薄膜的成膜方法和成膜装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及能够在真空中形成薄膜的成膜方法和装置。薄膜包括例如有机膜、无 机膜等。
【背景技术】
[0002] 已知使用涂布法、浸溃法等湿式法作为在基板的表面上形成薄膜、例如有机膜、无 机膜的成膜方法。例如，专利文献1中提出了一种成膜方法，其中，在大气中，在玻璃、塑料 等基板的表面上刻出深度10~400nm的刻痕（划痕），使其具有规定方向的条纹状的精细 凹凸面，之后通过涂布按规定组成制作的涂布液（稀释溶液）并使其干燥，从而在所述精细 凹凸面上形成规定组成的防污膜（有机膜）。此外，专利文献2中提出了一种成膜方法，其 中，将氧化铁粒子混合于水中形成悬浊液，进一步调整为特定的抑后，将该悬浊液涂布在 支撑体上并使其干燥，由此形成无机氧化铁膜（无机膜）。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献 阳0化]专利文献1 :日本特开平9-309745号公报
[0006] 专利文献2 :日本特开平6-293519号公报
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的问题
[0008] 湿式法中所用的涂布液、悬浊液使用的是溶质浓度低的稀溶液。因此，加热干燥后 得到的膜的密度低，随之存在形成的膜的功能容易消失的问题。例如，在W湿式法进行涂布 的防污膜中，形成于最表面的膜容易由于擦拭而被刮掉，有时其防油性消失。
[0009] 与此相对，也考虑使用真空蒸锻法（干式法）在基板上形成薄膜的成膜方法，使用 该方法的情况下，成膜时需要形成高真空条件，需要高价的真空排气系统。其结果是难W实 现低成本下的成膜。
[0010] 根据本发明的一个方面，可W提供一种成膜方法和装置，其能够W低成本成膜出 具备耐久性的薄膜。
[0011] 用于解决问题的手段 阳〇1引在本发明中所谓"排出"是指液体直接W液体状态喷出。"排出"也包括使液体分 散喷出的"喷雾"。此外，在"排出"中，喷出前后液体中的原料的物理状态、化学状态没有变 化。所W，"排出"的原理与原料的物理状态由液体或固体变化为气体的蒸锻、原料的化学状 态发生变化的CVD的原理不同。
[0013] 本发明人发现在基于构成溶液的2种W上材料的蒸汽压（Pl，P2，P3''〇而设定的 特定的压力（Pc)的气氛下排出溶液时，即使该溶液的溶质浓度低（即，即使排出的溶液为 稀溶液），也能成膜出具备耐久性的薄膜。此外还发现，使溶液排出的上述特定压力化多数 属于中真空或低真空的区域，所W与成膜时需要形成高真空条件的蒸锻法相比较，能够W 低成本成膜出具备耐久性的薄膜，从而完成了本发明。
[0014] 根据本发明的第1观点（第1发明）可W提供一种具备W下构成的薄膜的成膜方 法。该成膜方法W在真空中于基板上形成薄膜为前提。于是，其特征在于，溶液含有2种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。），在基于构 成该溶液的各材料（例如，S1、S2、S3、…等。下同。）的蒸汽压（例如，P1、P2、P3、…等。 下同。）而设定的压力（Pc)的气氛下，将该溶液排出至基板上。
[0015] 根据本发明的第2观点（第2发明），可W提供一种具备W下构成的薄膜的成膜装 置。该成膜装置W用于在真空中于基板上形成薄膜为前提，其包括：作为成膜对象的基板配 置于内部的真空容器、对真空容器内进行排气的排气单元、储藏含有2种W上材料的溶液 的储藏容器、将所述溶液排出至配置于真空容器内部的基板上的喷嘴。其特征在于，所述成 膜装置构成为：真空容器内的压力达到基于构成所述溶液的各材料的蒸汽压而设定的压力 (Pc)时，将所述溶液从喷嘴排出至基板上。
[0016] 在本发明（第1发明和第2发明）中，构成排出至基板上的溶液的各材料包括第 1材料（SI)和具有高于该Sl的蒸汽压（Pl)的蒸汽压（P2)的第2材料（S2)时，优选排出 溶液的气氛下的压力（Pc)高于Pl且低于P2。需要说明的是，在本发明中，即使将排出溶液 的气氛下的压力（Pc)设为PlW下或P2W上，也能够成膜出被认为实用上具备耐久性的薄 膜。
