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JP6204846B2 - Powder feeder, film forming apparatus, and film forming method - Google Patents
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JP6204846B2 - Powder feeder, film forming apparatus, and film forming method - Google Patents

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JP6204846B2 JP2014024439A JP2014024439A JP6204846B2 JP 6204846 B2 JP6204846 B2 JP 6204846B2 JP 2014024439 A JP2014024439 A JP 2014024439A JP 2014024439 A JP2014024439 A JP 2014024439A JP 6204846 B2 JP6204846 B2 JP 6204846B2
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Description

本発明は、粉体供給器、成膜装置、及び、それらを用いた成膜方法に関する。   The present invention relates to a powder feeder, a film forming apparatus, and a film forming method using them.

例えば、太陽電池に用いられる光電極等の各種電子部品を製造する際に、基板上に膜状の素子構造体を形成する方法として、エアロゾルデポジション法(以下、AD法と称することがある)が用いられることがある。このAD法とは、原料粒子である粉体、特にナノサイズの微粒子をエアロゾル化させた後、このエアロゾルを、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガスからなる搬送ガスを用いて、亜音速〜超音速程度まで加速させて物理的に基板に吹き付ける方法である。これにより、AD法は、衝撃硬化(impactconsolidation)現象で、微粒子と基板、または、微粒子同士を接合させることで、低い温度条件と高い成膜速度で基板上に薄膜を成膜できる。このようなAD法は、常温下での成膜が可能であることや、基板の特性の制限が少ないことから、AD法を用いて薄膜を形成する各種電子部品等の開発が、盛んに行われるようになっている。   For example, as a method of forming a film-like element structure on a substrate when manufacturing various electronic components such as a photoelectrode used for a solar cell, an aerosol deposition method (hereinafter sometimes referred to as an AD method). May be used. In the AD method, powders as raw material particles, particularly nano-sized fine particles, are aerosolized, and then the aerosol is sublimated using a carrier gas composed of an inert gas such as helium, argon, nitrogen, or the like. This is a method of accelerating the sound speed to about supersonic speed and physically spraying it on the substrate. Accordingly, the AD method is an impact consolidation phenomenon, and a thin film can be formed on the substrate at a low temperature condition and at a high film formation speed by bonding the fine particles and the substrate or the fine particles. Since such AD method enables film formation at room temperature and there are few restrictions on the characteristics of the substrate, development of various electronic components that form a thin film using the AD method has been actively conducted. It has come to be.

上述のように、AD法においては、原料をエアロゾル化させることが必須となるが、従来は、予め調製したエアロゾル化が可能な微粒子を容器内に収容し、その容器にガスを導入することでエアロゾルを生成させる方法が採用されていた(例えば、特許文献1を参照)。しかしながら、特許文献1に記載されたような従来の方法では、予め原料物を解砕して微粒子を調製した後、その微粒子をエアロゾルの生成容器内に移してエアロゾル化する方法であることから、プロセスが複雑となり、また、容器内における微粒子の凝集状態の変化に伴ってエアロゾルの状態が変化してしまう可能性もあった。   As described above, in the AD method, it is indispensable to aerosolize the raw material, but conventionally, by preparing fine particles that can be aerosolized in advance in a container and introducing gas into the container. A method of generating an aerosol has been employed (see, for example, Patent Document 1). However, in the conventional method as described in Patent Document 1, after preparing the fine particles by pulverizing the raw material in advance, the fine particles are transferred into the aerosol generation container and aerosolized, The process is complicated, and there is a possibility that the state of the aerosol may change as the state of aggregation of the fine particles in the container changes.

また、原料の微粒子を収容する機構とエアロゾルを生成させる機構とを分離し、原料収容機構からエアロゾル生成機構へ微粒子を定量的に供給する成膜方法並びに装置が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。しかしながら、特許文献2に記載の成膜方法や装置では、やはり、プロセスや装置構造が繁雑となるという問題がある。また、原料収容機構からエアロゾル生成機構へ微粒子を搬送する際に、微粒子の凝集状態が変化する可能性があり、この変化に伴ってエアロゾルの状態が変化してしまうおそれがある。また、微粒子の搬送過程において、微粒子が容器や輸送管に付着すること等により、微粒子の経路に詰まりが生じるおそれもあった。   In addition, a film forming method and apparatus have been proposed in which a mechanism for containing raw material fine particles and a mechanism for generating aerosol are separated and fine particles are quantitatively supplied from the raw material containing mechanism to the aerosol generating mechanism (for example, Patent Documents). 2). However, the film forming method and apparatus described in Patent Document 2 still has a problem that the process and the apparatus structure become complicated. In addition, when the fine particles are transported from the raw material accommodation mechanism to the aerosol generation mechanism, there is a possibility that the aggregation state of the fine particles may change, and there is a possibility that the state of the aerosol will change with this change. In addition, in the course of transporting the fine particles, the fine particles may clog in the path due to the fine particles adhering to the container or the transport pipe.

国際公開第01/27348号International Publication No. 01/27348 特開2006−200013号公報JP 2006-200013 A

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、プロセスや装置を煩雑にすることがなく、微粒子による詰まりが生じるのを防止できるとともに、微粒子の再凝集を抑制してエアロゾルを安定且つ効率良く生成させることが可能な粉体供給器、及び、この粉体供給器を備えた成膜装置、並びに、それらを用いた成膜方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can prevent clogging due to fine particles without complicating the process and the apparatus, and can suppress the reaggregation of fine particles and stably and efficiently prevent aerosols. It is an object of the present invention to provide a powder supply device that can be generated, a film forming apparatus including the powder supply device, and a film forming method using them.

請求項1に記載の発明は、粉体供給器であって、原料物を収容する収容部と、前記原料物を解砕して微粒子を調製する解砕部と、前記微粒子をエアロゾル化するエアロゾル生成部と、を有してなり、前記収容部、前記解砕部及び前記エアロゾル生成部が、同一の生成容器内において、該生成容器内の下部側から上部側に向かってこの順で備えられており、前記解砕部は、平面視長方形状で板状の羽根を有する回転体からなるとともに、前記羽根が、当該解砕部の長手方向の両側において、それぞれ逆面側に折り曲げられた形状とされ、前記生成容器内の前記エアロゾル生成部に向けて上昇する旋回流を発生させる構造とされており、前記原料物が、前記収容部から前記解砕部に向けて連続的に供給されるとともに、前記微粒子が、前記旋回流により、前記解砕部から前記エアロゾル生成部に向けて連続的に供給され、該エアロゾル生成部で連続的に生成された前記エアロゾルを外部に向けて順次送出することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の粉体供給器であって、前記解砕部が、前記長手方向の両側にそれぞれ配置された2枚羽根を有する回転体からなることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a powder feeder, which is a container for storing a raw material, a pulverization unit for preparing fine particles by pulverizing the raw material, and an aerosol for aerosolizing the fine particles. A generation unit, and the storage unit, the crushing unit, and the aerosol generation unit are provided in this order from the lower side to the upper side in the generation container in the same generation container. The crushing part is formed of a rotating body having a plate-like blade having a rectangular shape in plan view, and the blades are bent on opposite sides on both sides in the longitudinal direction of the crushing part. And a structure that generates a swirling flow that rises toward the aerosol generation unit in the generation container, and the raw material is continuously supplied from the storage unit toward the crushing unit. together, the fine particles, the swirling flow More, toward from the crusher to the aerosol generation portion is continuously fed, characterized by sequentially sent toward the aerosol is produced continuously in the aerosol generation portion to outside.
Invention of Claim 2 is a powder feeder of Claim 1, Comprising: The said crushing part consists of a rotary body which has the 2 blade | wing each arrange | positioned at the both sides of the said longitudinal direction, respectively. Features.

本発明によれば、収容部、解砕部及びエアロゾル生成部が同一の生成容器内に備えられている構成なので、原料解砕とエアロゾル化が、同一工程でほぼ同時に連続して進行するため、プロセスが簡便になる。また、解砕部とエアロゾル生成部が同一の生成容器内に備えられることで、装置構造も簡便になる。さらに、原料物を解砕した直後に連続的に微粒子をエアロゾル化できる構成なので、微粒子を搬送する手段を省略することができ、搬送経路において微粒子の詰まりが生じるのを抑制することができるとともに、エアロゾル化前の微粒子の滞留時間を短縮し、微粒子が再凝集するのを抑制できる。従って、プロセスや装置を煩雑にすることがなく、微粒子による詰まりが生じるのを防止できるとともに、微粒子の再凝集を抑制してエアロゾルを安定且つ効率良く生成させることが可能となる。   According to the present invention, since the storage unit, the crushing unit and the aerosol generating unit are provided in the same generation container, since the raw material crushing and aerosolization proceed substantially simultaneously in the same process, The process becomes simple. In addition, since the crushing unit and the aerosol generation unit are provided in the same generation container, the device structure is also simplified. Furthermore, since the fine particles can be continuously aerosolized immediately after the raw material is crushed, the means for conveying the fine particles can be omitted, and clogging of the fine particles in the conveying path can be suppressed, The residence time of the fine particles before aerosolization can be shortened, and the fine particles can be prevented from reaggregating. Therefore, it is possible to prevent clogging due to the fine particles without complicating the process and the apparatus, and to suppress the reaggregation of the fine particles and to generate the aerosol stably and efficiently.

また、本発明によれば、回転体からなる解砕部により、原料物を安定した粒度分布で解砕して微粒子化することができるので、エアロゾルをより安定して効率良く生成させることが可能となる。 In addition, according to the present invention, since the raw material can be pulverized with a stable particle size distribution into fine particles by the pulverization part made of a rotating body, it is possible to generate aerosol more stably and efficiently. It becomes.

