步骤：对包含微粒子的分散液赋予第1频率的振动，而抑制上述微粒子于上述分散液中的凝集；对上述分散液赋予高于上述第1频率的第2频率的振动，而自上述分散液的表面产生包含上述微粒子的雾气；以及将上述基板暴露于上述雾气中，而于上述基板的表面中与用于上述电子元件的既定图案对应的部分，选择性地形成由上述微粒子形成的薄膜。
本发明的第7态样为一种雾气产生装置，其产生包含微粒子的雾气，且包含：第 1容器，其保持包含上述微粒子的分散液；第1振动部，其对上述第1容器内的上述分散液赋予第1频率的振动；第2振动部，其对上述第1容器内的上述分散液赋予与上述第1频率不同的第2频率的振动；通过上述第1振动部及上述第2振动部中的至少一者的振动，而自上述分散液的液面产生上述雾气。
本发明的第8态样为一种雾气产生装置，其产生包含微粒子的雾气，且包含：第 1容器，其保持包含上述微粒子的溶液；第1振动部，其通过对上述第1容器内的上述溶液赋予第1频率的振动，而抑制上述微粒子于上述溶液中的凝集；以及第2振动部，其为自上述溶液的液面产生包含上述微粒子的雾气，而自上述第1容器的外部赋予高于上述第1频率的第2频率的振动；于与上述溶液的液面平行的面内，使上述第 1振动部与上述第2振动部隔开既定间隔而配置。
本发明的第9态样为一种雾气产生方法，其是产生包含微粒子的雾气，且包含如下阶段：将于不含成为界面活性剂的化学成分的液体中以既定浓度混入上述微粒子而成的溶液贮存于第1容器，通过对上述溶液赋予第1振动波、或加热上述溶液，而自上述溶液的液面产生包含上述微粒子的雾气；以及对上述溶液赋予抑制上述微粒子于上述溶液中凝集成上述雾气的尺寸以上的第2振动波。
附图说明
图1是表示第1实施形态的对基板实施既定处理而制造电子元件的元件制造系统的概略构成的概略构成图。
图2是表示进行图1所示的成膜处理的处理装置的构成的图。
图3是表示图2所示的雾气产生装置的构成的图。
图4是表示进行图1所示的涂布处理的处理装置的构成的图。
图5是表示进行图1所示的曝光处理的处理装置的构成的图。
图6是自+Z方向侧观察图5所示的转筒的图。
图7是表示进行图1所示的湿式处理的处理装置的构成的图。
图8是表示第2实施形态的雾气产生装置的简略构成的图。
图9是表示第3实施形态的雾气产生装置的简略构成的图。
图10是表示变形例2的元件制造系统的概略构成的概略构成图。
图11是表示变形例5的雾气产生装置的简略构成的图。
图12是表示变形例6的雾气产生装置的简略构成的图。
图13是表示变形例7的雾气产生装置的驱动控制电路部的构成的图。
图14是表示第4实施形态的雾气产生装置的简略构成的图。
图15是通过实验求出图14的雾气产生装置中分散液的深度与雾化效率的变化的关系的曲线图。
图16是通过实验求出图14的雾气产生装置中2个振动部的间隔与雾化效率的变化的关系的曲线图。
图17是表示第4实施形态的变形例的雾气产生装置的简略构成的图。
图18是表示使用通过图14的雾气产生装置而产生的雾气，使纳米粒子沉积于基板的雾气成膜部的概略构成的图。
图19是表示通过图14的雾气产生装置使ZrO2纳米粒子分散于水时的粒度分布的测定结果的曲线图。
图20A、图20B是表示使用图14的雾气产生装置及图18的雾气成膜部而形成于试样基板上的ZrO2纳米粒子膜的雾度的测定结果的曲线图。
具体实施方式
对于本发明的态样的雾气产生方法及实施该雾气产生方法的雾气产生装置、使用雾气产生方法形成薄膜的成膜方法及实施该成膜方法的成膜装置、以及使用雾气产生方法制造电子元件的元件制造方法，揭示较佳的实施形态并参照随附的图式，于以下进行详细说明。再者，本发明的态样并不限定于该等实施形态，亦包含施加各种变更或改良而成者。即，以下所记载的构成要素包括业者能容易假定者、及实质上相同者，且以下所记载的构成要素能加以适当组合。又，可于不脱离本发明主旨的范围内对构成要素进行各种省略、替换或变更。
[第1实施形态]
图1是表示第1实施形态的元件制造系统(基板处理系统)10的概略构成的概略构成图。再者，于以下的说明中，只要未特别加以说明，便设定以重力方向为Z 方向的X-Y-Z的正交坐标系，根据图示的箭头，对X方向、Y方向、及Z方向进行说明。
元件制造系统10是对可挠性膜状的薄片基板FS实施既定处理而制造电子元件的制造系统。元件制造系统10例如为由制造作为电子元件的挠性显示器(膜状的显示器)、膜状的触控面板、液晶显示面板用的膜状的彩色滤光片、挠性配线、或挠性感测器等的生产线构筑而成的制造系统。以下，于以挠性显示器作为电子元件的前提下进行说明。作为挠性显示器，例如可列举有机EL显示器、液晶显示器等。
元件制造系统10具有所谓辊对辊(Roll To Roll)方式的构造，即：自呈卷筒状盘卷有薄片基板(以下，称为基板)FS的供给辊FR1送出基板FS，对所送出的基板 FS连续实施各处理，然后通过回收辊FR2卷取经各种处理后的基板FS。基板FS具有基板FS的移动方向(搬送方向)为长边方向(长尺寸)、宽度方向为短边方向(短尺寸)的带状的形状。于本第1实施形态中，表示出截止至如下操作的例：薄片状的基板FS经过于至少处理装置PR1～PR6中的各处理，然后被回收辊FR2卷取。
再者，于本第1实施形态中，X方向是于与元件制造系统10的设置面平行的水平面内，基板FS自供给辊FR1朝向回收辊FR2的方向(基板FS的搬送方向)。Y 方向是于上述水平面内与X方向正交的方向，为基板FS的宽度方向(短尺寸方向)。 Z方向是与X方向及Y方向正交的方向(上方向)，与重力作用方向平行。
作为基板FS的材料，例如可使用树脂膜、或者由不锈钢等金属或合金所构成的箔(foil，金属薄片)等。作为树脂膜的材质，例如可使用包含聚乙烯树脂、聚醚树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、乙烯-乙烯酯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯硫醚树脂、聚芳酯树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、及乙酸乙烯酯树脂中的至少一者以上的材质。又，基板FS的厚度及刚性(杨氏模数)只要处于不会使基板FS产生挫曲所致的折痕或不可逆性的皱褶的范围内即可。作为基板FS的母材，厚度为25μm～200μm左右的PET(聚对苯二甲酸乙二酯) 膜、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)膜、PES(聚醚砜)膜等是薄片基板的典型。
关于基板FS，因存在于通过元件制造系统10的各处理装置PR1～PR6各者加以实施的处理中受热的情形，故较佳为选定热膨胀系数不太大的材质的基板。例如，通过将无机填料混合于树脂膜中能抑制热膨胀系数。无机填料例如可为氧化钛、氧化锌、氧化铝、或氧化硅等。又，基板FS既可为以浮式法等制造的厚度为100μm以下的极薄玻璃的单层体，亦可为于该极薄玻璃贴合上述树脂膜、或箔等而成的积层体。例如，可通过真空蒸镀或镀敷(电解或无电解)于极薄玻璃的一表面均匀地形成固定厚度(数微米(μm))的铜箔层，然后对该铜箔层进行加工而形成电子电路的配线或电极等。
且说，所谓基板FS的可挠性(flexibility)是指如下性质：即使对基板FS施加自重程度的力其亦不会断裂或破断，从而能将该基板FS挠曲。又，基板通过自重程度的力而屈曲的性质亦包含于可挠性中。又，可挠性的程度随基板FS的材质、大小、厚度、于基板FS上成膜的层构造、温度、或湿度等环境而变。总之，只要于将基板 FS整齐地卷绕于设置在本第1实施形态的元件制造系统10内的搬送路径上的各种搬送用辊、转筒等搬送方向变换用构件的情形时，能不挫曲而出现折痕、或发生破损(发生破裂或断裂)地顺利搬送基板FS，便可称之为可挠性的范围。
处理装置PR1是一面于沿长尺寸方向的搬送方向(+X方向)上以既定速度向处理装置PR2搬送自供给辊FR1搬送而至的基板FS一面对基板FS实施基底处理的处理装置。作为该基底处理，例如可列举超音波清洗处理、UV臭氧清洗处理等。特别地，通过进行UV臭氧清洗处理，能将附着于基板FS的表面的有机物污染除去，并能将基板FS的表面改质为亲液性。从而，通过下述处理装置PR2而形成的薄膜相对于基板FS的密接性提高。再者，作为基底处理，亦可进行等离子体表面处理。通过等离子体表面处理，同样地亦可将附着于基板FS的表面的有机物污染除去，并将基板FS的表面改质为亲液性。
处理装置PR2是一面于沿长尺寸方向的搬送方向(+X方向)上以既定速度向处理装置PR3搬送自处理装置PR1搬送而至的基板FS一面对基板FS实施成膜处理的处理装置。处理装置PR2产生包含微粒子的雾气，使用所产生的雾气于基板FS上形成薄膜。于本第1实施形态中，使用金属性的微粒子，故而于基板FS上形成金属性的薄膜(金属性薄膜)。再者，于使用有机性的微粒子或无机性的微粒子的情形时，于基板FS上形成有机性或无机性的薄膜。
处理装置PR3是一面于沿长尺寸方向的搬送方向(+X方向)上以既定速度向处理装置PR4搬送自处理装置PR2搬送而至的基板FS一面对基板FS实施涂布处理的处理装置。处理装置PR3于基板FS的金属性薄膜的上涂布感光性功能液，而形成感光性功能层。于本第1实施形态中，使用光刻胶剂作为感光性功能液(层)。
处理装置(曝光装置)PR4一面于沿长尺寸方向的搬送方向(+X方向)上以既定速度向处理装置PR5搬送自处理装置PR3搬送而至的基板FS，一面对基板FS的感光面(感光性功能层的表面)实施曝光处理。处理装置PR4对基板FS曝光与显示器用的电路的配线或电极等相应的图案。藉此，于感光性功能层形成与图案相应的潜像(改质部)。
处理装置PR5一面于沿长尺寸方向的搬送方向(+X方向)上以既定速度向处理装置PR6搬送自处理装置PR4搬送而至的基板FS，一面对基板FS实施湿式处理。处理装置PR5进行显影处理(亦包含清洗处理)作为湿式处理。藉此，显现出形状与作为潜像而形成于感光性功能层的图案对应的抗蚀剂层。
处理装置PR6一面于沿长尺寸方向的搬送方向(+X方向)上以既定速度向回收辊FR2搬送自处理装置PR5搬送而至的基板FS，一面对基板FS实施湿式处理。处理装置PR6进行蚀刻处理(亦包含清洗处理)作为湿式处理。藉此，将抗蚀剂层作为遮罩进行蚀刻处理，而于金属性薄膜显现出与显示器用的电路的配线或电极等相应的图案。形成有该图案的金属性薄膜成为构成作为电子元件的挠性显示器的图案层。再者，虽多个处理装置PR1～PR6各自具备沿搬送方向(+X方向)搬送基板FS的搬送机构，但该等各搬送机构是由上位控制装置12统括地控制以作为元件制造系统10 整体的基板搬送装置而发挥功能。原则上，基板FS于各处理装置PR1～PR6中的搬送速度彼此相同，但亦可视各处理装置PR1～PR6的处理状态、处理状况等使基板 FS于各处理装置PR1～PR6中的搬送速度互不相同。
上位控制装置12控制元件制造系统10的各处理装置PR1～PR6、供给辊FR1、及回收辊FR2。上位控制装置12通过控制分别设置于供给辊FR1及回收辊FR2的未图示的旋转驱动源的电机，而控制供给辊FR1及回收辊FR2的旋转速度。处理装置 PR1～PR6各自包含下位控制装置14(14a～14f)，下位控制装置14a～14f于上位控制装置12的控制下，控制处理装置PR1～PR6内的各功能(搬送机构、处理部等)。上位控制装置12及下位控制装置14a～14f包含电脑、及存储有程序的存储媒体，通过上述电脑执行存储于上述存储媒体的程序，而作为本第1实施形态的上位控制装置 12及下位控制装置14a～14f发挥功能。再者，该下位控制装置14既可为上位控制装置12的一部分，亦可为与上位控制装置12分开的控制装置。
[处理装置PR2的构成]
图2是表示处理装置(成膜装置)PR2的构成的图。处理装置PR2具备雾气产生装置MG1、MG2、供气部(气体供给部)SG、喷雾嘴NZ1、NZ2、成膜室22、基板搬送机构24、及干燥处理单元26。
雾气产生装置MG1、MG2使包含作为用以形成薄膜的薄膜原料的分散质(微粒子NP)的分散液(浆体)DIL雾化，而产生雾化的微粒状液体、即雾气MT。该雾气MT的粒径为2～5μm，较的小很多的纳米尺寸的微粒子NP内含于雾气MT中而自分散液DIL的表面释出。微粒子NP可为包含金属性的微粒子、有机性的微粒子、及无机性的微粒子中的至少一者的微粒子。从而，包含于雾气MT中的微粒子将会包含金属纳米粒子、有机纳米粒子、及无机纳米粒子中的至少一者。于本第1实施形态中，使用金属性的ITO(氧化铟锡)的微粒子作为微粒子NP，使用水(纯水)作为溶剂(分散介质)。因此，分散液DIL为ITO的微粒子NP分散于水中而成的水分散液。雾气产生装置MG1、MG2利用超音波振动产生雾气MT。再者，于雾气产生装置MG1、MG2，经由液体流路WT而连接有将分散介质(水)供给至雾气产生装置 MG1、MG2的分散介质供给部SW。来自分散介质供给部SW的水供给至设置于雾气产生装置MG1、MG2各者的下述容器30a、30b(参照图3)。
于雾气产生装置MG1、MG2，经由供给管ST1、ST2而连接有喷雾嘴NZ1、NZ2。又，于雾气产生装置MG1、MG2，经由气体流路GT而连接有产生作为压缩气体的载气的供气部SG，供气部SG所产生的载气通过气体流路GT以既定流量供给至雾气产生装置MG1、MG2。供给至该雾气产生装置MG1、MG2的载气通过供给管ST1、 ST2自喷雾嘴NZ1、NZ2释出。从而，雾气产生装置MG1、MG2所产生的雾气MT 通过该载气而搬送至喷雾嘴NZ1、NZ2，并自喷雾嘴NZ1、NZ2释出。通过改变向雾气产生装置MG1、MG2供给的载气的流量(NL/min)，能改变向喷雾嘴NZ1、NZ2 供给的雾气MT的流量。作为载气，可使用氮气或稀释气体等惰性气体，于本第1 实施形态中是使用氮气。再者，供给管ST1、ST2为蛇腹状的软管，可使流路任意弯折。
设置于供给管ST1、ST2的下游侧的喷雾嘴NZ1、NZ2的前端部分插入至成膜室 22内。供给至喷雾嘴NZ1、NZ2的雾气MT与载气一并自喷雾嘴NZ1、NZ2的喷雾口OP1、OP2喷出。藉此，于成膜室22内，可于喷雾嘴NZ1、NZ2的-Z方向侧的、连续被搬送的基板FS的表面形成ITO的金属性薄膜(功能性材料层)。该成膜(薄膜的形成)可于大气压下进行，亦可于既定压力下进行。
于成膜室(成膜部、雾气处理部)22，设置有将成膜室22内的气体向外部排出的排气部22a，且设置有用以向成膜室22内供给气体的供给部22b。该排气部22a及供给部22b设置于成膜室22的壁。于排气部22a，设置有抽吸气体的未图示的抽吸装置。藉此，能将成膜室22内的气体吸入至排气部22a并向成膜室22的外排出，且能将气体自供给部22b吸入至成膜室22内。又，于成膜室22，设置有排放流路22c。该排放流路22c是将未着落于基板FS的薄膜原料或分散介质(水等)向排水处理装置DR排出者。
再者，于本第1实施形态中，如国际公开第2015/159983号公报所示，将排气部 22a的排气口配置于相对于喷雾嘴NZ1、NZ2的喷雾口OP1、OP2靠重力作用方向的相反侧(+Z方向侧)，且于处理装置PR2内使基板FS相对于与重力正交的平面(与 XY平面平行的平面)倾斜而加以搬送。藉此，可使形成的薄膜的膜厚均一化。
