TWI629107B - 霧液塗布成膜裝置及霧液塗布成膜方法 - Google Patents

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Abstract

本發明目的在於提供一種霧液塗布成膜裝置及霧液塗布成膜方法，係可使膜厚100nm以下的薄膜予以均勻地成膜。並且，在本發明中，塗布液霧化機構(50)係執行塗布液霧液產生處理，該塗布液霧液產生處理係利用產生超音波的超音波振動器(1)將塗布液5予以霧化來產生塗布液霧液(6)。霧液塗布機構(70)係執行塗布液霧液塗布處理，該塗布液霧液塗布處理係自霧液塗布頭(8)將塗布液霧液(6)供應至載置於移動載台(10)上之基板(9)的表面上，而將塗布液霧液(6)塗布在基板(9)之表面上。燒製‧乾燥機構(90)係執行燒製‧乾燥處理，該燒製‧乾燥處理係在加熱板(13)上將於表面上已塗布有塗布液霧液(6)的基板(9)予以燒製‧乾燥，且使由塗布液霧液(6)所形成之液膜的溶劑蒸發而在基板(9)的表面上予以薄膜成膜。

Description

霧液塗布成膜裝置及霧液塗布成膜方法
本發明係關於一種利用藉超音波所噴霧之塗布液霧液，於作為成膜對象之基板上予以薄膜成膜的霧液塗布成膜裝置及霧液塗布成膜方法。
為了於薄膜(film)、玻璃基板、半導體晶圓等之被塗布體上塗布薄膜，來賦予各式各樣功能性(抗反射、防眩性、防汙性、親水性、疏水性)，而根據塗布液的物性(黏度、表面張力)、被塗布體(成膜對象之基板)的特性(表面形狀、表面張力)、膜特性(膜厚、膜中組成濃度、膜硬度等)等的不同而採用各式各樣的塗布方法。
就如薄膜或玻璃基板等之被塗布體的塗布裝置而言，有全量塗布塗布液的狹縫模具(slit die)塗工裝置、滾筒式(roll)塗布裝置、條狀(bar)塗工裝置、凹版(gravure)塗工裝置等。近年來，因著功能性薄膜、光學薄膜、平面顯示器面板的高性能化，使塗布膜的薄膜化及膜厚不均預防的要求精密度提高。
另一方面，就塗布液予以液滴化而進行的 塗布裝置而言，有噴射塗布(spray coating)裝置、旋塗(spin coating)裝置。旋塗裝置係廣泛採用作為用於半導體晶圓之薄膜製造的方法。旋塗法係將塗布液的液滴供應至基板之表面中央部，且使之高速旋轉，藉此在基板表面形成薄膜的方法。在該方法中，由於在使基板高速旋轉之時，塗布液會被拋出，使塗布液的利用效率不良，而在大型之被塗布體的適用上課題較多。
噴射塗布法係利用高壓氣體將塗布液噴霧而在基板表面形成薄膜之方法。噴射塗布法，例如於專利文獻1所揭示者。由於噴射塗布裝置的噴霧槍(spray gun)可進行移動，故可適應於大型的被塗布體，惟藉由高壓空氣與流量之噴霧之塗布液的微粒子徑的控制困難，且會有在成膜之薄膜易產生膜厚不均的問題點。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2003-98699號公報
在前述之噴射塗布法等之噴射塗布方法中，使用一般的噴霧槍，並在供應塗布液的狀態下，藉導入至槍的高壓氣體，進行塗布液的霧化。經霧化之塗布液的微粒子徑係在塗布液的供應量為恆定的情形下，藉增加空氣的壓力或流量之方式而縮小。另外，在空氣壓力或流 量為固定的情形時，則藉由減少塗布液的供應量而縮小。塗布液之微粒子徑由於依存於塗布液的供應量、空氣壓力、空氣流量，故會有微粒子徑之粒徑控制及小粒徑之霧化量的增減控制均為困難的問題點。
在習知的噴射塗布方法中，係減少塗布液的吐出量，並加大霧化空氣壓力或流量來使噴射霧化粒子的直徑縮小，或者降低塗布液的濃度，而使噴射時的粒子在飛行中隨著乾燥的同時進行附著，以進行精塗膜的方法。
