JP2012246525A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製膜ポイント以外における不要な粉体の付着を直接的な除去方法によって防止しつつ、直接的に粉体の付着を防止する除去手段への粉体の不要な付着を抑制することが可能な製膜装置を提供すること。
【解決手段】成膜装置ＡＰは、基材１９の表面における成膜に寄与しない残余微粒子を除去するためのブラシ２１を備え、ブラシ２１は、複数の単位成膜領域のうち、ノズル１５によってエアロゾルが吹きつけられる現成膜領域及びこの現成膜領域に隣接する隣接成膜領域に含まれず、現製膜領域からは離隔した離隔成膜領域の少なくとも一部において基材１９の表面に接し、残余微粒子を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアロゾルデポジション法によって成膜対象物の表面に微粒子を吹きつけて成膜する成膜装置に関する。

超微粒子材料製の膜を製造する技術の一つとして、超微粒子材料を搬送ガスと混合して、ノズルより基板上に吹き付け、膜を形成する超微粒子膜の成膜技術がエアロゾルデポジション法として知られている（例えば、下記特許文献１参照）。下記特許文献１に記載の成膜技術は、表面の不平滑性、不平坦性、密度の不均一性などの問題を解決しうるものであって、膜内の超微粒子材料の接合が充分で、組織が緻密であり、表面が平滑であり、かつ密度の均一な膜を製造することができる成膜装置として提案されている。

具体的には、減圧室内の基板表面に超微粒子材料を吹き付ける吹き付け装置を有し、超微粒子材料の吹き付けの流れの基板表面への入射角が所定の角度をなすように構成された成膜装置である。

このように超微粒子材料を吹き付けて成膜するエアロゾルデポジション法は、エアロゾル中の微粒子の利用効率が悪く、ノズルから噴射された微粒子のうち成膜に寄与するものは実質的にかなり低い割合に留まるものである。成膜に寄与しなかった微粒子の一部は、基板や基板上の膜に凝集粉として付着する。この凝集粉が膜形成の障害物となり、膜に欠陥が発生する要因にもなりうる。

そこで、下記特許文献２に記載の成膜装置では、基板および基板上の膜に付着し、かつ膜形成に寄与しなかった凝集粉を除去するための除去手段を備えている。除去手段の具体例としては、基板に向けてエアーを吹付けるエアーブロー装置や、基板表面をこするブラシや、基板を振動させる基板振動手段が挙げられている。

特開２００２−２０８７８号公報 特開２００５−７６１０４号公報

粉体除去力を考えると、エアー、振動、超音波、及び静電気を用いて表面には接触しない間接的な除去方法よりも固体を接触させて表面から粉体をかきとる直接的な除去方法が好ましい。エアロゾルデポジション法で用いる粉体は、その大きさがサブミクロン程度の微細な粒子であるため比表面積が大きく付着力が大きい傾向があり、エアーや振動といった間接的な方法では十分な除去能力を得られないためである。

例えば、エアーを使用しつつも除去能力を高めようとすれば、エアーの流量を高める必要がある。このようにエアーを大流量で噴射してしまうと、チャンバー内圧力、特に基板上の製膜ポイントであるエアロゾル到達点における圧力が高くなりすぎる。結果として、エアロゾル中に含まれる微粒子速度の低下が起こり、十分な衝突速度が得られず緻密な膜が形成できなくなる恐れがある。

一方、固体を接触させる直接的な除去方法であれば、気流や気圧を乱すことによる製膜への悪影響を回避しつつ確実に粉体を基材表面または膜上から除去することが可能となる。しかしながら、直接的な除去方法を用いた場合、除去手段である固体自体への粉体付着が新たな課題となる。具体的には、この除去方法の場合、製膜ポイントであるエアロゾル到達点のみならず、噴射されたエアロゾルが充満する周辺の領域においても基材表面から不要な粉体を除去する必要がある。このように製膜ポイント以外であって付着した粉体を除去すべき領域に除去手段としての固体を配置すると、この固体の一部分には粉体が付着し続ける。除去手段である固体への粉体の付着を放置し、堆積量が所定量を超えると重力に耐えられなくなった粉体が基材上に落下したり、付着した粉体に阻害されたりして十分な粉体除去能力を発揮できなくなる恐れがある。

上述したとおり、噴射する粉体が微粒子であり浮遊しやすいことと、そのように浮遊する微粒子を製膜ポイント以外において除去する必要があることが前提であるため、除去手段としての固体を製膜ポイントから遠くに引き離して粉体付着を防止することは、そもそも除去手段としての意義を没却するものであるため採用しがたい。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製膜ポイントにおける気流や気圧を乱すことなくエアロゾルデポジション法による製膜が可能であって、製膜ポイント以外における不要な粉体の付着を直接的な除去方法によって防止しつつ、直接的に粉体の付着を防止する除去手段への粉体の不要な付着を抑制することが可能な製膜装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る製膜装置は、エアロゾルデポジション法によって成膜対象物の表面に微粒子を吹きつけて成膜する成膜装置であって、成膜対象物を保持する保持手段と、脆性材料によって形成された微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを前記成膜対象物の表面に向けて噴射する噴射手段と、前記保持手段と前記噴射手段との相対的な位置関係を変化させ、前記成膜対象物の表面において連続して形成される複数の単位成膜領域に順次エアロゾル吹きつけるための移動手段と、成膜対象物の表面における成膜に寄与しない残余微粒子を除去するための除去手段と、を備える。