さらに、本発明によれば、上記構成の解砕部が回転することで、エアロゾル生成部に向けて上昇旋回流となる気流を発生させる構造なので、解砕部によって調製された微粒子を直ちに生成容器内で浮上させることができ、微粒子が再凝集するのを効果的に抑制することが可能となる。 Furthermore, according to the present invention, since the crushing part having the above-described structure is rotated to generate an air flow that is an upward swirling flow toward the aerosol generating part, the fine particles prepared by the crushing part are immediately generated in the generation container. It is possible to effectively float the fine particles again.

請求項に記載の発明は、請求項又は請求項に記載の粉体供給器であって、前記解砕部が、前記回転体の回転数が1000〜30000rpmの範囲であることを特徴とする。
本発明によれば、回転体の回転数を適正範囲にすることで、まず、原料物を効率良く解砕して微粒子として調製できるとともに、調整後の微粒子を直ちに生成容器内で浮上させることができるので、微粒子が再凝集するのをさらに効果的に抑制しながら、エアロゾルを安定して効率良く生成させることが可能となる。
Wherein the invention is claimed in claim 3, a powder supply device according to claim 1 or claim 2, wherein the crusher is, the rotational speed of the rotating body is in a range of 1000~30000rpm And
According to the present invention, by setting the number of rotations of the rotating body within an appropriate range, first, the raw material can be efficiently crushed and prepared as fine particles, and the adjusted fine particles can immediately float in the production container. Therefore, the aerosol can be stably and efficiently generated while the reaggregation of the fine particles is more effectively suppressed.

請求項に記載の発明は、成膜装置であって、請求項1〜請求項の何れか一項に記載の粉体供給器を少なくとも一以上備え、成膜対象となる基板を収容する成膜室と、前記粉体供給器から前記成膜室に導入されたエアロゾルを前記基板に向けて噴射させる噴射部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記の本発明に係る粉体供給器を備えた構成なので、装置内において微粒子の詰まりや再凝集等が生じるのが抑制され、基板上に、特性に優れた薄膜を生産性良く成膜することが可能となる。
Invention of Claim 4 is a film-forming apparatus, Comprising: At least 1 or more is provided with the powder supply apparatus as described in any one of Claims 1-3 , and the board | substrate used as film-forming object is accommodated. A film formation chamber, and an injection unit that injects the aerosol introduced from the powder supplier into the film formation chamber toward the substrate.
According to the present invention, since the powder feeder according to the present invention is provided, it is possible to suppress clogging or re-aggregation of fine particles in the apparatus, and to produce a thin film having excellent characteristics on the substrate. It becomes possible to form a film with good properties.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の成膜装置であって、前記粉体供給器を複数備え、該複数の粉体供給器において、それぞれ異なる粒度分布を有するエアロゾルが生成され、前記成膜室に導入されることを特徴とする。
本発明によれば、粒度分布の異なるエアロゾルを複数種で成膜室に導入する構成なので、それぞれのエアロゾルの分率を調整することにより、基板上に成膜された薄膜中の粒度分布を任意に調整することが可能となる。
A fifth aspect of the present invention is the film forming apparatus according to the fourth aspect , comprising a plurality of the powder feeders, and aerosols having different particle size distributions are generated in the plurality of powder feeders. And is introduced into the film forming chamber.
According to the present invention, a plurality of types of aerosols having different particle size distributions are introduced into the film forming chamber. Therefore, the particle size distribution in the thin film formed on the substrate can be arbitrarily determined by adjusting the fraction of each aerosol. It becomes possible to adjust to.

請求項6に記載の発明は、成膜方法であって、請求項1〜請求項の何れか一項に記載の粉体供給器、あるいは、請求項又は請求項に記載の成膜装置を用いて、基板上に薄膜を成膜することを特徴とする。
本発明によれば、上述した粉体供給器あるいは成膜装置を用いて基板上に薄膜を形成する方法なので、特性に優れた薄膜を生産性良く成膜することが可能となる。
Invention of Claim 6 is a film-forming method, Comprising: The powder feeder as described in any one of Claims 1-3 , or the film-forming of Claim 4 or Claim 5 A thin film is formed on a substrate using the apparatus.
According to the present invention, since the thin film is formed on the substrate using the above-described powder feeder or film forming apparatus, it is possible to form a thin film having excellent characteristics with high productivity.

本発明に係る粉体供給器、及び、この粉体供給器を備えた成膜装置、並びに、それらを用いた成膜方法によれば、上記した解決手段によって以下の効果を奏する。
即ち、本発明に係る粉体供給器によれば、収容部、解砕部及びエアロゾル生成部が同一の生成容器内に備えられている構成なので、原料解砕とエアロゾル化が、同一工程でほぼ同時に連続して進行するため、プロセス及び装置構造が簡便になる。さらに、原料物を解砕した直後に連続的に微粒子をエアロゾル化できる構成なので、微粒子を搬送する手段を省略でき、搬送経路において微粒子の詰まりが生じるのを抑制できるとともに、エアロゾル化前の微粒子を保管する時間を短縮し、微粒子が再凝集するのを抑制できる。
従って、プロセスや装置を煩雑にすることがなく、微粒子による詰まりが生じるのを防止できるとともに、微粒子の再凝集を抑制してエアロゾルを安定且つ効率良く生成させることが可能になるという効果を奏する。
According to the powder feeder, the film forming apparatus including the powder feeder, and the film forming method using the powder feeder according to the present invention, the following effects can be achieved by the above-described solving means.
That is, according to the powder feeder according to the present invention, since the storage unit, the crushing unit, and the aerosol generating unit are provided in the same generation container, the raw material crushing and the aerosolization are almost the same in the same process. Since the process proceeds continuously at the same time, the process and the apparatus structure are simplified. Furthermore, since the fine particles can be continuously aerosolized immediately after the raw material is crushed, the means for conveying the fine particles can be omitted, the clogging of the fine particles in the conveying path can be suppressed, and the fine particles before aerosolization can be removed. The storage time can be shortened and the fine particles can be prevented from reaggregating.
Therefore, it is possible to prevent clogging due to the fine particles without complicating the process and the apparatus, and it is possible to suppress the reaggregation of the fine particles and to generate the aerosol stably and efficiently.

また、本発明に係る成膜装置によれば、上記の粉体供給器を備えた構成なので、装置内において微粒子の詰まりや再凝集等が生じるのが抑制され、基板上に、特性に優れた薄膜を生産性良く成膜することが可能になるという効果を奏する。   Moreover, according to the film forming apparatus of the present invention, since the above-described powder feeder is provided, it is possible to suppress clogging or re-aggregation of fine particles in the apparatus and to have excellent characteristics on the substrate. There is an effect that the thin film can be formed with high productivity.

また、本発明に係る成膜方法よれば、上記の粉体供給器あるいは成膜装置を用いて基板上に薄膜を形成する方法なので、特性に優れた薄膜を生産性良く成膜することが可能になるという効果を奏する。   In addition, according to the film forming method of the present invention, since a thin film is formed on a substrate using the above powder feeder or film forming apparatus, a thin film having excellent characteristics can be formed with high productivity. Has the effect of becoming.

本発明の一実施形態である粉体供給器を説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining the powder feeder which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である粉体供給器を説明する模式図であり、解砕部に用いられる回転体の一例を示す斜視図である。It is a schematic diagram explaining the powder feeder which is one Embodiment of this invention, and is a perspective view which shows an example of the rotary body used for a crushing part. 本発明の一実施形態である成膜装置について説明する図であり、図1に示す粉体供給器を適用した成膜装置の一例を示す概略構成図である。It is a figure explaining the film-forming apparatus which is one Embodiment of this invention, and is a schematic block diagram which shows an example of the film-forming apparatus to which the powder feeder shown in FIG. 1 is applied. 比較例である従来の構成の粉体供給器を説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining the powder feeder of the conventional structure which is a comparative example.

以下、図面を参照して本発明に係る粉体供給器、及び、この粉体供給器を備えた成膜装置、並びに、それらを用いた成膜方法の一実施形態について、図1〜図3を適宜参照しながらその構成を説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、その特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。   Hereinafter, referring to the drawings, an embodiment of a powder feeder according to the present invention, a film forming apparatus provided with the powder feeder, and a film forming method using them will be described with reference to FIGS. The configuration will be described with reference to FIG. Note that the drawings used in the following description may show the characteristic parts in an enlarged manner for the sake of convenience in order to make the characteristics easy to understand. There is. In addition, the materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited to them, and can be appropriately changed and implemented without changing the gist thereof.

[粉体供給器]
図1は、本発明の一実施形態である粉体供給器1を示す模式断面図であり、図2は、粉体供給器1に用いられる解砕部3である回転体を示す斜視図である。
図1に示すように、本実施形態の粉体供給器1は、原料物6を収容する収容部2と、原料物6を解砕して微粒子61を調製する解砕部(回転体)3と、微粒子61をエアロゾル化することでエアロゾル62を生成させるエアロゾル生成部4とを有してなる。粉体供給器1は、収容部2、解砕部3及びエアロゾル生成部4が、同一の生成容器5内において、下部側から上部側に向かってこの順で備えられ、概略構成されている。そして、粉体供給器1は、原料物6が、収容部2から解砕部3に向けて連続的に供給されるとともに、微粒子61が、解砕部3からエアロゾル生成部4に向けて連続的に供給され、このエアロゾル生成部4で連続的に生成されたエアロゾル62を外部に向けて順次送出するものである。
[Powder feeder]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a powder feeder 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a rotating body that is a crushing unit 3 used in the powder feeder 1. is there.
As shown in FIG. 1, the powder feeder 1 of the present embodiment includes an accommodating portion 2 that accommodates a raw material 6, and a crushing portion (rotating body) 3 that crushes the raw material 6 to prepare fine particles 61. And the aerosol generation unit 4 that generates aerosol 62 by aerosolizing the fine particles 61. The powder feeder 1 has a container 2, a crushing unit 3, and an aerosol generating unit 4 provided in this order from the lower side to the upper side in the same generating container 5, and is schematically configured. In the powder feeder 1, the raw material 6 is continuously supplied from the container 2 to the crushing unit 3, and the fine particles 61 are continuously supplied from the crushing unit 3 to the aerosol generating unit 4. The aerosol 62 continuously supplied and continuously generated by the aerosol generator 4 is sequentially sent out.

