薄膜的成膜方法和成膜裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及能夠在真空中形成薄膜的成膜方法和裝置。薄膜包括例如有機(jī)膜、無 機(jī)膜等。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知使用涂布法、浸潰法等濕式法作為在基板的表面上形成薄膜、例如有機(jī)膜、無 機(jī)膜的成膜方法。例如，專利文獻(xiàn)1中提出了一種成膜方法，其中，在大氣中，在玻璃、塑料 等基板的表面上刻出深度10~400nm的刻痕（劃痕），使其具有規(guī)定方向的條紋狀的精細(xì) 凹凸面，之后通過涂布按規(guī)定組成制作的涂布液（稀釋溶液）并使其干燥，從而在所述精細(xì) 凹凸面上形成規(guī)定組成的防污膜（有機(jī)膜）。此外，專利文獻(xiàn)2中提出了一種成膜方法，其 中，將氧化鐵粒子混合于水中形成懸濁液，進(jìn)一步調(diào)整為特定的抑后，將該懸濁液涂布在 支撐體上并使其干燥，由此形成無機(jī)氧化鐵膜（無機(jī)膜）。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn) 陽0化]專利文獻(xiàn)1 :日本特開平9-309745號(hào)公報(bào)
[0006] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平6-293519號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明所要解決的問題
[0008] 濕式法中所用的涂布液、懸濁液使用的是溶質(zhì)濃度低的稀溶液。因此，加熱干燥后 得到的膜的密度低，隨之存在形成的膜的功能容易消失的問題。例如，在W濕式法進(jìn)行涂布 的防污膜中，形成于最表面的膜容易由于擦拭而被刮掉，有時(shí)其防油性消失。
[0009] 與此相對(duì)，也考慮使用真空蒸鍛法（干式法）在基板上形成薄膜的成膜方法，使用 該方法的情況下，成膜時(shí)需要形成高真空條件，需要高價(jià)的真空排氣系統(tǒng)。其結(jié)果是難W實(shí) 現(xiàn)低成本下的成膜。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可W提供一種成膜方法和裝置，其能夠W低成本成膜出 具備耐久性的薄膜。
[0011] 用于解決問題的手段 陽〇1引在本發(fā)明中所謂"排出"是指液體直接W液體狀態(tài)噴出。"排出"也包括使液體分 散噴出的"噴霧"。此外，在"排出"中，噴出前后液體中的原料的物理狀態(tài)、化學(xué)狀態(tài)沒有變 化。所W，"排出"的原理與原料的物理狀態(tài)由液體或固體變化為氣體的蒸鍛、原料的化學(xué)狀 態(tài)發(fā)生變化的CVD的原理不同。
[0013] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在基于構(gòu)成溶液的2種W上材料的蒸汽壓（Pl，P2，P3''〇而設(shè)定的 特定的壓力（Pc)的氣氛下排出溶液時(shí)，即使該溶液的溶質(zhì)濃度低（即，即使排出的溶液為 稀溶液），也能成膜出具備耐久性的薄膜。此外還發(fā)現(xiàn)，使溶液排出的上述特定壓力化多數(shù) 屬于中真空或低真空的區(qū)域，所W與成膜時(shí)需要形成高真空條件的蒸鍛法相比較，能夠W 低成本成膜出具備耐久性的薄膜，從而完成了本發(fā)明。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第1觀點(diǎn)（第1發(fā)明）可W提供一種具備W下構(gòu)成的薄膜的成膜方 法。該成膜方法W在真空中于基板上形成薄膜為前提。于是，其特征在于，溶液含有2種W 上的材料（例如，第1材料（SI)、第2材料（S2)、第3材料（S3)、…等。下同。），在基于構(gòu) 成該溶液的各材料（例如，S1、S2、S3、…等。下同。）的蒸汽壓（例如，P1、P2、P3、…等。 下同。）而設(shè)定的壓力（Pc)的氣氛下，將該溶液排出至基板上。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的第2觀點(diǎn)（第2發(fā)明），可W提供一種具備W下構(gòu)成的薄膜的成膜裝 置。該成膜裝置W用于在真空中于基板上形成薄膜為前提，其包括：作為成膜對(duì)象的基板配 置于內(nèi)部的真空容器、對(duì)真空容器內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣單元、儲(chǔ)藏含有2種W上材料的溶液 的儲(chǔ)藏容器、將所述溶液排出至配置于真空容器內(nèi)部的基板上的噴嘴。其特征在于，所述成 膜裝置構(gòu)成為：真空容器內(nèi)的壓力達(dá)到基于構(gòu)成所述溶液的各材料的蒸汽壓而設(shè)定的壓力 (Pc)時(shí)，將所述溶液從噴嘴排出至基板上。
[0016] 在本發(fā)明（第1發(fā)明和第2發(fā)明）中，構(gòu)成排出至基板上的溶液的各材料包括第 1材料（SI)和具有高于該Sl的蒸汽壓（Pl)的蒸汽壓（P2)的第2材料（S2)時(shí)，優(yōu)選排出 溶液的氣氛下的壓力（Pc)高于Pl且低于P2。需要說明的是，在本發(fā)明中，即使將排出溶液 的氣氛下的壓力（Pc)設(shè)為PlW下或P2W上，也能夠成膜出被認(rèn)為實(shí)用上具備耐久性的薄 膜。
