ミスト噴出用ノズル、それを備えた成膜装置および成膜方法
【課題】基板表面に生成される膜の厚さを均一にし、製作コストを抑えることができるようにする。
【解決手段】ミストが筐体２内に供給されると、一部のミストは一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達する。そして、両者は、原料ガス排出口５の直上領域において互いに衝突して混合する。これにより、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたってミストの濃度が均一になる。その後、原料ガス排出口５の長手方向にわたって濃度が均一なミストが、原料ガス排出口５から噴出する。
【解決手段】ミストが筐体２内に供給されると、一部のミストは一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達する。そして、両者は、原料ガス排出口５の直上領域において互いに衝突して混合する。これにより、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたってミストの濃度が均一になる。その後、原料ガス排出口５の長手方向にわたって濃度が均一なミストが、原料ガス排出口５から噴出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ法（化学的気相成膜法）によって基板に膜を生成する成膜装置に用いられるミスト噴出用ノズル、それを備えた成膜装置および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミスト噴出用ノズルは、ＣＶＤ法によって基板に膜を生成する成膜装置に用いられる。ミスト噴出用ノズルは、成膜装置内の成膜作業領域に設置され、原料水溶液が霧化されたミストを、基板載置台上に載置された基板表面に対して噴出する。
【０００３】
特許文献１には、噴出口から原料ガスを基板の幅方向全体に対して均等に噴射することによって、基板表面に生成される膜の表面粗度を中心から端部に至るまで非常に低くすることができる原料ガス噴出用ノズルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５４８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている原料ガス噴出用ノズルであっても、長方形状の噴出口の長手方向において、噴出口から噴射される原料ガスの濃度が不均一になり、その結果、基板表面に生成される膜の厚さが不均一になるという問題がある。また、特許文献１に開示されている原料ガス噴出用ノズルは内部構造が複雑であり、製作コストが嵩む。
【０００６】
本発明の目的は、基板表面に生成される膜の厚さを均一にし、製作コストを抑えることが可能なミスト噴出用ノズル、それを備えた成膜装置および成膜方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のミスト噴出用ノズルは、原料水溶液を霧化してなるミストが供給される中空横長形状の筐体と、前記筐体の底面に設けられ、前記筐体内の前記ミストを噴出させるミスト排出口と、を有し、前記筐体は、短手方向の両側において、断面がＲ形状の湾曲面で前記ミスト排出口にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、ミストが筐体内に供給されると、一部のミストは一方の湾曲面に沿って滑らかに流下してミスト排出口の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面に沿って滑らかに流下してミスト排出口の直上領域に到達する。そして、両者は、ミスト排出口の直上領域において衝突して混合する。これにより、ミスト排出口の直上領域において、ミストの濃度を均一にすることができる。その後、均一な濃度のミストがミスト排出口から噴出することにより、均一な濃度のミストが基体表面に吹き付けられることになる。これにより、基体表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基体表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、ミスト噴出用ノズルの内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【０００９】
また、本発明のミスト噴出用ノズルにおいては、前記筐体内の前記ミストを、前記ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、前記ミストが結露しない範囲の温度に加温する加温手段を更に備えていることが望ましい。上記の構成によれば、筐体内のミストの温度を、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、ミストが結露しない範囲の温度にすることによって、筐体内でミストが結露して水滴になるのを防止することができる。これにより、ミストの結露により生じた水滴がミスト排出口から基体上に滴下するリスクを低減させることができる。
【００１０】
また、本発明のミスト噴出用ノズルにおいては、前記筐体内に設けられ、前記筐体内に供給された前記ミストを前記筐体の壁面側にガイドするガイド体を更に有していることが望ましい。上記の構成によれば、筐体内に供給されたミストを筐体の壁面側にガイドすることによって、筐体内を直進するミストの量を抑制することができる。ここで、筐体の壁面は湾曲面および側面を含む。これにより、ミストが筐体内を直進してそのままミスト排出口から噴出することが抑制されるから、ミスト排出口の直上領域において、湾曲面に沿ってミスト排出口の直上領域に到達したミスト同士を十分に衝突させて混合させることができる。これにより、ミストの濃度を好適に均一にすることができる。
【００１１】
また、本発明の成膜装置は、上記のミスト噴出用ノズルと、表面に前記ミストが吹き付けられる基体と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、均一な濃度のミストを基体表面に吹き付けることができるから、基体表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基体表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、ミスト噴出用ノズルの内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【００１３】
また、本発明の成膜装置においては、前記ミストが前記基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、前記ミストの粒子にエネルギーを付与するエネルギー付与手段を更に有することが望ましい。上記の構成によれば、ミストが基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、熱、光、プラズマ、オゾン等のエネルギーをミストの粒子に付与することにより、基体表面に好適に膜を生成させることができる。
【００１４】
また、本発明の成膜方法は、中空横長形状の筐体に供給された、原料水溶液を霧化してなるミストを、前記筐体の底面に設けられたミスト排出口から基体表面に噴出させることにより、前記基体表面に膜を生成する成膜方法であって、前記筐体が、短手方向の両側において、前記ミスト排出口にそれぞれ接続されている、断面がＲ形状の湾曲面に沿って前記ミストをそれぞれ流下させ、前記ミスト排出口の直上領域において、両者を衝突させて混合させた後に、前記ミストを前記ミスト排出口から前記基体表面に噴出させて成膜することを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、ミストが筐体内に供給されると、一部のミストは一方の湾曲面に沿って滑らかに流下してミスト排出口の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面に沿って滑らかに流下してミスト排出口の直上領域に到達する。そして、両者は、ミスト排出口の直上領域において衝突して混合する。これにより、ミスト排出口の直上領域において、ミストの濃度を均一にすることができる。その後、均一な濃度のミストがミスト排出口から噴出することにより、均一な濃度のミストが基体表面に吹き付けられることになる。これにより、基体表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基体表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、このような成膜方法に用いられるミスト噴出用ノズルの内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【００１６】
また、本発明の成膜方法においては、前記ミストが前記基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、前記ミストの粒子にエネルギーを付与して成膜することが望ましい。上記の構成によれば、ミストが基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、熱、光、プラズマ、オゾン等のエネルギーをミストの粒子に付与することにより、基体表面に好適に膜を生成させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のミスト噴出用ノズル、それを備えた成膜装置および成膜方法によると、均一な濃度のミストを基体表面に吹き付けることができるから、基体表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基体表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、ミスト噴出用ノズルの内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態によるミスト噴出用ノズルを用いた成膜装置を示す概略断面図である。
【図２】成膜装置にミスト噴出用ノズルが着脱自在に取り付けられたときの断面図である。
【図３】ミスト噴出用ノズルの三面図である。
【図４】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図５】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図６】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図７】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図８】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図９】本発明の実施形態によるミスト噴出用ノズルを用いた成膜装置を示す概略断面図である。
【図１０】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図１１】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
（成膜装置の構成）
本実施形態の原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）１は、図１に示すように、成膜装置１０に設けられる。成膜装置１０は、原料ガス噴出用ノズル１を支持する支持台５０と、基板（基体）６０が配置される成膜室２０と、原料ガス噴出用ノズル１に原料ガス３９を供給する原料ガス供給手段３０と、薄膜形成用のエネルギーを基板６０を介して原料ガス３９中のミストの粒子に付与するエネルギー付与手段４０と、を有している。成膜室２０は、断熱性を有するボディ２１内に形成されているとともに、エネルギー付与手段４０は、ボディ２１内に収容されている。原料ガス噴出用ノズル１は、原料ガス３９の成膜室２０内への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向と垂直になるように配置される。
【００２１】
支持台５０は、図２に示すように、原料ガス噴出用ノズル１を着脱自在に支持しており、原料ガス噴出用ノズル１の筐体２を収容する収容空間５１を有している。また、支持台５０の底面５２には、成膜室２０内に連通し、原料ガス噴出用ノズル１の後述する原料ガス噴出部４が挿入される挿入穴５２ａが設けられている。このように、原料ガス噴出用ノズル１を取り外すことが可能なので、メンテナンスを行いやすい。
【００２２】
また、支持台５０には、原料ガス噴出用ノズル１の垂直方向の位置、具体的には原料ガス噴出用ノズル１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａ（図４参照）の垂直方向の位置を調節する位置調節機構５３が設けられている。位置調節機構５３は、外周にネジが切られて直立された一対の棒体５３ａ・５３ａと、内周にネジが切られてそれぞれが棒体５３ａに螺合された１組の筒体５３ｂ・５３ｂと、１組の筒体５３ｂ・５３ｂの各々に連結され、原料ガス噴出用ノズル１の筐体２の下部が上方から当接される連結体５３ｃと、回転されることで対応する筒体５３ｂを上下動させる１組の回転体５３ｄ・５３ｄとを有している。連結体５３ｃは、原料ガス噴出用ノズル１の筐体２の下部の外形に適合する形状にされており、筒体５３ｂの上下動に伴い、原料ガス噴出用ノズル１とともに上下動する。この位置調節機構５３により、原料ガス噴出用ノズル１を上下動させることによって、基板６０と原料ガス噴出部４の噴出口４ａとの距離を微調整することが可能となっている。
