JP2005305341A - Film formation device - Google Patents
Film formation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005305341A JP2005305341A JP2004127036A JP2004127036A JP2005305341A JP 2005305341 A JP2005305341 A JP 2005305341A JP 2004127036 A JP2004127036 A JP 2004127036A JP 2004127036 A JP2004127036 A JP 2004127036A JP 2005305341 A JP2005305341 A JP 2005305341A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aerosol
- film
- nozzle
- film forming
- injection
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 115
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001540 jet deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 229940098458 powder spray Drugs 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、原料の粉体を基板に向けて噴射して堆積させることによって膜を形成する成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus that forms a film by spraying and depositing raw material powder onto a substrate.
近年、微小電気機械システム(MEMS:micro electrical mechanical system)の分野では、圧電セラミックスを利用したセンサやアクチュエータ等をさらに集積化し、実用に供するために、成膜によってそれらの素子を作製することが検討されている。その1つとして、セラミックスや金属等の成膜技術として知られるエアロゾルデポジション法が注目されている。エアロゾルデポジション(aerosol deposition)法(以下、AD法ともいう)とは、原料の粉体(成膜粉)を含むエアロゾルを生成し、それをノズルから基板に向けて噴射することにより、その際の衝突エネルギーによって粉体を堆積させて成膜する方法である。ここで、エアロゾルとは、気体中に浮遊している固体や液体の微粒子のことをいう。なお、AD法は、噴射堆積法、又は、ガスデポジション法とも呼ばれている。 In recent years, in the field of micro electrical mechanical systems (MEMS), it has been considered that sensors and actuators using piezoelectric ceramics are further integrated and fabricated by film formation for practical use. Has been. As one of them, an aerosol deposition method, which is known as a film forming technique for ceramics and metals, has attracted attention. The aerosol deposition method (hereinafter also referred to as AD method) is a method in which an aerosol containing raw material powder (film-forming powder) is generated and sprayed from a nozzle toward a substrate. In this method, the powder is deposited by the collision energy of the film to form a film. Here, the aerosol refers to solid or liquid fine particles suspended in a gas. The AD method is also called a jet deposition method or a gas deposition method.
AD法を用いて基板上に所望の成膜パターンを形成するためには、例えば、高分子系のレジストやくり抜きマスクを用いることが考えられる。即ち、パターン作製面にレジスト等を配置して成膜を行い、その後で、レジスト等の除去を含む後処理を行う。しかしながら、このような方法は、プロセス数が多くなるので、煩雑である。また、この方法を用いる場合には、位置に応じて膜厚を変化させることが困難である。さらに、基板や下層が平坦でない面や立体形状の表面には、フォトリソグラフィによるマスク形成はできない。 In order to form a desired film formation pattern on the substrate using the AD method, for example, it is conceivable to use a polymer resist or a hollow mask. That is, a resist or the like is placed on the pattern preparation surface to form a film, and then post-processing including removal of the resist or the like is performed. However, such a method is complicated because the number of processes increases. In addition, when this method is used, it is difficult to change the film thickness according to the position. Furthermore, a mask cannot be formed by photolithography on a surface where the substrate or the lower layer is not flat or a three-dimensional surface.
