JPH05115773A - Film forming apparatus - Google Patents

Film forming apparatus

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JPH05115773A
JPH05115773A JP3284861A JP28486191A JPH05115773A JP H05115773 A JPH05115773 A JP H05115773A JP 3284861 A JP3284861 A JP 3284861A JP 28486191 A JP28486191 A JP 28486191A JP H05115773 A JPH05115773 A JP H05115773A
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Chikao Kaneoka
千嘉男 金岡
Kanjiro Kinoshita
歓治郎 木下
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Abstract

PURPOSE:To form a solid particle film by classifying fine particles with high classifying accuracy at the time of the injection of solid particles without providing a classifier. CONSTITUTION:A Laval nozzle 1 injecting a solid-gas mixed stream (a) from an outlet 9 in a supersonic state is provided and the film forming chamber 2 continued to the outlet 9 is provided. A substrate supporting means 3 is provided in the film forming chamber so as to support a substrate in opposed relation to the outlet. The flow direction of the stream (a) is changed by the standing shock wave 11 generated in front of the substrate. Classifying action and classifying accuracy are increased by the rapid deceleration and revolution of the stream due to the large inertial force of solid particles due to the supersonic stream and the standing shock wave. A moving means 12 holding the substrate so as to make the same movable in the direction of the stream along the collision surface of the substrate is provided. The particle size of the solid particles colliding with the substrate can be selected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、膜形成装置に係り、と
くに固体粒子膜を構成する固体粒子の粒径の均一化およ
び膜厚の均一化対策に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming apparatus, and more particularly to a measure for making uniform the particle diameter and the film thickness of solid particles constituting a solid particle film.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、固体粒子膜は、非常に薄くなる
と特異な性質を示すので、例えば、ミクロンオーダ以下
の膜厚の薄膜が、エレクトロニクス分野を始め各種産業
分野に広く利用されている。2. Description of the Related Art Generally, a solid particle film exhibits unique properties when it becomes extremely thin, and therefore, a thin film having a film thickness on the order of microns or less is widely used in various industrial fields including the electronics field.

【０００３】従来、膜の形成は、数μｍ程度までの厚さ
では真空蒸着により、これ以上の厚さでは精密印刷によ
り行われているが、近年、加熱を必要としない等の優れ
た特徴により、微粒子をノズルから基板上に吹き付けて
膜を形成する方法が注目されている。Conventionally, a film is formed by vacuum vapor deposition for a thickness of up to about several μm and by precision printing for a thickness of more than this, but in recent years, it has been excellent in that it does not require heating. Attention has been focused on a method of spraying fine particles from a nozzle onto a substrate to form a film.

【０００４】この種の膜形成装置には、「超微粒子 創
造科学技術」（林 主税、上田 良二、田崎 明編、三
田出版会発行、１９８８年）のｐ２９９に記載されてい
るように、ガス・デポジッション法による超微粒子の膜
形成装置が開示されており、この膜形成装置は、生成直
後の超微粒子を不活性ガス中に浮游させ、この固気混合
流（ａ）をノズルから数１０〜１００m/s の速度でベー
スに噴出する一方、ベースを移動し、ノズルとほぼ同じ
幅で線状の超微粒子膜を形成している。This type of film forming apparatus is described in p.299 of "Ultrafine Particles Creative Science and Technology" (Takashi Hayashi, Ryoji Ueda, Akira Tasaki, published by Mita Publishing Co., Ltd., 1988). A film forming apparatus for ultrafine particles by a deposition method is disclosed. This film forming apparatus floats ultrafine particles immediately after formation in an inert gas, and causes this solid-gas mixture flow (a) to flow from a nozzle to several tens of tens. While ejecting to the base at a speed of 100 m / s, the base is moved to form a linear ultrafine particle film having a width almost the same as the nozzle.

【０００５】また、同書ｐ３１５，ｐ３１６にはガス・
デポジッション法以外の方法による超膜形成装置とし
て、Ｓn 超微粒子を用いたガス感応膜についての膜形成
装置が挙げられている。この膜形成装置は、ガス反応法
で生成した酸化Ｓn 超微粒子を直ちに膜形成室に導入
し、この超微粒子を臨界ノズルにより約２００m/s に加
速して、基板に噴出し、超微粒子膜を形成している。[0005] Further, in the same book, p315 and p316, gas
As a super film forming apparatus other than the deposition method, there is a film forming apparatus for a gas sensitive film using Sn ultrafine particles. This film forming apparatus immediately introduces oxidized Sn ultrafine particles generated by the gas reaction method into the film forming chamber, accelerates the ultrafine particles to about 200 m / s by a critical nozzle, and ejects them onto the substrate to form an ultrafine particle film. Is forming.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記膜形成
装置おいては、基板に固体粒子を衝突させるだけで高品
質の薄膜を形成するには、基板上に堆積した膜の膜厚が
均一であることが要求される。さらに、高機能かつ高品
質の膜を得るには、噴出する固体粒子の粒径を小さくか
つ均一にしなければならない。By the way, in the above film forming apparatus, in order to form a high quality thin film only by making solid particles collide with the substrate, the film thickness of the film deposited on the substrate is uniform. Required to be present. Furthermore, in order to obtain a high-performance and high-quality film, the particle size of the solid particles to be ejected must be small and uniform.

【０００７】しかしながら、高機能かつ高品質の膜を得
る上で、粒径については小粒径の固体粒子を供給すれば
問題はないが、粒径の均一性については、供給すべき小
粒径の固体粒子を分級して粒径を均一にしなければなら
ない。ところが、上記膜形成装置に使用するノズルには
分級作用がないため、高機能かつ高品質の膜の形成は望
めない。そこで、粒径を均一にするには分級装置を設け
ることが必要になるが、分級装置を設けると、装置全体
が大型化、複雑化するという問題がある。However, in order to obtain a high-performance and high-quality film, there is no problem in terms of particle size if solid particles having a small particle size are supplied. It is necessary to classify the solid particles of the above to make the particle diameter uniform. However, since the nozzle used in the film forming apparatus does not have a classification function, it is not possible to expect the formation of a highly functional and high quality film. Therefore, in order to make the particle diameter uniform, it is necessary to provide a classifying device, but if the classifying device is provided, there is a problem that the entire device becomes large and complicated.

【０００８】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であって、均一な膜厚の固体粒子膜を形成できること、
および別途分級装置を設けることなく固体粒子の噴出の
際に微細な粒子を高い分級精度で分級して膜形成を行う
ことができることを目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and is capable of forming a solid particle film having a uniform film thickness,
Another object of the present invention is to enable fine particles to be classified with high classification accuracy to form a film when jetting solid particles without providing a separate classifying device.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明が講じた手段は、超音速気流発
生手段と基板支持手段とにより、基板の前方に定在衝撃
波を形成し、固体粒子を慣性分級して、分級後の固体粒
子を基板に衝突させて、粒径のそろった微細な固体粒子
膜を形成するものである。In order to achieve the above object, the means of the invention according to claim 1 forms a standing shock wave in front of a substrate by a supersonic airflow generating means and a substrate supporting means. Then, the solid particles are inertially classified, and the classified solid particles are made to collide with the substrate to form a fine solid particle film having a uniform particle size.

【００１０】具体的には、図１に示すように、気体中に
固体粒子が混入した固気混合流（ａ）を超音速状態で出
口（９）より噴出させる超音速気流発生手段（１）と、
該超音速気流発生手段（１）の出口（９）に連続する膜
形成室（２）とを備えた膜形成装置を前提としている。Specifically, as shown in FIG. 1, a supersonic airflow generating means (1) for ejecting a solid-gas mixture flow (a) in which solid particles are mixed in a gas from an outlet (9) in a supersonic state. When,
It is premised on a film forming apparatus having a film forming chamber (2) continuous with an outlet (9) of the supersonic airflow generating means (1).

【００１１】そして、該膜形成室（２）内に基板（５）
を支持する基板支持手段（３）が設けられた構成として
いる。The substrate (5) is placed in the film forming chamber (2).
Substrate supporting means (3) for supporting the substrate is provided.

【００１２】さらに、該基板支持手段（３）は、上記基
板（５）の前方に生じる定在衝撃波（１１）により流れ
の方向が変化する気流によって分級された固体粒子が上
記基板（５）上に衝突して固体粒子膜Ｍが形成されるよ
うに、該基板（５）を超音速気流発生手段（１）の出口
（９）に対峙して支持する構成としている。Further, in the substrate supporting means (3), solid particles classified by an air flow whose flow direction is changed by a standing shock wave (11) generated in front of the substrate (5) on the substrate (5). The substrate (5) is supported so as to face the outlet (9) of the supersonic airflow generating means (1) so that the substrate (5) is collided with and the solid particle film M is formed.

【００１３】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、固体粒子を分級した後、固体粒子のうち大粒子と小
粒子とを速やかに排出する一方、中間粒径の固体粒子を
基板上に衝突させて、粒径のそろった中間粒径の固体粒
子膜を形成するものである。Further, according to the means taken by the invention according to claim 2, after classifying the solid particles, the large particles and the small particles among the solid particles are rapidly discharged, while the solid particles of the intermediate particle size are placed on the substrate. To form a solid particle film having a uniform particle size and an intermediate particle size.

