特許 7380432 ミスト発生装置、薄膜製造装置、及び薄膜製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-07

(45)【発行日】2023-11-15

(54)【発明の名称】ミスト発生装置、薄膜製造装置、及び薄膜製造方法

(51)【国際特許分類】

   B05B 17/04 20060101AFI20231108BHJP

   B05D 1/02 20060101ALI20231108BHJP

   B01J 19/08 20060101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

B05B17/04

B05D1/02 Z

B01J19/08 H

【請求項の数】 31

(21)【出願番号】P 2020096341

(22)【出願日】2020-06-02

(65)【公開番号】P2021186778

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-11-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】110000198

【氏名又は名称】弁理士法人湘洋特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 涼子

(72)【発明者】

【氏名】西 康孝

(72)【発明者】

【氏名】奥井 公太郎

【審査官】鏡 宣宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１３９０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２０２０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１６３１８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１２４１５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２４６７３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｂ １／００－１７／０８

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

Ｂ０１Ｊ １０／００－１９／３２

Ｃ２３Ｃ １４／００－１６／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を収容する容器と、
前記容器内にガスを供給するガス供給部と、
前記液体との間に前記ガスのプラズマを発生させる電極と、を備え、
前記ガス供給部のガス供給口から供給される前記ガスの供給方向と重力が働く方向とが異なる、ミスト発生装置。

【請求項2】

液体を収容する容器と、
前記容器内にガスを供給するガス供給部と、
前記液体との間に前記ガスのプラズマを発生させる電極と、を備え、
前記ガス供給部のガス供給口と液面が対向しない、ミスト発生装置。

【請求項3】

前記容器内に設けられた部材を備え、
前記部材は、前記ガス供給部のガス供給口と前記液体の液面との間であって、かつ前記ガス供給口からガス供給方向に描いた線と交差する位置に配置されている、
請求項２に記載のミスト発生装置。

【請求項4】

前記部材は板状である、
請求項３に記載のミスト発生装置。

【請求項5】

前記液体をミスト化するミスト化部を備える、
請求項１から４のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項6】

前記ガス供給部のガス供給口から供給される前記ガスの供給方向と重力が働く重力方向とのなす角が９０度から１５０度である、
請求項１から５のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項7】

ミスト化された前記液体を前記容器から排出する排出部を備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項8】

ミスト化された前記液体を前記容器から排出する排出部を備え、
前記容器は、開口部を有する収容部と、前記開口部を覆う蓋部とを備え、
前記電極と、前記ガス供給部と、前記排出部は、前記蓋部を挿通して配置されている、
請求項１から６のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項9】

前記排出部の排出口から排出される前記ガスの排出方向と重力が働く重力方向のなす角度が１２０度から１８０度である、
請求項７または８に記載のミスト発生装置。

【請求項10】

前記ガス供給部のガス供給口から供給される前記ガスの供給方向と前記排出部の排出口から排出される前記ガスの排出方向とのなす角度が３０度から１５０度である、
請求項７から９のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項11】

前記排出部は、排出口を２つ以上有する、
請求項７から１０のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項12】

前記ガス供給口は前記排出口よりも下方に設置されている
請求項９から１１のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項13】

前記ガス供給部を２つ以上有する、
請求項１から１２のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項14】

前記ガス供給口を２つ以上有する、
請求項１から１３のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項15】

前記電極を２つ以上有する、
請求項１から１４のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項16】

前記容器はプラスチックまたは金属からなる、
請求項１から１５のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項17】

前記ミスト化部は超音波振動子である、
請求項５に記載のミスト発生装置。

【請求項18】

前記電極の先端部の形状が球状である、
請求項１から１７のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項19】

前記電極の先端部の形状が針状である、
請求項１から１７のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項20】

前記ガスがヘリウム、アルゴン、キセノンのいずれかである、
請求項１から１９のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項21】

前記電極に電圧を印加する電源部を備え、
前記電源部は０．１Ｈｚ以上５０ｋＨｚ以下の周波数で電圧を印加する、
請求項１から２０のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項22】

前記電源部は２１ｋＶ以上の電圧を印加する、
請求項２１に記載のミスト発生装置。

【請求項23】

前記電源部は、電圧を印加することにより前記電極に１．１×１０^６Ｖ／ｍ以上の電界を生じさせる、
請求項２１または２２に記載のミスト発生装置。

【請求項24】

前記液体は粒子と分散媒とを含む分散液である、
請求項１から２３のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項25】

前記分散媒は、水を含む、
請求項２４に記載のミスト発生装置。

【請求項26】

前記粒子は、無機酸化物である、
請求項２４または２５に記載のミスト発生装置。

【請求項27】

前記粒子は、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウムスズ、タンタル酸カリウム、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウム、酸化タングステンのいずれか１つ以上を含む、
請求項２４から２６のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項28】

前記粒子の平均粒径は５ｎｍ～１０００ｎｍである
請求項２４から２７のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項29】

前記分散液に含まれる前記粒子の濃度は０．００１質量％～８０質量％である
請求項２４から２８のいずれか一項に記載のミスト発生装置。

【請求項30】

基板上に成膜を行う薄膜製造装置であって、
請求項１から２９のいずれか一項に記載のミスト発生装置と、
ミスト化した前記液体を所定の基板上に供給するミスト供給部と、
を有する薄膜製造装置。

【請求項31】

基板上に成膜を行う薄膜製造方法であって、
請求項１から２９のいずれか一項に記載のミスト発生装置を用いて、前記液体をミスト化する工程と、
ミスト化した前記液体を所定の基板に供給する工程と、
を備える薄膜製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ミスト発生装置、薄膜製造装置、及び薄膜製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基板に薄膜を作製する技術として特許文献１に示されるような蒸着法が用いられている。一般に成膜工程では、蒸着法の他、スパッタリング法といった真空又は減圧した環境を必要とする手法が使用される。そのため、装置が大型化し、高価であることが問題となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２６５５０８

【発明の概要】

【0004】

本発明の第１の態様は、ミスト発生装置であって、液体を収容する容器と、前記容器内にガスを供給するガス供給部と、前記液体との間に前記ガスのプラズマを発生させる電極と、を備え、前記ガス供給部のガス供給口から供給される前記ガスの供給方向と重力が働く方向とが異なる。

【0005】

本発明の第２の態様は、ミスト発生装置であって、液体を収容する容器と、前記容器内にガスを供給するガス供給部と、前記液体との間に前記ガスのプラズマを発生させる電極と、を備え、前記ガス供給部のガス供給口と液面が対向しない。

【0006】

本発明の第３の態様は、基板上に成膜を行う薄膜製造装置であって、第１から第３の態様のうちいずれか１つの態様の装置と、ミスト化した前記液体を所定の基板上に供給するミスト供給部と、を有する。

【0007】

本発明の第５の態様は、基板上に成膜を行う薄膜製造方法であって、第１から第３の態様のうちいずれか１つの態様の装置を用いて、前記液体をミスト化する工程と、ミスト化した前記液体を所定の基板に供給する工程と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図2】第１の実施形態における電極７８の先端部７９の一例を示す概略図である。図２Ａは、先端部７９Ａの形状が針状である電極７８Ａの一例であり、図２Ｂは、先端部７９Ｂに針状部分を複数有する電極７８Ａの一例であり、図２Ｃは、先端部７９Ｃの形状が球状である電極７８Ｃの一例である。

【図3】供給方向と、供給方向と重力方向とのなす角度θの一例を示す説明図である。図３Ａは、第１の実施形態のガス供給部の一例を示し、供給方向を説明する概略図である。図３Ｂはガス供給部７０Ｂの供給方向を説明する概略図である。図３Ｃは、図３Ａにおける角度θを説明するための図である。

【図4】排出方向と、排出方向と重力方向とのなす角度αの一例を示す説明図である。図４Ａは、第１の実施形態の排出部７４Ａの一例を示し、排出方向を説明する概略図である。図４Ｂは、排出部７４Ｂの排出方向を説明する概略図である。図４Ｃは、角度αを説明するための図である。

【図5】供給方向と排出方向とのなす角度βの一例を示す説明図である。図５Ａは、第１の実施形態のガス供給部７０Ｃと排出部７４Ｃとの概略図である。図５Ｂは、角度βを説明するための図である。

【図6】第１の実施形態の変形例１におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図7】第１の実施形態の変形例２におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図8】第１の実施形態の変形例３におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図9】第１の実施形態の変形例４におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図10】第１の実施形態の変形例５におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図11】第２の実施形態におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図12】第３の実施形態におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図13】第３の実施形態におけるミスト発生装置の変形例を示す概略図である。

【図14】第４の実施形態におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図15】第５の実施形態におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図16】第５の実施形態におけるミスト発生装置の変形例を示す概略図である。

【図17】第６の実施形態におけるミスト発生装置の一例を示す概略図である。

【図18】第６の実施形態におけるミスト発生装置の変形例を示す概略図である。

【図19】第７の実施形態における薄膜製造装置の構成例を示す図である。

【図20】ミスト供給部を基板側から見た斜視図の一例である。

【図21】ミスト供給部の先端部と一対の電極とをＹ軸方向から見た断面図の一例である。

【図22】高圧パルス電源部の概略構成の一例を示すブロック図である。

【図23】高圧パルス電源部で得られた電極間電圧の波形特性の一例を示す図である。

【図24】ヒーターユニットの構成例の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するため形態（以下「本実施形態」という）に係るミスト発生装置９０、ミスト発生装置９０を備える薄膜製造装置１、及び、ミスト発生装置９０を用いて薄膜を作製する薄膜製造方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するためのであり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。なお、図面中、上下左右等の位置関係は特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

【0010】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態における、ミストを発生させるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、図に示す矢印に従って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向とする。

