(57)【要約】【課題】スプレイノズルから機能材料を吐出して成膜する成膜装置において、機能材料の変更に伴う機能材料の廃棄量を少量に抑える。【解決手段】成膜装置は、プレート２１（成膜対象物）を設置するテーブル２０（設置部）と、テーブル２０に対し相対移動可能な可動部材３５と、可動部材３５に取り付けられ、機能材料をプレート２１に向けて吐出することでプレート２１上で成膜させるスプレイノズル４１と、スプレイノズル４１と一体的に移動し得るように可動部材３５に取り付けられ、スプレイノズル４１に機能材料を圧送するシリンジポンプ４５（ポンプ）と、シリンジポンプ４５とスプレイノズル４１とを接続する供給路７０とを備えている。【選択図】図１
2014200748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜対象物を設置する設置部と、
前記設置部に対し相対移動可能な可動部材と、
前記可動部材に取り付けられ、機能材料を前記成膜対象物に向けて吐出することで前記成膜対象物上で成膜させるスプレイノズルと、
前記スプレイノズルと一体的に移動し得るように前記可動部材に取り付けられ、前記スプレイノズルに機能材料を圧送するポンプと、
前記ポンプと前記スプレイノズルとを接続する供給路とを備えていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記ポンプが、シリンジポンプであることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記シリンジポンプを構成するピストンと、
前記ピストンを駆動するボールネジ機構とを備えていることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記供給路の途中に設けられた三方切換弁と、
前記三方切換弁の流入ポートに接続され、機能材料を貯留する貯留容器とを備え、
前記三方切換弁の流出ポートに、前記供給路のうち前記スプレイノズル側の領域が接続され、
前記三方切換弁の流入出共用ポートに、前記供給路のうち前記シリンジポンプ側の領域が接続されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記設置部を第１モータの駆動によって直線移動させる第１アクチュエータと、
前記スプレイノズルと前記ポンプを、第２モータの駆動により、前記設置部の移動方向と直交する方向に直線移動させる第２アクチュエータとを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータのうち少なくとも一方の前記アクチュエータは、ボールネジ機構を備えて構成されていることを特徴とする請求項５記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電子デバイスにおいてスパッタリング法により成膜する技術が開示されている。電子デバイスにおける成膜方法としては、スパッタリング法の他に、メッキ、スピンコート、蒸着、ＣＶＤ（化学的気相法）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０３０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子デバイスにおける成膜方法として広く用いられている上記の方法は、大掛かりな設備が必要であるため、例えば大学の狭い研究室における成膜の実験のように、スペース的な制約がある場合には、適用が困難である。この対策としては、小型のスプレイノズルを用いる方法が考えられる。具体的には、スプレイノズルを、アクチュエータに取り付けることにより成膜対象物に対して相対移動可能に設け、成膜に必要な機能材料を、供給装置によってスプレイノズルに供給し、スプレイノズルから機能材料を吐出すればよい。供給装置は、機能材料を貯留する容器と、容器内の機能材料をスプレイノズル側へ圧送するポンプと、ポンプとスプレイノズルとを繋ぐ供給ホースとを備えて構成される。
【０００５】
