JP4590594B2 - エアロゾルデポジッション成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアロゾル化した微粒子材料を用いて成膜するエアロゾルデポジッション成膜装置に関する。

ユビキタス社会を目指して、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、その他モバイル機器等の分野で、ポータブル・ウエアラブル・モバイル電子機器の開発が望まれている。このような電子機器の小型化・高性能化・多機能化を実現するためには種々の機能をもった材料を同じ空間内に集積化して形成することが重要である。これまで、回路基板や半導体素子、受動電子部品の開発の中で、樹脂材料と金属材料、セラミック材料と金属材料との組み合わせによる構造体を形成することにより、要求に見合ったデバイスの開発を可能にしてきた。

しかしながら、樹脂材料とセラミック材料との組み合わせによる構造体は、それぞれのプロセス温度が大きく異なるために、その複合化に制限があり、双方の特性を充分に発現した手法が存在しなかった。手法の一つとして、樹脂中にセラミック粉末等を混ぜ合わせて複合化する方法が試みられているが、要求特性を充分に満たしていないのが現状である。例えば、高誘電率化を達成するための高誘電率セラミックスと樹脂との組み合わせにおいても、樹脂中のセラミックスの充填率が制限され、比誘電率が数十程度の材料しか得られない。このために、低いプロセス温度で形成可能なセラミックスあるいは、耐熱温度の高い樹脂材料の開発が望まれている。

そこで、無機材料微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを搬送し基板上に衝突させることにより、基板上に無機材料の膜を形成させる、いわゆるエアロゾルデポジション法は、常温付近でセラミック膜が形成できるために、材料本来の特性を損なうことなく、樹脂材料との複合・集積化が可能となるとみられており、この分野の研究・開発が活発化し始めているところである。

エアロゾルデポジション成膜装置は、セラミック粒子にガスを吹き込んで得られたエアロゾルをノズルから基板上に噴射し、基板上にセラミック膜を形成する。これは、噴射された個々のセラミック粒子が基板や粒子同士が衝突することにより、粒子表面が塑性変形したり、粒子が破砕したりして、基板や他の粒子と密着することによりエアロデポジション膜が形成される。
特開２００３−２７７９４８号公報 特開２００１−３４８６５８号公報 特表２００１−５１３６９７号公報

ところで、セラミック粒子は数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度の微粒子であるため凝集し易い。凝集した粒子は、複数の一次粒子が静電力等により互いに吸着しているので分離しにくく、このままの状態で成膜すると、粒子同士の密着強度が低下し、空孔が形成され脆弱なエアロデポジション膜が形成されてしまう。また衝突の衝撃で一次粒子化しても、一次粒子化に使用できる衝突のエネルギーが減少する。その結果、粒子同士を密着させるための粒子表面の歪み量が不足し、密着強度および緻密性を十分に確保できないという問題がある。また、粒子表面全体が活性化されないため、この点においても密着強度および緻密性に問題を生ずる。

エアロゾルを形成する際に、振動や超音波を印加して一次粒子化処理を行っているが、必ずしも十分ではなく、微粒子材料によっても凝集しやすい材料があるため上記問題を内包する。

そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、緻密で膜密着性の高い膜を形成可能なエアロゾルデポジッション成膜装置を提供することである。

本発明の一観点によれば、無機材料からなる微粒子とキャリアガスからなるエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、前記エアロゾルを噴射ノズルにより噴射して基体上に無機材料膜を成膜する成膜手段と、前記エアロゾル形成手段と成膜手段との間に、エアロゾルに含まれる微粒子を分散させる一次粒子化手段とを備え、前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された障壁部からなり、該エアロゾルに含まれる微粒子を該障壁部に衝突させて分散させるものであって、前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された第１の障壁部材と、その下流側に配置された第２の障壁部材からなり、前記第１の障壁部材および第２の障壁部材の一部に、エアロゾルを通過させる開口部が各々設けられてなることを特徴とするエアロゾルデポジッション成膜装置が提供される。

本発明によれば、エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、エアロゾルを形成する微粒子を分散させる一次粒子化手段を設け、微粒子の一次粒子が凝集した微粒子凝集体を一次粒子化する。このように一次粒子化された微粒子からなるエアロゾルを噴射ノズルにより噴射することで、基板に衝突する際の衝撃により個々の微粒子の表面に十分な歪みを形成でき、微粒子同士の密着性や、微粒子と基板との密着性が向上し、緻密で膜密着性の高いエアロゾルデポジッション膜が形成できる。また、エアロゾルの状態で微粒子を一次粒子化するので、微粒子の再凝集を回避できる。なお、本明細書および特許請求の範囲において、「一次粒子化」とは、理想的には、一次粒子の微粒子が凝集した微粒子凝集体を個々の一次粒子に完全に分離させることをいうが、個々の一次粒子が完全に分離されず、一部に凝集体が残る場合も含む。

上記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された障壁部からなり、該エアロゾルに含まれる微粒子を該障壁部に衝突させて分散させてもよい。エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、エアロゾルの流路の一部を塞ぐ障壁部を設けエアロゾルの流れによる微粒子の運動エネルギーを利用して、微粒子を障壁部に衝突させその衝撃により一次粒子化する。このように簡易な構造の一次粒子化手段により微粒子を一次粒子化できる。

上記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路内に設けられた一対の電極と、該一対の電極間に交流電圧を印加する交流電源とからなり、前記エアロゾルに含まれる微粒子を帯電させ、前記電極に電気的引力により衝突させて微粒子を分散させてもよい。エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、一次粒子化手段によりエアロゾルを形成する微粒子の一次粒子が凝集した微粒子凝集体を一対の電極間に印加された交流電圧により帯電させる。そして、交流電圧により形成された電界方向が交番する電界により微粒子凝集体を各々の電極に電気的引力により引きつけて衝突させることにより、衝突の際に受ける衝撃により機械的に分離させ、微粒子を一次粒子化する。印加する交流電圧の大きさを制御することで、エアロゾルの流速とは独立に微粒子が電極に衝突する際の速度を制御できるので、確実に微粒子を一次粒子化できる。

