[發(fā)明專利]薄膜的成膜方法和成膜裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480007385.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN105377451B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佐守真悟;高瀨慎一;菅原聰;長(zhǎng)江亦周;姜友松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社新柯隆
• 主分類號(hào): B05D3/00
• 分類號(hào): B05D3/00;B05C9/10
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 龐東成,褚瑤楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能夠在真空中形成薄膜的成膜方法和裝置。薄膜包括例如有機(jī)膜、無(wú)機(jī)膜等。

背景技術(shù)

已知使用涂布法、浸漬法等濕式法作為在基板的表面上形成薄膜、例如有機(jī)膜、無(wú)機(jī)膜的成膜方法。例如，專利文獻(xiàn)1中提出了一種成膜方法，其中，在大氣中，在玻璃、塑料等基板的表面上刻出深度10～400nm的刻痕(劃痕)，使其具有規(guī)定方向的條紋狀的精細(xì)凹凸面，之后通過(guò)涂布按規(guī)定組成制作的涂布液(稀釋溶液)并使其干燥，從而在所述精細(xì)凹凸面上形成規(guī)定組成的防污膜(有機(jī)膜)。此外，專利文獻(xiàn)2中提出了一種成膜方法，其中，將氧化鈦粒子混合于水中形成懸濁液，進(jìn)一步調(diào)整為特定的pH后，將該懸濁液涂布在支撐體上并使其干燥，由此形成無(wú)機(jī)氧化鈦膜(無(wú)機(jī)膜)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平9-309745號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平6-293519號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

濕式法中所用的涂布液、懸濁液使用的是溶質(zhì)濃度低的稀溶液。因此，加熱干燥后得到的膜的密度低，隨之存在形成的膜的功能容易消失的問題。例如，在以濕式法進(jìn)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，有時(shí)其防油性消失。

與此相對(duì)，也考慮使用真空蒸鍍法(干式法)在基板上形成薄膜的成膜方法，使用該方法的情況下，成膜時(shí)需要形成高真空條件，需要高價(jià)的真空排氣系統(tǒng)。其結(jié)果是難以實(shí)現(xiàn)低成本下的成膜。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以提供一種成膜方法和裝置，其能夠以低成本成膜出具備耐久性的薄膜。

用于解決問題的手段

在本發(fā)明中所謂“排出”是指液體直接以液體狀態(tài)噴出?！芭懦觥币舶ㄊ挂后w分散噴出的“噴霧”。此外，在“排出”中，噴出前后液體中的原料的物理狀態(tài)、化學(xué)狀態(tài)沒有變化。所以，“排出”的原理與原料的物理狀態(tài)由液體或固體變化為氣體的蒸鍍、原料的化學(xué)狀態(tài)發(fā)生變化的CVD的原理不同。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在基于構(gòu)成溶液的2種以上材料的蒸汽壓(P1，P2，P3…)而設(shè)定的特定的壓力(Pc)的氣氛下排出溶液時(shí)，即使該溶液的溶質(zhì)濃度低(即，即使排出的溶液為稀溶液)，也能成膜出具備耐久性的薄膜。此外還發(fā)現(xiàn)，使溶液排出的上述特定壓力Pc多數(shù)屬于中真空或低真空的區(qū)域，所以與成膜時(shí)需要形成高真空條件的蒸鍍法相比較，能夠以低成本成膜出具備耐久性的薄膜，從而完成了本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的第1觀點(diǎn)(第1發(fā)明)可以提供一種具備以下構(gòu)成的薄膜的成膜方法。該成膜方法以在真空中于基板上形成薄膜為前提。于是，其特征在于，溶液含有2種以上的材料(例如，第1材料(S1)、第2材料(S2)、第3材料(S3)、…等。下同。)，在基于構(gòu)成該溶液的各材料(例如，S1、S2、S3、…等。下同。)的蒸汽壓(例如，P1、P2、P3、…等。下同。)而設(shè)定的壓力(Pc)的氣氛下，將該溶液排出至基板上。

根據(jù)本發(fā)明的第2觀點(diǎn)(第2發(fā)明)，可以提供一種具備以下構(gòu)成的薄膜的成膜裝置。該成膜裝置以用于在真空中于基板上形成薄膜為前提，其包括：作為成膜對(duì)象的基板配置于內(nèi)部的真空容器、對(duì)真空容器內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣單元、儲(chǔ)藏含有2種以上材料的溶液的儲(chǔ)藏容器、將所述溶液排出至配置于真空容器內(nèi)部的基板上的噴嘴。其特征在于，所述成膜裝置構(gòu)成為：真空容器內(nèi)的壓力達(dá)到基于構(gòu)成所述溶液的各材料的蒸汽壓而設(shè)定的壓力(Pc)時(shí)，將所述溶液從噴嘴排出至基板上。

在本發(fā)明(第1發(fā)明和第2發(fā)明)中，構(gòu)成排出至基板上的溶液的各材料包括第1材料(S1)和具有高于該S1的蒸汽壓(P1)的蒸汽壓(P2)的第2材料(S2)時(shí)，優(yōu)選排出溶液的氣氛下的壓力(Pc)高于P1且低于P2。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，即使將排出溶液的氣氛下的壓力(Pc)設(shè)為P1以下或P2以上，也能夠成膜出被認(rèn)為實(shí)用上具備耐久性的薄膜。

在第2發(fā)明中，作為成膜對(duì)象的基板可以配置于真空容器內(nèi)部的下方(即，垂直方向的下方)、真空容器內(nèi)部的側(cè)方(即，水平方向的側(cè)方)。對(duì)于噴嘴的前端(排出部)，基板設(shè)置于真空容器內(nèi)部的下方時(shí)，只要其設(shè)置成可以將溶液朝下(垂直或傾斜)排出(以下也簡(jiǎn)稱為“溶液的排出方向朝下”。)即可，此外，基板配置于真空容器內(nèi)部的側(cè)方時(shí)，只要設(shè)置成可以將溶液朝橫向(水平或傾斜)排出即可(以下也簡(jiǎn)稱為“溶液的排出方向朝橫向”)。即，在第2發(fā)明中，對(duì)排出部的設(shè)定位置沒有限定。

第1發(fā)明中也是同樣的，溶液的排出方向朝下、朝橫向任意一個(gè)均可。