CN1846876A - 涂敷装置及成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能利用液相法成膜、并有效利用涂敷液的涂敷装置。涂敷装置(100)包括用于支持被处理对象(基板)的承载部(10)、用于支持并可以使承载部(10)旋转的支持装置、以及用于向承载部(10)喷射涂敷液的多个喷嘴(30、32、34)。

Description

涂敷装置及成膜装置
技术领域
本发明涉及一种利用液相法的涂敷装置及成膜装置。
背景技术
例如,作为铁电体或压电介质等陶瓷膜的成膜方法,公知的有溅射法等固相法、旋转涂层法等液相法、及CVD法等气相法。其中,液相法因为通过控制原料液的组成可以以比较简单的工序获得组成控制性良好的膜、以及工序控制性良好且膜的再现性优良等原因,在陶瓷膜的成膜中被认为大有前途。但是,在采用旋转涂层法的液相法中,存在因滴落在基板上的涂敷液的大部分不利于成膜而导致原料的利用率低的问题。而且,在旋转涂层法中,存在着涂敷液的粘性高时难以得到具有均匀膜厚的膜的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以利用液相法成膜、并有效利用涂敷液的涂敷装置。
本发明的目的还在于提供一种包括根据本发明的涂敷装置的成膜装置。
根据本发明的涂敷装置,包括:承载部,用于支持被处理对象;支持装置,使上述承载部旋转并支持上述承载部;以及多个喷嘴,用于向上述承载部喷射涂敷液。
根据本发明的涂敷装置,通过使用多个喷嘴,可以向被处理对象的表面不浪费地供给涂敷液,在任意类型的基板、例如即使是在表面具有凹凸的基板上,也能形成均匀的涂膜,并能减少涂敷液的使用量。
在根据本发明的涂敷装置中,上述喷嘴可以包括被旋转驱动的臂部。
在根据本发明的涂敷装置中,还包括液体承接部,该液体承接部可以包括围绕在上述承载部周围的侧壁部和具有集液部的底部。
在根据本发明的涂敷装置中,可以在该侧壁部设置向该承载部喷出气体的气体喷射装置。
在根据本发明的涂敷装置中,上述支持装置还可以包括使上述承载部振动的振动装置。
在根据本发明的涂敷装置中,还可以包括向上述承载部照射紫外线的紫外线照射部。
根据本发明的成膜装置包括本发明的涂敷装置和与该涂敷装置相邻设置的加热板。
在根据本发明的成膜装置中,可以与上述涂敷装置、上述加热板相邻设置用于搬运上述被处理对象的自动搬运装置。
在根据本发明的成膜装置中,上述加热板可以设置多个。
在根据本发明的成膜装置中,上述加热板在内部可以包括第一及第二热介质循环回路,向一个热介质循环回路供给第一热介质,向另一个热介质循环回路供给与上述第一热介质温度不同的第二热介质。
在根据本发明的成膜装置中,上述加热板包括槽,该槽包括部分地支持被处理对象的承载部、以及向该槽导入气体的气体导入部。
附图说明
图1是示出涂敷装置及成膜装置的实施例的示意平面图;
图2是沿图1示出的A-A线的截面图;
图3是示出喷嘴的示图;
图4是示出第一加热板的截面图;以及
图5是示出第二加热板的截面图。
具体实施方式
以下,就本发明的实施例,参照附图进行详细说明。
图1是示意示出包括本实施例涉及的涂敷装置100的成膜装置1000的平面图,图2是沿图1的A-A线的截面图。
成膜装置1000包括涂敷装置100、第一加热板200、第二加热板300及自动搬运装置400。
涂敷装置100包括用于支持被处理对象(以下称为“基板”)W的承载部10、使承载部10旋转并支持该承载部的支持装置、向承载部10喷射涂敷液的多个喷嘴30、32、34。基板W因形成涂膜的被处理对象的种类而不同。
在本实施例中,如图2所示,支持装置包括用于支持承载部10的旋转轴12、以及用于旋转驱动旋转轴12的驱动部14。驱动部14包括用于使旋转轴12旋转的电动机(没有图示)。并且,驱动部14还可以包括用于通过旋转轴12使承载部10振动的振动装置。作为振动装置,可以采用如为旋转轴12提供超声振动的超声振子。这样,通过振动旋转轴12的同时使其旋转,可以使更少量的涂敷液在更大面积的基板W上均匀地扩展。由此,可以减少涂敷液的使用量。
承载部10(即基板W)的转速根据涂敷液的种类、粘性等而不同。但优选方式是,小于一般旋转涂层法的转速。这样,使转速小于旋转涂层法中的转速,并使基板W缓慢旋转,从而可以减少离心力导致的涂敷不均匀。特别是对于表面有凸凹的基板W,通过控制该基板W的转速和振动,可以形成均匀膜厚的涂膜。
承载部10配置在上方开口的容器状的液体承接部20内部。液体承接部20包括围绕该承载部10周围的侧壁部20a、以及具有集液部24的底部20b。例如如图2所示,集液部24包括形成在底部20b的凹部。集液部24在开口部26设置有废液导管28。另外,在底部20b设置有用于使旋转轴12通过的开口部21。液体承接部20由未图示的固定部固定。
