JPH0336280A

JPH0336280A - 薄膜形成装置

Info

Publication number: JPH0336280A
Application number: JP17049489A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Ito; 厚雄伊藤; Kikuji Fukai; 深井　喜久司; Hideyo Iida; 英世飯田; Shinji Masuyama; 増山　津二; Mitsuaki Kato; 光明加藤
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1991-02-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用骨ＩＦ］本発明は、霧化した原料溶液を加熱した基板の成膜面に
吹き付け、そこに薄膜を形成する装置に関する。

［従来の技術］従来、この種の薄膜形成法及びその装置は、例えば特開
昭６１−６９９６２号等に示される様に、予め調合した
薄膜作製用原料溶液を霧化器（アトマイザ）により噴霧
し、薄膜を形成する基板の表面に吹き付けて付着させて
薄膜を形成する。

すなわち、これを添付の第３図によって説明すると、薄
膜を形成させるために予め調合した原料溶液かを霧化す
る霧化器１が備えられ、この霧化器ｌの上方には上に向
けて上記原料溶液の霧を放出するノズル８が設けられ、
このノズル３に、その上方に傾斜して設けられた成膜室
４及びその先端に設けられた排気孔５が接続されている
。

上記成膜室４の内部に、表面に薄膜を形成する基板６が
、例えばホルダによって一列に配列され、その成膜室４
の中をその長手方向に沿って一定の速度で移動される。

この様な、従来技術の薄膜作製方法及びその装置では、
上記霧化器Ｊにより噴霧された霧状の原料溶液がノズル
３に導かれ、上記成膜室４を通って排気孔５に導かれる
。

表面に薄膜を形成する基板６は、その背面に設けられた
ヒータ７によって加熱され、霧状の原料溶液が上記成膜
室４を通過する過程で、加熱された上記基板６０表面に
接触すると、そこで溶液中の原料が酸素と反応し、上記
μ板６の表面上Ｚこ薄い酸化物の薄膜が形成される。

従来のこの種の成膜室４を傾斜させた装置では、基板６
の成膜面と、その下のこれと対向する壁面どの間隔は、
１５０Ｉｌ１１以上とられていた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記の従来技術の薄膜作製方法及びその
装置では、上記基板６の表面上に吹き付けられた霧状の
原料溶液の大半が上記基板６に衝突した反動で上記基板
６から離れる。この基板６の表面から離れた霧状の原料
溶液の多くは、反動で再び基板６０表面に戻る一部のも
のを除いて、薄膜形成のための反応の機会がな− いまま、上記排気孔５からｔｅｌ出されてしまう。

このため、成膜に寄与しない原料溶液が多量に出て、成
膜のための反応収率が悪くなる。

上記従来技術Ｉこおいて、成膜室４を傾斜して設置し、
基板６の成膜面を傾ける理由は、上記のような問題を幾
分でも解消しようとするたもめのちのである。しかし、
成膜室４を傾斜させているため、傾斜している比較的下
部において基板６に成膜が行なわれやすく、この薄膜の
形成される領域がきわめて狭くなる。しかも、ここでの
成膜速度が他の部分に比べて極端に高くなり、薄膜はご
く短時間で成膜されるため、緻密な膜質が得られ（こ＜
＜、例えば５ｎ０２等の導体膜を形成する場合には、比
抵抗の低い膜を得ることが困難である。また、こうした
状況下では、上記基板６の加熱温度を高く維持する必要
があるが、高温下での成膜には様々な弊害が仲い、生産
性が悪くなる。例えば１・１ノイ等で基板６を支えるデ
ポ７ツブ方式では、上記基板６を例えば５３０〜５５０
°Ｃに加熱すると、熱変形が生− じ、また急激なヒートショックζこよりｊ’ｌ’ｌれが
発生することが多い。

そこで、本発明は、上記の従来技術における問題点に鑑
み、その反応収率を向上することが可能であり、かつ膜
質の良好な薄膜を基板表面上に確実に形成することの可
能なＲ膜形成装置を提供すること（こある。

［課題を解決するための手段］すなわち、上記の目的を達成するため、本発明において
採用した手段の要旨は、薄膜作製用原料溶液を霧化する
霧化器と、上記霧化器によって発生された霧状の原料溶
液が上記霧化器のノズルから導入されて排気孔から排出
されるまでの間に延長形成された成膜室と、薄膜を形成
する基板の成膜面が、上記成膜室の天面を形成するよう
、前記基板を供給保持する手段と、上記基板の成膜面を
所定の温度に加熱するヒータとを備えて成る薄膜形成装
置ζこおいて、成膜室に」二記基板の成膜面をほぼ水平
に配置し、かつ同基板の成膜面とこれに対向する壁面と
の間隔５を５〜８０ｍｍの範囲ζこ設定した薄膜形成装置である
。