【００２３】
成膜室２０は、図１に示すように、高さが低く前後左右に拡がる直方体空間を有しており、原料ガス噴出用ノズル１から噴出された原料ガス３９を、基板６０の表面に沿って流動させる。成膜室２０の大きさは、例えば、前後方向の長さが約１２０ｍｍ、左右方向の長さが約１６ｍｍ、高さが約１．５ｍｍである。また、成膜室２０の高さは、基板６０において成膜される側の表面（成膜用表面）、例えば上面と、成膜室２０の上側の内壁との距離Ｄが、約０．１ｍｍ以上約１０．０ｍｍ以下の範囲内の所定の距離となるように設定されている。
【００２４】
また、成膜室２０は、成膜室２０内の原料ガス３９を外部に排出させるガス排出口２２を有している。ガス排出口２２は、例えば、左右側面にそれぞれ設けられた前後方向に延びる開口である。原料ガス噴出用ノズル１から成膜室２０内に供給される原料ガス３９の流入方向と、ガス排出口２２から排出される原料ガス３９の排出方向とは、９０度異なっている。なお、成膜室２０は、基板６０が露出するように、上面が開放されていてもよい。
【００２５】
基板６０は、成膜室２０内において、原料ガス噴出用ノズル１とガス排出口２２との間に配置される。基板６０は、成膜室２０内において、成膜室２０の底面に直接接触しないように、サセプタ６５上に載置されている。基板６０は、例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア等である。
【００２６】
基板６０の一方の面、例えば上面だけに成膜する場合、サセプタ６５は厚みの薄い、例えば、約０．５ｍｍ以上約２．０ｍｍ以下の範囲内の所定の厚みを有する一枚の平板であることが好ましい。ここで、基板６０の他方の面、例えば下面側に原料ガス３９が殆ど回り込まないように、基板６０の下面は、全面に渡ってサセプタ６５と密着するように載置される。また、サセプタ６５の下面側にも原料ガス３９が殆ど回り込まないように、サセプタ６５は成膜室２０の底面に密着して配置される。
【００２７】
なお、基板６０の両面に成膜する場合、サセプタ６５は、基板６０の他方の面、例えば下面を部分的に支えるフレームであることが好ましい。また、この場合、成膜室２０の高さやサセプタ６５の厚みは、基板６０の両面からそれぞれ成膜室２０の内壁との距離が約０．１ｍｍ以上約１０．０ｍｍ以下の範囲内の所定の距離となるように設定される。
【００２８】
なお、本実施形態において、原料ガス噴出用ノズル１は、原料ガス３９の成膜室２０内への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向と垂直になるように配置されているが、必ずしもこれに限定されず、基板６０上に原料ガス３９を直接噴出することができればよい。例えば、原料ガス噴出用ノズル１は、原料ガス３９の成膜室２０内への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向に対して傾斜するように配置されていてもよい。また、基板６０に対する原料ガス３９の噴出方向を、基板６０の平面に平行な方向と垂直な方向から傾斜させることができるように、原料ガス噴出用ノズル１を傾動させることが可能な構成にされていてもよい。
【００２９】
また、サセプタ６５に代えて、基板６０を所定速度で移動させるコンベア（図示せず）を用い、このコンベア上に基板６０を載置して所定方向に移動させることによって、基板６０上の広い範囲にわたって所定の膜厚で成膜を行うこととしてもよい。
【００３０】
原料ガス供給手段３０は、膜を形成するための原料ガス３９を原料ガス噴出用ノズル１に所定の流速で供給する。本実施形態の原料ガス供給手段３０は、霧化装置である。原料ガス３９は、原料水溶液が霧化したミストと、これを運ぶキャリアガスとを含んでいる。例えば、原料ガス３９は、酢酸亜鉛水溶液が霧化したミストと、これを運ぶ窒素ガスとを含んでいる。
【００３１】
原料ガス供給手段３０は、約１リットル／ｍｉｎ以上約１０リットル／ｍｉｎ以下の範囲内の所定量の原料ガス３９を、約０．４ｍ／ｓｅｃ以上約４．０ｍ／ｓｅｃ以下の範囲内の所定の速度で、成膜室２０内の基板６０の表面上に流すように、原料ガス噴出用ノズル１に原料ガス３９を供給する速度が調整されている。
【００３２】
原料ガス供給手段３０は、伝搬溶液３３を収容する第１容器３１と、原料水溶液３４を収容する第２容器３２と、第１容器３１の底に配置された超音波振動子３６と、第２容器３２にキャリアガスを供給するキャリアガス供給装置３７と、第２容器３２に供給されるキャリアガスの流量を制御するキャリアガス流量制御弁３８と、を有している。第１容器３１及び第２容器３２としてガラス製容器が挙げられる。第２容器の底部材３５として、高分子フィルムが挙げられる。伝搬溶液３３としてエタノールが挙げられる。原料水溶液３４として、酢酸亜鉛水溶液が挙げられる。キャリアガス供給装置３７として、窒素ガスボンベが挙げられる。
【００３３】
第２容器３２の底部材３５は、伝搬溶液３３の液面が原料水溶液３４の液面よりも高くなる程度まで伝搬溶液３３内に浸漬される。また、第２容器３２の上部側面にキャリアガス導入口３２ａが、第２容器３２の上面に原料ガス噴出用ノズル１と接続されるガス排出口３２ｂがそれぞれ設けられている。第２容器３２のキャリアガス導入口３２ａには、キャリアガス流量制御弁３８を介してキャリアガス供給装置３７が接続されている。
【００３４】
上記の構成において、第１容器３１の底に配置された超音波振動子３６が作動されると、超音波は、第１容器３１内の伝搬溶液３３を伝播して、第２容器３２の底部材３５を透過して原料水溶液３４に伝播する。この結果、原料水溶液３４は超音波により振動され、液体同士の結合が外れることにより霧状となって放出される。これが原料水溶液が霧化したミストである。
【００３５】
上記のようにしてミストが生成されると、この生成タイミングに一致したタイミングや僅かに前後したタイミングでキャリアガス流量制御弁３８が開栓される。そして、キャリアガス供給装置３７のキャリアガスがキャリアガス流量制御弁３８の開度に応じた供給量で第２容器３２内に供給される。これにより、ミストはキャリアガスと共に原料ガス３９として第２容器３２から原料ガス噴出用ノズル１に排出され、原料ガス噴出用ノズル１を介して成膜室２０に供給される。原料ガス３９の原料ガス噴出用ノズル１への排出速度を調整することにより、成膜室２０への原料ガス３９の供給速度が制御される。
【００３６】
エネルギー付与手段４０は、薄膜形成用のエネルギーを基板６０、正確には基板６０に到達したミストの粒子に付与する。エネルギー付与手段４０として、例えば、ヒータやレーザー等を挙げることができる。本実施形態においては、エネルギー付与手段４０は、基板６０に熱を付与するヒータである。
【００３７】
エネルギー付与手段４０は、成膜室２０の底に沿って成膜室２０の全長に亘って設けられており、所定の温度まで、成膜室２０、正確には基板６０を加熱する。ここで、所定の温度とは、原料ガス３９が基板６０に到達したときに、ミストの粒子が基板６０上で化学的気相成膜反応を最終過程まで終了する温度である。例えば、原料ガス３９が、酢酸亜鉛水溶液が霧化されたミストと、これを運ぶ窒素ガスとを含む場合、エネルギー付与手段４０によって成膜室２０内の温度、正確には基板６０の温度を２００℃以上６００℃以下の範囲内の所定の温度に調整することが好ましい。この温度範囲に調整すると、基板６０上に酸化亜鉛の透明な膜を生成させることができる。
【００３８】
なお、エネルギー付与手段４０は、熱以外のエネルギーをミストの粒子に付与するものであってもよい。熱以外のエネルギーとしては、光、プラズマ、オゾン等を挙げることができる。ミストの粒子に付与されるエネルギーは、熱、光、プラズマ、オゾン等のいずれか１種であってもよいし、これらを２種以上組み合わせたものであってもよい。また、エネルギー付与手段４０は、ミストが基板６０に到達する前に、ミストの粒子にエネルギーを付与するものであってもよい。このように、ミストが基板６０に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、熱、光、プラズマ、オゾン等のエネルギーをミストの粒子に付与することにより、基板６０の表面に好適に膜を生成させることができる。
【００３９】
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
本実施形態による原料ガス噴出用ノズル１は、図３に示すように、ミストを含む原料ガス３９が供給される中空横長形状の筐体２と、筐体２の上方に設けられ、筐体２内に連通する中空の原料ガス供給管３と、筐体２の下方に設けられ、中空の直方体状に形成されて、筐体２内に連通する筒状の原料ガス噴出部４と、を有している。
【００４０】
筐体２は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、鉛直方向の中心軸Ａを含む長手方向の鉛直面、および、中心軸Ａを含む短手方向の鉛直面の各々に対して左右対称に形成されている。また、原料ガス供給管３および原料ガス噴出部４は、鉛直方向の中心軸が筐体２の中心軸Ａに一致するようにそれぞれ設けられている。また、原料ガス噴出部４は、図３（ｃ）に示すように、その長手方向が筐体２の長手方向に一致するように設けられている。
【００４１】
また、原料ガス噴出用ノズル１は、図４に示すように、筐体２の底面２ｂに設けられ、筐体２内の原料ガスを噴出させる原料ガス排出口（ミスト排出口）５を有している。図４（ａ）に示すように、筐体２の長手方向において、原料ガス排出口５の幅は、筐体２の幅よりも短くされている。具体的には、筐体２の長手方向において、筐体２の端部から原料ガス排出口５の端部までの距離Ｂが、２０ｍｍ以上に設定されている。
【００４２】
図４に示すように、原料ガス供給管３は、原料ガス供給口３ａを介して筐体２内に原料ガス３９を供給する。また、原料ガス噴出部４は、原料ガス排出口５から噴出された原料ガスを下方に導いて整流し、下端に設けた噴出口４ａから噴出させる。原料ガス排出口５および噴出口４ａは、図３（ｃ）に示すように、断面積が同じであり、断面が長方形状である。また、図３（ｃ）に示す方向から見て、原料ガス排出口５および噴出口４ａの断面積は、原料ガス供給口３ａの断面積よりも狭くされている。ここで、原料ガス排出口５および噴出口４ａの断面積は、原料ガス供給口３ａの断面積の１／３以下であることが好ましい。これにより、筐体２内の原料ガス３９は、筐体２内に供給されたときの圧力よりも高い圧力で噴出口４ａから噴出することになる。
【００４３】
また、筐体２は、図４（ｂ）に示すように、短手方向の両側において、断面がＲ形状の湾曲面２ａで原料ガス排出口５にそれぞれ接続されている。また、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、筐体２の４つの側面には、ラバーヒータ（加温手段）６がそれぞれ貼り付けられている。ラバーヒータ６は、筐体２内のミストを、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、結露しない範囲の温度、例えば１００℃前後に加温する。よって、筐体２内のミストには、化学的気相成膜反応がまったく起こらないか、化学的気相成膜反応が起こったとしても、最終過程まで終了することはない。このように、原料ガス３９が成膜室２０に移動して、基板６０に到達したときに、化学的気相成膜反応が最終過程まで終了するように、ミストの温度が調整されている。
【００４４】
上記の構成において、原料ガス３９が原料ガス供給口３ａから筐体２内に供給されると、図４（ｂ）に示すように、一部のミストは一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達する。そして、両者は、原料ガス排出口５の直上領域において衝突して混合する。これにより、図４（ａ）に示すように、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたって、ミストの濃度を均一にすることができる。その後、原料ガス排出口５の長手方向にわたって均一な濃度のミストが原料ガス排出口５から噴出し、原料ガス噴出部４内を通過して噴出口４ａから噴出することにより、基板６０の幅方向全体にわたって均一な濃度のミストが基板６０の表面に吹き付けられることになる。これにより、基板６０の表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基板６０の表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、このような原料ガス噴出用ノズル１は、内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【００４５】
また、図３に示すように、筐体２は、鉛直方向の中心軸Ａを含む長手方向の鉛直面、および、鉛直方向の中心軸Ａを含む短手方向の鉛直面の各々に対して左右対称に形成されているので、図４（ｂ）に示すように、一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達するミストと、他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達するミストとを均衡させることができる。これにより、原料ガス排出口５の直上領域において、両者を好適に衝突させて混合させることができる。
【００４６】
また、図４（ａ）に示すように、筐体２の長手方向において、原料ガス排出口５の幅が、筐体２の幅よりも短くされているので、筐体２内の原料ガス３９は、筐体２内に供給されたときの圧力よりも高い圧力で原料ガス排出口５から噴出することになる。よって、筐体２内のミストを、筐体２よりも長手方向の幅が短い原料ガス排出口５から噴出させることにより、原料ガス排出口５から噴出されるミストの流速を上げることができる。また、筐体２の長手方向の両側の側面２ｃでミストが結露して水滴となった場合に、原料ガス排出口５を除く筐体の底面２ｂ上に、この水滴を留めることができる。これにより、ミストの結露により生じた水滴が原料ガス排出口５から原料ガス噴出部４を介して基板６０上に滴下するリスクを低減させることができる。
【００４７】
また、図４（ａ）に示すように、筐体２の長手方向において、筐体２の端部から原料ガス排出口５の端部までの距離Ｂが、２０ｍｍ以上に設定されているので、筐体２の長手方向の両側の側面２ｃでミストが結露して生じた水滴を、原料ガス排出口５を除く筐体２の底面２ｂ上に好適に留めることができる。
【００４８】
また、ラバーヒータ６によって筐体２内のミストを、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、結露しない範囲の温度に加温しているので、筐体２内でミストが結露して水滴になるのを防止することができる。これにより、ミストの結露により生じた水滴が原料ガス排出口５から原料ガス噴出部４を介して基板６０上に滴下するリスクを低減させることができる。また、原料ガス３９中の成膜成分から余分な分子などを分離させることができるので、基板６０の表面に生成される膜の表面粗度を低くすることができる。
【００４９】
また、図４（ａ）に示すように、筐体２の下方に設けられた原料ガス噴出部４が、原料ガス排出口５から噴出されたミストを下方に導いて整流し、下端に設けた噴出口４ａから噴出させるので、基板６０の表面に吹き付けられるミストの流れを安定させることができる。
【００５０】
また、原料ガス噴出用ノズル１は、図２に示すように、位置調節機構５３によって垂直方向の位置が微調整されるので、基板６０と原料ガス噴出部４の噴出口４ａとの距離を最適にすることにより、均一な濃度のミストが基板６０に好適に吹き付けられるようにすることができる。
【００５１】
なお、筐体２の長手方向において、原料ガス排出口５を除く筐体２の底面２ｂは、筐体２の鉛直方向の中心軸Ａに向かって上方に傾斜されていてもよい。これによれば、筐体２の長手方向の両側の側面２ｃでミストが結露して生じた水滴を、原料ガス排出口５から原料ガス噴出部４を介して基板６０上に滴下しないように、原料ガス排出口５を除く筐体２の底面２ｂ上に好適に留めることができる。また、原料ガス排出口５を除く筐体２の底面２ｂに穴を穿って、通常はこの穴に蓋をしておき、適時に蓋を開けて溜まった水滴を穴から排出させる構成であってもよい。
【００５２】
（成膜装置の動作）
次に、上記の構成の成膜装置１０の動作、即ち、成膜方法を説明する。
【００５３】
図１に示すように、原料ガス供給手段３０から原料ガス噴出用ノズル１に原料ガス３９が供給される。原料ガス３９が原料ガス供給口３ａから筐体２内に供給されると、図４（ｂ）に示すように、一部のミストは一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達する。そして、両者は、原料ガス排出口５の直上領域において衝突して混合する。これにより、図４（ａ）に示すように、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたって、ミストの濃度が均一になる。
【００５４】
また、筐体２内に供給された原料ガス３９は、ラバーヒータ６により加温され、所定の温度まで昇温される。ここで、所定の温度とは、筐体２内において、原料ガス３９中のミストを分解させることのない温度、言い換えれば、ミストに化学的気相成膜反応が起こったとしても、最終過程まで終了しない温度であって、且つ、ミストが結露しない温度のことである。
【００５５】
その後、原料ガス３９は、原料ガス排出口５の長手方向にわたって濃度が均一な状態で、原料ガス排出口５から噴出し、原料ガス噴出部４により下方に導かれて整流され、噴出口４ａから噴出し、成膜室２０に流入する。このとき、基板６０はエネルギー付与手段４０によって成膜室２０内で所定の温度にまで昇温されている。ここで、所定の温度とは、成膜室２０内の基板６０上で、原料ガス３９中のミストを分解する温度、言い換えれば、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了する温度のことである。
【００５６】
成膜室２０内に流入してきた原料ガス３９は、基板６０の成膜用表面に沿う方向に流れ、つまり、基板６０の成膜用表面と略平行に流れ、基板６０の表面上で原料ガス３９中のミストが分解して基板６０の成膜用表面に膜を生成する。このとき、基板６０の幅方向全体にわたって均一な濃度のミストが基板６０に吹き付けられるので、基板６０の表面に生成される膜の表面粗度が非常に低くなり、基板６０の表面に生成される膜の厚さが均一になる。また、原料ガス３９は、基板６０上に吹き付けられる前に筐体２内で一旦滞留するので、原料ガス供給手段３０からの原料ガス３９の供給速度の分布が、基板６０の表面に沿って流動する原料ガス３９の流速分布に影響することがない。
【００５７】
所定量の原料ガス３９が基板６０の成膜用表面上を流れるときの流速は約０．４ｍ／ｓｅｃ以上約４．０ｍ／ｓｅｃ以下の範囲の所定の高速度であることが好ましい。原料ガス３９の所定量は、約１リットル／ｍｉｎ以上約１０リットル／ｍｉｎ以下の範囲であることが好ましい。ここで、所定量の原料ガス３９が基板６０の成膜用表面上を流れるときの流速が上記のような高速となるように、原料ガス供給手段３０から原料ガス噴出用ノズル１に原料ガス３９が送り込まれる速度や、原料ガス噴出用ノズル１の筐体２の大きさが適切に設定されている。そして、基板６０上で化学的気相成膜反応を最終過程まで起こし、成膜を終えた残りの原料ガス３９が、成膜室２０のガス排出口２２から排出される。
【００５８】
［第２実施形態］
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、本発明の第２実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）１０１について説明する。第２実施形態による原料ガス噴出用ノズル１０１が、第１実施形態による原料ガス噴出用ノズル１と異なる点は、図５に示すように、筐体２内に、切妻屋根状のガイド体７１が設けられている点である。
【００５９】
ガイド体７１は、図５（ｂ）に示すように、筐体２内に供給された原料ガス３９を筐体２の壁面側にガイドするように、その頂部７１ａが原料ガス供給口３ａ側に位置している。ここで、筐体２の壁面は湾曲面２ａおよび側面２ｃを含む。ガイド体７１の長手方向の長さは、図５（ａ）に示すように、原料ガス供給口３ａの長手方向の幅よりも長くされている。これにより、原料ガス供給口３ａから筐体２内に供給された原料ガス３９を確実に筐体２の壁面側にガイドすることができる。
【００６０】
上記の構成において、原料ガス３９が原料ガス供給口３ａから筐体２内に供給されると、図５（ｂ）に示すように、一部のミストは一方の湾曲面２ａ側にガイドされて、一方の湾曲面２ａに沿って流下する。また、一部のミストは他方の湾曲面２ａ側にガイドされて、他方の湾曲面２ａに沿って流下する。これにより、筐体２内を直進するミストの量を抑制することができるから、ミストが筐体２内を直進してそのまま原料ガス排出口５から噴出することが抑制される。よって、原料ガス排出口５の直上領域において、湾曲面２ａに沿って原料ガス排出口５の直上領域に到達したミスト同士を十分に衝突させて混合させることができる。そして、この衝突混合により、原料ガス排出口５とガイド体７１との間において、ミストに対流を生じさせることができるから、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたってミストの濃度を好適に均一にすることができる。
【００６１】
また、ガイド体７１は、４つの懸吊部材７３により筐体２内に吊り下げられている。各懸吊部材７３は、一端がガイド体７１に固定されたワイヤ７３ａと、外周にネジが切られてワイヤ７３ａの他端が接続された棒体７３ｂと、内周にネジが切られて棒体７３ｂに螺合され、回転されることで棒体７３ｂを上下動させるナット７３ｃと、を有している。これら懸吊部材７３により、ガイド体７１を上下動させることによって、原料ガス供給口３ａとガイド体７１との距離を微調整することが可能となっている。これにより、原料ガス供給口３ａとガイド体７１との距離を最適にすることによって、筐体２内に供給されたミストを筐体２の壁面側に好適にガイドすることができる。
【００６２】
なお、筐体２内に設けられるガイド体の形状は、傘状であってもよい。この場合、筐体２内に供給された原料ガス３９を３６０度の全ての方向にガイドするように、傘状のガイド体の鉛直方向の中心軸が筐体２の鉛直方向の中心軸Ａに一致していることが好ましい。
【００６３】
その他の構成は、第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００６４】
［第３実施形態］
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、本発明の第３実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）２０１について説明する。第３実施形態による原料ガス噴出用ノズル２０１が、第１実施形態による原料ガス噴出用ノズル１と異なる点は、図６に示すように、長手方向および短手方向の断面形状が長方形の筐体２０２の底面２０２ｂに、原料ガス排出口５が設けられているとともに、筐体２０２内に、一対のガイド体８１・８１が設けられている点である。即ち、筐体２０２は、図６（ｂ）に示すように、湾曲面２ａを有していない。
【００６５】
一対のガイド体８１・８１は、図６（ｂ）に示すように、筐体２０２内に供給された原料ガス３９の一部を原料ガス排出口５の直上領域にそれぞれガイドするように、その断面がＲ形状に形成されている。また、一対のガイド体８１・８１の長手方向の長さは、筐体２０２の内部の長手方向の長さとそれぞれ同じである。即ち、一対のガイド体８１・８１は、第１実施形態における筐体２の湾曲面２ａと同様の機能を果たしている。
【００６６】
その他の構成は、第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００６７】
［第４実施形態］
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、本発明の第４実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）３０１について説明する。第４実施形態による原料ガス噴出用ノズル３０１が、第２実施形態による原料ガス噴出用ノズル１０１と異なる点は、図７に示すように、筐体２内に、ガイド体９１が設けられている点である。
【００６８】
ガイド体９１は、周方向に並んだ複数の流出口９２ａを有する円筒状の流出部９２と、流出部９２に連通し、原料ガス供給管３に嵌入された中空の円筒部９３とを有している。そして、ガイド体９１は、円筒部９３内を通過してきた原料ガス３９の進行方向を流出部９２において９０度曲げることにより、中心軸Ａを中心とする３６０度の全ての方向から原料ガス３９を筐体２内に供給する。このため、筐体２内を鉛直方向に直進する原料ガス３９の量はゼロとなり、原料ガス３９の全てが筐体２の壁面側にガイドされることになる。
【００６９】
また、ガイド体９１は、円筒部９３の垂直方向の位置が調整されることによって、流出部９２の垂直方向の位置が調整される。ここで、図７に示すように、円筒部９３の垂直方向の長さが、原料ガス供給管３の垂直方向の長さよりも長く、円筒部９３の一部が原料ガス供給管３の上方に露出していると、円筒部９３の垂直方向の位置から、流出部９２の垂直方向の位置を把握しやすい。これにより、流出部９２の垂直方向の位置を最適にすることによって、筐体２内に供給されたミストを筐体２の壁面側に好適にガイドすることができる。
【００７０】
その他の構成は、第２実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００７１】
［第５実施形態］
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、本発明の第５実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）４０１について説明する。第５実施形態による原料ガス噴出用ノズル４０１が、第２実施形態による原料ガス噴出用ノズル１０１と異なる点は、図８（ｂ）に示すように、短手方向の断面形状が円形の筐体４０２の底面４０２ｂに、原料ガス排出口５が設けられているとともに、筐体４０２内に、切妻屋根状のガイド体７１が設けられている点である。ガイド体７１および懸吊部材７３については、第２実施形態と同様であるので、その説明を省略する。筐体４０２は、短手方向の断面形状が円形であるので、壁面に沿って流動するミストの流れをより滑らかにすることができる。
【００７２】
その他の構成は、第２実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００７３】
［第６実施形態］
（成膜装置の構成）
次に、本発明の第６実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）５０１、および、それを備えた成膜装置５１０について説明する。
【００７４】
本実施形態の成膜装置５１０は、図９に示すように、原料ガス噴出用ノズル５０１を支持する支持機構５５０と、基板６０が載置されるボディ５２１と、原料ガス噴出用ノズル５０１に原料ガス３９を供給する原料ガス供給手段（図示せず）と、薄膜形成用のエネルギーを基板６０に到達したミストの粒子に付与するエネルギー付与手段４０と、を有している。エネルギー付与手段４０は、ボディ５２１内に収容されている。原料ガス噴出用ノズル５０１は、原料ガス３９のボディ５２１上への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向と垂直になるように配置される。
【００７５】
支持機構５５０は、原料ガス噴出用ノズル５０１の上部を着脱自在に支持する把持部５５１と、垂直方向に立設され、把持部５５１を垂直方向に移動可能に支持する４本の支持部材５５２とを有している。なお、図９においては、把持部５５１に対して紙面後方の２本の支持部材５５２のみを図示し、把持部５５１に対して紙面前方の２本の支持部材５５２の図示を省略している。このように、原料ガス噴出用ノズル５０１を取り外すことが可能なので、メンテナンスを行いやすい。
【００７６】
各支持部材５５２には、把持部５５１の垂直方向の位置、具体的には原料ガス噴出用ノズル５０１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａ（図１０参照）の垂直方向の位置を調節する位置調節機構５５３が設けられている。位置調節機構５５３は、外周にネジが切られて下部が把持部５５１内に挿入され、上部が懸吊体５５３ｃに連結された棒体５５３ｂと、内周にネジが切られて棒体５５３ｂに螺合され、把持部５５１の上面に当接されたナット５５３ａと、棒体５５３ｂとナット５５３ａとを介して把持部５５１を吊り下げている懸吊体５５３ｃと、垂直方向に所定の幅を有するように穿孔されたスリット５５３ｅと、懸吊体５５３ｃの軸を成し、スリット５５３ｅ内を上下動される軸体５５３ｄと、軸体５５３ｄの外周に切られたネジに螺合され、支持部材５５２の側面に圧接されることで、スリット５５３ｅ内における軸体５５３ｄの位置を固定する固定体５５３ｆと、を有している。
【００７７】
原料ガス噴出用ノズル５０１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａの垂直方向の位置を調節する場合、軸体５５３ｄに螺合している固定体５５３ｆを回転させることにより、固定体５５３ｆと支持部材５５２の側面との圧接状態を解除する。そして、懸吊体５５３ｃを上下動させることにより、把持部５５１の垂直方向の位置、即ち、原料ガス噴出用ノズル５０１の垂直方向の位置を調節する。このとき、懸吊体５５３ｃは、軸体５５３ｄがスリット５５３ｅ内を上下動可能な範囲内で上下動可能である。懸吊体５５３ｃを上下動させた後、固定体５５３ｆを先ほどとは逆方向に回転させて、固定体５５３ｆを支持部材５５２の側面に圧接させることにより、スリット５５３ｅ内における軸体５５３ｄの位置、即ち、把持部５５１の垂直方向の位置、言い換えれば、原料ガス噴出用ノズル５０１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａの垂直方向の位置を固定する。
【００７８】
また、棒体５５３ｂに螺合しているナット５５３ａを回転させることにより、把持部５５１の垂直方向の位置、即ち、原料ガス噴出用ノズル５０１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａの垂直方向の位置を微調整することが可能である。
【００７９】
ボディ５２１は、その上方及び側方が開放されている。即ち、本実施形態の成膜装置５１０は、第１乃至第５実施形態の成膜装置１０（図１参照）と異なり、直方体空間を有する成膜室２０を備えていない。そのため、基板６０は外部に露出されており、ボディ５２１の上面に直接接触しないように、サセプタ６５上に載置されている。
【００８０】
なお、原料ガス噴出用ノズル５０１は、原料ガス３９のボディ５２１上への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向に対して傾斜するように配置されていてもよい。また、基板６０に対する原料ガス３９の噴出方向を、基板６０の平面に平行な方向と垂直な方向から傾斜させることができるように、原料ガス噴出用ノズル５０１を傾動させることが可能な構成にされていてもよい。
【００８１】
その他の構成は、第１乃至第５実施形態の成膜装置１０と同じであるので、その説明を省略する。
【００８２】
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、第６実施形態による原料ガス噴出用ノズル５０１について説明する。第６実施形態による原料ガス噴出用ノズル５０１が、第１実施形態による原料ガス噴出用ノズル１と異なる点は、図１０（ａ）に示すように、筐体２の長手方向の両側に、原料ガス供給口（ミスト供給口）５０３ａを介して筐体２内に原料ガス３９を供給する原料ガス供給管（ミスト供給管）５０３・５０３がそれぞれ設けられている点である。原料ガス供給管５０３・５０３は、原料ガス３９が筐体２内で十分に流動するように、筐体２の上部にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００８３】
上記の構成において、原料ガス３９が２つの原料ガス供給口５０３ａ・５０３ａから筐体２内にそれぞれ供給されると、筐体２の長手方向の中央において、一方の原料ガス供給口５０３ａから供給されたミストと、他方の原料ガス供給口５０３ａから供給されたミストとが衝突して混合する。そして、両者の流速が互いに緩和され、ミストが筐体２内に拡散する。これにより、原料ガス３９が筐体２内に供給された初期段階で、筐体２内のミストの濃度を均一にすることができる。また、ミストの拡散によって、筐体２内の圧力が成膜室２０内の圧力よりも高くなるので、原料ガス排出口５から原料ガス３９を安定して噴出させることができるようになる。
【００８４】
その後、一部のミストは一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達する。そして、両者は、原料ガス排出口５の直上領域において互いに衝突して混合する。この衝突混合により、原料ガス排出口５の直上領域において、ミストに対流が生じるので、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたってミストの濃度を好適に均一にすることができる。
【００８５】
その他の構成は、第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００８６】
（各実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００８７】
例えば、第１実施形態において、図１１に示すように、筐体２の湾曲面２ａの湾曲を鉛直方向に深くして、湾曲面２ａのくぼみに水滴１１が溜まるようにしてもよい。他の実施形態についても同様である。
【００８８】
また、上述の各実施形態において、基体として基板６０を用いて説明したが、基体は板状の基板６０に限定されず、例えば湾曲面を有するといったように、板状以外の形状のものであってよい。
【００８９】
また、上述の各実施形態において、原料ガス噴出用ノズルの筐体は、鉛直方向の中心軸Ａを含む長手方向の鉛直面、および、鉛直方向の中心軸Ａを含む短手方向の鉛直面の各々に対して左右対称に形成されているが、これに限定されず、筐体が鉛直方向の中心軸Ａを含む長手方向の鉛直面、及び／又は、鉛直方向の中心軸Ａを含む短手方向の鉛直面に対して、左右対称に形成されていなくてもよい。
【００９０】
また、上述の各実施形態においては、原料ガス噴出用ノズルの筐体の長手方向において、原料ガス排出口５の幅が、筐体の幅よりも短くされているが、これに限定されず、原料ガス排出口５の幅が、筐体の幅と同じであってもよい。
【００９１】
また、上述の各実施形態においては、原料ガス噴出用ノズルの筐体の長手方向において、筐体の端部から原料ガス排出口５の端部までの距離Ｂが、２０ｍｍ以上に設定されているが、これに限定されず、距離Ｂが２０ｍｍ未満であってもよい。
【００９２】
また、上述の各実施形態において、ラバーヒータ６が筐体２内の原料ガス３９を加温する構成にされているが、エネルギー付与手段４０が、予熱によって原料ガス噴出用ノズル内の原料ガス３９を加温する構成にされていてもよい。この場合においても、加温温度は、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、結露しない範囲の温度、例えば１００℃前後である。このように、エネルギー付与手段４０の予熱によって原料ガス噴出用ノズル内の原料ガス３９を加温する構成であれば、加温用のラバーヒータ６を設ける必要がない。また、第１乃至第５実施形態の成膜装置１０（図１参照）においては、ラバーヒータ６に代えて、加温用のヒータを支持台５０に設けてもよい。また、原料ガス噴出用ノズル内の原料ガス３９を加温しない構成であってもよい。
【００９３】
また、上述の各実施形態においては、原料ガス排出口５から噴出されたミストを下方に導いて整流する原料ガス噴出部４を有しているが、原料ガス噴出部４を有していなくてもよい。この場合、原料ガス排出口５が噴出口４ａとなる。
【００９４】
また、上述の各実施形態において、ガイド体は、切妻屋根状のガイド体７１や傘状のガイド体、複数の流出口９２ａを有するガイド体９１に限定されず、ミストを筐体の壁面側にガイドし、ミストが筐体内を直進するのを抑制するようなものであればどのような形状であってもよい。
【００９５】
また、第２実施形態において、切妻屋根状のガイド体７１は、４つの懸吊部材７３により筐体２内に吊り下げられている構成にされているが、筐体２内に固定されていてもよい。第６実施形態においても同様である。
【符号の説明】
【００９６】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ 原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）
２，２０２，４０２ 筐体
２ａ 湾曲面
２ｂ，２０２ｂ，４０２ｂ 底面
２ｃ 側面
３，５０３ 原料ガス供給管（ミスト供給管）
３ａ，５０３ａ 原料ガス供給口（ミスト供給口）
４ 原料ガス噴出部（ミスト噴出部）
４ａ 噴出口
５ 原料ガス排出口（ミスト排出口）
６ ラバーヒータ（加温手段）
１０，５１０ 成膜装置
２０ 成膜室
２１，５２１ ボディ
２２ ガス排出口
３０ 原料ガス供給手段
３９ 原料ガス
４０ エネルギー付与手段
５０ 支持台
５３，５５３ 位置調節機構
６０ 基板
６５ サセプタ
７１，８１，９１ ガイド体
５５０ 支持機構
５５１ 把持部
５５２ 支持部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ法（化学的気相成膜法）によって基板に膜を生成する成膜装置に用いられるミスト噴出用ノズル、それを備えた成膜装置および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミスト噴出用ノズルは、ＣＶＤ法によって基板に膜を生成する成膜装置に用いられる。ミスト噴出用ノズルは、成膜装置内の成膜作業領域に設置され、原料水溶液が霧化されたミストを、基板載置台上に載置された基板表面に対して噴出する。
【０００３】
特許文献１には、噴出口から原料ガスを基板の幅方向全体に対して均等に噴射することによって、基板表面に生成される膜の表面粗度を中心から端部に至るまで非常に低くすることができる原料ガス噴出用ノズルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５４８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている原料ガス噴出用ノズルであっても、長方形状の噴出口の長手方向において、噴出口から噴射される原料ガスの濃度が不均一になり、その結果、基板表面に生成される膜の厚さが不均一になるという問題がある。また、特許文献１に開示されている原料ガス噴出用ノズルは内部構造が複雑であり、製作コストが嵩む。
【０００６】