前記除去手段は、前記成膜対象物の表面に接することで残余微粒子を前記成膜対象物の表面から除去する接触部を有する。前記移動手段は、前記複数の単位成膜領域それぞれに順次成膜するように前記保持手段と前記噴射手段とを相対的に移動させる。前記接触部は、前記複数の単位成膜領域のうち、前記噴射手段によってエアロゾルが吹きつけられる現成膜領域及びこの現成膜領域に隣接する隣接成膜領域に含まれず、前記現製膜領域からは離隔した離隔成膜領域の少なくとも一部において前記成膜対象物の表面に接し、残余微粒子を除去する。

本発明では、除去手段が成膜対象物の表面に接することで残余微粒子を成膜対象物の表面から除去する接触部を有するので、成膜対象物の表面に残る微粒子を確実に除去することができる。接触部は、噴射手段によってエアロゾルが吹きつけられる現成膜領域及びこの現成膜領域に隣接する隣接成膜領域に含まれず、現製膜領域からは離隔した離隔成膜領域の少なくとも一部において成膜対象物の表面に接することで、微粒子である粉体の付着を確実に抑制している。具体的には、接触部は、噴射手段によってエアロゾルが吹きつけられる現成膜領域に含まれる単位成膜領域には接しないように構成されているので、噴射手段が吹きつけたエアロゾルが直接接触部に到達することを抑制できる。更に、接触部は、現成膜領域に隣接する隣接成膜領域に含まれる単位制膜領域にも接しないように構成されているので、吹きつけられたエアロゾルが多く存在する隣接成膜領域において接触部にエアロゾルが到達することも抑制できる。このように、接触部は、連続する複数の単位制膜領域を移動する現成膜領域からは離隔した離隔成膜領域の少なくとも一部において成膜対象物の表面に接し、残余微粒子を除去するので、残余微粒子の除去と除去手段への粉体の不要な付着の抑制とを両立することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記接触部は、前記隣接成膜領域を挟んで前記現成膜領域とは反対側において前記隣接成膜領域に隣接する離隔成膜領域以外の離隔成膜領域において、前記成膜対象物の表面に接することも好ましい。

この好ましい態様では、接触部が、現成膜領域から見て隣接成膜領域の外側に隣接する離隔成膜領域を除く他の離隔成膜領域において表面に接するので、接触部を含む除去手段への粉体の不要な付着を確実に抑制することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記複数の単位成膜領域が、２以上の単位成膜領域が列状に繋がる第一成膜領域群と、前記第一成膜領域群に隣接して２以上の単位成膜領域が列状に繋がる第二成膜領域群とを含み、前記噴射手段によって前記第一成膜領域群に含まれる単位成膜領域にエアロゾルが吹きつけられ、その単位成膜領域が前記現成膜領域となっている場合に、前記接触部は、前記第一成膜領域群に含まれない単位成膜領域を含む離隔成膜領域において前記成膜対象物の表面に接することも好ましい。

この好ましい態様では、現成膜領域を含む第一成膜領域群に含まれない単位成膜領域を含む離隔成膜領域において、接触部が成膜対象物の表面に接するので、接触部が現成膜領域とは異なる列における単位成膜領域において接することになる。このように、噴射手段が列状の第一成膜領域群をトレースするようにエアロゾルを吹きつける場合に、微粒子が充満しやすいその列とは異なる列における単位成膜領域において接触部が表面に接することで、接触部を含む除去手段への粉体の不要な付着をより確実に抑制することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記接触部は、前記第二成膜領域群に含まれる単位成膜領域を含む離隔成膜領域において前記成膜対象物の表面に接することも好ましい。

この好ましい態様では、現成膜領域を含む第一成膜領域群に隣接する第二成膜領域群において、接触部が成膜対象物の表面に接するので、接触部が現成膜領域とは異なる隣の列における単位成膜領域において接することになる。このように、噴射手段が列状の第一成膜領域群をトレースするようにエアロゾルを吹きつける場合に、微粒子が充満しやすいその列とは異なる隣の列における単位成膜領域において接触部が表面に接することで、接触部を含む除去手段への粉体の不要な付着をより確実に抑制することができる。更に、接触部は、現成膜領域を含む第一成膜領域群に隣接する第二成膜領域群において表面に接するので、現成膜領域から離れすぎない場所で残余微粒子を除去することになり、残余微粒子の除去も効率的に行うことができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記接触部は、前記複数の単位成膜領域のうち、現成膜領域よりも後に現成膜領域となる離隔成膜領域であって、前記第二成膜領域群に含まれる離隔成膜領域において、前記成膜対象物の表面に接することも好ましい。

この好ましい態様では、現成膜領域よりも後に現成膜領域となる離隔成膜領域であって、第二成膜領域群に含まれる離隔成膜領域において接触部が表面に接するので、これから成膜される領域の残余微粒子を事前に確実に除去することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記第一成膜領域群は、それに含まれる単位成膜領域が略円形の列を成すように配列されると共に、前記第二成膜領域群も、それに含まれる単位成膜領域が略円形の列を成すように配列されるものであって、前記噴射手段が、前記第一成膜領域群に含まれる単位成膜領域に順次エアロゾルを吹きつける方向からみて後方側であって、前記第二成膜領域群に含まれる離隔成膜領域において、前記接触部が前記成膜対象物の表面に接することも好ましい。

