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JP7488071B2 - Powder film forming apparatus and powder film forming method - Google Patents
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Description

本発明は、粉体に成膜処理を施す粉体成膜装置および粉体成膜方法に関する。 The present invention relates to a powder coating apparatus and a powder coating method for performing a coating process on powder.

従来、粉体に成膜処理を施す技術として、原子層堆積(Atomic Layer Deposition)処理技術が知られている。当該技術では、粉体を2種類の原料ガスに交互に曝露することによって、各原料ガスの相互反応によって粉体上に膜が形成される。 Conventionally, atomic layer deposition processing technology is known as a technique for forming a film on powder. In this technology, powder is alternately exposed to two types of source gases, and a film is formed on the powder through the mutual reaction of the source gases.

特許文献1には、ベルトコンベア上に積層された粉体が、前記ベルトコンベアによって複数のガス収容部を通過するように搬送され、粉体上に順に膜が形成される技術が開示されている。また、特許文献2には、反応容器内に第1原料ガスを充填した状態で、当該反応容器内で粉体を落下させることで粉体上に第1原料ガスのイオンを付着させ、反応容器から前記第1原料ガスを完全に排出したのち、第2原料ガスを充填した状態で、前記粉体を再び落下させることで、粉体上に膜を形成する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique in which powder piled up on a belt conveyor is transported by the belt conveyor so as to pass through a number of gas storage units, and a film is formed on the powder in sequence. Patent Document 2 discloses a technique in which, in a state in which a reaction vessel is filled with a first source gas, powder is dropped into the reaction vessel to cause ions of the first source gas to adhere to the powder, and after the first source gas is completely discharged from the reaction vessel, the reaction vessel is filled with a second source gas, and the powder is dropped again to form a film on the powder.

米国特許出願公開第2018/0363136号明細書US Patent Application Publication No. 2018/0363136 米国特許出願公開第2012/0015106号明細書US Patent Application Publication No. 2012/0015106

特許文献1に開示された技術では、ベルトコンベアによって粉体を搬送するため、隣接するガス収容部同士を仕切るための隔壁とベルトコンベア上の粉体との間には所定の隙間が形成されている。このため、当該隙間において互いに異なる原料ガス同士が混触し反応すると、粉体上に本来の設定値よりも厚い膜が不規則に形成されるという問題や、上記反応によって生成された反応物が粉体内に混入するという問題があった。また、特許文献2に開示された技術では、反応容器に原料ガスを充填したのち当該原料ガスを完全に排出する工程を1原子層を成膜する毎に繰り返す必要があるため、粉体に対する成膜処理時間が長くなるという問題があった。 In the technology disclosed in Patent Document 1, the powder is transported by a belt conveyor, so a certain gap is formed between the partition wall separating adjacent gas storage units and the powder on the belt conveyor. Therefore, when different source gases come into contact with each other in the gap and react, there is a problem that a film thicker than the original set value is irregularly formed on the powder, and the reactants generated by the reaction are mixed into the powder. In addition, in the technology disclosed in Patent Document 2, the process of filling the reaction vessel with the source gas and then completely discharging the source gas must be repeated every time one atomic layer is formed, so there is a problem that the film formation process time for the powder is long.

本発明は、上記のような問題を踏まえてなされたものであり、粉体を構成する粒子の表面以外での原料ガス同士の混触を抑制しつつ、粉体に連続的に成膜処理を施すことが可能な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。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a powder film forming apparatus and a powder film forming method that can perform a continuous film forming process on powder while suppressing the mixing of raw material gases other than on the surfaces of the particles that make up the powder.

本発明の一の局面に係る粉体成膜装置は、粉体に成膜処理を施す粉体成膜装置であって、装置本体と、第1原料ガスを供給することが可能な第1ガス供給部と、前記第1原料ガスとは異なる第2原料ガスを供給することが可能な第2ガス供給部と、前記装置本体に設けられ、前記第1原料ガスのガス分子と前記第2原料ガスのガス分子との反応によって粉体の粒子の表面に膜を形成することが可能な少なくとも一つの成膜処理部であって、複数の頂部と複数の底部とを有し上下に蛇行しながら上下方向と交差する移動方向に粉体が流れることを許容する粉体流路が形成されている少なくとも一つの成膜処理部と、前記少なくとも一つの成膜処理部において前記粉体流路に沿って粉体を連続的に移動させることが可能な粉体移動機構と、を備える。前記少なくとも一つの成膜処理部は、前記粉体流路の前記底部をそれぞれ構成し、粉体を貯留する複数の粉体貯留部と、前記粉体流路の前記頂部をそれぞれ構成し、前記複数の粉体貯留部のうち隣接する粉体貯留部同士を互いに接続するとともに内部にガスを収容する複数のガス収容部であって、前記第1ガス供給部から前記第1原料ガスを受け入れ当該第1原料ガスを収容する第1ガス収容部と前記第2ガス供給部から前記第2原料ガスを受け入れ当該第2原料ガスを収容する第2ガス収容部とを少なくとも含む複数のガス収容部と、を有し、前記粉体移動機構は、粉体が前記粉体貯留部から前記ガス収容部に流入することで前記ガス収容部内のガスに曝露され、粉体が前記ガス収容部から次の粉体貯留部に流入するように、前記粉体流路において粉体を移動させ、前記複数の粉体貯留部は、隣接するガス収容部同士の間で前記粉体流路に沿ってガスが流れることを前記貯留する粉体によって抑止することが可能なように粉体を貯留する形状を有している。 A powder film forming apparatus according to one aspect of the present invention is a powder film forming apparatus that performs a film forming process on powder, and includes an apparatus main body, a first gas supply unit capable of supplying a first raw material gas, a second gas supply unit capable of supplying a second raw material gas different from the first raw material gas, at least one film forming processing unit provided in the apparatus main body and capable of forming a film on the surface of powder particles by a reaction between gas molecules of the first raw material gas and gas molecules of the second raw material gas, at least one film forming processing unit having a powder flow path having multiple tops and multiple bottoms and allowing powder to flow in a moving direction that intersects the vertical direction while meandering up and down, and a powder moving mechanism capable of continuously moving powder along the powder flow path in the at least one film forming processing unit. The at least one film forming processing unit has a plurality of powder storage units each constituting the bottom of the powder flow path and storing powder, and a plurality of gas storage units each constituting the top of the powder flow path, connecting adjacent powder storage units among the plurality of powder storage units to each other and storing gas therein, the plurality of gas storage units including at least a first gas storage unit that receives the first raw material gas from the first gas supply unit and stores the first raw material gas, and a second gas storage unit that receives the second raw material gas from the second gas supply unit and stores the second raw material gas, the powder moving mechanism moves the powder in the powder flow path so that the powder flows from the powder storage unit to the gas storage unit and is exposed to the gas in the gas storage unit, and the powder flows from the gas storage unit to the next powder storage unit, and the plurality of powder storage units have a shape that stores the powder so that the stored powder can prevent gas from flowing along the powder flow path between adjacent gas storage units.

本構成によれば、粉体が成膜処理部の粉体流路を連続的に移動すると、当該粉体が第1ガス収容部および第2ガス収容部において第1原料ガスおよび第2原料ガスに順に曝露され、各粒子の表面に吸着したそれぞれのガス分子の反応によって粉体上に連続的に膜を形成することができる。また、複数の粉体貯留部は、隣接するガス収容部同士の間で粉体流路に沿ってガスが流れることを前記貯留する粉体によって抑止することが可能とされている。このため、粉体を構成する粒子の表面以外での原料ガス同士の混触を抑止することができる。 According to this configuration, when the powder moves continuously through the powder flow path of the film forming processing unit, the powder is exposed to the first and second raw material gases in the first and second gas storage units in sequence, and a film can be continuously formed on the powder by the reaction of the respective gas molecules adsorbed on the surface of each particle. In addition, the multiple powder storage units are capable of preventing gas from flowing along the powder flow path between adjacent gas storage units by the stored powder. Therefore, it is possible to prevent the raw material gases from coming into contact with each other except on the surfaces of the particles that make up the powder.