本発明によれば、緻密で膜密着性の高い膜を形成可能なエアロゾルデポジッション成膜装置を提供できる。

以下図面を参照しつつ実施の形態を具体的に説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置は、エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、エアロゾルの流れによる微粒子の運動エネルギーを利用して微粒子を分散させる一次粒子化機構を備えたことに主な特徴がある。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置の概略構成図である。

図１を参照するに、エアロゾルデポジッション（以下「ＡＤ」と略称する。）成膜装置１０は、大略、成膜材料の微粒子２７をエアロゾル化するエアロゾル形成部２０と、エアロゾル２９中の微粒子２７を分散させる一次粒子化機構３０と、エアロゾル２９を基板４３に向けて噴射してＡＤ膜４６を形成する成膜部４０と、成膜部４０を減圧雰囲気に保持する排気系５０などから構成される。

ＡＤ成膜装置１０は、一次粒子化機構３０によりエアロゾル２９中の微粒子２７を、理想的には、微粒子２７の一次粒子が個々に分散した状態にする。一次粒子化機構３０には、エアロゾルの流路障壁部（後ほど図２で詳述する第１障壁板３１および第２障壁板３２）が設けられており、微粒子２７の凝集体を障壁部に衝突させ、機械的に分離させる。このように一次粒子化した微粒子２７からなるエアロゾル２９が噴射ノズル４２から基板に噴射されると、微粒子２７が基板４３あるいは既に形成されたＡＤ膜４６の表面と衝突する際のエネルギーのほとんどが微粒子２７の表面に歪みを誘起するエネルギーとして消費される。したがって、微粒子２７の表面に密着性を確保するための十分な歪みが誘起される。その結果、微粒子２７と基板４３との密着性や微粒子同士の密着性が向上し、緻密で膜密着性の高いＡＤ膜４６が形成される。以下、ＡＤ成膜装置１０の具体的構成を説明する。

エアロゾル形成部２０は、エアロゾル発生器２１と、エアロゾル発生器２１に圧縮されたキャリアガスを供給するガスボンベ２２と、コンプレッサー２３と、マスフローコントローラ２４と、配管２５、２８とから構成される。

エアロゾル発生器２１は、容器２６内に成膜材料の微粒子２７が充填されている。エアロゾル発生器２１は、微粒子２７内にキャリアガスを導入する配管２５と、キャリアガスにより容器２６内に舞い上がった微粒子２７とキャリアガスとが形成するエアロゾル２９を一次粒子化機構３０に送出する配管２８とが接続されている。エアロゾル発生器２１では、キャリアガスを容器２６内に導入することで、容器２６内の空間に微粒子２７が舞い上がりエアロゾル２９が形成される。

エアロゾル発生器２１には、超音波振動や、電磁振動、機械的振動を微粒子２７に印加するための加振器を設けてもよい。加振器により微粒子２７の凝集を機械的に分離させることで、均質なＡＤ膜が形成できる。また、エアロゾル発生器２１には微粒子２７を乾燥するためのヒータ等の加熱器を設けてもよい。

また、エアロゾル発生器２１内を予め減圧雰囲気に設定するために、配管５６およびバルブ５６ｂを介して容器２７が真空系５０に接続されている。エアロゾル発生器２１内の乾燥、特に微粒子２７の乾燥を行う場合には、真空系５０を動作させバルブ５６ｂを開いて容器２６内を排気する。その際、微粒子２７に加振器で振動を印加してもよく、加熱器で加熱してもよい。

微粒子２７は無機材料から構成され、その平均粒径は、例えば１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。微粒子２７は、無機材料であれば材料に特に制限はないが、例えば、回路基板や半導体装置の層間絶縁層を形成する場合は、高周波における低誘電損失の観点から、ＭｇＯ、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＢａＴｉＯ₃、ＢａＺｒＯ₃、ＺｒＳｎＴｉＯ₄、ＢａＴｉ₄Ｏ₉、Ｂａ₂Ｔｉ₉Ｏ₂₀、ＭｇＴｉＯ₃、ＭｇＺｒＯ₃、Ｂａ（Ｚｎ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃、Ｂａ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃、Ｂａ（Ｍｇ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃、Ｂａ（Ｃｏ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃、Ｂａ（Ｃｏ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃、Ｂａ（Ｎｉ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＳｒＺｒＯ₃、Ｎｄ₂Ｔｉ₂Ｏ₇、（ＢａＳｒ）ＴｉＯ₃、Ｂａ（ＴｉＺｒ）Ｏ₃、ＰｂＺｒＴｉＯ₃、ＰｂＴｉＯ₃、ＰｂＺｒＯ₃、Ｐｂ（Ｍｇ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃、Ｐｂ（Ｎｉ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃、Ｐｂ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃、３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂(ムライト）、ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃(スピネル）、２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂(フォルステライト）、２Ａｌ₂Ｏ₃・２ＭｇＯ・５ＳｉＯ₂(コージエライト）、ＣａＯ・ＳｉＯ₂(ウォラストナイト）、ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂（アノーサイト）、ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ₂（ディオプサイド）、２ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂（ゲーレナイト）等のセラミックス粉末及びこれらから選択される１種あるいは２種以上のセラミックス粉末の混合物が好適である。

また、回路基板や半導体装置の配線パターンを形成する場合は、微粒子２７として、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ａｌ又はこれらの元素からなる合金を含む金属材料が挙げられる。また、微粒子２７として、これらの金属材料及びこれらから選択される１種あるいは２種以上の金属材料の混合物が好適である。なお、微粒子２７は、十分に除湿後容器２６に充填されることが好ましい。

ガスボンベ２２にはキャリアガスが充填され、キャリアガスとしては、アルゴンガスの他、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトン、窒素などの不活性ガスを用いることができる。なお、微粒子２７にペロブスカイト構造を有する酸化物セラミックスを用いる場合は、キャリアガスは酸化性のガス、例えば酸素ガスや空気を用いてもよく、これらのガスを不活性ガスに添加してもよい。酸化物セラミックス微粒子材料の酸素欠損を抑制することができる。

コンプレッサー２３は、キャリアガスの圧力を制御し、エアロゾル発生器２１に充填された微粒子２７の吹き上げ量、すなわちエアロゾル中の微粒子量を制御する。なお、コンプレッサー２３のかわりにボンベ２３内のガス圧力が十分高い場合は、ボンベ用ガスレギュレータを用いてもよい。また、コンプレッサー２３を使用する場合は、キャリアガスの供給源をガスボンベ２３のかわり液体窒素等のキャリアガスの液体を蒸発させてもよく、窒素ガスや酸素ガスの場合は空気中から回収・精製してもよい。

