JPH0778768A

JPH0778768A - 薄膜形成装置及び方法

Info

Publication number: JPH0778768A
Application number: JP17997793A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakajima; 淳中島; Kenichi Ota; 謙一太田; Yukio Ono; 幸夫大野
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1993-06-26
Filing date: 1993-06-26
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】基体の全幅にわたって均一で安定した膜厚の
薄膜を形成することができるようにすると共に、機能性
薄膜の形成を容易にする。【構成】トンネル状の原料の誘導路１６ａ、１６ｂが
２本設けられており、これらの誘導路１６ａ、１６ｂ
は、その中央部で直交状に交差し、その交差した部分が
薄膜を形成する基体ａを収納する成膜室１４となってい
る。成膜室４の下部には、基体ａを載せるサセプタ１７
と、基体ａを加熱するヒータ３とが設けられている。２
つの誘導路１６ａ、１６ｂから成膜室１４に同時に原料
を送らず、交互に原料を送り、基体ａ上に薄膜を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱した基体の表面に
気化或は霧化した原料を当てて、基体上に薄膜を形成す
る装置とその装置を用いた薄膜の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池、液晶表示装置、プラズマ表示
装置等に用いられる透明導電膜や回路の抵抗体として使
用される抵抗薄膜は、金属酸化物膜により形成される。
この金属酸化物膜は、例えば、霧化装置によって生じた
原料溶液の霧を、成膜用ノズルから加熱された基体に向
けて放出し、加熱された基体上で反応、成膜させる。こ
の方法で金属酸化物膜を形成する場合に用いられている
霧化薄膜形成装置の例を、図５に示す。

【０００３】この装置では、トンネル状の原料の誘導路
６が設けられており、この誘導路６の中央部が薄膜を形
成する基体ａを収納する成膜室４となっている。この成
膜室４の下部に基体ａを載せて保持するサセプタ７が配
置され、サセプタ７の下には、そこに載せられた基体ａ
を加熱するヒータ３が設けられている。原料の誘導路６
の一端側の上面側には、原料を霧化或は気化して供給す
る原料供給器１がダクト２を介して接続されている。さ
らに、誘導路６の他端には、成膜室４を通過し、そこで
基体ａの表面への薄膜の形成に消費されなかった原料を
排出する排出口５が設けられている。

【０００４】この薄膜形成装置では、成膜室４内に収納
された基体ａがその下に設けられたヒータ３で成膜に必
要な所定の温度に加熱される。そして、原料供給器１側
からダクト２及び誘導路６を経て送られて来る霧状また
はガス状の原料が成膜室４で基体ａの成膜面に接触し、
例えば、基体ａの保有する熱により原料が分解し、さら
に分解した原料が空気中や溶液中の酸素等と反応し、基
体ａの成膜面上に酸化物等の薄膜が形成される。基体ａ
の表面に薄膜を形成するのに寄与しなかった原料は、排
気口５から排気される。なお、図５の装置では、原料溶
液の霧を上側から誘導路６に供給するものであるが、霧
状或はガス状の原料を下側から誘導路６の供給する装置
も知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】前記従来の装置で
ガラス板等の基体６の表面に金属酸化物膜を形成した場
合、原料の供給方向に沿った方向の基体ａ上の薄膜の膜
厚分布が概ね一定であるのに対し、原料の供給方向と直
交する方向の薄膜の膜厚分布が一定でなく、金属酸化物
膜の膜厚が不均一になるという欠点があった。これは、
ダクト２から誘導路６の中に導入された霧状或はガス状
の原料が誘導路６の壁面での流路抵抗を受けて、誘導路
６の中央付近の流量が多く、誘導路６の両側部分では原
料の流量が少なくなるためである。

【０００６】このような金属酸化物膜の膜厚の不均一状
態が生じると、基体ａの両側に干渉縞が現れ、外観上好
ましくないばかりでなく、特に膜厚の薄い基体ａの両側
部では、金属酸化物膜として必要な特性が得られない。
このため、使用に際しては、膜厚の薄い基体ａの両側部
分を除去しなければならない。

