(57)【要約】 【課題】  高精度で所望の厚みを有する薄膜を基板に形成することができる薄膜形成装置を提供する。【解決手段】  噴霧手段９によって噴霧された所定の溶液３が基板２の一表面部２Ａに達すると、基板２が予め定める温度に加熱されているので、溶液に含まれる薄膜形成素材が熱分解して基板２の一表面部２Ａに薄膜が形成される。膜厚情報生成手段１０は、前記基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜の厚みに関する所定の情報を取得し、主制御部１１は、前記膜厚情報生成手段１０からの所定の情報に基づいて、噴霧手段９を制御する。基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜の厚みに関する所定の情報に基づいて、主制御部１１が噴霧手段９に所定の溶液３を噴霧させるので、高精度に所望の厚みの薄膜を形成することができる。【選択図】      図１
2005146350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜が形成されるべき加熱された基板に薄膜形成素材を含む所定の溶液を複数回噴霧して、基板の一表面部に所定の厚みを有する薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
基板を収容する収容空間が形成される収容体と、
収容空間内に収容される基板を予め定める温度に加熱する加熱手段と、
収容空間に収容され、加熱手段によって予め定める温度に加熱される基板の一表面部に、薄膜形成素材を含む所定の溶液を噴霧する噴霧手段と、
薄膜形成素材によって基板の一表面部に形成される薄膜の厚みに関する所定の情報を生成する膜厚情報生成手段と、
膜厚情報生成手段からの所定の情報に基づいて、基板の一表面部に形成される薄膜が所定の厚みとなるように、噴霧手段に薄膜形成素材を含む所定の溶液を噴霧させる制御手段とを含むことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
噴霧手段によって噴霧され、収容空間内で基板の周囲に浮遊する溶液を、収容空間から排除する排除手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記膜厚情報生成手段を収容体の外部から収容空間に移動可能に保持し、かつ収容空間に収容される膜厚情報生成手段を収容体の外部に移動可能に保持する保持手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
制御手段は、噴霧手段が１回噴霧することによって基板の一表面部に形成される薄膜の厚み情報を有し、噴霧手段に予め定める回数噴霧させた後、膜厚情報生成手段からの所定の情報と、噴霧手段が１回噴霧することによって基板の一表面部に形成される薄膜の厚み情報とに基づいて、基板の一表面部に形成される薄膜が所定の厚みとなるように、噴霧手段に薄膜形成素材を含む溶液を噴霧させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
制御手段は、噴霧手段に予め定める回数噴霧させ、膜厚情報生成手段からの所定の情報に基づいて、噴霧手段が１回噴霧することによって基板の一表面部に形成される薄膜の厚み情報を算出し、膜厚情報生成手段によって取得した所定の情報と、算出した噴霧手段が１回噴霧することによって基板の一表面部に形成される薄膜の厚み情報とに基づいて、基板の一表面に形成される薄膜が所定の厚みとなるように、噴霧手段に薄膜形成素材を含む溶液を噴霧させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記膜厚情報生成手段は、基板の一表面部に形成される薄膜の色の濃淡情報を生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
前記膜厚情報生成手段は、基板の一表面部に形成される薄膜の分光反射率を生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の薄膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばガラス基板などの基板に薄膜を形成する薄膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板などの表面に薄膜を形成する技術として、スプレー熱分解法が知られている。スプレー熱分解法では、薄膜形成素材を含む原料溶液を加熱された基板の一表面部に噴霧することによって、加熱された基板上で液相から固相が析出して、基板の一表面部に薄膜が形成される（たとえば非特許文献１参照）。スプレー熱分解法は、常圧化学気相成長（Chemical Vapor Deposition：略称ＣＶＤ）法と比較して、基板の温度が低い条件で成膜可能である、成膜速度が速い、および装置のメンテナンスの頻度が少なくてもよいなどの利点を有している。
【０００３】
スプレー熱分解法を用いて薄膜を形成する従来の技術の薄膜形成装置では、予め定める温度に加熱されたガラス基板の一表面部に、ノズルから薄膜形成素材を含む原料溶液を圧縮空気と共に噴霧し、ガラス基板の一表面部に薄膜を形成する。前記薄膜形成装置では、薄膜形成素材を含む原料溶液の噴霧を、複数回繰返すことによって薄膜を積層して、所定の厚みを有する薄膜を形成する（たとえば特許文献１および２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３００９７号公報
【特許文献２】特開２００１−２６８８５号公報
【非特許文献１】金子正治，「スプレー熱分解（ＳＰＤ）法の概要と酸化スズ透明導電膜形成への応用」，機能材料，シーエムシー出版，２０００年３月号，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３，ｐ．５−７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術の薄膜形成装置では、ガラス基板を予め定める温度に加熱し、薄膜形成素材を含む原料溶液を噴霧することによって、比較的簡単にガラス基板の表面上に薄膜を形成することができるが、薄膜が形成される速度は、たとえばガラス基板の温度の変化、原料溶液を噴霧するノズルの経時変化、原料溶液の濃度の変化、およびガラス基板の雰囲気の変化などによって、必ずしも一定ではないので、所望の厚みの薄膜を形成することが困難であるという問題がある。前記ガラス基板の雰囲気の変化とは、ガラス基板の雰囲気の気流の変化、ガラス基板の雰囲気の温度の変化、およびガラス基板の雰囲気の湿度の変化を含む。
【０００６】
本発明の目的は、高精度で所望の厚みを有する薄膜を基板に形成することができる薄膜形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、薄膜が形成されるべき加熱された基板に薄膜形成素材を含む所定の溶液を複数回噴霧して、基板の一表面部に所定の厚みを有する薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
基板を収容する収容空間が形成される収容体と、
収容空間内に収容される基板を予め定める温度に加熱する加熱手段と、
収容空間に収容され、加熱手段によって予め定める温度に加熱される基板の一表面部に、薄膜形成素材を含む所定の溶液を噴霧する噴霧手段と、
薄膜形成素材によって基板の一表面部に形成される薄膜の厚みに関する所定の情報を生成する膜厚情報生成手段と、
膜厚情報生成手段からの所定の情報に基づいて、基板の一表面部に形成される薄膜が所定の厚みとなるように、噴霧手段に薄膜形成素材を含む所定の溶液を噴霧させる制御手段とを含むことを特徴とする薄膜形成装置である。
【０００８】