マスフローコントローラ２４はキャリアガスの流量を制御し、エアロゾル発生器２１で形成されるエアロゾルの流量を制御する。

このように、エアロゾル発生器２１では、成膜材料となる微粒子２７にキャリアガスを微粒子２７中に導入し、あるいはさらに加振器や加熱器を用いて微粒子２７をキャリアガス中に舞い上がらせてエアロゾル２９を形成し、配管２８を通じて一次粒子化機構３０にエアロゾル２９を送出する。

図２は、第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の構成図である。図２を参照するに、一次粒子化機構３０は、配管２８内にエアロゾルの流路をほぼ塞ぐように配置された第１障壁板３１と、その下流に第１障壁板３１と対向して配置された第２障壁板３２から構成される。第１障壁板３１および第２障壁板３２にはそれぞれ開口部３１ａ、３２ａが形成されている。

このように一次粒子化機構３０を構成することで、エアロゾル２９は、図１に示すエアロゾル形成部２０から配管２８内を流れ、まず、第１障壁板３１の上流側表面３１ｂに衝突し、あるいは、第１障壁板３１の開口部３１ａを通過して第２障壁板３２の上流側表面３２ｂに衝突する。その衝突の際に第１障壁板３１あるいは第２障壁板３２から受ける力によりエアロゾル２９を形成する微粒子凝集体２７ａが機械的に分離され、一次粒子化が進む。さらに、エアロゾル２９は、第１障壁板３１の下流側表面３１ｃと、これに対向する第２障壁板３２の上流側表面３２ｂとに衝突を繰り返し、微粒子凝集体２７ａの一次粒子化がさらに進む。一次粒子化した微粒子は、エアロゾルを形成するキャリアガスの流れに沿って第２障壁板３２の開口部３２ａを通過して成膜部４０に送出される。

第１障壁板３１の開口部３１ａの断面積（エアロゾルの流れ方向に直交する面の面積。）は通過するエアロゾルの速度が大きくなる点で小さい程好ましいが、エアロゾルの速度を音速以下になるように開口部３１ａの断面積を設定すべきである。エアロゾルの速度が音速に達すると、一次粒子化機構３０よりも上流側の圧力や、一次粒子化機構３０よりも下流側の圧力を制御してもエアロゾルの速度の制御ができなくなる。さらに、開口部３１ａを通過するエアロゾルの速度が過度に大きい場合、開口部３１ａを通過した微粒子が第２障壁板３２の上流側表面３２ｂに堆積してしまうので、堆積しないように程度にエアロゾルの速度が小さくなるように第１障壁板３１の開口部３１ａの断面積を大きく設定すべきである。

第１障壁板３１の下流側表面３１ｃと第２障壁板３２の上流側表面３２ｂとの距離は、配管２８中のエアロゾルの速さに応じて適宜選択されるが、例えば３０ｍｍ程度に設定する。その距離が過度に大きいと、微粒子が第１障壁板３１の下流側表面３１ｃと第２障壁板３２の上流側表面３２ｂとの衝突を繰り返し難くなり、一次粒子化の程度が十分に進まなくなる。

図１に戻り、成膜部４０は、成膜室４１と、成膜室４１内に配管２８に接続されエアロゾル２９を噴射する噴射ノズル４２と、噴射ノズル４２と対向して配置され、基板４３を保持する基板保持台４４と、基板４３および基板保持台４４の位置を制御するＸＹＺステージ４５等から構成される。成膜部４０では、噴射ノズル４２から噴射されたエアロゾル２９の微粒子２７が基板４３の表面や、既に基板４３に堆積したＡＤ膜４６に衝突し微粒子２７が強固に付着する。

エアロゾル２９の噴射速度は、キャリアガスの圧力や、成膜室４１の圧力（減圧雰囲気）、噴射ノズル４２の開口面積により制御される。噴射速度は、ＡＤ膜の緻密性が良好になる点で大きいほど好ましいが、例えば、５０ｍ／ｓ〜１０００ｍ／ｓに噴射速度を設定する。噴射ノズル４２の開口面積は、配管内のエアロゾル２９が流れる流路の断面積よりも小さく設定し、すなわちエアロゾル２９が流れる流路を狭窄するように先細りの形状にしてもよい。エアロゾル２９の流速を増すことができる。

ＸＹＺステージ４５は、基板保持台４３をエアロゾル２９の入射方向に対して垂直方向の２方向（Ｘ方向およびＹ方向）と、エアロゾルの入射方向（Ｚ方向）に沿って移動させる。さらに、ＸＹＺステージ４５は、定速・繰り返し駆動動作をＸ方向およびＹ方向に行うものであってもよい。基板保持台４３を定速・繰り返し駆動動作させることで、面積が広いあるいは膜厚が一定なＡＤ膜４６を形成することができる。

排気系５０は、成膜室４１に接続され、成膜室４１内の圧力を減圧雰囲気とするためのメカニカルブースタ５１と、真空ポンプ５２と、これらを接続する配管５３、５４等から構成される。排気系５０は、成膜室４１を減圧雰囲気としてエアロゾル２９の噴射速度を高める。真空ポンプ５２は、例えば、ロータリーポンプやダイアフラム型真空ポンプ等を用いることができる。なお、成膜室４１とメカニカルブースタ５１とを接続する配管５３やメカニカルブースタ５１と真空ポンプ５２を接続する配管５４に集塵機を設けてもよい。

次に、ＡＤ成膜装置１０を用いたＡＤ膜４６の成膜方法を、図１及び図２を参照しつつ説明する。最初に、メカニカルブースタ５１および真空ポンプ５２を用いて成膜室４１、エアロゾル発生器２１の容器２６の内部、配管２５、２８、５６等の内部を排気して減圧雰囲気にする。

次いで、ガスボンベ２２のバルブ２２ｂを開きキャリアガスを送出する。コンプレッサー２３およびマスフローコントローラ２４によりキャリアガスの圧力および流量を制御してエアロゾル発生器２１の容器２６の微粒子２７にキャリガスを導入し、微粒子２７をエアロゾル化してエアロゾル２９を形成する。エアロゾル２９の濃度はキャリアガスの圧力および流量により制御する。