成膜実験においては、機能材料の種類を変更することがあり、この場合は、ポンプとスプレイノズルとの間の供給ホース内に残留している機能材料を廃棄することになる。成膜実験では、成膜の膜厚や機能材料の種類等の成膜条件に応じてスプレイノズルの位置を移動させる必要があるので、供給ホースは、スプレイノズルの移動を妨げないように十分長く確保している。そのため、機能材料の種類を変更する場合には、供給ホース内の廃棄される機能材料の量も多くなる。
【０００６】
このような成膜実験に用いられる機能材料の多くは、新たに開発された高価な材料であることから、廃棄される機能材料の量を極力少なく抑えることが好ましい。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、スプレイノズルから機能材料を吐出して成膜する成膜装置において、機能材料の変更に伴う機能材料の廃棄量を少量に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の成膜装置は、
成膜対象物を設置する設置部と、
前記設置部に対し相対移動可能な可動部材と、
前記可動部材に取り付けられ、機能材料を前記成膜対象物に向けて吐出することで前記成膜対象物上で成膜させるスプレイノズルと、
前記スプレイノズルと一体的に移動し得るように前記可動部材に取り付けられ、前記スプレイノズルに機能材料を圧送するポンプと、
前記ポンプと前記スプレイノズルとを接続する供給路とを備えているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
この構成によれば、スプレイノズルとポンプが共通の可動部材に取り付けられ、スプレイノズルを成膜対象物に対して移動させる時にはポンプもスプレイノズルと一体に移動するので、ポンプからスプレイノズルに至る機能材料の供給路の長さを、短くすることができる。したがって、機能材料の変更に伴って供給路内に残留する機能材料を廃棄する際には、その廃棄量が少量に抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の成膜装置の正面図
【図２】成膜装置の平面図
【図３】成膜装置の側面図
【図４】図１の部分拡大図
【図５】図２の部分拡大図
【図６】図３の部分拡大図
【図７】供給装置の作動とアクチュエータの作動のタイミングをあらわすタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（１）本発明の成膜装置は、
前記ポンプが、シリンジポンプであってもよい。
この構成によれば、シリンジポンプからスプレイノズルへ機能材料を供給する際に脈動が生じないので、スプレイノズルへの機能材料の供給量を安定させることができる。
【００１１】
（２）本発明の成膜装置は、
前記シリンジポンプを構成するピストンと、
前記ピストンを駆動するボールネジ機構とを備えていてもよい。
この構成によれば、エアの供給によってピストンを駆動する場合に比べて、ピストンの移動量を安定させることができるので、スプレイノズルに対する機能材料の供給量を、より安定させることができる。
【００１２】
（３）本発明の成膜装置は、
前記供給路の途中に設けられた三方切換弁と、
前記三方切換弁の流入ポートに接続され、機能材料を貯留する貯留容器とを備え、
前記三方切換弁の流出ポートに、前記供給路のうち前記スプレイノズル側の領域が接続され、
前記三方切換弁の流入出共用ポートに、前記供給路のうち前記シリンジポンプ側の領域が接続されていてもよい。
この構成の技術的意義は次の通りである。シリンジポンプにおける流入部と流出部を別々に設ける場合には、流入部と流出部の双方に逆止弁を設ける必要があるため、シリンジポンプが大型化したり構造が複雑になったりする。これに対し、上記構成によれば、三方切換弁を設けたことにより、シリンジポンプにおける機能材料の流入部と流出部を共用できるだけでなく、逆止弁も不要となるので、シリンジポンプの小型化や構造の簡素化を図ることが可能である。
【００１３】
（４）本発明の成膜装置は、
前記設置部を第１モータの駆動によって直線移動させる第１アクチュエータと、
前記スプレイノズルと前記ポンプを、第２モータの駆動により、前記設置部の移動方向と直交する方向に直線移動させる第２アクチュエータとを備えていてもよい。
