TWI601844B - Film-forming device - Google Patents
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Description
本發明係關於一種成膜裝置。
一般來說，氣體分子的化學鍵結能多為3eV以上，如果只將氣體高溫加熱係無法將分子分解。然而，一旦使高溫加熱後的氣體與含有觸媒效果的元素之金屬垂直碰撞，則可改變氣體分子的構造。同時，一旦於觸媒上將可進行化學反應的氣體加熱並與觸媒碰撞，則生成與原氣體相異的分子物種或相異形態的氣體(以下，將此稱為觸媒碰撞反應)。
舉例來說，於置入釕觸媒的容器內，一旦於釕觸媒上，使甲烷與水蒸氣瞬間加熱後之氣體與觸媒碰撞，則進行反應並生成氫氣H2、二氧化碳CO2、及一氧化碳CO。此反應係觸媒碰撞反應的一例。
同時，舉例來說，將水加熱而形成水蒸氣。此並非係單純地將溫度變高，而是因為分子結構從聚集後之聚集物(水分子簇)變化為單聚物。同時，生成之單聚物氣體係化學性質變化，且其與通常的水相比，具有不同活性的化學性質。
為了將該觸媒碰撞反應於產業上利用，變得需要將氣體瞬間地加熱之裝置(加熱機構)及使氣體於觸媒碰撞之便宜又小型的裝置。
專利文獻1揭露了滿足此要求的氣體瞬間加熱裝置。以下，將記載於此等專利文獻的氣體瞬間加熱裝置，於此處稱為熱束加熱裝置。該裝置的
加熱原理係於高速下使氣體與高溫的壁碰撞，並進行高效率之壁與氣體的熱交換。
因此，在形成於熱交換器基底表面之狹窄流動路徑，將氣體高速化並使其與流動路徑的壁垂直碰撞。該流動路徑的壁係被電加熱，並藉由碰撞來進行熱交換。
於專利文獻1中，揭示了使用該熱束加熱裝置將複數氣體加熱，且在保持比該加熱溫度還低之溫度的玻璃或塑膠基板上，且通常，將不超過基底升溫至其耐熱溫度以上之高溫則無法生長之材料，來成膜的成膜裝置之基本發明。
意即，一旦可在室溫下成膜，即使是塑膠的薄膜基底上，也能將氧化鋁膜、氧化矽膜、及氮化矽膜為代表之陶瓷膜成膜，或者，以氮化鈦、氧化鈦為代表之高耐熱性的金屬化合物膜成膜。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5105620號公報
於上述專利文獻1，揭露了將原料氣體加熱所生成之氣體分子物種導引至室溫的基底並成膜的技術。此處，通常，就不超過基底的耐熱溫度則無法成膜
的材料而言，係指鋁的氧化物薄膜或氮化物薄膜、鈦的氧化物薄膜或氮化物薄膜、及矽的氧化物薄膜或氮化物薄膜。此處，將此種材料稱為高溫材料。
此處，使用將原料氣體加熱且生成活性之氣體分子物種，並將其導引至基底表面，接著將高溫材料成膜於塑膠基底上的方法作為範例。於此範例的情況下，一旦於成膜後將使得基底變形，則會產生新的課題。意即，即使塑膠基底本身變形，但因為其係塑膠故基底不會破裂，然而，一旦高溫材料產生一定程度以上的劇烈變形則會破裂，或者有高溫材料自基底剝落的問題。
意即，即使可將高溫材料成膜於塑膠基底的表面，一旦基底產生一定程度以上的變形，則會有薄膜破裂，或者薄膜剝落之實用性上的問題。
因此，本發明係有鑑於上述課題，提供一種生成基底的成膜裝置，該裝置將原料氣體瞬間加熱，且將產生之所欲的產物氣體導引至保持低溫之基底表面，並於高溫材料成膜時，生成了一種即使該基底變形，高溫材料薄膜也不會破裂，或者高溫材料薄膜不會剝落的基底。
本發明的1或者1以上的實施形態係為了解決上述課題，而提案了以下事項。