【0011】

＜ミスト発生装置＞
図１に示すミスト発生装置９０は、外部容器９１内に、容器６２（６２Ａ）と、ガス供給部７０（７０Ａ）と、排出部７４（７４Ａ）と、電極７８（７８Ａ）と、ミスト化部８０を備える。容器６２Ａは収容部６０Ａと蓋部６１Ａを備える。収容部６０Ａには、液体が収容されている。液体は特に限られず、分散媒６４と粒子６６を含む分散液６３であることが好ましい。

【0012】

ミスト発生装置９０を用いたミスト発生の流れを説明する。まず、ガス供給部７０Ａは収容部６０Ａにガスを供給する。電極７８Ａには不図示の電源部から電圧が印加されており、電極７８Ａと分散液６３の液面（以下、単に「液面」と呼ぶことがある）との間で上述のガスがプラズマ化される。次に、ミスト化部８０により収容部６０Ａ内の分散液６３をミスト化する。ミスト化部８０は一例として超音波振動子である。容器６２Ａと外部容器９１との間は液体で満たされており、超音波振動子の振動が当該液体を介して容器６２Ａ内の分散液６３に伝わる。その結果、分散液６３がミスト化される。分散液６３のミスト化は、プラズマを発生させている間に行ってもよいし、発生させた後に行ってもよい。分散液６３のミスト化は、粒子６６の凝集を防ぐためにプラズマ照射後に行ってもよいが、粒子６６の分散性をよくするために、プラズマ照射中に行うのが好ましい。そして、ミスト化された分散液６３（以下、単に「ミスト」と呼ぶことがある）はガス供給部７０から供給されたガスとともに排出部７４から外部に排出される。

【0013】

本実施形態におけるプラズマは水面上プラズマである。水面上プラズマとは、１つ以上の電極を液体の液面に対向して配置し、電極と液体の液面との間に生じるプラズマのことである。図１では、Ｚ軸方向に沿って電極７８が液面と対向して設けられている。また、電極の数は収容部６０Ａ内で均一にプラズマを発生させるために、電極の数は１つに限らず２以上の電極を設ける構成としても良い。静止している状態の液体の液面と電極７８の間隔は３０ｍｍ以下が好ましく、５ｎｍ～１０ｍｍがより好ましい。また、発生したプラズマを分散液の液面に当てやすくするために容器６２Ａの下にグランド（Ｇ）電極（不図示）を設けても良いものとする。

【0014】

プラズマが分散液６３と接触すると、ＯＨラジカルが発生する。このＯＨラジカルが粒子の表面を修飾して粒子同士の反発を高めることで、粒子の分散性を向上させることができる。

【0015】

分散媒６４内で粒子６６を効率よく分散させるために、電圧を０．１Ｈｚ以上５０ｋＨｚ以下の周波数にて印加するとよい。下限値は１Ｈｚが好ましく、３０Ｈｚが更に好ましい。上限値は５ｋＨｚが好ましく、１ｋＨｚが更に好ましい。また、電極に印加する電圧は、２１ｋＶ（電界は１．１×１０^６Ｖ／ｍ）以上であることが好ましい。

【0016】

電極７８Ａの材料としては、特に限定されないが、銅、鉄、チタン等を用いることができる。

【0017】

図２は、第１の実施形態における電極７８の先端部７９の一例を示す概略図である。図２Ａは、先端部７９Ａの形状が針状である電極７８Ａの一例であり、図２Ｂは、先端部７９Ｂに針状部分を複数有する電極７８Ａの一例であり、図２Ｃは、先端部７９Ｃの形状が球状である電極７８Ｃの一例である。なお、電極７８Ｂ・７８Ｃは、電極７８Ａの変形例である。電極７８Ａは先端部７９Ａを有する。－Ｚ軸方向から先端部７９Ａを見たとき、プラズマ発生効率の観点から、先端部７９Ａの液面に最も近い部分の面積が小さくなることが好ましい。そのため、先端部７９Ａの形状は、針状である（図２Ａ）。また、電極の先端の形状はこれに限らない。電極７８Ｂは、針状を複数有する形状の先端部７９Ｂを有する（図２Ｂ）。また、電極７８Ｃは、球状の先端部７９Ｃを有する（図２Ｃ）。ただし、先端部の寸法、形状はこの図のとおりに限定されない。

【0018】

また、図１、図２に示される電極７８は直線形状であるが、各々屈曲していてもかまわない。

【0019】

本実施形態に係るミスト発生装置９０では、分散液６３を冷却することが好ましい。なお、ここでいう冷却は徐冷も含まれる。プラズマを接触させることにより分散液６３の温度が上昇することがある。分散液６３の温度が上昇すると、粒子６６が凝集し、分散液６３内で沈降するため、分散性を維持できなくなることがある。例えば、冷却管（図示しない）を用いることで分散液６３の温度上昇を抑制することができる。冷却は、プラズマの発生中に行っても良いし、発生後に行っても良いが、温度上昇抑制の観点から発生中に行うことがより好ましい。

【0020】

図１では、ミスト化部８０が容器６２Ａと離間して配置された例について説明したが、ミスト化部８０は容器６２Ａと直接接していても良い。ミスト化部８０で発生した熱を容器６２Ａに直接的に熱伝導することを防ぐ場合は、ミスト化部８０を容器６２Ａと離間して配置することが好ましい。また、ミスト化部８０を容器６２Ａと離間して配置する場合は、上述したように、容器６２Ａと外部容器９１との間を液体で満たすことが好ましい。このように構成することで、ミスト化部８０で発生した振動を容器６２Ａに伝播することができる。また、振動によりミスト化部に生じる熱を冷却することもできる。なお、液体は、振動を伝播できるものであればよく、水が好ましい。

【0021】

本実施形態に係る装置によって得られるミストは後述する成膜装置、及び成膜方法等に好適に使用できる。

【0022】

蓋部６１Ａは収容部６０Ａの蓋である。蓋部６１Ａはなくても良いし、あってもよい。図１に示されるミスト発生装置９０では、蓋部６１Ａはガス供給部７０Ａ、排出部７４Ａ及び、電極７８Ａが挿通されている。蓋部６１Ａは容器６２Ａを密閉するような構造でもよいし、密閉しなくてもよい。なお、蓋部６１Ａが容器６２Ａを密閉する構造であれば、容器６２Ａ内をガスで充満しやすく、プラズマの発生効率を良好にすることができる。

【0023】

収容部６０Ａは分散液６３を収容する容器である。容器の材質は特に限定されないが、ミスト化部８０で発生する振動を効率よく分散液６３に伝播させるために、材質はプラスチックや、金属でもよい。

【0024】

粒子６６は無機酸化物であることが好ましい。無機酸化物は特に限定されないが、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウムスズ、タンタル酸カリウム、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウム、酸化タングステン等であることが好ましい。これらは単独で用いても良いし、２種類以上を任意に組み合わせても良い。

【0025】

粒子６６の平均粒径は特に限定されないが、５ｎｍ～１０００ｎｍとすることができる。なお、下限値としては、１０ｎｍが好ましく、１５ｎｍがより好ましく、２０ｎｍが更に好ましく、２５ｎｍがより更に好ましい。上限値としては、８００ｎｍが好ましく、１００ｎｍがより好ましく、５０ｎｍがさらに好ましい。本明細書における平均粒径とは、動的光散乱分光法によって求められる散乱強度のメジアン径である。

【0026】

分散媒６４の種類は、特に限定されず、粒子が分散可能であればよい。分散媒としては、例えば、水、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、エタノール、メタノール等のアルコール、アセトン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホシキド（ＤＭＳＯ）、酢酸エチル、酢酸、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル（ＤＭＥ）、トルエン、四塩化炭素、ｎ－ヘキサン等、及びこれらの混合物を用いることができる。これらの中でも、分散媒は、粒子の分散性や誘電率等の観点から、分散媒として水を含むことが好ましく、水溶媒であることがより好ましい。

【0027】

分散液６３中の粒子６６の濃度は特に限定されないが、得られる分散効果等の観点から、０．００１質量％～８０質量％と以下とすることができる。なお上限値は、５０質量％が好ましく、２５質量％がより好ましく、１０質量％が更に好ましい。下限値は１質量％が好ましく、２質量％がより好ましく、３質量％が更に好ましい。

【0028】

プラズマを発生させるプラズマ源となるガスの種類は特に限定されず、公知のものを使用することができる。ガスの具体例としては、と例えば、ヘリウム、アルゴン、キセノン、酸素、窒素、空気等があげられる。これらの中でも、安定性の高いヘリウム、アルゴン、キセノンが好ましい。

【0029】

プラズマの発生時間については特に限定されないが、粒子６６を良好に分散させる観点から、発生時間の合計は２５秒～１８００秒以下とすることができる。なお、下限値は２５秒が好ましい。また、上限値は１８００秒が好ましく、９００秒がより好ましく、６００秒がさらに好ましい。またプラズマの発生ついては、連続発生（一回発生）であっても断続発生であっても良い。断続発生の場合であってもその合計発生時間は上述した照射時間であることが望ましい。

【0030】

ガス供給部７０Ａはミスト発生装置９０の外部から供給されるガスを容器６２Ａ内に導入する。ガス供給部７０Ａの形状は円筒形に限られない。ガス供給部７０Ａのガス供給口７２Ａは収容部６０Ａ内に設置されている。ガス供給口７２Ａの形状は円状に限られない。

【0031】

図３は、供給方向と、供給方向と重力方向とのなす角度θの一例を示す概略図である。図３Ａは、第１の実施形態のガス供給部７０Ａの一例を示し、供給方向を説明する概略図である。図３Ｂはガス供給部７０Ｂの供給方向を説明する概略図である。図３Ｃは、図３Ａにおける角度θを説明するための図である。

