JP6547944B2 - 霧化装置および成膜装置 - Google Patents
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Description
また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて本発明を完成させるに至った。
[1] 霧化用原料液が収容されている筒状体と、超音波伝達液が収容されている超音波伝達液槽と、前記超音波伝達液槽の底面部に前記筒状体の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子とを具備し、
前記超音波伝達液が少なくとも前記筒状体の底面部に浸漬しており、
前記原料液の液面の高さを調節する液面調節手段をさらに具備することを特徴とする霧化装置。
[2] 霧化用原料液が収容されている筒状体と、超音波伝達液が収容されている超音波伝達液槽と、前記超音波伝達液槽の底面部に前記筒状体の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子とを具備し、
前記超音波伝達液が少なくとも前記筒状体の底面部に浸漬しており、
前記原料液の霧化により、前記原料液の液面が低下すると、前記原料液を前記筒状体内へ補充する原料液補充手段をさらに具備することを特徴とする霧化装置。
[3] 筒状体が有蓋筒状体であり、
原料液補充手段が、前記筒状体の空間部と、補充用の原料液が収納されている補充容器内の空間部とが、配管を介して連通されており、前記原料液の霧化により、前記原料液の液面が低下すると、前記液面が配管の先端部に達し、ついで、前記配管を介して前記筒状体内の空間部の気体が前記補充容器内の空間部へ抜き取られるとともに、前記補充容器内の原料液を前記筒状体内へ補充する前記[2]記載の霧化装置。
[4] 前記筒状体が無底であり、
超音波透過性基材を介して前記筒状体と前記超音波伝達液槽とを嵌合または螺合することにより、前記筒状体が霧化用原料液を収容可能となるように、前記筒状体の底面部が前記超音波透過性基材によって閉塞されることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれかに記載の霧化装置。
[5] 超音波透過性基材が高分子フィルムである前記[4]記載の霧化装置。
[6] 超音波透過性基材が、フッ素系樹脂を主成分として含む前記[4]または[5]に記載の霧化装置。
[7] フッ素系樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン、変性ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体およびエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体から選ばれる少なくとも1種である前記[6]記載の霧化装置。
[8] 筒状体が、円筒状もしくは略円筒状または多角形筒状もしくは略多角形筒状である前記[1]〜[7]のいずれかに記載の霧化装置。
[9] 霧化用原料液が金属を含む前記[1]〜[8]のいずれかに記載の霧化装置。
[10] 成膜用霧化装置である前記[1]〜[9]のいずれかに記載の霧化装置。
[11] 成膜室と霧化装置とを少なくとも具備する成膜装置であって、前記霧化装置が、前記[1]〜[10]のいずれかに記載の霧化装置であることを特徴とする成膜装置。
[12] ミストCVD装置である前記[11]記載の成膜装置。
なお、本発明においては、前記超音波伝達液槽の内部を密閉状態にするのが好ましく、密閉空間を形成することにより、霧化効率やミストの制御性をより良好なものとすることができる。
また、前記霧化用原料液は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。例えば、2種類以上の原料液を用いる場合には、少なくとも1種類は無機化合物を含む原料液であり、他の種類は有機化合物を含む原料液であってもよい。
(1)筒状体内の原料液の液面を変えずに、長時間霧化が可能となるので、長時間霧化でも霧化効率およびミストの制御性が良好である。また、均質なミストを生成可能であり、特に成膜に適したミストを生成することができる。
(2)筒状体が有蓋筒状体であり、筒状体内の空間圧力を利用して補充する場合には、液面制御が容易となり、特に長時間霧化における原料液の液面制御が容易となり、より均質なミストを生成することができる。また、補充機構が単純なので、小型化も容易に実現することができ、霧化に支障をきたすこともない。
(3)筒状体と超音波伝達液槽との嵌合または螺合により、高分子フィルムが筒状体の底面を閉塞するように構成した場合には、高分子フィルムが安定した筒状体の底面を形成するので、より優れた霧化効率とミストの良好な制御性を充分に発揮させることができる。また、高分子フィルムは消耗品として用いることができるので、長期にわたり、安定して使用することができるという効果を奏する。なお、筒状体の底面部を高分子フィルムで容易に閉塞できるので、高分子フィルムの交換等のメンテナンスも簡便に行うことができる。また、温度計や熱電対を用いて液温の温度管理も行うことができ、ミストの制御性をより優れたものにすることもできる。