また本発明は、噴霧手段によって噴霧され、収容空間内で基板の周囲に浮遊する溶液を、収容空間から排除する排除手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記膜厚情報生成手段を収容体の外部から収容空間に移動可能に保持し、かつ収容空間に収容される膜厚情報生成手段を収容体の外部に移動可能に保持する保持手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、制御手段は、噴霧手段が１回噴霧することによって基板の一表面部に形成される薄膜の厚み情報を有し、噴霧手段に予め定める回数噴霧させた後、膜厚情報生成手段からの所定の情報と、噴霧手段が１回噴霧することによって基板の一表面部に形成される薄膜の厚み情報とに基づいて、基板の一表面部に形成される薄膜が所定の厚みとなるように、噴霧手段に薄膜形成素材を含む溶液を噴霧させることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、制御手段は、噴霧手段に予め定める回数噴霧させ、膜厚情報生成手段からの所定の情報に基づいて、噴霧手段が１回噴霧することによって基板の一表面部に形成される薄膜の厚み情報を算出し、膜厚情報生成手段によって取得した所定の情報と、算出した噴霧手段が１回噴霧することによって基板の一表面部に形成される薄膜の厚み情報とに基づいて、基板の一表面に形成される薄膜が所定の厚みとなるように、噴霧手段に薄膜形成素材を含む溶液を噴霧させることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記膜厚情報生成手段は、基板の一表面部に形成される薄膜の色の濃淡情報を生成することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記膜厚情報生成手段は、基板の一表面部に形成される薄膜の分光反射率を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、収容体の収容空間内に基板を収容し、加熱手段によって基板を予め定める温度に加熱して、噴霧手段によって基板の一表面部に、薄膜形成素材を含む所定の溶液を噴霧する。噴霧された所定の溶液は、収容空間内で拡散し、基板の一表面部に達する。所定の溶液が基板の一表面部に達すると、基板が予め定める温度に加熱されているので、溶液に含まれる薄膜形成素材が熱分解して基板の一表面部に薄膜が形成される。
【００１５】
膜厚情報生成手段は、前記基板の一表面部に形成される薄膜の厚みに関する所定の情報を取得し、制御手段は、前記膜厚情報生成手段からの所定の情報に基づいて、噴霧手段を制御する。基板の一表面部に形成される薄膜の厚みに関する所定の情報に基づいて、制御手段が噴霧手段に所定の溶液を噴霧させるので、高精度に所望の厚みの薄膜を形成することができる。
【００１６】
また本発明によれば、噴霧手段が所定の溶液を噴霧することによって、収容空間内の基板の周囲には、霧化した溶液が浮遊するが、排除手段によってこの基板の周囲の霧化した溶液を排除することができる。したがって、所定の厚みの薄膜を得るために必要のない基板の周囲の霧化した溶液が、基板の付着することを防止することができ、さらに高精度に所望の厚みの薄膜を形成することができる。
【００１７】
また本発明によれば、移動手段は、膜厚情報生成手段を収容体の外部から収容空間に移動させ、かつ収容空間に収容される膜厚情報生成手段を収容体の外部に移動させる。噴霧手段によって所定の溶液が噴霧されているときは、膜厚情報生成手段を収容体の外部に移動させることによって、膜厚情報生成手段に霧化した所定の溶液が付着することを防止することができる。これによって膜厚情報生成手段によって生成される所定の情報の信頼性が向上する。また膜厚情報生成手段を収容体の外部から収容空間に移動させた状態で、膜厚情報生成手段が所定の情報を生成することによって、収容体の外部に基板を搬出することなく、基板に形成された薄膜の厚みに関する所定の情報を得ることができる。
【００１８】
また本発明によれば、所定の厚みを有する薄膜は、噴霧手段によって所定の溶液を複数回の噴霧することによって形成されるので、噴霧手段が１回噴霧することによって基板の一表面部に形成される薄膜の厚みと、膜厚情報生成手段からの所定の情報とに基づいて、制御手段が、噴霧手段を制御して所定の溶液を噴霧させることによって、高精度に所定の厚みを有する薄膜を形成することができる。たとえば制御手段は、基板の一表面部に形成される薄膜が所定の厚みとなるように、噴霧手段による所定の溶液の噴霧の回数を決定して、この決定に基づいて噴霧手段に所定の溶液を噴霧させる。
【００１９】
また本発明によれば、制御手段は、膜厚情報生成手段によって取得した所定の情報に基づいて、噴霧手段が１回噴霧することによって形成される薄膜の厚み情報を算出する。たとえば膜厚情報生成手段からの所定の情報と、噴霧手段によって噴霧した回数とに基づいて、噴霧手段が１回噴霧することによって形成される薄膜の厚み情報を算出してもよく、またたとえば、１回の噴霧手段が所定の溶液を噴霧する前および後における膜厚情報生成手段からの所定の情報に基づいて、噴霧手段が１回噴霧することによって形成される薄膜の厚み情報を算出してもよい。本装置では、複数回噴霧することによって薄膜を形成するが、１回の噴霧によって形成される薄膜の厚みが分かるので、膜厚情報生成手段からの所定の情報と、噴霧手段の１回の噴霧によって形成される薄膜の厚みとから、噴霧手段を制御して、高精度に所定の厚みの薄膜を形成することができる。
【００２０】
また本発明によれば、膜厚情報生成手段が、基板の一表面部に形成される薄膜の色の濃淡情報を生成する。薄膜の厚みが変わると、薄膜によって反射される光の成分が変化することによって薄膜の色の濃淡が変わる。つまり薄膜の色の濃淡情報を生成することによって、この薄膜の色の濃淡情報から薄膜の厚みを知ることができる。このような薄膜の色の濃淡情報を生成するためには、たとえばカラーイメージセンサなどで構成することができ、低コストで実現することができる。
【００２１】
また本発明によれば、膜厚情報生成手段が、基板の一表面部に形成される薄膜の分光反射率を生成する。薄膜の厚みが変わると、薄膜によって反射される光の成分が変化することによって、膜厚情報生成手段によって生成される分光反射率が変化する。つまり分光反射率から薄膜の厚みを知ることができる。分光反射率を用いることによって、より高精度に薄膜の厚みを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施の一形態の薄膜形成装置１の構成を模式的に示す図であり、図２は薄膜形成装置１の外観を示す斜視図である。なお図１では、薄膜形成装置１によって処理される処理対象である基板２も示している。薄膜形成装置１は、加熱された基板２に薄膜形成素材を含む所定の溶液３を複数回噴霧して、基板２の一表面部２Ａに所定の厚みを有する薄膜４を形成する。薄膜が形成されるべき基板２は、たとえばガラス基板であり、矩形の板形状を有する。所定の厚みを有する薄膜４は、本実施の形態では複数の薄膜が積層されて形成される。
【００２３】
薄膜形成装置１は、薄膜形成装置本体５と、基板２を搬送する搬送手段６とを含む。搬送手段６によって薄膜が形成されるべき基板２を、薄膜形成装置本体５に搬入し、薄膜形成装置本体５によって前記基板２の一表面部２Ａに所定の厚みを有する薄膜４を形成した後、再び搬送手段６によって薄膜形成装置本体５から所定の厚みを有する薄膜４が形成された基板２を搬出する。
【００２４】
薄膜形成装置本体５は、収容体７と、加熱手段８と、噴霧手段９と、膜厚情報生成手段１０と、主制御部１１と、排除手段１２とを含む。収容体７には、基板２を収容する収容空間１３が形成される。前記収容空間１３は、略閉ざされた空間である。収容体７は、略直方体形状の内周面１４を有し、この内周面１４によって外囲される領域が収容空間１３である。収容体７には、収容空間１３と収容体７の外部とを連通する開口部１５が形成される。開口部１５は、収容体７の側壁７Ａに形成される。開口部１５を形成することによって、この開口部１５から基板２を収容空間１３内に収容し、また収容空間１３内の基板２を収容体７の外部に取り出すことができる。
【００２５】
