JP5099468B2 - Film forming apparatus and electronic component manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、原料粉末(微粒子)を気体に混合してなるエアロゾルを基板に向けて噴射して絶縁性又は導電性の膜を形成する成膜装置及びその成膜装置を使用した電子部品の製造方法に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus for forming an insulating or conductive film by injecting an aerosol formed by mixing raw material powder (fine particles) into a gas toward a substrate, and manufacturing an electronic component using the film forming apparatus. Regarding the method.

近年、携帯電話及びノート型パソコン等の電子機器に使用される電子部品のより一層の小型化及び高性能化が要求されているとともに、それらの電子部品を回路基板(プリント基板)上に高密度に実装することが要求されている。通常、携帯電話及びノート型パソコン等の電子機器に使用されるキャパシタ等の受動素子はチップ状に形成されており、回路基板の表面上に実装される。しかし、より一層の高密度化のために、回路基板にキャパシタ等の受動素子を内蔵することが提案されている。   In recent years, there has been a demand for further miniaturization and higher performance of electronic components used in electronic devices such as mobile phones and notebook computers, and high density of these electronic components on a circuit board (printed circuit board). Is required to be implemented. Usually, a passive element such as a capacitor used in an electronic device such as a mobile phone and a notebook personal computer is formed in a chip shape and mounted on the surface of a circuit board. However, in order to further increase the density, it has been proposed to incorporate passive elements such as capacitors in the circuit board.

ところで、セラミックキャパシタを回路基板内に内蔵することは、セラミックを焼成するときの高温に回路基板を構成する樹脂(例えばエポキシ樹脂)が耐えられないため、極めて困難である。この問題を解消すべく、特許文献1、特許文献2及び特許文献3には、減圧された成膜室内に基板を配置し、セラミック粉末(セラミック微粒子)とキャリアガスとを混合してなるエアロゾルを基板に向けて噴射して、基板上にセラミック微粒子を堆積させることによりセラミック膜を形成するエアロゾルデポジッション法が開示されている。   By the way, it is extremely difficult to incorporate the ceramic capacitor in the circuit board because a resin (for example, epoxy resin) constituting the circuit board cannot withstand high temperatures when the ceramic is fired. In order to solve this problem, Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3 describe an aerosol in which a substrate is placed in a decompressed film forming chamber and ceramic powder (ceramic fine particles) and a carrier gas are mixed. An aerosol deposition method is disclosed in which a ceramic film is formed by spraying toward a substrate and depositing ceramic fine particles on the substrate.

エアロゾルデポジッション法では、セラミック微粒子が基板と衝突する際に基板の表面の汚れや水分が除去されて基板表面が活性化されるとともに、セラミック微粒子同士の衝突によりセラミック微粒子の表面も活性化される。その結果、セラミック微粒子と基板、及びセラミック微粒子同士が強く結合して、基板上に組織が緻密なセラミック膜が形成される。エアロゾルデポジッション法では原料粉末としてセラミック以外の絶縁性材料又は導電性材料の粉末を使用することが可能であるだけでなく、異なる材料からなる複数種類の粉末を混合して使用することも可能である。このため、エアロゾルデポジッション法は、複合材を形成する方法としても注目されている。前述の特許文献1〜3には、エアロゾルデポジッション法により膜を形成するためのエアロゾルデポジッション成膜装置の構成も記載されている。また、特許文献4には、アルミナの微粒子を基板に噴き付けてアルミナ膜を形成することが記載されている。
特開2000−212766号公報 特開2005−2361号公報 特開2005−163058号公報 特開平3−231096号公報
In the aerosol deposition method, when the ceramic fine particles collide with the substrate, dirt and moisture on the surface of the substrate are removed to activate the substrate surface, and the surface of the ceramic fine particles is also activated by the collision of the ceramic fine particles. . As a result, the ceramic fine particles and the substrate, and the ceramic fine particles are strongly bonded to each other, and a ceramic film having a dense structure is formed on the substrate. In the aerosol deposition method, it is possible not only to use a powder of an insulating material or a conductive material other than ceramic as a raw material powder, but it is also possible to mix and use a plurality of types of powders made of different materials. is there. For this reason, the aerosol deposition method has attracted attention as a method for forming a composite material. Patent Documents 1 to 3 described above also describe the configuration of an aerosol deposition film forming apparatus for forming a film by an aerosol deposition method. Patent Document 4 describes that an alumina film is formed by spraying alumina fine particles on a substrate.
JP 2000-212766 A JP-A-2005-2361 JP 2005-163058 A Japanese Patent Laid-Open No. 3-231096

しかしながら、従来のエアロゾルデポジッション成膜装置では、基板に対する膜の密着強度が十分ではなく、厚い膜を形成しようとすると剥離が発生しやすいという問題点がある。   However, the conventional aerosol deposition film forming apparatus has a problem that the adhesion strength of the film to the substrate is not sufficient, and peeling tends to occur when a thick film is formed.

本発明は、基板に対する密着強度が高く、組織が緻密で均一な厚膜の形成が可能なエアロゾルデポジッション成膜装置、及びその成膜装置を使用した電子部品の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an aerosol deposition film forming apparatus capable of forming a thick film having a high adhesion strength to a substrate and a dense structure, and an electronic component manufacturing method using the film forming apparatus. And

本発明の一観点によれば、原料粉末とキャリアガスとを混合してエアロゾルを発生するエアロゾル発生部と、成膜室と、前記成膜室内に配置された基板搭載部と、整流ガスを供給する整流ガス供給部と、前記エアロゾル発生部で生成されたエアロゾルを前記基板搭載部に搭載された基板に向けて噴射して膜を形成するエアロゾル噴射部と、前記エアロゾル噴射部の周囲に配置され、前記エアロゾル噴射部から噴射されたエアロゾルの周囲に前記エアロゾルの噴射方向と同じ方向に前記整流ガス供給部から供給される整流ガスを噴射する整流ガス噴射部とを有し、前記エアロゾル発生部で発生したエアロゾルを前記エアロゾル噴射部に送る配管の途中に、前記エアロゾルの流速を調整するためのアシストガスを供給する配管が接続されている成膜装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, an aerosol generating unit that generates an aerosol by mixing raw material powder and a carrier gas, a film forming chamber, a substrate mounting unit disposed in the film forming chamber, and a rectifying gas are supplied. A rectifying gas supply unit, an aerosol generated by the aerosol generation unit toward a substrate mounted on the substrate mounting unit to form a film, and an aerosol injection unit disposed around the aerosol injection unit A rectifying gas injection unit that injects the rectified gas supplied from the rectifying gas supply unit in the same direction as the aerosol injection direction around the aerosol injected from the aerosol injection unit , and the aerosol generation unit in the middle of the pipe for sending the generated aerosol to the aerosol jetting portion, formed of a pipe for supplying an assist gas for adjusting the flow rate of the aerosol is connected Apparatus is provided.