【００１４】具体的には、図６に示すように、上記膜形
成装置に加えて、上記膜形成室（２）の内部には、基板
（５）と上記超音速気流発生手段（１）の出口（９）に
流路開口（２８）が対峙して上記固体粒子のうちの大粒
子が流入する大粒子排出通路（２１）とを備え、該基板
（５）の前方で衝撃波を生じさせる衝撃波発生手段（２
０）が配設された構成としている。Specifically, as shown in FIG. 6, in addition to the film forming apparatus, the substrate (5) and the supersonic airflow generating means (1) are provided inside the film forming chamber (2). A shock wave having a large particle discharge passage (21) into which a flow path opening (28) faces the outlet (9) and large particles of the solid particles flow in, and a shock wave is generated in front of the substrate (5). Generating means (2
0) is provided.

【００１５】さらに、上記基板（５）は、定在衝撃波
（１１）により流れの方向が変化する気流によって分級
される固体粒子のうち大粒子より粒径が小さく小粒子よ
り大きい中間粒子が上記基板（５）上に衝突して固体粒
子膜Ｍが形成されるように配設された構成としている。Further, in the substrate (5), among the solid particles classified by the air current whose flow direction is changed by the standing shock wave (11), intermediate particles having a particle size smaller than the large particles and larger than the small particles are the substrates. (5) The solid particle film M is arranged so as to collide with the above to form the solid particle film M.

【００１６】一方、上記衝撃波発生手段（２０）の外側
の膜形成室（２）内には、上記固体粒子のうちの小粒子
を流通させるための小粒子排出通路（２７）が形成され
た構成としている。On the other hand, in the film forming chamber (2) outside the shock wave generating means (20), a small particle discharge passage (27) for allowing small particles of the solid particles to flow is formed. I am trying.

【００１７】また、請求項３に係る発明が講じた手段
は、基板に堆積する粒子量が均等になるように、出口と
基板との間の距離Ｌを特定の関係の範囲に設定するもの
である。Further, the means taken by the invention according to claim 3 sets the distance L between the outlet and the substrate within a range of a specific relationship so that the amount of particles deposited on the substrate becomes uniform. is there.

【００１８】具体的には、図９および図１０に示すよう
に、上記膜形成装置に加えて、膜形成室（２）内には、
基板（５）の前方で定在衝撃波（１１）を生じさせて、
上記出口（９）より噴出された固体粒子を上記基板
（５）に衝突させる衝撃波発生手段（２０）が配設され
た構成としている。Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, in addition to the above film forming apparatus, in the film forming chamber (2),
A standing shock wave (11) is generated in front of the substrate (5),
A shock wave generation means (20) for colliding the solid particles ejected from the outlet (9) with the substrate (5) is provided.

【００１９】さらに、上記超音速気流発生手段（１）の
出口（９）と基板（５）との距離Ｌは、上記基板（５）
の衝突面に沿う気流方向における上記出口（９）の幅を
Ｄとすると、 ０．５Ｄ≦Ｌ≦５Ｄ の範囲に設定されている。Furthermore, the distance L between the outlet (9) of the supersonic airflow generating means (1) and the substrate (5) is equal to that of the substrate (5).
Letting D be the width of the outlet (9) in the air flow direction along the collision surface of, the range of 0.5D ≦ L ≦ 5D is set.

【００２０】[0020]

【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明によれ
ば、超音速気流発生手段（１）に供給される固気混合流
（ａ）のうち気体は出口（９）で超音速になり、これに
ともなって気流中の固体粒子の慣性力も非常に大きくな
る。超音速にまで加速された気流は出口（９）に対峙す
る基板（５）により急旋回すると共に、その前面に定在
衝撃波（１１）が発生する。With the above construction, according to the invention of claim 1, the gas in the solid-gas mixture flow (a) supplied to the supersonic airflow generating means (1) becomes supersonic at the outlet (9). , Along with this, the inertial force of the solid particles in the air flow also becomes very large. The air current accelerated to supersonic speed is swirled by the substrate (5) facing the outlet (9), and a standing shock wave (11) is generated in front of it.

【００２１】この定在衝撃波（１１）により、気流は外
方へ急減速、急旋回すると共に、固体粒子のうち小粒子
は気流にのって流通する一方、固体粒子のうち大粒子は
そのまま直進し、固体粒子が慣性分級されることにな
る。固気混合流（ａ）は、定在衝撃波（１１）を境にし
て大きく減速すると共に、気流の方向が鋭くかつ大きく
曲げられる。このため、固体粒子は分級され、気流の中
心から流れの変化方向へ向かって大粒子から小粒子まで
に分級されることになる。Due to this standing shock wave (11), the air flow rapidly decelerates and swirls outward, and small particles among the solid particles flow along the air flow, while large particles among the solid particles go straight on. However, the solid particles are inertially classified. The solid-gas mixture flow (a) is greatly decelerated with the standing shock wave (11) as a boundary, and the direction of the air flow is sharp and largely bent. Therefore, the solid particles are classified, and are classified from the large particles to the small particles from the center of the air flow in the changing direction of the flow.

【００２２】固体粒子は非常に大きな慣性力を持つ一
方、気流は急減速および急旋回するので、分級作用が大
きく分離可能な粒径が低下する一方、異なる粒径の粒子
群の間における粒子の混入が激減して分級精度が向上す
る。したがって、非常に粒径が小さく、しかも粒径のそ
ろった固体粒子を基板（５）に衝突させることができる
ことになり、均一な粒径の微細な固体粒子の堆積膜が形
成されることになる。While solid particles have a very large inertial force, the air flow rapidly decelerates and swirls, so that the classifying action is large and the separable particle size is reduced. Mixing is drastically reduced and classification accuracy is improved. Therefore, the solid particles having a very small particle size and a uniform particle size can be collided with the substrate (5), and a deposited film of fine solid particles having a uniform particle size is formed. ..

【００２３】請求項２に係る発明によれば、衝撃波発生
手段により、基板（５）の前方に定在衝撃波（１１）が
生じ、この定在衝撃波（１１）によって固体粒子が分級
される。分級された固体粒子のうち、大粒子は大粒子排
出通路（２１）に、小粒子は小粒子排出通路（２７）に
速やかに排出される。一方、基板（５）には中間粒子の
固体粒子膜Ｍが形成されることになる。According to the invention of claim 2, a standing shock wave (11) is generated in front of the substrate (5) by the shock wave generating means, and the standing shock wave (11) classifies the solid particles. Among the classified solid particles, large particles are quickly discharged to the large particle discharge passage (21), and small particles are quickly discharged to the small particle discharge passage (27). On the other hand, a solid particle film M of intermediate particles is formed on the substrate (5).

【００２４】ところで、気流の流速が変化すれば、固体
粒子の慣性力が変化して基板上に堆積する粒子量も変化
することになる。そこで、請求項３に係る発明によれ
ば、超音速気流発生手段（１）の出口（９）と基板
（５）との距離Ｌは、出口幅Ｄに対して、０．５Ｄ≦Ｌ
≦５Ｄの範囲に設定されている。これにより、基板
（５）の衝突面に沿う気流成分は均一になり、基板
（５）に堆積する粒子量が衝突面に沿う気流方向にわた
って均一になり、粒径の変化方向における膜厚分布は均
一になる。By the way, when the flow velocity of the air flow changes, the inertial force of the solid particles also changes, and the amount of particles deposited on the substrate also changes. Therefore, according to the invention of claim 3, the distance L between the outlet (9) of the supersonic airflow generating means (1) and the substrate (5) is 0.5D ≦ L with respect to the outlet width D.
It is set within the range of ≦ 5D. As a result, the air flow component along the collision surface of the substrate (5) becomes uniform, the amount of particles deposited on the substrate (5) becomes uniform along the air flow direction along the collision surface, and the film thickness distribution in the direction of particle size change is Be uniform.

【００２５】したがって、例えば、出口（９）が矩形ノ
ズルの場合において、図２における上下方向と左右方向
のうち左右方向だけが気流の方向が変化して分級による
粒径の変化が生じる場合には、上下方向の膜厚分布は均
一である一方、上記構成により、左右方向の膜厚分布も
均一になるので、基板（５）全域において膜厚は均一に
なる。また、出口（９）が円形ノズルでは、衝突面に沿
う気流方向は半径方向であり、基板（５）には出口
（９）を中心として円形の領域に膜厚が均一な領域が形
成される。Therefore, for example, in the case where the outlet (9) is a rectangular nozzle, when the direction of the air flow changes only in the horizontal direction of the vertical and horizontal directions in FIG. 2 and the particle size changes due to classification, While the film thickness distribution in the vertical direction is uniform, the film thickness distribution in the lateral direction is also uniform due to the above configuration, so that the film thickness is uniform over the entire area of the substrate (5). Further, in the case where the outlet (9) is a circular nozzle, the air flow direction along the collision surface is the radial direction, and a region having a uniform film thickness is formed in the circular region around the outlet (9) on the substrate (5). ..