形態1；本發明的1或者1以上的實施形態係提案了一種成膜裝置，其係包含：原料氣體瞬間加熱機構，將原料氣體瞬間加熱；及基底，其溫度低於該原料氣體瞬間加熱機構的加熱溫度；其中，將透過該原料氣體瞬間加熱機構所產生之兩種以上的產物氣體分子物種各自導引至與該基底接觸，且於形成第一化合物膜的同時，形成了包含至少一種含於該第一化合物膜中的元素之第二化合物膜，並生成至少包含該第一化合物膜與該第二化合物膜的層積膜。
形態2；本發明的1或者1以上的實施形態係提案了一種成膜裝置，其中，該原料氣體瞬間加熱機構係包括由具有觸媒功能之元素的金屬材料所構成的流動路徑。
形態3；本發明的1或者1以上的實施形態係提案了一種成膜裝置，其中，該第一化合物膜與該第二化合物膜係包括選自氫、氧、氮、碳、矽、鋁、鎵、鈦、鋅、銦、及鎂所組成之群中的至少一種元素。
形態4；本發明的1或者1以上的實施形態係提案了一種成膜裝置，其中，將該原料氣體瞬間加熱機構的溫度以設定之溫度間隔變化，來將該第一化合物膜與該第二化合物膜成膜。
形態5；本發明的1或者1以上的實施形態係提案了一種成膜裝置，其中，該原料氣體瞬間加熱機構的流動路徑之表面係由包含選自釕、鎳、鉑、鐵、鉻、鋁、及鉭所組成之群中至少一種元素的金屬形成。
形態6；本發明的1或者1以上的實施形態係提案了一種成膜裝置，其中，該原料氣體瞬間加熱機構的加熱溫度係從室溫至900℃。
形態7；本發明的1或者1以上的實施形態係提案了一種成膜裝置，其中，該基底會移動。
形態8；本發明的1或者1以上的實施形態係提案了一種成膜裝置，其中，用於層積該層積膜之該基底的材料係選自玻璃、矽晶圓、塑膠、及碳所組成之群中的任一種。
形態9；本發明的1或者1以上的實施形態係提案了一種成膜裝置，其中，該基底係有機EL構件、或液晶構件、或太陽能電池、或形成有圖案的構件基板。
只要是本發明的1或者1以上的實施形態，則具有將原料氣體瞬間加熱，且將產生之所欲產物氣體導引至保持低溫之基底表面，並於高溫材料成膜時，具有一種能夠生成基底之效果，即使該基底變形，高溫材料薄膜也不會破裂，或者高溫材料薄膜不會剝落。
101‧‧‧原料氣體A
102‧‧‧原料氣體B
103‧‧‧原料氣體C
104‧‧‧原料氣體D
105‧‧‧氣體瞬間加熱機構
106‧‧‧氣體瞬間加熱機構
107‧‧‧氣體瞬間加熱機構
108‧‧‧氣體瞬間加熱機構
109‧‧‧產物氣體a
110‧‧‧產物氣體b
111‧‧‧產物氣體c
112‧‧‧產物氣體d
113‧‧‧導引器
114‧‧‧被導引之產物氣體
S1‧‧‧反應套組
S2‧‧‧反應套組
115‧‧‧成膜室
116‧‧‧成膜室
117‧‧‧薄膜狀基底
118‧‧‧排氣口
119‧‧‧排氣口
120‧‧‧纏繞滾筒
121‧‧‧供給滾筒
201‧‧‧氣體瞬間加熱機構
202‧‧‧氣體瞬間加熱機構
203‧‧‧氣體瞬間加熱機構
207‧‧‧導引器
209‧‧‧成膜室
210‧‧‧薄膜狀基底
211‧‧‧排氣口
212‧‧‧纏繞滾筒
213‧‧‧支撐台
214‧‧‧供給滾筒
301‧‧‧電加熱器
302‧‧‧加熱後之氣體
400‧‧‧基底
401‧‧‧第一化合物膜
402‧‧‧第二化合物膜
403‧‧‧層積膜
[圖1]圖1係本實施形態的成膜裝置之構成圖。
[圖2]圖2係本實施形態的變化例的成膜裝置之構成圖。
[圖3]圖3係本實施形態的瞬間加熱機構的概要圖。
[圖4]圖4係本實施形態的層積膜的剖面概要圖。
<實施形態>
以下，針對本發明的實施形態進行說明。
再者，本實施形態的成膜裝置係藉由使原料氣體自基底通過可瞬間加熱至高溫的原料氣體瞬間加熱機構，於將生成之兩種以上的氣體分子物種導引至基底表面並與表面接觸而生長化合物膜時，生成於該薄膜與基底間形成中間層之層積膜。
