JP4590594B2 - Aerosol deposition system - Google Patents

Aerosol deposition system Download PDF

Info

Publication number
JP4590594B2
JP4590594B2 JP2005006659A JP2005006659A JP4590594B2 JP 4590594 B2 JP4590594 B2 JP 4590594B2 JP 2005006659 A JP2005006659 A JP 2005006659A JP 2005006659 A JP2005006659 A JP 2005006659A JP 4590594 B2 JP4590594 B2 JP 4590594B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aerosol
fine particles
flow path
barrier member
barrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005006659A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006193785A (en
Inventor
佳彦 今中
純 明渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Fujitsu Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2005006659A priority Critical patent/JP4590594B2/en
Publication of JP2006193785A publication Critical patent/JP2006193785A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4590594B2 publication Critical patent/JP4590594B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、エアロゾル化した微粒子材料を用いて成膜するエアロゾルデポジッション成膜装置に関する。   The present invention relates to an aerosol deposition film forming apparatus for forming a film using an aerosolized fine particle material.

ユビキタス社会を目指して、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、その他モバイル機器等の分野で、ポータブル・ウエアラブル・モバイル電子機器の開発が望まれている。このような電子機器の小型化・高性能化・多機能化を実現するためには種々の機能をもった材料を同じ空間内に集積化して形成することが重要である。これまで、回路基板や半導体素子、受動電子部品の開発の中で、樹脂材料と金属材料、セラミック材料と金属材料との組み合わせによる構造体を形成することにより、要求に見合ったデバイスの開発を可能にしてきた。   Aiming for a ubiquitous society, development of portable wearable mobile electronic devices is desired in the fields of personal computers, mobile phones, and other mobile devices. In order to realize such miniaturization, high performance, and multi-functionality of such an electronic device, it is important to integrate and form materials having various functions in the same space. Up to now, in the development of circuit boards, semiconductor elements, and passive electronic components, it is possible to develop devices that meet the requirements by forming a structure with a combination of resin and metal materials, and ceramic and metal materials. I did it.

しかしながら、樹脂材料とセラミック材料との組み合わせによる構造体は、それぞれのプロセス温度が大きく異なるために、その複合化に制限があり、双方の特性を充分に発現した手法が存在しなかった。手法の一つとして、樹脂中にセラミック粉末等を混ぜ合わせて複合化する方法が試みられているが、要求特性を充分に満たしていないのが現状である。例えば、高誘電率化を達成するための高誘電率セラミックスと樹脂との組み合わせにおいても、樹脂中のセラミックスの充填率が制限され、比誘電率が数十程度の材料しか得られない。このために、低いプロセス温度で形成可能なセラミックスあるいは、耐熱温度の高い樹脂材料の開発が望まれている。   However, the structure formed by a combination of a resin material and a ceramic material has different process temperatures. Therefore, there is a limitation on the composite, and there has been no method that sufficiently exhibits both characteristics. As one of the methods, a method of mixing a ceramic powder in a resin to make a composite has been tried, but the current situation is that the required characteristics are not sufficiently satisfied. For example, even in a combination of a high dielectric constant ceramic and a resin for achieving a high dielectric constant, the filling rate of the ceramic in the resin is limited, and only a material having a relative dielectric constant of several tens can be obtained. For this reason, development of ceramics that can be formed at a low process temperature or a resin material having a high heat-resistant temperature is desired.

そこで、無機材料微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを搬送し基板上に衝突させることにより、基板上に無機材料の膜を形成させる、いわゆるエアロゾルデポジション法は、常温付近でセラミック膜が形成できるために、材料本来の特性を損なうことなく、樹脂材料との複合・集積化が可能となるとみられており、この分野の研究・開発が活発化し始めているところである。   Therefore, the so-called aerosol deposition method in which an inorganic material film is formed on a substrate by transporting an aerosol in which fine particles of inorganic material are dispersed in a gas and colliding with the substrate can form a ceramic film near room temperature. For this reason, it is expected that composite and integration with resin materials will be possible without impairing the original characteristics of the materials, and research and development in this field is starting to become active.

エアロゾルデポジション成膜装置は、セラミック粒子にガスを吹き込んで得られたエアロゾルをノズルから基板上に噴射し、基板上にセラミック膜を形成する。これは、噴射された個々のセラミック粒子が基板や粒子同士が衝突することにより、粒子表面が塑性変形したり、粒子が破砕したりして、基板や他の粒子と密着することによりエアロデポジション膜が形成される。
特開2003−277948号公報 特開2001−348658号公報 特表2001−513697号公報
The aerosol deposition film forming apparatus sprays aerosol obtained by blowing a gas into ceramic particles onto a substrate from a nozzle to form a ceramic film on the substrate. This is because aerobic deposition occurs when individual ceramic particles that are injected collide with the substrate or other particles, causing the plastic deformation of the particle surface or crushing of the particles, and close contact with the substrate or other particles. A film is formed.
JP 2003-277948 A JP 2001-348658 A JP-T-2001-513697

ところで、セラミック粒子は数十nm〜数百nm程度の微粒子であるため凝集し易い。凝集した粒子は、複数の一次粒子が静電力等により互いに吸着しているので分離しにくく、このままの状態で成膜すると、粒子同士の密着強度が低下し、空孔が形成され脆弱なエアロデポジション膜が形成されてしまう。また衝突の衝撃で一次粒子化しても、一次粒子化に使用できる衝突のエネルギーが減少する。その結果、粒子同士を密着させるための粒子表面の歪み量が不足し、密着強度および緻密性を十分に確保できないという問題がある。また、粒子表面全体が活性化されないため、この点においても密着強度および緻密性に問題を生ずる。   By the way, since ceramic particles are fine particles of about several tens of nm to several hundreds of nm, they easily aggregate. Aggregated particles are difficult to separate because a plurality of primary particles are adsorbed to each other by an electrostatic force or the like. If a film is formed as it is, the adhesion strength between the particles is reduced, and pores are formed to form a fragile aerodynamic device. A position film is formed. Further, even if primary particles are formed by impact of collision, the energy of collision that can be used for primary particleization is reduced. As a result, there is a problem in that the amount of strain on the particle surface for bringing the particles into close contact with each other is insufficient, and sufficient adhesion strength and denseness cannot be ensured. In addition, since the entire particle surface is not activated, there is a problem in adhesion strength and denseness in this respect as well.

エアロゾルを形成する際に、振動や超音波を印加して一次粒子化処理を行っているが、必ずしも十分ではなく、微粒子材料によっても凝集しやすい材料があるため上記問題を内包する。   When forming an aerosol, the primary particle treatment is performed by applying vibration or ultrasonic waves, but this is not always sufficient, and the above problem is included because there is a material that easily aggregates even with a fine particle material.

そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、緻密で膜密着性の高い膜を形成可能なエアロゾルデポジッション成膜装置を提供することである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an aerosol deposition film forming apparatus capable of forming a dense film with high film adhesion.

本発明の一観点によれば、無機材料からなる微粒子とキャリアガスからなるエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、前記エアロゾルを噴射ノズルにより噴射して基体上に無機材料膜を成膜する成膜手段と、前記エアロゾル形成手段と成膜手段との間に、エアロゾルに含まれる微粒子を分散させる一次粒子化手段とを備え、前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された障壁部からなり、該エアロゾルに含まれる微粒子を該障壁部に衝突させて分散させるものであって、前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された第1の障壁部材と、その下流側に配置された第2の障壁部材からなり、前記第1の障壁部材および第2の障壁部材の一部に、エアロゾルを通過させる開口部が各々設けられてなることを特徴とするエアロゾルデポジッション成膜装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, aerosol forming means for forming an aerosol made of fine particles made of an inorganic material and a carrier gas, and film forming means for forming an inorganic material film on a substrate by spraying the aerosol with a spray nozzle. And a primary particle forming means for dispersing fine particles contained in the aerosol between the aerosol forming means and the film forming means, and the primary particle forming means comprises a barrier portion disposed in the aerosol flow path. The fine particles contained in the aerosol collide with the barrier portion to disperse the primary particle forming means, the first barrier member disposed in the aerosol flow path, and the downstream side thereof. was made from the second barrier member, a portion of the first barrier member and a second barrier member, it wherein an opening for passing the aerosol is respectively provided Aero Rudepojisshon film-forming apparatus is provided.

本発明によれば、エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、エアロゾルを形成する微粒子を分散させる一次粒子化手段を設け、微粒子の一次粒子が凝集した微粒子凝集体を一次粒子化する。このように一次粒子化された微粒子からなるエアロゾルを噴射ノズルにより噴射することで、基板に衝突する際の衝撃により個々の微粒子の表面に十分な歪みを形成でき、微粒子同士の密着性や、微粒子と基板との密着性が向上し、緻密で膜密着性の高いエアロゾルデポジッション膜が形成できる。また、エアロゾルの状態で微粒子を一次粒子化するので、微粒子の再凝集を回避できる。なお、本明細書および特許請求の範囲において、「一次粒子化」とは、理想的には、一次粒子の微粒子が凝集した微粒子凝集体を個々の一次粒子に完全に分離させることをいうが、個々の一次粒子が完全に分離されず、一部に凝集体が残る場合も含む。   According to the present invention, before spraying the aerosol from the spray nozzle, primary particle forming means for dispersing the fine particles forming the aerosol is provided, and the fine particle aggregate in which the primary particles of the fine particles are aggregated is converted into primary particles. By spraying the aerosol composed of primary particles in this way with an injection nozzle, sufficient impact can be formed on the surface of each fine particle due to the impact when colliding with the substrate, and the adhesion between the fine particles and the fine particles The adhesion between the substrate and the substrate is improved, and an aerosol deposition film having high density and high film adhesion can be formed. Further, since the fine particles are converted into primary particles in an aerosol state, reaggregation of the fine particles can be avoided. In the present specification and claims, “primary particle formation” ideally means that fine particle aggregates in which fine particles of primary particles are aggregated are completely separated into individual primary particles. This includes the case where individual primary particles are not completely separated and some aggregates remain.

上記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された障壁部からなり、該エアロゾルに含まれる微粒子を該障壁部に衝突させて分散させてもよい。エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、エアロゾルの流路の一部を塞ぐ障壁部を設けエアロゾルの流れによる微粒子の運動エネルギーを利用して、微粒子を障壁部に衝突させその衝撃により一次粒子化する。このように簡易な構造の一次粒子化手段により微粒子を一次粒子化できる。   The primary particle forming means may include a barrier portion disposed in the aerosol flow path, and the fine particles contained in the aerosol may collide with the barrier portion to be dispersed. Before injecting the aerosol from the injection nozzle, a barrier part that blocks part of the aerosol flow path is provided, and the kinetic energy of the fine particles generated by the aerosol flow is used to cause the fine particles to collide with the barrier part to be converted into primary particles. . Thus, the fine particles can be made into primary particles by means of primary particles that have a simple structure.

上記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路内に設けられた一対の電極と、該一対の電極間に交流電圧を印加する交流電源とからなり、前記エアロゾルに含まれる微粒子を帯電させ、前記電極に電気的引力により衝突させて微粒子を分散させてもよい。エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、一次粒子化手段によりエアロゾルを形成する微粒子の一次粒子が凝集した微粒子凝集体を一対の電極間に印加された交流電圧により帯電させる。そして、交流電圧により形成された電界方向が交番する電界により微粒子凝集体を各々の電極に電気的引力により引きつけて衝突させることにより、衝突の際に受ける衝撃により機械的に分離させ、微粒子を一次粒子化する。印加する交流電圧の大きさを制御することで、エアロゾルの流速とは独立に微粒子が電極に衝突する際の速度を制御できるので、確実に微粒子を一次粒子化できる。   The primary particle forming means includes a pair of electrodes provided in an aerosol flow path and an AC power source for applying an AC voltage between the pair of electrodes, and charges the fine particles contained in the aerosol, The fine particles may be dispersed by colliding with each other by electrical attraction. Before injecting the aerosol from the injection nozzle, the fine particle aggregate in which the primary particles forming the aerosol are aggregated by the primary particle forming means is charged by an alternating voltage applied between the pair of electrodes. Then, the fine particle aggregates are mechanically separated by the impact received at the time of collision by attracting and colliding the fine particle aggregates to each electrode by an electric attraction generated by an alternating voltage and an electric field alternating with the electric field direction. Particleize. By controlling the magnitude of the AC voltage to be applied, the speed at which the fine particles collide with the electrode can be controlled independently of the flow velocity of the aerosol, so that the fine particles can be made primary particles reliably.