この構成の技術的意義は、次の通りである。設置部と、スプレイノズル及びポンプとを、二次元方向に相対変位させる手段としては、設置部を固定しておき、スプレイノズルとポンプを、２つのモータとアクチュエータによって二次元方向へ移動させる方法がある。この場合、一方のモータで移動させる移動部材に、他方のモータを取り付けるため、移動部材の全体としての重量が大きくならざるを得ない。そのため、一方のモータを出力の大きいものにする必要があるだけでなく、移動部材を案内するガイド構造も大掛かりとなり、成膜装置が全体として大型化したり大重量化したりすることが懸念される。これに対し、上記構成によれば、二次元方向に相対変位させる２つの変位対象物を、夫々、別々のモータで互いに異なる方向へ直線移動させるようにしているので、一方のモータが他方のモータを含む重たい移動部材を移動させる必要がなく、成膜装置の小型化と軽量化を図ることができる。
【００１４】
（５）本発明の成膜装置は、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータのうち少なくとも一方の前記アクチュエータは、ボールネジ機構を備えて構成されていてもよい。
この構成によれば、設置部とスプレイノズル及びポンプを、高い精度で移動させることができる。また、アクチュエータの設置スペースは、設置部の移動ストローク又は、スプレイノズル及びポンプの移動ストロークとほぼ同じ範囲内に収まるので、成膜装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図７を参照して説明する。本実施例の成膜装置は、有機太陽電池、有機ＥＬ等の電子デバイスにおいて各種機能材料を用いて成膜するための装置であり、例えば大学の研究室のようにスペース的な制約がある環境下において、少量の機能材料を用いた狭小範囲の成膜実験等で用いることを想定したものである。
【００１６】
成膜装置は、成膜対象物である薄板状のプレート２１上に、スプレイノズル４１を用いて機能材料を噴霧することにより成膜を行う。成膜装置は、基台１０と、プレート２１を水平に載置して固定するためのテーブル２０（請求項に記載の設置部）と、第１アクチュエータ１３と、昇降機構２２と、第２アクチュエータ２９と、スプレイ装置４０とを備えて構成されている。
【００１７】
＜基台１０＞
図２に示すように、基台１０は、前後左右の枠材１１を方形に組み付けて構成されている。基台１０を構成する１つの枠材１１で囲まれた方形空間には、その全領域を覆うように不織布からなる受け部１２が設けられている。受け部１２は、スプレイされた機能材料のうちプレート２１に塗着しなかった余剰分を受け止めるためのものである。尚、以下の説明において、前後の方向については図２，５（平面図）における下側を前側と定義し、左右の方向については図１，２，４，５（平面図及び正面図）にあらわれる向きを基準とする。
【００１８】
＜第１アクチュエータ１３＞
第１アクチュエータ１３は、基台１０を構成する左側の枠材１１の上面に固定して設けられている。第１アクチュエータ１３は、左枠の上面に固定された前後方向に細長いガイドフレーム１４（図２を参照）と、ガイドフレーム１４内に収容された第１ボールネジ機構１５（図３を参照）と、第１ボールネジ機構１５を駆動するための第１モータ１６（図２を参照）とを備えている。第１ボールネジ機構１５は、軸線を前後方向に向けてガイドフレーム１４内に回転可能に支持された細長い第１ネジ棒１７と、第１ネジ棒１７に螺合され且つガイドフレーム１４により回転を規制された第１ナット１８と、第１ナット１８内に収容されて第１ネジ棒１７の外周の螺旋溝に沿って転動する複数のボール（図示省略）とを備えて構成された周知の形態のものである。
【００１９】
第１モータ１６は、パルス信号の入力により回転数（回転角度）を正確に制御できるステッピングモータからなる。第１モータ１６の回転力は、ベルト（図示省略）を介して第１ネジ棒１７に伝達される。第１モータ１６を回転駆動すると、第１ネジ棒１７が回転し、これに伴って、第１ナット１８が円滑に前後方向に移動するようになっている。第１ナット１８の上面には、左右方向に細長いアーム１９の基端部（左端部）が、一体的に前後方向に移動し得るように取り付けられている。
【００２０】