そして、エアロゾル２９は、配管２８を通じて一次粒子化機構３０に送出され、図２に示すように、一次粒子化機構３０では、エアロゾル２９を形成する微粒子が、第１障壁板３１の下流側表面３１ｃと、これに対向する第２障壁板３２の上流側表面３２ｂとに衝突を繰り返し、微粒子凝集体２７ａの一次粒子化が進む。一次粒子化した微粒子２７ｂはエアロゾルの状態で、噴射ノズル４２から噴射され基板４３上に堆積する。微粒子は衝突の際にうける力により表面に十分な歪みが誘起され、微粒子と基板、あるいは微粒子同士が密着し、このようにして緻密で膜密着性の高いＡＤ膜４６が成膜される。

本実施の形態によれば、エアロゾルを噴射ノズル４２から噴射する前に、一次粒子化機構３０において、エアロゾルの流路を塞ぐ第１障壁板３１および第２障壁板３２を設け、エアロゾルを形成する微粒子を第１障壁板３１および第２障壁板３２に衝突させる。微粒子凝集体は衝突の際に受ける力により機械的に分離され、微粒子が一次粒子化される。したがって、一次粒子化された微粒子からなるエアロゾルを噴射ノズルにより基板に噴射することで、微粒子同士の密着性や、微粒子２７と基板４３との密着性が向上し、緻密で膜密着性の高いＡＤ膜４６が形成できる。

次に、第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の３つの変形例を説明する。

図３は、第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第１変形例の構成図である。

図３を参照するに、一次粒子化機構３０Ａは、配管２８内に設けられたエアロゾルの流れを妨げる障壁部材３４−１〜３４−４から構成される。

障壁部材３４−１は、その一方の側端３４−１ａが配管の第１内壁２８ａに固着され、他方の側端３４−１ｂが、第１内壁２８ａと対向する第２内壁２８ｂから離間して配置されている。そして、障壁部材３４−１の下流側に配置された障壁部材３４−２は、一方の側端３４−２ａが第２内壁２８ｂに固着され、他方の側端３４−２ｂが第１内壁２８ａから離間して配置されている。すなわち、障壁部材３４−２には、障壁部材３４−１の側端３４−１ｂと第２内壁２８ｂとの間の開口を通過した微粒子凝集体２７ａが衝突するように配置されている。さらに、障壁部材３４−２の下流に配置された障壁部材３４−３、障壁部材３４−４は、各々、障壁部材３４−１、障壁部材３４−２と同様に配置されている。

このように障壁部材３４−１〜３４−４を配置することで、一次粒子化機構３０Ａに流入したエアロゾルの微粒子は障壁部材３４−１〜３４−４に衝突し、その際に障壁部材３４−１〜３４−４から受ける力により微粒子凝集体２７ａは機械的に分離される。そして、微粒子凝集体２７ａは、障壁部材３４−１〜３４−４と第１内壁２８ａあるいは第２内壁２８ｂとの開口部を通じて下流に流れるにしたがって、障壁部材３４−１〜３４−４に繰り返し衝突することで一次粒子化された微粒子２７ｂのエアロゾルが形成される。

また、障壁部材３４−１〜３４−４は、第１内壁２８ａまたは第２内壁２８ｂに流れ方向に向かって交互に配置されているので、簡単な構造で効率良く微粒子凝集体２７ａの一次粒子化を図ることができ、一次粒子化機構３０Ａの小型化も容易である。

また、障壁部材３４−１〜３４−４は、エアロゾルの流れ方向に沿って斜めに配置されている。例えば、障壁部材３４−１は、第１内壁２８ａに固着された側端３４−１ａから、下流に向かって斜めに配置され、他の障壁部材３４−２〜３４−４も同様に配置されている。このように斜めに障壁部材３４−１〜３４−４を配置することで、微粒子２７ａ、２７ｂを残留し難くして、清浄化の保守サイクルを長時間化することができる。なお、図示は省略するが、衝突の際の微粒子に与える力を増加させる場合は、障壁部材３４−１〜３４−４を流れ方向に対してほぼ垂直に配置してもよく、あるいは、流れ方向に対して逆方向に傾けてもよい。

なお、障壁部材３４−１〜３４−４は、４つに限定されず、１つ〜３つ、または５つ以上でもよく、一次粒子化機構３０Ａを通過したエアロゾルの微粒子の一次粒子化の程度により適宜決定すればよい。

第１変形例の一次粒子化機構３０Ａは、エアロゾルの流れを妨げるように障壁部材３４−１〜３４−４を設け、エアロゾルを形成する微粒子凝集体２７ａが下流に流れるにしたがって障壁部材３４−１〜３４−４と衝突を繰り返すようになっているので、微粒子凝集体２７ａは、障壁部材３４−１〜３４−４から衝突の際に力を受け、機械的に分離し、一次粒子化される。したがって、エアロゾルを形成する微粒子が一次粒子化され、その表面の活性化の程度が大きいので、緻密で膜密着性の高いＡＤ膜を形成できる。

図４は第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第２変形例の構成図である。

図４を参照するに、一次粒子化機構３０Ｂは、配管２８内に設けられたノズル部３６と、その下流に配置された障壁板３８から構成される。

ノズル部３６には、流れ方向に沿ってエアロゾルの流路を次第に狭窄する先細り流路３６ａと、先細り流路３６ａに接続された断面積（エアロゾルの流れ方向に直交する面の面積。）が一定の流路３６ｂが設けられている。また、障壁板３８は流路をほぼ塞ぐように設けられている。障壁板３８には、エアロゾルを下流に流出させる開口部３８ａが設けられている。開口部３８ａは、ノズル部３６の流路３６ｂの開口部に対向する位置から外れた領域に配置されている。

このようにノズル部３６および障壁板３８を設けることで、一次粒子化機構３０Ｂに流入したエアロゾルは先細り流路３６ａにより加速され、流路３６ｂから障壁板３８に向かって流出する。エアロゾルを形成する微粒子凝集体２７ａは障壁板３８の上流側表面３８ｂに衝突し、その際に受ける力により機械的に分離される。そして、ノズル部３６の下流側表面３６ｃや、障壁板３８の上流側表面３８ｂに衝突を繰り返し一次粒子化が進む。一次粒子化された微粒子２９ｂは、障壁板３８の開口部３８ａを通過して成膜部４０に送出される。

