[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4553630B2 - Film forming apparatus and film forming method - Google Patents

Film forming apparatus and film forming method Download PDF

Info

Publication number
JP4553630B2
JP4553630B2 JP2004145020A JP2004145020A JP4553630B2 JP 4553630 B2 JP4553630 B2 JP 4553630B2 JP 2004145020 A JP2004145020 A JP 2004145020A JP 2004145020 A JP2004145020 A JP 2004145020A JP 4553630 B2 JP4553630 B2 JP 4553630B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aerosol
substrate
raw material
film
film forming
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004145020A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005324135A (en
Inventor
敦 大澤
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.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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 Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2004145020A priority Critical patent/JP4553630B2/en
Publication of JP2005324135A publication Critical patent/JP2005324135A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4553630B2 publication Critical patent/JP4553630B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、原料の粉体を基板に向けて噴射することにより、原料の組成材料を基板上に堆積させる成膜方法及び成膜装置に関する。   The present invention relates to a film forming method and a film forming apparatus for depositing a raw material composition material on a substrate by spraying the raw material powder onto the 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、それをノズルから噴射して基板に吹き付けることにより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. Aerosol deposition (hereinafter also referred to as AD method) is a method of forming an aerosol containing raw material powder (film-forming powder), spraying it from a nozzle and spraying it onto a substrate. Is the method. 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法においては、高速で噴射された原料の粉体が、基板や先に形成された堆積物等の下層に衝突して食い込むと共に破砕し、その際に生じた破砕面が下層に付着する。このような成膜メカニズムは、メカノケミカル反応と呼ばれており、この反応により、不純物を含まない、緻密で強固な膜を形成することが可能になる。そのため、このような特殊な成膜メカニズムを活かした新たな材料開発や、様々なアプリケーションへの適用が期待されている。   In the AD method, the raw material powder sprayed at a high speed collides with and crushes the lower layer such as the substrate or the previously formed deposit, and the crushed surface generated at that time adheres to the lower layer. Such a film formation mechanism is called a mechanochemical reaction, and this reaction makes it possible to form a dense and strong film that does not contain impurities. Therefore, new material development utilizing such a special film formation mechanism and application to various applications are expected.

ところで、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と共に、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。   Incidentally, 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 fabrication surface to form a film, and then post-processing including removal of the resist or the like is performed. However, such a method is cumbersome because the number of processes increases, and a mask cannot be formed by photolithography on a non-planar surface or a three-dimensional surface.

また、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り、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ため、精細な膜パターンを形成することはできないおそれがある。   Further, 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, Patent Document 1 discloses an aerosol in a composite structure forming method in which an aerosol containing fine particles is jetted from a nozzle toward a base material to collide to form a structure made of a constituent material of fine particles on the surface of the base material. And a moving means for moving the blocking means, and when the nozzle or the substrate moves so that the sprayed aerosol collides with a position where the structure on the substrate is not formed, A composite structure forming method in which the blocking means is controlled to be moved to a position where the aerosol is blocked is disclosed. However, in order to mechanically control the film-forming powder sprayed at high speed, it is necessary to use a shutter with a robust mechanism that is difficult to break down in a dust environment and can withstand the collision of film-forming powder. Since it is difficult to control the shutter having such a mechanism at high speed, there is a possibility that a fine film pattern cannot be formed.

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。
特開2003−117450号公報(第2頁、図1) 特開2003−119575号公報(第3頁)
Alternatively, it is also conceivable to control the supply of the aerosol to the injection nozzle so that the film forming powder is not injected from the nozzle in a portion where film formation is unnecessary. However, as disclosed in Patent Document 2, immediately after restarting the aerosol injection, the concentration and flow rate of the aerosol are unstable. If the film-forming powder is sprayed on the substrate in such a state, it is not uniform. Deposits and fragile structures are formed. In addition, it takes time before the aerosol airflow conditions are met.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-117450 (second page, FIG. 1) JP 2003-119575 A (page 3)

また、従来のAD法においては、同時に1種類の原料しか使用することができない。そのため、組成の異なる複数種類の膜を含むパターンを形成するためには、原料の種類を変更しつつ、一連の成膜工程を複数回繰り返さなくてはならない。しかしながら、先にも述べたように、原料を交換する際に、ノズルからのエアロゾル噴射を停止させてしまうと、それを再開したときに、再び成膜が可能な状態になるまで時間を要するので効率が悪い。そのため、形成される膜に組成のバリエーションを持たせることは困難である。
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、AD法により、複数種類の組成を含む膜パターンを効率良く形成することができる成膜装置及び成膜方法を提供することを目的とする。
In the conventional AD method, only one kind of raw material can be used at the same time. Therefore, in order to form a pattern including a plurality of types of films having different compositions, a series of film forming steps must be repeated a plurality of times while changing the type of raw material. However, as described above, if the aerosol injection from the nozzle is stopped when the raw material is changed, it takes time until the film can be formed again when it is restarted. ineffective. Therefore, it is difficult to give variations in composition to the formed film.
Therefore, in view of the above points, an object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of efficiently forming a film pattern including a plurality of types of compositions by the AD method.