上記の構成において、前記複数のガス収容部において、前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部は前記移動方向に沿って交互に配置されており、前記複数の粉体貯留部の各々は、前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部とそれぞれ連通していることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that, in the plurality of gas storage sections, the first gas storage section and the second gas storage section are arranged alternately along the movement direction, and each of the plurality of powder storage sections is in communication with the first gas storage section and the second gas storage section, respectively.

本構成によれば、成膜処理部の各粉体貯留部が、第1ガス収容部と第2ガス収容部とにそれぞれ連通することで、貯留する粉体によって第1ガス収容部と第2ガス収容部との間をシールすることができる。このため、第1ガス収容部と第2ガス収容部との間で各原料ガスが行き来することが抑止される。この結果、粉体を構成する粒子の表面とは異なる部分で原料ガス同士が混触することを抑制し、両ガスが反応することを抑止することができる。また、パージガス収容部などのように原料ガスとは異なるガスを収容する他のガス収容部を有する場合と比較して、粉体成膜装置の移動方向におけるサイズを小さくすることが可能となる。 According to this configuration, each powder storage section of the film forming processing section is connected to the first gas storage section and the second gas storage section, respectively, and the space between the first gas storage section and the second gas storage section can be sealed by the stored powder. Therefore, the source gases are prevented from moving back and forth between the first gas storage section and the second gas storage section. As a result, the source gases are prevented from coming into contact with each other in areas other than the surfaces of the particles that make up the powder, and the two gases are prevented from reacting with each other. In addition, it is possible to reduce the size of the powder film forming apparatus in the direction of movement compared to a case in which another gas storage section that stores a gas other than the source gas, such as a purge gas storage section, is included.

上記の構成において、前記第1原料ガスおよび前記第2原料ガスとは異なるガスであって粉体内から余剰となった第1原料ガスまたは第2原料ガスを除去するためのパージガスを供給することが可能なパージガス供給部を更に備え、前記複数のガス収容部において前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部は前記移動方向に沿って交互に配置されており、前記複数のガス収容部は前記粉体流路における粉体の流れにおいて前記第1ガス収容部と前記第2ガス収容部との間にそれぞれ配置され前記パージガス供給部から前記パージガスを受け入れ当該パージガスを収容する複数のパージガス収容部を更に有することが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the device further includes a purge gas supply unit capable of supplying a purge gas that is different from the first raw material gas and the second raw material gas and is used to remove the excess first raw material gas or the second raw material gas from within the powder, and that the first gas storage unit and the second gas storage unit are alternately arranged along the moving direction in the multiple gas storage units, and that the multiple gas storage units further include multiple purge gas storage units that are respectively arranged between the first gas storage unit and the second gas storage unit in the powder flow path and receive the purge gas from the purge gas supply unit and store the purge gas.

本構成によれば、複数のパージガス収容部が第1ガス収容部と第2ガス収容部との間に配置されパージガスを収容することで、第1原料ガスおよび第2原料ガスが粉体の表面以外において互いに混触することを抑止し、ガス収容部を通過した粉体から原料ガスの余剰分を取り除くことができる。したがって、前記余剰分の第1原料ガスのガス分子と第2原料ガスのガス分子とが互いに反応し、不要な反応生成物が生成されることを抑止することができる。 According to this configuration, by disposing multiple purge gas storage sections between the first gas storage section and the second gas storage section and storing the purge gas, it is possible to prevent the first and second raw material gases from coming into contact with each other except on the surface of the powder, and to remove excess raw material gas from the powder that has passed through the gas storage sections. Therefore, it is possible to prevent the excess gas molecules of the first and second raw material gases from reacting with each other and generating unnecessary reaction products.

上記の構成において、前記パージガス収容部の圧力が、前記第1ガス収容部の圧力および前記第2ガス収容部の圧力よりも低くなるように、前記パージガス収容部の圧力を調整する圧力調整機構と、前記パージガス収容部から前記パージガスを排気する排気機構と、を更に備えることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable to further include a pressure adjustment mechanism that adjusts the pressure of the purge gas storage unit so that the pressure of the purge gas storage unit is lower than the pressure of the first gas storage unit and the pressure of the second gas storage unit, and an exhaust mechanism that exhausts the purge gas from the purge gas storage unit.

本構成によれば、各パージガス収容部が各ガス収容部に対して負圧に設定されるため、粉体内に残留する第1原料ガスおよび第2原料ガスの余剰分が各パージガス収容部に引き寄せられやすい。このため、排気機構によってこれらの余剰ガスをパージガスとともに確実に排気することができる。 According to this configuration, each purge gas storage section is set to a negative pressure relative to each gas storage section, so that the excess first and second raw material gases remaining in the powder are easily attracted to each purge gas storage section. Therefore, the exhaust mechanism can reliably exhaust these excess gases together with the purge gas.

上記の構成において、前記パージガス収容部の圧力が、前記第1ガス収容部の圧力および前記第2ガス収容部の圧力よりも高くなるように、前記パージガス収容部の圧力を調整する圧力調整機構と、前記パージガス収容部から前記パージガスを排気する排気機構と、を更に備えるものでもよい。 The above configuration may further include a pressure adjustment mechanism that adjusts the pressure of the purge gas storage unit so that the pressure of the purge gas storage unit is higher than the pressure of the first gas storage unit and the pressure of the second gas storage unit, and an exhaust mechanism that exhausts the purge gas from the purge gas storage unit.

本構成によれば、パージガス収容部が各ガス収容部に対して正圧に設定されるため、粉体内に残留する第1原料ガスおよび第2原料ガスの余剰分が各パージガス収容部に流入し互いに混触することを防止することができる。 With this configuration, the purge gas storage section is set to a positive pressure relative to each gas storage section, so that the excess first and second source gases remaining in the powder can be prevented from flowing into each purge gas storage section and coming into contact with each other.

上記の構成において、前記複数のガス収容部において、前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部は前記移動方向に沿って交互に配置されており、前記複数のガス収容部は、前記粉体流路における粉体の流れにおいて前記第1ガス収容部と前記第2ガス収容部との間にそれぞれ配置される複数のダミーガス収容部を更に有し、前記ダミーガス収容部に接続される排気機構を更に備えるものでもよい。 In the above configuration, the first gas storage section and the second gas storage section are arranged alternately along the movement direction in the plurality of gas storage sections, and the plurality of gas storage sections may further include a plurality of dummy gas storage sections each arranged between the first gas storage section and the second gas storage section in the powder flow path, and may further include an exhaust mechanism connected to the dummy gas storage sections.

本構成によれば、第1原料ガスおよび第2原料ガスが粉体の粒子の表面以外において互いに混触することを抑止することができる。また、ダミーガス収容部に侵入、滞留した第1原料ガスおよび第2原料ガスの混触を排気機構によって防止することができる。 This configuration can prevent the first and second raw material gases from coming into contact with each other except on the surfaces of the powder particles. In addition, the exhaust mechanism can prevent the first and second raw material gases that have entered and accumulated in the dummy gas storage section from coming into contact with each other.

