TWI580811B - 成膜裝置 - Google Patents

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東芝三菱電機產業系統股份有限公司
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Description

成膜裝置
本發明係關於在基板上形成膜之成膜裝置。
在基板上形成膜之方法，有化學氣相沉積(CVD：Chemical Vapor Deposition)法。然而，化學氣相沉積法大多需要在真空下進行成膜，除了真空幫浦等之外，還必須使用大型的真空容器。此外，化學氣相沉積法還有若基於成本的觀點等而要採用大面積的基板來作為要形成膜之基板會有困難之問題。因此，可在大氣壓下進行成膜處理之噴霧(mist)法很受矚目。
與採用噴霧法之成膜裝置等有關之先前技術，有例如專利文獻1中揭示之技術。
專利文獻1中揭示之技術，係從設於包含噴霧用噴嘴等之噴霧噴頭部的底面之原料溶液噴出口及反應材料噴出口，對著配置在大氣中之基板噴射霧化的原料溶液及反應材料。藉由該噴射，在基板上形成預定的膜。其中，反應材料係指有助於與原料溶液的反應之材料。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：WO 2013/038484號
如上述，使用以往的成膜裝置之成膜處理，係在得到使霧化的原料溶液與反應材料反應而成的反應生成物後，在基板上形成預定膜之處理。因此，以往的成膜裝置具有：在成膜中，會使反應生成物附著在噴霧噴頭部的原料溶液噴出口附近及反應材料噴出口附近，而發生阻塞上述的噴出口之問題。
本發明之目的在提供具有可解決如上述的問題，防止阻塞發生之噴霧噴頭部的構造之成膜裝置。
本發明之成膜裝置係將霧化的原料溶液噴射到大氣中，藉以在基板形成膜之成膜裝置，具備有：載置部，係用來載置前述基板；以及噴霧噴頭部，係底面具有原料溶液噴出口、反應材料噴出口及惰性氣體噴出口，對著載置於前述載置部之前述基板，從前述原料溶液噴出口噴射前述原料溶液、從前述反應材料噴出口噴射有助於與前述原料溶液的反應之反應材料、從前述惰性氣體噴出口噴射惰性氣體；其中，前述惰性氣體噴出口係設於設於前述原料溶液噴出口與前述反應材料噴出口之間。
本發明的目的、特徵、態樣、及優點，經以下的詳細的說明及隨附的圖式之圖示，將變得更加清楚明瞭。
1‧‧‧原料溶液供給部
2、2B、3、3B‧‧‧反應材料供給部
4‧‧‧排氣物出口部
6至9‧‧‧整流部
11至14、12B及13B‧‧‧空洞部
15、15B‧‧‧原料溶液噴出口
16、16B、17、17B‧‧‧反應材料噴出口
18‧‧‧排氣口
20、20B‧‧‧底板部
22‧‧‧溫度調節機構
23‧‧‧基板
24‧‧‧載置部
30‧‧‧框部
41、41B‧‧‧原料溶液排出部
42、42B、43‧‧‧反應材料排出部
44‧‧‧排氣物導入部
51至55、52B、53B‧‧‧惰性氣體供給部
58‧‧‧空隙部
61至64、71至75、61B、62B、72B、73B‧‧‧通路
81至83、82B、83B‧‧‧惰性氣體噴射部
100、100B‧‧‧噴霧噴頭部
191至195、192B、193B‧‧‧惰性氣體噴出口
N1、N1B‧‧‧原料溶液噴射用噴嘴部
N2、N3、N3B‧‧‧反應材料噴射用噴嘴部
N4‧‧‧排氣用噴嘴部
第1圖係顯示本發明的實施形態1之成膜裝置的噴霧噴頭部之剖面圖。
第2圖係顯示第1圖的A-A剖面構造之剖面圖。
第3圖係從底面側看實施形態1的噴霧噴頭部所見之平面圖。
第4圖係顯示實施形態1的底板部的外觀構造等之說明圖。
第5圖係顯示本發明的實施形態2之成膜裝置的噴霧噴頭部之剖面圖。
第6圖係顯示第5圖的C-C剖面構造之剖面圖。
第7圖係從底面側看實施形態2的噴霧噴頭部所見之平面圖。
第8圖係顯示實施形態2的底板部的外觀構造等之說明圖。
以下，根據顯示本發明的實施形態之圖式來具體說明本發明。
<實施形態1>
(全體構成)
第1圖係顯示本發明的實施形態1之成膜裝置的主要構成部(亦即噴霧噴頭部100及其周邊)之剖面圖。第2圖係顯示第1圖的A-A剖面構造之剖面圖。在第1及第2圖以及以後顯示的第3至8圖中，均分別註記有XYZ正交座標軸。
實施形態1之成膜裝置，係利用噴霧噴頭部100將霧化的原料溶液噴射到大氣中，藉以在基板23形成膜。亦即，成膜裝置係以在大氣中的成膜處理(亦即噴霧法)在基板23上形成想要的膜之裝置。
具體而言，係將原料溶液收容於未圖示的容器中，且在該容器中利用超音波振動使原料溶液霧化。並且，通過未圖示的路徑，將霧化的原料溶液與載氣(carrier gas)一起輸送至噴霧噴頭部100。
在也具有加熱器之載置部24上，配置基板23。亦即，載置部24可對基板23進行加熱。而且，在基板23的上方，配置噴霧噴頭部100。
亦即，將基板23及噴霧噴頭部100配置成使得基板23的上表面與噴霧噴頭部100的底面隔著預定的距離而相向。在成膜處理時，噴霧噴頭部100的底面與基板23的上表面之間隔，係設定在0.1mm至50mm之程度。而且，噴霧噴頭部100及基板23係配置在大氣壓下。此處，將形成於噴霧噴頭部100的底面與基板23的上表面之間的空間稱為「反應空間」。
噴霧噴頭部100對著經載置部24將之加熱到預定的溫度之基板23噴射霧化的原料溶液。藉此，在基板23的上表面形成想要的膜。在成膜處理之時，係使載置部24在水平方向(在XY平面內之預定方向)移動，或使噴霧噴頭部100在上述水平方向移動。
以下，利用圖式來具體說明噴霧噴頭部100的構成。
如第1圖所示，噴霧噴頭部100具有：原料溶液噴射用噴嘴部N1、兩個反應材料噴射用噴嘴部N2及N3、排氣用噴嘴部N4、以及底板部20。
如第1圖所示，反應材料噴射用噴嘴部N3、原料溶液噴射用噴嘴部N1、反應材料噴射用噴嘴部N2及排氣用噴嘴部N4係按上列的順序沿著X方向並排配設。此外，亦可與第1圖所示的構成不同，按反應材料噴射用噴嘴部N2、原料溶液噴射用噴嘴部N1、反應材料噴射用噴嘴部N3及排氣用噴嘴部N4之順序將這四個噴嘴部沿著X方向並排配設。
原料溶液噴射用噴嘴部N1與反應材料噴射用噴嘴部N2及N3係中間隔著惰性氣體噴射部82及83而設置，反應材料噴射用噴嘴部N2的側面與排氣用噴嘴部N4的側面之間則是分開達預定的距離。換言之，原料溶液噴射用噴嘴部N1與反應材料噴射用噴嘴部N2及N3係中間隔著惰性氣體噴射部82及83而在X方向(水平方向)無間隙地配設，排氣用噴嘴部N4與其他的噴嘴部N1至N3 則是在X方向相分離(中間隔著空間)而配置。
如上述，原料溶液噴射用噴嘴部N1、反應材料噴射用噴嘴部N2及N3以及排氣用噴嘴部N4係在水平方向(X方向)並排配置。此處，至少排氣用噴嘴部N4係位於噴霧噴頭部100的最外側(第1圖中之右端(+X方向))。
(原料溶液噴射用噴嘴部N1)
首先，針對原料溶液噴射用噴嘴部N1的構成進行說明。
原料溶液噴射用噴嘴部N1，係從形成於底面之原料溶液噴出口15噴射出霧化的原料溶液之噴嘴。原料溶液噴射用噴嘴部N1的內部形成有空洞部11(第一空洞部)。另外，原料溶液噴射用噴嘴部N1的上表面配設有原料溶液供給部1。如前面說明過的，在噴霧噴頭部100的外部，原料溶液係已經霧化。霧化的原料溶液與載氣一起通過未圖示的路徑而輸送至原料溶液供給部1。從原料溶液供給部1供給進來之霧化的原料，係充滿(供給至)原料溶液噴射用噴嘴部N1內的空洞部11。
在原料溶液噴射用噴嘴部N1的空洞部11內，在兩側面部配設有複數個整流部6(第一整流部)。該整流部6係為整流板，可整理從原料溶液供給部1供給來之霧化的原料溶液在空洞部11內之流動。具體而言，係在空洞部11內從相向的兩側面沿著XY平面，並使從平面圖觀看時為矩形之複數個整流部6交互地改變各自的形成高度而 配設。複數個整流部6各自構成為並未延伸到對向的側面，且在與對向的側面之間形成間隙之形態。