この右方へ片持ち状に延出した形態のアーム１９の延出端部（右端部）には、上記したテーブル２０が水平に固定されている。図２に示すように、テーブル２０の上面には、プレート２１を水平に固定し得るようになっている。したがって、第１モータ１６を駆動すると、第１ボールネジ機構１５により、プレート２１が、基台１０の上方において前後方向に往復移動し得るようになっている。このプレート２１の移動速度と停止位置は、第１モータ１６の制御により任意に設定することができる。尚、テーブル２０の位置は、上下方向へは変更できず、一定の高さに保たれている。
【００２１】
＜昇降機構２２＞
図１〜３に示すように、昇降機構２２は、左枠から上方へ立ち上がる支持枠２３と、軸線を上下方向に向けて支持枠２３に支持された前後一対の細長い昇降ガイド２４と、両昇降ガイド２４の間に配されて軸線を上下方向に向けて支持枠２３に回転可能に支持された雄ねじシャフト２５と、昇降体２６とを備えている。昇降体２６は、上下方向に貫通する雌ネジ孔（図示省略）と一対のガイド孔（図示省略）を有し、雌ネジ孔を雄ねじシャフト２５に螺合させるとともに、ガイド孔を一対の昇降ガイド２４に昇降可能に嵌合されている。
【００２２】
雄ねじシャフト２５は、その上端に取り付けたハンドル２７の操作により正逆両方向に回転されるようになっている。雄ねじシャフト２５を回転させると、昇降体２６が上方または下方へスライドするようになっている。また、ハンドル２７と雄ねじシャフト２５は、ロックレバー２８によって回転規制状態にロックすることができるようになっている。
【００２３】
＜第２アクチュエータ２９＞
昇降体２６には、第２アクチュエータ２９が一体に昇降し得るように取り付けられている。したがって、第２アクチュエータ２９は、昇降機構２２により上下方向に移動するととも、所定の高さに保持されるようになっている。第２アクチュエータ２９は、昇降体２６の右側面に固定されて右方へ片持ち状に延出する細長いガイドビーム３０（図２，３を参照）と、ガイドビーム３０内に収容された第２ボールネジ機構３１（図４を参照）と、第２ボールネジ機構３１を駆動するための第２モータ３２（図２を参照）と、可動部材３５とを備えている。
【００２４】
図４に示すように、第２ボールネジ機構３１は、軸線を左右方向に向けてガイドビーム３０内に回転可能に支持された細長い第２ネジ棒３３と、第２ネジ棒３３に螺合され且つガイドビーム３０により回転を規制された第２ナット３４と、第２ナット３４内に収容されて第２ネジ棒３３の外周の螺旋溝に沿って転動する複数のボール（図示省略）とを備えて構成された周知の形態のものである。
【００２５】
第２モータ３２は、パルス信号の入力により回転数（回転角度）を正確に制御できるステッピングモータからなる。第２モータ３２の回転力は、ベルト（図示省略）を介して第２ネジ棒３３に伝達される。第２モータ３２を回転駆動すると、第２ネジ棒３３が回転し、これに伴って、第２ナット３４が円滑に左右方向に移動するようになっている。第２ナット３４の上面には、ガイドビーム３０の外部に配された可動部材３５が、基台１０の上方において第２ナット３４と一体的に左右方向に移動し得るように取り付けられている。図４〜６に示すように、可動部材３５は、第２ナット３４の上面に固定されてガイドビーム３０の上面に沿うように配された水平な上側支持部３６と、支持部の前端縁から下方へ延出する前側支持部３７とを備えている。
【００２６】
可動部材３５の移動方向は、水平な二次元方向において、上記したテーブル２０の移動方向と直角な向きである。即ち、テーブル２０と可動部材３５は、第１アクチュエータ１３と第２アクチュエータ２９とにより、水平な二次元方向において相対変位し得るようになっている。したがって、テーブル２０に取り付けたプレート２１と、可動部材３５に取り付けたスプレイ装置４０も、水平な二次元方向において相対変位し得るようになっている。
【００２７】
＜スプレイ装置４０＞
可動部材３５を構成する支持部の上面には、スプレイ装置４０が一体的に移動し得るように取り付けられている。したがって、スプレイ装置４０は、第２アクチュエータ２９と一体となって、昇降機構２２により上下方向に移動するととも、所定の高さに保持されるようになっている。スプレイ装置４０は、機能材料を噴出するスプレイノズル４１と、スプレイノズル４１に機能材料を供給するための供給装置７３とを備えて構成されている。供給装置７３は、シリンジポンプ４５（請求項に記載のポンプ）と、三方切換弁５６と、機能材料を貯留するための貯留容器６５とを備えている。