【0032】

図３Ａ及び図３Ｂを用いて、ガス供給部７０Ａ及びガス供給部７０Ｂにおいて、ガス供給口７２Ａ及びガス供給口７２Ｂから供給されるガスの供給方向について説明する。供給方向とは、ガス供給口７２からガス供給部７０を延長させた方向（延長方向）を指す。図３Ａの場合は、ガス供給部７０Ａの延長方向が＋Ｘ軸方向となり、供給方向は矢印（ａ）に示すように＋Ｘ軸方向となる。図３Ｂの場合は、ガス供給部７０Ｂの延長方向が重力方向となり、供給方向は矢印（ａ）に示すように重力方向（－Ｚ軸方向）となる。なお、矢印（ａ）はガス供給口７２の重心から供給方向に描いた線である。

【0033】

次に、図３Ｃを用いて、供給方向と重力方向（ｇ）とのなす角度θについて説明する（図３Ｃでは、図３Ａのガス供給部を用いる）。供給方向と重力方向とによってなす角度のうち、小さい角度のことを供給方向と重力方向とのなす角度θという。例えば、本実施形態の場合では、θは９０度である。

【0034】

図１に示されるミスト発生装置の場合では、矢印（ａ）（ガス供給口７２の重心から供給方向に描いた線）が最初に交差する部分は容器６２Ａの側面となり、供給されるガスの勢いが弱まる。即ち、ガス供給口７２の重心から供給方向に描いた線が最初に交差する部分が、分散液６３の液面とならないよう構成される。それにより、液面は大きく波打つことなく、安定的にプラズマを発生させることが可能である。ガスが液面に直接あたる場合は、液面が大きく波打つ。その結果、電極７８Ａが分散液６３の液面と接触し、電極７８Ａと分散液６３との間でプラズマが発生しない。

【0035】

本実施形態では、ガス供給口７２と分散液６３の液面は対向しないことが好ましい。ここで、本明細書中における「ガス供給口と分散液の液面が対向しない」とは、ガス供給口７２の重心から供給方向へ描いた線が最初に交差する部分が分散液の液面以外の部分であることを意味する。

【0036】

排出部７４Ａは収容部６０Ａ内で発生したミスト及びガスを容器６２Ａの外部に排出する。排出部７４Ａの形状は円筒形に限られない。排出部の排出口７６Ａは収容部６０Ａ内に設置されており、収容部６０Ａ内からミスト発生装置９０の外部にミスト及びガスを排出する。排出口７６Ａの形状は円状に限られない。

【0037】

図４は、排出方向と、排出方向と重力方向とのなす角度αの一例を示す概略図である。図４Ａは、第１の実施形態の排出部７４Ａの一例を示し、排出方向を説明する概略図である。図４Ｂは、排出部７４Ｂの排出方向を説明する概略図である。図４Ｃは、図４Ａにおける角度αを説明するための図である。

【0038】

図４Ａ及び図４Ｂを用いて、排出部７４Ａ及び排出部７４Ｂにおいて、排出口７６Ａ及び排出口７６Ｂから排出されるミスト及びガスの排出方向について説明する。また、排出方向とは、排出口７６から排出部７４を延長させた方向（延長方向）とは逆向きを指す。図４Ａの場合は、排出部７４Ａの延長方向の逆方向が＋Ｚ軸方向になり、排出方向は矢印（ｂ）に示すように＋Ｚ軸方向となる。図４Ｂの場合は、排出部７４Ｂの延長方向の逆方向が－Ｘ軸方向となり、排出方向は－Ｘ軸方向となる。ここで、矢印（ｂ）は排出口７６の重心から排出方向に描かれているものとする。

【0039】

次に、図４Ｃを用いて排出方向と重力方向（ｇ）とのなす角度αについて説明する（図４Ｃでは、図４Ａの排出部を用いる）。図４Ｃに示されるように、排出方向と重力方向によってなす角度のうち、小さい角度のことを排出方向と重力方向都のなす角度αという。なお、本実施形態のように、２つの方向が互いに反対方向を向いている場合、１８０度となる角度が２つあるが、このときは、いずれかの一方の角度をαとする。図４Ｃでは、重力方向から見て半時計回りの角度を用いて１８０度と定義したが、時計回りの角度を用いて１８０度と定義しても良いものとする。

【0040】

α＝１８０度の場合では、液面と排出口７６Ａが対向しているので、発生したミストは効率よく容器６２Ａの外部へと排出される。

【0041】

ガス供給口７２Ａは排出口７６Ａよりも上方または下方のいずれに設置されていてもよい。しかしながら、供給されるガスがより攪拌されやすく、均一なミストを容器６２Ａの外部へと排出するために、ガス供給口７２Ａは排出口７６Ａよりも下方に設置されていることが好ましい。

【0042】

図５は、供給方向と排出方向とのなす角度βの一例を示す説明図である。図５Ａは、第１の実施形態のガス供給部７０Ｃと排出部７４Ｃとの概略図である。図５Ｂは、角度βを説明するための図である。図５Ａに示す供給方向（ここでは矢印（ａ）で表す）と、排出方向（ここでは矢印（ｂ）で表す）を図５Ｂに図示する。図５Ｂにおいて、２つの方向によってなす角度のうち、小さい角度のことを供給方向と排出方向とのなす角度βという。なす角度βは排出部７４Ｃから排出されるガスにミストを含むような角度にすることが望ましい。そのため、なす角度βは３０度～１５０度としてもよい。上限値は１３５度としてもよく、１２０度としてもよい。下限値は６０度としてもよく、９０度がより好ましい。

【0043】

なお、図３Ａ及び図４Ａは、θ＝９０度、α＝１８０度の場合を示すものであるが、本実施形態はこれに限らない。以下に変形例を示す。

【0044】

［第１の実施形態：変形例１］
図６は、第１の実施形態の変形例１におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。以下、上述の実施形態と異なる点について説明する。なお、図６～図１８に示す実施形態及び変形例におけるミスト発生装置９０は、上述の実施形態と同様の外部容器９１と、ミスト化部８０とを備える。従って、以下に示す例において、ミスト化部８０と外部容器９１との図示を省略する。

【0045】

図６に示されるミスト発生装置９０は、ガス供給部７０Ｄを有する。ガス供給部７０Ｄは、ガス供給口７２Ｄを有し、θ＜９０度である。本変形例において、矢印（ａ）（ガス供給口７２Ｄの重心から供給方向に描いた線）が最初に交差する部分は、収容部６０Ａの側面である。容器側面にガスが衝突することで、供給されるガスの勢いが弱まり、液面を荒立たせることなく、ガスを容器６２Ａ内に供給することができる。本変形例において、矢印（ａ）が最初に交差する部分は収容部６０Ａの側面に限らず、排出部７４Ａでもよいし、電極７８Ａでもよい。

【0046】

［第１の実施形態：変形例２］
図７は、第１の実施形態の変形例２におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。図７に示すミスト発生装置９０は、ガス供給部７０Ｅ（θ＝０度）の下部に板状部材８１が設置されている。即ち、板状部材８１は、ガス供給部７０Ｅと分散液６３の液面との間に配置される。矢印（ａ）（ガス供給口７２Ｅの重心から供給方向に描いた線）が最初に交差する部分は板状部材８１になるため、供給されるガスの勢いが弱まり、液面を荒立たせることなくガスを容器６２Ａ内に供給することができる。また、θの角度は０度に限られず、矢印（ａ）が最初に接する部分が板状部材であればよい。

【0047】

［第１の実施形態：変形例３］
図８は、第１の実施形態の変形例３におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。図８に示すミスト発生装置９０は、ガス供給部７０Ｆが収容部６０Ａの側面から挿入されている。本変形例において、矢印（ａ）（ガス供給口７２Ｆの重心から供給方向に描いた線）が最初に交差する部分は電極７８Ａである。矢印（ａ）が最初に交差する部分は電極７８Ａに限らず、排出部７４Ａでもよいし、収容部６０Ａの側面でもよいし、蓋部６１Ａでもよい。

【0048】

［第１の実施形態：変形例４］
図９は、第１の実施形態の変形例４におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。図９に示すミスト発生装置９０は、排出方向と重力方向のとのなす角度αを１８０度としたまま、供給方向と重力方向とのなす角度θを９０度より大きくしたガス供給部７０Ｇを有するものである。矢印（ａ）（ガス供給口７２Ｇの重心から供給方向に描いた線）が最初に交差する部分は液面と交差しないことが望ましく、ガス供給口７２Ｇから供給されるガスは、液面に直接吹き付けられることがないので、液面が大きく揺れることを防ぐ。なす角度θは９０度～１５０度としてもよい。上限値は、１３５度としてもよく、１２０度としてもよい。下限値は１００度としてもよく、１０５度としてもよい。

【0049】

［第１の実施形態：変形例５］
図１０は、第１の実施形態の変形例５におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。図１０に示すミスト発生装置９０は、供給方向と重力方向とのなす角度θを９０度としたまま、排出方向と重力方向とのなす角度αを１８０度より小さくした排出部７４Ｄを有するものである。なす角度αは、発生したミストを効率よく収集するために１２０度～１８０度としてもよい。上限値は、１６５度としてもよく、１５０度としてもよい。下限値は１３０度としてもよく、１３５度としてもよい。

【0050】

［第２の実施形態］
図１１を用いて第２の実施形態を説明する。以下、上述の実施形態と異なる点について説明する。第２の実施形態における各構成は、特に説明しない限り、上記第１の実施形態と同様とする。

【0051】

図１１は、第２の実施形態におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。本実施形態におけるミスト発生装置９０は、２つ以上のガス供給部７０Ａを有する。図１１は、第２の実施形態に係るミスト発生装置９０における容器６２Ａ、２つのガス供給部７０Ａ、排出部７４Ａ、及び電極７８Ａの配置構成を示すものである。なお、図１１においては、ミスト化部８０の図示を省略している。