【０００７】例えば、基体ａの中央部の膜厚に対して±
５％の膜厚の違いが生じる両側の部分を除去して使用し
た場合、従来の装置でガラス基体上に酸化錫膜を形成し
たときに、この基準で除去されるのは、基体ａ上の有効
成膜幅の約３０％にも及ぶ。従って、実際に使用できる
のは、基体ａの有効成膜幅の約７０％に過ぎず、製品の
歩留りが悪いという欠点があった。本発明は、前記従来
の薄膜形成装置の課題に鑑み、基体の全幅にわたって均
一で安定した膜厚の薄膜を形成することができる薄膜形
成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明では、
前記の目的を達成するため、薄膜を形成する基体ａを収
納する成膜室１４と、成膜室１４に収納された基体ａを
加熱するヒータ１３と、原料溶液の霧または気体を発生
し、前記成膜室１４に霧化または気化された原料を供給
する原料供給器１１ａ、１１ｂと、薄膜形成に消費され
なかった原料を成膜室１４から排出する排出口１５ａ、
１５ｂとを有する薄膜形成装置において、成膜室１４に
供給される霧化または気化された原料の進行方向が互い
に異なるように、原料供給器１１ａ、１１ｂと排出口１
５ａ、１５ｂとが複数設けられたことを特徴とする薄膜
形成装置を提供する。

【０００９】なおこの場合において、原料供給器１１
ａ、１１ｂ側から前記成膜室１４を経て排出口１５ａ、
１５ｂに至る原料の誘導路１６ａ、１６ｂを複数設け、
これらを交差させてその交差部分に前記成膜室１４を設
けるのがよい。そして、各々の誘導路１６ａ、１６ｂを
成膜室１４と遮断するシャッタ１７ａ、１７ｂを備える
のがよい。

【００１０】さらに本発明では、薄膜を形成する基体ａ
を収納する成膜室１４と、成膜室１４に収納された基体
ａを加熱するヒータ１３と、原料溶液の霧または気体を
発生し、前記成膜室１４に霧化または気化された原料を
供給する原料供給器１１ａ、１１ｂと、薄膜形成に消費
されなかった原料を成膜室から排出する排出口１５ａ、
１５ｂとを有する薄膜形成装置を用いて基体ａ上に薄膜
を形成する方法において、原料供給器１１ａ、１１ｂ側
から前記成膜室１４を経て排出口１５ａ、１５ｂに至る
原料の誘導路１６ａ、１６ｂを複数設けて、これらを前
記成膜室１４において交差させ、これら各誘導路１６
ａ、１６ｂから、その交点にある成膜室１４に交互に原
料を供給して基体ａに薄膜を形成することを特徴とする
薄膜形成方法を提供する。

【００１１】

【作用】前記本発明の薄膜形成装置では、成膜室１４に
供給される霧化または気化された原料の進行方向が互い
に異なるように、原料供給器１１ａ、１１ｂと排出口１
５ａ、１５ｂとが複数設けられているため、成膜室１４
には、一方向からだけでなく、複数の方向から原料が流
れてくる。このため、一方向から原料を流して薄膜を形
成した場合とは異なり、基体ａの対向する縁の部分に薄
膜の膜厚の偏りが生じることなく、薄膜の膜厚が平準化
され、均一な膜厚の薄膜が形成できる。また、各々の誘
導路１６ａ、１６ｂから異なる成分の原料を供給するこ
とができるので、薄膜の成分の組成比の制御が容易にな
り、抵抗膜等の機能性薄膜の形成が可能となる。

【００１２】料供給器１１ａ、１１ｂ側から前記成膜室
１４を経て排出口１５ａ、１５ｂに至る原料の誘導路１
６ａ、１６ｂを複数設け、これらを交差させてその交差
部分に前記成膜室１４を設け、各々の誘導路１６ａ、１
６ｂを成膜室１４と遮断するシャッタ１７ａ、１７ｂを
備えたものでは、各誘導路１６ａ、１６ｂから成膜室１
４に供給される原料を適時遮断し、原料の流れの方向を
切り替えることができる。このため、複数の誘導路１６
ａ、１６ｂから同時に原料が成膜室１４に供給されるこ
とを防止することができると共に、原料の流れの方向の
制御が容易となり、前述のように機能性薄膜の形成に有
効である。

【００１３】さらに、本発明の薄膜形成方法では、成膜
室１４において交差した各誘導路１６ａ、１６ｂから交
互に原料を成膜室１４に供給して基体ａに薄膜を形成す
るため、複数の誘導路１６ａ、１６ｂから同時に原料が
成膜室１４に供給されない。これにより、成膜室１４の
原料の流れが乱れることなく、基体ａ上に良好な状態で
薄膜が形成できる。

【００１４】

【実施例】次に、図面を参照しながら、本発明の実施例
について具体的に説明する。本発明の第一の実施例によ
る薄膜形成装置を図１と図２に示す。この実施例による
装置では、トンネル状の原料の誘導路１６ａ、１６ｂが
２本設けられており、これらの誘導路１６ａ、１６ｂ
は、その中央部で直交状に交差し、その交差した部分が
薄膜を形成する基体ａを収納する成膜室１４となってい
る。