上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る成膜装置は、原料の粉体を基板に向けて噴射することにより、原料の組成材料を基板上に堆積させる成膜装置であって、成膜室と、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、成膜室内の気体を外部へ排出する排気手段と、第1の容器に収納された第1の原料の粉体を含むエアロゾルを生成する第1のエアロゾル生成手段と、第2の容器に収納された第2の原料の粉体を含むエアロゾルを生成する第2のエアロゾル生成手段と、成膜室に配置され、第1の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第1の噴射ノズルと、成膜室に配置され、第2の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第2の噴射ノズルと、第1の噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引する第1のサイドノズルと、第1のサイドノズルに気体を供給し、又は、第1のサイドノズルから気体を吸引する第1のポンプと、第2の噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引する第2のサイドノズルと、第2のサイドノズルに気体を供給し、又は、第2のサイドノズルから気体を吸引する第2のポンプと、形成される膜のパターンに応じて、第1のエアロゾル生成手段によって生成されたエアロゾルを第1の噴射ノズルから基板に向けて噴射すると共に、第2のエアロゾル生成手段によって生成され、第2の噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引してエアロゾルを擾乱させることにより、第1の原料を基板に堆積させ、また、第2のエアロゾル生成手段によって生成されたエアロゾルを第2の噴射ノズルから基板に向けて噴射すると共に、第1のエアロゾル生成手段によって生成され、第1の噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引してエアロゾルを擾乱させることにより、第2の原料を基板に堆積させるように、第1及び第2のサイドノズルにおける気体の噴射又は吸引のオン/オフ、及び/又は、噴射又は吸引される気体の流速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 one aspect of the present invention is a film forming apparatus that deposits a raw material composition material on a substrate by spraying the raw material powder onto the substrate. The film forming chamber, the movable stage disposed in the film forming chamber and holding the substrate on which the structure is formed, the exhaust means for discharging the gas in the film forming chamber to the outside, and the first container A first aerosol generating means for generating an aerosol containing a powder of the first raw material; a second aerosol generating means for generating an aerosol containing a powder of the second raw material housed in a second container; A first spray nozzle that is disposed in the film forming chamber and sprays the aerosol generated by the first aerosol generating unit toward the substrate, and an aerosol that is disposed in the film forming chamber and generated by the second aerosol generating unit. Second jetting toward the substrate An injection nozzle, a first side nozzle that injects or sucks gas into the aerosol injected from the first injection nozzle, and a gas is supplied to the first side nozzle, or a gas is supplied from the first side nozzle. A first pump for sucking gas, a second side nozzle for jetting or sucking gas to the aerosol jetted from the second jet nozzle, and supplying the gas to the second side nozzle, or second Injecting the aerosol generated by the first aerosol generating means toward the substrate from the first injection nozzle according to the pattern of the film to be formed and the second pump for sucking the gas from the side nozzles , By injecting or sucking gas to the aerosol generated by the second aerosol generation means and injected from the second injection nozzle, the aerosol is disturbed, The raw material is deposited on the substrate, and the aerosol generated by the second aerosol generating unit is sprayed from the second spray nozzle toward the substrate, and the first aerosol generating unit generates the first spray. Injecting or sucking gas from the nozzles to disturb the aerosol to inject the gas into the first and second side nozzles so that the second raw material is deposited on the substrate . on / off, and / or, and a control means for controlling the flow rate of the gas to be injected or aspirated.

また、本発明の1つの観点に係る成膜方法は、原料の粉体を基板に向けて噴射することにより、原料の組成材料を基板上に堆積させる成膜方法であって、第1の容器に収納された第1の原料の粉体を含むエアロゾルを生成する工程(a)と、第2の容器に収納され、第1の原料と組成が異なる第2の原料の粉体を含むエアロゾルを生成する工程(b)と、工程(a)において生成されたエアロゾルを噴射ノズルから基板に向けて噴射すると共に、工程(b)において生成され、噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引してエアロゾルを擾乱させることにより、第1の原料を基板に堆積させる工程(c)と、工程(b)において生成されたエアロゾルを噴射ノズルから基板に向けて噴射すると共に、工程(a)において生成され、噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引してエアロゾルを擾乱させることにより、第2の原料を基板に堆積させる工程(d)とを具備する。 A film forming method according to one aspect of the present invention is a film forming method in which a raw material composition material is deposited on a substrate by spraying the raw material powder onto the substrate. Step (a) for generating an aerosol containing a first raw material powder stored in a container, and an aerosol containing a second raw material powder stored in a second container and having a composition different from that of the first raw material (B), and the aerosol generated in the step (a) is injected from the injection nozzle toward the substrate, and the gas generated in the step (b) and injected from the injection nozzle is gas. The step (c) of depositing the first raw material on the substrate by spraying or sucking to disturb the aerosol, the aerosol generated in the step (b) being sprayed from the spray nozzle toward the substrate, and the step ( a) Odor Is generated, the gas jet or suction to by disturbance aerosol against injected aerosol from the injection nozzle, the second feedstock comprising a depositing on the substrate (d).

本発明によれば、第1のエアロゾルビーム及び/又は第2のエアロゾルビームに気体を噴射又は吸引することによって成膜条件を崩すので、成膜のオン/オフや、それらの中間状態を高速に切り換えることができる。従って、組成の異なる複数種類の膜を含むパターンを効率良く形成することができる According to the present invention, the film forming conditions are broken by jetting or sucking the gas to the first aerosol beam and / or the second aerosol beam, so that the on / off of the film forming and the intermediate state thereof can be performed at high speed. Can be switched. Therefore, a pattern including a plurality of types of films having different compositions can be efficiently formed .

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、本発明の一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 an 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、第1のエアロゾル生成室1a及び第2のエアロゾル生成室1bと、成膜チャンバ(成膜室)3と、第1のコンプレッサ(圧縮ポンプ)4a及び第2のコンプレッサ4bと、第1の制御弁a及び第2の制御弁bと、制御部7とを含んでいる。
エアロゾル生成室1a及び1b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1a及び1bには、ガスボンベ等の圧空ラインがそれぞれ接続されており、そこから窒素(N)、酸素(O)、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。それにより、エアロゾル生成室1a及び1b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。エアロゾル生成室1aにおいて生成されたエアロゾルは、エアロゾル搬送ライン2aを通って成膜チャンバ3に導入され、エアロゾル生成室1bにおいて生成されたエアロゾルは、エアロゾル搬送ライン2bを通って成膜チャンバ3に導入される。
The film formation apparatus shown in FIG. 1 includes a first aerosol generation chamber 1a and a second aerosol generation chamber 1b, a film formation chamber (film formation chamber) 3, a first compressor (compression pump) 4a, and a second a compressor 4b, and includes a first control valve 6 a and the second control valve 6 b, and a controller 7.
The aerosol generation chambers 1a and 1b are containers in which minute powders (film forming powders) of raw materials are placed. The aerosol generation chambers 1a and 1b are respectively connected with compressed air lines such as gas cylinders, from which nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), helium (He), argon (Ar), dry air, etc. Carrier gas is introduced. Thereby, in the aerosol production | generation chambers 1a and 1b, film-forming powder is blown up and an aerosol is produced | generated. The aerosol generated in the aerosol generation chamber 1a is introduced into the film formation chamber 3 through the aerosol transfer line 2a, and the aerosol generated in the aerosol generation chamber 1b is introduced into the film formation chamber 3 through the aerosol transfer line 2b. Is done.