減少塗布液之吐出量的情形和降低塗布液之濃度的情形，由於是成膜較薄塗膜，故必須因應膜厚而增加積層次數來成膜。藉增加塗布次數雖會提升塗膜的均勻性，惟會有使生產效率降低的問題點。
此外，為了將噴射霧化進一步微粒化，必須增加較高空氣壓力或空氣流量，因此在複數次連續塗布時，會使用以微粒化之高壓與大量的空氣強烈撞擊被塗布體的表面，而會有因高壓與大量之空氣所致之擾動液膜的問題點。
再者，在噴射塗布方法中，雖可任意地設定被塗佈的旋轉速度、噴霧槍的移動速度，惟會有若未平衡地調整被塗布物的旋轉速度及噴霧槍的移動速度時無法均勻地塗布之問題點。
本發明係鑑於解決以上問題點而研創者，目的在於提供一種霧液塗布成膜裝置及霧液塗布成膜方法，係可使膜厚100nm以下的薄膜予以均勻地成膜。
本發明之霧液塗布成膜裝置，係具備有：塗布液霧化機構，係利用超音波振動器將霧化容器中之含有預定原料的塗布液予以霧化而獲得液滴狀的塗布液霧液；霧液塗布機構，係具有載置作為成膜對象之基板的載置部，對前述基板供應前述塗布液霧液，將前述塗布液霧液塗布於前述基板的表面上；燒製‧乾燥機構，係將塗布在前述基板之表面上的前述塗布液霧液予以燒製‧乾燥而在前述基板之表面上成膜含有前述預定之原料的薄膜。
申請專利範圍第1項所載本案發明的霧液塗布成膜裝置，係藉由霧液塗布機構將塗布液霧液塗布在基板的表面上後，藉由燒製‧乾燥機構，將塗布液霧液予以燒製‧乾燥，而在基板的表面上將含有預定之原料的薄膜予以成膜，藉此可使膜厚100nm以下的薄膜均勻性優越地成膜在基板上。
本發明之目的、特徵、形態及優點，藉由以下詳細的說明與附圖應可更為明瞭。
1‧‧‧超音波振動器
2‧‧‧水槽
4‧‧‧霧化容器
5‧‧‧塗布液
6‧‧‧塗布液霧液
8、81至83‧‧‧霧液塗布頭
8b、81b至83b‧‧‧頭底面
9‧‧‧基板
10‧‧‧移動載台
11、11X‧‧‧霧液塗布處理腔
13‧‧‧加熱板
14‧‧‧燒製‧乾燥處理腔
16‧‧‧載體氣體供應部
18、181至183‧‧‧霧液噴出口
21‧‧‧載體氣體導入管線
22、221至223‧‧‧霧液供應管線
23、24‧‧‧排氣輸出管線
21b‧‧‧閥部
35‧‧‧霧液控制部
37‧‧‧移動控制部
50至54‧‧‧塗布液霧化機構
70‧‧‧霧液塗布機構
90‧‧‧燒製‧乾燥機構
dM‧‧‧量測區域間距離
M1至M18‧‧‧量測區域
R11、R12‧‧‧蝕刻除去區域
R21、R22‧‧‧非蝕刻區域
第1圖係示意性顯示本發明之實施形態1之霧液塗布成膜裝置之構成的說明圖。
第2圖係顯示在第1圖所示之霧液塗布頭之底面構造的俯視圖。
第3圖係顯示實施形態1之霧液塗布成膜方法及薄膜之厚度驗證方法的處理順序的流程圖。
第4圖係示意性顯示在第1圖所示中之頭底部相對於基板的位置關係的說明圖。
第5圖係示意性顯示驗證對象之基板的表面之說明圖。
第6圖係顯示在第5圖所示之量測區域中之膜厚量測結果的曲線圖。
第7圖係顯示於複數個量測區域各個的量測厚度的曲線圖。
第8圖係示意性顯示另一量測處理之處理內容的說明圖。
第9圖係顯示實施另一量測處理之量測結果的曲線圖。
第10圖係顯示不同之載台移動速度下之薄膜的厚度之曲線圖。
第11圖係以表格形式顯示在各移動速度下之平均膜厚、膜厚之標準偏差的說明圖。
第12圖係示意性顯示實施形態2之塗布液霧化機構中之霧液控制部的控制內容之說明圖。
第13圖係示意性顯示實施形態3之霧液塗布成膜裝置之特徵部分的說明圖。
第14圖係顯示複數個霧液塗布頭之底面構造的俯視圖。
以下，參照圖示，針對本發明之實施形態加以說明。