【００２８】
スプレイノズル４１は、可動部材３５の前板部に固定され、テーブル２０よりも上方に配されている。スプレイノズル４１は、軸線を上下方向に向けて回転駆動される回転霧化頭４２を有する周知形態のものである。スプレイノズル４１に供給された機能材料は、高速回転する回転霧化頭４２の外周縁から霧化した状態で下方へ噴出されるようになっている。尚、回転霧化頭４２り回転速度は、図示しないセンサにより検出され、所望の回転数となるように制御される。図４〜６に示すように、スプレイノズル４１の上端面には、機能材料をスプレイノズル４１内に流入させるための流入口４３が設けられている。
【００２９】
図４に示すように、上側支持部３６の上面における左端部にはアングル材４４が固定され、このアングル材４４の右側面には、シリンジポンプ４５が取り付けられている。シリンジポンプ４５は、シリンダ４６と、シリンダ４６内に上下移動可能に収容されたピストン４７と、第３ボールネジ機構４８（請求項に記載のボールネジ機構）と、第３モータ４９とを備えて構成されている。シリンダ４６内のうちピストン４７より上方の空間は、作動空間５０として機能する。シリンダ４６の上面壁には、機能材料を作動空間５０に流入させるとともに、作動空間５０内の機能材料を流出させるための流入出共用口５１が設けられている。
【００３０】
図４に示すように、第３ボールネジ機構４８は、シリンダ４６の下面に取り付けたハウジング５２内に収容されている。第３ボールネジ機構４８は、軸線を上下方向に向けて回転可能に支持された細長い第３ネジ棒５３と、第３ネジ棒５３に螺合され且つ回転を規制された第３ナット５４と、第３ナット５４内に収容されて第３ネジ棒５３の外周の螺旋溝に沿って転動する複数のボール（図示省略）とを備えて構成された周知の形態のものである。第３ナット５４には、上記ピストン４７が、一体的に上下方向に移動し得るように取り付けられている。
【００３１】
第３モータ４９は、パルス信号の入力により回転数（回転角度）を正確に制御できるステッピングモータからなり、ハウジング５２内に収容されている。第３モータ４９の回転力は、第３ネジ棒５３に伝達される。第３モータ４９を回転駆動すると第３ネジ棒５３が回転し、これに伴って、第３ナット５４とピストン４７が円滑に上下方向に移動して、作動空間５０内の容積が増減するようになっている。
【００３２】
図４に示すように、上側支持部３６の上面における右端部にはアングル材５５が固定され、このアングル材５５の上面には、三方切換弁５６が取り付けられている。図６に示すように、三方切換弁５６は、前面に流入出共用ポート５７が設けられ、後面に、流入ポート５８と流出ポート５９が設けられている。三方切換弁５６は、制御信号により、流入ポート５８と流入出共用ポート５７とを連通させる吸引状態と、流出ポート５９と流入出共用ポート５７とを連通させる圧送状態との間で切り替わるようになっている。
【００３３】
図４，６に示すように、上側支持部３６の後端面には支持板６０が上方へ立ち上がるように固定され、この支持板６０の上面には、貯留容器６５を保持するためのホルダ６１が取り付けられている。ホルダ６１は、上下一対の水平な板材６２，６３を、上下に間隔を空けて連結した形態である。図５に示すように、上側の板材６２には、保持孔６４が貫通して形成されている。機能材料が貯留された貯留容器６５は、上面の開口部を蓋６６で開閉できるようにしたものである。蓋には、流出口６７が設けられている。貯留容器６５は、上方から保持孔内に落とし込み、下側の板材６３の載置した状態でホルダ６１に取り付けられる。貯留容器６５をホルダ６１から取り外すときには、上方へ抜き取るだけでよい。
【００３４】
三方切換弁５６の流入出共用ポート５７とシリンジポンプ４５の流入出共用口５１との間には、第１チューブ６８が配索されている。三方切換弁５６の流出ポート５９とスプレイノズル４１の流入口４３との間には、第２チューブ６９が配索されている。この第１チューブ６８と第２チューブ６９は、シリンジポンプ４５からスプレイノズル４１へ機能材料を供給するための供給路７０を構成する。また、三方切換弁５６の流入ポート５８と貯留容器６５の流出口６７との間には、第３チューブ７１が配索されている。
【００３５】
＜実施例の作用＞