搬送手段６は、収容体７の開口部１５から収容空間１３内に基板２を搬入して基板２を所定の処理位置に配置し、収容空間１３内に収容され、所定の処理位置に配置された基板２を開口部１５から収容体７の外部に搬出する。本実施の形態では搬送手段６は、予め定める搬送方向Ｆ１の一方に基板２を搬送する。前記収容体７には２つの開口部１５が形成され、一方の開口部１５から基板２が収容空間１３内に搬入され、他方の開口部１５から基板２が搬出される。
【００２６】
搬送手段６は、本実施の形態ではベルトコンベア装置によって実現される。搬送手段６は、移動部２１と、駆動ローラ２２と、複数の従動ローラ２３と、回転駆動部２４と、搬送制御部２５とを含む。移動部２１は、ベルト体２６と、このベルト体２６に設けられる基板保持部２７とを有する。ベルト体２６は、無端環状であって、たとえば太陽金網株式会社製の高温用メッシュベルトによって実現される。
【００２７】
基板保持部２７は、基板２を保持する載置台である。基板保持部２７は、後述する加熱手段８のヒータ部３１を保持する。基板２は、基板保持部２７に保持されるヒータ部３１に載置される。基板保持部２７のヒータ部３１を保持する載置面２７Ａは、基板２よりも大きく形成される。基板保持部２７は、所定の間隔をあけて、ベルト体２６の外周面上に複数設けられる。基板保持部２７は、たとえばアルミナなどのセラミック材によって形成される。隣合う基板保持部２７の所定の間隔は、１つの基板保持部２７が収容体７に収容されている場合に、他の基板保持部２７が収容体７の外部に配置されるように選ばれる。
【００２８】
ベルト体２６は、駆動ローラ２２および複数の従動ローラ２３に巻き掛けられる。駆動ローラ２２および複数の従動ローラ２３の回転軸線は、ほぼ水平に設けられ、基板２が基板保持部２７に保持されて搬送されるベルト体２６の上側搬送部では、基板保持部２７はその載置面２７Ａが水平に移動する。駆動ローラ２２および従動ローラ２３の回転軸線方向の両端部は、ローラ支持体２８に回転自在に支持される。少なくとも基板保持部２７に基板２が保持される搬送されるベルト体２６の上側搬送部２９は、前記収容体７の一方および他方の開口部１５を挿通して配置される。
【００２９】
駆動ローラ２２は、回転駆動部２４から与えられる回転力によって回転軸線まわりに回転する。回転駆動部２４は、たとえばモータによって実現される。回転駆動部２４は、搬送制御部２５から与えられる制御指令に基づいて、回転駆動する。搬送制御部２５は、回転駆動部２４に制御指令を与えて、回転駆動部２４を駆動させる。回転駆動部２４を回転駆動させることによって駆動ローラ２２が回転軸線まわりに回転し、これによってベルト体２６が移動する。ベルト体２６が移動することによって、従動ローラ２３がそれぞれの回転軸線まわりに回転する。搬送制御部２５は、たとえばマイクロコンピュータによって実現され、後述する主制御部１１から与えられる制御指令に基づいて、回転駆動部２４を駆動し、基板保持部２７を収容空間１３内の所定の処理位置に移動させ、また所定の処理位置から収容体７の外部に基板保持部２７を移動させる。以上の構成によって、搬送手段６は一方方向に基板２を搬送して、収容体７の収容空間１３内に基板２を１つずつ収容させ、また薄膜形成装置本体５によって所定の厚みの薄膜４が形成された基板２が搬出するときに、未処理の基板２を収容体７に搬入することができるので、処理を効率的に行うことができる。
【００３０】
加熱手段８は、基板２を予め定める温度Ｔ１に加熱する。加熱手段８は、ヒータ部３１と、温度検出部３２と、加熱制御部３３とを含む。ヒータ部３１は、たとえば株式会社河合電器製作所製の遠赤外線セラミックヒーターによって実現される。ヒータ部３１は、前述した基板保持部２７に保持される。ヒータ部３１の一表面３１Ａは、矩形状を有し、この一表面３１Ａ上に基板２が載置される。基板保持部２７に載置される基板２の厚み方向の他表面３４に面接触して、基板２を加熱する。ヒータ部３１の一表面３１Ａは、基板２の厚み方向の他表面３４よりも大きな面積を有する。
【００３１】
温度検出部３２は、基板２の温度を検出する。温度検出部３２は、たとえば熱伝対を含んで構成される。温度検出部３２は、前記熱伝対で発生する起電力を測定することによって、基板２の温度を検出することができる。基板２の温度を正確に測るために前記熱電対は基板２の周縁部、具体的には矩形状の基板２の４辺に埋め込まれる。
【００３２】
加熱制御部３３は、温度検出部３２が検出した温度に基づいて、ヒータ部３１を制御する。つまり加熱制御部３３は、基板２の温度が予め定める温度Ｔ１となるように、ヒータ部３１に基板２を加熱させ、またはヒータ部３１の基板２の加熱を停止させる。基板２の温度が予め定める温度Ｔ１となれば、基板２の一表面部２Ａの温度が予め定める温度Ｔ１となっているとみなせる。加熱制御部３３によってヒータ部３１を制御することによって、基板２を予め定める温度Ｔ１に加熱することができる。前記予め定める温度Ｔ１は、たとえば４００度（℃）〜５００度（℃）に選ばれる。前記予め定める温度Ｔ１が４００℃未満であれば、形成された膜に気泡を生じたり、膜厚ムラが大きくなったりするという問題がある。前記予め定める温度Ｔ１が５００℃よりも大きければ、噴霧途中で熱分解し、基板２上に粉状に堆積する、および熱源の消費電力が大きくなるという問題がある。前記予め定める温度Ｔ１が、前記温度範囲内の温度であれば、形成される薄膜にピンホールの発生がなく、また均質で平坦な薄膜が得られる。
【００３３】
加熱制御部３３は、たとえばマイクロコンピュータによって実現される。加熱制御部３３は、後述する主制御部１１から制御指令が与えられると、ヒータ部３１を制御して基板２を予め定める温度に加熱し、基板２が予め定める温度Ｔ１に加熱されたと判断すると、主制御部１１に、この基板２が予め定める温度Ｔ１に加熱されたことを示す所定の信号を与える。
【００３４】
噴霧手段９は、収容空間１３に収容される基板２に、薄膜形成素材を含む所定の溶液３を噴霧する。前記加熱手段８によって予め定める温度に加熱された基板２に、噴霧手段９によって所定の溶液３を噴霧することによって、基板２の一表面部２Ａで、所定の溶液３が液相から固相に変化する、具体的には所定の溶液３の溶媒が蒸発し、前駆体である薄膜形成素材が熱分解反応して薄膜が形成される。
【００３５】
噴霧手段９は、スプレーノズル部３５と、所定の溶液３をスプレーノズル部３５に供給する溶液供給部３６と、キャリアガスをスプレーノズル部３５に供給するキャリアガス供給部３７と、主制御部１１からの制御指令に基づいて、所定の溶液３をスプレーノズル部３５から噴霧させ、またスプレーノズル部３５からの所定の溶液３の噴霧を停止させるバルブ部３８とを含む。噴霧手段９は、本実施の形態では収容空間１３内に配置されるが、噴霧手段９のうちの一部、たとえば溶液供給部３６およびキャリアガス供給部３７などを収容体７の外部に配置してもよい。
【００３６】
スプレーノズル部３５は、２流体式ノズルによって実現される。スプレーノズルにはたとえば扶桑精機製のスプレーガンＳＴＡ−６Ｒ，ノズル口径０．５ミリメートル（ｍｍ）を用いる。スプレーノズル部３５には、溶液供給部３６から所定の溶液３が、たとえば液圧０．５メガパスカル（ＭＰａ）で供給され、キャリアガス供給部３７からキャリアガスが、たとえばガス圧０．４メガパスカル（ＭＰａ）で供給される。またスプレーノズル部３５の１回の噴霧時間は、たとえば０．５秒に選ばれる。
【００３７】
スプレーノズル部３５は、収容体７に固定され、所定の溶液３が噴霧される噴出口３５Ａを下方に向けて配置される。具体的には噴出口３５Ａは、搬送手段６によって所定の処理位置に配置される基板保持部２７に臨む。スプレーノズル部３５の噴出口３５Ａの中心を通る中心軸線Ｌ１は、所定の処理位置に配置される基板２の中心を通る。スプレーノズル部３５の噴出口３５Ａの端面と、所定の処理位置に配置される基板２の一表面３９との間の距離Ｈ１は、たとえば３０センチメートル（ｃｍ）〜７０センチメートル（ｃｍ）に選ばれる。前記距離Ｈ１が３０ｃｍよりも近くなると塗布面積が狭くなる。また前記距離Ｈ１が７０ｃｍよりも遠くなると噴霧途中で熱分解し膜が形成されない。
【００３８】