従来のエアロゾルデポジッション成膜装置では、エアロゾル噴射部から噴射したエアロゾルが基板に到達するまでの間に広がって速度が低下し、それが膜の密着性が低下する原因となっている。そこで、本発明の成膜装置においては、エアロゾル噴射部の周囲に整流ガス噴射部を配置し、エアロゾル噴射部から噴射されたエアロゾルの周囲に、整流ガス噴射部から整流ガスを噴射する。これにより、エアロゾルの広がりや速度の低下が抑制され、エアロゾル中の微粒子の基板面に対する衝突力の低下が回避される。その結果、密着性が高く、組織が緻密で均一な膜の形成が可能となり、膜厚を厚くしても剥離等の不具合の発生が回避される。   In the conventional aerosol deposition film forming apparatus, the aerosol sprayed from the aerosol spraying part spreads until it reaches the substrate, the speed decreases, and this causes the film adhesion to decrease. Therefore, in the film forming apparatus of the present invention, the rectifying gas injection unit is disposed around the aerosol injection unit, and the rectification gas is injected from the rectification gas injection unit around the aerosol injected from the aerosol injection unit. Thereby, the spread of the aerosol and the decrease in velocity are suppressed, and the decrease in the collision force of the fine particles in the aerosol against the substrate surface is avoided. As a result, it is possible to form a uniform film with high adhesion and a dense structure, and even when the film thickness is increased, occurrence of defects such as peeling is avoided.

本発明の他の観点によれば、減圧雰囲気内に基板を配置する工程と、前記基板に向けて原料粉末とキャリアガスとを混合してなるエアロゾルを噴射するとともに、前記エアロゾルの周囲に前記エアロゾルの噴射方向と同じ方向に整流ガスを噴射して、前記基板上に膜を形成する工程とを有し、前記エアロゾルが通る配管の途中に、前記エアロゾルの流速を調整するためのアシストガスを供給する電子部品の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, the step of disposing a substrate in a reduced-pressure atmosphere, spraying an aerosol formed by mixing raw material powder and a carrier gas toward the substrate, and surrounding the aerosol around the aerosol And a step of forming a film on the substrate by supplying a rectifying gas in the same direction as the injection direction, and supplying an assist gas for adjusting the flow velocity of the aerosol in the middle of the pipe through which the aerosol passes An electronic component manufacturing method is provided.

本発明の電子部品の製造方法においては、エアロゾルの周囲に整流ガスを噴射するので、エアロゾルの広がりや速度の低下が抑制され、密着性が高く、組織が緻密な膜の形成が可能となる。本発明の方法によれば、高温での熱処理を行うことなくセラミック膜やその他の誘電体膜又は導電体膜などを形成することができるので、高温に晒すことができない樹脂等の膜を有する基板上にセラミックキャパシタやその他の電子部品を製造することができる。   In the electronic component manufacturing method of the present invention, since the rectifying gas is injected around the aerosol, the spread of the aerosol and the decrease in the speed are suppressed, and a film having high adhesion and a dense structure can be formed. According to the method of the present invention, since a ceramic film or other dielectric film or conductor film can be formed without performing a heat treatment at a high temperature, a substrate having a film of a resin or the like that cannot be exposed to a high temperature. Ceramic capacitors and other electronic components can be manufactured on top.

本願発明者等は、従来のエアロゾルデポジッション成膜装置で成膜した膜の密着強度がが十分でない原因について検討した。以下に、その結果について説明する。   The inventors of the present application examined the cause of insufficient adhesion strength of a film formed by a conventional aerosol deposition film forming apparatus. The results will be described below.

図1は、従来のエアロゾルデポジッション成膜装置の噴射ノズルと基板上に形成された膜とを示す模式図である。また、図2は噴射ノズルから噴射されたエアロゾルを示す模式図である。なお、図中の符号13は、エアロゾル中の微粒子を示している。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a spray nozzle of a conventional aerosol deposition film forming apparatus and a film formed on a substrate. FIG. 2 is a schematic diagram showing the aerosol ejected from the ejection nozzle. In addition, the code | symbol 13 in a figure has shown the microparticles | fine-particles in aerosol.

図1に示すように、エアロゾルは、噴射ノズル11から成膜室内に配置された基板12に向けて例えば100kPaの圧力で噴射される。一方、成膜室内の圧力は、噴射されたエアロゾルの速度を減速させないために、例えば約200Paに減圧されている。従って、噴射ノズル11から噴射されたエアロゾルとその周囲との間には大きな気圧差があり、図2に示すように気圧差に応じた横方向の力Hが働いて、噴射ノズル11から離れるほどエアロゾルは広がり、基板面に垂直な方向の速度が低下する。   As shown in FIG. 1, the aerosol is injected from the injection nozzle 11 toward the substrate 12 disposed in the film formation chamber at a pressure of, for example, 100 kPa. On the other hand, the pressure in the film forming chamber is reduced to, for example, about 200 Pa so as not to reduce the velocity of the sprayed aerosol. Therefore, there is a large atmospheric pressure difference between the aerosol injected from the injection nozzle 11 and its surroundings. As shown in FIG. 2, a lateral force H corresponding to the atmospheric pressure difference acts and the distance from the injection nozzle 11 increases. The aerosol spreads and the velocity in the direction perpendicular to the substrate surface decreases.

図1に示すように、エアロゾルの中心部の微粒子13は基板12の表面にほぼ垂直に衝突して、基板12に対する密着強度が高く且つ組織が緻密な膜14を形成する。しかし、エアロゾルの周辺部の微粒子13は、基板12に対し斜めに衝突するため、衝突力が垂直方向と水平方向とに分散される。従って、エアロゾル周辺部の微粒子13の基板12に対する衝突力P1は、エアロゾル中央部の微粒子13の基板12に対する衝突力PよりもΔPだけ小さくなる。このため、基板12に対する密着強度が低く且つ組織の緻密性も低い部分が形成され、膜の厚さを厚くしようとすると、密着強度及び緻密性が低い部分で剥離が発生する。   As shown in FIG. 1, the fine particles 13 at the center of the aerosol collide almost perpendicularly with the surface of the substrate 12 to form a film 14 having a high adhesion strength to the substrate 12 and a dense structure. However, since the fine particles 13 in the peripheral portion of the aerosol collide obliquely with the substrate 12, the collision force is dispersed in the vertical direction and the horizontal direction. Therefore, the collision force P1 of the fine particles 13 in the peripheral part of the aerosol with respect to the substrate 12 is smaller than the collision force P of the fine particles 13 in the central part of the aerosol with respect to the substrate 12 by ΔP. For this reason, a portion with low adhesion strength to the substrate 12 and low tissue density is formed, and when an attempt is made to increase the thickness of the film, peeling occurs at a portion with low adhesion strength and density.

これらのことから、本願発明者等は、基板に対する密着強度が高く組織が緻密で均一な膜を形成するためには、噴射ノズルから噴射されたエアロゾルの広がりを抑制する必要があるとの結論に到達した。前述した特許文献2には、噴射ノズルと基板との間にエアロゾルの中心部のみが通る開口部を有するマスクを配置し、このマスクによりエアロゾルの周辺部の微粒子を排除することが提案されている。しかし、エアロゾルはマスクの開口部を通過した後にも圧力差により広がるので、特許文献2に記載された成膜装置では膜の密着強度及び緻密性を高める効果が十分であるとはいえない。   From these, the inventors of the present application conclude that it is necessary to suppress the spread of the aerosol injected from the injection nozzle in order to form a uniform film with high adhesion strength to the substrate and a dense structure. Reached. Patent Document 2 described above proposes that a mask having an opening through which only the central portion of the aerosol passes is disposed between the spray nozzle and the substrate, and fine particles in the peripheral portion of the aerosol are eliminated by this mask. . However, since the aerosol spreads due to the pressure difference even after passing through the opening of the mask, it cannot be said that the film forming apparatus described in Patent Document 2 is sufficiently effective in increasing the adhesion strength and the denseness of the film.