空洞部11的主要部分設於複數個整流部6的下方。複數個整流部6的上方的(空洞部11的)小空間，係通過由複數個整流部6所形成的間隙而與空洞部11(的主要部分)連接，空洞部11係與後述的原料溶液排出部41連接。
原料溶液排出部41係在空洞部11配設於一方的側面部(第1圖中為左(-X方向)側的側面)。而且，原料溶液排出部41係配設在離開原料溶液噴射用噴嘴部N1(空洞部11)的底面之位置。
另一方面，如前述，在噴霧噴頭部100的底面，亦即噴霧噴頭部100之與基板23的上表面相向之面，配設有原料溶液噴出口15。從原料溶液噴出口15對著基板23的上表面噴出霧化的原料溶液。
在噴霧噴頭部100內，配設有在Z方向延伸之通路61。原料溶液排出部41通過通路61與原料溶液噴出口15連接。
第3圖係從基板23的配設側(-Z方向側)觀看噴霧噴頭部100所見之平面圖。亦即，第3圖係顯示噴霧噴頭部100的底面構造之平面圖。如第3圖所示，噴霧噴頭部100的底面係呈現以X方向(第二方向)及Y方向(第一方向)所界定之矩形形狀。
如第3圖所示，原料溶液噴出口15係呈現 從平面圖觀看時其長邊方向在Y方向(第一方向)之狹縫(slit)狀的細長開口。而且，原料溶液噴出口15的開口部的寬度(第3圖中的X方向的尺寸)係在0.1mm至10mm左右。
在原料溶液噴射用噴嘴部N1中，霧化的原料溶液係從原料溶液供給部1供給至空洞部11內。並且，該原料溶液經整流部6予以整流而充滿複數個整流部6的上方的小空間，然後被導入到空洞部11而充滿在空洞部11中。然後，霧化的原料溶液從原料溶液排出部41經由通路61而被導引到原料溶液噴出口15。並且，霧化的原料溶液從原料溶液噴出口15向著基板23的上表面噴出。
(反應材料噴射用噴嘴部N2及N3)
接著，針對反應材料噴射用噴嘴部N2及N3(第一及第二反應材料噴射用噴嘴部)的構成進行說明。反應材料噴射用噴嘴部N2及N3除了所噴射的第一及第二反應材料為相互獨立的材料之點以及形成位置不同之外，為相同的構成，因此以下以反應材料噴射用噴嘴部N2為中心，並適當地附記上反應材料噴射用噴嘴部N3的說明而進行說明。
另外，在反應材料噴射用噴嘴部N2及N3間，複數個整流部7及8、反應材料供給部2及3、空洞部12及13、反應材料排出部42及43、通路62及63、以及反應材料噴出口16及17(第一及第二反應材料噴出口)為相互對應的關係。反應材料噴射用噴嘴部N2及N3中使用的 第一及第二反應材料可相同，亦可不同。
反應材料噴射用噴嘴部N2係對著基板23噴出有助於與原料溶液的反應之反應材料(例如氧化劑)之噴嘴。反應材料噴射用噴嘴部N2的內部形成有空洞部12(第二空洞部)。另外，反應材料噴射用噴嘴部N2的上面配設有反應材料供給部2。反應材料(第一反應材料)係從反應材料噴射用噴嘴部N2外，經由反應材料供給部2而供給至空洞部12內。另一方面，在反應材料噴射用噴嘴部N3，反應材料(第二反應材料)係從反應材料噴射用噴嘴部N3外，經由設在上面之反應材料供給部3而供給至空洞部13內。
此處，第一及第二反應材料可為氣體亦可為液體。若為液體，則利用超音波振動等而使霧化之液體(反應材料)與載氣一起通過未圖示的路徑而輸送至反應材料噴射用噴嘴部N2(N3)內。從反應材料供給部2(3)供給進來之第一反應材料(第二反應材料)，係充滿(供給至)反應材料噴射用噴嘴部N2(N3)內的空洞部12(13)。
在反應材料噴射用噴嘴部N2的空洞部12內，配設有複數個整流部7(第二整流部)。該整流部7係為整流板，可整理從反應材料供給部2供給來之反應材料之主要在空洞部12內之流動。具體而言，係在空洞部12內從相向的兩側面沿著XY平面，使從平面圖觀看時為矩形之複數個整流部7交互地改變各自的形成高度而配置。複數個整流部7各自成為並未延伸到對向的側面，且在與對 向的側面之間形成間隙之形態。
在反應材料噴射用噴嘴部N2(N3)，複數個整流部7(8)的上方的(空洞部12的)小空間、與空洞部12(13)的主要部分，係通過由複數個整流部7(8)所形成的間隙而連接。上述小空間係與反應材料供給部2(3)連接，空洞部12(13)係與後述的反應材料排出部42(43)連接。
反應材料排出部42係在空洞部12配設於一方的側面部(第1圖中為左(-X方向)側的側面)。而且，反應材料排出部42係配設在離開反應材料噴射用噴嘴部N2(空洞部12)的底面之位置。
另一方面，噴霧噴頭部100係在噴霧噴頭部100之底面，亦即噴霧噴頭部100之面向基板23之側，配設有反應材料噴出口16。從反應材料噴出口16對著基板23的上表面噴出反應材料。
在噴霧噴頭部100內，沿著Z方向配設有通路62(63)。並且，反應材料排出部42(43)通過通路62(63)與反應材料噴出口16(17)連接。如第3圖所示，反應材料噴出口16及17係各自呈現從平面圖觀看時其長邊方向在Y方向(第一方向)之狹縫狀的細長開口。而且，反應材料噴出口16及17各自的開口部的寬度(第3圖中的X方向的尺寸)係在0.1mm至10mm左右。
在反應材料噴射用噴嘴部N2(N3)中，反應材料係從反應材料供給部2(3)供給至空洞部12(13)內。並且，該反應材料經複數個整流部7(8)予以整流而充滿複數 個整流部7(8)上的小空間，然後被導入到空洞部12(13)的主要部分而充滿在空洞部12(13)中。然後，反應材料從反應材料排出部42(43)通過通路62(63)而被導引到反應材料噴出口16(17)。並且，反應材料從反應材料噴出口16向著基板23的上表面噴出。
(排氣用噴嘴部N4)
接著，針對排氣用噴嘴部N4的構成進行說明。
排氣用噴嘴部N4，係進行排氣處理之噴嘴。排氣用噴嘴部N4係進行以原料溶液噴射用噴嘴部N1噴出原料溶液的流量(Q1)與反應材料噴射用噴嘴部N2(N3)噴出反應材料的流量(Q2及Q3)的和以上之流量(Q4)排氣之排氣處理。亦即，{排氣流量Q4≧原料溶液的噴出流量Q1+反應材料的噴出流量Q2+Q3}。
排氣用噴嘴部N4的內部形成有空洞部14(第三空洞部)。另外，排氣用噴嘴部N4的上面配設有排氣物出口部4。排氣物出口部4係配設於排氣用噴嘴部N4的上面，具體而言，係配設於比後述的排氣物導入部44還要上方之位置，將排氣物從空洞部14內排出到排氣用噴嘴部N4外。
此處，所謂的排氣物，係指來自反應空間之反應殘渣等。排氣物出口部4係通過未圖示的路徑而與未圖示的排氣幫浦連接。亦即，排氣物係在上述排氣幫浦的吸引下，經由排氣物出口部4及上述路徑而從排氣用噴 嘴部N4內排出到外部。
在排氣用噴嘴部N4的空洞部14內，配設有複數個整流部9(第三整流部)。該整流部9係為整流板，可整理要從排氣物出口部4排出之排氣物之主要在空洞部14內之流動。具體而言，係在空洞部14內從相向的兩側面沿著XY平面，使從平面圖觀看時為矩形之複數個整流部9交互地改變各自的形成高度而配設。複數個整流部9各自成為並未延伸到對向的側面，且在與對向的側面之間形成間隙之形態。
藉由複數個整流部9之配設，將排氣用噴嘴部N4的空洞部14區劃為複數個小空間。其中，鄰接的小空間彼此係透過由複數個整流部9所形成之小間隙而相連接。複數個小空間包含位於排氣用噴嘴部N4的最上部之(空洞部14的)小空間，且複數個整流部9的下方成為空洞部14的主要部分。此處，複數個整流部9上方的小空間係與排氣物出口部4連接，空洞部14(的主要部分)係與後述之排氣物導入部44連接。
排氣物導入部44係在空洞部14配設於上述另一方的側面部。而且，排氣物導入部44係配設在離開排氣用噴嘴部N4的空洞部14的底面之位置。
