CN1127696A

CN1127696A - 薄膜形成装置

Info

Publication number: CN1127696A
Application number: CN95115918A
Authority: CN
Inventors: 中裕之; 三浦真芳; 小仓洋; 松田直子
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: KR960012303A; CN1066386C; KR100212089B1

Abstract

一种薄膜形成装置，包括：具有多个喷涂液体用喷孔的涂液喷头；使沉积了上述涂液的上述涂敷基片绕转轴旋转的旋转装置；使上述涂液喷头和涂敷基片在该基片邻近转轴的附近区域和离开转轴的离开区域之间作互为相对移动的相对移动装置；相对移动控制装置，使随着上述涂液喷头和基片的相对位置从所邻近转轴区域相对移向离开转轴区域时，相应减少相对移动速度和旋转装置的旋转角速度。根据本发明，可用简单的控制制得均匀的薄膜。

Description

薄膜形成装置

本发明涉及一种薄膜形成装置及方法，更具体地说，本发明涉及一种由微小喷孔喷出溶液状物质，在基片或类似物上形成薄膜(该薄膜在广义上其厚度等于或小于100μm，通常等于或小于10μm)的方法和装置。例如本发明可用于适于制作混合式集成电路、半导体电路或微型电机等用的薄膜形成工序中。

近年来，薄膜形成技术得到广泛的应用。除了如溅镀和蒸镀***等需要真空装置的形成方法之外，包括旋压涂敷、印刷涂敷、口模式挤塑涂敷等的实际薄膜形成***也得以广泛研究。

其中，特别是旋压涂敷***常用于半导体制作过程中阻挡层及保护膜等的形成。

下面，就习用的旋压涂敷装置作一说明。

图20A、20B及20C为一般习用的旋压涂敷装置的结构和操作图。

在图20A、20B及20C中，101为旋压涂敷装置的转轴，102为样品固定底板，103为喷出涂敷液的喷孔，104为薄膜形成用基片，105、106为涂敷液，107为薄膜，108为飞溅液滴。

在上述装置中，如图20A所示，首先从喷孔103向基片104喷射涂敷液105并使其载于基片104上。

其次，如图20B所示，旋压涂敷装置以低速ω₁旋转，使涂敷液106散布于该基片104上。

接着，如图20C所示，旋片涂敷装置以较高速ω₂进一步旋动，在基片104上形成薄膜107。

然而，在上述习用的装置中，如图20C所示，飞溅液滴108的散失而造成无谓的浪费，导致涂敷液损失80～90％。

其原因为，若不是大量喷射涂敷液105，则基片104与该液体105相容性较差的地方会产生未涂敷的部分。

如上可见，习用的可旋压涂敷装置，其涂敷液的使用效率低，结果是浪费了大部分涂敷液。

另外，在使用旋压涂敷装置以形成薄膜时，液体总是由内向外周流动，造成外周部分薄膜厚度变厚，使底盘本身变形。

另一方面，作为印刷用装置，以往人们已大力开发了使用微小喷孔喷射涂液的液体喷射装置。近年来，作为该液体喷射装置的一个应用，人们开发了使用溶液而不是涂液的液体喷射装置或电路形成方法，例如，把喷射溶液形成的保护膜应用于IC电路的制造等。

下面，作为已有技术，以日本专利公开公报特开平5—104052号的液状物质涂敷装置为例作一说明。

图21所示为日本专利公开公报特开平5—104052号揭示的结构图。

在图21中，201为液状物供给部件，202为连接于液状物供给部件201的喷射头，203为被涂敷部件(以下称为基片)。X—Y构架204用于喷射头202和基片203的定位，使其相互相对而定。

喷射头202包括：连通液状物供给部件201、内充满液状物205的压力室206，设置于压力室206之轴向中点、开口向着喷射头202下端面的喷孔207，接受由压电元件208产生的位移、并对该位移放大的位移放大室209，设于压力室206和位移放大室209之交界上的膜片210。

这样，压电元件208受控制部件111驱动，由此产生的位移经位移放大室209和膜片210，传送给压力室206内的液状物205上，导致对压力室206内的液状物205加压，使液状物205从喷孔207呈液滴205a状向下喷溅。

采用上述结构，可使喷孔207内的液状物205呈液滴205a状喷溅于基片203上，并以任何给定的模型将液状物205涂敷于基片203上。

注意，X—Y构架204应由控制部件211控制在所需部位。

同时，在上述习用的结构中，因喷射方法主要是利用了压电效应，因此，有以下不足尚需克服。

在利用了压电效应的加压式(以下称压电式)中的喷出方法中，喷出的溶液从喷孔喷出，形成直径比喷咀孔径大2～3倍的喷射液滴，用此喷射液滴形成的电路模型，其微型化程度及精度就受到了限制。

其次，为了提高电路模型的微型化程度和精度，就须减小喷咀孔径，但在压电式的喷射方法中，喷咀孔径减小，则液体粘附在喷孔部位的损失愈大，因此，特别在高粘度溶液的场合，减小喷咀孔径是有限度的。

另外，在压电式喷射方法中，如使用溶存大量空气的有机溶剂作为喷射溶液，则发生气穴现象，导致喷射的稳定性差，因此，可用于喷射的这类溶液大受限制。

本发明的目的是，提供一种薄膜形成方法和装置，该方法和装置采用亲颖的液体喷射头，可高效地使用涂敷液。

根据本发明的第一方面，提供了一种薄膜形成装置，所述装置包括下述主要部件：

具有多个喷射液体用的喷孔的涂(敷)液喷射头；

使沉积了从上述涂液喷射头喷出的液体的被涂敷基片绕所定转轴旋转的旋转装置；

使上述涂液喷射头和上述被涂敷基片在邻近转轴处的被涂敷基片的附近区域和离开转轴处的被涂敷基片的离开区域之间互作相对移动的相对移动装置；

控制上述相对移动装置的相对移动控制装置使对应于上述印墨喷射头和上述被涂敷基片的相对位置从附近区域向离开区域作相对移动，减小由相对移动装置产生的相对移动速度。

根据本发明的第二个方面，提供了一种薄膜形成装置，所述装置包括：

具有多个喷射液体用的喷孔的涂液喷射头；

控制上述相对移动装置的相对移动控制装置使对应于上述印墨喷射头和上述被涂敷基片的相对位置从附近区域向离开区域作相对移动，减小由旋转装置产生的旋转角速度。

根据本发明的第三个方面，提供了一种薄膜形成装置，该装置系在本发明的第一方面中，相对移动控制装置控制了相对移动装置使对应于上述涂液喷射头和上述被涂敷基片的相对位置从附近区域向着离开区域作相对移动，减小由旋转装置产生的旋转角速度。

根据本发明的第四个方面，提供了一种薄膜形成的方法，该方法包括下列步骤：

使沉积有涂敷液的被涂敷基片绕转轴转动，该涂敷液从一具有多个喷射液体用的喷入孔的液体喷射部件喷出；及

在邻近转轴处的被涂敷基片的附近区域和离开转轴处的被涂敷基片的离开区域之间，相对移动所述液体喷射部件和被涂敷基片，且以这样的方式相对移动：即从所述附近区域向所述离开区域的相对移动进程越大，则该相对移动速度减小得越多。

根据本发明的第五个方面，提供了一种薄膜形成的方法，该方法包括以下步骤：

使沉积有涂敷液的被涂敷基片绕转轴转动，该涂敷液从具有多个喷射液体用的喷孔的液体喷射部件喷出；及

在邻近转轴处的被涂敷基片的附近区域和离开转轴处的被涂敷基片的离开区域之间，相对移动所述液体喷射部件和被涂敷基片，且以这样的方式相对移动：即从所述附近区域向所述离开区域的相对移动进程越大，则该被涂敷基片转动的角速度减小得越多。