この好ましい態様では、現成膜領域よりも後に現成膜領域となる離隔成膜領域であって、第二成膜領域群に含まれる離隔成膜領域において接触部が表面に接するので、これから成膜される領域の残余微粒子を事前に確実に除去することができる。更に、エアロゾルを吹きつける方向からみて後方側において接触部が表面に接するので、再付着した残余微粒子を確実に除去することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記接触部は、その外形が少なくとも前記単位成膜領域の幅以上の幅の長手辺を有するように構成され、前記噴射手段から噴射するエアロゾルが前記成膜対象物の表面に沿って進行する場合に、当該進行方向と前記長手辺の各部とが直交しないように配置されていることも好ましい。

この好ましい態様では、噴射手段から噴射するエアロゾルが成膜対象物の表面に沿って進行する場合に、当該進行方向と接触部の長手辺の各部とが直交しないように配置されているので、微粒子が接触部に当たってそのまま留まることなく、接触部以外の領域に放出される。従って、接触部への残余微粒子の付着を確実に抑制することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記長手辺は、互いに異なる方向に正対する第一辺部及び第二辺部を有することも好ましい。

この好ましい態様では、長手辺が互いに異なる方向に正対する第一辺部及び第二辺部を有するので、例えば、第一辺部にエアロゾルが直交して当たるような状況であっても、第二辺部においては確実にエアロゾルとの直交衝突を回避することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記複数の単位成膜領域が、２以上の単位成膜領域が列状に繋がる第一成膜領域群と、前記第一成膜領域群に隣接して２以上の単位成膜領域が列状に繋がる第二成膜領域群とを含み、前記噴射手段によって前記第一成膜領域群に含まれる単位成膜領域にエアロゾルが吹きつけられ、その単位成膜領域が前記現成膜領域となっている場合に、前記接触部は、前記第二成膜領域群に含まれる離隔成膜領域において前記成膜対象物の表面に接するものであって、前記第二成膜領域群に含まれる単位成膜領域の配列方向に前記長手辺が直交するように配置されていることも好ましい。

この好ましい態様では、接触部が、第二成膜領域群に含まれる単位成膜領域の配列方向に長手辺が直交するように配置されているので、接触部を配列方向に沿って動かすことで効果的に残余微粒子を除去することができる。更に、第二成膜領域群に含まれる離隔成膜領域において接触部が成膜対象物の表面に接するものであるから、表面を進行するエアロゾルと接触部との直交衝突は確実に回避することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記接触部の前記長手辺は、前記離隔成膜領域に接する第一接触部分と、前記第一接触部分が接する離隔成膜領域とは異なる離隔成膜領域に接する第二接触部分とに分割されるように構成されており、前記第一接触部分と前記第二接触部分との間の空隙部分の一部に対応する前記現成膜領域に、前記噴射手段がエアロゾルを吹きつけるように構成されていることも好ましい。

この好ましい態様では、第一接触部分と第二接触部分との間の空隙部分の一部に、噴射手段がエアロゾルを吹きつけるように構成されているので、長手辺へのエアロゾルの直交衝突をより確実に回避することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記空隙部分は、前記噴射手段から噴射するエアロゾルが前記成膜対象物の表面に沿って進行する場合に、当該エアロゾルと干渉しないように前記成膜対象物の表面からの空隙高さが設定されていることも好ましい。

この好ましい態様では、空隙部分がエアロゾルと干渉しない高さまで設けられているので、長手辺へのエアロゾルの直交衝突をより確実に回避することができる。

また本発明に係る成膜装置では、前記噴射手段は、前記成膜対象物の表面に直交する方向から前記表面に沿う方向へと傾斜配置されるノズルを有し、このノズルからエアロゾルを噴射するものであって、前記接触部は、前記ノズルから噴射されたエアロゾルが前記成膜対象物の表面に到達する位置よりも、前記ノズル側における前記離隔成膜領域に接することも好ましい。

この好ましい態様では、噴射手段は、成膜対象物の表面に直交する方向から表面に沿う方向へと傾斜配置されるノズルを有し、このノズルからエアロゾルを噴射するものであるから、微粒子はノズルが表面に向かう方向に沿って進行する。一方、接触部は、エアロゾルに含まれる微粒子が表面に到達する位置よりもノズル側における離隔成膜領域において表面に接するので、微粒子の進行方向における衝突を確実に回避することができる。

本発明によれば、製膜ポイントにおける気流や気圧を乱すことなくエアロゾルデポジション法による製膜が可能であって、製膜ポイント以外における不要な粉体の付着を直接的な除去方法によって防止しつつ、直接的に粉体の付着を防止する除去手段への粉体の不要な付着を抑制することが可能な製膜装置を提供することができる。

本発明の実施形態である成膜装置の構成を概念的に示す概略構成図である。 図１に示す成膜装置において、成膜対象物に対するエアロゾル吹付ポイントの軌跡を例示する図である。 図２に示す軌跡において、ノズルに対するブラシの位置関係を説明するための図である。 ブラシの変形例を示す図である。 ブラシの配置態様の一例を示す図である。 ブラシの配置態様の一例を示す図である。 ブラシの変形例を示す図である。 ブラシの変形例を示す図である。 図１に示す成膜装置において、成膜対象物に対するエアロゾル吹付ポイントの軌跡を例示する図である。 図９に示す軌跡において、ノズルに対するブラシの位置関係を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態である成膜装置について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態である成膜装置ＡＰの構成を概念的に示す概略構成図である。図１に示すように、成膜装置ＡＰは、ガス供給機構１１と、配管１２ａ，１２ｂと、エアロゾル発生器１３と、形成室１４と、ノズル１５（噴射手段）と、排気ポンプ１７と、ステージ１８（保持手段、移動手段）と、ブラシ２１（除去手段、接触部）と、を備えている。