本発明の目的は、基板表面に生成される膜の厚さを均一にし、製作コストを抑えることが可能なミスト噴出用ノズル、それを備えた成膜装置および成膜方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のミスト噴出用ノズルは、原料水溶液を霧化してなるミストが供給される中空横長形状の筐体と、前記筐体の底面に設けられ、前記筐体内の前記ミストを噴出させるミスト排出口と、を有し、前記筐体は、短手方向の両側において、断面がＲ形状の湾曲面で前記ミスト排出口にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、ミストが筐体内に供給されると、一部のミストは一方の湾曲面に沿って滑らかに流下してミスト排出口の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面に沿って滑らかに流下してミスト排出口の直上領域に到達する。そして、両者は、ミスト排出口の直上領域において衝突して混合する。これにより、ミスト排出口の直上領域において、ミストの濃度を均一にすることができる。その後、均一な濃度のミストがミスト排出口から噴出することにより、均一な濃度のミストが基体表面に吹き付けられることになる。これにより、基体表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基体表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、ミスト噴出用ノズルの内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【０００９】
また、本発明のミスト噴出用ノズルにおいては、前記筐体内の前記ミストを、前記ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、前記ミストが結露しない範囲の温度に加温する加温手段を更に備えていることが望ましい。上記の構成によれば、筐体内のミストの温度を、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、ミストが結露しない範囲の温度にすることによって、筐体内でミストが結露して水滴になるのを防止することができる。これにより、ミストの結露により生じた水滴がミスト排出口から基体上に滴下するリスクを低減させることができる。
【００１０】
また、本発明のミスト噴出用ノズルにおいては、前記筐体内に設けられ、前記筐体内に供給された前記ミストを前記筐体の壁面側にガイドするガイド体を更に有していることが望ましい。上記の構成によれば、筐体内に供給されたミストを筐体の壁面側にガイドすることによって、筐体内を直進するミストの量を抑制することができる。ここで、筐体の壁面は湾曲面および側面を含む。これにより、ミストが筐体内を直進してそのままミスト排出口から噴出することが抑制されるから、ミスト排出口の直上領域において、湾曲面に沿ってミスト排出口の直上領域に到達したミスト同士を十分に衝突させて混合させることができる。これにより、ミストの濃度を好適に均一にすることができる。
【００１１】
また、本発明の成膜装置は、上記のミスト噴出用ノズルと、表面に前記ミストが吹き付けられる基体と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、均一な濃度のミストを基体表面に吹き付けることができるから、基体表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基体表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、ミスト噴出用ノズルの内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【００１３】
また、本発明の成膜装置においては、前記ミストが前記基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、前記ミストの粒子にエネルギーを付与するエネルギー付与手段を更に有することが望ましい。上記の構成によれば、ミストが基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、熱、光、プラズマ、オゾン等のエネルギーをミストの粒子に付与することにより、基体表面に好適に膜を生成させることができる。
【００１４】
また、本発明の成膜方法は、中空横長形状の筐体に供給された、原料水溶液を霧化してなるミストを、前記筐体の底面に設けられたミスト排出口から基体表面に噴出させることにより、前記基体表面に膜を生成する成膜方法であって、前記筐体が、短手方向の両側において、前記ミスト排出口にそれぞれ接続されている、断面がＲ形状の湾曲面に沿って前記ミストをそれぞれ流下させ、前記ミスト排出口の直上領域において、両者を衝突させて混合させた後に、前記ミストを前記ミスト排出口から前記基体表面に噴出させて成膜することを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、ミストが筐体内に供給されると、一部のミストは一方の湾曲面に沿って滑らかに流下してミスト排出口の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面に沿って滑らかに流下してミスト排出口の直上領域に到達する。そして、両者は、ミスト排出口の直上領域において衝突して混合する。これにより、ミスト排出口の直上領域において、ミストの濃度を均一にすることができる。その後、均一な濃度のミストがミスト排出口から噴出することにより、均一な濃度のミストが基体表面に吹き付けられることになる。これにより、基体表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基体表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、このような成膜方法に用いられるミスト噴出用ノズルの内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【００１６】
また、本発明の成膜方法においては、前記ミストが前記基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、前記ミストの粒子にエネルギーを付与して成膜することが望ましい。上記の構成によれば、ミストが基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、熱、光、プラズマ、オゾン等のエネルギーをミストの粒子に付与することにより、基体表面に好適に膜を生成させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のミスト噴出用ノズル、それを備えた成膜装置および成膜方法によると、均一な濃度のミストを基体表面に吹き付けることができるから、基体表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基体表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、ミスト噴出用ノズルの内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態によるミスト噴出用ノズルを用いた成膜装置を示す概略断面図である。
【図２】成膜装置にミスト噴出用ノズルが着脱自在に取り付けられたときの断面図である。
【図３】ミスト噴出用ノズルの三面図である。
【図４】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図５】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図６】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図７】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図８】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図９】本発明の実施形態によるミスト噴出用ノズルを用いた成膜装置を示す概略断面図である。
【図１０】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【図１１】ミスト噴出用ノズルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
（成膜装置の構成）
本実施形態の原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）１は、図１に示すように、成膜装置１０に設けられる。成膜装置１０は、原料ガス噴出用ノズル１を支持する支持台５０と、基板（基体）６０が配置される成膜室２０と、原料ガス噴出用ノズル１に原料ガス３９を供給する原料ガス供給手段３０と、薄膜形成用のエネルギーを基板６０を介して原料ガス３９中のミストの粒子に付与するエネルギー付与手段４０と、を有している。成膜室２０は、断熱性を有するボディ２１内に形成されているとともに、エネルギー付与手段４０は、ボディ２１内に収容されている。原料ガス噴出用ノズル１は、原料ガス３９の成膜室２０内への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向と垂直になるように配置される。
【００２１】
支持台５０は、図２に示すように、原料ガス噴出用ノズル１を着脱自在に支持しており、原料ガス噴出用ノズル１の筐体２を収容する収容空間５１を有している。また、支持台５０の底面５２には、成膜室２０内に連通し、原料ガス噴出用ノズル１の後述する原料ガス噴出部４が挿入される挿入穴５２ａが設けられている。このように、原料ガス噴出用ノズル１を取り外すことが可能なので、メンテナンスを行いやすい。
【００２２】
また、支持台５０には、原料ガス噴出用ノズル１の垂直方向の位置、具体的には原料ガス噴出用ノズル１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａ（図４参照）の垂直方向の位置を調節する位置調節機構５３が設けられている。位置調節機構５３は、外周にネジが切られて直立された一対の棒体５３ａ・５３ａと、内周にネジが切られてそれぞれが棒体５３ａに螺合された１組の筒体５３ｂ・５３ｂと、１組の筒体５３ｂ・５３ｂの各々に連結され、原料ガス噴出用ノズル１の筐体２の下部が上方から当接される連結体５３ｃと、回転されることで対応する筒体５３ｂを上下動させる１組の回転体５３ｄ・５３ｄとを有している。連結体５３ｃは、原料ガス噴出用ノズル１の筐体２の下部の外形に適合する形状にされており、筒体５３ｂの上下動に伴い、原料ガス噴出用ノズル１とともに上下動する。この位置調節機構５３により、原料ガス噴出用ノズル１を上下動させることによって、基板６０と原料ガス噴出部４の噴出口４ａとの距離を微調整することが可能となっている。
【００２３】
成膜室２０は、図１に示すように、高さが低く前後左右に拡がる直方体空間を有しており、原料ガス噴出用ノズル１から噴出された原料ガス３９を、基板６０の表面に沿って流動させる。成膜室２０の大きさは、例えば、前後方向の長さが約１２０ｍｍ、左右方向の長さが約１６ｍｍ、高さが約１．５ｍｍである。また、成膜室２０の高さは、基板６０において成膜される側の表面（成膜用表面）、例えば上面と、成膜室２０の上側の内壁との距離Ｄが、約０．１ｍｍ以上約１０．０ｍｍ以下の範囲内の所定の距離となるように設定されている。
【００２４】
また、成膜室２０は、成膜室２０内の原料ガス３９を外部に排出させるガス排出口２２を有している。ガス排出口２２は、例えば、左右側面にそれぞれ設けられた前後方向に延びる開口である。原料ガス噴出用ノズル１から成膜室２０内に供給される原料ガス３９の流入方向と、ガス排出口２２から排出される原料ガス３９の排出方向とは、９０度異なっている。なお、成膜室２０は、基板６０が露出するように、上面が開放されていてもよい。
【００２５】
基板６０は、成膜室２０内において、原料ガス噴出用ノズル１とガス排出口２２との間に配置される。基板６０は、成膜室２０内において、成膜室２０の底面に直接接触しないように、サセプタ６５上に載置されている。基板６０は、例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア等である。
【００２６】
基板６０の一方の面、例えば上面だけに成膜する場合、サセプタ６５は厚みの薄い、例えば、約０．５ｍｍ以上約２．０ｍｍ以下の範囲内の所定の厚みを有する一枚の平板であることが好ましい。ここで、基板６０の他方の面、例えば下面側に原料ガス３９が殆ど回り込まないように、基板６０の下面は、全面に渡ってサセプタ６５と密着するように載置される。また、サセプタ６５の下面側にも原料ガス３９が殆ど回り込まないように、サセプタ６５は成膜室２０の底面に密着して配置される。
【００２７】
なお、基板６０の両面に成膜する場合、サセプタ６５は、基板６０の他方の面、例えば下面を部分的に支えるフレームであることが好ましい。また、この場合、成膜室２０の高さやサセプタ６５の厚みは、基板６０の両面からそれぞれ成膜室２０の内壁との距離が約０．１ｍｍ以上約１０．０ｍｍ以下の範囲内の所定の距離となるように設定される。
【００２８】
なお、本実施形態において、原料ガス噴出用ノズル１は、原料ガス３９の成膜室２０内への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向と垂直になるように配置されているが、必ずしもこれに限定されず、基板６０上に原料ガス３９を直接噴出することができればよい。例えば、原料ガス噴出用ノズル１は、原料ガス３９の成膜室２０内への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向に対して傾斜するように配置されていてもよい。また、基板６０に対する原料ガス３９の噴出方向を、基板６０の平面に平行な方向と垂直な方向から傾斜させることができるように、原料ガス噴出用ノズル１を傾動させることが可能な構成にされていてもよい。