根据本发明的第六个方面，提供了一种薄膜形成的方法，该方法系在本发明的第四个方面的方法的移动步骤中，所述被涂敷基片转动的角速度被减小得更多。

根据本发明的第七个方面，提供了一种薄膜形成的方法，该方法包括下列步骤：

以足够使上述液体沉积于所述基片表面上的第一相对速度，旋转具有多个喷射液体用的喷孔的涂液喷射头和沉积有所述液体的基本，使上述液体大致均匀地涂敷于所述基片的大致整个表面上；从而完成第一涂敷状态的涂敷步骤。

在上述涂敷步骤之后，以大于上述第一相对速度的第二相对速度，旋转所述涂液喷射头和沉积液体的基片，在所述基片上形成第二涂敷状态的薄膜的步骤，在该第二涂敷状态中，使过多涂敷的涂敷液从第一涂布状态下飞溅的同时，使第二涂敷状态较第一涂敷状态更均匀。

根据本发明的第八个方面，提供了一种薄膜形成的装置，该装置系在本发明的第一方面中，其涂液喷射头具有由多个喷孔构成的喷射部件，并按下述方式呈一个方向配置，即涂敷液的喷射量向一个方面逐渐增加，而最小喷射量的喷射部件被配置在基片附近区域的一侧。

参照附图，结合优选实施例的以下描述，将使本发明的上述方面及其它方面和特征揭示得更清楚。

图1为根据本发明的第一实施例的薄膜形成装置的平面布置图。

图2为该薄膜形成装置的涂液喷射头的截面图。

图3A和3B为该薄膜形成装置的涂液喷射头的喷孔截面图。

图4为该薄膜形成装置的涂液喷射头的压力调节设备的平面布置图。

图5为该薄膜形成装置的总平面布置图。

图6为该薄膜形成装置的操作图。

图7为根据本发明的第二个实施例的薄膜形成装置的平面布置图。

图8为图7中的薄膜形成装置的说明图。

图9为根据本发明的第三个实施例的薄膜形成装置的说明图。

图10A、10B及10C为用于说明本发明的第四个实施例中的喷射原理的说明图。

图11为用于溶液喷射的平面布置图，该图具体说明了相同的喷射原理。

图12为根据从上述配置获得的电阻—电场关系所作的溶液喷射特性表，该图表也同样体现了溶液喷射原理。

图13为另一用于溶液喷射的平面布置图，该图也同样体现了喷射原理。

图14为一薄膜形成装置的总平面布置图，该图也同样体现了喷射原理。

图15为另一根据本发明的溶液喷射的第八个实施例的平面布置图，该图也同样体现了喷射原理。

图16为一根据图15的配置获得的压力使一静电力关系作出的溶液喷射特性表。

图17为一根据图15的配获得的电阻—电场关系作出的溶液散布特性表。

图18为一用于根据本发明的第九实施例的薄膜形成方法的旋压涂敷装置的平面布置示意图。

图19为一根据本发明的第十个实施例的薄膜形成方法的印墨喷射头的截面图。

图20A、20B及20C为一习用的薄膜形成装置的说明图。

图21为习用的薄膜形成方法的说明图。

图22为一根据本发明的第十一实施例的薄膜形成装置的透视图。

图23为该喷射头的透视图。

图24为表示控制部件结构的方框图。

图25为该薄膜形成装置的控制流程图表。

图26为相当于图23的另一实施例的图示。

图27为相当于图23的另一实施例的图示。

图28为相当于图23的另一实施例的图示。

在说明本发明之前，请注意，在所有附图中，相同部件用相同参照号表示。

实施例1

图1为本发明的第一个实施例中的旋压涂敷装置的平面布置示意图。

在图1中，10为圆盘状被涂敷基片，11为涂液喷射头，12为涂敷基片10的固定底板，13为安装台12的转轴，及一马达50作为转动设备例子。

此处所述的涂液喷射头使液体从微小喷孔(通常，其孔径为0.2mm，或0.1mm，或在0.1mm以下)喷出，并由电信号控制液体的喷射状态，使液体沉积于欲作记录的记录介质上。

本实施例中，涂液喷头具有多个这样的微小喷孔，具体地说，48个喷咀孔以每毫米10个喷孔的间距，配置于涂敷基片10的径向。上述微小喷孔的配置的例子是：50个孔径不大于200μm的如50～60μm的喷孔，以0.5mm的间距配置。

以往习用的旋压涂敷装置的喷孔孔径常在0.5～1mm，难以控制微量喷射，而如本发明那样，使用上述定义的涂液喷射头，即可如下所述地，在作出精致图案的同时，可形成均匀、极薄的薄膜。

在本实施例中，首先，如图1所示，使涂敷基片10以角速度θ转动，同时使涂液喷射头11在涂敷基片10的径向上以速度V作相对移动，这时移动着的涂敷液从喷孔喷出，并沉积于涂敷基片10上。

接着，旋转一同涂敷基片10，则由涂液喷射头11产生间距为100μm的48根涂敷线条，其结果，给出了宽度为4.8mm的条纹。

进一步，在本实施例中，如图中各线条幅宽的选择合适，使各相邻的线条互为连接，则形成一定厚度的薄膜。

因此，如果找出合适的条件，且，涂液喷射头11在涂敷基片10旋转一周期间，按相对移动速度V所产生的移动量设定于4.8mm，则可以所谓螺旋状一次来形成薄膜。

也可由多次重复绘作，而不是上述一次绘作形成薄膜。

更具体地，藉涂液喷射头11的相对移动速度V和涂敷基片10的角速度的设定，通过涂液喷射头11按特定值、例如4.8mm作相对移动，同时转动涂敷基片10数次，进行重复绘作，从而可形成薄膜，这样，可绘作出细度和密度大于10根/mm的密集线条，同时更适于可靠地形成更薄的薄膜。

更具体地，参照图1，如以涂敷基片10的转动中心作为原点O，半径为x，然后涂敷基片10以角速度θ转动，而同时涂液喷射头11以速度V，在涂敷基片的径向(x方向)上移动，在位置xs处开始喷射液体，在涂敷基片10的外周位置xe处终止喷射液体，预薄膜形成完毕。

在该操作中，为在整个涂敷基片10上形成厚薄均匀的薄膜，当涂液喷射头的喷射量为一定值Q时，必需满足下式(1)。

V＝K₁/x (式1)(其中K₁为常数，且K₁＞0)

为在整个涂敷基片10上以同一清晰度绘作线条，也必需满足下式(2)。

θ＝K₂/x (式2)(其中，K₂为常数，且K₂＞0)

因此，由于圆盘状基片，其涂敷面积在外周比在中心增大，随着涂敷由中心向外周的进行，有必要逐渐减小速度V。同样，由于在转速一定的情况下，圆周速度在外周处大于中心处，转速也必需随着X值的增加而减速，以使在记录处的涂液喷射头的圆周速度保持恒定。

例如，V、O为定值时，由于近中心处圆周速度较低，涂敷线条的密度即使相同，其中央处的线条也会***，从而生成中央部位厚、外周部位薄的薄膜。有时，外周处线条并不重叠，而保持线条原状。

当符合式(I)，θ且保持恒值时，则在整个涂敷基片上的涂敷量将保持一是，然而，其中心部位因圆周速度而被涂敷成较厚、密度较小的线条，同时，其外周部位被涂敷成较薄、高、密度较大线条。这样，在外周部位涂敷线条很好重叠，形成均匀薄膜，而在中心部位，线条重叠较差，易产生涂敷不匀。

由上述例子可见，为在整个涂敷基片上形成均匀的、一定厚度的薄膜，要求满足式(I)及式(2)中至少一个，更好地是该二式都满足。

下面，图2所示本实施例中的涂液喷射头的代表性平面布置图。

图2所示，11为涂液喷射头，21为空气供给源，22为贮液箱，23为压力调节机构，用于调节进入涂液喷射头11的容气流速，24为液体进口，25为空气进口，26为空气排气口，27为液体喷出口。