成膜チャンバ3には、基板10が配置される基板ステージ11と、第1の噴射ノズル12a及び第2の噴射ノズル12bと、第1のサイドノズル(補助ノズル)13a及び第2のサイドノズル13bとが配置されている。噴射ノズル12a及び12b、並びに、サイドノズル13a及び13bは、ノズルガイド14によって保持されている。また、成膜チャンバ3の内部は、排気ポンプ8により、所定の真空度に維持されている。
基板ステージ11は、基板10を保持すると共に、制御部7の制御の下で3次元的に移動する可動ステージである。
In the film forming chamber 3, a substrate stage 11 on which a substrate 10 is disposed, a first injection nozzle 12a and a second injection nozzle 12b, a first side nozzle (auxiliary nozzle) 13a and a second side nozzle 13b. And are arranged. The injection nozzles 12 a and 12 b and the side nozzles 13 a and 13 b are held by a nozzle guide 14. Further, the inside of the film forming chamber 3 is maintained at a predetermined degree of vacuum by an exhaust pump 8.
The substrate stage 11 is a movable stage that holds the substrate 10 and moves three-dimensionally under the control of the control unit 7.

噴射ノズル12aは、エアロゾル搬送ライン2aを介して供給されたエアロゾルを基板10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。また、噴射ノズル12bはエアロゾル搬送ライン2bを介して供給されたエアロゾルを基板10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。噴射ノズル12a及び12bの開口の向きは、それらのノズルから噴射されたエアロゾルビームが、基板10の成膜面において重なるように調節されている。以下において、2つの噴射ノズル12a及び12bからそれぞれ噴射されたエアロゾルビームが重なる領域のことを、エアロゾルビームの照射ポイントという。   The injection nozzle 12a forms an aerosol beam by injecting the aerosol supplied via the aerosol transport line 2a toward the substrate 10. Moreover, the injection nozzle 12b forms an aerosol beam by injecting the aerosol supplied through the aerosol transport line 2b toward the substrate 10. The directions of the openings of the injection nozzles 12 a and 12 b are adjusted so that the aerosol beams injected from these nozzles overlap on the film formation surface of the substrate 10. Hereinafter, a region where the aerosol beams ejected from the two ejection nozzles 12a and 12b overlap each other is referred to as an aerosol beam irradiation point.

サイドノズル13aは、噴射ノズル12aの開口付近に配置されており、噴射ノズル12aから噴射されたエアロゾルビームに向け、気体、例えば、エアを吹き付ける。また、噴射ノズル13bは、噴射ノズル12bの開口付近に配置されており、噴射ノズル12bから噴射されたエアロゾルビームに向けてエアを吹き付ける。   The side nozzle 13a is disposed in the vicinity of the opening of the injection nozzle 12a, and blows gas, for example, air toward the aerosol beam injected from the injection nozzle 12a. The injection nozzle 13b is disposed near the opening of the injection nozzle 12b, and blows air toward the aerosol beam injected from the injection nozzle 12b.

ここで、本実施形態において、エアロゾルビームにエアを吹き付ける理由について説明する。図2は、噴射ノズル12a〜ノズルガイド14をX方向から見た側面図である。
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、成膜速度が低下したり、或いは、成膜そのものがされなくなってしまう。そこで、成膜が不要な領域や成膜を控えたい領域においては、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。それにより、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、基板上に成膜粉が堆積できなくなったり、或いは、堆積可能な成膜粉の割合が減少する。反対に、エアの吹き付けを停止したり、エアの噴出量又は噴出速度を減らすことにより、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するので、成膜粉の堆積が再開され、或いは、堆積可能な成膜粉の割合が増加する。
Here, the reason why air is blown onto the aerosol beam in the present embodiment will be described. FIG. 2 is a side view of the injection nozzle 12a to the nozzle guide 14 as viewed from the X direction.
In order to perform film formation by the AD method, there are four balances: the type of film formation powder, the pressure when spraying aerosol (film formation powder injection pressure), the substrate conditions such as the hardness of the substrate, and the film formation temperature. It needs to be well met. If even one of these conditions is missing, the performance of the formed film will change, the film forming speed will decrease, or the film itself will not be formed. Therefore, in areas where film formation is not required or areas where film formation is desired to be suppressed, the airflow of the aerosol is disturbed by blowing air onto the aerosol beam. As a result, among the above four conditions, the conditions relating to the film forming powder injection pressure collapse, so that the film forming powder cannot be deposited on the substrate, or the ratio of the film forming powder that can be deposited decreases. On the other hand, by stopping the air blowing or reducing the amount or speed of air ejection, the original film-forming powder injection pressure that meets the film-forming conditions is quickly recovered, so deposition of film-forming powder resumes. Alternatively, the proportion of film-forming powder that can be deposited increases.

サイドノズル13a及び13b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。   The direction of air ejected from the side nozzles 13a and 13b is preferably a direction having a direction cosine with respect to the traveling direction of the aerosol beam. That is, as shown in FIG. 2A, when the air has a negative velocity component with respect to the traveling direction of the aerosol beam, or as shown in FIG. When air has a positive velocity component with respect to the traveling direction, the velocity component in the substrate direction of the aerosol beam can be changed. Can be destroyed.

再び、図1を参照すると、コンプレッサ4aは、エア供給ライン5aを介してサイドノズル13aにエアを圧送する。エア供給ライン5aには、制御部7の制御の下で動作する制御弁6aが設けられており、これにより、サイドノズル13aへのエアの供給が調節される。同様に、コンプレッサ4bは、制御弁6bが設けられたエア供給ライン5bを介してサイドノズル13bにエアを圧送する。
制御部7は、形成する膜パターンに応じて、基板ステージ11と噴射ノズル12a及び12bとの相対的位置を制御すると共に、制御弁6a及び6bの開閉を制御する。
Referring again to FIG. 1, the compressor 4a pumps air to the side nozzle 13a via the air supply line 5a. The air supply line 5a is provided with a control valve 6a that operates under the control of the control unit 7, thereby adjusting the supply of air to the side nozzle 13a. Similarly, the compressor 4b pressure-feeds air to the side nozzle 13b via an air supply line 5b provided with a control valve 6b.
The control unit 7 controls the relative positions of the substrate stage 11 and the injection nozzles 12a and 12b according to the film pattern to be formed, and controls the opening and closing of the control valves 6a and 6b.