實施形態1 (霧液塗布成膜裝置)
第1圖係示意性顯示本發明之實施形態1之霧液塗布成膜裝置之構成的說明圖。如同圖所示，實施形態1的霧液塗布成膜裝置，主要構成要素係具有塗布液霧化機構50、霧液塗布機構70、及燒製‧乾燥機構90。
塗布液霧化機構50係執行塗布液霧液產生處理，該塗布液霧液產生處理係以利用產生超音波之超音波振動器1將投入至霧化容器4之塗布液5予以霧化成粒徑分布較窄之中心粒徑約4μm的液滴之方式產生塗布液霧液6。塗布液霧液6係藉從載體氣體供應部16所供應之載體氣體並透過霧液供應管線22來運送至霧液塗布機構70。
霧液塗布機構70係從霧液供應管線22接收塗布液霧液6，且由霧液塗布頭8將塗布液霧液6供應至載置於移動載台10(載置部)上之基板9(成膜對象之基板)的表面上，並在基板9的表面上執行將塗布液霧液6予以塗布的塗布液霧液塗布處理。
燒製‧乾燥機構90係執行燒製‧乾燥處理，該燒製‧乾燥處理係以在加熱板13上將使塗布液霧液 6塗布至表面上的基板9予以燒製‧乾燥，且使於塗布液霧液6中之溶煤蒸發之方式，來將含有塗布液霧液6所含之聚矽氧(silicon)化合物之原料(經添加填充劑、交聯劑(crosslinking agent)等之添加劑的矽氧烷聚合物(siloxane polymer)、經與其他有機化合物反應之矽氧烷聚合物)的薄膜予以成膜在基板9的表面上。
(塗布液霧化機構50)
在塗布液霧化機構50中，就超音波振動器1而言，例如可採用1.5至2.5MHz範圍內的超音波頻率。將水導入至設置於超音波振動器1上之水槽2作為利用超音波振動器1所產生之超音波傳播的媒體，而驅動超音波振動器1，藉此使投入至霧化容器4之塗布液5液滴化，來獲得屬於粒徑分布較窄之中心粒徑為4μm大小之微米尺寸之液滴的塗布液霧液6。
就塗布液5而言，為即使塗布液之黏度較高亦可利用低黏度之甲醇(methanol)、甲苯(toluene)、水、己烷(hexane)、乙醚(ether)、乙酸甲酯(methylacetate)、乙酸乙酯(ethylacetate)、乙酸乙烯酯(vinylacetate)、氯乙烷(ethylchloride)等之溶煤加以稀釋，且黏度為1.1mPa‧S以下的塗布液。
將從載體氣體供應部16所供應的載體氣體自載體氣體導入管線21供應至霧化容器4內，於是在霧化容器4之內部空間呈噴霧之液滴狀的塗布液霧液6係透過 霧液供應管線22而朝霧液塗布機構70之霧液塗布頭8運送。載體氣體主要目的在於運送塗布液霧液6而採用氮氣體或空氣，且載體氣體流量係藉霧液控制部35控制在2至10(L/min)。閥部21b係設置於載體氣體導入管線21，為用以調整載體氣體流量的閥部。
霧控制部35係控制閥部21b的開閉程度來控制從載體氣體供應部16所供應之載體氣體流量，並且控制超音波振動器1之振動的有無、超音波頻率等。
(霧液塗布機構70)
霧液塗布機構70主要構成要素係具有將霧液塗布頭8與成膜基板9載置於上部，並在移動控制部37的控制下可進行移動的移動載台10(載置部)。
第2圖係顯示霧液塗布頭8之底面構造的俯視圖。在第2圖顯示XY座標軸。如同圖所示，霧液塗布頭8之頭底面8b中形成有：以Y方向(預定方向)為長邊方向之狹縫狀的霧液噴出口18。
在第2圖中，顯示存在於霧液塗布頭8之頭底面8b下之基板9的假想平面位置。基板9係構成為以圖中X方向邊部為長邊，而Y方向邊部為短邊的矩形狀。
如第2圖所示，設置於頭底面8b的霧液噴出口18，係設置成以基板9之短邊形成方向(Y方向)為長邊方向的狹縫狀，且其形成長(Y方向之長度)係設置成與基板9之短邊寬度相同大小。