【００２６】[0026]

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明によ
れば、超音速気流発生手段（１）と基板支持手段（３）
とにより、固体粒子に非常に大きな慣性力を付与する一
方、気流を急減速および急旋回するので、非常に大きな
分級効果を得ることができると共に分級精度を大きく向
上することができる。このため、とくに分級装置を設け
ることなく、粒径のそろった非常に微細な粒子を基板
（５）に堆積させることができ、高機能かつ高品質の固
体粒子膜Ｍを形成することができる。この結果、上記膜
形成装置により、全体装置の大型化、複雑化を招くこと
なく、真空蒸着装置やスクリーン印刷機のごとき精密印
刷機に比べて簡単な装置で薄膜を形成することができる
ばかりか、複数の原料粉を含む超伝導材料等を良好な混
合状態で出口（９）から噴出することができるので、良
好な超伝導薄膜等を形成することもできる。As described above, according to the invention of claim 1, the supersonic airflow generating means (1) and the substrate supporting means (3).
As a result, a very large inertial force is applied to the solid particles, while the airflow is rapidly decelerated and swirled, so that a very large classification effect can be obtained and the classification accuracy can be greatly improved. Therefore, very fine particles having a uniform particle size can be deposited on the substrate (5) without providing a classifying device, and a high-performance and high-quality solid particle film M can be formed. As a result, the above-mentioned film forming apparatus can form a thin film with a simple device as compared with a precision printing machine such as a vacuum deposition apparatus or a screen printing machine without increasing the size and complexity of the entire apparatus. Since a superconducting material containing a plurality of raw material powders can be jetted from the outlet (9) in a good mixed state, a good superconducting thin film can be formed.

【００２７】また、請求項２に係る発明によれば、定在
衝撃波（１１）によって分級された固体粒子のうち大粒
子と小粒子とを大粒子排出通路（２１）と小粒子排出通
路（２７）とにより速やかに排出できる一方、基板支持
手段（３）により、基板（５）は中間粒子の固体粒子膜
Ｍが形成される領域に配置されているので、分級された
粒子群のうち大粒子や小粒子に比べて捕集の難しい中間
粒子の固体粒子膜Ｍを選択的に形成することができる。According to the second aspect of the present invention, the large particles and the small particles among the solid particles classified by the standing shock wave (11) are discharged into the large particle discharge passage (21) and the small particle discharge passage (27). While the substrate supporting means (3) allows the substrate (5) to be disposed in a region where the solid particle film M of the intermediate particles is formed, the large particles in the classified particle group can be rapidly discharged. It is possible to selectively form the solid particle film M of intermediate particles that is more difficult to collect than small particles.

【００２８】また、請求項３に係る発明によれば、超音
速気流発生手段（１）の出口（９）と基板（５）との距
離Ｌを粒径の変化方向における出口幅Ｄについての所定
の範囲に設定することにより、基板（５）に形成される
膜厚を均一にすることができる。この結果、膜厚の高品
質化および一層の薄膜化が可能になる。According to the third aspect of the invention, the distance L between the outlet (9) of the supersonic airflow generating means (1) and the substrate (5) is set to a predetermined value with respect to the outlet width D in the grain size changing direction. The film thickness formed on the substrate (5) can be made uniform by setting the above range. As a result, it becomes possible to improve the quality of the film thickness and further reduce the film thickness.

【００２９】[0029]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００３０】本発明の膜形成装置は、図示しないが、微
粒子製造装置に連結されて微粒子の供給を受け、該微粒
子を慣性分級すると同時に、分級された微粒子を基板上
に衝突させて固体粒子膜Ｍを形成している。Although not shown, the film forming apparatus of the present invention is connected to a fine particle manufacturing apparatus to receive supply of fine particles, inertially classifies the fine particles, and at the same time, causes the classified fine particles to collide with a substrate to form a solid particle film. Forming M.

【００３１】図１〜図３に請求項１に係る発明の第１実
施例の膜形成装置の概略構造を示す。この膜形成装置
は、所定のサイズにカットした基板（５）を次々と膜形
成していくバッチ式の膜形成装置であり、超音速気流発
生手段としてのラバール管（１）と、このラバール管
（１）に連続配置される膜形成室（２）と、定在衝撃波
（１１）の発生と分級した固体粒子の膜を形成する基板
（５）と、この基板（５）を支持する基板支持手段
（３）とから構成されている。1 to 3 show a schematic structure of a film forming apparatus of a first embodiment of the invention according to claim 1. This film forming apparatus is a batch type film forming apparatus for sequentially forming films on substrates (5) cut into a predetermined size, and includes a Laval tube (1) as supersonic airflow generating means, and this Laval tube. A film forming chamber (2) continuously arranged in (1), a substrate (5) for forming a film of solid particles classified by generation of standing shock waves (11), and a substrate support for supporting this substrate (5) And means (3).

【００３２】ラバール管（１）は、図１に示すように、
固気混合流（ａ）が供給される入り口部（６）と、内面
が絞り形成されたスロート部（７）と、流路面積が出口
（９）に向かって拡大する拡大部（８）とが順に形成さ
れている。スロート部（７）と拡大部（８）とは、図１
の奥行きの幅が一定であって、左右の幅が変化するよう
に構成されている。The Laval tube (1), as shown in FIG.
An inlet portion (6) to which the solid-gas mixture flow (a) is supplied, a throat portion (7) whose inner surface is narrowed, and an enlarged portion (8) whose flow passage area expands toward the outlet (9). Are formed in order. The throat section (7) and the enlarged section (8) are shown in FIG.
The width of the depth is constant, and the left and right widths are changed.

【００３３】入り口部（６）の圧力は大気圧に設定され
る一方、膜形成室（２）を非容積形の真空ポンプで吸引
することにより、ラバール管（１）の出口圧力は大気圧
より低圧、すなわち、真空に設定されている。そして、
ラバール管（１）内を流通する固気混合流（ａ）は、入
り口部（６）で亜音速に、スロート部（７）で音速に、
出口（９）で超音速になる。The pressure at the inlet (6) is set to atmospheric pressure, while the film forming chamber (2) is sucked by a non-volumetric vacuum pump so that the outlet pressure of the Laval tube (1) is higher than atmospheric pressure. It is set to low pressure, that is, vacuum. And
The solid-gas mixture flow (a) flowing in the Laval tube (1) becomes subsonic at the inlet (6) and becomes sonic at the throat (7).
It becomes supersonic at the exit (9).

【００３４】このラバール管（１）は、矩形状に形成さ
れており、サイズアップしやすくなっている。そして、
気流は、図１および図２に示すように、中央から基板
（５）の左右の外方に分かれるようになっている。This Laval tube (1) is formed in a rectangular shape, which facilitates size up. And
As shown in FIGS. 1 and 2, the airflow is divided from the center to the left and right outside of the substrate (5).

【００３５】入り口部（６）に供給する固気混合流
（ａ）としては、気体に窒素やＨe ，Ａr 等の不活性ガ
スが、固体粒子には粗粒子を除い細粒子（ｂ）と超微粒
子（ｃ）の混合体が用いられ、これらの固体粒子は気相
法、粉砕、超臨界圧法、液相法等を使用する各種微粒子
製造装置によって製造される。As the solid-gas mixture flow (a) supplied to the inlet (6), an inert gas such as nitrogen or He or Ar is used as a gas, and solid particles except fine particles (b) and superfine particles (b). A mixture of fine particles (c) is used, and these solid particles are produced by various fine particle production apparatuses using a vapor phase method, pulverization, supercritical pressure method, liquid phase method or the like.

【００３６】上記膜形成室（２）は、図２に示すよう
に、ケーシング（１７）により矩形状に形成されてお
り、内部には、図１に示すように、基板（５）を支持す
る基板支持手段（３）と、この基板支持手段（３）を移
動する移動手段（１２）とが設けられている。As shown in FIG. 2, the film forming chamber (2) is formed in a rectangular shape by a casing (17), and as shown in FIG. 1, the inside thereof supports a substrate (5). Substrate supporting means (3) and moving means (12) for moving the substrate supporting means (3) are provided.

【００３７】基板支持手段（３）は、支持杆（１４）
と、この支持杆（１４）の上端に配設された基板（５）
を載せる載置台（１５）とからなり、この載置台（１
５）は、基板（５）がラバール管（１）の出口（９）に
対峙するように配設されており、該基板（５）の前方に
定在衝撃波（１１）が生じて、該定在衝撃波（１１）に
より流れの方向が変化する気流によって分級された固体
粒子が上記基板（５）上に衝突して固体粒子膜Ｍが形成
されるように構成されている。The substrate supporting means (3) includes a supporting rod (14).
And a substrate (5) arranged on the upper end of the supporting rod (14)
And a mounting table (15) for mounting the mounting table (1
In 5), the substrate (5) is arranged so as to face the outlet (9) of the Laval tube (1), and a standing shock wave (11) is generated in front of the substrate (5), The solid particles classified by the air current whose flow direction changes due to the existing shock wave (11) collide with the substrate (5) to form a solid particle film M.

【００３８】そして、基板（５）は、図２に示すよう
に、矩形状の薄板であって、図中の上下に対向するケー
シング（１７）の２側面（１７ａ），（１７ｂ）の間に
配置されている。As shown in FIG. 2, the substrate (5) is a rectangular thin plate and is provided between the two side faces (17a) and (17b) of the casing (17) facing each other in the figure. It is arranged.

【００３９】定在衝撃波（１１）は、圧力波であって、
出口（９）と基板（５）との間の一定位置に発生し、そ
の形態は、図２のような基板（５）の上下の配置に対応
して、図１のような断面形状で図２の上下方向（基板の
長辺方向）に一様に形成される。The standing shock wave (11) is a pressure wave,
It is generated at a fixed position between the outlet (9) and the substrate (5), and its form corresponds to the vertical arrangement of the substrate (5) as shown in FIG. 2 and has a cross-sectional shape as shown in FIG. 2 is formed uniformly in the vertical direction (long side direction of the substrate).

