JP5941818B2 - 成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
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Description
本発明は、原料の粉末をガスと共に加速し、該粉末を固相状態に保ったまま基材の表面に吹き付けて堆積させることにより成膜を行う成膜方法及び成膜装置に関する。
近年、コールドスプレー法と呼ばれる成膜方法が知られている。コールドスプレー法は、融点又は軟化点以下の状態にある金属材料の粉末を、ヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスとともにノズルから噴射し、固相状態のまま成膜対象の基材に衝突させて基材の表面に皮膜を形成する方法である（例えば、特許文献１参照）。コールドスプレー法においては、材料の粉末を溶融させて基材に吹き付ける溶射法（例えば、特許文献２参照）と異なり、比較的低い温度で成膜が行われる。このため、コールドスプレー法によれば、熱応力の影響を緩和することができ、相変態がなく酸化も抑制された金属皮膜を得ることができる。特に、基材及び皮膜となる材料がともに金属である場合、金属材料の粉末が基材（又は先に形成された皮膜）に衝突した際に粉末と基材との間で塑性変形が生じてアンカー効果が得られると共に、互いの酸化皮膜が破壊されて新生面同士による金属結合が生じるので、密着強度の高い積層体を得ることができる。
ところで、通常、コールドスプレー法は大気中において実施される。また、コールドスプレー法においては、圧縮ガスにより粉末を高速に加速するため、基材に対して口径の小さなノズルが用いられる。このため、ノズルから噴射された粉末が吹き付けられる成膜中の領域以外においては、既に形成された皮膜が大気中の酸素に曝され、酸化してしまうおそれがある。その結果、酸化した皮膜の上層にさらに成膜を行うことになり、上層と下層との間における接合が不十分となり、接合強度や電気的性質等の皮膜の特性に影響を及ぼしてしまう。
皮膜の酸素への曝露を抑制するためには、減圧されたチャンバ内で成膜を行うことが考えられる。しかしながら、この場合、チャンバに排気装置を設ける必要があるため、装置構成が複雑化すると共に、装置費用が高価になってしまう。また、チャンバ内に基材を配置した後、減圧雰囲気とするまでに長時間を要するため、成膜の開始が遅れてしまう。さらに、基材を交換する際には、減圧雰囲気の開放、基材の交換、再び減圧といった手順が必要となり、手間と時間がかかってしまうという問題もある。
一方、皮膜の酸素への曝露を抑制する別の手段として、チャンバ内を不活性ガスで満たすことにより酸素を排除して成膜を行うことも考えられる。しかしながら、この場合も、チャンバに不活性ガスの供給装置を別途設ける必要が生じ、装置費用が上昇してしまう。また、チャンバ内に基材を設置した後、チャンバ内の大気を不活性ガスに交換する時間が必要となり、やはり、基材の交換に手間と時間がかかってしまう。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、成膜中の皮膜の酸化を抑制することが可能であり、装置を簡素且つ安価に構成することができると共に、手間及び時間をかけずに成膜対象の基材を交換することができる成膜方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る成膜方法は、原料の粉末をガスと共に加速し、該粉末を固相状態に保ったまま基材の表面に吹き付けて堆積させることにより成膜を行う成膜方法であって、前記基材をチャンバ内に配置する基材配置工程と、前記粉末及び不活性ガスをノズルから前記基材に向けて噴射し、前記不活性ガスにより前記チャンバ内を陽圧にするとともに、前記基材の表面に前記粉末を堆積させて皮膜を形成する成膜工程と、を含むことを特徴とする。
上記成膜方法において、前記成膜工程は、前記不活性ガスを前記チャンバから排気しつつ行われることを特徴とする。