因此，例如在藉移動載台10使基板9沿著X方向移動之狀態下，從霧液噴出口18供應在霧液塗布頭8內經整流之塗布液霧液6，藉此可將塗布液霧液6塗布於基板9之表面上的大致全表面。此外，由於霧液噴出口18以狹縫狀方式形成，故藉調整霧液塗布頭8之長邊方向(Y方向)的形成長度，藉此不受作為成膜對象之基板9的短邊寬度限制，亦可適應於短邊寬度較寬闊的基板9。具體而言，使霧液塗布頭8具有與能夠設想到之基板9的最大短邊寬度一致的長邊方向之寬度，藉此可使霧液噴出口18的形成長大致與基板9之最大短邊寬度一致。
將基板9載置在上部之移動載台10，係在離霧液塗布頭8之頭底面8b為2至5mm的狀態下，在移動控制部37之控制下沿著X方向進行移動，藉此可將由塗布液霧液6所形成之極薄的液膜塗布在基板9之表面的大致全表面上。此時，藉移動控制部37變更移動載台10的移動速度，藉此可調整液膜的厚度。
亦即，移動控制部37係沿著與霧液塗布頭8之霧液噴出口18的短邊方向一致的移動方向(第2圖中X方向)使移動載台10移動，且可改變控制沿著移動方向之移動載台10的移動速度。
此外，霧液塗布頭8及移動載台10係設置於霧液塗布處理腔11內，而在霧液塗布處理腔11內揮發之塗布液霧液6的溶煤蒸氣與載體氣體之混合氣體係透過排氣輸出管線23，而在未圖示之排氣處理裝置經處理後排 放到大氣。另外，閥部23b係設置於排氣輸出管線23的閥部。
(燒製‧乾燥機構90)
在燒製‧乾燥機構中，主要構成係具有設置於燒製‧乾燥處理腔14內的加熱板13。使經藉霧液塗布機構70而在表面上塗布有塗布液霧6(之液體膜)的基板9在燒製‧乾燥處理腔14內設置於加熱板13上。
使用加熱板13對塗布有塗布液霧液6的基板9進行燒製‧乾燥處理，藉此使由塗布液霧液6所形成之液膜的溶劑蒸發，來在基板9的表面上形成含有塗布液5內之原料的薄膜。藉由燒製‧乾燥處理所產生之塗布液5的溶劑蒸氣係從排氣輸出管線24，在未圖示之排氣處理裝置經處理後排放到大氣。
在第1圖所示之例中，雖然燒製‧乾燥處理採用加熱板13來執行，惟亦可不採用加熱板13，而利用將熱風供應至燒製‧乾燥處理腔14來構成燒製‧乾燥機構90。
(霧液塗布成膜方法)
第3圖係顯示採用第1圖所示之霧液塗布成膜裝置而執行霧液塗布成膜方法及執行後之薄膜的厚度驗證方法的處理順序之流程圖。首先，參照第3圖，說明霧液塗布成膜方法之處理順序。
在步驟S1中，藉由塗布液霧化機構50，來執行塗布液霧液產生處理，該塗布液霧液產生處理係利用超音波振動器1將霧化容器4內之塗布液5予以霧化來產生液滴狀的塗布液霧液6。
具體而言，塗布液5係使用1wt%(重量百分比)的聚矽氧塗布原料，驅動以1.6MHz振動之兩個超音波振動器1來進行塗布液5的噴霧，且從載體氣體供應部16供應載體氣體流量為2L/min之氮載體氣體，藉此透過霧液供應管線22來將在霧化容器4內所產生的塗布液霧液6運送至霧液塗布機構70內的霧液塗布頭8。
接著，在步驟S2中，藉由霧液塗布機構70，來執行塗布液霧液塗布處理，該塗布液霧液塗布處理係在移動載台10上載置作為塗布對象基板的基板9，且從霧液塗布頭8的霧液噴出口18供應塗布液霧液6，而將塗布液霧液6塗布在基板9的表面上。
具體而言，在霧液塗布頭8內經整流的塗布液霧液6係通過形成為狹縫狀的霧液噴出口18來供應至基板9的表面，藉此執行塗布液霧液塗布處理。基板9係具有長邊為120(mm)短邊為60(mm)之矩形狀的表面。
載置在移動載台10上的基板9，係存在於頭底面8b之下方隔著2至5mm之間隔的位置，且在移動控制部37之控制下使移動載台10朝第2圖之X方向移動(掃描)，藉此以基板9之表面上的大致全表面之方式形成由塗布液霧液6所塗布之極薄的液膜。藉移動控制部37 使移動載台10的移動速度係能夠可變控制在1至50(mm/sec)的範圍。