溶液供給部３６は、所定の溶液３を収容する溶液収容容器を含む。この溶液収容容器に所定の溶液３が収容される。溶液供給部３６は、所定の溶液３を、溶液供給配管４１を介してスプレーノズル部３５に供給する。キャリアガス供給部３７は、キャリアガスを充填するガス充填容器を含む。このガス充填容器にキャリアガスが充填される。キャリアガス供給部３７は、所定のガスを、ガス供給配管４２を介してスプレーノズル部３５に供給する。
【００３９】
前記所定の溶液３は、薄膜形成素材を含む。薄膜形成素材は、たとえばテトラ−Ｉ−プロポキシドチタン、テトラ−Ｎ−プロポキシチタン、テトラ−Ｎ−ブトキシチタン、およびテトラ−Ｉ−ブトキシチタンなどのチタンアルコキシド類を含む。このような所定の溶液３を用いることによって、基板２の一表面部２Ａに光触媒となる酸化チタンから成る薄膜を形成することができる。所定の溶液３は、前記薄膜形成素材を予め定める溶媒で希釈することによって作製される。前記予め定める溶媒３は、たとえば有機溶剤などである。前記有機溶剤は、たとえばイソプロピルアルコール（略称ＩＰＡ）およびエタノールなどを含む。薄膜形成素材の所定の溶液３中の濃度は、たとえば１．０重量パーセント（Ｗｔ）〜５．０重量パーセント（Ｗｔ）に選ばれ、好ましくは３．０重量パーセント（Ｗｔ）に選ばれる。前記濃度の下限値よりも濃度が小さくなる場合、形成される膜厚が薄くなり所定の膜を形成するために噴霧手段９によって所定の溶液３を噴霧する回数が多くなり、膜の形成時間が長くなる。また前記濃度の上限値よりも濃度が大きくなる場合、膜厚が均一にならず膜厚ムラが発生する。
【００４０】
前記所定のガスは、たとえば窒素（Ｎ２）ガス、空気、ヘリウム（Ｈｅ）ガスおよびアルゴン（Ａｒ）ガスなどによって実現される。所定のガスとしては、前述したように空気を用いてもよいが、窒素ガス、ヘリウムガスおよびアルゴンガスなどの不活性なガスを用いるほうがより望ましい。キャリアガスは、圧縮された状態で容器に充填される。またキャリアガスとして空気を用いる場合、キャリアガス供給部３７をたとえばエアーコンプレッサーによって実現してもよい。
【００４１】
前記スプレーノズル部３５は、溶液供給部３６から供給される所定の溶液３を、キャリアガス供給部３７から供給される所定のガスによって霧化して、噴出口３５Ａから噴出させる。スプレーノズル部３５は、所定の流量で霧化した所定の溶液３を基板２に吹付ける。スプレーノズル部３５は、所定の流量で所定の溶液を噴霧する。前述した加熱手段８によって基板２を加熱すると、基板２の上方に上昇気流が発生する。この基板２の上方に発生する上昇気流によって、噴霧した所定の溶液３が拡散されずに基板２に到達するように、スプレーノズル部３５から噴霧される所定の溶液３の流量が決定される。前記所定の流量は、基板２の一表面部２Ａに到達する霧化した所定の溶液３の液滴の直径が数１０〜１００マイクロメートル（μｍ）程度となる範囲に選ばれる。塗布液の液滴の大きさが数１０マイクロメートルよりも小さくなると、噴霧途中で熱分解が進み粉状になり膜を形成することができないという問題がある。また塗布液の大きさが１００マイクロメートル（μｍ）よりも大きくなると膜厚が均一にならずムラが生じるという問題がある。塗布液の大きさを前述した範囲内とすることによって、形成される薄膜に塗布むらが発生せず、膜の厚みを均一に形成することができる。
【００４２】
前述した基板２の一表面部２Ａに到達する霧化した所定の溶液３の液滴の直径が数１０〜１００マイクロメートル（μｍ）程度の範囲となるような流量は、スプレーノズル部３５に応じて設定されるが、たとえば前記扶桑精機製のスプレーガンＳＴＡ−６Ｒを用いる場合たとえば毎秒２ミリリットル（２ｍｌ／秒）に選ばれる。
【００４３】
バルブ部３８は、たとえばソレノイドバルブによって実現される。バルブ部３８は、主制御部１１からの制御指令に基づいて、スプレーノズル部３５から所定の溶液３を噴霧させ、また所定の溶液３の噴霧を停止させる。前記扶桑精機製のスプレーガンＳＴＡ−６Ｒの場合、バルブも内蔵されているため０．５メガパスカル（ＭＰａ）のエア圧をかけるとスプレーガンに内臓されるピストンが作動しＯＮとなる、つまり管路が導通する。
【００４４】
膜厚情報生成手段１０は、薄膜形成素材の熱分解反応によって基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜の厚みに関する所定の情報を生成する。膜厚情報生成手段１０は、照明部４５と、撮像部４６とを含む。照明部４５は、収容空間１３内に配置され、所定の位置に固定される。搬送手段６によって所定の処理位置に配置される基板保持部２７に保持される基板２を照射する。照明部４５は、たとえば蛍光灯によって実現される。照明部４５を蛍光灯によって実現する場合、この蛍光灯の輝度の変化が、薄膜の厚みに関する所定の情報に与える影響を低減するために、この蛍光灯をインバータ制御によって高周波で駆動することが好ましい。照明部４５には、偏光板が設けられ、照明部４５は偏光板を介して基板２を照射する。
【００４５】
撮像部４６は、基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜の色の濃淡情報を生成する。本実施の形態において、撮像部４６は、基板２に形成される薄膜をカラーで撮像する撮像素子、言い換えればカラーイメージセンサによって実現される。撮像部４６は、偏光板を有し、この偏光板を介して入射する光を受光する。偏光板を設けることによって、外乱光が、この撮像部４６が生成する薄膜の色の濃淡情報に影響を与えることを防止することができる。カラーイメージセンサは、３板式のカラーイメージセンサであって、たとえば撮像レンズと、撮像レンズを介して得られる光を赤青緑の成分に分光する分光器と、分光器によって分光された光に対応する受光素子および荷電結合素子（Charge Coupled Device：略称ＣＣＤ）とを含む。本実施の形態において撮像部を３板式のカラーイメージセンサによって実現しているが、赤青緑のカラーフィルタを備える単板式のカラーイメージセンサによって実現してもよい。撮像部４６は、基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜の全領域を撮像する。
【００４６】
照明部４５の光の照射方向Ｆ２と、撮像部４６の撮像レンズの光軸Ｌ２の延びる方向Ｆ３とが、基板２に垂直な仮想一平面に関して面対象となるように、照明部４５と撮像部４６とが配置される。前記照明部４５の光の照射方向Ｆ２と、撮像部４６の撮像レンズの光軸Ｌ２の延びる方向Ｆ３とは、水平面に対して、予め定める角度傾斜する。前記予め定める角度は、たとえば３０度（°）〜８０度（°）の範囲に選ばれる。本実施の形態では、前記仮想一平面は、搬送方向Ｆ１に垂直に設けられる。照明部４５と、撮像部４６とは、所定の処理位置に配置される基板２の上方から側方に退避した位置に設けられる。これによって、噴霧手段９が所定の溶液３を噴霧したときに、噴霧された所定の溶液３が、照明部４５および撮像部４６によって妨げられることなく、基板２に到達する。
【００４７】
撮像部４６によって生成される色の濃淡情報は、主制御部１１に与えられる。前記色の濃淡情報とは、具体的には撮像部４６によって受光される赤青緑のうちのいずれかの色の輝度を表わす情報である。
【００４８】
主制御部１１は、撮像部４６からの所定の情報である色の濃度情報に基づいて、基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜が所定の厚みとなるように、噴霧手段９に所定の溶液３を噴霧させる。主制御部１１は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：略称ＣＰＵ）と、予め定める制御プログラムが記憶される記憶部と、時間を計時する計時部とを含む。中央演算処理装置が記憶部に記憶されている制御プログラムを実行することによって、噴霧手段９、加熱手段８、搬送手段６および口述する吸引源５１を制御する。具体的には主制御部１１は、噴霧手段９のバルブ部３８に制御指令を与えることによって、溶液供給配管４１およびガス供給配管４２とスプレーノズル部３５との管路を閉鎖または導通させる。主制御部１１は、制御手段を含む。
【００４９】