【００４０】このような形態の定在衝撃波（１１）によ
り、固気混合流（ａ）は急減速すると共に、固気混合流
（ａ）のうちの気体は左右の外方へ向かって急旋回す
る。このため、供給される固体粒子のうち慣性力の大き
い大粒径のものはそのまま直進する一方、慣性力の小さ
い小粒径のものは気流にのって左右の外方へ進行する。
したがって、固気混合流（ａ）の中心から左右の外方へ
向かって大粒径から小粒径へ変化するように固体粒子は
分級され、基板（５）の配置される位置によって固体粒
子膜Ｍを構成する固体粒子の粒径は変化することにな
る。基板（５）に衝突する固体粒子は堆積して薄膜を形
成する。Due to the standing shock wave (11) having such a form, the solid-gas mixture flow (a) is rapidly decelerated, and the gas in the solid-gas mixture flow (a) rapidly swirls outward to the left and right. To do. Therefore, among the solid particles supplied, those having a large particle size with a large inertial force go straight as they are, while those with a small particle size having a small inertial force travel outward to the left and right along the air flow.
Therefore, the solid particles are classified so that the particle size changes from the large particle size to the small particle size outward from the center of the solid-gas mixture flow (a), and the solid particle film is changed depending on the position where the substrate (5) is arranged. The particle size of the solid particles forming M will change. The solid particles impinging on the substrate (5) are deposited to form a thin film.

【００４１】そして、図１に示すように、基板支持手段
（３）によって基板（５）が細粒子（ｂ）が流通する領
域に配置されている場合には、基板（５）には細粒子
（ｂ）の固体粒子膜Ｍが形成されることになる。Then, as shown in FIG. 1, when the substrate (5) is arranged by the substrate supporting means (3) in the region where the fine particles (b) flow, the fine particles are provided on the substrate (5). The solid particle film M of (b) is formed.

【００４２】また、移動手段（１２）は、基板支持手段
（３）を衝突面に沿う気流方向（図１〜図３の左右方
向）に向かって移動すると共に、さらに所定位置に停止
させてその停止状態に保持し、これにより、基板（５）
にあらかじめ設定された粒径の固体粒子膜Ｍが形成され
るよう構成されている。The moving means (12) moves the substrate supporting means (3) in the direction of the air flow along the collision surface (left-right direction in FIGS. 1 to 3) and further stops it at a predetermined position. Hold in a stopped state, which allows the substrate (5)
The solid particle film M having a preset particle size is formed.

【００４３】また、膜形成室（２）には、図示しない
が、この膜形成室（２）に連続して設けられ、固体粒子
が付着しないように多数の基板（５）を収納しておく収
納部と、この収納部と基板支持手段（３）の載置台（１
５）との間で基板（５）を搬送する搬送手段とが配設さ
れている。Although not shown, the film forming chamber (2) is provided continuously with the film forming chamber (2) and stores a large number of substrates (5) so that solid particles do not adhere thereto. A storage unit and a mounting table (1) for the storage unit and the substrate supporting means (3).
5) and a transfer means for transferring the substrate (5).

【００４４】次に、上記膜形成装置の作動について説明
する。Next, the operation of the film forming apparatus will be described.

【００４５】超音速気流発生手段（１）に供給される固
気混合流（ａ）のうち気体は出口（９）で超音速にな
り、これにともなって気流中の固体粒子の流速も非常に
大きくなり、慣性力が大きくなる。超音速にまで加速さ
れた気流は出口（９）に対峙する基板（５）により急旋
回すると共に、その前面に定在衝撃波（１１）が発生す
る。The gas in the solid-gas mixture flow (a) supplied to the supersonic airflow generating means (1) becomes supersonic at the outlet (9), and the flow velocity of the solid particles in the airflow is also very high. It becomes larger and the inertial force becomes larger. The air current accelerated to supersonic speed is swirled by the substrate (5) facing the outlet (9), and a standing shock wave (11) is generated in front of it.

【００４６】この定在衝撃波（１１）により、気流は急
減速、急旋回すると共に、左右の外方へ変化すると共
に、固体粒子のうち超微粒子（ｃ）は気流にのって流通
する一方、固体粒子のうち細粒子（ｂ）はそのまま直進
する。膜形成室（２）内における粒径分布は、気流の中
心から流れの変化方向（図１〜図３の左右方向）へ向か
って固体粒子の粒径は小さくなるように形成される。Due to this standing shock wave (11), the air flow rapidly decelerates and swirls, changes to the left and right, and ultrafine particles (c) among the solid particles flow along the air flow. The fine particles (b) among the solid particles go straight as they are. The particle size distribution in the film forming chamber (2) is formed such that the particle size of the solid particles becomes smaller from the center of the air flow in the changing direction of the flow (left-right direction in FIGS. 1 to 3).

【００４７】固気混合流（ａ）は、定在衝撃波（１１）
を境にして大きく減速すると共に、気流の方向が鋭くか
つ大きく曲げられるため、固体粒子は非常に大きな慣性
力を持つ一方、気流は急減速および急旋回する。このた
め、細粒子（ｂ）と超微粒子（ｃ）との分級が可能にな
る一方、高い分級精度が得られることによって両粒子群
の間における固体粒子の混入が激減する。そして、図１
の基板（５）の位置では、図３に示すように、非常に粒
径のそろった細粒子（ｂ）だけを基板（５）に衝突させ
ることができ、細粒子（ｂ）の均一な粒径の堆積膜が形
成されることになる。The solid-gas mixture flow (a) is a standing shock wave (11).
Since the solid particles have a very large inertial force, the air flow sharply decelerates and swirls while the air decelerates greatly at the boundary. Therefore, while fine particles (b) and ultrafine particles (c) can be classified, high classification accuracy can be obtained, so that the mixing of solid particles between both particle groups is drastically reduced. And FIG.
At the position of the substrate (5), as shown in FIG. 3, only the fine particles (b) having a very uniform particle diameter can be made to collide with the substrate (5), and the uniform particles of the fine particles (b) can be obtained. A deposited film having a diameter is formed.

【００４８】さらに、図３に示すように、移動手段（１
２）によって基板（５）を粒径の変化方向の外方（図中
の左右いずれかの方向）に向かって移動し、超微粒子
（ｃ）が流通する領域に基板（５）を停止して停止位置
に保持すれば、基板（５）に超微粒子（ｃ）の固体粒子
膜Ｍが形成されることになる。Further, as shown in FIG. 3, moving means (1
By 2), the substrate (5) is moved to the outside of the particle size changing direction (either the left or right direction in the figure), and the substrate (5) is stopped in the region where the ultrafine particles (c) flow. When it is held at the stop position, the solid particle film M of ultrafine particles (c) is formed on the substrate (5).

【００４９】以上より、超音速気流発生手段（１）と基
板支持手段（３）とにより、固体粒子に非常に大きな慣
性力を付与する一方、気流を急減速および急旋回させる
ので、非常に大きな分級効果を得ることができると共に
分級精度を大きく向上することができる。このため、と
くに分級装置を設けることなく、粒径のそろった非常に
微細な粒子を基板（５）に堆積させることができ、高機
能かつ高品質の固体粒子膜Ｍを形成することができる。
この結果、上記膜形成装置により、全体装置の大型化、
複雑化を招くことなく、真空蒸着装置やスクリーン印刷
機のごとき精密印刷機に比べて簡単な装置で薄膜を形成
することができるばかりか、複数の原料粉を含む超伝導
材料等を良好な混合状態で出口（９）から噴出すること
ができるので、良好な超伝導薄膜等を形成することもで
きる。From the above, the supersonic airflow generating means (1) and the substrate supporting means (3) give a very large inertial force to the solid particles, while rapidly decelerating and swirling the airflow. The classification effect can be obtained and the classification accuracy can be greatly improved. Therefore, very fine particles having a uniform particle size can be deposited on the substrate (5) without providing a classifying device, and a high-performance and high-quality solid particle film M can be formed.
As a result, the above film forming apparatus increases the size of the entire apparatus,
A thin film can be formed with a simpler device than a precision printer such as a vacuum deposition device or a screen printer without causing complication, and superconducting materials containing multiple raw material powders can be mixed well. Since it can be ejected from the outlet (9) in this state, a good superconducting thin film or the like can be formed.

【００５０】さらに、移動手段（１２）により、超音速
気流発生手段の出口（９）から噴出する固体粒子のうち
所定の粒径のものだけを選択して膜形成に用いることが
でき、供給される固体粒子の粒径分布の範囲内において
自由に膜形成に用いる固体粒子の粒径を選択することが
できる。したがって、例えば、粒径分布にバラツキがあ
る製造直後の粒子について、このバラツキに対応して常
に一定の粒径の固体粒子膜Ｍを形成することができる。Further, by the moving means (12), only solid particles having a predetermined particle diameter can be selected from the solid particles ejected from the outlet (9) of the supersonic airflow generating means and used for film formation. The particle size of the solid particles used for film formation can be freely selected within the range of the particle size distribution of the solid particles. Therefore, for example, with respect to particles immediately after manufacturing, which have variations in particle size distribution, it is possible to always form the solid particle film M having a constant particle size in response to the variations.