如上述方式，在固定霧液塗布頭8的狀態下，僅移動載置基板9的移動載台10而在基板9的表面上塗布塗布液霧液6，藉此可較容易地在基板9的表面上塗布塗布液霧液6。
此時，在實施型態1中，由於自載體氣體供應部16之載體氣體的壓力與流量係比習知之噴霧槍的高壓氣體之氣體壓力和流量小，故塗布液霧液塗布處理之時，比習知之方式可抑制因受塗布液霧液6強烈撞擊基板9之表面所致之液膜的擾動的情形。除此之外，藉由下述構思可進一步抑制由塗布液霧液6所致之液膜的擾動的情形。
第4圖係示意性顯示頭底部8b相對於基板9的位置關係的說明圖。在同圖中，一併記載XZ座標軸。如同圖所示，藉由具有相對基板9之表面形成方向(第4圖之X方向)傾斜θ，藉此可從霧液噴出口18以從基板9之垂直線L9傾斜達角度θ之傾斜方向噴出塗布液霧液6。
如上述方式，使霧液塗布頭8的頭底面8b具有相對基板9之表面形成方向傾斜θ，藉此有效地抑制來自載體氣體供應部16之載體氣體流量所形成的塗布液霧6撞擊在基板9之表面時所產生的液膜的擾動，並可使塗布液霧液6更均勻地塗布在基板9的表面上。
接著，在步驟S3中，藉由燒製‧乾燥機構 90來執行燒製‧乾燥處理，該燒製‧乾燥處理係將塗布在基板9之表面上之由塗布液霧液6所形成的液膜予以燒製‧乾燥，而在基板9之表面上將含有聚矽氧化合物等之原料的薄膜予以成膜。
根據以上之步驟S1至S3之霧液塗布成膜方法，藉此可在基板9上形成膜厚100μm以下的薄膜。
接著，參照第3圖及第5圖，說明根據實施型態1之霧液塗布成膜裝置之霧液塗布成膜方法而成膜在基板9之表面上之薄膜的膜厚驗證處理。
在第3圖的步驟S4中執行蝕刻處理，該蝕刻處理係選擇性地蝕刻去除成膜在基板9之表面上的薄膜。具體而言，採用經以1：1混合NaOH濃度為4wt%甲醇(methanol)及純水的水溶液，在常溫下進行10min蝕刻。
第5圖係示意性顯示驗證對象之基板的表面之說明圖。如同圖所示，藉由步驟S4的蝕刻處理，在基板9的表面上選擇性地蝕刻去除蝕刻除去區域R11及R12中的薄膜，而使非蝕刻區域R21及R22中的薄膜選擇性地殘存。
接著，在步驟S5中，執行成膜在基板9上之薄膜的膜厚量測處理。膜厚量測係採用現有之觸針段差計來量測。
如第5圖所示，膜厚量測部位係量測區域M1至M18，量測區域M1至M9係設定為從蝕刻去除區域R11跨及非蝕刻區域R21之區域，而量測區域M10至M18 係設定為從蝕刻去除區域R12跨及非蝕刻區域R22之區域。量測區域M1至M18中，鄰接之量測區域間距離dM係設定為10mm。
第6圖係顯示量測區域M1中之膜厚量測結果之曲線圖。在第6圖中，如第5圖之量測方向D1所示，沿著+Y方向量測膜厚。如同圖所示，在非蝕刻區域R21中所量測膜厚為40nm左右，而在蝕刻去除區域R11所量測膜厚為0nm左右。因此，非蝕刻區域R21中的量測平均值(除雜訊部分以外)為量測區域M1的量測膜厚。
第7圖係顯示於量測區域M1至M18各個的量測厚度的曲線圖。在第7圖中，量測區域的編號i係與量測區域Mi相對應。從第7圖中之在不同量測點模厚量測線L2所示的量測結果推導出：橫向平均模厚為47nm，而膜厚的標準偏差為5nm。
第8圖係示意性顯示於步驟S5之另一量測處理之處理內容的說明圖。如第8圖所示，膜厚量測部位為量測區域K1至K6，量測區域K1至K3係設定為從蝕刻去除區域R11跨及非蝕刻區域R21之區域，而量測區域K4至K6係設定為從蝕刻去除區域R12跨及非蝕刻區域R22之區域。在另一量測處理中，係量測於量測區域K1至K6之量測膜厚之平均的處理。