基板搬送机构24构成元件制造系统10的上述基板搬送装置的一部分，将自处理装置PR1搬送的基板FS于处理装置PR2内以既定速度搬送后，再以既定速度向处理装置PR2送出。通过将基板FS搭置于基板搬送机构24的多个辊等上进行搬送，而规定于处理装置PR2内搬送的基板FS的搬送路径。基板搬送机构24自基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)起依序具备轧辊NR1、导辊R1～R3、气动转向杆AT1、导辊R4、气动转向杆AT2、导辊R5、气动转向杆AT3、轧辊NR2、及导辊R6。成膜室22设置于导辊R1与导辊R2之间，导辊R2～R6、气动转向杆AT1～AT3、及轧辊NR2配置于干燥处理单元26内。从而，于成膜室22内表面形成了薄膜的基板 FS传送至干燥处理单元26。为于成膜室22内使基板FS倾斜而加以搬送，才将导辊 R2配置于相对于导辊R1靠+Z方向侧，但亦可使导辊R2配置于相对于导辊R1靠-Z 方向侧。
轧辊NR1、NR2一面保持基板FS的正反两面一面旋转而搬送基板FS，各轧辊 NR1、NR2的与基板FS的反面侧接触的辊作为驱动辊，与基板FS的正面侧接触的辊作为从动辊。从动辊构成为仅与基板FS的宽度方向(Y方向)的两端部接触，且设定为尽量不与基板FS表面的形成薄膜的区域(元件形成区域)接触。气动转向杆 AT1～AT3通过自形成于外周面的多个微细的喷出孔喷出气体(空气等)，而自基板 FS的表面的成膜面(形成有薄膜的面)侧以不与成膜面接触的状态(或低摩擦状态) 支持基板FS。导辊R1～R6配置为一面与基板FS的与成膜面为相反侧的面(反面) 接触一面旋转。图1所示的下位控制装置14b通过控制设置于轧辊NR1、NR2的各驱动辊的未图示的旋转驱动源的电机，而控制基板FS于处理装置PR2内的搬送速度。
干燥处理单元26对成膜后的基板FS实施干燥处理。干燥处理单元26通过向基板FS的表面吹送干空气等干燥用空气(温风)的吹风机、红外线光源、陶瓷加热器等，将基板FS的表面所含的水等分散介质(溶剂)除去，而使所形成的金属性薄膜干燥。又，干燥处理单元26作为能存储既定长度的基板FS的存储部(缓冲器)而发挥功能。藉此，即便于使自处理装置PR1传送的基板FS的搬送速度与向处理装置 PR3传送的基板FS的搬送速度为不同速度的情形时，亦可通过干燥处理单元26吸收该速度差。干燥处理单元26主要可划分为干燥部26a及存储部26b。干燥部26a是如上所述使形成于基板FS的表面的薄膜干燥者，于导辊R2与导辊R3之间进行薄膜的干燥。而且，存储部26b的存储长度于导辊R3与轧辊NR2之间变化。于存储部 26b内，为延长能存储基板FS的既定长度(最大存储长度)，而将导辊R3～R5及轧辊NR2配置于相对于气动转向杆AT1～AT3靠+X方向侧，藉此使基板FS的搬送路径蜿蜒而沿-Z方向搬送基板FS。
气动转向杆AT1～AT3构成为使沿-X方向传送的基板FS向+X方向折返，且构成为可于既定行程的范围内沿±X方向移动。而且，气动转向杆AT1～AT3始终以通过既定的力(张力)向-X方向侧位移的方式赋能。从而，根据干燥处理单元26内的基板FS的存储长度的变化，气动转向杆AT1～AT3沿X方向(+X方向或-X方向) 移动；上述存储长度的变化是因相对于干燥处理单元26而出入的基板FS的搬送速度的差、具体而言为基板FS于2个轧辊NR1、NR2各自的位置中的搬送速度的差所致。藉此，干燥处理单元26可于对基板FS赋予既定张力的状态下存储既定长度的基板 FS。
其次，对雾气产生装置MG1、MG2的具体构成进行说明。雾气产生装置MG1、 MG2具有彼此相同的构成，因此仅对雾气产生装置MG1进行说明。图3是表示雾气产生装置MG1的构成的图。雾气产生装置MG1具有容器30a、30b。容器30a、30b 是保持分散液DIL者。该分散液DIL为未添加用以抑制微粒子NP的凝集的界面活性剂的溶液、即作为界面活性剂的化学成分的含量实质为零的分散液。于容器30a设置有振动部32a、34a，于容器30b设置有振动部34b。振动部32a、34a、34b包含超音波振子，而对分散液DIL赋予超音波振动。再者，为方便起见，有时将容器30a所保持的分散液(第1分散液)DIL表示为DIL1，将容器30b所保持的分散液(第2分散液)DIL表示为DIL2。
此处，微粒子NP会随时间经过而于分散液DIL中凝集。又，亦存在微粒子NP 于分散液DIL中丝毫不扩散的情形。因此，振动部(第1振动部)32a为将该凝集的微粒子NP粉碎(分散)并抑制微粒子NP于分散液DIL1中的凝集，而对容器30a 中的分散液(粒子分散液)DIL1赋予第1频率的振动。藉此，微粒子NP于分散液 DIL1中扩散。一般而言，关于超音波振动，频率越高则能量越高，但于液体中，与高能量相对应地，会产生液体对其的吸收，从而振动无法大范围地扩散。因此，为效率良好地使凝集的微粒子NP分散，较佳为频率相对较低者。例如，于溶剂为水的情形时，第1频率为低于1MHz的频率，较佳为200kHz以下。于本第1实施形态中，使用包含ITO的微粒子NP的水分散液(粒子分散液)DIL1，并将第1频率设定为 20kHz。通过振动部32a的振动而遭到粉碎的ITO的微粒子NP的直径各种各样，既可很大，亦可很小。通过设置振动部32a，便无需向分散液DIL1中添加用以抑制微粒子NP的凝集的界面活性剂。
振动部(第2振动部)34a为产生自分散液DIL1的表面雾化而成的雾气MT(以下，有时称为MTa)，而对容器30a中的分散液DIL1赋予第2频率。于相对较高的频率下，液体通过空穴作用而雾气化，并自液体表面连续地释出至大气中。例如，于溶剂为水的情形时，第2频率为1MHz以上的频率。于本第1实施形态中，将第2 频率设定为2.4MHz。通过振动部34a的振动得以雾化而成的雾气MTa的直径(粒径)例如为2μm～5μm，粒径较的小很多的ITO的微粒子(纳米粒子)NP内含于雾气MTa中，而自容器30a中的分散液DIL1的表面释出。即，相对较大的ITO的微粒子NP会直接残留于分散液DIL1中。再者，一粒雾气MT的尺寸(直径为2～5μm) 中所内含的微粒子(纳米粒子)NP无需逐粒均匀地分散，亦可为数粒～十数粒凝集而成的块体。例如，于一粒微粒子NP的尺寸为数纳米(nm)～数十纳米的情形时，即使10粒左右该微粒子NP形成块体而凝集，该块体的尺寸亦不过为数十纳米～数百纳米左右，其较一粒雾气MT的尺寸而言很小，于雾化时会内含于雾气MT中。因此，所谓通过振动部32a而抑制微粒子(纳米粒子)NP于分散液DIL中的凝集并不限定于必须将微粒子(纳米粒子)NP分散至以一粒为单位的程度，只要通过振动部 32a将其分散至虽存在微粒子(纳米粒子)NP凝集而成的块体但该块体的尺寸较雾气MT的尺寸而言很小的程度即可。
容器路36a而连接，于容器30a内产生的雾气MTa通过自供气部SG供给的载气而搬送至容器30b。即，由载气与雾气MTa混合而成的处理气体MPa搬送至容器30b 内。再者，于容器30a内，设置有漏斗状的雾气收集构件38a，雾化而产生的雾气 MTa被雾气收集构件38a收集后搬入至雾气搬送流路36a。
容器30b保持通过载气得到搬送的雾气MTa液化而成的分散液(纳米粒子分散液)DIL2。即，搬送至容器30b的雾气MTa中经液化者作为分散液DIL2而存储于容器30b内。容器30b内的分散液DIL2中的微粒子NP成为粒径较雾气MT的直径 (例如，2μm～5μm)小很多的微粒子(纳米粒子)NP。设置于容器30b的振动部(第 4振动部)34b对容器30b中的分散液(纳米粒子分散液)DIL2赋予第2频率(于本第1实施形态中为2.4MHz)的振动。藉此，产生自分散液(纳米粒子分散液)DIL2 的表面再次雾化而成的雾气MT(以下，有时称为MTb)。因此，分散液DIL2中的 ITO的微粒子(纳米粒子)NP亦会内含于雾气MTb中，并自容器30b中的分散液的表面释出。
再者，微粒子NP是经过一定时间之后才会缓慢地凝集，故而即使停止第1频率振动的赋予亦不会立即开始凝集。但于容器30b须将分散液(纳米粒子分散液)DIL2 保持固定时间以上的情形时，可于容器30b亦设置对分散液DIL2赋予第1频率的振动的振动部(第3振动部)32b(以单点链线图示)。藉此，能抑制容器30b内的分散液(纳米粒子分散液)DIL2中的纳米粒子即微粒子NP凝集。再者，亦可为每隔既定时间间歇性地通过振动部32a、32b对分散液DIL赋予超音波振动。
容器30b与供给管ST1通过雾气搬送流路36b而连接，搬送至容器30b内的雾气MTa及于容器30b内产生的雾气MTb通过供给至容器30b内的载气而搬送至供给管ST1。即，由存在于容器30b内的雾气MTa、MTb与载气混合而成的处理气体MPb 通过雾气搬送流路36b而搬送至供给管ST1。藉此，存在于容器30b内的雾气MTa、 MTb自喷雾嘴NZ1的喷雾口OP1喷出。即，处理气体MPb自喷雾嘴NZ1喷出。于容器30b内设置有雾气收集构件38b，存在于容器30b内的雾气MTa、MTb被雾气收集构件38b收集后搬入至雾气搬送流路36b。再者，于雾气产生装置MG2的情形时，容器30b通过雾气搬送流路36b而与供给管ST2连接，存在于容器30b内的雾气MTa、MTb通过自供气部SG供给的载气而搬送至供给管ST2。藉此，搬送至容器30b内的雾气MTa及于容器30b内产生的雾气MTb自喷雾嘴NZ2的喷雾口OP2 喷出。
于容器30a，设置有将作为分散质的ITO的微粒子NP供给至容器30a内的分散质供给部DD。从而，通过自分散介质供给部SW(参照图2)供给至容器30a内的分散介质(水)、及自分散质供给部DD供给的分散质(微粒子NP)，而产生存储于容器30a内的分散液DIL1，且使分散液DIL1中的微粒子NP的浓度得到调整。虽亦存在所产生的分散液DIL中的微粒子NP未分散的情形，但可通过振动部32a的振动而分散。又，通过分散介质供给部SW，而调整容器30b内的分散液DIL2中的微粒子NP的浓度。于容器30a、30b，设置有用以冷却分散液DIL以促进雾化的冷却器CO1、CO2。该冷却器CO1、CO2例如由卷绕于容器30a、30b的外周的环状的管所构成，可通过向该管中通入冷却后的空气或液体而冷却分散液DIL1、DIL2。
于雾气搬送流路36a、36b，设置有浓度感测器SC1、SC2。浓度感测器SC1检测雾气搬送流路36a内的处理气体MPa中所含的微粒子(纳米粒子)NP的浓度，浓度感测器SC2检测雾气搬送流路36b内的处理气体MPb中所含的微粒子(纳米粒子) NP的浓度。浓度感测器SC1、SC2通过测定处理气体MPa、MPb的吸光度，而检测微粒子NP的浓度。例如，作为浓度感测器SC1、SC2，可使用分光光度计。再者，亦可将浓度感测器SC1、SC2设置于容器30a、30b，而藉此检测容器30a、30b的分散液DIL1、DIL2中的微粒子NP的浓度。
下位控制装置14b基于浓度感测器SC1、SC2检测出的微粒子(纳米粒子)NP 的浓度，而以雾气搬送流路36a、36b内的微粒子(纳米粒子)NP的浓度、或分散液 DIL1、DIL2中的微粒子NP的浓度成为既定浓度的方式进行控制。具体而言，下位控制装置14b通过控制供气部SG所供给的载气的流量、分散介质供给部SW所供给的水的流量、分散质供给部DD所供给的微粒子NP的量、及振动部32a、34a、34b，而控制微粒子(纳米粒子)NP的浓度。
再者，视所要成膜的微粒子NP的种类，存在希望供给至喷雾嘴NZ1、NZ2的载气为混合气体的情形。因此，针对此种情形，于雾气搬送流路36b与供给管ST1(ST2) 的连接部分设置混合部MX，而向混合部MX供给与供给至容器30a、30b的压缩气体(例如，氮气)不同的惰性气体例如氩气的压缩气体。藉此，可使供给至供给管 ST1(ST2)的载气为氮气与氩气的混合气体。
将于容器30a产生的雾气MTa搬送至容器30b，亦可将于容器30a产生的雾气 MTa直接经由喷雾嘴NZ1(NZ2)而供给至成膜室(雾气处理部、成膜部)22。于该情形时，无需设置容器30b及雾气搬送流路36b，只要将雾气搬送流路36a连接于供给管ST1(ST2)即可。
[处理装置PR3的构成]
图4是表示处理装置(涂布装置)PR3的构成的图。处理装置PR3具备基板搬送机构42、模涂布头DCH、对准显微镜AMm(AM1～AM3)、及干燥处理部44。
基板搬送机构42构成元件制造系统10的上述基板搬送装置的一部分，将自处理装置PR2搬送的基板FS于处理装置PR3内以既定速度搬送后，再以既定速度向处理装置PR4送出。通过将基板FS搭置于基板搬送机构42的辊等上进行搬送，而规定于处理装置PR3内搬送的基板FS的搬送路径。基板搬送机构42自基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)起依序具备轧辊NR11、张力调整辊RT11、转筒DR1、导辊R11、气动转向杆AT11、导辊R12、气动转向杆AT12、导辊R13、气动转向杆 AT13、导辊R14、气动转向杆AT14、及轧辊NR12。导辊R11～R14及气动转向杆 AT11～AT14配置于干燥处理部44内。
轧辊NR11、NR12是由与图3中的轧辊NR1、NR2构成相同的驱动辊及从动辊所构成，一面保持基板FS的正反两面一面旋转而搬送基板FS。转筒DR1具有沿于 Y方向上延伸且与重力方向交叉的方向延伸的中心轴AXo1、及与中心轴AXo1相距固定半径的圆筒状的外周面。转筒DR1一面模仿外周面(圆筒面)使基板FS的一部分沿长尺寸方向弯曲并加以支持，一面以中心轴AXo1为中心旋转，而使基板FS沿搬送方向(+X方向)移动。转筒DR1自基板FS的与涂布面为相反侧的面(反面) 侧支持基板FS。张力调整辊RT11沿-Z方向赋能，而沿长尺寸方向对卷绕并支持于转筒DR1上的基板FS赋予既定张力。藉此，使对缠绕于转筒DR1的基板FS赋予的长尺寸方向的张力稳定处于既定范围内。该张力调整辊RT11设置为一面与基板FS的涂布面接触一面旋转。气动转向杆AT11～AT14自基板FS的涂布面侧以不与涂布面接触的状态(或低摩擦状态)支持基板FS。导辊R11～R14配置为一面与基板FS 的反面接触一面旋转。图1所示的下位控制装置14c通过控制设置于轧辊NR11、NR12 及转筒DR1各者的未图示的旋转驱动源的电机，而控制基板FS于处理装置PR3内的搬送速度。
对准显微镜AMm(AM1～AM3)是用以检测下述形成于基板FS上的对准用的标记MKm(MK1～MK3)者(参照图6)，沿Y方向设置有3个。对准显微镜AMm (AM1～AM3)拍摄通过转筒DR1的圆周面得到支持的基板FS上的标记MKm (MK1～MK3)。
对准显微镜AMm具有向基板FS投射对准用的照明光的光源、及拍摄其反射光的CCD、CMOS等摄像元件。对准显微镜AM1拍摄存在于观察区域(检测区域)内且形成于基板FS的+Y方向的端部的标记MK1。对准显微镜AM2拍摄存在于观察区域内且形成于基板FS的-Y方向的端部的标记MK2。对准显微镜AM3拍摄存在于观察区域内且形成于基板FS的宽度方向中央的标记MK3。对准显微镜AMm(AM1～ AM3)所拍摄到的摄像信号传输至下位控制装置14c。下位控制装置14c基于摄像信号，而检测标记MKm(MK1～MK3)于基板FS上的位置信息。再者，对准用的照明光为对基板FS的感光性功能层几乎不具感度的波长区域的光，例如波长为500～ 800nm左右的光。对准显微镜AMm的观察区域的大小是根据标记MK1～MK3的大小及对准精度(位置计测精度)而设定，为100～500μm见方程度的大小。该对准显微镜AMm(AM1～AM3)具有与下述对准显微镜AMm(AM1～AM3)相同的构成。