(第1の実施形態)
図3は、本発明の第1の実施形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置の構成を示す模式図である。この図3に示すように、本実施形態のエアロゾルデポジッション成膜装置は、メカニカルブースター27を介して真空ポンプ26に接続される成膜室21と、エアロゾルを発生するエアロゾル発生部31とにより構成されている。
(First embodiment)
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the aerosol deposition film forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the aerosol deposition film forming apparatus of this embodiment includes a film forming chamber 21 connected to a vacuum pump 26 via a mechanical booster 27, and an aerosol generating unit 31 that generates aerosol. Has been.

成膜室21には基板24が搭載されるステージ23と、このステージ23を水平方向(XY方向)及び垂直方向(Z方向)に駆動するステージ駆動部25とが設けられている。本実施形態においては、ステージ駆動部25によりステージ23が水平方向又は垂直方向に一定の速度で移動される。成膜室21内には、ステージ23に搭載された基板24に向けてエアロゾルを噴射する噴射ノズル22が配置されている。この噴射ノズル22の構造については後述する。   The film forming chamber 21 is provided with a stage 23 on which a substrate 24 is mounted, and a stage driving unit 25 that drives the stage 23 in the horizontal direction (XY direction) and the vertical direction (Z direction). In the present embodiment, the stage 23 is moved at a constant speed in the horizontal direction or the vertical direction by the stage driving unit 25. In the film forming chamber 21, an injection nozzle 22 for injecting aerosol toward the substrate 24 mounted on the stage 23 is disposed. The structure of the injection nozzle 22 will be described later.

成膜室21の内部空間は、真空ポンプ26及びメカニカルブースター27により減圧される。真空ポンプ26としては、例えばロータリーポンプ又はダイヤフラム式ポンプを用いることができる。なお、成膜室21とメカニカルブースター27との間、又はメカニカルブースター27と真空ポンプ26との間に、成膜室21内に噴射された原料粉末のうち膜の形成に寄与しなかった分を回収する集塵機を設けてもよい。   The internal space of the film forming chamber 21 is depressurized by a vacuum pump 26 and a mechanical booster 27. As the vacuum pump 26, for example, a rotary pump or a diaphragm pump can be used. In addition, the part which did not contribute to film formation among the raw material powder injected in the film-forming chamber 21 between the film-forming chamber 21 and the mechanical booster 27 or between the mechanical booster 27 and the vacuum pump 26. You may provide the dust collector which collects.

エアロゾル発生部31内には原料粉末32が格納される。セラミック膜を形成する場合には、原料粉末32として例えばAl(アルミナ)、MgO及びBaTiO等のセラミック粉末(セラミック微粒子)を使用する。また、導電体膜を形成する場合には、原料粉末32として例えばCu、Au及びAl等の金属粉末(金属微粒子)を使用する。原料粉末32の平均粒径は、例えば10nm〜1μmとする。原料粉末32として、異なる材料からなる複数種類の微粒子を混合したものを使用してもよい。 The raw material powder 32 is stored in the aerosol generating unit 31. In the case of forming a ceramic film, ceramic powder (ceramic fine particles) such as Al 2 O 3 (alumina), MgO and BaTiO 3 is used as the raw material powder 32. Further, when forming the conductor film, metal powder (metal fine particles) such as Cu, Au, and Al is used as the raw material powder 32, for example. The average particle diameter of the raw material powder 32 is, for example, 10 nm to 1 μm. As the raw material powder 32, a mixture of a plurality of types of fine particles made of different materials may be used.

本実施形態の成膜装置では、エアロゾル発生部31に、エアロゾルの生成を促進するための加振器33が取り付けられている。この加振器33によりエアロゾル発生部31に超音波振動又は機械的振動を加えて原料粉末32を飛散させ、エアロゾルの生成を促進する。また、エアロゾル発生部31には、原料粉末32の乾燥を促進するためのヒータ(図示せず)が設けられている。このエアロゾル発生部31の内部空間は、配管44及び開閉バルブ44aを介してメカニカルブースター27に接続されている。   In the film forming apparatus of the present embodiment, a vibrator 33 for accelerating the generation of aerosol is attached to the aerosol generator 31. The vibrator 33 applies ultrasonic vibrations or mechanical vibrations to the aerosol generating unit 31 to scatter the raw material powder 32 and promote the generation of the aerosol. Further, the aerosol generating unit 31 is provided with a heater (not shown) for promoting the drying of the raw material powder 32. The internal space of the aerosol generating unit 31 is connected to the mechanical booster 27 via a pipe 44 and an opening / closing valve 44a.

エアロゾル発生部31内には、配管41、開閉バルブ41a及びマスフローコントローラ41bを介してキャリアガスが供給される。このキャリアガスは、エアロゾル発生部31内で原料粉末32と混合されてエアロゾルとなる。エアロゾル発生部31で生成されたエアロゾルは、配管42及び開閉バルブ42aを通って成膜室21内の噴射ノズル22に送られる。エアロゾル発生部31内において、配管41の先端はエアロゾル発生部31の底部近傍に配置され、配管42の先端はエアロゾル発生部31の上部近傍に配置されている。   Carrier gas is supplied into the aerosol generation unit 31 via a pipe 41, an on-off valve 41a, and a mass flow controller 41b. This carrier gas is mixed with the raw material powder 32 in the aerosol generating section 31 to become an aerosol. The aerosol generated by the aerosol generator 31 is sent to the spray nozzle 22 in the film forming chamber 21 through the pipe 42 and the opening / closing valve 42a. In the aerosol generating unit 31, the tip of the pipe 41 is disposed near the bottom of the aerosol generating unit 31, and the tip of the pipe 42 is disposed near the top of the aerosol generating unit 31.

また、噴射ノズル22には、配管43、開閉バルブ43a及びマスフローコントローラ43bを介して整流ガスが供給される。この整流ガスは、噴射ノズル22から噴射されたエアロゾルの広がりを防止するために、後述するようにエアロゾルの周囲に噴射される。   Further, the rectifying gas is supplied to the injection nozzle 22 via the pipe 43, the open / close valve 43a, and the mass flow controller 43b. This rectified gas is injected around the aerosol as described later in order to prevent the aerosol injected from the injection nozzle 22 from spreading.