また主制御部１１は、膜厚情報生成手段１０からの所定の情報である色の濃淡情報から、基板２の一表面部２Ａに形成された薄膜の厚みを推定する。この原理を以下に述べる。噴霧手段９によって、所定の溶液３の噴霧を繰り返すと、基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜の厚みが増加する。前記薄膜の厚みが増加すると、照明部４５から照射される光のうち、薄膜の表面で反射する光と、基板２の一表面３９で反射する光との干渉効果によって、薄膜が形成された基板２における光の反射率が変化する。
【００５０】
図３は、基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜の反射率特性の一例をグラフ化して示す図である。図３に示すグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は反射率を示す。基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜における光の屈折率をｎとし、膜厚をｈとすると、次式（１）で表される入射光の波長λを最小反射率の波長とし、図３に示すような所定の波長の反射率が他の波長の反射率に比べて低下し、グラフにおいて各波長の反射率を実線で結ぶと、この各波長の反射率を結ぶ実線が略凹型となる反射率特性を得る。
λ＝４ｎｈ                                                      …（１）
【００５１】
たとえば、所定の溶液３によって形成される薄膜の屈折率が２．３であり、厚みが４５０Å程度の薄膜であれば、最も反射率の低い波長は約４１０ｎｍとなり、薄膜の表面は、波長４１０ｎｍの色の補色である黄色に観察される。以後、最も低い反射率の波長を、吸収波長と記載する場合がある。またたとえば、同様に所定の溶液３によって形成される薄膜の屈折率が２．３であり、厚みが５５０Å程度の薄膜であれば、吸収波長は約５００ｎｍとなり、薄膜の表面は赤色に観察される。またたとえば、同様に所定の溶液３によって形成される薄膜の屈折率が２．３であり、厚みが６５０Å程度の膜であれば、吸収波長は約６００ｎｍとなり、薄膜の表面は青色に観察される。
【００５２】
したがって、撮像部４６であるカラーイメージセンサによって基板２に形成された薄膜の画像情報を生成する、つまり基板２に形成された薄膜の色の濃淡情報を生成することによって、主制御部１１は、前記濃淡情報から概略の膜厚を推測することができる。
【００５３】
前記記憶部には、撮像部４６から得られる赤青緑の各色の輝度に対応する薄膜の厚み情報が記憶されている。所定の溶液３によって形成される薄膜の屈折率が２．３であり、基板２に形成する薄膜の所定の厚みを６５０Åとする場合、カラーイメージセンサからの青色の輝度を算出し、記憶部に記憶されている青色の輝度に対応する厚み情報に基づいて、所定の輝度が得られると所定の膜厚になったと判断する。たとえば前記所定の輝度を算出する場合は、カラーイメージセンサの各画素の輝度を加算して平均化するとよい。
【００５４】
排除手段１２は、噴霧手段９によって噴霧され、収容空間１３内で基板２の周囲に浮遊する霧化した所定の溶液３を、収容空間１３から排除する。排除手段１２は、吸引源５１と、吸引配管部５２と、吸引源５１を制御する主制御部１１とを含む。吸引源５１は、主制御部１１からの制御指令に基づいて、吸引配管部５２を介して収容空間１３内の空気を吸引する。これに伴って収容空間１３内で基板２の周囲に浮遊する所定の溶液３を、収容空間１３から排除することができる。吸引源５１は、たとえ吸引ポンプによって実現される。吸引配管部５２は、吸引源５１の吸引力を収容空間１３に導く。吸引配管部５２は、所定の処理位置に配置される基板２の側方で開口する開口部５４を有し、この開口部５４から浮遊する霧化された所定の溶液３を吸引する。吸引によって収容空間１３Ａの気流の乱れない位置に排除手段１２によって吸引力を導くのが望ましい。排除手段１２によって、霧化した所定の溶液３のうち、薄膜の形成に関与しないものを収容空間１３内から排除することによって、余分な所定の溶液３の基板２への付着を防止して、形成される薄膜の厚みを均一化することができる。また薄膜情報生成手段１０によって所定の情報を生成する場合に、霧化した所定の溶液３によって照明部４５からの光が散乱してしまうことが防止され、主制御部１１において高精度に薄膜の厚みを推測することができる。
【００５５】
図４、図５および図６は、薄膜形成装置１における所定の厚みを有する薄膜を形成する処理動作を示すフローチャートである。図４は、主制御部１１の処理動作を示すフローチャートであり、図５は搬送制御部２５の処理動作を示すフローチャートであり、図６は加熱制御部３３の処理動作を示すフローチャートである。ここでは、前記収容体７の外部で搬送手段６の基板２の搬送方向の上流側の基板保持部２７に薄膜が形成されるべき基板２が保持されている。薄膜形成装置１を動作させると、図４のステップａ０からステップａ１に移る。ステップａ１では、主制御部１１が搬送手段６の搬送制御部２５に制御指令を与え、薄膜形成装置本体５に基板２を搬入させる。これによって基板保持部２７に保持される薄膜が形成されるべき基板２を所定の処理位置に配置する。
【００５６】
次にステップａ１からステップａ２に移る。ステップａ２では、主制御部１１は加熱制御部３３に制御指令を与え、基板２を予め定める温度に加熱させる。加熱制御部３３は、ヒータ部３１を加熱し、基板２が予め定める温度になると、基板２が予め定める温度Ｔ１になったことを示す所定の信号を主制御部１１に与える。
【００５７】
次にステップａ２からステップａ３に移る。ステップａ３では、主制御部１１は、前記加熱制御部３３からの所定の信号が与えられたか否かを判断する。ステップａ３において、加熱制御部３３からの所定の信号が与えられたと判断すると、ステップａ４に移り、加熱制御部３３からの所定の信号が与えられていないと判断した場合、所定の間隔をあけてステップａ３を繰返す。
【００５８】
次にステップａ４では、主制御部１１は、バルブ部３８に制御指令を与えて、予め定める時間管路を開放する。これによって、噴霧手段９によって所定の溶液３が噴霧される。ステップａ３の処理によって、噴霧手段９は、所定の溶液３を１回噴霧する。本実施の形態において、スプレーノズル部３５から１回に噴霧される所定の溶液３の量は、０．５ミリメートル（ｍｌ）〜３ミリメートル（ｍｌ）に選ばれる。所定の溶液３は、加熱された基板２の一表面３９上で熱分解反応し、液相から固相に変化して薄膜が形成される。たとえば基板２の温度を５００℃とし、所定の溶液３として東京応化製のＭＯＦＴｉ−３０００−ＳをＩＰＡによって希釈し、東京応化製のＭＯＦＴｉ−３０００−Ｓの濃度を３重量パーセント（Ｗｔ％）とし、噴霧手段９が、所定の溶液３を１ミリリットル（ｍｌ）噴霧すると、基板２の一表面部２Ａには、５０Åの厚みの２酸化チタン（ＴｉＯ２）が形成される。
【００５９】
次にステップａ４からステップａ５に移る。ステップａ５では、主制御部１１は、計時部によって、噴霧手段９の噴霧が収容した後、つまりバルブ部３８を閉じた後、予め定める第１の時間ｔ１が経過したか否かを判断する。ステップａ５で、主制御部１１が予め定める時間ｔ１が経過したと判断するとステップａ６に移り、予め定める時間ｔ１が経過していないと判断すると、ステップａ５を繰返す。予め定める時間ｔ１は、噴霧手段９によって噴霧された所定の溶液３のうち、基板２の一表面部２Ａに付着させるべき所定の溶液３が付着する時間に選ばれる。
【００６０】
次にステップａ５からステップａ６に移る。ステップａ６では、主制御部１１は、吸引源５１に制御指令を与えて、吸引源５１を駆動させて、ステップａ７に移る。制御指令を受け取ることによって、吸引源５１は、収容空間１３の空気を排気する。これによって、基板２の周囲に浮遊する霧化した所定の溶液を収容空間１３から排除する。吸引源は、ステップａ１０の処理が終了するまで駆動し、ステップａ１０の動作が終了した時点で停止する。
【００６１】