这里，设于涂液喷射头11上的喷液口27和排气口26是同心的。

对于涂液喷射头11，来自空气供给源21的空气流通过压力调节机构23，由空气进口25流入，又从排气口26以一定的流速流出。

另一方面，涂敷液经液体进口24，从贮液箱22供给。

供气源21也与贮液箱22连接。对涂液喷射头11内的液体加压，该压力与在喷液口27附近的，由空气流产生的空气压力平衡，这样，涂敷液得以保持在喷液口27处。

其次，图3A及3B为图2中的喷孔部分的放大图。

如图3A所示，设置的排气口26和喷液口27为同心状，一定流速的空气流从排气口26吹出，随着该空气流的吹出，在喷液口27的出口处产生由该空气流形成的压力Pa。

同时，由于在贮液箱22中施上空气压力，在喷液口27内的液体上形成压力Pi。

因Pa和Pi大致相等，压力平衡，使涂敷液在喷液口27处保持稳定的弯液面。

另一方面，如图3B所示，当供至涂液喷射头11的空气流量由压力调节机构23使其减少时，在喷液口27出口处形成的压力Pb小于Pa，从而由该压力差(Pi—Pb)使弯液面破裂，引起涂敷液体喷出。

下面，图4所示为压力调节机构23的代表性平面布置例子。

在图4中，来自供气源的空气流流入电磁阀41的入口A，又由该电磁阀41，经由流出口B或C流出。

此处，电磁阀41系由电信号将流出口切换为B或C。

在图3A的状态下，在流入口A与流出口C连通时，贮液箱的压力Pi和由空气流形成的压力Pa大致相等。

然后，在电磁阀41上输入喷射信号时，流路即从C切换成B。

如图4所示，在流出口B上连接有引起流路大量压力损耗的流路阻挡器42，如节流阀，空气流经该流路阻挡器42时产生压力损耗，从而，在涂液喷射头处的空气流压力从Pa降低至Pb，结果形成图3B的状态，即涂敷液喷出。

下面，就使用上述结构的涂液喷射头，喷出涂敷液，并在涂敷基片上进行涂敷的具体例子作一说明。

在本实施例中，涂敷基片使用聚碳酸酯制的相变化型(光结晶型)光盘，涂敷液使用UV(紫外线)硬化液，以作为金属蒸镀面的保护膜。

又，光盘直径为130mm，UV硬化液的涂敷范围为半径约20mm以外的部分。

从而，在图1中，x_s＝20mm，x_e＝65mm。

上述UV硬化液为一可由紫外线照射而硬化并固化的树脂溶液。更具体地，可使用丙烯酸酯组合物，其物理性能为，粘度23cp，比重1.07，表面张力29达因/cm，硬化收缩率9.8％。

在上述条件下，为形成5μm厚的保护膜，用液量估计约为70mg。

从而，由于涂液喷射头的喷液量约300mg/分，所以约在20秒内完成涂敷过程，并形成7μm左右的保护膜。

V＝95.6/x (式3)其中，V以mm/S，x以mm计)

这里，说明一下常数K₁如何测定。

假设，如前已述，涂敷是从距离涂敷基片10的原点O的半径x＝20(mm)处开始，并终止于x＝65(mm)处，并假设，涂敷时间为20秒。涂敷时间取决于薄膜厚度及涂敷面积。这样，式(1)可变换为：

(dx/dt)·x＝K₁

解该微分方程式，得

(1/2)·x²＝K₁·t＋C其中：C为常数。

如果涂敷起始时间为t＝0(秒)，x＝20，则，

(1/2)·20²＝C

C＝200

如果涂敷终止时间取t＝20(秒)，x＝65，则：

(1/2)·65²＝K₁·20＋C

将上述C＝200代入上式，则得

K₁＝{(1/2)·65²－200}/20＝95.6

这样，在前述假述下，可测得K₁为95.6。

另一方面，关于式(2)，因涉及到涂敷操作时的线条粗细和重复涂敷次数(或线条密度)，就K₂＝32000，36000及40000(θ以rpm计，x以mm计)的三种情况进行研究。

具体地，使用小型电脑，通过编制的程序调控x轴向速度V及角速度θ，使其分别满足式(2)及式(3)。

更具体地，为了按式(3)控制V，可将V表示为时间的函数。

即，因V＝dx/dt，式(3)可变换为下列关系式(4)：

x·dx/dt＝95.6 式(4)

然后，解式(4)所示的微分方程式，代入t＝0时，x＝20mm，使x以下式(5)表示，V即可以下式(6)表示：

这样，即可用小型电脑控制V，以满足式(6)的关系，进行涂敷。

图5为在本实施例中，使用小型电脑的涂敷装置的平面布置图。

在图5中，与图1中相同的部件以同一编号表示，另外，51为马达，52为马达驱动装置源，53为小型电脑，用作控制装置，54为移动台。

在此配置中，涂敷用基片10由马达50驱动后发生转动，同时涂液喷射头11涂敷基片10的相对移动由马达51完成。

又，马达50、51由马达驱动装置52控制，马达驱动装置52连接于小型电脑53，由设置在小电脑53内编制的程序控制驱动。

图6表示对V、θ及喷液信号进行控制的例子。

图6中，横轴表示距光盘中心的径向的位置x，纵轴表示涂液喷射头的X向的速度V及光盘旋转速度θ。

首先，在初始状态下，涂液喷射头位于x＝10mm位置处，光盘以1800rpm旋转。

接着，涂液喷射头以V＝290mm/s开始作相对移动，当其到达x＝20位置时，输入喷液信号，喷出涂敷液，同时如图示印墨喷射头和光盘随着V、θ与X成反比例地减速移动和减速旋转。

然后，当到达x＝65(mm)处时，输入停止喷液信号，使速度V和角速度O减速至0。

在上述条件时，K₂＝32000、36000及40000(θ，以rpm计，x以mm计)的三种情况下的实测结果如下所示。

首先，在K₂＝32000时，由于转速低，涂敷线条的密度小，易残留有条纹状凹凸。

其次，在K₂＝36000时，可形成平滑的、厚6～8μm的薄膜。

又，在K₂＝40000时，由于转速过高，生成过大的离心力，于是已沉积的涂敷液在涂敷过程中产生流动，流向外侧，导致易生成辐射状条纹。

因此，在该例中，最好采用K₂＝36000的条件，当然也可根据所形成的薄膜的类型不同，在其它K₂值条件下形成薄膜。

又，为在整个涂敷基片上形成均匀、一定厚度的薄膜，最好是同时满足式(I)及式(2)，但有时也可按照形成的薄膜类不同，而只需要在上述二个方程式中至少满足一个。

如上所述，在本实施例中，至少满足式(1)及式(2)中的一式，或二式都满足，即，相对速度V随着离中心向外的距离增加而逐渐减小，亦即相对速度V随着从位于主旋转轴附近的基片附近区域向外移向离开转轴处的离开区域的距离增加而逐渐减小。及/或转速θ随x增大而减小，由此，可在整个涂敷基片上形成均匀的、一定厚度的薄膜。

实施例2

下面，就本发明的第二实施例作一详细说明。

如在实施例1中所述，根据经涂敷层形成薄膜的类型及膜厚等，按式(1)及式(2)的条件，设定合适的K₁、K₂，从而可形成所需的薄膜。然而，关于据形成薄膜的过程等有必要对一些情况作进一步研讨。

例如，在约10秒内完成涂敷，并可形成约3，5μm厚的薄膜的式(1)中K₁＝191.2的场合，使式(2)中的K₂变化至高达60000，进行试验，其结果，不能得到平滑的薄膜，而是留有圆周状的条纹图案。