模涂布头DCH对通过转筒DR1的圆周面得到支持的基板FS较大范围且均匀地涂布感光性功能液。其中模涂布头DCH的向基板FS喷出涂布液(感光性功能液) 的狭缝状开口的Y方向的长度设定为较基板FS的宽度方向的尺寸短。因此，不会将涂布液涂布于基板FS的宽度方向的两端部。模涂布头DCH设置于相对于对准显微镜AMm(AM1～AM3)靠基板FS的搬送方向的下游侧(+X方向侧)。模涂布头 DCH至少对通过下述处理装置PR4而被描画曝光图案的基板FS上的电子元件的形成区域即曝光区域W(参照图6)涂布感光性功能液。下位控制装置14c基于使用对准显微镜AMm(AM1～AM3)检测出的标记MKm(MK1～MK3)于基板FS上的位置，而控制模涂布头DCH，将感光性功能液涂布于基板FS上。
此处，处理装置PR3具备与下述编码器系统ES相同的编码器系统。即，具备设置于转筒DR1两端部的一对量尺部(圆盘尺)、及与量尺部对向而设的多对编码器头。某对编码器头于XZ平面，设置于通过转筒DR1的中心轴AXo1及对准显微镜 AMm(AM1～AM3)的观察区域的设置方位线Lg1上。又，另一对编码器头于XZ 平面，设置于通过转筒DR1的中心轴AXo1及模涂布头DCH对基板FS的涂布位置 (处理位置)的设置方位线Lg2上。通过设置此种编码器系统，可使基板FS上的标记MKm的位置与转筒DR1的旋转角度位置相对应。而且，基于多对编码器头分别检测出的检测信号，能特定出标记MKm(MK1～MK3)的位置、及基板FS上的曝光区域(元件形成区域)W与涂布位置(处理位置)于搬送方向(X方向)上的位置关系等。
再者，处理装置PR3亦可具备喷墨头而代替模涂布头DCH，亦可同时具备模涂布头DCH及喷墨头。该喷墨头能对基板FS选择性地涂布感光性功能液。因此，计测转筒DR1的旋转角度位置的编码器系统的计测解析度是根据处理装置PR3中的感光性功能液选择性涂布的定位精度而设定。
干燥处理部44对通过模涂布头DCH得以涂布感光性功能液的基板FS实施干燥处理。干燥处理部44通过向基板FS的表面吹送干空气等干燥用空气(温风)的吹风机、红外线光源、或陶瓷加热器等，将感光性功能液中所含的溶质(溶剂或水)除去而使感光性功能液干燥。藉此，形成感光性功能层。设置于干燥处理部44内的导辊 R11～R14及气动转向杆AT11～AT14为延长基板FS的搬送路径而以形成蜿蜒状的搬送路径的方式配置。于本第1实施形态中，将导辊R11～R14配置于相对于气动转向杆AT11～AT14靠+X方向侧，藉此使基板FS的搬送路径蜿蜒而沿-Z方向搬送基板FS。通过延长搬送路径，可有效地使感光性功能液干燥。
又，干燥处理部44作为能存储既定长度的基板FS的存储部(缓冲器)而发挥功能。藉此，即便于使自处理装置PR2传送的基板FS的搬送速度与向处理装置PR4 传送的基板FS的搬送速度为不同速度的情形时，亦可通过干燥处理部44吸收该速度差。为使干燥处理部44亦作为存储部发挥功能，而使气动转向杆AT11～AT14能沿 X方向移动，且始终以固定的力(张力)向-X方向侧赋能。从而，根据干燥处理部 44内的基板FS的存储长度的变化，气动转向杆AT11～AT14沿X方向(+X方向或 -X方向)移动，上述存储长度的变化是因相对于干燥处理部44(或处理装置PR3) 而出入的基板FS的搬送速度的差、具体而言为通过转筒DR1的旋转(或轧辊NR11 的旋转驱动)而传送基板FS的速度与通过轧辊NR12的旋转驱动而传送基板FS的速度的差所致。藉此，干燥处理部44可于对基板FS赋予既定张力的状态下存储既定长度的基板FS。再者，通过使基板FS的搬送路径蜿蜒地延长，可使干燥处理部44 可存储的既定长度(最大存储长度)亦延长。
[处理装置PR4的构成]
图5是表示处理装置(曝光装置)PR4的构成的图。处理装置PR4为不使用遮罩的直描方式的曝光装置，即所谓光栅扫描方式的图案描画装置。后文将进行详细说明，处理装置PR4一面沿长尺寸方向(副扫描方向)搬送基板FS，一面于基板FS 的被照射面(感光面)上沿既定扫描方向(Y方向)一维地扫描(主扫描)曝光用的脉冲状的射束LB的光点SP，并根据图案数据(描画数据)高速地调变(导通/断开) 光点SP的强度。藉此，于基板FS的被照射面描画曝光与电子元件的电路构成对应的既定图案的相应光图案。即，通过基板FS的副扫描、及光点SP的主扫描，于基板FS的被照射面上相对二维地扫描光点SP，而于基板FS描画曝光既定图案。又，基板FS是沿长尺寸方向连续地被搬送，故而通过处理装置PR4被曝光图案的曝光区域W沿基板FS的长尺寸方向隔开既定间隔Td而设置多处(参照图6)。因于该曝光区域W形成电子元件，故曝光区域W亦为元件形成区域。
处理装置PR4进而具备基板搬送机构52、曝光后烘烤处理部54、光源装置56、射束分配光学构件58、曝光头60、对准显微镜AMm(AM1～AM3)、及编码器系统ES。基板搬送机构52、曝光后烘烤处理部54、光源装置56、射束分配光学构件 58、曝光头60、及对准显微镜AMm(AM1～AM3)设置于未图示的调温室内。该调温室通过将内部保持为既定温度，而抑制于内部搬送的基板FS因温度发生形状变化的现象，并将内部的湿度设定为把基板FS的吸湿性及伴随搬送而产生的静电带电等因素考虑在内的湿度。
基板搬送机构52构成元件制造系统10的上述基板搬送装置的一部分，将自处理装置PR3搬送的基板FS于处理装置PR4内以既定速度搬送后，再以既定速度向处理装置PR5送出。通过将基板FS搭置于基板搬送机构52的辊等上进行搬送，而规定于处理装置PR4内搬送的基板FS的搬送路径。基板搬送机构52自基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)起依序具备轧辊NR21、张力调整辊RT21、转筒DR2、张力调整辊RT22、轧辊NR22、气动转向杆AT21、导辊R21、气动转向杆AT22、及轧辊NR23。轧辊NR22、NR23、气动转向杆AT21、AT22、及导辊R21配置于曝光后烘烤处理部54内。
轧辊NR21～NR23是由与先前所说明的轧辊NR1、NR2相同的驱动辊及从动辊所构成，一面保持基板FS的正反两面一面旋转而搬送基板FS。转筒DR2具有与转筒DR1相同的构成，具有沿于Y方向上延伸且与重力方向交叉的Y方向延伸的中心轴AXo2、及与中心轴AXo2相距固定半径的圆筒状的外周面。转筒DR2一面模仿外周面(圆筒面)使基板FS的一部分沿长尺寸方向弯曲并加以支持，一面以中心轴AXo2 为中心旋转，而使基板FS沿搬送方向(+X方向)移动。转筒DR2自基板FS的与感光面为相反侧的面(反面)侧支持基板FS。张力调整辊RT21、RT22沿-Z方向赋能，而沿长尺寸方向对卷绕并支持于转筒DR2上的基板FS赋予既定张力。藉此，使对缠绕于转筒DR2的基板FS赋予的长尺寸方向的张力稳定处于既定范围内。该张力调整辊RT21、RT22设置为一面与基板FS的感光面接触一面旋转，且于外周面被覆有使基板FS的感光面不易受到损伤等的弹性体(橡胶片、树脂片等)。气动转向杆 AT21、AT22自基板FS的感光面侧以不与感光面接触的状态(或低摩擦状态)支持基板FS。导辊R21配置为一面与基板FS的反面接触一面旋转。图1所示的下位控制装置14d通过控制设置于轧辊NR21～NR23及转筒DR2各者的未图示的旋转驱动源的电机，而控制基板FS于处理装置PR4内的搬送速度。再者，为方便起见，将包含中心轴AXo2且与YZ平面平行的平面称为中心面Poc。
曝光后烘烤处理部54对通过下述曝光头60得到描画曝光的基板FS进行曝光后烘烤(PEB；Post Exposure Bake)。设置于曝光后烘烤处理部54内的轧辊NR22、 NR23、气动转向杆AT21、AT22、及导辊R21为延长基板FS的搬送路径，而以使的成为蜿蜒状的搬送路径的方式配置。于本第1实施形态中，将轧辊NR22、NR23及导辊R21配置于相对于气动转向杆AT21、AT22靠+Z方向侧，藉此使基板FS的搬送路径蜿蜒而沿+X方向搬送基板FS。通过延长搬送路径，可有效地进行曝光后烘烤。
又，曝光后烘烤处理部54作为能存储既定长度的基板FS的存储部(缓冲器)而发挥功能。藉此，即便于使自处理装置PR3传送的基板FS的搬送速度与向处理装置 PR5传送的基板FS的搬送速度为不同速度的情形时，亦可通过曝光后烘烤处理部54 吸收该速度差。为使曝光后烘烤处理部54亦作为存储部发挥功能，而使气动转向杆 AT21、AT22能沿Z方向移动，且始终以既定力(张力)向-Z方向侧赋能。从而，根据曝光后烘烤处理部54内的基板FS的存储长度的变化，气动转向杆AT21、AT22 沿Z方向(+Z方向或-Z方向)移动；上述存储长度的变化是因相对于曝光后烘烤处理部54而出入的基板FS的搬送速度的差所致。藉此，曝光后烘烤处理部54可于对基板FS赋予既定张力的状态下存储既定长度的基板FS。再者，通过使基板FS的搬送路径蜿蜒地延长，可使曝光后烘烤处理部54可存储的既定长度(最大存储长度)亦延长。
光源装置(光源)56产生并射出脉冲状的射束(脉冲射束、脉冲光、激光)LB。该射束LB是于370nm以下的波长频带的既定波长(例如，355nm)具有峰值波长的紫外线光，以发光频率(振荡频率)Fa发光。光源装置56射出的射束LB经由射束分配光学构件58而入射至曝光头60。光源装置56亦可为可于紫外波长区域以高发光频率Fa发出高亮度的射束LB的光纤放大器激光光源装置。光纤放大器激光光源装置由如下构件所构成：半导体激光器，其能以100MHz以上的高发光频率Fa发出红外波长区域的脉冲光；光纤放大器，其将红外波长区域的脉冲光放大；以及波长转换元件(高次谐波产生元件)，其将放大后的红外波长区域的脉冲光转换为紫外波长区域的脉冲光。来自半导体激光器的红外波长区域的脉冲光亦被称为种光，通过改变种光的发光特性(脉冲持续时间、上升及下降的急遽性等)，能改变其于光纤放大器的放大效率(放大率)，亦可高速地调变最终输出的紫外波长区域的射束LB的强度。又，自光纤放大器激光光源装置输出的紫外波长区域的射束LB能将其发光持续时间缩短地极小，乃至于数微微秒～数十微微秒。因此，即便为光栅扫描方式的描画曝光，投射于基板FS的被照射面(感光面)上的射束LB的光点SP亦几乎不偏离地固定保持射束LB的光点SP于截面内的形状及强度分布(例如，圆形的高斯分布)。由此种光纤放大器激光光源装置与直描方式的图案描画装置组合而成的构成例如于国际公开第2015/166910号公报中有所揭示。
曝光头60为排列有同一构成的多个扫描单元Un(U1～U6)的所谓多射束型的曝光头。曝光头60于通过转筒DR2的外周面(圆周面)得到支持的基板FS的一部分，通过多个扫描单元Un(U1～U6)而描画图案。各扫描单元Un(U1～U6)将来自光源装置56的射束LB以收敛为光点SP的方式投射于基板FS的被照射面上，并沿主扫描方向(Y方向)一维地扫描该光点SP。扫描单元Un包含：多面镜PM，其用以使射束LB偏向；以及Fθ透镜FT，其用以将通过旋转的多面镜PM而偏向的射束LB的光点SP以远心状态投射于基板FS的被照射面上。通过该光点SP的扫描，而于基板FS上(基板FS的被照射面上)规定描画1线图案的直线性描画线SLn(SL1～SL6)。该描画线SLn(SL1～SL6)是表示通过各扫描单元Un(U1～U6)而扫描的光点SP的扫描轨迹的扫描线。再者，为方便起见，有时将入射至扫描单元Un(U1～ U6)的来自光源装置56的射束LB表示为LBn(LB1～LB6)。
多个扫描单元Un(U1～U6)如图6所示，配置为多条描画线SLn(SL1～SL6) 于Y方向上不彼此分离地相接。即，以通过多个扫描单元Un(U1～U6)全部而覆盖曝光区域W的宽度方向的全域的方式，使各扫描单元Un(U1～U6)分担扫描区域。藉此，各扫描单元Un(U1～U6)能针对沿基板FS的宽度方向分割而成的多个区域的每个逐一描画图案。例如，若将1个扫描单元Un的Y方向的扫描长度(描画线SLn的长度)设定为20～50mm左右，则通过将3个第奇数个扫描单元U1、U3、 U5、及3个第偶数个扫描单元U2、U4、U6的共计6个扫描单元Un配置于Y方向上，可将所能描画的Y方向的宽度扩大至120～300mm左右。各描画线SL1～SL6 的长度原则上相同。即，沿描画线SL1～SL6各者而扫描的射束LBn(LB1～LB6) 的光点SP的扫描距离原则上相同。再者，于希望延长曝光区域W的宽度的情形时，通过延长描画线SLn本身的长度、或增加配置于Y方向上的扫描单元Un的数量便可实现。
以多条描画线SLn(SL1～SL6)夹着中心面Poc沿转筒DR2的圆周方向呈锯齿排列配置为2行的方式，使多个扫描单元Un(U1～U6)夹着中心面Poc沿转筒DR2 的圆周方向呈锯齿排列配置为2行。第奇数个扫描单元U1、U3、U5是于相对于中心面Poc靠基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)且沿Y方向隔开既定间隔而配置。第偶数个扫描单元U2、U4、U6是于相对于中心面Poc靠基板FS的搬送方向的下游侧(+X方向侧)且沿Y方向隔开既定间隔而配置。因此，第奇数个描画线SL1、 SL3、SL5是于相对于中心面Poc靠基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)且沿 Y方向隔开既定间隔而配置于直线上。第偶数个描画线SL2、SL4、SL6是于相对于中心面Poc靠基板FS的搬送方向的下游侧(+X方向侧)且沿Y方向隔开既定间隔而配置于直线上。
此时，描画线SL2于基板FS的宽度方向上，配置于描画线SL1与描画线SL3 之间。同样地，描画线SL3于基板FS的宽度方向上，配置于描画线SL2与描画线 SL4之间。描画线SL4于基板FS的宽度方向上，配置于描画线SL3与描画线SL5 之间，描画线SL5于基板FS的宽度方向上，配置于描画线SL4与描画线SL6之间。于本第1实施形态中，将沿描画线SL1、SL3、SL5而扫描的射束LBn的光点SP的扫描方向设为-Y方向，将沿描画线SL2、SL4、SL6而扫描的射束LBn的光点SP的扫描方向设为+Y方向。藉此，描画线SL1、SL3、SL5的描画开始点侧的端部与描画线SL2、SL4、SL6的描画开始点侧的端部于Y方向上邻接或部分重叠。又，描画线 SL3、SL5的描画结束点侧的端部与描画线SL2、SL4的描画结束点侧的端部于Y方向上邻接或部分重叠。于以使于Y方向上相邻的描画线SLn的端部彼此部分重叠的方式配置各描画线SLn的情形时，例如，对于各描画线SLn的长度，可使的包含描画开始点或描画结束点地于Y方向上在扫描长度的百分的几以下的范围内重叠。再者，所谓使描画线SLn于Y方向上相接是表示使描画线SLn的端部彼此于Y方向上邻接或部分重复。
于本第1实施形态的情形时，来自光源装置56的射束LB为脉冲光，因此于主扫描期间投射至描画线SLn上的光点SP对应于射束LB的振荡频率Fa(例如，100 MHz)而呈离散性。因此，需使通过射束LB的1脉冲光而投射的光点SP与通过下个1脉冲光而投射的光点SP于主扫描方向上重叠。其重叠量是根据光点SP的尺寸φ、光点SP的扫描速度(主扫描的速度)、及射束LB的振荡频率Fa而设定。于光点 SP的强度分布近似于高斯分布的情形时，光点SP的有效尺寸φ由光点SP的峰值强度的1/e2(或1/2)决定。于本第1实施形态中，以相对于有效尺寸(尺寸)φ，φ×1/2 左右的光点SP重叠的方式，设定光点SP的扫描速度Vs及振荡频率Fa。从而，光点 SP沿主扫描方向的投射间隔成为φ/2。因此，于副扫描方向(与描画线SLn正交的方向)上，亦希望以于沿描画线SLn的光点SP的1次扫描与下次扫描之间，基板FS 移动光点SP的有效尺寸φ的大致1/2的距离的方式进行设定。再者，光点SP的扫描速度是根据多面镜PM的旋转速度而决定。
