特許ウォッチ

公開番号2025110263
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-28
出願番号2024004100
出願日2024-01-15
発明の名称粉体成膜装置および粉体成膜方法
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類C23C 16/40 20060101AFI20250718BHJP(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】粉体への成膜がしやすい粉体成膜装置および粉体成膜方法を提供する。
【解決手段】粉体成膜装置5のチャンバ10は、上部空間106と下部空間108とを含む内部空間104を有し、攪拌部30は、軸を中心として回転することにより、下部空間108に格納された粉体を下部空間108から上部空間106に移動させ、制御部70は、内部空間104のガスの排気を停止させ、原料ガスを上部空間106に供給させた後に原料ガスの供給を停止させるとき、攪拌部30を回転させることにより、原料ガスを粉体に吸着させ、内部空間104のガスの排気をさせるとき、攪拌部30の回転を停止させ、内部空間104のガスの排気を停止させ、反応ガスを上部空間106に供給させた後に反応ガスの供給を停止させるとき、攪拌部30を回転させることにより、粉体に吸着した原料ガスを反応ガスと反応させることによって、粉体を成膜させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
粉体を成膜する粉体成膜装置であって、
天地方向における天側の空間である上部空間（１０６）と、前記天地方向における地側の空間であって前記粉体が格納される下部空間（１０８）とを含む内部空間（１０４）を有するチャンバ（１０）と、
前記内部空間の圧力を減圧するとともに、前記内部空間のガスを排気する排気部（２０）と、
軸（Ｏｒ）を中心として回転することにより、前記下部空間に格納された前記粉体を前記下部空間から前記上部空間に移動させる攪拌部（３０）と、
原料ガスを前記上部空間に供給する原料ガス供給部（４０）と、
反応ガスを前記上部空間に供給する反応ガス供給部（５０）と、
前記排気部による前記内部空間のガスの排気と、前記攪拌部の回転と、前記原料ガス供給部からの前記原料ガスの供給と、前記反応ガス供給部からの前記反応ガスの供給と、を制御する制御部（７０）と、
を備え、
前記制御部は、
前記内部空間のガスの排気を停止させ、前記原料ガスを前記上部空間に供給させた後に前記原料ガスの供給を停止させるとき、前記攪拌部を回転させることにより、前記原料ガスを前記粉体に吸着させ、
前記内部空間のガスの排気をさせるとき、前記攪拌部の回転を停止させ、
前記内部空間のガスの排気を停止させ、前記反応ガスを前記上部空間に供給させた後に前記反応ガスの供給を停止させるとき、前記攪拌部を回転させることにより、前記粉体に吸着した前記原料ガスを前記反応ガスと反応させることによって、前記粉体を成膜させる粉体成膜装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記粉体成膜装置は、前記原料ガスおよび前記反応ガスを前記内部空間から追い出すパージガスを前記上部空間に供給するパージガス供給部（６０）を備え、
前記制御部は、前記パージガス供給部からの前記パージガスの供給を制御する請求項１に記載の粉体成膜装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記原料ガスを前記上部空間に供給させた後に前記原料ガスの供給を停止させ、
前記原料ガスの供給を停止させた後に前記内部空間のガスの排気をさせ、
前記内部空間のガスの排気をさせた後に前記内部空間のガスの排気を停止させ、
前記内部空間のガスの排気を停止させるときに前記パージガスを前記上部空間に供給させ、
前記パージガスを前記上部空間に供給させた後に前記パージガスの供給を停止させるとき、前記攪拌部を回転させる請求項２に記載の粉体成膜装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記反応ガスを前記上部空間に供給させた後に前記反応ガスの供給を停止させ、
前記反応ガスの供給を停止させた後に前記内部空間のガスの排気をさせ、
前記内部空間のガスの排気をさせた後に前記内部空間のガスの排気を停止させ、