上記の構成において、前記装置本体は、底壁と、前記底壁の上方に配置される天壁と、前記装置本体の前記天壁に前記移動方向に互いに間隔をおいて配置されかつ前記天壁から下方にそれぞれ延び前記粉体流路を画定する少なくとも3つの第1仕切部であって、前記底壁に対して所定の間隔をおいて配置される第1仕切先端部をそれぞれ有する、少なくとも3つの第1仕切部と、前記少なくとも3つの第1仕切部のうち前記移動方向において互いに隣接する前記第1仕切部同士の間にそれぞれ配置されるように前記装置本体の前記底壁に前記移動方向に互いに間隔をおいて配置されかつ前記底壁から上方にそれぞれ延び前記粉体流路を画定する複数の第2仕切部であって、前記天壁に対して所定の間隔をおいて配置される第2仕切先端部をそれぞれ有する、複数の第2仕切部と、を有し、前記少なくとも3つの第1仕切部のうち前記移動方向において互いに隣接する複数対の前記第1仕切部が、少なくとも前記第2仕切先端部よりも上方の部分において、前記複数のガス収容部をそれぞれ画定し、前記複数の第2仕切部のうちの前記移動方向において互いに隣接する少なくとも一対の前記第2仕切部が、前記第1仕切先端部を両側から挟むように前記粉体貯留部を画定することが望ましい。 In the above configuration, the device body includes a bottom wall, a top wall disposed above the bottom wall, at least three first partitions disposed at intervals from each other on the top wall of the device body in the moving direction and extending downward from the top wall to define the powder flow path, each having a first partition tip portion disposed at a predetermined interval from the bottom wall, and at least three first partitions disposed at intervals from each other in the moving direction on the bottom wall of the device body so as to be disposed between the first partitions adjacent to each other in the moving direction among the at least three first partitions and extending downward from the bottom wall. and a plurality of second partitions each extending upward from the top wall and defining the powder flow path, each having a second partition tip disposed at a predetermined interval from the top wall, and it is desirable that among the at least three first partitions, a plurality of pairs of the first partitions adjacent to each other in the movement direction define the plurality of gas storage sections at least in a portion above the second partition tip, and that among the plurality of second partitions, at least a pair of the second partitions adjacent to each other in the movement direction define the powder storage section so as to sandwich the first partition tip from both sides.

本構成によれば、装置本体内に配設された第1仕切部および第2仕切部が、複数のガス収容部および粉体貯留部をそれぞれ画定することができる。この場合、各仕切部を挟んでガス収容部または粉体貯留部が互いに近接して配置されるため、ガス収容部および粉体貯留部が互いに離間して配置される場合と比較して、粉体成膜装置のサイズを小さくすることができる。 According to this configuration, the first partition and the second partition arranged in the device body can define multiple gas storage sections and powder storage sections, respectively. In this case, the gas storage sections or powder storage sections are arranged close to each other on either side of each partition, so the size of the powder deposition device can be reduced compared to when the gas storage sections and powder storage sections are arranged at a distance from each other.

上記の構成において、前記装置本体のうち前記移動方向の上流側部分よりも前記移動方向の下流側部分の方が下方に位置するように前記装置本体が傾斜して配置されていることが望ましい。 In the above configuration, it is desirable that the device body be tilted so that the downstream portion of the device body in the direction of movement is positioned lower than the upstream portion of the device body in the direction of movement.

本構成によれば、移動方向に沿って粉体流路を先下がりに配設することができるため、重力の作用を受けて、粉体の移動を促進することができる。 With this configuration, the powder flow path can be arranged downward along the direction of movement, so that the movement of the powder can be promoted by the action of gravity.

上記の構成において、前記少なくとも一つの成膜処理部の前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部を通過した粉体が、前記複数の成膜処理部のうちの他の成膜処理部の前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部を通過するように、前記複数の成膜処理部が互いに接続されていることが望ましい。 In the above configuration, it is desirable that the multiple film-forming processing units are connected to each other so that the powder that has passed through the first gas storage unit and the second gas storage unit of the at least one film-forming processing unit passes through the first gas storage unit and the second gas storage unit of another film-forming processing unit among the multiple film-forming processing units.

本構成によれば、複数の成膜処理部において粉体に対する成膜処理を連続的に行うことができるため、成膜処理を効率的に行うことができる。また、各成膜処理部間における第1原料ガスおよび第2原料ガスの流れを粉体によって抑止し、粉体を構成する粒子の表面以外における両ガスの反応を抑止することができる。 According to this configuration, the film formation process can be performed continuously on the powder in multiple film formation processing units, so that the film formation process can be performed efficiently. In addition, the flow of the first and second source gases between each film formation processing unit can be suppressed by the powder, and the reaction of the two gases can be suppressed except on the surfaces of the particles that make up the powder.

上記の構成において、前記複数の成膜処理部は、前記粉体流路が上下方向に延びる中心軸周りに螺旋状に配設されるように互いに接続されていることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the multiple film forming processing units are connected to each other so that the powder flow path is arranged in a spiral shape around a central axis extending in the vertical direction.

本構成によれば、複数の成膜処理部において粉体に対する成膜処理を連続的に行うことができるとともに、複数の成膜処理部が水平方向に沿って互いに接続される場合と比較して、成膜処理装置の設置面積を小さくすることができる。 With this configuration, the film formation process on the powder can be performed continuously in multiple film formation processing units, and the installation area of the film formation processing device can be reduced compared to when multiple film formation processing units are connected to each other along the horizontal direction.

上記の構成において、粉体が前記少なくとも一つの成膜処理部のうち同じ前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部を繰り返し通過可能なように、前記少なくとも一つの成膜処理部の前記粉体流路のうち前記第2ガス収容部よりも前記移動方向下流側部分が当該少なくとも一つの成膜処理部の前記粉体流路のうち前記第1ガス収容部よりも前記移動方向上流側部分に連通していることが望ましい。 In the above configuration, it is desirable that a portion of the powder flow path of the at least one film-forming processing unit downstream in the movement direction from the second gas storage unit communicates with a portion of the powder flow path of the at least one film-forming processing unit upstream in the movement direction from the first gas storage unit so that the powder can repeatedly pass through the same first gas storage unit and the same second gas storage unit of the at least one film-forming processing unit.

本構成によれば、粉体を同じ第1ガス収容部および第2ガス収容部を繰り返し通過させることで、粉体に対して成膜処理を連続的に行うことができる。このため、粉体が第1ガス収容部および第2ガス収容部を1回ずつ通過する場合と比較して、多数の粉体貯留部およびガス収容部を並べる必要がなく、最小数の粉体貯留部およびガス収容部で構成することができる。 According to this configuration, the powder can be repeatedly passed through the same first gas storage section and second gas storage section, so that the film formation process can be performed continuously on the powder. Therefore, compared to the case where the powder passes through the first gas storage section and the second gas storage section once each, it is not necessary to line up a large number of powder storage sections and gas storage sections, and it is possible to configure with a minimum number of powder storage sections and gas storage sections.

上記の構成において、前記少なくとも一つの成膜処理部の前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部から気体を排気する真空ポンプを更に備えることが望ましい。 In the above configuration, it is preferable to further include a vacuum pump that exhausts gas from the first gas storage unit and the second gas storage unit of the at least one film formation processing unit.

本構成によれば、各ガス収容部を真空引きしながら、必要量の原料ガスを供給することができるため、各ガス収容部における原料ガスの純度を高めることができる。この結果、粉体に対して高純度の成膜処理を行うことができる。 With this configuration, the required amount of raw material gas can be supplied while evacuating each gas storage unit, so the purity of the raw material gas in each gas storage unit can be increased. As a result, a high-purity film formation process can be performed on the powder.

上記の構成において、前記粉体移動機構は、前記装置本体に対して前記移動方向および上下方向をそれぞれ含む特定方向の振動を与える振動発生部を含むことが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the powder moving mechanism includes a vibration generating unit that applies vibrations to the device body in specific directions including the moving direction and the up-down direction.

本構成によれば、装置本体に対して特定方向の振動が付与されることで、粉体流路を移動する移動力を粉体に付与することができる。このため、回転する羽根部材のように粉体に直接接触する機械的な移動機構を有することなく、各ガス収容部を通過するように粉体を安定して移動させることができる。したがって、上記のような機械的な移動機構を備える場合と比較して、装置を簡略化することができるとともに、機械的な移動力によって粉体を構成する粒子が粉砕されることを抑止することができる。また、羽根部材の一部が粉体に混入すること(コンタミ)を防止することができる。 According to this configuration, vibrations in a specific direction are applied to the device body, so that a moving force for moving through the powder flow path can be applied to the powder. Therefore, the powder can be stably moved so that it passes through each gas storage unit without having a mechanical moving mechanism that directly contacts the powder, such as a rotating blade member. Therefore, compared to a case in which a mechanical moving mechanism as described above is provided, the device can be simplified, and the particles that make up the powder can be prevented from being crushed by the mechanical moving force. In addition, it is possible to prevent parts of the blade member from being mixed into the powder (contamination).