各扫描单元Un(U1～U6)是以至少于XZ平面各射束LBn向转筒DR2的中心轴AXo2前进的方式，将各射束LBn向基板FS射出。藉此，自各扫描单元Un(U1～ U6)向基板FS前进的射束LBn的光路(射束中心轴)于XZ平面与基板FS的被照射面的法线平行。又，各扫描单元Un(U1～U6)是以向描画线SLn(SL1～SL6) 照射的射束LBn于与YZ平面平行的面内相对于基板FS的被照射面而垂直的方式，将射束LBn向基板FS照射。即，于光点SP在被照射面的主扫描方向上，投射至基板FS的射束LBn(LB1～LB6)是以远心状态而扫描。此处，将自各扫描单元Un(U1～ U6)照射至描画线SLn(SL1～SL6)上的任意点(例如，中点)的射束LB的光轴设定为照射轴Len(Le1～Le6)。该各照射轴Le(Le1～Le6)于XZ平面，成为连接描画线SLn(SL1～SL6)与中心轴AXo2的线。
第奇数个扫描单元U1、U3、U5各自的照射轴Le1、Le3、Le5于XZ平面为相同的方向，第偶数个扫描单元U2、U4、U6各自的照射轴Le2、Le4、Le6于XZ平面为相同的方向。又，照射轴Le1、Le3、Le5与照射轴Le2、Le4、Le6设定为于XZ 平面相对于中心面Poc的角度为±θ1。
射束分配光学构件58将来自光源装置56的射束LB导向多个扫描单元Un(U1～U6)。射束分配光学构件58具备与多个扫描单元Un(U1～U6)各者对应的多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～BDU6)。射束分配光学系统BDU1将来自光源装置56的射束LB(LB1)导向扫描单元U1，同样地射束分配光学系统BDU2～BDU6 将来自光源装置56的射束LB(LB2～LB6)导向扫描单元U2～U6。多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～BDU6)将射束LBn(LB1～LB6)沿照射轴Len(Le1～ Le6)上射出至扫描单元Un(U1～U6)。即，自射束分配光学系统BDU1导向扫描单元U1的射束LB1通过照射轴Le1上。同样地，自射束分配光学系统BDU2～BDU6 导向扫描单元U2～U6的射束LB2～LB6通过照射轴Le2～Le6上。射束分配光学构件58通过未图示的射束分光器等，使来自光源装置56的射束LB分支而入射至多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～BDU6)各者。再者，射束分配光学构件58通过切换用的光偏向器等(例如，音响光学调变器)，将来自光源装置56的射束LB时分而选择性地使多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～BDU6)中任一者入射。
多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～BDU6)各自具有根据图案数据而高速地调变(导通/断开)导向多个扫描单元Un(U1～U6)的射束LBn(LB1～LB6)的强度的描画用光学元件AOMn(AOM1～AOM6)。射束分配光学系统BDU1具有描画用光学元件AOM1，同样地，射束分配光学系统BDU2～BDU6具有描画用光学元件 AOM2～AOM6。描画用光学元件AOMn(AOM1～AOM6)是对射束LB具有透过性的音响光学调变器(Acousto-Optic Modulator)。描画用光学元件AOMn(AOM1～ AOM6)产生使来自光源装置56的射束LB以与作为驱动信号的高频信号的频率相应的绕射角绕射而成的1次绕射光，并将该1次绕射光作为朝向各扫描单元Un(U1～U6)的射束LBn(LB1～LB6)而射出。描画用光学元件AOMn(AOM1～AOM6) 根据来自下位控制装置14d的驱动信号(高频信号)的导通/断开，而对使入射的射束LB绕射而成的1次绕射光(射束LBn)的产生进行导通/断开。
描画用光学元件AOMn(AOM1～AOM6)于来自下位控制装置14d的驱动信号 (高频信号)为关闭状态时，使入射的射束LB(0次光)不绕射而透过，藉此将射束 LB导引至设置于射束分配光学系统BDUn(BDU1～BDU6)内的未图示的吸收体。从而，于驱动信号为关闭状态时，透过描画用光学元件AOMn(AOM1～AOM6)的射束LBn(LB1～LB6)不向扫描单元Un(U1～U6)入射。即，通过扫描单元Un 内的射束LBn的强度成为低位准(零)。此表示于基板FS的被照射面上观察时，照射至被照射面上的射束LBn的光点SP的强度已调变至低位准(零)。另一方面，描画用光学元件AOMn(AOM1～AOM6)于来自下位控制装置14d的驱动信号(高频信号)为打开状态时，使入射的射束LB绕射而射出1次绕射光，藉此将射束LBn (LB1～LB6)导引至扫描单元Un(U1～U6)。从而，于驱动信号为打开状态时，通过扫描单元Un内的射束LBn的强度成为高位准。此表示于基板FS的被照射面上观察时，照射至被照射面上的射束LBn的光点SP的强度已调变至高位准。如此，通过将导通/断开的驱动信号施加至描画用光学元件AOMn(AOM1～AOM6)，能将描画用光学元件AOMn(AOM1～AOM6)切换为导通/断开。
图案数据是针对每个扫描单元Un(U1～U6)逐一设置，下位控制装置14d基于通过各扫描单元Un(U1～U6)而描画的图案的图案数据(例如，使既定像素单位与 1位对应，而以逻辑值“0”或“1”表示关闭状态及打开状态的数据行)，高速地将施加至各描画用光学元件AOMn(AOM1～AOM6)的驱动信号切换为打开状态/关闭状态。藉此，对每个扫描单元Un(U1～U6)逐一进行与图案数据相应的描画动作，而于基板FS的曝光区域(图案形成区域)通过6个扫描单元Un(U1～U6)分别沿 Y方向曝光描画图案。
本体框架UB保持多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～BDU6)及多个扫描单元Un(U1～U6)。本体框架UB具有保持多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～ BDU6)的第1框架Ub1、及保持多个扫描单元Un(U1～U6)的第2框架Ub2。第 1框架Ub1于通过第2框架Ub2得到保持的多个扫描单元Un(U1～U6)的上方(+Z 方向侧)保持多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～BDU6)。第1框架Ub1自下方(-Z方向侧)支持多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～BDU6)。第奇数个射束分配光学系统BDU1、BDU3、BDU5以对应于第奇数个扫描单元U1、U3、U5的位置，于相对于中心面Poc靠基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)沿Y方向呈1行配置的方式，支持于第1框架Ub1。第偶数个射束分配光学系统BDU2、BDU4、 BDU6以对应于第偶数个扫描单元U2、U4、U6的位置，于相对于中心面Poc靠基板 FS的搬送方向的下游侧(+X方向侧)沿Y方向呈1行配置的方式，支持于第1框架Ub1。于第1框架Ub1，设置有用以供自多个射束分配光学系统BDUn(BDU1～ BDU6)各者射出的射束LBn(LB1～LB6)入射至对应的扫描单元Un(U1～U6)的开口部Hsn(Hs1～Hs6)。
第2框架Ub2是以各扫描单元Un(U1～U6)可绕照射轴Len(Le1～Le6)微量 (例如±2°左右)旋动的方式，可旋动地保持扫描单元Un(U1～U6)。通过该扫描单元Un(U1～U6)的旋转，描画线SLn(SL1～SL6)以照射轴Len(Le1～Le6)为中心而旋转，因此可使描画线SLn(SL1～SL6)在相对于与Y轴平行的状态略有偏移的范围(例如±2°)内倾斜。再者，该扫描单元Un(U1～U6)绕照射轴Len(Le1～ Le6)的旋动是于下位控制装置14d的控制之下通过未图示的致动器而进行。
如图6所示，构成对准系统的对准显微镜AMm(AM1～AM3)是用以检测形成于基板FS的对准用的标记MKm(MK1～MK3)的位置信息(标记位置信息)者，沿Y方向而设。标记MKm(MK1～MK3)是用以使描画于基板FS的被照射面上的曝光区域W的既定图案与基板FS或既已形成于基板FS的基底图案的层相对性地对位(对准)的基准标记。标记MKm(MK1～MK3)沿基板FS的长尺寸方向以固定间隔形成于基板FS的宽度方向的两端部，且于沿基板FS的长尺寸方向排列的曝光区域W间形成于基板FS的宽度方向中央。对准显微镜AMm(AM1～AM3)拍摄通过转筒DR2的圆周面得到支持的基板FS上的标记MKm(MK1～MK3)。对准显微镜AMm(AM1～AM3)设置于较自曝光头60投射至基板FS的被照射面上的光点 SP的位置(描画线SL1～SL6的位置)靠基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)。
对准显微镜AMm具有向基板FS投射对准用的照明光的光源、及拍摄其反射光的CCD、CMOS等摄像元件。对准显微镜AM1拍摄存在于观察区域(检测区域) Vw1内且形成于基板FS的+Y方向的端部的标记MK1。对准显微镜AM2拍摄存在于观察区域Vw2内且形成于基板FS的-Y方向的端部的标记MK2。对准显微镜AM3 拍摄存在于观察区域Vw3内且形成于基板FS的宽度方向中央的标记MK3。对准显微镜AMm(AM1～AM3)所拍摄到的摄像信号传输至下位控制装置14d。下位控制装置14d基于摄像信号，而检测标记MKm(MK1～MK3)于基板FS上的位置信息。再者，对准用的照明光为对基板FS的感光性功能层几乎不具感度的波长区域的光，例如波长为500～800nm左右的光。对准显微镜AM1～AM3的观察区域Vw1～Vw3 的大小是根据标记MK1～MK3的大小及对准精度(位置计测精度)而设定，为100～ 500μm见方程度的大小。
编码器系统ES精密地计测转筒DR2的旋转角度位置(即基板FS的移动位置及移动量)。具体而言，如图5及图6所示，编码器系统ES具有设置于转筒DR2两端部的量尺部(圆盘尺)SDa、SDb、及与量尺部SDa、SDb对向而设的多对编码器头 ENja(EN1a～EN3a)、ENjb(EN1b～EN3b)。量尺部SDa、SDb具有跨及转筒DR2 的外周面的圆周方向整体呈环状形成的刻度。该量尺部SDa、SDb是于转筒DR2的外周面的圆周方向上以固定间距(例如，20μm)刻设有凹状或凸状的格子线(刻度) 的绕射格子，构成为增值型的量尺。该量尺部SDa、SDb绕中心轴AXo2与转筒DR2 一体地旋转。
编码器头ENja、ENjb对量尺部SDa、SDb投射计测用的光束，而光电检测其反射光束(绕射光)，藉此将作为脉冲信号的检测信号(2相信号)输出至下位控制装置14d。下位控制装置14d对编码器头ENja、ENjb各自的检测信号(2相信号)进行内插处理而数字计数(count)量尺部SDa、SDb的格子的移动量，藉此以次微米的解析度计测转筒DR2的旋转角度位置及角度变化、或基板FS的移动量。根据转筒 DR2的角度变化，亦可计测出基板FS的搬送速度。
一对编码器头EN1a、EN1b及对准显微镜AMm(AM1～AM3)设置于相对于中心面Poc靠基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)。一对编码器头EN1a、EN1b 及对准显微镜AMm(AM1～AM3)于XZ平面，配置于通过转筒DR2的中心轴AXo2 的设置方位线Lx1上。从而，通过将基于对准显微镜AM1～AM3于观察区域Vw1～ Vw3内拍摄标记MK1～MK3的瞬间的编码器头EN1a、EN1b的数字计数值(count value)加以取样，可使基板FS上的标记MKm的位置与转筒DR2的旋转角度位置相对应。
一对编码器头EN2a、EN2b设置于相对于中心面Poc靠基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)，且设置于较编码器头EN1a、EN1b靠基板FS的搬送方向的下游侧(+X方向侧)。编码器头EN2a、EN2b于XZ平面，配置于通过转筒DR2的中心轴AXo2的设置方位线Lx2上。该设置方位线Lx2于XZ平面，与照射轴Le1、Le3、 Le5形成为同角度位置而重叠。从而，基于编码器头EN2a、EN2b的数字计数值(count value)表示转筒DR2于描画线SL1、SL3、SL5上的旋转角度位置。
一对编码器头EN3a、EN3b设置于相对于中心面Poc靠基板FS的搬送方向的下游侧(+X方向侧)，且于XZ平面，配置于通过转筒DR2的中心轴AXo2的设置方位线Lx3上。该设置方位线Lx3于XZ平面，与照射轴Le2、Le4、Le6形成为同角度位置而重叠。从而，基于编码器头EN3a、EN3b的数字计数值(count value)表示转筒DR2于描画线SL2、SL4、SL6上的旋转角度位置。
由于如此地配置对准显微镜AMm及编码器头ENja、ENjb，故而能基于与编码器头ENja(EN1a～EN3a)、ENjb(EN1b～EN3b)各者对应的数字计数值，而特定出标记MKm(MK1～MK3)的位置、及基板FS上的曝光区域W与各描画线SLn(处理位置)的副扫描方向(搬送方向、X方向)上的位置关系等。此外，基于该数字计数值，亦可指定存储应描画于基板FS上的图案的描画数据(例如点阵图数据)的存储器部于副扫描方向上的地址位置。
处理装置PR4具有如上构成，下位控制装置14d基于所检测出的标记MKm的位置信息及基于编码器头EN1a、EN1b的数字计数值，而决定曝光区域W的副扫描方向(X方向)上的曝光开始位置。而且，下位控制装置14d根据基于编码器头EN2a、EN2b的数字计数值，而判断曝光区域W的曝光开始位置是否已到达描画线SL1、SL3、 SL5上。于判断出曝光区域W的曝光开始位置已到达描画线SL1、SL3、SL5上的情形时，下位控制装置14d通过开始描画用光学元件AOM1、AOM3、AOM5的切换，而使通过扫描单元U1、U3、U5扫描光点SP而进行的描画曝光开始。此时，下位控制装置14d根据基于编码器头EN2a、EN2b的数字计数值，而指定存储描画数据的存储器部的存取编号，并以串列方式调出该指定的存取编号的数据而切换描画用光学元件AOM1、AOM3、AOM5。同样地，下位控制装置14d于根据基于编码器头EN3a、 EN3b的数字计数值，而判断出曝光区域W的曝光开始位置已到达描画线SL2、SL4、 SL6上的情形时，通过开始描画用光学元件AOM2、AOM4、AOM6的切换，而使通过扫描单元U2、U4、U6扫描光点SP而进行的描画曝光开始。此时，下位控制装置 14d根据基于编码器头EN3a、EN3b的数字计数值，而指定存储描画数据的存储器部的存取编号，并以串列方式调出该指定的存取编号的数据而切换描画用光学元件 AOM2、AOM4、AOM6。藉此，于基板FS的被照射面上描画曝光电子元件用的图案。
再者，下位控制装置14d除描画用光学元件AOMn的切换控制等以外，亦进行光源装置56的射束LB的发光控制、多面镜PM的旋转控制等。又，处理装置PR4 虽设定为光栅扫描方式的曝光装置，但亦可为使用遮罩的曝光装置，亦可为使用数字微镜元件(DMD：DigitalMicromirror Device)、或空间光调变器(SLM：Spatial Light Modulator)元件曝光既定图案的曝光装置。