上述现象可视为发生于涂敷液的喷射液滴的微小化程度有限时，或转轴转速过低时等的场合。

在本实施例中，鉴于仅用涂液喷射头进行涂敷时，不能形成厚度很均匀的薄膜，为此配置了可将凹凸部位平整或光滑均匀的设备。

图7为本发明的第二实施例中的旋压涂敷装置的平面布置示意图。

在图7中，如同实施例1，在转动聚碳酸酯制的涂敷基片10的同时，边使作为涂液喷射头的涂敷液喷头70作相对移动，边用具有UV硬化液的涂敷液形成薄膜。

在本发明的第二实施例中，再把空气流出头71设置在涂敷喷射头附近。由此，在涂敷液沉积于涂敷基片10上之后，立即吹以空气流，使涂敷液流动，涂敷成膜光滑。

更具体地，在本发明的第二实施例中，使用如同实施例1的印墨喷射头及涂敷液，并设定式(1)中K₁＝191.2，式(2)中K₂＝60000，进行研究。

首先，如无空气流出头71，则残留有条纹图案，不能得到光滑涂敷层。

对此，如图7，再设置了空气流出头71，形成3～4μm的均匀薄膜。

更具体地，所述空气流出头配置有24个孔径100μm的喷孔，在约0.15kg/cm³压力下流出空气流，可以认为，空气的流出速度在100～200m/秒范围，流动状态为空气湍流很少的层流。

图8显示了如何由空气流形成均匀的涂敷膜。

图8中，首先，在喷射液沉积于涂敷基片上后，相邻线条如A区域所示，立即呈互为分离状态。

其后，随时间延长，涂敷液蔓延，湿润基片10，并导致呈另一个区域B所示的状态。如不加其它措施，则凹凸部分未被消去就干燥、硬化。

如果在凹凸部分干燥和硬化前，对涂敷液吹以空气流，处于凹凸状态的B区域的涂敷膜再起流动，并引起微小振动，其结果，形成如区域C的均匀薄膜。

如上所述在本发明第二实施例中，空气流出头设置在涂敷液喷射头70邻近，这样，在涂敷液沉积于涂敷基片10之后，以及在其干燥和硬化之前，立即吹出空气流，于是，涂敷液流动和振动从而可形成均匀的涂敷膜。

实施例3

下面，就本发明的第三实施例作一详细说明。

本实施例为提高如同实施例2形成的薄膜的均匀性。在第三实施例中，使喷射液体带电，以获得薄膜的均匀性。

更具体地，在与实施例1结构基本相同的涂液喷射头的排气口92的表面上设置电极93，由电源90在该电极93和保持于喷液口91内的喷射液94之间产生电位差，使喷射液滴95带电。本实施例所采用的涂敷基片10及喷射液体94与实施例1中的相同。

图9为本实施例的涂液喷射头的喷孔部分的放大图。

图9中，喷液口91和排气口92用绝缘材料制成，在排气口92的出口侧表面设有电极93。

另外，图中连接有电源90，从而在电极93和保持于喷液口91处的喷射液94之间施加上电位差。

在上述配置中，用电源90施加上电位差时，则喷射液94带电量，与电极93和喷射液94之间的静电容量有关。

喷向外侧的液滴95带电后飞散，到达并沉积于涂敷基片10上。

如上述方法带电的液滴95，在沉积于如聚碳酸酯之数的绝缘材料制的基片上时，将保持带电状态。

按着，先前已在涂敷基片10上沉积有液滴95的沉积部分，和其次到达涂敷基片10的液滴95之间，因带有相同电荷而互为排斥，其结果，在沉积的液体在涂敷基片10上扩展的方向上产生作用。

更具体地，在本实施例中，使用了聚碳酸酯制的光盘和UV硬化液，并设定式(I)中K₁＝191.2，式(2)中K₂＝60000，在电极93和喷射液94之间具有约600V的电位差，10秒钟完成涂敷。

在液体未带电的场合，残留有条纹图案，不能形成平滑薄膜，当在电极93和喷射液94之间产生电位差，使喷射液带电，则可形成3～4μm的光滑薄膜。

如上所述，在本实施例中，由设置在排气口周围的电极和喷射液之间产生的电位差，使喷射液带电，可形成均匀的涂敷膜。

另外，不言而喻，由于在本实施例中配置了使喷射液带电的设备，并且还设置了实施例2所述的空气流出头，从而在涂敷液沉积于涂敷基片上后，并在其干燥，硬化之前可立即吹以空气流。通过上述设施的组合，更可形成更可靠、更均匀的涂敷膜。

又，在上述任一实施例中，涂敷基片和涂敷液的种类并不限于例举的范围。本发明也可适用于形成涂敷在硅基片上的保护膜、以及玻璃基片、陶瓷基片、金属基片等上面形成具有电学、光学功能的功能性薄膜。不过，为了在涂敷过程中不使喷咀堵塞，涂敷液最好是非快干型树脂溶液。

在本发明中，在控制角速度和移动线速度的条件下，涂敷基片和涂液喷射头在邻近转轴的区域和逐渐远离转轴的另一区域之间作互为相对的移动，与此同时，他们保持互为相对转动。在该运动中，涂敷液经涂液喷射头的多个喷咀喷出、喷射在涂敷基片上，从而，在该涂敷基片上形成非常均匀的涂敷膜。

进一步，当设置有空气流出头时，在将涂敷液喷在涂敷基片上后，立即把空气流吹出。

更进一步，当设置有使从涂液喷射头喷出的液体带电的充电装置时，先前沉积于涂敷基片上的液滴的沉积部分和其后到达该涂敷基片的液滴之间发生互相排斥。其结果，该液体在其沉积于基片上的液体蔓延方向移动。

如上所述，本发明提供了一种薄膜形成装置，该装置结构很简单，可在涂敷基片的整个表面上形成均匀的薄膜，而不会浪费涂敷液，及引起薄膜的外周部分增厚。

本发明也提供一种具有高度灵活性的薄膜形成装置，从而该装置可按使用目的以各种方式改变操作条件，形成具有特定厚度的薄膜。

实施例4

以下所述是作为本发明的第四实施例，使用比电阻大于10⁵Ωcm的溶液形成薄膜的方法。

图10A、10B及10C为利用静电力喷射溶液时的喷射状态示意图。

在图10A、10B及10C中，编号121、124、126表示喷孔，122表示被涂敷物件，123至127表示溶液喷射状态。

当利用静电力喷射溶液时，其喷射状态可大致分类成如图10A、10B及10C所示的状态。

即，作为典型的三类喷射状态，图10A为溶液成单独的液滴123从喷孔121喷出、沉积溶于被涂敷物件122上的状态，图10B为溶液喷射时呈线状，仿佛从喷孔124拉出一条用编号125表示的丝状线，沉积于被涂敷物件122上的状态；图10C为溶液从喷咀126呈编号127所示的喷雾状喷出，沉积于被涂敷物件122上的状态。

为形成优良的薄膜，要求溶液呈图10B所形成拉丝状下喷出。根据本发明者的实验，发现，溶液的喷射状态与溶液的比电阻有关。即如该比电阻小于10⁵Ωcm，则静电力不足以对该溶液起作用，因而得不到良好的拉丝状。所以，该溶液的比电阻最好不小于10⁵Ωcm。

以下，详细说明该实验内容。

图11所示为用静电力喷射溶液，以及涂敷的基本设施的平面布置图。

在图11所示，128为供液口，129为喷液口，130为溶液，131为其上可由沉积的溶液形成薄膜的被涂敷物件，132为设置于被涂敷物件131背面的背面电极，133为喷孔，134为高压电源。

在上述配置中，在背面电极132和喷孔133之间由高压电源134施加电压，产生电场。溶液在该电场作用下，由喷孔133喷间被涂敷物件131。

图12用比电阻与所加电压之关系显示了以图11所示配置，利用静电力喷射溶液时的溶液喷射状态。

在图12中，横轴表示溶液的比电阻，纵轴表示静电力产生的电场强度。又，a区域表示溶液未喷射时的状态，b区域表示溶液呈单独的液滴喷出时的状态(图10A的状态)，c区域表示溶液呈喷雾状喷出时的状态(图10c的状态)，d区域表示溶液呈拉丝状喷射时的状态(图10B的状态)。

如前已述，为形成优良图案的薄膜，有必要使溶液以可控制喷射溶液的拉丝状喷出。

因此，为获得如图12中的d区域的状态，其首要前提是选择溶液比电阻在10⁵Ωcm以上。再者，调节能量(电场强度)大小，使其能使溶液呈拉丝状，则可得到能形成良好薄膜的喷射状态。