上記の構成において、前記第1ガス供給部および前記第2ガス供給部のうちの少なくとも一方のガス供給部は、前記第1原料ガスまたは前記第2原料ガスを収容するガスタンクと、前記粉体貯留部において貯留される粉体中に配置され、前記ガスタンクから原料ガスを受け入れるとともに前記第1ガス収容部または前記第2ガス収容部に向かって前記原料ガスを噴出することが可能なガス噴出部と、を有することが望ましい。この際、当該ガス噴出部は、前記第1粉体貯留部の下流側または前記第2粉体貯留部の下流側に配置されることが更に望ましい。 In the above configuration, it is preferable that at least one of the first gas supply unit and the second gas supply unit has a gas tank that stores the first raw material gas or the second raw material gas, and a gas ejection unit that is disposed in the powder stored in the powder storage unit and is capable of receiving raw material gas from the gas tank and ejecting the raw material gas toward the first gas storage unit or the second gas storage unit. In this case, it is further preferable that the gas ejection unit is disposed downstream of the first powder storage unit or the second powder storage unit.

本構成によれば、ガス噴出部が原料ガスを噴出するとその噴出力によって粉体を流動化させて粉体がガス収容部に流入することを促進することができる。 With this configuration, when the gas ejection section ejects the raw gas, the ejection force fluidizes the powder, promoting the powder flow into the gas storage section.

本発明の他の局面に係る粉体成膜方法は、粉体に成膜処理を施す粉体成膜方法であって、複数の頂部と複数の底部とを有し上下に蛇行しながら上下方向と交差する移動方向に粉体が流れることを許容する粉体流路が形成されている装置本体を準備する準備工程と、前記粉体流路のうち前記複数の頂部よりも下方の領域に粉体を貯留し、当該貯留された粉体によって前記複数の頂部同士の間を仕切る、粉体貯留工程と、前記複数の頂部のうちの一の頂部に第1原料ガスを収容する一方、前記一の頂部よりも前記移動方向下流側の他の頂部に前記第1原料ガスとは異なる第2原料ガスを収容するガス収容工程と、前記装置本体において前記粉体流路に沿って前記粉体を前記移動方向に連続的に移動させることで、前記粉体を前記第1原料ガスおよび前記第2原料ガスに順に曝露させ、前記第1原料ガスのガス分子と前記第2原料ガスのガス分子との反応によって前記粉体の粒子の表面に成膜処理を施す成膜工程と、を備える。 The powder film forming method according to another aspect of the present invention is a powder film forming method for performing a film forming process on powder, and includes a preparation step of preparing an apparatus main body having a powder flow path that has multiple tops and multiple bottoms and allows powder to flow in a moving direction that intersects the vertical direction while meandering up and down; a powder storage step of storing powder in a region of the powder flow path below the multiple tops and separating the multiple tops with the stored powder; a gas storage step of storing a first source gas in one of the multiple tops and storing a second source gas different from the first source gas in the other top downstream of the one top in the moving direction; and a film forming step of continuously moving the powder in the moving direction along the powder flow path in the apparatus main body to expose the powder to the first source gas and the second source gas in sequence, and performing a film forming process on the surfaces of the powder particles by a reaction between the gas molecules of the first source gas and the gas molecules of the second source gas.

上記の方法において、前記成膜工程は、前記装置本体に対して前記移動方向および上下方向をそれぞれ含む特定方向の振動を与えることで、前記粉体を前記移動方向に移動させることを含むことが望ましい。 In the above method, it is preferable that the film forming process includes moving the powder in the movement direction by applying vibrations to the device body in specific directions including the movement direction and the up-down direction.

本発明によれば、粉体を構成する粒子の表面以外での原料ガス同士の混触を抑制しつつ、粉体に連続的に成膜処理を施すことが可能な粉体成膜装置および粉体成膜方法が提供される。 The present invention provides a powder film forming apparatus and a powder film forming method that can continuously perform a film forming process on powder while suppressing the mixing of raw material gases other than on the surfaces of the particles that make up the powder.

本発明の第1実施形態に係る粉体成膜装置の模式的な正断面図である。1 is a schematic front cross-sectional view of a powder film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る粉体成膜装置の模式的な正断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional front view of a powder film forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る粉体成膜装置の模式的な正断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional front view of a powder film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係る粉体成膜装置の模式的な斜視図である。FIG. 13 is a schematic perspective view of a powder film forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係る粉体成膜装置の模式的な水平断面図である。FIG. 13 is a schematic horizontal cross-sectional view of a powder film forming apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係る粉体成膜装置の模式的な透視斜視図である。FIG. 13 is a schematic perspective view of a powder film forming apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の変形実施形態に係る粉体成膜装置の模式的な正断面図である。FIG. 11 is a schematic front cross-sectional view of a powder film forming apparatus according to a modified embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態(第1実施形態)に係る粉体成膜装置1について説明する。本実施形態に係る粉体成膜装置1は、粉体に対して原子層堆積(Atomic Layer Deposition)による成膜処理を施す。図1は、本実施形態に係る粉体成膜装置1の模式的な正断面図である。粉体成膜装置1は、装置本体10と、原料ガス排気部120と、第1ガス供給部121と、パージガス供給部122と、第2ガス供給部123と、パージガス排気部124と、粉体移動機構125と、を有する。以下では、粉体成膜装置1によって粉体(たとえば金属粉、鉄粉)上にアルミナ(Al)の成膜を行う場合を例に説明する。 Hereinafter, a powder film forming apparatus 1 according to one embodiment of the present invention (first embodiment) will be described with reference to the drawings. The powder film forming apparatus 1 according to this embodiment performs a film forming process on powder by atomic layer deposition. FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of the powder film forming apparatus 1 according to this embodiment. The powder film forming apparatus 1 has an apparatus main body 10, a raw material gas exhaust section 120, a first gas supply section 121, a purge gas supply section 122, a second gas supply section 123, a purge gas exhaust section 124, and a powder moving mechanism 125. In the following, a case where a film of alumina (Al 2 O 3 ) is formed on powder (e.g., metal powder, iron powder) by the powder film forming apparatus 1 will be described as an example.

装置本体10は、粉体成膜装置1の本体部分に相当し、本実施形態では直方体形状の筐体構造を有している。装置本体10の内部には、後記で詳述するように粉体が流れることを許容する粉体流路100が複数のガス収容部を通過するように形成されている。 The device body 10 corresponds to the main body of the powder deposition device 1, and in this embodiment has a rectangular parallelepiped housing structure. Inside the device body 10, a powder flow path 100 that allows the powder to flow is formed so as to pass through multiple gas storage units, as described in detail below.

原料ガス排気部120は、真空ポンプからなり、装置本体10内の各ガス収容部を真空状態とする(真空引き)。原料ガス排気部120は、第1ガス排気部120Aと、第2ガス排気部120Bとを有する。第1ガス排気部120Aは、第1ガス収容部101を真空状態とし、当該第1ガス収容部101から第1原料ガスを排気する。同様に、第2ガス排気部120Bは、第2ガス収容部103を真空状態とし、当該第2ガス収容部103から第2原料ガスを排気する。第1ガス排気部120Aおよび第2ガス排気部120Bが互いに独立して配置されることで、各排気経路において第1原料ガスと第2原料ガスとが混触することが防止される。 The raw material gas exhaust section 120 is composed of a vacuum pump, and puts each gas storage section in the apparatus body 10 into a vacuum state (vacuum drawing). The raw material gas exhaust section 120 has a first gas exhaust section 120A and a second gas exhaust section 120B. The first gas exhaust section 120A puts the first gas storage section 101 into a vacuum state and exhausts the first raw material gas from the first gas storage section 101. Similarly, the second gas exhaust section 120B puts the second gas storage section 103 into a vacuum state and exhausts the second raw material gas from the second gas storage section 103. The first gas exhaust section 120A and the second gas exhaust section 120B are arranged independently of each other, thereby preventing the first raw material gas and the second raw material gas from coming into contact with each other in each exhaust path.