并且,在液体承接部20的侧壁部20a上设置有向放置在承载部10上的基板W喷出气体的开口部22。这样的气体喷射通过由未图示的送风装置喷射气体来进行。通过向基板W喷射气体,能使基板上形成的涂膜快速干燥。由此,不用加热承载部10,也能除去如涂膜中含有的溶剂。这样,在不需要加热承载部10的情况下,基板W没有因为加热而卷曲,并能在基板W上形成里外均匀性比较好的涂膜。在气体喷射中使用的气体采用对涂膜不会产生不良影响的气体,如可以采用空气、氮气等惰性气体。
由于采用气体喷射,所以,作为涂敷液,在采用铁电体或压电介质等用于形成陶瓷的涂敷液(例如,溶胶·凝胶原料)时,具有以下优点。即,作为基板W,例如最上层采用具有铂族金属的金属层时,通过其催化作用,能使溶胶·凝胶原料中的前体发生反应。其结果,在后面的结晶热处理中,可以以更低的温度使陶瓷结晶。
喷嘴30、32、34分别包括臂部30a、32a、34a。分别以旋转轴30b、32b、34b为中心驱动上述臂部30a、32a、34a。而且,在臂部30a、32a、34a各自的顶端设置有喷嘴部30c、32c、34c。如图3所示,涂敷液从喷嘴部30c、32c、34c向下方扩散喷射。这样,由于涂敷液呈喷淋状扩散,所以,能以短时间、在大范围内向基板W表面供给涂敷液。
根据本实施例,如图1所示,各喷嘴30、32、34可以转动,以便使喷嘴部30c、32c、34c横越基板W。并且,为了避免各喷嘴30、32、34在基板W上的碰撞、并只能在基板W上供给涂敷液,设定它们的移动及涂敷液的喷射时序。这样,通过设置多个喷嘴(本实施例为三个),能连续地在基板W上供给同一涂敷液,可以在短时间内把规定量的涂敷液涂敷在基板上。或者,从不同的喷嘴喷射不同的液体,如不同的原料液、处理液,所以,可以进行两种以上涂敷液的涂敷。而且,因为喷嘴30、32、34在基板W上移动的同时喷射涂敷液,所以,即使是表面有凹凸的基板W,也能均匀地涂敷涂敷液,而且,即使是旋转涂层很难使用的高粘度的涂敷液,也可以使用。
根据本实施例的涂敷装置100,可以对在涂敷工序中从基板W的外缘落下的没有使用的涂敷液进行废液处理。即,如图2所示,积存在液体承接部20的集液部24的涂敷液通过排出导管28被送到未图示的废液处理部。在废液处理部,把没使用的涂敷液过滤后,利用如喷雾式干燥机进行粉末化处理。被粉末化的废液根据其种类可以再利用。例如,涂敷液为陶瓷用前体溶液时,可以通过使其再次变成溶液而进行再利用。
根据本实施例,如图2所示,可以包括向承载部10照射紫外线的紫外线照射部40。紫外线照射部40例如可以通过排列多个紫外线灯而构成。紫外线的照射具有以下优点。
例如,通过对涂敷涂敷液前的基板W照射紫外线,可以清洗基板W的表面,提高对涂敷液的可湿性。而且,通过在基板W上形成涂膜后照射紫外线,可以提高膜的特性。例如,涂膜为陶瓷时,通过形成涂膜后照射紫外线,能控制涂膜中的前体的反应,提高其结晶的定向性,并使多余的成分蒸发。
根据本实施例,在成膜装置1000中,与上述涂敷装置100相邻设置第一加热板200和第二加热板300。在第一加热板200和第二加热板300之间设置有用于搬运基板W的自动搬运装置400。
如图4所示,第一加热板200在加热板主体210的内部或周边部包括加热用第一热介质循环回路220和冷却用第二热介质循环回路230。向第一热介质循环回路220供给高温的第一热介质,向第二热介质循环回路230供给低温的第二热介质。例如,作为第一热介质可以采用400℃的油,作为第二热介质可以采用-80℃的油。通过控制两种热介质的流量,可以自由设定第一加热板200的升温速度或降温速度。作为热介质可以采用已知的物质。
利用上述第一加热板200,例如加热形成了涂膜的基板W时,通过缓慢加热基板W,基板W不会发生卷曲,并能均匀加热涂膜。
如图5所示,第二加热板300包括恒温槽310。在恒温槽310内存放有加热到期望温度的气体320,如惰性气体。该气体320从气体导入部330导入到恒温槽310内,从气体排出部340排出到外部。使气体320循环,使恒温槽310内部设定为规定的温度。而且,在恒温槽310内设置有可以局部支持基板W的承载部350。基板W通过没有图示的门部取出放入恒温槽310。
采用上述第二加热板300,即使急剧加热基板W,因为周围是气体320,所以,即使在基板W上形成了凹凸图案或在基板W出现卷曲的情况,也可实现涂膜的均匀加热。例如,涂膜为用于陶瓷的前体膜时,用第二加热板300的加热,能分解、去除包括有机基的有机物质等。
自动搬运装置400可以使用公知的装置。自动搬运装置400的基板W的保持部410如图1箭头所示,可以进行进退移动、旋转移动及上下移动。通过自动搬运装置400,作为被处理对象的基板W可以从成膜装置1000的外部向涂敷装置100的承载部10搬运、从承载部10向第一加热板200搬运、从第一加热板200向第二加热板300搬运、从第二加热板300向成膜装置1000外部搬运。