［作　　　用コ上記の本発明は、基板の成膜面と、これに対向する成膜
室の壁面との間に形成される間隙、すなわち霧状の原料
溶液が通過するための隙ｒｊＪ］を５〜１３０ｍｍとい
う狭い間隔に設定しであるため、成膜室に供給された霧
状の原料溶液は、基板の成１摸面に接して反応する機会
が多くなり、多くの原料溶液が成膜に寄与するようにな
る。換言すると、少ない溶液で高い反応収率をあげるこ
とが可能となる。

また、成膜室に供給された基板の成膜面を水平に保持す
ることにより、少ない原料溶液の供給量で、成膜室中の
層流状態を確保することができるようζこなり、従来の
ように、基板ζこ成膜面を傾斜させる必要が無くなる。

それ故、成膜室の全長にわたって成膜速度のを平均化す
ることが可能になる。このため、成膜領域を広くし、か
つ比較的低温でも均質な薄膜を形成すること６が出来るようになる。

以上は、本件発明者らが本発明による試験を繰り返す過
程で着目した事実であり、この点は、後述する実施例に
説明において明確である。

なお、前記基板の成膜面と、これに対向する成膜室の壁
面との間隔を５〜８０ｍｍに設定したのは、その間隔が
上記の範囲を越えて広くなると、成膜のための原料の反
応収率が急激に低下し、しかも１摸質も低下しやすい。

また上記間隔がこの範囲を越えて狭くなると、原料溶液
の流通が阻害され、乱流状態が起き易く、成る程度の膜
質が得られるものの、反応収率が悪くなることによる。

［実　施　例］以下、本発明の実施例について、添付の図面を参ｊｊｉ
：ｌ　ｌ、ながら説明する。

第１図において、本発明になる薄膜形成装置は、薄膜作
製用原料溶液を霧化する霧化器１０を備え、この霧化器
１０の上方には霧化された原料溶液を故山するノズル１
３が上に向けて設７− けられ、このノズル１３の上に成１１！室１４が水平に
設けられている。更に、上記成膜室１４の先（図中、右
側）ζこ排気孔１５が設けられ、これによって、上記霧
化器１０から供給された霧状の原料溶液が、上記給気器
１１の働きによってノズル１３から上記成膜室１４に導
かれ１、開成１摸室内を通過し、排気孔１５から排出さ
れる。

一方、上記成膜室１４の内部には、第２図の断面図にも
示されるようζこ、表面に薄膜を形成する基板Ｌ６が、
例えばホルダ（支持枠）Ｊ７によって、成膜面が前記成
膜室Ｉ４の天面を形成するよう一列に配列され、第１図
ζこおいて右から左へど一定の速度で移動される。上記
基板１６の上には、均熱板１８を介してヒータ１９が設
けられ、上記基板１６を所定の温度に加熱する。

以上に述べた薄膜形成装置では、上記霧化器１０で発生
した霧状の原料溶液が、給気器１工の働きにより、上記
霧化器１０のノズル１３から成膜室１４に導入され、と
の成膜室１４内に８− おいて上記基板１６の表面上に付着する。一方、上記基
板１６は上記ヒータ１９によって加熱されており、霧状
の薄膜作製用原料溶液中の原料が反応して上記基板１６
の表面上に薄い薄膜を形成する。

さらに本発明では、成膜室１４の底壁ど、これに対向す
る上記基板１６の成膜面との間隔（第２図中に記号ｒＤ
Ｊで示す）、すなわち、成膜室１４内を霧状の原料溶液
が３ｆｆ＋ｉ！する隙間を５〜８０ｍｍの狭い通路とす
る。

次に、より具体的な実施例について以下に説明する。

先ず、表面に薄膜を形成する基板１６として、厚さ　１
．０ｍｍ５　縦］００ｍｍ５　横１０ＤＩのガラス基板
を１０枚連ね、上記実施例に成る薄膜形成装置の成膜室
１４の内部に設けたホルダ１７（こ取り付けた。さらに
、基板１６０表面温度が４５０℃に維持される様、その
Ｖｒ面側からヒータ１９で加熱した。なお、この時、上
記裁板１６の表面と上記成膜室１４の底面どの間隔を５
０）、上記９− ノズル１３と排気孔１５との距離、すなわち、成膜室１
４の長さを１．５ｍとした。ノズル１３は、長さ　１０
０ｍｍ、輻８ｉａｍの石英製のものを用い、これを上記
基板１６に対して垂直に設置した。