第1ガス供給部121は、装置本体10内の第1ガス収容部101に第1原料ガスを供給することが可能とされている。本実施形態では、第1原料ガスとして、TMA(トリメチルアルミニウム:Trimethylaluminum)が用いられている。 The first gas supply unit 121 is capable of supplying a first source gas to the first gas storage unit 101 in the apparatus body 10. In this embodiment, TMA (trimethylaluminum) is used as the first source gas.

第2ガス供給部123は、装置本体10内の第2ガス収容部103に第1原料ガスとは異なる第2原料ガスを供給することが可能とされている。本実施形態では、第2原料ガスとして、水蒸気(H0)または酸素プラズマが用いられている。 The second gas supply unit 123 is capable of supplying a second source gas different from the first source gas to the second gas storage unit 103 in the apparatus body 10. In this embodiment, water vapor (H 2 O) or oxygen plasma is used as the second source gas.

パージガス供給部122は、装置本体10内のパージガス収容部102にパージガスを供給することが可能とされている。パージガスは、前記第1原料ガスおよび前記第2原料ガスとは異なるガスであって粉体内から余剰の前記第1原料ガスおよび前記第2ガスを除去するためのものである。本実施形態では、パージガスとして、窒素ガスが用いられている。 The purge gas supply unit 122 is capable of supplying a purge gas to the purge gas storage unit 102 in the apparatus body 10. The purge gas is a gas different from the first raw material gas and the second raw material gas, and is used to remove excess of the first raw material gas and the second gas from the powder. In this embodiment, nitrogen gas is used as the purge gas.

パージガス排気部124は、原料ガス排気部120に対して独立して設けられた真空ポンプからなり、パージガス収容部102から前記パージガスを排気する。 The purge gas exhaust section 124 is a vacuum pump provided independently of the raw gas exhaust section 120, and exhausts the purge gas from the purge gas storage section 102.

粉体移動機構125は、装置本体10内の後記の成膜処理部100Cにおいて粉体流路100に沿って粉体Fを連続的に移動させることが可能とされている。本実施形態では、粉体移動機構125は、装置本体10に対して、粉体Fの移動方向(右方向)および上下方向をそれぞれ含む特定方向(図1の矢印D1)の振動を与える振動発生部を含む。 The powder moving mechanism 125 is capable of continuously moving the powder F along the powder flow path 100 in the film forming processing section 100C described below in the device body 10. In this embodiment, the powder moving mechanism 125 includes a vibration generating section that applies vibration to the device body 10 in a specific direction (arrow D1 in FIG. 1) that includes the moving direction of the powder F (rightward) and the up and down directions.

装置本体10は、供給側貯留室100Aと、排出側貯留室100Bと、供給側貯留室100Aと排出側貯留室100Bとの間に配置される複数の成膜処理部100Cとを有する。供給側貯留室100Aは、装置本体10の左端部に配置されており、その上面部には粉体Fを受け入れる粉体供給口10Pが開口されている。同様に、排出側貯留室100Bは、装置本体10の右端部に配置されており、その下面部には粉体Fを排出する粉体排出口10Qが開口されている。なお、粉体供給口10Pおよび粉体排出口10Qにはそれぞれ開閉可能な不図示のカバーが装着されている。 The device body 10 has a supply side storage chamber 100A, a discharge side storage chamber 100B, and a plurality of film forming processing units 100C arranged between the supply side storage chamber 100A and the discharge side storage chamber 100B. The supply side storage chamber 100A is arranged at the left end of the device body 10, and a powder supply port 10P that receives powder F is opened on its upper surface. Similarly, the discharge side storage chamber 100B is arranged at the right end of the device body 10, and a powder discharge port 10Q that discharges powder F is opened on its lower surface. In addition, the powder supply port 10P and the powder discharge port 10Q are each equipped with an openable cover (not shown).

複数の成膜処理部100Cは、前記第1原料ガスのガス分子と前記第2原料ガスのガス分子との反応によって粉体Fを構成する粒子の表面にそれぞれ膜を形成する。なお、図1では、複数の成膜処理部100Cのうちの一の成膜処理部100Cについて詳細に示している。装置本体10内では、図1の成膜処理部100Cの上流側(左側)および下流側(右側)にも、それぞれ他の成膜処理部100Cが連続的に配置されている。このような複数の成膜処理部100Cは、前述の粉体流路100を構成している。粉体流路100は、図1の矢印D2、D3に示すように、複数の頂部と複数の底部とを有し上下に蛇行しながら水平な移動方向(右方向)に向かって粉体Fが流れることを許容する。 Each of the multiple film-forming processing units 100C forms a film on the surface of the particles constituting the powder F by a reaction between the gas molecules of the first raw material gas and the gas molecules of the second raw material gas. Note that FIG. 1 shows in detail one of the multiple film-forming processing units 100C. In the device body 10, other film-forming processing units 100C are continuously arranged on the upstream side (left side) and downstream side (right side) of the film-forming processing unit 100C in FIG. 1. Such multiple film-forming processing units 100C constitute the aforementioned powder flow path 100. As shown by arrows D2 and D3 in FIG. 1, the powder flow path 100 has multiple tops and multiple bottoms and allows the powder F to flow in a horizontal movement direction (rightward) while meandering up and down.

成膜処理部100Cは、それぞれが粉体流路100の頂部を構成する、第1ガス収容部101、当該第1ガス収容部101の下流側に配置される一のパージガス収容部102、第2ガス収容部103、当該第2ガス収容部103の下流側に配置される他のパージガス収容部102(以上、複数のガス収容部)と、これらのガス収容部の下方に互いに隣接して配置され、それぞれが粉体流路100の底部を構成する4つの粉体貯留部105(複数の粉体貯留部)と、を有する。 The deposition processing unit 100C has a first gas storage unit 101, a purge gas storage unit 102 arranged downstream of the first gas storage unit 101, a second gas storage unit 103, and another purge gas storage unit 102 arranged downstream of the second gas storage unit 103 (above, multiple gas storage units), each of which constitutes the top of the powder flow path 100, and four powder storage units 105 (multiple powder storage units) arranged adjacent to each other below these gas storage units and each of which constitutes the bottom of the powder flow path 100.

第1ガス収容部101は、粉体流路100の一部を構成する。第1ガス収容部101は、第1ガス供給部121から前記第1原料ガスを受け入れ、当該第1原料ガスを収容する。 The first gas storage section 101 constitutes a part of the powder flow path 100. The first gas storage section 101 receives the first raw material gas from the first gas supply section 121 and stores the first raw material gas.

第2ガス収容部103は、粉体流路100の一部を構成する。第2ガス収容部103は、第1ガス収容部101よりも前記移動方向の下流側に配置され、第2ガス供給部123から前記第2原料ガスを受け入れ、当該第2原料ガスを収容する。 The second gas storage section 103 constitutes a part of the powder flow path 100. The second gas storage section 103 is disposed downstream of the first gas storage section 101 in the movement direction, receives the second raw material gas from the second gas supply section 123, and stores the second raw material gas.

各パージガス収容部102は、粉体流路100における粉体の流れにおいて第1ガス収容部101とパージガス収容部102との間に配置され、パージガス供給部122から前記パージガスを受け入れ当該パージガスを収容する。 Each purge gas storage section 102 is disposed between the first gas storage section 101 and the purge gas storage section 102 in the powder flow path 100, and receives the purge gas from the purge gas supply section 122 and stores the purge gas.