本発明によれば、緻密で膜密着性の高い膜を形成可能なエアロゾルデポジッション成膜装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aerosol deposition film-forming apparatus which can form a precise | minute and film | membrane with high film | membrane adhesiveness can be provided.

以下図面を参照しつつ実施の形態を具体的に説明する。   Embodiments will be specifically described below with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置は、エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、エアロゾルの流れによる微粒子の運動エネルギーを利用して微粒子を分散させる一次粒子化機構を備えたことに主な特徴がある。
(First embodiment)
The aerosol deposition film forming apparatus according to the first embodiment includes a primary particle formation mechanism that disperses fine particles using kinetic energy of fine particles generated by the flow of the aerosol before the aerosol is injected from the injection nozzle. Has the main features.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an aerosol deposition film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図1を参照するに、エアロゾルデポジッション(以下「AD」と略称する。)成膜装置10は、大略、成膜材料の微粒子27をエアロゾル化するエアロゾル形成部20と、エアロゾル29中の微粒子27を分散させる一次粒子化機構30と、エアロゾル29を基板43に向けて噴射してAD膜46を形成する成膜部40と、成膜部40を減圧雰囲気に保持する排気系50などから構成される。   Referring to FIG. 1, an aerosol deposition (hereinafter abbreviated as “AD”) film forming apparatus 10 generally includes an aerosol forming unit 20 that aerosolizes fine particles 27 of a film forming material, and fine particles 27 in an aerosol 29. Primary particle formation mechanism 30, aerosol 29 is sprayed toward substrate 43 to form AD film 46, and exhaust system 50 that keeps film formation part 40 in a reduced-pressure atmosphere. The

AD成膜装置10は、一次粒子化機構30によりエアロゾル29中の微粒子27を、理想的には、微粒子27の一次粒子が個々に分散した状態にする。一次粒子化機構30には、エアロゾルの流路障壁部(後ほど図2で詳述する第1障壁板31および第2障壁板32)が設けられており、微粒子27の凝集体を障壁部に衝突させ、機械的に分離させる。このように一次粒子化した微粒子27からなるエアロゾル29が噴射ノズル42から基板に噴射されると、微粒子27が基板43あるいは既に形成されたAD膜46の表面と衝突する際のエネルギーのほとんどが微粒子27の表面に歪みを誘起するエネルギーとして消費される。したがって、微粒子27の表面に密着性を確保するための十分な歪みが誘起される。その結果、微粒子27と基板43との密着性や微粒子同士の密着性が向上し、緻密で膜密着性の高いAD膜46が形成される。以下、AD成膜装置10の具体的構成を説明する。   The AD film forming apparatus 10 causes the primary particle forming mechanism 30 to bring the fine particles 27 in the aerosol 29 ideally into a state where the primary particles of the fine particles 27 are individually dispersed. The primary particle formation mechanism 30 is provided with an aerosol flow path barrier portion (a first barrier plate 31 and a second barrier plate 32, which will be described in detail later with reference to FIG. 2), and the aggregates of the fine particles 27 collide with the barrier portion. And mechanically separate. When the aerosol 29 composed of the primary particles 27 is injected from the injection nozzle 42 onto the substrate, most of the energy when the particles 27 collide with the substrate 43 or the surface of the already formed AD film 46 is fine particles. 27 is consumed as energy that induces strain on the surface of 27. Therefore, sufficient strain is induced on the surface of the fine particles 27 to ensure adhesion. As a result, the adhesion between the fine particles 27 and the substrate 43 and the adhesion between the fine particles are improved, and a dense AD film 46 with high film adhesion is formed. Hereinafter, a specific configuration of the AD film forming apparatus 10 will be described.

エアロゾル形成部20は、エアロゾル発生器21と、エアロゾル発生器21に圧縮されたキャリアガスを供給するガスボンベ22と、コンプレッサー23と、マスフローコントローラ24と、配管25、28とから構成される。   The aerosol forming unit 20 includes an aerosol generator 21, a gas cylinder 22 that supplies a compressed carrier gas to the aerosol generator 21, a compressor 23, a mass flow controller 24, and pipes 25 and 28.

エアロゾル発生器21は、容器26内に成膜材料の微粒子27が充填されている。エアロゾル発生器21は、微粒子27内にキャリアガスを導入する配管25と、キャリアガスにより容器26内に舞い上がった微粒子27とキャリアガスとが形成するエアロゾル29を一次粒子化機構30に送出する配管28とが接続されている。エアロゾル発生器21では、キャリアガスを容器26内に導入することで、容器26内の空間に微粒子27が舞い上がりエアロゾル29が形成される。   The aerosol generator 21 has a container 26 filled with fine particles 27 of a film forming material. The aerosol generator 21 includes a pipe 25 for introducing a carrier gas into the fine particles 27 and a pipe 28 for sending an aerosol 29 formed by the carrier gas and the fine particles 27 that have risen into the container 26 by the carrier gas to the primary particle formation mechanism 30. And are connected. In the aerosol generator 21, by introducing the carrier gas into the container 26, the fine particles 27 rise in the space inside the container 26 and an aerosol 29 is formed.

エアロゾル発生器21には、超音波振動や、電磁振動、機械的振動を微粒子27に印加するための加振器を設けてもよい。加振器により微粒子27の凝集を機械的に分離させることで、均質なAD膜が形成できる。また、エアロゾル発生器21には微粒子27を乾燥するためのヒータ等の加熱器を設けてもよい。   The aerosol generator 21 may be provided with a vibrator for applying ultrasonic vibration, electromagnetic vibration, and mechanical vibration to the fine particles 27. A homogeneous AD film can be formed by mechanically separating the aggregation of the fine particles 27 with a vibrator. The aerosol generator 21 may be provided with a heater such as a heater for drying the fine particles 27.

また、エアロゾル発生器21内を予め減圧雰囲気に設定するために、配管56およびバルブ56bを介して容器27が真空系50に接続されている。エアロゾル発生器21内の乾燥、特に微粒子27の乾燥を行う場合には、真空系50を動作させバルブ56bを開いて容器26内を排気する。その際、微粒子27に加振器で振動を印加してもよく、加熱器で加熱してもよい。   Further, the container 27 is connected to the vacuum system 50 via a pipe 56 and a valve 56b in order to set the inside of the aerosol generator 21 in a reduced pressure atmosphere in advance. When drying the aerosol generator 21, particularly when drying the fine particles 27, the vacuum system 50 is operated and the valve 56 b is opened to evacuate the container 26. At that time, vibration may be applied to the fine particles 27 with a vibrator or may be heated with a heater.

微粒子27は無機材料から構成され、その平均粒径は、例えば10nm〜500nmの範囲に設定されることが好ましい。微粒子27は、無機材料であれば材料に特に制限はないが、例えば、回路基板や半導体装置の層間絶縁層を形成する場合は、高周波における低誘電損失の観点から、MgO、TiO2、ZrO2、SiO2、Al23、BaTiO3、BaZrO3、ZrSnTiO4、BaTi49、Ba2Ti920、MgTiO3、MgZrO3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Co1/3Ta2/3)O3、Ba(Co1/3Nb2/3)O3、Ba(Ni1/3Ta2/3)O3、SrTiO3、SrZrO3、Nd2Ti27、(BaSr)TiO3、Ba(TiZr)O3、PbZrTiO3、PbTiO3、PbZrO3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3、3Al23・2SiO2(ムライト)、MgO・Al23(スピネル)、2MgO・SiO2(フォルステライト)、2Al23・2MgO・5SiO2(コージエライト)、CaO・SiO2(ウォラストナイト)、CaO・Al23・2SiO2(アノーサイト)、CaO・MgO・2SiO2(ディオプサイド)、2CaO・Al23・SiO2(ゲーレナイト)等のセラミックス粉末及びこれらから選択される1種あるいは2種以上のセラミックス粉末の混合物が好適である。 The fine particles 27 are made of an inorganic material, and the average particle diameter is preferably set in the range of, for example, 10 nm to 500 nm. The fine particles 27 are not particularly limited as long as they are inorganic materials. For example, when forming an interlayer insulating layer of a circuit board or a semiconductor device, MgO, TiO 2 , ZrO 2 is used from the viewpoint of low dielectric loss at high frequencies. , SiO 2, Al 2 O 3 , BaTiO 3, BaZrO 3, ZrSnTiO 4, BaTi 4 O 9, Ba 2 Ti 9 O 20, MgTiO 3, MgZrO 3, Ba (Zn 1/3 Ta 2/3) O 3, Ba (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Co 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , Ba (Co 1/3 Nb 2 / 3 ) O 3 , Ba (Ni 1/3 Ta 2/3 ) O 3 , SrTiO 3 , SrZrO 3 , Nd 2 Ti 2 O 7 , (BaSr) TiO 3 , Ba (TiZr) O 3 , PbZrTiO 3 , PbTiO 3 3, PbZrO 3, Pb (Mg 1/3 Nb 2/3) O 3, Pb (Ni 1/3 Nb 2/3) 3, Pb (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3, 3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ( mullite), MgO · Al 2 O 3 ( spinel), 2MgO · SiO 2 (forsterite), 2Al 2 O 3 · 2MgO · 5SiO 2 (cordierite), CaO · SiO 2 (wollastonite), CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2 ( anorthite), CaO · MgO · 2SiO 2 ( diopside), 2CaO · Al 2 O Ceramic powders such as 3 · SiO 2 (gerenite) and mixtures of one or more ceramic powders selected from these are preferred.

また、回路基板や半導体装置の配線パターンを形成する場合は、微粒子27として、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、W、Al又はこれらの元素からなる合金を含む金属材料が挙げられる。また、微粒子27として、これらの金属材料及びこれらから選択される1種あるいは2種以上の金属材料の混合物が好適である。なお、微粒子27は、十分に除湿後容器26に充填されることが好ましい。   In the case of forming a wiring pattern of a circuit board or a semiconductor device, examples of the fine particles 27 include a metal material containing Cu, Ag, Au, Pt, Pd, W, Al, or an alloy made of these elements. Further, as the fine particles 27, these metal materials and a mixture of one or more metal materials selected from them are suitable. The fine particles 27 are preferably filled in the container 26 after sufficient dehumidification.

ガスボンベ22にはキャリアガスが充填され、キャリアガスとしては、アルゴンガスの他、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトン、窒素などの不活性ガスを用いることができる。なお、微粒子27にペロブスカイト構造を有する酸化物セラミックスを用いる場合は、キャリアガスは酸化性のガス、例えば酸素ガスや空気を用いてもよく、これらのガスを不活性ガスに添加してもよい。酸化物セラミックス微粒子材料の酸素欠損を抑制することができる。   The gas cylinder 22 is filled with a carrier gas. As the carrier gas, an inert gas such as helium, neon, xenon, krypton, or nitrogen can be used in addition to the argon gas. When oxide ceramics having a perovskite structure is used for the fine particles 27, the carrier gas may be an oxidizing gas such as oxygen gas or air, and these gases may be added to the inert gas. Oxygen deficiency of the oxide ceramic fine particle material can be suppressed.

コンプレッサー23は、キャリアガスの圧力を制御し、エアロゾル発生器21に充填された微粒子27の吹き上げ量、すなわちエアロゾル中の微粒子量を制御する。なお、コンプレッサー23のかわりにボンベ23内のガス圧力が十分高い場合は、ボンベ用ガスレギュレータを用いてもよい。また、コンプレッサー23を使用する場合は、キャリアガスの供給源をガスボンベ23のかわり液体窒素等のキャリアガスの液体を蒸発させてもよく、窒素ガスや酸素ガスの場合は空気中から回収・精製してもよい。   The compressor 23 controls the pressure of the carrier gas to control the amount of fine particles 27 filled in the aerosol generator 21, that is, the amount of fine particles in the aerosol. If the gas pressure in the cylinder 23 is sufficiently high instead of the compressor 23, a cylinder gas regulator may be used. When the compressor 23 is used, the carrier gas supply source may be a vaporized carrier gas such as liquid nitrogen instead of the gas cylinder 23. In the case of nitrogen gas or oxygen gas, the carrier gas is recovered and purified from the air. May be.