本実施形態の粉体供給器1の筐体となる生成容器5は、上記のように、収容部2、解砕部3及びエアロゾル生成部4の各々を同一空間内に備え、エアロゾル62を連続的に生成して外部に送出する容器状部材であり、例えば、微粒子61をエアロゾル化する際の容器内における気流の安定化を考慮し、略筒状に形成される。
また、図1に示す例では、生成容器5には、2箇所の粉体輸送ガスの導入口、具体的には、下部導入口51及び上部導入口52が設けられており、さらに、容器最上部に、生成されたエアロゾル62を外部に送出する送出口53が設けられている。
As described above, the generation container 5 serving as the casing of the powder supply device 1 of the present embodiment includes the storage unit 2, the crushing unit 3, and the aerosol generation unit 4 in the same space, and the aerosol 62 is continuously provided. For example, it is formed in a substantially cylindrical shape in consideration of stabilization of the airflow in the container when the fine particles 61 are aerosolized.
Further, in the example shown in FIG. 1, the production container 5 is provided with two powder transport gas introduction ports, specifically, a lower introduction port 51 and an upper introduction port 52. In the upper part, a delivery port 53 for delivering the generated aerosol 62 to the outside is provided.

収容部2は、上述のように、粉体供給器1の筐体でもある生成容器5の最下部に備えられ、微粒子の原料となる原料物6を収容するものであり、図示例では、回転体からなる解砕部3の下方において、生成容器5の底部に配置されている。
本実施形態の収容部2は、図示例のように、生成容器5の内部において、その上方に配置される解砕部3及びエアロゾル生成部4と同一空間で連通するように構成されている。
As described above, the storage unit 2 is provided at the lowermost part of the generation container 5 that is also a casing of the powder supply device 1 and stores the raw material 6 that is a raw material of fine particles. Below the crushing unit 3 made of a body, it is arranged at the bottom of the production container 5.
As shown in the illustrated example, the storage unit 2 of the present embodiment is configured to communicate in the same space as the crushing unit 3 and the aerosol generation unit 4 disposed above the generation container 5.

収容部2に原料物6を装填する手段としては、特に限定されず、詳細な図示を省略するが、例えば、生成容器5の上部に蓋体を設けるか、あるいは、生成容器5を、その高さ方向の何れかの位置で上下に分割して開閉可能な構成とすることで、収容部2に原料物6を装填することができる。   The means for loading the raw material 6 into the container 2 is not particularly limited and detailed illustration is omitted. For example, a lid is provided on the top of the production container 5 or the production container 5 The raw material 6 can be loaded into the container 2 by dividing the upper and lower portions at any position in the vertical direction so that the container can be opened and closed.

解砕部3は、原料物6を解砕して微粒子61を調製する解砕機構からなり、本実施形態で説明する例では、図2に示すような回転体から構成されている。
図2に示す解砕部3は、平面視略長方形状で板状の2枚羽根を有する回転体として構成されている。解砕部3は、長手方向の略中心付近に、図1中に示した回転軸3Aに解砕部3を取り付けるための取付孔3aが形成されている。また、解砕部3の長手方向で取付孔3aを挟んだ両側には、原料物6を解砕するための羽根31、32が形成されている。また、図示例においては、羽根31と羽根32とが、板状とされた解砕部3において、それぞれ逆面側に折り曲げられるように、略くの字状に形成されている。
図1中に示す回転軸3Aは、生成容器5の外部に設けられる図示略のモータによって回転することにより、解砕部3を回転させるものである。
The crushing unit 3 includes a crushing mechanism that crushes the raw material 6 to prepare the fine particles 61. In the example described in the present embodiment, the crushing unit 3 includes a rotating body as illustrated in FIG.
The crushing part 3 shown in FIG. 2 is comprised as a rotary body which has a plate-shaped 2 blade | wing with substantially rectangular shape in planar view. The crushing part 3 has an attachment hole 3a for attaching the crushing part 3 to the rotating shaft 3A shown in FIG. In addition, blades 31 and 32 for crushing the raw material 6 are formed on both sides of the crushing part 3 with the attachment hole 3a interposed therebetween. Moreover, in the example of illustration, the blade | wing 31 and the blade | wing 32 are formed in the substantially square shape so that it may be bent in the reverse surface side in the crushing part 3 made into plate shape, respectively.
A rotating shaft 3 </ b> A shown in FIG. 1 rotates the crushing unit 3 by being rotated by a motor (not shown) provided outside the generation container 5.

回転体からなる解砕部3は、原料物6を粉体に解砕するものであることから、ミル等において使用される形状を有するものであることが好ましく、具体的には、図2に例示するような形状を有していることが好ましい。   Since the crushing part 3 made of a rotating body is for crushing the raw material 6 into powder, it is preferable to have a shape used in a mill or the like. Specifically, FIG. It preferably has a shape as illustrated.

また、解砕部3は、上記形状とされることで、原料物6を解砕するとともに、上方に向けた旋回流で気流を発生させ、解砕後の微粒子61を気流に乗せて浮上させることが可能な回転体である、いわゆるヘンシェルミキサー(登録商標)として構成されている。このように、本実施形態では、解砕部3が回転体として構成されることで、生成容器5内の上部側、即ち、エアロゾル生成部4側へ向けての上昇旋回流となる気流を発生させる構造を採用することが好ましい。これにより、解砕部3によって調製された微粒子61を直ちに生成容器5におけるエアロゾル生成部4側に浮上させることができ、微粒子61が再凝集するのを効果的に抑制することが可能となる。   Moreover, the crushing part 3 is made into the said shape, and while crushing the raw material 6, it produces an airflow by the upward swirling flow, and the fine particle 61 after crushing is carried on the airflow and floats up. It is configured as a so-called Henschel mixer (registered trademark), which is a rotating body capable of operating. As described above, in the present embodiment, the crushing unit 3 is configured as a rotating body, thereby generating an air flow that is an upward swirling flow toward the upper side in the generation container 5, that is, the aerosol generation unit 4 side. It is preferable to adopt a structure to be used. Thereby, the fine particles 61 prepared by the crushing unit 3 can be immediately levitated to the aerosol generating unit 4 side in the generation container 5, and the reaggregation of the fine particles 61 can be effectively suppressed.

また、解砕部3の近傍には、生成容器5の側面の一部に開口するように、粉体輸送ガスが取り入れられる下部導入口51が配置されている。解砕部3で調製された微粒子61は、下部導入口51から導入された粉体輸送ガスによる気流と、上述したような、解砕部3の回転に伴う上昇旋回流とにより、エアロゾル生成部4側へ向けて浮上させられる。   Further, in the vicinity of the crushing unit 3, a lower introduction port 51 into which the powder transport gas is taken is disposed so as to open in a part of the side surface of the generation container 5. The fine particles 61 prepared in the crushing unit 3 are formed into an aerosol generating unit by the air current generated by the powder transport gas introduced from the lower introduction port 51 and the upward swirling flow accompanying the rotation of the crushing unit 3 as described above. It is levitated toward the 4th side.

本実施形態の解砕部3は、上記構成の回転体からなる解砕部3により、原料物6を安定した粒度分布で解砕して微粒子61とすることができるので、後述のエアロゾル生成部4において、エアロゾルをより安定して効率良く生成させることが可能となる。   The crushing unit 3 of the present embodiment can crush the raw material 6 with a stable particle size distribution into the fine particles 61 by the crushing unit 3 composed of a rotating body having the above-described configuration. 4, it becomes possible to generate aerosol more stably and efficiently.

なお、本実施形態で用いる解砕部3は、図2に示す形状のものには限定されず、例えば、プロペラ状の回転体で、プロペラ枚数が2〜4枚程度であるものを用いることが、原料物6の解砕効率や粒度分布の安定性、さらには、解砕後の微粒子61をエアロゾル生成部4に向けて連続的に浮上させることができる点から、さらに好ましい。   In addition, the crushing part 3 used by this embodiment is not limited to the thing of the shape shown in FIG. 2, For example, it is using a propeller-shaped rotary body and the number of propellers is about 2-4. Further, it is more preferable from the viewpoint that the crushing efficiency of the raw material 6 and the stability of the particle size distribution, and further, the fine particles 61 after crushing can be continuously levitated toward the aerosol generating unit 4.

また、解砕部3は、原料物6よりも高い硬度の材料からなることが好ましく、例えば、モース硬度が6以上であることがより好ましい。このような硬度を有する材料としては、例えば、ステンレス鋼(SUS)、チタン、タングステン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム等の各種金属材料が挙げられ、これらの金属材料を、解砕部3に何ら制限無く用いることができる。   Moreover, it is preferable that the crushing part 3 consists of material of hardness higher than the raw material 6, for example, it is more preferable that Mohs hardness is 6 or more. Examples of the material having such hardness include various metal materials such as stainless steel (SUS), titanium, tungsten, silicon carbide, and aluminum oxide, and these metal materials can be used in the crushing portion 3 without any limitation. Can be used.