另一方面，噴霧噴頭部100係在噴霧噴頭部100之底面，亦即反應材料噴射用噴嘴部N2的底面，配設有排氣口18。該排氣口18係對於反應空間進行排氣處理。
在噴霧噴頭部100內，沿著Y方向配設有 通路64。並且，排氣物導入部44透過該通路64而與排氣口18連接。如第3圖所示，排氣口18係呈現從平面圖觀看時其長邊方向在Y方向(第一方向)之狹縫狀的細長開口。而且，排氣口18的開口部的寬度(第3圖中的X方向的尺寸)係在0.1mm至10mm左右。
(惰性氣體噴射部)
實施形態1之噴霧噴頭部100的端部(第1圖中的左(-X方向)側端部)，在框部30或與框部30鄰接之區域配設有惰性氣體噴射部81。
噴霧噴頭部100的特徵在於：除了惰性氣體噴射部81之外，還在原料溶液噴射用噴嘴部N1、反應材料噴射用噴嘴部N3間設有惰性氣體噴射部82，在原料溶液噴射用噴嘴部N1、反應材料噴射用噴嘴部N2間設有惰性氣體噴射部83。
惰性氣體噴射部81主要由惰性氣體供給部51、通路71及惰性氣體噴出口191所構成，惰性氣體噴射部82主要由惰性氣體供給部52、通路72及惰性氣體噴出口192(第二惰性氣體噴出口)所構成，惰性氣體噴射部83主要由惰性氣體供給部53、通路73及惰性氣體噴出口193(第一惰性氣體噴出口)所構成。
如第2圖所示，在惰性氣體噴射部82，從外部導入惰性氣體供給部52之惰性氣體係通過通路72而從形成於噴霧噴頭部100(惰性氣體噴射部82)的底面之惰 性氣體噴出口192噴出。惰性氣體供給部51及53也與惰性氣體供給部52一樣，通過通路71及73而從形成於噴霧噴頭部100(惰性氣體噴射部81及83)的底面之惰性氣體噴出口191及193噴出惰性氣體。惰性氣體可想到的有氮氣、氬氣等。
惰性氣體供給部51至53係與惰性氣體噴出口191至193連通，但惰性氣體供給部51至53各自的開口面積最好設定為惰性氣體噴出口191至193各自的開口面積以上。
以及，惰性氣體噴出口191至193所噴出之惰性氣體的流量，最好設定為分別為原料溶液噴出口15所噴出的原料溶液的流量及反應材料噴出口16及17所噴出的反應材料的流量以下。
惰性氣體噴射部82及83係除了形成位置及所用的惰性氣體之外的全體構成都相同。
又，如第2圖所示，導入設於Y方向兩端部之兩個惰性氣體供給部55之惰性氣體，分別通過通路75而從形成於噴霧噴頭部100的底面之兩個惰性氣體噴出口195噴出。
如上述，惰性氣體噴出口195係配設於上述框部30或與框部30鄰接之區域。
根據如上述之構成，經由惰性氣體噴射部81至83的惰性氣體供給部51至53及惰性氣體供給部55而從噴霧噴頭部100的外部輸送過來之惰性氣體，供給進 入噴霧噴頭部100內。通路71至73及通路75配設於噴霧噴頭部100內，該供給進來之惰性氣體在通路71至73及通路75內輸送。惰性氣體噴出口191至193及惰性氣體噴出口195配設於噴霧噴頭部100的底面(面向基板23之側)，從惰性氣體噴出口191至193及惰性氣體噴出口195向著基板23的上表面噴射惰性氣體。
第4圖係顯示從Y方向觀看底板部20所見的外觀構造等之說明圖。第4圖(a)係從左側面(-X方向)觀看噴霧噴頭部100所見之側面圖，第4圖(b)係從正面(+Y方向)觀看時所見之正面圖。第4圖(a)之B-B剖面構造即為第1圖所示之剖面圖。
如上所述，排氣用噴嘴部N4係在X方向與其他的噴嘴部N1至N3分離而配置。因此，在排氣用噴嘴部N4與其他的噴嘴部N1至N3之間會產生空隙部58。因而，噴霧噴頭部100具備有底板部20。底板部20從基板23配置側堵住該空隙部58(參照第1圖、第3圖、第4圖(b))。並且，排氣用噴嘴部N4係設於底板部20的上表面上。
如第1圖、第3圖及第4圖(b)所示，實施形態1之噴霧噴頭部100的底板部20設有惰性氣體供給部54(參照第4圖(b))、通路74(參照第1、3圖)、及複數個惰性氣體噴出口194(第三惰性氣體噴出口)。
在底板部20中，經由惰性氣體供給部54而從噴霧噴頭部100的外部輸送過來之惰性氣體，供給進 入底板部20。通路74配設於底板部20內，該供給進來之惰性氣體在通路74內輸送。複數個惰性氣體噴出口194配設於底板部20的底面(面向基板23之側)，從複數個惰性氣體噴出口194向著基板23的上表面噴射惰性氣體。
如第3圖所示，惰性氣體噴出口191至194分別為從平面圖觀看時其長邊方向在Y方向(第一方向)之狹縫狀的細長開口。另一方面，惰性氣體噴出口195係為從平面圖觀看時其長邊方向在X方向(第二方向)之狹縫狀的細長開口。惰性氣體噴出口191至195各自的開口部的寬度(惰性氣體噴出口191至194為在第3圖中的X方向的尺寸，惰性氣體噴出口195為在第3圖中的Y方向的尺寸)，係在0.1mm至10mm左右。
因此，惰性氣體噴出口192(第二惰性氣體噴出口)係設於原料溶液噴出口15與反應材料噴出口17(第二反應材料噴出口)之間，惰性氣體噴出口193(第一惰性氣體噴出口)係設於原料溶液噴出口15與反應材料噴出口16(第一反應材料噴出口)之間。亦即，實施形態1之噴霧噴頭部100其特徵在於：將惰性氣體噴出口193及192設於原料溶液噴出口15與反應材料噴出口16及17之間。
再者，在第1圖及第4圖(b)所示之實施形態1的底板部20的內部，配設有溫度調節機構22。溫度調節機構22可在底板部20進行溫度的調整。具體而言，可藉由在構成溫度調節機構22之孔部內設置冷媒、加熱器(heater)而實現。
如第1及3圖所示，反應材料噴出口17、原料溶液噴出口15、反應材料噴出口16及排氣口18係按上列的順序配置於X方向。另外，亦可與圖不一樣，按反應材料噴出口16、原料溶液噴出口15、反應材料噴出口17及排氣口18之順序在X方向配置這四者。
如以上所說明的，實施形態1之噴霧噴頭部100係構成為：原料溶液噴射用噴嘴部N1的底面、反應材料噴射用噴嘴部N2及N3的底面、以及底板部20的底面齊平。因此，原料溶液噴出口15、反應材料噴出口16及17、惰性氣體噴出口192至194係設於噴霧噴頭部100的齊平的底面。
參照第3圖，噴霧噴頭部100係在面向基板23之側(底面)具有噴霧噴頭部100的框部30。框部30係噴霧噴頭部100的底面的邊緣附近的部分，係以從周圍圍繞之形態鑲框住噴霧噴頭部100的底面內部側之部分。從第1圖可知，框部30係向基板23側突出。其突出長度係設定在例如0.1至10mm之範圍內。
亦即，利用框部30將反應空間圍繞起來。但是，框部30的端部與基板23的上表面並不接觸。
當霧化的原料溶液及兩種反應材料從噴霧噴頭部100的原料溶液噴出口15及反應材料噴出口16及17噴射至反應空間時，原料溶液與兩種反應材料就在經過加熱的基板23上反應，而在該基板23的上表面形成想要的膜。反應空間內的反應殘渣等則是藉由排氣用噴嘴部N4 將之從反應空間中排除掉。
又，在實施形態1之噴霧噴頭部100中，在原料溶液噴射用噴嘴部N1內以及反應材料噴射用噴嘴部N2,N3內各自均與底板部20一樣配設有溫度調節機構22。
(效果等)
實施形態1之噴霧噴頭部100係在原料溶液噴射用噴嘴部N1與反應材料噴射用噴嘴部N2之間設置惰性氣體噴射部83(第一惰性氣體噴射部)，在原料溶液噴出口15與反應材料噴射用噴嘴部N3之間設置惰性氣體噴射部82(第二惰性氣體噴射部)。
上述構成之實施形態1之噴霧噴頭部100之特徵在於：藉由原料溶液噴射用噴嘴部N1、反應材料噴射用噴嘴部N2及N3以及惰性氣體噴射部82及83之組合，而將惰性氣體噴出口193及192設在原料溶液噴出口15與反應材料噴出口16及17之間。
因此，在實施形態1之成膜裝置中，藉由從惰性氣體噴出口192及193噴出惰性氣體，可減低反應生成物附著至原料溶液噴出口15附近及反應材料噴出口16及17附近。結果，就會產生可確實避免原料溶液噴出口15及反應材料噴出口16及17的阻塞之效果。