キャリアガス及び整流ガスは、例えばAr(アルゴン)、He(ヘリウム)、Ne(ネオン)、Xe(キセノン)、Kr(クリプトン)及びN(窒素)などの不活性ガスや、酸素又は空気を使用することができる。本実施形態では、キャリアガス及び整流ガスをいずれもガスボンベ34から供給しているが、キャリアガス及び整流ガスをそれぞれ個別のガスボンベから供給してもよく、キャリアガス及び整流ガスとして相互に異なるガスを使用してもよい。また、ガスボンベ34の替わりに、コンプレッサー(圧縮機)を使用してもよい。例えば、液体窒素から発生したガスをコンプレッサーにより圧縮してキャリアガス又は整流ガスとしてもよい。窒素ガス又は酸素ガスを用いる場合は、空気中からそれらのガスを抽出してもよい。   As the carrier gas and the rectifying gas, for example, an inert gas such as Ar (argon), He (helium), Ne (neon), Xe (xenon), Kr (krypton), and N (nitrogen), oxygen, or air is used. be able to. In this embodiment, both the carrier gas and the rectifying gas are supplied from the gas cylinder 34. However, the carrier gas and the rectifying gas may be supplied from individual gas cylinders, and different gases may be used as the carrier gas and the rectifying gas. May be used. Further, a compressor (compressor) may be used instead of the gas cylinder 34. For example, a gas generated from liquid nitrogen may be compressed by a compressor to be a carrier gas or a rectifying gas. When nitrogen gas or oxygen gas is used, those gases may be extracted from the air.

図4(a)は噴射ノズル22の断面図、図4(b)は同じくその噴射ノズル22を図4(a)の矢印Aで示す方向から見たときの平面図である。図4(b)に示すように、本実施形態の噴射ノズル22の先端には、スリット状に開口されたエアロゾル噴射口(エアロゾル噴射部)51と、このエアロゾル噴射口51を囲む環状に形成された整流ガス噴射口(整流ガス噴射部)52とが設けられている。エアロゾル噴射口51は、図4(a)に示すように、噴射ノズル22の中心軸に沿って形成された孔51aを介して図3に示す配管42と接続され、整流ガス噴射口52は孔51aの周囲に設けられた孔52aを介して図3に示す配管43と接続される。   4A is a cross-sectional view of the injection nozzle 22, and FIG. 4B is a plan view of the injection nozzle 22 as viewed from the direction indicated by the arrow A in FIG. 4A. As shown in FIG. 4B, an aerosol injection port (aerosol injection unit) 51 that is opened in a slit shape and an annular shape that surrounds the aerosol injection port 51 are formed at the tip of the injection nozzle 22 of the present embodiment. Further, a rectifying gas injection port (rectifying gas injection part) 52 is provided. As shown in FIG. 4A, the aerosol injection port 51 is connected to the pipe 42 shown in FIG. 3 through a hole 51a formed along the central axis of the injection nozzle 22, and the rectifying gas injection port 52 is a hole. It connects with the piping 43 shown in FIG. 3 through the hole 52a provided in the circumference | surroundings of 51a.

以下、上述した構成の本実施形態のエアロゾルデポジッション成膜装置を使用した成膜方法について説明する。   Hereinafter, a film forming method using the aerosol deposition film forming apparatus of the present embodiment having the above-described configuration will be described.

まず、図3に示すように、エアロゾル発生部31内に、原料粉末32を入れる。原料粉末32は、予め十分に除湿しておくことが好ましい。その後、バルブ41a,42a,43aを閉じた状態でバルブ44aを開き、メカニカルブースター27及び真空ポンプ26を稼動させる。これにより、成膜室21及びエアロゾル発生部31の内部が排気されて減圧雰囲気となる。このとき、ヒータによりエアロゾル発生器31を加熱して、原料粉末32中の水分をより完全に除去することが好ましい。   First, as shown in FIG. 3, the raw material powder 32 is put in the aerosol generating unit 31. The raw material powder 32 is preferably sufficiently dehumidified in advance. Thereafter, the valve 44a is opened with the valves 41a, 42a, 43a closed, and the mechanical booster 27 and the vacuum pump 26 are operated. Thereby, the inside of the film forming chamber 21 and the aerosol generating unit 31 is evacuated to form a reduced pressure atmosphere. At this time, it is preferable to remove the moisture in the raw material powder 32 more completely by heating the aerosol generator 31 with a heater.

次に、バルブ44aを閉じた後、加振器33を稼動してエアロゾル発生部31を振動させる。また、バルブ41a,42a,43aを開いて、ガスボンベ34からエアロゾル発生部31内にキャリアガスを供給するとともに、噴射ノズル22に整流ガスを供給する。   Next, after closing the valve 44a, the vibrator 33 is operated to vibrate the aerosol generating unit 31. Further, the valves 41 a, 42 a, and 43 a are opened to supply the carrier gas from the gas cylinder 34 into the aerosol generating unit 31 and to supply the rectifying gas to the injection nozzle 22.

エアロゾル発生部31内に供給されたキャリアガスと加振器33による振動とによりエアロゾル発生部31内で原料粉末32が飛散してキャリアガスと混合され、エアロゾルが生成される。このエアロゾルは、配管42を介して噴射ノズル22に送られ、エアロゾル噴射口51(図4(b)参照)から基板24に向けて噴射される。この場合に、キャリアガスの圧力及び流量を調整して、エアロゾルの噴射速度を例えば50m/s〜1000m/sの範囲内に設定する。   The raw material powder 32 is scattered in the aerosol generating unit 31 and mixed with the carrier gas by the carrier gas supplied into the aerosol generating unit 31 and the vibration by the vibrator 33, and an aerosol is generated. The aerosol is sent to the injection nozzle 22 via the pipe 42 and is injected toward the substrate 24 from the aerosol injection port 51 (see FIG. 4B). In this case, the pressure and flow rate of the carrier gas are adjusted to set the aerosol injection speed within a range of, for example, 50 m / s to 1000 m / s.

一方、ガスボンベ34から配管43を介して噴射ノズル22に整流ガスが供給され、噴射ノズル22の整流ガス噴射口52(図4(b)参照)から整流ガスが噴射される。整流ガスの噴射速度は、エアロゾルの噴射速度とほぼ同じとすることが好ましい。   On the other hand, the rectifying gas is supplied from the gas cylinder 34 to the injection nozzle 22 through the pipe 43, and the rectifying gas is injected from the rectifying gas injection port 52 (see FIG. 4B) of the injection nozzle 22. The jetting speed of the rectifying gas is preferably substantially the same as the spraying speed of the aerosol.

図5は、噴射ノズル22から噴射されるエアロゾル及び整流ガスを示す模式図である。この図5に示すように、エアロゾル噴射口51から噴射されるエアロゾル(図中矢印55で示す)と、整流ガス噴射口52からエアロゾルの周囲に噴射される整流ガス(図中矢印56で示す)との圧力差が小さいため、エアロゾルの広がりが小さく、原料粉末(微粒子)53は基板24の表面にほぼ垂直に衝突する。その結果、密着強度が高く組織が緻密で均一な膜29が形成され、膜厚を厚くしても剥離の発生が防止される。   FIG. 5 is a schematic diagram showing aerosol and rectifying gas injected from the injection nozzle 22. As shown in FIG. 5, the aerosol (indicated by the arrow 55 in the figure) injected from the aerosol injection port 51 and the rectifying gas (indicated by the arrow 56 in the drawing) injected around the aerosol from the rectifying gas injection port 52. Therefore, the spread of the aerosol is small, and the raw material powder (fine particles) 53 collides with the surface of the substrate 24 substantially perpendicularly. As a result, a uniform film 29 having a high adhesion strength and a dense structure is formed, and even if the film thickness is increased, the occurrence of peeling is prevented.

以下、本実施形態の成膜装置を使用したセラミックキャパシタの製造方法について、図6(a)〜(f)に示す断面図を参照して説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a ceramic capacitor using the film forming apparatus of the present embodiment will be described with reference to cross-sectional views shown in FIGS.

まず、図6(a)に示すように、基板61を用意する。基板61としては、回路基板又は半導体基板等を使用することができる。ここでは、基板61として、表面にSiOからなる絶縁膜(図示せず)が形成されたシリコン基板(ウェハ)を使用するものとする。なお、SiO膜に替えて、表面にポリイミドからなる絶縁膜が形成されたシリコン基板を使用してもよい。 First, as shown in FIG. 6A, a substrate 61 is prepared. As the substrate 61, a circuit substrate or a semiconductor substrate can be used. Here, it is assumed that a silicon substrate (wafer) having an insulating film (not shown) made of SiO 2 formed on the surface is used as the substrate 61. In place of the SiO 2 film, a silicon substrate having an insulating film made of polyimide formed on the surface may be used.

次に、図6(b)に示すように、基板61上に、セラミックキャパシタの下部電極となる導電体膜62を形成する。この導電体膜62は、例えば下層が厚さ0.08μmのCr(クロム)層、上層が厚さ2μmのCu(銅)層の2層構造の積層膜からなる。Cr層及びCu層は、例えばスパッタ法により形成される。   Next, as shown in FIG. 6B, a conductor film 62 that forms the lower electrode of the ceramic capacitor is formed on the substrate 61. The conductor film 62 is composed of a laminated film having a two-layer structure, for example, a lower layer of a Cr (chrome) layer having a thickness of 0.08 μm and an upper layer of a Cu (copper) layer having a thickness of 2 μm. The Cr layer and the Cu layer are formed by sputtering, for example.

その後、導電体膜62の上に所定のパターンのレジスト膜(図示せず)を形成し、そのレジスト膜をマスクとして導電体膜62をウェットエッチングして、図6(c)に示すように、下部電極63を形成する。このとき同時に、導電体膜62を利用して、基板61上に下部電極63と電気的に接続された引出配線又はその他の配線等を形成してもよい。   Thereafter, a resist film (not shown) having a predetermined pattern is formed on the conductor film 62, and the conductor film 62 is wet-etched using the resist film as a mask, as shown in FIG. A lower electrode 63 is formed. At the same time, the conductor film 62 may be used to form a lead wiring or other wiring electrically connected to the lower electrode 63 on the substrate 61.

次に、図3に示す成膜装置を使用し、室温下で、図6(d)に示すように基板61及び下部電極63の上に例えば厚さが5μmのセラミック膜(誘電体膜)64を形成する。このセラミック膜形成工程では、前述したようにエアロゾルの周囲に整流ガスを噴射して、密着強度が高く且つ組織が緻密で膜厚が均一なセラミック膜64を形成する。ここでは、セラミック膜64の原料として、アルミニウムアルコキシドを用いて表面にアルミニウム皮膜を形成したBaTiO微粒子からなる粉末を使用する。このBaTiO微粒子の平均粒径は、例えば0.5μmである。 Next, a ceramic film (dielectric film) 64 having a thickness of, for example, 5 μm is formed on the substrate 61 and the lower electrode 63 as shown in FIG. Form. In this ceramic film forming step, as described above, the rectifying gas is sprayed around the aerosol to form the ceramic film 64 having a high adhesion strength, a dense structure, and a uniform film thickness. Here, as a raw material of the ceramic film 64, a powder made of BaTiO 3 fine particles having an aluminum film formed on the surface using aluminum alkoxide is used. The average particle diameter of the BaTiO 3 fine particles is, for example, 0.5 μm.

なお、セラミック膜64は基板61上の全面に形成する必要はなく、例えば下部電極63及びその周囲の領域上のみに形成してもよい。   The ceramic film 64 does not need to be formed on the entire surface of the substrate 61. For example, the ceramic film 64 may be formed only on the lower electrode 63 and its surrounding area.

次に、フォトレジストを使用してセラミック膜64の上に所定のパターンのレジスト膜(図示せず)を形成する。そして、このレジスト膜をマスクとしてウェットエッチングを施して、図6(e)に示すように、セラミック膜64を所定の形状にパターニングする。このウェットエッチングは、例えばエッチング液として濃度が5wt%のフッ硝酸水溶液を使用し、温度が23℃の条件でセラミック膜64及びレジスト膜が形成された基板61をエッチング液中に約5分間浸漬することにより行われる。   Next, a resist film (not shown) having a predetermined pattern is formed on the ceramic film 64 using a photoresist. Then, wet etching is performed using this resist film as a mask to pattern the ceramic film 64 into a predetermined shape as shown in FIG. In this wet etching, for example, an aqueous hydrofluoric acid solution having a concentration of 5 wt% is used as an etchant, and the substrate 61 on which the ceramic film 64 and the resist film are formed is immersed in the etchant for about 5 minutes at a temperature of 23 ° C. Is done.

次に、スパッタ法により基板61の上側全面にCuを約2μmの厚さに堆積させて、導電体膜(図示せず)を形成する。そして、この導電体膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、図6(f)に示すように、セラミック膜64の上に上部電極65を形成する。このとき同時に、導電体膜を利用して、基板61上に上部電極65と電気的に接続された引出配線又はその他の配線等を形成してもよい。このようにして、基板61上に、下部電極63、セラミック膜64(誘電体膜)及び上部電極65からなるセラミックキャパシタが形成される。   Next, Cu is deposited to a thickness of about 2 μm on the entire upper surface of the substrate 61 by sputtering to form a conductor film (not shown). Then, this conductor film is patterned by a photolithography method to form an upper electrode 65 on the ceramic film 64 as shown in FIG. At the same time, a lead wiring or other wiring electrically connected to the upper electrode 65 may be formed on the substrate 61 using the conductor film. In this manner, a ceramic capacitor including the lower electrode 63, the ceramic film 64 (dielectric film), and the upper electrode 65 is formed on the substrate 61.

従来の低温プロセスであるスパッタ法又はゾルゲル法によるセラミック膜の形成では、セラミック膜の誘電率を高めるために、セラミック膜形成後に少なくとも400℃以上の温度で熱処理をする必要があり、基板やその上に形成された誘電体膜等に熱的なダメージを与えるおそれがある。これに対し、上述した本実施形態の製造方法によれば、室温下でセラミック膜64を形成するので、基板やその上に形成された誘電体膜等に熱的ダメージを与えることを確実に回避できる。   In forming a ceramic film by sputtering or sol-gel method, which is a conventional low-temperature process, it is necessary to perform heat treatment at a temperature of at least 400 ° C. after the ceramic film is formed in order to increase the dielectric constant of the ceramic film. There is a risk of thermally damaging the dielectric film or the like formed on the substrate. On the other hand, according to the manufacturing method of the present embodiment described above, since the ceramic film 64 is formed at room temperature, it is reliably avoided that the substrate and the dielectric film formed thereon are thermally damaged. it can.

なお、上述したセラミックキャパシタの製造方法では、エッチング法を使用してセラミック膜64を所定の形状にパターニングしたが、セラミック膜64のパターニングはリフトオフ法により行ってもよい。すなわち、下部電極63が形成された基板61の上にフォトレジスト膜を形成し、そのフォトレジスト膜に所定の形状の開口部を形成した後、図3に示す成膜装置を使用してセラミック膜を形成する。その後、開口部内のセラミック膜を残し、それ以外の領域のセラミック膜をレジスト膜と共に除去する。このようにして、所定の形状のセラミック膜64を容易に形成することができる。   In the above-described ceramic capacitor manufacturing method, the ceramic film 64 is patterned into a predetermined shape using an etching method. However, the ceramic film 64 may be patterned by a lift-off method. That is, a photoresist film is formed on the substrate 61 on which the lower electrode 63 is formed, an opening having a predetermined shape is formed in the photoresist film, and then a ceramic film is formed using the film forming apparatus shown in FIG. Form. Thereafter, the ceramic film in the opening is left, and the ceramic film in other regions is removed together with the resist film. In this way, the ceramic film 64 having a predetermined shape can be easily formed.

また、レジストを用いずにマスク法によりセラミック膜を形成してもよい。すなわち、下部電極63が形成された基板の上に、所定の形状の開口部を有するメタルマスクを配置する。その後、図3に示す成膜装置を使用してセラミック膜64を形成した後、メタルマスクを取り外す。このようにして、所定の形状のセラミック膜64を容易に形成することができる。   Further, the ceramic film may be formed by a mask method without using a resist. That is, a metal mask having an opening having a predetermined shape is disposed on the substrate on which the lower electrode 63 is formed. Then, after forming the ceramic film 64 using the film-forming apparatus shown in FIG. 3, the metal mask is removed. In this way, the ceramic film 64 having a predetermined shape can be easily formed.

更に、上述したセラミックキャパシタの製造方法では下部電極及び上部電極となる導電体膜をスパッタ法により形成しているが、これらの導電体膜もエアロゾルデポジッション法により形成してもよい。   Furthermore, in the above-described method for manufacturing a ceramic capacitor, the conductor film to be the lower electrode and the upper electrode is formed by the sputtering method. However, these conductor films may also be formed by the aerosol deposition method.

上述した第1の実施形態では本発明の成膜装置をセラミックキャパシタの製造に適用した場合について説明したが、本発明の成膜装置は、導電性又は絶縁性の膜により構成されるセラミックキャパシタ以外の電子部品、例えばコイルや抵抗素子等の製造に適用することもできる。   In the first embodiment described above, the case where the film forming apparatus of the present invention is applied to the manufacture of a ceramic capacitor has been described. However, the film forming apparatus of the present invention is other than a ceramic capacitor constituted by a conductive or insulating film. It can also be applied to the manufacture of electronic parts such as coils and resistance elements.

また、上述した第1の実施形態の成膜装置では、図4(b)に示すようにエアロゾル噴射口51の形状をスリット状(長方形)としたが、図7(a),(b)に示すように、エアロゾル噴射口51の形状を円形としてもよい。この図7(a),(b)に示すエアロゾル噴射ノズル22では、整流ガス噴射口52がエアロゾル噴射口51を囲む同心円状に形成されている。   Moreover, in the film-forming apparatus of 1st Embodiment mentioned above, although the shape of the aerosol injection port 51 was made into slit shape (rectangular) as shown in FIG.4 (b), it is to FIG.7 (a), (b). As shown, the aerosol injection port 51 may have a circular shape. In the aerosol injection nozzle 22 shown in FIGS. 7A and 7B, the rectifying gas injection port 52 is formed concentrically around the aerosol injection port 51.

(第2の実施形態)
図8は本発明の第2の実施形態のエアロゾルデポジッション成膜装置の構成を示す模式図である。この第2の実施形態の成膜装置が第1の実施形態の成膜装置と異なる点は、配管44内にアシストガスを注入するための配管45が設けられていることにあり、その他の構成は基本的に第1の実施形態の成膜装置と同様であるので、図8において図3と同一物には同一符号を付して重複する部分の説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of an aerosol deposition film forming apparatus according to the second embodiment of the present invention. The film forming apparatus according to the second embodiment is different from the film forming apparatus according to the first embodiment in that a pipe 45 for injecting an assist gas is provided in the pipe 44. Since this is basically the same as the film forming apparatus of the first embodiment, in FIG. 8, the same components as those in FIG.

本実施形態の成膜装置においては、エアロゾル発生部31と噴射ノズル22との間の配管44に配管45が接続されており、この配管45を介して配管44内のエアロゾルが流れる方向にアシストガスを注入するようになっている。このアシストガスは、開閉バルブ45a及びマスフローコントローラ(図示せず)を介してガスボンベ(図示せず)から供給される。アシストガスは、キャリアガスと同じガスを使用してもよいし、キャリアガスと異なるガスを使用してもよい。   In the film forming apparatus of this embodiment, a pipe 45 is connected to a pipe 44 between the aerosol generating unit 31 and the injection nozzle 22, and assist gas flows in the direction in which the aerosol in the pipe 44 flows through the pipe 45. Is supposed to be injected. The assist gas is supplied from a gas cylinder (not shown) through an open / close valve 45a and a mass flow controller (not shown). As the assist gas, the same gas as the carrier gas may be used, or a gas different from the carrier gas may be used.

本実施形態においては、アシストガスによりエアロゾルの流速が制御されるので、エアロゾルの噴射速度の安定性が向上するという利点がある。   In this embodiment, since the flow velocity of the aerosol is controlled by the assist gas, there is an advantage that the stability of the aerosol injection speed is improved.

(第3の実施形態)
図9(a)は本発明の第3の実施形態のエアロゾルデポジッション成膜装置の噴射ノズルを示す断面図、図9(b)は同じくその噴射ノズルを噴射口側から見たときの平面図である。この第3の実施形態の成膜装置が第1の実施形態の成膜装置と異なる点は、噴射ノズルに設けられたエアロゾル噴射口及び整流ガス噴射口の形状が異なることにあり、その他の構成は基本的に第1の実施形態の成膜装置と同様であるので、図9(a),(b)において図4(a),(b)と同一物には同一符号を付して重複する部分の説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 9A is a cross-sectional view showing an injection nozzle of an aerosol deposition film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a plan view when the injection nozzle is viewed from the injection port side. It is. The film forming apparatus according to the third embodiment is different from the film forming apparatus according to the first embodiment in that the shapes of the aerosol injection port and the rectifying gas injection port provided in the injection nozzle are different. Is basically the same as the film forming apparatus of the first embodiment. Therefore, in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the same components as those in FIGS. Description of the parts to be performed is omitted.

本実施形態の成膜装置で使用する噴射ノズル71では、図9(b)に示すように、3本のスリット状のエアロゾル噴射口72a,72b,72cが相互に平行に且つ近接して配置されており、それらのエアロゾル噴射口72a,72b,72cを囲むようにして4本のスリット状の整流ガス噴射口73a,73b,73c,73dが配置されている。   In the spray nozzle 71 used in the film forming apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 9B, three slit-shaped aerosol spray ports 72a, 72b, 72c are arranged in parallel and close to each other. Four slit-shaped rectifying gas injection ports 73a, 73b, 73c, and 73d are disposed so as to surround the aerosol injection ports 72a, 72b, and 72c.

本実施形態の成膜装置においては、3組のエアロゾル発生部が設けられており、それらのエアロゾル発生部から各エアロゾル噴射口72a,72b,72cにそれぞれ異なる原料粉末を含んだエアロゾルが供給される。それらの原料粉末は、噴射ノズル71から基板までの間で混合されて基板上に堆積し、3種類の材料からなる複合材料膜が形成される。このように、本実施形態の成膜装置においては、事前に均一に混合することが困難な複数種類の原料粉末を使用して、緻密で均質な複合材料膜を形成することができる。   In the film forming apparatus of the present embodiment, three sets of aerosol generators are provided, and aerosols containing different raw material powders are supplied from the aerosol generators to the respective aerosol injection ports 72a, 72b, 72c. . These raw material powders are mixed between the injection nozzle 71 and the substrate and deposited on the substrate to form a composite material film made of three kinds of materials. Thus, in the film forming apparatus of this embodiment, a dense and homogeneous composite material film can be formed using a plurality of types of raw material powders that are difficult to mix uniformly in advance.

また、本実施形態の成膜装置では、整流ガス噴射口73a,73b,73c,73dがそれぞれ独立している。一般的な使い方ではこれらの整流ガス噴射口73a,73b,73c,73dから噴射する整流ガスの流速を同じに設定するが、各整流ガス噴射口73a,73b,73c,73dから噴射する整流ガスの流速を変化させてもよい。例えば、図10に模式的に示すように、整流ガス噴射口72aから噴射する整流ガスの流速を、整流ガス噴射口73bから噴射する整流ガスの流速よりも速くすると、エアロゾルは図10に矢印75で示す方向に曲がる。整流ガス噴射口73a,73bから噴射する整流ガスの流速を経時的に変化させることによりエアロゾルを一定の方向に走査することが可能になり、噴射ノズル71及び基板の位置を固定したまま、基板上の広い範囲に膜を形成することができる。   In the film forming apparatus of this embodiment, the rectifying gas injection ports 73a, 73b, 73c, and 73d are independent of each other. In general usage, the flow velocity of the rectifying gas injected from these rectifying gas injection ports 73a, 73b, 73c, and 73d is set to be the same, but the rectifying gas injected from each of the rectifying gas injection ports 73a, 73b, 73c, and 73d is the same. The flow rate may be changed. For example, as schematically shown in FIG. 10, when the flow velocity of the rectifying gas injected from the rectifying gas injection port 72a is made higher than the flow velocity of the rectifying gas injected from the rectifying gas injection port 73b, the aerosol is shown by an arrow 75 in FIG. Turn in the direction indicated by. By changing the flow velocity of the rectifying gas injected from the rectifying gas injection ports 73a and 73b with time, it becomes possible to scan the aerosol in a certain direction, and the position of the injection nozzle 71 and the substrate is fixed on the substrate. A film can be formed in a wide range.

以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。   Hereinafter, various aspects of the present invention will be collectively described as supplementary notes.

(付記1)原料粉末とキャリアガスとを混合してエアロゾルを発生するエアロゾル発生部と、
成膜室と、
前記成膜室内に配置された基板搭載部と、
整流ガスを供給する整流ガス供給部と、
前記エアロゾル生成部で生成されたエアロゾルを前記基板搭載部に搭載された基板に向けて噴射して膜を形成するエアロゾル噴射部と、
前記エアロゾル噴射部の周囲に配置され、前記整流ガス供給部から供給される整流ガスを前記エアロゾル噴射部から噴射されたエアロゾルの周囲に噴射する整流ガス噴射部と
を有することを特徴とする成膜装置。
(Appendix 1) An aerosol generating unit that generates an aerosol by mixing raw material powder and a carrier gas;
A deposition chamber;
A substrate mounting portion disposed in the film forming chamber;
A rectifying gas supply unit for supplying the rectifying gas;
An aerosol injection unit that forms a film by injecting the aerosol generated by the aerosol generation unit toward a substrate mounted on the substrate mounting unit;
And a rectifying gas injection unit that is arranged around the aerosol injection unit and injects the rectification gas supplied from the rectification gas supply unit around the aerosol injected from the aerosol injection unit. apparatus.

(付記2)前記整流ガス噴射部が、前記エアロゾル噴射部の周囲に環状に設けられていることを特徴とする付記1に記載の成膜装置。   (Additional remark 2) The said rectification | straightening gas injection part is cyclically | annularly provided around the said aerosol injection part, The film-forming apparatus of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.

(付記3)更に、前記成膜室内を減圧状態に維持する減圧装置を有することを特徴とする付記1に記載の成膜装置。   (Additional remark 3) Furthermore, it has a pressure-reduction apparatus which maintains the said film-forming chamber in a pressure-reduced state, The film-forming apparatus of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.

(付記4)前記キャリアガス及び前記整流ガスが同一のガス供給源から供給されることを特徴とする付記1に記載の成膜装置。   (Supplementary note 4) The film forming apparatus according to supplementary note 1, wherein the carrier gas and the rectifying gas are supplied from the same gas supply source.

(付記5)前記エアロゾル噴射部を複数有し、各エアロゾル噴射部にはそれぞれ異なる原料粉末を含むエアロゾルが供給されることを特徴とする付記1に記載の成膜装置。   (Additional remark 5) The film-forming apparatus of Additional remark 1 characterized by having two or more said aerosol injection parts, and each aerosol injection part is supplied with the aerosol containing a different raw material powder.

(付記6)前記整流ガス噴射部が前記エアロゾル噴射部の周囲に複数配置されていることを特徴とする付記1に記載の成膜装置。   (Supplementary note 6) The film forming apparatus according to supplementary note 1, wherein a plurality of the rectifying gas injection units are arranged around the aerosol injection unit.

(付記7)前記エアロゾル発生部で発生したエアロゾルを前記エアロゾル噴射部に送る配管の途中に、前記エアロゾルの流速を調整するためのアシストガスを供給する配管が接続されていることを特徴とする付記1に記載の成膜装置。   (Additional remark 7) The piping which supplies the assist gas for adjusting the flow velocity of the said aerosol is connected in the middle of the piping which sends the aerosol which generate | occur | produced in the said aerosol generation part to the said aerosol injection part. 2. The film forming apparatus according to 1.

(付記8)減圧雰囲気内に基板を配置する工程と、
前記基板に向けて原料粉末とキャリアガスとを混合してなるエアロゾルを噴射するとともに、前記エアロゾルの周囲に整流ガスを噴射して、前記基板上に膜を形成する工程と
を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
(Appendix 8) Arranging a substrate in a reduced-pressure atmosphere;
And spraying an aerosol formed by mixing raw material powder and a carrier gas toward the substrate, and spraying a rectifying gas around the aerosol to form a film on the substrate. Manufacturing method for electronic parts.

(付記9)前記原料粉末として、セラミックの微粒子を使用することを特徴とする付記8に記載の電子部品の製造方法。   (Supplementary note 9) The method of manufacturing an electronic component according to supplementary note 8, wherein ceramic fine particles are used as the raw material powder.