次にステップａ６からステップａ７に移る。ステップａ７では、主制御部１１は、計時部によって、吸引源５１が駆動された後、予め定める第２の時間ｔ２が経過したか否かを判断する。ステップａ７で、主制御部１１が予め定める第２の時間ｔ２が経過したと判断すると、ステップａ８に移り、予め定める第２の時間が経過していないと判断すると、ステップａ７を繰返す。予め定める第２の時間ｔ２は、基板２の周囲に浮遊する、霧化した所定の溶液３が収容空間から排除されるのに十分な時間である。
【００６２】
次にステップａ７からステップａ８に移る。ステップａ８では、主制御部１１は、膜厚情報生成手段１０から所定の情報を取得する。ステップａ８では、具体的には主制御部１１は、照明部４５にこの照明部４５を発光させる制御指令を与え、また撮像部４６を駆動する制御指令を与えて、撮像部４６によって生成される所定の情報を取得する。
【００６３】
次にステップａ８からステップａ９に移る。ステップａ９では、主制御部１１は、ステップａ７で取得した所定の情報に基づいて、基板２の一表面部２Ａに形成された薄膜の厚みを推測して、ステップａ１０に移る。
【００６４】
ステップａ１０では、前記ステップａ９で推測した薄膜の厚みが、所定の厚みとなったか否かを判断する。ステップａ９において、前記薄膜の厚みが所定の厚みとなったと判断すると、ステップａ１１に移り、所定の厚みになってはいないと判断すると、ステップａ３に移る。噴霧手段９によって、予め定める温度に加熱された基板２に、所定の溶液３を噴霧すると、所定の溶液が付着することによって基板２の温度が低下するが、ステップａ３の処理を設けることによって、基板２の温度が低下した状態で、所定の溶液３が噴霧されることがない。これによって、基板に形成される薄膜を均質化することができる。
【００６５】
ステップａ１１では、主制御部１１が搬送手段６の搬送制御部２５に制御指令を与え、薄膜形成装置本体５から基板２を搬出させ、ステップａ１２に移り処理を終了する。これによって基板保持部２７に保持される所定の薄膜が形成された基板２を取出すことができる。
【００６６】
図５は、搬送制御部２５の処理動作を示すフローチャートである。搬送制御部２５は、電源が投入されるとステップｂ０からステップｂ１に移り、ステップｂ１で、主制御部１１から動作指令が与えられた否かを判断する。ステップｂ１で主制御部１１から動作指令が与えられたと判断すると、ステップｂ２に移り、主制御部１１から動作指令が与えられていないと判断すると、ステップｂ１を繰返す。
【００６７】
ステップｂ２では、回転駆動部２４を駆動させて、収容体７の外部に配置され、搬送方向Ｆ１上流側でもっとも収容体７に近接する基板保持部２７に保持される基板２を所定の処理位置に搬送して、ステップｂ１に移る。搬送制御部２５は、電源を切る処理を終了する。
【００６８】
図６は、加熱制御部３３の処理動作を示すフローチャートである。加熱制御部３３は、電源が投入されると、ステップｃ０からステップｃ１に移り、ステップｃ１で主制御部１１から動作指令が与えられたか否かを判断する。ステップｃ１で、主制御部１１から動作指令が与えられたと判断すると、ステップｃ２に移り、主制御部１１から動作指令が与えられていないと判断すると、ステップｃ１を繰返す。
【００６９】
ステップｃ２では、ヒータ部３１を制御して、基板２を加熱させて、ステップｃ３に移る。ステップｃ３では、温度検出部３２によって検出される温度が、予め定める温度Ｔ１であるか否か、つまり基板２が予め定める温度Ｔ１になった否かを判断する。ステップｃ３で、基板２が予め定める温度Ｔ１になったと判断するとステップｃ４に移り、基板２が予め定める温度Ｔ１になっていないと判断するとステップｃ２に移る。
【００７０】
ステップｃ４では、基板２が予め定める温度Ｔ１になったことを示す所定の信号を主制御部１１に与えて、ステップｃ３に移る。加熱制御部３３は、電源を切ることによって処理を終了する。
【００７１】
以上のように薄膜形成装置１では、基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜の厚みを検出しながら、主制御部１１が噴霧手段９に所定の溶液３を噴霧させることによって、高精度に所定の厚みの薄膜を形成することができる。
【００７２】
本実施の形態において、薄膜が形成されるべき基板２は矩形の板形状を有するが、基板２は円形の板形状を有していてもよい。このような形状を有する基板２であっても、同様に所定の膜厚の薄膜４を形成することができる。
【００７３】
本実施の形態において、搬送手段６は、ベルトコンベア装置によって実現されるが、本発明のさらに他の実施の形態において、搬送手段６はこれに限定されることなく、たとえばムービングウォーク方式の搬送装置であってもよい。
【００７４】
本実施の形態において、膜厚情報生成手段１０は、照明部４５と撮像部４６とを含んで構成されるが、本発明の実施のさらに他の形態において、前記撮像部４６に代えて分光反射率を計測する分光反射率計を用いてもよい。この場合、前述した図３に示すような、基板２に形成された薄膜の反射光の分光反射率特性を測定し、反射率の最も低い吸収波長に基づいて、主制御部１１において基板２に形成された薄膜の厚みを推測することができる。この場合、照明部４５は、分光反射率計に応じた照明装置とする必要がある。この場合照明部４５は、たとえば発光ダイオード（Light Emitting Diode：略称ＬＥＤ）照明によって実現される。また分光反射率計は、基板２の薄膜が形成される一部の分光反射率を測定して平均化する。
【００７５】
分光反射率を用いた薄膜の厚みは、分光反射率計による測定による入射光の最も反射率の低い波長をλとし、形成された薄膜の屈折率をｎとし、薄膜の厚みをｄとした場合、式（２）によって算出することができる。
ｄ＝λ／４ｎ                                                    …（２）
【００７６】
なお上記式（２）が成り立つのは、形成される薄膜が単層であり、形成される薄膜の光の屈折率が空気の屈折率と、基板の屈折率の間にある場合である。このように膜厚情報生成手段に分光反射率計を用いることによって、主制御部１１によって、形成された薄膜のより正確な厚みを推測することができ、これによって、より高精度に所定の厚みを有する薄膜４を形成することができる。
【００７７】
図７は、本発明の実施のさらに他の形態の薄膜形成装置６０の構成を模式的に示す図であり、図７（１）は膜厚情報生成手段１０を収容体７の外部に退避させた状態を示す図であり、図７（２）は膜厚情報生成手段１０を収容体７の収容空間１３内に配置した状態を示す図である。本実施の形態の薄膜形成装置６０は、前述の実施の形態の図１に示す薄膜形成装置１の構成の一部が異なるだけで、他の構成は薄膜形成装置１と同様であるので、同様な部分には同様な符号を付してその説明を省略する。
【００７８】
薄膜形成装置６０は、前述の図１に示す薄膜形成装置１の構成に加えて、保持手段６１を有する。保持手段６１は、薄膜情報生成手段１０を収容体７の外部から収容空間１３内に移動可能に保持し、かつ収容空間１３内に収容される薄膜形成手段１０を収容体７の外部に移動可能に保持する。保持手段６１は、照明部４５を保持する第１保持部６２と、撮像部４６を保持する第２保持部６３とを含む。第１保持部６２は、第１案内レール部６４と、第１案内レール部６４に沿って移動し、照明部４５を保持する第１移動保持部６５と、第１移動保持部６５を第１案内レール部６４に沿って移動させる第１駆動部６６とを含む。第２保持部６３は、第２案内レール部６７と、第２案内レール部６７に沿って移動し、撮像部４６を保持する第２移動保持部６８と、第２移動保持部６８を第２案内レール部６７に沿って移動させる第２駆動部６９とを含む。
【００７９】
収容体７の側壁７Ａには、薄膜情報生成手段１０を移動手段６１によって収容体７の外部から収容空間１３内に移動させるための第２および第３開口部７１，７２が形成される。第２および第３開口部７１，７２は、搬送手段６によって、基板２が搬送される搬送方向Ｆ１に垂直な方向の収容体７の側壁７Ａに形成される。
【００８０】
