JP2007090185A

JP2007090185A - 分散器

Info

Publication number: JP2007090185A
Application number: JP2005281122A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Komaki; 牧久小
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】流入してきた粉末を殆ど完全に分散化する分散室を備えた分散器を提供する。
【解決手段】分散室２１において、粉末供給器１からの粉末が送り込まれる流入口３０を底壁２１Ｄに、分散された粉末を排出する排出口３１を上壁２１Ｕにそれぞれ設けられ、その中心軸に沿って上下壁を貫通する様に設けられたモータ２３に繋がる回転軸２２に、２組の分散羽体２８，２９が設けらている。２組の分散羽体２８，２９は送風方向が相向かい合うように羽が取り付けられており、各羽は、それぞれ、回転軸２２に沿って、上下方向にずらし、且つ回転方向に４５度ずらして回転軸２２に取り付けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、粉末供給装置に使用される分散器に関する。

セラミックス等の微粉末をプラズマ中に供給し、プラズマにより蒸気化した粉末をチャンバー中に配置された基板上に膜状に付着する成膜装置が知られている。
図１は、その様な成膜装置の１概略例を示したもので、特開平０５−１８６８６４号公報記載の装置である。

図中１はその内部で攪拌させた粉末を供給する粉末供給器で、その具体的構造は、例えば、特開平５−１８６８６４号公報の図２に示されている。

２は該粉末供給器から供給管３を介して送られて来る粉末の内、凝集した微粉末を分散させて一次粒子（元の微粉末）に戻すための分散器である。該分散器は少なくとも上下２段の分散羽４，５を具備しており、所定の速度で回転するように成してある。

該分散器２から排出された微粉末は、供給管６を介してプラズマトーチ７内に供給される。

該プラズマトーチは、その周囲にＲＦコイル８が巻かれており、高周波電源９からこのコイルに高周波電力を供給することにより、内部にプラズマを発生するものである。１０はトーチの下方に設けられた基板である。

この様な構成の装置において、粉末供給器１に供給された粉末は、該供給器内部において攪拌され、凝集した粉末の一部は分散されて微粉末に戻る。この様な状態の粉末はキャリアガスと共に供給管３に排出され、該供給管を通じて分散器２に流入される。

該分散器内においては、分散羽４，５が高速回転しており、該分散器２に流入した微粉末中の凝集した固まりは、これら分散羽４，５に衝突して分散し、更に、分散羽が回転することにより発生する気流によっても分散する。この様にして、分散器２に流入した凝集した微粉末の固まりは一次粒子に戻る。

この様な微粉末は供給管６を通じてプラズマトーチ７に供給される。該トーチ内には、高周波電源９からＲＦコイル８に高周波電力が供給されることによりプラズマが発生しており、このプラズマ中に投入された微粉末はプラズマにより加熱されて蒸発し、基板１０上に、均一な膜が形成される。

特開平０５−１８６８６４号公報

さて、前記分散器２は具体的には、図２に示す様な構造であり、分散羽４，５が設けられている部屋Ｒ１と分散羽を回転させる為のモータ１１が設けられている部屋Ｒ２から成る。

部屋Ｒ１においては、分散羽４，５がモータ１１の回転軸１２に、互いに上下方向に離して取り付けられており、回転軸１２の先端には傘フランジ１３が取り付けられている。

尚、部屋Ｒ１において、傘フランジ１３の下の空間は、二次粒子以上の凝集したままの粒子をトラップするトラップ空間ＴＳを成しており、前記傘フランジ１３は分散羽４，５の回転によりトラップ空間ＴＳ内の凝集した粒子が舞い上がらないように機能している。

又、部屋Ｒ１には、供給管３を介して粉末供給器１からの粉末とキャリアガスが入ってくる流入口１４及び供給管６を介してプラズマトーチ７に粉末とキャリアガスを排出するための排出口１５が設けられている。尚、１６は、部屋Ｒ１の気密を保つと共に粉末が部屋Ｒ２に流入するのを防ぐＯリングである。