作为使用遮罩的曝光装置，可使用例如国际公开第2013/146184号公报所揭示般，将形成于圆筒状的透射型或反射型的圆筒遮罩(旋转遮罩)的外周面的遮罩图案经由投影光学系统投影至基板FS的投影曝光方式、或者使透射型的圆筒遮罩的外周面与基板FS以固定间隙接近的接近(proximity)曝光方式的曝光装置。又，于使用反射型的圆筒面状的旋转遮罩或局部球面状的旋转遮罩的情形时，例如可使用如国际公开第2014/010274号公报及国际公开第2013/133321号公报所揭示的投影曝光装置。再者，遮罩并不限于如上旋转遮罩，亦可为于平面的石英基板上的遮光层或反射层形成图案的平面遮罩。
[处理装置PR5、PR6的构成]
图7是表示处理装置(湿式处理装置)PR5、PR6的构成的图。处理装置PR5是实施作为湿式处理的其中一种的显影处理的显影装置，处理装置PR6是实施作为湿式处理的其中一种的蚀刻处理的蚀刻装置。处理装置PR5与处理装置PR6仅浸渍基板FS的处理液LQ1不同，其他构成相同。处理装置PR5(PR6)具备基板搬送机构 62、处理槽64、清洗槽66、去液槽68、及干燥处理部70。
基板搬送机构62构成元件制造系统10的上述基板搬送装置的一部分，将自处理装置PR4(或PR5)搬送的基板FS于处理装置PR5(或PR6)内以既定速度搬送后，再以既定速度向处理装置PR6(或回收辊FR2)送出。通过将基板FS搭置于基板搬送机构62的辊等上进行搬送，而规定于处理装置PR5(或PR6)内搬送的基板FS 的搬送路径。基板搬送机构62自基板FS的搬送方向的上游侧(-X方向侧)起依序具备轧辊NR51、气动转向杆AT51、导辊R51～R59、气动转向杆AT52、导辊R60、气动转向杆AT53、导辊R61、气动转向杆AT54、导辊R62、气动转向杆AT55、及轧辊NR52。导辊R60～R62、气动转向杆AT53～AT55、及轧辊NR52配置于干燥处理部70内。
轧辊NR51、NR52是由与先前所说明的轧辊NR1、NR2相同的驱动辊及从动辊所构成，一面保持基板FS的正反两面一面旋转而搬送基板FS。气动转向杆AT51～ AT55自基板FS的被施以湿式处理的处理面侧以不与处理面接触的状态(或低摩擦状态)支持基板FS。配置为导辊R53、R56、R58一面与基板FS的处理面(感光面) 接触一面旋转，而除此以外的导辊R一面与基板FS的处理面的相反侧的面(反面) 接触一面旋转。再者，与基板FS的处理面(感光面)接触的导辊R53、R56、R58 亦可形成为仅于基板FS的宽度方向(Y方向)的两端部与基板FS接触而180度地弯折基板FS的搬送方向的构成。图1所示的下位控制装置14e(或14f)通过控制设置于轧辊NR51、NR52各者的未图示的旋转驱动源的电机，而控制基板FS于处理装置PR5(或PR6)内的搬送速度。
纵型的处理槽64是保持处理液LQ1者，且为用以对基板FS实施湿式处理者。导辊R53是以将基板FS浸渍于处理液LQ1的方式设置于处理槽64内，导辊R52、 R54设置于相对于处理槽64靠+Z方向侧。导辊R53位于较保持于处理槽64的处理液LQ1的液面(表面)靠-Z方向侧。藉此，能以位于导辊R52与导辊R54之间的基板FS的一部分的表面与保持于处理槽64的处理液LQ1接触的方式，搬送基板FS。于处理装置RP5的情形时，处理槽64保持显影液作为处理液LQ1。藉此，对基板FS 实施显影处理。即，使通过处理装置PR4被描画曝光后的感光性功能层(光刻胶剂) 显影，而显现出以与形成于感光性功能层的潜像相应的形状遭到蚀刻后的抗蚀剂层。于处理装置RP6的情形时，处理槽64保持蚀刻液作为处理液LQ1。藉此，对基板FS 实施蚀刻处理。即，将光刻胶剂层(形成有图案子感光性功能层)作为遮罩，蚀刻形成于感光性功能层的下层的金属性薄膜，而于金属性薄膜显现出与电子元件用的电路等相应的图案层。
纵型的清洗槽66是用以对经受过湿式处理的基板FS实施清洗处理者。于清洗槽66内，沿Z方向设置有多个对基板FS的表面释出清洗液(例如，水)LQ2的清洗喷嘴66a。多个清洗喷嘴66a各自沿-X方向侧及+X方向侧2个方向呈喷淋状释出清洗液LQ2。导辊R56设置于清洗槽66内且较多个清洗喷嘴66a靠-Z方向侧，导辊R55、 R57设置于相对于清洗槽66靠+Z方向侧。藉此，自导辊R55去往导辊R56的基板 FS于相对于多个清洗喷嘴66a靠-X方向侧的位置，以其表面(处理面)朝向清洗喷嘴66a侧的方式向-Z方向侧搬送。又，自导辊R56去往导辊R57的基板FS于相对于多个清洗喷嘴66a靠+X方向侧的位置，以其表面(处理面)朝向清洗喷嘴66a的方式向+Z方向侧搬送。从而，自导辊R55去往导辊R56的基板FS的表面通过自设置于清洗槽66的多个清洗喷嘴66a向-X方向侧释出的清洗液LQ2得到清洗。同样地，自导辊R56去往导辊R57的基板FS的表面通过自设置于清洗槽66的多个清洗喷嘴 66a向+X方向侧释出的清洗液LQ2得到清洗。又，用以将自多个清洗喷嘴66a释出的清洗液LQ2向清洗槽66的外部排出的排出口66b设置于清洗槽66的底壁。
去液槽68是用以对经受过清洗处理的基板FS实施去液处理，即去掉附着于基板FS的清洗液(例如，水)LQ2者。于去液槽68内，设置有多个对基板FS释出空气等气体的喷气嘴68a。该喷气嘴68a沿Z方向于去液槽68的与Z方向平行的各内壁面设置有多个。藉此，多个喷气嘴68a自±X方向侧及±Y方向侧对基板FS释出气体。导辊R58设置于去液槽68内且较多个喷气嘴68a靠-Z方向侧，导辊R57、R59 设置于相对于去液槽68靠+Z方向侧。自导辊R57去往导辊R58的基板FS于相对于沿Z方向于去液槽68的-X方向侧的内壁面设置有多个的喷气嘴68a靠+X方向侧的位置，向-Z方向侧搬送。自导辊R58去往导辊R59的基板FS于相对于沿Z方向于去液槽68的+X方向侧的内壁面设置有多个的喷气嘴68a靠-X方向侧的位置，向+Z 方向侧搬送。沿Z方向于去液槽68的±Y方向侧的内壁面设置有多个的喷气嘴68a 于X方向上，设置于自导辊R57向导辊R58搬送的基板FS的位置与自导辊R58向导辊R59搬送的基板FS的位置之间。藉此，自设置于去液槽68内的多个喷气嘴68a 向±X方向侧及±Y方向侧释出气体，附着于自导辊R57去往导辊R59的基板FS的清洗液LQ2得以除去。又，用以将通过多个喷气嘴68a而自基板FS除去的清洗液 LQ2向去液槽68的外部排出的排出口68b设置于去液槽68的底壁。该排出口68b 亦作为用以使自多个喷气嘴68a释出的气体溢出的排气口而发挥功能。
干燥处理部70对经受过去液处理的基板FS实施干燥处理。干燥处理部70通过向基板FS的表面吹送干空气等干燥用空气(温风)的吹风机、红外线光源、或陶瓷加热器等，使残留于基板FS的清洗液LQ2干燥而将其除去。设置于干燥处理部70 内的导辊R60～R62、气动转向杆AT53～AT55、及轧辊NR52为延长基板FS的搬送路径，而以使的成为蜿蜒状的搬送路径的方式配置。于本第1实施形态中，将导辊R60～R62及轧辊NR52配置于相对于气动转向杆AT53～AT55靠+Z方向侧，藉此使基板FS的搬送路径蜿蜒而沿+X方向搬送基板FS。
又，干燥处理部70作为能存储既定长度的基板FS的存储部(缓冲器)而发挥功能。藉此，即便于使自处理装置PR4(或PR5)传送的基板FS的搬送速度与向处理装置PR6(或回收辊FR2)传送的基板FS的搬送速度为不同速度的情形时，亦可通过干燥处理部70吸收该速度差。为使干燥处理部70亦作为存储部发挥功能，而使气动转向杆AT53～AT55能沿Z方向移动，且始终以既定的力(张力)向-Z方向侧赋能。从而，根据干燥处理部70内的基板FS的存储长度的变化，气动转向杆AT53～ AT55沿Z方向(+Z方向或-Z方向)移动；上述存储长度的变化是因相对于干燥处理部70而出入的基板FS的搬送速度的差所致。藉此，干燥处理部70可于对基板FS 赋予既定张力的状态下存储既定长度的基板FS。再者，通过使搬送路径蜿蜒地延长，可有效地使残留于基板FS的液体的残渣、浸润于基板FS的液体的分子等干燥，且可使干燥处理部70可存储的既定长度(最大存储长度)亦延长。
如上所述，构成处理装置(成膜装置)PR2的一部分的雾气产生装置MG1(MG2) 具备：容器30a，其保持包含微粒子NP的分散液DIL1；振动部32a，其通过对容器 30a内的分散液DIL赋予第1频率的振动，而抑制微粒子NP于分散液DIL1中的凝集；以及振动部34a，其对容器30a内的分散液DIL1赋予高于第1频率、用以自分散液DIL1的表面产生包含微粒子NP的雾气MTa的第2频率的振动。藉此，无需于分散液DIL添加抑制微粒子NP的凝集的界面活性剂，用以成膜的步骤、工时减少，且能提高成膜精度。
又，雾气产生装置MG1(MG2)进而具备：容器30b，其保持由在容器30a内产生的雾气MTa液化而成的分散液DIL2；以及振动部34b，其对容器30b内的分散液DIL2赋予第2频率；于容器30a内产生的雾气MTa通过载气而搬送至容器30b。藉此，即便于在容器30a内未澈底分散且粒径相对较大的微粒子NP(或以凝集状态残留的微粒子块)与雾气MTa一并自容器30a供给的情形时，亦可通过容器30b的存在而进行过滤。从而，无需另外设置特殊过滤功能。
振动部32a(32b)对分散液DIL赋予的振动的第1频率为低于1MHz的频率。因此，通过振动部32a(32b)可有效地将凝集的微粒子NP粉碎(分散)，且可有效地抑制微粒子NP于分散液DIL1中的凝集。又，振动部34a(34b)对分散液DIL赋予的振动的第2频率为1MHz以上的频率。因此，通过振动部34a(34b)可有效地产生自分散液DIL的表面雾化而成的雾气MT。
[第2实施形态]
其次，对第2实施形态进行说明。于第2实施形态中，对与上述第1实施形态中所说明的构成相同的构成标注相同的符号，对于无需特别说明的构成省略其说明及图示。
图8是表示第2实施形态的雾气产生装置MGa的简略构成的图。雾气产生装置 MGa具备容器30a、30b、雾气搬送流路36a、及振动部32a、32b、34a等。容器30a 保持分散液DIL1。振动部32a对保持于容器30a的分散液DIL1赋予第1频率(为低于1MHz的频率，例如，20kHz)的振动。藉此，粉碎(分散)于分散液DIL1中凝集的微粒子NP，并抑制微粒子NP于分散液DIL1中的凝集。振动部34a对保持于容器30a的分散液DIL1赋予第2频率(为1MHz以上的频率，例如，2.4MHz)的振动。藉此，产生自分散液DIL1的表面雾化而成的雾气MT。于数微米程度的大小的雾气MT的各粒中内含较雾气MT的直径小很多的微粒子NP，但不内含较雾气MT 的大小大的微粒子NP块。再者，于第2实施形态中，将振动部32a浸渍于分散液 DIL1，并将振动部34a设置于容器30a的外壁，但振动部32a、34a的设置位置并不限定于此。总之，只要振动部32a、34a能对分散液DIL1赋予既定频率的振动即可。该点于上述第1实施形态中亦同样如此，于下述第3实施形态亦同样如此。
于容器30a内产生的雾气MT通过供给至容器30a内的载气(例如，氮气的压缩气体)，经由雾气搬送流路36a而搬送至容器30b。容器30b保持自容器30a搬送而至的雾气MT液化而成的分散液(纳米粒子分散液)DIL2。从而，容器30b内的分散液DIL2中的微粒子NP成为较雾气MT的尺寸小很多的纳米粒子。容器30b并未设置雾气搬送流路36b，除与雾气搬送流路36a的连接口以外均为密闭状态。因此，容器30b能效率良好地使经由雾气搬送流路36a自容器30a供给的雾气MT液化。
振动部(第3振动部)32b对保持于容器30b的分散液DIL2赋予第1频率(例如，20kHz)的振动。藉此，能抑制微粒子NP于分散液DIL2中的凝集。从而，能将分散液DIL2以作为纳米粒子的微粒子NP分散的状态、即微粒子NP未凝集的分散液(纳米粒子分散液)的状态预先保存。再者，于第2实施形态中，将振动部32b 设置于容器30b的外壁，但振动部32b的设置位置并不限定于此。总之，振动部32b 只要能对分散液DIL2赋予既定频率的振动即可。该点于上述第1实施形态中亦同样如此。
而且，于进行成膜时，可使用保持、保存于容器30b的分散液DIL2。于该情形时，亦可将容器30b的分散液DIL2转移至用于成膜的另一雾气产生装置的容器。又，可如上述第1实施形态般，将连接于供给管ST1(ST2)的雾气搬送流路36b连接于容器30b，且于容器30b设置以第2频率振动的振动部34b。从而，于本第2实施形态中，亦无需于分散液DIL添加抑制微粒子NP的凝集的界面活性剂，用以成膜的步骤、工时减少，且能提高成膜精度。再者，为于容器30b有效率地将于容器30a产生的雾气MT恢复为液体(分散液DIL2)，可相对于容器30a内的温度将容器30b内的温度(容器30b的内壁温度)设定得较低而促进冷凝。
[第3实施形态]
其次，对第3实施形态进行说明。于第3实施形态中，亦对与上述第1实施形态中所说明的构成相同的构成标注相同的符号，对于无需特别说明的构成省略其说明及图示。
图9是表示第3实施形态的雾气产生装置MGb的简略构成的图。雾气产生装置 MGb具备容器30a、30b、雾气搬送流路36a、36b、及振动部32a、34a、34b等。与上述第1实施形态不同的点在于：于容器30b内设置有将容器30b的内部空间区隔为第1空间80a及第2空间80b的分隔件82；设置有将第1空间80a内的气体(亦包含雾气MT)排出的排气部84；以及于第2空间80b内，设置有用以供给与供给至容器30a的载气(例如，氮气等压缩气体)不同的载气(例如，氮气与氩气混合而成的压缩气体)的气体流路GT2。再者，为区别两种载气，为方便起见，有时将供给至容器30a的载气称为第1载气，将供给至第2空间80b内的载气称为第2载气。又，将自第1空间80a内的分散液DIL1产生的雾气MT设为MTa，将自第2空间80b内的分散液DIL2产生的雾气MT设为MTb。
雾气搬送流路36a与第1空间80a连通，经由雾气搬送流路36a自容器30a搬送而至的雾气MTa与第1载气一并进入至该第1空间80a内。即，于第1空间80a，存在自容器30a搬送而至的雾气MTa。分隔件82阻止自容器30a搬送而至的雾气MTa 及第1载气侵入至第2空间80b内。分隔件82较佳为其下端浸渍于保持在容器30b 内的分散液DIL2且上端延伸至容器30b的上壁。再者，若分隔件82的下端延伸至容器30b的下壁，则自容器30a搬送而至的雾气MTa液化而成的分散液DIL2便无法浸入至第2空间80b而会滞留于第1空间80a内，故而分隔件82的下端位于较容器 30b的下壁(底板)靠上方。又，于将分隔件82的下端延伸至容器30b的下壁的情形时，只要于分隔件82的下端部(低于分散液DIL2的液面的位置)，设置用以使第1空间80a与第2空间80b连通的孔即可。
排气部84与第1空间80a连通，主要用以将自容器30a供给至容器30b的第1 空间80a的第1载气排出。再者，排气部84有可能将雾气MTa亦排出，因此较佳为将用以减少雾气MTa的排出的过滤器设置于排气部84。
于第2空间80b，存在通过振动部34b的振动而自容器30b内的分散液DIL2的表面雾化而成的雾气MTb。较佳为以通过振动部34b的振动而自分散液DIL2的表面产生的雾气MTb大部分或全部向第2空间80b内释出的方式，将振动部34b设置于第2空间80b侧。第2空间80b与雾气搬送流路36b连通，第2空间80b与气体流路 GT2连通。因此，雾气MTb通过经由气体流路GT2自未图示的供气部供给至第2空间80b内的第2载气，而经由雾气搬送流路36b供给至雾气处理部(成膜部)。该第 2载气向第1空间80a内的侵入通过分隔件82得到阻止。该雾气处理部使用雾气MTb 对基板FS的表面实施成膜处理。