複数の粉体貯留部105は、第1ガス収容部101、パージガス収容部102および第2ガス収容部103の下方で、互いに異なるガス収容部に跨るようにそれぞれ配置されている。換言すれば、前記複数のガス収容部の各々は、前記複数の粉体貯留部のうち隣接する粉体貯留部同士を互いに接続する。図1に示すように、各粉体貯留部105は、後記の第2仕切部112の上端部近傍まで粉体Fを貯留している。また、複数の粉体貯留部105は、隣接するガス収容部同士の間で粉体流路100に沿ってガスが流れることを、貯留する粉体によって抑止することが可能なように粉体を貯留する形状を有している。 The multiple powder storage sections 105 are arranged below the first gas storage section 101, the purge gas storage section 102, and the second gas storage section 103, straddling different gas storage sections from each other. In other words, each of the multiple gas storage sections connects adjacent powder storage sections among the multiple powder storage sections to each other. As shown in FIG. 1, each powder storage section 105 stores powder F up to the vicinity of the upper end of the second partition section 112 described below. In addition, the multiple powder storage sections 105 have a shape that stores powder so that the stored powder can prevent gas from flowing along the powder flow path 100 between adjacent gas storage sections.

ここで、装置本体10内に上記の各ガス収容部および粉体貯留部が形成される構造について更に詳述する。図1に示すように、装置本体10は、底壁10Bと、底壁10Bの上方に配置される天壁10Tと、複数の第1仕切部111(少なくとも3つの第1仕切部)と、複数の第2仕切部112(複数の第2仕切部)と、を有する。 Here, the structure in which the above-mentioned gas storage sections and powder storage sections are formed within the device body 10 will be described in more detail. As shown in FIG. 1, the device body 10 has a bottom wall 10B, a top wall 10T disposed above the bottom wall 10B, a plurality of first partitions 111 (at least three first partitions), and a plurality of second partitions 112 (a plurality of second partitions).

複数の第1仕切部111は、前記装置本体10の前記天壁10Tに前記移動方向に互いに間隔をおいて配置され、かつ、前記天壁10Tから下方にそれぞれ延び前記粉体流路100を画定している。各第1仕切部111は、底壁10Bに対して所定の間隔をおいて配置される先端部(下端部、第1仕切先端部)をそれぞれ有する。 The first partitions 111 are arranged at intervals in the movement direction on the top wall 10T of the device body 10, and each extends downward from the top wall 10T to define the powder flow path 100. Each first partition 111 has a tip portion (lower end portion, first partition tip portion) that is arranged at a predetermined interval from the bottom wall 10B.

複数の第2仕切部112は、複数の第1仕切部111のうち前記移動方向において互いに隣接する第1仕切部111同士の間にそれぞれ配置されるように、前記装置本体10の底壁10Bに前記移動方向に互いに間隔をおいて配置され、かつ、底壁10Bから上方にそれぞれ延び粉体流路100を画定している。各第2仕切部112は、天壁10Tに対して所定の間隔をおいて配置される先端部(上端部、第2仕切先端部)をそれぞれ有する。 The second partitions 112 are arranged at intervals in the movement direction on the bottom wall 10B of the device body 10 so that each is disposed between adjacent first partitions 111 among the multiple first partitions 111 in the movement direction, and each extends upward from the bottom wall 10B to define the powder flow path 100. Each second partition 112 has a tip portion (upper end portion, second partition tip portion) that is disposed at a predetermined interval from the top wall 10T.

図1に示すように、複数の第1仕切部111のうち前記移動方向において互いに隣接する複数対の第1仕切部111が、第1仕切部111同士の間の空間のうち少なくとも第2仕切部112の先端部よりも上方の部分において、第1ガス収容部101、パージガス収容部102および第2ガス収容部103をそれぞれ画定している。 As shown in FIG. 1, among the multiple first partitions 111, pairs of adjacent first partitions 111 in the movement direction define a first gas storage section 101, a purge gas storage section 102, and a second gas storage section 103, respectively, in at least a portion of the space between the first partitions 111 above the tip of the second partition 112.

また、複数の第2仕切部112のうちの前記移動方向において互いに隣接する複数対(少なくとも一対)の第2仕切部112が、第2仕切部112同士の間の第1仕切部111(第1仕切先端部)を左右両側から挟むように粉体貯留部105をそれぞれ画定している。 Furthermore, among the multiple second partitions 112, multiple pairs (at least one pair) of second partitions 112 adjacent to each other in the movement direction each define the powder storage section 105 so as to sandwich the first partition 111 (first partition tip) between the second partitions 112 from both the left and right sides.

図1に示すように、粉体移動機構125によって装置本体10に対して矢印D1で示す方向の振動が加えられながら、粉体供給口10Pから粉体Fが供給側貯留室100Aに投入されると、前記振動を受けて粉体Fが移動方向下流側に移動する。成膜処理部100Cの最も上流側に位置する粉体貯留部105に貯留された粉体Fは、矢印D2で示すように、第1仕切部111の下方を潜りながら、矢印D3で示すように、第2仕切部112を乗り越える。このような動きを繰り返しながら、やがて図1に示すように、各粉体貯留部105に粉体Fが貯留される。次に、第1ガス供給部121、パージガス供給部122および第2ガス供給部123が、それぞれ第1ガス収容部101、パージガス収容部102および第2ガス収容部103に、対応するガスを供給する。この際、各粉体貯留部105に貯留される粉体Fが各ガス収容部の下面部を画定し、シールする。なお、第1ガス供給部121、パージガス供給部122および第2ガス供給部123は、粉体Fによってシールされたガス収容部から順にガスを供給してもよい。このように、成膜処理部100Cにおいて粉体Fが第1ガス収容部101、パージガス収容部102、第2ガス収容部103および他のパージガス収容部102をそれぞれ順に通過する。そして、粉体Fが第1ガス収容部101に流入すると、粉体Fの粒子の表面には前駆体として機能するトリメチルアルミニウムが付着する。この際、粉体F(下地)の粒子の表面の酸素基にアルミニウム基が一つ結合し核が形成されるとともに、トリメチルアルミニウム中のメチル基は、粉体Fから脱離する。そして、この核を起点として膜が横方向(表面に沿った方向)に成長し、粉体Fの粒子の上にアルミニウム層(レイヤー)が形成される。粉体Fの粒子の表面の酸素基が埋まると、それ以上アルミニウム基が粉体Fの粒子に付着することができないため、粉体Fの周辺に存在するトリメチルアルミニウムは余剰分となる。このため、粉体移動機構125による移動に伴って粉体Fがパージガス収容部102に進入すると、粉体Fの周辺のトリメチルアルミニウムの余剰分は、パージガス収容部102中のパージガス(窒素)とともに、パージガス排気部124によって排気される。 1, when the powder F is fed from the powder supply port 10P into the supply side storage chamber 100A while the powder moving mechanism 125 applies vibration in the direction indicated by the arrow D1 to the device body 10, the powder F moves downstream in the moving direction in response to the vibration. The powder F stored in the powder storage section 105 located at the most upstream side of the film forming processing section 100C passes under the first partition section 111 as indicated by the arrow D2, and then overcomes the second partition section 112 as indicated by the arrow D3. By repeating such movements, the powder F is eventually stored in each powder storage section 105 as shown in FIG. 1. Next, the first gas supply section 121, the purge gas supply section 122, and the second gas supply section 123 supply the corresponding gas to the first gas storage section 101, the purge gas storage section 102, and the second gas storage section 103, respectively. At this time, the powder F stored in each powder storage section 105 defines and seals the lower surface of each gas storage section. The first gas supply section 121, the purge gas supply section 122, and the second gas supply section 123 may sequentially supply gas from the gas storage section sealed by the powder F. In this way, in the film forming processing section 100C, the powder F passes through the first gas storage section 101, the purge gas storage section 102, the second gas storage section 103, and another purge gas storage section 102 in order. Then, when the powder F flows into the first gas storage section 101, trimethylaluminum, which functions as a precursor, adheres to the surface of the particles of the powder F. At this time, one aluminum group is bonded to the oxygen group on the surface of the particles of the powder F (base) to form a nucleus, and the methyl group in the trimethylaluminum is detached from the powder F. Then, the film grows laterally (in the direction along the surface) starting from this nucleus, and an aluminum layer (layer) is formed on the particles of the powder F. When the oxygen groups on the surface of the particles of powder F are filled, no more aluminum groups can adhere to the particles of powder F, and the trimethylaluminum present around powder F becomes surplus. Therefore, when powder F enters the purge gas storage section 102 as it is moved by the powder moving mechanism 125, the surplus trimethylaluminum around powder F is exhausted by the purge gas exhaust section 124 together with the purge gas (nitrogen) in the purge gas storage section 102.