意即，本實施形態的成膜裝置係藉由加熱至高溫，將原料氣體的分子構造改變並化學性地生成活性分子物種，接著藉由將互相反應的活性分
子物種導引至基底表面並與表面接觸，並在保持比該原料氣體瞬間加熱溫度還低之溫度的基底表面生長層積膜。
<成膜裝置的構成>
使用圖1，針對本實施形態的成膜裝置的構成進行說明。
如圖1所示，本實施形態的成膜裝置係由氣體瞬間加熱機構105、106、107、108、導引器113、成膜室115、116、薄膜狀基底117、排氣口118、119、纏繞滾筒120、供給滾筒121、反應套組S1、S2來構成。
於氣體瞬間加熱機構105、106、107、108導入流量被時間控制的原料氣體A(101)、B(102)、C(103)、D(104)，並使用溫度Ta、Tb、Tc、Td進行瞬間加熱，生成產物氣體a、b、c、d(109、110、111、112)。
導引器113係將於氣體瞬間加熱機構105、106、107、108生成之產物氣體a、b、c、d(109、110、111、112)導入成膜室115、116，於成膜室115、116中設有針對薄膜狀基底117表面噴灑的機構，相對於一個原料氣體，設置了複數個噴灑的機構。
排氣口118、119係將噴灑至薄膜狀基底117表面之產物氣體a、b、c、d(109、110、111、112)排出。同時，薄膜狀基底117係被捲入纏繞滾筒120、供給滾筒121，並以圖1為例，一旦產物氣體a、b的成膜製程結束，則纏繞滾筒120與供給滾筒121即藉由旋轉來送出薄膜狀基底117，並於經由產物氣體a、b而形成之膜上，進行產物氣體c、d的成膜製程，藉由纏繞滾筒120的旋轉將結束相關製程後之薄膜狀基底117回收。再者，為了於薄膜狀基底117形成層積膜，本實施形態的成膜裝置係設有複數個的反應套組S1、S2。
舉例來說，於本實施形態中，設置了兩個相對於產物氣體a、b與產物氣體c、d的反應套組S1、S2。意即，因應層積膜種類的數量來配置必要數量的產物氣體反應套組。同時，為了使層積膜生長，於本實施形態中，展示了具有將成膜裝置配置成一直線的成膜裝置。
再者，作為本實施形態的變化例，亦可如圖2所示地構成成膜裝置。
本實施形態變化例的成膜裝置如圖2所示，係由氣體瞬間加熱機構201、202、203、導引器207、成膜室209、薄膜狀基底210、排氣口211、纏繞滾筒212、供給滾筒214來構成。
本實施形態變化例的成膜裝置如圖2所示，係由一個成膜室209構成，且自供給薄膜的供給滾輪214供給薄膜狀基底210。接著，薄膜狀基底210通過薄膜支撐台213上，且藉由纏繞薄膜的纏繞滾筒212來回收。此時，於薄膜狀基底210上多段地配置產物氣體a、b、c的反應套組S，供給產物氣體a、b、c，並將該等產物氣體a、b、c於薄膜狀基底210上接觸來形成膜。同時，反應套組S的數量係可因應所欲之薄膜厚度自由設計。
<氣體瞬間加熱機構的構成>
本實施形態中氣體瞬間加熱機構概要的構成係如圖3所示，具備電加熱器301，且其係將原料氣體的流動路徑包圍，並可將原料氣體加熱後之氣體302排出。
<本實施形態的作用>
因為活性分子物種的構造係依附氣體瞬間加熱機構的溫度，一旦加熱溫度改變，則依存於加熱溫度之反應所生成的氣體分子物種的構造改變。同時，一旦低於一定溫度則原料氣體分子的構造沒有改變。
因此，一旦將加熱溫度以高於一定溫度的溫度與低於一定溫度的溫度之兩階段變化來成膜，則可如圖4所示地成膜，該膜係含有共通的構成元素之具有相異組成或相異組成比，或者具有第一化合物膜401與第二化合物膜402的構造之層積膜403。