マスフローコントローラ24はキャリアガスの流量を制御し、エアロゾル発生器21で形成されるエアロゾルの流量を制御する。   The mass flow controller 24 controls the flow rate of the carrier gas and the flow rate of the aerosol formed by the aerosol generator 21.

このように、エアロゾル発生器21では、成膜材料となる微粒子27にキャリアガスを微粒子27中に導入し、あるいはさらに加振器や加熱器を用いて微粒子27をキャリアガス中に舞い上がらせてエアロゾル29を形成し、配管28を通じて一次粒子化機構30にエアロゾル29を送出する。   As described above, in the aerosol generator 21, the carrier gas is introduced into the fine particles 27 serving as a film forming material, or the fine particles 27 are caused to rise into the carrier gas by using a vibrator or a heater. 29 is formed, and the aerosol 29 is delivered to the primary particle formation mechanism 30 through the pipe 28.

図2は、第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の構成図である。図2を参照するに、一次粒子化機構30は、配管28内にエアロゾルの流路をほぼ塞ぐように配置された第1障壁板31と、その下流に第1障壁板31と対向して配置された第2障壁板32から構成される。第1障壁板31および第2障壁板32にはそれぞれ開口部31a、32aが形成されている。   FIG. 2 is a configuration diagram of a primary particle forming mechanism constituting the aerosol deposition film forming apparatus according to the first embodiment. Referring to FIG. 2, the primary particle formation mechanism 30 is disposed in the pipe 28 so as to substantially block the aerosol flow path, and is disposed downstream of the first barrier plate 31 so as to face the first barrier plate 31. The second barrier plate 32 is formed. Openings 31a and 32a are formed in the first barrier plate 31 and the second barrier plate 32, respectively.

このように一次粒子化機構30を構成することで、エアロゾル29は、図1に示すエアロゾル形成部20から配管28内を流れ、まず、第1障壁板31の上流側表面31bに衝突し、あるいは、第1障壁板31の開口部31aを通過して第2障壁板32の上流側表面32bに衝突する。その衝突の際に第1障壁板31あるいは第2障壁板32から受ける力によりエアロゾル29を形成する微粒子凝集体27aが機械的に分離され、一次粒子化が進む。さらに、エアロゾル29は、第1障壁板31の下流側表面31cと、これに対向する第2障壁板32の上流側表面32bとに衝突を繰り返し、微粒子凝集体27aの一次粒子化がさらに進む。一次粒子化した微粒子は、エアロゾルを形成するキャリアガスの流れに沿って第2障壁板32の開口部32aを通過して成膜部40に送出される。   By configuring the primary particleizing mechanism 30 in this way, the aerosol 29 flows in the pipe 28 from the aerosol forming unit 20 shown in FIG. 1 and first collides with the upstream surface 31b of the first barrier plate 31, or Then, it passes through the opening 31 a of the first barrier plate 31 and collides with the upstream surface 32 b of the second barrier plate 32. The fine particle aggregate 27a forming the aerosol 29 is mechanically separated by the force received from the first barrier plate 31 or the second barrier plate 32 at the time of the collision, and primary particleization proceeds. Further, the aerosol 29 repeatedly collides with the downstream surface 31c of the first barrier plate 31 and the upstream surface 32b of the second barrier plate 32 facing the first barrier plate 31, and the primary particles of the fine particle aggregate 27a further progress. The fine particles converted into primary particles pass through the opening 32a of the second barrier plate 32 along the flow of the carrier gas forming the aerosol, and are sent to the film forming unit 40.

第1障壁板31の開口部31aの断面積(エアロゾルの流れ方向に直交する面の面積。)は通過するエアロゾルの速度が大きくなる点で小さい程好ましいが、エアロゾルの速度を音速以下になるように開口部31aの断面積を設定すべきである。エアロゾルの速度が音速に達すると、一次粒子化機構30よりも上流側の圧力や、一次粒子化機構30よりも下流側の圧力を制御してもエアロゾルの速度の制御ができなくなる。さらに、開口部31aを通過するエアロゾルの速度が過度に大きい場合、開口部31aを通過した微粒子が第2障壁板32の上流側表面32bに堆積してしまうので、堆積しないように程度にエアロゾルの速度が小さくなるように第1障壁板31の開口部31aの断面積を大きく設定すべきである。   The cross-sectional area of the opening 31a of the first barrier plate 31 (the area of the surface orthogonal to the aerosol flow direction) is preferably as small as possible because the velocity of the aerosol passing therethrough is large, but the velocity of the aerosol is less than the speed of sound. The cross-sectional area of the opening 31a should be set. When the aerosol velocity reaches the sonic velocity, the aerosol velocity cannot be controlled even if the pressure upstream of the primary particle formation mechanism 30 or the pressure downstream of the primary particle formation mechanism 30 is controlled. Furthermore, when the velocity of the aerosol passing through the opening 31a is excessively high, the fine particles that have passed through the opening 31a are deposited on the upstream surface 32b of the second barrier plate 32. The cross-sectional area of the opening 31a of the first barrier plate 31 should be set large so as to reduce the speed.

第1障壁板31の下流側表面31cと第2障壁板32の上流側表面32bとの距離は、配管28中のエアロゾルの速さに応じて適宜選択されるが、例えば30mm程度に設定する。その距離が過度に大きいと、微粒子が第1障壁板31の下流側表面31cと第2障壁板32の上流側表面32bとの衝突を繰り返し難くなり、一次粒子化の程度が十分に進まなくなる。   The distance between the downstream surface 31c of the first barrier plate 31 and the upstream surface 32b of the second barrier plate 32 is appropriately selected according to the speed of the aerosol in the pipe 28, and is set to about 30 mm, for example. If the distance is excessively large, it becomes difficult for the fine particles to repeatedly collide with the downstream surface 31c of the first barrier plate 31 and the upstream surface 32b of the second barrier plate 32, and the degree of primary particleization does not sufficiently advance.

図1に戻り、成膜部40は、成膜室41と、成膜室41内に配管28に接続されエアロゾル29を噴射する噴射ノズル42と、噴射ノズル42と対向して配置され、基板43を保持する基板保持台44と、基板43および基板保持台44の位置を制御するXYZステージ45等から構成される。成膜部40では、噴射ノズル42から噴射されたエアロゾル29の微粒子27が基板43の表面や、既に基板43に堆積したAD膜46に衝突し微粒子27が強固に付着する。   Returning to FIG. 1, the film forming unit 40 is disposed opposite to the injection nozzle 42, the film formation chamber 41, the injection nozzle 42 that is connected to the pipe 28 in the film formation chamber 41, and injects the aerosol 29. A substrate holding table 44 for holding the substrate, an XYZ stage 45 for controlling the position of the substrate 43 and the substrate holding table 44, and the like. In the film forming unit 40, the fine particles 27 of the aerosol 29 ejected from the ejection nozzle 42 collide with the surface of the substrate 43 or the AD film 46 already deposited on the substrate 43, and the fine particles 27 adhere firmly.

エアロゾル29の噴射速度は、キャリアガスの圧力や、成膜室41の圧力(減圧雰囲気)、噴射ノズル42の開口面積により制御される。噴射速度は、AD膜の緻密性が良好になる点で大きいほど好ましいが、例えば、50m/s〜1000m/sに噴射速度を設定する。噴射ノズル42の開口面積は、配管内のエアロゾル29が流れる流路の断面積よりも小さく設定し、すなわちエアロゾル29が流れる流路を狭窄するように先細りの形状にしてもよい。エアロゾル29の流速を増すことができる。   The spray speed of the aerosol 29 is controlled by the pressure of the carrier gas, the pressure of the film forming chamber 41 (depressurized atmosphere), and the opening area of the spray nozzle 42. The jetting speed is preferably as large as possible because the denseness of the AD film becomes good. For example, the jetting speed is set to 50 m / s to 1000 m / s. The opening area of the injection nozzle 42 may be set smaller than the cross-sectional area of the flow path through which the aerosol 29 flows in the pipe, that is, may be tapered so as to narrow the flow path through which the aerosol 29 flows. The flow rate of the aerosol 29 can be increased.

XYZステージ45は、基板保持台43をエアロゾル29の入射方向に対して垂直方向の2方向(X方向およびY方向)と、エアロゾルの入射方向(Z方向)に沿って移動させる。さらに、XYZステージ45は、定速・繰り返し駆動動作をX方向およびY方向に行うものであってもよい。基板保持台43を定速・繰り返し駆動動作させることで、面積が広いあるいは膜厚が一定なAD膜46を形成することができる。   The XYZ stage 45 moves the substrate holder 43 along two directions (X direction and Y direction) perpendicular to the incident direction of the aerosol 29 and the incident direction (Z direction) of the aerosol. Further, the XYZ stage 45 may perform a constant speed / repetitive driving operation in the X direction and the Y direction. By causing the substrate holder 43 to be driven at a constant speed and repeatedly, the AD film 46 having a large area or a constant film thickness can be formed.

排気系50は、成膜室41に接続され、成膜室41内の圧力を減圧雰囲気とするためのメカニカルブースタ51と、真空ポンプ52と、これらを接続する配管53、54等から構成される。排気系50は、成膜室41を減圧雰囲気としてエアロゾル29の噴射速度を高める。真空ポンプ52は、例えば、ロータリーポンプやダイアフラム型真空ポンプ等を用いることができる。なお、成膜室41とメカニカルブースタ51とを接続する配管53やメカニカルブースタ51と真空ポンプ52を接続する配管54に集塵機を設けてもよい。   The exhaust system 50 is connected to the film forming chamber 41, and includes a mechanical booster 51 for setting the pressure in the film forming chamber 41 to a reduced pressure atmosphere, a vacuum pump 52, and pipes 53 and 54 for connecting them. . The exhaust system 50 increases the spraying speed of the aerosol 29 using the film forming chamber 41 as a reduced pressure atmosphere. As the vacuum pump 52, for example, a rotary pump, a diaphragm type vacuum pump, or the like can be used. A dust collector may be provided in the pipe 53 connecting the film forming chamber 41 and the mechanical booster 51 or the pipe 54 connecting the mechanical booster 51 and the vacuum pump 52.

次に、AD成膜装置10を用いたAD膜46の成膜方法を、図1及び図2を参照しつつ説明する。最初に、メカニカルブースタ51および真空ポンプ52を用いて成膜室41、エアロゾル発生器21の容器26の内部、配管25、28、56等の内部を排気して減圧雰囲気にする。   Next, a film forming method of the AD film 46 using the AD film forming apparatus 10 will be described with reference to FIGS. First, using the mechanical booster 51 and the vacuum pump 52, the film forming chamber 41, the inside of the container 26 of the aerosol generator 21, the inside of the pipes 25, 28, 56 and the like are evacuated to a reduced pressure atmosphere.

次いで、ガスボンベ22のバルブ22bを開きキャリアガスを送出する。コンプレッサー23およびマスフローコントローラ24によりキャリアガスの圧力および流量を制御してエアロゾル発生器21の容器26の微粒子27にキャリガスを導入し、微粒子27をエアロゾル化してエアロゾル29を形成する。エアロゾル29の濃度はキャリアガスの圧力および流量により制御する。   Next, the valve 22b of the gas cylinder 22 is opened to deliver the carrier gas. The carrier gas pressure and flow rate are controlled by the compressor 23 and the mass flow controller 24 to introduce carrier gas into the fine particles 27 of the container 26 of the aerosol generator 21, and the fine particles 27 are aerosolized to form an aerosol 29. The concentration of the aerosol 29 is controlled by the pressure and flow rate of the carrier gas.