第9圖係顯示執行三次步驟S1至S3之霧液塗布成膜方法，且在三次各次中實施在第8圖所示之另一量測處理之量測結果的曲線圖。在第8圖中，次數的編號 j係與由另一量測處理所進行之第j次的執行結果相對應。
如同圖所示，於三次之另一量測處理中之平均膜厚為40nm，而膜厚的表準偏差收斂為5nm以下，由此可知：執行採用實施形態1之霧液塗布成膜裝置的霧液塗布成膜方法，藉此在100nm以下之薄膜的成膜處理中，亦可均勻且穩定地製造薄膜。
在使對基板9之表面所塗布之塗布液霧液6的薄膜化及膜厚不均預防的要求精密度提高之狀態下，會有膜厚愈薄愈難以均勻化之習知的課題。
執行採用實施形態1之霧液塗布成膜裝置的霧液塗布成膜方法，來形成更薄的薄膜並進行膜厚分布的評估。此時，將由移動控制部37所控制的移動載台10的移動速度設定成10(mm/sec)、20(mm/sec)、30(mm/sec)，並執行一次的步驟S1至S3而在基板9的表面形成薄膜並量測膜厚。
第10圖係顯示不同之載台移動速度下之薄膜的膜厚之曲線圖。第11圖係以表格形式顯示在各移動速度下之平均膜厚、膜厚之標準偏差的說明圖。如第10圖所示，可得知：藉移動控制部37使移動載台10的移動速度增加，藉此可使成膜之薄膜的厚度變薄，且可進行薄膜之膜厚的薄膜化。
如第11圖所示，可得知：即使進行薄膜之膜厚的薄膜化，標準偏差亦收斂於平均膜厚的1/5以下，而維持膜厚的均勻性。
如此，執行由本實施形態之霧液塗布成膜裝置所進行的霧液塗布成膜方法，藉此即使以100nm以下薄膜化，亦可維持所成膜之薄膜之膜厚的均勻性。
(效果等)
執行具備有在第3圖所示之步驟S1至S3之霧液塗布成膜方法的實施形態1的霧液塗布成膜裝置，係藉由霧液塗布機構70在基板9的表面上塗布塗布液霧液6之後，藉由燒製‧乾燥機構90，將於基板9表面上之由塗布液霧液6所形成的液體膜予以燒製‧乾燥，而在基板9的表面上將含有塗布液5內之原料的薄膜予以成膜，藉此可使膜厚100nm以下之膜厚的薄膜均勻地成膜在基板上。
再者，霧液塗布頭8係於頭底面8b設置霧液噴出口18，該霧液噴出口18係以表面呈矩形狀之基板9的短邊形成方向(第2圖中Y方向；預定方向)為長邊方向的狹縫狀之方式所形成。
因此，將基板9之短邊形成寬度與霧液噴出口18之長邊方向的形成長度設定為相同程度的長度，且在使基板9之短邊方向與霧液噴出口18之長邊方向一致的狀態下，在移動控制部37的控制下，使載置基板9的移動載置台10沿著基板9的長邊方向(第一方向)來移動，藉此可以基板9的表面上的大致全表面之方式予以薄膜成膜。
再者，成膜對象之基板為圓筒狀之基體的情形，藉由在以圓筒部分之中心軸為中心並使基體旋轉的 狀態下，以使塗布液霧液6供應至基體之側面的方式配置霧液塗布頭8(霧噴出口18)，藉此可在圓筒狀之基體的側面上予以薄膜成膜。
除此之外，藉移動控制部37來可變控制移動載台10的移動速度，藉此可形成多種膜厚的薄膜。
實施形態2
第12圖係示意性顯示實施形態2之塗布液霧化機構50中之霧液控制部35的控制內容之說明圖。在第12圖所示以外的構成係與在第1圖所示之實施形態1之構成相同。實施形態2的塗布液霧化機構50係在水槽2下設置有複數個超音波振動器1。
如第12圖所示，霧液控制部35係可個別地控制複數個超音波振動器1各自之動作的導通、關斷及超音波振動數量。因此，霧液控制部35係可決定動作振動器數量，該動作振動器數量作為使複數個超音波振動器1當中要動作之超音波振動器的數量。再者，霧液控制部35係控制閥部21b的開閉程度，藉此可將從載體氣體供應部16所供應之載體氣體的載體氣體流量以2至10(L/min)之範圍予以可變控制。