ガス供給機構１１とエアロゾル発生器１３とは、配管１２ａによって繋がれている。ガス供給機構１１から送り出されるガスは、配管１２ａを通ってエアロゾル発生器１３に供給される。エアロゾル発生器１３は、脆性材料によって形成された微粒子をガス中に分散させ、エアロゾルを生成する装置である。

エアロゾル発生器１３とノズル１５とは、配管１２ｂによって繋がれている。エアロゾル発生器１３が生成したエアロゾルは、配管１２ｂを通ってノズル１５に供給される。ノズル１５は、形成室１４内に設けられている。形成室１４内には、ステージ１８が配置されている。ステージ１８は、成膜対象となる基材１９を保持すると共に、ノズル１５に対して基材１９が相対的に移動するように、回転させたり平行移動させたりすることが可能なものである。ノズル１５に供給されたエアロゾルは、エアロゾル流１６となって基材１９に向かって噴射される。基材１９に衝突したエアロゾル流１６は、一部が構造物２０となって成膜される。

ノズル１５から噴射され基材１９に到達するエアロゾル流１６の内、不要なものを除去するために除去手段としてブラシ２１が設けられている。ブラシ２１は、ノズル１５から噴射されるエアロゾル流１６が基材１９に衝突するポイントから所定距離離れた位置において、基材１９又は構造物２０に接触するように構成されている。ノズル１５から噴射されたものの、成膜に寄与しなかった残部のエアロゾルは、排気ポンプ１７によって形成室１４の外部に排出される。

上述したように本実施形態に係る成膜装置ＡＰでは、ノズル１５から噴射されるエアロゾルの基材１９への到達ポイントであるエアロゾルの吹付ポイントの軌跡は、円弧を描くようになっても、ジグザグに平行移動するようになってもよいものである。まず、エアロゾルの吹付ポイントの軌跡が円弧を描く場合について説明する。図２は、成膜装置ＡＰにおいて、成膜対象物である円形の基材１９ａに対するエアロゾル吹付ポイントの円弧軌跡を例示する図である。図２においては、円形の基材１９ａの回転中心を原点として、紙面に沿ってｘｙ平面が形成されるように直交座標軸であるｘ軸及びｙ軸を設定している。

図２に示すように、円形の基材１９ａは、矢印Ｒｄ方向に回転させられている。円形の基材１９ａに対して、ノズル１５から噴射されたエアロゾルは、吹付ポイントｒ０に到達するように調整されている。吹付ポイントｒ０は、円形の基材１９ａ表面のｘ軸上のポイントである。円形の基材１９ａが矢印Ｒｄ方向に回転するのに伴って、円形の基材１９ａに対してノズル１５が外側に移動するように、ステージ１８を調整する。円形の基材１９ａが一回転すると、スタート地点である吹付ポイントｒ０から距離Δｒだけ外側にずれた吹付ポイントｒ１において、ノズル１５から噴射されたエアロゾルが円形の基材１９ａに到達するように調整されている。この動作を繰り返すことで、吹付ポイントｒｎまで、ノズル１５から噴射されたエアロゾルが移動するように調整し、円形の基材１９ａの所定範囲に成膜する。

本実施形態では、円形の基材１９ａの所定範囲に成膜するに当たって、ノズル１５から噴射されたエアロゾルが直接当たる単位領域を含む範囲を単位成膜領域と定義し、この単位成膜領域を順次成膜することで円形の基材１９ａの所定範囲を成膜するものとしている。単位成膜領域の設定にあたっては、ノズル１５から噴射されたエアロゾルが直接当たる単位領域を含むものであれば、厳密にエアロゾルが直接当たる単位領域に合致させる必要はない。後述するように、この単位成膜領域を設定することで、ブラシ２１をノズル１５から適切に離隔配置し、残余粉体を確実に除去しつつブラシ２１への粉体の付着を抑制することを目的としているので、この目的を達成できる範囲において、単位成膜領域は設定可能なものである。

図３は、円形の基材１９ａに対して、単位成膜領域を設定する一例について説明するための図である。図３に示すように、吹付ポイントｒ０からスタートして吹付ポイントｒ１に至るまでを、複数の単位成膜領域Ｒ０ａ，Ｒ０ｂ，Ｒ０ｃ，Ｒ０ｄ，Ｒ０ｅ，Ｒ０ｆ，Ｒ０ｇ，Ｒ０ｈ，Ｒ０ｉ，Ｒ０ｊ，Ｒ０ｋ，Ｒ０ｌ，Ｒ０ｍ，Ｒ０ｎ，Ｒ０ｏ，Ｒ０ｐ，Ｒ０ｑ，Ｒ０ｒ，Ｒ０ｓに分割している。ノズル１５から噴射されたエアロゾルは、これらの単位成膜領域Ｒ０ａ〜Ｒ０ｓを順次成膜する。本実施形態では、単位成膜領域Ｒ０ａ〜Ｒ０ｓを、成膜領域群Ｒ０としている。