又，形成於實施形態1之噴霧噴頭部100的底面之噴出口15至17及惰性氣體噴出口191至194，係形成為其長邊方向在第一方向(Y方向)之狹縫狀。因此， 可對於大面積的基板23均等地噴射霧化的原料溶液。
再者，載置部24或噴霧噴頭部100可在水平方向移動。因此，即使對於大面積的基板23也可利用本實施形態之成膜裝置(噴霧噴頭部100)進行成膜處理。
例如，藉由一邊使噴霧噴頭部100在X方向移動一邊進行利用成膜裝置之成膜處理，就可在基板23的上表面上均勻地噴射霧化的原料溶液等。
又，藉由將反應材料噴出口16(17)形成為狹縫狀，可對於大面積的基板23的上表面均等地噴射霧狀的反應材料。
此外，藉由將排氣口18形成為狹縫狀，可進行涵蓋更廣範圍之排氣處理。以及，可使原料溶液等之往排氣口18之X方向的流動均等化。
再者，實施形態1之成膜裝置，係將惰性氣體供給部51至53各自的開口面積設定為惰性氣體噴出口191至193各自的開口面積以上，亦即，將惰性氣體噴出口191至193各自的開口面積設定為惰性氣體供給部51至53各自的開口面積以下，藉此可於惰性氣體噴出口191等與惰性氣體供給部51等之間設定壓力差，而產生可在成膜時使惰性氣體在基板23的上表面上均勻擴展之效果。
另外，在實施形態1之成膜裝置中，將惰性氣體噴出口192及193所噴出之惰性氣體的流量設定為分別為原料溶液噴出口15所噴出的原料溶液的流量及反應材料噴出口16及17所噴出的反應材料的流量以下。
因此，實施形態1之成膜裝置可抑制由於惰性氣體之噴出而妨礙原料溶液與反應材料的反應之現象。
又，實施形態1之成膜裝置的噴霧噴頭部100具有原料溶液噴射用噴嘴部N1。並且，原料溶液噴射用噴嘴部N1係在空洞部11內，在離開空洞部11的底面之位置將原料溶液排出部41配設於一方的側面側。
因此，在原料溶液噴射用噴嘴部N1內的空洞部11中，即使原料溶液與殘留水分反應而產生粒子(particle)，該粒子也會被留(trap)在空洞部11中之從底面到原料溶液排出部41之間的區域。亦即，空洞部11中之該區域發揮作為粒子捕集部之功能，將粒子留在該區域內，以防止粒子被輸送到原料溶液排出部41、通路61及原料溶液噴出口15。因此，可防止粒子附著在各部分41,61,15中而發生阻塞之情形。
雖然可與上述不同而省略掉複數個整流部6之配設，但原料溶液噴射用噴嘴部N1內的空洞部11中在本實施形態係配設有複數個整流部6。
因此，可整理霧化的原料溶液在空洞部11內之流動，而更確實做到作為粒子捕集部的功能之在上述區域中的粒子之捕集。
另外，安裝有複數個整流部6之中的最下段的整流部6之側面部與配設有原料溶液排出部41之側面係相同(兩者都配設在一方的側面部(左側))。因此，也可防止液滴等沿著一方的側面部而流到原料溶液排出部41之情 形。
又，雖然可與上述不同而省略反應材料噴射用噴嘴部N2及N3之配設，但噴霧噴頭部100在本實施形態係具有反應材料噴射用噴嘴部N2及N3。因此，可促進在大氣中之成膜處理的反應。而且，可形成多種多樣的膜。
又，實施形態1之噴霧噴頭部100具有兩個反應材料噴射用噴嘴部N2,N3。此處，原料溶液噴射用噴嘴部N1係自側方被夾在反應材料噴射用噴嘴部N2(第一反應材料噴射用噴嘴部)與反應材料噴射用噴嘴部N3(第二反應材料噴射用噴嘴部)中間。
因此，可將不同的反應材料噴出到反應空間中。因而，可在基板23上形成多種的膜。另外，在使相同的反應材料從反應材料噴射用噴嘴部N2,N3噴出之情況，可提高在基板23上形成想要的膜之成膜速度。
又，反應材料噴射用噴嘴部N2,N3各自具有溫度調節機構22。因此，可例如使蓄積在反應材料噴射用噴嘴部N2,N3內的液滴蒸發。因此，可將該蒸發的反應材料利用作為要使之從反應材料噴射用噴嘴部N2,N3噴射之反應材料。
又，在原料溶液噴射用噴嘴部N1也配設有溫度調節機構22。因此，可例如維持原料溶液的霧氣狀態。換言之，可防止從原料溶液噴射用噴嘴部N1噴出的原料溶液的液滴變大，而且變成大液滴之原料溶液滴落到 基板23的上面之情形。
又，在底板部20的底面配設有對於基板23噴射惰性氣體之複數個惰性氣體噴出口194(第三惰性氣體噴出口)。因此，可迫使存在於底板部20的下方之原料溶液等留在基板23的上表面上。因而，可提高原料溶液等的利用效率。
又，底板部20具有溫度調節機構22。因此，可維持反應空間中之原料溶液等的霧氣狀態。而且，可防止液滴附著在底板部20上。以及，可促進在基板23上的成膜反應。
又，在噴霧噴頭部100的框部30或框部30的附近，配設有對著基板23噴射惰性氣體之惰性氣體噴出口191,195。因此，可使惰性氣體圍繞反應空間，可抑制原料溶液等從反應空間擴散出去。
又，反應材料噴射用噴嘴部N2(N3)係在空洞部12(13)內，在離開空洞部12的底面之位置在一方的側面側配設有反應材料排出部42(43)。
因此，在反應材料噴射用噴嘴部N2(N3)內的空洞部12(13)中，即使反應材料與大氣反應而產生粒子，該粒子也會被留(trap)在空洞部12中之從底面到反應材料排出部42(43)之間的區域。亦即，空洞部12(13)中之該區域發揮作為粒子捕集部之功能，將粒子留在該區域內，以防止粒子被輸送到反應材料排出部42(43)、通路62(63)及反應材料噴出口16(17)。因此，可防止粒子附著在 各部分42,62,16(43,63,17)而發生阻塞之情形。
雖然可與上述不同而省略掉複數個整流部7之配設，但反應材料噴射用噴嘴部N2(N3)內的空洞部12(13)中在本實施形態係配設有複數個整流部7(8)。
因此，可整理反應材料在空洞部12(13)內之流動，而更確實做到作為粒子捕集部的功能之在上述區域中的粒子之捕集。另外，在空洞部12內，安裝有複數個整流部7(8)之中的最下段的整流部7(8)之側面部與配設有反應材料排出部42(43)之側面係相同(兩者都配設在一方的側面部(左側的側面部))。因此，可防止液滴等沿著一方的側面部而流到反應材料排出部42(43)之情形。
又，雖然可與上述不同而省略排氣用噴嘴部N4之配設，但噴霧噴頭部100在本實施形態係具有排氣用噴嘴部N4。因此，可促成往排氣用噴嘴部N4移動之原料溶液及反應材料之流動。因此，可防止在反應空間中之原料溶液等的流動之紊亂，可提高形成的膜的膜質。另外，還可抑制原料溶液等從反應空間內擴散到外側。
又，在排氣處理中，將流量控制成滿足{排氣流量Q4≧原料溶液的噴出流量Q1+反應材料的噴出流量Q2+Q3}。因此，可更確實地促成噴射至反應空間內之原料溶液及兩種反應材料之在反應空間內的上述流動。此外，可確實防止原料溶液及兩種反應材料從反應空間內擴散到外側。
又，反應材料噴射用噴嘴部N3、原料溶液 噴射用噴嘴部N1、反應材料噴射用噴嘴部N2及排氣用噴嘴部N4係在X方向(水平方向)並排配置，且至少排氣用噴嘴部N4係位於噴霧噴頭部100的最外側。
因此，在反應空間中，原料溶液及兩種反應材料會移動到噴霧噴頭部100的最外側。因而，原料溶液及反應材料與基板23接觸的區域會為最大，可使反應空間中之原料溶液等的未反應最小化。
又，排氣用噴嘴部N4係在空洞部14內在另一方的側面部之離開該空洞部14的底面之位置配設有排氣物導入部44。
因此，從排氣物導入部44引入到空洞部14內之排氣物，會被留(trap)在空洞部14中之從底面到排氣物導入部44之間的區域。亦即，空洞部14中之該區域發揮作為粒子捕集部之功能，將粒徑較大之排氣物留在該區域內，可防止粒徑較大之排氣物流出到排氣物出口部4外。藉此，，可延長配設於排氣幫浦之過濾器(filter)的壽命。
雖然可與上述不同而省略複數個整流部9之配設，但排氣用噴嘴部N4內的空洞部14中在本實施形態係配設有複數個整流部9。