舉例來說，一旦加熱溫度選擇低溫，與選擇高溫時相比，成膜後之第一化合物膜401的構成元素雖相同但組成比不同，或者，容易形成包含相異鍵結物種的柔軟薄膜。使用低溫加熱將具有柔軟構造的第一化合物膜401作為中間層來成膜，接著使用高溫加熱的分子物種，使具有緻密穩定構造的第二化合物膜402生長並成膜了具有化合物的層積膜403。
因為該層積膜403具有作為柔軟中間層之第一化合物膜401，使得破裂變得困難。藉由形成具有相異鍵結物種或構造‧組成比的層積膜，可得到具有於單層使用時無法得到之特性的層積膜。意即，可設計由具有相異組成比的兩層層積膜來重複形成的層積膜，或者，改變組成元素的種類並使用兩階段以上之具有給定溫度間隔的溫度來加熱，亦可設計具有特性變化之多層層積膜。
一般而言，雖然具有緻密構造的薄膜能有效地防止氣體的穿透，但容易破裂。同時，一旦緻密薄膜與基底的機械性質相異，則容易自基底剝離。因此，只要是層積有相異性質的中間層之層積膜，則能夠解決該課題。
同時，於本實施形態中，層積膜的第一化合物膜401與第二化合物膜402係包含選自氫、氧、氮、碳、矽、鋁、鎵、鈦、鋅、銦、及鎂所組成之群中的至少一種元素之化合物膜。
此處，第一化合物膜401的厚度亦可比第二化合物膜402薄，且第一化合物膜401並不限於1層。再者，亦可為具有梯度組成的薄膜。同時，於具有能與基底材料反應且提高黏著力之藥品時，亦可使用藥品來處理基底表面並修飾表面構造或鍵結種(Binding species)而作為第一化合物膜401。
同時，於本實施形態中，使用設定了原料氣體的氣體瞬間加熱機構的溫度後之溫度間隔來改變溫度，並成膜了第一化合物膜401、第二化合物膜402。
同時，於本實施形態中，原料氣體的氣體瞬間加熱機構的溫度流動路徑表面係由包含選自釕、鎳、鉑、鐵、鉻、鋁、及鉭所組成之群中至少一種元素的金屬形成。
同時，於本實施形態中，原料氣體的氣體瞬間加熱機構的加熱溫度係從室溫至900℃。
為了將層積膜中第一化合物膜401成為高黏著性的柔軟層，故意於不加熱下供給原料氣體，且此係一種讓成膜後之第一化合物膜401中的鍵結物種並非皆為穩定物種之組成設計。一旦利用此設計，則藉由將含有金屬元素的原料氣體與水交互地供給至基板表面並使其反應，能夠形成金屬氧化物薄膜。
此時，藉由進行將氣體瞬間加熱機構的溫度維持在室溫，且使第一化合物膜401生長，並使溫度上升且將第二化合物膜402高溫生長於其上之
成膜設計，可得到黏著度增加且能防止破裂之層積膜403。另一方面，若將溫度選擇在900℃以上，於氣體瞬間加熱機構係不鏽鋼的情況下，其表面係與氫或水、氨原料氣體反應，使得材料組織變得無法長時間維持，就實用性上來說並不適當。
同時，於本實施形態中，基底400會移動。
如圖1所示，設置了兩個相對於產物氣體a、b與產物氣體c、d的反應套組S1、S2。因應層積膜種類的數量來配置必要數量的產物氣體反應套組。
使用反應套組S1將第一化合物膜401成膜，接著，使用反應套組S2將第二化合物膜402成膜並成膜了層積膜403。
在圖1的情況下，因為層積膜有兩種，故配置了兩個反應套組S1、S2。被導引之產物氣體114(a、b、c、d)係各自通過導引器113並被導引至與設置於成膜室115、116中的薄膜狀基底117接觸，接著自排氣口118、119排氣。
可自由地設計原料氣體A、B、C、D，與其各自的加熱溫度Ta、Tb、Tc、Td，與其各自的流量，並依據時間程序來導入。進行互相反應的原料氣體A、B與原料氣體C、D的供給之各自的供給時間，係全部都沒有重疊，或者有一部份重疊，或者全部都重疊。