そのため、マスクを使用せずにAD法による成膜を行うために、メカニカルな機構を用いて成膜粉を遮蔽することが提案されている。即ち、エアロゾルを噴射するノズル付近にメカニカルなチョッパーを設け、成膜が不要な部分においては噴射された成膜粉をシャッティングする。例えば、特許文献1には、微粒子を含むエアロゾルをノズルから基材に向けて噴射させて衝突させ、該基材表面に微粒子の構成材料からなる構造物を形成させる複合構造物形成方法において、エアロゾルを遮断する遮断手段と、該遮断手段を移動せしめる移動手段とを設け、噴射されたエアロゾルが基材上の構造物を形成させない位置に衝突するように上記ノズル若しくは基材が移動したときには、上記エアロゾルを遮断する位置に遮断手段が移動されるように制御される複合構造物形成方法が開示されている。しかしながら、高速で噴射される成膜粉をメカニカルに制御するためには、粉塵環境下においても故障し難く、且つ、成膜粉の衝突に耐え得る頑強な機構のシャッターを用いる必要があるが、そのような機構を有するシャッターを高速制御するのは困難である。そのため、精細な膜パターンを形成することはできない。
Therefore, in order to perform film formation by the AD method without using a mask, it has been proposed to shield film forming powder using a mechanical mechanism. That is, a mechanical chopper is provided in the vicinity of a nozzle for injecting aerosol, and the sprayed film forming powder is shut in a portion where film forming is not required. For example,
或いは、エアロゾルの噴射ノズルへの供給を制御することにより、成膜が不要な部分においてはノズルから成膜粉が噴射されないようにすることも考えられる。しかしながら、特許文献2に開示されているように、エアロゾルの噴射を再開した直後には、エアロゾルの濃度や流速が不安定であり、そのような状態で成膜粉を基板に吹き付けると、不均一な堆積物や、脆弱な構造物が形成されてしまう。また、エアロゾルの気流条件が整うまでには、時間を要してしまう。さらに、気流条件が整ったとしても、エアロゾルの流れは多少の広がりを持つため、やはり、微細な膜パターンを形成することは困難である。
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、マスクを使用することなくAD法による膜パターンを形成できる、高速制御可能な成膜装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of forming a film pattern by an AD method without using a mask and capable of high-speed control.
上記課題を解決するため、本発明に係る成膜装置は、成膜室と、該成膜室に配置され、構造物が形成される基板を保持する可動ステージと、成膜室内を排気する排気手段と、容器に配置された原料の粉体をガスによって吹き上げることにより、エアロゾルを生成するエアロゾル生成手段と、成膜室に配置され、エアロゾル生成手段によって生成されたエアロゾルを基板に向けて噴射することによりエアロゾルビームを形成する少なくとも1つの噴射ノズルと、該少なくとも1つの噴射ノズルから噴射されるエアロゾルに向けてエアを噴射し、又は、該エアロゾルを吸引する少なくとも1つの補助ノズルと、該少なくとも1つの補助ノズルにエアを供給し、又は、少なくとも1つの補助ノズルによって吸引されたエアロゾルを排気するポンプと、形成される膜のパターンに応じて、可動ステージの位置と、少なくとも1つの補助ノズルの動作を制御する制御手段とを具備する。 In order to solve the above problems, a film forming apparatus according to the present invention includes a film forming chamber, a movable stage that is disposed in the film forming chamber and holds a substrate on which a structure is formed, and an exhaust that exhausts the film forming chamber. And an aerosol generating means for generating an aerosol by blowing up the raw material powder disposed in the container with a gas, and the aerosol generated by the aerosol generating means disposed in the film forming chamber is sprayed toward the substrate At least one injection nozzle for forming an aerosol beam, at least one auxiliary nozzle for injecting air toward or inhaling the aerosol from the at least one injection nozzle, and the at least one A pump for supplying air to one auxiliary nozzle or exhausting the aerosol sucked by at least one auxiliary nozzle; Depending on the pattern of a film to be formed, comprising a position of the movable stage, and a control means for controlling the operation of at least one auxiliary nozzle.
本発明によれば、ノズルから噴射されるエアロゾルにエアを吹き付け、又は、エアロゾルを吸引することによって成膜条件を崩すので、成膜のオン/オフを高速に制御することができる。従って、マスクを用いることなく任意の膜パターンを直接的に形成することが可能になる。 According to the present invention, the film formation conditions are broken by blowing air to the aerosol ejected from the nozzle or sucking the aerosol, so that the on / off of the film formation can be controlled at high speed. Therefore, it is possible to directly form an arbitrary film pattern without using a mask.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。この成膜装置は、原料の粉体を含むエアロゾルを基板に吹き付けることによって原料を堆積させるエアロゾルデポジション(aerosol deposition:AD)法を用いた成膜装置である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a schematic view showing a film forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. This film forming apparatus is a film forming apparatus using an aerosol deposition (AD) method in which a raw material is deposited by spraying an aerosol containing a raw material powder on a substrate.
図1に示す成膜装置は、エアロゾル生成室1と、成膜チャンバ2と、コンプレッサ(圧縮ポンプ)3と、制御弁4と、制御部5とを含んでいる。
エアロゾル生成室1は、原料の微小な粉体(成膜粉)が配置される容器である。エアロゾル生成室1には、ガスボンベ等の圧空ラインが接続されており、そこから窒素(N2)、酸素(O2)、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、又は、乾燥空気等のキャリアガスが導入される。これにより、エアロゾル生成室1において、成膜粉が吹き上げられてエアロゾルが生成される。生成されたエアロゾルは、エアロゾル搬送ライン1aを通って成膜チャンバ2に導入される。
The film forming apparatus shown in FIG. 1 includes an
The
成膜チャンバ2には、基板ステージ11と、噴射ノズル12と、ノズルガイド14に保持されたサイドノズル(補助ノズル)13とが配置されている。また、成膜チャンバ2の内部は、排気ポンプ15により所定の圧力となるように減圧されている。基板ステージ11は、成膜基板100が配置される可動ステージであり、制御部5の制御の下で、XY平面内を2次元的に移動する。また、噴射ノズル12は、エアロゾル搬送ライン1aを介して導入されたエアロゾルを基板100に向けて噴射することにより、エアロゾルビームを形成する。サイドノズル13は、噴射ノズル12の開口付近に配置されており、噴射ノズル12から噴射されたエアロゾルに向けてエアを吹き付ける。さらに、ノズルガイド14には、噴射ノズル12から噴射されたエアロゾルを整形するためのスリット14aが設けられている。
A
コンプレッサ3は、サイドノズル13にエアを圧送する。このコンプレッサ3からサイドノズル13に供給されるエアの供給ラインには、制御弁4が設けられている。制御部5は、基板100に形成される膜のパターンに応じて、基板ステージ11の位置と、制御弁4の開閉の切り替えとを制御する。
The
次に、図1に示す成膜装置の動作について説明する。
まず、成膜室2の基板ステージ11に、シリコン(Si)、ガラス、セラミックス等の基板100を配置し、所定の温度に保つと共に、排気ポンプ15を用いて、成膜室2の内部を所定の真空度まで排気する。次に、エアロゾル生成室1に、セラミックス等の成膜粉を配置し、キャリアガスを導入することによってエアロゾルを生成し、噴射ノズル12に導入して基板100に向けて噴射させる。
Next, the operation of the film forming apparatus shown in FIG. 1 will be described.
First, a
一方、制御部5は、形成される膜のパターンに応じて基板ステージ11を移動させ、噴射ノズル12から噴射されたエアロゾルビームに基板100を走査させる。これにより、エアロゾルビームに含まれる成膜粉が基板100や基板100上の堆積物に付着し、所望の膜パターンが直接的に形成される。
On the other hand, the
また、制御部5は、基板100上の成膜不要な領域が噴射ノズル12上に至ると、サイドノズル13からエアが噴射されるように、制御弁4を開かせる。ここで、AD法による成膜を行うためには、成膜粉の種類、エアロゾルを噴射する際の圧力(成膜粉噴射圧力)、基板の硬さ等の基板条件、成膜温度の4つの条件がバランス良く満たされている必要がある。これらの条件の内の1つでも欠けてしまうと、形成された膜の性能が変化してしまったり、或いは、成膜そのものがされなくなってしまう。そこで、成膜が不要な領域においては、エアロゾルビームにエアを吹き付けることにより、エアロゾルの気流を擾乱させる。これにより、上記の4つの条件の内、成膜粉噴射圧力に関する条件が崩れるので、成膜粉の堆積を停止させることができる。
制御部5は、成膜不要な領域が噴射ノズル12を通過すると、制御弁4を閉じさせる。これにより、成膜条件に適合する元の成膜粉噴射圧力が速やかに回復し、基板100において、成膜粉の堆積が再び開始される。
Moreover, the
The
ここで、サイドノズル13から噴射されるエアの方向は、エアロゾルビームの進行方向に対して方向余弦を有する方向であることが望ましい。即ち、図2の(a)に示すように、エアロゾルビームの進行方向に対して、エアが負の速度成分を有している場合や、図2の(b)に示すように、エアロゾルビームの進行方向に対して、エアが正の速度成分を有している場合には、エアロゾルビームが有する基板方向への速度成分を変化させることができるので、上記の成膜粉噴射圧力に関する条件を効果的に崩すことができる。
Here, the direction of air injected from the
以上説明したように、本実施形態においては、制御弁4の開閉を制御することにより、成膜のオン/オフを高速に切り換えることができる。従って、煩雑な工程や複雑な機構を用いることなく、AD法による精細な膜パターンを容易に形成することが可能になる。 As described above, in this embodiment, by controlling the opening and closing of the control valve 4, film formation can be switched on / off at high speed. Therefore, it is possible to easily form a fine film pattern by the AD method without using a complicated process or a complicated mechanism.
