專利名稱：涂敷裝置及成膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用液相法的涂敷裝置及成膜裝置。
背景技術(shù)：
例如，作為鐵電體或壓電介質(zhì)等陶瓷膜的成膜方法，公知的有濺射法等固相法、旋轉(zhuǎn)涂層法等液相法、及CVD法等氣相法。其中，液相法因?yàn)橥ㄟ^(guò)控制原料液的組成可以以比較簡(jiǎn)單的工序獲得組成控制性良好的膜、以及工序控制性良好且膜的再現(xiàn)性優(yōu)良等原因，在陶瓷膜的成膜中被認(rèn)為大有前途。但是，在采用旋轉(zhuǎn)涂層法的液相法中，存在因滴落在基板上的涂敷液的大部分不利于成膜而導(dǎo)致原料的利用率低的問(wèn)題。而且，在旋轉(zhuǎn)涂層法中，存在著涂敷液的粘性高時(shí)難以得到具有均勻膜厚的膜的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以利用液相法成膜、并有效利用涂敷液的涂敷裝置。
本發(fā)明的目的還在于提供一種包括根據(jù)本發(fā)明的涂敷裝置的成膜裝置。
根據(jù)本發(fā)明的涂敷裝置，包括承載部，用于支持被處理對(duì)象；支持裝置，使上述承載部旋轉(zhuǎn)并支持上述承載部；以及多個(gè)噴嘴，用于向上述承載部噴射涂敷液。
根據(jù)本發(fā)明的涂敷裝置，通過(guò)使用多個(gè)噴嘴，可以向被處理對(duì)象的表面不浪費(fèi)地供給涂敷液，在任意類型的基板、例如即使是在表面具有凹凸的基板上，也能形成均勻的涂膜，并能減少涂敷液的使用量。
在根據(jù)本發(fā)明的涂敷裝置中，上述噴嘴可以包括被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的臂部。
在根據(jù)本發(fā)明的涂敷裝置中，還包括液體承接部，該液體承接部可以包括圍繞在上述承載部周圍的側(cè)壁部和具有集液部的底部。
在根據(jù)本發(fā)明的涂敷裝置中，可以在該側(cè)壁部設(shè)置向該承載部噴出氣體的氣體噴射裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的涂敷裝置中，上述支持裝置還可以包括使上述承載部振動(dòng)的振動(dòng)裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的涂敷裝置中，還可以包括向上述承載部照射紫外線的紫外線照射部。
根據(jù)本發(fā)明的成膜裝置包括本發(fā)明的涂敷裝置和與該涂敷裝置相鄰設(shè)置的加熱板。
在根據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，可以與上述涂敷裝置、上述加熱板相鄰設(shè)置用于搬運(yùn)上述被處理對(duì)象的自動(dòng)搬運(yùn)裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，上述加熱板可以設(shè)置多個(gè)。
在根據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，上述加熱板在內(nèi)部可以包括第一及第二熱介質(zhì)循環(huán)回路，向一個(gè)熱介質(zhì)循環(huán)回路供給第一熱介質(zhì)，向另一個(gè)熱介質(zhì)循環(huán)回路供給與上述第一熱介質(zhì)溫度不同的第二熱介質(zhì)。
在根據(jù)本發(fā)明的成膜裝置中，上述加熱板包括槽，該槽包括部分地支持被處理對(duì)象的承載部、以及向該槽導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入部。


圖1是示出涂敷裝置及成膜裝置的實(shí)施例的示意平面圖；圖2是沿圖1示出的A-A線的截面圖；圖3是示出噴嘴的示圖；圖4是示出第一加熱板的截面圖；以及圖5是示出第二加熱板的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，就本發(fā)明的實(shí)施例，參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是示意示出包括本實(shí)施例涉及的涂敷裝置100的成膜裝置1000的平面圖，圖2是沿圖1的A-A線的截面圖。
成膜裝置1000包括涂敷裝置100、第一加熱板200、第二加熱板300及自動(dòng)搬運(yùn)裝置400。
涂敷裝置100包括用于支持被處理對(duì)象(以下稱為“基板”)W的承載部10、使承載部10旋轉(zhuǎn)并支持該承載部的支持裝置、向承載部10噴射涂敷液的多個(gè)噴嘴30、32、34?；錡因形成涂膜的被處理對(duì)象的種類而不同。
在本實(shí)施例中，如圖2所示，支持裝置包括用于支持承載部10的旋轉(zhuǎn)軸12、以及用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸12的驅(qū)動(dòng)部14。驅(qū)動(dòng)部14包括用于使旋轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)(沒(méi)有圖示)。并且，驅(qū)動(dòng)部14還可以包括用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸12使承載部10振動(dòng)的振動(dòng)裝置。作為振動(dòng)裝置，可以采用如為旋轉(zhuǎn)軸12提供超聲振動(dòng)的超聲振子。這樣，通過(guò)振動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸12的同時(shí)使其旋轉(zhuǎn)，可以使更少量的涂敷液在更大面積的基板W上均勻地?cái)U(kuò)展。由此，可以減少涂敷液的使用量。
承載部10(即基板W)的轉(zhuǎn)速根據(jù)涂敷液的種類、粘性等而不同。但優(yōu)選方式是，小于一般旋轉(zhuǎn)涂層法的轉(zhuǎn)速。這樣，使轉(zhuǎn)速小于旋轉(zhuǎn)涂層法中的轉(zhuǎn)速，并使基板W緩慢旋轉(zhuǎn)，從而可以減少離心力導(dǎo)致的涂敷不均勻。特別是對(duì)于表面有凸凹的基板W，通過(guò)控制該基板W的轉(zhuǎn)速和振動(dòng)，可以形成均勻膜厚的涂膜。
承載部10配置在上方開(kāi)口的容器狀的液體承接部20內(nèi)部。液體承接部20包括圍繞該承載部10周圍的側(cè)壁部20a、以及具有集液部24的底部20b。例如如圖2所示，集液部24包括形成在底部20b的凹部。集液部24在開(kāi)口部26設(shè)置有廢液導(dǎo)管28。另外，在底部20b設(shè)置有用于使旋轉(zhuǎn)軸12通過(guò)的開(kāi)口部21。液體承接部20由未圖示的固定部固定。
并且，在液體承接部20的側(cè)壁部20a上設(shè)置有向放置在承載部10上的基板W噴出氣體的開(kāi)口部22。這樣的氣體噴射通過(guò)由未圖示的送風(fēng)裝置噴射氣體來(lái)進(jìn)行。通過(guò)向基板W噴射氣體，能使基板上形成的涂膜快速干燥。由此，不用加熱承載部10，也能除去如涂膜中含有的溶劑。這樣，在不需要加熱承載部10的情況下，基板W沒(méi)有因?yàn)榧訜岫砬?，并能在基板W上形成里外均勻性比較好的涂膜。在氣體噴射中使用的氣體采用對(duì)涂膜不會(huì)產(chǎn)生不良影響的氣體，如可以采用空氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w。
由于采用氣體噴射，所以，作為涂敷液，在采用鐵電體或壓電介質(zhì)等用于形成陶瓷的涂敷液(例如，溶膠·凝膠原料)時(shí)，具有以下優(yōu)點(diǎn)。即，作為基板W，例如最上層采用具有鉑族金屬的金屬層時(shí)，通過(guò)其催化作用，能使溶膠·凝膠原料中的前體發(fā)生反應(yīng)。其結(jié)果，在后面的結(jié)晶熱處理中，可以以更低的溫度使陶瓷結(jié)晶。
噴嘴30、32、34分別包括臂部30a、32a、34a。分別以旋轉(zhuǎn)軸30b、32b、34b為中心驅(qū)動(dòng)上述臂部30a、32a、34a。而且，在臂部30a、32a、34a各自的頂端設(shè)置有噴嘴部30c、32c、34c。如圖3所示，涂敷液從噴嘴部30c、32c、34c向下方擴(kuò)散噴射。這樣，由于涂敷液呈噴淋狀擴(kuò)散，所以，能以短時(shí)間、在大范圍內(nèi)向基板W表面供給涂敷液。
根據(jù)本實(shí)施例，如圖1所示，各噴嘴30、32、34可以轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使噴嘴部30c、32c、34c橫越基板W。并且，為了避免各噴嘴30、32、34在基板W上的碰撞、并只能在基板W上供給涂敷液，設(shè)定它們的移動(dòng)及涂敷液的噴射時(shí)序。這樣，通過(guò)設(shè)置多個(gè)噴嘴(本實(shí)施例為三個(gè))，能連續(xù)地在基板W上供給同一涂敷液，可以在短時(shí)間內(nèi)把規(guī)定量的涂敷液涂敷在基板上?；蛘?，從不同的噴嘴噴射不同的液體，如不同的原料液、處理液，所以，可以進(jìn)行兩種以上涂敷液的涂敷。而且，因?yàn)閲娮?0、32、34在基板W上移動(dòng)的同時(shí)噴射涂敷液，所以，即使是表面有凹凸的基板W，也能均勻地涂敷涂敷液，而且，即使是旋轉(zhuǎn)涂層很難使用的高粘度的涂敷液，也可以使用。
根據(jù)本實(shí)施例的涂敷裝置100，可以對(duì)在涂敷工序中從基板W的外緣落下的沒(méi)有使用的涂敷液進(jìn)行廢液處理。即，如圖2所示，積存在液體承接部20的集液部24的涂敷液通過(guò)排出導(dǎo)管28被送到未圖示的廢液處理部。在廢液處理部，把沒(méi)使用的涂敷液過(guò)濾后，利用如噴霧式干燥機(jī)進(jìn)行粉末化處理。被粉末化的廢液根據(jù)其種類可以再利用。例如，涂敷液為陶瓷用前體溶液時(shí)，可以通過(guò)使其再次變成溶液而進(jìn)行再利用。
根據(jù)本實(shí)施例，如圖2所示，可以包括向承載部10照射紫外線的紫外線照射部40。紫外線照射部40例如可以通過(guò)排列多個(gè)紫外線燈而構(gòu)成。紫外線的照射具有以下優(yōu)點(diǎn)。
例如，通過(guò)對(duì)涂敷涂敷液前的基板W照射紫外線，可以清洗基板W的表面，提高對(duì)涂敷液的可濕性。而且，通過(guò)在基板W上形成涂膜后照射紫外線，可以提高膜的特性。例如，涂膜為陶瓷時(shí)，通過(guò)形成涂膜后照射紫外線，能控制涂膜中的前體的反應(yīng)，提高其結(jié)晶的定向性，并使多余的成分蒸發(fā)。
根據(jù)本實(shí)施例，在成膜裝置1000中，與上述涂敷裝置100相鄰設(shè)置第一加熱板200和第二加熱板300。在第一加熱板200和第二加熱板300之間設(shè)置有用于搬運(yùn)基板W的自動(dòng)搬運(yùn)裝置400。
如圖4所示，第一加熱板200在加熱板主體210的內(nèi)部或周邊部包括加熱用第一熱介質(zhì)循環(huán)回路220和冷卻用第二熱介質(zhì)循環(huán)回路230。向第一熱介質(zhì)循環(huán)回路220供給高溫的第一熱介質(zhì)，向第二熱介質(zhì)循環(huán)回路230供給低溫的第二熱介質(zhì)。例如，作為第一熱介質(zhì)可以采用400℃的油，作為第二熱介質(zhì)可以采用-80℃的油。通過(guò)控制兩種熱介質(zhì)的流量，可以自由設(shè)定第一加熱板200的升溫速度或降溫速度。作為熱介質(zhì)可以采用已知的物質(zhì)。
利用上述第一加熱板200，例如加熱形成了涂膜的基板W時(shí)，通過(guò)緩慢加熱基板W，基板W不會(huì)發(fā)生卷曲，并能均勻加熱涂膜。
如圖5所示，第二加熱板300包括恒溫槽310。在恒溫槽310內(nèi)存放有加熱到期望溫度的氣體320，如惰性氣體。該氣體320從氣體導(dǎo)入部330導(dǎo)入到恒溫槽310內(nèi)，從氣體排出部340排出到外部。使氣體320循環(huán)，使恒溫槽310內(nèi)部設(shè)定為規(guī)定的溫度。而且，在恒溫槽310內(nèi)設(shè)置有可以局部支持基板W的承載部350?；錡通過(guò)沒(méi)有圖示的門(mén)部取出放入恒溫槽310。
采用上述第二加熱板300，即使急劇加熱基板W，因?yàn)橹車菤怏w320，所以，即使在基板W上形成了凹凸圖案或在基板W出現(xiàn)卷曲的情況，也可實(shí)現(xiàn)涂膜的均勻加熱。例如，涂膜為用于陶瓷的前體膜時(shí)，用第二加熱板300的加熱，能分解、去除包括有機(jī)基的有機(jī)物質(zhì)等。
自動(dòng)搬運(yùn)裝置400可以使用公知的裝置。自動(dòng)搬運(yùn)裝置400的基板W的保持部410如圖1箭頭所示，可以進(jìn)行進(jìn)退移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)移動(dòng)及上下移動(dòng)。通過(guò)自動(dòng)搬運(yùn)裝置400，作為被處理對(duì)象的基板W可以從成膜裝置1000的外部向涂敷裝置100的承載部10搬運(yùn)、從承載部10向第一加熱板200搬運(yùn)、從第一加熱板200向第二加熱板300搬運(yùn)、從第二加熱板300向成膜裝置1000外部搬運(yùn)。
根據(jù)本實(shí)施例的成膜裝置1000，利用涂敷裝置100在基板W上形成涂膜，然后，利用第一及第二加熱板200、300，順次進(jìn)行涂膜的干燥、脫脂處理。
通過(guò)本實(shí)施例的成膜裝置1000形成膜的基板W根據(jù)需要進(jìn)行以下處理。例如，形成陶瓷膜時(shí)，基板W還被搬運(yùn)到用于結(jié)晶的熱處理裝置。并且，例如在加熱爐中，通過(guò)RTA(快速加熱緩冷)，涂膜就結(jié)晶成為陶瓷膜。
根據(jù)本實(shí)施例的裝置，主要有以下值得說(shuō)明的方面。
根據(jù)本實(shí)施例的涂敷裝置100，通過(guò)使用可以移動(dòng)的多個(gè)噴嘴，可以在基板W表面不浪費(fèi)地供給涂敷液。因此，根據(jù)本實(shí)施例的涂敷裝置100，在任意類型的基板、例如即使表面有凹凸的基板上，也能形成均勻涂膜，并且可以減少涂敷液的使用量。
根據(jù)本實(shí)施例的涂敷裝置100，由于使用可以移動(dòng)的多個(gè)噴嘴，所以，即使是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)涂層難以使用的高粘性的涂敷液，也可以使用。即，根據(jù)本實(shí)施例的涂敷裝置100，利用可以移動(dòng)的噴嘴在基板W的期望區(qū)域內(nèi)供給涂敷液，所以，與現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)涂層法相比，可以使承載部10緩慢旋轉(zhuǎn)，從而減少離心力帶來(lái)的涂膜的不均勻。而且，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)振動(dòng)承載部10，可以將少量的涂敷液更均勻地涂敷在大面積的基板W，所以能明顯減少涂敷液的使用量。
根據(jù)本發(fā)明的涂敷裝置100，由于包括向基板W噴出氣體的氣體噴射裝置，所以，能有效地進(jìn)行涂膜的干燥。
根據(jù)本實(shí)施例的成膜裝置1000包括涂敷裝置100和第一、第二加熱板200、300，所以，能以連續(xù)的、可控的狀態(tài)實(shí)施涂膜的形成步驟和涂膜的干燥步驟。
本實(shí)施例的涂敷裝置100及成膜裝置1000可以適用于利用液相法的所有涂敷法，例如，適用于High-K膜、Low-K膜、鐵電體膜、壓電介質(zhì)膜、光功能陶瓷膜等陶瓷膜或抗蝕膜等有機(jī)膜的成膜。
以上，就本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此，可以在本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。例如，涂敷裝置的噴嘴只要是大于等于兩個(gè)就可以。而且，加熱板可以根據(jù)干燥工序選擇其種類、數(shù)量。

10 承載部12 旋轉(zhuǎn)軸14 驅(qū)動(dòng)部20 液體承接部22 氣體噴出部24 集液部28 排出導(dǎo)管 30 第一噴嘴30a 臂部 30b 旋轉(zhuǎn)軸30c 噴嘴部32 第二噴嘴34 第三噴嘴 40 紫外線照射部100 涂敷裝置 200 第一加熱板220 第一熱介質(zhì)循環(huán)回路230 第二熱介質(zhì)循環(huán)回路300 第二加熱板310 恒溫槽
權(quán)利要求
1.一種涂敷裝置，其特征在于，包括承載部，用于支持被處理對(duì)象；支持裝置，用于使所述承載部旋轉(zhuǎn)，并支持所述承載部；以及多個(gè)噴嘴，用于向所述承載部噴射涂敷液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂敷裝置，其特征在于所述噴嘴包括被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的臂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂敷裝置，其特征在于還包括液體承接部，所述液體承接部包括圍繞在所述承載部周圍的側(cè)壁部和包括集液部的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的涂敷裝置，其特征在于在所述側(cè)壁部設(shè)置有用于向所述承載部噴出氣體的氣體噴射裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂敷裝置，其特征在于所述支持裝置還包括用于使所述承載部振動(dòng)的振動(dòng)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂敷裝置，其特征在于還包括用于向所述承載部照射紫外線的紫外線照射部。
7.一種成膜裝置，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂敷裝置；以及與所述涂敷裝置相鄰設(shè)置的加熱板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成膜裝置，其特征在于與所述涂敷裝置、以及所述加熱板相鄰設(shè)置有用于搬運(yùn)所述被處理對(duì)象的自動(dòng)搬運(yùn)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成膜裝置，其特征在于設(shè)置有多個(gè)所述加熱板。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成膜裝置，其特征在于所述加熱板可以在內(nèi)部包括第一熱介質(zhì)循環(huán)回路、以及第二熱介質(zhì)循環(huán)回路，用于向一個(gè)熱介質(zhì)循環(huán)回路供給第一熱介質(zhì)、向另一個(gè)熱介質(zhì)循環(huán)回路供給與所述第一熱介質(zhì)溫度不同的第二熱介質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成膜裝置，其特征在于所述加熱板包括槽，所述槽包括用于部分地支持被處理對(duì)象的承載部、以及向所述槽導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能利用液相法成膜、并有效利用涂敷液的涂敷裝置。涂敷裝置(100)包括用于支持被處理對(duì)象(基板)的承載部(10)、用于支持并可以使承載部(10)旋轉(zhuǎn)的支持裝置、以及用于向承載部(10)噴射涂敷液的多個(gè)噴嘴(30、32、34)。
文檔編號(hào)B05B15/10GK1846876SQ20061006678
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者木島健 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社