上記成膜方法において、前記成膜工程は、前記チャンバ内における前記不活性ガスを整流しつつ行われることを特徴とする。
上記成膜方法において、前記ノズルとは別に、前記チャンバ内に不活性ガスを供給することにより、前記不活性ガスを整流することを特徴とする。
本発明に係る成膜装置は、原料の粉末をガスと共に加速し、該粉末を固相状態に保ったまま基材の表面に吹き付けて堆積させることにより成膜を行う成膜装置であって、チャンバと、前記チャンバ内に設けられ、前記基材を保持する保持部と、前記粉末を不活性ガスと共に噴射するノズルと、前記ノズルと前記保持部とのいずれか一方を他方に対して移動させる移動機構と、を備え、前記ノズルが噴射する前記不活性ガスにより、前記チャンバ内が陽圧になることを特徴とする。
上記成膜装置は、前記チャンバ内から気体を排出する排気部をさらに備えることを特徴とする。
上記成膜装置は、前記チャンバ内における前記不活性ガスを整流する整流機構をさらに備えることを特徴とする。
上記成膜装置において、前記整流機構は、前記チャンバ内に不活性ガスを供給するガス供給部であることを特徴とする。
上記成膜装置において、前記整流機構は、前記チャンバ内に設置された整流部材であることを特徴とする。
上記成膜装置において、前記チャンバは、内部に前記保持部が設けられた容器と、前記ノズルに取り付けられた蓋部とを有することを特徴とする。
上記成膜装置において、前記チャンバは、前記ノズルに取り付けられ、前記保持部を覆うカバーを有することを特徴とする。
本発明によれば、原料の粉末及び不活性ガスをノズルから基材に向けて噴射し、不活性ガスによりチャンバ内を陽圧にすると共に、基材の表面に粉末を堆積させるので、基材が酸素に曝露されることがなくなり、成膜中の皮膜の酸化を抑制することが可能となる。また、本発明によれば、排気装置や不活性ガスの供給装置等の追加の装置をチャンバに設ける必要がなくなるので、装置を簡素且つ安価に構成することができる。さらに、本発明によれば、成膜に先立ってチャンバ内の減圧やガスの交換等の追加の作業を行う必要がないので、手間及び時間をかけることなく基材を交換することが可能となる。
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る成膜装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１に係る成膜装置１００は、基材１の表面に原料の粉末２を吹き付けて堆積させることにより成膜を行う、所謂コールドスプレー装置であり、チャンバ１０と、基材１を保持する保持部１１と、粉末２を不活性ガスと共に噴射するスプレーノズル１２と、該スプレーノズル１２に粉末２を供給する粉末供給部１３及び粉末用配管１３ａと、不活性ガスを加熱してスプレーノズル１２に供給するガス加熱部（ガス供給部）１４及びガス用配管１４ａと、スプレーノズル１２を移動させる駆動部１５と、駆動部１５の動作を制御する制御部１６とを備える。なお、図１においては、チャンバ１０についてのみ、断面を示している。
図１は、本発明の実施の形態１に係る成膜装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１に係る成膜装置１００は、基材１の表面に原料の粉末２を吹き付けて堆積させることにより成膜を行う、所謂コールドスプレー装置であり、チャンバ１０と、基材１を保持する保持部１１と、粉末２を不活性ガスと共に噴射するスプレーノズル１２と、該スプレーノズル１２に粉末２を供給する粉末供給部１３及び粉末用配管１３ａと、不活性ガスを加熱してスプレーノズル１２に供給するガス加熱部（ガス供給部）１４及びガス用配管１４ａと、スプレーノズル１２を移動させる駆動部１５と、駆動部１５の動作を制御する制御部１６とを備える。なお、図１においては、チャンバ１０についてのみ、断面を示している。
チャンバ１０は、有底の柱状をなす容器１０ａと、容器１０ａの開口を覆う蓋部１０ｂとを有する。容器１０ａの具体的形状は特に限定されず、実施の形態１においては、有底の円柱に、開口から外周に向かって延出するフランジを設けた形状をなしている。また、蓋部１０ｂの形状は、容器１０ａの開口形状に応じて規定され、実施の形態１においては円盤形状をなしている。