例如，近年来，正在开发中作为DRAM用的电容器及永久性存储器用材料的MOD(金属有机沉积)溶液及溶胶溶液等，一般都将乙醇、甲醇等的烃系有机溶剂作为溶剂加入，这些溶液的比电阻，通常在10⁷Ωcm以上。

如果采取使用压电元件的习用喷射法喷射这些溶液，则产生气穴现象，不能进行良好的喷液。然而，如以本实施例的装置喷射溶液，则如图12所显示，由于溶液具有10⁵Ωcm以上的高比电阻，就可以稳定的拉丝状喷射溶液。因而，可省去曝光及蚀刻工序，在基片的任意部位直接形成压电薄膜及电介质薄膜。

不用图11的配置，以图13所示的配置，则溶液喷射的情况一样。

图13的配置与图11的配置在以静电力喷射溶液的原理上类似，但其不同之处在于，前者在涂敷物件135上部形成的金属膜135a被用作产生电场的一个电极。可按用途不同，选用上述任何一种配置。

其次，就实际应用上述薄膜形成方法的薄膜形成装置作一详细说明。

图14所示为根据本发明的第四实施例的薄膜形成装置。

在图14中，137为喷射溶液的喷液部件，138为由溶液喷射在其上面形成薄膜的被涂敷物件，139为加热被涂敷物件138的加热板，140为移动被涂敷物件的X—Y构架，该构架具有在x方向上移动被涂敷物件138的马达140x，和在垂直于x向的y方向上移动被涂敷物件的马达140y，该构架140可在该物件138上之任意部位喷射溶液形成薄膜。141为防止从加热板139产生的热传递而配置的绝热板，142为配置有马达142z的已构架，该Z构架142可使喷液部件137沿垂直于X和Y方向的Z方向移动，并可使喷液部件137定位于垂直方向。143为贮存喷射溶液，并供液至喷液部件137的溶液供给部件。

再有，控制部件144用于对溶液喷射部件131的喷射量控制、加热板139的温度控制、及X—Y构架140和Z构架142的移动距离的控制。

在如上的装置结构中，在以Z构架142定位溶液喷射部件137的位置后，溶液即按前述喷射原理从溶液喷射部件137喷向被涂敷部件138。此时，按需要，使X—Y构架在喷液过程中或喷液完毕后移动。

而且，因设置了加热被涂敷物件138的加热器—加热板139，可以在将溶液喷射于被涂敷物件138上后，由加热涂敷物件138，可迅速蒸发溶剂，形成薄膜，于是可缩短形成薄膜所需的时间。

另外，采用灯作为加热器的方法等，也可获得同样的效果。

当然，如有足够的时间在室温下干燥，则可不必进行加热。

又，基片不限于平板状，用同样的方法也可使曲面状的基片等形成薄膜。

再有，对图14所示的装置结构，又补充入惰性气体的功能，该惰性气体可作为形成薄膜的周围环境气体。由此，可不受大气的影响更不会出现使喷射的溶液与大气中的水份等起反应，使其自身特性劣化的现象，从而可使溶液保持其特性。

充入作为形成薄膜的周围环境气体的惰性气体方法，例如，可用容器把形成的薄膜密封起来，在高于大气压下将惰性气体导入其中；或者，可用真空泵等在形成薄膜的区域和大气间产生压差，从而将惰性气体充入形成薄膜的区域。

又，喷射溶液的溶液喷射部件137的喷头，也可是具有多个喷咀的多喷孔喷头，这就可同时用各种不同溶液形成薄膜，或可同时作成具有一定间隔的多个环路图纹，从而提高了生产效率。

实施例5

下面，就本发明的第5实施例作一说明。

实施例4中，就比电阻较高(10⁵Ωcm以上)的溶液作了阐述，在本实施例中，就比电阻较低的溶液(10⁵Ωcm以下)喷射作一说明。

在一部分市售的溶胶溶液中，例如，以醋酸为主溶剂的SrTiO₃溶胶溶液等，其比电阻低如约4×10³Ωcm，因此，不会由静电力产生线条现象，于是无法按照实施例4的原理喷实现稳定的溶液喷涂。

可以认为，上述现象的原因在于，醋酸盐在溶剂中成为离解的离子，降低了比电阻。

因此，为提高比电阻，将疏水性的有机溶剂异丁基苯作为第二溶剂，以1∶1之比混合于该混液中，如图12的d区域所包含的，比电阻上升至10⁷Ωcm，于是可进行良好的溶液喷涂。

如上可见，除了可充分溶解介质的第一溶剂之外，再使用以调节比电阻为目的的第二溶剂，由此可制得可由静电力进行良好喷涂的溶液。

上述第二溶液通常最好是极性低于第一溶液的有机溶剂，且，可与第一溶液良好溶混，例如，脂族烃，环烷烃，以及—烷基或二烷基萘，异丙苯等的芳香烃等的有机溶剂。

然后，可通过如同实施例4的喷射后的工序，形成薄膜。

实施例6

以下，就本发明的第六实施例作一说明。

在本实施例中，就粘度较高的溶液(10～20cp以上)、特别是树脂溶液的喷射作一说明。

使溶解了树脂的溶液喷在被涂敷物件上，其后干燥该溶液，得到树脂薄膜的薄膜形成方法，可考虑用于各种用途。例如，可用于制作电子元件电路时的屏蔽材料。

而且，由于这些溶液一般粘度较高，为10～20cp或更高上，在用已往的压电喷涂法时，无法喷去，或喷出不稳定。

然而，已发现，如使用静电力的喷射法，即使用粘度为20～30cp的树脂溶液，也可制成高质量的图案。

应注意，某些树脂溶液的比电阻低于10⁵Ωcm。

参见图12，可认为这些低比电阻的树脂溶液无法作喷涂，但根据本发明者对树脂溶液的研究，例外地发现：即使比电阻低时，也可产生拉丝状态。

例如，添加了PVA(聚乙烯醇)5％的PVA水溶液的比电阻为约500Ωcm。它用静电力的喷液方法，可进行拉丝状的溶液喷射。

可以认为，在某些情况下作为由静电力产生拉丝现象的物理性能值的要素，不仅可考虑比电阻值，且可考虑溶质自身分子量的大小。

有关树脂溶液更易产生拉丝现象的原因，尽管未明确，但可认为，由于高分子蛋白质易拉丝，高分子树脂也更易发生拉丝现象。

然后，可通过如同实施例4的喷射后的工序，形成薄膜。

通过上述方法，在树脂用作喷射溶液时，可充许比电阻在相当扩大的范围内形成薄膜。与通常的电子元件***制作时，掩膜的形成须要涂敷树脂、曝光、蚀刻等多道工序相比较，在根据本发明第四实施例的喷液原理，由树脂溶液形成薄膜时，仅以一道工序即可形成掩膜，于是，在减少制作电子元件电路的工序及降低电子元件电路的价格等方面取得了很大的效果。

实施例7

下面，就本发明的第六实施例作一说明。

在本实施例中，说明了一种形成金属薄膜的方法。

如果，可将含有金属细粉的溶液直接喷在被涂敷物件上形成薄膜，则可直接形成精细的连接线，从而，可在电路的小型化，及低价格化上取得很大的效果。

采用分散剂，使金属细粉末悬浮，可制得稳定地含金属细粉的溶液。

作为分散剂的例子，有表面活性剂，该表面活性剂可吸附于固—液界面处，降低和稳定了界面能。

即，因表面活性剂可在微粒表面形成吸附保护覆盖膜，在使表面活性剂稳定分散的悬浮液中，在各个微粒间不会发生直接接触和碰撞，因此，可作为导电率低、即比电阻在10⁵Ωcm以上的溶液。