同様に、吹付ポイントｒ１からスタートして吹付ポイントｒ２に至るまでを、複数の単位成膜領域Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃ，Ｒ１ｄ，Ｒ１ｅ，Ｒ１ｆ，Ｒ１ｇ，Ｒ１ｈ，Ｒ１ｉ，Ｒ１ｊ，Ｒ１ｋ，Ｒ１ｌ，Ｒ１ｍ，Ｒ１ｎ，Ｒ１ｏ，Ｒ１ｐ，Ｒ１ｑ，Ｒ１ｒ，Ｒ１ｓに分割している。ノズル１５から噴射されたエアロゾルは、これらの単位成膜領域Ｒ１ａ〜Ｒ１ｓを順次成膜する。本実施形態では、単位成膜領域Ｒ１ａ〜Ｒ１ｓを、成膜領域群Ｒ１としている。

同様に、吹付ポイントｒ２からスタートして吹付ポイントｒ３に至るまでを、複数の単位成膜領域Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ，Ｒ２ｃ，Ｒ２ｄ，Ｒ２ｅ，Ｒ２ｆ，Ｒ２ｇ，Ｒ２ｈ，Ｒ２ｉ，Ｒ２ｊ，Ｒ２ｋ，Ｒ２ｌ，Ｒ２ｍ，Ｒ２ｎ，Ｒ２ｏ，Ｒ２ｐ，Ｒ２ｑ，Ｒ２ｒ，Ｒ２ｓに分割している。ノズル１５から噴射されたエアロゾルは、これらの単位成膜領域Ｒ２ａ〜Ｒ２ｓを順次成膜する。本実施形態では、単位成膜領域Ｒ２ａ〜Ｒ２ｓを、成膜領域群Ｒ２としている。尚、吹付ポイントｒ３以降においても、同様に設定されるものである。以下の説明では、説明の便宜上、単位成膜領域Ｒ０ａ〜Ｒ２ｓを対象に説明するが、吹付ポイントｒ３以降においても同様に設定されるものである。

本実施形態の成膜装置ＡＰでは、ブラシ２１は、複数の単位成膜領域Ｒ０ａ〜Ｒ２ｓのうち、ノズル１５によってエアロゾルが吹きつけられる現成膜領域及びこの現成膜領域に隣接する隣接成膜領域に含まれず、現製膜領域からは離隔した離隔成膜領域の少なくとも一部において成膜対象物である基材１９の表面に接し、残余微粒子を除去するものである。例えば、単位成膜領域Ｒ１ｇが現成膜領域である場合、単位成膜領域Ｒ１ｆ，Ｒ１ｈ，Ｒ０ｇ，Ｒ２ｇが隣接成膜領域となる。

従って、ノズル１５に対するブラシ２１の位置関係は、ノズル１５が単位成膜領域Ｒ１ｇにエアロゾルを吹き付けている場合、隣接成膜領域である単位成膜領域Ｒ１ｆ，Ｒ１ｈ，Ｒ０ｇ，Ｒ２ｇには接触しないように配置される。ノズル１５に対してブラシ２１は過度に離れないことが好ましいものであるから、この場合は、単位成膜領域Ｒ０ｆ，Ｒ０ｈ，Ｒ２ｈ，Ｒ２ｆに接するように設けられることが好ましく、単位成膜領域Ｒ１ｅ，Ｒ１ｉに接するように設けられることも好ましい。

更に、ブラシ２１は、隣接成膜領域である単位成膜領域Ｒ１ｆ，Ｒ１ｈ，Ｒ０ｇ，Ｒ２ｇを挟んで現成膜領域である単位成膜領域Ｒ１ｇとは反対側において隣接成膜領域に隣接する離隔成膜領域以外の離隔成膜領域（例えば、単位成膜領域Ｒ０ｄ，Ｒ１ｄ，Ｒ２ｄ，Ｒ０ｊ，Ｒ１ｊ，Ｒ２ｊ）において、成膜対象物である基材１９ａの表面に接することも好ましい。このように構成することで、ブラシ２１が、現成膜領域から見て隣接成膜領域の外側に隣接する離隔成膜領域を除く他の離隔成膜領域において表面に接するので、ブラシ２１への粉体の不要な付着を確実に抑制することができる。

また本実施形態では、ノズル１５によって成膜領域群Ｒ１（第一成膜領域群）に含まれる単位成膜領域Ｒ１ａ〜Ｒ１ｓにエアロゾルが吹きつけられ、その単位成膜領域Ｒ１ａ〜Ｒ１ｓが現成膜領域となっている場合に、ブラシ２１は、成膜領域群Ｒ１に含まれない単位成膜領域において基材１９ａの表面に接することが好ましい。この好ましい態様の一つとして、ブラシ２１は、成膜領域群Ｒ１に隣接する成膜領域群Ｒ０，Ｒ２に含まれる単位成膜領域Ｒ０ａ〜Ｒ０ｓ，Ｒ２ａ〜Ｒ２ｓにおいて基材１９ａに接触することが好ましい。

このように、現成膜領域を含む成膜領域群Ｒ１に含まれない単位成膜領域を含む離隔成膜領域において、ブラシ２１が基材１９ａの表面に接するので、ブラシ２１が現成膜領域とは異なる列における単位成膜領域において接することになる。このように、ノズル１５が列状の成膜領域群Ｒ１をトレースするようにエアロゾルを吹きつける場合に、微粒子が充満しやすいその列とは異なる列における単位成膜領域において接触部が表面に接することで、ブラシ２１への粉体の不要な付着をより確実に抑制することができる。