テーブル２０の上面にセットしたプレート２１の上面に成膜する際には、まず、スプレイ装置４０において、三方切換弁５６を吸引状態に切り替え、第３ボールネジ機構４８によりシリンジポンプ４５のピストン４７を下降させ、貯留容器６５内に貯留されている機能材料を、第３チューブ７１と三方切換弁５６と第１チューブ６８を順に通過させて作動空間５０内に吸引する。一方、第１アクチュエータ１３と第２アクチュエータ２９を駆動して、テーブル２０とスプレイ装置４０を所定の位置で待機させておく。
【００３６】
シリンジポンプ４５に所定量の機能材料が吸引されたら、三方切換弁５６を圧送状態に切り替え、第３ボールネジ機構４８によりピストン４７を上昇させる。ピストン４７の上昇に伴い、作動空間５０内の機能材料が、第１チューブ６８と三方切換弁５６と第２チューブ６９を順に通過してスプレイノズル４１に圧送される。スプレイノズル４１に圧送された機能材料は、回転霧化頭４２から霧化状になってプレート２１の上面に塗着し、プレート２１上で成膜される。このとき、第３ボールネジ機構４８の第３ネジ棒５３の回転速度を制御して、ピストン４７の上昇速度を所定速度に設定することにより、スプレイノズル４１に対する機能材料の単位時間当たりの圧送量をコントロールすることができる。
【００３７】
また、成膜する際に、プレート２１とスプレイノズル４１は、両方共に移動させずに所定位置に固定しておいてもよいが、必要に応じて、プレート２１とスプレイノズル４１のうち少なくとも一方を移動させるようにしてもよい。この場合、第１ボールネジ機構１５を駆動すれば、成膜の過程で、プレート２１を、一定の高さで前後方向に移動させることができる。また、第２ボールネジ機構３１を駆動すれば、成膜の過程で、スプレイノズル４１を、プレート２１の上方における所定高さで左右方向に移動させることができる。
【００３８】
また、スプレイノズル４１から機能材料の噴出を開始した直後は、その噴出量や霧化状態やパターン径等が不安定である。したがって、プレート２１やスプレイノズル４１を移動させながら成膜する場合、図７のタイムチャートに示すように、供給装置７３によるスプレイを開始して（Ｔａ）から機能材料の霧化状態が安定する（Ｔｂ）までの間は、アクチュエータ１３，２９を停止してプレート２１やスプレイノズル４１は移動させずに待機させる。そして、機能材料の霧化状態が安定した（Ｔｂ）後に、アクチュエータ１３，２９を駆動を開始してプレート２１やスプレイノズル４１を移動させることが好ましい。そして、シリンジポンプ４５の１ショットの圧送による成膜工程が完了した（Ｔｃ）後は、機能材料のスプレイを所定時間だけ停止し、その後、貯留容器６５からシリンジポンプ４５へ機能材料を吸引する（Ｔｄ）。一方、機能材料のスプレイが停止する（Ｔｃ）と同時に、アクチュエータ１３，２９の駆動が停止し、プレート２１やスプレイノズル４１の移動が停止する。その後、シリンジポンプ４５への機能材料の吸引が行われている間に、プレート２１やスプレイノズル４１を所定の待機位置に戻す。
【００３９】
機能材料を別の種類のものに変更する際には、シリンジポンプ４５のピストン４７を上死点まで上昇させて作動空間５０の容積を最小とし、第３チューブ７１の下流端を三方切換弁５６の流入ポート５８から外し、貯留容器６５をホルダ６１から取り出す。この状態では、三方切換弁５６、作動空間５０、第１チューブ６８、第２チューブ６９及びスプレイノズル４１内には、機能材料が残ったままである。貯留容器６５を取り出した後のホルダ６１には、洗浄液を貯留した洗浄用貯留容器６５（図示省略）をセットするとともに、洗浄用貯留容器６５に接続されている第３チューブ７１の下流端を、三方切換弁５６の流入ポート５８に接続する。
【００４０】
この状態で、シリンジポンプ４５を作動してピストン４７を下降させると、洗浄用貯留容器６５内の洗浄液が、第３チューブ７１、三方切換弁５６、第１チューブ６８を介して作動空間５０に吸引される。その後、三方切換弁５６を圧送状態に切り替えてピストン４７を上昇させることにより、作動空間５０内の洗浄液が、第１チューブ６８、三方切換弁５６、第２チューブ６９、及びスプレイノズル４１で構成される圧送路内に圧送され、この圧送路内に残っている機能材料がスプレイノズル４１から排出される。そして、上記した洗浄液の吸引と圧送を何度か繰り返すことにより、スプレイ装置４０内に残っている機能材料が、全て排出され、洗浄が完了する。