ノズル部３６と障壁板３８の材料は特に限定されないが、障壁板３８は、微粒子の衝突による摩耗を抑制するために、微粒子よりも硬度が大きい材料からなること好ましい。

ノズル部３６の流路３６ｂの開口部の断面積は、通過するエアロゾルの速度が大きくなる点で小さい程好ましいが、過度に小さくなると、流路３６ｂを通過した微粒子が障壁板３８の上流側表面に密着して堆積してしまう。したがって、流路３６ｂの開口部の断面積は、微粒子が堆積する速度よりも小さくなるように設定するべきである。それよりもエアロゾルの速度が小さくなる断面積に設定すべきである。

ノズル部３６の下流側表面３６ｃと障壁板３８の上流側表面３８ｂとの距離は、配管２８中のエアロゾルの速さに応じて適宜選択されるが、例えば３０ｍｍ程度に設定する。距離が過度に大きいと、微粒子がノズル部３６の下流側表面３６ｂと障壁板３８の上流側表面３８ｂとの衝突を繰り返し難くなる。

第２変形例の一次粒子化機構３０Ｂは、ノズル部３６によりエアロゾルを加速させ、エアロゾルを形成する微粒子凝集体２７ａを障壁板３８に高速度で衝突させる。微粒子凝集体２７ａは、衝突により障壁板３８から力を受けて機械的に分離し一次粒子化される。さらに、微粒子凝集体２７ａは、高速度で衝突しているので、衝突の際に微粒子の表面が活性化される程度が大きくなる。したがって、エアロゾルを形成する微粒子が一次粒子化され、その表面の活性化の程度が大きいので、緻密で膜密着性の高いＡＤ膜を形成できる。なお、ノズル部３６に流路３６ｂを設けなくともよく、すなわちノズル部３６に先細り流路３６ａのみを設けてもよい。

図５は、第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第３変形例の構成図である。

図５を参照するに、一次粒子化機構３０Ｃは、配管２８内に設けられた遮蔽部３９から構成され、遮蔽部３９には、上流側に第１流路３９ａおよび第２流路３９ｂが並行して設けられ、それらの下流側には、第１流路３９ａと第２流路３９ｂとが合流する合流部３９ｃと、その下流側に合流部３９ｃに連通する第３流路３９ｄが設けられている。

エアロゾル２９が流入する流路が、例えば、中心軸が流れ方向となる円筒状の場合は、第１流路３９ａおよび第２流路３９ｂは、その中心軸にほぼ対称な位置に設けられることが好ましい。このような位置に設定することで、第１流路３９ａと第２流路３９ｂの各々にほぼ同量のエアロゾルが流入する。合流部３９ｃでは、第１流路３９ａを流れるエアロゾルと第２流路３９ｂを流れるエアロゾルの微粒子同士が衝突する。微粒子凝集体２７ａは衝突の際に受ける力により互いに機械的に分離され一次粒子化が進み、一次粒子化された微粒子２９ｂは、第３流路３９ｄを通過して成膜部４０に送出される。

第１流路３９ａと第２流路３９ｂは、ほぼ同様の形状、すなわち、各々の断面積（エアロゾルの流れ方向に直交する面の面積。）や長さがほぼ同等であることが好ましい。このように設定することで合流部３９ｃから第３流路３９ｄへの流れが円滑となる。

また、合流部３９ｃでは、第１流路３９ａと第２流路３９ｂが交叉するが、交叉する角度が大きいほど、微粒子凝集体の衝突の際に互いに受ける力が大きくなる点で、好ましい。ただし、交叉する角度が１８０度を超えると、合流部３９ｃから第３流路３９ｄに流れにくくなるので、交叉する角度は１８０度以下であることが好ましい。

第３変形例の一次粒子化機構３０Ｃは、合流部３９ｃにおいて微粒子同士が衝突するので、障壁部３９の材料等の混入を抑制しつつ、微粒子の一次粒子化を進めることができる。その結果、緻密で膜密着性が高いＡＤ膜４６を形成でき、微粒子材料以外の材料の混入の少ないＡＤ膜４６を形成できる。

なお、図２〜図５では、一次粒子化機構３０、３０Ａ〜３０Ｃは、これに接続する配管２８と同程度の断面積の流路内に設けた場合を例に説明したが、配管２８よりも大きな断面積の流路内に一次粒子化機構３０、３０Ａ〜３０Ｃを設けてもよい。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置は、エアロゾルを噴射ノズルから噴射する前に、微粒子を電気的に分極し、電気的な引力により微粒子を衝突させて微粒子を分散させる一次粒子化機構を備えたことに主な特徴がある。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係るＡＤ成膜装置を構成する一次粒子化機構の構成図である。なお一次粒子化機構以外のＡＤ成膜装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態に係るＡＤ成膜装置と同様であるので図１を参照すると共に、その図示および説明を省略する。

図６を参照するに、本実施の形態のＡＤ成膜装置を構成する一次粒子化機構６０は、配管２８内にエアロゾルの流れ方向に沿って互いに平行に設けられた平板の第１電極６１および第２電極６２と、第１電極６１に電気的に接続された交流電源６３等から構成され、第２電極６２および交流電源６３はそれぞれ電気的に接地されている。

交流電源６３は、第１電極６１と第２電極６２との間に高電圧の交流電圧（例えば周波数１００Ｈｚ。）を印加する。交流電圧を印加することにより第１電極６１と第２電極６２との間に電界Ｅを生じさせる。その電界Ｅの最大電界強度は、例えば１０ＭＶ／ｍに設定される。このような極めて高い電界に流入したエアロゾルの微粒子凝集体２７ａは、第１電極６１または第２電極６２との接触により、例えば微粒子凝集体２７ａの電子が抜き出され正極性に帯電するようになる。正極性に帯電した微粒子凝集体２７ａは、第１電極６１が負極となると、帯電量と電界強度との積に比例する電気的引力により加速的に引きつけられ、第１電極６１に衝突する。微粒子凝集体２７ａは第１電極６１から衝突の際に力を受け機械的に分離する。そして、交流電圧の極性が反転し、第２電極６２が負極になると、微粒子凝集体２７ａは第２電極６２に引きつけられ第２電極６２に衝突し、その際の力によりさらに機械的に分離する。微粒子２７ｂは、次第に下流に移動しながら交流電圧の反転に応じてこれらの衝突を繰り返し一次粒子化される。交流電源６３により印加する電圧は、高いほど微粒子凝集体がより加速されるので好ましい。