また、原料物6を解砕して微粒子61を調製する際の解砕部3の回転数は、特に限定されないが、例えば、1000〜30000rpmの範囲とすることが好ましい。このように、回転体からなる解砕部3の回転数を適正範囲にすることで、原料物6を効率良く解砕して微粒子61として調製できるとともに、調整後の微粒子61を直ちに生成容器5内のエアロゾル生成部4に向けて浮上させることができる。これにより、微粒子61が再凝集するのをさらに効果的に抑制しながら、後述のエアロゾル生成部4において、エアロゾル62をより安定して効率良く生成させることが可能となる。   Moreover, the rotation speed of the crushing part 3 at the time of crushing the raw material 6 to prepare the fine particles 61 is not particularly limited, but is preferably in the range of 1000 to 30000 rpm, for example. Thus, by making the rotation speed of the crushing part 3 made of a rotating body into an appropriate range, the raw material 6 can be efficiently crushed and prepared as fine particles 61, and the adjusted fine particles 61 are immediately produced in the production container 5. It is possible to float toward the aerosol generation unit 4 inside. Accordingly, it is possible to more stably and efficiently generate the aerosol 62 in the aerosol generation unit 4 to be described later while suppressing the reaggregation of the fine particles 61 more effectively.

エアロゾル生成部4は、解砕部3で調製された微粒子61を、生成容器5内に導入される粉体輸送ガスによってエアロゾル化することで、エアロゾル62を生成させる。具体的には、解砕部3の回転力及び下部導入口51から導入された粉体輸送ガスによる気流に乗り、エアロゾル生成部4に浮上した微粒子61を、下部導入口51から導入された粉体輸送ガス、及び、生成容器5の上部導入口52から導入された粉体輸送ガス中に分散させてエアロゾル化する。   The aerosol generation unit 4 generates aerosol 62 by aerosolizing the fine particles 61 prepared in the crushing unit 3 with a powder transport gas introduced into the generation container 5. Specifically, the fine particles 61 that float on the aerosol generating unit 4 by riding on the air flow caused by the rotational force of the crushing unit 3 and the powder transport gas introduced from the lower introduction port 51 are introduced into the powder introduced from the lower introduction port 51. It is dispersed and aerosolized in the body transport gas and the powder transport gas introduced from the upper inlet 52 of the production container 5.

エアロゾル生成部4において微粒子61をエアロゾル化してエアロゾル62とするにあたり、その生成効率は、エアロゾル生成部4に導入される粉体輸送ガスの流量等にも依存する。
図1に示す粉体供給器1においては、まず、生成容器5の下部に設けられた下部導入口51から、比較的流量の小さな粉体輸送ガスを導入し、解砕部3の回転によって発生した気流に、さらに、粉体輸送ガスによる気流を加えることで、微粒子61をエアロゾル生成部4の位置まで浮上させる。
さらに、生成容器5の上部に設けられた上部導入口52から、流量の大きな粉体輸送ガスを導入することで、エアロゾル生成部4において微粒子61をエアロゾル化するとともに、生成されたエアロゾル62を外部に送出する。より具体的には、生成容器5の最上部に設けられた送出口53から、図3に示すような成膜装置10の成膜室11内に設置された噴射部19に向けて、エアロゾル62を搬送する。
When the aerosol generation unit 4 aerosolizes the fine particles 61 to form the aerosol 62, the generation efficiency depends on the flow rate of the powder transport gas introduced into the aerosol generation unit 4 and the like.
In the powder feeder 1 shown in FIG. 1, first, a powder transport gas having a relatively small flow rate is introduced from a lower inlet 51 provided at the lower portion of the production container 5, and is generated by the rotation of the crushing unit 3. The fine particles 61 are levitated to the position of the aerosol generating unit 4 by adding an air flow by the powder transport gas to the air flow.
Furthermore, by introducing a powder transport gas having a large flow rate from an upper introduction port 52 provided at the upper part of the generation container 5, the aerosol generation unit 4 converts the fine particles 61 into an aerosol, and the generated aerosol 62 is removed from the outside. To send. More specifically, the aerosol 62 is directed from the delivery port 53 provided at the uppermost part of the production container 5 toward the injection unit 19 installed in the film forming chamber 11 of the film forming apparatus 10 as shown in FIG. Transport.

なお、図1(及び図3)に示す例の粉体供給器1では、粉体搬送ガスの導入口として、上記の下部導入口51と上部導入口52の2つで設けているが、これには限定されない。例えば、装置設計の都合上、粉体輸送ガスの導入口を生成容器の上部に設けることが必要な場合には、解砕後の微粒子を確実に浮上させる観点から、生成容器の上部及び下部の2箇所に導入口を設けることが好ましいが、生成容器における導入口の配置を適正化することで、導入口が1箇所のみとされた構成であってもよい。   In addition, in the powder feeder 1 of the example shown in FIG. 1 (and FIG. 3), the lower inlet 51 and the upper inlet 52 described above are provided as the inlets for the powder carrier gas. It is not limited to. For example, if it is necessary to provide a powder transport gas inlet at the top of the production container for the convenience of the device design, the upper and lower parts of the production container will be Although it is preferable to provide introduction ports at two locations, a configuration in which only one introduction port is provided by optimizing the arrangement of the introduction ports in the generation container may be employed.

また、送出口53は、生成されたエアロゾル62を効率的に外部に送出するため、エアロゾル生成部4の近傍であって、生成容器5において可能な限り上部側に設けられることが好ましい。   Further, the outlet 53 is preferably provided in the vicinity of the aerosol generating unit 4 and on the upper side of the generation container 5 as much as possible in order to efficiently send the generated aerosol 62 to the outside.

以下に、上記構成の粉体供給器1を用いてエアロゾル62を生成する工程の概略について説明する。なお、本実施形態の粉体供給器1を、図3に示す成膜装置10に適用した場合の、エアロゾル62の生成を含む各工程については、後述の成膜装置及び成膜方法の説明において詳述する。   Below, the outline of the process which produces | generates the aerosol 62 using the powder feeder 1 of the said structure is demonstrated. In addition, about each process including the production | generation of the aerosol 62 at the time of applying the powder supply apparatus 1 of this embodiment to the film-forming apparatus 10 shown in FIG. 3, in description of the film-forming apparatus and film-forming method mentioned later. Detailed description.

粉体供給器1には、外部に備えられたガスボンベ(図3中のガスボンベ16を参照)から、下部導入口51及び上部導入口52に、例えば、窒素等からなる粉体輸送ガスが導入される。また、粉体供給器1を稼働させる前に、予め、収容部2に原料物6を装填する。
収容部2に装填された原料物6は、収容部2の直上に配置された解砕部3の回転作動により、解砕されて微粒子61に調製される。この際、原料物6は、解砕部3に向けて連続的に供給されるとともに、解砕部3は、連続的に微粒子61を調製する。
A powder transport gas made of, for example, nitrogen is introduced into the powder feeder 1 from a gas cylinder provided outside (see the gas cylinder 16 in FIG. 3) into the lower inlet 51 and the upper inlet 52. The In addition, the raw material 6 is loaded in the storage unit 2 in advance before the powder feeder 1 is operated.
The raw material 6 loaded in the storage unit 2 is crushed and prepared into fine particles 61 by the rotation operation of the crushing unit 3 disposed immediately above the storage unit 2. At this time, the raw material 6 is continuously supplied toward the crushing unit 3, and the crushing unit 3 continuously prepares the fine particles 61.

解砕部3で調製された微粒子61は、下部導入口51から導入された粉体輸送ガスの気流、及び、解砕部3の回転に伴う上昇旋回流によってエアロゾル生成部4まで浮上する。
エアロゾル生成部4には、上部導入口52から粉体輸送ガスが導入されており、微粒子61が、下部導入口51及び上部導入口52から導入された粉体輸送ガス中に分散されることでエアロゾル化され、エアロゾル62が生成される。
エアロゾル62は、エアロゾル生成部4の近傍であって生成容器5の最上部に配置された送出口53から外部に向けて送出され、具体的には、図3中に示す成膜装置10の成膜室11内に備えられる噴射部19に向けて送出される。
The fine particles 61 prepared in the crushing unit 3 float up to the aerosol generating unit 4 by the air current of the powder transport gas introduced from the lower introduction port 51 and the upward swirling flow accompanying the rotation of the crushing unit 3.
In the aerosol generation unit 4, the powder transport gas is introduced from the upper introduction port 52, and the fine particles 61 are dispersed in the powder transport gas introduced from the lower introduction port 51 and the upper introduction port 52. Aerosolized to produce aerosol 62.
The aerosol 62 is sent to the outside from a delivery port 53 disposed in the vicinity of the aerosol generation unit 4 and at the top of the generation container 5, and specifically, the formation of the film forming apparatus 10 shown in FIG. It is sent out toward the injection unit 19 provided in the membrane chamber 11.

なお、本実施形態では、解砕部3で調製された微粒子61を、エアロゾル生成部4に向けて効果的に浮上させるためには、上昇気流を適正に制御することが好ましい。このように、生成容器5の内部における気流を制御する手段としては、例えば、「生成容器5の高さ寸法」と、「粉体輸送ガスの流量」、「解砕部3の回転数」の各々を制御因子として適正に調整することが挙げられる   In the present embodiment, in order to effectively float the fine particles 61 prepared in the crushing unit 3 toward the aerosol generating unit 4, it is preferable to appropriately control the ascending airflow. Thus, as means for controlling the air flow inside the production container 5, for example, the “height dimension of the production container 5”, “the flow rate of the powder transport gas”, and “the rotational speed of the crushing unit 3” Appropriate adjustment of each as a control factor

また、本実施形態では、原料物6の収容部2への装填に関し、生成容器5の上部に蓋体を設けるか、あるいは、生成容器5を上下に分割して開閉可能な構成とすることを例に挙げて説明しており、この場合、収容部2内の原料物6を使い切る毎に、生成容器5の開閉及び原料物6の充填を行う必要がある。このため、本実施形態では、収容部2に原料物6を装填するための構成として、例えば、生成容器5における収容部2の高さ方向寸法を大きく構成するとともに、解砕部3を生成容器5内における高さ方向で移動可能に構成し、原料物6が解砕されるにつれて解砕部3の高さ位置を低くできる構成を採用することができる。このような構成とした場合、収容部2における原料物6の装填可能量が増大するので、原料物6の装填が必要となる周期を長くすることが可能となる。   Further, in the present embodiment, with respect to the loading of the raw material 6 into the storage unit 2, a lid is provided on the upper part of the production container 5, or the production container 5 is divided into upper and lower parts so as to be openable and closable. In this case, it is necessary to open and close the production container 5 and to fill the raw material 6 every time the raw material 6 in the container 2 is used up. For this reason, in this embodiment, as a structure for loading the raw material 6 into the storage unit 2, for example, the height dimension of the storage unit 2 in the generation container 5 is configured to be large, and the crushing unit 3 is used as the generation container. The structure which can move in the height direction in 5 and can make the height position of the crushing part 3 low can be employ | adopted as the raw material 6 is crushed. In such a configuration, the amount of the raw material 6 that can be loaded in the storage unit 2 is increased, so that the period in which the raw material 6 needs to be loaded can be lengthened.