蓋部１０ｂは、締結、接着、又は溶接等によりスプレーノズル１２に取り付けられ、スプレーノズル１２の図示しない支持機構により、３次元的に移動可能に支持されている。また、図１に示すように、基材１の成膜を行う際、蓋部１０ｂは、容器１０ａの開口面１０ｃから僅かに（少なくとも気体が通過できる程度）浮いた状態で、開口面１０ｃと平行な面内で（図１においては水平方向に）移動可能に支持される。このとき、容器１０ａと蓋部１０ｂとの間の隙間１０ｄは、チャンバ１０内の気体を外部に排出する排気口として機能する。
蓋部１０ｂの径は、成膜時に該蓋部１０ｂを開口面１０ｃと平行な面内で移動させた際にも、容器１０ａの開口が露出しないように、スプレーノズル１２の可動範囲に応じて、容器１０ａの開口径よりも大きく設計されている。
保持部１１は、例えば容器１０ａの底部に設けられている。保持部１１は、静電チャック等の保持機構を備え、基材１の成膜面１ａをスプレーノズル１２側に向けた状態で基材１を保持する。なお、図１においては、成膜面１ａが平面をなす板状の基材１を示しているが、基材１の全体形状及び成膜面１ａの形状は特に限定されず、成膜可能な面を有していれば良い。
スプレーノズル１２は、ガス加熱部１４を介して供給された不活性ガスにより、粉末供給部１３から供給された粉末２を加速し、例えば３４０ｍ／ｓ以上の超音速で噴射する。
粉末供給部１３及びガス加熱部１４には、外部からヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスを圧縮した圧縮ガスが供給される。なお、粉末供給部１３及びガス加熱部１４には、圧縮ガスの供給量を調節する図示しないバルブがそれぞれ設けられている。
粉末供給部１３には、皮膜の原料となる金属又は合金の粉末２が収容されている。粉末供給部１３は、粉末２を外部から供給される不活性ガスと共に、粉末用配管１３ａを介してスプレーノズル１２に供給する。
ガス加熱部１４は、外部から供給される不活性ガスを所定の温度に加熱し、ガス用配管１４ａを介してスプレーノズル１２に供給する。不活性ガスを加熱する温度は、例えば５０℃以上であって、粉末２の種類に応じて、粉末２が溶融しない程度（例えば３００℃〜９００℃程度）に設定される。
駆動部１５は、スプレーノズル１２に設けられ、スプレーノズル１２を蓋部１０ｂと共に移動させる移動機構の一部である。なお、移動機構としては、公知の一般技術を適用することができ、図１においては、移動機構全体の記載を省略している。この駆動部１５を動作させ、スプレーノズル１２を容器１０ａの開口面１０ｃと平行な面内で移動させることにより、スプレーノズル１２から噴射される粉末２によって基材１の成膜面１ａが走査される。制御部１６は、このような駆動部１５の動作を制御する。なお、スプレーノズル１２の先端から始まる破線の矢印は、不活性ガスの流れを模式的に示している。
次に、実施の形態１に係る成膜方法を説明する。図２は、実施の形態１に係る成膜方法を示すフローチャートである。
まず、工程Ｓ１において、基材１をチャンバ１０内に配置する。基材１の材料としては、銅、銅合金、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、鉄合金、チタン、チタン合金、クロム、クロム合金、ニオブ、ニオブ合金、モリブデン、モリブデン合金、銀、銀合金、錫、錫合金、タンタル、タンタル合金等の金属又は合金や、アルミナ、ジルコニア、イットリア、イットリア安定化ジルコニア等のセラミックス等、特に限定することなく用いることができる。なお、これらの材料によって形成された基材１に対し、予め表面処理を適宜施しておいても良い。チャンバ１０内においては、基材１を保持部１１に保持させて固定する。