次に、本発明の第1の実施形態に係る成膜方法について、図1、図3及び図4を参照しながら説明する。図3に示すように、本実施形態においては、互いに異なる組成を有する材料Aと材料Bとが基板10上に配置された膜パターン(成膜領域21〜24)を形成する。
まず、成膜チャンバ3の基板ステージ11に、シリコン(Si)、ガラス、又は、セラミックス等の材料によって形成された基板10を配置し、所定の温度に保つと共に、排気ポンプ8を用いて、成膜チャンバ3の内部を所定の真空度まで排気する。次に、材料Aの成膜粉をエアロゾル生成室1aに配置し、キャリアガスを導入することによりエアロゾルを生成する。同様に、材料Bの成膜粉をエアロゾル生成室1bに配置し、キャリアガスを導入することによりエアロゾルを生成する。
Next, a film forming method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 3, and FIG. As shown in FIG. 3, in this embodiment, a film pattern (film formation regions 21 to 24) in which material A and material B having different compositions are arranged on the substrate 10 is formed.
First, a substrate 10 formed of a material such as silicon (Si), glass, or ceramics is disposed on the substrate stage 11 of the film forming chamber 3 and maintained at a predetermined temperature, and an exhaust pump 8 is used to form the substrate 10. The inside of the membrane chamber 3 is evacuated to a predetermined vacuum level. Next, the film-forming powder of the material A is placed in the aerosol generation chamber 1a, and an aerosol is generated by introducing a carrier gas. Similarly, the deposition powder of the material B is placed in the aerosol generation chamber 1b, and the aerosol is generated by introducing the carrier gas.

次に、制御弁6a及び6bを開いてサイドノズル13a及び13bからエアを噴出させると共に、エアロゾル生成室1a及び1bにおいて生成されたエアロゾルを噴射ノズル12a及び12bにそれぞれ導入して噴射させる。それにより、図4の(a)に示すように、噴射ノズル12aから噴射されたエアロゾルビーム20aと、噴射ノズル12bから噴射されたエアロゾルビーム20bとは、サイドノズル13a及び13bから噴出するエアによってそれぞれ擾乱される。   Next, the control valves 6a and 6b are opened to eject air from the side nozzles 13a and 13b, and the aerosol generated in the aerosol generation chambers 1a and 1b is introduced into the injection nozzles 12a and 12b, respectively, and injected. Thereby, as shown to (a) of FIG. 4, the aerosol beam 20a injected from the injection nozzle 12a and the aerosol beam 20b injected from the injection nozzle 12b are respectively by the air injected from the side nozzles 13a and 13b. Be disturbed.

次に、図3に示す成膜領域21にエアロゾルビームの照射ポイントが重なるように基板ステージ11を移動させ、制御弁6aを閉じる。それにより、図4の(b)に示すように、サイドノズル13aからのエア噴出が停止し、エアロゾルビーム20aの噴射圧力が速やかに回復する。その結果、エアロゾルビーム20aのみが基板10に吹き付けられ、エアロゾルビーム20aに含まれる材料Aの成膜粉が基板10上に堆積する。さらに、エアロゾルビーム20aによって図3に示す成膜領域21を走査することにより、原料Aの組成を有する膜が形成される。   Next, the substrate stage 11 is moved so that the aerosol beam irradiation point overlaps the film formation region 21 shown in FIG. 3, and the control valve 6a is closed. Thereby, as shown in FIG. 4B, the ejection of air from the side nozzle 13a is stopped, and the spray pressure of the aerosol beam 20a is quickly recovered. As a result, only the aerosol beam 20 a is sprayed on the substrate 10, and the film-forming powder of the material A contained in the aerosol beam 20 a is deposited on the substrate 10. Further, the film having the composition of the raw material A is formed by scanning the film formation region 21 shown in FIG. 3 with the aerosol beam 20a.

次に、制御弁6aを開き、制御弁6bを閉じる。それにより、図4の(c)に示すように、サイドノズル13aからエアが噴出してエアロゾルビーム20aが擾乱されると共に、サイドノズル13bからのエア噴出が停止し、エアロゾルビーム20bの噴射圧力が速やかに回復する。その結果、エアロゾルビーム20bのみが基板10に吹き付けられ、エアロゾルビーム20bに含まれる材料Bの成膜粉が基板10上に堆積する。さらに、エアロゾルビーム20bによって図3に示す成膜領域22を走査することにより、材料Bの組成を有する膜が形成される。   Next, the control valve 6a is opened and the control valve 6b is closed. As a result, as shown in FIG. 4C, air is ejected from the side nozzle 13a and the aerosol beam 20a is disturbed, and the ejection of air from the side nozzle 13b is stopped, and the injection pressure of the aerosol beam 20b is reduced. Recover quickly. As a result, only the aerosol beam 20 b is sprayed on the substrate 10, and the film-forming powder of the material B contained in the aerosol beam 20 b is deposited on the substrate 10. Further, the film having the composition of the material B is formed by scanning the film formation region 22 shown in FIG. 3 with the aerosol beam 20b.

次に、制御弁6a及び6bの開閉を切り換え、図4の(b)に示すように、エアロゾルビーム20aにより材料Aの組成を有する膜を成膜領域23(図3)に形成する。さらに、制御弁6a及び6bの開閉を切り換え、図4の(c)に示すように、エアロゾルビーム20bにより材料Bの組成を有する膜を成膜領域24(図3)に形成する。このようにして、材料Aと材料Bとが交互に配置された膜パターンを形成することができる。なお、膜パターンにおいて、材料A及びBのいずれも堆積させない領域を形成する場合には、制御弁6a及び6bを開き、サイドノズル13a及び13bの両方からエアを噴出させれば良い。   Next, switching of the control valves 6a and 6b is switched, and as shown in FIG. 4B, a film having the composition of the material A is formed in the film formation region 23 (FIG. 3) by the aerosol beam 20a. Further, the control valves 6a and 6b are switched between open and closed, and as shown in FIG. 4C, a film having the composition of the material B is formed in the film formation region 24 (FIG. 3) by the aerosol beam 20b. In this way, a film pattern in which the material A and the material B are alternately arranged can be formed. In the film pattern, when forming a region where neither the material A nor B is deposited, the control valves 6a and 6b may be opened and air may be ejected from both the side nozzles 13a and 13b.

以上説明したように、本実施形態によれば、2つの制御弁の開閉を制御することにより、基板に吹き付けられるエアロゾルビームを切り換えるので、基板に吹き付けられる成膜材料を容易且つ高速に変更することができる。従って、異なる組成を有する2種類の材料を含む精密な膜パターンを、効率良く形成することが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, the aerosol beam sprayed onto the substrate is switched by controlling the opening and closing of the two control valves, so that the film forming material sprayed onto the substrate can be changed easily and at high speed. Can do. Accordingly, it is possible to efficiently form a precise film pattern including two kinds of materials having different compositions.

本実施形態においては、図3に示すように、材料Aの組成を有する膜と材料Bの組成を有する膜とが膜面(XY平面)内に配置された膜パターンを形成したが、図5に示すように、材料Aの組成を有する膜25と材料Bの組成を有する膜26とが積層された構造物を作製しても良い。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a film pattern in which a film having the composition of the material A and a film having the composition of the material B are arranged in the film surface (XY plane) is formed. As shown, a structure in which a film 25 having the composition of the material A and a film 26 having the composition of the material B are stacked may be manufactured.