因此，可更確實防止粒徑較大之排氣物流出到排氣物出口部4外。藉此，可更延長配設於排氣幫浦之過濾器的壽命。
又，噴霧噴頭部100具有從基板23側堵住 空隙部58之底板部20。因此，即使使排氣用噴嘴部N4與其他的噴嘴部N1至N3分離而配置，也可防止原料溶液等從反應空間流到空隙部58。此外，在噴霧噴頭部100中之排氣用噴嘴部N4及其他的噴嘴部N1至N3之組立會變容易。
又，噴霧噴頭部100的框部30係向基板23側突出。因此，可圍住反應空間，可抑制原料溶液等從反應空間擴散到外側。
<實施形態2>
第5圖係顯示實施形態2之成膜裝置的噴霧噴頭部100B的構成之剖面圖。第6圖係顯示第5圖的C-C剖面構造之剖面圖。
第7圖係顯示噴霧噴頭部100B的底面構造之平面圖。第8圖係顯示從Y方向觀看底板部20B所見的外觀構造等之說明圖。第8圖(a)係從左側面(-X方向)觀看噴霧噴頭部100B所見之側面圖，第8圖(b)係從正面(+Y方向)觀看時所見之正面圖。第8圖(a)之D-D剖面構造即為第5圖所示之剖面圖。
實施形態1之噴霧噴頭部100具有兩個反應材料噴射用噴嘴部N2,N3。實施形態2之噴霧噴頭部100B則是實現將反應材料噴射用噴嘴部集中做成一個(亦即反應材料噴射用噴嘴部N3B)，且從設於反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面之反應材料噴出口16B及17B噴出第一及第 二反應材料之構成。再者，實現從設於反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面之原料溶液噴出口15B噴出霧化的原料溶液之構成。
實施形態1之噴霧噴頭部100與實施形態2之噴霧噴頭部100B的主要的不同點在於：將反應材料噴射用噴嘴部N2及N3換為反應材料噴射用噴嘴部N3B之點、及將原料溶液噴射用噴嘴部N1換為原料溶液噴射用噴嘴部N1B之點。以下，關於實施形態2之噴霧噴頭部100B，將以與實施形態1之噴霧噴頭部100不同的構成部分為中心進行說明，與實施形態1之噴霧噴頭部100相同的構成部分都標以相同的符號而適當地將其說明予以省略。
如第5圖所示，噴霧噴頭部100B係具有：反應材料噴射用噴嘴部N3B、原料溶液噴射用噴嘴部N1B、以及排氣用噴嘴部N4。如第5圖所示，反應材料噴射用噴嘴部N3B、原料溶液噴射用噴嘴部N1B及排氣用噴嘴部N4係按上列的順序沿著X方向(水平方向)並排配設。
原料溶液噴射用噴嘴部N1B的側面與反應材料噴射用噴嘴部N3B的側面相接觸。但原料溶液噴射用噴嘴部N1B的側面與排氣用噴嘴部N4的側面之間卻是分開達預定的距離。亦即，反應材料噴射用噴嘴部N3B與原料溶液噴射用噴嘴部N1B係在X方向相鄰接，排氣用噴嘴部N4則是與其他的噴嘴部N1B,N3B在X方向相分開而配置。
如上述，反應材料噴射用噴嘴部N3B、原料溶液噴射用噴嘴部N1B及排氣用噴嘴部N4係在水平方向(X方向)並排配置。其中，至少排氣用噴嘴部N4係位於噴霧噴頭部100B的最外側(第5圖中之右端(+X方向側))。
噴霧噴頭部100B對著利用載置部24將之加熱到預定的溫度之基板23的上表面噴射霧化的原料溶液等。藉此，在基板23的上表面形成想要的膜。另外，在成膜處理之時，係使載置部24在水平方向(XY平面內)移動，或使噴霧噴頭部100B在該水平方向移動。
(原料溶液噴射用噴嘴部N1B及反應材料噴射用噴嘴部N3B)
以下針對原料溶液噴射用噴嘴部N1B及反應材料噴射用噴嘴部N3B的構成進行說明。
原料溶液噴射用噴嘴部N1B，係從形成於反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面之原料溶液噴出口15B噴射出霧化的原料溶液之噴嘴。原料溶液噴射用噴嘴部N1B的內部形成有空洞部11(一方的空洞部)及空洞部12B(另一方的空洞部)。此外，原料溶液噴射用噴嘴部N1B的上表面，與實施形態1之原料溶液噴射用噴嘴部N1一樣，配設有原料溶液供給部1。
在原料溶液噴射用噴嘴部N1B的空洞部11內，與實施形態1之原料溶液噴射用噴嘴部N1一樣，在兩側面部配設有複數個整流部6(第一整流部)。
空洞部11設在複數個整流部6的下方。複數個整流部6的上方之小空間通過由複數個整流部6所形成之間隙而與空洞部11連接，空洞部11與原料溶液排出部41B連接。
原料溶液排出部41B係在空洞部11配設於一方的側面部(第1圖中為左(-X方向)側的側面)。並且，原料溶液排出部41係配設在離開原料溶液噴射用噴嘴部N1B(空洞部11)的底面之位置。
另一方面，並不是在原料溶液噴射用噴嘴部N1B的底面，而是在反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面形成原料溶液噴出口15B。亦即，實施形態2之噴霧噴頭部100B係從設於反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面之原料溶液噴出口15B對著基板23的上表面噴出霧化的原料溶液。
另外，在反應材料噴射用噴嘴部N3B的內部配設有通路61B(第一內部通路)。設於原料溶液噴射用噴嘴部N1B之原料溶液排出部41B係通過設於反應材料噴射用噴嘴部N3B之通路61B而與原料溶液噴出口15B連接。
如第7圖所示，噴霧噴頭部100B的底面係呈現以X方向(第二方向)及Y方向(第一方向)所界定之矩形形狀。並且，原料溶液噴出口15B係呈現從平面圖觀看時其長邊方向在Y方向(第一方向)之狹縫狀的細長開口。而且，原料溶液噴出口15B的開口部的寬度(第7圖中的X 方向的尺寸)係在0.1mm至10mm左右。
在原料溶液噴射用噴嘴部N1B中，霧化的原料溶液係從原料溶液供給部1供給至空洞部11內。並且，該原料溶液經複數個整流部6予以整流而充滿複數個整流部6的上方的小空間，然後被導入到空洞部11而充滿在空洞部11中。然後，霧化的原料溶液從原料溶液排出部41B經由反應材料噴射用噴嘴部N3B的通路61B而被導引到原料溶液噴出口15B。並且，霧化的原料溶液從原料溶液噴出口15B向著基板23的上表面噴出。
再者，原料溶液噴射用噴嘴部N1B在空洞部11的下方具有空洞部12B。空洞部12B係如第5圖及第8圖(b)所示，與用來供給有助於與原料溶液的反應之第一反應材料之反應材料供給部2B連接，且空洞部12B與後述的反應材料排出部42B連接。
反應材料排出部42B(第一反應材料排出部)係在空洞部12B內配設於一方的側面部(第1圖中之左(-X方向)側的側面)。而且，反應材料排出部42B係配設於離開原料溶液噴射用噴嘴部N1B(空洞部12B)的底面之位置。
另一方面，反應材料噴射用噴嘴部N3B內配設有通路62B(第二內部通路)。並且，配設於原料溶液噴射用噴嘴部N1B之反應材料排出部42B，係通過設於反應材料噴射用噴嘴部N3B之通路62B而與設於反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面之反應材料噴出口16B(第一反應材料噴出口)連接。
另一方面，反應材料噴射用噴嘴部N3B係對著基板23噴出主要是有助於與原料溶液的反應之第二反應材料之噴嘴。反應材料噴射用噴嘴部N3B的內部形成有一個空洞部13B。如第5圖所示，空洞部13B係在反應材料噴射用噴嘴部N3B內配設於上方(+Z方向)。具體而言，空洞部13B係在反應材料噴射用噴嘴部N3B內設於上部側。此處，空洞部13B係與其他空間獨立而形成之空間。
如第5圖及第8圖(b)所示，在空洞部13B中的Y方向的側面配設有反應材料供給部3B。第二反應材料從反應材料噴射用噴嘴部N3B外，經由反應材料供給部3B而供給至空洞部13B內。