【００１５】この成膜室４の下部に基体ａを載せて保持
するサセプタ１７が配置され、このサセプタ１７の下に
は、そこに載せられた基体ａを加熱するヒータ３が設け
られている。原料の誘導路６ａ、１６ａの一端側の上面
側には、各々原料を霧化或は気化して供給する原料供給
器１１ａ、１１ｂがダクト１２ａ、１２ｂを介して接続
されている。さらに、誘導路１６ａ、１６ｂの他端に
は、成膜室１４を通過し、そこで基体ａの表面への薄膜
の形成に消費されなかった原料を排出する排出口１５
ａ、１５ｂが設けられている。

【００１６】この薄膜形成装置では、成膜室１４内に収
納された基体ａがその下に設けられたヒーター３で成膜
に必要な所定の温度に加熱される。そして、原料供給器
１１ａ、１１ｂ側からダクト１２ａ、１２ｂ及び誘導路
１６ａ、１６ｂを経て送られて来る霧状またはガス状の
原料が成膜室１４で基体ａの成膜面に接触し、例えば、
基体ａの保有する熱により原料が分解し、さらに分解し
た原料が空気中の酸素等と反応し、基体ａの成膜面上に
酸化物等の薄膜が形成される。基体ａの表面に薄膜を形
成するのに寄与しなかった原料は、排気口１５ａ、１５
ｂから排気される。

【００１７】ここで、本発明による薄膜形成方法では、
２つの誘導路１６ａ、１６ｂから成膜室１４に同時に原
料を送らず、交互に原料を送る。すなわち、原料供給器
１１ａと１１ｂとを交互に動作させて、各々の誘導路１
６ａ、１６ｂから成膜室１４に交互に原料を送る。これ
により、２つの誘導路１６ａ、１６ｂから送られて来る
原料が互いに干渉して乱れず、原料が成膜室１４を整然
と流れる。

【００１８】図６のグラフは、図１及び図２に示す装置
を用い、本発明による薄膜形成方法により、ガラス板か
らなる基体ａの表面に薄膜として酸化錫膜を形成した場
合の基体ａの幅方向の位置の平均膜厚を示すものであ
る。原料としては、ＳｎＣｌ₄の１０重量％水溶液を用
い、これらを超音波霧化器により霧化させて、直交する
２つの誘導路１６ａ、１６ｂから各々交互に成膜室１４
に供給し、４００℃に加熱したガラス基体上に酸化錫薄
膜を形成した。この例では、基体ａの中央部の膜厚に対
して±５％の膜厚が得られたのは、基体ａの有効成膜幅
の約９０％である。一方、図５で示す従来の薄膜形成装
置を用い、１方向からのみ成膜室１４に原料を供給し、
同様にして酸化錫薄膜を形成した場合、図６に示すよう
に、基体ａの中央部の膜厚に対して±５％の膜厚が得ら
れたのは、基体ａの有効成膜幅の約７０％であった。

【００１９】次に、図３と図４の実施例について説明す
ると、この実施例では、各々の誘導路１６ａ、１６ｂを
成膜室１４と遮断するシャッタ１７ａ、１７ｂが備えら
れている。すなわち、これらのシャッター１７ａ、１７
ｂは、各誘導路１６ａの成膜室１４の前後の部分に設け
られており、それを閉じることにより、誘導路１６ａ、
１６ｂが成膜室１４の部分で遮断される。図３はシャッ
タ１７ａ、１７ａを閉じて、誘導路１６ａを遮断し、誘
導路１６ｂ側からのみ成膜室１４に原料を送る場合であ
る。他方、図４はシャッタ１７ｂ、１７ｂを閉じて、誘
導路１６ｂを遮断し、誘導路１６ａ側からのみ成膜室１
４に原料を送る場合である。

【００２０】この装置によれば、前記本発明による薄膜
形成方法が原料供給器１１ａ、１１ａの動作制御による
ことなく、シャッタ１７ａ、１７ｂの操作により行うこ
とができる。しかも、迅速な流れの切り替えが可能であ
る。なお、以上の実施例では、２つの誘導路１６ａ、１
６ｂを成膜室１４の部分で直交させた例であるが、３つ
以上の誘導路１６ａ、１６ｂを交差させることも可能で
あり、その成膜室１４での交差角度も直角に限るもので
はない。

【００２１】なお、前記した薄膜形成装置及び薄膜形成
方法の他に、基体ａの搬送路に沿って設けられた成膜室
内に原料の進行方向が互いに異なるように、原料供給器
と排出口を複数設けることで、前記実施例と同様に均一
な膜厚の薄膜を得ることができる。

