特許ウォッチ

公開番号2025042464
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149496
出願日2023-09-14
発明の名称霧化装置及び製膜装置。
出願人Patentix株式会社,学校法人立命館
代理人
主分類B05B 17/06 20060101AFI20250319BHJP(霧化または噴霧一般;液体または他の流動性材料の表面への適用一般)
要約【課題】霧化量及び霧化制御性に優れた霧化装置を提供する。
【解決手段】超音波振動子の上部に超音波伝達液が設けられており、霧化用原料液が収容される原料隔壁と、超音波伝達液が収容されている超音波伝達液槽と、前記超音波伝達液槽の底面部に前記原料隔壁の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子とを具備し、前記原料隔壁の底面部が超音波透過性基材によって閉塞される霧化装置であって、前記超音波振動子が前記超音波透過性基材に至るまでガイド隔壁で囲まれている霧化装置は、ミストの製造に有用であり、例えば、製膜用半導体装置などに好適に用いられる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超音波振動子の上部に超音波伝達液が設けられており、霧化用原料液が収容される原料隔壁と、超音波伝達液が収容されている超音波伝達液槽と、前記超音波伝達液槽の底面部に前記原料隔壁の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子とを具備し、前記原料隔壁の底面部が超音波透過性基材によって閉塞される霧化装置であって、前記超音波振動子が前記超音波透過性基材に至るまでガイド隔壁で囲まれていることを特徴とする霧化装置。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記ガイド隔壁が、略円筒状の形状をしている請求項１記載の霧化装置。
【請求項３】
前記ガイド隔壁が、円錐台の形状をしている請求項１記載の霧化装置。
【請求項４】
前記ガイド隔壁が、貫通している請求項１記載の霧化装置。
【請求項５】
前記ガイド隔壁が、着脱可能に構成されている請求項１記載の霧化装置。
【請求項６】
前記ガイド隔壁が、金属又は高分子ポリマーで構成されている請求項１記載の霧化装置。
【請求項７】
前記霧化用原料が、金属を含む請求項１記載の霧化装置。
【請求項８】
前記超音波伝達液が、水である請求項１記載の霧化装置。
【請求項９】
前記超音波透過性基材が、高分子フィルムである請求項１記載の霧化装置。
【請求項１０】
前記原料隔壁が、円筒状もしくは略円筒状または多角形筒状もしくは略多角形筒状である請求項１記載の霧化装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製膜等に有用な霧化装置及び製膜装置に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
液体から微細な液滴を生成する（霧化する）装置として超音波振動子を用いた超音波霧化装置が知られている。この超音波霧化装置は、霧化用の液体を貯留した容器の底部などに超音波振動子を配する。超音波振動子が振動すると、液体中で液体微粒子が超音波の伝播方向に振動し、振動エネルギーが液面に集中して液柱が立ち、その液柱の先端部が破断して液体微粒子が飛散して霧が発生する。
【０００３】
近年においては、圧電セラミックスからなる圧電素子と、この圧電素子のうち、液体に対向する液体対向面を含む被着面を被覆した絶縁樹脂膜と、を有し、液体対向面が液体に対向して、パラキシリレン系ポリマからなる絶縁樹脂膜が液体に接する形態に配置されてなる霧化装置が、耐薬品性が高く、多くの薬液に対して安定であることにより使用する液体の制限を低減できることが記載されている（特許文献１）。しかしながら、これら霧化装置は被着面が固定されているため、使用後の超音波振動子と被着面との間の洗浄が困難であり、また、長時間使用すると液面が下がるため霧化量が減少し、霧化効率が悪くなり、霧化効率を維持するためには液面を一定にする必要があるため使用する溶液の使用量が増えてしまい、環境に優しくないといった問題もあった。
また、底部に超音波振動子を固定した外側容器と、該外側容器に入れた伝達液体と、前記外側容器の内側に所定の間隔を開けて装着し、前記超音波振動子の対向する部分にホーン形状の突出部を形成した内側容器と、該内側容器に入れた霧化液体とからなる霧化装置が、内側容器を霧化する液体の種類に対応した数だけ用意しておけばよく、また、液体を替える度に洗浄する必要がないといったことが検討されている（特許文献２）。しかしながら、これら霧化装置は、内側容器の側面とホーン形状の突出部の上端までとが連通するように連通溝を形成していたとしても、脱気が不十分であるため、空気が残りやすく、内側容器内の液体の霧化量が減少するといった問題があった。