前記分散器２はこの様な構造を有することにより、分散により一次粒子に成ったものだけをプラズマトーチ７に送り、分散しきれなかった凝集粒子をトラップ空間ＴＳに落下させるようにしている。

しかし、粉末の凝集状態によってトラップ空間ＴＳに落下する凝集粒子の量が異なるため、粉末供給器１、或いは、分散器２への粉末供給量が定まらない。

又、粉末の凝集状態によっては、分散器２での凝集粒子トラップ量が多量になり、プラズマトーチ７のプラズマへの微粉末導入量が極端に落ちてしまうこともある。

本発明は、この様な問題点を解決するために成されたもので、粉末供給管から送られて来る粉末を殆ど一次粒子に分散させ排出することが出来る新規な分散器を提供することを目的とする。

本発明の分散器は、粉末供給器からの粉末が送り込まれる流入口を一方の端部に有し、分散された粉末を他方の端部に排出する排出口を有し、その中心軸に沿って上下壁を貫通する様に設けられたモータに繋がる回転軸に、各々複数の羽から成る２組の分散羽体が設けられた分散室を有している分散器であって、前記２組の分散羽体は送風方向が相向かい合うように羽が取り付けられており、各羽は、それぞれ、回転軸に沿って、上下方向にずらし、且つ回転方向にずらして回転軸に取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、分散室の中心軸に沿って上下壁を貫通する様に設けられたモータに繋がる回転軸に、各々複数の羽から成る２組の分散羽体が設けられ、該２組の分散羽体は送風方向が相向かい合うように羽が取り付けられており、各羽は、それぞれ、回転軸に沿って、上下方向にずらし、且つ回転方向にずらして回転軸に取り付けられているので、分散室に入った粒子の殆どが分散して微粒子に成り、ある時間後に分散器に入る量と出る量が一致し、分散器内部に粒子が一方的に溜まることがなくなる。。従って、分散室の底壁上に凝集粒子が落下することは殆ど無い。従って、粉末供給器、或いは、分散器への粉末供給量が定まる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図３は本発明の分散器の一概略を示す。尚、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。

図中２１は分散室で、該分散室の上壁２１Ｕの上方には、その回転軸２２が分散室２１の上壁２１Ｕと底壁（下壁）２１Ｄの中心部を貫通する様に、モータ２３が設けられている。

前記分散室２１の上壁２１Ｕの上面には、回転軸２２を取り囲む様に、順に、第１フランジ２４，第２フランジ２５，第３フランジ２６が取り付けられており、各々の回転軸２２と接触する部分には、それぞれ、ラビンスパッキング，オーリング，ベアリングが設けられ、分散室２１が真空を保ち、圧力に耐えられるように成っている。

前記分散室２１の低壁２１Ｄ下面には、前記モータの回転軸２２の先端を支持する軸受け２７が設けられている。

前記回転軸２２の分散室内部分には、各々４枚の羽から成る２組の攪拌羽体２８，２９が、各組の送風方向が相対するように、取り付けられている。

一方の攪拌羽体２８は４枚の羽２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄから成り、他方の攪拌羽体２９は４枚の羽２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄから成り、回転軸２２の軸方向には互いに重なることなく順にずらし、回転方向には４５度ずつ順にずらして、羽２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄが、回転軸２２に取り付けられている。尚、この取り付けの際、一番上の羽２８Ａと上壁２１Ｕ内面の間、一番下の羽２９Ｄと底壁２１Ｄ内面の間に、僅かな隙間が出来るだけで、大きな空間が出来ないようにする。

分散室２１の底壁２１Ｄには、供給管を介して粉末供給器からの粉末とキャリアガスが入ってくる流入口３０が、上壁２１Ｕには、供給管を介してプラズマトーチに微粉末とキャリアガスを排出するための排出口３１が、それぞれ、設けられている。