本実施の形態によれば、エアロゾルを噴射ノズル４２から噴射する前に、一次粒子化機構６０において、エアロゾルを形成する微粒子凝集体２７ａを帯電させ、第１電極６１と第２電極６２との間に高電界強度を印加して、微粒子凝集体２７ａを第１電極６１および第２電極６２に交互に電気的引力により引きつけて衝突させることにより、衝突の際に受ける力により機械的に分離させ、微粒子を一次粒子化する。このように一次粒子化することで、微粒子２７と基板４３との密着性や微粒子同士の密着性が向上し、緻密で膜密着性の高いＡＤ膜４６が形成できる。

本実施の形態によれば、印加する交流電圧の大きさを制御することで、エアロゾルの流速とは独立に微粒子が第１電極６１および第２電極６２に衝突する際の速度を制御して確実に一次粒子化できる。

また、本実施の形態によれば、微粒子凝集体２７ａや一次粒子化した微粒子２７ｂは、第１電極６１および第２電極６２に交互に衝突を繰り返しながら下流に流れるので、微粒子の残留を抑制でき、清浄化の保守サイクルを長時間化することができる。

なお、一次粒子化機構６０の下流側に、微粒子の帯電を中和する装置、例えば、熱電子を発生するニュートライザを設けてもよい。微粒子が配管の内壁等に電気的に付着することを抑制できる。

また、第１電極６１および第２電極６２は平行平板電極に限定されず、配管２８の流路の中心軸に沿った円筒型でもよい。この場合は、例えば第１電極６１を円筒型電極とし、第２電極６２を円筒型電極の中心軸と同軸の円柱状の電極とする。

また、図６において図示を省略したが、第１電極６１および第２電極６２と、配管２８との間は交流電圧の大きさに応じた適切な絶縁材で電気的に絶縁される。

図７は、第２の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の変形例の構成図である。

図７を参照するに、一次粒子化機構６０Ａは、配管２８に接続された流路内に、エアロゾルの流れ方向に沿って設けられた平板の３つの第１電極６１−１〜６１−３と、３つの第２電極６２−１〜６２−３と、第１電極６１−１〜６１−３に電気的に接続された交流電源６３等から構成され、第２電極６２−１〜６２−３および交流電源６３はそれぞれ電気的に接地されている。３つの第１電極６１−１〜６１−３および３つの第２電極６２−１〜６２−３は、エアロゾルの流れ方向に対して直交する方向に交互に対となって配置されている。一次粒子化機構６０Ａの作用は、図６に示す一次粒子化機構６０と同様であり、エアロゾルの微粒子凝集体２７ａを高電界強度の交流電界を第１電極６１−１〜６１−３と第２電極６２−１〜６２−３との間に形成して、帯電した微粒子凝集体２７ａを第１電極６１−１〜６１−３および第２電極６２−１〜６２−３に交互に電気的引力により引きつけて衝突させ、微粒子凝集体２７ａを一次粒子化させる。

一次粒子化機構６０Ａは、配管２８から流入したエアロゾルが、５つの流路６５−１〜６５−５に分けられ、各々の流路の下流側に配置された第１電極６１−１〜６１−３と第２電極６２−１〜６２−３とにより一次粒子化される。

本変形例の一次粒子化機構６０Ａは、５つの流路６５−１〜６５−５の断面積（エアロゾルの流れ方向に直交する面の面積。）の和（総断面積）は、配管２８の流路の断面積より大きいので、エアロゾルの流速が低下する。したがって、微粒子凝集体２７ａが一次粒子化機構６０Ａを通過する時間が長くなり、第１電極６１−１〜６１−３および第２電極６２−１〜６２−３に衝突する回数を増加できる。したがって、微粒子凝集体２７ａの一次粒子化を促進できる。その結果、いっそう緻密で膜密着性の高いＡＤ膜が形成できる。

次に上記の第１実施の形態に係る実施例１、第２の実施の形態に係る実施例２、および本発明によらない比較例について説明する。

［実施例１］
実施例１は、図１および図２に示す第１の実施の形態に係るＡＤ成膜装置を用いて成膜を行ったものである。

最初に、前処理として、平均粒径０．５μｍのＢａＴｉＯ₃粉末をエアロゾル発生器の容器に入れ、粉末を１５０℃に加熱し、容器全体に超音波を印加しながら３０分間、排気系により容器内を排気し、ＢａＴｉＯ₃粉末を乾燥した。また、成膜室は予め排気し、真空度を１０Ｐａ以下になるように設定した。

次いで、このようにして得られたＢａＴｉＯ₃粉末を酸素ガス（純度：９９．９％、ガス圧：２ｋｇ／ｃｍ²、ガス流量：４ｌ／ｍｉｎ）を容器に導入しエアロゾルを形成した。

このようにして得られたエアロゾルを、図２に示す一次粒子化機構３０を用いてエアロゾルに含まれる微粒子を一次粒子化させた。なお、第１障壁板３１および第２障壁板３２の直径を１０ｍｍ、各々の開口部３１ａ、３１ｂの直径を２ｍｍ、第１障壁板３１と第２障壁板３２との距離を２０ｍｍに設定した。

このようにして得られたエアロゾルを噴射ノズルからガラス基板に向けて２０分間噴射し、膜厚２０μｍのＢａＴｉＯ₃膜を形成した。

成膜中のエアロゾル濃度は８体積％、エアロゾル濃度のばらつきは２％であった。また、成膜中の成膜室内の圧力は２００Ｐａであり、成膜速度は１μｍ／分±０．２μｍ／分であった。なお、エアロゾル濃度およびエアロゾル濃度のばらつきはレーザ式パーティクルカウンタを用いて測定した。