另外，吸附保护膜也可仅用表面活性剂形成，但也存在增强表面覆盖膜的物质。

所述物质通常指保护胶体或乳化稳定剂，添加该些物质可完全避免微粉间互相碰撞，制得电性能稳定的悬浮液。

作为保护胶体，已知有植物胶、淀粉、褐藻酸盐、蛋白质、卵磷酯、(含)纤维的醚(ether with fiber)、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷、聚丙烯酸酯衍生物、胶态氧化硅等。

通常，微粒的分散剂，其粒径在0.1μm以下时称为胶体、其粒径在几个μm至0.1μm时称为乳胶。

上述微粒分散剂已在市场上有售，在本实施例中，使用了把真空冶金株式会社制的银微粒分散于甲苯溶液中的、含银30％(重量)的任意分散的超细微粒溶液。

该分散微粒由蒸发法在气体环境内生成，粒径在0.1μm以下，作胶体状分散的每个粒子不发生凝集地，任意分散，因此，溶液的比电阻较高约10⁷Ωcm。

将该微粒分散剂用静电力喷在被涂敷物件上，即可产生具有良好拉丝现象的喷液。

其后，将喷在被涂敷物件上的分散剂在300℃加热，分散液即成具有导电性的银薄膜。

可以认为，这是由于，覆盖了银微粒的表面活性剂或保护胶体受热熔化和蒸发，银粒之间互相接触凝聚而成。

当然，而如同前述，该加热工序也可因场合不同予以省略。

如上所述，即使微粒本身具有较低的电阻的特性，但由作成覆以绝缘材料的微料，形成喷射溶液的话，则可由静电力进行良好的喷液，形成薄膜，并可直接形成细微的线路，这在降低电路价格及对带曲面的被涂敷部件配线上，可取得很大成效。

实施例8

下面，说明本发明的第八实施例。

在本发明的第四至第七实施例中，说明了仅利用静电力作为喷出溶液的方法，而另一方面，在本发明第八实施例中，除了静电力之外，再对溶液辅以施加由压电元件等产生的振动时情况作一说明。

图15所示为组合使用静电力和压力波，使喷孔190喷射溶液的配置。

在图15所示中，147为喷口，148为用于在溶液上发生压力波的压电元件，149为压力室，150为供液口，151为背面电极，152为高压电源，153为被涂敷物件。

在上述结构中，对压电元件148加上电压，使其变形，从而压力

在上述结构中，对压电元件148加上电压，使其变形，从而压力室149的容积发生变化。

压力室149的容积变化使喷口149内的溶液产生流动，当该流动大于一定值时，溶液即成液滴喷向被涂敷物件。

又，在压力室149内的涂液和背电极之间存在着电场的作用，其作用力将涂液吸向被涂敷物件。

在对溶液施加静电力时，或者在既有压电元件产生的压力波又有静电力时发生溶液的喷出。可不用对溶液施力，溶液因表面张力而保持于喷口147处。

使用上述装置，就仅使用静电力的场合和结合使用静电力与压力波二者的场合时产生的溶液喷射作了研究，其结果示于图16。

图16所示曲线，联结了溶液开始喷出点。

当没有压电效应产生的压力波作用于溶液时，C点需要静电力(相当于图12的电场强度，2KV/mm)，但对溶液施加压力波至D点，则可显示，随压力波增大，可相应减小静电力。

此时，施于溶液的压力波大小随压电元件的材料和尺寸、贮液室的结构、喷孔的孔径、喷出液的物理特性值等而不同，通常、施于压电元件上的电压值为50V至500V。

该实验结果表明，比起对溶液仅作用以静电力的喷液法，在静电力之处再辅以施加压力波，即可降低实施例4的图12所示的喷液起始电压，从而可在更宽区域产生拉丝现象。

参照图17，再说明上述事实。

图17表示了在对溶液加上如图16中的E点表示的静电力和压力波时，溶液的比电阻值和喷液开始时所施加电压之间的关系。

在图17中，虚线F为仅用静电力时的喷液起始电压(相当于图12中的曲线A)，曲线G为具有静电力和压力波时的喷液起始电压。

在静电力上再施加压力波的喷液方法，使溶液的喷液起始电压下降，溶液产生拉丝现象的区域可在仅有静电力时的d区域上，再加上e区域，因此，可使用比电阻值较低的溶液，结果可扩大喷液的选择范围。

然后，采用如同实施例4喷液后的工序形成薄膜。

如上可见，对喷液不仅施加静电力，也施加压力波，则与仅用静电力的喷液法相比，扩大了所选用的喷液种类，于是可形成薄膜的类型增多，可对电路元件或微机的制造产生很大影响。

在实施例4至实施例8所述方法，使所用的溶液喷成拉丝状。然而，本发明并不限于此，溶液的比电阻可调节，从而可按涂敷的要求，使溶液形成如图10A所示的液滴状，或如图16c所示的喷雾状。

本发明的上述装置，对可用于喷射的溶液种类没有实质上的限制。

进一步，当喷出的溶液可稳定地形成拉丝状时，就能形成精细的薄膜。

如上所述，根据本发明，使用溶液状物质作为薄膜形成材料，并仅以静电力；或除了静电力外，再加上压电效应作为喷出薄膜形成材料的方法，把所述薄膜形成材料的溶液喷在薄膜形成物件上。然后通过加热蒸发去溶液中的溶剂，或使该溶液在室温下静置一特定时间。这样，与习用的薄膜形成方法相比，前者对可用于喷涂的溶液种类基本上无限制，且当使喷涂液形成拉丝状时，可形成优质薄膜，其结果，可对制作各种电路及装置提供很大的便利。

此外，所设置的涂液喷头的结构可能可使压差从供液源向外施于在喷液孔口处形成的弯液面。在该例中，排气孔也可正对着喷液孔设置，这样，空气流可经由位于喷液孔和排气孔之间的孔隙吹出。其中，近于排气孔一侧的喷液孔的空气压力，小于由供液源一侧施于喷液孔处形成的弯液面上的气压，从而使该液体可载于空气流上向外喷出。

实施例9

下面，说明本发明的第九实施例。

图18为用于根据本发明的第九实施例的薄膜形成和装置方法的旋压涂敷装置的结构示意图。

图18中，10为涂敷基片，161为涂液喷头，162为喷孔。

这里，涂液喷头161使液体从微小喷孔(通常在0.1mm以下)喷出，并在电信号控制液体的喷出状态下使应用沉积于记录体上。

又，喷孔162有多个喷孔，并以一定间隔设置于旋转的涂敷基片10的径向。

下面，以该结构，说明薄膜形成的工序。

首先，例如，采用图5中类似的驱动控制装置，通过图5中微电脑53进行控制，同时使涂敷基片10保持低速转动，使涂敷液163从涂液喷头161上的喷孔162喷向涂敷基片10，涂布液163开始沉积于涂敷基片10上。

然后，涂敷液从涂液喷头161上的喷孔162不断喷向涂敷基片10。同时涂敷基片10继续以低速转动，直至使涂敷液163大致沉积于涂敷基片10的整个表面上为止。该低速旋转只要使其转速足以使涂敷液沉积于涂敷基片10的表面上即可。

此时，如多个配置的喷孔之间的间距过大，使由相邻喷孔形成的涂敷液的线条互不重叠合，并互为隔开时，则通过图5中的微电脑控制53，在涂敷基片10的径向移动涂敷喷头161的同时，低速转动涂敷基片10多次，使涂敷液无间隙地沉积在涂敷基片10的整个表面上。

接着，通过图5中的微电脑控制，在确认涂敷液基本上已沉积在涂敷基片10的整个表面上后，以高于先前的低速转动涂敷基片10，使过多涂敷的涂敷液飞溅出去，同时，进一步提高了涂敷膜的均匀性，通过上述方法在涂敷基片10上形成薄膜。

习用的旋压涂敷装置的涂液喷孔，其内径为6.5—1mm，难以进行微量喷液量的精确控制，使用本实施例的涂液喷头161，即可绘作高质量的图案，并形成均匀的、极薄的薄膜。

再有，根据第九实施例，涂敷液预先由涂液喷头161涂敷于涂敷基片10的整个表面上，高速回转时飞散的涂液量可降至很低，于是可降低生产成本，且大幅度缩短操作时间。

实施例10

下面，就本发明的第十实施例作一说明。

图19所示为旋压涂敷装置的主要部件截面图，图中显示了根据本发明第十实施例中的薄膜形成方法所使用的涂敷喷头的具体结构。

一般，涂敷喷射记录***有多种类型。包括，由热能产生气泡，并以气泡产生的压力喷出液体的气泡喷射***，及，由压电元件压缩贮液室，并按要求以其压力被喷出液体压电类型***等。上述这些***对可用于喷液的液体限制很多，例如有关粘度，只能用粘度为1—5cp的很小范围内的液体。

使用如图19所示的、称为静电吸引***装置的涂液喷头，则可喷涂粘度较高(约100cp或以下)的液体。

在图19中，170为涂敷基片，171为静电吸引***的涂液喷头，172为喷嘴，183为基片固定架，它有金属之类的导电物质构成，也起电极作用。

又，174为高电压发生器，175为贮液室。

以下说明上述结构的旋压涂敷装置的操作过程，本实施例薄膜形成的操作过程本身基本上类似于第九实施例。

首先，低速转动涂敷基片170，同时由高电压发生器174，于设定时间内在基片固定架173和贮液室175之间施加高电压脉冲。

在施加高电压脉冲期间，形成于喷孔172处的弯液面被吸向基片固定架173，喷出，并沉积于涂敷基片170上。

通常，如将喷孔172和基片固定架173之距离定为2—3mm，则可由2—4KV左右的电压喷出液体。

在如上的静电吸引***涂液喷头中，适用粘度在约100cp以下的高绝缘性有机溶剂的溶液，因此可喷涂聚酰胺液及保护液等。

接着，在确认涂敷液177基本上已沉积于涂敷基片的整个表面上后，以高于先前的低速转动涂敷基片170，使过多涂敷的涂敷液飞溅出去，同时，进一步提高了涂敷膜的均匀性，通过上述方法在涂敷基片170上形成薄膜。

在本实施例中，绘作比习用的旋压涂敷装置质量更高的图案，并形成均匀的、极薄的薄膜。

再有，因涂敷液177预先由使用了静电力的涂液头171喷涂于涂敷基片170的整个表面上，高速回转时飞散的涂液量可降至很低，于是可降低生产成本，且大幅度缩短操作时间。作为上述涂液喷头，也可使用如图2—4所示的第一实施例的涂液喷头。

另外，如第九及第十实施例所述的涂液喷头用图4的电磁阀41加以控制，则如本发明说明的，尽管该涂液喷头的高速适应性较差，仍可不需绘作细微图案，毫无问题地实用于欲形成均匀薄膜的物体上。

进一步，第九及第十实施例的***是一种简单压力控制型的***，很少受液体物理性能值的影响，例如，粘度、表面张力、比电阻，由此，可应用液体的自由度很大，为又一优点。

又，在第九及第十实施例中，涂敷基片水平设置，而竖轴作为转动轴，液体从上喷出。不过，本发明并不局限于上述结构，只要结果可形成所需性能的薄膜即可。

如上可见，根据本发明，具有多个微小喷孔的涂液喷头和基片以较低速度互为相对转动，于此同时，在涂敷液大体沉积于基片的整个表面上后，则该基片以较高速度作相对转动，由此得到均匀涂敷的薄膜。这样，由于液体的飞溅造成的浪费可减至最小，从而使本发明可提供一种操作成本低、且加工速度高的薄膜形成方法。

进一步，通过涂液喷头的使用，可绘作高质量图案，及形成更均匀、非常薄的薄膜。

此时，如果使用一静电吸引***的涂液喷头，可采用粘度小于约100cp、具有高绝缘性的有机溶剂溶液，因此可喷涂聚酰胺液、保护液、及其它液体等。

又，如果使用利用空气流的涂液喷头，由该***受液体物理性能值的影响更小，例如，粘度、表面张力、及压电值，这样，可使用液体的自由度将很大，这可作为又一优点。

实施例11

图22为根据本发明的第十一实施例的薄膜形成装置301的透视图。

在图22中，该薄膜形成装置301包括：分段支承可转动的光基片(下面简称为基片)302的基片支承部件303、向着由基片支承部件303支承的基片302喷涂涂敷液的喷液头304、一用于对该喷头304供应液体的供液部件305、使喷头304从基片的中心部位径向移动至外周侧的喷液头移动部件306、及用于控制基片支承部件303供液部件305，喷液头移动部件306的控制部件307。

基片支承部件303具有基片支承底盘301，该底盘310为圆盘形，可转动，并起吸持基片302的作用，基片转动马达311用于转动基片支承底盘310。设置了覆盖基片302外周侧的罩盖312，以包围基片支承部件303。

如图23所示，喷液头304具有，其直径渐增的7个涂液喷头型的喷孔315a—315g。这些315a—315g的喷孔孔径按照在外周侧壁增加的涂敷面积而定。喷孔315a—315g在一个方向上排列成一行，而且既可沿喷孔的径向排列，也可与该径向相交成一定角度排列。另外，由于在基片302的外周侧的涂敷面积大干基中心部位的涂敷面积，最小孔径的喷孔315a置于该基片302的中心部位，而最大孔径的喷孔315g置于外周侧。

液体供应部件305由，例如，可调节排放量的计量泵、或一加压密封贮槽构成。供液部件305根据涂敷面积，操作时间及薄膜厚度所定的恒定排液量，向喷液头304供应液体。

喷射移动部件306，在如图22中实线所绘作的起始位置和由二条虚线所绘作的向后移位置之间沿基片302径向移动喷射头304。该喷头移动部件306包括：顶端附有喷液头304的臂杆320，移动框架321，一对上下导杆322，固定框架323，螺杆324，移动用马达325。臂杆320的中间配置有轴销324a，用于调节喷头304围绕立轴的安装位置。移动框架321，使其附在臂杆320的基面端。一对上下导杆322引导移动框架在水平方向移动。固定框架323固持二导杆322的二端，并旋转支承螺杆324，螺杆324在二导杆322与导杆322之间平行设置，其中一端连接有移动马达325。由导杆322作滑动支承的导引轴承(图中未示)安装于移动框架321内。

如图24所示，控制部件307包括：含CPU、ROM、RAM等的微电脑。供液部分305、基片旋转马达311，移动马达325，及其它输入-输出部件等连接于控制部件307上。连接于控制部件307的还有：包括起动操作的起动键在内的输入键330、以及包括用于控测螺杆324的旋转位置和基片驱动部件311的转速所用传感器在内的各种传感器331。

其次，按图25所示的流程图，描述前述实施例的操作。

如图25中的步骤S₁，作起始设定。由该起始设定，喷液头移动部件306将喷液头304移至如二点虚线所绘作的向后移的位置。在步骤S₂中，准备把基片302安装于基片固定底盘310上。当基片302安装于基片固定底盘310上，流程进至步骤S₃，在步骤S₃，喷液头304由喷液头移动部件306带至图22中实线所绘作的起始位置。在步骤S₄中，基片旋转马达311开动，基片302以恒定转速转动。在步骤S₅供液部件305起动，液体从喷液头304喷涂向基片302。然后，步骤S₆，喷液头304向着基片302的外周侧作恒速移动。在步骤S₇，准备把喷液头304移达涂敷端位。当喷液头304到达该涂敷端位时，流程进入S₈。在步骤S₈中，基片转动马达311，移动马达325，及供液部件305停止运行。在步骤S₉，基片转动马达311以高速旋转，于是使多余液体飞散出去。在步骤S₁₀，对另行配置的基片传送***发出送出基片的指令，流程由此又返回至步骤S₂。

在上述情况，喷嘴孔315a至315g的孔径设计是按其随涂敷面积的增大而增大。因此，通过在恒速下的简单控制旋转基片302及恒速下移动喷头304的简单控制，可形成具有厚度的很均匀的薄膜。

根据第十一实施例，涂液喷射头具有多个喷涂部件，该喷涂部件由喷孔构成，并朝一个方向安置这样使喷液量朝着一个方向渐增，其中，喷液量最小的喷液部件置于基片的附近区域。因此，从该喷液部件喷出的液量随着从该基片的附近区域侧(中心侧)移向该基片的分离区域(外周)侧而逐渐增加。这样，在涂敷面积大的基片的外周侧，喷涂量较大，于是可由简单的控制获得非常均匀的、具有一定厚度的薄膜。而且，当涂液喷射头相对于基片移动时，即便基片大于在一个方向上的喷液区长度，也可形成薄膜。进一步，在向着基片外周进行移动时，只要通过喷嘴孔径的渐增，可很容易增加喷液量。其它实施例

(a)如图26所示，在喷液头404中，例如，所设置的9个具有相同直径的喷孔435a至435I，随着涂敷面积的增加。其间距逐渐减小。

在该例中，在向着基片的外周进行移动时，只要通过逐渐减小喷嘴孔的间距，即可容易地增加喷涂量。组，可以相同间隔设置，喷孔组504a至504f的喷孔数可随涂敷面积的增加而增加。在该例中，喷孔的排列方向是可使喷孔组成交叉排列的方向，或者，该些喷孔可按圆周形排列。

在上例中，在向着基片的外周进行移动时，只要通过逐渐增加各喷孔组的喷孔数，即可很容易增加喷涂量。

(c)如图28所示，在喷液头604中，喷孔615a至615e可以相等间距设置，又，由逐渐减小施于喷头615a至655e的液体压力来控制流速的一组薄边小孔636可设置于该喷液头604中。

在该例中，用作流速控制元件的薄边小孔636，控制了喷孔的喷液量，使该喷液量向着基片的外周侧逐渐增加。由此，用简单的控制即可向着基片外周侧增加喷涂量。

(d)可移动基片固定部件，以取代喷液头的移动。

如上所述，根据本发明，从喷喷涂部件喷出的液量随着喷头从基片的中心侧向着基片的外周侧的移动而逐渐增加。这样，在外周侧的喷涂液量增大，且涂敷面积亦增大，于是用简单控制法，即可制得尽可能均匀的膜厚。

以上，参照附图，结合优选的实施例，对本发明作了充分说明，但对本领域技术人员来说，各种变化和修改都是显见的。这些变化和修改应理解为包括在所附的权利要求书所定义的本发明的范围之内，除非违背了本发明的范围。

Claims

1.一种薄膜形成装置，其特征在于，所述装置包括：

具有多个喷射液体用的喷孔的涂液喷头(11，70，121，124，126，133，137，161，171，190)；

使沉积了从上述涂液喷头喷出的液体的被涂敷基片(10)绕所定转轴旋转的旋转装置(50)；

使上述涂液喷头和上述被涂敷基片在上述被涂敷基片邻近于上述转轴的附近区域和上述被涂敷基片离开上述转轴的离开区域之间作互为相对移动的相对移动装置(51，54)；

控制上述相对移动装置的相对移动控制装置(52，53)，使对应于上述涂液喷头和上述被涂敷基片的相对位置从附近区域向离开区域作相对移动时，相应减小由相对移动装置产生的相对移动速度。

2.一种薄膜形成装置，其特征在于，所述装置包括：

3.如权利要求1所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述的相对移动控制装置(52，53)控制了相对移动装置；

4.如权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，

所述涂液喷头和被涂敷基片间的相对位置从所述附近区域向着所述离开区域作相对移动时，所述的相对移动控制装置(52，53)以与该相对移动距离成反比例关系，减少相对移动速度。

5.如权利要求4所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，在该涂液喷头和被涂敷基片之间的相对位置从所述附近区域作相对移动至离开区域，如假设所述移动距离为x，其相对移动速度为V，则在相对移动控制装置(52，53)中，成立下式：

V＝K₁/x，

又，当K₁大于0，所述涂液喷头和被涂敷基片作相对移动的移动距离x，该x测为从x_s处至x_e处，该相对移动时间为t，则，由解微分方程式测得K₁：

K₁＝(dx/dt)·x。

6.如权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述装置进一步包括设置在所述涂液喷头(70)邻近、具有向被涂敷基片吹出空气流功能的空气流出头(71)，其中，一旦将液体喷至被涂敷基片上，立即将该空气流吹出至该基片上。

7.如权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述装置进一步包括使从涂液喷头喷出的液体带电的充电装置(90)。

8.如权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述涂液喷头具有正对着喷液口(27，91)设置的排气口(25，92)，并通过该排气口排出空气，以引起喷液口内液体压力和由气流在喷液口附近的空气压力之间的平衡改变，由此喷出液体。

9.如权利要求8所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述装置进一步包括设置于排气口外周的电极元件(93)，及用于对所述电极元件和喷液口内的液体之间提供电位差的电位差供应装置(90)，由此，使从涂液喷头喷出的液体带电。

10.如权利要求1所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述从涂液喷头喷出的液体为非快干型树脂溶液。

11.如权利要求1所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述欲喷出的液体为含有薄膜形成材料及溶解该薄膜形成材料的溶剂的溶液状物，所述装置进一步包括：

向喷孔供应该液体的供应源(143)；

其上置有被涂敷基片的、用旋转装置进行转动的构架(140)；及

用于加热被涂敷基片的加热装置(139)。

12.如权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述装置进一步包括：

在第一方向上移动涂液喷头的第一移动装置(142，142Z)，该第一方向定义为将所述的涂液喷头和被涂敷基片相互连接起来；及

设置于该构架上的第二移动装置(140，140x，140y)，该移动装置在垂直于第一方向的平面内，成二个互为垂直的方向上的移动构架。

13.如权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述装置进一步包括：一使被涂敷基片以第一相对速度旋转的控制装置(53)，该第一相对速度足以使液体沉积在该液体涂敷基片的表面上，以便液体可逐渐地，均匀地供至该被涂敷基片的被涂敷基片表面上，由此完成第一涂敷状态；

然后，该控制装置以大于第一相对速度的第二相对速度移动被涂敷基片，以使过多涂敷的涂敷液从第一涂敷状态中飞散出，由此在被涂敷基片上形成比第一涂敷状态更均匀的第二涂敷状态的薄膜。

14.如权利要求13所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述的涂液喷头为一静电吸引型涂液喷头，该喷头以静电力将液体从喷孔吸引向外，使液体喷出。

15.如权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述的涂液喷头为一静电吸引型涂液喷头，该喷头以静电力将液体从喷孔吸引向外，使液体喷出。

16.如权利要求9所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述液体具有不小于10⁸Ωcm的比电阻。

17.如权利要求8所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述液体以拉丝状喷涂。

18.如权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述液体由作用于其上的压力波效应喷出。

19.如权利要求1所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述涂液喷头具有多个喷液部件，这些部件由喷孔构成，且在一个方向以这样的方式排列：即喷液量向着一个方向逐渐增加，而最小喷液量的喷液部件置于所述基片的附近区域一侧。

20.如权利要求19所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述的相对移动装置使涂液喷头从该基片附近区域一侧上沉积了最小喷出量部分的状态，移向所述基片离开区域一侧。

21.如权利要求19所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述多个喷液部件为多个喷孔，该喷孔按相等间距排列，且其孔径向着离开区域一侧逐渐增加。

22.如权利要求19所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述多个喷液部件为多个喷孔，该喷孔具有相同直径，且其排列间距向着离开区域一侧逐渐变小。

23.如权利要求19所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述的多个喷液部件为多个喷孔组，所述喷孔组以相等间距排列，且其喷孔径向着离开区域一侧逐渐增加。

24.如权利要求19所述的薄膜形成装置，其特征在于，其中，所述多个喷液部件包括多个以相等间距排列、具有相同直径的喷孔，及用于控制所述喷孔喷液量的流动比率控制元件，由该控制元件，使喷液量朝着离开区域一侧，逐渐增加。