ここで、上述のように、原料物6の解砕とほぼ同時に微粒子61を浮上させた場合、粒径の大きな粒子と小さな粒子とが同時にエアロゾル生成部4まで浮上し、生成されるエアロゾル62の粒度分布に幅が生じる可能性もある。本実施形態では、例えば、生成容器5の高さを適正に調整することで、微粒子61の粒径の大小による浮上高さの差を利用して分級機能を持たせることや、後述の製造装置の構成として説明するように、粉体供給器1の後段に分級部を設けることで、エアロゾル62の粒度分布を適正範囲に抑制する手段を採用できる。   Here, as described above, when the fine particles 61 are levitated almost simultaneously with the crushing of the raw material 6, the large and small particles are levitated to the aerosol generating unit 4 at the same time, and the generated aerosol 62 is generated. There may also be a range in the particle size distribution. In the present embodiment, for example, by appropriately adjusting the height of the generation container 5, a classification function can be provided using a difference in flying height due to the size of the particle size of the fine particles 61, or a manufacturing apparatus described later. As described below, by providing a classification unit at the subsequent stage of the powder supplier 1, a means for suppressing the particle size distribution of the aerosol 62 to an appropriate range can be employed.

本実施形態の粉体供給器1によれば、上記構成により、原料物6の解砕とエアロゾル化が同一工程でほぼ同時に連続的進行するため、プロセス及び装置構造が簡便になる。
さらに、原料物6を解砕した直後に微粒子61をエアロゾル化できるので、従来のような微粒子61の搬送機構を省略でき、搬送経路において、特に粒径が比較的大きな微粒子61による詰まりが生じるのを抑制できる。また、エアロゾル化前の微粒子61の滞留時間を短縮し、微粒子61が再凝集するのを抑制できる。さらに、粉体輸送ガスの気流、及び、解砕部3で発生する上昇旋回流により、装置内における微粒子の付着が防止できる。
これにより、微粒子61の再凝集を抑制しながら、エアロゾル62を安定且つ効率良く生成させることが可能となる。
According to the powder feeder 1 of the present embodiment, with the above-described configuration, the crushing and aerosolization of the raw material 6 proceed continuously and substantially simultaneously in the same process, so that the process and the device structure are simplified.
Furthermore, since the fine particles 61 can be aerosolized immediately after the raw material 6 is crushed, the conventional fine particle 61 transport mechanism can be omitted, and the fine particles 61 having a relatively large particle size are clogged in the transport path. Can be suppressed. In addition, the residence time of the fine particles 61 before aerosolization can be shortened and the fine particles 61 can be prevented from reaggregating. Furthermore, adhesion of fine particles in the apparatus can be prevented by the air current of the powder transport gas and the upward swirling flow generated in the crushing unit 3.
Thereby, it is possible to stably and efficiently generate the aerosol 62 while suppressing reaggregation of the fine particles 61.

[成膜装置及び成膜方法]
図3は、本実施形態で説明した粉体供給器1を適用した、エアロゾルデポジション法(AD法)を採用した成膜装置10を説明する概略構成図である。
本実施形態の成膜装置10は、上記構成の粉体供給器1を少なくとも一以上備え、成膜対象となる基板41を収容し、その一方の面41aに図示略の薄膜を形成するための成膜室11と、粉体供給器1から成膜室に導入されたエアロゾル62を基板41に向けて噴射させる噴射部19と、を備えている。
[Film Forming Apparatus and Film Forming Method]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a film forming apparatus 10 adopting the aerosol deposition method (AD method) to which the powder supplier 1 described in the present embodiment is applied.
The film forming apparatus 10 of this embodiment includes at least one or more powder feeders 1 having the above-described configuration, accommodates a substrate 41 to be formed, and forms a thin film (not shown) on one surface 41a. The film forming chamber 11 and the spray unit 19 that sprays the aerosol 62 introduced from the powder supplier 1 into the film forming chamber toward the substrate 41 are provided.

成膜室11内には、基板41を配置するための配置面12aを有するステージ12が設けられている。ステージ12は、基板41を配置した状態で水平方向に移動可能となっている。
また、成膜室11には、真空ポンプ13が接続されており、この真空ポンプ13の吸引により、成膜室11内が陰圧にされる。
また、成膜室11内には、上述した噴射部19が配設されている。噴射部19は、その吐出口19aの開口部がステージ12の配置面12a、即ち、ステージ12の配置面12a上に配置された基板41の一方の面41aと対向するように配設されている。
In the film forming chamber 11, a stage 12 having an arrangement surface 12a for arranging the substrate 41 is provided. The stage 12 is movable in the horizontal direction with the substrate 41 disposed.
Further, a vacuum pump 13 is connected to the film forming chamber 11, and the vacuum inside the film forming chamber 11 is made negative by suction of the vacuum pump 13.
In addition, the above-described injection unit 19 is disposed in the film forming chamber 11. The ejection unit 19 is disposed such that the opening of the discharge port 19a faces the arrangement surface 12a of the stage 12, that is, one surface 41a of the substrate 41 arranged on the arrangement surface 12a of the stage 12. .

噴射部19は、輸送管15を介して、ガスボンベ16と接続されている。
上記の輸送管15の経路には、ガスボンベ16側から順に、マスフロー制御器17、粉体供給器1が設けられている。また、図示例においては、粉体供給器1と噴射部19との間に分級器18が設けられている。これら、輸送管15、ガスボンベ16、マスフロー制御器17、粉体供給器1、及び分級器18によって粉体輸送機構が構成される。
The injection unit 19 is connected to the gas cylinder 16 via the transport pipe 15.
A mass flow controller 17 and a powder feeder 1 are provided in the order of the transport pipe 15 from the gas cylinder 16 side. In the illustrated example, a classifier 18 is provided between the powder feeder 1 and the injection unit 19. These transport pipe 15, gas cylinder 16, mass flow controller 17, powder feeder 1, and classifier 18 constitute a powder transport mechanism.

成膜装置10においては、例えば、輸送ガスである窒素を、ガスボンベ16から輸送管15へ供給し、その窒素の流速をマスフロー制御器17で調整する。マスフロー制御器17で調整された窒素は、2本の輸送管15によって粉体供給器1に導入される。この際、粉体供給器1に導入される窒素の流量は、特に制限されず、成膜室11内における噴射部19からの噴射速度等を勘案しながら決定することができる。本実施形態においては、粉体供給器1の下部導入口51には、微粒子61を巻き上げられるだけの気流を発生させる程度の流量、例えば、0.5(L/min)程度で窒素を導入するとともに、上部導入口52からは、粉体輸送ガス中に効果的に微粒子61を分散させてエアロゾル化し、高速で送出口53から送出できる流量、例えば、5(L/min)程度で窒素を導入する条件とすることができる。   In the film forming apparatus 10, for example, nitrogen as a transport gas is supplied from the gas cylinder 16 to the transport pipe 15, and the flow rate of the nitrogen is adjusted by the mass flow controller 17. Nitrogen adjusted by the mass flow controller 17 is introduced into the powder feeder 1 by two transport pipes 15. At this time, the flow rate of nitrogen introduced into the powder supplier 1 is not particularly limited, and can be determined in consideration of the injection speed from the injection unit 19 in the film forming chamber 11. In the present embodiment, nitrogen is introduced into the lower inlet 51 of the powder feeder 1 at a flow rate sufficient to generate an air flow sufficient to wind up the fine particles 61, for example, about 0.5 (L / min). At the same time, from the upper inlet 52, fine particles 61 are effectively dispersed in the powder transport gas to be aerosolized, and nitrogen is introduced at a flow rate that can be sent from the outlet 53 at a high speed, for example, about 5 (L / min). It can be a condition to do.