図2は、蓋5の上面図を模式的に示している。上面からは、蓋ナット52と固定用部材56とが見えており、キャリアガス供給管、ミスト供給管、原料液供給管および原料液排管を貫通させるための穴が計4カ所設けられている。
図7の超音波振動子21は、円盤状の圧電素子の両面に電極を備えており、振動子固定具21aを用いて、槽本体22の底面に設置される。
上記実施例の霧化装置を試作し、長時間霧化を実施した。長時間霧化は、計7時間行い、20分後、1.5時間後、7時間後の筒状体内の霧化状態を評価した。結果を図10〜12に示す。図10は、20分後の霧化装置の筒状体内の霧化状態を示す。図11は、1.5時間後の霧化装置の筒状体内の霧化状態を示す。図12は、7時間後の霧化装置の筒状体内の霧化状態を示す。20分後、1.5時間後および7時間後のいずれの霧化状態も良好であり、本発明の霧化装置は、長時間霧化が可能であり、長時間霧化でも霧化効率およびミストの制御性が良好であることがわかる。
1a 発振器
2 超音波伝達液槽
2a 槽本体
2b 固定用ナット
2s 超音波伝達液
3 筒状体
3s 霧化用原料液
4 高分子フィルム
5 蓋
5a 蓋ナット
5b 蓋本体
6 キャリアガス供給管
7 ミスト供給管
8 成膜室
8a ヒータ
8b 基板
8c 排気口
9 キャリアガス供給手段
9a バルブ
10 霧化装置
11 原料液供給管
12 原料液排管
13 ポンプ
14 補充タンク
21 超音波振動子
21a 振動子固定具
22 槽本体
23 Oリング
24 高分子フィルム
25 固定用ナット
51 蓋本体
52 蓋ナット
53 ミスト供給管用Oリング
54 キャリアガス供給管用Oリング
55 固定用部材
56 原料液供給管用Oリング
57 原料液排管用Oリング
81 ホットプレート
82 基板
83 排気管
87 ミスト供給管
88 成膜室
Claims (10)
- 霧化用原料液が収容されている筒状体と、超音波伝達液が収容されている超音波伝達液槽と、前記超音波伝達液槽の底面部に前記筒状体の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子とを具備し、
少なくとも前記筒状体の底面部が前記超音波伝達液に浸漬しており、
前記原料液の液面の高さを調節する液面調節手段をさらに具備し、
前記筒状体が無底であり、
超音波透過性基材を介して前記筒状体と前記超音波伝達液槽とを嵌合または螺合することにより、前記筒状体が前記霧化用原料液を収容可能となるように、前記筒状体の底面部が前記超音波透過性基材によって閉塞されることを特徴とする霧化装置。 - 霧化用原料液が収容されている筒状体と、超音波伝達液が収容されている超音波伝達液槽と、前記超音波伝達液槽の底面部に前記筒状体の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子とを具備し、
少なくとも前記筒状体の底面部が前記超音波伝達液に浸漬しており、
前記原料液の霧化により、前記原料液の液面が低下すると、前記原料液を前記筒状体内へ補充する原料液補充手段をさらに具備し、
前記筒状体が無底であり、
超音波透過性基材を介して前記筒状体と前記超音波伝達液槽とを嵌合または螺合することにより、前記筒状体が前記霧化用原料液を収容可能となるように、前記筒状体の底面部が前記超音波透過性基材によって閉塞されることを特徴とする霧化装置。 - 超音波透過性基材が高分子フィルムである請求項1または2に記載の霧化装置。
- 超音波透過性基材が、フッ素系樹脂を主成分として含む請求項1〜3のいずれかに記載の霧化装置。
- フッ素系樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン、変性ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体およびエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体から選ばれる少なくとも1種である請求項4記載の霧化装置。
- 筒状体が、円筒状もしくは略円筒状または多角形筒状もしくは略多角形筒状である請求項1〜5のいずれかに記載の霧化装置。
- 霧化用原料液が金属を含む請求項1〜6のいずれかに記載の霧化装置。
- 成膜用霧化装置である請求項1〜7のいずれかに記載の霧化装置。
- 成膜室と霧化装置とを少なくとも具備する成膜装置であって、前記霧化装置が、請求項1〜8のいずれかに記載の霧化装置であることを特徴とする成膜装置。
- ミストCVD装置である請求項9記載の成膜装置。
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