また、現成膜領域を含む成膜領域群Ｒ１に隣接する成膜領域群Ｒ０，Ｒ２（第二成膜領域群）において、ブラシ２１が基材１９ａの表面に接するので、ノズル１５が現成膜領域とは異なる隣の列における単位成膜領域において接することになる。このようにすることで、ブラシ２１への粉体の不要な付着をより確実に抑制することができる。更に、ブラシ２１は、現成膜領域を含む成膜領域群Ｒ１に隣接する成膜領域群Ｒ０，Ｒ２において表面に接するので、現成膜領域から離れすぎない場所で残余微粒子を除去することになり、残余微粒子の除去も効率的に行うことができる。

また本実施形態では、ブラシ２１は、現成膜領域よりも後に現成膜領域となる離隔成膜領域であって、成膜領域群Ｒ２に含まれる離隔成膜領域において、基材１９ａの表面に接することも好ましい。この好ましい態様では、現成膜領域よりも後に現成膜領域となる離隔成膜領域であって、成膜領域群Ｒ２に含まれる離隔成膜領域において接触部が表面に接するので、これから成膜される領域の残余微粒子を事前に確実に除去することができる。

また本実施形態では、上述したように基材１９ａが円形であり、単位成膜領域Ｒ０ａ〜Ｒ２ｓが略円形の列を成すように配列される場合に、ノズル１５が、成膜領域群Ｒ１に含まれる単位成膜領域に順次エアロゾルを吹きつける方向からみて後方側であって、成膜領域群Ｒ０，Ｒ２に含まれる離隔成膜領域において、ブラシ２１が基材１９ａの表面に接することも好ましい。具体的には、現成膜領域が単位成膜領域Ｒ１ｇである場合に、単位成膜領域Ｒ０ｄ，Ｒ２ｄにおいて接触するように配置する。

この好ましい態様では、現成膜領域よりも後に現成膜領域となる離隔成膜領域であって、成膜領域群Ｒ２に含まれる離隔成膜領域（単位成膜領域Ｒ２ｄ）においてブラシ２１が表面に接するので、これから成膜される領域の残余微粒子を事前に確実に除去することができる。更に、エアロゾルを吹きつける方向からみて後方側においてブラシ２１が表面に接するので、再付着した残余微粒子を確実に除去することができる。この好ましい態様の具体例を図４に示す。

図４に示すように、ブラシ２１ａは、ノズル１５よりも後方側（紙面に対して奥側）に配置されている。ブラシ２１ａは、ノズル１５に対応する位置に切り欠き２１ａａが設けられている。このように構成することで、ノズル１５が、単位成膜領域Ｒ１ｇにエアロゾルを吹き付けている場合に、ブラシ２１ａは、単位成膜領域Ｒ０ｄ，Ｒ２ｄにおいて接触することができる。

このように、ブラシ２１ａの長手辺に切り欠き２１ａａを設けることで、離隔成膜領域に接する第一接触部分２１ａｂと、第一接触部分２１ａｂが接する離隔成膜領域とは異なる離隔成膜領域に接する第二接触部分２１ａｃとに分割されるように構成される。従って、第一接触部分２１ａｂと第二接触部分２１ａｃとの間の空隙部分である切り欠き２１ａａの一部に対応する位置に、ノズル１５がエアロゾルを吹きつけるように構成されている。このように構成することで、第一接触部分２１ａｂと第二接触部分２１ａｃとの間の空隙部分である切り欠き２１ａａの一部に相当する位置（紙面に向かって奥側にずれた位置）に、ノズル１５がエアロゾルを吹きつけるように構成されているので、長手辺へのエアロゾルの直交衝突をより確実に回避することができる。

またブラシ２１ａでは、切り欠き２１ａａは、ノズル１５から噴射するエアロゾルが基材１９の表面に沿って進行する場合に、当該エアロゾルと干渉しないように基材１９の表面からの空隙高さｈが設定されている。このように、空隙部分がエアロゾルと干渉しない高さまで設けられているので、長手辺へのエアロゾルの直交衝突をより確実に回避することができる。

また本実施形態では、ブラシ２１，２１ａは、成膜領域群Ｒ１にノズル１５がエアロゾルを吹き付けている場合に、成膜領域群Ｒ０，Ｒ２に含まれる離隔成膜領域において基材１９の表面に接するものであって、成膜領域群Ｒ０，Ｒ２に含まれる単位成膜領域の配列方向に長手辺が直交するように配置されていることも好ましい。このように配置することで、ブラシ２１，２１ａを配列方向に沿って動かすことのみで効果的に残余微粒子を除去することができる。

また本実施形態では、ノズル１５は、基材１９の表面に直交する方向から表面に沿う方向へと傾斜配置され、ブラシ２１，２１ａは、ノズル１５から噴射されたエアロゾルが基材１９の表面に到達する位置よりも、ノズル１５側における離隔成膜領域に接することも好ましい（図５参照）。このように構成することで、微粒子はノズル１５が表面に向かう方向に沿って進行する。一方、ブラシ２１，２１ａは、エアロゾルに含まれる微粒子が表面に到達する位置よりもノズル１５側における離隔成膜領域において表面に接するので、微粒子の進行方向における衝突を確実に回避することができる。

また本実施形態では、ブラシ２１は、その外形が少なくとも単位成膜領域Ｒ１ａ〜Ｒ１ｓの幅以上の幅の長手辺を有するように構成され、ノズル１５から噴射するエアロゾルが基材１９ａの表面に沿って進行する場合に、当該進行方向と長手辺の各部とが直交しないように配置されていることも好ましい。具体的には、図６に示すように、ブラシ２１が矩形状に植毛されている場合に、その矩形の長手辺２１１がエアロゾルの進行方向Ｄ１に対して斜めになるように配置されていることが好ましい。