次に、粉体Fが第2ガス収容部103に流入すると、粉体Fの粒子の表面のアルミニウム基に水蒸気中の酸素基が付着し、粉体Fを包むように酸素基の層が形成される。同様に、次のパージガス収容部102において、余剰分の水蒸気(酸素基)が排気されたのち、更に下流の成膜処理部100Cの第1ガス収容部101において、前記酸素基にトリメチルアルミニウムが付着する。このような工程が繰り返されることで、粉体排出口10Qから排出される粉体Fの粒子の表面には複数のアルミニウム原子層を含むアルミナの膜(Al)が形成されている。このように、本実施形態では、粉体Fに対して連続的に膜を形成することができる。また、図1に示すように、第1ガス収容部101と第2ガス収容部103との間には、パージガス収容部102が配置されるとともに、2つの粉体貯留部105に貯留される粉体Fが第1ガス収容部101と第2ガス収容部103とを互いに隔離している(シールしている)。このため、粉体Fを構成する粒子表面とは異なる部分(たとえば第1ガス収容部101、第2ガス収容部103の内壁)において、第1原料ガス(トリメチルアルミニウム)と第2原料ガス(水蒸気)とが互いに反応し、アルミナが生成、付着することが防止される。なお、上記のような粉体Fに対する成膜処理が施されるにあたって、初期的に各ガス収容部の封止のみに使用され、十分な成膜処理を受けなかった粉体Fは、再び粉体供給口10Pから供給側貯留室100Aに投入されリユースされてもよい。 Next, when the powder F flows into the second gas storage section 103, the oxygen group in the water vapor adheres to the aluminum group on the surface of the particles of the powder F, and a layer of oxygen groups is formed to encase the powder F. Similarly, in the next purge gas storage section 102, after the excess water vapor (oxygen group) is exhausted, trimethylaluminum adheres to the oxygen group in the first gas storage section 101 of the film forming processing section 100C further downstream. By repeating such a process, a film of alumina (Al 2 O 3 ) containing multiple aluminum atomic layers is formed on the surface of the particles of the powder F discharged from the powder discharge port 10Q. In this way, in this embodiment, a film can be continuously formed on the powder F. In addition, as shown in FIG. 1, a purge gas storage section 102 is disposed between the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103, and the powder F stored in the two powder storage sections 105 isolates (seals) the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103 from each other. This prevents the first source gas (trimethylaluminum) and the second source gas (water vapor) from reacting with each other and generating and adhering alumina in portions (e.g., the inner walls of the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103) other than the particle surfaces constituting the powder F. When the film-forming process is performed on the powder F as described above, the powder F that is initially used only to seal each gas storage section and has not been subjected to sufficient film-forming process may be re-introduced from the powder supply port 10P into the supply-side reservoir chamber 100A and reused.

ここで、図1に示される本実施形態に係る成膜処理部100Cの構造は、第1ガス収容部101および第2ガス収容部103を基準として以下のように捉えることができる。成膜処理部100Cは、第1ガス収容部101と、第1パージガス収容部102Aと、第2ガス収容部103と、第2パージガス収容部102Bと、第1粉体貯留部100Jと、第2粉体貯留部100Kと、2つの中間粉体貯留部100M、100Nとを有する。 The structure of the film forming processing unit 100C according to this embodiment shown in FIG. 1 can be understood as follows, based on the first gas storage unit 101 and the second gas storage unit 103. The film forming processing unit 100C has a first gas storage unit 101, a first purge gas storage unit 102A, a second gas storage unit 103, a second purge gas storage unit 102B, a first powder storage unit 100J, a second powder storage unit 100K, and two intermediate powder storage units 100M and 100N.

第1ガス収容部101と第2ガス収容部103との間には、第1パージガス収容部102Aが配置されている。同様に、第2ガス収容部103の下流側(第2ガス収容部103と次の第1ガス収容部101との間)は、第2パージガス収容部102Bが配置されている。当該第1パージガス収容部102Aおよび第2パージガス収容部102Bは、前記粉体流路100の一部を構成する。また、第1パージガス収容部102Aおよび第2パージガス収容部102Bは、パージガス供給部122からパージガスを受け入れ当該パージガスを収容する。 A first purge gas storage section 102A is disposed between the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103. Similarly, a second purge gas storage section 102B is disposed downstream of the second gas storage section 103 (between the second gas storage section 103 and the next first gas storage section 101). The first purge gas storage section 102A and the second purge gas storage section 102B constitute a part of the powder flow path 100. The first purge gas storage section 102A and the second purge gas storage section 102B receive purge gas from the purge gas supply section 122 and store the purge gas.

第1粉体貯留部100Jは、図1において、第1ガス収容部101の直上流の粉体貯留部105に相当する。当該第1粉体貯留部100Jは、粉体流路100の一部を構成する。第1粉体貯留部100Jは、第1ガス収容部101の前記移動方向の上流側部分に下方から連通し、第1ガス収容部101に供給される粉体Fを貯留することが可能とされている。第1粉体貯留部100Jは、第1ガス収容部101から当該第1ガス収容部101よりも上流側のパージガス収容部102に第1原料ガスが流れることを抑止するように粉体Fを貯留する。なお、図1に示される成膜処理部100Cが最も上流側に位置する成膜処理部100Cの場合には、第1粉体貯留部100Jは、第1ガス収容部101から供給側貯留室100Aに第1原料ガスが流れることを抑止する。 1, the first powder storage section 100J corresponds to the powder storage section 105 immediately upstream of the first gas storage section 101. The first powder storage section 100J constitutes a part of the powder flow path 100. The first powder storage section 100J is connected from below to the upstream part of the first gas storage section 101 in the movement direction, and is capable of storing powder F supplied to the first gas storage section 101. The first powder storage section 100J stores powder F so as to prevent the first raw material gas from flowing from the first gas storage section 101 to the purge gas storage section 102 upstream of the first gas storage section 101. In addition, in the case of the film forming processing unit 100C shown in FIG. 1 being the film forming processing unit 100C located most upstream, the first powder storage unit 100J prevents the first source gas from flowing from the first gas storage unit 101 to the supply side storage chamber 100A.

また、第2粉体貯留部100Kは、図1において、第2ガス収容部103の直上流の粉体貯留部105に相当する。当該第2粉体貯留部100Kは、粉体流路100の一部を構成する。第2粉体貯留部100Kは、第2ガス収容部103の前記移動方向の上流側部分に下方から連通し、第2ガス収容部103に供給される粉体Fを貯留することが可能とされている。また、第2粉体貯留部100Kは、第1パージガス収容部102Aの前記移動方向の下流側部分に下方から連通し、第1パージガス収容部102Aを通過した粉体Fを受け入れることが可能とされている。 The second powder storage section 100K corresponds to the powder storage section 105 immediately upstream of the second gas storage section 103 in FIG. 1. The second powder storage section 100K constitutes a part of the powder flow path 100. The second powder storage section 100K is connected from below to the upstream part of the second gas storage section 103 in the movement direction, and is capable of storing the powder F supplied to the second gas storage section 103. The second powder storage section 100K is connected from below to the downstream part of the first purge gas storage section 102A in the movement direction, and is capable of receiving the powder F that has passed through the first purge gas storage section 102A.