また、粉体供給器1への原料物6の装填は、例えば、粉体供給器1に備えられる図示略の蓋体を開放し、生成容器5の底部に配置された収容部2に原料物6を収容することで行われる。
収容部2に装填された原料物6は、回転体からなる解砕部3によって解砕され、微粒子61として調製されるとともに、解砕部3の回転力及び下部導入口51から収容部2に導入される粉体輸送ガスの気流により、生成容器5内で上方に配置されるエアロゾル生成部4まで上昇する。
エアロゾル生成部4に導入された微粒子61は、下部導入口51及び上部導入口52からエアロゾル生成部4に導入される粉体輸送ガス中に分散されることでエアロゾル化され、エアロゾル62として送出口53から輸送管15を介して成膜室11内に設置された噴射部19に向けて搬送される。なお、図3に示す例においては、粉体供給器1と噴射部19との間の輸送管15の経路上に分級器18が備えられている。
そして、噴射部19から、エアロゾル62(微粒子61)が亜音速〜超音速の噴射速度で、基板41の一方の面41aに向けて吐出・噴射される。
For example, the raw material 6 is loaded into the powder feeder 1 by, for example, opening a lid (not shown) provided in the powder feeder 1 and placing the raw material in the container 2 disposed at the bottom of the production container 5. It is performed by accommodating 6.
The raw material 6 loaded in the storage unit 2 is crushed by the crushing unit 3 made of a rotating body and prepared as fine particles 61, and the rotational force of the crushing unit 3 and the lower introduction port 51 enter the storage unit 2. Due to the airflow of the introduced powder transport gas, the powder rises up to the aerosol generation unit 4 disposed above in the generation container 5.
The fine particles 61 introduced into the aerosol generation unit 4 are aerosolized by being dispersed in the powder transport gas introduced into the aerosol generation unit 4 from the lower introduction port 51 and the upper introduction port 52, and are sent out as an aerosol 62. 53 is conveyed toward the injection unit 19 installed in the film forming chamber 11 through the transport pipe 15. In the example shown in FIG. 3, a classifier 18 is provided on the path of the transport pipe 15 between the powder supplier 1 and the injection unit 19.
Then, the aerosol 62 (fine particles 61) is ejected and ejected from the ejection unit 19 toward the one surface 41a of the substrate 41 at a subsonic to supersonic ejection speed.

なお、輸送ガスとしては、特に限定されないが、例えば、酸素、窒素、希ガス、空気(大気)等を用いることが好ましい。   In addition, although it does not specifically limit as transport gas, For example, it is preferable to use oxygen, nitrogen, a noble gas, air (atmosphere), etc.

本実施形態の成膜装置10においては、上述した粉体供給器1が備えられた構成なので、装置内において微粒子61の詰まりや再凝集等が生じるのが抑制され、基板41上に、特性に優れた薄膜を生産性良く成膜することが可能となる。   Since the film forming apparatus 10 of the present embodiment has the above-described powder supply device 1, clogging, reaggregation, and the like of the fine particles 61 are suppressed in the apparatus, and the characteristics are improved on the substrate 41. An excellent thin film can be formed with high productivity.

なお、本実施形態の成膜装置においては、詳細な図示を省略するが、例えば、粉体供給器1を複数備え、これら複数の粉体供給器1において、それぞれ異なる粒度分布を有する、即ち、平均粒子径が異なるエアロゾル62(微粒子61)を生成させ、それぞれ成膜室11に導入される構成としても良い。このように、粒度分布の異なるエアロゾル62を複数種で成膜室11に導入する構成を採用することで、例えば、それぞれのエアロゾル62の分率の調整により、基板41上に成膜された薄膜中の粒度分布を任意に調整することが可能となる。また、粒度分布を任意に調製するだけでなく、例えば、基板41に対して異なる種類の粉体(微粒子)を吹き付けることもでき、得られる薄膜のバリエーションを変化させることも可能となる。   Although detailed illustration is omitted in the film forming apparatus of the present embodiment, for example, a plurality of powder feeders 1 are provided, and each of the plurality of powder feeders 1 has a different particle size distribution. An aerosol 62 (fine particles 61) having different average particle diameters may be generated and introduced into the film forming chamber 11, respectively. Thus, by adopting a configuration in which a plurality of types of aerosols 62 having different particle size distributions are introduced into the film forming chamber 11, for example, a thin film formed on the substrate 41 by adjusting the fraction of each aerosol 62. It is possible to arbitrarily adjust the particle size distribution inside. In addition to arbitrarily preparing the particle size distribution, for example, different types of powders (fine particles) can be sprayed onto the substrate 41, and variations of the obtained thin film can be changed.

次に、本実施形態の粉体供給器1を適用した成膜装置10を使用した場合の成膜方法の詳細について説明する。以下においては、成膜装置10を用いて、AD法によって薄膜を成膜する一例として、色素増感太陽電池(以下、単に太陽電池と称する)の光電極を形成する方法を挙げて説明する。   Next, the details of the film forming method when using the film forming apparatus 10 to which the powder feeder 1 of the present embodiment is applied will be described. Hereinafter, a method of forming a photoelectrode of a dye-sensitized solar cell (hereinafter simply referred to as a solar cell) will be described as an example of forming a thin film by the AD method using the film forming apparatus 10.

この成膜方法においては、無機物質である原料物6の微粒子61をエアロゾル化し、得られたエアロゾル62を基板41に吹き付けて、基板41と微粒子61とを接合させるとともに、微粒子61同士を接合させることによって、基板41上に無機物質の薄膜を成膜する。   In this film forming method, the fine particles 61 of the raw material 6 which is an inorganic substance are aerosolized, and the obtained aerosol 62 is sprayed on the substrate 41 to bond the substrate 41 and the fine particles 61 and to bond the fine particles 61 together. As a result, a thin film of an inorganic substance is formed on the substrate 41.

まず、成膜室11内のステージ12の配置面12aに、基板41を配置する。
基板41としては、特に制限されず、例えば、太陽電池に用いられる光電極等の各種電子部品に使用される透明基板が挙げられる。透明基板としては、例えば、ガラスやプラスチックからなる基板、又は、フィルムが挙げられる。また、基板41の材料であるガラスとしては、ソーダライムガラス、硼珪酸ガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、バイコールガラス、無アルカリガラス、青板ガラス及び白板ガラス等の一般的なガラスが挙げられる。
First, the substrate 41 is placed on the placement surface 12 a of the stage 12 in the film forming chamber 11.
The substrate 41 is not particularly limited, and examples thereof include a transparent substrate used for various electronic components such as a photoelectrode used for a solar cell. Examples of the transparent substrate include a substrate made of glass or plastic, or a film. Examples of the glass that is a material of the substrate 41 include general glasses such as soda lime glass, borosilicate glass, quartz glass, borosilicate glass, Vycor glass, alkali-free glass, blue plate glass, and white plate glass.

基板41の材料であるプラスチックとしては、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂及びポリアミド樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂、特に、ポリエチレンナフタレート(PEN)は、透明耐熱フィルムとして大量に生産及び使用されている点から、入手性等の観点で好ましい。さらに、薄く、軽く、かつフレキシブルな色素増感太陽電池を製造する観点からは、基板41としてはポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを使用することがより好ましい。   Examples of the plastic that is the material of the substrate 41 include polyacrylic resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyimide resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, and polyamide resin. Among these, a polyester resin, particularly polyethylene naphthalate (PEN) is preferable from the viewpoint of availability and the like because it is produced and used in large quantities as a transparent heat-resistant film. Furthermore, it is more preferable to use a polyethylene terephthalate (PET) film as the substrate 41 from the viewpoint of manufacturing a thin, light and flexible dye-sensitized solar cell.

次いで、真空ポンプ13を作動させて、成膜室11内を真空にする。
次いで、輸送管15を介して、ガスボンベ16から成膜室11内に窒素を供給し、成膜室11内を窒素雰囲気とする。
Next, the vacuum pump 13 is operated to evacuate the film forming chamber 11.
Next, nitrogen is supplied from the gas cylinder 16 into the film forming chamber 11 through the transport pipe 15 to make the inside of the film forming chamber 11 a nitrogen atmosphere.

次いで、スズドープ酸化インジウム(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化インジウム/酸化亜鉛(IZO)、酸化ガリウム/酸化亜鉛(GZO)などの原料粒子を用い、基板41の一方の面41aに導電材からなる透明導電層を形成する。あるいは、予め上記導電材からなる透明導電層が形成された基板41を使用しても良い。   Subsequently, tin-doped indium oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), zinc oxide (ZnO), tin oxide, antimony-doped tin oxide (ATO), indium oxide / zinc oxide (IZO), gallium oxide / zinc oxide (GZO) The transparent conductive layer made of a conductive material is formed on one surface 41a of the substrate 41 using raw material particles such as Or you may use the board | substrate 41 in which the transparent conductive layer which consists of said electrically conductive material previously was formed.

次いで、基板41の一方の面41aに形成された透明導電層上に、酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等の金属酸化物からなる光電変換層を形成する。光電変換層を形成するためには、まず、粉体供給器1の収容部2に、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物からなる原料物6を装填する。
次に、解砕部3によって原料物6を解砕することで微粒子61を調製するとともに、解砕部3の回転力及び下部導入口51から収容部2に導入される粉体輸送ガスの気流で、微粒子61をエアロゾル生成部4まで浮上させる。この際、微粒子61は、下部導入口51及び上部導入口52からエアロゾル生成部4に導入される粉体輸送ガス中に分散させてエアロゾル化される。その後、生成されたエアロゾル62を、送出口53から輸送管15に送出し、分級器18を介して成膜室11内に設置された噴射部19へ搬送する。
そして、噴射部19の吐出口19aから、基板41の一方の面41aに形成された透明導電層の表面(透明導電層の基板41と接している面とは反対側の面)に、エアロゾル62(微粒子61)を吹き付ける。
Next, a photoelectric conversion layer made of a metal oxide such as titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ) is formed on the transparent conductive layer formed on one surface 41 a of the substrate 41. To do. In order to form the photoelectric conversion layer, first, a raw material 6 made of a metal oxide such as titanium oxide, zinc oxide, tin oxide or the like is loaded into the container 2 of the powder feeder 1.
Next, fine particles 61 are prepared by crushing the raw material 6 by the crushing unit 3, and the rotational force of the crushing unit 3 and the air flow of the powder transport gas introduced into the storage unit 2 from the lower inlet 51. Then, the fine particles 61 are floated up to the aerosol generating unit 4. At this time, the fine particles 61 are dispersed and aerosolized in the powder transport gas introduced into the aerosol generating unit 4 from the lower introduction port 51 and the upper introduction port 52. Thereafter, the generated aerosol 62 is sent out from the delivery port 53 to the transport pipe 15, and conveyed to the injection unit 19 installed in the film forming chamber 11 through the classifier 18.
The aerosol 62 is applied from the discharge port 19a of the ejection unit 19 to the surface of the transparent conductive layer formed on the one surface 41a of the substrate 41 (the surface opposite to the surface in contact with the substrate 41 of the transparent conductive layer). Spray (fine particles 61).