【００４１】
洗浄が完了した後は、洗浄用貯留容器６５の第３チューブ７１を三方切換弁５６から外し、洗浄用貯留容器６５をホルダ６１から抜き取る。そして、新たな機能材料が貯留されている貯留容器６５をホルダ６１にセットするとともに、その貯留容器６５に接続されている第３チューブ７１を三方切換弁５６の流入ポート５８に接続する。この後、新たな機能材料をシリンジポンプ４５に吸引する行程と、シリンジポンプ４５に吸引された新たな機能材料をスプレイノズル４１へ圧送する行程とを何度か繰り返し、スプレイ装置４０内に残っている洗浄液を全て排出する。以上により、新たな機能材料による成膜工程の準備が完了する。
【００４２】
＜実施例の効果＞
成膜実験においては、上述したように機能材料の種類を変更することがあり、この場合、シリンジポンプ４５内、シリンジポンプ４５からスプレイノズル４１に至る供給路７０（第１チューブ６８、三方切換弁５６及び第２チューブ６９）内に残留している機能材料を廃棄することになる。もし、スプレイ装置４０のうちシリンジポンプ４５を基台１０に固定し、スプレイノズル４１を第２アクチュエータ２９によって移動可能とした場合、シリンジポンプ４５からスプレイノズル４１に至る供給路７０は、スプレイノズル４１の移動を妨げないように十分長く確保しなければならない。供給路７０が長いと、供給路７０内における機能材料の残留量、即ち廃棄される機能材料の量が多くなる。
【００４３】
そこで、本実施例の成膜装置では、成膜対象物であるプレート２１を設置するテーブル２０と、テーブル２０に対し相対移動可能な可動部材３５と、可動部材３５に取り付けられ機能材料をプレート２１に向けて吐出してそのプレート２１上に成膜させるスプレイノズル４１とを備えた上で、スプレイノズル４１に機能材料を圧送するためのシリンジポンプ４５を、スプレイノズル４１と一体的に移動し得るように可動部材３５に取り付けた。
【００４４】
この構成によれば、スプレイノズル４１とシリンジポンプ４５が共通の可動部材３５に取り付けられ、スプレイノズル４１をプレート２１に対して移動させる時にはシリンジポンプ４５もスプレイノズル４１と一体に移動するので、シリンジポンプ４５からスプレイノズル４１に至る機能材料の供給路７０の長さを、短くすることができる。したがって、機能材料の変更に伴って供給路７０内に残留する機能材料を廃棄する際には、その廃棄量が少量に抑えられる。
【００４５】
また、本実施例の成膜装置は、スプレイノズル４１に機能材料を圧送するための手段として、シリンジポンプ４５を用いているので、シリンジポンプ４５からスプレイノズル４１へ機能材料を供給する際に脈動が生じない。したがって、スプレイノズル４１への機能材料の供給量が安定する。しかも、シリンジポンプ４５を構成するピストン４７は、第３ボールネジ機構４８によって昇降駆動するようにしている。この構成によれば、エアの供給によってピストン４７を駆動する場合に比べて、ピストン４７の移動量を安定させることができるので、スプレイノズル４１に対する機能材料の供給量を、より安定させることができる。
【００４６】
また、本実施例の成膜装置は、供給路７０の途中に設けられた三方切換弁５６と、三方切換弁５６の流入ポート５８に接続されて機能材料を貯留する貯留容器６５とを備える。そして、三方切換弁５６の流出ポート５９に、供給路７０のうちスプレイノズル４１側の経路である第２チューブ６９を接続し、三方切換弁５６の流入出共用ポート５７に、供給路７０のうちシリンジポンプ４５側の経路である第１チューブ６８を接続した。この構成の技術的意義は、次の通りである。シリンジポンプ４５における流入部と流出部を別々に設ける場合には、流入部と流出部の双方に逆止弁を設ける必要があるため、シリンジポンプ４５が大型化したり構造が複雑になったりする。これに対し、上記構成によれば、三方切換弁５６を設けたことにより、シリンジポンプ４５における機能材料の流入部と流出部を流入出共用ポート５７として共用化できただけでなく、逆止弁も不要となっているので、シリンジポンプ４５の小型化や構造の簡素化が実現されている。
【００４７】