[0017] 在第2发明中，作为成膜对象的基板可W配置于真空容器内部的下方（即，垂直方 向的下方）、真空容器内部的侧方（即，水平方向的侧方）。对于喷嘴的前端（排出部），基 板设置于真空容器内部的下方时，只要其设置成可W将溶液朝下（垂直或倾斜）排出（W 下也简称为"溶液的排出方向朝下"。）即可，此外，基板配置于真空容器内部的侧方时，只 要设置成可W将溶液朝横向（水平或倾斜）排出即可（W下也简称为"溶液的排出方向朝 横向"）。目P，在第2发明中，对排出部的设定位置没有限定。
[001引第1发明中也是同样的，溶液的排出方向朝下、朝横向任意一个均可。
[0019] 在第2发明中，也可W设为具备搬运基板的搬运机构的自动化（in-line)方式。在 第1发明中，如果W具有搬运机构的自动化方式进行成膜，则生产率提高，运是有益的。
[0020] 发明效果
[0021] 根据第1发明，在基于向基板排出的溶液的构成材料中的各材料（例如，S1、S2 等）的蒸汽压（例如，Sl的PUS2的P2等。需要说明的是，PKP2)而设定的压力Pc(作 为一例，高于Pl(PKPc)且低于P2任c<P2)压力）的气氛下，将化含有Sl和S2的2种W上 材料构成的溶液排出至成膜对象（基板）上。在压力化下排出溶液时，在基板上，S2发生 挥发，但Sl不发生挥发。因此，形成于基板上的薄膜成为高密度。目P，根据第1发明，能够 W低成本成膜出具有耐久性的薄膜。
[0022] 根据第2发明，其构成为：真空容器内的压力达到基于向基板排出的溶液的构成 材料中各材料的蒸汽压而设定的压力化时，将W2种W上材料构成的溶液从喷嘴排出至成 膜对象（基板）上。真空容器内的压力为化时，即使排出溶液，S2也会发生挥发，但是Sl 不会挥发。因此，形成于基板上的薄膜成为高密度。目P，根据第2发明，能够W低成本成膜 出具备耐久性的薄膜。
[0023] 除此之外，根据本发明，通过适当调整排出的溶液的溶质浓度（例如0.01重量％ W上），能够使所得到的薄膜的耐久性进一步提高，且还能够进一步实现薄膜成膜的低成本 化。
【附图说明】
[0024][图1]图1为示出可实现本发明方法的成膜装置的一例的示意截面图。
[00巧](符号说明）
[0026] 1…成膜装置、11…真空容器、13…配管、15…真空累（排气单元）、16…控制器、 17…喷嘴、18…压力检测单元、19…排出部、21…成膜剂溶液、23…储藏容器、25…输液管、 26…阀口、27…配管、29…气体供给源、31…基板支架、33…漉（搬运机构）、100…基板。
【具体实施方式】
[0027]W下，基于附图对上述发明的实施方式进行说明。
[0028] <成膜装置的构成例〉
[0029] 首先，对本发明的成膜装置（本发明装置）的一例（溶液的排出方向朝下的情况） 进行说明。
[0030] 如图1所示，作为本发明装置的一例的成膜装置1包括作为成膜对象的基板100 配置于内部的真空容器11。真空容器11在本例中W大致长方体状的中空体构成，但是本发 明不限于此形状。
[0031] 真空容器11的侧壁下端附近设置有排气用的排气口（图示省略）。该排气口连接 配管13的一端，该配管13的另一端连接真空累15 (排气单元）。对于真空累15,在本例中 只要为能够制造大气压到中真空（0. 1化~IOOPa)程度的真空状态的累即可，例如旋转累 (油旋转真空累）等。虽然满轮分子累（TMP)、油扩散累等能够制造高真空（小于0.IPa) 的真空状态，但是没有必要使用引入成本高的累。所W在本例中能够使装置成本便宜。
[0032] 根据来自控制器16(控制单元）的指令，真空累15运转，通过配管13使得容器11 内的真空度（压力）下降。真空容器11中设置有检测容器11内的压力的压力检测单元 18(压力计等）。通过压力检测单元18检测出的容器11内压力的信息逐次输出至控制器 16。通过控制器16判断容器11内压力达到规定值时，将动作指令发送至气体供给源29 (见 下文）。 阳〇3引 需要说明的是，例如，在自动压力控制器（AutoPressureControlIer:APC)等压 力控制部（图示省略）的监视下，通过质量流量控制器（MassFlowController:MFC)等流 量调整部（图示省略）