塗布液霧液6的霧化量(塗布液霧液6之每單位時間之用於霧液塗布機構70的供應量)係可藉由上述之動作振動器數量、各超音波振動器1之超音波頻率及載體氣體流量所決定。此時，關於塗布液霧液6的霧化量， 動作振動器數量及載體氣體流量係具有正相關，而超音波頻率具有負相關。因此，當固定超音波振動器1之超音波頻率(通常，在複數個超音波振動器1之間設定為相同頻率)時，塗布液霧液6的霧化量，係可藉由動作振動器數量及載體氣體流量的增減來調整。
此外，根據塗布液5的濃度、塗布液霧6的霧化量、及移動載台10的移動速度等，控制塗布在基板9之表面上之塗布液霧液6的粒徑，最後可決定在基板9之表面上所成膜之薄膜的膜厚。此時，關於薄膜的厚度，塗布液5的濃度、塗布液霧液6的霧化量係具有正相關，而移動載台10的移動速度係具有負相關。
在此，當固定塗布液5的濃度、移動載台10的移動速度、動作振動數量及載體氣體流量以外之條件的情形，在基板9的表面上所成膜之薄膜的膜厚，係可根據塗布液霧液6的霧化量(依動作振動器數量及載體氣體流量之組合決定)來調整。
因此，考慮移動載台10之移動速度等，可在霧液控制部35之控制下控制動作振動器數量及載體氣體流量，俾可使期望之膜厚之薄膜予以成膜。結果，可謀求薄膜成膜時之生產效率的提升。
如上所述，實施形態2之霧液塗布成膜裝置係藉由屬於霧化控制部的霧液控制部35控制複數個超音波振動器1之動作元件數量、及由載體氣體供應部16所供應之載體氣體的載體氣體流量，藉此可將期望之膜厚的薄 膜均勻性優越地予以成膜在基板9的表面上。
實施形態3
實施形態1的霧液塗布成膜裝置中，藉由一次的成膜處理(分別執行一次第3圖之步驟S1至S3的處理)，可將100nm以下之膜厚的薄膜予以成膜在基板9的表面上。然而，當要均勻地形成超過100nm之較厚的膜厚的薄膜時，必須進行複數次上述成膜處理。實施形態3係供以均勻地形成較厚之膜厚的薄膜的霧液塗布成膜裝置。
第13圖係示意性顯示實施形態3之霧液塗布成膜裝置之特徵部分的說明圖。在第13圖所示以外的構成係與在第1圖所示之實施形態1之構成相同。
如同圖所示，在實施形態3中，具有各自與實施形態1的塗布液霧化機構50相當之三個塗布液霧化機構51至53(複數個塗布液霧化機構)，且在霧液塗布機構70的霧液塗布處理腔11X(對應於實施形態1的霧液塗布處理腔11)內，以對應於塗布液霧化機構51至53之方式設置霧液塗布頭81至83。並且從塗布液霧化機構51至53所獲得的塗布液霧液6，係透過霧供應管線221至223來供應至霧液塗布頭81至83。亦即，塗布液霧液6係從對應之塗布液霧化機構5i透過霧液供應管線22i來供應至各霧液塗布頭8i(i=1至3中任一個)。
霧液塗布頭81至83係具有頭底面81b至83b，且在頭底面81b至83b設置有霧液噴出口181至183。
第14圖係顯示霧液塗布頭81至83之底面構造的俯視圖，且一併記載XY座標軸。如第14圖所示，在霧液塗布頭81至83之頭底面81b至83b中，形成有以Y方向(預定方向)為長邊方向之狹縫狀的霧液噴出口181至183。
在第14圖中，係顯示存在於霧液塗布頭81至83下之基板9的假想俯視位置。基板9係構成為在圖中，以X方向之邊為長邊、以Y方向之邊為短邊之矩形狀。
如此，實施形態3的霧液塗布成模裝置，係設置三個塗布液霧化機構51至53(複數個塗布液霧化機構)，並且在霧液塗布機構70之霧液塗布處理腔11X內以對應於三個塗布液霧化機構51至53之方式設置三個霧液塗布頭81至83(複數個霧塗布頭)，藉此可同時地從三個霧液塗布頭81至83將塗布液霧液6供應至基板9之表面。