此處，上述的第一及第二反應材料可為氣體亦可為液體。若為液體，則利用超音波振動等而使霧化之液體(反應材料)與載氣一起通過未圖示的路徑而輸送至原料溶液噴射用噴嘴部N1B或反應材料噴射用噴嘴部N3B內。
從反應材料供給部3B供給進來之第二反應材料，係充滿(供給至)反應材料噴射用噴嘴部N3B內的空洞部13B。
又，第5圖中雖省略了圖示，但可在原料溶液噴射用噴嘴部N1B的空洞部12B及反應材料噴射用噴嘴部N3B的空洞部13B內，配設具有在實施形態1中說明過的功能或作用(亦即整理反應材料在空洞部12B,13B內之流動，且即使反應材料與大氣反應而產生了粒子，亦促進 該粒子留在從空洞部12B,13B的底面到反應材料排出部42B,43B之間的區域之功能或作用)之整流部。
又，在空洞部13B中，在X方向的側面配設有反應材料排出部43。此處，反應材料排出部43係配設在離開空洞部13B的底面之位置。
在反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面，配設有反應材料噴出口16B及17B。此處，從空洞部12B供給來的第一反應材料係從反應材料噴出口16B對著基板23的上表面噴出，從空洞部13B供給來的第二反應材料係從反應材料噴出口17B對著基板23的上表面噴出。
在噴霧噴頭部100B內(就第5圖的構成例而言係反應材料噴射用噴嘴部N3B內)，配設有通路62B及通路63。並且，藉由原料溶液噴射用噴嘴部N1B與反應材料噴射用噴嘴部N3B之鄰接配置，使反應材料排出部42B通過通路62B而與反應材料噴出口16B連接。另一方面，在反應材料噴射用噴嘴部N3B內，反應材料排出部43B通過通路63而與反應材料噴出口17B連接。
再者，如第5圖所示，在反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面，配設有對著基板23噴出原料溶液之原料溶液噴出口15B。在實施形態2中，連接原料溶液排出部41B與原料溶液噴出口15B之通路61B係配設在反應材料噴射用噴嘴部N3B內。
因此，在實施形態2之噴霧噴頭部100B中，在反應材料噴射用噴嘴部N3B之面向基板23之側， 係按照反應材料噴出口17B、原料溶液噴出口15B、反應材料噴出口16B這樣的順序將三者配設在X方向(水平方向)。此處，如第7圖所示，各反應材料噴出口17B,16B及原料溶液噴出口15B係呈現從平面圖觀看時其長邊方向在Y方向之狹縫狀的細長開口。而且，反應材料噴出口17B,16B及原料溶液噴出口15B的開口部的寬度(第7圖中的X方向的尺寸)係在0.1mm至10mm左右。
要從原料溶液噴射用噴嘴部N1B排出之反應材料(第一反應材料)，係在原料溶液噴射用噴嘴部N1B中從反應材料供給部2B供給到空洞部12B內。並且，在第一反應材料充滿空洞部12B後，從反應材料排出部42B排出到反應材料噴射用噴嘴部N3B。然後，在反應材料噴射用噴嘴部N3B的內部通過通路62B而被導引到設於反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面之反應材料噴出口16B。並且，第一反應材料從反應材料噴出口16B向著基板23的上表面噴出。
另一方面，在反應材料噴射用噴嘴部N3B中，反應材料(第二反應材料)係從反應材料供給部3B供給到空洞部13B內。並且，在第二反應材料充滿空洞部13B後，從反應材料排出部43通過通路63而被導引到反應材料噴出口17B。
如第5及7圖所示，反應材料噴出口17B、原料溶液噴出口15B、反應材料噴出口16B及排氣口18係按照上列的順序配置在X方向(水平方向)。
排氣用噴嘴部N4係在X方向與其他的噴嘴部N3B,N1B相分開而配置。因此，在排氣用噴嘴部N4與其他的噴嘴部N3B,N1B之間會產生空隙部58。因而，本實施形態中，噴霧噴頭部100B也具備有底板部20B。底板部20B係從反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面下一直配置到排氣用噴嘴部N4的底面下，而從基板23配置側堵住該空隙部58(參照第5、7圖及第8圖(b))。
與實施形態1一樣，本實施形態中的底板部20B也以可對著基板23噴射惰性氣體的形態設有惰性氣體供給部54、通路74、及複數個惰性氣體噴出口194。再者，與實施形態1一樣，實施形態2中的底板部20B也配設有溫度調節機構22。
又，實施形態2中，也在反應材料噴射用噴嘴部N3B內配設有溫度調節機構22。噴霧噴頭部100B中，對於原料溶液噴射用噴嘴部N1B之溫度調整，係由配設於底板部20B之溫度調節機構22的一部分進行。
又，在實施形態2中，噴霧噴頭部100B也在面向基板23之側(底面)具有框部30。而且，如第5圖所示，與實施形態1一樣，在實施形態2中，也在噴霧噴頭部100B設有惰性氣體噴射部81的惰性氣體供給部51、通路71及惰性氣體噴出口191以及惰性氣體供給部55、通路75及惰性氣體噴出口195。
當霧化的原料溶液及反應材料噴射至反應空間時，原料溶液與反應材料就在經過加熱的基板23上反 應，而在該基板23的上表面形成想要的膜。反應空間內的反應殘渣等則是藉由排氣用噴嘴部N4將之從反應空間中排除掉。
(惰性氣體噴出口192B及193B等)
實施形態2之噴霧噴頭部100B的端部(第5圖中的-X方向側端部)，與實施形態1一樣，在框部30或與框部30鄰接之區域配設有惰性氣體噴射部81。另外，噴霧噴頭部100B還在反應材料噴射用噴嘴部N3B的內部形成有惰性氣體噴射部82B及83B。
惰性氣體噴射部81主要由惰性氣體供給部51、通路71及惰性氣體噴出口191所構成，惰性氣體噴射部82B主要由惰性氣體供給部52B、通路72B及惰性氣體噴出口192B所構成，惰性氣體噴射部83B主要由惰性氣體供給部53B、通路73B及惰性氣體噴出口193B所構成。
如第5圖所示，惰性氣體噴射部82B係在反應材料噴射用噴嘴部N3B內配設於空洞部13B的下方，惰性氣體噴射部83B的主要部分(惰性氣體供給部53B附近的通路73B)係形成於惰性氣體噴射部82B的主要部分(惰性氣體供給部52B附近的通路72B)的下方。此處，惰性氣體噴射部82B及83B各自為與其他的空間獨立而形成之空間。
如第5、6圖及第8圖(b)所示，在惰性氣體噴射部82B及83B，在Y方向的側面配設有惰性氣體供給 部52B及53B。惰性氣體供給部52B及53B係通過形成於反應材料噴射用噴嘴部N3B內之通路72B及73B而與形成於反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面之惰性氣體噴出口192B及193B連接。
如第5及6圖所示，在惰性氣體噴射部82B及83B，從外部導入惰性氣體供給部52B及53B之惰性氣體係通過通路72B及73B而從形成於噴霧噴頭部100B的底面之惰性氣體噴出口192B及193B噴出。
惰性氣體供給部51,52B及53B係與惰性氣體噴出口191,192B及193B連通，但惰性氣體供給部51,52B及53B各自的開口面積最好設定為惰性氣體噴出口191,192B及193B各自的開口面積以上。
以及，惰性氣體噴出口191,192B及193B所噴出之惰性氣體的流量，最好設定為分別為原料溶液噴出口15B所噴出的原料溶液的流量及反應材料噴出口16B及17B所噴出的反應材料的流量以下。
又，如第6圖所示，與實施形態1一樣，導入設於Y方向兩端部之兩個惰性氣體供給部55之惰性氣體，分別通過通路75而從如第7圖所示之形成於噴霧噴頭部100B的底面之兩個惰性氣體噴出口195噴出。
如上述，惰性氣體噴出口195係配設於上述框部30或與框部30鄰接之區域。