根据本实施例的成膜装置1000,利用涂敷装置100在基板W上形成涂膜,然后,利用第一及第二加热板200、300,顺次进行涂膜的干燥、脱脂处理。
通过本实施例的成膜装置1000形成膜的基板W根据需要进行以下处理。例如,形成陶瓷膜时,基板W还被搬运到用于结晶的热处理装置。并且,例如在加热炉中,通过RTA(快速加热缓冷),涂膜就结晶成为陶瓷膜。
根据本实施例的装置,主要有以下值得说明的方面。
根据本实施例的涂敷装置100,通过使用可以移动的多个喷嘴,可以在基板W表面不浪费地供给涂敷液。因此,根据本实施例的涂敷装置100,在任意类型的基板、例如即使表面有凹凸的基板上,也能形成均匀涂膜,并且可以减少涂敷液的使用量。
根据本实施例的涂敷装置100,由于使用可以移动的多个喷嘴,所以,即使是现有的旋转涂层难以使用的高粘性的涂敷液,也可以使用。即,根据本实施例的涂敷装置100,利用可以移动的喷嘴在基板W的期望区域内供给涂敷液,所以,与现有的旋转涂层法相比,可以使承载部10缓慢旋转,从而减少离心力带来的涂膜的不均匀。而且,进行旋转运动的同时振动承载部10,可以将少量的涂敷液更均匀地涂敷在大面积的基板W,所以能明显减少涂敷液的使用量。
根据本发明的涂敷装置100,由于包括向基板W喷出气体的气体喷射装置,所以,能有效地进行涂膜的干燥。
根据本实施例的成膜装置1000包括涂敷装置100和第一、第二加热板200、300,所以,能以连续的、可控的状态实施涂膜的形成步骤和涂膜的干燥步骤。
本实施例的涂敷装置100及成膜装置1000可以适用于利用液相法的所有涂敷法,例如,适用于High-K膜、Low-K膜、铁电体膜、压电介质膜、光功能陶瓷膜等陶瓷膜或抗蚀膜等有机膜的成膜。
以上,就本发明的实施例进行了说明,但本发明并不限定于此,可以在本发明的宗旨范围内进行各种变形。例如,涂敷装置的喷嘴只要是大于等于两个就可以。而且,加热板可以根据干燥工序选择其种类、数量。
附图说明
10   承载部                            12   旋转轴
14   驱动部                            20   液体承接部
22   气体喷出部                        24   集液部
28   排出导管                          30   第一喷嘴
30a  臂部                              30b  旋转轴
30c  喷嘴部                            32   第二喷嘴
34   第三喷嘴                          40   紫外线照射部
100  涂敷装置                          200  第一加热板
220  第一热介质循环回路                230  第二热介质循环回路
300  第二加热板                        310  恒温槽

Claims (11)

1.一种涂敷装置,其特征在于,包括:
承载部,用于支持被处理对象;
支持装置,用于使所述承载部旋转,并支持所述承载部;
以及
多个喷嘴,用于向所述承载部喷射涂敷液。
2.根据权利要求1所述的涂敷装置,其特征在于:
所述喷嘴包括被旋转驱动的臂部。
3.根据权利要求1所述的涂敷装置,其特征在于:
还包括液体承接部,
所述液体承接部包括围绕在所述承载部周围的侧壁部和包括集液部的底部。
4.根据权利要求3所述的涂敷装置,其特征在于:
在所述侧壁部设置有用于向所述承载部喷出气体的气体喷射装置。
5.根据权利要求1所述的涂敷装置,其特征在于:
所述支持装置还包括用于使所述承载部振动的振动装置。
6.根据权利要求1所述的涂敷装置,其特征在于:
还包括用于向所述承载部照射紫外线的紫外线照射部。
7.一种成膜装置,其特征在于,包括:
根据权利要求1所述的涂敷装置;以及
与所述涂敷装置相邻设置的加热板。
8.根据权利要求7所述的成膜装置,其特征在于:
与所述涂敷装置、以及所述加热板相邻设置有用于搬运所述被处理对象的自动搬运装置。
9.根据权利要求7所述的成膜装置,其特征在于:设置有多个所述加热板。
10.根据权利要求7所述的成膜装置,其特征在于:
所述加热板可以在内部包括第一热介质循环回路、以及第二热介质循环回路,用于向一个热介质循环回路供给第一热介质、向另一个热介质循环回路供给与所述第一热介质温度不同的第二热介质。
11.根据权利要求7所述的成膜装置,其特征在于:
所述加热板包括槽,
所述槽包括用于部分地支持被处理对象的承载部、以及向所述槽导入气体的气体导入部。
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