【００５１】次に、図４に請求項１に係る発明の第２実
施例を示す。この実施例は、ラバール管（１）と膜形成
室（２）とが円形に形成されたものである。ラバール管
（１）は、入り口部（６）、スロート部（７）および拡
大部（８）の直径を変化させてなり、これにより、分級
による粒径の変化方向は半径方向となっている。その他
の構成並びに作用効果は前実施例と同様である。Next, FIG. 4 shows a second embodiment of the invention according to claim 1. In this embodiment, the Laval tube (1) and the film forming chamber (2) are formed in a circular shape. The Laval tube (1) is formed by changing the diameters of the inlet portion (6), the throat portion (7) and the enlarged portion (8), whereby the particle size changing direction due to classification is in the radial direction. Other configurations and operational effects are similar to those of the previous embodiment.

【００５２】次に、図５に請求項１に係る発明の第３実
施例を示す。この実施例は、膜形成室（２）を形成する
ケーシング（１７）が、図５の上下に対向する２側面
（１７ａ），（１７ｂ）の中央部を上下に拡張され、長
尺の基板（５）を膜形成室（２）内に上下に移動可能に
収容できるようにしている。移動手段（１２）により、
基板（５）は図中の上下に移動されて膜形成が行われ
る。これにより、バッチ処理であっても基板（５）の品
質の均一性を向上することができると共に、基板（５）
交換の回数を減少して製造能力を向上することができ
る。その他の構成並びに作用効果は第１実施例と同様で
ある。Next, FIG. 5 shows a third embodiment of the invention according to claim 1. In this embodiment, the casing (17) forming the film forming chamber (2) is vertically expanded at the central portions of the two side surfaces (17a) and (17b) facing each other in FIG. 5) can be accommodated in the film forming chamber (2) so as to be vertically movable. By means of transportation (12)
The substrate (5) is moved up and down in the figure to form a film. As a result, the uniformity of the quality of the substrate (5) can be improved even in batch processing, and the substrate (5) can be improved.
The number of exchanges can be reduced and the production capacity can be improved. Other configurations and operational effects are similar to those of the first embodiment.

【００５３】次に、図６〜図８に請求項２に係る発明の
第４実施例を示す。この実施例は、分級された固体粒子
のうち中間粒子だけを選択的に基板（５）に衝突させ
て、中間粒子の固体粒子膜Ｍを形成するものである。供
給する固気混合流（ａ）の固体粒子としては、粗粒子
（ｄ）、細粒子（ｂ）および超微粒子（ｃ）を含む混合
体が用いられる。Next, FIGS. 6 to 8 show a fourth embodiment of the invention according to claim 2. In this embodiment, among the classified solid particles, only the intermediate particles are selectively made to collide with the substrate (5) to form the solid particle film M of the intermediate particles. As the solid particles of the solid-gas mixture flow (a) to be supplied, a mixture containing coarse particles (d), fine particles (b) and ultrafine particles (c) is used.

【００５４】具体的には、この実施例の膜形成装置は、
図７に示すように、膜形成室（２）内に外部から基板
（５）を通過させていき、連続して膜形成を行う連続式
の膜形成装置である。そして、膜形成室（２）に基板
（５）を連続供給する構造としては、図示しないが、膜
形成室（２）を形成するケーシング（１７）の対向する
２側面（１７ａ），（１７ｂ）に、基板挿通口と、各基
板挿通口からの外気の侵入を遮断するシール手段とが配
設されている。なお、膜形成中の基板（５）は、停止さ
せていても、移動させていてもよい。Specifically, the film forming apparatus of this embodiment is
As shown in FIG. 7, it is a continuous film forming apparatus in which a substrate (5) is passed from the outside into a film forming chamber (2) to continuously form a film. Then, although not shown as a structure for continuously supplying the substrate (5) to the film forming chamber (2), two opposing side surfaces (17a) and (17b) of the casing (17) forming the film forming chamber (2) are provided. Further, a board insertion port and a sealing means for blocking the entry of outside air from each board insertion port are provided. The substrate (5) during film formation may be stopped or moved.

【００５５】上記膜形成室（２）の内部には、図６およ
び図７に示すように、上記基板（５）の前方で衝撃波を
生じさせる衝撃波発生手段（２０）が配設されている。
この衝撃波発生手段（２０）は、大粒子排出通路（２
１）が形成された仕切部材（２２）と、この仕切部材
（２２）の左右両側に支持された２枚の基板（５），
（５）とから構成されている。そして、仕切部材（２
２）の上端部（２２ａ）と基板（５）とは、図６に示す
ように、ラバール管（１）の出口（９）に対峙して配設
されている。Inside the film forming chamber (2), as shown in FIGS. 6 and 7, a shock wave generating means (20) for generating a shock wave in front of the substrate (5) is arranged.
The shock wave generating means (20) is provided with a large particle discharge passage (2
1) formed with a partition member (22) and two substrates (5) supported on the left and right sides of the partition member (22),
(5) and. And the partition member (2
As shown in FIG. 6, the upper end portion (22a) of 2) and the substrate (5) are arranged to face the outlet (9) of the Laval tube (1).

【００５６】仕切部材（２２）は、一対の区画壁（２
４），（２４）が所定の間隔を隔てて並設されてなる。
この両区画壁（２４），（２４）の上端（２４ａ），
（２４ａ）は、上記出口（９）との間に一定の間隔を隔
てて設けられている一方、膜形成室（２）内を左右に仕
切り、中央部に固体粒子のうち粗粒子（ｄ）が流通する
大粒子排出通路（２１）を、左右の周辺部に固体粒子の
うち細粒子（ｂ）が流通する小粒子排出通路（２７），
（２７）を形成している。The partition member (22) includes a pair of partition walls (2
4) and (24) are arranged side by side at a predetermined interval.
The upper ends (24a) of the partition walls (24) and (24),
The (24a) is provided at a constant distance from the outlet (9), while partitioning the inside of the film forming chamber (2) into left and right parts, and a coarse particle (d) of solid particles in the central part. The large particle discharge passage (21) through which the small particle discharge passage (27) through which fine particles (b) among solid particles flow
(27) is formed.

【００５７】そして、仕切部材（２２）の上端部（２２
ａ）には、大粒子排出通路（２１）の流路開口（２８）
が形成されることになる。また、大粒子排出通路（２
１）は、図示しないが、真空ポンプの吸引により排気さ
れ、流路開口（２８）に流入する気体の流速、および内
部を流通する気体の流速が出口（９）の気体の流速より
小さく設定されている。なお、真空ポンプは、上記基板
挿通口から真空の膜形成室（２）への外気の侵入を考慮
して、やや排気速度を大きくしている。Then, the upper end portion (22) of the partition member (22) is
The flow path opening (28) of the large particle discharge passageway (21) is shown in a).
Will be formed. In addition, the large particle discharge passage (2
In 1), although not shown, the flow velocity of the gas exhausted by the suction of the vacuum pump and flowing into the flow path opening (28) and the flow velocity of the gas flowing inside are set to be smaller than the flow velocity of the gas at the outlet (9). ing. The vacuum pump has a slightly higher exhaust speed in consideration of invasion of outside air into the vacuum film forming chamber (2) through the substrate insertion port.

【００５８】このような流路開口（２８）および大粒子
排出通路（２１）内の低流速により、出口（９）から流
出した固気混合流（ａ）が大粒子排出通路（２１）内に
流入しにくくなり、流路開口（２８）を含めた仕切部材
（２２）の上端部（２２ａ）の全面が固気混合流（ａ）
に対して障害壁のように挙動し、図６に示すように、出
口（９）と上端部（２２ａ）との間に定在衝撃波（１
１）が形成されるようになっている。発生する定在衝撃
波（１１）は、基板（５），（５）の前方にまで及び、
図６のような断面形状の定在衝撃波（１１）が図７の上
下方向（基板の長辺方向）に一様に形成される。Due to such a low flow velocity in the flow passage opening (28) and the large particle discharge passage (21), the solid-gas mixture flow (a) flowing out from the outlet (9) enters the large particle discharge passage (21). It becomes difficult to flow in, and the entire surface of the upper end portion (22a) of the partition member (22) including the flow path opening (28) is solid-gas mixed flow (a).
It behaves like an obstacle wall against the standing shock wave (1) between the outlet (9) and the upper end (22a) as shown in FIG.
1) is formed. The generated standing shock wave (11) extends to the front of the substrates (5) and (5),
A standing shock wave (11) having a cross-sectional shape as shown in FIG. 6 is uniformly formed in the vertical direction (long-side direction of the substrate) of FIG.

【００５９】定在衝撃波（１１）による分級作用は第１
実施例と同様であり、分級された固体粒子は、衝突面に
沿う気流の方向（図６〜図８の左右方向）へ向かって粗
粒子（ｄ）から超微粒子（ｃ）にまで分布する。図８に
示すように、慣性力が大きい粗粒子（ｄ）はそのまま直
進して仕切部材（２２）の大粒子排出通路（２１）内に
流入する一方、慣性力が小さい超微粒子（ｃ）は気流に
のって小粒子排出通路（２７），（２７）に入り、速や
かに排出される。The classification effect by the standing shock wave (11) is the first
Similar to the example, the classified solid particles are distributed from the coarse particles (d) to the ultrafine particles (c) in the direction of the air flow along the collision surface (the horizontal direction of FIGS. 6 to 8). As shown in FIG. 8, the coarse particles (d) having a large inertial force go straight into the large particle discharge passage (21) of the partition member (22), while the ultrafine particles (c) having a small inertial force are The small particle discharge passages (27) and (27) are carried along with the air flow and discharged promptly.