尚、３２は分散室２１の支持台である。

この様な構成の分散器を、例えば、図１に示す如き成膜装置の粉末供給装置の分散器として使用した場合についてその動作を以下に説明する。

粉末供給器１に供給された粉末は、該供給器内部において攪拌され、凝集した粉末の一部は分散されて微粉末に戻る。この様な状態の粉末はキャリアガスと共に供給管３に排出され、該供給管を通じて分散室２１の流入口３０から分散室２１内に流入される。

該分散室内においては、モータ２３の差動により回転軸２２が回転し、該回転により、分散羽体２８及び２９が、互いに送風方向が相対する様に高速回転している。

該分散室２１の流入口３０に流入した微粉末中の凝集した固まりは、これら分散羽体２９の羽２９Ｄ，２９Ｃ，２９Ｂ，２９Ａに衝突しながら、分散羽体２９の回転により上方へ向う。この様な粒子は、分散羽体２８の羽２８Ｄ，２８Ｃ，２８Ｂ，２８Ａに衝突しながら、分散羽体２８の回転により下方へ向けられる。この様な動作の繰り返しにより、粒子は分散して、殆どのものは一次粒子（微粒子）に戻る。この様な一次粒子は、キャリアガスで排出口３１から供給管７に排出され、プラズマトーチ７に供給される。該トーチ内には、高周波電源９からＲＦコイル８に高周波電力が供給されることによりプラズマが発生しており、このプラズマ中に投入された微粉末はプラズマにより加熱されて蒸発し、基板１０上に、均一な膜が形成される。

尚、本発明は前記説明した実施形態例に限定されない。例えば、各攪拌羽体は３枚羽でも良い。又、上壁２１Ｕの上面に、第１フランジ２４，第２フランジ２５，第３フランジ２６を取り付け、各々の回転軸２２と接触する部分に、それぞれ、ラビンスパッキング，オーリング，ベアリングが設けられる様に成したが、回転軸２２と接触する部分に、それぞれ、オーリングとベアリングが設けられた２つのフランジを設け、これらのオーリング部とベアリング部をラビンス構造に成しても良い。

従来の成膜装置の１概略例をしたものである。従来の分散器の１概略例をしたものである。本発明の分散器の一概略を示す。図３のＡ−Ａ断面図ある。

符号の説明

１…粉末供給器
２…分散器
３…供給管
４…分散羽
５…分散羽
６…供給管
７…プラズマトーチ
８…ＲＦコイル
９…高周波電源
１０…基板
１１…モータ
１２…回転軸
１３…傘フランジ
１４…流入口
１５…排出口
１６…Ｏリング
ＴＳ…トラップ空間
２１…分散室
２２…回転軸
２３…モータ
２４…第１フランジ
２５…第２フランジ
２６…第３フランジ
２７…軸受け
２８…分散羽体
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ…羽
２９…分散羽体
２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ…羽
３０…流入口
３１…排出口
３２…支持台

Claims

粉末供給器からの粉末が送り込まれる流入口を一方の端部に有し、分散された粉末を他方の端部に排出する排出口を有し、その中心軸に沿って上下壁を貫通する様に設けられたモータに繋がる回転軸に、各々複数の羽から成る２組の分散羽体が設けられた分散室を有している分散器であって、前記２組の分散羽体は送風方向が相向かい合うように羽が取り付けられており、各羽は、それぞれ、回転軸に沿って、上下方向にずらし、且つ回転方向にずらして回転軸に取り付けられている分散器。
分散室内の上壁と一番上方に取り付けられた羽との間、及び、下壁と一番下方に取り付けられた羽との間には、粉末が留まることが困難な隙間しか設けられていない請求項１記載の分散器。
分散羽体は４枚の羽から成る請求項１記載の分散器。
２組の分散羽体を成す各羽は、回転方向に等間隔ずらして回転軸に取り付けられている請求項１記載の分散器。
流入口は下壁に設けられ、排出口は上壁に設けられている請求項１記載の分散器。