次に、本発明の第2の実施形態に係る成膜方法について説明する。
まず、図1に示す成膜装置において、第1の実施形態と同様に、基板10を配置し、成膜室内の真空度及び温度を調整すると共に、エアロゾル生成室1aにおいて材料Aを含むエアロゾルを生成し、エアロゾル生成室1bにおいて材料Bを含むエアロゾルを生成する。次に、制御弁6a及び6bを制御してサイドノズル13a及び13bから噴出されるエアの噴出量又は噴出速度を調整すると共に、噴射ノズル12a及び12bからエアロゾルビームをそれぞれ噴射させる。それにより、それらのエアロゾルビームの噴射圧力は、サイドノズル13a及び13bからそれぞれ噴出するエアの噴出量又は噴出速度に応じて変化する。そのように噴射圧力を調節された2種類のエアロゾルビームを基板10上の同一領域に同時に吹き付けることにより、材料Aと材料Bとが混合された膜を形成することができる。ここで、形成された膜における材料Aと材料Bとの混合割合は、2つのエアロゾルビームの噴射圧力の比に応じて変化する。そこで、制御弁6a及び6bの開閉量を制御してエアの噴出量又は噴出速度を調整することにより、材料Aと材料Bとを含む所望の組成を有する膜を容易に形成することができる。
Next, a film forming method according to the second embodiment of the present invention will be described.
First, in the film forming apparatus shown in FIG. 1, as in the first embodiment, the substrate 10 is arranged, the degree of vacuum and temperature in the film forming chamber are adjusted, and the aerosol containing the material A is added in the aerosol generating chamber 1a. An aerosol containing the material B is generated in the aerosol generation chamber 1b. Next, the control valves 6a and 6b are controlled to adjust the ejection amount or ejection speed of the air ejected from the side nozzles 13a and 13b, and the aerosol beams are ejected from the ejection nozzles 12a and 12b, respectively. Thereby, the injection pressure of these aerosol beams changes according to the injection quantity or the jet speed of the air jetted from the side nozzles 13a and 13b, respectively. By simultaneously spraying two types of aerosol beams with the jetting pressure adjusted to the same region on the substrate 10, a film in which the material A and the material B are mixed can be formed. Here, the mixing ratio of the material A and the material B in the formed film changes according to the ratio of the injection pressures of the two aerosol beams. Therefore, a film having a desired composition including the material A and the material B can be easily formed by controlling the opening / closing amount of the control valves 6a and 6b to adjust the ejection amount or ejection speed of air.

次に、本発明の第3の実施形態に係る成膜方法について、図6及び図7を参照しながら説明する。図6に示すように、本実施形態においては、膜の組成が位置に応じて傾斜的に変化する傾斜機能材料を作製する。
まず、図1に示す成膜装置において、第1の実施形態と同様に、基板10を配置し、成膜室内の真空度及び温度を調整すると共に、エアロゾル生成室1aにおいて材料Aを含むエアロゾルを生成し、エアロゾル生成室1bにおいて材料Bを含むエアロゾルを生成する。
Next, a film forming method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6, in this embodiment, a functionally gradient material is produced in which the composition of the film changes in a gradient depending on the position.
First, in the film forming apparatus shown in FIG. 1, as in the first embodiment, the substrate 10 is arranged, the degree of vacuum and temperature in the film forming chamber are adjusted, and the aerosol containing the material A is added in the aerosol generating chamber 1a. An aerosol containing the material B is generated in the aerosol generation chamber 1b.

次に、制御弁6a及び6bを開いてサイドノズル13a及び13bからエアを噴出させ
、エアロゾル生成室1a及び1bにおいて生成されたエアロゾルを噴射ノズル12a及び12bにそれぞれ導入して噴射させる。
次に、図6に示す基板10上の成膜領域30の左端にエアロゾルビームの照射ポイントが重なるように基板ステージ11を移動させ、制御弁6aを閉じる。それにより、図7の(a)に示すように、サイドノズル13aから噴射したエアロゾルビーム20aにより、成膜が開始される。
Next, the control valves 6a and 6b are opened to eject air from the side nozzles 13a and 13b, and the aerosol generated in the aerosol generation chambers 1a and 1b is introduced into the injection nozzles 12a and 12b, respectively, and injected.
Next, the substrate stage 11 is moved so that the aerosol beam irradiation point overlaps the left end of the film formation region 30 on the substrate 10 shown in FIG. 6, and the control valve 6a is closed. Thereby, as shown to (a) of FIG. 7, film-forming is started by the aerosol beam 20a injected from the side nozzle 13a.

次に、エアロゾルビームの照射ポイントに対して基板10が左向きに移動するように基板ステージ11を制御しながら、制御弁6aを徐々に開くと共に、制御弁6bを徐々に閉じる。それにより、図7の(b)に示すように、エアロゾルビーム20aの噴射圧力が次第に抑制され、反対に、エアロゾルビーム20bの噴射圧力が次第に回復する。その結果、エアロゾルビーム20a及び20bの噴射圧力の比に応じて、材料Aと材料Bとが混合されて堆積する。さらに、図7の(c)及び(d)に示すように、基板10を移動させながら、制御弁6a及び制御弁6bの開閉を制御することにより、エアロゾルビーム20a及び20bの噴射圧力の比を変化させる。その際に、制御弁6a及び6bの開閉量や開閉速度を制御することにより、形成された膜に含まれる材料Aと材料Bとの混合割合や、混合割合の変化率(組成の傾斜率)を調節することができる。このようにして、材料Aと材料Bとの混合割合が傾斜的に変化する膜パターンを形成することができる。   Next, the control valve 6a is gradually opened and the control valve 6b is gradually closed while controlling the substrate stage 11 so that the substrate 10 moves leftward with respect to the irradiation point of the aerosol beam. Thereby, as shown in FIG. 7B, the injection pressure of the aerosol beam 20a is gradually suppressed, and conversely, the injection pressure of the aerosol beam 20b gradually recovers. As a result, the material A and the material B are mixed and deposited according to the ratio of the injection pressures of the aerosol beams 20a and 20b. Further, as shown in FIGS. 7C and 7D, by controlling the opening and closing of the control valve 6a and the control valve 6b while moving the substrate 10, the ratio of the injection pressures of the aerosol beams 20a and 20b is set. Change. At that time, by controlling the open / close amount and open / close speed of the control valves 6a and 6b, the mixing ratio of the material A and the material B contained in the formed film and the change rate of the mixing ratio (composition gradient) Can be adjusted. In this manner, a film pattern in which the mixing ratio of the material A and the material B changes in an inclined manner can be formed.