まず、工程Ｓ１において、基材１をチャンバ１０内に配置する。基材１の材料としては、銅、銅合金、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、鉄合金、チタン、チタン合金、クロム、クロム合金、ニオブ、ニオブ合金、モリブデン、モリブデン合金、銀、銀合金、錫、錫合金、タンタル、タンタル合金等の金属又は合金や、アルミナ、ジルコニア、イットリア、イットリア安定化ジルコニア等のセラミックス等、特に限定することなく用いることができる。なお、これらの材料によって形成された基材１に対し、予め表面処理を適宜施しておいても良い。チャンバ１０内においては、基材１を保持部１１に保持させて固定する。
続く工程Ｓ２において、基材１に形成する皮膜の原料となる粉末を、粉末供給部１３に充填する。粉末２の種類は特に限定されず、皮膜の用途に応じて、銅、銅合金、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、鉄合金、チタン、チタン合金、クロム、クロム合金、ニオブ、ニオブ合金、モリブデン、モリブデン合金、銀、銀合金、錫、錫合金、タンタル、タンタル合金等の金属又は合金が適宜選択される。また、粉末２の平均粒径も、コールドスプレーが可能なサイズ（例えば５〜１００μｍ程度）であれば特に限定されない。
続く工程Ｓ３において、成膜装置１００を起動させる。それにより、粉末供給部１３及びガス加熱部１４への圧縮ガス（不活性ガス）の供給が開始され、粉末２及び加熱された不活性ガスがスプレーノズル１２に供給される。スプレーノズル１２において、粉末２は、圧縮された不活性ガスの超音速流の中に投入されて加速され、固相状態に保ったまま不活性ガスと共にスプレーノズル１２から噴射される。
それにより、チャンバ１０内は、スプレーノズル１２から噴射される不活性ガスにより大気が隙間１０ｄから排出され、陽圧となる。このため、スプレーノズル１２から噴射された不活性ガスは、図１の破線で示すように、基材１の表面に衝突した後、チャンバ１０内を循環し、隙間１０ｄからチャンバ１０外に排出される。このとき、チャンバ１０内は陽圧であるため、外部の大気がチャンバ１０内に侵入することはない。
ここで、スプレーノズル１２に供給される不活性ガスの圧力は、１〜５ＭＰａ程度とすることが好ましい。圧力をこの程度に調節することにより、早い段階で、チャンバ１０内を不活性ガスによって陽圧にすることができると共に、後の工程Ｓ４において、基材１とその上に形成される皮膜との密着強度の向上を図ることができるからである。
工程Ｓ４において、基材１に対して成膜を行う。即ち、スプレーノズル１２から粉末２を噴射して成膜面１ａに吹き付けつつ、スプレーノズル１２を水平方向に移動させ、成膜面１ａに粉末２を堆積させる。この際、チャンバ１０内はスプレーノズル１２から噴射された不活性ガスで満たされているため、成膜面１ａ上の皮膜が大気中の酸素に曝されることはなく、皮膜の酸化を抑制することができる。
成膜面１ａ上に所望の厚さの皮膜を形成した後、成膜装置１００を停止させる（工程Ｓ５）。その後、工程Ｓ６において、容器１０ａから蓋部１０ｂを外し、基材１を取り出す。それにより、コールドスプレー法により形成された皮膜が得られる。なお、この後、別の基材を成膜装置１００の保持部１１に保持させ、引き続き成膜を行っても良い。
以上説明したように、実施の形態１によれば、スプレーノズル１２から噴射される不活性ガスによりチャンバ１０内を満たして陽圧にすると共に、成膜を行うので、形成された皮膜が大気中の酸素に曝露されて酸化するのを抑制することができる。従って、皮膜内における接合強度や電気的性質等の物性値を向上させることが可能となる。
また、実施の形態１によれば、チャンバ１０内から大気を除去するための追加の装置（排気装置又はガス供給装置等）を設ける必要がないので、装置構成を簡素にすることができ、装置費用の上昇を抑えることができる。
さらに、実施の形態１によれば、スプレーノズル１２から噴射される不活性ガスによりチャンバ１０内を陽圧にするので、基材１をチャンバ１０内に配置した後、チャンバ１０から大気を除去するための追加の作業（排気又はガス交換等）や待ち時間が不要となる。従って、基材１の交換が容易となり、効率良く成膜を行うことが可能となる。
（変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。