【0052】

図１１に示すミスト発生装置９０は、ガス供給部７０Ａを２つ有する構成である。ガス供給部７０Ａの数を増やすと、一度に多量のガスを容器６２Ａ内に供給することができる。１つのガス供給部７０Ａで容器６２Ａ内に多量のガスを供給しようとすると、ガスが分散液６３の液面に直接供給されていなかったとしても、局所的に流速が速いガスが供給されるため、容器６２Ａ内の気流が大きく乱れ、液面が大きく波立つ場合がある。ガス供給部７０Ａの数を増やすことで、ガスの供給量を増やしつつ、１つのガス供給部７０Ａから供給されるガスの流速の上昇を抑制することができるため、分散液６３の液面が大きく波立つのを抑制することができる。

【0053】

なお、ガス供給部７０Ａの数は２つに限らず、３つ以上あっても良い。また、本実施形態では図１１に示す構成について説明したが、これに限らず、上述した第１の実施形態で説明したガス供給部７０Ａ～７０Ｇを組み合わせて使用してもよい。

【0054】

［第３の実施形態］
図１２を用いて第３の実施形態を説明する。第３の実施形態における各構成は、特に説明しない限り、上記第１の実施形態と同様とする。

【0055】

図１２は、第３の実施形態におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。本実施形態におけるミスト発生装置９０は、２つ以上のガス供給口７２Ｈを有する。図１２は、第３の実施形態に係るミスト発生装置９０における容器６２Ａ、ガス供給部７０Ｈ、排出部７４Ａ、及び電極７８Ａの配置構成を示すものである。なお、図１２においては、ミスト化部８０の図示を省略している。

【0056】

図１２に示すミスト発生装置９０は、１つのガス供給部７０Ｈに２つのガス供給口７２Ｈ１、Ｈ２を有する構成である。１つのガス供給口７２Ｈ１（Ｈ２）で多量のガスを容器６２Ａ内に供給しようとすると、ガス供給口７２Ｈ１（Ｈ２）一つ当たりの単位時間あたりの流量が多くなる。それにより、ガスが液面に直接供給されていなかったとしても、容器６２Ａ内で局所的に流速が速いガスが供給されるため、容器６２Ａ内の気流が大きく乱れ、分散液６３の液面が大きく波打つ場合がある。１つのガス供給部７０Ｈに対して複数のガス供給口７２Ｈ１（Ｈ２）を設けることで、ガス供給口７２Ｈ１（Ｈ２）一つ当たりの単位時間当たりの流量が減る。その結果、多量のガスを容器６２Ａ内に供給する場合であっても分散液６３の液面が大きく波打つことを抑制することができる。

【0057】

ガス供給口７２Ｈ１（Ｈ２）の数は２つに限らず、３つ以上あっても良い。なお、本実施形態はこれに限らず、上述した第１の実施形態で説明したガス供給口７２を組み合わせてもよい。

【0058】

［第３の実施形態：変形例］
図１３は、第３の実施形態におけるミスト発生装置９０の変形例を示す概略図である。図１３に示すガス供給部７０Ｉは、傾きの異なる２つのガス供給口７２Ｉ１・Ｉ２を有する。なお、本変形例におけるガス供給部７０Ｉは、傾きの異なる複数のガス供給口７２Ｉを有するものであればよく、複数のガス供給口７２Ｉは、それぞれの供給方向に対して上述したなす角度θ及びなす角度βを満たしていればよい。また、さらに第２の実施形態で説明したように、複数のガス供給部７０を組み合わせても良い。

【0059】

［第４の実施形態］
図１４を用いて第４の実施形態を説明する。第４の実施形態における各構成は、特に説明しない限り、上記第１の実施形態と同様とする。本実施形態におけるミスト発生装置９０は、２つ以上の排出部７４Ａを有する。

【0060】

図１４は、第４の実施形態におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。図１４は、第４の実施形態に係るミスト発生装置９０における容器６２Ａ、ガス供給部７０Ａ、２つの排出部７４Ａ、及び電極７８Ａの配置構成を示すものである。なお、図１４においては、ミスト化部８０の図示を省略している。

【0061】

図１４に示すミスト発生装置９０は、排出部７４Ａを２つ有する構成である。排出部７４Ａの数を増やすと、一度に多量のガスを容器６２Ａ内から排出することができる。また、容器６２Ａ内で発生したミストを満遍なく排出することができる。

【0062】

なお、排出部７４Ａの数は２つに限らず、３つ以上あっても良い。本実施形態では図１４に示す構成について説明したが、これに限らず、上述した第１の実施形態から第３の実施形態において排出部７４を２つ以上設けてもよい。

【0063】

［第５の実施形態］
図１５を用いて第５の実施形態を説明する。第５の実施形態における各構成は、特に説明しない限り、上記第１の実施形態と同様とする。

【0064】

図１５は、第５の実施形態におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。本実施形態におけるミスト発生装置９０は、２つ以上の排出口７６Ｅを有する。図１５は、第５の実施形態に係るミスト発生装置９０における容器６２Ａ、ガス供給部７０Ａ、排出部７４Ｅ、及び電極７８Ａの配置構成を示すものである。なお、図１５においては、ミスト化部８０の図示を省略している。

【0065】

図１５に示すミスト発生装置９０は、１つの排出部７４Ｅに対し、２つの排出口７６Ｅ１、Ｅ２を有する構成である。１つの排出部７４Ｅで多量のガスとミストを容器６２Ａ内から排出しようとすると、排出口７６Ｅ１（Ｅ２）一つ当たりの単位時間あたりの流量が多くなる。それにより、液面が大きく波打つ場合がある。１つの排出部７４Ｅに対して複数の排出口７６Ｅ１（Ｅ２）を設けることで、排出口７６Ｅ１（Ｅ２）一つ当たりの単位時間当たりの流量が減る。その結果、液面が大きく波打つことを抑制することができる。また、異なる位置に排出口７６Ｅ１（Ｅ２）が存在するので、容器６２Ａ内で発生したミストを均一に満遍なく排出できる。

【0066】

排出口７６Ｅ１（Ｅ２）の数は２つに限らず、３つ以上あっても良い。なお、排出部７４Ｅの構成は図１５に示す構成に限られない。

【0067】

［第５の実施形態：変形例］
図１６は、第５の実施形態におけるミスト発生装置９０の変形例を示す概略図である。図１６に示す排出部７４Ｆは、傾きの異なる２つの排出口７６Ｆ１・Ｆ２を有する。なお、本変形例における排出部７４Ｆは、傾きの異なる複数の排出口７６Ｆを有するものであればよく、各々の排出口７６Ｆは、第１の実施形態で説明したように、それぞれの排出方向に対して上述した角度α及び角度βを満たしていればよい。また、第４の実施形態で説明したように、ミスト発生装置９０は、複数の排出部７４を組み合わせて用いても良い。

【0068】

［第６の実施形態］
図１７を用いて第６の実施形態を説明する。第６の実施形態における各構成は、特に説明しない限り、上記第１の実施形態と同様とする。

【0069】

図１７は、第６の実施形態におけるミスト発生装置９０の一例を示す概略図である。図１７は、第６の実施形態に係るミスト発生装置における容器６２Ｂ、ガス供給部７０Ｊ、排出部７４Ａ及び電極７８Ａの配置構成を示す図である。なお、図１７では、ミスト化部８０の図示を省略している。

【0070】

図１７に示す容器６２Ｂは、収容部６０Ｂに仕切り９４が設けられている。収容部６０Ｂ内には、２つの空間がある。分散液が収容されている空間は収容空間９６である。分散液６３が収容されていない空間は空空間９８である。収容空間９６及び、空空間９８は１つに限らず、複数あっても良い。

【0071】

ガス供給口７２Ｊは空空間９８内に設置されている。それにより、直接分散液６３にガスを吹き付けることなく、容器６２Ｂ内にガスを充填することができる。また、排出部７４Ａは収容空間９６内にある。その結果、効率よくミストを容器６２Ｂの外部へと排出することができる。なお、本実施形態は本図に示す例に限らない。

【0072】

［第６の実施形態：変形例］
図１８は、第６の実施形態におけるミスト発生装置９０の変形例を示す概略図である。図１８に示されている容器６２Ｃは段差を有する。分散液６３は段差の高さまで収容されている。段差の数は1つに限らず、複数あっても良い。

【0073】

ガス供給口７２Ｊは液面とは対向しない位置に設置されている。それにより、液面に直接ガスを供給することなく、容器６２Ｃ内をガスで充填することができる。排出口７６Ａは液面と対向する位置に設置され、発生したミストを容器６２Ｃの外部へと効率よく排出することができる。本実施形態はこれに限らず、上述した第１の実施形態から第５の実施形態のガス供給部７０と排出部７４を組み合わせて使用しても良い。

【0074】

［第７の実施形態］
＜薄膜製造装置・製造方法＞
本発明の態様のミスト発生装置９０によれば、例えば、次のような装置によって薄膜を成膜することができる。以下、図１９を用いて説明する。

【0075】

図１９は、第７の実施形態における薄膜製造装置１の構成例を示す図である。本実施形態のミスト発生部２０Ａ、ミスト発生部２０Ｂは上述のミスト発生装置９０に相当する。また、ダクト２１Ａ、２１Ｂは上述の排出部７４に相当する。

【0076】

本実施形態における薄膜製造装置１は、ロール・ツー・ロール（Roll to Roll）方式によって、可撓性のある長尺シート基板ＦＳの表面に連続的に粒子６６による薄膜を形成する。

【0077】

（装置の概略構成）
図１９では、装置本体を設置する工場の床面をＸＹ平面とし、床面と直交する方向をＺ軸方向とするように直交座標系ＸＹＺを定めている。また、図１９の薄膜製造装置１では、シート基板ＦＳの表面が常にＸＺ面と垂直になるような状態で長尺方向に搬送されるものとする。