如此，通过设置分隔件82，可使供给至容器30a的载气与供给至雾气处理部的载气不同。从而，能将适于雾气处理部的成膜处理的载气供给至雾气处理部。因已通过分隔件82将载气分离，故通过控制第2载气的流量，能简单地控制供给至雾气处理部的微粒子NP的浓度或量。该控制是通过处理装置PR2的下位控制装置14b而进行。
[变形例]
上述第1～第3实施形态中的至少一者能进行如下变形。再者，对与上述第1～第3实施形态中所说明的构成相同的构成标注相同的符号，对于无需特别说明的构成省略其说明及图示。
(变形例1)于上述第1或第3实施形态中，使用如下雾气沉积法而形成薄膜：将通过雾气产生装置MG1、MG2、MGb而产生的雾气MT与惰性载气(例如，氩气、氦气、氖气、氙气、氮气等)混合而成的处理气体喷射至基板FS的表面，使雾气MT中所含的微粒子(纳米粒子)沉积于基板FS的表面。该雾气沉积法例如日本专利特开平10-130851号公报中所揭示般，能应用于在大气压附近的压力下于薄片状基板的表面形成功能性的薄膜的等离子体处理装置。于该专利公开公报揭示有如下内容：于上部电极与下部电极之间配置薄片状基板，于将金属-氢化合物、金属-卤化合物、金属醇化物等处理气体喷射于薄片状基板的表面的状态下，于上部电极与下部电极之间施加高电压的脉冲电场而产生放电等离子体，藉此于薄片状基板的表面形成 SiO2、TiO2、SnO2等金属氧化物薄膜。
关于等离子体处理装置，根据电极的构成及配置、高电压的施加方法等而存在各种方式，但均需于处理气体与基板的表面接触的区域产生均匀的等离子体，藉此形成厚度均匀的薄膜。若于雾气沉积法(或雾气CVD法)中加入等离子体辅助，则较佳为于应成膜的基板的表面附近且被喷射包含雾气的处理气体的空间中产生非热平衡的大气压等离子体，可使用通过大喇叭波的大气压等离子体产生装置。于低温(200℃以下)环境下通过非热平衡大气压等离子体处理而成膜的装置例如于日本专利特表 2014-514454号公报中有所揭示。
若使用上述雾气产生装置MG1、MG2、MGb，则于产生雾气MT时亦通过超音波振动而抑制微粒子NP的凝集，因此各雾气MT中所含的微粒子NP几乎不凝集，或即便凝集亦成为尺寸较雾气MT的尺寸小很多的块体而到达基板FS的表面。因此，通过与上述等离子体处理装置组合，所形成的薄膜会变得厚度均匀且致密，而且成膜速率(每单位时间沉积的膜厚量)亦提高。再者，于将等离子体处理装置应用于上述实施形态的情形时，只要于雾气处理部(图2的成膜室22)内设置等离子体处理装置(包含上部电极及下部电极等)即可。
(变形例2)图10是表示变形例2的元件制造系统10a的概略构成的概略构成图。于元件制造系统10a中，自供给辊FR1供给的基板FS以依照处理装置PR1、处理装置PR3、处理装置PR4、处理装置PR2的顺序通过处理装置PR1～PR4内的方式搬送，然后被回收辊FR2卷取。从而，对基板FS，依照基底处理、涂布处理、曝光处理、成膜处理的顺序实施各处理。
于本变形例2中，将通过处理装置PR3的涂布处理而涂布的感光性功能液(层) 设定为感光性硅烷偶合剂(感光性SAM)，该感光性硅烷偶合剂于国际公开第 2013/176222号公报中有所揭示，能通过紫外线的照射而以亲液性或拨液性赋予对比度。从而，于自处理装置PR3搬送至处理装置PR4的基板FS的表面，形成有感光性硅烷偶合剂的感光性功能层。而且，若处理装置RP4于基板FS上曝光图案，则形成于基板FS的表面的感光性硅烷偶合剂的感光性功能层中，对应于图案而曝光的部分由拨液性改质为亲液性，未曝光的部分依然为拨液性。
而且，若处理装置PR2为于自处理装置PR4传送的基板FS形成薄膜而对基板 FS的表面喷射雾气MT，则附着于未曝光的部分的雾气MT成为密接力较弱的状态。因此，通过图2中的成膜室22内或干燥处理单元26内的吹风机等，将附着于未曝光的部分的雾气吹去。与此相反地，附着于曝光后的部分的雾气MT不会被吹风机等吹去而成膜。如此，通过对基板FS实施处理，能以雾气沉积法根据图案的形状及尺寸选择性地于基板FS上形成薄膜。再者，亦可于自基板FS的搬送方向观察为喷雾嘴 NZ1、NZ2的下游侧且干燥处理单元26的上游侧，设置将附着于未曝光的部分的雾气MT吹散的专用的喷气嘴。
(变形例3)亦可于通过雾气产生装置MG1、MG2、MGa、MGb的容器30a得到保持的分散液DIL例如混入较所产生的雾气MT的粒子的直径大的粒子、例如粒径为5～30μm以上的较大粒子。通过混合有粒径相对较大的粒子(以下，称为粉碎用粒子)，能效率良好地粉碎凝集的微粒子NP。通过将粉碎用粒子的粒径设定为较通过2.4MHz的超音波而产生的雾气MT大的粒径，能将雾气MT中所含的纳米粒子的微粒子NP与粉碎用粒子区分开来，因此无需浪费于将凝集的微粒子NP粉碎之后，等待粉碎用粒子沉淀后再掬取上清液的工时，从而能连续地制作出纳米粒子的微粒子 NP。
(变形例4)于在以上的图3、图8、图9所示的雾气产生装置MG1、MG2、MGa、 MGb中，产生雾气MT的情形时，使用以抑制微粒子NP于分散液DIL中的凝集的第1振动部32a、32b与用以自分散液DIL的表面产生雾气MT的第2振动部34a、 34b大致同时作动为佳。视分散液DIL中的微粒子NP的材料，亦存在如下情形：于微粒子NP被分散为有效率地含于雾气MT(有效径为2～5μm)中的尺寸(能含于1 粒雾气中的尺寸)的状态下，停止第1振动部32a、32b的驱动后至分散的微粒子NP 再凝集成无法有效地含于雾气MT的尺寸(不能含于1粒雾气的尺寸)以上的时间存在差异。因此，考虑到自分散液DIL中的微粒子NP分散至能含于1粒雾气MT的尺寸的熵较大的状态转换至微粒子NP凝集至不能含于1粒雾气MT的尺寸的熵较小的状态所需的时间，可间歇性地进行第1振动部32a、32b的驱动。
此处，进而详细地对使用超音波振动而进行的分散及雾化进行说明。认为使用超音波而进行的分散能发挥于分散液中的空腔效应。可将此效应想象为如下情况：当赋予于分散液DIL的超音波将液体搅碎时于液体中产生空腔(空穴)，通过于所产生的空腔遭到破坏时产生的很高能量的冲击波，凝集的微粒子块被粉碎。因此，赋予于分散液的超音波的频率及输出对分散的效率化影响较大。分散所需的频率只要可使分散液中产生空腔便不限定，一般而言为数十千赫兹(KHz)左右。若频率高于数十千赫兹，则尽管空腔的产生数量增加，但每一个空腔的大小变小，因此出现冲击波的能量相对性地降低的倾向。赋予于分散液的超音波的输出(振动振幅)越大则效率越高，可于短时间内达成大容量的分散液DIL中的微粒子NP的分散。
另一方面，于自分散液DIL产生雾气的超音波的频带，难以于分散液中产生较大空腔，将微粒子NP凝集而成的块体粉碎的能力较低。然而，若自分散液的液中向液面照射超音波，则液面附近的分散液会被搅碎为数微米程度的大小的液滴而产生雾气。关于雾气(液滴)产生的机制，存在空穴作用说与表面张力波说，根据Earozoru Kenkyu,26(1).18-23(2011)上所刊载的论文“超音波雾化方式的纳米液滴的产生”，通过基于表面张力波说的以下兰慕尔(Langmuir-Blodgett)公式，理论上可求出所产生的雾气径D。
[数1]
Figure BDA0001795788730000361
于该式中，Λ(cm)表示液面所产生的表面张力波的波长，ρ(g/cm3)为液体的密度，γ(mN/m)为液体的表面张力，F(Hz)为超音波的频率。X为通过实验而求出的比例常数，设定为0.34。自分散液DIL产生径为数微米以下的雾气的超音波频率于分散液DIL的分散介质为水的情形时较佳为2.4MHz，但若分散介质为水以外的液体例如乙二醇，则基于上述公式，于更低频率的1.1MHz附近亦产生雾气。从而可知：为有效率地产生所期望的直径的雾气，根据分散液DIL的分散介质的不同而调整超音波的频率为佳。进而，由于分散液DIL的雾化是自液面产生，故而振动部34a、 34b等超音波振子是以使超音波的行进方向朝向液面方向且传递的超音波不衰减地到达液面的状态而配置。
(变形例5)图11表示基于以上而将第1、第2实施形态的雾气产生装置变形的例。于图11中，对于与先前图3中所示的构件或构成相同者标注相同的符号，并省略、或简化其说明。于本变形例中，与图3同样地，设置有密闭的容器30a、向容器 30a内供给氮气(N2)等载气的气体流路(配管)GT、及将于容器30a内产生的雾气 MT与载气一并导引至外部的搬送流路(配管)36a。于本变形例中，存积分散液DIL 而产生雾气MT的内部容器33设置于容器30a内，收集所产生的雾气MT并将其导引至搬送流路(配管)36a的漏斗状的雾气收集构件38c是以覆盖内部容器33的上方的开口部的方式设置。自气体流路(配管)GT供给的载气是以通过内部容器33 的外周壁与雾气收集构件38c的下方部的内周壁之间的间隙，经由雾气收集构件38c 贯穿搬送流路(配管)36a的方式流动。
于内部容器33内以既定深度注满分散液DIL，通过液面水平感测器LLS逐次计测其液面的高度。与通过液面水平感测器LLS计测所得的液面水平相关的计测信息 Sv传输至分散液产生部90。分散液产生部90由如下构件所构成：混合机构，其将自与图3所示的构成相同的分散质供给部DD供给的微粒子NP以既定浓度(重量％) 混入至作为分散介质(液体)的纯水(H2O)而产生分散液DIL；罐体，其临时存储所产生的分散液DIL；以及泵机构，其将罐体内的分散液DIL送出至向内部容器33 通入的液体流路(配管)WT1。伴随雾气MT的产生，内部容器33内的分散液DIL 的液面下降，因此分散液产生部90的泵机构被伺服控制为基于来自液面水平感测器 LLS的计测信息Sv而使内部容器33内的分散液DIL的液面维持于指定高度。
进而，于内部容器33内，设置有：振动部(超音波振子)32a，其用以抑制微粒子NP于分散液DIL中的凝集(促进分散)；以及振动部(超音波振子)34a，其用以自分散液DIL的液面产生雾气MT。用以抑制微粒子NP的凝集的振动部(超音波振子)32a设置于内部容器33的内部的侧壁，例如以20KHz而振动。于该情形时，来自振动部32a的振动波于分散液DIL中沿与液面平行的方向行进，而抑制微粒子 NP的凝集，或于微粒子NP已凝集而形成为较大块体的情形时使该块体破碎。用以于分散液DIL中使微粒子NP成为分散状态(非凝集状态)的振动部32a可设置于内部容器33的内部的任何位置，视条件亦可固定于内部容器33的外壁部。
于本变形例中，内部容器33内的振动部(超音波振子)34a是通过能调整于分散液DIL内的位置及姿势的调整机构92得到支持。调整机构92具备贯通内部容器 33的底部壁而保持振动部34a的多个棒状的支持构件92a、92b，通过使支持构件92a、 92b分别于上下方向(Z方向)上移动，而调整振动部34a的高度位置及倾斜等姿势。振动部34a被设定为用以产生雾气MT的振动波朝向分散液DIL的液面，但为提高雾气产生的效率，调整分散液DIL的液面至振动部34a的深度DP、或振动波行进方向与液面(此处与XY平面平行)所成的角度α(通常为90度)为佳。其原因在于：于改变分散液DIL的分散质(微粒子)的种类或分散介质(液体)的种类的情形时，用以有效率地产生雾气的振动部34a的配置条件有可能改变。再者，深度DP能通过使多个支持构件92a、92b沿Z方向移动相同距离而加以调整，角度α能通过使多个支持构件92a、92b分别沿Z方向移动不同距离而加以调整。角度α通常较佳为90 度，但亦存在若于90度±10度的程度的范围(80度～100度)倾斜则雾气产生的效率提高的情形。
根据以上的本变形例，设置有能调整分散液DIL的液面高度的液面调整功能、及能调整雾气生成用的振动部34a于分散液DIL中的设置状态的设置调整功能，故而通过使用至少任一功能，便可使所产生的雾气MT于载气中的浓度稳定。进而，根据设置调整功能，能将雾气产生的效率保持为较高的状态。又，可如本变形例般，对先前的各实施形态(图3、图8、图9)亦同样地设置分散液DIL的液面调整功能及雾气生成用的振动部34a(34b)的设置调整功能。
(变形例6)图12表示将第1、第2实施形态的雾气产生装置变形的例。于图12 中，对于与先前图3中所示的构件或构成相同者标注相同的符号，并省略、或简化其说明。于本变形例中，与先前的图11同样地，将存积分散液DIL的第2内部容器33A (金属性为佳)设置于容器30a的内部。该内部容器33A的底部形成为球面状，且设置为浸渍于贮存在容器30a内的水(H2O)的中。通过例如以20KHz的驱动信号Ds1 而加振的振动部32a(陶瓷振子等)对容器30a内的水赋予振动波。该振动波经由内部容器33A的壁面传递至分散液DIL，而对分散液DIL赋予能将微粒子NP有效地分散的振动波。于内部容器33A的内部，为自分散液DIL的液面产生雾气MT，而设置有例如以2.4MHz的驱动信号Ds2而加振的振动部34a。于内部容器33A产生的雾气MT与经由气体流路(配管)GT而导入的氮气(N2)等载气一并被雾气收集构件 38a收集并贯穿雾气搬送流路36a。于本变形例中，通过图11所示的分散液产生部 90而产生的分散液DIL亦经由液体流路(配管)WT1而注入至内部容器33A。再者，虽然于图12中是将雾气收集构件38a自内部容器33A的正上方位置向X方向偏移而图示，但较佳为如图11的雾气收集构件38c般覆盖内部容器33A的上方的开口部的构成。
于本变形例中，内部容器33A的壁面以液体(水)为媒介通过来自振动部32a 的振动波而振动，藉此使分散液DIL中的微粒子NP成为分散状态。因此，于本变形例中，将用于分散的振动赋予于分散液DIL的振动部是由振动部32a、容器30a内的水(液体)、及内部容器33A的壁所构成。内部容器33A支持于容器30a内，为尽量不阻碍内部容器33A的壁以驱动信号Ds1的频率(例如20KHz)振动，设定为使用弹性材料等的保持构造为佳。又，于本变形例中，构成为不自容器30a内的水(H2O) 产生雾气，因此预先将存积容器30a内的水(H2O)的空间与自分散液DIL产生雾气 MT的空间通过间隔构件33B而分离为佳。藉此，存积容器30a内的水(H2O)的空间成为密闭空间。因此，无需如图12般经由液体流路(配管)WT频繁供给水(H2O)，但若长期持续使用相同的水，则亦存在细菌、霉菌、杂菌的繁殖等问题，因此经常经由液体流路(配管)WT更换水(H2O)为佳。
根据以上的本变形例，于内部容器33A内仅设置有雾气生成用的振动部34a，因此与图11的变形例相比可缩小内部容器33A的容积，可减少分散液DIL的容量。再者，于本变形例中，亦可设置与图11的变形例相同的分散液DIL的液面调整功能及用以产生雾气MT的振动部34a的配置调整功能。
(变形例7)图13是表示用于图11的变形例的振动部32a、34a的驱动控制电路部的一例的电路方块图。图13的驱动方式并不限于图11的构成，对于先前的第1 实施形态、第2实施形态、及其他各变形例各自的构成亦可完全相同地进行应用。于本变形例中，通过具备振荡电路200、频率合成器电路202、放大电路204A、204B 的电路构成，而驱动用于微粒子NP的粉碎或凝集抑制的振动部32a、及雾气生成用的振动部34a；其中该振荡电路200是以具有雾气生成用的频率(例如2.4MHz)的高频信号SF0而振荡。于该图13的电路构成中，根据振动部32a、34a的形态，以2 个模式中的任一模式驱动振动部32a、34a。于第1模式下，振动部32a是已被调谐至适于微粒子NP的粉碎或凝集抑制的频率(例如100KHz以下)的超音波振子，振动部34a是已被调谐至适于雾气产生的频率(例如1MHz～数兆赫(MHz))的超音波振子，且使驱动振动部32a的驱动信号Ds1与驱动振动部34a的驱动信号Ds2的各频率差异较大。于第2模式下，使2个振动部32a、34a均成为已被调谐至适于雾气产生的频率(例如1MHz～数兆赫)的超音波振子，并使驱动信号Ds1、Ds2的频率之间具有适于微粒子NP的粉碎或凝集抑制的频率(例如100KHz以下)量的差，使分散液DIL中产生该差分的拍频的振动波。选择第1模式还是第2模式是由频率合成器电路202进行。