本実施形態においては、図6に示すように、膜面(XY平面)内において組成が変化する傾斜機能材料を作製したが、図8に示すように、膜の厚み方向(Z方向)に組成が変化する傾斜機能材料40を作製しても良い。その場合には、エアロゾルビーム20aとエアロゾルビーム20bとの噴射圧力の比を変化させながら、それらのエアロゾルビームにより成膜領域を繰り返し走査すればよい。   In this embodiment, as shown in FIG. 6, a functionally gradient material whose composition changes in the film surface (XY plane) is produced, but as shown in FIG. 8, the composition in the film thickness direction (Z direction). A functionally gradient material 40 in which the angle changes may be produced. In that case, the film formation region may be repeatedly scanned with the aerosol beam 20a and the aerosol beam 20b while changing the ratio of the jetting pressure of the aerosol beam 20a and the aerosol beam 20b.

図8に示す傾斜機能材料は、例えば、異なる材料を積層する際の中間層として用いることができる。ここで、熱膨張係数の異なる2種類の材料を直接張り合わせると、温度変化により、張り合わせた材料が反ったり、剥がれたり、破損してしまう場合がある。しかしながら、それらの2種類の材料を含む傾斜機能材料を中間層として挿入することにより、両者の熱膨張係数の違いを緩和することができるので、材料の破損等を抑制し、製造歩留まりを向上させることが可能になる。   The functionally gradient material shown in FIG. 8 can be used, for example, as an intermediate layer when different materials are stacked. Here, if two types of materials having different thermal expansion coefficients are directly bonded together, the bonded materials may be warped, peeled off or damaged due to temperature changes. However, by inserting a functionally graded material containing these two types of materials as an intermediate layer, the difference in thermal expansion coefficient between them can be alleviated, so that damage to the material is suppressed and production yield is improved. It becomes possible.

或いは、図8に示す傾斜機能材料を、超音波用探触子における音響整合層として用いても良い。音響整合層は、超音波を発生する圧電体の音響インピーダンスと、被検体である生体の音響インピーダンスとを整合させるために用いられており、通常、圧電体の音響インピーダンスと生体の音響インピーダンスとの間の音響インピーダンスを有する材料を複数積層することによって構成されている。そのような音響整合層として、圧電体の音響インピーダンスに近い材料と、生体の音響インピーダンスに近い材料とを含む傾斜機能材料を用いることにより、1層で効率良く音響インピーダンスを整合することができる。   Alternatively, the functionally gradient material shown in FIG. 8 may be used as an acoustic matching layer in an ultrasonic probe. The acoustic matching layer is used to match the acoustic impedance of the piezoelectric body that generates ultrasonic waves with the acoustic impedance of the living body that is the subject. Usually, the acoustic impedance of the piezoelectric body and the acoustic impedance of the living body It is configured by laminating a plurality of materials having an acoustic impedance between them. By using a functionally gradient material including a material close to the acoustic impedance of the piezoelectric body and a material close to the acoustic impedance of the living body as such an acoustic matching layer, the acoustic impedance can be efficiently matched in one layer.

さらに、本実施形態に係る成膜方法は、新規な機能材料を開発する際に用いられるコンビナトリアル手法において利用することができる。コンビナトリアル手法とは、領域ごとに組成を変化させた薄膜を基板に形成し、その薄膜の物性を評価することにより、所望の機能や特性を有する組成を探索する方法である。そのような薄膜を形成する際に、例えば、図6に示す傾斜機能材料を用いることにより、短期間に効率良く新規材料を創出することが可能になる。   Furthermore, the film forming method according to the present embodiment can be used in a combinatorial method used when developing a new functional material. The combinatorial method is a method of searching for a composition having a desired function or characteristic by forming a thin film having a composition changed for each region on a substrate and evaluating physical properties of the thin film. When such a thin film is formed, for example, by using the functionally gradient material shown in FIG. 6, it is possible to efficiently create a new material in a short time.

以上説明した本発明の第1〜第3の実施形態においては、互いに異なる組成を有する2種類の材料を用いているが、3種類以上の材料を用いても構わない。その場合には、図1に示す成膜装置に、使用される材料の種類に応じて、エアロゾル生成室と、噴射ノズルと、コンプレッサ及び制御弁と、補助ノズルとを増設すれば良い。   In the first to third embodiments of the present invention described above, two types of materials having different compositions are used, but three or more types of materials may be used. In that case, an aerosol generation chamber, an injection nozzle, a compressor and a control valve, and an auxiliary nozzle may be added to the film forming apparatus shown in FIG. 1 in accordance with the type of material used.

また、本発明の第1〜第3の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4a及び4bの替わりに排気ポンプを設ければよい。なお、サイドノズルは、必ずしも図1に示すように噴射ノズルの開口の直近に配置する必要はなく、例えば、基板の直前や、エアロゾル搬送ラインの途中に配置しても良い。   In the first to third embodiments of the present invention, one of the film forming conditions in the AD method is controlled by blowing air to the aerosol beam. On the contrary, the aerosol is sucked from the side nozzle. By doing so, the same effect can be obtained. In that case, an exhaust pump may be provided in place of the compressors 4a and 4b shown in FIG. As shown in FIG. 1, the side nozzle does not necessarily have to be disposed in the immediate vicinity of the opening of the injection nozzle, and may be disposed, for example, immediately before the substrate or in the middle of the aerosol transport line.

さらに、本発明の第1〜第3の実施形態においては、基板ステージを移動させることにより、基板とエアロゾルビームの照射ポイントとの相対位置を変化させているが、基板を固定し、噴射ノズル及びサイドノズル側を移動させても良いし、それらの双方を移動させても良い。また、サイドノズルのオン/オフやエアの流速等をオペレータが手動で調整することにより、基板上に所望の膜パターンを形成しても良い。   Furthermore, in the first to third embodiments of the present invention, the relative position between the substrate and the irradiation point of the aerosol beam is changed by moving the substrate stage. The side nozzle side may be moved, or both of them may be moved. Further, a desired film pattern may be formed on the substrate by manually adjusting the on / off of the side nozzle, the air flow rate, and the like.

本発明は、原料の粉体を基板に向けて噴射することにより、原料の組成材料を基板上に堆積させる成膜方法、及び、それを用いた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 method for depositing a raw material composition material on a substrate by injecting the raw material powder toward the substrate, and a film forming apparatus using the same.