前記内部空間のガスの排気を停止させるときに前記パージガスを前記上部空間に供給させ、
前記パージガスを前記上部空間に供給させた後に前記パージガスの供給を停止させるとき、前記攪拌部を回転させる請求項２または３に記載の粉体成膜装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記内部空間のガスの排気をさせるとき、前記攪拌部の回転を停止させるとともに、前記パージガスを前記上部空間に供給させる請求項２または３に記載の粉体成膜装置。
【請求項６】
前記チャンバは、前記下部空間を形成しているチャンバ底部（１０２）を有し、
前記チャンバ底部は、前記攪拌部の回転軌道に沿う形状とされている請求項１または２に記載の粉体成膜装置。
【請求項７】
前記軸は、前記天地方向と直交する方向に延びている請求項６に記載の粉体成膜装置。
【請求項８】
前記軸は、前記天地方向に延びており、
前記チャンバは、前記上部空間を形成している上部面（１１０）を有し、
前記チャンバ底部は、前記天地方向における地側に位置しているとともに前記下部空間を形成している底面（１１２）を含み、
前記底面の大きさは、前記上部面の大きさよりも小さくなっている請求項６に記載の粉体成膜装置。
【請求項９】
前記軸は、前記天地方向に延びており、
前記攪拌部は、
前記軸を含むとともに前記天地方向に延びている軸部（３００）と、
前記軸部に接続されているとともに前記軸を中心とする螺旋状に形成されており、前記軸を中心として回転することにより、前記下部空間に格納された前記粉体を前記下部空間から前記上部空間に移動させる螺旋部（３０４）と、
前記螺旋部から突出している突起（３０６）と、
を有する請求項１または２に記載の粉体成膜装置。
【請求項１０】
粉体を成膜する粉体成膜方法であって、
天地方向における天側の空間である上部空間（１０６）と、前記天地方向における地側の空間であって前記粉体が格納される下部空間（１０８）とを含む内部空間（１０４）を有するチャンバ（１０）と、
前記内部空間の圧力を減圧するとともに、前記内部空間のガスを排気する排気部（２０）と、
軸（Ｏｒ）を中心として回転することにより、前記下部空間に格納された前記粉体を前記下部空間から前記上部空間に移動させる攪拌部（３０）と、
原料ガスを前記上部空間に供給する原料ガス供給部（４０）と、
反応ガスを前記上部空間に供給する反応ガス供給部（５０）と、
を準備し、
前記内部空間のガスの排気を停止させ、前記原料ガスを前記上部空間に供給させた後に前記原料ガスの供給を停止させるとき、前記攪拌部を回転させることにより、前記原料ガスを前記粉体に吸着させ、
前記内部空間のガスの排気をさせるとき、前記攪拌部の回転を停止させ、
前記内部空間のガスの排気を停止させ、前記反応ガスを前記上部空間に供給させた後に前記反応ガスの供給を停止させるとき、前記攪拌部を回転させることにより、前記粉体に吸着した前記原料ガスを前記反応ガスと反応させることによって、前記粉体を成膜させる粉体成膜方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、粉体を成膜する粉体成膜装置および粉体成膜方法に関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているように、粉体を成膜する方法が知られている。この粉体成膜方法では、回転真空チャンバ内に粉体が分配される。また、回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って回転真空チャンバが第１の方向に回転する。さらに、回転真空チャンバ内の真空ポートを通して、回転真空チャンバ内のガスが排気される。また、複数のパドルが駆動軸を周回するように、パドルアセンブリが第２の方向に回転する。さらに、複数のパドル上に位置する複数のガス出口を通して、プロセスガスが粉体に注入される。また、複数のガス出口は、粉体によって形成された粉体床内に位置し、回転真空チャンバ内に保持された粉体を介してプロセスガスが浸透される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－２５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された粉体成膜方法では、回転真空チャンバの回転による遠心力によって、粉体が、回転真空チャンバ内のうち、回転真空チャンバの軸と直交する方向の外側に保持される。また、複数のガス出口からのプロセスガスが、回転真空チャンバの軸と直交する方向の外側に向けて注入されることにより、保持された粉体に向けて注入される。しかし、注入されたプロセスガスによって、回転真空チャンバの軸と直交する方向の外側の粉体は、回転真空チャンバ内の外側から内側に飛散する。これにより、飛散した粉体は、排気ポートへ流れる。このため、粉体への成膜がされにくい。