図３は、実施の形態１の変形例１に係る成膜装置を示す模式図である。図３に示す成膜装置１１０は、成膜装置１００に対し、チャンバ１０内において不活性ガスを整流する整流部１７及びガス供給部１８をさらに備える。
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。
図３は、実施の形態１の変形例１に係る成膜装置を示す模式図である。図３に示す成膜装置１１０は、成膜装置１００に対し、チャンバ１０内において不活性ガスを整流する整流部１７及びガス供給部１８をさらに備える。
整流部１７は、筒状の部材の一端を内周側に湾曲させたものであり、容器１０ａの底部近傍に保持部１１を囲むように設けられる。整流部１７は、スプレーノズル１２から噴射された不活性ガスの流れを、チャンバ１０内を循環して隙間１０ｄから排出されるように整える。
ガス供給部１８は、容器１０ａの底部近傍に設けられたガス噴出口１８ａを含み、チャンバ１０内に不活性ガスを供給することにより、チャンバ１０内を循環する不活性ガスの流れを形成する。このように容器１０ａの底部近傍から内壁面に沿わせるように不活性ガスを流すことで、チャンバ１０内に不活性ガスを効率的に循環させることができる。
このような整流部１７及びガス供給部１８を設けることにより、チャンバ１０内に残留する大気の排出を早め、スプレーノズル１２から噴射された不活性ガスによってチャンバ１０内をいち早く満たすことができる。従って、基材１に形成された皮膜の酸化をより効果的に抑制することが可能となる。
なお、成膜装置１１０においては、整流部１７及びガス供給部１８のいずれか一方のみを設けても良い。
また、整流部１７の形状及び配置は、上述した不活性ガスの流れを形成することができれば、図３に示す例に限定されない。整流部の別の例として、図４に示すように、板状部材の中心部を湾曲させて開口を形成したドーナツ状の整流部１９を、容器１０ａの内壁側面の中ほどの高さに、つばのように設けても良い。
ガス噴出口１８ａの位置や方向についても、上述した不活性ガスの流れを形成することができれば、図３に示す例に限定されない。
また、整流部１７の形状及び配置は、上述した不活性ガスの流れを形成することができれば、図３に示す例に限定されない。整流部の別の例として、図４に示すように、板状部材の中心部を湾曲させて開口を形成したドーナツ状の整流部１９を、容器１０ａの内壁側面の中ほどの高さに、つばのように設けても良い。
ガス噴出口１８ａの位置や方向についても、上述した不活性ガスの流れを形成することができれば、図３に示す例に限定されない。
（変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。
上記実施の形態１においては、容器１０ａと蓋部１０ｂとの間に設けた隙間１０ｄを排気口としたが、排気口の形態は図１に示す例に限定されない。例えば、蓋部１０ｂに開口を設け、これを排気口としても良い。或いは、容器１０ａの側面の上方に開口を設けて、これを排気口としても良い。これらの場合、蓋部１０ｂを容器１０ａの開口面１０ｃ上に直接載置することができる。
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。
上記実施の形態１においては、容器１０ａと蓋部１０ｂとの間に設けた隙間１０ｄを排気口としたが、排気口の形態は図１に示す例に限定されない。例えば、蓋部１０ｂに開口を設け、これを排気口としても良い。或いは、容器１０ａの側面の上方に開口を設けて、これを排気口としても良い。これらの場合、蓋部１０ｂを容器１０ａの開口面１０ｃ上に直接載置することができる。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図５は、本発明の実施の形態２に係る成膜装置を示す模式図である。図５に示すように、実施の形態２に係る成膜装置２００は、図１に示すチャンバ１０の代わりに、スプレーノズル１２に取り付けられ、ベース２０上に設けられたカバー部２１を備える。
