JPH077157U - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 基体ａの全幅にわたって均一で安定した膜厚
の薄膜を形成する。 【構成】 表面に薄膜を形成する基体ａを収納する成膜
室１４を有し、この成膜室１４の底部中央に収納された
基体ａがヒータ１３で加熱される。原料供給器１１で原
料溶液を霧化または気化し、この霧や気体をダクト１２
を通して基体ａの周囲から成膜室１４に導入し、基体ａ
の成膜面に薄膜を形成する。成膜に消費されなかった霧
や気体は、成膜室１４の基体ａの成膜面と対向する部分
に設けた排出口１５を通して成膜室１４から排出され
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、加熱した基体の表面に気化或は霧化した原料を当てて、基体上に薄 膜を形成する装置とその装置を用いた薄膜の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

太陽電池、液晶表示装置、プラズマ表示装置等に用いられる透明導電膜や回路 の抵抗体として使用される抵抗薄膜は、金属酸化物膜により形成される。この金 属酸化物膜は、例えば、霧化装置によって生じた原料溶液の霧を、成膜用ノズル から加熱された基体に向けて放出し、加熱された基体上で反応、成膜させる。こ の方法で金属酸化物膜を形成する場合に用いられている霧化薄膜形成装置の例を 、図３に示す。

【０００３】 この装置では、トンネル状の原料の誘導路６が設けられており、この誘導路６ の中央部が薄膜を形成する基体ａを収納する成膜室４となっている。この成膜室 ４の下部に基体ａを載せて保持するサセプタ７が設けられ、このサセプタ７の下 には、そこに載せた基体ａを加熱するヒータ３が設けられている。原料の誘導路 ６の一端側の上面側には、原料を霧化或は気化して供給する原料供給器１がダク ト２を介して接続されている。さらに、誘導路６の他端には、成膜室４を通過し 、そこで基体ａの表面への薄膜の形成に消費されなかった原料を排出する排出口 ５が設けられている。

【０００４】 この薄膜形成装置では、成膜室４内に収納された基体ａがその下に設けられた ヒータ３で成膜に必要な所定の温度に加熱される。そして、原料供給器１側から ダクト２及び誘導路６を経て送られて来る霧状または気体状の原料が成膜室４で 基体ａの成膜面に接触し、例えば、基体ａの保有する熱により原料が分解し、さ らに分解した原料が空気中の酸素等と反応し、基体ａの成膜面上に酸化物等の薄 膜が形成される。基体ａの表面に薄膜を形成するのに寄与しなかった原料は、排 気口５から排気される。 なお、図３の装置では、原料溶液の霧を上側から誘導路６に供給するものであ るが、霧状或は気体状の原料を下側から誘導路６の供給する装置も知られている 。

【０００５】

【考案が解決しようとしている課題】

前記従来の装置でガラス板等の基体６の表面に金属酸化物膜を形成した場合、 基体ａの中央部の金属酸化物膜の膜厚が概ね一定で安定しているのに対し、基体 ａの両側部の金属酸化物膜の膜厚が不均一で不安定になるという欠点があった。 これは、ダクト２から誘導路６の中に導入された霧状或は気体状の原料が誘導 路６の壁面での流路抵抗を受けて、誘導路６の中央付近の流量が多く、誘導路６ の両側部分では原料の流量が少なくなるためと考えられる。

【０００６】 このような金属酸化物膜の膜厚の不均一状態が生じると、基体ａの両側に干渉 縞が現れ、外観上好ましくないばかりでなく、特に膜厚の薄い基体ａの両側部で は、金属酸化物膜として必要な特性が得られない。このため、使用に際しては、 膜厚の薄い基体ａの両側部分を除去しなければならない。

【０００７】 例えば、基体ａの中央部の膜厚に対して±５％の膜厚の違いが生じる両側の部 分を除去して使用した場合、従来の装置でガラス基体上に酸化錫膜を形成したと きに、この基準で除去されるのは、基体ａ上の有効成膜幅の約３０％にも及ぶ。 従って、実際に使用できるのは、基体ａの有効成膜幅の約７０％に過ぎず、製品 の歩留りが悪いという欠点があった。 本考案は、前記従来の薄膜形成装置の課題に鑑み、基体の全幅にわたって均一 で安定した膜厚の薄膜を形成することができる薄膜形成装置を提供することを目 的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

すなわち、本考案では、前記の目的を達成するため、表面に薄膜を形成する基 体ａを収納する成膜室１４と、成膜室１４に収納された基体ａを加熱するヒータ １３と、原料溶液の霧または気体を発生し、前記成膜室１４に霧化または気化さ れた原料を供給する原料供給器１１と、薄膜形成に消費されなかった原料を成膜 室１４から排出する排出口１５とを有する薄膜形成装置において、成膜室１４の 基体ａの成膜面と対向する部分に排出口１５を形成し、基体ａの周囲に原料溶液 の霧または気体の導入部１６を設けたことを特徴とする薄膜形成装置を提供する 。

【０００９】

【作用】

前記本考案の薄膜形成装置では、薄膜を形成する基体ａの成膜面の周囲に設け た複数の導入部１６から原料溶液の霧または気体が成膜室１４内に導入され、こ れが基体ａの成膜面と対向する排出口１５から排出される。従って、原料溶液の 霧または気体は、基体ａの成膜面の周囲から当たるため、基体ａの成膜面の周辺 部分に薄膜が安定して形成される。このため、全体として均一な膜厚の薄膜が安 定して形成できる。

【００１０】

【実施例】

次に、図面を参照しながら、本考案の実施例について具体的に説明する。 図１と図２に示すように、薄膜を形成する基体ａを収納する成膜室１４は、円 柱形の空間であり、その中央底部に基体ａを載せるサセプタ１７が配置されてい る。サセプタ１７に載せられた基体ａと対向する成膜室１４の中央上部に、その 中に供給された原料溶液の霧または気体を排出する排出口１５が開口している。 図示の例では、この排出口１５の開口部の形状は円形である。

【００１１】 原料供給器１１、１１…に接続されたダクト１２、１２…が、成膜室１４の外 周部上面の排出口１５の中心の周りに一定の角度毎に接続されている。図示の例 では、図２に示されたように、４５°間隔で６本のダクト１２、１２…が接続さ れている。成膜室１４の内部の基体ａの周囲は、前記ダクト１２、１２…を通し て原料供給器１１、１１…から送られてくる霧または気体を成膜室１４の中央部 に導入する導入部１６となっている。 前記サセプタ１７の下にヒータ１３が配置され、サセプタ１７に載せた基体ａ が所定の温度に加熱される。

【００１２】 この薄膜形成装置では、成膜室１４内に収納された基体ａがその下に設けられ たヒーター３で成膜に必要な所定の温度に加熱される。そして、原料供給器１１ 、１１…側からダクト１２、１２…を経て送られて来る原料溶液の霧または気体 が成膜室１４の中央で基体ａの成膜面に接触し、例えば、基体ａの保有する熱に より原料が分解し、さらに分解した原料が空気中の酸素等と反応し、基体ａの成 膜面上に酸化物等の薄膜が形成される。基体ａの表面に薄膜を形成するのに寄与 しなかった原料は、排気口１５から排気される。

【００１３】 ここで、本考案による薄膜形成装置を用いた成膜方法では、複数のダクト１２ 、１２…を通して、基板ａの周囲の導入部１６に原料溶液の霧または気体を送る 。その後、この霧または気体は、基体ａと対向する成膜室１４の中央上部の排出 口１５から排出される。このため、原料溶液の霧または気体は、まず基体ａの周 囲からその成膜面に当り、基体ａの中央部では排出口１５側に逃げる。このため 、一般に成膜しにくい基体ａの成膜面の周辺部での成膜速度が速く、基体ａの成 膜面全体にわたって均一な薄膜が形成できる。尚、ダクト１２、１２の本数を増 やすほど、より均一な薄膜が得られるが、気体ａを回転させる機構を薄膜形成装 置に付加することで、同様の効果を得ることが出来る。

【００１４】 図４のグラフは、図１及び図２に示す装置を用い、本考案による薄膜形成方法 により、ガラス板からなる基体ａの表面に薄膜として酸化錫膜を形成した場合の 基体ａの幅方向の位置の平均膜厚を示すものである。原料としては、ＳｎＣｌ₄ の１５％水溶液を用い、これらを超音波霧化器により霧化させて、８つのダクト １２、１２…から成膜室１４に供給し、５５０℃に加熱したコーニング社製の＃ ７０５９のガラス基体上に酸化錫薄膜を形成した。この例では、基体ａの中央部 の膜厚に対して±５％の膜厚が得られたのは、基体ａの有効成膜幅の約９４％で あり、基体ａの成膜面の中央部で約３００ｎｍの酸化錫膜が形成されるに要する 時間は約２分間であった。

【００１５】 一方、図３で示す従来の薄膜形成装置を用い、１方向からのみ成膜室１４に原 料を供給し、基板温度を４００°Ｃとして酸化錫薄膜を形成した場合、図４に示 すように、基体ａの中央部の膜厚に対して±５％の膜厚が得られたのは、基体ａ の有効成膜幅の約７０％であった。また、基体ａの成膜面の中央部で約３００ｎ ｍの酸化錫膜が形成される時間は約８分間であった。 なお、前者の例において、基体ａの温度を５５０℃と高くしたのは、単位時間 当りに基体ａの成膜面に当たる霧の量が多く、基体ａの成膜面から気化熱がより 多く奪われるためである。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明した通り、本考案によれば、基体の中央部と両側部との膜厚の差を小 さくし、基体の全幅にわたって均一で安定した膜厚の薄膜を形成することができ るため、基体の有効成膜幅に対して利用可能な膜厚の薄膜を得られる幅に割合を 大きくすることができる。これにより、薄膜形成の歩留りを向上させることが可 能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一の実施例による薄膜形成装置の概
略縦断側面図である。

【図２】同実施例による薄膜形成装置の概略斜視図であ
る。

【図３】従来例による薄膜形成装置の概略縦断側面図で
ある。

【図４】本考案の実施例による薄膜形成方法より形成さ
れた薄膜と比較例により形成された薄膜との基体の幅方
向の平均膜厚を示すグラフである。

【符号の説明】

１１ 原料供給器 １２ ダクト １３ ヒータ １４ 成膜室 １５ 排出口 １６ 導入部 ａ 基体

Claims (1)

【整理番号】 ００５０１８５−０１ 【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に薄膜を形成する基体（ａ）を収納
   する成膜室（１４）と、成膜室（１４）に収納された基
   体（ａ）を加熱するヒータ（１３）と、原料溶液の霧ま
   たは気体を発生し、前記成膜室（１４）に霧化または気
   化された原料を供給する原料供給器（１１）と、薄膜形
   成に消費されなかった原料を成膜室（１４）から排出す
   る排出口（１５）とを有する薄膜形成装置において、成
   膜室（１４）の基体（ａ）の成膜面と対向する部分に排
   出口（１５）を形成し、基体（ａ）の周囲に原料溶液の
   霧または気体の導入部（１６）を設けたことを特徴とす
   る薄膜形成装置。