同時，於本實施形態中，基底的材料係選自玻璃、矽晶圓、塑膠、及碳所組成之群中的任一種。基底可為平面、亦可為彎曲、筒狀。於基底係塑膠時，亦可將螺絲或齒輪加工於基底。
同時，於本實施形態中，基底係有機EL構件、或液晶構件、或太陽能電池、或形成有圖案的構件基板。此等構件會因為氧化或吸濕而劣化。為了防止劣化，必須使用具有生成了氧氣或水無法穿透的多層薄膜之薄膜狀基底來披覆。
如以上說明所述，根據本實施形態，藉由加熱至高溫，將原料氣體的分子構造改變並化學性地生成活性分子物種。藉由將互相反應的活性分子物種導引至基底表面並與表面接觸，並可於保持著溫度低於該原料氣體瞬間加熱機構的加熱溫度之基底表面形成膜。
此時，藉由使用相異的加熱溫度或具有相異組成的氣體，使層積並生長相異性質的薄膜變得可能。藉此，將具有高黏著性或高柔軟性構造的黏著薄膜或具有緻密構造的緻密薄膜層積於保持低溫的基底表面，並使層積膜的生長變得可能。藉由黏著薄膜使得緻密薄膜黏著於基底並變得不容易剝落、破裂。
同時，可任意設定氣體瞬間加熱機構的溫度。因此，不需依存於基底的溫度，使得獨立地控制薄膜特性之層積膜的生長變得可能。同時，藉由選擇原料氣體的種類與該氣體的流動路徑的觸媒金屬元素，能因應所欲之產物分子物種來設計原料氣體的氣體瞬間加熱機構的溫度。
接著，亦可自相異的原料氣體得到生長了具有兩種組成的層積膜。舉例來說，將第一化合物膜401與第二化合物膜402組合，考慮了黏著性高的氧化鋁膜與氧化矽膜之層積膜、黏著性高的氧化鋁膜與水阻隔性優異的氮化矽膜之層積膜等。
同時，可設計具有多樣化種類的第一化合物膜401與第二化合物膜402之層積膜。再者，就藉由水與三甲基鋁(TMA)的活性分子物種反應而得之氧化鋁層積膜而言，使用實施例1說明。
同時，使用作為氧化劑之水與作為鈦氯化物之四氯化鈦來作為原料，可將氧化鈦成膜。氨氣可在一定溫度以上，例如氨氣一旦在加熱至600℃後即分解並生成活性分子物種NH2。
同時，使用氨氣作為氮化的原料，且可與四氯化鈦結合來將氮化鈦TiN成膜。
同時，使用矽有機原料或氯化矽氣體作為原料來將氮化矽薄膜成膜。
同時，可使氯化鎵GaCl3與氨氣結合來將氮化鎵薄膜成膜。
以上係元素結合的一例。藉由氣體瞬間加熱機構的溫度與原料氣體元素之組合，可自由地設計具有第一化合物膜401與第二化合物膜402的層積膜之組成或組成比。
同時，可將複數產物分子物種組合來使具有任意組成的化合物層積膜成膜。
意即，於二元化合物的成膜之情況下，舉例來說，一旦將含有金屬元素的原料之產物分子物種及含有氧化劑元素的產物分子物種交互地導引並吹至基底表面，可於室溫下低溫成膜。生成活性分子物種的溫度係因應原料氣體的種類，控制並設定在室溫至900℃。一旦使用作為觸媒元素的釕或鎳之控制溫度接觸，則原料氣體分解並生成活性分子物種。互相具有活性的分子物
種便不會馬上回到原本穩定的分子狀態，而是具有一定的壽命，且保持活性分子物種的狀態到達基底表面，並於基底表面互相反應生成化合物膜。
同時，於氧化時，含有矽、鋁、鋯、鎂、鉿、鎵、鋅、鈦、銦等金屬元素之有機金屬氣體原料的活性分子物種之生成能量大，並與含有氧元素之水原料的活性分子物種激烈地反應。在與此等金屬原料氣體反應的氣體中，可舉出除了水之外，還有氫氣或氨氣等還原氣體，或此等的混合氣體。原料氣體的組合係可自由地設計。
同時，基底可針對其與產物氣體接觸的場所相對地移動。