ここで、基板41上に形成された透明導電層の表面に衝突した微粒子は、少なくともその一部が透明導電層の表面に食い込んで、容易には剥離しない状態となる。また、この衝突により、透明導電層の表面と微粒子表面に新生面が形成されて、主に、この新生面において透明導電層と微粒子61とが接合する。続いて、さらに吹き付けを継続することにより、透明導電層の表面に食い込んだ微粒子に対して、別の微粒子が衝突する。このような微粒子同士の衝突によって、互いの微粒子表面に新生面が形成されて、主にこの新生面において微粒子同士が接合する。この微粒子同士の衝突においては、微粒子が溶融するような温度上昇は発生し難いため、微粒子同士が接合した界面には、ガラス質からなる粒界層は実質的に存在しない。さらに、微粒子の吹き付けを継続することによって、次第に、基板41上に形成された透明導電層の表面に多数の微粒子61が接合してなる薄膜が形成される。形成された薄膜は、色素増感太陽電池の透明導電層として充分な強度を有するので、焼成による焼き締めを必要としない。   Here, at least a part of the fine particles that collide with the surface of the transparent conductive layer formed on the substrate 41 bite into the surface of the transparent conductive layer and are not easily peeled off. In addition, due to this collision, a new surface is formed on the surface of the transparent conductive layer and the surface of the fine particles, and the transparent conductive layer and the fine particles 61 are mainly joined on the new surface. Subsequently, by further spraying, another fine particle collides with the fine particle that has digged into the surface of the transparent conductive layer. By such collision of the fine particles, a new surface is formed on the surface of the fine particles, and the fine particles are joined mainly on the new surface. In the collision between the fine particles, a temperature rise that causes the fine particles to melt hardly occurs, and therefore, a grain boundary layer made of vitreous does not substantially exist at the interface where the fine particles are joined. Furthermore, by continuing to spray fine particles, a thin film is formed in which a large number of fine particles 61 are gradually bonded to the surface of the transparent conductive layer formed on the substrate 41. Since the formed thin film has sufficient strength as the transparent conductive layer of the dye-sensitized solar cell, baking by baking is not necessary.

上記例示の成膜方法によれば、基板41の一方の面41aに形成された透明導電層の表面に、TiO粒子を高速で吹き付けて、透明導電層とTiO粒子とを接合させるとともに、TiO粒子同士を接合させることによって、透明導電層上にTiO粒子からなる薄膜を形成することができる。
また、上記の手順で得られる薄膜は、いわゆる圧粉体とは異なり、圧粉体よりも強度が強く、圧粉体よりも基板から剥離し難いものとなる。
According to the film formation method exemplified above, TiO 2 particles are sprayed at a high speed on the surface of the transparent conductive layer formed on the one surface 41a of the substrate 41 to join the transparent conductive layer and the TiO 2 particles, By bonding TiO 2 particles together, a thin film made of TiO 2 particles can be formed on the transparent conductive layer.
Further, unlike the so-called green compact, the thin film obtained by the above procedure has a stronger strength than the green compact, and is more difficult to peel from the substrate than the green compact.

上述した本実施形態の成膜方法は、上記の粉体供給器1あるいは成膜装置10を用いて基板41上に薄膜を形成する方法なので、特性に優れた薄膜を生産性良く成膜することが可能となる。   Since the film forming method of the present embodiment described above is a method of forming a thin film on the substrate 41 using the powder feeder 1 or the film forming apparatus 10 described above, a thin film having excellent characteristics can be formed with high productivity. Is possible.

[作用効果]
以上説明したように、本発明に係る粉体供給器1、及び、この粉体供給器1を備えた成膜装置10、並びに、それらを用いた成膜方法によれば、上記した構成によって以下の効果を奏する。
即ち、本発明に係る粉体供給器1によれば、収容部2、解砕部3及びエアロゾル生成部4が同一の生成容器5内に備えられている構成なので、原料解砕とエアロゾル化が、同一工程でほぼ同時に連続して進行するため、プロセス及び装置構造が簡便になる。さらに、原料物6を解砕した直後に微粒子61をエアロゾル化できる構成なので、微粒子61の搬送機構を省略でき、搬送経路において微粒子61の詰まりが生じるのを抑制できるとともに、エアロゾル化前の微粒子61の滞留時間を短縮し、微粒子61が再凝集するのを抑制できる。
従って、プロセスや装置を煩雑にすることがなく、微粒子61による詰まりが生じるのを防止できるとともに、微粒子61の再凝集を抑制してエアロゾルを安定且つ効率良く生成させることが可能になるという効果を奏する。
[Function and effect]
As described above, according to the powder feeder 1 according to the present invention, the film forming apparatus 10 provided with the powder feeder 1, and the film forming method using them, the following configuration is used. The effect of.
That is, according to the powder feeder 1 according to the present invention, since the container 2, the crushing unit 3, and the aerosol generating unit 4 are provided in the same generating container 5, the raw material crushing and aerosolization can be performed. Since the process proceeds continuously at the same time in the same process, the process and the apparatus structure are simplified. Furthermore, since the fine particles 61 can be aerosolized immediately after the raw material 6 is crushed, the conveyance mechanism of the fine particles 61 can be omitted, the clogging of the fine particles 61 in the conveyance path can be suppressed, and the fine particles 61 before aerosolization can be prevented. The residence time can be shortened, and the fine particles 61 can be prevented from reaggregating.
Therefore, it is possible to prevent clogging with the fine particles 61 without complicating the process and the apparatus, and to suppress the reaggregation of the fine particles 61 and to generate the aerosol stably and efficiently. Play.

また、本発明に係る成膜装置10によれば、上記の粉体供給器1を備えた構成なので、装置内において微粒子61の詰まりや再凝集等が生じるのが抑制され、基板41上に、特性に優れた薄膜を生産性良く成膜することが可能になるという効果を奏する。   Further, according to the film forming apparatus 10 according to the present invention, since the powder feeder 1 is provided, it is possible to suppress clogging or re-aggregation of the fine particles 61 in the apparatus, and There is an effect that a thin film having excellent characteristics can be formed with high productivity.

また、本発明に係る成膜方法よれば、上記の粉体供給器1あるいは成膜装置10を用いて基板上に薄膜を形成する方法なので、特性に優れた薄膜を生産性良く成膜することが可能になるという効果を奏する。   In addition, according to the film forming method of the present invention, since the thin film is formed on the substrate using the powder feeder 1 or the film forming apparatus 10 described above, a thin film having excellent characteristics can be formed with high productivity. There is an effect that becomes possible.

次に、本発明を以下の実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。   Next, the present invention will be described in detail by the following examples, but the present invention is not limited only to these examples.

[実施例]
本実施例では、まず、図1に示すような、原料物6を収容する収容部2と、原料物6を解砕して微粒子61を調製する回転体からなる解砕部3と、微粒子61をエアロゾル化することでエアロゾル62を生成させるエアロゾル生成部4とが同一の生成容器5内に備えられた構成の粉体供給器1を準備した。ここで、解砕部3としては、図2に示すような、ミルとして用いられる形状であるとともに、旋回流を発生させることが可能な形状であり、平面視長方形状で長さが100mm、最大幅が10mmの回転体を用いた。
[Example]
In the present embodiment, first, as shown in FIG. 1, the accommodating portion 2 that accommodates the raw material 6, the crushing portion 3 that includes a rotating body that crushes the raw material 6 to prepare the fine particles 61, and the fine particles 61. The powder supply device 1 having a configuration in which the aerosol generation unit 4 that generates the aerosol 62 by being aerosolized is provided in the same generation container 5 was prepared. Here, the crushing part 3 has a shape used as a mill as shown in FIG. 2 and a shape capable of generating a swirling flow. A rotating body having a large size of 10 mm was used.

次に、原料物6として、収容部2、即ち、生成容器5の底部に、酸化チタン(TiO)の粉体を0.02kg装填した。
次に、粉体輸送ガスとして窒素を用い、生成容器5に設けられた下部導入口51から0.5(L/min)、上部導入口52から5(L/min)で窒素を導入しながら、解砕部3を20000rpmで回転させた。これにより、原料物6を連続的に解砕して微粒子61を調製しながら、連続的に、エアロゾル生成部4において、微粒子61を粉体輸送ガス中に分散させてエアロゾル化した。
Next, as the raw material 6, 0.02 kg of titanium oxide (TiO 2 ) powder was loaded into the container 2, that is, the bottom of the production container 5.
Next, using nitrogen as the powder transport gas, while introducing nitrogen at 0.5 (L / min) from the lower inlet 51 provided in the production vessel 5 and 5 (L / min) from the upper inlet 52 The crushing unit 3 was rotated at 20000 rpm. Thus, while the raw material 6 was continuously crushed to prepare the fine particles 61, the fine particles 61 were continuously dispersed in the powder transport gas in the aerosol generation unit 4 to be aerosolized.

[比較例]
比較例では、まず、図4(a)に示すように、ミル棒101を用いて、図示略の乳鉢内で酸化チタンの粉体からなる原料物6を解砕し、微粒子61を調製した。
次に、図4(b)に示すような、生成容器102の内部にガス導入管103及び送出管104が導入されてなる従来の構成の粉体供給器を用い、乳鉢で解砕して得られた微粒子61を生成容器102の底部に装填した。
そして、生成容器102の内部に、ガス導入管103から、粉体輸送ガスとして窒素を5(L/min)で導入し、エアロゾル化してエアロゾル62を生成した。
[Comparative example]
In the comparative example, first, as shown in FIG. 4A, the raw material 6 made of titanium oxide powder was crushed in a mortar (not shown) using a mill bar 101 to prepare fine particles 61.
Next, as shown in FIG. 4 (b), using a powder feeder having a conventional configuration in which the gas introduction pipe 103 and the delivery pipe 104 are introduced into the production container 102, the powder is obtained by crushing in a mortar. The obtained fine particles 61 were loaded on the bottom of the production container 102.
Then, nitrogen was introduced at 5 (L / min) as a powder transport gas from the gas introduction pipe 103 into the generation container 102 and aerosolized to generate an aerosol 62.