本実施形態においては、エアロゾルビームにエアを吹き付けることにより、AD法における成膜条件の内の1つを制御したが、反対に、サイドノズルからエアロゾルを吸引することによっても同様の効果を得ることができる。その場合には、図1に示すコンプレッサ4の替わりに排気ポンプを設ければよい。
なお、サイドノズル13は、必ずしも図1に示すように噴射ノズル12の開口の直近に配置する必要はなく、例えば、基板100の直前や、エアロゾル搬送管1aの途中に配置しても良い。
In the present embodiment, one of the film forming conditions in the AD method is controlled by blowing air to the aerosol beam. Conversely, the same effect can be obtained by sucking the aerosol from the side nozzle. Can do. In that case, an exhaust pump may be provided instead of the compressor 4 shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the
次に、本実施形態に係る成膜装置の変形例について、図3及び図4を参照しながら説明する。
本実施形態に係る成膜装置においては、図1に示す噴射ノズル12及びサイドノズル13の替わりに、図3に示す複数の噴射ノズル21a、21b、…、及び、ノズルガイド23に保持された複数のサイドノズル22a、22b、…を用いても良い。
Next, a modification of the film forming apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS.
In the film forming apparatus according to the present embodiment, instead of the
複数の噴射ノズル21a、21b、…は、ライン状に配置されており、図1に示すエアロゾル生成室1から供給されるエアロゾルを並行して噴射することにより、複数のエアロゾルビームを形成する。また、サイドノズル22a、22b、…は、噴射ノズル21a、21b、…の開口付近にそれぞれ配置されており、図1に示すコンプレッサ3から供給されたエアを、対応する噴射ノズルから噴射されたエアロゾルビームにそれぞれ吹き付ける。なお、コンプレッサ3とサイドノズル22a、22b、…との間の制御弁の開閉は、それぞれ独立に制御されている。
The plurality of
ここで、噴射ノズルから噴射されたエアロゾルビームは、多少広がりながら基板に衝突する。そのため、この変形例のように、複数の噴射ノズルを所定の間隔で並べ、そこからエアロゾルを噴射することにより、隣接する噴射ノズルから噴射されたエアロゾルビームの裾が重なるので、幅が広い膜を形成することができる。その際に、制御弁の開閉を制御することにより、所望のパターンを有する大面積の成膜を効率良く行うことができる。 Here, the aerosol beam ejected from the ejection nozzle collides with the substrate while slightly spreading. Therefore, as in this modification, by arranging a plurality of injection nozzles at a predetermined interval and injecting aerosol from there, the bottoms of the aerosol beams injected from adjacent injection nozzles overlap, so a wide film is formed. Can be formed. At that time, by controlling the opening and closing of the control valve, it is possible to efficiently form a large-area film having a desired pattern.
ところで、一般に、ライン状に並べられた複数の噴射ノズルに1つの搬送管からエアロゾルを供給する場合には、中心付近の噴射ノズルの成膜粉噴射圧力は比較的高く、周辺の噴射ノズルの成膜粉噴射圧力は比較的低くなるものと考えられる。そのような複数の噴射ノズルから一律にエアロゾルを噴射すると、形成された膜の厚さが不均一になってしまう。そのため、この変形例においては、周辺の噴射ノズルと比較して、中心付近の噴射ノズルによる堆積可能な時間が短くなるように、サイドノズル22a、22b、…からのエア噴射をそれぞれ制御することが望ましい。これにより、形成される膜の平坦ムラを補正することができる。
或いは、反対に、所望の凹凸のある膜を形成するために、サイドノズル22a、22b、…からのエア噴射をそれぞれ制御しても良い。
By the way, in general, when aerosol is supplied to a plurality of spray nozzles arranged in a line from one transport pipe, the film forming powder spray pressure of the spray nozzle near the center is relatively high, and the peripheral spray nozzles are formed. The film powder injection pressure is considered to be relatively low. When aerosol is uniformly ejected from such a plurality of ejection nozzles, the thickness of the formed film becomes non-uniform. Therefore, in this modified example, the air injection from the
Alternatively, on the contrary, air injection from the
また、本実施形態に係る成膜装置においては、図1に示す噴射ノズル12及びサイドノズル13の替わりに、図4に示すように、スリット状の開口を有する噴射ノズル25、及び、ノズルガイド27に保持された複数のサイドノズル26を用いても良い。この場合においては、噴射ノズル25を用いて、幅が広い膜パターンを効率良く形成することができる。その際に、複数のサイドノズル26からのエア噴射をそれぞれ制御することにより、膜厚の平坦ムラを補正したり、反対に、所望の凹凸が形成された膜を作製することができる。
以上説明した本発明の第1の実施形態においては、サイドノズルからエアを噴射することにより、噴射ノズルの目詰まりをクリーニングすることも可能である。
Further, in the film forming apparatus according to the present embodiment, instead of the
In the first embodiment of the present invention described above, it is possible to clean the clogging of the injection nozzle by injecting air from the side nozzle.