［実施例２］
実施例２は、図１および図６に示す第２の実施の形態に係るＡＤ成膜装置を用いて成膜を行ったものである。

前処理は実施例１と同様に行い、酸素ガス（純度：９９．９％、ガス圧：２ｋｇ／ｃｍ²、ガス流量：４ｌ／ｍｉｎ）を用いて、平均粒径０．５μｍのＢａＴｉＯ₃粉末のエアロゾルを形成した。

このようにして得られたエアロゾルを、図６に示す一次粒子化機構６０を用いて、第１電極６１と第２電極６２との間に１０ＭＶ／ｍの最大電界強度の交流電界を形成し、微粒子を一次粒子化させた。なお、第１電極６１および第２電極６２の流れ方向の長さを５０ｍｍ、幅を１０ｍｍに設定し、第１電極６１と第２電極６２との間を通過するエアロゾルの速度を１００ｍ／ｓとした。

このようにして得られたエアロゾルを噴射ノズルからガラス基板に向けて２０分間噴射し、膜厚２０μｍのＢａＴｉＯ₃膜を形成した。

成膜中のエアロゾル濃度は５体積％、エアロゾル濃度のばらつきは１％であった。また、成膜中の成膜室内の圧力は２００Ｐａであり、成膜速度は１μｍ／分±０．５μｍ／分であった。

［比較例］
本発明によらない比較例では、実施例１において、一次粒子化機構を設けず、それ以外は同様の構成のＡＤ成膜装置を用いて実施例１と同様にして成膜を行った。

成膜中のエアロゾル濃度は１０体積％、エアロゾル濃度のばらつきは４％であった。また、成膜中の成膜室内の圧力は２００Ｐａであり、成膜速度は１μｍ／分±０．５μｍ／分であった。

図８は、実施例及び比較例のＢａＴｉＯ₃膜の特性図である。図８を参照するに、膜の緻密性を示す吸水率は、比較例に対して実施例１および実施例２のＢａＴｉＯ₃膜は良好となった。より微視的な緻密性を示す比誘電率では、比較例の２００よりも、実施例１および実施例２はいずれも高くなった。これらのことから、比較例に対して実施例１および実施例２のＢａＴｉＯ₃膜はより緻密に形成されていることが分かる。

また、誘電損失ｔａｎδは、比較例に対して実施例２のＢａＴｉＯ₃膜は低減されていることが分かる。したがって、ＢａＴｉＯ₃膜の緻密化が不十分であると、粒子表面に付着する水分等により導電性を帯び、その結果、誘電損失が増大する。しかし、実施例２のＢａＴｉＯ₃膜は誘電損失が低減されているので、ＢａＴｉＯ₃膜が緻密化されていることが分かる。

また、ＢａＴｉＯ₃膜とガラス基板との密着強度（膜−基板間密着強度）は、比較例の３ｋｇ／ｍｍ²以上に対して、実施例１および実施例２のＢａＴｉＯ₃膜は、５ｋｇ／ｍｍ²であり、膜−基板間密着硬度が向上していることが分かる。

また、表面粗さはＢａＴｉＯ₃膜の緻密性や、表面あるいは膜中の空孔等の発生を反映するものであり、小さい程好ましいものである。図８に示すように、表面粗さは、比較例に対して、実施例１および実施例２は低減されている。また、ＢａＴｉＯ₃膜の表面の最大空孔径は、比較例に対して、実施例１および実施例２が低減され、特に実施例２が良好となっている。これらのことから、実施例１および実施例２のＢａＴｉＯ₃膜は、膜の緻密性が向上し、空孔発生が抑制されていることが分かる。

以上により、実施例１、実施例２、および比較例によれば、比較例よりも実施例１および実施例２の方が、緻密で空孔の少ないＢａＴｉＯ₃膜が形成できたことが分かる。特に、実施例１よりも実施例２の方が良質なＢａＴｉＯ₃膜が形成できたことが分かる。

なお、吸水率は、ＢａＴｉＯ₃膜が形成された基板を水に１時間浸漬し、その前後の質量の差を膜の質量で割って求めた。

比誘電率およびｔａｎδ（誘電損失）は、ガラス基板上に下部電極を設け、その上に、ＢａＴｉＯ₃膜および上部電極を形成し、下部電極および上部電極を介してＢａＴｉＯ₃膜に周波数１００ＭＨｚの高周波電圧を印加して測定した。ｔａｎδは摂動法を用いて、ネットワークアナライザを使用して測定した。

また、ＢａＴｉＯ₃膜のガラス基板に対する膜−基板間密着強度は、セバスチャン法を用いて測定した。セバスチャン法は、ＢａＴｉＯ₃膜が形成されたガラス基板を固定し、ＢａＴｉＯ₃膜の表面に密着試験子を接着剤で固定する。そして、密着試験子を引き上げてＢａＴｉＯ₃膜がガラス基板から剥がれたときの密着試験子単位面積当りの引き上げ力（ｋｇ／ｍｍ²）の大きさを密着性の指標とするものであり、引き上げ力が大きいほど密着性が大きいことが示す。

また、ＢａＴｉＯ₃膜の表面粗さは触針法により測定し、表面の最大空孔径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察により測定したものである。