この好ましい態様では、ノズル１５から噴射するエアロゾルが成膜対象物の表面に沿って進行する場合に、当該進行方向Ｄ１とブラシ２１の長手辺２１１の各部とが直交しないように配置されているので、微粒子がブラシ２１に当たってそのまま留まることなく、ブラシ２１以外の領域に放出される。従って、ブラシ２１への残余微粒子の付着を確実に抑制することができる。

また本実施形態では、長手辺は、互いに異なる方向に正対する第一辺部及び第二辺部を有することも好ましい。具体的な一例は、図７に示すように、ブラシ２１ｂを円弧状に植毛されたものとすることである。円弧状に構成することで、長手辺２１１ｂは、第一辺部２１２ｂと第二辺部２１３ｂとを有する。第一辺部２１２ｂが正対する方向Ｄ２は、第二辺部２１３ｂが正対する方向Ｄ３とは異なる方向であり、方向Ｄ２も方向Ｄ３も、エアロゾルの進行方向Ｄ１とは異なる方向である。また、具体的な別例は、図８に示すように、ブラシ２１ｃをＶ字状に植毛されたものとすることである。Ｖ字状に構成することで、長手辺２１１ｃは、第一辺部２１２ｃと第二辺部２１３ｃとを有する。第一辺部２１２ｃが正対する方向Ｄ２は、第二辺部２１３ｃが正対する方向Ｄ３とは異なる方向であり、方向Ｄ２も方向Ｄ３も、エアロゾルの進行方向Ｄ１とは異なる方向である。

このように構成することで、長手辺２１１ｂ，２１１ｃが互いに異なる方向に正対する第一辺部２１２ｂ，２１２ｃ及び第二辺部２１３ｂ，２１３ｃを有するので、例えば、第一辺部２１２ｂ，２１２ｃにエアロゾルが直交して当たるような状況であっても、第二辺部２１３ｂ，２１３ｃにおいては確実にエアロゾルとの直交衝突を回避することができる。

上述した説明では、基材１９を円形の基材１９ａとしたが、基材１９は矩形でも同様である。矩形の基材１９ｂを用いた場合について、図９及び図１０を参照しながら説明する。図９は、成膜装置ＡＰにおいて、成膜対象物である矩形の基材１９ｂに対するエアロゾル吹付ポイントの軌跡を例示する図である。図９においては、矩形の基材１９ｂ外の任意点を原点として、紙面に沿ってｘｙ平面が形成されるように直交座標軸であるｘ軸及びｙ軸を設定している。

図９に示すように、矩形の基材１９ｂは、矢印Ｙｄ方向に直線移動され、その後矢印Ｘｄ方向に直線移動されている。この移動を組み合わせることで、矩形の基材１９ｂに対して、ノズル１５から噴射されたエアロゾルは、吹付ポイントｐ０から吹付ポイントｐ１に到達するように調整されている。この動作を繰り返すことで、吹付ポイントｐｅｎｄまで、ノズル１５から噴射されたエアロゾルが移動するように調整し、矩形の基材１９ｂの所定範囲に成膜する。

図１０は、矩形の基材１９ｂに対して、単位成膜領域を設定する一例について説明するための図である。図１０に示すように、吹付ポイントｐ０からスタートして吹付ポイントｐ１に至るまでを、複数の単位成膜領域Ｐ０ａ，Ｐ０ｂ，Ｐ０ｃ，Ｐ０ｄ，Ｐ０ｅ，Ｐ０ｆ，Ｐ０ｇ，Ｐ０ｈ，Ｐ０ｉに分割している。ノズル１５から噴射されたエアロゾルは、これらの単位成膜領域Ｐ０ａ〜Ｐ０ｉを順次成膜する。本実施形態では、単位成膜領域Ｐ０ａ〜Ｐ０ｉを、成膜領域群Ｐ０としている。

同様に、吹付ポイントｐ１からスタートして吹付ポイントｐ２に至るまでを、複数の単位成膜領域Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ，Ｐ１ｄ，Ｐ１ｅ，Ｐ１ｆ，Ｐ１ｇ，Ｐ１ｈ，Ｐ１ｉに分割している。ノズル１５から噴射されたエアロゾルは、これらの単位成膜領域Ｐ１ａ〜Ｐ１ｉを順次成膜する。本実施形態では、単位成膜領域Ｐ１ａ〜Ｐ１ｉを、成膜領域群Ｐ１としている。

同様に、吹付ポイントｐ２からスタートして吹付ポイントｐ３に至るまでを、複数の単位成膜領域Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃ，Ｐ２ｄ，Ｐ２ｅ，Ｐ２ｆ，Ｐ２ｇ，Ｐ２ｈ，Ｐ２ｉに分割している。ノズル１５から噴射されたエアロゾルは、これらの単位成膜領域Ｐ２ａ〜Ｐ２ｉを順次成膜する。本実施形態では、単位成膜領域Ｐ２ａ〜Ｐ２ｉを、成膜領域群Ｐ２としている。尚、吹付ポイントｐ３以降においても、同様に設定されるものである。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１１：ガス供給機構
１２ａ，１２ｂ：配管
１３：エアロゾル発生器
１４：形成室
１５；ノズル
１６：エアロゾル流
１７：排気ポンプ
１８：ステージ
１９：基材
１９ａ：基材
１９ｂ：基材
２０：構造物
２１，２１ａ：ブラシ
２１ａｂ：第一接触部分
２１ａｃ：第二接触部分
２１ｂ：ブラシ
２１ｃ：ブラシ
２１１：長手辺
２１１ｂ，２１１ｃ：長手辺
２１２ｂ，２１２ｃ：第一辺部
２１３ｂ，２１３ｃ：第二辺部
ＡＰ：成膜装置
Ｄ１：進行方向
Ｄ２：方向
Ｄ３：方向