[0017] 在第2發(fā)明中，作為成膜對(duì)象的基板可W配置于真空容器內(nèi)部的下方（即，垂直方 向的下方）、真空容器內(nèi)部的側(cè)方（即，水平方向的側(cè)方）。對(duì)于噴嘴的前端（排出部），基 板設(shè)置于真空容器內(nèi)部的下方時(shí)，只要其設(shè)置成可W將溶液朝下（垂直或傾斜）排出（W 下也簡稱為"溶液的排出方向朝下"。）即可，此外，基板配置于真空容器內(nèi)部的側(cè)方時(shí)，只 要設(shè)置成可W將溶液朝橫向（水平或傾斜）排出即可（W下也簡稱為"溶液的排出方向朝 橫向"）。目P，在第2發(fā)明中，對(duì)排出部的設(shè)定位置沒有限定。
[001引第1發(fā)明中也是同樣的，溶液的排出方向朝下、朝橫向任意一個(gè)均可。
[0019] 在第2發(fā)明中，也可W設(shè)為具備搬運(yùn)基板的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化（in-line)方式。在 第1發(fā)明中，如果W具有搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化方式進(jìn)行成膜，則生產(chǎn)率提高，運(yùn)是有益的。
[0020] 發(fā)明效果
[0021] 根據(jù)第1發(fā)明，在基于向基板排出的溶液的構(gòu)成材料中的各材料（例如，S1、S2 等）的蒸汽壓（例如，Sl的PUS2的P2等。需要說明的是，PKP2)而設(shè)定的壓力Pc(作 為一例，高于Pl(PKPc)且低于P2任c<P2)壓力）的氣氛下，將化含有Sl和S2的2種W上 材料構(gòu)成的溶液排出至成膜對(duì)象（基板）上。在壓力化下排出溶液時(shí)，在基板上，S2發(fā)生 揮發(fā)，但Sl不發(fā)生揮發(fā)。因此，形成于基板上的薄膜成為高密度。目P，根據(jù)第1發(fā)明，能夠 W低成本成膜出具有耐久性的薄膜。
[0022] 根據(jù)第2發(fā)明，其構(gòu)成為：真空容器內(nèi)的壓力達(dá)到基于向基板排出的溶液的構(gòu)成 材料中各材料的蒸汽壓而設(shè)定的壓力化時(shí)，將W2種W上材料構(gòu)成的溶液從噴嘴排出至成 膜對(duì)象（基板）上。真空容器內(nèi)的壓力為化時(shí)，即使排出溶液，S2也會(huì)發(fā)生揮發(fā)，但是Sl 不會(huì)揮發(fā)。因此，形成于基板上的薄膜成為高密度。目P，根據(jù)第2發(fā)明，能夠W低成本成膜 出具備耐久性的薄膜。
[0023] 除此之外，根據(jù)本發(fā)明，通過適當(dāng)調(diào)整排出的溶液的溶質(zhì)濃度（例如0.01重量％ W上），能夠使所得到的薄膜的耐久性進(jìn)一步提高，且還能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)薄膜成膜的低成本 化。
【附圖說明】
[0024][圖1]圖1為示出可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的成膜裝置的一例的示意截面圖。
[00巧](符號(hào)說明）
[0026] 1…成膜裝置、11…真空容器、13…配管、15…真空累（排氣單元）、16…控制器、 17…噴嘴、18…壓力檢測單元、19…排出部、21…成膜劑溶液、23…儲(chǔ)藏容器、25…輸液管、 26…閥口、27…配管、29…氣體供給源、31…基板支架、33…漉（搬運(yùn)機(jī)構(gòu)）、100…基板。
【具體實(shí)施方式】
[0027]W下，基于附圖對(duì)上述發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0028] <成膜裝置的構(gòu)成例〉
[0029] 首先，對(duì)本發(fā)明的成膜裝置（本發(fā)明裝置）的一例（溶液的排出方向朝下的情況） 進(jìn)行說明。
[0030] 如圖1所示，作為本發(fā)明裝置的一例的成膜裝置1包括作為成膜對(duì)象的基板100 配置于內(nèi)部的真空容器11。真空容器11在本例中W大致長方體狀的中空體構(gòu)成，但是本發(fā) 明不限于此形狀。
[0031] 真空容器11的側(cè)壁下端附近設(shè)置有排氣用的排氣口（圖示省略）。該排氣口連接 配管13的一端，該配管13的另一端連接真空累15 (排氣單元）。對(duì)于真空累15,在本例中 只要為能夠制造大氣壓到中真空（0. 1化~IOOPa)程度的真空狀態(tài)的累即可，例如旋轉(zhuǎn)累 (油旋轉(zhuǎn)真空累）等。雖然滿輪分子累（TMP)、油擴(kuò)散累等能夠制造高真空（小于0.IPa) 的真空狀態(tài)，但是沒有必要使用引入成本高的累。所W在本例中能夠使裝置成本便宜。
[0032] 根據(jù)來自控制器16(控制單元）的指令，真空累15運(yùn)轉(zhuǎn)，通過配管13使得容器11 內(nèi)的真空度（壓力）下降。真空容器11中設(shè)置有檢測容器11內(nèi)的壓力的壓力檢測單元 18(壓力計(jì)等）。通過壓力檢測單元18檢測出的容器11內(nèi)壓力的信息逐次輸出至控制器 16。通過控制器16判斷容器11內(nèi)壓力達(dá)到規(guī)定值時(shí)，將動(dòng)作指令發(fā)送至氣體供給源29 (見 下文）。 陽〇3引 需要說明的是，例如，在自動(dòng)壓力控制器（AutoPressureControlIer:APC)等壓 力控制部（圖示省略）的監(jiān)視下，通過質(zhì)量流量控制器（MassFlowController:MFC)等流 量調(diào)整部（圖示省略）