【0078】

架台部ＥＱ１に装着された供給ロールＲＬ１には、被処理体としての長尺のシート基板ＦＳ（以下、単に基板ＦＳと呼ぶ）が、所定の長さにわたって巻かれている。架台部ＥＱ１には、供給ロールＲＬ１から引き出されたシート基板ＦＳを掛け回すローラＣＲ１が設けられ、供給ロールＲＬ１の回転中心軸とローラＣＲ１の回転中心軸は互いに平行になるようにＹ軸方向（図１９の紙面と垂直な方向）に延びて配置される。ローラＣＲ１で－Ｚ軸方向（重力方向）に折り曲げられた基板ＦＳは、エアターンバーＴＢ１でＺ軸方向に折り返され、ローラＣＲ２によって斜め上方向（ＸＹ面に対して４５度±１５度の範囲）に折り曲げられる。エアターンバーＴＢ１については、例えば、ＷＯ２０１３／１０５３１７に説明されているように、エアベアリング（気体層）によって基板ＦＳを僅かに浮上させた状態で搬送方向へ折り曲げるものである。なお、エアターンバーＴＢ１は、図示しない圧力調整部の駆動によりＺ軸方向に移動可能であって、基板ＦＳに対して非接触でテンションを付与する。

【0079】

ローラＣＲ２を通った基板ＦＳは、第１チャンバー１０のスリット状のエアシール部１０Ａを通った後、成膜本体部を収容する第２チャンバー１２のスリット状のエアシール部１２Ａを通って斜め上方向に直線的に第２チャンバー１２（成膜本体部）内に搬入される。基板ＦＳが第２チャンバー１２内を一定の速度で送られると、基板ＦＳの表面には、大気圧プラズマによってアシストされたミストデポジション法、またはミストＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって、粒子６６による膜が所定の厚さで形成される。

【0080】

第２チャンバー１２内で成膜処理を受けた基板ＦＳは、スリット状のエアシール部１２Ｂを通って第２チャンバーから退出した後、ローラＣＲ３によって－Ｚ軸方向に折り返された後、架台部ＥＱ２に設けられたローラＣＲ４で折り曲げられ、回収ロールＲＬ２に巻き上げられる。回収ロールＲＬ２とローラＣＲ４は、その回転中心軸が互いに平行になるようにＹ軸方向（図１９の紙面と垂直な方向）に延びて架台部ＥＱ２に設けられる。なお、必要であれば、エアシール部１０ＢからエアターンバーＴＢ２までの搬送路中に、基板ＦＳに付着又は含浸した不要な水成分を乾燥されるための乾燥部（加熱部）５０を設けても良い。

【0081】

図１９に示したエアシール部１０Ａ、１０Ｂ、１２Ａ、１２Ｂは、例えばＷＯ２０１２／１１５１４３に開示されているように、第１チャンバー１０、または第２チャンバー１２の外壁の内側の空間と外側の空間との間での気体（大気等）の流通を阻止しつつ、シート基板ＦＳを長尺方向に搬入、搬出させるスリット状の開口部を備える。その開口部の上端変のシート基板ＦＳの上表面（被処理面）炉の間、及び、開口部の下端辺とシート基板ＦＳの下表面（裏面）との間には、真空与圧方式のエアベアリング（静圧気体層）が形成される。そのため、成膜用のミスト気体は、第２チャンバー１２内、及び第１チャンバー１０内に留まり、外部に漏れだすことが防止される。

【0082】

ところで、本実施形態の場合、基板ＦＳの長尺方向への搬送制御とテンション制御は、回収ロールＲＬ２を回転駆動するように架台部ＥＱ２に設けられるサーボモータと、供給ロールＲＬ１を回転駆動するように架台部ＥＱ１に設けられるサーボモータとによって行われる。図１９では図示を省略してあるが、架台部ＥＱ２と架台部ＥＱ２に設けられた各サーボモータは、基板ＦＳの搬送速度を目標値にしつつ、少なくともローラＣＲ２とローラＣＲ３との間で基板ＦＳに所定のテンション（長尺方向）が与えられるように、モータ制御部によって制御される。シート基板ＦＳのテンションは、例えば、エアターンバーＴＢ１、ＴＢ２をＺ軸方向に押し上げる力を計測するロードセル等を設けることで求められる。

【0083】

また、架台部ＥＱ１（及び供給ロールＲＬ１、ローラＣＲ１）は、エアターンバーＴＢ１に至る直前のシート基板ＦＳの両側のエッジ（端部）Ｙ軸方向（シート基板ＦＳの長尺方向と直交する幅方向）変動を計測するエッジセンサーＥＳ１からの検出結果に応じて、サーボモータ等によってＹ軸方向に±数ｍｍ程度の範囲で微動する機能、すなわち、ＥＰＣ（エッジポジションコントロール）機能を備えている。これによって供給ロールＲＬ１に巻かれたシート基板にＹ軸方向の巻きムラがあった場合でも、ローラＣＲ２を通るシート基板ＦＳのＹ軸方向の中心位置は、常に一定の範囲（例えば±０．５ｍｍ）内の変動に抑えられる。従って、シート基板ＦＳは、幅方向に関して正確に位置決めされた状態で成膜本体部（第２チャンバー１２）に搬入される。

【0084】

同様に、架台部ＥＱ２（及びロールＲＬ２、ローラＣＲ４）は、エアターンバーＴＢ２を通った直後のシート基板ＦＳの両側のエッジ（端部）位置のＹ軸方向変動を計測するエッジセンサーＥＳ２からの検出結果に応じて、サーボモータ等によってＹ軸方向に±数ｍ、程度の範囲で微動するＥＰＣ機能を備えている。これによって、成膜後のシート基板ＦＳはＹ軸方向の巻きムラが防止された状態で、回収ロールＲＬ２に巻き上げられる。なお、架台部ＥＱ１及びＥＱ２、供給ロールＲＬ１、回収ロールＲＬ２、エアターンバーＴＢ１及びＴＢ２、ローラＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３、ＣＲ４は基板ＦＳをミスト供給部２２（２２Ａ・２２Ｂ）に導く搬送部としての機能を有する。

【0085】

図１９の装置では、成膜本体部（第２チャンバー１２）でのシート基板ＦＳの直線的な搬送路が、基板ＦＳの搬送進行方向に沿って４５度±１５度程度の傾斜（ここでは４５度）で高くなるようにローラＣＲ２、ＣＲ３が配置される。この搬送路の傾斜によって、ミストデポジション法やミストＣＶＤ法によってシート基板ＦＳ上に噴霧される分散液６３のミストを、シート基板ＦＳの表面上に程よく滞留させ、粒子６６の堆積効率（成膜レート、又は成膜速度とも呼ぶ）を向上させることができる。その成膜本体部の構成については後述するが、基板ＦＳが第２チャンバー１２内では長尺方向に傾斜していることから、基板ＦＳの被処理面と平行な面をＹ・Ｘｔ面とし、Ｙ・Ｘｔ面と垂直な方向をＺｔとした直交座標系Ｘｔ・Ｙ・Ｚｔを設定する。

【0086】

本実施形態では、その第２チャンバー１２内に２つのミスト供給部２２Ａ、２２Ｂが基板ＦＳの搬送方向（Ｘｔ方向）に沿って一定の間隔で設けられる。ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂは筒状に形成されており、基板ＦＳに対向した先端側にはミスト気体（ガスとミストの混合気体）Ｍｇｓを基板ＦＳに向けて噴出するためのＹ軸方向に細長く伸びたスリット状の開口部が設けられている。さらに、ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂの開口部の近傍には、非熱平衡状態の大気圧プラズマを発生させるための一対の平行なワイヤー状の電極２４Ａ、２４Ｂが設けられている。一対の電極２４Ａ、２４Ｂの各々には、高圧パルス電源部４０からのパルス電圧が所定の周波数で印加される。

【0087】

ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂ内でプラズマを発生させるプラズマ源となるガス種類は特に限定されず、公知のものを使用することができる。ガスの具体例としては、例えば、ヘリウム、アルゴン、（キセノン）、酸素、窒素等があげられる。これらの中でも、安定性の高いヘリウム、アルゴン、キセノンが好ましい。また、ミスト発生部２０Ａ、２０Ｂでプラズマの発生に用いたガスを、そのままミスト供給部２２Ａ、２２Ｂ内でプラズマの発生に用いるガスとして利用してもよい。それによって、成膜装置全体として使用するガスを減らすことが可能になり、コスト削減になる。

【0088】

また、ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂの内部空間を設定された温度に維持するためのヒーター（温調器）２３Ａ、２３Ｂがミスト供給部２２Ａ、２２Ｂの外周に設けられている。ヒーター２３Ａ、２３Ｂは温調制御部２８によって設定温度となるように制御される。

【0089】

ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂの各々には、第１のミスト発生部２０Ａ、第２のミスト発生部２０Ｂで発生した分散液６３のミスト気体Ｍｇｓが所定の流量でダクト２１Ａ、２１Ｂを介して供給される。ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂのスリット状の開口部から－Ｚｔ軸方向に向けて噴出される分散液６３のミスト気体Ｍｇｓは、所定の流量で基板ＦＳの上表面に吹き付けられるので、そのままではただちに下方（－Ｚ軸方向）に流れようとする。分散液６３のミスト気体の基板ＦＳの上表面への滞留時間を延ばすために、第２チャンバー１２内の気体はダクト１２Ｃを介して排気制御部３０によって吸引される。すなわち、第２チャンバー１２内でミスト供給部２２Ａ、２２Ｂのスリット状の開口部からダクト１２Ｃに向けた気体の流れを作ることで、分散液６３のミスト気体Ｍｇｓが基板ＦＳの上表面から直ちに下方（－Ｚ軸方向）に流れ落ちることを制御している。