【００６０】そして、上記基板（５），（５）は、図６
および図８に示すように、両区画壁（２４），（２４）
の上端（２４ａ），（２４ａ）の外面に面一状に配設さ
れると共に、中間粒子である細粒子（ｂ）が流通する領
域に配置されている。The substrates (5) and (5) are as shown in FIG.
And as shown in FIG. 8, both partition walls (24), (24)
Are arranged flush with the outer surfaces of the upper ends (24a) and (24a) of the above, and are arranged in a region where the fine particles (b) as intermediate particles flow.

【００６１】以上より、基板（５），（５）の前方に定
在衝撃波（１１）が生じ、この定在衝撃波（１１）によ
って固体粒子が分級されることになる。分級された固体
粒子のうち、粗粒子は大粒子排出通路（２１）に、超微
粒子は小粒子排出通路（２７），（２７）に速やかに排
出される。一方、基板（５），（５）は、細粒子（ｂ）
が流通する領域に配置されており、細粒子（ｂ）の固体
粒子膜Ｍが形成されることになる。From the above, the standing shock wave (11) is generated in front of the substrates (5) and (5), and the solid particles are classified by the standing shock wave (11). Among the classified solid particles, coarse particles are quickly discharged to the large particle discharge passage (21), and ultrafine particles are quickly discharged to the small particle discharge passages (27) and (27). On the other hand, the substrates (5) and (5) are composed of fine particles (b).
Are arranged in a region where the solid particles flow, and a solid particle film M of fine particles (b) is formed.

【００６２】この実施例によれば、定在衝撃波（１１）
によって分級された固体粒子のうち粗粒子（ｄ）と超微
粒子（ｃ）とを大粒子排出通路（２１）と小粒子排出通
路（２７），（２７）とにより速やかに排出できる一
方、基板（５）は固体粒子膜Ｍが形成される領域に配置
されているので、分級された粒子群のうち大粒子（粗粒
子）や小粒子（超微粒子）に比べて捕集の難しい中間粒
子（細粒子）の固体粒子膜Ｍを選択的に形成することが
できる。According to this embodiment, the standing shock wave (11)
Coarse particles (d) and ultrafine particles (c) among the solid particles classified by the above can be quickly discharged through the large particle discharge passage (21) and the small particle discharge passages (27) and (27), while the substrate ( Since 5) is arranged in the region where the solid particle film M is formed, it is difficult to collect intermediate particles (fine particles) in comparison with large particles (coarse particles) and small particles (ultrafine particles) in the classified particle group. The solid particle film M of particles can be selectively formed.

【００６３】次に、図９〜図１５に請求項３に係る発明
の第５実施例を示す。この実施例は、基板（５）に形成
される固体粒子膜Ｍの膜厚を均一にするものである。固
気混合流（ａ）の固体粒子としては、第１実施例と同様
に、粗粒子を除い細粒子（ｂ）と超微粒子（ｃ）の混合
体が用いられる。Next, FIGS. 9 to 15 show a fifth embodiment of the invention according to claim 3. In this embodiment, the thickness of the solid particle film M formed on the substrate (5) is made uniform. As the solid particles of the solid-gas mixture flow (a), a mixture of fine particles (b) and ultrafine particles (c) except for coarse particles is used as in the first embodiment.

【００６４】具体的には、例えば、上記図１および図２
に示す第１実施例の膜形成装置を用いる。この第１実施
例の膜形成装置は、ラバール管（１）の出口（９）が矩
形状であり、図１の上下方向（基板（５）の長辺方向）
の気流の流れは一様であるので、この方向の固体粒子の
慣性力は均一になり、矩形状の基板（５）に形成された
固体粒子膜Ｍの長辺方向の膜厚は均一になる。なお、こ
の実施例では、第１実施例の移動手段（１２）を設けて
もよいが、設けなくてもよい。Specifically, for example, FIG. 1 and FIG.
The film forming apparatus of the first embodiment shown in is used. In the film forming apparatus of the first embodiment, the outlet (9) of the Laval tube (1) has a rectangular shape, and the vertical direction of FIG. 1 (the long side direction of the substrate (5)).
Since the flow of the air current is uniform, the inertial force of the solid particles in this direction becomes uniform, and the film thickness in the long side direction of the solid particle film M formed on the rectangular substrate (5) becomes uniform. .. In this embodiment, the moving means (12) of the first embodiment may or may not be provided.

【００６５】一方、図１の左右方向（基板の短辺方向）
は、衝突面に沿う気流の方向となっており、この方向で
は気流の流速分布も変化する可能性があるために、基板
（５）上の膜厚が不均一になるおそれがある。On the other hand, the horizontal direction of FIG. 1 (short side direction of the substrate)
Is in the direction of the air flow along the collision surface, and the flow velocity distribution of the air flow may change in this direction, so that the film thickness on the substrate (5) may become uneven.

【００６６】そこで、この実施例の特徴として、ラバー
ル管（１）の出口（９）と基板（５）との距離Ｌは、基
板（５）の衝突面に沿う気流の方向における上記出口
（９）の幅をＤとすると、 ０．５Ｄ≦Ｌ≦５Ｄ の範囲に設定されている。Therefore, as a feature of this embodiment, the distance L between the outlet (9) of the Laval tube (1) and the substrate (5) is determined by the above-mentioned outlet (9) in the direction of the air flow along the collision surface of the substrate (5). ) Is D, the range is set to 0.5D ≦ L ≦ 5D.

【００６７】これにより、基板（５）の短辺が出口幅Ｄ
以上の場合には、図９（ａ），（ｂ）に示すように、衝
突面に沿う気流の方向である短辺方向（図９の左右方
向）に向かう気流の流速分布は均一になり、固体粒子の
慣性力も均一になる。このため、基板（５）の短辺の全
域にわたって堆積する粒子量が均一になり、短辺方向に
おける固体粒子膜Ｍの膜厚分布が均一になる。このよう
な膜厚の形態は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、
基板（５）の短辺が出口幅Ｄより小さい場合も同様であ
る。As a result, the short side of the substrate (5) has the exit width D.
In the above case, as shown in FIGS. 9A and 9B, the flow velocity distribution of the air flow toward the short side direction (the left-right direction in FIG. 9), which is the direction of the air flow along the collision surface, becomes uniform, The inertial force of the solid particles also becomes uniform. Therefore, the amount of particles deposited over the entire short side of the substrate (5) becomes uniform, and the thickness distribution of the solid particle film M in the short side direction becomes uniform. As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the form of such a film thickness is
The same applies when the short side of the substrate (5) is smaller than the exit width D.

【００６８】上記距離Ｌの下限を０．５Ｄとするのは、
０．５Ｄよりも基板（５）が出口（９）に接近する場合
には、衝突面に沿う気流の方向である短辺方向（図１１
の左右方向）の気流の流速分布は不均一になるからであ
る。例えば、基板（５）の短辺が出口幅Ｄ以上の場合に
は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、基板（５）上
に形成された固体粒子膜Ｍは、短辺方向の膜厚分布が波
打つ形態になる。これは、短辺方向の気流の流速分布
が、中央部と周辺部で流速が大きくなる一方、中間部で
流速が小さく、いわば波打ったような形態になるため、
この流速分布に対応して固体粒子の慣性力も変化し、短
辺方向に堆積する粒子量も変化するからである。The lower limit of the distance L is 0.5D,
When the substrate (5) is closer to the outlet (9) than 0.5D, the short side direction (FIG. 11), which is the direction of the air flow along the collision surface.
This is because the flow velocity distribution of the air flow in the left-right direction) becomes non-uniform. For example, when the short side of the substrate (5) is equal to or larger than the exit width D, the solid particle film M formed on the substrate (5) has a short side as shown in FIGS. The film thickness distribution in the direction becomes wavy. This is because the flow velocity distribution of the air flow in the short side direction has a large flow velocity in the central part and the peripheral part, while the flow velocity is small in the middle part, so to speak, it becomes a wavy form.
This is because the inertial force of the solid particles also changes according to this flow velocity distribution, and the amount of particles deposited in the short side direction also changes.

【００６９】また、基板（５）の短辺が出口幅Ｄより小
さい場合には、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、粒
径の変化方向の気流の流速分布は、基板（５）の中央部
で流速が小さく、左右の周辺部で大きくなるため、固体
粒子膜Ｍの短辺方向の膜厚分布は中央部で小さく左右の
周辺部で大きい形態になる。When the short side of the substrate (5) is smaller than the outlet width D, the flow velocity distribution of the air flow in the particle size changing direction is as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). Since the flow velocity is small in the central part of 5) and is large in the left and right peripheral parts, the thickness distribution of the solid particle film M in the short side direction is small in the central part and large in the left and right peripheral parts.

【００７０】さらに、上記距離Ｌが出口（９）から５Ｄ
を超えて離れている場合には、基板（５）の短辺が出口
幅Ｄ以上の場合には、図１３（ａ），（ｂ）に示すよう
に、短辺方向（図１３の左右方向）の気流の流速分布
は、基板（５）の中央部で流速が大きく、左右の周辺部
で小さくなるため、短辺方向の膜厚分布は中央部で大き
く左右の周辺部で小さい形態になる。このような膜厚の
形態は、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、基板
（５）の短辺が出口幅Ｄより小さい場合も同様である。Furthermore, the distance L is 5D from the exit (9).
When the short side of the substrate (5) is greater than or equal to the exit width D, the short side direction (the left-right direction of FIG. 13) is exceeded, as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b). ), The flow velocity distribution of the air flow is large in the central part of the substrate (5) and small in the left and right peripheral parts, so that the film thickness distribution in the short side direction is large in the central part and small in the left and right peripheral parts. .. The form of such a film thickness is the same when the short side of the substrate (5) is smaller than the exit width D as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b).