そして、エアロゾル29は、配管28を通じて一次粒子化機構30に送出され、図2に示すように、一次粒子化機構30では、エアロゾル29を形成する微粒子が、第1障壁板31の下流側表面31cと、これに対向する第2障壁板32の上流側表面32bとに衝突を繰り返し、微粒子凝集体27aの一次粒子化が進む。一次粒子化した微粒子27bはエアロゾルの状態で、噴射ノズル42から噴射され基板43上に堆積する。微粒子は衝突の際にうける力により表面に十分な歪みが誘起され、微粒子と基板、あるいは微粒子同士が密着し、このようにして緻密で膜密着性の高いAD膜46が成膜される。   Then, the aerosol 29 is sent to the primary particle formation mechanism 30 through the pipe 28, and as shown in FIG. 2, in the primary particle formation mechanism 30, the fine particles forming the aerosol 29 are on the downstream surface 31 c of the first barrier plate 31. And the collision with the upstream surface 32b of the second barrier plate 32 facing this is repeated, and the primary particle formation of the fine particle aggregate 27a proceeds. The primary particles 27b are sprayed from the spray nozzle 42 and deposited on the substrate 43 in an aerosol state. Sufficient distortion is induced on the surface of the fine particles due to the force applied at the time of collision, and the fine particles and the substrate or the fine particles are brought into close contact with each other, thus forming the dense AD film 46 with high film adhesion.

本実施の形態によれば、エアロゾルを噴射ノズル42から噴射する前に、一次粒子化機構30において、エアロゾルの流路を塞ぐ第1障壁板31および第2障壁板32を設け、エアロゾルを形成する微粒子を第1障壁板31および第2障壁板32に衝突させる。微粒子凝集体は衝突の際に受ける力により機械的に分離され、微粒子が一次粒子化される。したがって、一次粒子化された微粒子からなるエアロゾルを噴射ノズルにより基板に噴射することで、微粒子同士の密着性や、微粒子27と基板43との密着性が向上し、緻密で膜密着性の高いAD膜46が形成できる。   According to the present embodiment, before injecting the aerosol from the injection nozzle 42, the primary particle formation mechanism 30 is provided with the first barrier plate 31 and the second barrier plate 32 that block the flow path of the aerosol to form the aerosol. The fine particles collide with the first barrier plate 31 and the second barrier plate 32. The fine particle aggregates are mechanically separated by the force received during the collision, and the fine particles are converted into primary particles. Therefore, by spraying the aerosol composed of the primary particles into the substrate by the injection nozzle, the adhesion between the particles and the adhesion between the particles 27 and the substrate 43 are improved, and the dense and high film adhesion AD. A film 46 can be formed.

次に、第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の3つの変形例を説明する。   Next, three modified examples of the primary particle formation mechanism constituting the aerosol deposition film forming apparatus according to the first embodiment will be described.

図3は、第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第1変形例の構成図である。   FIG. 3 is a configuration diagram of a first modification of the primary particle formation mechanism that constitutes the aerosol deposition film forming apparatus according to the first embodiment.

図3を参照するに、一次粒子化機構30Aは、配管28内に設けられたエアロゾルの流れを妨げる障壁部材34−1〜34−4から構成される。   Referring to FIG. 3, the primary particle formation mechanism 30 </ b> A includes barrier members 34-1 to 34-4 that are provided in the pipe 28 and prevent the flow of aerosol.

障壁部材34−1は、その一方の側端34−1aが配管の第1内壁28aに固着され、他方の側端34−1bが、第1内壁28aと対向する第2内壁28bから離間して配置されている。そして、障壁部材34−1の下流側に配置された障壁部材34−2は、一方の側端34−2aが第2内壁28bに固着され、他方の側端34−2bが第1内壁28aから離間して配置されている。すなわち、障壁部材34−2には、障壁部材34−1の側端34−1bと第2内壁28bとの間の開口を通過した微粒子凝集体27aが衝突するように配置されている。さらに、障壁部材34−2の下流に配置された障壁部材34−3、障壁部材34−4は、各々、障壁部材34−1、障壁部材34−2と同様に配置されている。   One side end 34-1a of the barrier member 34-1 is fixed to the first inner wall 28a of the pipe, and the other side end 34-1b is separated from the second inner wall 28b facing the first inner wall 28a. Has been placed. The barrier member 34-2 disposed on the downstream side of the barrier member 34-1 has one side end 34-2a fixed to the second inner wall 28b and the other side end 34-2b extending from the first inner wall 28a. They are spaced apart. That is, the fine particle aggregate 27a that has passed through the opening between the side end 34-1b of the barrier member 34-1 and the second inner wall 28b collides with the barrier member 34-2 so as to collide. Furthermore, the barrier member 34-3 and the barrier member 34-4 disposed downstream of the barrier member 34-2 are disposed in the same manner as the barrier member 34-1 and the barrier member 34-2, respectively.

このように障壁部材34−1〜34−4を配置することで、一次粒子化機構30Aに流入したエアロゾルの微粒子は障壁部材34−1〜34−4に衝突し、その際に障壁部材34−1〜34−4から受ける力により微粒子凝集体27aは機械的に分離される。そして、微粒子凝集体27aは、障壁部材34−1〜34−4と第1内壁28aあるいは第2内壁28bとの開口部を通じて下流に流れるにしたがって、障壁部材34−1〜34−4に繰り返し衝突することで一次粒子化された微粒子27bのエアロゾルが形成される。   By arranging the barrier members 34-1 to 34-4 in this way, aerosol fine particles flowing into the primary particle formation mechanism 30A collide with the barrier members 34-1 to 34-4, and at that time, the barrier member 34- The fine particle aggregate 27a is mechanically separated by the force received from 1 to 34-4. The fine particle aggregate 27a repeatedly collides with the barrier members 34-1 to 34-4 as it flows downstream through the openings of the barrier members 34-1 to 34-4 and the first inner wall 28a or the second inner wall 28b. As a result, an aerosol of the fine particles 27b that are primary particles is formed.

また、障壁部材34−1〜34−4は、第1内壁28aまたは第2内壁28bに流れ方向に向かって交互に配置されているので、簡単な構造で効率良く微粒子凝集体27aの一次粒子化を図ることができ、一次粒子化機構30Aの小型化も容易である。   Further, since the barrier members 34-1 to 34-4 are alternately arranged in the flow direction on the first inner wall 28a or the second inner wall 28b, the primary particles of the fine particle aggregate 27a can be efficiently formed with a simple structure. It is possible to reduce the size of the primary particle forming mechanism 30A.

また、障壁部材34−1〜34−4は、エアロゾルの流れ方向に沿って斜めに配置されている。例えば、障壁部材34−1は、第1内壁28aに固着された側端34−1aから、下流に向かって斜めに配置され、他の障壁部材34−2〜34−4も同様に配置されている。このように斜めに障壁部材34−1〜34−4を配置することで、微粒子27a、27bを残留し難くして、清浄化の保守サイクルを長時間化することができる。なお、図示は省略するが、衝突の際の微粒子に与える力を増加させる場合は、障壁部材34−1〜34−4を流れ方向に対してほぼ垂直に配置してもよく、あるいは、流れ方向に対して逆方向に傾けてもよい。   Moreover, the barrier members 34-1 to 34-4 are disposed obliquely along the aerosol flow direction. For example, the barrier member 34-1 is disposed obliquely toward the downstream side from the side end 34-1a fixed to the first inner wall 28a, and the other barrier members 34-2 to 34-4 are also disposed in the same manner. Yes. By arranging the barrier members 34-1 to 34-4 obliquely in this way, the fine particles 27a and 27b are hardly left and the cleaning maintenance cycle can be prolonged. Although illustration is omitted, in order to increase the force applied to the fine particles at the time of collision, the barrier members 34-1 to 34-4 may be arranged substantially perpendicular to the flow direction, or the flow direction May be tilted in the opposite direction.

なお、障壁部材34−1〜34−4は、4つに限定されず、1つ〜3つ、または5つ以上でもよく、一次粒子化機構30Aを通過したエアロゾルの微粒子の一次粒子化の程度により適宜決定すればよい。   The number of barrier members 34-1 to 34-4 is not limited to four, and may be one to three, or five or more, and the degree of primary particle formation of aerosol fine particles that have passed through the primary particle formation mechanism 30A. May be determined as appropriate.

第1変形例の一次粒子化機構30Aは、エアロゾルの流れを妨げるように障壁部材34−1〜34−4を設け、エアロゾルを形成する微粒子凝集体27aが下流に流れるにしたがって障壁部材34−1〜34−4と衝突を繰り返すようになっているので、微粒子凝集体27aは、障壁部材34−1〜34−4から衝突の際に力を受け、機械的に分離し、一次粒子化される。したがって、エアロゾルを形成する微粒子が一次粒子化され、その表面の活性化の程度が大きいので、緻密で膜密着性の高いAD膜を形成できる。   The primary particle formation mechanism 30A of the first modification is provided with barrier members 34-1 to 34-4 so as to prevent the flow of aerosol, and the barrier member 34-1 as the fine particle aggregate 27a forming the aerosol flows downstream. The particle aggregate 27a receives force during the collision from the barrier members 34-1 to 34-4, mechanically separates and becomes primary particles. . Therefore, the fine particles forming the aerosol are converted into primary particles and the degree of activation of the surface is large, so that a dense AD film having high film adhesion can be formed.

図4は第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第2変形例の構成図である。   FIG. 4 is a configuration diagram of a second modification of the primary particle forming mechanism that constitutes the aerosol deposition film forming apparatus according to the first embodiment.

図4を参照するに、一次粒子化機構30Bは、配管28内に設けられたノズル部36と、その下流に配置された障壁板38から構成される。   Referring to FIG. 4, the primary particle formation mechanism 30 </ b> B includes a nozzle portion 36 provided in a pipe 28 and a barrier plate 38 disposed downstream thereof.

ノズル部36には、流れ方向に沿ってエアロゾルの流路を次第に狭窄する先細り流路36aと、先細り流路36aに接続された断面積(エアロゾルの流れ方向に直交する面の面積。)が一定の流路36bが設けられている。また、障壁板38は流路をほぼ塞ぐように設けられている。障壁板38には、エアロゾルを下流に流出させる開口部38aが設けられている。開口部38aは、ノズル部36の流路36bの開口部に対向する位置から外れた領域に配置されている。   The nozzle portion 36 has a tapered flow path 36a that gradually narrows the aerosol flow path along the flow direction, and a cross-sectional area (area of a surface orthogonal to the aerosol flow direction) connected to the tapered flow path 36a is constant. The flow path 36b is provided. The barrier plate 38 is provided so as to substantially block the flow path. The barrier plate 38 is provided with an opening 38a for allowing the aerosol to flow downstream. The opening 38 a is disposed in a region that is out of the position facing the opening of the flow path 36 b of the nozzle portion 36.

このようにノズル部36および障壁板38を設けることで、一次粒子化機構30Bに流入したエアロゾルは先細り流路36aにより加速され、流路36bから障壁板38に向かって流出する。エアロゾルを形成する微粒子凝集体27aは障壁板38の上流側表面38bに衝突し、その際に受ける力により機械的に分離される。そして、ノズル部36の下流側表面36cや、障壁板38の上流側表面38bに衝突を繰り返し一次粒子化が進む。一次粒子化された微粒子29bは、障壁板38の開口部38aを通過して成膜部40に送出される。   By providing the nozzle portion 36 and the barrier plate 38 in this way, the aerosol that has flowed into the primary particleizing mechanism 30B is accelerated by the tapered flow path 36a and flows out from the flow path 36b toward the barrier plate 38. The fine particle aggregate 27a forming the aerosol collides with the upstream surface 38b of the barrier plate 38 and is mechanically separated by the force received at that time. Then, primary particles are repeatedly formed by repeatedly colliding with the downstream surface 36 c of the nozzle portion 36 and the upstream surface 38 b of the barrier plate 38. The fine particles 29 b that have been converted into primary particles pass through the opening 38 a of the barrier plate 38 and are sent to the film forming unit 40.

ノズル部36と障壁板38の材料は特に限定されないが、障壁板38は、微粒子の衝突による摩耗を抑制するために、微粒子よりも硬度が大きい材料からなること好ましい。   The material of the nozzle portion 36 and the barrier plate 38 is not particularly limited, but the barrier plate 38 is preferably made of a material having a hardness higher than that of the fine particles in order to suppress wear due to the collision of the fine particles.