次に、本発明の第2の実施形態に係る成膜装置について、図5及び図6を参照しながら説明する。
図5に示すように、本実施形態に係る成膜装置は、図1に示す制御弁4、制御部5、及び、サイドノズル13の替わりに、制御弁31及び32、制御部33、及び、ノズルガイド36に保持された2つのサイドノズル34及び35を有している。その他の構成については、図1に示す成膜装置と同様である。
Next, a film forming apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, the film forming apparatus according to the present embodiment has
制御弁31及び32は、コンプレッサ3からサイドノズル34及び35に圧送されるエアの供給ラインにそれぞれ設けられている。制御部33は、形成される膜のパターンに応じて、基板ステージ11の位置と、制御弁31及び32の開閉とを制御する。
サイドノズル34及び35は、エアロゾルビームに向けて、互いに異なる方向からエアを噴射するように配置されている。図6は、図5に示す噴射ノズル12並びにサイドノズル34及び35を、基板100側から見た図である。本実施形態において、サイドノズル34はX方向にエアを噴射し、サイドノズル35はマイナスY方向にエアを噴射する。
The
The side nozzles 34 and 35 are arranged so as to inject air from different directions toward the aerosol beam. FIG. 6 is a view of the
このような成膜装置において、制御部33の制御の下でサイドノズル34及び35から噴射されるエアの量を調節しつつ、噴射ノズル12から噴射されたエアロゾルビームにエアを吹き付けることにより、エアロゾルビームを偏向することができる。従って、基板ステージ11の位置と、エアロゾルビームの偏向方向及び偏向量を調整しつつ成膜を行うことにより、所望の膜パターンを効率良く形成することができる。
In such a film forming apparatus, by controlling the amount of air ejected from the
ここで、2つのサイドノズルの配置は必ずしも互いに垂直である必要はなく、それらのエア噴射方向が互いに非平行となる配置であれば良い。また、サイドノズルの数を増やすことにより、エアロゾルビームの偏向方向をより細かく制御することが可能になる。
なお、本実施形態においても、コンプレッサ3の替わりに排気ポンプを設け、サイドノズルによってエアロゾルを吸引することにより、エアロゾルビームを偏向しても良い。
Here, the arrangement of the two side nozzles is not necessarily perpendicular to each other as long as their air injection directions are not parallel to each other. Further, by increasing the number of side nozzles, the deflection direction of the aerosol beam can be controlled more finely.