【００７１】次に、基板（５）と出口（９）との距離Ｌ
を各種に変えて、膜厚差△ｔを調べた。膜厚差△ｔは、
図１１（ｂ）に示すように、最大膜厚ｔmaxと最小膜厚
ｔmin との差である。ラバール管（１）は、入口部圧力
を大気圧、出口圧力を０．２atm に設定し、出口（９）
における気流の流速をマッハ２として基板（５）に固気
混合流（ａ）を噴出した。最大膜厚ｔmax が１０μｍの
堆積膜を形成した時の最小膜厚ｔmin を測定し、膜厚差
△ｔを算出した。測定結果を図１５に示す。図１５にお
いて、曲線ｍは基板（５）の短辺が出口幅Ｄ以上の場合
の膜厚差△ｔであり、曲線ｎは基板（５）の短辺が出口
幅Ｄより小さい場合の膜厚差△ｔである。Next, the distance L between the substrate (5) and the outlet (9)
Was changed to various values and the film thickness difference Δt was examined. The film thickness difference Δt is
As shown in FIG. 11B, it is the difference between the maximum film thickness tmax and the minimum film thickness tmin. The Laval tube (1) has the inlet pressure set to atmospheric pressure and the outlet pressure set to 0.2 atm, and the outlet (9)
The solid-gas mixture flow (a) was jetted onto the substrate (5) with the flow velocity of the air flow in Mach 2 as. The minimum film thickness tmin when the deposited film having the maximum film thickness tmax of 10 μm was formed was measured to calculate the film thickness difference Δt. The measurement result is shown in FIG. In FIG. 15, a curve m is the film thickness difference Δt when the short side of the substrate (5) is equal to or larger than the exit width D, and a curve n is a film thickness when the short side of the substrate (5) is smaller than the exit width D. The difference is Δt.

【００７２】両曲線ｍ，ｎのいずれの場合においても、
距離Ｌが０．５Ｄ≦Ｌ≦５Ｄの範囲でほぼ平坦な曲線に
なり、曲線ｍでは膜厚差△ｔは２．０μｍ前後の値にな
り、曲線ｎでは膜厚差△ｔは１．０μｍ前後になった。
一方、基板（５）が出口（９）に０．５Ｄより近づき過
ぎる場合および５Ｄより離れ過ぎる場合には、膜厚差△
ｔは、両曲線ｍ，ｎについて急激に増大し、基板（５）
上の膜厚分布は不均一であった。In both cases of both curves m and n,
When the distance L is in the range of 0.5D ≦ L ≦ 5D, the curve is almost flat, the film thickness difference Δt is about 2.0 μm in the curve m, and the film thickness difference Δt is 1.0 μm in the curve n. It came back and forth.
On the other hand, when the substrate (5) is closer to the outlet (9) than 0.5D and too far from 5D, the film thickness difference Δ
t increases sharply for both curves m, n, and the substrate (5)
The upper film thickness distribution was non-uniform.

【００７３】以上より、距離Ｌを、出口幅Ｄに対して、
０．５Ｄ≦Ｌ≦５Ｄの範囲に設定することにより、短辺
方向に堆積する粒子量が均一になり、短辺方向の膜厚分
布は均一になる。したがって、基板（５）に形成された
固体粒子膜Ｍは、長辺方向だけでなく短辺方向について
も膜厚が均一になり、基板（５）全域において膜厚は均
一になる。From the above, the distance L is set with respect to the exit width D.
By setting the range of 0.5D ≦ L ≦ 5D, the amount of particles deposited in the short side direction becomes uniform, and the film thickness distribution in the short side direction becomes uniform. Therefore, the solid particle film M formed on the substrate (5) has a uniform film thickness not only in the long side direction but also in the short side direction, and the film thickness is uniform over the entire area of the substrate (5).

【００７４】なお、出口（９）が円形ノズルでは、衝突
面に沿う気流の方向は半径方向であり、基板（５）には
出口（９）を中心として円形の領域に膜厚が均一な領域
が形成されることになる。When the outlet (9) is a circular nozzle, the direction of the air flow along the impingement surface is the radial direction, and the substrate (5) has a uniform film thickness in a circular region centered on the outlet (9). Will be formed.

【００７５】この実施例によれば、ラバール管（１）の
出口（９）と基板（５）との距離Ｌを粒径の変化方向に
おける出口幅Ｄについての上記した所定範囲に設定する
ことにより、基板（５）に形成される膜厚を均一にする
ことができる。この結果、膜厚の高品質化および一層の
薄膜化が可能になる。According to this embodiment, the distance L between the outlet (9) of the Laval tube (1) and the substrate (5) is set within the above-mentioned predetermined range for the outlet width D in the direction of particle size change. The film thickness formed on the substrate (5) can be made uniform. As a result, it becomes possible to improve the quality of the film thickness and further reduce the film thickness.

【００７６】なお、第１実施例の移動手段（１２）は、
基板（５）を直接移動するように構成されていてもよ
い。The moving means (12) of the first embodiment is
It may be arranged to move the substrate (5) directly.

【００７７】また、移動手段（１２）は、なくてもよ
い。The moving means (12) may be omitted.

【００７８】また、第４実施例では、衝撃波発生手段
（２０）のうち両区画壁（２４），（２４）の上端（２
４ａ），（２４ａ）により定在衝撃波（１１）を生じさ
せているが、基板（５）だけにより、あるいは仕切部材
（２２）と基板（５）の双方により生じるように基板
（５）と両区画壁（２４），（２４）を構成してもよ
い。Further, in the fourth embodiment, the upper ends (2) of both partition walls (24), (24) of the shock wave generating means (20).
Although the standing shock wave (11) is generated by 4a) and (24a), both the substrate (5) and the substrate (5) are generated so as to be generated only by the substrate (5) or both by the partition member (22) and the substrate (5). The partition walls (24), (24) may be configured.

【００７９】また、第４実施例の基板（５）と両区画壁
（２４），（２４）との配置関係は、必ずしも基板
（５）を両区画壁（２４），（２４）の上端（２４
ａ），（２４ａ）に面一状に設けた配置関係に限定する
必要はなく、定在衝撃波（１１）の発生や基板（５）へ
の細粒子（ｂ）の衝突を妨げない範囲で、自由に設定す
ることができる。Further, the arrangement relationship between the substrate (5) and both partition walls (24), (24) of the fourth embodiment does not necessarily mean that the substrate (5) is located at the upper ends of both partition walls (24), (24) ( 24
It is not necessary to limit the arrangement relationship in which a) and (24a) are provided flush with each other, as long as the standing shock wave (11) is generated and the fine particles (b) collide with the substrate (5). It can be set freely.

【００８０】また、第４実施例の大粒子排出通路（２
１）は、二つ以上形成してもよく、例えば、仕切部材
（２２）の中心部に最も粗い粒子を回収するための第１
大粒子排出通路を、該第１粗粒子（ｄ）回収通路の外側
に、次に粗い粒子を回収するための第２大粒子排出通路
を形成する構成であってもよい。Further, the large particle discharge passage (2
1) may be formed in two or more, for example, the first for collecting the coarsest particles in the central part of the partition member (22).
The large particle discharge passage may have a structure in which a second large particle discharge passage for recovering the next coarse particle is formed outside the first coarse particle (d) recovery passage.

【００８１】また、基板（５）を加熱するようにすれ
ば、より緻密な固体粒子膜が形成できる一方、断熱膨脹
による冷熱場を利用すればポーラスなアアモルファス状
の固体粒子膜を形成することができる。Further, if the substrate (5) is heated, a denser solid particle film can be formed, while if a cold heat field due to adiabatic expansion is used, a porous amorphous solid particle film can be formed. You can

【００８２】また、第５実施例の膜形成装置は、第１実
施例以外の膜形成装置にも適用できることはもちろんで
ある。Of course, the film forming apparatus of the fifth embodiment can be applied to the film forming apparatus other than the first embodiment.

【００８３】また、上記すべての実施例の超音速気流発
生装置は、ラバール管（１）以外の装置、例えば、減圧
インパクタであってもよい。Further, the supersonic airflow generating devices of all the above-mentioned embodiments may be devices other than the Laval tube (1), for example, a decompression impactor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】請求項１に係る発明の第１実施例を示し、ラバ
ール管を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a Laval tube, showing a first embodiment of the invention according to claim 1.

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図３】請求項１に係る発明の第１実施例を示し、基板
（５）の拡大図である。FIG. 3 shows a first embodiment of the invention according to claim 1 and is an enlarged view of a substrate (5).

【図４】請求項１に係る発明の第２実施例を示し、図２
の相当図である。4 shows a second embodiment of the invention according to claim 1, FIG.
FIG.

【図５】請求項１に係る発明の第３実施例を示し、図２
の相当図である。5 shows a third embodiment of the invention according to claim 1, FIG.
FIG.

【図６】請求項２に係る発明の第４実施例を示し、図１
の相当図である。6 shows a fourth embodiment of the invention according to claim 2, FIG.
FIG.