【００２９】
また、サセプタ６５に代えて、基板６０を所定速度で移動させるコンベア（図示せず）を用い、このコンベア上に基板６０を載置して所定方向に移動させることによって、基板６０上の広い範囲にわたって所定の膜厚で成膜を行うこととしてもよい。
【００３０】
原料ガス供給手段３０は、膜を形成するための原料ガス３９を原料ガス噴出用ノズル１に所定の流速で供給する。本実施形態の原料ガス供給手段３０は、霧化装置である。原料ガス３９は、原料水溶液が霧化したミストと、これを運ぶキャリアガスとを含んでいる。例えば、原料ガス３９は、酢酸亜鉛水溶液が霧化したミストと、これを運ぶ窒素ガスとを含んでいる。
【００３１】
原料ガス供給手段３０は、約１リットル／ｍｉｎ以上約１０リットル／ｍｉｎ以下の範囲内の所定量の原料ガス３９を、約０．４ｍ／ｓｅｃ以上約４．０ｍ／ｓｅｃ以下の範囲内の所定の速度で、成膜室２０内の基板６０の表面上に流すように、原料ガス噴出用ノズル１に原料ガス３９を供給する速度が調整されている。
【００３２】
原料ガス供給手段３０は、伝搬溶液３３を収容する第１容器３１と、原料水溶液３４を収容する第２容器３２と、第１容器３１の底に配置された超音波振動子３６と、第２容器３２にキャリアガスを供給するキャリアガス供給装置３７と、第２容器３２に供給されるキャリアガスの流量を制御するキャリアガス流量制御弁３８と、を有している。第１容器３１及び第２容器３２としてガラス製容器が挙げられる。第２容器の底部材３５として、高分子フィルムが挙げられる。伝搬溶液３３としてエタノールが挙げられる。原料水溶液３４として、酢酸亜鉛水溶液が挙げられる。キャリアガス供給装置３７として、窒素ガスボンベが挙げられる。
【００３３】
第２容器３２の底部材３５は、伝搬溶液３３の液面が原料水溶液３４の液面よりも高くなる程度まで伝搬溶液３３内に浸漬される。また、第２容器３２の上部側面にキャリアガス導入口３２ａが、第２容器３２の上面に原料ガス噴出用ノズル１と接続されるガス排出口３２ｂがそれぞれ設けられている。第２容器３２のキャリアガス導入口３２ａには、キャリアガス流量制御弁３８を介してキャリアガス供給装置３７が接続されている。
【００３４】
上記の構成において、第１容器３１の底に配置された超音波振動子３６が作動されると、超音波は、第１容器３１内の伝搬溶液３３を伝播して、第２容器３２の底部材３５を透過して原料水溶液３４に伝播する。この結果、原料水溶液３４は超音波により振動され、液体同士の結合が外れることにより霧状となって放出される。これが原料水溶液が霧化したミストである。
【００３５】
上記のようにしてミストが生成されると、この生成タイミングに一致したタイミングや僅かに前後したタイミングでキャリアガス流量制御弁３８が開栓される。そして、キャリアガス供給装置３７のキャリアガスがキャリアガス流量制御弁３８の開度に応じた供給量で第２容器３２内に供給される。これにより、ミストはキャリアガスと共に原料ガス３９として第２容器３２から原料ガス噴出用ノズル１に排出され、原料ガス噴出用ノズル１を介して成膜室２０に供給される。原料ガス３９の原料ガス噴出用ノズル１への排出速度を調整することにより、成膜室２０への原料ガス３９の供給速度が制御される。
【００３６】
エネルギー付与手段４０は、薄膜形成用のエネルギーを基板６０、正確には基板６０に到達したミストの粒子に付与する。エネルギー付与手段４０として、例えば、ヒータやレーザー等を挙げることができる。本実施形態においては、エネルギー付与手段４０は、基板６０に熱を付与するヒータである。
【００３７】
エネルギー付与手段４０は、成膜室２０の底に沿って成膜室２０の全長に亘って設けられており、所定の温度まで、成膜室２０、正確には基板６０を加熱する。ここで、所定の温度とは、原料ガス３９が基板６０に到達したときに、ミストの粒子が基板６０上で化学的気相成膜反応を最終過程まで終了する温度である。例えば、原料ガス３９が、酢酸亜鉛水溶液が霧化されたミストと、これを運ぶ窒素ガスとを含む場合、エネルギー付与手段４０によって成膜室２０内の温度、正確には基板６０の温度を２００℃以上６００℃以下の範囲内の所定の温度に調整することが好ましい。この温度範囲に調整すると、基板６０上に酸化亜鉛の透明な膜を生成させることができる。
【００３８】
なお、エネルギー付与手段４０は、熱以外のエネルギーをミストの粒子に付与するものであってもよい。熱以外のエネルギーとしては、光、プラズマ、オゾン等を挙げることができる。ミストの粒子に付与されるエネルギーは、熱、光、プラズマ、オゾン等のいずれか１種であってもよいし、これらを２種以上組み合わせたものであってもよい。また、エネルギー付与手段４０は、ミストが基板６０に到達する前に、ミストの粒子にエネルギーを付与するものであってもよい。このように、ミストが基板６０に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、熱、光、プラズマ、オゾン等のエネルギーをミストの粒子に付与することにより、基板６０の表面に好適に膜を生成させることができる。
【００３９】
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
本実施形態による原料ガス噴出用ノズル１は、図３に示すように、ミストを含む原料ガス３９が供給される中空横長形状の筐体２と、筐体２の上方に設けられ、筐体２内に連通する中空の原料ガス供給管３と、筐体２の下方に設けられ、中空の直方体状に形成されて、筐体２内に連通する筒状の原料ガス噴出部４と、を有している。
【００４０】
筐体２は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、鉛直方向の中心軸Ａを含む長手方向の鉛直面、および、中心軸Ａを含む短手方向の鉛直面の各々に対して左右対称に形成されている。また、原料ガス供給管３および原料ガス噴出部４は、鉛直方向の中心軸が筐体２の中心軸Ａに一致するようにそれぞれ設けられている。また、原料ガス噴出部４は、図３（ｃ）に示すように、その長手方向が筐体２の長手方向に一致するように設けられている。
【００４１】
また、原料ガス噴出用ノズル１は、図４に示すように、筐体２の底面２ｂに設けられ、筐体２内の原料ガスを噴出させる原料ガス排出口（ミスト排出口）５を有している。図４（ａ）に示すように、筐体２の長手方向において、原料ガス排出口５の幅は、筐体２の幅よりも短くされている。具体的には、筐体２の長手方向において、筐体２の端部から原料ガス排出口５の端部までの距離Ｂが、２０ｍｍ以上に設定されている。
【００４２】
図４に示すように、原料ガス供給管３は、原料ガス供給口３ａを介して筐体２内に原料ガス３９を供給する。また、原料ガス噴出部４は、原料ガス排出口５から噴出された原料ガスを下方に導いて整流し、下端に設けた噴出口４ａから噴出させる。原料ガス排出口５および噴出口４ａは、図３（ｃ）に示すように、断面積が同じであり、断面が長方形状である。また、図３（ｃ）に示す方向から見て、原料ガス排出口５および噴出口４ａの断面積は、原料ガス供給口３ａの断面積よりも狭くされている。ここで、原料ガス排出口５および噴出口４ａの断面積は、原料ガス供給口３ａの断面積の１／３以下であることが好ましい。これにより、筐体２内の原料ガス３９は、筐体２内に供給されたときの圧力よりも高い圧力で噴出口４ａから噴出することになる。
【００４３】
また、筐体２は、図４（ｂ）に示すように、短手方向の両側において、断面がＲ形状の湾曲面２ａで原料ガス排出口５にそれぞれ接続されている。また、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、筐体２の４つの側面には、ラバーヒータ（加温手段）６がそれぞれ貼り付けられている。ラバーヒータ６は、筐体２内のミストを、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、結露しない範囲の温度、例えば１００℃前後に加温する。よって、筐体２内のミストには、化学的気相成膜反応がまったく起こらないか、化学的気相成膜反応が起こったとしても、最終過程まで終了することはない。このように、原料ガス３９が成膜室２０に移動して、基板６０に到達したときに、化学的気相成膜反応が最終過程まで終了するように、ミストの温度が調整されている。
【００４４】
上記の構成において、原料ガス３９が原料ガス供給口３ａから筐体２内に供給されると、図４（ｂ）に示すように、一部のミストは一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達する。そして、両者は、原料ガス排出口５の直上領域において衝突して混合する。これにより、図４（ａ）に示すように、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたって、ミストの濃度を均一にすることができる。その後、原料ガス排出口５の長手方向にわたって均一な濃度のミストが原料ガス排出口５から噴出し、原料ガス噴出部４内を通過して噴出口４ａから噴出することにより、基板６０の幅方向全体にわたって均一な濃度のミストが基板６０の表面に吹き付けられることになる。これにより、基板６０の表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くすることができて、基板６０の表面に生成される膜の厚さを均一にすることができる。また、このような原料ガス噴出用ノズル１は、内部構造が単純であるので、製作コストを抑えることができる。
【００４５】
また、図３に示すように、筐体２は、鉛直方向の中心軸Ａを含む長手方向の鉛直面、および、鉛直方向の中心軸Ａを含む短手方向の鉛直面の各々に対して左右対称に形成されているので、図４（ｂ）に示すように、一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達するミストと、他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達するミストとを均衡させることができる。これにより、原料ガス排出口５の直上領域において、両者を好適に衝突させて混合させることができる。
【００４６】
また、図４（ａ）に示すように、筐体２の長手方向において、原料ガス排出口５の幅が、筐体２の幅よりも短くされているので、筐体２内の原料ガス３９は、筐体２内に供給されたときの圧力よりも高い圧力で原料ガス排出口５から噴出することになる。よって、筐体２内のミストを、筐体２よりも長手方向の幅が短い原料ガス排出口５から噴出させることにより、原料ガス排出口５から噴出されるミストの流速を上げることができる。また、筐体２の長手方向の両側の側面２ｃでミストが結露して水滴となった場合に、原料ガス排出口５を除く筐体の底面２ｂ上に、この水滴を留めることができる。これにより、ミストの結露により生じた水滴が原料ガス排出口５から原料ガス噴出部４を介して基板６０上に滴下するリスクを低減させることができる。
【００４７】
また、図４（ａ）に示すように、筐体２の長手方向において、筐体２の端部から原料ガス排出口５の端部までの距離Ｂが、２０ｍｍ以上に設定されているので、筐体２の長手方向の両側の側面２ｃでミストが結露して生じた水滴を、原料ガス排出口５を除く筐体２の底面２ｂ上に好適に留めることができる。
【００４８】
また、ラバーヒータ６によって筐体２内のミストを、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、結露しない範囲の温度に加温しているので、筐体２内でミストが結露して水滴になるのを防止することができる。これにより、ミストの結露により生じた水滴が原料ガス排出口５から原料ガス噴出部４を介して基板６０上に滴下するリスクを低減させることができる。また、原料ガス３９中の成膜成分から余分な分子などを分離させることができるので、基板６０の表面に生成される膜の表面粗度を低くすることができる。
【００４９】
また、図４（ａ）に示すように、筐体２の下方に設けられた原料ガス噴出部４が、原料ガス排出口５から噴出されたミストを下方に導いて整流し、下端に設けた噴出口４ａから噴出させるので、基板６０の表面に吹き付けられるミストの流れを安定させることができる。
【００５０】
また、原料ガス噴出用ノズル１は、図２に示すように、位置調節機構５３によって垂直方向の位置が微調整されるので、基板６０と原料ガス噴出部４の噴出口４ａとの距離を最適にすることにより、均一な濃度のミストが基板６０に好適に吹き付けられるようにすることができる。
【００５１】
なお、筐体２の長手方向において、原料ガス排出口５を除く筐体２の底面２ｂは、筐体２の鉛直方向の中心軸Ａに向かって上方に傾斜されていてもよい。これによれば、筐体２の長手方向の両側の側面２ｃでミストが結露して生じた水滴を、原料ガス排出口５から原料ガス噴出部４を介して基板６０上に滴下しないように、原料ガス排出口５を除く筐体２の底面２ｂ上に好適に留めることができる。また、原料ガス排出口５を除く筐体２の底面２ｂに穴を穿って、通常はこの穴に蓋をしておき、適時に蓋を開けて溜まった水滴を穴から排出させる構成であってもよい。
【００５２】
（成膜装置の動作）
次に、上記の構成の成膜装置１０の動作、即ち、成膜方法を説明する。
【００５３】
図１に示すように、原料ガス供給手段３０から原料ガス噴出用ノズル１に原料ガス３９が供給される。原料ガス３９が原料ガス供給口３ａから筐体２内に供給されると、図４（ｂ）に示すように、一部のミストは一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達する。そして、両者は、原料ガス排出口５の直上領域において衝突して混合する。これにより、図４（ａ）に示すように、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたって、ミストの濃度が均一になる。
【００５４】
また、筐体２内に供給された原料ガス３９は、ラバーヒータ６により加温され、所定の温度まで昇温される。ここで、所定の温度とは、筐体２内において、原料ガス３９中のミストを分解させることのない温度、言い換えれば、ミストに化学的気相成膜反応が起こったとしても、最終過程まで終了しない温度であって、且つ、ミストが結露しない温度のことである。
【００５５】
その後、原料ガス３９は、原料ガス排出口５の長手方向にわたって濃度が均一な状態で、原料ガス排出口５から噴出し、原料ガス噴出部４により下方に導かれて整流され、噴出口４ａから噴出し、成膜室２０に流入する。このとき、基板６０はエネルギー付与手段４０によって成膜室２０内で所定の温度にまで昇温されている。ここで、所定の温度とは、成膜室２０内の基板６０上で、原料ガス３９中のミストを分解する温度、言い換えれば、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了する温度のことである。
【００５６】
成膜室２０内に流入してきた原料ガス３９は、基板６０の成膜用表面に沿う方向に流れ、つまり、基板６０の成膜用表面と略平行に流れ、基板６０の表面上で原料ガス３９中のミストが分解して基板６０の成膜用表面に膜を生成する。このとき、基板６０の幅方向全体にわたって均一な濃度のミストが基板６０に吹き付けられるので、基板６０の表面に生成される膜の表面粗度が非常に低くなり、基板６０の表面に生成される膜の厚さが均一になる。また、原料ガス３９は、基板６０上に吹き付けられる前に筐体２内で一旦滞留するので、原料ガス供給手段３０からの原料ガス３９の供給速度の分布が、基板６０の表面に沿って流動する原料ガス３９の流速分布に影響することがない。
【００５７】
所定量の原料ガス３９が基板６０の成膜用表面上を流れるときの流速は約０．４ｍ／ｓｅｃ以上約４．０ｍ／ｓｅｃ以下の範囲の所定の高速度であることが好ましい。原料ガス３９の所定量は、約１リットル／ｍｉｎ以上約１０リットル／ｍｉｎ以下の範囲であることが好ましい。ここで、所定量の原料ガス３９が基板６０の成膜用表面上を流れるときの流速が上記のような高速となるように、原料ガス供給手段３０から原料ガス噴出用ノズル１に原料ガス３９が送り込まれる速度や、原料ガス噴出用ノズル１の筐体２の大きさが適切に設定されている。そして、基板６０上で化学的気相成膜反応を最終過程まで起こし、成膜を終えた残りの原料ガス３９が、成膜室２０のガス排出口２２から排出される。
【００５８】
［第２実施形態］
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、本発明の第２実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）１０１について説明する。第２実施形態による原料ガス噴出用ノズル１０１が、第１実施形態による原料ガス噴出用ノズル１と異なる点は、図５に示すように、筐体２内に、切妻屋根状のガイド体７１が設けられている点である。
【００５９】
ガイド体７１は、図５（ｂ）に示すように、筐体２内に供給された原料ガス３９を筐体２の壁面側にガイドするように、その頂部７１ａが原料ガス供給口３ａ側に位置している。ここで、筐体２の壁面は湾曲面２ａおよび側面２ｃを含む。ガイド体７１の長手方向の長さは、図５（ａ）に示すように、原料ガス供給口３ａの長手方向の幅よりも長くされている。これにより、原料ガス供給口３ａから筐体２内に供給された原料ガス３９を確実に筐体２の壁面側にガイドすることができる。
【００６０】
上記の構成において、原料ガス３９が原料ガス供給口３ａから筐体２内に供給されると、図５（ｂ）に示すように、一部のミストは一方の湾曲面２ａ側にガイドされて、一方の湾曲面２ａに沿って流下する。また、一部のミストは他方の湾曲面２ａ側にガイドされて、他方の湾曲面２ａに沿って流下する。これにより、筐体２内を直進するミストの量を抑制することができるから、ミストが筐体２内を直進してそのまま原料ガス排出口５から噴出することが抑制される。よって、原料ガス排出口５の直上領域において、湾曲面２ａに沿って原料ガス排出口５の直上領域に到達したミスト同士を十分に衝突させて混合させることができる。そして、この衝突混合により、原料ガス排出口５とガイド体７１との間において、ミストに対流を生じさせることができるから、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたってミストの濃度を好適に均一にすることができる。
【００６１】
また、ガイド体７１は、４つの懸吊部材７３により筐体２内に吊り下げられている。各懸吊部材７３は、一端がガイド体７１に固定されたワイヤ７３ａと、外周にネジが切られてワイヤ７３ａの他端が接続された棒体７３ｂと、内周にネジが切られて棒体７３ｂに螺合され、回転されることで棒体７３ｂを上下動させるナット７３ｃと、を有している。これら懸吊部材７３により、ガイド体７１を上下動させることによって、原料ガス供給口３ａとガイド体７１との距離を微調整することが可能となっている。これにより、原料ガス供給口３ａとガイド体７１との距離を最適にすることによって、筐体２内に供給されたミストを筐体２の壁面側に好適にガイドすることができる。
【００６２】
なお、筐体２内に設けられるガイド体の形状は、傘状であってもよい。この場合、筐体２内に供給された原料ガス３９を３６０度の全ての方向にガイドするように、傘状のガイド体の鉛直方向の中心軸が筐体２の鉛直方向の中心軸Ａに一致していることが好ましい。
【００６３】
その他の構成は、第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００６４】
［第３実施形態］
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、本発明の第３実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）２０１について説明する。第３実施形態による原料ガス噴出用ノズル２０１が、第１実施形態による原料ガス噴出用ノズル１と異なる点は、図６に示すように、長手方向および短手方向の断面形状が長方形の筐体２０２の底面２０２ｂに、原料ガス排出口５が設けられているとともに、筐体２０２内に、一対のガイド体８１・８１が設けられている点である。即ち、筐体２０２は、図６（ｂ）に示すように、湾曲面２ａを有していない。
【００６５】
一対のガイド体８１・８１は、図６（ｂ）に示すように、筐体２０２内に供給された原料ガス３９の一部を原料ガス排出口５の直上領域にそれぞれガイドするように、その断面がＲ形状に形成されている。また、一対のガイド体８１・８１の長手方向の長さは、筐体２０２の内部の長手方向の長さとそれぞれ同じである。即ち、一対のガイド体８１・８１は、第１実施形態における筐体２の湾曲面２ａと同様の機能を果たしている。
【００６６】
その他の構成は、第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００６７】
［第４実施形態］
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、本発明の第４実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）３０１について説明する。第４実施形態による原料ガス噴出用ノズル３０１が、第２実施形態による原料ガス噴出用ノズル１０１と異なる点は、図７に示すように、筐体２内に、ガイド体９１が設けられている点である。
【００６８】
ガイド体９１は、周方向に並んだ複数の流出口９２ａを有する円筒状の流出部９２と、流出部９２に連通し、原料ガス供給管３に嵌入された中空の円筒部９３とを有している。そして、ガイド体９１は、円筒部９３内を通過してきた原料ガス３９の進行方向を流出部９２において９０度曲げることにより、中心軸Ａを中心とする３６０度の全ての方向から原料ガス３９を筐体２内に供給する。このため、筐体２内を鉛直方向に直進する原料ガス３９の量はゼロとなり、原料ガス３９の全てが筐体２の壁面側にガイドされることになる。
【００６９】
また、ガイド体９１は、円筒部９３の垂直方向の位置が調整されることによって、流出部９２の垂直方向の位置が調整される。ここで、図７に示すように、円筒部９３の垂直方向の長さが、原料ガス供給管３の垂直方向の長さよりも長く、円筒部９３の一部が原料ガス供給管３の上方に露出していると、円筒部９３の垂直方向の位置から、流出部９２の垂直方向の位置を把握しやすい。これにより、流出部９２の垂直方向の位置を最適にすることによって、筐体２内に供給されたミストを筐体２の壁面側に好適にガイドすることができる。
【００７０】
その他の構成は、第２実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００７１】
［第５実施形態］
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、本発明の第５実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）４０１について説明する。第５実施形態による原料ガス噴出用ノズル４０１が、第２実施形態による原料ガス噴出用ノズル１０１と異なる点は、図８（ｂ）に示すように、短手方向の断面形状が円形の筐体４０２の底面４０２ｂに、原料ガス排出口５が設けられているとともに、筐体４０２内に、切妻屋根状のガイド体７１が設けられている点である。ガイド体７１および懸吊部材７３については、第２実施形態と同様であるので、その説明を省略する。筐体４０２は、短手方向の断面形状が円形であるので、壁面に沿って流動するミストの流れをより滑らかにすることができる。
【００７２】
その他の構成は、第２実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００７３】
［第６実施形態］
（成膜装置の構成）
次に、本発明の第６実施形態による原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）５０１、および、それを備えた成膜装置５１０について説明する。
【００７４】
本実施形態の成膜装置５１０は、図９に示すように、原料ガス噴出用ノズル５０１を支持する支持機構５５０と、基板６０が載置されるボディ５２１と、原料ガス噴出用ノズル５０１に原料ガス３９を供給する原料ガス供給手段（図示せず）と、薄膜形成用のエネルギーを基板６０に到達したミストの粒子に付与するエネルギー付与手段４０と、を有している。エネルギー付与手段４０は、ボディ５２１内に収容されている。原料ガス噴出用ノズル５０１は、原料ガス３９のボディ５２１上への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向と垂直になるように配置される。
【００７５】
支持機構５５０は、原料ガス噴出用ノズル５０１の上部を着脱自在に支持する把持部５５１と、垂直方向に立設され、把持部５５１を垂直方向に移動可能に支持する４本の支持部材５５２とを有している。なお、図９においては、把持部５５１に対して紙面後方の２本の支持部材５５２のみを図示し、把持部５５１に対して紙面前方の２本の支持部材５５２の図示を省略している。このように、原料ガス噴出用ノズル５０１を取り外すことが可能なので、メンテナンスを行いやすい。
【００７６】
各支持部材５５２には、把持部５５１の垂直方向の位置、具体的には原料ガス噴出用ノズル５０１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａ（図１０参照）の垂直方向の位置を調節する位置調節機構５５３が設けられている。位置調節機構５５３は、外周にネジが切られて下部が把持部５５１内に挿入され、上部が懸吊体５５３ｃに連結された棒体５５３ｂと、内周にネジが切られて棒体５５３ｂに螺合され、把持部５５１の上面に当接されたナット５５３ａと、棒体５５３ｂとナット５５３ａとを介して把持部５５１を吊り下げている懸吊体５５３ｃと、垂直方向に所定の幅を有するように穿孔されたスリット５５３ｅと、懸吊体５５３ｃの軸を成し、スリット５５３ｅ内を上下動される軸体５５３ｄと、軸体５５３ｄの外周に切られたネジに螺合され、支持部材５５２の側面に圧接されることで、スリット５５３ｅ内における軸体５５３ｄの位置を固定する固定体５５３ｆと、を有している。
【００７７】
原料ガス噴出用ノズル５０１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａの垂直方向の位置を調節する場合、軸体５５３ｄに螺合している固定体５５３ｆを回転させることにより、固定体５５３ｆと支持部材５５２の側面との圧接状態を解除する。そして、懸吊体５５３ｃを上下動させることにより、把持部５５１の垂直方向の位置、即ち、原料ガス噴出用ノズル５０１の垂直方向の位置を調節する。このとき、懸吊体５５３ｃは、軸体５５３ｄがスリット５５３ｅ内を上下動可能な範囲内で上下動可能である。懸吊体５５３ｃを上下動させた後、固定体５５３ｆを先ほどとは逆方向に回転させて、固定体５５３ｆを支持部材５５２の側面に圧接させることにより、スリット５５３ｅ内における軸体５５３ｄの位置、即ち、把持部５５１の垂直方向の位置、言い換えれば、原料ガス噴出用ノズル５０１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａの垂直方向の位置を固定する。
【００７８】
また、棒体５５３ｂに螺合しているナット５５３ａを回転させることにより、把持部５５１の垂直方向の位置、即ち、原料ガス噴出用ノズル５０１の原料ガス噴出部４の噴出口４ａの垂直方向の位置を微調整することが可能である。
【００７９】
ボディ５２１は、その上方及び側方が開放されている。即ち、本実施形態の成膜装置５１０は、第１乃至第５実施形態の成膜装置１０（図１参照）と異なり、直方体空間を有する成膜室２０を備えていない。そのため、基板６０は外部に露出されており、ボディ５２１の上面に直接接触しないように、サセプタ６５上に載置されている。
【００８０】
なお、原料ガス噴出用ノズル５０１は、原料ガス３９のボディ５２１上への噴出方向が、基板６０の平面に平行な方向に対して傾斜するように配置されていてもよい。また、基板６０に対する原料ガス３９の噴出方向を、基板６０の平面に平行な方向と垂直な方向から傾斜させることができるように、原料ガス噴出用ノズル５０１を傾動させることが可能な構成にされていてもよい。
【００８１】
その他の構成は、第１乃至第５実施形態の成膜装置１０と同じであるので、その説明を省略する。
【００８２】
（原料ガス噴出用ノズルの構成）
次に、第６実施形態による原料ガス噴出用ノズル５０１について説明する。第６実施形態による原料ガス噴出用ノズル５０１が、第１実施形態による原料ガス噴出用ノズル１と異なる点は、図１０（ａ）に示すように、筐体２の長手方向の両側に、原料ガス供給口（ミスト供給口）５０３ａを介して筐体２内に原料ガス３９を供給する原料ガス供給管（ミスト供給管）５０３・５０３がそれぞれ設けられている点である。原料ガス供給管５０３・５０３は、原料ガス３９が筐体２内で十分に流動するように、筐体２の上部にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００８３】
上記の構成において、原料ガス３９が２つの原料ガス供給口５０３ａ・５０３ａから筐体２内にそれぞれ供給されると、筐体２の長手方向の中央において、一方の原料ガス供給口５０３ａから供給されたミストと、他方の原料ガス供給口５０３ａから供給されたミストとが衝突して混合する。そして、両者の流速が互いに緩和され、ミストが筐体２内に拡散する。これにより、原料ガス３９が筐体２内に供給された初期段階で、筐体２内のミストの濃度を均一にすることができる。また、ミストの拡散によって、筐体２内の圧力が成膜室２０内の圧力よりも高くなるので、原料ガス排出口５から原料ガス３９を安定して噴出させることができるようになる。
【００８４】
その後、一部のミストは一方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達し、一部のミストは他方の湾曲面２ａに沿って滑らかに流下して原料ガス排出口５の直上領域に到達する。そして、両者は、原料ガス排出口５の直上領域において互いに衝突して混合する。この衝突混合により、原料ガス排出口５の直上領域において、ミストに対流が生じるので、原料ガス排出口５の直上領域において、原料ガス排出口５の長手方向にわたってミストの濃度を好適に均一にすることができる。
【００８５】
その他の構成は、第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００８６】
（各実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００８７】
例えば、第１実施形態において、図１１に示すように、筐体２の湾曲面２ａの湾曲を鉛直方向に深くして、湾曲面２ａのくぼみに水滴１１が溜まるようにしてもよい。他の実施形態についても同様である。
【００８８】
また、上述の各実施形態において、基体として基板６０を用いて説明したが、基体は板状の基板６０に限定されず、例えば湾曲面を有するといったように、板状以外の形状のものであってよい。
【００８９】
また、上述の各実施形態において、原料ガス噴出用ノズルの筐体は、鉛直方向の中心軸Ａを含む長手方向の鉛直面、および、鉛直方向の中心軸Ａを含む短手方向の鉛直面の各々に対して左右対称に形成されているが、これに限定されず、筐体が鉛直方向の中心軸Ａを含む長手方向の鉛直面、及び／又は、鉛直方向の中心軸Ａを含む短手方向の鉛直面に対して、左右対称に形成されていなくてもよい。
【００９０】
また、上述の各実施形態においては、原料ガス噴出用ノズルの筐体の長手方向において、原料ガス排出口５の幅が、筐体の幅よりも短くされているが、これに限定されず、原料ガス排出口５の幅が、筐体の幅と同じであってもよい。
【００９１】
また、上述の各実施形態においては、原料ガス噴出用ノズルの筐体の長手方向において、筐体の端部から原料ガス排出口５の端部までの距離Ｂが、２０ｍｍ以上に設定されているが、これに限定されず、距離Ｂが２０ｍｍ未満であってもよい。
【００９２】
また、上述の各実施形態において、ラバーヒータ６が筐体２内の原料ガス３９を加温する構成にされているが、エネルギー付与手段４０が、予熱によって原料ガス噴出用ノズル内の原料ガス３９を加温する構成にされていてもよい。この場合においても、加温温度は、ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、結露しない範囲の温度、例えば１００℃前後である。このように、エネルギー付与手段４０の予熱によって原料ガス噴出用ノズル内の原料ガス３９を加温する構成であれば、加温用のラバーヒータ６を設ける必要がない。また、第１乃至第５実施形態の成膜装置１０（図１参照）においては、ラバーヒータ６に代えて、加温用のヒータを支持台５０に設けてもよい。また、原料ガス噴出用ノズル内の原料ガス３９を加温しない構成であってもよい。
【００９３】
また、上述の各実施形態においては、原料ガス排出口５から噴出されたミストを下方に導いて整流する原料ガス噴出部４を有しているが、原料ガス噴出部４を有していなくてもよい。この場合、原料ガス排出口５が噴出口４ａとなる。
【００９４】
また、上述の各実施形態において、ガイド体は、切妻屋根状のガイド体７１や傘状のガイド体、複数の流出口９２ａを有するガイド体９１に限定されず、ミストを筐体の壁面側にガイドし、ミストが筐体内を直進するのを抑制するようなものであればどのような形状であってもよい。
【００９５】
また、第２実施形態において、切妻屋根状のガイド体７１は、４つの懸吊部材７３により筐体２内に吊り下げられている構成にされているが、筐体２内に固定されていてもよい。第６実施形態においても同様である。
【符号の説明】
【００９６】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ 原料ガス噴出用ノズル（ミスト噴出用ノズル）
２，２０２，４０２ 筐体
２ａ 湾曲面
２ｂ，２０２ｂ，４０２ｂ 底面
２ｃ 側面
３，５０３ 原料ガス供給管（ミスト供給管）
３ａ，５０３ａ 原料ガス供給口（ミスト供給口）
４ 原料ガス噴出部（ミスト噴出部）
４ａ 噴出口
５ 原料ガス排出口（ミスト排出口）
６ ラバーヒータ（加温手段）
１０，５１０ 成膜装置
２０ 成膜室
２１，５２１ ボディ
２２ ガス排出口
３０ 原料ガス供給手段
３９ 原料ガス
４０ エネルギー付与手段
５０ 支持台
５３，５５３ 位置調節機構
６０ 基板
６５ サセプタ
７１，８１，９１ ガイド体
５５０ 支持機構
５５１ 把持部
５５２ 支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料水溶液を霧化してなるミストが供給される中空横長形状の筐体と、
前記筐体の底面に設けられ、前記筐体内の前記ミストを噴出させるミスト排出口と、
を有し、
前記筐体は、短手方向の両側において、断面がＲ形状の湾曲面で前記ミスト排出口にそれぞれ接続されていることを特徴とするミスト噴出用ノズル。
【請求項２】
前記筐体内の前記ミストを、前記ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、前記ミストが結露しない範囲の温度に加温する加温手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のミスト噴射用ノズル。
【請求項３】
前記筐体内に設けられ、前記筐体内に供給された前記ミストを前記筐体の壁面側にガイドするガイド体を更に有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のミスト噴出用ノズル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のミスト噴出用ノズルと、
表面に前記ミストが吹き付けられる基体と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
前記ミストが前記基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、前記ミストの粒子にエネルギーを付与するエネルギー付与手段を更に有することを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
中空横長形状の筐体に供給された、原料水溶液を霧化してなるミストを、前記筐体の底面に設けられたミスト排出口から基体表面に噴出させることにより、前記基体表面に膜を生成する成膜方法であって、
前記筐体が、短手方向の両側において、前記ミスト排出口にそれぞれ接続されている、断面がＲ形状の湾曲面に沿って前記ミストをそれぞれ流下させ、前記ミスト排出口の直上領域において、両者を衝突させて混合させた後に、前記ミストを前記ミスト排出口から前記基体表面に噴出させて成膜することを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
前記ミストが前記基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、前記ミストの粒子にエネルギーを付与して成膜することを特徴とする請求項６に記載の成膜方法。
【請求項１】
原料水溶液を霧化してなるミストが供給される中空横長形状の筐体と、
前記筐体の底面に設けられ、前記筐体内の前記ミストを噴出させるミスト排出口と、
を有し、
前記筐体は、短手方向の両側において、断面がＲ形状の湾曲面で前記ミスト排出口にそれぞれ接続されていることを特徴とするミスト噴出用ノズル。
【請求項２】
前記筐体内の前記ミストを、前記ミストに起こる化学的気相成膜反応が最終過程まで終了せず、且つ、前記ミストが結露しない範囲の温度に加温する加温手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のミスト噴射用ノズル。
【請求項３】
前記筐体内に設けられ、前記筐体内に供給された前記ミストを前記筐体の壁面側にガイドするガイド体を更に有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のミスト噴出用ノズル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のミスト噴出用ノズルと、
表面に前記ミストが吹き付けられる基体と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
前記ミストが前記基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、前記ミストの粒子にエネルギーを付与するエネルギー付与手段を更に有することを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
中空横長形状の筐体に供給された、原料水溶液を霧化してなるミストを、前記筐体の底面に設けられたミスト排出口から基体表面に噴出させることにより、前記基体表面に膜を生成する成膜方法であって、
前記筐体が、短手方向の両側において、前記ミスト排出口にそれぞれ接続されている、断面がＲ形状の湾曲面に沿って前記ミストをそれぞれ流下させ、前記ミスト排出口の直上領域において、両者を衝突させて混合させた後に、前記ミストを前記ミスト排出口から前記基体表面に噴出させて成膜することを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
前記ミストが前記基体に到達する前と到達した後との少なくとも一方において、前記ミストの粒子にエネルギーを付与して成膜することを特徴とする請求項６に記載の成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１１０４５１（Ｐ２０１１−１１０４５１Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６６４２９（Ｐ２００９−２６６４２９）
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（３０９０３７１９２）株式会社陶喜 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（３０９０３７１９２）株式会社陶喜 (3)
【Ｆターム（参考）】
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