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図５は、本発明の実施の形態２に係る成膜装置を示す模式図である。図５に示すように、実施の形態２に係る成膜装置２００は、図１に示すチャンバ１０の代わりに、スプレーノズル１２に取り付けられ、ベース２０上に設けられたカバー部２１を備える。
なお、図５に示す保持部１１、スプレーノズル１２、粉末供給部１３及び粉末用配管１３ａ、ガス加熱部１４及びガス用配管１４ａ、駆動部１５、及び制御部１６の機能及び動作については、実施の形態１と同様である。また、図５においては、ベース２０及びカバー部２１についてのみ、断面を示している。さらに、図５においては、スプレーノズル１２の支持機構及び移動機構全体の記載を省略し、移動機構のうち、スプレーノズル１２に設けられた駆動部１５のみを示している。
実施の形態２において、保持部１１はベース２０上に直接設けられ、カバー部２１は保持部１１を覆うように配置される。カバー部２１は、金属、セラミックス、ガラス、アクリル等の硬質部材（変形し難い部材）によって形成されていても良いし、ゴム、ポリエチレン等の柔軟部材（変形し易い部材）によって形成されていても良い。或いは、硬質部材と柔軟部材とを組み合わせてカバー部２１を形成しても良い。例えば、金属等の硬質部材により骨組みを形成し、該骨組みをポリエチレンシート等の柔軟部材によって覆うことにより、カバー部２１を形成することができる。
カバー部２１の上方（保持部１１に保持される基材１よりも高い位置）には、１つ又は複数（図５においては２つ）の開口２１ａが設けられている。開口２１ａは、カバー部２１内の気体を外部に排出する排気口として機能する。
このようなカバー部２１は、該カバー部２１の素材に応じて、締結、接着、又は溶接等によりスプレーノズル１２に取り付けられ、スプレーノズル１２と共に移動する。
このようなカバー部２１は、該カバー部２１の素材に応じて、締結、接着、又は溶接等によりスプレーノズル１２に取り付けられ、スプレーノズル１２と共に移動する。
成膜装置２００において成膜を行う際には、基材１を保持部１１に保持させ、スプレーノズル１２から原料の粉末２及び不活性ガスを噴射する。それにより、カバー部２１内が不活性ガスによって満たされ、陽圧となる。そして、基材１の成膜面１ａに向けて粉末２を吹き付けつつ、スプレーノズル１２をカバー部２１と共にベース２０と平行な面内で移動させ、成膜面１ａに粉体２を堆積させる。その結果、成膜面１ａ上に形成された皮膜を酸素に曝すことなく、成膜を行うことができる。
以上説明したように、実施の形態２によれば、スプレーノズル１２に取り付けられたカバー部２１によってチャンバを形成するので、成膜装置２００の構成をより簡単にすることができる。例えば、一般的な構成を有するコールドスプレー装置にカバー部２１を追加することにより、成膜装置２００を実現することも可能である。
なお、成膜装置２００に対し、実施の形態１と同様に、整流部１７やガス供給部１８をさらに設けても良い。
以上説明した実施の形態１及び２においては、基材１を固定し、スプレーノズル１２を移動させることとしたが、一方を他方に対して移動させることができれば、基材１及びスプレーノズル１２のいずれを移動させても良い。例えば、スプレーノズル１２側を固定し、基材１側を移動させても良いし、両者を移動させても良い。
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例として、実施の形態１に係る成膜装置１００を用い、基材１上に純銅の皮膜を形成した。この際、スプレーノズル１２における不活性ガスの圧力を変化させて、複数種類の皮膜を形成した。そして、これらの皮膜を切り出して２ｍｍ×２ｍｍ×４０ｍｍの試験片を作製し、４端子法により導電率を測定した。一方、比較例として、一般的なコールドスプレー装置を用い、大気中において純銅の皮膜を形成した。そして、実施例と同様に試験片を作製し、導電率を測定した。