[評価項目及び評価方法]
(エアロゾルの粒度分布の評価)
上記手順の実施例及び比較例で各々得られたエアロゾルについて、その粒度分布を測定した。この際、粒度分布は、エアロゾル化後の粉体(微粒子)を採集し、エタノール中に分散させた状態で、レーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した。
[Evaluation items and methods]
(Evaluation of aerosol particle size distribution)
The particle size distribution was measured for the aerosols obtained in Examples and Comparative Examples of the above procedure. At this time, the particle size distribution was measured with a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus in a state where powders (fine particles) after aerosolization were collected and dispersed in ethanol.

(吐出・吹き付けによる成膜性の評価)
上記手順の実施例及び比較例で各々得られたエアロゾルを、図2に示すような成膜装置10の成膜室11に備えられた噴射部19に導入し、以下に示す条件のエアロゾルデポジション法(AD法)により、基板41に対して吐出・吹き付けを行うことで、実際に薄膜を成膜し、その成膜性を評価した。
この際、噴射部19から基板41までの距離を10mmとし、基板41の一方の面41aにエアロゾル62を吹き付け、薄膜を成膜した。
(Evaluation of film formability by ejection and spraying)
The aerosols obtained in each of the examples and comparative examples of the above procedure are introduced into the spray unit 19 provided in the film forming chamber 11 of the film forming apparatus 10 as shown in FIG. 2, and aerosol deposition under the following conditions is performed. A thin film was actually formed by discharging and spraying the substrate 41 by the method (AD method), and the film forming property was evaluated.
At this time, the distance from the injection unit 19 to the substrate 41 was set to 10 mm, and the aerosol 62 was sprayed onto one surface 41a of the substrate 41 to form a thin film.

より具体的には、成膜室11内の気圧:100Pa、粉体輸送ガス(窒素)の供給量:5L/min、基板41の掃引速度:30cm/minの各条件で、基板41に対するエアロゾル62の吹き付けを行い、成膜処理を1回実施し、成膜性の評価を行った。この際、成膜性の評価は、成膜された薄膜の膜厚測定、及び、光学顕微鏡による外観観察により行った。   More specifically, the aerosol 62 with respect to the substrate 41 under the conditions of the atmospheric pressure in the film forming chamber 11: 100 Pa, the supply amount of the powder transport gas (nitrogen): 5 L / min, and the sweep speed of the substrate 41: 30 cm / min. The film forming process was performed once, and the film forming property was evaluated. At this time, the film formability was evaluated by measuring the film thickness of the formed thin film and observing the appearance with an optical microscope.

[評価結果]
上記のような評価試験の結果、実施例と比較例とでは、下記表1に示すように、生成されたエアロゾルの粒度分布がほぼ同様であるとともに、何れも良好な成膜性を示すことが確認された。
[Evaluation results]
As a result of the evaluation tests as described above, in the examples and comparative examples, as shown in Table 1 below, the particle size distribution of the generated aerosol is almost the same, and both show good film formability. confirmed.

Figure 0006204846
Figure 0006204846

さらに、本発明に係る実施例においては、原料物6を解砕して、直ちに微粒子61をエアロゾル化することで、収容部内及び配管内における粉体の詰まりがなく、生産性にも優れていることが確認できた。   Furthermore, in the embodiment according to the present invention, the raw material 6 is crushed and the fine particles 61 are immediately aerosolized, so that there is no clogging of the powder in the accommodating portion and the piping, and the productivity is excellent. I was able to confirm.

以上で説明した各実施形態及び実施例における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態及び実施例によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。   The configurations and combinations thereof in the embodiments and examples described above are examples, and additions, omissions, substitutions, and other modifications of the configurations can be made without departing from the spirit of the present invention. Moreover, this invention is not limited by each embodiment and an Example, It is limited only by a claim.

本発明に係る粉体供給器、及び、この粉体供給器を備えた成膜装置、並びに、それらを用いた成膜方法は、例えば、エアロゾルデポジション法を用いて基板上に膜状の素子構造体を形成する各種電子部品の製造工程において、幅広く適用可能である。   A powder supply device according to the present invention, a film forming apparatus including the powder supply device, and a film forming method using the same include, for example, an element formed on a substrate using an aerosol deposition method. The present invention can be widely applied in the manufacturing process of various electronic parts forming the structure.

1…粉体供給器、2…収容部、3…解砕部(回転体)、3a…取付孔、31,32…羽根、3A…回転軸、4…エアロゾル生成部、5…生成容器、51…下部導入口、52…上部導入口、53…送出口、6…原料物、61…微粒子、62…エアロゾル、10…成膜装置、11…成膜室、12…ステージ、12a…配置面、13…真空ポンプ、15…輸送管、16…ガスボンベ、17…マスフロー制御器、18…分級部、19…噴射部、19a…吐出口、41…基板、41a…一方の面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Powder feeder, 2 ... Accommodating part, 3 ... Crushing part (rotating body), 3a ... Mounting hole, 31, 32 ... Blade | wing, 3A ... Rotating shaft, 4 ... Aerosol production | generation part, 5 ... Production container, 51 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Lower inlet, 52 ... Upper inlet, 53 ... Outlet, 6 ... Raw material, 61 ... Fine particle, 62 ... Aerosol, 10 ... Film forming apparatus, 11 ... Film forming chamber, 12 ... Stage, 12a ... Arrangement surface, DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Vacuum pump, 15 ... Transport pipe, 16 ... Gas cylinder, 17 ... Mass flow controller, 18 ... Classification part, 19 ... Injection part, 19a ... Discharge port, 41 ... Substrate, 41a ... One side.

Claims (6)

原料物を収容する収容部と、
前記原料物を解砕して微粒子を調製する解砕部と、
前記微粒子をエアロゾル化するエアロゾル生成部と、を有してなり、
前記収容部、前記解砕部及び前記エアロゾル生成部が、同一の生成容器内において、該生成容器内の下部側から上部側に向かってこの順で備えられており、
前記解砕部は、平面視長方形状で板状の羽根を有する回転体からなるとともに、前記羽根が、当該解砕部の長手方向の両側において、それぞれ逆面側に折り曲げられた形状とされ、前記生成容器内の前記エアロゾル生成部に向けて上昇する旋回流を発生させる構造とされており、
前記原料物が、前記収容部から前記解砕部に向けて連続的に供給されるとともに、前記微粒子が、前記旋回流により、前記解砕部から前記エアロゾル生成部に向けて連続的に供給され、該エアロゾル生成部で連続的に生成された前記エアロゾルを外部に向けて順次送出することを特徴とする粉体供給器。
A storage section for storing raw materials,
A crushing section for crushing the raw material to prepare fine particles;
An aerosol generating unit that aerosolizes the fine particles,
The storage unit, the crushing unit and the aerosol generation unit are provided in this order from the lower side to the upper side in the generation container in the same generation container,
The crushing part is made of a rotating body having a plate-like blade having a rectangular shape in plan view, and the blades are each bent in the opposite direction on both sides in the longitudinal direction of the crushing part, It is configured to generate a swirling flow that rises toward the aerosol generation unit in the generation container,
The raw material is continuously supplied from the container to the crushing unit, and the fine particles are continuously supplied from the crushing unit to the aerosol generating unit by the swirl flow. A powder feeder, wherein the aerosol continuously generated by the aerosol generator is sequentially sent out.
前記解砕部は、前記長手方向の両側にそれぞれ配置された2枚羽根を有する回転体からなることを特徴とする請求項1に記載の粉体供給器。2. The powder feeder according to claim 1, wherein the crushing unit includes a rotating body having two blades arranged on both sides in the longitudinal direction. 前記解砕部は、前記回転体の回転数が1000〜30000rpmの範囲であることを特徴とする請求項又は請求項に記載の粉体供給器。 The powder crusher according to claim 1 or 2 , wherein the crushing unit has a rotating speed of the rotating body in a range of 1000 to 30000 rpm. 請求項1〜請求項の何れか一項に記載の粉体供給器を少なくとも一以上備え、
成膜対象となる基板を収容する成膜室と、
前記粉体供給器から前記成膜室に導入されたエアロゾルを前記基板に向けて噴射させる噴射部と、を備えることを特徴とする成膜装置。
Comprising at least one powder feeder according to any one of claims 1 to 3 ,
A film formation chamber for accommodating a substrate to be formed; and
A film forming apparatus, comprising: an injection unit configured to inject the aerosol introduced into the film formation chamber from the powder feeder toward the substrate.
前記粉体供給器を複数備え、該複数の粉体供給器において、それぞれ異なる粒度分布を有するエアロゾルが生成され、前記成膜室に導入されることを特徴とする請求項に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 4 , comprising a plurality of the powder supply devices, wherein aerosols having different particle size distributions are generated in the plurality of powder supply devices and introduced into the film forming chamber. apparatus. 請求項1〜請求項の何れか一項に記載の粉体供給器、あるいは、請求項又は請求項に記載の成膜装置を用いて、基板上に薄膜を成膜することを特徴とする成膜方法。 Powder supplying device according to any one of claims 1 to 3, or by using a film forming apparatus according to claim 4 or claim 5, characterized in that depositing a thin film on a substrate A film forming method.
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