In the present embodiment, an exhaust pump may be provided in place of the
次に、本発明の第3の実施形態について、図7及び図8を参照しながら説明する。
図7に示すように、本実施形態に係る成膜装置は、図5に示す成膜装置に加えて、制御弁41と、エアフローレンズ42と、エアフローレンズ駆動部43とを有している。また、この成膜装置は、図5に示す制御部33の替わりに、制御部44を有している。ここで、本願において、エアフローレンズとは、気流を用いることにより、あたかもレンズのようにエアロゾルビームの径を変化させる機構のことをいう。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7, the film forming apparatus according to this embodiment includes a
制御弁41は、コンプレッサ3からエアフローレンズ42に圧送されるエアの供給ラインに設けられている。エアフローレンズ駆動部43は、制御部44の制御の下で、エアフローレンズ42をXY方向に移動させる。制御部44は、形成される膜のパターンに応じて、基板ステージ11の位置と、制御弁31、32、及び42の開閉とを制御する。また、制御部44は、噴射ノズル12から噴射されたエアロゾルビームがサイドノズル34及び35から噴射されたエアによって偏向された場合に、その偏向方向に応じてエアフローレンズ42を移動させるように、エアフローレンズ駆動部43を制御する。
The
図8は、図7に示すエアフローレンズ42を拡大して示す斜視図である。エアフローレンズ42は、リング状に配置された複数のエア噴射口42aを有している。このようなエアフローレンズ42は、噴射ノズル12から噴射されたエアロゾルビームがリングの中心を通るように配置されている。
FIG. 8 is an enlarged perspective view showing the
ここで、先にも述べたように、噴射ノズル12から噴射されたエアロゾルビームは、多少広がりつつ基板に衝突する。このエアロゾルビームの広がる度合いは、噴射ノズルの開口が小さいほど顕著になる。そのため、細いパターンを成膜したい場合においても、開口径によってエアロゾルビームを制御するには限界がある。そこで、本実施形態においては、エアフローレンズ42を用いてエアロゾルビームを収束させている。即ち、エアロゾルビームにエアフローレンズ42のリング中心を通過させ、その際に、複数のエア噴射口42aから、エアロゾルビームの進行方向に対して該垂直方向にエアを吹き付けることにより、エアロゾルビームの径を絞ることができる。このエアロゾルビームの径は、制御弁41の開閉を制御してエアの圧力を調節することにより、高速に変化させることが可能である。
Here, as described above, the aerosol beam ejected from the
このように、本実施形態においては、所望の径を有するエアロゾルビームを形成することができる。併せて、基板100の位置及びサイドノズル34及び35のエア噴射を制御することにより、微細なパターンを正確且つ効率良く成膜することが可能になる。
Thus, in the present embodiment, an aerosol beam having a desired diameter can be formed. In addition, by controlling the position of the
なお、このようなエアフローレンズを複数段配置することにより、多段レンズを構成しても良い。その場合には、各エアフローレンズによって少しずつエアロゾルを収束させることにより、エアロゾルの流れを大きく乱すことなく、エアロゾルの太さを細く絞ることができる。また、エアフローレンズにおける複数のエア噴射口の配置は、リング状でなくても、エアロゾルビームを囲むように配置されていれば良い。或いは、エアフローレンズを配置する替わりに、エアロゾルビームを囲むように多数のノズル群を配置することによっても、同様の効果を得ることができる。 Note that a multistage lens may be configured by arranging a plurality of such airflow lenses. In that case, by converging the aerosol little by little with each airflow lens, the thickness of the aerosol can be narrowed down without greatly disturbing the flow of the aerosol. In addition, the arrangement of the plurality of air injection ports in the airflow lens is not limited to the ring shape, but may be arranged so as to surround the aerosol beam. Alternatively, the same effect can be obtained by arranging a number of nozzle groups so as to surround the aerosol beam instead of arranging the airflow lens.
以上説明した本発明の第1〜第3の実施形態においては、エアの替わりに、酸素や窒素等の目的に応じた気体をサイドノズルから噴射しても良い。エアロゾルにそれらの気体を混入させることにより、酸化膜や窒化膜を形成することができる。その際に、気体の濃度や流量を調節することにより、任意の化合比の膜を形成することが可能になる。 In the first to third embodiments of the present invention described above, a gas corresponding to the purpose such as oxygen or nitrogen may be injected from the side nozzle instead of air. By mixing these gases into the aerosol, an oxide film or a nitride film can be formed. At that time, by adjusting the concentration and flow rate of the gas, it is possible to form a film having an arbitrary compound ratio.
本発明は、原料の粉体を基板に向けて噴射して堆積させることによって膜を形成する成膜装置において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a film forming apparatus that forms a film by spraying and depositing raw material powder onto a substrate.