意即，自配置的導引器組，吹灑以溫度Ta瞬間加熱之原料氣體A的生成分子物種a，及以溫度Tb瞬間加熱之原料氣體B的生成分子物種b，使得生成分子物種a與b彼此於基底上反應並成膜了化合物膜。此處，將該化合物膜以記號AB膜來記錄。
自配置的導引器組，吹灑以溫度Tc瞬間加熱而得之原料氣體C的生成分子物種c，及以溫度Td瞬間加熱而得之原料氣體D的生成分子物種d，並成膜了化合物膜CD。
接著，一旦基底移動至配置的導引器之下，可於基底表面得到具有AB膜與CD膜的層積膜。此時，一旦基底係連續薄膜狀，則使具有AB膜與CD膜的層積膜連續成膜於該薄膜狀基底上變得可能。此處，一旦A=C、B=D，則層積膜成為具有相異的化合物AB薄膜1與化合物AB薄膜2之層積膜。
同時，基底材料可自由地選自玻璃、矽晶圓、塑膠、及碳。基底係塑膠時，則可自供給滾筒121供給薄膜狀基底，且該薄膜狀基底被纏繞並移動至纏繞滾筒120。
此等材料除了玻璃之外，因為吸附活性分子物種時的吸附能量小，故吸附密度低，且不容易於基底表面引起化合物反應。一旦選擇產生具有容易吸附之分子物種的原料氣體，並將此化合物膜成膜於基底表面，則該化合物膜1成為活性分子物種的吸附層。一旦設計了吸附能量變大的吸附層，則可設計提高與基底的黏著程度之層積膜。
同時，可於有機EL構件、或液晶構件、或太陽能電池、或形成有圖案的構件基板上成膜。
作為有機EL的代表之顯示構件係會因為氧化或吸濕而劣化。此係成為保證壽命之實用化的妨礙。因此，因為將大面積的基底一直維持於低溫，故具有無法將具有耐濕性材料之保護薄膜成膜於形成有構件之基底表面的課題。
於現時點，雖然有氧化矽薄膜的真空濺射之唯一的方法，但其製造成本高，因而阻礙了大型有機EL顯示器的實用化。同時，為了確保太陽能電池的長期可靠性，製造成本亦提升。
同時，雖然於光致抗蝕圖案上，進行了具有乾式蝕刻耐性的光罩材料氧化矽薄膜等之生長，但為了於此使用稱作電漿CVD的方法，故成為昂貴的製程。然而，因為本案實施形態中的成膜方法係不使用電漿處理，而僅使用熱的成膜方法，故能實現低價的製程。
<實施例1>
於本實施例中，藉由圖1所述之成膜裝置，展示了作為化合物層積膜403，並於塑膠基底400的表面上生長了具有氧化鋁的第一化合物膜401與第二化合物膜402之層積膜403的例子。
使用經氮氣鼓泡後的原料水與氮氣載體的混合氣體來作為原料氣體A、C。使用經氮氣鼓泡後的原料TMA與氮氣載體的混合氣體來作為原料氣體B、D。
原料氣體A、B、及原料氣體C、D的供給係使用各自的供給時間全部都沒有重疊之程序。原料氣體係各自使用氣體瞬間加熱機構105、106、107、108並加熱至溫度Ta、Tb、Tc、Td，產生產物氣體a、b、c、d(109、110、111、112)。
此處，Ta=160℃、Tb=50℃，Tc=Td=160℃。水的產物氣體a(109)係水分子集結的簇合物狀態，TMA的產物氣體b(110)係二聚體。水的產物氣體c(111)與TMA的產物氣體d(112)係單聚物的活性分子物種。
使用配管導引產物氣體a、b並自導引器113吹出，再與作為塑膠之聚對苯二甲酸(PET)的薄膜狀基底117接觸。使用兩組的導引器113供給以160℃加熱而得之產物氣體a，及以50℃加熱而得之產物氣體b，並形成進行一定的反應之反應套組S1。
於圖1的情況下，雖然使用兩組導引器供給，但可因應大小自由地設計組數。
同樣地，自兩組導引器供給產物氣體c、d並形成反應套組S2。將成膜室115、116的壓力調整設定至0.1~0.5大氣壓程度的減壓環境。