频率合成器电路202将指定适于微粒子NP的粉碎或凝集抑制的频率(例如20 KHz)的设定信息SFv自图1或图10所示的成膜装置PR2的下位控制装置14b输入。于第1模式的情形时，频率合成器电路202将来自振荡电路200的高频信号SF0(例如2.4MHz)直接作为高频信号SF2而施加至放大电路204A，将放大后的驱动信号 Ds2施加至雾气生成用的振动部34a。进而，于第1模式的情形时，频率合成器电路 202产生将所输入的高频信号SF0的频率(例如2.4MHz)以既定分频比分频而成的高频信号SF1。于本变形例的情形时，该分频比例如设定为1/120，因此高频信号SF1 的频率为20KHz，对振动部32a经由放大电路204B而施加适于微粒子NP的分散用的频率(20KHz)的驱动信号Ds1。再者，频率合成器电路202的对高频信号SF0 的分频比并不限于1/120，其是基于高频信号SF0的频率与通过设定信息SFv而指定的频率的比而自动设定。
另一方面，于第2模式的情形时，频率合成器电路202与第1模式同样地，将来自振荡电路200的高频信号SF0直接作为高频信号SF2而施加至放大电路204A，将放大后的驱动信号Ds2施加至雾气生成用的振动部34a。于第2模式的情形时，频率合成器电路202产生频率比高频信号SF0的频率高出或低出通过设定信息SFv而指定的频率量的高频信号SF1。即，频率合成器电路202以频率成为SF2＝SF0且SF1 ＝SF2+SFv(或SF2－SFv)的关系的方式进行频率合成。此种频率合成既可通过数字处理电路亦可通过模拟处理电路而实现。藉此，振动部34a响应例如2.40MHz的驱动信号Ds2而振动，振动部32a响应例如2.42MHz(或2.38MHz)的驱动信号 Ds1而振动。于来自振动部34a的振动波与来自振动部32a的振动波之间存在0.02 MHz(20KHz)的差，因此于分散液DIL中产生该差分的拍频的振动波。拍频的振动波成为适于将分散液DIL中的微粒子NP块粉碎，或抑制其凝集的频率。
一般而言，压电陶瓷元件等的超音波振子具有固有的共振频率，因此有效率的方法为以该共振频率的驱动信号驱动。于本变形例的第2模式下，施加至共振频率例如为2.4MHz的2个超音波振子(32a、34a)各者的驱动信号Ds1、Ds2的频率差极小，乃至于0.02MHz，2个超音波振子均于共振频带被驱动。
以上，根据本变形例的第2模式，用于微粒子NP块的粉碎或凝集抑制的振动部 32a与雾气生成用的振动部34a可设定为相对于雾气生成用的较高频率调谐后的相同的超音波振子。又，于第2模式的情形时，较佳为2个振动部32a、34a均配置为振动波自分散液DIL的内部朝向液面行进，且配置为以来自振动部32a的振动波与来自振动部34a的振动波于分散液DIL的液面下交叉的方式相互地略微倾斜。于本变形例的第2模式的情形时，2个振动部32a、34a均设定为以适于雾气产生的较高频率振动的超音波振子，而不存在以适于微粒子NP块的粉碎或凝集抑制的较低频率直接振动的超音波振子。然而，通过使2个振动部32a、34a以略微不同的频率一并振动，便可同时进行分散液DIL中的微粒子NP块的粉碎或凝集抑制、及雾气产生。因此，于本变形例的第2模式下，每隔既定时间地切换振动2个振动部32a、34a中任一者的状态及振动2个振动部32a、34a两者的状态，藉此亦能以固定时间间隔进行分散液DIL中的微粒子NP块的粉碎(凝集的解除)或分散状态的促进。
于本变形例中，通过设置对分散液DIL赋予互不相同的频率的振动的多个(亦可为3个以上)振动部(超音波振子)，可同时达成抑制微粒子NP于分散液DIL中的凝集而促进分散状态的功能、及自分散液DIL的液面产生包含微粒子NP的雾气的功能两者。所谓互不相同的频率包括使2个振动频率的比为10倍以上(1MHz以上与100KHz以下)的情形、及为产生差拍而使2个振动频率的差为任一振动频率的 1/10以下(100KHz以下/1MHz以上)的情形中的任一者。而且，于本变形例的情形时，2个振动部32a、34a是将超音波振子收纳于不同的壳体(金属壳)者，但亦可为将分别被施加互不相同的频率的驱动信号Ds1、Ds2的超音波振子收纳于1个壳体(金属壳)内的构成。
例如，于视分散介质(液体)的种类、分散质(微粒子)的种类，用以产生雾气而赋予于分散液的振动频率(SF2)为1MHz左右，用以分散微粒子而赋予于分散液的振动频率(SF1)为100KHz左右的情形时，为通过图13的驱动控制电路部以第2 模式进行驱动，可使2个振动部32a、34a中的一者例如设定为具有1MHz作为固有共振频率的压电陶瓷元件，另一者设定为具有0.9MHz或1.1MHz作为固有共振频率的压电陶瓷元件。或者，可设定为以固有共振频率的差为0.1MHz的方式分别具有 1.05MHz及0.95MHz作为固有共振频率的2个压电陶瓷元件。
[第4实施形态]
图14表示第4实施形态的雾气产生装置的构成，整体的构成与先前的图12所示的雾气产生装置相同，但用以强制性地使分散液DIL中的微粒子NP分散(防止凝集) 的振动部32a、及用以自分散液DIL的表面产生雾气MT的振动部34a的配置与图12 的配置相反。即，于容器30a(第2容器)的内侧，设置有以底面部浸渍于所存积的液体LW(水：H2O)的方式设置的内部容器33B(第1容器)，于内部容器33B内以既定深度DOL存积有包含微粒子NP的分散液DIL，分散液DIL中的微粒子NP 的分散用的探针状(棒状)的振动部32a经由内部容器33B的上方的开口部33Bo而浸渍于分散液DIL中。在存积于容器30a的液体LW中设置有雾气生成用的振动部 34a。于图14中，若将重力方向设为Z方向，将与其垂直的平面设为XY面，则分散液DIL的表面SQ与XY面平行。内部容器33B例如为聚丙烯制，底面形成为与XY 面平行的平面状，且于侧壁面的高于分散液DIL的液面SQ的位置(+Z方向)形成有排气口EP。为有效率地将所产生的雾气MT导引至成膜部，而使成膜部侧为负压 (进行吸气)，藉此形成自内部容器33B的开口部33Bo的间隙流入的大气伴随雾气 MT而自排气口EP流出的气流。设置于容器30a的底部的液体LW中的振动部34a 为有效率地自以纯水为媒体的分散液DIL产生雾气MT，而使用振动频率为2.4MHz 或1.6MHz的超音波振子。振动部34a的振动方向(超音波的产生方向)设定为+Z 方向，超音波经由液体LW而大致垂直地投射至内部容器33B的平面状的底面。进而，分散用的探针状的振动部32a于XY面内的位置与雾气生成用的振动部34a于 XY面内的位置相隔间隔SPL。再者，于本实施形态中，分散用的振动部32a的振动频率设定为20KHz左右。
于如上构成的雾气产生装置中，通过实验确认了有效率地自分散液DIL产生雾气MT的条件。于实验中，使堺化学工业公司制造的二氧化锆(ZrO2，5wt.％)分散于水(纯水)中，而备好含有ZrO2的纳米粒子(粒子径为3～5nm)的分散液(雾气生成用的溶液)DIL，使用由家田贸易股份有限公司销售的20KHz的超音波均化器(SONICS公司制造的VC系列、或VCX系列)作为分散用的探针状的振动部32a，使用由星光技研股份有限公司销售的投入型超音波雾化单元IM1-24/LW(振子径为 20mmφ，驱动频率为1.6MHz)作为雾气生成用的振动部34a。超音波均化器的振动部32a是于直径为数毫米(mm)～十数毫米左右的钛合金制的圆棒(探棒)的上端部安装有P.Z.T元件构成的振动源的构造，振动源的振动(20KHz)经由探棒而施加至分散液DIL。又，使用循环吸出器，自图14所示的内部容器33B的排气口EP 以固定流量吸出内部容器33B内的包含雾气MT的气体(空气)而进行调整。
于图14的构成中，对在如下两种情形时雾化的效率是否变化进行了调查，情形的一为：将100cc的分散液DIL注入至内部容器33B内，于将距离SPL设定为数厘米(cm)左右的状态下，不对分散用的振动部32a施加20KHz的驱动信号Ds1而使分散液DIL雾化(无强制分散时的雾化状态)；情形的二为：以免对分散用的振动部32a施加20KHz的驱动信号Ds1一面将分散液DIL雾化(并用强制分散时的雾化状态)。首先，于以固定时间分别进行无强制分散时的雾化及并用强制分散时的雾化之后，对残留于内部容器33B内的残液量进行比较，结果发现：无强制分散时的雾化的残液量为约97cc(3％的雾化量)，并用强制分散时的雾化的残液量为约95cc (5％的雾化量)。由此可知若并用强制分散而加以雾化则雾化效率提高。再者，于本实施形态中，当于XY面内进行观察时，于距离SPL为零的情形时、或分散用(凝集防止用)的振动部32a与雾化用的振动部34a至少一部分重叠的情形时，存在几乎不产生雾气MT的情况。其原因在于：遭到经由液体LW而传递的振动部34a的1.6 MHz的振动波最强照射的内部容器33B的底面部分与其上方的分散液DIL的液面SQ 的部分之间，存在可能成为障碍物的分散用的振动部32a。
于本实施形态中，构成为经由聚丙烯制的内部容器33B的底面而将雾化用的超音波振动(1.6MHz)传递至分散液DIL。因此，视内部容器33B的底面至分散液DIL 的液面SQ的距离即深度DOL，于产生雾气MT时本应出现于液面SQ的液柱会有效率地不出现，其结果，发生不产生雾气MT的情形。因此，于图14的构成中，改变分散液DIL的液面SQ的高度、即分散液DIL的深度DOL，而调查了雾化效率的变化。图15是表示一面通过探针状的振动部32a(超音波均化器)以20KHz使分散液 DIL强制分散一面将深度DOL变更为10～50mm之间的若干点、此处为10mm、20 mm、40mm、50mm此4点的情形时所获得的雾化效率的特性的一例的曲线图。于图15的曲线图中，纵轴为表示雾化效率的分散液DIL的残液量的百分比(％)，横轴为深度DOL(mm)。于改变贮存于内部容器33B的分散液DIL的深度DOL的情形时，便会改变所贮存的分散液DIL的容量，因此图15的纵轴的残液量(％)以于固定时间的雾化动作之后残留的分散液DIL的容量相对于初始容量的比率(％)加以表示。
于图14的构成的雾气产生装置的情形时，如图15所示，于分散液DIL的深度 DOL为50mm的情形时，残液量为100％，几乎不产生雾气MT。于分散液DIL的深度DOL为40mm的情形时，残液量为约99％，产生少量雾气MT，但称不上有效率的产生。于图14的构成的雾气产生装置的情形时，于分散液DIL的深度DOL为20 mm、10mm时，各自的残液量为约95％，从而可知雾化效率最高。因此，于需长时间地持续产生雾气MT的情形时，较佳为以内部容器33B内的分散液DIL的深度DOL 维持于10～20mm的范围内的方式，设置如先前的图11中所说明般的液面水平感测器LLS，并设置基于该计测信息Sv而不时注入分散液DIL的机构。
其次，于图14的构成的雾气产生装置中，通过实验对如下情形时的雾化效率的变化进行了调查：以使分散液DIL的初始容量相同，且使深度DOL为20mm的方式进行设定，于此状态下，将探针状的振动部32a(超音波均化器)与雾化用的振动部 34a的间隔SPL变更为5～50mm之间的若干点、此处为5mm、20mm、35mm、50 mm，而进行固定时间的雾化。图16是表示与探针状的振动部32a(直径为数毫米～十数毫米的金属棒)与雾化用的振动部34a(振子径为20mmφ)的间隔SPL相应的雾化效率的变化特性的曲线图，纵轴的残液量(％)与先前的图15同样地表示残液量相对于分散液DIL的初始容量的比率(％)，横轴表示间隔SPL(mm)。图16 中的变化特性A1为不使分散用的振动部32a(20KHz)振动而仅使雾化用的振动部 34a(1.6MHz)振动的无强制分散时的雾化状态时的特性，变化特性B1为使分散用的振动部32a(20KHz)及雾化用的振动部34a(1.6MHz)一并振动的并用强制分散时的雾化状态时的特性。
于无强制分散时的雾化状态的情形时，如变化特性A1所示，间隔SPL为20mm～50mm时，残液量(％)为约97％(雾化效率3％)，大致固定。若间隔SPL为20mm 以下，则于遭到来自振动部34a的振动波最强照射的内部容器33B的底面部分与其上方的分散液DIL的液面SQ的部分之间，可能成为障碍物的分散用的振动部32a靠近，因此可预料到：传递至液面SQ的1.6MHz的振动波变弱，由于应出现于液面SQ的液柱的减少而导致雾气MT的产生效率降低。与此相对地，于并用强制分散时的雾化状态的情形时，如变化特性B1所示，间隔SPL为20mm～35mm之间时，残液量(％) 为约95％(雾化效率5％)，间隔SPL为50mm时，残液量为与变化特性A1大致相同的97％。又，于并用强制分散时的雾化状态的情形时(变化特性B1)，若间隔SPL 为20mm以下，则雾气MT的产生效率(雾化效率)亦降低。其原因在于：如先前所说明般，对于雾化用的振动波(1.6MHz)的传递而言成为障碍物的分散用的振动部32a靠近，从而无法稳定地产生应出现于液面SQ的液柱。
如上所述，通过将雾化用的振动部34a的1.6MHz的振动波及分散用的振动部 32a的20KHz的振动波一并施加至分散液DIL，并适当设定间隔SPL，能如图16的变化特性B1所示提高(加速)雾化效率。从而，通过以不会与雾化用的较强振动波 (1.6MHz或2.4MHz)朝向分散液DIL的液面SQ的照射范围发生物理干涉的程度的距离(间隔SPL)，使分散用的振动部32a靠近雾化用的振动部34a而加以配置，能提高雾化效率。此种配置条件同样适应于先前的图3、图8、图9各图中所示的雾气产生装置(雾气产生部)的分散用的振动部32a与雾化用的振动部34a的配置关系。根据以上实验，先前的图15所示的分散液DIL的深度DOL为10～20mm的范围(最佳深度范围)时雾气MT的雾化效率最大，因此若分散用的振动部32a与雾化用的振动部34a的间隔SPL严格而言设定为大于最佳深度范围的下限值(10mm)且小于最佳深度范围的上限值(20mm)的2倍的距离范围，则能获得最大的雾化效率。但于不必过于精细的情形时，只要将间隔SPL设定为与分散液DIL的深度DOL相同的程度，便可获得良好的雾化效率。
[第4实施形态的变形例]
图17是表示先前的图14所示的第4实施形态的雾气产生装置的变形例的图，对于与图14中的构件相同的构成、或相同功能的构件标注相同的符号。于图17的变形例中，相对于图14的构成变更2处构成。第1变更为：当于XY面内进行观察时，将探针状的振动部32a配置于内部容器33B的中心附近，且当于XY面内进行观察时，配置于外部容器30a内的液体LW中的雾化用的振动部34a设置于自振动部32a沿+X 方向及-X方向隔开有间隔SPL的2处；第2变更为：于内部容器33B(聚丙烯制) 的可供探针状的振动部32a通过的开口部33Bo之下，设置有包围振动部32a而沿-Z 方向延设至分散液DIL的液面SQ附近的筒状的导管33Bp。于该等变更点中，尤其是根据第1变更，经由液体LW而照射至内部容器33B的底面的雾化用的1.6MHz (或2.4MHZ)的振动波跨及底面较大范围而照射，因此能增加雾化量(雾气MT的浓度)。又，根据第2变更，导管33Bp的下侧(-Z方向侧)的前端开口部设定于液面SQ附近，因此自开口部33Bo流入的气体沿液面SQ流动后向排气口EP流动，故而自液面SQ产生的雾气MT被有效率地捕集并传送至排气口EP。再者，雾化用的振动部34a亦可为当于XY面内进行观察时，绕探针状的振动部32a隔开间隔SPL 呈轮带状而配置有多个。