【図７】請求項２に係る発明の第４実施例を示し、図６
のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 7 shows a fourth embodiment of the invention according to claim 2, and FIG.
FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図８】請求項２に係る発明の第４実施例を示し、衝撃
波発生手段の拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of a shock wave generating means, showing a fourth embodiment of the invention according to claim 2;

【図９】請求項３に係る発明の第５実施例を示し、基板
の短辺が出口の幅以上の場合であり、（ａ）は要部拡大
図であり、（ｂ）は固体粒子膜の形態を示す模式図であ
る。9A and 9B show a fifth embodiment of the invention according to claim 3, wherein the short side of the substrate is equal to or larger than the width of the exit, FIG. 9A is an enlarged view of a main part, and FIG. 9B is a solid particle film. It is a schematic diagram which shows the form.

【図１０】請求項３に係る発明の第５実施例を示し、基
板の短辺が出口の幅より小さい場合であり、（ａ）は要
部拡大図であり、（ｂ）は固体粒子膜の形態を示す模式
図である。FIG. 10 shows a fifth embodiment of the invention according to claim 3, in which the short side of the substrate is smaller than the width of the outlet, (a) is an enlarged view of a main part, and (b) is a solid particle film. It is a schematic diagram which shows the form.

【図１１】第５実施例の比較例を示し、基板が超音速気
流発生手段の出口に接近し過ぎており、基板の短辺が出
口の幅以上の場合であり、（ａ）は要部拡大図であり、
（ｂ）は固体粒子膜の形態を示す模式図である。FIG. 11 shows a comparative example of the fifth embodiment, in which the substrate is too close to the outlet of the supersonic airflow generating means, and the short side of the substrate is equal to or larger than the width of the outlet. It is an enlarged view,
(B) is a schematic diagram which shows the form of a solid particle film.

【図１２】第５実施例の比較例を示し、基板が超音速気
流発生手段の出口に接近し過ぎており、基板の短辺が出
口の幅より小さい場合であり、（ａ）は要部拡大図であ
り、（ｂ）は固体粒子膜の形態を示す模式図である。FIG. 12 shows a comparative example of the fifth example, where the substrate is too close to the outlet of the supersonic airflow generating means, and the short side of the substrate is smaller than the width of the outlet. It is an enlarged view, (b) is a schematic diagram which shows the form of a solid particle film.

【図１３】第５実施例の比較例を示し、基板が超音速気
流発生手段の出口より離れ過ぎており、基板の短辺が出
口の幅以上の場合であり、（ａ）は要部拡大図であり、
（ｂ）は固体粒子膜の形態を示す模式図である。FIG. 13 shows a comparative example of the fifth example, where the substrate is too far from the outlet of the supersonic airflow generating means, and the short side of the substrate is equal to or larger than the width of the outlet. Is a figure,
(B) is a schematic diagram which shows the form of a solid particle film.

【図１４】第５実施例の比較例を示し、基板が超音速気
流発生手段の出口より離れ過ぎており、基板の短辺が出
口の幅より小さい場合であり、（ａ）は要部拡大図であ
り、（ｂ）は固体粒子膜の形態を示す模式図である。FIG. 14 shows a comparative example of the fifth embodiment, in which the substrate is too far from the outlet of the supersonic airflow generating means and the short side of the substrate is smaller than the width of the outlet. It is a figure and (b) is a schematic diagram which shows the form of a solid particle film.

【図１５】第５実施例を示し、基板と出口との距離と、
膜厚差と関係を示す特性図である。FIG. 15 shows a fifth embodiment, which shows the distance between the substrate and the outlet,
It is a characteristic view which shows a film thickness difference and a relationship.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ラバール管（超音速気流発生手段） ２ 膜形成室 ３ 基板支持手段 ５ 基板 ９ ラバール管の出口 １１ 定在衝撃波 ２０ 衝撃波発生手段 ２１ 大粒子排出通路 ２７ 小粒子排出通路 ２８ 大粒子排出通路の流路開口 ａ 固気混合流 Ｍ 固体粒子膜 1 Laval tube (supersonic air flow generating means) 2 Film forming chamber 3 Substrate supporting means 5 Substrate 9 Laval tube outlet 11 Standing shock wave 20 Shock wave generating means 21 Large particle discharge passage 27 Small particle discharge passage 28 Large particle discharge passage Road opening a Solid-gas mixture flow M Solid particle membrane

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 気体中に固体粒子が混入した固気混合流
（ａ）を超音速状態で出口（９）より噴出させる超音速
気流発生手段（１）と、 該超音速気流発生手段（１）の出口（９）に連続する膜
形成室（２）とを備えた膜形成装置であって、 該膜形成室（２）内に基板（５）を支持する基板支持手
段（３）が設けられ、 該基板支持手段（３）は、上記基板（５）の前方に生じ
る定在衝撃波（１１）により流れの方向が変化する気流
によって分級された固体粒子が上記基板（５）上に衝突
して固体粒子膜Ｍが形成されるように、該基板（５）を
超音速気流発生手段（１）の出口（９）に対峙して支持
することを特徴とする膜形成装置。1. A supersonic airflow generating means (1) for ejecting a solid-gas mixed flow (a) in which solid particles are mixed in a gas from an outlet (9) in a supersonic state, and the supersonic airflow generating means (1). Film forming apparatus (2) continuous with the outlet (9) of (3), wherein substrate supporting means (3) for supporting the substrate (5) is provided in the film forming chamber (2). In the substrate supporting means (3), solid particles classified by an air flow whose flow direction changes due to a standing shock wave (11) generated in front of the substrate (5) collide with the substrate (5). A film forming apparatus, which supports the substrate (5) so as to face the outlet (9) of the supersonic airflow generating means (1) so that the solid particle film M is formed. 【請求項２】 気体中に固体粒子が混入した固気混合流
（ａ）を超音速状態で出口（９）より噴出させる超音速
気流発生手段（１）と、 該超音速気流発生手段（１）の出口（９）に連続する膜
形成室（２）とを備えた膜形成装置であって、 上記膜形成室（２）の内部には、基板（５）と上記超音
速気流発生手段（１）の出口（９）に流路開口（２８）
が対峙して上記固体粒子のうちの大粒子が流入する大粒
子排出通路（２１）とを備え、該基板（５）の前方で衝
撃波を生じさせる衝撃波発生手段（２０）が配設され、 上記基板（５）は、定在衝撃波（１１）により流れの方
向が変化する気流によって分級される固体粒子のうち大
粒子より粒径が小さく小粒子より大きい中間粒子が上記
基板（５）上に衝突して固体粒子膜Ｍが形成されるよう
に配設されている一方、 上記衝撃波発生手段（２０）の外側の膜形成室（２）内
には、上記固体粒子のうちの小粒子を流通させるための
小粒子排出通路（２７）が形成されていることを特徴と
する膜形成装置。2. A supersonic airflow generating means (1) for ejecting a solid-gas mixed flow (a) in which solid particles are mixed in a gas from an outlet (9) in a supersonic state, and the supersonic airflow generating means (1). Film forming chamber (2) connected to the outlet (9) of (1), wherein the substrate (5) and the supersonic airflow generating means () are provided inside the film forming chamber (2). Flow path opening (28) at the outlet (9) of 1)
And a large particle discharge passage (21) into which large particles of the solid particles flow in, and a shock wave generating means (20) for generating a shock wave is provided in front of the substrate (5). On the substrate (5), among the solid particles classified by the air current whose flow direction changes by the standing shock wave (11), intermediate particles having a particle size smaller than the large particles and larger than the small particles collide with the substrate (5). The solid particle film M is formed so as to form a small particle among the solid particles in the film forming chamber (2) outside the shock wave generating means (20). A film forming apparatus, characterized in that a small particle discharge passage (27) is formed. 【請求項３】 気体中に固体粒子が混入した固気混合流
（ａ）を超音速状態で出口（９）より噴出させる超音速
気流発生手段（１）と、 該超音速気流発生手段（１）の出口（９）に連続する膜
形成室（２）とを備えた膜形成装置であって、 該膜形成室（２）内には、基板（５）の前方で定在衝撃
波（１１）を生じさせて、上記出口（９）より噴出され
た固体粒子を上記基板（５）に衝突させる衝撃波発生手
段（２０）が配設され、 上記超音速気流発生手段（１）の出口（９）と基板
（５）との距離Ｌは、上記基板（５）の衝突面に沿う気
流方向における上記出口（９）の幅をＤとすると、 ０．５Ｄ≦Ｌ≦５Ｄ の範囲に設定されていることを特徴とする膜形成装置。3. Supersonic airflow generating means (1) for ejecting a solid-gas mixture flow (a) in which solid particles are mixed in gas from an outlet (9) in a supersonic state, and the supersonic airflow generating means (1). Film forming chamber (2) continuous with the outlet (9) of (1), wherein a standing shock wave (11) is provided in front of the substrate (5) in the film forming chamber (2). And a shock wave generating means (20) for causing the solid particles ejected from the outlet (9) to collide with the substrate (5), and the outlet (9) of the supersonic airflow generating means (1). The distance L between the substrate (5) and the substrate (5) is set in the range of 0.5D ≦ L ≦ 5D, where D is the width of the outlet (9) in the air flow direction along the collision surface of the substrate (5). A film forming apparatus characterized by the above.
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