【0090】

排気制御部３０は、吸引した第２チャンバー１２内の気体に含まれる粒子６６、あるいはガスを除去し、正常な気体（空気）にしてからダクト３０Ａを介して環境中に放出する。なお図１９では、ミスト発生部２０Ａ、２０Ｂを第２チャンバー１２の外側（第１チャンバー１０の内部）に設けたが、これは第２チャンバー１２の容積を小さくして、排気制御部３０による気体の吸引時に第２チャンバー１２内での気体の流れ（流量、流速、流路等）を制御しやすくするためである。もちろんミスト発生部２０Ａ、２０Ｂは第２チャンバー１２の内部に設けても良い。

【0091】

ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂの各々から分散液６３のミスト気体Ｍｇｓを使って、ミストＣＶＤ法によって基板ＦＳ上に膜を堆積する場合は、基板ＦＳを常温よりも高い温度、例えば２００℃程度に設定する必要がある。そこで、本実施形態では、基板ＦＳを挟んで、ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂの各々のスリット状の開口部と対向する位置（基板ＦＳの裏面側）に、ヒーターユニット２７Ａ、２７Ｂを設け、基板ＦＳ上の分散液６３のミスト気体Ｍｇｓが噴射される領域の温度が設定値となるように温調制御部２８によって制御する。一方、ミストデポジション法による成膜の場合は常温でもいいので、ヒーターユニット２７Ａ、２７Ｂを稼働させる必要はないが、基板ＦＳを常温よりも高い温度（例えば９０℃以下）にすることが望ましい場合は、適宜、ヒーターユニット２７Ａ、２７Ｂを稼働させることができる。

【0092】

以上で説明したミスト発生部２０Ａ、２０Ｂ、温調制御部２８、排気制御部３０、高圧パルス電源部４０、及びモータ制御部（供給ロールＲＬ１、回収ロールＲＬ２を回転駆動するサーボモータの制御系）等は、コンピュータを含む主制御ユニット１００によって統括制御される。

【0093】

（シート基板）
次に、被処理体としてのシート基板ＦＳについて説明する。上述したように、基板ＦＳは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼等の金属または合金からなる箔（フォイル）等が用いられる。樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち１または２以上を含んだものを用いてもよい。また、基板ＦＳの厚みや剛性（ヤング率）は、搬送される際に、基板ＦＳに座屈による折れ目や非可逆的なシワが生じないような範囲であればよい。電子デバイスとして、フレキシブルなディスプレイパネル、タッチパネル、カラーフィルター、電磁波防止フィルタ等を作る場合、厚みが２５μｍ～２００μｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の安価な樹脂シートが使われる。

【0094】

基板ＦＳは、例えば、基板ＦＳに施される各種処理において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数が顕著に大きくないものを選定することが望ましい。また、ベースとなる樹脂フィルムに、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素などの無機フィラーを混合すると、熱膨張係数を小さくすることもできる。また、基板ＦＳは、フロート法等で製造された厚さ１００μｍ程度の極薄ガラスの単層体、又はステンレス等の金属を薄くフィルム状に圧延した金属シートの単層体であってもよいし、この極薄ガラスや金属シートに上記の樹脂フィルム、またはアルミや銅等の金属層（箔）等を貼り合わせた積層体であってもよい。さらに、本実施形態の薄膜製造装置１を使ってミストデポジション法で成膜する場合は、基板ＦＳの温度を１００℃以下（通常は常温程度）に設定できるが、ミストＣＶＤ法で成膜する場合は、基板ＦＳの温度を１００℃～２００℃程度に設定する必要がある。その為、ミストＣＶＤ法で成膜する場合は、２００℃程度の温度でも変形、変質しない基板材料（例えば、ポリイミド樹脂、極薄ガラス、金属シート等）が使われる。

【0095】

ところで、基板ＦＳの可撓性（フレキシビリティ）とは、基板ＦＳに自重程度の力を加えても線断したり破断したりすることはなく、その基板ＦＳを撓めることが可能な性質をいう。また、自重程度の力によって屈曲する性質も可撓性に含まれる。また、基板ＦＳの材質、大きさ、厚さ、基板ＦＳ上に成膜される層構造、温度、湿度などの環境等に応じて、可撓性の程度は変わる。いずれにしろ、本実施形態による薄膜製造装置１、或いはその前後の工程を司る製造装置の搬送路内に設けられる各種の搬送用のローラ、ターンバー、回転ドラム等に基板ＦＳを正しく巻き付けた場合に、座屈して折り目がついたり、破損（破れや割れが発生）したりせずに、基板ＦＳを滑らかに搬送できれば、可撓性の範囲と言える。

【0096】

なお、図１９に示した供給ロールＲＬ１から供給される基板ＦＳは、中間工程の基板であっても良い。即ち、供給ロールＲＬ１に巻かれている基板ＦＳの表面に、電子デバイス用の特定の層構造が既に形成されていても良い。その層構造とは、ベースとなるシート基板の表面に、一定の厚みで成膜された樹脂膜（絶縁膜）や金属薄膜（銅、アルミニウム等）等の単層、又は、それらの膜による多層構造体である。また、図１９の薄膜製造装置１でミストデポジション法が適用される基板ＦＳは、例えばＷＯ２０１３／１７６２２２に開示されているように、基板の表面に感光性シランカップリング材を塗布して乾燥させた後、露光装置によって電子デバイス用のパターンの形状に応じた分布で紫外線（波長３６５ｎｍ以下）を照射して、紫外線の照射部分と未照射部分とでミスト溶液に対する親撥液性に大きな差が与えられた表面状態を有するものであっても良い。この場合、図１の薄膜製造装置１を使ったミストデポジション法によって、基板ＦＳの表面にはパターンの形状に応じてミストを選択的に付着させることができる。

【0097】

さらに、図１９の薄膜製造装置１に供給される長尺のシート基板ＦＳは、長尺の薄い金属シート（例えば厚さが０．１ｍｍ程度のＳＵＳベルト）の表面に、製造すべき電子デバイスの大きさに対応した寸法の枚葉の樹脂シート等を、金属シートの長尺方向に一定間隔で貼り付けたものであっても良い。この場合、図１９の薄膜製造装置１によって成膜される被処理体は、枚葉の樹脂シートとなる。

【0098】

次に、図１９の薄膜製造装置１の各部の構成を、図１９と共に図２０～図２４を参照して説明する。

【0099】

（ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂ）
図２０は、ミスト供給部２２Ａ（２２Ｂも同様）を座標系Ｘｔ・Ｙ・Ｚｔの－Ｚｔ側、即ち、基板ＦＳ側から見た斜視図の一例である。ミスト供給部２２Ａは、石英板によって構成され、Ｙ軸方向に一定の長さを有し、－Ｚｔ方向に向けて徐々にＸｔ方向の幅が狭まる傾斜した内壁Ｓｆａ、Ｓｆｂと、Ｘｔ・Ｚｔ面と平行な側面の内壁Ｓｆｃと、Ｙ・Ｘｔ面と平行な天板２５Ａ（２５Ｂ）とで構成される。天板２５Ａ（２５Ｂ）には、ミスト発生部２０Ａ（２０Ｂ）からのダクト２１Ａ（２１Ｂ）が開口部Ｄｈに接続され、ミスト気体Ｍｇｓがミスト供給部２２Ａ（２２Ｂ）内に供給される。ミスト供給部２２Ａ（２２Ｂ）の－Ｚｔ軸方向の先端部には、Ｙ軸方向に長さＬａに渡って細長く延びたスロット状の開口部ＳＮが形成され、その開口部ＳＮをＸｔ方向に挟むように、一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）が設けられる。従って、開口部Ｄｈを介してミスト供給部２２Ａ（２２Ｂ）内に供給されたミスト気体Ｍｇｓ（陽圧）は、スロット状の開口部ＳＮから一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）の間を通って、－Ｚｔ軸方向に一様な流量分布で噴出される。

【0100】

一対の電極２４Ａは、Ｙ軸方向に長さＬａ以上に延びたワイヤー状の電極ＥＰと、Ｙ軸方向に長さＬａ以上に延びたワイヤー状の電極ＥＧとで構成される。電極ＥＰ、ＥＧの各々は、Ｘｔ方向に所定の間隔で平行になるように、誘電体Ｃｐとして機能する円筒状の石英管Ｃｐ１、誘電体Ｃｇとして機能する石英管Ｃｇ１内に保持され、その石英管Ｃｐ１、Ｃｇ１がスロット状の開口部ＳＮの両側に位置するようにミスト供給部２２Ａ（２２Ｂ）の先端部に固定されている。石英管Ｃｐ１、Ｃｇ１は、内部に金属成分を含まないものが望ましい。また、誘電体Ｃｐ、Ｃｇは、絶縁耐圧性が高いセラミックス製の管としても良い。

【0101】

図２１は、ミスト供給部２２Ａ（２２Ｂ）の先端部と一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）とをＹ軸方向から見た断面図の一例である。本実施形態では、一例として、石英管Ｃｐ１、Ｃｇ１の外径φａを約３ｍｍ、内径φｂを約１．６ｍｍ（肉厚０．７ｍｍ）に設定し、電極ＥＰ、ＥＧはタングステン、チタン等の低抵抗の金属による直径０．５ｎｍ～１ｍｍのワイヤーで構成する。電極ＥＰ、ＥＧは、石英管Ｃｐ１、Ｃｇ１の内径の中心を直線状に通るように、石英管Ｃｐ１、Ｃｇ１のＹ方向の両端部で絶縁体によって保持される。なお、石英管Ｃｐ１、Ｃｇ１は、何れか一方のみが存在すれば良く、例えば、高圧パルス電源部４０の正極に接続される電極ＥＰは石英管Ｃｐ１で囲み、高圧パルス電源部４０の負極（接地）に接続される電極ＥＧはむき出しであっても良い。しかしながら、ミスト供給部２２Ａ（２２Ｂ）の先端部の開口部ＳＮから噴出されるミスト気体Ｍｇｓの気体成分によっては、むき出しの電極ＥＧの汚染、腐食が生じるので、両方の電極ＥＰ、ＥＧを石英管Ｃｐ１、Ｃｇ１で囲み、ミスト気体Ｍｇｓが直接に電極ＥＰ、ＥＧに触れないような構成にするのが良い。