根據如上述之構成，經由惰性氣體噴射部81,82B及83B的惰性氣體供給部51,52B及53B及惰性氣 體供給部55而從噴霧噴頭部100B的外部輸送過來之惰性氣體，供給進入噴霧噴頭部100B內。通路71,72B及73B以及通路75配設於噴霧噴頭部100B內，該供給進來之惰性氣體在通路71,72B及73B以及通路75內輸送。惰性氣體噴出口191,192B及193B以及惰性氣體噴出口195配設於噴霧噴頭部100B的底面(面向基板23之側)，從惰性氣體噴出口191,192B及193B以及惰性氣體噴出口195向著基板23的上表面噴射惰性氣體。
排氣用噴嘴部N4係在X方向與其他的噴嘴部N1B及N3B分離而配置。因此，在排氣用噴嘴部N4與其他的噴嘴部N1B及N3B之間會產生空隙部58。因而，噴霧噴頭部100B具備有底板部20B。底板部20B從基板23配置側堵住該空隙部58(參照第5圖、第7圖、第8圖(b))。
如第5圖、第7圖及第8圖(b)所示，實施形態2之噴霧噴頭部100B的底板部20B設有惰性氣體供給部54(參照第8圖(b))、通路74(參照第5、7圖)、及複數個惰性氣體噴出口194。
在底板部20B中，經由惰性氣體供給部54而從噴霧噴頭部100B的外部輸送過來之惰性氣體，供給進入底板部20B。通路74配設於底板部20B內，該供給進來之惰性氣體在通路74內輸送。複數個惰性氣體噴出口194配設於底板部20B的底面(面向基板23之側)，從複數個惰性氣體噴出口194向著基板23的上表面噴射惰性氣 體。
如第7圖所示，惰性氣體噴出口191至194(191,192B,193B及194)各自呈現從平面圖觀看時其長邊方向在Y方向(第一方向)之狹縫狀的細長開口。另一方面，惰性氣體噴出口195係呈現從平面圖觀看時其長邊方向在X方向(第二方向)之狹縫狀的細長開口。而且，各惰性氣體噴出口191至195各自的開口部的寬度(惰性氣體噴出口191至194係第7圖中的X方向的尺寸，惰性氣體噴出口195係第7圖中的Y方向的尺寸)係在0.1mm至10mm左右。
而且，如第5及7圖所示，在反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面，惰性氣體噴出口192B係設於原料溶液噴出口15B與反應材料噴出口17B之間，惰性氣體噴出口193B係設於原料溶液噴出口15B與反應材料噴出口16B之間。亦即，以在實施形態2之噴霧噴頭部100B的底面其特徵在於：將惰性氣體噴出口192B及193B設於原料溶液噴出口15B與反應材料噴出口16B及17B之間。
又，實施形態2之噴霧噴頭部100B係構成為：反應材料噴射用噴嘴部N3B的底面以及底板部20B的底面齊平。因此，原料溶液噴出口15B、反應材料噴出口16B及17B、以及惰性氣體噴出口192B,193B及194係設於噴霧噴頭部100B的齊平的底面。
(效果)
在實施形態2之噴霧噴頭部100B中，原料溶液噴射用噴嘴部N1B具有可將霧化的原料溶液及第一反應材料(從反應材料供給部2B供給來之反應材料)排出到反應材料噴射用噴嘴部N3B之原料溶液排出部41B及42B。
另一方面，反應材料噴射用噴嘴部N3B分別從惰性氣體噴出口193B及192B(第一及第二惰性氣體噴出口)噴出惰性氣體，從反應材料噴出口17B(第二反應材料噴出口)噴出第二反應材料(從反應材料供給部3B供給來之反應材料)。
另外，反應材料噴射用噴嘴部N3B的內部具有：將從原料溶液噴射用噴嘴部N1B的原料溶液排出部41B及42B所排出之原料溶液及上述第一反應材料導引到原料溶液噴出口15B及反應材料噴出口16B(第一反應材料噴出口)之通路61B及62B(第一及第二內部通路)。
上述構成之實施形態2之噴霧噴頭部100B的特徵在於：藉由原料溶液噴射用噴嘴部N1B及反應材料噴射用噴嘴部N3B之組合構成，而將惰性氣體噴出口193B及192B設在原料溶液噴出口15B與反應材料噴出口16B及17B之間。
因此，在實施形態2之成膜裝置中，與實施形態1一樣，可減低反應生成物附著至原料溶液噴出口15B附近及反應材料噴出口16B及17B附近。結果，就會產生可確實避免原料溶液噴出口15B附近及反應材料噴出口16B及17B的阻塞之效果。
又，形成於實施形態2之噴霧噴頭部100B的底面之噴出口15B至17B及惰性氣體噴出口191至194，係形成為其長邊方向在第一方向(Y方向)之狹縫狀。因此，可對於大面積的基板均等地噴灑霧化的原料溶液。
再者，載置部24或噴霧噴頭部100B可在水平方向移動。因此，即使對於大面積的基板23的整個面也可利用本實施形態之成膜裝置(噴霧噴頭部100B)進行成膜處理。
又，藉由將反應材料噴出口16B(17B)形成為狹縫狀，可對於大面積的基板23的上表面均等地噴射霧狀的反應材料。
此外，藉由將排氣口18形成為狹縫狀，可進行涵蓋更廣範圍之排氣處理。以及，可使原料溶液等之往排氣口18之X方向的流動均等化。
再者，實施形態2之成膜裝置，係將惰性氣體供給部51,52B及53B各自的開口面積設定為惰性氣體噴出口191,192B及193B各自的開口面積以上，亦即，將惰性氣體噴出口191,192B及193B各自的開口面積設定為惰性氣體供給部51,52B及53B各自的開口面積以下，藉此可於惰性氣體噴出口191,192B及193B與惰性氣體供給部51,52B及53B之間設定壓力差，而產生可在成膜時使惰性氣體在基板23的上表面上均勻擴展之效果。
另外，在實施形態2之成膜裝置中，將惰性氣體噴出口191,192B及193B所噴出之惰性氣體的流量設 定為分別為原料溶液噴出口15B所噴出的原料溶液的流量及反應材料噴出口16B及17B所噴出的反應材料的流量以下。
因此，實施形態2之成膜裝置可抑制由於惰性氣體之噴出而妨礙原料溶液與反應材料的反應之現象。
實施形態2之成膜裝置除了會產生與實施形態1之成膜裝置一樣的效果之外，還會產生以下的效果。
實施形態2之成膜裝置的噴霧噴頭部100B係在一個原料溶液噴射用噴嘴部N1B中設置兩個空洞部11,12B，使兩種反應材料及兩個惰性氣體從一個反應材料噴射用噴嘴部N3B朝向基板23噴射。
因此，在要使兩種反應材料噴射之情況，如實施形態2中說明的，無需在噴霧噴頭部100B設置兩個反應材料噴射用噴嘴部N2,N3。亦即，本實施形態之噴霧噴頭部100B可省空間化。
再者，實施形態2之噴霧噴頭部100B係在一個反應材料噴射用噴嘴部N3B內設置惰性氣體噴射部82B及83B，所以無需如實施形態1之噴霧噴頭部100般獨立設置惰性氣體噴射部82及83，噴霧噴頭部100B可達成這個部分的省空間化。
另外，噴霧噴頭部100B與實施形態1一樣，具有從基板23側堵住空隙部58之底板部20B。因此，即使使排氣用噴嘴部N4與其他的噴嘴部N1B及N3B分開而配置，也可防止原料溶液等從反應空間流到空隙部58。 而且，在噴霧噴頭部100B中之排氣用噴嘴部N4及其他的噴嘴部N1B及N3B之組立會變容易。
<其他>
上述的實施形態說明的是從反應材料噴出口16及17(16B及17B)噴出第一及第二反應材料到基板23之構成，但亦可為使單一的反應材料從單一的反應材料噴出口噴出之構成。在此情況，只要在原料溶液噴出口15(15B)與單一的反應材料噴出口之間設置單一的惰性氣體噴出口(相當於惰性氣體噴出口192及193(192B及193B)之惰性氣體噴出口)，就可發揮可確實避免原料溶液噴出口15(15B)及單一的反應材料噴出口的阻塞之效果。
本發明已詳細說明如上，但上述的說明只是在各種態樣中舉出的例子，本發明並不限於此。其他的未舉例說明的無數的變形例都應將之解釋成是可在本發明的範圍內想到者。
1‧‧‧原料溶液供給部
2、3‧‧‧反應材料供給部
4‧‧‧排氣物出口部
6至9‧‧‧整流部
11至14‧‧‧空洞部
15‧‧‧原料溶液噴出口
16、17‧‧‧反應材料噴出口
18‧‧‧排氣口
20‧‧‧底板部