因此，使用實施形態3之霧液塗布成膜裝置並與實施形態1同樣地執行第3圖之步驟S1至S3的處理時，相較於實施形態1，可在一次之步驟S2的塗布液霧液塗布處理執行時對基板9的表面上塗布三倍左右的塗布液霧液6。
結果，實施形態3的霧液塗布成膜裝置，相較於實施形態1的霧液塗布成膜裝置，達成可以較少之成膜處理次數而均勻地形成較厚之膜厚的薄膜之效果。
本發明雖已詳述，但上述的說明在所有形態中僅為例示，並非用以限定本發明。凡未例示之無數個 變形例，在未超出本發明之範圍下均可視為可思及者。

Claims (4)

  1. 一種霧液塗布成膜裝置，係具備有：塗布液霧化機構(50、51至53)，係利用超音波振動器(1)將霧化容器(4)中之含有預定原料的塗布液(5)予以霧化而獲得液滴狀的塗布液霧液(6)；霧液塗布機構(70)，係具有載置作為成膜對象之基板(9)的載置部(10)，對前述基板供應前述塗布液霧液，將前述塗布液霧液塗布於前述基板的表面上；以及燒製‧乾燥機構(90)，係將塗布在前述基板之表面上的前述塗布液霧液予以燒製‧乾燥而在前述基板之表面上成膜為含有前述預定之原料的薄膜；其中前述霧液塗布機構不具有加熱手段；前述霧液塗布機構又具有霧液塗布頭(8、81至83)，該霧液塗布頭(8、81至83)係從霧液噴出口噴出前述塗布液霧液；前述霧液噴出口係形成為以預定方向為長邊方向之狹縫狀，前述霧液塗布頭的頭部底面係具有相對於前述霧液噴出口的短邊方向超過“零”的傾斜，前述霧液塗布機構又具有移動控制部(37)，該移動控制部(37)係沿著與前述霧液塗布頭之前述霧液噴出口的短邊方向一致的移動方向使前述載置部移動，且可變地控制沿著前述移動方向之前述載置部的移送速度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之霧液塗布成膜裝置，其中 前述超音波振動器係包含複數個超音波振動器，前述塗布液霧化機構係包含載體氣體供應部(16)，該載體氣體供應部(16)係供應用以朝向前述霧液塗布機構運送前述塗布液霧液的載體氣體；前述霧液塗布成膜裝置又具備有：霧化控制部(35)，係決定屬於前述複數個超音波振動器當中要動作之超音波振動器之數量的動作振動器數量，並且控制前述載體氣體之流量。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之霧液塗布成膜裝置，其中前述塗布液霧化機構係包含複數個塗布液霧化機構(51至53)；前述霧液塗布頭係包含以對應於前述複數個塗布液霧化機構(50)之方式所設置的複數個霧液塗布頭(81至83)。
  4. 一種霧液塗布成膜方法，係採用請求項第1項所述之霧液塗布成膜裝置的霧液塗布成膜方法，其係具備有：(a)利用前述超音波振動器(1)將前述霧化容器(4)中之含有預定原料的塗布液(5)予以霧化而獲得液滴狀的塗布液霧液(6)之步驟(S1)；(b)藉由前述霧液塗布機構(70)，對作為成膜對象之基板(9)供應前述塗布液霧液，將前述塗布液霧液塗布於前述基板之表面上之步驟(S2)；以及(c)藉由前述燒製‧乾燥機構(90)，將塗布在前述基板之表面上之由前述塗布液霧液所形成的液膜予以 燒製‧乾燥而在前述基板之表面上成膜為含有前述預定之原料的薄膜之步驟(S3)；其中前述(b)之步驟(S2)中，不進行加熱處理；前述(b)的步驟(S2)更包含：沿著與前述霧液塗布頭之前述霧液噴出口的短邊方向一致的移動方向使前述載置部移動，且藉由前述移動控制部可變地控制沿著前述移動方向之前述載置部的移送速度。
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