【０００５】
本開示は、粉体への成膜がしやすい粉体成膜装置および粉体成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、粉体を成膜する粉体成膜装置であって、天地方向における天側の空間である上部空間（１０６）と、天地方向における地側の空間であって粉体が格納される下部空間（１０８）とを含む内部空間（１０４）を有するチャンバ（１０）と、内部空間の圧力を減圧するとともに、内部空間のガスを排気する排気部（２０）と、軸（Ｏｒ）を中心として回転することにより、下部空間に格納された粉体を下部空間から上部空間に移動させる攪拌部（３０）と、原料ガスを上部空間に供給する原料ガス供給部（４０）と、反応ガスを上部空間に供給する反応ガス供給部（５０）と、排気部による内部空間のガスの排気と、攪拌部の回転と、原料ガス供給部からの原料ガスの供給と、反応ガス供給部からの反応ガスの供給と、を制御する制御部（７０）と、を備え、制御部は、内部空間のガスの排気を停止させ、原料ガスを上部空間に供給させた後に原料ガスの供給を停止させるとき、攪拌部を回転させることにより、原料ガスを粉体に吸着させ、内部空間のガスの排気をさせるとき、攪拌部の回転を停止させ、内部空間のガスの排気を停止させ、反応ガスを上部空間に供給させた後に反応ガスの供給を停止させるとき、攪拌部を回転させることにより、粉体に吸着した原料ガスを反応ガスと反応させることによって、粉体を成膜させる粉体成膜装置である。
【０００７】
また、請求項１０に記載の発明は、粉体を成膜する粉体成膜方法であって、天地方向における天側の空間である上部空間（１０６）と、天地方向における地側の空間であって粉体が格納される下部空間（１０８）とを含む内部空間（１０４）を有するチャンバ（１０）と、内部空間の圧力を減圧するとともに、内部空間のガスを排気する排気部（２０）と、軸（Ｏｒ）を中心として回転することにより、下部空間に格納された粉体を下部空間から上部空間に移動させる攪拌部（３０）と、原料ガスを上部空間に供給する原料ガス供給部（４０）と、反応ガスを上部空間に供給する反応ガス供給部（５０）と、を準備し、内部空間のガスの排気を停止させ、原料ガスを上部空間に供給させた後に原料ガスの供給を停止させるとき、攪拌部を回転させることにより、原料ガスを粉体に吸着させ、内部空間のガスの排気をさせるとき、攪拌部の回転を停止させ、内部空間のガスの排気を停止させ、反応ガスを上部空間に供給させた後に反応ガスの供給を停止させるとき、攪拌部を回転させることにより、粉体に吸着した原料ガスを反応ガスと反応させることによって、粉体を成膜させる粉体成膜方法である。
【０００８】
攪拌部の回転によって、粉体は、飛散するものの、下部空間から上部空間に移動する。さらに、上部空間に、原料ガスおよび反応ガスがそれぞれ供給される。したがって、粉体へのガス吸着および粉体に吸着されたガスの反応がしやすくなる。また、粉体へのガス吸着および粉体に吸着されたガスの反応をさせるとき、内部空間のガスの排気は、停止される。このため、ガスが吸着した粉体および成膜された粉体が排出されにくい。よって、粉体への成膜がしやすくなる。
【０００９】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態の粉体成膜装置の構成図。
図１のＩＩ－ＩＩ線断面図。
粉体成膜装置の制御部の処理を示すフローチャート。
制御部の処理を示すタイムチャート。
粉体成膜装置の粉体容器に粉体が格納された様子を示す図。
第２実施形態の粉体成膜装置における制御部の処理を示すタイムチャート。
第３実施形態の粉体成膜装置の構成図。
図７のＶＩＩＩから見た矢視図。
第４実施形態の粉体成膜装置の構成図。
第５実施形態の粉体成膜装置における制御部の処理を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許