於成膜室115中，藉由以160℃加熱而得之產物氣體a與以50℃加熱而得之產物氣體b的表面反應，使包含氧化鋁之第一化合物膜成膜於基底表面。於成膜室116中，藉由以160℃加熱而得之產物氣體c、d的表面反應，成膜了包含氧化鋁的第二化合物膜。
一旦將PET薄膜狀基底117移動，可得到成膜有第一化合物膜與第二化合物膜之層積膜的薄膜狀基底117。
包含氧化鋁之第一化合物膜與第二化合物膜的組成中，係共通地含有鋁元素Al與氧元素O。一旦分析兩個元素的組成差異，則第二化合物膜中Al/O的組成比係大於第一化合物膜。
為了觀察基底與生成膜之間黏接度的差異，使用單一膜的方式將薄膜各自生長於薄膜狀基底117並使薄膜變形。雖然第一化合物膜不易破裂與剝離，但相對地，第二化合物膜較易破裂與剝離。
因為組成具有差異，故於進行鋁於水溶出的分析時，與第二化合物膜相比，多數的鋁溶出被認為歸屬於第一化合物膜。於氧化鋁完全鍵結的情況下，鋁不會溶出於水。
即使將基底薄膜變形，本實施例之第一化合物膜與第二化合物膜的氧化鋁層積膜也不容易自基底薄膜剝離，同時抑制了鋁溶出。此係因為具有第一化合物膜，使層積膜變成不易破裂並不易剝離的膜，並能得到包含不溶出成分元素Al的氧化鋁膜之層積膜。藉此，藉由圖1的成膜裝置，能製作層積有氧化鋁之PET薄膜狀基底。
<實施例2>
於實施例1中第一化合物膜與第二化合物膜的構成元素皆同為氧與鋁。實施例2係於層積膜的構成元素中，至少具有一種相異的構成元素之層積膜的實施例。
第一化合物膜選擇氧化鋁，第二化合物膜選擇氧化矽薄膜。使用經氮氣鼓泡後的水與氮氣載體的混合氣體來作為原料氣體A、C。
使用經氮氣鼓泡後的三甲基鋁(TMA)與氮氣載體的混合氣體來作為原料氣體B。使用經氮氣鼓泡後的四氯化矽與氮氣載體的混合氣體來作為原料氣體D。
原料氣體A、B、及原料氣體C、D的供給係使用各自的供給時間全部都沒有重疊之程序。原料氣體係各自使用氣體瞬間加熱機構105、106、107、108並加熱至溫度Ta、Tb、Tc、Td，產生產物氣體a、b、c、d(109、110、111、112)。
此處，Ta=160℃、Tb=50℃，Tc=Td=600℃。
使用配管導引產物氣體a、b並自導引器113吹出，再與作為塑膠之PET薄膜狀基底117接觸。使用兩組的導引器113供給產物氣體a、b，並形成進行反應之反應套組S1。
同樣地，自兩組導引器供給產物氣體c、d並形成反應套組S2。將成膜室115、116的壓力調整設定至0.1~0.5大氣壓程度的減壓環境。
於成膜室115中，藉由以160℃加熱而得之產物氣體a與以50℃加熱而得之產物氣體b的反應，將包含氧化矽的第一化合物膜成膜。於成膜室116中，藉由以600℃加熱而得之產物氣體c與產物氣體d的反應，將包含氧化矽的第二化合物膜成膜。
一旦將PET薄膜狀基底117移動，可得到成膜有第一化合物膜與第二化合物膜之層積膜的薄膜狀基底117。第一化合物膜與第二化合物膜的組成中，係共通地含有氧元素O。
包含氧化鋁之第一化合物膜不易自PET薄膜狀基底117剝離。於僅具有包含氧化矽之第二化合物膜時，則第二化合物膜容易自PET薄膜狀基底
117剝離。然而，於層積膜中，因為包含不易剝離的第一化合物膜，故層積膜不易自PET薄膜狀基底117剝離。因此，藉由圖1所示之成膜裝置，可製作出層積並生長有氧化鋁膜與氧化矽膜之PET薄膜狀基底117。
<實施例3>
於實施例3中，第一化合物膜係選擇氧化鋁膜，第二化合物膜係選擇氮化鋁膜。
使用經氮氣鼓泡後的水與氮氣載體的混合氣體來作為原料氣體A。使用經氮氣鼓泡後的三甲基鋁(TMA)與氮氣載體的混合氣體來作為原料氣體B、D。
使用氨氣與氮氣載體的混合氣體來作為原料氣體C。
原料氣體A、B、及原料氣體C、D的供給係使用各自的供給時間全部都沒有重疊之程序。原料氣體係各自使用氣體瞬間加熱機構105、106、107、108並加熱至溫度Ta、Tb、Tc、Td，產生產物氣體a、b、c、d(109、110、111、112)。
此處，Ta=160℃、Tb=50℃，氨氣原料氣體的加熱溫度Tc=600℃，TMA原料氣體的加熱溫度Td=300℃。
使用配管導引產物氣體a、b並自導引器113吹出，再與作為塑膠之PET薄膜狀基底117接觸。使用兩組的導引器113供給加熱而得之產物氣體a、b，並形成包含氧化鋁之第一化合物膜。
產物氣體c係氨氣於600℃下分解的產物氣體，故推測其包含具有氮化能力的分子物種NH2等。將成膜室115、116的壓力調整設定至0.1~0.5大氣壓程度的減壓環境。
於成膜室115中，成膜了藉由產物氣體a、b反應而得之包含氧化鋁的第一化合物膜。於成膜室116中，成膜了藉由產物氣體c、d反應而得之包含氮化鋁的第二化合物膜。
一旦將PET薄膜狀基底117移動，可得到成膜有包含第一化合物膜與第二化合物膜之層積膜的薄膜狀基底117。包含氧化鋁之第一化合物膜與包含氮化鋁之第二化合物膜的組成中，係共通地含有鋁元素Al。
包含氧化鋁之第一化合物膜不易自PET薄膜狀基底117剝離。於僅具有包含氮化鋁之第二化合物膜時，第二化合物膜容易自PET薄膜狀基底117剝離。於層積膜中，因為包含不易剝離的第一化合物膜，故層積膜不易自PET薄膜狀基底117剝離。因此，藉由圖1所示之成膜裝置，可製作出層積有包含氧化鋁膜與氮化鋁膜之PET薄膜狀基底117。
以上，雖然基於本發明的實施形態，並參照圖面進行詳述，但具體的構成並不限於該等實施形態，只要是沒有逸脫本發明要旨的範圍之設計等亦包含在內。
400‧‧‧基底
401‧‧‧第一化合物膜
402‧‧‧第二化合物膜
403‧‧‧層積膜
Claims (9)
- 一種成膜裝置，其係包含：原料氣體瞬間加熱機構，將原料氣體瞬間加熱；及基底，其溫度低於該原料氣體瞬間加熱機構的加熱溫度；其中，將透過該原料氣體瞬間加熱機構所產生之兩種以上的產物氣體分子物種各自導引至與該基底接觸，且於形成第一化合物膜的同時，形成了包含至少一種含於該第一化合物膜中的元素之第二化合物膜，並生成至少包含該第一化合物膜與該第二化合物膜的層積膜。
- 如請求項1所述之成膜裝置，其中，該原料氣體瞬間加熱機構係包括由具有觸媒功能之元素的金屬材料所構成的流動路徑。
- 如請求項1或2所述之成膜裝置，其中，該第一化合物膜與該第二化合物膜係包括選自氫、氧、氮、碳、矽、鋁、鎵、鈦、鋅、銦、及鎂所組成之群中的至少一種元素。
- 如請求項1或2所述之成膜裝置，其中，將該原料氣體瞬間加熱機構的溫度以設定之溫度間隔變化，來將該第一化合物膜與該第二化合物膜成膜。
- 如請求項2所述之成膜裝置，其中，該原料氣體瞬間加熱機構的流動路徑之表面係由包含選自釕、鎳、鉑、鐵、鉻、鋁、及鉭所組成之群中至少一種元素的金屬形成。
- 如請求項1所述之成膜裝置，其中，該原料氣體瞬間加熱機構的加熱溫度係從室溫至900℃。
- 如請求項6所述之成膜裝置，其中，該基底會移動。
- 如請求項1或7所述之成膜裝置，其中，用於層積該層積膜之該基底的材料係選自玻璃、矽晶圓、塑膠、及碳所組成之群中的任一種。
- 如請求項1、2、6或7中任一項所述之成膜裝置，其中，該基底係有機EL構件、或液晶構件、或太陽能電池、或形成有圖案的構件基板。
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