無底の筒状体の底面部が超音波透過性基材によって閉塞される霧化装置が霧化効率およびミストの制御性に優れていることが記載されている（特許文献３）。しかしながら、これら霧化装置は液面に伝わる超音波が一様に集まっていないため超音波が散乱し、霧化量及び霧化効率がまだまだ不十分であるといった問題があった。また、長時間使用すると液面が低下するため、霧化量が減少し、霧化効率が悪くなり、また、溶液を何度も継ぎ足す必要があるといった問題もあった。
そのため、霧化量及び霧化制御性に優れた霧化装置が待ち望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許４５１２８５０号
特開２０１２－０１１３６０号公報
特許６６８０４３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、霧化量及び霧化制御性に優れた霧化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、超音波振動子の上部に超音波伝達液が設けられており、霧化用原料液が収容される原料隔壁と、超音波伝達液が収容されている超音波伝達液槽と、前記超音波伝達液槽の底面部に前記原料隔壁の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子とを具備し、前記原料隔壁の底面部が前記超音波透過性基材によって閉塞される霧化装置であって、前記超音波振動子が前記超音波透過性基材に至るまでガイド隔壁で囲まれている霧化装置が、良好な霧化制御性及び良好な霧化量等を持ち、半導体製膜用装置等に有用であることを知見し、このような霧化装置が、上記した従来の問題を一挙に解決できるものであることを見出した。
また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
［１］超音波振動子の上部に超音波伝達液が設けられており、霧化用原料液が収容される原料隔壁と、超音波伝達液が収容されている超音波伝達液槽と、前記超音波伝達液槽の底面部に前記原料隔壁の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子とを具備し、前記原料隔壁の底面部が超音波透過性基材によって閉塞される霧化装置であって、前記超音波振動子が前記超音波透過性基材に至るまでガイド隔壁で囲まれていることを特徴とする霧化装置。
［２］前記ガイド隔壁が、略円筒状の形状をしている前記［１］記載の霧化装置。
［３］前記ガイド隔壁が、円錐台の形状をしている前記［１］記載の霧化装置。
［４］前記ガイド隔壁が、貫通している前記［１］記載の霧化装置。
［５］前記ガイド隔壁が、着脱可能に構成されている前記［１］記載の霧化装置。
［６］前記ガイド隔壁が、金属又は高分子ポリマーで構成されている前記［１］記載の霧化装置。
［７］前記霧化用原料が、金属を含む前記［１］記載の霧化装置。
［８］前記超音波伝達液が、水である前記［１］記載の霧化装置。
［９］前記超音波透過性基材が、高分子フィルムである前記［１］記載の霧化装置。
［１０］前記原料隔壁が、円筒状もしくは略円筒状または多角形筒状もしくは略多角形筒状である前記［１］記載の霧化装置。
［１１］前記霧化用原料液が製膜用原料液であり、前記霧化装置が製膜用霧化装置である前記［１］記載の霧化装置。
［１２］製膜室と霧化装置とを少なくとも具備する製膜装置であって、前記霧化装置が、前記［１１］記載の霧化装置であることを特徴とする製膜装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の霧化装置は、半導体装置等に有用であり、良好な霧化量及び良好な霧化制御性を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明において好適に用いられる製膜装置の概略構成図の一例である。
本発明において好適に用いられる霧化装置を模式的に示す図である。
実施例１におけるＸＲＤ回折結果を示す図である。
実施例２におけるＸＲＤ回折結果を示す図である。
実施例２におけるＡＦＭ像を示す図である。
実施例２におけるＳＥＭ像を示す図である。
実施例２におけるＥＤＳ像を示す図である。
実施例３におけるＸＲＤ回折結果を示す図である。
実施例３におけるＳＥＭ像を示す図である。
本発明における霧化装置の霧化状態（３０分後の霧化状態）を示す図である。
本発明における霧化装置の霧化状態（６０分後の霧化状態）を示す図である。
比較例３における市販品の霧化装置の霧化状態（３０分後の霧化状態）を示す図である。
比較例３における市販品の霧化装置の（６０分後の霧化状態）を示す図である。
本発明において好適に用いられる霧化装置を横から見た断面図を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の霧化装置は、超音波振動子の上部に超音波伝達液が設けられており、霧化用原料液が収容される原料隔壁と、超音波伝達液が収容されている超音波伝達液槽と、前記超音波伝達液槽の底面部に前記原料隔壁の底面部に対して超音波を照射する超音波振動子とを具備し、前記原料隔壁の底面部が超音波透過性基材によって閉塞される霧化装置であって、前記超音波振動子が前記超音波透過性基材に至るまでガイド隔壁で囲まれていることを特長とする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許