【0102】

ここで、ワイヤー状の電極ＥＰ、ＥＧの各々は、共に基板ＦＳの表面から作動距離（ワーキングディスタンス）ＷＤの高さ位置に基板ＦＳの表面と平行に配置され、且つ、基板ＦＳの搬送方向（Ｘｔ方向）に間隔Ｌｂだけ離して配置される。間隔Ｌｂは、非熱平衡状態の大気圧プラズマを－Ｚｔ軸方向に一様な分布で安定的に継続発生させる為に、なるべく狭く設定され、一例として５ｍｍ程度に設定される。従って、ミスト供給部２２Ａ（２２Ｂ）の開口部ＳＮから噴出されるミスト気体Ｍｇｓが一対の電極間を通る際のＸｔ方向の実効的な幅（隙間）Ｌｃは、Ｌｃ＝Ｌｂ－φａとなり、外径３ｍｍの石英管を使う場合、幅Ｌｃは２ｍｍ程度になる。

【0103】

さらに、必須の構成ではないが、ワイヤー状の電極ＥＰ、ＥＧのＸｔ軸方向の間隔Ｌｂに比べて作動距離ＷＤは大きくするのが良い。これは、Ｌｂ＞ＷＤの配置関係になっていると、正極となる電極ＥＰ（石英管Ｃｐ１）と基板ＦＳとの間でプラズマが発生したり、アーク放電が生じたりする可能性があるからである。

【0104】

換言すれば、電極ＥＰ、ＥＧから基板ＦＳまでの距離である作動距離ＷＤは、電極ＥＰ、ＥＧ間の間隔Ｌｂよりも長い方が望ましい。

【0105】

しかしながら、基板ＦＳの電位を、接地極となる電極ＥＧの電位と正極となる電極ＥＰの電位との間に設定できる場合は、Ｌｂ＞ＷＤに設定することも可能である。

【0106】

なお、電極２４Ａと電極２４Ｂとがなす面は、基板ＦＳに対して平行でなくともよい。その場合、電極のうち最も基板ＦＳに近い部分から基板ＦＳまでの距離を間隔ＷＤとし、ミスト供給部２２Ａ（２２Ｂ）又は基板ＦＳの設置位置を調整する。

【0107】

本実施形態の場合、非熱平衡状態のプラズマは、一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）の最も間隔が狭い領域、即ち、図２１中の幅Ｌｃの間であってＺｔ軸方向の限られた領域ＰＡ内で強く発生する。その為、作動距離ＷＤを小さくすることは、ミスト気体Ｍｇｓが非熱平衡状態のプラズマの照射を受けてから基板ＦＳの表面に達するまでの時間を短くできることになり、成膜レート（単位時間当りの堆積膜厚）の向上が期待できる。図２１において、ワイヤー状の電極ＥＰ、ＥＧのＸｔ方向の間隔Ｌｂはプラズマ発生効率の観点から１０μｍ～２０ｍｍとしてもよく、下限値は０．１ｍｍが好ましく、１ｍｍが更に好ましい。上限値は１５ｍｍが好ましく、１０ｍｍがさらに好ましい。

【0108】

一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）の間隔Ｌｂ（又は幅Ｌｃ）と作動距離ＷＤを変えない場合、成膜レートは、電極ＥＰ、ＥＧ間に印加されるパルス電圧のピーク値と周波数、ミスト気体Ｍｇｓの開口部ＳＮからの噴出流量（速度）、ミスト気体Ｍｇｓに含まれる成膜用の特定物質（粒子、分子、イオン等）の濃度、或いは、基板ＦＳの裏面側に配置されるヒーターユニット２７Ａ（２７Ｂ）による加熱温度等によって変化する為、これらの条件は、基板ＦＳ上に成膜される特定物質の種類、成膜の厚み、平坦性等の状態に応じて、主制御ユニット１００により適宜調整される。

【0109】

（高圧パルス電源部４０）
図２２は、高圧パルス電源部４０の概略構成の一例を示すブロック図であり、可変直流電源４０Ａと高圧パルス生成部４０Ｂとで構成される。可変直流電源４０Ａは、１００Ｖ又は２００Ｖの商用交流電源を入力して、平滑化された直流電圧Ｖｏ１を出力する。電圧Ｖｏ１は、例えば０Ｖ～１５０Ｖの間で可変とされ、次段の高圧パルス生成部４０Ｂへの供給電源となるため、１次電圧とも呼ぶ。高圧パルス生成部４０Ｂ内には、ワイヤー状の電極ＥＰ、ＥＧ間に印加する高圧パルス電圧の周波数に対応したパルス電圧（ピーク値がほぼ１次電圧Ｖｏ１の矩形状の短パルス波）を繰り返し生成するパルス発生回路部４０Ｂａと、そのパルス電圧を受けて立上り時間とパルス持続時間が極めて短い高圧パルス電圧を電極間電圧Ｖｏ２として生成する昇圧回路部４０Ｂｂとが設けられる。

【0110】

パルス発生回路部４０Ｂａは、１次電圧Ｖｏ１を周波数ｆで高速にターンオン／ターンオフする半導体スイッチング素子等で構成される。その周波数ｆは数ＫＨｚ以下に設定されるが、スイッチングによるパルス波形の立上り時間／降下時間は数十ｎＳ以下、パルス時間幅は数百ｎＳ以下に設定される。昇圧回路部４０Ｂｂは、そのようなパルス電圧を２０倍程度に昇圧するもので、パルストランス等で構成される。

【0111】

これらのパルス発生回路部４０Ｂａ、昇圧回路部４０Ｂｂは一例であって、最終的な電極間電圧Ｖｏ２として、ピーク値が２０ｋＶ程度、パルスの立上り時間が１００ｎＳ程度以下、パルス時間幅が数百ｎＳ以下のパルス電圧を、数ｋＨｚ以下の周波数ｆで連続して生成できるものであれば、どのような構成のものでも良い。なお、電極間電圧Ｖｏ２が高ければ高いほど、図２０に示した一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）間の間隔Ｌｂ（及び幅Ｌｃ）を広くすることが可能となり、基板ＦＳ上のミスト気体Ｍｇｓの噴射領域をＸｔ方向に広げて、成膜レートを上げることが可能となる。

【0112】

また、一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）間での非熱平衡状態のプラズマの発生状態を調整する為に、可変直流電源４０Ａは、主制御ユニット１００からの指令に応答して１次電圧Ｖｏ１（即ち電極間電圧Ｖｏ２）を変更するような機能を備えると共に、高圧パルス生成部４０Ｂは、主制御ユニット１００からの指令に応答して一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）間に印加されるパルス電圧の周波数ｆを変更するような機能を備える。

【0113】

図２３は、図２２のような構成の高圧パルス電源部４０で得られた電極間電圧Ｖｏ２の波形特性の一例であり、縦軸は電圧Ｖｏ２（ｋＶ）を、横軸は時間（μＳ）を表す。図２３の特性は、１次電圧Ｖｏ１が１２０Ｖ、周波数ｆが１ｋＨｚの場合に得られる電極間電圧Ｖｏ２の１パルス分の波形を示し、ピーク値として約１８ｋＶのパルス電圧Ｖｏ２が得られる。さらに、最初のピーク値（１８ｋＶ）の５％から９５％までの立上り時間Ｔｕは、約１２０ｎＳである。また、図２２の回路構成では、最初のピーク値の波形（パルス時間幅は約４００ｎＳ）の後の２μＳまでの間にリンギング波形（減衰波形）が生じているが、この部分の電圧波形では非熱平衡状態のプラズマやアーク放電の発生には至らない。

【0114】

先に例示した電極の構成例、外径３ｍｍ、内径１．６ｍｍの石英管Ｃｐ１、Ｃｇ１でカバーされた電極ＥＰ、ＥＧを、間隔Ｌｂ＝５ｍｍで設置する場合、図２３に示した最初のピーク値の波形部分が周波数ｆで繰り返されることによって、一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）間の領域ＰＡ（図２１）内に非熱平衡状態の大気圧プラズマが安定に継続的に発生する。

【0115】

（ヒーターユニット２７Ａ、２７Ｂ）
図２４は、図１９中のヒーターユニット２７Ａ（２７Ｂも同様）の構成の一例を示す断面図である。シート基板ＦＳは長尺方向（Ｘｔ軸方向）に一定の速度（例えば、毎分数ｍｍ～数ｃｍ）で連続搬送される為、ヒーターユニット２７Ａ（２７Ｂ）の上面がシート基板ＦＳの裏面と接触した状態では、基板ＦＳの裏面に傷を付けるおそれがある。そこで、本実施形態では、ヒーターユニット２７Ａ（２７Ｂ）の上面と基板ＦＳの裏面との間に、数μｍ～数十μｍ程度の厚みでエアベアリングの気体層を形成し、非接触状態（或いは低摩擦状態）で基板ＦＳを送るようにする。

【0116】

ヒーターユニット２７Ａ（２７Ｂ）は、基板ＦＳの裏面に対向配置されたベース基台２７０と、その上（Ｚｔ軸方向）の複数ヶ所に設けられる一定高さのスペーサ２７２と、複数のスペーサ２７２の上に設けられる平坦な金属製のプレート２７４と、複数のスペーサ２７２の間であって、ベース基台２７０とプレート２７４との間に配置される複数のヒーター２７５とで構成される。