また、テーブル２０と、スプレイノズル４１及びシリンジポンプ４５とを、二次元方向に相対変位させる手段としては、テーブル２０を固定しておき、スプレイノズル４１とシリンジポンプ４５を、２つのモータとアクチュエータによって二次元方向へ移動させる方法がある。この場合、一方のモータで移動させる移動部材に、他方のモータを取り付けるため、移動部材の全体としての重量が大きくならざるを得ない。そのため、一方のモータを出力の大きいものにする必要があるだけでなく、移動部材を案内するガイド構造も大掛かりとなり、成膜装置が全体として大型化したり大重量化したりすることが懸念される。
【００４８】
これを解決する手段として、本実施例の成膜装置は、テーブル２０を第１モータ１６の駆動によって前後方向に直線移動させる第１アクチュエータ１３と、スプレイノズル４１とシリンジポンプ４５を、第２モータ３２の駆動により、テーブル２０の移動方向と直交する左右方向に直線移動させる第２アクチュエータ２９とを備えている。即ち、二次元方向に相対変位させる２つの変位対象物（テーブル２０とスプレイノズル４１）を、夫々、別々のモータ１６，３２で互いに異なる方向へ直線移動させるようにしている。この構成によれば、二次元方向へ相対変位させる際に、一方のモータが他方のモータを含む重たい移動部材を移動させる必要がないので、成膜装置の小型化と軽量化を図ることができる。
【００４９】
また、本実施例の成膜装置は、第１アクチュエータ１３と第２アクチュエータ２９が、夫々、第１ボールネジ機構１５と第２ボールネジ機構３１を備えて構成されている。この構成によれば、テーブル２０とスプレイノズル４１及びシリンジポンプ４５を、高い精度で移動させることができる。また、第１アクチュエータ１３の設置スペースは、テーブル２０の移動ストロークとほぼ同じ範囲内に収まっており、第２アクチュエータ２９の設置スペースもスプレイノズル４１及びシリンジポンプ４５の移動ストロークとほぼ同じ範囲内に収まっている。したがって、本実施例の成膜装置は、小型化が実現されている。
【００５０】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、スプレイノズルへ機能材料を圧送するポンプとして、シリンジポンプを用いたが、機能材料の圧送手段としてのポンプは、ギアポンプや復動型のプランジャポンプ等であってもよい。
（２）上記実施例では、シリンジポンプのピストンをボールネジ機構によって駆動したが、ピストンは、エアシリンダのようなボールネジ機構以外の機構を用いたものであってもよい。
（３）上記実施例では、三方切換弁を設けて、シリンジポンプにおける機能材料の流入口と流出口を共用としたが、シリンジポンプにおける流入口と流出口を別々に設けてもよい。
（４）上記実施例では、スプレイノズルを回転霧化頭としたが、スプレイノズルは、非回転型のノズルであってもよい。
（５）上記実施例では、二次元方向に相対変位させる２つの変位対象物（設置部と、スプレイノズル及びポンプ）を、夫々、別々のモータで互いに異なる方向へ直線移動させるようにしたが、これに限らず、２つの変位対象物のうちいずれか一方の変位対象物を固定し、他方の変位対象物を、２つのモータとアクチュエータによって二次元方向へ移動させるようにしてもよい。
（６）上記実施例では、第１アクチュエータと第２アクチュエータをボールネジ機構を備えた構成としたが、第１アクチュエータと第２アクチュエータのうち少なくとも一方のアクチュエータは、エアシリンダのようなボールネジ機構以外の機構を用いたものであってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１３…第１アクチュエータ
１５…第１ボールネジ機構（ボールネジ機構）
１６…第１モータ
２０…テーブル（設置部）
２１…プレート（成膜対象物）
２９…第２アクチュエータ
３１…第２ボールネジ機構（ボールネジ機構）
３２…第２モータ
３５…可動部材
４１…スプレイノズル
４５…シリンジポンプ（ポンプ）
４７…ピストン
４８…第３ボールネジ機構（ボールネジ機構）
５６…三方切換弁
５７…流入出共用ポート
５８…流入ポート
５９…流出ポート
７０…供給路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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