1 エアロゾル生成室
2 成膜チャンバ
3 コンプレッサ(圧縮ポンプ)
4、31、32、41 制御弁
5、33、44 制御部
11 基板ステージ
12、21a、21b、…、25 噴射ノズル
13、22a、22b、…、26、34、35 サイドノズル
14、23、27、36 ノズルガイド
14a スリット
15 排気ポンプ
42 エアフローレンズ
43 エアフローレンズ駆動部
100 基板
1
4, 31, 32, 41
Claims (9)
前記成膜室に配置され、構造物が形成される基板を保持する可動ステージと、
前記成膜室内を排気する排気手段と、
容器に配置された原料の粉体をガスによって吹き上げることにより、エアロゾルを生成するエアロゾル生成手段と、
前記成膜室に配置され、前記エアロゾル生成手段によって生成されたエアロゾルを基板に向けて噴射することによりエアロゾルビームを形成する少なくとも1つの噴射ノズルと、
前記少なくとも1つの噴射ノズルから噴射されるエアロゾルに向けてエアを噴射し、又は、該エアロゾルを吸引する少なくとも1つの補助ノズルと、
前記少なくとも1つの補助ノズルにエアを供給し、又は、前記少なくとも1つの補助ノズルによって吸引されたエアロゾルを排気するポンプと、
形成される膜のパターンに応じて、前記可動ステージの位置と、前記少なくとも1つの補助ノズルの動作を制御する制御手段と、
を具備する成膜装置。 A deposition chamber;
A movable stage disposed in the film forming chamber and holding a substrate on which a structure is formed;
An exhaust means for exhausting the film forming chamber;
Aerosol generating means for generating an aerosol by blowing up the raw material powder disposed in the container with a gas;
At least one spray nozzle that is disposed in the film forming chamber and forms an aerosol beam by spraying the aerosol generated by the aerosol generating means toward the substrate;
At least one auxiliary nozzle that injects air toward the aerosol injected from the at least one injection nozzle or sucks the aerosol;
A pump for supplying air to the at least one auxiliary nozzle or exhausting aerosols sucked by the at least one auxiliary nozzle;
Control means for controlling the position of the movable stage and the operation of the at least one auxiliary nozzle according to the pattern of the film to be formed,
A film forming apparatus comprising:
前記少なくとも1つの補助ノズルが、前記複数の噴射ノズルからそれぞれ噴射されるエアロゾルに向けてそれぞれエアを噴射し、又は、該エアロゾルをそれぞれ吸引する複数の補助ノズルを含み、
前記制御手段が、形成される膜のパターンに応じて、前記複数の補助ノズルの各々の動作を制御する、請求項1又は2記載の成膜装置。 The at least one injection nozzle includes a plurality of arranged injection nozzles;
The at least one auxiliary nozzle includes a plurality of auxiliary nozzles that respectively inject air toward the aerosol injected from the plurality of injection nozzles or suck each of the aerosols;
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the operation of each of the plurality of auxiliary nozzles according to a pattern of a film to be formed.
前記少なくとも1つの補助ノズルが、前記スリット状の開口を有するノズルの長辺に沿うようにライン状に配列された複数の補助ノズルを含み、
前記制御手段が、形成される膜のパターンに応じて、前記複数の補助ノズルの各々の動作を制御する、
請求項1又は2記載の成膜装置。 The at least one injection nozzle includes a nozzle having a slit-like opening;
The at least one auxiliary nozzle includes a plurality of auxiliary nozzles arranged in a line along a long side of the nozzle having the slit-shaped opening;
The control means controls the operation of each of the plurality of auxiliary nozzles according to the pattern of the film to be formed;
The film forming apparatus according to claim 1 or 2.
前記制御手段が、形成される膜のパターンに応じてエアロゾルビームを偏向するように、前記少なくとも2つの補助ノズルの動作を制御する、
請求項1記載の成膜装置。 The at least one auxiliary nozzle is arranged to inject air from different directions toward the aerosol injected from the at least one injection nozzle, or to suck aerosol from different directions Including nozzles,
The control means controls the operations of the at least two auxiliary nozzles so as to deflect the aerosol beam according to the pattern of the film to be formed;
The film forming apparatus according to claim 1.
前記制御手段が、前記複数の噴射口から噴射されたエアを吹き付けられることにより、エアロゾルビームの径を変化させるように、前記エア噴射手段の動作を制御する、
請求項1〜7のいずれか1項記載の成膜装置。 An air injection means arranged so as to surround the aerosol injected from the at least one injection nozzle, and having a plurality of injection ports for injecting air toward the aerosol;
The control means controls the operation of the air injection means so as to change the diameter of the aerosol beam by blowing air injected from the plurality of injection ports.