[第5实施形态]
进行了如下实验：使用先前的第4实施形态(图14)的雾气产生装置，于试样基板上通过雾气法进行包含纳米粒子NP的成膜，而于基板上形成膜，于无强制分散时的雾化的情形时、及并用强制分散时的雾化的情形时对该膜的状态进行比较。于该实验中，如图18所示，使用由密闭型的容器(腔室)30a所构成的第5实施形态的成膜单元(成膜部)，该容器(腔室)30a经由雾气搬送路径(配管)36a而导入自图14的雾气产生装置的排气口EP流出的包含雾气MT的气体(空气)。于腔室30a 的下方，以相对于与重力方向垂直的水平面(XY面)呈固定的角度θα倾斜的方式配置有试样基板PF，且于自腔室30a的上方的顶壁导入的雾气搬送路径(配管)36a 的前端，设置有包含朝向-Z方向的喷雾口OP1的喷雾嘴NZ1。使试样基板PF呈角度θα倾斜的理由与如先前的图2中所说明般使基板FS于成膜室22内倾斜的理由相同。
进而，于腔室30a的侧壁(亦可为顶壁侧)且倾斜的试样基板FP的Z方向的位置较高的侧，于高于喷雾嘴NZ1的位置形成排气口EX1，而通过未图示的吸出器自排气口EX1以固定流量抽吸腔室30a内的气体。藉此，于图14的雾气产生装置的内部容器33B内产生的包含雾气MT的气体通过雾气搬送路径(配管)36a而自成为负压侧的腔室30a内的喷雾口OP1释出。自喷雾口OP1释出的包含雾气MT的气体通过排气口EX1的配置及试样基板PF的倾斜，容易地于沿试样基板P的表面的方向上流动，并且能防止于试样基板PF上产生积液。因此，雾气MT有效率地附着于试样基板PF的表面。再者，于使图14的雾气产生装置的内部容器33B内成为阳压，而使包含雾气MT的气体通过雾气搬送路径(配管)36a自喷雾口OP1以加压状态喷出的情形时(挤出的情形时)，存在来自喷雾口OP1的气体(雾气MT)容易向四方分散，从而雾气MT的附着效率降低的情形。
又，于图18的成膜单元中，将试样基板PF设定为具有耐热性的玻璃基板，且试样基板PF倾斜地保持于加热至温度200℃的加热板(加热器)HPT上。其目的在于：于来自喷雾口OP1的雾气MT附着或接近于试样基板PF时，使作为雾气主成分的水瞬间蒸发，而掌握于固定时间内能沉积于试样基板PF上的纳米粒子NP的最大膜厚。
此处，于图14的雾气产生装置的内部容器33B内，贮存200cc包含二氧化锆 (ZrO2)的粒子(5wt.％)作为纳米粒子NP的分散液DIL。ZrO2的1个粒子的平均粒径为3～5nm，但于纯水构成的分散液DIL中，其通过凝集形成为各种粒径的块体而分布。因此，通过动态光散射法测定分散液DIL中的ZrO2的粒径分布，于无强制分散时的雾化的情形时(仅施加1.6MHz)及并用强制分散时的雾化的情形时(施加1.6 MHz+20KHz)对该粒径分布进行了比较。图19是纵轴表示通过动态光散射法而获得的散射强度分布，横轴表示推定粒径(nm)的曲线图，特性SC表示静态状态(未赋予1.6MHz及20KHz中任何一者的振动的无振动状态)下的粒度分布，特性SA 表示无强制分散时的雾化的情形时(仅施加1.6MHz)的粒度分布，特性SB表示并用强制分散时的雾化的情形时(施加1.6MHz+20KHz)的粒度分布。由该测定结果明确可知：无强制分散时的雾化的情形时(仅施加1.6MHz)的特性SA为阔幅的粒度分布，并用强制分散时的雾化的情形时(施加1.6MHz+20KHz)的特性SB为与特性SA相比具有陡峭峰值的粒度分布。
图19的曲线图的特性SB表示分散液DIL中包含大量凝集为20～50nm范围的粒径的ZrO2的粒子块，特性SA表示分散液DIL中以相同程度的比率包含凝集为20～ 100nm范围的粒径的ZrO2的粒子块。即，于并用强制分散时的雾化的情形时，通过振动部34a的1.6MHz的振动与振动部32a的20KHz的振动的重叠效应，即便发生凝集，亦会形成粒径相对较一致的粒子块而分散。再者，虽于图19的曲线图中进行了省略，但不使雾化用的振动部34a振动而仅使分散用的振动部32a振动的情形时的粒度分布的特性相对于特性SB而言，以粒径(nm)的频带宽度略微变窄的程度大致相同。
其次，于将通过图14的雾气产生装置而产生的包含雾气MT的气体以固定时间喷射至图18的成膜单元内的试样基板PF时，ZrO2的纳米粒子沉积于试样基板PF上而形成膜，于无强制分散时的雾化的情形时、及并用强制分散时的雾化的情形时对该膜的厚度进行了比较。此时，图18的加热板HPT(试样基板PF)的温度设定为200℃，自排气口EX1吸气的流量设定为固定。于图18的构成的成膜单元中，于无强制分散时的雾化状态下以固定时间将雾气MT喷射至试样基板PF而获得的ZrO2粒子所形成的膜厚为约2μm，以相同时间于并用强制分散时的雾化状态下将雾气MT喷射至试样基板PF而获得的ZrO2粒子所形成的膜厚为约3μm，可知成膜效率提高1.5倍。
进而，将通过图14的雾气产生装置而产生的雾气MT导入至图18的成膜单元，于试样基板PF(玻璃)上制作膜厚为60nm的ZrO2粒子的膜(试样1)、及膜厚为 2μm的ZrO2粒子的膜(试样2)，测定出试样1、2各自的膜的雾度(HAZE)。雾度是通过透过膜体的总透过光量中扩散透过光量所占的比率(％)而表示，该比率越小，构成膜的ZrO2的纳米粒子的粒子径(或粒子块的直径)越小，而被视为致密的膜。将试样1、2各自的膜的雾度(HAZE)的测定结果表示于图20A 和图 20B 中。
图20A表示试样1(膜厚为60nm)的雾度的特性A1、B1，图20B表示试样2 (膜厚为2μm)的雾度的特性A2、B2，于两图中，纵轴表示雾度(HAZE)(％)，横轴表示波长(nm)。所计测出的波长范围为380nm～780nm。于试样1的情形时，于无强制分散时的雾化状态下形成的ZrO2粒子的膜(厚度为60nm)的平均雾度自特性A1可知为约0.38％，于并用强制分散时的雾化状态下形成的ZrO2粒子的膜(厚度为60nm)的平均雾度自特性B1可知降低至约0.2％。进而，于试样2的情形时，于无强制分散时的雾化状态下形成的ZrO2粒子的膜(厚度为2μm)的平均雾度自特性A2可知为约14％，于并用强制分散时的雾化状态下形成的ZrO2粒子的膜(厚度为2μm)的平均雾度自特性B2可知降低至约10％。如此，可确认出：通过并用分散用的振动部32a的雾化，能获得使所成膜出的膜的粗糙度降低而使致密性提高的显著效果。再者，于以上所说明的实验中，将用以抑制纳米粒子于分散液DIL中的凝集的超音波振动波的频率设定为20KHz，但该频率并不固定，而可根据纳米粒子单体的尺寸、纳米粒子的材质进行调整。又，于自分散液DIL产生雾气MT的实验中，将雾化用的超音波振动波的频率设定为1.6MHz，但此亦不固定，可于1MHZ～3MHz 程度的范围内设定为可使雾化效率提高的频率。
[其他变形例]
于以上的第1～第5各实施形态中，于雾气产生装置(雾气产生部)中，将来自雾化用的振动部34a及分散用的振动部32a两者的振动波施加至成为界面活性剂的化学组成成分的含量实质上可视为零的溶液的分散液DIL(DIL1)，藉此即便凝集，亦能以含于雾气MT中的方式使纳米粒子NP块的粒径一致较小。因此，可使形成于基板FS的膜质良好。于在将来自分散用的振动部32a的振动波施加至分散液(实质上不含成为界面活性剂的化学组成成分的溶液)的状态下，不使用雾化用的振动部34a 而通过发热体(加热器)使分散液DIL(DIL1)加热来产生雾气MT的情形时，同样能获得此种效果。于该情形时，自分散液DIL产生的雾气MT、及通过雾气搬送路径 36a的包含雾气MT的气体的温度为100℃左右，因此图2所示的成膜室22内的温度、或图18所示的腔室30a内的温度亦设定为接近上述温度的温度。如此，自分散有微粒子的分散液DIL(溶液)产生包含微粒子的雾气(直径为数十微米以下的液滴)的方法可为对分散液DIL施加振动波(频率为1MHz以上)的加振方式、或自分散液 DIL的液面产生蒸气(热气)的加热方式中的任一种。

Claims (27)

1.一种雾气产生装置，其产生包含微粒子的雾气，且包含：
第1容器，其保持包含所述微粒子的雾气生成用的第1液体；
第1振动部，其通过对所述第1容器内的所述第1液体赋予用以抑制所述微粒子于所述第1液体中的凝集的第1频率的振动；以及
第2振动部，其对所述第1容器内的所述第1液体赋予高于所述第1频率、且用以自所述第1液体的表面产生包含所述微粒子的雾气的第2频率的振动。
2.如权利要求1所述的雾气产生装置，其中所述第1液体不含界面活性剂。
3.如权利要求1或2所述的雾气产生装置，其进而包含：
第2容器，其保持由第1载气所搬送的所述雾气中液化的所述雾气亦即第2液体；以及
第4振动部，其对所述第2容器内的所述第2液体赋予所述第2频率。
4.如权利要求3所述的雾气产生装置，其进而包含：
第3振动部，其对所述第2液体赋予所述第1频率。
5.如权利要求3所述的雾气产生装置，其具有分隔件，所述分隔件是将所述第2容器的内部空间区隔为存在自所述第1容器搬送而至的所述雾气的第1空间、及存在通过所述第4振动部的振动而自所述第2液体的表面产生的雾气的第2空间，且
将所述第2空间内产生的雾气通过第2载气而搬送至处理部。
6.如权利要求1或2所述的雾气产生装置，其中
所述第1液体包含将凝集的所述微粒子粉碎的粉碎用粒子，且
所述粉碎用粒子的粒径为5～30μm。
7.如权利要求1或2所述的雾气产生装置，其中
所述第1频率为低于1MHz的频率，且
所述第2频率为1MHz以上的频率。
8.如权利要求1或2所述的雾气产生装置，其中
所述微粒子包含金属纳米粒子、有机纳米粒子、及无机纳米粒子中的至少一者。
9.一种成膜装置，其使用包含微粒子的雾气于基板上形成薄膜，且包含：
容器，其保持包含所述微粒子的液体；
第1振动部，其对所述容器内的所述液体赋予第1频率的振动，并抑制所述微粒子的凝集；以及
第2振动部，其对所述液体赋予高于所述第1频率的第2频率的振动，并自所述液体的表面产生包含所述微粒子的雾气。
10.如权利要求9所述的成膜装置，其中所述液体为界面活性剂的含量实质为零的液体。
11.如权利要求9或10所述的成膜装置，其中所述微粒子包含金属纳米粒子、有机纳米粒子、及无机纳米粒子中的至少一者。
12.如权利要求9或10所述的成膜装置，其进而包含气体供给部，该气体供给部对所述容器内供给用以将所述雾气自所述容器搬送的载气。
13.如权利要求12所述的成膜装置，其中
所述载气包含氮气、氦气、氩气中的至少一者。
14.一种雾气产生方法，其是自包含微粒子的液体产生雾气，且包含如下步骤：
通过第1振动部对所述液体赋予第1频率的振动，以抑制所述微粒子于所述液体中的凝集；以及
通过第2振动部对所述液体赋予高于所述第1频率的第2频率、以自所述液体的表面产生包含所述微粒子的雾气。
15.一种成膜方法，其是使用自包含微粒子的液体产生的雾气于基板上形成薄膜，且包含如下步骤：
通过第1振动部对所述液体赋予第1频率的振动，以抑制所述液体中所述微粒子的凝集；
通过第2振动部对所述液体赋予高于所述第1频率的第2频率的振动，以自所述液体的表面产生包含所述微粒子的雾气；以及
将所述雾气供给至所述基板，以于所述基板表面的至少一部分形成包含所述微粒子的薄膜。
16.一种元件制造方法，其是通过对基板实施既定处理而制造电子元件，且包含如下步骤：
通过第1振动部对包含微粒子的液体赋予第1频率的振动，以抑制所述液体中所述微粒子的凝集；
通过第2振动部对所述液体赋予高于所述第1频率的第2频率的振动，而自所述液体的表面产生包含所述微粒子的雾气；
将所述雾气供给至所述基板，而于所述基板的表面形成包含所述微粒子的薄膜；以及
将形成于所述基板的表面的所述薄膜图案化，而形成用于所述电子元件的既定图案。
17.如权利要求16所述的元件制造方法，其中
所述液体为界面活性剂的含量大致为零的液体。
18.一种元件制造方法，其是通过对基板实施既定处理而制造电子元件，且包含如下步骤：
通过第1振动部对包含微粒子的液体赋予第1频率的振动，而抑制所述微粒子于所述液体中的凝集；
通过第2振动部对所述液体赋予高于所述第1频率的第2频率的振动，而自所述液体的表面产生包含所述微粒子的雾气；以及
将所述雾气供给至所述基板，而于所述基板的表面中与构成所述电子元件的电路的至少一部分的图案对应的部分，选择性地形成由所述微粒子形成的薄膜。
19.如权利要求18所述的元件制造方法，其中
所述液体为界面活性剂的含量大致为零的液体。
20.一种雾气产生装置，其产生包含微粒子的雾气，且包含：
第1容器，其保持包含所述微粒子的液体；
第1振动部，其对所述第1容器内的所述液体赋予第1频率的振动；以及
第2振动部，其对所述第1容器内的所述液体赋予与所述第1频率不同的第2频率的振动；
通过所述第1振动部对包含所述微粒子的所述液体赋予所述第1频率的振动，抑制所述微粒子于所述液体中的凝集；
通过所述第2振动部对所述液体赋予高于所述第1频率的所述第2频率的振动，自所述液体的表面产生包含所述微粒子的所述雾气；
所述雾气产生装置，其还具有驱动所述第1振动部及所述第2振动部的驱动控制电路部，且
所述驱动控制电路部以第1模式及第2模式中的任一模式，驱动所述第1振动部及所述第2振动部，该第1模式是以所述第1频率相对于所述第2频率的比，亦即所述第1频率/所述第2频率，成为10倍以上的方式设定各频率；该第2模式是以所述第1频率与所述第2频率的差成为所述第1频率或所述第2频率的1/10以下的方式设定各频率。
21.如权利要求20所述的雾气产生装置，其中
所述驱动控制电路部于所述第1模式时，所述第1频率设定为100KHz以下的频率，所述第2频率设定为1MHz以上的频率。
22.如权利要求20所述的雾气产生装置，其中
所述驱动控制电路部于所述第2模式时，所述第1频率与所述第2频率设定为1MHz以上的不同频率，并且所述第1频率与所述第2频率设定为具有100KHz以下的频率差。
23.一种雾气产生装置，其产生包含微粒子的雾气，且包含：
第1容器，其保持包含所述微粒子的第1液体；
第1振动部，其对所述第1容器内的所述第1液体赋予第1频率的振动，以抑制所述微粒子于所述第1液体中的凝集；以及
第2振动部，其为了自所述第1液体的液面产生包含所述微粒子的雾气，而自所述第1容器的外部赋予高于所述第1频率的第2频率的振动；
所述第1振动部与所述第2振动部隔开既定间隔而配置。
24.如权利要求23所述的雾气产生装置，其包含第2容器，该第2容器是以浸渍所述第1容器的至少底部的方式存储第2液体，并将所述第2振动部设置于所述第2液体中，且
使所述第2振动部的所述第2频率的振动经由所述第2容器内的所述第2液体及所述第1容器而传递至所述第1液体。
25.如权利要求23或24所述的雾气产生装置，其中
所述既定间隔设定为与所述第1容器内的所述第1液体的深度相同的程度。
26.一种雾气产生方法，其是产生包含微粒子的雾气，且包含如下工序：
将包含所述微粒子的第1液体贮存于第1容器，通过对所述第1液体赋予第1频率的振动、或加热所述第1液体，而自所述第1液体的液面产生包含所述微粒子的雾气的工序；以及
对所述第1液体赋予抑制所述第1液体中的所述微粒子凝集的第2频率的振动的工序。
27.如权利要求26所述的雾气产生方法，其中
产生所述雾气的工序，是与对所述第1液体赋予所述第2频率的振动的工序并行实施。
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