第１案内レール部６４は、第２開口部７１を挿通し、収容体７の外部および収容空間１３内にわたって設けられる。第１案内レール部６４は、搬送手段６よりも上方に配置され、ほぼ水平に延びる。第１案内レール部６４の収容空間１３内に配置される一端部７３は、処理位置に配置される基板２の上方から、側方に退避した位置に設けられる。第１案内レール部６４は収容体７に固定される。第１移動保持部６５は、第１案内レール部６４の下部に設けられ、照明部４５の上部に連結される。言い換えれば照明部４５は第１移動保持部６５によって吊下げられた状態となる。第１駆動部６６は、たとえばモータによって実現され、主制御部１１からの制御指令が与えられることによって、第１移動保持部６５を第１案内レール部６４の延びる方向Ｗ１に移動させる。第１駆動部６６は、第１案内レール部６４に沿って延びる雄ねじ部材を、この雄ねじ部材の軸線まわりに回転させる。第１移動保持部６５には、前記雄ねじ部材のねじ山が勘合する雌ねじ部が形成される。第１駆動部６６は、雄ねじ部材を軸線まわりの一方向および他方向に回転させることによって、第１移動保持部６５を移動させることができる。
【００８１】
第２案内レール部６７は、第３開口部７２を挿通し、収容体７の外部および収容空間１３内にわたって設けられる。第２案内レール部６７は、搬送手段６よりも上方に配置され、ほぼ水平に延びる。第２案内レール部６７の収容空間１３内に配置される一端部７４は、処理位置に配置される基板２の上方から、側方に退避した位置に設けられる。第２案内レール部６７は収容体７に固定される。第２移動保持部６８は、第２案内レール部６７の上部に設けられ、撮像部４６の下部に連結される。第２駆動部６９は、たとえばモータによって実現され、主制御部１１からの制御指令が与えられることによって、第２移動保持部６８を第２案内レール部６７の延びる方向Ｗ１に移動させる。第１案内レール部６４と第２案内レール部６７とは同じ方向に延びる。第２駆動部６９は、第２案内レール部６７に沿って延びる雄ねじ部材を、この雄ねじ部材の軸線まわりに回転させる。第２移動保持部６８には、前記雄ねじ部材のねじ山が勘合する雌ねじ部が形成される。第２駆動部６９は、雄ねじ部材を軸線まわりの一方向および他方向に回転させることによって、第２移動保持部６８を移動させることができる。第１案内レール部６４および第２案内レール部６７は、これら第１および第２案内レール部６４，６７が延びる方向Ｗ１に垂直であって、基板２の中心を通る仮想一平面に関して、非対称に設けられる。
【００８２】
また本実施の形態において、主制御部１１は、噴霧手段９が所定の溶液３を１回噴霧することによって形成される薄膜の厚みに関する情報を予め保持している。前記噴霧手段９が所定の溶液３を１回噴霧することによって形成される薄膜の厚みに関する情報は、記憶部に記憶される。
【００８３】
図８および図９は、薄膜形成装置６０における所定の厚みを有する薄膜を形成する主制御部１１の処理動作を示すフローチャートである。本実施の形態において、搬送制御部２５および加熱制御部３３の処理動作は、前述した実施の形態の薄膜形成装置１と同様であるので、その説明を省略する。なおここでは、初期状態として照明部４５および撮像部４６を、収容体７の外部に退避させている。図８のフローチャートのステップｄ０からステップｄ７までの処理は、図４に示す前述した実施の形態の主制御部１１の動作処理を示すフローチャートのステップａ０〜ステップａ７の各ステップに対応し、同様の処理を行うのでその説明を省略する。
【００８４】
ステップｄ８で主制御部１１は、予め定める回数噴霧手段９に噴霧させたか否かを判断する。ステップｄ８で主制御部１１が、噴霧手段９に予め定める回数噴霧させたと判断するとステップｄ９に移り、噴霧手段９に予め定める回数噴霧させていないと判断するとステップｄ３に移る。前記予め定める回数は、所定の厚みの薄膜４が形成される噴霧回数よりも少ない回数に選ばれる。前記予め定める回数は、利用者によって設定され、たとえば主制御部１１の記憶部に記憶される。
【００８５】
次にステップｄ９では、主制御部１１が保持手段６１に制御指令を与えて、照明部４５および撮像部４６を収容体７の外部から収容空間１３内の所定の位置に移動させる。前記所定の位置は、前述の実施の形態の薄膜形成装置１において、照明部４５および撮像部４６が配置される位置と同様の位置である。
【００８６】
次にステップｄ９からステップｄ１０に移る。ステップｄ１０では、主制御部１１は、膜厚情報生成手段１０から所定の情報を取得する。ステップｄ１０では、具体的には主制御部１１は、照明部４５にこの照明部４５を発光させる制御指令を与え、また撮像部４６を駆動する制御指令を与えて、撮像部４６によって生成される所定の情報を取得する。
【００８７】
次にステップｄ１０から図９に示すフローチャートのステップｄ１１に移る。ステップｄ１１では、主制御部１１は、ステップｄ１０で取得した所定の情報に基づいて、基板２の一表面部２Ａに形成された薄膜の厚みを推測して、ステップｄ１２に移る。
【００８８】
ステップｄ１２では、主制御部１１は所定の情報に基づいて推測された薄膜の厚みに基づいて、噴霧手段９による噴霧の回数を決定する。噴霧手段９による噴霧の回数の決定は、以下のようにして決定される。
【００８９】
以下ここでは噴霧手段９が１回噴霧することによって形成される薄膜の厚みが５０オングストローム（Å）である場合について説明する。ここで薄膜形成装置６０によって形成すべき薄膜の所定の厚みが６００オングストローム（Å）であり、上述したように予め定める回数の噴霧が終了し、ステップｄ１１で形成されている薄膜の厚みが５００オングストローム（Å）であると推測されると、６００Å−５００Å＝１００Åの薄膜を形成する必要があり、噴霧手段９が１回の噴霧よって形成される薄膜の厚みが５０オングストローム（Å）であることから、噴霧手段９によって、あと２回噴霧する必要があると決定される。
【００９０】
次にステップｄ１２からステップｄ１３に移る。ステップｄ１３では、主制御部１１が保持手段６１に制御指令を与えて、照明部４５および撮像部４６を収容体７の収容空間１３内の所定の位置から収容体７の外部に移動させる。
【００９１】
次にステップｄ１３からステップｄ１４に移る。ステップｄ１４からステップｄ１８までの各ステップは、前述した図４に示す前述した実施の形態の主制御部１１の動作処理を示すフローチャートのステップａ３〜ステップａ７の各ステップにそれぞれ対応し、同様の処理を行うのでその説明を省略する。
【００９２】
ステップｄ１９で、主制御部１１は、ステップｄ１２で決定した回数、噴霧手段９が所定の溶液３を噴霧した否かを判断する。ステップｄ１９において主制御部１１が、ステップｄ１２で決定した回数だけ、噴霧手段９が所定の溶液３を噴霧したと判断した場合、ステップｄ２０に移る。ステップｄ１９において主制御部１１が、ステップｄ１２で決定した回数だけ、噴霧手段９が所定の溶液３を噴霧していないと判断した場合、ステップｄ１４に移る。
【００９３】
ステップｄ２０では、主制御部１１が搬送手段６の搬送制御部２５に制御指令を与え、薄膜形成装置本体５から基板２を搬出させ、ステップａ１２に移り処理を終了する。これによって基板保持部２７に保持される所定の薄膜が形成された基板２を取出すことができる。
【００９４】
以上のように薄膜形成装置６０では、照明部４５および撮像部４６を、常に収容空間１３内に留まらせないで、噴霧手段９が予め定める回数噴霧した後に、収容空間１３内に移動させ、この時点における基板２の一表面部２Ａに形成された薄膜の厚みに関する所定の情報を得て、再び収容体７の外部に退避させる。これによって収容空間１３内に滞留している霧化した所定の溶液３によって、照明部４５および撮像部４６の撮像レンズの曇りの発生を低減させることができ、基板２に形成される薄膜の厚み関する正確な情報を得ることができる。
【００９５】
本発明の実施の他の形態において、照明部４５は第１案内レール部６４の上部に設けられてもよいし、撮像部４６は第２案内レール部６７の下部に設けられてもよい。このよう構成であっても、同様な効果を得ることができる。
【００９６】
図１０、図１１および図１２は、本発明のさらに他の実施の形態の薄膜形成装置における所定の厚みを有する薄膜を形成する主制御部の処理動作を示すフローチャートである。本実施の形態の薄膜形成装置は、前述した図７に示す薄膜形成装置６０と同様な構成を有し、主制御部１１の制御動作のみが異なるので、重複する説明を省略する。本実施の形態において、搬送制御部２５および加熱制御部３３の処理動作は、前述した実施の形態の薄膜形成装置１と同様であるので、その説明を省略する。なおここでは、初期状態として照明部４５および撮像部４６を、収容体７の外部に退避させている。図１０のフローチャートのステップｅ０からステップｅ１１までの各ステップは、図８および図９に示す前述した実施の形態の薄膜形成装置６０の主制御部１１の動作処理を示すフローチャートのステップｄ０〜ステップｄ１１の各ステップに対応し、同様の処理を行うのでその説明を省略する。
【００９７】
ステップｅ１２では、主制御部１１が保持手段６１に制御指令を与えて、照明部４５および撮像部４６を収容体７の収容空間１３内の所定の位置から収容体７の外部に移動させる。
【００９８】
次にステップｅ１２からステップｅ１３に移る。ステップｅ１３〜ステップｅ１７までの各ステップは、ステップｅ３〜ステップｅ７までの各ステップにそれぞれ対応し、同様の処理を行うので、その説明を省略する。またステップｅ１８からステップｅ２１までの各ステップは、ステップｅ９〜ステップｅ１２までの各ステップにそれぞれ対応し、同様の処理を行うのでその説明を省略する。
【００９９】
ステップｅ３３では、主制御部１１は、ステップｅ１１で推定した基板２に形成された薄膜の厚みと、ステップｅ２０で推定した基板２に形成された薄膜の厚みとから、噴霧手段９が１回噴霧することによって形成される薄膜の厚みを算出し、これに基づいて、噴霧手段９による噴霧の回数を決定する。噴霧手段９による噴霧の回数の決定は、以下のようにして決定される。
【０１００】
ここで薄膜形成装置６０によって形成すべき薄膜の所定の厚みが６００オングストローム（Å）であり、上述したように予め定める回数の噴霧が終了し、ステップｅ１１で推定した薄膜の厚みが５００オングストローム（Å）であったとし、またステップｅ２０で推定した薄膜の厚みが５５０オングストローム（Å）であったとする。主制御部１１は、前記ステップｅ２０で推定した薄膜の厚みと、ステップｅ１１で推定した薄膜の厚みとの差分から、噴霧手段９が１回所定の溶液３を噴霧すると５５０Å−５００Å＝５０Åの厚みの薄膜が形成されるとわかる。したがってこの場合、主制御部１１は、噴霧手段９によってあと１回噴霧させる必要があることを判断する。
【０１０１】
次に図１２に示すステップｅ２３に移る。ステップｅ２３〜ステップｅ２７までの各ステップは、ステップｅ３〜ステップｅ７までの各ステップにそれぞれ対応し、同様の処理を行うのでその説明を省略する。
【０１０２】
ステップｅ２８では、主制御部１１は、ステップｅ２２で決定した回数、噴霧手段９が所定の溶液３を噴霧した否かを判断する。ステップｅ２２において主制御部１１が、ステップｅ２２で決定した回数だけ、噴霧手段９が所定の溶液３を噴霧したと判断した場合、ステップｅ２９に移る。ステップｅ２２において主制御部１１が、ステップｅ２２で決定した回数だけ、噴霧手段９が所定の溶液３を噴霧していないと判断した場合、ステップｅ２３に移る。
【０１０３】
ステップｅ２９では、主制御部１１が搬送手段６の搬送制御部２５に制御指令を与え、薄膜形成装置本体５から基板２を搬出させ、ステップｅ３０に移り処理を終了する。これによって基板保持部２７に保持される所定の薄膜が形成された基板２を取出すことができる。
【０１０４】
以上のように本実施の形態の薄膜形成装置では、前述の実施の形態の薄膜形成装置６０と同様に、照明部４５および撮像部４６を、常に収容空間１３内に留まらせないで、噴霧手段１３が予め定める回数噴霧した後に、収容空間１３内に移動させ、この時点における基板２の一表面部２Ａに形成された薄膜の厚みに関する所定の情報を得て、再び収容体７の外部に退避させる。これによって収容空間１３内に滞留している霧化した所定の溶液３によって、照明部４５および撮像部４６の撮像レンズの曇りの発生を低減させることができ、基板２に形成される薄膜の厚み関する正確な情報を得ることができる。
【０１０５】
また本実施の形態の薄膜形成装置では、前述の実施の形態の薄膜形成装置６０のように噴霧手段による１回の噴霧によって形成される薄膜の厚みを予め判明させておく必要が無い。これによって、スプレーノズル部３５の経時変化、および所定の溶液３の濃度の変化、および所定の溶液の濃度の変化、および基板２の雰囲気の変化などが生じても、高精度に所定の厚みの薄膜を形成することができる。
【０１０６】
本実施の形態では、噴霧手段９による噴霧の回数のみを決定しているが、本発明のさらに他の実施の形態において、主制御部１１は、噴霧手段９による所定の溶液３の噴霧の時間を変えるように、噴霧手段９を制御してもよい。これによって、さらに高精度に所定の厚みの薄膜を形成することができる。
【０１０７】
また前述した各実施の形態では、吸引源５１を間欠的に動作させているが、本発明の実施のさらに他の形態において、吸引源５１を常に動作させておいてもよい。この場合吸引源５１によって、収容空間１３内に気流が発生するので、この気流を考慮して、噴霧手段９による噴霧する所定の溶液３の流量などを決定する。吸引源５１を常に動作させておくことによって吸引源５１を主制御部１１によって制御する必要が無くなる。
【０１０８】
本発明の実施のさらに他の形態において、前述した排除手段１２は、収容空間１３内にたとえば空気を導入して収容空間の空気を、収容体７の外部に押出す構成としてもよいし、また静電吸着によって霧化した所定の溶液３を処理空間１３から排除する構成としてもよい。
【０１０９】
また本実施の各実施の形態では、間欠的に基板２に形成される薄膜の厚みを推測しているが、本発明の実施のさらに他の形態において、時系列的に基板２に形成される薄膜の厚みを推測してもよい。この場合、基板２に形成される薄膜の厚みの変化を逐次みることによって、主制御部１１は、噴霧手段９による噴射の時間を制御して、高精度に所望の厚みの薄膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施の一形態の薄膜形成装置１の構成を模式的に示す図である。
【図２】薄膜形成装置１の外観を示す斜視図である。
【図３】基板２の一表面部２Ａに形成される薄膜の反射率特性の一例をグラフ化して示す図である。
【図４】主制御部１１の処理動作を示すフローチャートである。
【図５】搬送制御部２５の処理動作を示すフローチャートである。
【図６】加熱制御部３３の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施のさらに他の形態の薄膜形成装置６０の構成を模式的に示す図である。
【図８】薄膜形成装置６０における所定の厚みを有する薄膜を形成する主制御部１１の処理動作を示すフローチャートである。
【図９】薄膜形成装置６０における所定の厚みを有する薄膜を形成する主制御部１１の処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態の薄膜形成装置における所定の厚みを有する薄膜を形成する主制御部の処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態の薄膜形成装置における所定の厚みを有する薄膜を形成する主制御部の処理動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態の薄膜形成装置における所定の厚みを有する薄膜を形成する主制御部の処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１１】
１，６０  薄膜形成装置
２  基板
２Ａ  一表面部
３  所定の溶液
４  薄膜
５  薄膜形成装置本体
６  搬送手段
７  収容体
８  加熱手段
９  噴霧手段
１０  膜厚情報生成手段
１１  主制御部
１２  排除手段
１３  収容空間
６１  保持手段
【図１】
2005146350.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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