(付記10)前記原料粉末として、導電性の微粒子を使用することを特徴とする付記8に記載の電子部品の製造方法。   (Supplementary note 10) The method for manufacturing an electronic component according to supplementary note 8, wherein conductive fine particles are used as the raw material powder.

図1は、従来のエアロゾルデポジッション成膜装置の噴射ノズルと基板上に形成された膜とを示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a spray nozzle of a conventional aerosol deposition film forming apparatus and a film formed on a substrate. 図2は、噴射ノズルから噴射されたエアロゾルを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the aerosol ejected from the ejection nozzle. 図3は、本発明の第1の実施形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置の構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the aerosol deposition film forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図4(a)は第1の実施形態のエアロゾルデポジッション成膜装置の噴射ノズルの断面図、図4(b)は同じくその噴射ノズルを図4(a)の矢印Aで示す方向から見たときの平面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view of an injection nozzle of the aerosol deposition film forming apparatus of the first embodiment, and FIG. 4B is the same view of the injection nozzle from the direction indicated by arrow A in FIG. It is a top view at the time. 図5は、第1の実施形態のエアロゾルデポジッション成膜装置の噴射ノズルから噴射されるエアロゾル及び整流ガスを示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing aerosol and rectifying gas injected from the injection nozzle of the aerosol deposition film forming apparatus of the first embodiment. 図6(a)〜(f)は、第1の実施形態の成膜装置を使用したセラミックキャパシタの製造方法を工程順に示す断面図である。6A to 6F are cross-sectional views showing a method of manufacturing a ceramic capacitor using the film forming apparatus of the first embodiment in the order of steps. 図7(a)はエアロゾル噴射口の形状の例を示す断面図、図7(b)は同じくそのエアロゾル噴射口の平面図である。FIG. 7A is a sectional view showing an example of the shape of the aerosol injection port, and FIG. 7B is a plan view of the aerosol injection port. 図8は、本発明の第2の実施形態のエアロゾルデポジッション成膜装置の構成を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of an aerosol deposition film forming apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図9(a)は本発明の第3の実施形態のエアロゾルデポジッション成膜装置の噴射ノズルを示す断面図、図9(b)は同じくその噴射ノズルを噴射口側から見たときの平面図である。FIG. 9A is a cross-sectional view showing an injection nozzle of an aerosol deposition film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a plan view when the injection nozzle is viewed from the injection port side. It is. 図10は、整流ガス噴射口から噴射される整流ガスとエアロゾル噴射口から噴射されるエアロゾルとを示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the rectifying gas injected from the rectifying gas injection port and the aerosol injected from the aerosol injection port.

符号の説明Explanation of symbols

11,22,71…噴射ノズル、
12,24,61…基板、
13…微粒子、
14,29…膜、
21…成膜室、
23…ステージ、
25…ステージ駆動部、
26…真空ポンプ、
27…メカニカルブースター、
31…エアロゾル発生部、
32,53…原料粉末、
33…加振器、
34…ガスボンベ、
41,42,43,44,45…配管、
51,72a,72b,72c…エアロゾル噴射口、
52,73a,73b,73c,73d…整流ガス噴射口、
62…導電体膜、
63…下部電極、
64…セラミック膜、
65…上部電極。
11, 22, 71 ... injection nozzle,
12, 24, 61 ... substrate,
13 ... fine particles,
14, 29 ... membrane,
21 ... deposition chamber,
23 ... stage,
25. Stage drive unit,
26 ... vacuum pump,
27 ... Mechanical booster,
31 ... Aerosol generator,
32, 53 ... Raw material powder,
33 ... Exciter,
34 ... Gas cylinder,
41, 42, 43, 44, 45 ... piping,
51, 72a, 72b, 72c ... aerosol injection port,
52, 73a, 73b, 73c, 73d ... Rectification gas injection port,
62 ... Conductor film,
63 ... lower electrode,
64: Ceramic membrane,
65: Upper electrode.

Claims (5)

原料粉末とキャリアガスとを混合してエアロゾルを発生するエアロゾル発生部と、
成膜室と、
前記成膜室内に配置された基板搭載部と、
整流ガスを供給する整流ガス供給部と、
前記エアロゾル発生部で生成されたエアロゾルを前記基板搭載部に搭載された基板に向けて噴射して膜を形成するエアロゾル噴射部と、
前記エアロゾル噴射部の周囲に配置され、前記エアロゾル噴射部から噴射されたエアロゾルの周囲に前記エアロゾルの噴射方向と同じ方向に前記整流ガス供給部から供給される整流ガスを噴射する整流ガス噴射部とを有し、
前記エアロゾル発生部で発生したエアロゾルを前記エアロゾル噴射部に送る配管の途中に、前記エアロゾルの流速を調整するためのアシストガスを供給する配管が接続されていることを特徴とする成膜装置。
An aerosol generating unit for generating an aerosol by mixing raw material powder and a carrier gas;
A deposition chamber;
A substrate mounting portion disposed in the film forming chamber;
A rectifying gas supply unit for supplying the rectifying gas;
An aerosol injecting unit that injects the aerosol generated by the aerosol generating unit toward a substrate mounted on the substrate mounting unit to form a film;
A rectifying gas injection unit that is arranged around the aerosol injection unit and injects the rectification gas supplied from the rectification gas supply unit around the aerosol injected from the aerosol injection unit in the same direction as the injection direction of the aerosol; Have
A film forming apparatus , wherein a pipe for supplying an assist gas for adjusting a flow rate of the aerosol is connected to a middle of a pipe for sending the aerosol generated in the aerosol generating section to the aerosol injecting section .
前記整流ガス噴射部が、前記エアロゾル噴射部の周囲に環状に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the rectifying gas injection unit is provided in an annular shape around the aerosol injection unit. 前記エアロゾル噴射部を複数有し、各エアロゾル噴射部にはそれぞれ異なる原料粉末を含むエアロゾルが供給されることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。   2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the aerosol injection units are provided, and each of the aerosol injection units is supplied with an aerosol containing different raw material powders. 減圧雰囲気内に基板を配置する工程と、
前記基板に向けて原料粉末とキャリアガスとを混合してなるエアロゾルを噴射するとともに、前記エアロゾルの周囲に前記エアロゾルの噴射方向と同じ方向に整流ガスを噴射して、前記基板上に膜を形成する工程とを有し、
前記エアロゾルが通る配管の途中に、前記エアロゾルの流速を調整するためのアシストガスを供給することを特徴とする電子部品の製造方法。
Placing the substrate in a reduced pressure atmosphere;
An aerosol formed by mixing raw material powder and carrier gas is sprayed toward the substrate, and a rectifying gas is sprayed around the aerosol in the same direction as the aerosol spraying direction to form a film on the substrate. and a step of,
A method for manufacturing an electronic component, comprising supplying an assist gas for adjusting a flow rate of the aerosol in a middle of a pipe through which the aerosol passes .
前記原料粉末として、セラミックの微粒子を使用することを特徴とする請求項4に記載の電子部品の製造方法。   5. The method of manufacturing an electronic component according to claim 4, wherein ceramic fine particles are used as the raw material powder.
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