【００２２】また、前述の図１及び図２に示された薄膜
形成装置において、各誘導路１６ａ、１６ｂに各々異な
る成分の原料を流すことで、基体ａ上に従来とは異なる
性質の薄膜を形成することができる。例えば、一方の誘
導路１６ａにＳｎＣｌ₄ の１０重量％の水溶液の霧を流
し、他方の誘導路１６ｂにＦｎＣｌ₄ の１０重量％の水
溶液の霧を流すことにより、薄膜の電気抵抗値が増加
し、薄膜抵抗体として用いることができる薄膜を形成す
ることができる。このようにして形成した薄膜でも、前
述のように、膜厚の均一化が同時に図られることは言う
までもない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、基
体の中央部と両側部との膜厚の差を小さくし、基体の全
幅にわたって均一で安定した膜厚の薄膜を形成すること
ができるため、基体の有効成膜幅に対して利用可能な膜
厚の薄膜を得られる幅に割合を大きくすることができ
る。これにより、薄膜形成の歩留りを向上させることが
可能となる。また、各々の誘導路１６ａ、１６ｂから異
なる成分の原料を供給することにより、抵抗膜等の機能
性薄膜の形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例による薄膜形成装置の概
略縦断側面図である。

【図２】同実施例による薄膜形成装置の概略斜視図であ
る。

【図３】本発明の第二の実施例による薄膜形成装置の一
方のシャッタを閉じた状態の概略斜視図である。

【図４】同実施例による薄膜形成装置の他方のシャッタ
を閉じた状態の概略斜視図である。

【図５】従来例による薄膜形成装置の概略縦断側面図で
ある。

【図６】本発明の実施例による薄膜形成方法より形成さ
れた薄膜と比較例により形成された薄膜との基体の幅方
向の平均膜厚を示すグラフである。

【符号の説明】

１１ａ原料供給器１１ｂ原料供給器１３ヒータ１４成膜室１５ａ排出口１５ｂ排出口１６ａ誘導路１６ｂ誘導路１７ａシャッタ１７ｂシャッタａ基体

Claims

【整理番号】００５０１７８−０１【特許請求の範囲】

【請求項１】薄膜を形成する基体（ａ）を収納する成
膜室（１４）と、成膜室（１４）に収納された基体
（ａ）を加熱するヒータ（１３）と、原料溶液の霧また
は気体を発生し、前記成膜室（１４）に霧化または気化
された原料を供給する原料供給器（１１ａ）、（１１
ｂ）と、薄膜形成に消費されなかった原料を成膜室（１
４）から排出する排出口（１５ａ）、（１５ｂ）とを有
する薄膜形成装置において、成膜室（１４）に供給され
る霧化または気化された原料の進行方向が互いに異なる
ように、原料供給器（１１ａ）、（１１ｂ）と排出口
（１５ａ）、（１５ｂ）とが複数設けられたことを特徴
とする薄膜形成装置。
【請求項２】前記請求項１において、原料供給器（１
１ａ）、（１１ｂ）側から前記成膜室（１４）を経て排
出口（１５ａ）、（１５ｂ）に至る原料の誘導路（１６
ａ）、（１６ｂ）を複数設け、これらを交差させてその
交差部分に前記成膜室（１４）を設けたことを特徴とす
る薄膜形成装置。
【請求項３】前記請求項２において、各々の誘導路
（１６ａ）、（１６ｂを成膜室（１４）と遮断するシャ
ッタ（１７ａ）、（１７ｂ）を備えることを特徴とする
薄膜形成装置。
【請求項４】薄膜を形成する基体（ａ）を収納する成
膜室（１４）と、成膜室（１４）に収納された基体
（ａ）を加熱するヒータ（１３）と、原料溶液の霧また
は気体を発生し、前記成膜室（１４）に霧化または気化
された原料を供給する原料供給器（１１ａ）、（１１
ｂ）と、薄膜形成に消費されなかった原料を成膜室（１
４）から排出する排出口（１５ａ）、（１５ｂ）とを有
する薄膜形成装置を用いて基体（ａ）上に薄膜を形成す
る方法において、原料供給器（１１ａ）、（１１ｂ）側
から前記成膜室（１４）を経て排出口（１５ａ）、（１
５ｂ）に至る原料の誘導路（１６ａ）、（１６ｂ）を複
数設け、これら各誘導路（１６ａ）、（１６ｂ）から、
その交点にある成膜室（１４）に交互に原料を供給して
基体（ａ）に薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成
方法。