以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 無機材料からなる微粒子とキャリアガスからなるエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、
前記エアロゾルを噴射ノズルにより噴射して基体上に無機材料膜を成膜する成膜手段と、
前記エアロゾル形成手段と成膜手段との間に、エアロゾルに含まれる微粒子を分散させる一次粒子化手段とを備えるエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記２） 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された障壁部からなり、
該エアロゾルに含まれる微粒子を該障壁部に衝突させて分散させることを特徴とする付記１記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記３） 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された第１の障壁部材と、その下流側に配置された第２の障壁部材からなり、
前記第１の障壁部材および第２の障壁部材の一部に、エアロゾルを通過させる開口部が各々設けられてなることを特徴とする付記２記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記４） 前記第１の障壁部材および第２の障壁部材は互いに対向して設けられ、
前記第１の障壁板の開口部と、第２の障壁板の開口部とは互いに対向しない位置に設けられてなることを特徴とする付記３記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記５） 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された第１の障壁部材と、その下流側に配置された第２の障壁部材からなり、
前記第１の障壁部材は、流路を画成する内壁の一側に固着されると共に他側を開口し、第２の障壁部材は前記他側に固着されると共に前記一側を開口してなることを特徴とする付記２記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記６） 前記第１の障壁部材および第２の障壁部材は、各々の上流側の表面が上流から下流に向かって傾斜して形成されてなることを特徴とする付記５記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記７） 前記一次粒子化手段は、ノズル部と、その下流側に配置された第３の障壁部材からなり、
前記ノズル部は、下流に向かって開口面積が減少する先細り形状のノズル流路を有し、
前記第３の障壁部材は、前記ノズル流路の下流側の開口部に近接して配置され、該開口部と対向しない位置に他の開口部を有し、該ノズル流路から流出したエアロゾルに含まれる微粒子を第３の障壁部材に衝突させることを特徴とする付記２記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記８） 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流れを分岐させてなる第１の小流路および第２の小流路と、それらの下流側で第１の小流路および第２の小流路を互いに交叉させる合流部とからなり、該合流部で第１の小流路を流通するエアロゾルに含まれる微粒子と第２の小流路を流通するエアロゾルに含まれる微粒子とを互いに衝突させて分散させることを特徴とする付記１記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記９） 前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路内に設けられた一対の電極と、該一対の電極間に交流電圧を印加する交流電源とからなり、
前記エアロゾルに含まれる微粒子を帯電させ、前記電極に電気的引力により衝突させて微粒子を分散させることを特徴とする付記１記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記１０） 前記電極はエアロゾルの流れ方向に沿って配置され、該流れ方向に直交する方向に電圧が印加されることを特徴とする付記９記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記１１） 前記一対の電極は各々平板形状を有し、互いに平行に配置されてなることを特徴とする付記１０記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記１２） 前記一次粒子化手段は、前記流れ方向に略直交する方向に複数の対からなる電極が配置されてなることを特徴とする付記１１記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
（付記１３） 前記一次粒子化手段は、エアロゾル形成手段からの流路よりも断面積が広い流路内に設けられてなることを特徴とする付記１２記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。

本発明の第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置の概略構成図である。 第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の構成図である。 第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第１変形例の構成図である。 第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第２変形例の構成図である。 第１の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の第３変形例の構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の構成図である。 第２の実施の形態に係るエアロゾルデポジッション成膜装置を構成する一次粒子化機構の変形例の構成図である。 実施例及び比較例のＢａＴｉＯ₃膜の特性図である。

符号の説明

１０ エアロゾルデポジッション成膜装置（ＡＤ成膜装置）
２０ エアロゾル形成部
２１ エアロゾル発生器
２７ 微粒子
２７ａ 微粒子凝集体
２７ｂ 一次粒子化された微粒子
２９ エアロゾル
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、６０、６０Ａ 一次粒子化機構
３１ 第１障壁板
３１ａ、３２ａ、３８ａ 開口部
３１ｂ、３２ｂ 上流側表面
３１ｃ 下流側表面
３２ 第２障壁板
３４−１〜３４−４ 障壁部材
３６ ノズル部
３６ａ 先細り流路
３６ｂ 流路
３６ｃ 下流側表面
３８、３９ 障壁板
３８ｂ 上流側表面
３９ａ 第１流路
３９ｂ 第２流路
３９ｃ 合流部
３９ｄ 第３流路
４０ 成膜部
４１ 成膜室
４２ 噴射ノズル
４３ 基板
４４ 基板保持台
４５ ＸＹＺステージ
４６ エアロデポジション膜（ＡＤ膜）
６１、６１−１〜６１−３ 第１電極
６２、６２−１〜６２−３ 第２電極
６３ 交流電源
６４ 接地
６５−１〜６５−５ 流路

Claims (5)

1. 無機材料からなる微粒子とキャリアガスからなるエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、
   前記エアロゾルを噴射ノズルにより噴射して基体上に無機材料膜を成膜する成膜手段と、
   前記エアロゾル形成手段と成膜手段との間に、エアロゾルに含まれる微粒子を分散させる一次粒子化手段とを備え、
   前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された障壁部からなり、該エアロゾルに含まれる微粒子を該障壁部に衝突させて分散させるものであって、
   前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路に配置された第１の障壁部材と、その下流側に配置された第２の障壁部材からなり、
   前記第１の障壁部材および第２の障壁部材の一部に、エアロゾルを通過させる開口部が各々設けられてなることを特徴とするエアロゾルデポジッション成膜装置。
2. 前記一次粒子化手段は、ノズル部と、その下流側に配置された第３の障壁部材からなり、
   前記ノズル部は、下流に向かって開口面積が減少する先細り形状のノズル流路を有し、
   前記第３の障壁部材は、前記ノズル流路の下流側の開口部に近接して配置され、該開口部と対向しない位置に他の開口部を有し、該ノズル流路から流出したエアロゾルに含まれる微粒子を第３の障壁部材に衝突させることを特徴とする請求項１記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
3. 前記第１の障壁部材および第２の障壁部材は互いに対向して設けられ、
   前記第１の障壁板の開口部と、第２の障壁板の開口部とは互いに対向しない位置に設けられてなることを特徴とする請求項１記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
4. 前記第１の障壁部材は、流路を画成する内壁の一側に固着されると共に他側を開口し、第２の障壁部材は前記他側に固着されると共に前記一側を開口してなるものであって、
   前記第１の障壁部材および第２の障壁部材は、各々の上流側の表面が上流から下流に向かって傾斜して形成されてなることを特徴とする請求項１記載のエアロゾルデポジッション成膜装置。
5. 無機材料からなる微粒子とキャリアガスからなるエアロゾルを形成するエアロゾル形成手段と、
   前記エアロゾルを噴射ノズルにより噴射して基体上に無機材料膜を成膜する成膜手段と、
   前記エアロゾル形成手段と成膜手段との間に、エアロゾルに含まれる微粒子を分散させる一次粒子化手段とを備え、
   前記一次粒子化手段は、エアロゾルの流路内に設けられた一対の電極と、該一対の電極間に交流電圧を印加する交流電源とからなり、
   前記エアロゾルに含まれる微粒子を帯電させ、前記電極に電気的引力により衝突させて微粒子を分散させることを特徴とするエアロゾルデポジッション成膜装置。

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