薄膜作製用原料溶液として、四塩化用（五水塩）を２５
ｇ１　三塩化アンチモンをｌ　ｇ−、塩酸４ＣＣを　！
、　５０　ｃ　ｃの純水に溶解したものを用いた。この
原料溶液を、上記霧化器１０から毎分２ｃｃの割合で供
給し、これをノズル１３から上記基板１６の成膜面に６
分間吹き付け、もって成膜面上に酸化錫（ＳｎＯ２）薄
膜を形成した。その後、上記基板１６の、薄膜作製前後
の電量の差によって求まる上記酸化錫薄膜の重量ど、上
記の６分間に上記基板１６に吹き付けられた原料溶液１
２ｃｃ中の原料成分、すなわち、錫の酸化物に換算した
重量の比により薄１摸の反応収率を求めた。さらに、４
点法により、前記酸化錫膜の比抵抗を求めた。このサン
プル１００個の平均値を下表に示す。

さらζこ、前記と同様の試験を、上記基板１６１０の成膜面と上記成膜室１４の底面との間隔りを５■と８
０ｍｍに各々変えて実施し、各場合の反応収率及び得ら
れた酸化錫膜の比抵抗のサンプル１００個の平均値を求
め、その結果を以下の表（と示した。

また、比較のため、前記と同様の試験を、上記基板１６
の成膜面と上記成膜室１４の底面との間隔りを３１１Ｉ
Ｉｆｆｉと　１５０ｍｍこと各々変えて実施し、各場合
の反応収率及び得られた酸化錫１摸の比抵抗のサンプル
１００個の平均値を求め、その結果を以下の表に示した
。

下表から明確な通り、前記間隔りが５〜８０ｍｍの場合
は、原料の反応収益が何れも２０％以上であり、高い収
益率が得られた。また、酸化錫膜の膜質の緻密さと相関
がある比抵抗も、何れも２．５Ｘ　１０−”０ｃｍ以下
と、低い値が得られた。

これに対し、間隔りが３ｍｍでは、酸化錫膜の比抵抗が
１．２Ｘ　１０〜３Ωｃｍと低いが、収率が７．６％と
急激に低くなる。また、間隔りが１！５Ｄｒａｒｎでは
、収率が３．３％と低くなり、また酸化ｆｆ１−ＤＩ漠
の１− 比抵抗も２．７Ｘ１０−３Ωａｍと高かった。

表［発明の効果コ以上の説明から明らかなように、本究明によれば、霧化
した原料溶液を加熱した基板に吹き付けて薄膜を形成す
る薄膜形成装置において、高い反応収率で薄膜を形成す
ることが可能であり、形成された薄膜の膜室も良好であ
る。さらＺこ、比較的低温でも膜質の良好な薄膜を基板
表面上に形成することが可能で、ヒートシロツクによる
基板の割れ等の問題も少ない薄膜形成装置を提供すると
いう優れた効果を発押する。

４、図面のｆｆ１ｌ　Ｉｌｌな説明２− 第１図は、本発明の実施例である薄膜形成装置の構造を
説明するための縦断側面図であり、第２図は、第１図の
Ａ−Ａ線断面図であり、第３図は、従来技術を説明する
ための縦断側面図である。

１０・・・霧化器　１１・・・給気器　Ｉ３・・・ノズ
ル１４・・・成膜室　１５・・・排気孔　１６・・・基
板　１７・・・ホルダ（支持枠）　１８・・・均熱板　
１９・・・ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）薄膜作製用原料溶液を霧化する霧化器と、上記霧
化器によって発生された霧状の原料溶液が上記霧化器の
ノズルから導入されて排気孔から排出されるまでの間に
延長形成された成膜室と、薄膜を形成する基板の成膜面
が、上記成膜室の天面を形成するよう、前記基板を供給
保持する手段と、上記基板の成膜面を所定の温度に加熱
するヒータとを備えて成る薄膜形成装置において、成膜
室に上記基板の成膜面をほぼ水平に配置し、かつ同基板
の成膜面とこれに対向する壁面との間隔を５〜８０ｍｍ
の範囲に設定したことを特徴とする薄膜形成装置。