22‧‧‧溫度調節機構
23‧‧‧基板
24‧‧‧載置部
30‧‧‧框部
41‧‧‧原料溶液排出部
42、43‧‧‧反應材料排出部
44‧‧‧排氣物導入部
51至53‧‧‧惰性氣體供給部
58‧‧‧空隙部
61至64、71至74‧‧‧通路
81至83‧‧‧惰性氣體噴射部
100‧‧‧噴霧噴頭部
191至194‧‧‧惰性氣體噴出口
N1‧‧‧原料溶液噴射用噴嘴部
N2、N3‧‧‧反應材料噴射用噴嘴部
N4‧‧‧排氣用噴嘴部

Claims (16)

  1. 一種成膜裝置，係將霧化的原料溶液噴射到大氣中，藉以在基板(23)形成膜之成膜裝置，具備有：載置部(24)，係用來載置前述基板；以及噴霧噴頭部(100,100B)，係底面具有原料溶液噴出口(15,15B)、反應材料噴出口(16,17,16B,17B)及惰性氣體噴出口(192,193,192B,193B)，對著載置於前述載置部之前述基板，從前述原料溶液噴出口噴射前述原料溶液、從前述反應材料噴出口噴射有助於與前述原料溶液的反應之反應材料、從前述惰性氣體噴出口噴射惰性氣體；其中，前述惰性氣體噴出口係設於前述原料溶液噴出口與前述反應材料噴出口之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中，前述惰性氣體噴出口係包含第一及第二惰性氣體噴出口(193,192,193B,192B)，前述反應材料係包含第一及第二反應材料，前述反應材料噴出口係包含用來噴出前述第一及第二反應材料之第一及第二反應材料噴出口(16,17,16B,17B)，前述第一惰性氣體噴出口(193,193B)係設於前述原料溶液噴出口與前述第一反應材料噴出口(16,16B)之間，前述第二惰性氣體噴出口(192,192B)係設於前述原料溶液噴出口與前述第二反應材料噴出口(17,17B)之間。
  3. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中，前述噴霧噴頭部的底面係呈現以第一方向及第二方向所界定之矩形形狀，前述原料溶液噴出口、前述反應材料噴出口、及前述惰性氣體噴出口各自形成為從平面圖觀看時其長邊方向在前述第一方向之狹縫狀。
  4. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中，前述噴霧噴頭部的底面係呈現以第一方向及第二方向所界定之矩形形狀，前述原料溶液噴出口、前述反應材料噴出口、及前述惰性氣體噴出口各自形成為從平面圖觀看時其長邊方向在前述第一方向之狹縫狀。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之成膜裝置，其中，前述噴霧噴頭部還具有：將惰性氣體從外部導入之惰性氣體供給部(52,53,52B,53B)，且前述惰性氣體供給部係與前述惰性氣體噴出口連通，前述惰性氣體噴出口的開口面積係前述惰性氣體供給部的開口面積以下。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之成膜裝置，其中，噴出前述惰性氣體的流量係分別為噴出前述原料溶液的流量及噴出前述反應材料的流量以下。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之成膜裝置，其中，前述噴霧噴頭部係具備有從前述原料溶液噴出口進行前述原料溶液的噴射之原料溶液噴射用噴嘴部 (N1,N1B)，前述原料溶液噴射用噴嘴部係包含：第一空洞部(11)；原料溶液供給部(1)，係將霧化的前述原料溶液供給至前述第一空洞部內；原料溶液排出部(41,41B)，係在離開前述第一空洞部的底面的位置，設於前述第一空洞部內的側面，且與前述原料溶液噴出口連接；以及第一整流部(6)，係配設於前述第一空洞部內，用以整理前述原料溶液的流動。
  8. 如申請專利範圍第7項之成膜裝置，其中，前述噴霧噴頭部還具備有：噴射前述反應材料之反應材料噴射用噴嘴部(N2,N3,N3B)；其中，前述原料溶液噴射用噴嘴部及前述反應材料噴射用噴嘴部係沿水平方向配設。
  9. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中，前述噴霧噴頭部係具備有：原料溶液噴射用噴嘴部(N1)，係從設於底面之前述原料溶液噴出口噴射前述原料溶液；第一及第二反應材料噴射用噴嘴部(N2,N3)，係配設成將前述原料溶液噴射用噴嘴部夾在中間，從設於底面之前述第一及第二反應材料噴出口噴射前述第一及第二反應材料；以及第一及第二惰性氣體噴射部(83,82)，係從設於底 面之前述第一及第二惰性氣體噴出口噴射惰性氣體；且前述第一惰性氣體噴射部係設於前述原料溶液噴射用噴嘴部與前述第一反應材料噴射用噴嘴部之間，前述第二惰性氣體噴射部係設於前述原料溶液噴射用噴嘴部與前述第二反應材料噴射用噴嘴部之間。
  10. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中，前述噴霧噴頭部係具備有：原料溶液噴射用噴嘴部(N1B)，係除了進行前述原料溶液的噴射，也進行前述第一反應材料的噴射；以及反應材料噴射用噴嘴部(N3B)，係配設成與前述原料溶液噴射用噴嘴部鄰接，底面具有前述原料溶液噴出口、前述第一及第二反應材料噴出口、以及前述第一及第二惰性氣體噴出口；前述原料溶液噴射用噴嘴部係具有：可將前述原料溶液及前述第一反應材料排出到前述反應材料噴射用噴嘴部之原料溶液排出部及第一反應材料排出部(41B,42B)；前述反應材料噴射用噴嘴部係從前述第一及第二惰性氣體噴出口分別噴出惰性氣體，從前述第二反應材料噴出口噴出前述第二反應材料，而且具有將從前述原料溶液噴射用噴嘴部的前述原料溶液排出部及前述第一反應材料排出部所排出的前述原料溶液及前述第一反應材料導引到前述原料溶 液噴出口及前述第一反應材料噴出口之第一及第二內部通路(61B,62B)。
  11. 如申請專利範圍第8項之成膜裝置，其中，前述反應材料噴射用噴嘴部係具有：第二空洞部(12,13,13B)；反應材料供給部(2,3,3B)，係將前述反應材料供給至前述第二空洞部內；以及反應材料排出部(42,43)，係在離開前述第二空洞部的底面之位置，設於前述第二空洞部內的側面，且與前述反應材料噴出口連接。
  12. 如申請專利範圍第11項之成膜裝置，其中，前述噴霧噴頭部還具備有：從排氣口進行排氣處理之排氣用噴嘴部(N4)，前述排氣用噴嘴部係以前述原料溶液噴射用噴嘴部噴出前述原料溶液的流量、與前述反應材料噴射用噴嘴部噴出前述反應材料的流量之和以上之流量進行前述排氣處理。
  13. 如申請專利範圍第12項之成膜裝置，其中，前述排氣用噴嘴部係包含：第三空洞部(14)；排氣物導入部(44)，係在離開前述第三空洞部的底面之位置，設於前述第三空洞部內的側面，且與前述排氣口連接；以及排氣物出口部(4)，係配設於比前述排氣物導入部 還要上方處，將排氣物從前述第三空洞部排出到前述排氣用噴嘴部外。
  14. 如申請專利範圍第12項之成膜裝置，其中，前述噴霧噴頭部還具備有：空隙部(58)，係設於前述原料溶液噴射用噴嘴部與前述排氣用噴嘴部之間；以及底板部(20,20B)，係從前述基板的配置側堵住前述空隙部。
  15. 如申請專利範圍第14項之成膜裝置，其中，前述底板部配設有噴出惰性氣體之第三惰性氣體噴出口(194)。
  16. 如申請專利範圍第12項之成膜裝置，其中，前述原料溶液噴射用噴嘴部、前述反應材料噴射用噴嘴部及前述排氣用噴嘴部係在水平方向並排配置，且至少前述排氣用噴嘴部係位於前述噴霧噴頭部的最外側。
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