JP2012196623A - Film-forming device - Google Patents

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壽宏 田村
Yuji Imada
裕士 今田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a high-quality film, while achieving the reduction of a film formation cost, by reducing the frequency of the maintenance of a film-forming device and also improving the utilization efficiency of a film formation material.SOLUTION: The film-forming device 100 forms a film by depositing the microparticulated film formation material 160 on a substrate 200. The film-forming device includes: a housing 150; an atomization mechanism that sprays a film formation gas, obtained by microparticulating the film formation material 160, in the housing 150; and an electric field formation mechanism that generates an electric field near a prescribed part so that the film formation material 160 does not adhere to the prescribed part of a wall surface of the housing 150.

Description

本発明は、成膜装置に関し、特に、微粒子化した成膜材料を堆積させて成膜する成膜装置に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus, and more particularly to a film forming apparatus that deposits a fine film forming material to form a film.

半導体、ディスプレイおよび太陽電池などの分野で、透明導電膜が広く利用されている。透明導電膜としては、STO(チタン酸ストロンチウム)およびITO(Snドープ酸化インジウム)などの金属酸化物からなるものが主流である。透明導電膜は、一般的に、スパッタリング法、蒸着法、および、有機金属化合物を用いた有機金属化学気相成長法などを用いて成膜される。   Transparent conductive films are widely used in fields such as semiconductors, displays, and solar cells. As the transparent conductive film, those made of metal oxides such as STO (strontium titanate) and ITO (Sn-doped indium oxide) are mainly used. The transparent conductive film is generally formed using a sputtering method, a vapor deposition method, a metal organic chemical vapor deposition method using an organic metal compound, or the like.

スパッタリング法および蒸着法においては、真空プロセスで成膜するため、真空容器などの真空雰囲気を形成して維持する設備が必要となる。有機金属化学気相成長法は、原料として用いる有機金属化合物が爆発性および毒性を有するため、取り扱いが難しく、排ガス処理装置など付随する設備を設ける必要がある。このため、上記の成膜方法を行なうためには、高価な成膜装置が必要となる。   In the sputtering method and the vapor deposition method, since a film is formed by a vacuum process, an equipment for forming and maintaining a vacuum atmosphere such as a vacuum vessel is required. The organometallic chemical vapor deposition method is difficult to handle because the organometallic compound used as a raw material is explosive and toxic, and it is necessary to provide an accompanying facility such as an exhaust gas treatment apparatus. For this reason, in order to perform the film forming method described above, an expensive film forming apparatus is required.

そこで、従来とは異なる成膜方法としてミスト法が提案されている。ミスト法は、原料金属を溶質として含む溶媒を霧化して基板上に噴霧することによって成膜する方法である。   Therefore, a mist method has been proposed as a film forming method different from the conventional one. The mist method is a method of forming a film by atomizing a solvent containing a raw material metal as a solute and spraying it on a substrate.

ミスト法においては、大気圧で成膜することができるため、真空容器およびポンプ類などの製造設備が不要である。また、ミスト法においては有機金属化合物のような危険物質を用いないため、構成が簡易で安価な成膜装置を使用することができる。   In the mist method, a film can be formed at atmospheric pressure, so that no manufacturing equipment such as a vacuum vessel and pumps is required. In addition, since the mist method does not use a dangerous substance such as an organometallic compound, it is possible to use an inexpensive film forming apparatus with a simple configuration.

ミスト法を行なう成膜装置を開示した先行文献として特許文献1がある。特許文献1に記載された成膜装置においては、強誘電体材料を含む溶液をミスト化して、そのミストを帯電させる。基板上に設けられた導電性電極と基板から離れた位置に設置された電極との間に加えた電界でミストを加速することにより、基板上に設けられた導電性電極上にミストを堆積させている。   There is Patent Document 1 as a prior document disclosing a film forming apparatus that performs a mist method. In the film forming apparatus described in Patent Document 1, a solution containing a ferroelectric material is made mist and the mist is charged. The mist is accelerated on the conductive electrode provided on the substrate by accelerating the mist with an electric field applied between the conductive electrode provided on the substrate and an electrode installed at a position away from the substrate. ing.

特開2002−289803号公報JP 2002-289803 A

ミスト法による成膜装置においては、処理目的である基板以外の成膜装置の壁面などに成膜材料の微粒子が付着するため、微粒子を除去するメンテナンスが頻繁に必要である。また、成膜装置内の成膜領域から排気口に通じている排気領域までの間に位置するミストの流路領域の壁面に付着した微粒子は、壁面から基板上に脱落して、成膜された膜の品質低下の原因となるとともに、成膜材料の利用効率の低下の原因となる。   In a film forming apparatus using the mist method, fine particles of the film forming material adhere to the wall surface of the film forming apparatus other than the substrate that is the object of processing, and therefore maintenance is frequently required to remove the fine particles. In addition, the fine particles adhering to the wall surface of the flow path region of the mist located between the film formation region in the film formation apparatus and the exhaust region leading to the exhaust port are dropped from the wall surface onto the substrate to form a film. As a result, the quality of the film is reduced and the utilization efficiency of the film forming material is reduced.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、成膜装置のメンテナンスの頻度を低減するとともに成膜材料の利用効率を向上することにより成膜コストの低減を図りつつ、高品質の膜を成膜できる、成膜装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and reduces the frequency of maintenance of the film forming apparatus and improves the use efficiency of the film forming material, while reducing the film forming cost. An object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of forming the above film.

本発明に基づく成膜装置は、微粒子化した成膜材料を基板上に堆積させて成膜する成膜装置である。成膜装置は、筐体と、筐体内に成膜材料を微粒子化した成膜ガスを噴霧する噴霧機構と、成膜材料が筐体の壁面の所定箇所に付着しないようにこの所定箇所の近傍に電界を生成させる電界生成機構とを備えている。   A film forming apparatus according to the present invention is a film forming apparatus that deposits a fine film forming material on a substrate to form a film. The film forming apparatus includes a housing, a spray mechanism for spraying a film forming gas obtained by atomizing the film forming material into the housing, and the vicinity of the predetermined location so that the film forming material does not adhere to the predetermined location on the wall surface of the housing. And an electric field generating mechanism for generating an electric field.

本発明の一形態においては、筐体は、成膜ガスを排気するための排気口を有している。成膜ガスは筐体内において、成膜ガスが基板上に噴き付けられる噴き付け領域から、成膜ガスが基板に沿って流動する流路領域を通過して、成膜ガスが基板上から排気口に向かう排気領域へ流動する。上記所定箇所が流路領域に位置する筐体の壁面である。   In one embodiment of the present invention, the housing has an exhaust port for exhausting the film forming gas. The film forming gas passes through a flow channel region in which the film forming gas flows along the substrate from the spraying area where the film forming gas is sprayed onto the substrate, and the film forming gas is discharged from the substrate to the exhaust port. Flows to the exhaust area toward The predetermined location is a wall surface of the housing located in the flow path region.

好ましくは、成膜装置は、噴き付け領域、流路領域および排気領域を順に通過するように基板を搬送する搬送機構と、成膜材料が堆積する主面とは反対側の主面側から基板を加熱する加熱機構とをさらに備える。   Preferably, the film forming apparatus includes a transport mechanism that transports the substrate so as to sequentially pass through the spraying region, the flow channel region, and the exhaust region, and the main surface side opposite to the main surface on which the film forming material is deposited. And a heating mechanism for heating the.

好ましくは、電界生成機構は、絶縁体からなる基体と基体内に設けられた金属からなる細線電極とを含む。好ましくは、絶縁体がセラミックスである。好ましくは、金属がタングステンである。   Preferably, the electric field generating mechanism includes a base made of an insulator and a thin wire electrode made of metal provided in the base. Preferably, the insulator is ceramic. Preferably, the metal is tungsten.

好ましくは、複数の細線電極が略平行に設けられている。好ましくは、細線電極に5kV以上10kV以下の電圧が印加される。   Preferably, a plurality of fine wire electrodes are provided substantially in parallel. Preferably, a voltage of 5 kV to 10 kV is applied to the thin wire electrode.