実施例として、実施の形態１に係る成膜装置１００を用い、基材１上に純銅の皮膜を形成した。この際、スプレーノズル１２における不活性ガスの圧力を変化させて、複数種類の皮膜を形成した。そして、これらの皮膜を切り出して２ｍｍ×２ｍｍ×４０ｍｍの試験片を作製し、４端子法により導電率を測定した。一方、比較例として、一般的なコールドスプレー装置を用い、大気中において純銅の皮膜を形成した。そして、実施例と同様に試験片を作製し、導電率を測定した。
図６は、実施例及び比較例の試験片に対する測定結果を示すグラフである。図６において、横軸は不活性ガスの圧力（ガス圧力：ＭＰａ）を示し、縦軸は、アニール処理された純銅の導電率を基準とした各試験片の導電率（ＩＡＣＳ：International Annealed Copper Standard：％）を示す。
図６に示すように、実施例の場合、ガス圧力の大きさによらず、１００％に近い導電率が得られた。これに対し、比較例の場合、ガス圧力を高くするほど導電率が上昇する傾向は見られたが、いずれの場合も、実施例の導電率には及ばなかった。
１ 基材
１ａ 成膜面
２ 粉末
１０ チャンバ
１０ａ 容器
１０ｂ 蓋部
１０ｃ 開口面
１０ｄ 隙間
１１ 保持部
１２ スプレーノズル
１３ 粉末供給部
１３ａ 粉末用配管
１４ ガス加熱部（ガス供給部）
１４ａ ガス用配管
１５ 駆動部
１６ 制御部
１７、１９ 整流部
１８ ガス供給部
１８ａ ガス噴出口
２０ ベース
２１ カバー部
２１ａ 開口
１００、１１０、２００ 成膜装置
１ａ 成膜面
２ 粉末
１０ チャンバ
１０ａ 容器
１０ｂ 蓋部
１０ｃ 開口面
１０ｄ 隙間
１１ 保持部
１２ スプレーノズル
１３ 粉末供給部
１３ａ 粉末用配管
１４ ガス加熱部（ガス供給部）
１４ａ ガス用配管
１５ 駆動部
１６ 制御部
１７、１９ 整流部
１８ ガス供給部
１８ａ ガス噴出口
２０ ベース
２１ カバー部
２１ａ 開口
１００、１１０、２００ 成膜装置
Claims (6)
- 原料の粉末をガスと共に加速し、該粉末を固相状態に保ったまま基材の表面に吹き付けて堆積させることにより成膜を行う成膜装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、前記基材を保持する保持部と、
前記粉末を不活性ガスと共に噴射するノズルと、
前記ノズルと前記保持部とのいずれか一方を他方に対して移動させる移動機構と、
を備え、
前記チャンバは、内部に前記保持部が設けられた容器と、前記ノズルに取り付けられた蓋部とを有するとともに、前記ノズルが噴射する前記不活性ガスにより、前記チャンバ内が陽圧になることを特徴とする成膜装置。 - 原料の粉末をガスと共に加速し、該粉末を固相状態に保ったまま基材の表面に吹き付けて堆積させることにより成膜を行う成膜装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、前記基材を保持する保持部と、
前記粉末を不活性ガスと共に噴射するノズルと、
前記ノズルと前記保持部とのいずれか一方を他方に対して移動させる移動機構と、
を備え、
前記チャンバは、前記ノズルに取り付けられ、前記保持部を覆うカバーを有するとともに、前記ノズルが噴射する前記不活性ガスにより、前記チャンバ内が陽圧になることを特徴とする成膜装置。 - 前記チャンバ内から気体を排出する排気部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
- 前記チャンバ内における前記不活性ガスを整流する整流機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の成膜装置。
- 前記整流機構は、前記チャンバ内に不活性ガスを供給するガス供給部であることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
- 前記整流機構は、前記チャンバ内に設置された整流部材であることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
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