The film-forming apparatus of any one of Claims 1-7.
前記制御手段が、前記複数のノズル群から噴射されたエアを吹き付けられることにより、エアロゾルビームの径を変化させるように、前記複数のノズル群の動作を制御する、
請求項1〜7のいずれか1項記載の成膜装置。 A plurality of nozzle groups arranged to surround the aerosol ejected from the at least one ejection nozzle and ejecting air toward the aerosol;
The control means controls the operation of the plurality of nozzle groups so as to change the diameter of the aerosol beam by being blown with air ejected from the plurality of nozzle groups.
The film-forming apparatus of any one of Claims 1-7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004127036A JP2005305341A (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Film formation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004127036A JP2005305341A (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Film formation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005305341A true JP2005305341A (en) | 2005-11-04 |
Family
ID=35434716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004127036A Withdrawn JP2005305341A (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Film formation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005305341A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005324135A (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | Apparatus and method for film formation |
JP2005340515A (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Alps Electric Co Ltd | Spray coating apparatus and spray coating method using the same |
JP2007246937A (en) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Fujitsu Ltd | Film forming apparatus and electronic component manufacturing method |
WO2017164565A1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 주식회사 프로텍 | Viscous solution application apparatus and viscous solution application method |
US12138650B2 (en) | 2020-12-21 | 2024-11-12 | Protec Co., Ltd. | Apparatus for ejecting viscous liquid aerosol |
-
2004
- 2004-04-22 JP JP2004127036A patent/JP2005305341A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005324135A (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | Apparatus and method for film formation |
JP4553630B2 (en) * | 2004-05-14 | 2010-09-29 | 富士フイルム株式会社 | Film forming apparatus and film forming method |
JP2005340515A (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Alps Electric Co Ltd | Spray coating apparatus and spray coating method using the same |
JP2007246937A (en) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Fujitsu Ltd | Film forming apparatus and electronic component manufacturing method |
WO2017164565A1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 주식회사 프로텍 | Viscous solution application apparatus and viscous solution application method |
US12138650B2 (en) | 2020-12-21 | 2024-11-12 | Protec Co., Ltd. | Apparatus for ejecting viscous liquid aerosol |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK2783024T3 (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR CREATING A DEPOSIT OF ONE OR MORE SCRAPABLE MATERIALS ON A SUBSTRATE BY SPRAYING A POWDER | |
JP2011042856A (en) | Film deposition device and film deposition method | |
US20090191349A1 (en) | Aerosol generator, method for generating aerosol, film forming apparatus, and method for manufacturing film forming body | |
KR101941028B1 (en) | Apparatus for jetting mixed fluid with nozzle of slit type | |
JP5114960B2 (en) | Processing apparatus and wiring board manufacturing apparatus | |
JP2005305341A (en) | Film formation device | |
JP2004122341A (en) | Filming method | |
KR100525227B1 (en) | Manufacturing methods of water repellent member and inkjet head | |
JP2006032485A (en) | Piezoelectric film forming method | |
JP2015233100A (en) | Imprint device and article manufacturing method | |
JP4556618B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP4553630B2 (en) | Film forming apparatus and film forming method | |
KR20090050707A (en) | Nanoparticle cleaning device using supersonic nozzle and its cleaning method | |
KR20190087260A (en) | Aerosol deposition apparatus and method for manufacturing coating layer using the same | |
CN116219366A (en) | Evaporation device and evaporation method | |
JP3015869B2 (en) | Fine molding method and apparatus | |
JP2008029977A (en) | Aerosol discharge nozzle and coating-film forming device | |
JP2006249490A (en) | Aerosol spraying device for film formation apparatus, and film formation apparatus | |
JP4608202B2 (en) | Deposition equipment | |
TWI602240B (en) | Thin film forming apparatus and thin film forming method using the same | |
JP2007063582A (en) | Film-forming method and film-forming apparatus | |
JP2005171272A (en) | Laser cvd apparatus | |
JP2007162077A (en) | Film deposition apparatus, film deposition method, ceramic film, inorganic structure, and device | |
JP7195778B2 (en) | Deposition apparatus, cleaning gas nozzle, cleaning method | |
JP2005174972A (en) | Laser cvd device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061205 |
|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070703 |