本発明の一実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the film-forming apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す噴射ノズル、サイドノズル、及び、ノズルガイドを示す側面図である。It is a side view which shows the injection nozzle, side nozzle, and nozzle guide which are shown in FIG. 本発明の第1の実施形態に係る成膜方法によって作製される膜パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the film | membrane pattern produced with the film-forming method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る成膜方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the film-forming method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る成膜方法によって作製される膜パターンの別の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the film | membrane pattern produced with the film-forming method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る成膜方法によって作製される膜パターン(傾斜機能材料)を示す平面図である。It is a top view which shows the film | membrane pattern (gradient functional material) produced by the film-forming method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る成膜方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the film-forming method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る成膜方法によって作製される膜パターン(傾斜機能材料)の別の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the film | membrane pattern (gradient functional material) produced by the film-forming method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b エアロゾル生成室
2a、2b エアロゾル搬送ライン
3 成膜チャンバ
4a、4b コンプレッサ(圧縮ポンプ)
5a、5b エア供給ライン
6a、6b 制御弁
7 制御部
8 排気ポンプ
10 基板
11 基板ステージ
12a、12b 噴射ノズル
13a、13b サイドノズル(補助ノズル)
14 ノズルガイド
20a、20b エアロゾルビーム
21〜24、30 成膜領域(膜パターン)
25、26 膜
40 傾斜機能材料
1a, 1b Aerosol production chamber 2a, 2b Aerosol transfer line 3 Deposition chamber 4a, 4b Compressor (compression pump)
5a, 5b Air supply lines 6a, 6b Control valve 7 Control unit 8 Exhaust pump 10 Substrate 11 Substrate stage 12a, 12b Injection nozzle 13a, 13b Side nozzle (auxiliary nozzle)
14 Nozzle guides 20a, 20b Aerosol beams 21-24, 30 Film formation region (film pattern)
25, 26 Film 40 Functionally graded material

Claims (2)

原料の粉体を基板に向けて噴射することにより、原料の組成材料を基板上に堆積させる成膜装置であって、
成膜室と、
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、
前記成膜室内の気体を外部へ排出する排気手段と、
第1の容器に収納された第1の原料の粉体を含むエアロゾルを生成する第1のエアロゾル生成手段と、
第2の容器に収納された第2の原料の粉体を含むエアロゾルを生成する第2のエアロゾル生成手段と、
前記成膜室に配置され、前記第1の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第1の噴射ノズルと、
前記成膜室に配置され、前記第2の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第2の噴射ノズルと、
前記第1の噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引する第1のサイドノズルと、
前記第1のサイドノズルに気体を供給し、又は、前記第1のサイドノズルから気体を吸引する第1のポンプと、
前記第2の噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引する第2のサイドノズルと、
前記第2のサイドノズルに気体を供給し、又は、前記第2のサイドノズルから気体を吸引する第2のポンプと、
形成される膜のパターンに応じて、前記第1のエアロゾル生成手段によって生成されたエアロゾルを前記第1の噴射ノズルから基板に向けて噴射すると共に、前記第2のエアロゾル生成手段によって生成され、前記第2の噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引してエアロゾルを擾乱させることにより、前記第1の原料を基板に堆積させ、また、前記第2のエアロゾル生成手段によって生成されたエアロゾルを前記第2の噴射ノズルから基板に向けて噴射すると共に、前記第1のエアロゾル生成手段によって生成され、前記第1の噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引してエアロゾルを擾乱させることにより、前記第2の原料を基板に堆積させるように、前記第1及び第2のサイドノズルにおける気体の噴射又は吸引のオン/オフ、及び/又は、噴射又は吸引される気体の流速を制御する制御手段と、
を具備する成膜装置。
A film forming apparatus for depositing a raw material composition material on a substrate by spraying the raw material powder onto the substrate,
A deposition chamber;
A movable stage disposed in the film forming chamber and holding a substrate on which a structure is formed;
Exhaust means for exhausting the gas in the film forming chamber to the outside;
First aerosol generating means for generating an aerosol containing powder of the first raw material stored in the first container;
Second aerosol generating means for generating an aerosol containing the powder of the second raw material stored in the second container;
A first injection nozzle that is disposed in the film forming chamber and injects the aerosol generated by the first aerosol generation means toward the substrate;
A second spray nozzle that is disposed in the film forming chamber and sprays the aerosol generated by the second aerosol generating means toward the substrate;
A first side nozzle that injects or sucks gas to the aerosol injected from the first injection nozzle;
A first pump that supplies gas to the first side nozzle or sucks gas from the first side nozzle;
A second side nozzle for injecting or sucking gas to the aerosol injected from the second injection nozzle;
A second pump that supplies gas to the second side nozzle or sucks gas from the second side nozzle;
According to the pattern of the film to be formed, the aerosol generated by the first aerosol generating means is sprayed from the first spray nozzle toward the substrate, and is generated by the second aerosol generating means, The first raw material is deposited on the substrate by jetting or sucking gas to the aerosol jetted from the second jet nozzle to disturb the aerosol, and generated by the second aerosol generating means. The aerosol is sprayed from the second spray nozzle toward the substrate, and gas is sprayed or sucked on the aerosol generated by the first aerosol generating means and sprayed from the first spray nozzle. by disturbing the aerosol, the second raw material to deposit on the substrate, said first and second Saidonozu Gas injection or suction of the on / off of, and / or a control means for controlling the flow rate of the gas to be injected or aspirated,
A film forming apparatus comprising:
原料の粉体を基板に向けて噴射することにより、原料の組成材料を基板上に堆積させる成膜方法であって、
第1の容器に収納された第1の原料の粉体を含むエアロゾルを生成する工程(a)と、
第2の容器に収納され、前記第1の原料と組成が異なる第2の原料の粉体を含むエアロゾルを生成する工程(b)と、
工程(a)において生成されたエアロゾルを噴射ノズルから基板に向けて噴射すると共に、工程(b)において生成され、噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引してエアロゾルを擾乱させることにより、前記第1の原料を基板に堆積させる工程(c)と、
工程(b)において生成されたエアロゾルを噴射ノズルから基板に向けて噴射すると共に、工程(a)において生成され、噴射ノズルから噴射されたエアロゾルに対して気体を噴射又は吸引してエアロゾルを擾乱させることにより、前記第2の原料を基板に堆積させる工程(d)と、
を具備する成膜方法。
A film forming method for depositing a raw material composition material on a substrate by spraying the raw material powder onto the substrate,
A step (a) of generating an aerosol containing powder of the first raw material stored in the first container;
A step (b) of generating an aerosol that is contained in a second container and includes a powder of a second raw material having a composition different from that of the first raw material;
The aerosol generated in the step (a) is injected from the injection nozzle toward the substrate, and the aerosol generated in the step (b) is injected or sucked into the aerosol injected from the injection nozzle to disturb the aerosol. A step (c) of depositing the first raw material on the substrate;
The aerosol generated in the step (b) is sprayed from the spray nozzle toward the substrate, and the aerosol generated in the step (a) is sprayed or sucked into the aerosol sprayed from the spray nozzle to disturb the aerosol. A step (d) of depositing the second raw material on the substrate;
A film forming method comprising:
JP2004145020A 2004-05-14 2004-05-14 Film forming apparatus and film forming method Expired - Fee Related JP4553630B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004145020A JP4553630B2 (en) 2004-05-14 2004-05-14 Film forming apparatus and film forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004145020A JP4553630B2 (en) 2004-05-14 2004-05-14 Film forming apparatus and film forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005324135A JP2005324135A (en) 2005-11-24
JP4553630B2 true JP4553630B2 (en) 2010-09-29