本発明の一形態においては、複数の細線電極からなる細線電極群が、基体の厚さ方向に位置をずらして略平行に複数配置されている。複数の細線電極群の各々に5kV以上10kV以下の交流電圧が相互に独立して印加される。   In one embodiment of the present invention, a plurality of thin wire electrode groups each composed of a plurality of thin wire electrodes are arranged substantially in parallel while being displaced in the thickness direction of the substrate. An AC voltage of 5 kV or more and 10 kV or less is applied to each of the plurality of thin wire electrode groups independently of each other.

本発明の一形態においては、複数の細線電極からなる細線電極群が、基体の厚さ方向に位置をずらして略平行に複数配置されている。複数の細線電極群の各々に5kV以上10kV以下の交流パルス電圧が相互に独立して印加される。   In one embodiment of the present invention, a plurality of thin wire electrode groups each composed of a plurality of thin wire electrodes are arranged substantially in parallel while being displaced in the thickness direction of the substrate. An AC pulse voltage of 5 kV or more and 10 kV or less is applied to each of the plurality of thin wire electrode groups independently of each other.

本発明によれば、成膜装置のメンテナンスの頻度を低減するとともに成膜材料の利用効率を向上することにより成膜コストの低減を図りつつ、高品質の膜を成膜できる。   According to the present invention, it is possible to form a high-quality film while reducing the deposition cost by reducing the frequency of maintenance of the deposition apparatus and improving the utilization efficiency of the deposition material.

本発明の実施形態1に係る成膜装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the film-forming apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 同実施形態に係る電界カーテンパネルの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the electric field curtain panel which concerns on the same embodiment. 図2のIII−III線矢印方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the III-III line arrow direction of FIG. 同実施形態に係る電圧印加装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the voltage application apparatus which concerns on the same embodiment. 電界カーテンの原理を説明するモデル図である。It is a model figure explaining the principle of an electric field curtain. 実施形態1の成膜装置および比較例の成膜装置において成膜処理した実験結果を示すグラフである。6 is a graph showing experimental results of film formation processing in the film formation apparatus of Embodiment 1 and the film formation apparatus of a comparative example. 本発明の実施形態2に係る電界カーテンパネルの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the electric field curtain panel which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図7のVIII−VIII線矢印方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the VIII-VIII line arrow direction of FIG. 同実施形態に係る電圧印加装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the voltage application apparatus which concerns on the same embodiment. 実施形態2の成膜装置において成膜処理した実験結果を示すグラフである。10 is a graph showing experimental results of film formation processing in the film formation apparatus of Embodiment 2.

以下、本発明の実施形態1に係る成膜装置について説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, the film forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. In the following description of the embodiments, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る成膜装置の構成を示す断面図である。図1に示すように、本発明の実施形態1に係る成膜装置100は、微粒子化した成膜材料160を基板200上に堆積させて成膜する装置である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a film forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, a film forming apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention is an apparatus that deposits a fine film forming material 160 on a substrate 200 to form a film.

成膜装置100は、筐体150と、筐体150内に成膜材料160を微粒子化した成膜ガスを噴霧する噴霧機構と、成膜材料160が筐体150の壁面の所定箇所に付着しないようにこの所定箇所の近傍に電界を生成させる電界生成機構とを備えている。   The film forming apparatus 100 includes a housing 150, a spray mechanism that sprays a film forming gas obtained by atomizing the film forming material 160 into the housing 150, and the film forming material 160 does not adhere to a predetermined location on the wall surface of the housing 150. Thus, an electric field generating mechanism for generating an electric field in the vicinity of the predetermined portion is provided.

筐体150は、後述するキャリアガス170が導入される導入口151と、成膜ガスを排気するための排気口152とを有している。また、筐体150は、筐体150内を3つの空間に分割する仕切壁154を有している。第1の空間は、噴霧機構の一部が配置される噴霧機構配置空間158である。第2の空間は、噴霧機構から成膜ガスが噴霧される成膜ガス噴霧空間159である。第3の空間は、排気口152と繋がっている排気空間153である。   The casing 150 has an introduction port 151 into which a carrier gas 170 described later is introduced, and an exhaust port 152 for exhausting the film forming gas. The housing 150 also has a partition wall 154 that divides the interior of the housing 150 into three spaces. The first space is a spray mechanism arrangement space 158 in which a part of the spray mechanism is arranged. The second space is a film forming gas spray space 159 in which the film forming gas is sprayed from the spray mechanism. The third space is an exhaust space 153 connected to the exhaust port 152.

筐体150は、成膜ガス噴霧空間159から成膜ガスを基板200上に流動可能とする開口部157を有している。開口部157の近傍に基板200が配置されることにより、基板200が成膜処理される。   The housing 150 has an opening 157 that allows the deposition gas to flow from the deposition gas spray space 159 onto the substrate 200. By disposing the substrate 200 in the vicinity of the opening 157, the substrate 200 is subjected to film formation.

本実施形態の成膜装置100においては、開口部157の近傍を基板200が通過するように搬送可能な搬送機構110が設けられている。搬送機構110は、基板200が載置される搬送ベルト111と、搬送ベルト111が巻き掛けられたプーリ112と、プーリ112を駆動させる駆動軸113と、駆動軸113に動力を付与する図示しないモータとから構成されている。搬送ベルト111は、耐熱性を有する金属または樹脂から形成されている。   In the film forming apparatus 100 of this embodiment, a transport mechanism 110 that can transport the substrate 200 so as to pass through the vicinity of the opening 157 is provided. The transport mechanism 110 includes a transport belt 111 on which the substrate 200 is placed, a pulley 112 around which the transport belt 111 is wound, a drive shaft 113 that drives the pulley 112, and a motor (not shown) that applies power to the drive shaft 113. It consists of and. The conveyor belt 111 is made of heat-resistant metal or resin.

本実施形態においては搬送機構110を設けたが、必ずしも搬送機構110を設ける必要はなく、開口部157の近傍に基板200を載置する載置台を設けてもよい。   Although the transport mechanism 110 is provided in this embodiment, the transport mechanism 110 is not necessarily provided, and a mounting table on which the substrate 200 is mounted may be provided in the vicinity of the opening 157.

基板200を載置している搬送ベルト111の下方に、成膜材料160が堆積する主面とは反対側の主面側から基板200を加熱する加熱機構120が設けられている。本実施形態においては加熱機構120はホットプレートで構成されているが、加熱機構120は基板200を加熱できるものであればよく、たとえば、赤外線ヒータなどでもよい。   A heating mechanism 120 for heating the substrate 200 from the main surface side opposite to the main surface on which the film forming material 160 is deposited is provided below the conveyance belt 111 on which the substrate 200 is placed. In the present embodiment, the heating mechanism 120 is configured by a hot plate. However, the heating mechanism 120 may be anything that can heat the substrate 200, and may be an infrared heater, for example.

また、加熱機構120は必ずしも設けられなくてもよいが、基板200の表面温度が低い場合、金属酸化物の薄膜が形成されにくくなるため、加熱機構120が設けられた方が好ましい。   In addition, the heating mechanism 120 is not necessarily provided. However, when the surface temperature of the substrate 200 is low, it is difficult to form a metal oxide thin film, and thus it is preferable to provide the heating mechanism 120.

噴霧機構は、成膜材料160を貯留するタンク140と、タンク140内に圧縮空気を導入する図示しないコンプレッサーと、圧縮空気により加圧された成膜材料160が通過する通路141と、成膜材料160を微粒子化して成膜ガスとして噴霧するスプレーノズル130とから構成されている。筐体150には、スプレーノズル130の位置に対応して開口155が形成されている。   The spray mechanism includes a tank 140 that stores the film forming material 160, a compressor (not shown) that introduces compressed air into the tank 140, a passage 141 through which the film forming material 160 pressurized by the compressed air passes, and a film forming material. A spray nozzle 130 that atomizes 160 and sprays it as a film forming gas. An opening 155 is formed in the housing 150 corresponding to the position of the spray nozzle 130.

設けられるスプレーノズル130の数は、基板200の成膜処理の所望のタクトタイムを満たすために必要な単位時間当たりの成膜ガスの噴霧量、または、成膜処理を行なううえで必要な成膜速度に応じて適宜変更される。   The number of spray nozzles 130 provided is the amount of film forming gas sprayed per unit time necessary to satisfy the desired tact time of the film forming process of the substrate 200, or the film forming necessary for performing the film forming process. It is changed appropriately according to the speed.

成膜材料160は、無機材料として、亜鉛、スズ、インジウム、カドミウム、ストロンチウムなどの材料の少なくともいずれかを含む。これらの無機材料が溶質として、有機金属または塩化物金属からなる溶媒に、0.1mol/L以上3mol/L以下の濃度で溶解されることにより、成膜材料160の溶液が作製される。ただし、成膜材料160の溶液としてはこれに限られず、種々の溶液を用いることができる。   The film forming material 160 includes at least one of materials such as zinc, tin, indium, cadmium, and strontium as an inorganic material. When these inorganic materials are dissolved as a solute in a solvent made of an organic metal or a chloride metal at a concentration of 0.1 mol / L or more and 3 mol / L or less, a solution of the film forming material 160 is produced. However, the solution of the film forming material 160 is not limited to this, and various solutions can be used.

ここで、筐体150内におけるガスの流動経路について説明する。まず、導入口151から、たとえば圧縮空気からなるキャリアガス170が筐体150の成膜ガス噴霧空間159内に導入される。成膜ガス噴霧空間159内に導入されたキャリアガス170は、矢印171で示す向きに流動する。   Here, the flow path of the gas in the housing 150 will be described. First, a carrier gas 170 made of, for example, compressed air is introduced into the film forming gas spray space 159 of the housing 150 from the introduction port 151. The carrier gas 170 introduced into the film forming gas spray space 159 flows in the direction indicated by the arrow 171.

スプレーノズル130から成膜ガスが矢印161で示す向きに噴霧される。成膜ガスとキャリアガス170とは、混合領域181において互いに混合されて混合ミストとなる。混合ミストは、矢印182で示す向きに流動して開口部157に到達する。   A film forming gas is sprayed from the spray nozzle 130 in the direction indicated by the arrow 161. The film forming gas and the carrier gas 170 are mixed with each other in the mixing region 181 to become mixed mist. The mixed mist flows in the direction indicated by the arrow 182 and reaches the opening 157.

混合ミストは、開口部157から基板200の主面上に噴き付けられる。成膜ガスを含む混合ミストが基板200上に噴き付けられる領域を、噴き付け領域Xと称する。   The mixed mist is sprayed onto the main surface of the substrate 200 from the opening 157. A region where the mixed mist containing the deposition gas is sprayed onto the substrate 200 is referred to as a spray region X.

噴き付け領域Xに到達した混合ミストは、基板200の主面に沿って流動する。具体的には、仕切壁154の一部であって基板200の主面と対向している対向面156と、基板200の主面との間を矢印183で示す向きに混合ミストが流動する。混合ミストが矢印183で示す向きに流動する領域を、流路領域Yと称する。   The mixed mist that has reached the spray region X flows along the main surface of the substrate 200. Specifically, the mixed mist flows in a direction indicated by an arrow 183 between a facing surface 156 that is a part of the partition wall 154 and that faces the main surface of the substrate 200, and the main surface of the substrate 200. A region where the mixed mist flows in the direction indicated by the arrow 183 is referred to as a flow channel region Y.

流路領域Yを通過した混合ミストは、排気空間153内を矢印184で示す向きに流動する。このように混合ミストが基板の主面上から排気口152に向かう領域を、排気領域Zと称する。排気空間153内を通過して排気口152に到達した混合ミストは、図示しない除害装置により無害化されて排気ガス180として外部に放出される。   The mixed mist that has passed through the flow path region Y flows in the direction indicated by the arrow 184 in the exhaust space 153. A region where the mixed mist is directed from the main surface of the substrate to the exhaust port 152 is referred to as an exhaust region Z. The mixed mist that has passed through the exhaust space 153 and has reached the exhaust port 152 is rendered harmless by an abatement apparatus (not shown) and discharged to the outside as an exhaust gas 180.

基板200は、搬送機構110により矢印114で示す方向に搬送される。すなわち、基板200は、噴き付け領域X、流路領域Yおよび排気領域Zを順に通過するように搬送される。基板200は、噴き付け領域X、流路領域Yおよび排気領域Zを通過する間に、主面上に成膜材料160の微粒子が堆積することにより成膜される。   The substrate 200 is transported in the direction indicated by the arrow 114 by the transport mechanism 110. That is, the substrate 200 is transported so as to pass through the spray region X, the flow channel region Y, and the exhaust region Z in order. The substrate 200 is formed by depositing fine particles of the film forming material 160 on the main surface while passing through the spray region X, the flow channel region Y, and the exhaust region Z.

ただし、成膜材料160の微粒子は、成膜ガスが接触した筐体150の壁面にも付着する。特に、加熱機構120によって基板200が加熱されて発生する上昇気流により、流路領域Yに位置する仕切壁154の対向面156に成膜材料160の微粒子が付着しやすい。   However, the fine particles of the film forming material 160 also adhere to the wall surface of the housing 150 with which the film forming gas is in contact. In particular, the fine particles of the film forming material 160 are likely to adhere to the facing surface 156 of the partition wall 154 located in the flow path region Y due to the rising airflow generated when the substrate 200 is heated by the heating mechanism 120.

流路領域Yに位置する仕切壁154の対向面156に成膜材料160の微粒子が付着した場合、付着した成膜材料160が基板200の主面上に脱落して、成膜された膜の品質低下の原因となるとともに、成膜材料160の利用効率の低下の原因となる。そのため従来の成膜装置においては、基板200上に成膜される膜の品質を維持するために、仕切壁154の対向面156に付着した微粒子を除去するメンテナンスが頻繁に必要であった。   When fine particles of the film forming material 160 adhere to the facing surface 156 of the partition wall 154 located in the flow channel region Y, the attached film forming material 160 drops off on the main surface of the substrate 200, and the film formed This causes a reduction in quality and a reduction in utilization efficiency of the film forming material 160. Therefore, in the conventional film forming apparatus, in order to maintain the quality of the film formed on the substrate 200, maintenance for removing the fine particles attached to the facing surface 156 of the partition wall 154 is frequently required.

そこで、本実施形態の成膜装置100においては、流路領域Yに位置する仕切壁154の対向面156の近傍に電界を生成させる電界生成機構である電界カーテンパネル190を設けている。電界カーテンパネル190には、電圧印加装置400が接続されている。   Therefore, in the film forming apparatus 100 of this embodiment, an electric field curtain panel 190 that is an electric field generation mechanism that generates an electric field is provided in the vicinity of the facing surface 156 of the partition wall 154 located in the flow path region Y. A voltage applying device 400 is connected to the electric field curtain panel 190.

図2は、本実施形態に係る電界カーテンパネルの構成を示す平面図である。図3は、図2のIII−III線矢印方向から見た断面図である。なお、図3においては、簡単のため、引出し電極195も図示している。   FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the electric field curtain panel according to the present embodiment. 3 is a cross-sectional view seen from the direction of arrows III-III in FIG. In FIG. 3, the extraction electrode 195 is also shown for simplicity.

図2,3に示すように、本実施形態に係る電界カーテンパネル190は、絶縁体からなる基体192と基体192内に設けられた金属からなる細線電極193,194とを含む。   As shown in FIGS. 2 and 3, the electric field curtain panel 190 according to the present embodiment includes a base 192 made of an insulator and thin wire electrodes 193 and 194 made of metal provided in the base 192.

本実施形態においては、絶縁体としてセラミックスを用いて基体192を構成した。また、白金メッキしたタングステンを用いて細線電極193,194を構成した。ただし、基体192および細線電極193,194の材質はこれらに限られず、電界カーテンパネルとして機能するものであればよい。   In the present embodiment, the base 192 is configured using ceramics as an insulator. Further, the thin wire electrodes 193 and 194 were formed using tungsten plated with platinum. However, the material of the base 192 and the thin wire electrodes 193 and 194 is not limited to these, and any material that functions as an electric field curtain panel may be used.

複数の細線電極193が互いに所定の間隔を置いて略平行に設けられることにより第1細線電極群が構成されている。同様に、複数の細線電極194が互いに所定の間隔を置いて略平行に設けられることにより第2細線電極群が構成されている。平面視において、細線電極193と細線電極194とは、交互に配置されている。第1細線電極群と第2細線電極群とは、基体192の厚さ方向に位置をずらして略平行に配置されている。本実施形態においては、100mm角の基体192に、5mmピッチで細線電極193および細線電極194を設けた。   A plurality of thin wire electrodes 193 are provided substantially parallel to each other at a predetermined interval to constitute a first thin wire electrode group. Similarly, a plurality of thin wire electrodes 194 are provided substantially parallel to each other at a predetermined interval to constitute a second thin wire electrode group. In a plan view, the fine wire electrodes 193 and the fine wire electrodes 194 are alternately arranged. The first thin wire electrode group and the second thin wire electrode group are arranged substantially in parallel while being displaced in the thickness direction of the base 192. In the present embodiment, the fine wire electrodes 193 and the fine wire electrodes 194 are provided on a 100 mm square base 192 at a pitch of 5 mm.

第1細線電極群の各々の細線電極193は、基体192の表面から引出された引出し電極195と接続されている。引出し電極195の一部は、基体192内において、細線電極193の並ぶ方向と略直交する方向に延在して、第1細線電極群の各々の細線電極193と接続されている。また、引出し電極195の残部は、いずれかの細線電極193との接点から基体192の厚さ方向に延在して、基体192の表面から突出している。引出し電極195は、細線電極193と同じ材料で形成されている。   Each thin wire electrode 193 of the first thin wire electrode group is connected to a lead electrode 195 drawn from the surface of the base 192. A part of the extraction electrode 195 extends in the base 192 in a direction substantially orthogonal to the direction in which the thin wire electrodes 193 are arranged, and is connected to each thin wire electrode 193 of the first thin wire electrode group. Further, the remaining portion of the extraction electrode 195 extends in the thickness direction of the base 192 from a contact point with any of the thin wire electrodes 193 and protrudes from the surface of the base 192. The extraction electrode 195 is made of the same material as the thin wire electrode 193.

第2細線電極群の各々の細線電極194は、基体192の表面から引出された引出し電極196と接続されている。引出し電極196の一部は、基体192内において、細線電極194の並ぶ方向と略直交する方向に延在して、第2細線電極群の各々の細線電極194と接続されている。また、引出し電極196の残部は、いずれかの細線電極194との接点から基体192の厚さ方向に延在して、基体192の表面から突出している。引出し電極196は、細線電極194と同じ材料で形成されている。引出し電極195,196は、電圧印加装置400と接続されている。   Each thin wire electrode 194 of the second thin wire electrode group is connected to a lead electrode 196 drawn from the surface of the base 192. A part of the extraction electrode 196 extends in the base 192 in a direction substantially orthogonal to the direction in which the thin wire electrodes 194 are arranged, and is connected to each thin wire electrode 194 of the second thin wire electrode group. The remaining portion of the extraction electrode 196 extends from the contact point with any one of the thin wire electrodes 194 in the thickness direction of the base 192 and protrudes from the surface of the base 192. The extraction electrode 196 is made of the same material as the thin wire electrode 194. The extraction electrodes 195 and 196 are connected to the voltage application device 400.

図4は、本実施形態に係る電圧印加装置の構成を示す回路図である。図4に示すように、本実施形態に係る電圧印加装置400は、電界制御部410、交流信号発生装置420、位相反転装置430、第1増幅器450および第2増幅器440を含む。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the voltage application device according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the voltage application device 400 according to the present embodiment includes an electric field control unit 410, an AC signal generation device 420, a phase inversion device 430, a first amplifier 450 and a second amplifier 440.

交流信号発生装置420として、ファンクションジェネレータを用いた。電界制御部410と接続された交流信号発生装置420は、接点460を介して第1増幅器450と接続されている。また、交流信号発生装置420は、接点460を介して位相反転装置430および第2増幅器440と接続されている。   A function generator was used as the AC signal generator 420. The AC signal generator 420 connected to the electric field control unit 410 is connected to the first amplifier 450 via the contact 460. The AC signal generator 420 is connected to the phase inverter 430 and the second amplifier 440 via the contact 460.

第1増幅器450は、電界カーテンパネル190の引出し電極195と接続されている。第2増幅器440は、電界カーテンパネル190の引出し電極196と接続されている。   The first amplifier 450 is connected to the extraction electrode 195 of the electric field curtain panel 190. The second amplifier 440 is connected to the extraction electrode 196 of the electric field curtain panel 190.

電圧印加装置400から、引出し電極195を介して第1細線電極群の各々の細線電極193、および、引出し電極196を介して第2細線電極群の各々の細線電極194に交流電圧を印加することにより、いわゆる電界カーテンが形成される。   An AC voltage is applied from the voltage application device 400 to each thin wire electrode 193 of the first thin wire electrode group via the extraction electrode 195 and to each thin wire electrode 194 of the second thin wire electrode group via the extraction electrode 196. Thus, a so-called electric field curtain is formed.

第1細線電極群の各々の細線電極193、および、第2細線電極群の各々の細線電極194に、互いに180°位相が異なる交流電圧を印加することによって、定在波の電界カーテンが形成される。   A standing wave electric field curtain is formed by applying AC voltages that are 180 ° out of phase to each of the thin wire electrodes 193 of the first thin wire electrode group and each of the thin wire electrodes 194 of the second thin wire electrode group. The

本実施形態においては、2組の細線電極群を含む電界カーテンパネル190を用いたが、たとえば、3組の細線電極群を用いた場合、隣り合う2つの細線電極に120度位相がシフトした電圧を印加することにより、進行波の電界カーテンが形成される。4組の細線電極群を用いた場合、隣り合う2つの細線電極に90度位相がシフトした電圧を印加することにより、進行波の電界カーテンが形成される。   In this embodiment, the electric field curtain panel 190 including two sets of fine wire electrodes is used. However, for example, when three sets of fine wire electrodes are used, a voltage whose phase is shifted by 120 degrees between two adjacent thin wire electrodes. Is applied to form a traveling wave electric field curtain. When four groups of thin wire electrodes are used, a traveling wave electric field curtain is formed by applying a voltage whose phase is shifted by 90 degrees to two adjacent thin wire electrodes.

図5は、電界カーテンの原理を説明するモデル図である。図5に示すように、隣り合う細線電極193および細線電極194の各々に印加する電圧を逆極性とすると、細線電極193と細線電極194との間に形成される電気力線310は略円弧状となる。   FIG. 5 is a model diagram illustrating the principle of the electric field curtain. As shown in FIG. 5, when the voltage applied to each of the adjacent thin wire electrode 193 and the thin wire electrode 194 is reversed, the electric lines of force 310 formed between the thin wire electrode 193 and the thin wire electrode 194 are substantially arc-shaped. It becomes.

細線電極193および細線電極194の各々に交流電圧を印加することにより、電気力線310の電界ベクトルの向きが一定周期で反転する。成膜材料160の微粒子300は、電気力線310の近傍に近づくと、電気力線310の接線方向に静電気力320を受けるため、電気力線310に沿うように運動する。電気力線310は略円弧状であるため、微粒子300には電気力線310の半径方向外向きの遠心力330が作用する。その結果、微粒子300は、細線電極193と細線電極194との間から遠ざかる方向に運動する。   By applying an alternating voltage to each of the fine wire electrode 193 and the fine wire electrode 194, the direction of the electric field vector of the electric lines of force 310 is inverted at a constant period. When the fine particles 300 of the film forming material 160 approach the vicinity of the electric force lines 310, the fine particles 300 receive the electrostatic force 320 in the tangential direction of the electric force lines 310 and move along the electric force lines 310. Since the electric force lines 310 are substantially arc-shaped, a centrifugal force 330 acting outward in the radial direction of the electric force lines 310 acts on the fine particles 300. As a result, the fine particles 300 move in a direction away from between the fine wire electrode 193 and the fine wire electrode 194.

電圧印加装置400から印加する交流電圧の周波数を十分高く設定すると、細線電極193および細線電極194に向かう微粒子300に対して逆方向の運動を与えることができるため、微粒子300が電界カーテンパネル190の基体192に付着することを防止できる。   If the frequency of the alternating voltage applied from the voltage application device 400 is set sufficiently high, the fine particles 300 can be moved in the opposite direction to the fine wire electrodes 193 and the fine particles 300 directed to the fine wire electrodes 194. Adhesion to the base 192 can be prevented.

交流電圧の周波数としては、電界カーテンパネル190の周囲の温度が室温である場合には1kHz以上5kHz以下が好ましく、電界カーテンパネル190の周囲の温度が500℃程度である場合には30Hz以上100Hz以下が好ましい。   The frequency of the AC voltage is preferably 1 kHz or more and 5 kHz or less when the ambient temperature of the electric field curtain panel 190 is room temperature, and 30 Hz or more and 100 Hz or less when the ambient temperature of the electric field curtain panel 190 is about 500 ° C. Is preferred.

交流電圧の大きさとしては、5kV以上10kV以下であることが好ましい。なお、本実施形態においては、電圧印加装置400によって、第1細線電極群および第2細線電極群の各々に、5kV以上10kV以下の交流電圧が相互に独立して印加されている。   The magnitude of the AC voltage is preferably 5 kV or more and 10 kV or less. In the present embodiment, the voltage application device 400 applies AC voltages of 5 kV or more and 10 kV or less independently to each of the first thin wire electrode group and the second thin wire electrode group.

図1に示すように、成膜装置100においては、仕切壁154の対向面156に沿うように電界カーテンパネル190を取付部材191により固定している。そのため、電圧印加装置400により交流電圧を印加すると、流路領域Yを流動している混合ミストに含まれる成膜材料160の微粒子300が基板200の主面側に向けて運動する。   As shown in FIG. 1, in the film forming apparatus 100, the electric field curtain panel 190 is fixed by a mounting member 191 along the facing surface 156 of the partition wall 154. Therefore, when an AC voltage is applied by the voltage application device 400, the fine particles 300 of the film forming material 160 included in the mixed mist flowing in the flow path region Y move toward the main surface side of the substrate 200.

その結果、対向面156に成膜材料160の微粒子300が付着することを抑制することができる。また、基板200の主面上に成膜材料160の微粒子300を堆積させることができる。よって、成膜装置100のメンテナンスの頻度を低減するとともに成膜材料160の利用効率を向上することにより成膜コストの低減を図りつつ、高品質の膜を成膜できる。   As a result, adhesion of the fine particles 300 of the film forming material 160 to the facing surface 156 can be suppressed. Further, the fine particles 300 of the film forming material 160 can be deposited on the main surface of the substrate 200. Therefore, it is possible to form a high-quality film while reducing the film formation cost by reducing the frequency of maintenance of the film formation apparatus 100 and improving the utilization efficiency of the film formation material 160.

本実施形態においては、対向面156に電界カーテンパネル190を設けたが、電界カーテンパネル190を設ける位置はこれに限られず、成膜材料160の付着を抑制したい位置に設ければよい。   In the present embodiment, the electric field curtain panel 190 is provided on the facing surface 156. However, the position where the electric field curtain panel 190 is provided is not limited to this, and may be provided at a position where the deposition of the film forming material 160 is desired to be suppressed.

なお、電界カーテンの詳細については、高畑裕基、外1名「電界カーテン上の帯電粒子の運動の解析」、静電気学会誌、2009年5月、第33巻、第3号、p.121−127など参照。   For details of the electric field curtain, see Yuki Takahata and one other, “Analysis of the Movement of Charged Particles on the Electric Field Curtain”, Journal of the Electrostatic Society, May 2009, Vol. 33, No. 3, p. See 121-127.

以下、電界カーテンパネル190を有さない比較例の成膜装置と、実施形態1に係る成膜装置100とにおいて、基板200を成膜処理した実験例について説明する。   Hereinafter, an experimental example in which the substrate 200 is subjected to the film formation process in the film formation apparatus of the comparative example that does not have the electric field curtain panel 190 and the film formation apparatus 100 according to the first embodiment will be described.

(実験例1)
図1に示すように、噴き付け領域X、流路領域Yおよび排気領域Zに亘って基板200が位置するように配置した。本実験においては、搬送機構110による基板200の搬送を行なわずに、基板200を一定の位置に配置した。基板200の大きさは100mm角であり、噴き付け領域Xの大きさは80mm角である。
(Experiment 1)
As shown in FIG. 1, the substrate 200 is arranged so as to extend over the spray region X, the flow channel region Y, and the exhaust region Z. In this experiment, the substrate 200 was placed at a fixed position without carrying the substrate 200 by the carrying mechanism 110. The size of the substrate 200 is 100 mm square, and the size of the spray region X is 80 mm square.

スプレーノズル130をそれぞれの成膜装置において3つ設け、各スプレーノズル130の噴霧口と基板200の主面との水頭差を−150mmとした。   Three spray nozzles 130 were provided in each film forming apparatus, and the water head difference between the spray port of each spray nozzle 130 and the main surface of the substrate 200 was set to −150 mm.

成膜装置100においては、電圧印加装置400により、周波数が20kHzで出力電圧が±8kVの電圧を細線電極193,194に印加して50mAの出力電流を流した。   In the film forming apparatus 100, a voltage application apparatus 400 applied a voltage having a frequency of 20 kHz and an output voltage of ± 8 kV to the thin wire electrodes 193 and 194 to flow an output current of 50 mA.

加熱機構120であるホットプレートの設定温度を590℃として、60秒間成膜した。噴き付け領域Xに位置する部分の基板200の温度は、成膜処理開始直後の590℃程度から500℃程度まで低下した。これは、混合ミストが基板200の主面上に付着して気化した際に、基板200から気化熱を奪ったためである。   The film was formed for 60 seconds at a set temperature of 590 ° C. of the hot plate serving as the heating mechanism 120. The temperature of the portion of the substrate 200 located in the spray region X decreased from about 590 ° C. immediately after the start of the film forming process to about 500 ° C. This is because when the mixed mist adheres to the main surface of the substrate 200 and vaporizes, the heat of vaporization is taken from the substrate 200.

流路領域Yに位置する部分の基板200の温度は、噴き付け領域Xに位置する部分の基板200の温度と比較して高くなっていた。これは、流路領域Yにおいて基板200と接触する混合ミストの量が少ないことと、噴き付け領域Xにおいて気化した高温のガスの一部が流路領域Yに流入しているためである。そのため、流路領域Yにおいては、成膜材料160の付着効率が高い。   The temperature of the substrate 200 in the portion located in the flow path region Y was higher than the temperature of the substrate 200 in the portion located in the spray region X. This is because the amount of mixed mist that comes into contact with the substrate 200 in the flow path region Y is small, and a part of the high-temperature gas vaporized in the spray region X flows into the flow path region Y. Therefore, in the flow channel region Y, the deposition efficiency of the film forming material 160 is high.

図6は、実施形態1の成膜装置および比較例の成膜装置において成膜処理した実験結果を示すグラフである。図6においては、縦軸に成膜された膜の膜厚(nm)、横軸に排気領域側の基板端部からの距離(mm)を示している。   FIG. 6 is a graph showing experimental results of film formation processing in the film formation apparatus of Embodiment 1 and the film formation apparatus of the comparative example. In FIG. 6, the vertical axis represents the film thickness (nm) of the deposited film, and the horizontal axis represents the distance (mm) from the substrate end on the exhaust region side.

図6に示すように、実施形態1の成膜装置100および比較例の成膜装置の両方において、基板200の主面上に成膜された成膜材料160の膜厚が、噴き付け領域X、流路領域Y、排気領域Zの順に薄くなっている。   As shown in FIG. 6, in both the film forming apparatus 100 of the first embodiment and the film forming apparatus of the comparative example, the film thickness of the film forming material 160 formed on the main surface of the substrate 200 is the spray region X. The channel region Y and the exhaust region Z become thinner in this order.

基板200の主面上に成膜された成膜材料160の膜厚は、噴き付け領域Xにおいては、比較例の成膜装置と実施形態1に係る成膜装置100とで差はほとんどなかった。流路領域Yおよび排気領域Zにおいては、比較例の成膜装置より実施形態1に係る成膜装置100の方が、成膜された膜の膜厚が厚くなっていた。   The film thickness of the film forming material 160 formed on the main surface of the substrate 200 was almost the same in the spray region X between the film forming apparatus of the comparative example and the film forming apparatus 100 according to the first embodiment. . In the flow path region Y and the exhaust region Z, the film thickness of the deposited film was larger in the film deposition apparatus 100 according to the first embodiment than in the film deposition apparatus of the comparative example.

これは、実施形態1の成膜装置100において電界カーテンパネル190によって、成膜材料160の微粒子が流路領域Yおよび排気領域Zにおいて基板200に向けて運動させられて基板200の主面上に堆積したためである。   This is because fine particles of the film forming material 160 are moved toward the substrate 200 in the flow path region Y and the exhaust region Z by the electric field curtain panel 190 in the film forming apparatus 100 of the first embodiment, and are on the main surface of the substrate 200. It is because it was deposited.

この結果、成膜材料160の利用効率においては、比較例の成膜装置が10.2%であるのに対して、実施形態1に係る成膜装置100は12.5%まで向上された。成膜装置100により成膜された厚さが800nm以上の透明導電膜のシート抵抗の測定値は、平均50Ω/□程度であり、ヘイズ率は平均10%であり、高品質の膜が形成されていた。   As a result, in the utilization efficiency of the film forming material 160, the film forming apparatus 100 according to the first embodiment was improved to 12.5% while the film forming apparatus of the comparative example was 10.2%. The measured value of the sheet resistance of the transparent conductive film having a thickness of 800 nm or more formed by the film forming apparatus 100 is about 50Ω / □ on average, the average haze ratio is 10%, and a high quality film is formed. It was.

一方、成膜装置100においては、仕切壁154の対向面156には、ほとんど成膜材料160が付着していなかった。よって、成膜装置100ではメンテナンスの回数を低減することができる。   On the other hand, in the film forming apparatus 100, the film forming material 160 hardly adhered to the facing surface 156 of the partition wall 154. Therefore, the number of maintenance operations can be reduced in the film formation apparatus 100.

なお、電圧印加装置400が印加する電圧の出力波形としては、パルス状凹凸波形およびサイン波形のいずれの場合も同様の効果を得ることができることを確認した。電界カーテンパネル190の効果は、印加される電圧の出力波形にはあまり影響されないため、たとえば、三角波形などの出力波形の電圧を印加してもよいと考えられる。   It has been confirmed that the same effect can be obtained in both cases of the pulsed uneven waveform and the sine waveform as the output waveform of the voltage applied by the voltage application device 400. Since the effect of the electric field curtain panel 190 is not significantly affected by the output waveform of the applied voltage, for example, it is considered that a voltage having an output waveform such as a triangular waveform may be applied.

さらに、細線電極193と細線電極194とに印加される電圧は互いに逆位相でなくてもよく、細線電極193と細線電極194との間に種々の電界が印加されうる。よって、複数の細線電極群の各々に5kV以上10kV以下の交流パルス電圧が相互に独立して印加されてもよい。   Furthermore, the voltages applied to the fine wire electrode 193 and the fine wire electrode 194 do not have to be in opposite phases, and various electric fields can be applied between the fine wire electrode 193 and the fine wire electrode 194. Therefore, AC pulse voltages of 5 kV or more and 10 kV or less may be applied to each of the plurality of thin wire electrode groups independently of each other.

以下、本発明の実施形態2に係る成膜装置について説明する。なお、実施形態2に係る成膜装置は、電界カーテンパネル500および電圧印加装置600の構成のみ実施形態1に係る成膜装置100と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。   Hereinafter, a film forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The film forming apparatus according to the second embodiment is different from the film forming apparatus 100 according to the first embodiment only in the configuration of the electric field curtain panel 500 and the voltage applying device 600, and therefore, the description of the other configurations will not be repeated.

(実施形態2)
図7は、本発明の実施形態2に係る電界カーテンパネルの構成を示す平面図である。図8は、図7のVIII−VIII線矢印方向から見た断面図である。なお、図8においては、簡単のため、引出し電極506,507,508も図示している。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the electric field curtain panel according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view seen from the direction of arrows VIII-VIII in FIG. In FIG. 8, extraction electrodes 506, 507, and 508 are also shown for simplicity.

図7,8に示すように、本実施形態に係る電界カーテンパネル500は、絶縁体からなる基体501と基体501内に設けられた金属からなる細線電極502,503,504,505とを含む。   As shown in FIGS. 7 and 8, the electric field curtain panel 500 according to the present embodiment includes a base body 501 made of an insulator and fine wire electrodes 502, 503, 504, and 505 made of metal provided in the base body 501.

複数の細線電極502が互いに所定の間隔を置いて略平行に設けられることにより第1細線電極群が構成されている。複数の細線電極503が互いに所定の間隔を置いて略平行に設けられることにより第2細線電極群が構成されている。複数の細線電極504が互いに所定の間隔を置いて略平行に設けられることにより第3細線電極群が構成されている。複数の細線電極505が互いに所定の間隔を置いて略平行に設けられることにより第4細線電極群が構成されている。   A plurality of thin wire electrodes 502 are provided substantially parallel to each other at a predetermined interval to constitute a first thin wire electrode group. A plurality of thin wire electrodes 503 are provided substantially parallel to each other at a predetermined interval to constitute a second thin wire electrode group. A plurality of thin wire electrodes 504 are provided substantially parallel to each other at a predetermined interval to constitute a third thin wire electrode group. A plurality of thin wire electrodes 505 are provided substantially parallel to each other at a predetermined interval to constitute a fourth thin wire electrode group.

平面視において、細線電極502と細線電極503と細線電極504と細線電極505とは、順に周期的に配置されている。第1細線電極群と第2細線電極群と第3細線電極群と第4細線電極群とは、基体501の厚さ方向に位置をずらして略平行に配置されている。本実施形態においては、100mm角の基体501に、5mmピッチで細線電極502、細線電極503、細線電極504および細線電極505を設けた。   In a plan view, the fine wire electrode 502, the fine wire electrode 503, the fine wire electrode 504, and the fine wire electrode 505 are periodically arranged in order. The first thin wire electrode group, the second thin wire electrode group, the third thin wire electrode group, and the fourth thin wire electrode group are arranged substantially in parallel while being displaced in the thickness direction of the base 501. In this embodiment, the thin wire electrode 502, the thin wire electrode 503, the thin wire electrode 504, and the thin wire electrode 505 are provided on a 100 mm square base 501 at a pitch of 5 mm.

第1細線電極群の各々の細線電極502は、基体501の表面から引出された引出し電極506と接続されている。引出し電極506の一部は、基体501内において、細線電極502の並ぶ方向と略直交する方向に延在して、第1細線電極群の各々の細線電極502と接続されている。また、引出し電極506の残部は、いずれかの細線電極502との接点から基体501の厚さ方向に延在して、基体501の表面から突出している。引出し電極506は、細線電極502と同じ材料で形成されている。   Each thin wire electrode 502 of the first thin wire electrode group is connected to a lead electrode 506 drawn from the surface of the base 501. A part of the extraction electrode 506 extends in the base 501 in a direction substantially orthogonal to the direction in which the thin wire electrodes 502 are arranged, and is connected to each thin wire electrode 502 of the first thin wire electrode group. Further, the remaining portion of the extraction electrode 506 extends from the contact point with any one of the thin wire electrodes 502 in the thickness direction of the base body 501 and protrudes from the surface of the base body 501. The extraction electrode 506 is formed of the same material as the thin wire electrode 502.

第2細線電極群の各々の細線電極503は、基体501の表面から引出された引出し電極507と接続されている。引出し電極507の一部は、基体501内において、細線電極503の並ぶ方向と略直交する方向に延在して、第2細線電極群の各々の細線電極503と接続されている。また、引出し電極507の残部は、いずれかの細線電極503との接点から基体501の厚さ方向に延在して、基体501の表面から突出している。引出し電極507は、細線電極503と同じ材料で形成されている。   Each thin wire electrode 503 of the second thin wire electrode group is connected to a lead electrode 507 drawn from the surface of the base 501. A part of the extraction electrode 507 extends in the base 501 in a direction substantially orthogonal to the direction in which the thin wire electrodes 503 are arranged, and is connected to each thin wire electrode 503 of the second thin wire electrode group. Further, the remaining portion of the extraction electrode 507 extends from the contact point with any one of the thin wire electrodes 503 in the thickness direction of the base body 501 and protrudes from the surface of the base body 501. The extraction electrode 507 is made of the same material as the thin wire electrode 503.

第3細線電極群の各々の細線電極504は、基体501の表面から引出された引出し電極508と接続されている。引出し電極508の一部は、基体501内において、細線電極504の並ぶ方向と略直交する方向に延在して、第3細線電極群の各々の細線電極504と接続されている。また、引出し電極508の残部は、いずれかの細線電極504との接点から基体501の厚さ方向に延在して、基体501の表面から突出している。引出し電極508は、細線電極504と同じ材料で形成されている。   Each thin wire electrode 504 of the third thin wire electrode group is connected to a lead electrode 508 drawn from the surface of the base 501. A part of the extraction electrode 508 extends in the base 501 in a direction substantially orthogonal to the direction in which the thin wire electrodes 504 are arranged, and is connected to each thin wire electrode 504 of the third thin wire electrode group. Further, the remaining portion of the extraction electrode 508 extends from the contact point with any one of the thin wire electrodes 504 in the thickness direction of the base body 501 and protrudes from the surface of the base body 501. The extraction electrode 508 is made of the same material as the thin wire electrode 504.

第4細線電極群の各々の細線電極505は、基体501の表面から引出された引出し電極509と接続されている。引出し電極509の一部は、基体501内において、細線電極505の並ぶ方向と略直交する方向に延在して、第4細線電極群の各々の細線電極505と接続されている。また、引出し電極509の残部は、いずれかの細線電極505との接点から基体501の厚さ方向に延在して、基体501の表面から突出している。引出し電極509は、細線電極505と同じ材料で形成されている。引出し電極506〜509は、電圧印加装置600と接続されている。   Each thin wire electrode 505 of the fourth thin wire electrode group is connected to a lead electrode 509 drawn from the surface of the base 501. A part of the extraction electrode 509 extends in the base 501 in a direction substantially orthogonal to the direction in which the thin line electrodes 505 are arranged, and is connected to each thin line electrode 505 of the fourth thin line electrode group. Further, the remaining portion of the extraction electrode 509 extends from the contact point with any one of the thin wire electrodes 505 in the thickness direction of the base body 501 and protrudes from the surface of the base body 501. The extraction electrode 509 is made of the same material as the thin wire electrode 505. The extraction electrodes 506 to 509 are connected to the voltage application device 600.

図9は、本実施形態に係る電圧印加装置の構成を示す回路図である。図9に示すように、本実施形態に係る電圧印加装置600は、電界制御部410、交流信号発生装置420、位相反転装置430,630、第1増幅器450、第2増幅器440、第3増幅器650および第4増幅器640を含む。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of the voltage application device according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the voltage application device 600 according to the present embodiment includes an electric field control unit 410, an AC signal generation device 420, phase inversion devices 430 and 630, a first amplifier 450, a second amplifier 440, and a third amplifier 650. And a fourth amplifier 640.

電界制御部410と接続された交流信号発生装置420は、接点460を介して第1増幅器450と接続されている。また、交流信号発生装置420は、接点460を介して位相反転装置430および第2増幅器440と接続されている。   The AC signal generator 420 connected to the electric field control unit 410 is connected to the first amplifier 450 via the contact 460. The AC signal generator 420 is connected to the phase inverter 430 and the second amplifier 440 via the contact 460.

交流信号発生装置420は、接点660を介して第3増幅器650と接続されている。また、交流信号発生装置420は、接点660を介して位相反転装置630および第4増幅器640と接続されている。   The AC signal generator 420 is connected to the third amplifier 650 through the contact 660. The AC signal generation device 420 is connected to the phase inversion device 630 and the fourth amplifier 640 via the contact 660.

第1増幅器450は、電界カーテンパネル500の引出し電極506と接続されている。第2増幅器440は、電界カーテンパネル500の引出し電極508と接続されている。第3増幅器650は、電界カーテンパネル500の引出し電極507と接続されている。第4増幅器640は、電界カーテンパネル500の引出し電極509と接続されている。   The first amplifier 450 is connected to the extraction electrode 506 of the electric field curtain panel 500. The second amplifier 440 is connected to the extraction electrode 508 of the electric field curtain panel 500. The third amplifier 650 is connected to the extraction electrode 507 of the electric field curtain panel 500. The fourth amplifier 640 is connected to the extraction electrode 509 of the electric field curtain panel 500.

電圧印加装置600から、引出し電極506を介して第1細線電極群の各々の細線電極502、引出し電極507を介して第2細線電極群の各々の細線電極503、引出し電極508を介して第3細線電極群の各々の細線電極504、および、引出し電極509を介して第4細線電極群の各々の細線電極505に交流電圧を印加することにより、いわゆる電界カーテンが形成される。   From the voltage application device 600, each of the thin wire electrodes 502 of the first thin wire electrode group via the extraction electrode 506, and each of the thin wire electrodes 503 of the second thin wire electrode group via the extraction electrode 507, and the third electrode via the extraction electrode 508. A so-called electric field curtain is formed by applying an alternating voltage to each thin wire electrode 504 of each thin wire electrode group and each thin wire electrode 505 of the fourth thin wire electrode group via the extraction electrode 509.

以下、実施形態2に係る成膜装置において、基板200を成膜処理した実験例について説明する。   Hereinafter, an experimental example in which the substrate 200 is formed in the film forming apparatus according to the second embodiment will be described.

(実験例2)
本実施形態の成膜装置においては、電圧印加装置600により、周波数が20kHzで出力電圧が±8kVの電圧を細線電極502〜505に印加した。4つの細線電極502〜505の各々に印加される電圧の位相差は90度にした。
(Experimental example 2)
In the film forming apparatus of this embodiment, the voltage application apparatus 600 applied a voltage having a frequency of 20 kHz and an output voltage of ± 8 kV to the thin wire electrodes 502 to 505. The phase difference of the voltage applied to each of the four thin wire electrodes 502 to 505 was 90 degrees.

図10は、実施形態2の成膜装置において成膜処理した実験結果を示すグラフである。図10においては、縦軸に成膜された膜の膜厚(nm)、横軸に排気領域側の基板端部からの距離(mm)を示している。なお、図10には、図6で示した比較例および実施形態1の成膜装置の実験結果も図示している。   FIG. 10 is a graph showing a result of an experiment in which a film forming process is performed in the film forming apparatus according to the second embodiment. In FIG. 10, the vertical axis indicates the film thickness (nm) of the deposited film, and the horizontal axis indicates the distance (mm) from the substrate end on the exhaust region side. FIG. 10 also shows experimental results of the comparative example shown in FIG. 6 and the film forming apparatus of the first embodiment.

図10に示すように、実施形態2の成膜装置においても、基板200の主面上に成膜された成膜材料160の膜厚が、噴き付け領域X、流路領域Y、排気領域Zの順に薄くなっている。   As shown in FIG. 10, also in the film forming apparatus of the second embodiment, the film thickness of the film forming material 160 formed on the main surface of the substrate 200 is the spray region X, the flow channel region Y, and the exhaust region Z. It becomes thinner in order.

基板200の主面上に成膜された成膜材料160の膜厚は、噴き付け領域Xにおいては、比較例の成膜装置と実施形態1の成膜装置と実施形態2の成膜装置とで差はほとんどなかった。流路領域Yおよび排気領域Zにおいては、比較例および実施形態1に係る成膜装置より実施形態2に係る成膜装置の方が、成膜された膜の膜厚が厚くなっていた。   In the spray region X, the film thickness of the film forming material 160 formed on the main surface of the substrate 200 is the same as the film forming apparatus of the comparative example, the film forming apparatus of the first embodiment, and the film forming apparatus of the second embodiment. There was almost no difference. In the flow path region Y and the exhaust region Z, the film thickness of the film formed in the film forming apparatus according to the second embodiment is larger than that in the film forming apparatus according to the comparative example and the first embodiment.

これは、実施形態2の成膜装置において電界カーテンパネル500によって、より多くの成膜材料160の微粒子が流路領域Yおよび排気領域Zにおいて基板200に向けて運動させられて基板200の主面上に堆積したためである。   This is because the electric field curtain panel 500 in the film forming apparatus of the second embodiment causes more fine particles of the film forming material 160 to move toward the substrate 200 in the flow path region Y and the exhaust region Z, so that the main surface of the substrate 200 is obtained. It is because it was deposited on the top.

本実施形態の成膜装置においても、対向面156に成膜材料160の微粒子300が付着することを抑制することができる。また、基板200の主面上に成膜材料160の微粒子300を堆積させることができる。よって、成膜装置100のメンテナンスの頻度を低減するとともに成膜材料160の利用効率を向上することにより成膜コストの低減を図りつつ、高品質の膜を成膜できる。   Also in the film forming apparatus of the present embodiment, the fine particles 300 of the film forming material 160 can be prevented from adhering to the facing surface 156. Further, the fine particles 300 of the film forming material 160 can be deposited on the main surface of the substrate 200. Therefore, it is possible to form a high-quality film while reducing the film formation cost by reducing the frequency of maintenance of the film formation apparatus 100 and improving the utilization efficiency of the film formation material 160.

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

100 成膜装置、110 搬送機構、111 搬送ベルト、112 プーリ、113 駆動軸、120 加熱機構、130 スプレーノズル、140 タンク、141 通路、150 筐体、151 導入口、152 排気口、153 排気空間、154 仕切壁、155 開口、156 対向面、157 開口部、158 噴霧機構配置空間、159 成膜ガス噴霧空間、160 成膜材料、170 キャリアガス、180 排気ガス、181 混合領域、190,500 電界カーテンパネル、191 取付部材、192,501 基体、193,194,502〜505 細線電極、195,196,506〜509 引出し電極、200 基板、300 微粒子、310 電気力線、320 静電気力、330 遠心力、400,600 電圧印加装置、410 電界制御部、420 交流信号発生装置、430,630 位相反転装置、440 第2増幅器、450 第1増幅器、460,660 接点、640 第4増幅器、650 第3増幅器、X 噴き付け領域、Y 流路領域、Z 排気領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Film-forming apparatus, 110 Conveyance mechanism, 111 Conveyance belt, 112 Pulley, 113 Drive shaft, 120 Heating mechanism, 130 Spray nozzle, 140 Tank, 141 Passage, 150 Case, 151 Inlet, 152 Exhaust, 153 Exhaust space, 154 Partition wall, 155 opening, 156 facing surface, 157 opening, 158 spraying mechanism arrangement space, 159 film forming gas spraying space, 160 film forming material, 170 carrier gas, 180 exhaust gas, 181 mixing region, 190,500 electric field curtain Panel, 191 Mounting member, 192, 501 Base, 193, 194, 502-505 Fine electrode, 195, 196, 506-509 Extraction electrode, 200 Substrate, 300 Fine particles, 310 Electric field lines, 320 Electrostatic force, 330 Centrifugal force, 400,600 voltage application device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric field control part, 420 AC signal generator, 430,630 Phase inversion apparatus, 440 2nd amplifier, 450 1st amplifier, 460,660 Contact, 640 4th amplifier, 650 3rd amplifier, X spraying area, Y flow Road area, Z Exhaust area.

Claims (10)

微粒子化した成膜材料を基板上に堆積させて成膜する成膜装置であって、
筐体と、
前記筐体内に前記成膜材料を微粒子化した成膜ガスを噴霧する噴霧機構と、
前記成膜材料が前記筐体の壁面の所定箇所に付着しないように該所定箇所の近傍に電界を生成させる電界生成機構と
を備えた、成膜装置。
A film forming apparatus for depositing a fine film forming material on a substrate to form a film,
A housing,
A spraying mechanism for spraying a film forming gas obtained by atomizing the film forming material into the housing;
A film forming apparatus, comprising: an electric field generating mechanism configured to generate an electric field in the vicinity of the predetermined location so that the film forming material does not adhere to the predetermined location on the wall surface of the housing.
前記筐体は、前記成膜ガスを排気するための排気口を有し、
前記成膜ガスは前記筐体内において、前記成膜ガスが前記基板上に噴き付けられる噴き付け領域から、前記成膜ガスが前記基板に沿って流動する流路領域を通過して、前記成膜ガスが前記基板上から前記排気口に向かう排気領域へ流動し、
前記所定箇所が前記流路領域に位置する前記筐体の壁面である、請求項1に記載の成膜装置。
The housing has an exhaust port for exhausting the film forming gas,
The film-forming gas passes through a flow channel region in which the film-forming gas flows along the substrate from a spraying region where the film-forming gas is sprayed onto the substrate in the casing, Gas flows from above the substrate to the exhaust region toward the exhaust port,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the predetermined location is a wall surface of the housing located in the flow path region.
前記噴き付け領域、前記流路領域および前記排気領域を順に通過するように前記基板を搬送する搬送機構と、
前記成膜材料が堆積する主面とは反対側の主面側から前記基板を加熱する加熱機構と
をさらに備えた、請求項1または2に記載の成膜装置。
A transport mechanism for transporting the substrate so as to sequentially pass through the spray region, the flow channel region, and the exhaust region;
The film forming apparatus according to claim 1, further comprising a heating mechanism that heats the substrate from a main surface side opposite to a main surface on which the film forming material is deposited.
前記電界生成機構は、絶縁体からなる基体と基体内に設けられた金属からなる細線電極とを含む、請求項1から3のいずれかに記載の成膜装置。   4. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the electric field generating mechanism includes a base made of an insulator and a thin wire electrode made of a metal provided in the base. 前記絶縁体がセラミックスである、請求項4に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 4, wherein the insulator is ceramic. 前記金属がタングステンである、請求項4に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 4, wherein the metal is tungsten. 複数の前記細線電極が略平行に設けられた、請求項4から6のいずれかに記載の成膜装置。   The film-forming apparatus in any one of Claim 4 to 6 with which the said some thin wire electrode was provided substantially parallel. 前記細線電極に5kV以上10kV以下の電圧が印加される、請求項4から7のいずれかに記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 4, wherein a voltage of 5 kV to 10 kV is applied to the thin wire electrode. 複数の前記細線電極からなる細線電極群が、前記基体の厚さ方向に位置をずらして略平行に複数配置され、
複数の前記細線電極群の各々に5kV以上10kV以下の交流電圧が相互に独立して印加される、請求項7に記載の成膜装置。
A plurality of fine wire electrode groups consisting of a plurality of the fine wire electrodes are arranged in a plurality of substantially parallel positions shifted in the thickness direction of the substrate,
The film forming apparatus according to claim 7, wherein an AC voltage of 5 kV or more and 10 kV or less is applied to each of the plurality of thin wire electrode groups independently of each other.
複数の前記細線電極からなる細線電極群が、前記基体の厚さ方向に位置をずらして略平行に複数配置され、
複数の前記細線電極群の各々に5kV以上10kV以下の交流パルス電圧が相互に独立して印加される、請求項7に記載の成膜装置。
A plurality of fine wire electrode groups consisting of a plurality of the fine wire electrodes are arranged in a plurality of substantially parallel positions shifted in the thickness direction of the substrate,
The film forming apparatus according to claim 7, wherein an AC pulse voltage of 5 kV or more and 10 kV or less is applied to each of the plurality of thin wire electrode groups independently of each other.
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