Claims (12)

1. エアロゾルデポジション法によって成膜対象物の表面に微粒子を吹きつけて成膜する成膜装置であって、
   成膜対象物を保持する保持手段と、
   脆性材料によって形成された微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを前記成膜対象物の表面に向けて噴射する噴射手段と、
   前記保持手段と前記噴射手段との相対的な位置関係を変化させ、前記成膜対象物の表面において連続して形成される複数の単位成膜領域に順次エアロゾル吹きつけるための移動手段と、
   成膜対象物の表面における成膜に寄与しない残余微粒子を除去するための除去手段と、を備え、
   前記除去手段は、前記成膜対象物の表面に接することで残余微粒子を前記成膜対象物の表面から除去する接触部を有し、
   前記移動手段は、前記複数の単位成膜領域それぞれに順次成膜するように前記保持手段と前記噴射手段とを相対的に移動させ、
   前記接触部は、前記複数の単位成膜領域のうち、前記噴射手段によってエアロゾルが吹きつけられる現成膜領域及びこの現成膜領域に隣接する隣接成膜領域に含まれず、前記現製膜領域からは離隔した離隔成膜領域の少なくとも一部において前記成膜対象物の表面に接し、残余微粒子を除去することを特徴とする成膜装置。
2. 前記接触部は、前記隣接成膜領域を挟んで前記現成膜領域とは反対側において前記隣接成膜領域に隣接する離隔成膜領域以外の離隔成膜領域において、前記成膜対象物の表面に接することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記複数の単位成膜領域が、２以上の単位成膜領域が列状に繋がる第一成膜領域群と、前記第一成膜領域群に隣接して２以上の単位成膜領域が列状に繋がる第二成膜領域群とを含み、
   前記噴射手段によって前記第一成膜領域群に含まれる単位成膜領域にエアロゾルが吹きつけられ、その単位成膜領域が前記現成膜領域となっている場合に、
   前記接触部は、前記第一成膜領域群に含まれない単位成膜領域を含む離隔成膜領域において前記成膜対象物の表面に接することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
4. 前記接触部は、前記第二成膜領域群に含まれる単位成膜領域を含む離隔成膜領域において前記成膜対象物の表面に接することを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
5. 前記接触部は、前記複数の単位成膜領域のうち、現成膜領域よりも後に現成膜領域となる離隔成膜領域であって、前記第二成膜領域群に含まれる離隔成膜領域において、前記成膜対象物の表面に接することを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
6. 前記第一成膜領域群は、それに含まれる単位成膜領域が略円形の列を成すように配列されると共に、前記第二成膜領域群も、それに含まれる単位成膜領域が略円形の列を成すように配列されるものであって、
   前記噴射手段が前記第一成膜領域群に含まれる単位成膜領域に順次エアロゾルを吹きつける方向からみて後方側であって、前記第二成膜領域群に含まれる離隔成膜領域において、前記接触部が前記成膜対象物の表面に接することを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
7. 前記接触部は、その外形が少なくとも前記成膜領域の幅以上の幅の長手辺を有するように構成され、
   前記噴射手段から噴射するエアロゾルが前記成膜対象物の表面に沿って進行する場合に、当該進行方向と前記長手辺の各部とが直交しないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
8. 前記長手辺は、互いに異なる方向に正対する第一辺部及び第二辺部を有することを特徴とする請求項７に記載の成膜装置。
9. 前記複数の成膜領域が、２以上の単位成膜領域が列状に繋がる第一成膜領域群と、前記第一成膜領域群に隣接して２以上の単位成膜領域が列状に繋がる第二成膜領域群とを含み、
   前記噴射手段によって前記第一成膜領域群に含まれる単位成膜領域にエアロゾルが吹きつけられ、その単位成膜領域が前記現成膜領域となっている場合に、
   前記接触部は、前記第二成膜領域群に含まれる離隔成膜領域において前記成膜対象物の表面に接するものであって、前記第二成膜領域群に含まれる単位成膜領域の配列方向に前記長手辺が直交するように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の成膜装置。
10. 前記接触部の前記長手辺は、前記離隔成膜領域に接する第一接触部分と、前記第一接触部分が接する離隔成膜領域とは異なる離隔成膜領域に接する第二接触部分とに分割されるように構成されており、
    前記第一接触部分と前記第二接触部分との間の空隙部分の一部に対応する前記現成膜領域に、前記噴射手段がエアロゾルを吹きつけるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の成膜装置。
11. 前記空隙部分は、前記噴射手段から噴射するエアロゾルが前記成膜対象物の表面に沿って進行する場合に、当該エアロゾルと干渉しないように前記成膜対象物の表面からの空隙高さが設定されていることを特徴とする請求項９に記載の成膜装置。
12. 前記噴射手段は、前記成膜対象物の表面に直交する方向から前記表面に沿う方向へと傾斜配置されるノズルを有し、このノズルからエアロゾルを噴射するものであって、
    前記接触部は、前記ノズルから噴射されたエアロゾルが前記成膜対象物の表面に到達する位置よりも、前記ノズル側における前記離隔成膜領域に接することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

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