Family

ID=35470903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004145020A Expired - Fee Related JP4553630B2 (en) 2004-05-14 2004-05-14 Film forming apparatus and film forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4553630B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006019900A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Siemens Ag Piezoactuator with gradient encapsulation layer and method for its production
JP6255319B2 (en) * 2014-08-01 2017-12-27 株式会社日立製作所 Ultrasonic probe and ultrasonic flaw detection system
KR101727053B1 (en) * 2015-02-03 2017-05-02 한국기계연구원 Spray coating unit, and a coating system using the same
JP7206716B2 (en) * 2018-09-07 2023-01-18 トヨタ自動車株式会社 Evaporator, manufacturing method thereof, and loop heat pipe having evaporator
JP7204276B2 (en) * 2018-12-06 2023-01-16 エルジー・ケム・リミテッド DISCHARGED APPARATUS, FORMING APPARATUS, AND METHOD FOR MANUFACTURING MOLDED BODY

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60500802A (en) * 1983-02-17 1985-05-30 ケンデリ,テイボル spray gun
JPH0474557U (en) * 1990-11-09 1992-06-30
JP2001003180A (en) * 1999-04-23 2001-01-09 Agency Of Ind Science & Technol Low temperature forming method of superfine particle molding of brittle material
JP2001205154A (en) * 2000-01-21 2001-07-31 Masahiro Hori Sprayer
JP2003089866A (en) * 2001-09-19 2003-03-28 Canon Inc Ultra-fine particle film manufacturing device, and ultra- fine particle film forming method
JP2003117450A (en) * 2001-10-11 2003-04-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method and apparatus for forming composite structure
JP2003119573A (en) * 2001-10-11 2003-04-23 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Apparatus for manufacturing composite structure
JP2003119575A (en) * 2001-10-11 2003-04-23 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method and apparatus for forming composite structure
JP2003208901A (en) * 2002-01-16 2003-07-25 Nissan Motor Co Ltd Porous oxide film, its manufacturing method and cell of fuel cell using the same
JP2005305341A (en) * 2004-04-22 2005-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd Film formation device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5848358U (en) * 1981-09-26 1983-04-01 株式会社明治機械製作所 painting equipment
JPS58120034U (en) * 1982-02-10 1983-08-16 大日本印刷株式会社 dusting equipment
JPS6144272U (en) * 1984-08-27 1986-03-24 大成建設株式会社 spray painting equipment
JPH0724371A (en) * 1993-07-05 1995-01-27 Yazaki Corp Electrical wire coloring apparatus

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60500802A (en) * 1983-02-17 1985-05-30 ケンデリ,テイボル spray gun
JPH0474557U (en) * 1990-11-09 1992-06-30
JP2001003180A (en) * 1999-04-23 2001-01-09 Agency Of Ind Science & Technol Low temperature forming method of superfine particle molding of brittle material
JP2001205154A (en) * 2000-01-21 2001-07-31 Masahiro Hori Sprayer
JP2003089866A (en) * 2001-09-19 2003-03-28 Canon Inc Ultra-fine particle film manufacturing device, and ultra- fine particle film forming method
JP2003117450A (en) * 2001-10-11 2003-04-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method and apparatus for forming composite structure
JP2003119573A (en) * 2001-10-11 2003-04-23 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Apparatus for manufacturing composite structure
JP2003119575A (en) * 2001-10-11 2003-04-23 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method and apparatus for forming composite structure
JP2003208901A (en) * 2002-01-16 2003-07-25 Nissan Motor Co Ltd Porous oxide film, its manufacturing method and cell of fuel cell using the same
JP2005305341A (en) * 2004-04-22 2005-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd Film formation device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005324135A (en) 2005-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4896542B2 (en) Pattern film manufacturing method
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
JP5099468B2 (en) Film forming apparatus and electronic component manufacturing method
JP4553630B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
JP4035659B2 (en) Composite structure manufacturing equipment
JP2006032485A (en) Method of forming piezoelectric film
JP2004122341A (en) Filming method
KR100846148B1 (en) Deposition method using powder material and device thereby
JP2008088451A (en) Film deposition method and film deposition system
JP2005305341A (en) Film formation device
JP2005279953A (en) Ceramic structure and its manufacturing method
KR20190087260A (en) Aerosol deposition apparatus and method for manufacturing coating layer using the same
JP2007031737A (en) Film deposition apparatus, and film deposition method
JP2007063582A (en) Film-forming method and film-forming apparatus
JP2007162077A (en) Film deposition apparatus, film deposition method, ceramic film, inorganic structure, and device
Akedo Study on rapid micro-structuring using Jet molding–Present status and structuring properties toward HARMST
JP2008029977A (en) Aerosol discharge nozzle and coating-film forming device
JP2008100887A (en) Raw material powder for film deposition, film structure, method for producing them and piezoelectric element
JP2006249490A (en) Aerosol spraying device for film formation apparatus, and film formation apparatus
WO2007105670A1 (en) Method for fabricating film-formed body by aerosol deposition
JP2010236056A (en) Composite structure forming nozzle and composite structure forming method and device using the same
JP4590594B2 (en) Aerosol deposition system
JP2007186739A (en) Film deposition system
KR20200114362A (en) Manufacturing method of chipless rfid tag based on direct-printing of nano particles and carbon nano tubes mixture, and rfid tag manufactured by the same

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20061205

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100420

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100615

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: 20100713

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: 20100713

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees