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公開番号2024140082
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023051076
出願日2023-03-28
発明の名称成膜装置
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類C23C 24/04 20060101AFI20241003BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】膜形成されない飛散する未利用粉が移動機構における機械部品に接触し難い成膜装置を提供する。
【解決手段】原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルXを基材Kの処理対象面Kaに向けて噴出して、基材Kが配設される処理室2内で処理対象面Ka上に膜を形成する成膜装置1であって、処理室2内に、基材Kを保持する保持部3と、エアロゾルXの噴出端4aが保持部3と対向するように配設された少なくとも一本のエアロゾル噴出部4と、保持部3を噴出端4aに対して相対移動可能な移動機構5と、噴出端4aと移動機構5との間に、噴出したエアロゾルXの少なくとも一部の移動機構5の側への移動を阻止できるエアロゾル制御部Aと、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材の処理対象面に向けて噴出して、前記基材が配設される処理室内で前記処理対象面上に膜を形成する成膜装置であって、
前記処理室内に、前記基材を保持する保持部と、
前記エアロゾルの噴出端が前記保持部と対向するように配設された少なくとも一本のエアロゾル噴出部と、
前記保持部を前記噴出端に対して相対移動可能な移動機構と、
前記噴出端と前記移動機構との間に、噴出した前記エアロゾルの少なくとも一部の前記移動機構の側への移動を阻止できるエアロゾル制御部と、を備える成膜装置。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記エアロゾル制御部に、前記処理対象面と対向し、前記噴出端から噴出した前記エアロゾルが通過できる開口部を設けてある請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記エアロゾル制御部を板状としてある請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記エアロゾル制御部に、前記噴出端から噴出した前記エアロゾルの流れを、前記移動機構から離間する方向に誘導する誘導部を設けた請求項１～３の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記エアロゾル制御部と前記基材との距離が２ｍｍ以下になるよう構成してある請求項１～３の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記開口部は、前記噴出端から噴出した前記エアロゾルが前記エアロゾル制御部に衝突したときの面積に対して２０％以上、かつ前記処理対象面または前記保持部の表面の面積より小さい開口面積を有する請求項２に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記開口部の数を前記エアロゾル噴出部の数と同じとしてある請求項２に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記処理室において前記エアロゾル制御部で仕切られた空間のうち、前記エアロゾル噴出部を設置している空間の側に、前記エアロゾルを前記処理室の外部に排気する排気部を設けてある請求項１～３の何れか一項に記載の成膜装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材の処理対象面に向けて噴出して、前記基材が配設される処理室内で前記処理対象面上に膜を形成する成膜装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
焼結のような高温での熱処理を経ることなく、金属酸化物材料からなる膜を基材上に形成する方法として、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）と呼ばれる手法がある。このＡＤ法は、金属酸化物などの微粒子からなる原料粉を、ノズルから音速程度でセラミックスやプラスチックなどの基材に向けて噴射し、原料粉が基材に衝突する際のエネルギーによって微粒子を破砕・変形させることで、基材上に緻密な膜を形成する手法である。
【０００３】
ＡＤ法は、例えば、基材が配設される処理室内において、基材を保持する保持部をノズルの噴出端に対して移動機構によって相対移動させながら、セラミックスなどの原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材に吹き付けることで、均質なセラミックス膜を基材上に成膜することができる。
【０００４】
ＡＤ法では、基材に吹き付けられた原料粉のうち、膜形成されない未利用粉は処理室内を暫くの間飛散してしまうため、処理室内の移動機構における機械部品に接触して付着してしまい、例えば移動機構における駆動部（駆動モーター部品等）を故障させる虞があった。特に成膜枚数を増やして量産する場合においてはこのような故障のリスクが高いと考えられ、実用化の障壁になっていると考えられる。
【０００５】
特許文献１には、膜形成されない飛散する未利用粉を収集する方法が開示してある。具体的には、基材に衝突後に飛散する未利用粉を基材の近傍に設けた吸引筒で吸引し、処理室内に飛散する微粒子の量を抑え、吸引された未利用粉を処理室外の回収容器に回収する。
【０００６】
このような手法を用いれば、処理室内の移動機構における機械部品をある程度保護することができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００３－１１９５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された手法では、基材衝突後に全方位に飛散する未利用粉の大部分を収集することは困難であり、成膜した基材を量産した場合には飛散した未利用粉による移動機構における機械部品の故障リスクは低減できないと考えられる。また、基材を駆動させるための移動機構における機械部品は基材とともにＸＹＺ方向に移動することが一般的であるため、移動機構における機械部品（例えば駆動部）を基材と隔絶して配置することは難しい。また仮に当該機械部品を隔絶できたとしても、付帯設備が増加して装置サイズも大きくなるため、メンテナンス性に優れないものとなる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、膜形成されない飛散する未利用粉が移動機構における機械部品に接触し難い成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る成膜装置は、原料粉を搬送ガス中に分散させたエアロゾルを基材の処理対象面に向けて噴出して、前記基材が配設される処理室内で前記処理対象面上に膜を形成する成膜装置であって、その特徴構成は、前記処理室内に、前記基材を保持する保持部と、前記エアロゾルの噴出端が前記保持部と対向するように配設された少なくとも一本のエアロゾル噴出部と、前記保持部を前記噴出端に対して相対移動可能な移動機構と、前記噴出端と前記移動機構との間に、噴出した前記エアロゾルの少なくとも一部の前記移動機構の側への移動を阻止できるエアロゾル制御部と、を備えた点にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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