ノズル部36の流路36bの開口部の断面積は、通過するエアロゾルの速度が大きくなる点で小さい程好ましいが、過度に小さくなると、流路36bを通過した微粒子が障壁板38の上流側表面に密着して堆積してしまう。したがって、流路36bの開口部の断面積は、微粒子が堆積する速度よりも小さくなるように設定するべきである。それよりもエアロゾルの速度が小さくなる断面積に設定すべきである。   The cross-sectional area of the opening of the flow path 36b of the nozzle section 36 is preferably as small as possible in order to increase the velocity of the aerosol passing therethrough. However, if it is excessively small, the fine particles that have passed through the flow path 36b are on the upstream surface of the barrier plate 38. It adheres to and deposits. Therefore, the cross-sectional area of the opening of the flow path 36b should be set to be smaller than the speed at which the fine particles are deposited. The cross-sectional area should be set so that the aerosol velocity is smaller than that.

ノズル部36の下流側表面36cと障壁板38の上流側表面38bとの距離は、配管28中のエアロゾルの速さに応じて適宜選択されるが、例えば30mm程度に設定する。距離が過度に大きいと、微粒子がノズル部36の下流側表面36bと障壁板38の上流側表面38bとの衝突を繰り返し難くなる。   The distance between the downstream surface 36c of the nozzle portion 36 and the upstream surface 38b of the barrier plate 38 is appropriately selected according to the speed of the aerosol in the pipe 28, and is set to about 30 mm, for example. If the distance is excessively large, it is difficult for the fine particles to repeatedly collide with the downstream surface 36b of the nozzle portion 36 and the upstream surface 38b of the barrier plate 38.

第2変形例の一次粒子化機構30Bは、ノズル部36によりエアロゾルを加速させ、エアロゾルを形成する微粒子凝集体27aを障壁板38に高速度で衝突させる。微粒子凝集体27aは、衝突により障壁板38から力を受けて機械的に分離し一次粒子化される。さらに、微粒子凝集体27aは、高速度で衝突しているので、衝突の際に微粒子の表面が活性化される程度が大きくなる。したがって、エアロゾルを形成する微粒子が一次粒子化され、その表面の活性化の程度が大きいので、緻密で膜密着性の高いAD膜を形成できる。なお、ノズル部36に流路36bを設けなくともよく、すなわちノズル部36に先細り流路36aのみを設けてもよい。   The primary particle formation mechanism 30B of the second modified example accelerates the aerosol by the nozzle portion 36, and causes the fine particle aggregate 27a that forms the aerosol to collide with the barrier plate 38 at a high speed. The fine particle aggregate 27a receives force from the barrier plate 38 due to collision and mechanically separates into primary particles. Furthermore, since the fine particle aggregate 27a collides at a high speed, the degree to which the surface of the fine particles is activated at the time of the collision increases. Therefore, the fine particles forming the aerosol are converted into primary particles and the degree of activation of the surface is large, so that a dense AD film having high film adhesion can be formed. In addition, it is not necessary to provide the flow path 36b in the nozzle part 36, that is, only the tapered flow path 36a may be provided in the nozzle part 36.

図5は、第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第3変形例の構成図である。   FIG. 5 is a configuration diagram of a third modification of the primary particle forming mechanism that constitutes the aerosol deposition film forming apparatus according to the first embodiment.

図5を参照するに、一次粒子化機構30Cは、配管28内に設けられた遮蔽部39から構成され、遮蔽部39には、上流側に第1流路39aおよび第2流路39bが並行して設けられ、それらの下流側には、第1流路39aと第2流路39bとが合流する合流部39cと、その下流側に合流部39cに連通する第3流路39dが設けられている。   Referring to FIG. 5, the primary particle formation mechanism 30 </ b> C includes a shielding part 39 provided in the pipe 28, and the first flow path 39 a and the second flow path 39 b are parallel to the shielding part 39 on the upstream side. On the downstream side thereof, a joining portion 39c where the first passage 39a and the second passage 39b join, and a third passage 39d communicating with the joining portion 39c are provided on the downstream side. ing.

エアロゾル29が流入する流路が、例えば、中心軸が流れ方向となる円筒状の場合は、第1流路39aおよび第2流路39bは、その中心軸にほぼ対称な位置に設けられることが好ましい。このような位置に設定することで、第1流路39aと第2流路39bの各々にほぼ同量のエアロゾルが流入する。合流部39cでは、第1流路39aを流れるエアロゾルと第2流路39bを流れるエアロゾルの微粒子同士が衝突する。微粒子凝集体27aは衝突の際に受ける力により互いに機械的に分離され一次粒子化が進み、一次粒子化された微粒子29bは、第3流路39dを通過して成膜部40に送出される。   When the flow path into which the aerosol 29 flows is, for example, a cylindrical shape whose central axis is the flow direction, the first flow path 39a and the second flow path 39b may be provided at positions that are substantially symmetric with respect to the central axis. preferable. By setting such a position, approximately the same amount of aerosol flows into each of the first flow path 39a and the second flow path 39b. In the merging portion 39c, the aerosol particles flowing in the first flow path 39a and the aerosol fine particles flowing in the second flow path 39b collide with each other. The fine particle aggregates 27a are mechanically separated from each other by the force received at the time of collision and advance into primary particles. The fine particles 29b converted into primary particles pass through the third flow path 39d and are sent to the film forming unit 40. .

第1流路39aと第2流路39bは、ほぼ同様の形状、すなわち、各々の断面積(エアロゾルの流れ方向に直交する面の面積。)や長さがほぼ同等であることが好ましい。このように設定することで合流部39cから第3流路39dへの流れが円滑となる。   It is preferable that the first flow path 39a and the second flow path 39b have substantially the same shape, that is, their cross-sectional areas (areas of surfaces perpendicular to the flow direction of the aerosol) and lengths are approximately the same. By setting in this way, the flow from the junction 39c to the third flow path 39d becomes smooth.

また、合流部39cでは、第1流路39aと第2流路39bが交叉するが、交叉する角度が大きいほど、微粒子凝集体の衝突の際に互いに受ける力が大きくなる点で、好ましい。ただし、交叉する角度が180度を超えると、合流部39cから第3流路39dに流れにくくなるので、交叉する角度は180度以下であることが好ましい。   Further, in the confluence portion 39c, the first flow path 39a and the second flow path 39b cross each other, but the larger the crossing angle is, the more preferable is that the forces received by each other when the fine particle aggregates collide with each other. However, if the crossing angle exceeds 180 degrees, it becomes difficult to flow from the merging portion 39c to the third flow path 39d. Therefore, the crossing angle is preferably 180 degrees or less.

第3変形例の一次粒子化機構30Cは、合流部39cにおいて微粒子同士が衝突するので、障壁部39の材料等の混入を抑制しつつ、微粒子の一次粒子化を進めることができる。その結果、緻密で膜密着性が高いAD膜46を形成でき、微粒子材料以外の材料の混入の少ないAD膜46を形成できる。   Since the fine particle collides with each other in the junction 39c, the primary particle formation mechanism 30C of the third modification can advance the formation of fine particles into a primary particle while suppressing the mixing of the material of the barrier part 39 and the like. As a result, it is possible to form a dense AD film 46 with high film adhesion, and to form an AD film 46 with less mixing of materials other than the particulate material.

なお、図2〜図5では、一次粒子化機構30、30A〜30Cは、これに接続する配管28と同程度の断面積の流路内に設けた場合を例に説明したが、配管28よりも大きな断面積の流路内に一次粒子化機構30、30A〜30Cを設けてもよい。   2 to 5, the primary particle formation mechanisms 30 and 30A to 30C have been described by way of example in the case where they are provided in the flow path having the same cross-sectional area as the pipe 28 connected thereto. Alternatively, the primary particle formation mechanisms 30 and 30A to 30C may be provided in the flow path having a large cross-sectional area.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置は、エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、微粒子を電気的に分極し、電気的な引力により微粒子を衝突させて微粒子を分散させる一次粒子化機構を備えたことに主な特徴がある。
(Second Embodiment)
The aerosol deposition film forming apparatus according to the second embodiment is a primary particle in which fine particles are electrically polarized before the aerosol is jetted from the jet nozzle, and the fine particles are collided by an electric attractive force to disperse the fine particles. The main feature is the provision of the conversion mechanism.

図6は、本発明の第2の実施の形態に係るAD成膜装置を構成する一次粒子化機構の構成図である。なお一次粒子化機構以外のAD成膜装置の構成は、図1に示す第1の実施の形態に係るAD成膜装置と同様であるので図1を参照すると共に、その図示および説明を省略する。   FIG. 6 is a configuration diagram of a primary particle forming mechanism constituting an AD film forming apparatus according to the second embodiment of the present invention. Since the configuration of the AD film forming apparatus other than the primary particle formation mechanism is the same as that of the AD film forming apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1, reference is made to FIG. .

図6を参照するに、本実施の形態のAD成膜装置を構成する一次粒子化機構60は、配管28内にエアロゾルの流れ方向に沿って互いに平行に設けられた平板の第1電極61および第2電極62と、第1電極61に電気的に接続された交流電源63等から構成され、第2電極62および交流電源63はそれぞれ電気的に接地されている。   Referring to FIG. 6, the primary particle formation mechanism 60 constituting the AD film forming apparatus of the present embodiment includes a flat plate first electrode 61 provided in parallel with each other in the flow direction of the aerosol in the pipe 28, and The second electrode 62 and an AC power source 63 electrically connected to the first electrode 61 are configured, and the second electrode 62 and the AC power source 63 are each electrically grounded.

交流電源63は、第1電極61と第2電極62との間に高電圧の交流電圧(例えば周波数100Hz。)を印加する。交流電圧を印加することにより第1電極61と第2電極62との間に電界Eを生じさせる。その電界Eの最大電界強度は、例えば10MV/mに設定される。このような極めて高い電界に流入したエアロゾルの微粒子凝集体27aは、第1電極61または第2電極62との接触により、例えば微粒子凝集体27aの電子が抜き出され正極性に帯電するようになる。正極性に帯電した微粒子凝集体27aは、第1電極61が負極となると、帯電量と電界強度との積に比例する電気的引力により加速的に引きつけられ、第1電極61に衝突する。微粒子凝集体27aは第1電極61から衝突の際に力を受け機械的に分離する。そして、交流電圧の極性が反転し、第2電極62が負極になると、微粒子凝集体27aは第2電極62に引きつけられ第2電極62に衝突し、その際の力によりさらに機械的に分離する。微粒子27bは、次第に下流に移動しながら交流電圧の反転に応じてこれらの衝突を繰り返し一次粒子化される。交流電源63により印加する電圧は、高いほど微粒子凝集体がより加速されるので好ましい。   The AC power source 63 applies a high AC voltage (for example, a frequency of 100 Hz) between the first electrode 61 and the second electrode 62. An electric field E is generated between the first electrode 61 and the second electrode 62 by applying an alternating voltage. The maximum electric field strength of the electric field E is set to 10 MV / m, for example. The aerosol fine particle aggregate 27a that has flowed into such an extremely high electric field comes to be positively charged by, for example, extracting electrons from the fine particle aggregate 27a by contact with the first electrode 61 or the second electrode 62. . When the first electrode 61 becomes a negative electrode, the fine particle aggregate 27a charged to the positive polarity is attracted by an electric attractive force proportional to the product of the charge amount and the electric field strength and collides with the first electrode 61. The fine particle aggregate 27a is mechanically separated from the first electrode 61 upon receiving a force upon collision. When the polarity of the AC voltage is reversed and the second electrode 62 becomes a negative electrode, the fine particle aggregate 27a is attracted to the second electrode 62 and collides with the second electrode 62, and further mechanically separated by the force at that time. . The fine particles 27b are repeatedly made into primary particles by repeating these collisions according to the reversal of the AC voltage while gradually moving downstream. The higher the voltage applied by the AC power source 63, the more the fine particle aggregates are accelerated.

本実施の形態によれば、エアロゾルを噴射ノズル42から噴射する前に、一次粒子化機構60において、エアロゾルを形成する微粒子凝集体27aを帯電させ、第1電極61と第2電極62との間に高電界強度を印加して、微粒子凝集体27aを第1電極61および第2電極62に交互に電気的引力により引きつけて衝突させることにより、衝突の際に受ける力により機械的に分離させ、微粒子を一次粒子化する。このように一次粒子化することで、微粒子27と基板43との密着性や微粒子同士の密着性が向上し、緻密で膜密着性の高いAD膜46が形成できる。   According to the present embodiment, before injecting the aerosol from the injection nozzle 42, the primary particle forming mechanism 60 charges the fine particle aggregate 27 a that forms the aerosol, so that the first electrode 61 and the second electrode 62 are not charged. By applying a high electric field strength to the first electrode 61 and the second electrode 62 by alternately attracting and colliding them with the first electrode 61 and the second electrode 62, and mechanically separating them by the force received during the collision, Fine particles are converted into primary particles. By forming primary particles in this way, the adhesion between the fine particles 27 and the substrate 43 and the adhesion between the fine particles are improved, and a dense and highly adhering AD film 46 can be formed.

本実施の形態によれば、印加する交流電圧の大きさを制御することで、エアロゾルの流速とは独立に微粒子が第1電極61および第2電極62に衝突する際の速度を制御して確実に一次粒子化できる。   According to the present embodiment, by controlling the magnitude of the AC voltage to be applied, the speed at which the fine particles collide with the first electrode 61 and the second electrode 62 is controlled independently of the aerosol flow velocity. Primary particles.

また、本実施の形態によれば、微粒子凝集体27aや一次粒子化した微粒子27bは、第1電極61および第2電極62に交互に衝突を繰り返しながら下流に流れるので、微粒子の残留を抑制でき、清浄化の保守サイクルを長時間化することができる。   Further, according to the present embodiment, the fine particle aggregate 27a and the primary fine particles 27b flow downstream while alternately colliding with the first electrode 61 and the second electrode 62, so that the residual fine particles can be suppressed. The maintenance cycle for cleaning can be prolonged.

なお、一次粒子化機構60の下流側に、微粒子の帯電を中和する装置、例えば、熱電子を発生するニュートライザを設けてもよい。微粒子が配管の内壁等に電気的に付着することを抑制できる。   A device for neutralizing the charging of the fine particles, for example, a neutralizer that generates thermoelectrons, may be provided on the downstream side of the primary particle forming mechanism 60. It is possible to suppress the fine particles from being electrically attached to the inner wall of the pipe.

また、第1電極61および第2電極62は平行平板電極に限定されず、配管28の流路の中心軸に沿った円筒型でもよい。この場合は、例えば第1電極61を円筒型電極とし、第2電極62を円筒型電極の中心軸と同軸の円柱状の電極とする。   Further, the first electrode 61 and the second electrode 62 are not limited to parallel plate electrodes, and may be a cylindrical shape along the central axis of the flow path of the pipe 28. In this case, for example, the first electrode 61 is a cylindrical electrode, and the second electrode 62 is a columnar electrode coaxial with the central axis of the cylindrical electrode.

また、図6において図示を省略したが、第1電極61および第2電極62と、配管28との間は交流電圧の大きさに応じた適切な絶縁材で電気的に絶縁される。   Although not shown in FIG. 6, the first electrode 61 and the second electrode 62 and the pipe 28 are electrically insulated with an appropriate insulating material according to the magnitude of the AC voltage.

図7は、第2の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の変形例の構成図である。   FIG. 7 is a configuration diagram of a modified example of the primary particleizing mechanism constituting the aerosol deposition film forming apparatus according to the second embodiment.

図7を参照するに、一次粒子化機構60Aは、配管28に接続された流路内に、エアロゾルの流れ方向に沿って設けられた平板の3つの第1電極61−1〜61−3と、3つの第2電極62−1〜62−3と、第1電極61−1〜61−3に電気的に接続された交流電源63等から構成され、第2電極62−1〜62−3および交流電源63はそれぞれ電気的に接地されている。3つの第1電極61−1〜61−3および3つの第2電極62−1〜62−3は、エアロゾルの流れ方向に対して直交する方向に交互に対となって配置されている。一次粒子化機構60Aの作用は、図6に示す一次粒子化機構60と同様であり、エアロゾルの微粒子凝集体27aを高電界強度の交流電界を第1電極61−1〜61−3と第2電極62−1〜62−3との間に形成して、帯電した微粒子凝集体27aを第1電極61−1〜61−3および第2電極62−1〜62−3に交互に電気的引力により引きつけて衝突させ、微粒子凝集体27aを一次粒子化させる。   Referring to FIG. 7, the primary particle formation mechanism 60 </ b> A includes three first electrodes 61-1 to 61-3 that are flat plates provided in the flow path connected to the pipe 28 along the flow direction of the aerosol. It is composed of three second electrodes 62-1 to 62-3, an AC power source 63 and the like electrically connected to the first electrodes 61-1 to 61-3, and the second electrodes 62-1 to 62-3. The AC power supply 63 is electrically grounded. The three first electrodes 61-1 to 61-3 and the three second electrodes 62-1 to 62-3 are alternately arranged in pairs in a direction orthogonal to the flow direction of the aerosol. The action of the primary particle forming mechanism 60A is the same as that of the primary particle forming mechanism 60 shown in FIG. 6, and the aerosol fine particle aggregate 27a is passed through the first electrodes 61-1 to 61-3 and the second electrode. The charged fine particle aggregates 27a formed between the electrodes 62-1 to 62-3 are electrically attracted alternately to the first electrodes 61-1 to 61-3 and the second electrodes 62-1 to 62-3. The fine particle aggregate 27a is converted into primary particles by attracting and colliding with each other.

一次粒子化機構60Aは、配管28から流入したエアロゾルが、5つの流路65−1〜65−5に分けられ、各々の流路の下流側に配置された第1電極61−1〜61−3と第2電極62−1〜62−3とにより一次粒子化される。   In the primary particle formation mechanism 60A, the aerosol flowing in from the pipe 28 is divided into five flow paths 65-1 to 65-5, and the first electrodes 61-1 to 61- arranged on the downstream side of the respective flow paths. 3 and the second electrodes 62-1 to 62-3.

本変形例の一次粒子化機構60Aは、5つの流路65−1〜65−5の断面積(エアロゾルの流れ方向に直交する面の面積。)の和(総断面積)は、配管28の流路の断面積より大きいので、エアロゾルの流速が低下する。したがって、微粒子凝集体27aが一次粒子化機構60Aを通過する時間が長くなり、第1電極61−1〜61−3および第2電極62−1〜62−3に衝突する回数を増加できる。したがって、微粒子凝集体27aの一次粒子化を促進できる。その結果、いっそう緻密で膜密着性の高いAD膜が形成できる。   The primary particle formation mechanism 60 </ b> A of this modification is configured so that the sum (total cross-sectional area) of the cross-sectional areas of the five flow paths 65-1 to 65-5 (area of the surface orthogonal to the aerosol flow direction) is Since it is larger than the cross-sectional area of the flow path, the flow velocity of the aerosol decreases. Therefore, it takes a long time for the fine particle aggregate 27a to pass through the primary particle forming mechanism 60A, and the number of collisions with the first electrodes 61-1 to 61-3 and the second electrodes 62-1 to 62-3 can be increased. Therefore, primary particle formation of the fine particle aggregate 27a can be promoted. As a result, an AD film with higher density and higher film adhesion can be formed.

次に上記の第1実施の形態に係る実施例1、第2の実施の形態に係る実施例2、および本発明によらない比較例について説明する。   Next, Example 1 according to the first embodiment, Example 2 according to the second embodiment, and a comparative example not according to the present invention will be described.

[実施例1]
実施例1は、図1および図2に示す第1の実施の形態に係るAD成膜装置を用いて成膜を行ったものである。
[Example 1]
In Example 1, film formation was performed using the AD film formation apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2.

最初に、前処理として、平均粒径0.5μmのBaTiO3粉末をエアロゾル発生器の容器に入れ、粉末を150℃に加熱し、容器全体に超音波を印加しながら30分間、排気系により容器内を排気し、BaTiO3粉末を乾燥した。また、成膜室は予め排気し、真空度を10Pa以下になるように設定した。 First, as a pretreatment, BaTiO 3 powder having an average particle size of 0.5 μm is placed in an aerosol generator container, the powder is heated to 150 ° C., and ultrasonic waves are applied to the entire container for 30 minutes by an exhaust system. The inside was evacuated and the BaTiO 3 powder was dried. Further, the film forming chamber was evacuated in advance, and the degree of vacuum was set to 10 Pa or less.

次いで、このようにして得られたBaTiO3粉末を酸素ガス(純度:99.9%、ガス圧:2kg/cm2、ガス流量:4l/min)を容器に導入しエアロゾルを形成した。 Next, oxygen gas (purity: 99.9%, gas pressure: 2 kg / cm 2 , gas flow rate: 4 l / min) was introduced into the container from the BaTiO 3 powder thus obtained to form an aerosol.

このようにして得られたエアロゾルを、図2に示す一次粒子化機構30を用いてエアロゾルに含まれる微粒子を一次粒子化させた。なお、第1障壁板31および第2障壁板32の直径を10mm、各々の開口部31a、31bの直径を2mm、第1障壁板31と第2障壁板32との距離を20mmに設定した。   The aerosol obtained in this way was converted into primary particles of fine particles contained in the aerosol using the primary particle formation mechanism 30 shown in FIG. In addition, the diameter of the 1st barrier plate 31 and the 2nd barrier plate 32 was set to 10 mm, the diameter of each opening part 31a, 31b was set to 2 mm, and the distance of the 1st barrier plate 31 and the 2nd barrier plate 32 was set to 20 mm.

このようにして得られたエアロゾルを噴射ノズルからガラス基板に向けて20分間噴射し、膜厚20μmのBaTiO3膜を形成した。 The aerosol thus obtained was sprayed from the spray nozzle toward the glass substrate for 20 minutes to form a BaTiO 3 film having a thickness of 20 μm.

成膜中のエアロゾル濃度は8体積%、エアロゾル濃度のばらつきは2%であった。また、成膜中の成膜室内の圧力は200Paであり、成膜速度は1μm/分±0.2μm/分であった。なお、エアロゾル濃度およびエアロゾル濃度のばらつきはレーザ式パーティクルカウンタを用いて測定した。   During the film formation, the aerosol concentration was 8% by volume, and the variation in the aerosol concentration was 2%. Further, the pressure in the film formation chamber during film formation was 200 Pa, and the film formation rate was 1 μm / min ± 0.2 μm / min. The aerosol concentration and the variation in the aerosol concentration were measured using a laser type particle counter.

[実施例2]
実施例2は、図1および図6に示す第2の実施の形態に係るAD成膜装置を用いて成膜を行ったものである。
[Example 2]
In Example 2, film formation was performed using the AD film formation apparatus according to the second embodiment shown in FIGS. 1 and 6.

前処理は実施例1と同様に行い、酸素ガス(純度:99.9%、ガス圧:2kg/cm2、ガス流量:4l/min)を用いて、平均粒径0.5μmのBaTiO3粉末のエアロゾルを形成した。 The pretreatment was carried out in the same manner as in Example 1, and BaTiO 3 powder having an average particle size of 0.5 μm using oxygen gas (purity: 99.9%, gas pressure: 2 kg / cm 2 , gas flow rate: 4 l / min). An aerosol was formed.

このようにして得られたエアロゾルを、図6に示す一次粒子化機構60を用いて、第1電極61と第2電極62との間に10MV/mの最大電界強度の交流電界を形成し、微粒子を一次粒子化させた。なお、第1電極61および第2電極62の流れ方向の長さを50mm、幅を10mmに設定し、第1電極61と第2電極62との間を通過するエアロゾルの速度を100m/sとした。   The aerosol obtained in this manner is used to form an alternating electric field having a maximum electric field strength of 10 MV / m between the first electrode 61 and the second electrode 62 using the primary particle formation mechanism 60 shown in FIG. The fine particles were made primary particles. The length of the first electrode 61 and the second electrode 62 in the flow direction is set to 50 mm, the width is set to 10 mm, and the velocity of the aerosol passing between the first electrode 61 and the second electrode 62 is 100 m / s. did.

このようにして得られたエアロゾルを噴射ノズルからガラス基板に向けて20分間噴射し、膜厚20μmのBaTiO3膜を形成した。 The aerosol thus obtained was sprayed from the spray nozzle toward the glass substrate for 20 minutes to form a BaTiO 3 film having a thickness of 20 μm.

成膜中のエアロゾル濃度は5体積%、エアロゾル濃度のばらつきは1%であった。また、成膜中の成膜室内の圧力は200Paであり、成膜速度は1μm/分±0.5μm/分であった。   During the film formation, the aerosol concentration was 5% by volume, and the variation in the aerosol concentration was 1%. Further, the pressure in the film formation chamber during film formation was 200 Pa, and the film formation rate was 1 μm / min ± 0.5 μm / min.

[比較例]
本発明によらない比較例では、実施例1において、一次粒子化機構を設けず、それ以外は同様の構成のAD成膜装置を用いて実施例1と同様にして成膜を行った。
[Comparative example]
In the comparative example not according to the present invention, the primary particle formation mechanism was not provided in Example 1, but film formation was performed in the same manner as in Example 1 using an AD film formation apparatus having the same configuration.

成膜中のエアロゾル濃度は10体積%、エアロゾル濃度のばらつきは4%であった。また、成膜中の成膜室内の圧力は200Paであり、成膜速度は1μm/分±0.5μm/分であった。   During the film formation, the aerosol concentration was 10% by volume, and the variation in the aerosol concentration was 4%. Further, the pressure in the film formation chamber during film formation was 200 Pa, and the film formation rate was 1 μm / min ± 0.5 μm / min.

図8は、実施例及び比較例のBaTiO3膜の特性図である。図8を参照するに、膜の緻密性を示す吸水率は、比較例に対して実施例1および実施例2のBaTiO3膜は良好となった。より微視的な緻密性を示す比誘電率では、比較例の200よりも、実施例1および実施例2はいずれも高くなった。これらのことから、比較例に対して実施例1および実施例2のBaTiO3膜はより緻密に形成されていることが分かる。 FIG. 8 is a characteristic diagram of BaTiO 3 films of Examples and Comparative Examples. Referring to FIG. 8, the water absorption rate indicating the denseness of the film was better for the BaTiO 3 films of Example 1 and Example 2 than for the comparative example. In the relative dielectric constant showing more microscopic denseness, both Example 1 and Example 2 were higher than Comparative Example 200. From these facts, it can be seen that the BaTiO 3 films of Example 1 and Example 2 are formed more densely than the comparative example.

また、誘電損失tanδは、比較例に対して実施例2のBaTiO3膜は低減されていることが分かる。したがって、BaTiO3膜の緻密化が不十分であると、粒子表面に付着する水分等により導電性を帯び、その結果、誘電損失が増大する。しかし、実施例2のBaTiO3膜は誘電損失が低減されているので、BaTiO3膜が緻密化されていることが分かる。 Further, it can be seen that the dielectric loss tan δ is reduced in the BaTiO 3 film of Example 2 as compared with the comparative example. Therefore, if the BaTiO 3 film is not sufficiently densified, it becomes conductive due to moisture adhering to the particle surface, and as a result, the dielectric loss increases. However, since the dielectric loss of the BaTiO 3 film of Example 2 is reduced, it can be seen that the BaTiO 3 film is densified.

また、BaTiO3膜とガラス基板との密着強度(膜−基板間密着強度)は、比較例の3kg/mm2以上に対して、実施例1および実施例2のBaTiO3膜は、5kg/mm2であり、膜−基板間密着硬度が向上していることが分かる。 Further, the adhesion strength between the BaTiO 3 film and the glass substrate (film-substrate adhesion strength) is 3 kg / mm 2 or more of the comparative example, whereas the BaTiO 3 films of Example 1 and Example 2 are 5 kg / mm. 2. It can be seen that the adhesion hardness between the film and the substrate is improved.

また、表面粗さはBaTiO3膜の緻密性や、表面あるいは膜中の空孔等の発生を反映するものであり、小さい程好ましいものである。図8に示すように、表面粗さは、比較例に対して、実施例1および実施例2は低減されている。また、BaTiO3膜の表面の最大空孔径は、比較例に対して、実施例1および実施例2が低減され、特に実施例2が良好となっている。これらのことから、実施例1および実施例2のBaTiO3膜は、膜の緻密性が向上し、空孔発生が抑制されていることが分かる。 The surface roughness reflects the denseness of the BaTiO 3 film and the generation of vacancies in the surface or film, and the smaller the surface roughness, the better. As shown in FIG. 8, the surface roughness of Example 1 and Example 2 is reduced compared to the comparative example. Further, the maximum pore diameter on the surface of the BaTiO 3 film is reduced in Example 1 and Example 2, and particularly in Example 2 as compared with the comparative example. From these facts, it can be seen that the BaTiO 3 films of Examples 1 and 2 have improved film density and suppressed generation of vacancies.

以上により、実施例1、実施例2、および比較例によれば、比較例よりも実施例1および実施例2の方が、緻密で空孔の少ないBaTiO3膜が形成できたことが分かる。特に、実施例1よりも実施例2の方が良質なBaTiO3膜が形成できたことが分かる。 As described above, according to Example 1, Example 2, and the comparative example, it can be seen that the BaTiO 3 film having finer and less voids can be formed in Example 1 and Example 2 than in the comparative example. In particular, it can be seen that a better quality BaTiO 3 film was formed in Example 2 than in Example 1.

なお、吸水率は、BaTiO3膜が形成された基板を水に1時間浸漬し、その前後の質量の差を膜の質量で割って求めた。 The water absorption was determined by immersing the substrate on which the BaTiO 3 film was formed in water for 1 hour, and dividing the difference in mass before and after that by the mass of the film.

比誘電率およびtanδ(誘電損失)は、ガラス基板上に下部電極を設け、その上に、BaTiO3膜および上部電極を形成し、下部電極および上部電極を介してBaTiO3膜に周波数100MHzの高周波電圧を印加して測定した。tanδは摂動法を用いて、ネットワークアナライザを使用して測定した。 The relative dielectric constant and tan δ (dielectric loss) are as follows: a lower electrode is provided on a glass substrate, a BaTiO 3 film and an upper electrode are formed thereon, and a high frequency of 100 MHz is applied to the BaTiO 3 film via the lower electrode and the upper electrode. A voltage was applied and measured. Tanδ was measured using a network analyzer using the perturbation method.

また、BaTiO3膜のガラス基板に対する膜−基板間密着強度は、セバスチャン法を用いて測定した。セバスチャン法は、BaTiO3膜が形成されたガラス基板を固定し、BaTiO3膜の表面に密着試験子を接着剤で固定する。そして、密着試験子を引き上げてBaTiO3膜がガラス基板から剥がれたときの密着試験子単位面積当りの引き上げ力(kg/mm2)の大きさを密着性の指標とするものであり、引き上げ力が大きいほど密着性が大きいことが示す。 Further, the film-substrate adhesion strength of the BaTiO 3 film to the glass substrate was measured using the Sebastian method. In the Sebastian method, a glass substrate on which a BaTiO 3 film is formed is fixed, and an adhesion tester is fixed to the surface of the BaTiO 3 film with an adhesive. The adhesion tester is pulled up, and the strength of the adhesion tester (kg / mm 2 ) per unit area when the BaTiO 3 film is peeled from the glass substrate is used as an index of adhesion. It shows that adhesiveness is so large that is large.

また、BaTiO3膜の表面粗さは触針法により測定し、表面の最大空孔径は、走査型電子顕微鏡(SEM)による表面観察により測定したものである。 The surface roughness of the BaTiO 3 film was measured by a stylus method, and the maximum surface pore diameter was measured by surface observation with a scanning electron microscope (SEM).

以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. It can be changed.

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
(付記1) 無機材料からなる微粒子とキャリアガスからなるエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、
前記エアロゾルを噴射ノズルにより噴射して基体上に無機材料膜を成膜する成膜手段と、
前記エアロゾル形成手段と成膜手段との間に、エアロゾルに含まれる微粒子を分散させる一次粒子化手段とを備えるエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記2) 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された障壁部からなり、
該エアロゾルに含まれる微粒子を該障壁部に衝突させて分散させることを特徴とする付記1記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記3) 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された第1の障壁部材と、その下流側に配置された第2の障壁部材からなり、
前記第1の障壁部材および第2の障壁部材の一部に、エアロゾルを通過させる開口部が各々設けられてなることを特徴とする付記2記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記4) 前記第1の障壁部材および第2の障壁部材は互いに対向して設けられ、
前記第1の障壁板の開口部と、第2の障壁板の開口部とは互いに対向しない位置に設けられてなることを特徴とする付記3記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記5) 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された第1の障壁部材と、その下流側に配置された第2の障壁部材からなり、
前記第1の障壁部材は、流路を画成する内壁の一側に固着されると共に他側を開口し、第2の障壁部材は前記他側に固着されると共に前記一側を開口してなることを特徴とする付記2記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記6) 前記第1の障壁部材および第2の障壁部材は、各々の上流側の表面が上流から下流に向かって傾斜して形成されてなることを特徴とする付記5記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記7) 前記一次粒子化手段は、ノズル部と、その下流側に配置された第3の障壁部材からなり、
前記ノズル部は、下流に向かって開口面積が減少する先細り形状のノズル流路を有し、
前記第3の障壁部材は、前記ノズル流路の下流側の開口部に近接して配置され、該開口部と対向しない位置に他の開口部を有し、該ノズル流路から流出したエアロゾルに含まれる微粒子を第3の障壁部材に衝突させることを特徴とする付記2記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記8) 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流れを分岐させてなる第1の小流路および第2の小流路と、それらの下流側で第1の小流路および第2の小流路を互いに交叉させる合流部とからなり、該合流部で第1の小流路を流通するエアロゾルに含まれる微粒子と第2の小流路を流通するエアロゾルに含まれる微粒子とを互いに衝突させて分散させることを特徴とする付記1記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記9) 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路内に設けられた一対の電極と、該一対の電極間に交流電圧を印加する交流電源とからなり、
前記エアロゾルに含まれる微粒子を帯電させ、前記電極に電気的引力により衝突させて微粒子を分散させることを特徴とする付記1記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記10) 前記電極はエアロゾルの流れ方向に沿って配置され、該流れ方向に直交する方向に電圧が印加されることを特徴とする付記9記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記11) 前記一対の電極は各々平板形状を有し、互いに平行に配置されてなることを特徴とする付記10記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記12) 前記一次粒子化手段は、前記流れ方向に略直交する方向に複数の対からなる電極が配置されてなることを特徴とする付記11記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
(付記13) 前記一次粒子化手段は、エアロゾル形成手段からの流路よりも断面積が広い流路内に設けられてなることを特徴とする付記12記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
In addition, the following additional notes are disclosed regarding the above description.
(Additional remark 1) The aerosol formation means which forms the aerosol which consists of microparticles | fine-particles which consist of inorganic materials, and carrier gas,
A film forming means for forming an inorganic material film on a substrate by spraying the aerosol through a spray nozzle;
An aerosol deposition film forming apparatus comprising primary particle forming means for dispersing fine particles contained in the aerosol between the aerosol forming means and the film forming means.
(Additional remark 2) The said primary particle-izing means consists of a barrier part arrange | positioned in the flow path of aerosol,
2. The aerosol deposition film forming apparatus according to appendix 1, wherein fine particles contained in the aerosol collide with the barrier portion and are dispersed.
(Additional remark 3) The said primary particle-izing means consists of the 1st barrier member arrange | positioned in the flow path of aerosol, and the 2nd barrier member arrange | positioned in the downstream,
3. The aerosol deposition film forming apparatus according to appendix 2, wherein openings for allowing aerosol to pass are respectively provided in a part of the first barrier member and the second barrier member.
(Supplementary Note 4) The first barrier member and the second barrier member are provided to face each other,
4. The aerosol deposition film forming apparatus according to claim 3, wherein the opening of the first barrier plate and the opening of the second barrier plate are provided at positions that do not face each other.
(Additional remark 5) The said primary particle-izing means consists of the 1st barrier member arrange | positioned in the flow path of aerosol, and the 2nd barrier member arrange | positioned in the downstream,
The first barrier member is fixed to one side of the inner wall that defines the flow path and opens to the other side, and the second barrier member is fixed to the other side and opens to the one side. The aerosol deposition film-forming apparatus according to appendix 2, characterized in that:
(Supplementary note 6) The aerosol deposition according to supplementary note 5, wherein the first barrier member and the second barrier member are formed such that respective upstream surfaces are inclined from upstream to downstream. Deposition device.
(Additional remark 7) The said primary particle-izing means consists of a nozzle part and the 3rd barrier member arrange | positioned in the downstream,
The nozzle part has a tapered nozzle flow path whose opening area decreases toward the downstream,
The third barrier member is disposed in the vicinity of the opening on the downstream side of the nozzle flow path, has another opening at a position not facing the opening, and prevents the aerosol flowing out from the nozzle flow path. The aerosol deposition film-forming apparatus according to appendix 2, wherein the contained fine particles collide with the third barrier member.
(Supplementary Note 8) The primary particle forming means includes a first small flow path and a second small flow path formed by branching an aerosol flow, and a first small flow path and a second small flow path on the downstream side thereof. The flow path intersects each other, and the fine particles contained in the aerosol flowing through the first small flow path and the fine particles contained in the aerosol flowing through the second small flow path collide with each other. 2. The aerosol deposition film forming apparatus according to appendix 1, wherein the aerosol deposition film forming apparatus is dispersed.
(Supplementary Note 9) The primary particle forming means includes a pair of electrodes provided in an aerosol flow path, and an AC power source that applies an AC voltage between the pair of electrodes.
2. The aerosol deposition film forming apparatus according to claim 1, wherein the fine particles contained in the aerosol are charged, and the fine particles are dispersed by colliding with the electrode by an electric attractive force.
(Additional remark 10) The said electrode is arrange | positioned along the flow direction of aerosol, and a voltage is applied to the direction orthogonal to this flow direction, The aerosol deposition film-forming apparatus of Additional remark 9 characterized by the above-mentioned.
(Supplementary note 11) The aerosol deposition film forming apparatus according to supplementary note 10, wherein each of the pair of electrodes has a flat plate shape and is arranged in parallel to each other.
(Supplementary note 12) The aerosol deposition film forming apparatus according to supplementary note 11, wherein the primary particle forming means includes a plurality of pairs of electrodes arranged in a direction substantially orthogonal to the flow direction.
(Supplementary note 13) The aerosol deposition film forming apparatus according to supplementary note 12, wherein the primary particle forming means is provided in a flow path having a larger cross-sectional area than the flow path from the aerosol forming means.

本発明の第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an aerosol deposition film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の構成図である。It is a block diagram of the primary particle formation mechanism which comprises the aerosol deposition film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第1変形例の構成図である。It is a block diagram of the 1st modification of the primary particle formation mechanism which comprises the aerosol deposition film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第2変形例の構成図である。It is a block diagram of the 2nd modification of the primary particle formation mechanism which comprises the aerosol deposition film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第3変形例の構成図である。It is a block diagram of the 3rd modification of the primary particle formation mechanism which comprises the aerosol deposition film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第2の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の構成図である。It is a block diagram of the primary particle formation mechanism which comprises the aerosol deposition film-forming apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の変形例の構成図である。It is a block diagram of the modification of the primary particle formation mechanism which comprises the aerosol deposition film-forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 実施例及び比較例のBaTiO3膜の特性図である。It is a characteristic diagram of BaTiO 3 films of Examples and Comparative Examples.

符号の説明Explanation of symbols

10 エアロゾルデポジッション成膜装置(AD成膜装置)
20 エアロゾル形成部
21 エアロゾル発生器
27 微粒子
27a 微粒子凝集体
27b 一次粒子化された微粒子
29 エアロゾル
30、30A、30B、30C、60、60A 一次粒子化機構
31 第1障壁板
31a、32a、38a 開口部
31b、32b 上流側表面
31c 下流側表面
32 第2障壁板
34−1〜34−4 障壁部材
36 ノズル部
36a 先細り流路
36b 流路
36c 下流側表面
38、39 障壁板
38b 上流側表面
39a 第1流路
39b 第2流路
39c 合流部
39d 第3流路
40 成膜部
41 成膜室
42 噴射ノズル
43 基板
44 基板保持台
45 XYZステージ
46 エアロデポジション膜(AD膜)
61、61−1〜61−3 第1電極
62、62−1〜62−3 第2電極
63 交流電源
64 接地
65−1〜65−5 流路
10 Aerosol deposition film forming equipment (AD film forming equipment)
20 Aerosol formation part 21 Aerosol generator 27 Fine particles 27a Fine particle aggregate 27b Fine particles formed into primary particles 29 Aerosol 30, 30A, 30B, 30C, 60, 60A Primary particle formation mechanism 31 First barrier plate 31a, 32a, 38a Opening 31b, 32b Upstream surface 31c Downstream surface 32 Second barrier plate 34-1 to 34-4 Barrier member 36 Nozzle portion 36a Tapered flow channel 36b Flow channel 36c Downstream surface 38, 39 Barrier plate 38b Upstream surface 39a First Flow path 39b Second flow path 39c Merge section 39d Third flow path 40 Film formation section 41 Film formation chamber 42 Injection nozzle 43 Substrate 44 Substrate holder 45 XYZ stage 46 Aero deposition film (AD film)
61, 61-1 to 61-3 1st electrode 62, 62-1 to 62-3 2nd electrode 63 AC power supply 64 Grounding 65-1 to 65-5 Flow path

Claims (5)

無機材料からなる微粒子とキャリアガスからなるエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、
前記エアロゾルを噴射ノズルにより噴射して基体上に無機材料膜を成膜する成膜手段と、
前記エアロゾル形成手段と成膜手段との間に、エアロゾルに含まれる微粒子を分散させる一次粒子化手段とを備え
前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された障壁部からなり、該エアロゾルに含まれる微粒子を該障壁部に衝突させて分散させるものであって、
前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された第1の障壁部材と、その下流側に配置された第2の障壁部材からなり、
前記第1の障壁部材および第2の障壁部材の一部に、エアロゾルを通過させる開口部が各々設けられてなることを特徴とするエアロゾルデポジッション成膜装置。
Aerosol forming means for forming an aerosol made of fine particles made of an inorganic material and a carrier gas;
A film forming means for forming an inorganic material film on a substrate by spraying the aerosol through a spray nozzle;
A primary particle forming means for dispersing fine particles contained in the aerosol between the aerosol forming means and the film forming means ,
The primary particle forming means comprises a barrier portion disposed in the aerosol flow path, and collides and disperses the fine particles contained in the aerosol against the barrier portion,
The primary particle forming means includes a first barrier member disposed in the aerosol flow path and a second barrier member disposed downstream thereof,
The first part of the barrier member and the second barrier members, aerosol deposition film forming device you wherein an opening for passing the aerosol is respectively provided.
前記一次粒子化手段は、ノズル部と、その下流側に配置された第3の障壁部材からなり、
前記ノズル部は、下流に向かって開口面積が減少する先細り形状のノズル流路を有し、
前記第3の障壁部材は、前記ノズル流路の下流側の開口部に近接して配置され、該開口部と対向しない位置に他の開口部を有し、該ノズル流路から流出したエアロゾルに含まれる微粒子を第3の障壁部材に衝突させることを特徴とする請求項記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
The primary particle forming means includes a nozzle portion and a third barrier member disposed on the downstream side thereof,
The nozzle part has a tapered nozzle flow path whose opening area decreases toward the downstream,
The third barrier member is disposed in the vicinity of the opening on the downstream side of the nozzle flow path, has another opening at a position not facing the opening, and prevents the aerosol flowing out from the nozzle flow path. aerosol deposition film forming apparatus of particles contained claim 1, wherein the impinging on the third barrier member.
前記第1の障壁部材および第2の障壁部材は互いに対向して設けられ、The first barrier member and the second barrier member are provided to face each other;
前記第1の障壁板の開口部と、第2の障壁板の開口部とは互いに対向しない位置に設けられてなることを特徴とする請求項1記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。2. The aerosol deposition film forming apparatus according to claim 1, wherein the opening of the first barrier plate and the opening of the second barrier plate are provided at positions that do not face each other.
前記第1の障壁部材は、流路を画成する内壁の一側に固着されると共に他側を開口し、第2の障壁部材は前記他側に固着されると共に前記一側を開口してなるものであって、The first barrier member is fixed to one side of the inner wall that defines the flow path and opens to the other side, and the second barrier member is fixed to the other side and opens to the one side. And
前記第1の障壁部材および第2の障壁部材は、各々の上流側の表面が上流から下流に向かって傾斜して形成されてなることを特徴とする請求項1記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。2. The aerosol deposition film forming apparatus according to claim 1, wherein each of the first barrier member and the second barrier member is formed such that an upstream surface of each of the first barrier member and the second barrier member is inclined from upstream to downstream. .
無機材料からなる微粒子とキャリアガスからなるエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、
前記エアロゾルを噴射ノズルにより噴射して基体上に無機材料膜を成膜する成膜手段と、
前記エアロゾル形成手段と成膜手段との間に、エアロゾルに含まれる微粒子を分散させる一次粒子化手段とを備え、
前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路内に設けられた一対の電極と、該一対の電極間に交流電圧を印加する交流電源とからなり、
前記エアロゾルに含まれる微粒子を帯電させ、前記電極に電気的引力により衝突させて微粒子を分散させることを特徴とするエアロゾルデポジッション成膜装置。
Aerosol forming means for forming an aerosol made of fine particles made of an inorganic material and a carrier gas;
A film forming means for forming an inorganic material film on a substrate by spraying the aerosol through a spray nozzle;
A primary particle forming means for dispersing fine particles contained in the aerosol between the aerosol forming means and the film forming means,
The primary particle forming means comprises a pair of electrodes provided in the aerosol flow path, and an AC power source for applying an AC voltage between the pair of electrodes,
The aerosol particles charges the included, the electrode characteristics and to Rue allo sol a deposition film forming device to disperse particles by colliding with electrical attraction.
JP2005006659A 2005-01-13 2005-01-13 Aerosol deposition system Active JP4590594B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005006659A JP4590594B2 (en) 2005-01-13 2005-01-13 Aerosol deposition system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005006659A JP4590594B2 (en) 2005-01-13 2005-01-13 Aerosol deposition system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006193785A JP2006193785A (en) 2006-07-27
JP4590594B2 true JP4590594B2 (en) 2010-12-01

Family

ID=36800093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005006659A Active JP4590594B2 (en) 2005-01-13 2005-01-13 Aerosol deposition system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4590594B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5494635B2 (en) * 2011-12-09 2014-05-21 富士通株式会社 Wiring board manufacturing method
JP5838851B2 (en) * 2012-02-22 2016-01-06 富士通株式会社 Deposition equipment
JP6485628B2 (en) * 2014-06-25 2019-03-20 有限会社 渕田ナノ技研 Film forming method and film forming apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3348154B2 (en) * 1999-10-12 2002-11-20 独立行政法人産業技術総合研究所 Composite structure, method of manufacturing the same, and manufacturing apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3348154B2 (en) * 1999-10-12 2002-11-20 独立行政法人産業技術総合研究所 Composite structure, method of manufacturing the same, and manufacturing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006193785A (en) 2006-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2963993B1 (en) Ultra-fine particle deposition method
JP4954728B2 (en) Gate valve cleaning method and substrate processing system
TW200407455A (en) Oxide film forming method and oxide film forming apparatus
JP2000212766A (en) Method for forming ultrafine particles into film
JP5099468B2 (en) Film forming apparatus and electronic component manufacturing method
KR101497854B1 (en) Film forming method
JP2001181859A (en) Method and apparatus for manufacturing composite structure
JP5263915B2 (en) Capacitor element manufacturing method
JP4590594B2 (en) Aerosol deposition system
CN109295451B (en) Plasma-assisted aerosol deposition film-forming method and aerosol deposition device
KR101671097B1 (en) Deposition method, deposition apparatus and structure
JP2008045191A (en) Apparatus and method for depositing coating film
JP2007162077A (en) Film deposition apparatus, film deposition method, ceramic film, inorganic structure, and device
JP4077372B2 (en) Deposition equipment
JP4496380B2 (en) Aerosol deposition system
JP4044515B2 (en) Aerosol deposition system
JP6347189B2 (en) Membrane manufacturing apparatus and membrane manufacturing method
JP2005163058A6 (en) Aerosol deposition system
JP3901623B2 (en) Deposition method
JP2007063582A (en) Film-forming method and film-forming apparatus
JP2008285743A (en) Film formation system
JP4086627B2 (en) Deposition method
JP5928132B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
JP2010138447A (en) Film-forming method and film-forming apparatus for the same
JP2008184647A (en) Composite structure manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070813

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20070813

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100817

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100823

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4590594

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250