【0117】

複数のスペーサ２７２の各々には、プレート２７４の表面まで貫通する気体の噴出孔２７４Ａと、気体を吸引する吸気孔２７４Ｂとが形成されている。各スペーサ２７２内を貫通する噴出孔２７４Ａは、ベース基台２７０内に形成された気体流路を介して、気体の導入ポート２７１Ａにつながれ、各スペーサ２７２内を貫通する吸気孔２７４Ｂは、ベース基台２７０内に形成された気体流路を介して、気体の排気ポート２７１Ｂにつながれる。導入ポート２７１Ａは加圧気体の供給源につながれ、排気ポート２７１Ｂは真空圧を作る減圧源につながれる。

【0118】

プレート２７４の表面で、噴出孔２７４Ａと吸気孔２７４ＢとはＹ・Ｘｔ面内で近接して設けられているため、噴出孔２７４Ａから噴出した気体は直ちに吸気孔２７４Ｂに吸引される。これによって、プレート２７４の平坦な表面と基板ＦＳの裏面との間に、エアベアリングの気体層が形成される。基板ＦＳが長尺方向（Ｘｔ軸方向）に所定のテンションを伴って搬送されている場合、基板ＦＳはプレート２７４の表面に倣って平坦な状態を保つ。

【0119】

併せて、複数のヒーター２７５の発熱によって温められるプレート２７４の表面と基板ＦＳの裏面とのギャップは、わずかに数μｍ～数十μｍ程度であるので、基板ＦＳはプレート２７４の表面からの輻射熱によって、直ちに設定温度まで加熱される。その設定温度は、図１９に示した温調制御部２８によって制御される。

【0120】

また、基板ＦＳの裏面からだけでなく、上面（被処理面）側からも加熱する必要がある場合は、基板ＦＳの上面と所定のギャップで対向する加熱プレート（図２４中のプレート２７４とヒーター２７５のセット）２７Ｃが、基板ＦＳの搬送方向に関してミスト気体Ｍｇｓの噴射領域の上流側に設けられる。

【0121】

以上のように、ヒーターユニット２７Ａ（２７Ｂ）は、ミスト気体Ｍｇｓの噴射を受ける基板ＦＳの一部分を加熱する温調機能と、基板ＦＳをヘアベアリング方式で浮上させて平坦に支持する非接触（低摩擦）支持機能とを併せ持っている。図２３に示した基板ＦＳの上面と一対の電極２４Ａ（２４Ｂ）とのＺｔ方向の作動距離ＷＤは、成膜時の膜厚の均一性を維持する為に、基板ＦＳの搬送中も一定に保つのが望ましい。図２４のように、本実施形態のヒーターユニット２７Ａ（２７Ｂ）は、真空与圧型のエアベアリングで基板ＦＳを支持するので、基板ＦＳの裏面とプレート２７４の上面とのギャップがほぼ一定に保たれ、基板ＦＳのＺｔ方向への位置変動が抑えられる。

【0122】

以上、本実施形態（図１９～図２４）の構成による薄膜製造装置１において、基板ＦＳを長尺方向に一定速度で搬送した状態で、高圧パルス電源部４０を作動させて一対の電極２４Ａ、２４Ｂ間に非熱平衡状態の大気圧プラズマを発生させ、ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂの開口部ＳＮからミスト気体Ｍｇｓを所定の流量で噴出する。大気圧プラズマが発生する領域ＰＡ（図２１）を通ったミスト気体Ｍｇｓは基板ＦＳに噴射され、ミスト気体Ｍｇｓのミストに含有される特定物質が基板ＦＳ上に連続的に堆積される。

【0123】

本実施形態では、基板ＦＳの搬送方向に２つのミスト供給部２２Ａ、２２Ｂを並べることによって、基板ＦＳ上に堆積される特定物質の薄膜の成膜レートが約２倍に向上する。従って、ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂを基板ＦＳの搬送方向に増やすことによって、成膜レートはさらに向上する。

【0124】

なお、本実施形態では、ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂの各々に対して個別にミスト発生部２０Ａ、２０Ｂを設け、個別にヒーターユニット２７Ａ、２７Ｂを設けたので、ミスト供給部２２Ａの開口部ＳＮから噴出されるミスト気体Ｍｇｓと、ミスト供給部２２Ｂの開口部ＳＮから噴出されるミスト気体Ｍｇｓとの特性（前駆体ＬＱの特定物質の含有濃度、ミスト気体の噴出流量や温度等）を異ならせたり、基板ＦＳの温度を異ならせたりすることができる。ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂの各々の開口部ＳＮから噴出されるミスト気体Ｍｇｓの特性や、基板ＦＳの温度を異ならせることによって、成膜状態（膜厚、平坦性等）を調整することができる。

【0125】

図１９の薄膜製造装置１は、単独にロール・ツー・ロール（Roll to Roll）方式で基板ＦＳを搬送するので、成膜レートは基板ＦＳの搬送速度の変更によっても調整可能である。しかしながら、図１９のような薄膜製造装置１で成膜される前に基板ＦＳに下地処理等を施す前工程用装置、或いは、成膜された基板ＦＳに直ちに感光レジストや感光性シランカップリング材等の塗布処理等を施す後工程用装置が接続されていると、基板ＦＳの搬送速度を変更することが難しい場合がある。そのような場合でも、本実施形態による薄膜製造装置１では、設定された基板ＦＳの搬送速度に適するように、成膜状態を調整することができる。

【0126】

もちろん、１つのミスト発生部２０Ａで生成させたミスト気体Ｍｇｓを、２つのミスト供給部２２Ａ、２２Ｂ、或いはそれ以上のミスト供給部の各々に分配供給するようにしても良い。

【0127】

なお、本実施形態では、基板ＦＳに対してＺｔ軸方向からミスト気体Ｍｇｓを供給する構成について説明したが、これに限られず、基板ＦＳに対して－Ｚｔ方向からミスト気体Ｍｇｓを供給する構成としてもよい。基板に対してＺｔ方向からミスト気体Ｍｇｓを供給する構成の場合、ミスト供給部２２Ａ、２２Ｂ内に溜まった液滴が基板ＦＳに落下する可能性があるが、基板ＦＳに対して－Ｚｔ軸方向からミスト気体Ｍｇｓを供給する構成とすることでこれを抑制することができる。どちらの方向からミスト気体Ｍｇｓを供給するかは、ミスト気体Ｍｇｓの供給量や、その他の製造条件に応じて適宜決定すればよい。

【符号の説明】

【0128】

１：薄膜製造装置、１０：第１チャンバー、１０Ａ・１０Ｂ：エアシール部、１２：第２チャンバー、１２Ａ・１２Ｂ：エアシール部、１２Ｃ：ダクト、２０Ａ・２０Ｂ：ミスト発生部、２１Ａ・２１Ｂ：ダクト、２２Ａ・２２Ｂ：ミスト供給部、２３Ａ・２３Ｂ：ヒーター、２４Ａ・２４Ｂ：電極、２５Ａ・２５Ｂ：天板、２７Ａ・２７Ｂ・２７Ｃ：ヒーターユニット、２８：温調制御部、３０：排気制御部、３０Ａ：ダクト、４０：高圧パルス電源部、４０Ａ：可変直流電源、４０Ｂ：高圧パルス生成部、４０Ｂａ：パルス発生回路部、４０Ｂｂ：昇圧回路部、５０：乾燥部、６０・６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ：収容部、６１・６１Ａ・６１Ｂ・６１Ｃ：蓋部、６２・６２Ａ・６２Ｂ・６２Ｃ：容器、７０Ａ・７０Ｂ・７０Ｃ・７０Ｄ・７０Ｅ・７０Ｆ・７０Ｇ・７０Ｈ・７０Ｉ・７０Ｊ：ガス供給部、７２・７２Ａ・７２Ｂ・７２Ｃ・７２Ｄ・７２Ｅ・７２Ｆ・７２Ｇ・７２Ｈ・７２Ｉ・７２Ｊ：ガス供給口、７４・７４Ａ・７４Ｂ・７４Ｃ・７４Ｄ・７４Ｅ・７４Ｆ：排出部、７６・７６Ａ・７６Ｂ・７６Ｃ・７６Ｄ・７６Ｅ１・７６Ｅ２・７６Ｆ１・７６Ｆ２：排出口、７８・７８Ａ・７８Ｂ・７８Ｃ：電極、７９・７９Ａ・７９Ｂ・７９Ｃ：先端部、８０：ミスト化部、８１：板状部材、９０：ミスト発生装置、９１：外部容器、９４：仕切り、９６：収容空間、９８：空空間、１００：主制御ユニット、２７０：ベース基台、２７１Ａ：導入ポート、２７１Ｂ：排気ポート、２７２：スペーサ、２７４：プレート、２７４Ａ：噴出孔、２７４Ｂ：吸気孔、２７５：ヒーター、Ｃｇ・Ｃｐ：誘電体、Ｃｇ１・Ｃｐ１：石英管、ＣＲ１・ＣＲ２・ＣＲ３・ＣＲ４：ローラ、Ｄｈ：開口部、ＥＧ・ＥＰ・ＥＰ１・ＥＰ２：電極、ＥＱ１・ＥＱ２：架台部、ＥＳ１・ＥＳ２：エッジセンサー、ＦＳ：基板、Ｌａ・Ｌｂ・Ｌｃ：間隔、Ｍｇｓ：ミスト気体、ＰＡ：領域、ＲＬ１：供給ロール、ＲＬ２：回収ロール、Ｓｆａ・Ｓｆｂ・Ｓｆｃ：内壁、ＳＮ：開口部、ＴＢ１・ＴＢ２：エアターンバー、Ｔｕ：時間、Ｖｏ１・Ｖｏ２：電圧、ＷＤ：間隔、φａ：外径、φｂ：内径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】