また、中間粉体貯留部100Mは、第1ガス収容部101の前記移動方向の下流側部分および第1パージガス収容部102Aの前記移動方向の上流側部分のそれぞれに下方から連通し、粉体Fを貯留することが可能とされている。中間粉体貯留部100Mは、当該貯留した粉体Fによって第1ガス収容部101と第1パージガス収容部102Aとの間で前記第1原料ガスおよび前記パージガスが流れることをそれぞれ抑止するように粉体Fを貯留する。 The intermediate powder storage section 100M is connected from below to the downstream portion of the first gas storage section 101 in the moving direction and the upstream portion of the first purge gas storage section 102A in the moving direction, and is capable of storing powder F. The intermediate powder storage section 100M stores powder F such that the stored powder F prevents the first raw material gas and the purge gas from flowing between the first gas storage section 101 and the first purge gas storage section 102A.

更に、中間粉体貯留部100Nは、第2ガス収容部103の直下流の粉体貯留部105に相当する。中間粉体貯留部100Nは、粉体流路100の一部を構成する。中間粉体貯留部100Nは、第2ガス収容部103の前記移動方向の下流側部分に下方から連通し、第2ガス収容部103を通過した粉体Fを貯留する(受け入れる)ことが可能とされている。また、中間粉体貯留部100Nは、第2パージガス収容部102Bの前記移動方向の上流側部分に下方から連通し、第2パージガス収容部102Bに供給される粉体Fを貯留するとともに、貯留した粉体Fによって第2ガス収容部103と第2パージガス収容部102Bとの間での前記第2原料ガスおよび前記パージガスの流れをそれぞれ抑止するように粉体Fを貯留する。 Furthermore, the intermediate powder storage section 100N corresponds to the powder storage section 105 immediately downstream of the second gas storage section 103. The intermediate powder storage section 100N constitutes a part of the powder flow path 100. The intermediate powder storage section 100N is connected from below to the downstream part of the second gas storage section 103 in the moving direction, and is capable of storing (accepting) the powder F that has passed through the second gas storage section 103. In addition, the intermediate powder storage section 100N is connected from below to the upstream part of the second purge gas storage section 102B in the moving direction, and stores the powder F supplied to the second purge gas storage section 102B, and stores the powder F so that the stored powder F suppresses the flow of the second raw material gas and the purge gas between the second gas storage section 103 and the second purge gas storage section 102B.

なお、図1のパージガス供給部122は、パージガス収容部102に対するパージガスの供給量を制御することが可能な流量制御弁122C(図2参照、圧力調整機構)を有している。当該流量制御弁122Cは、前記第1パージガス収容部102Aの圧力および前記第2パージガス収容部102Bの圧力が、第1ガス収容部101の圧力および第2ガス収容部103の圧力よりも低くなるように、前記第1パージガス収容部102Aの圧力および前記第2パージガス収容部102Bの圧力をそれぞれ調整する。一方、パージガス排気部124は、第1パージガス収容部102Aおよび第2パージガス収容部102Bからパージガスをそれぞれ排気する。このため、各パージガス収容部102が第1ガス収容部101および第2ガス収容部103に対して負圧に設定されるため、粉体F内に残留する第1原料ガスおよび第2原料ガスの余剰分が各パージガス収容部102に引き寄せられやすい。このため、パージガス排気部124によってこれらの余剰ガスをパージガスとともに確実に排気することができる。 1 has a flow control valve 122C (see FIG. 2, pressure adjustment mechanism) capable of controlling the amount of purge gas supplied to the purge gas storage unit 102. The flow control valve 122C adjusts the pressure of the first purge gas storage unit 102A and the pressure of the second purge gas storage unit 102B so that the pressure of the first purge gas storage unit 102A and the pressure of the second purge gas storage unit 102B are lower than the pressure of the first gas storage unit 101 and the pressure of the second gas storage unit 103. On the other hand, the purge gas exhaust unit 124 exhausts the purge gas from the first purge gas storage unit 102A and the second purge gas storage unit 102B. Therefore, since each purge gas storage section 102 is set to a negative pressure relative to the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103, the surplus first and second raw material gases remaining in the powder F are easily attracted to each purge gas storage section 102. Therefore, the purge gas exhaust section 124 can reliably exhaust these surplus gases together with the purge gas.

更に、本実施形態では、原料ガス排気部120およびパージガス排気部124が、第1ガス収容部101、パージガス収容部102および第2ガス収容部103から気体を排気する。このため、各ガス収容部を真空引きしながら、必要量の原料ガスを供給することができるため、各ガス収容部における原料ガスの純度を高めることができる。この結果、粉体Fに対して高純度の成膜処理を行うことができる。 Furthermore, in this embodiment, the raw material gas exhaust section 120 and the purge gas exhaust section 124 exhaust gas from the first gas storage section 101, the purge gas storage section 102, and the second gas storage section 103. Therefore, the required amount of raw material gas can be supplied while evacuating each gas storage section, and the purity of the raw material gas in each gas storage section can be increased. As a result, a high-purity film formation process can be performed on the powder F.

以上のように、本実施形態では、粉体移動機構125が粉体Fを成膜処理部100Cの粉体流路100を連続的に移動させることで、当該粉体Fが第1ガス収容部101および第2ガス収容部103において第1原料ガスおよび第2原料ガスに順に曝露されることによって、両ガスのガス分子の反応をうけて粉体Fの粒子の表面上に連続的に膜を形成することができる。また、成膜処理部100Cの第1ガス収容部101と第2ガス収容部103との間に配置される各粉体貯留部105は、貯留する粉体Fによって第1ガス収容部101と第2ガス収容部103との間をシールすることができる。このため、第1ガス収容部101と第2ガス収容部103との間で各原料ガスが行き来することが抑止される。この結果、いずれかのガス収容部において粉体Fの粒子の表面とは異なる部分、たとえばガス収容部の壁面などにおいて原料ガス同士が混触することを抑制し、両ガスが反応することを抑止することができる。 As described above, in this embodiment, the powder moving mechanism 125 continuously moves the powder F through the powder flow path 100 of the film forming processing unit 100C, and the powder F is exposed to the first raw material gas and the second raw material gas in the first gas storage unit 101 and the second gas storage unit 103 in sequence, so that a film can be continuously formed on the surface of the particles of the powder F through the reaction of the gas molecules of both gases. In addition, each powder storage unit 105 arranged between the first gas storage unit 101 and the second gas storage unit 103 of the film forming processing unit 100C can seal between the first gas storage unit 101 and the second gas storage unit 103 by the stored powder F. Therefore, the movement of each raw material gas between the first gas storage unit 101 and the second gas storage unit 103 is suppressed. As a result, it is possible to suppress the raw material gases from coming into contact with each other in a portion other than the surface of the particles of the powder F in any of the gas storage units, such as the wall surface of the gas storage unit, and to suppress the reaction of the two gases.

また、本実施形態では、複数のガス収容部において、第1ガス収容部101および第2ガス収容部103は前記移動方向に沿って交互に配置されており、前記複数のガス収容部は、前記粉体流路100における粉体Fの流れにおいて第1ガス収容部101と第2ガス収容部103との間にそれぞれ配置され、パージガス供給部122から前記パージガスを受け入れ当該パージガスを収容する複数のパージガス収容部102を更に有する。このような構成によれば、第1原料ガスおよび第2原料ガスが、粉体Fの粒子の表面以外において互いに混触することを抑止し、第2ガス収容部103を通過した粉体Fから第2原料ガスの余剰分を第2パージガス収容部102Bにおいて取り除くことができる。したがって、前記余剰分の第2原料ガスが次の処理工程で第1原料ガスと反応し、粉体Fから独立した反応生成物が生成されることを抑止することができる。 In addition, in this embodiment, the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103 are alternately arranged along the movement direction in the multiple gas storage sections, and the multiple gas storage sections further include multiple purge gas storage sections 102 that are arranged between the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103 in the flow of powder F in the powder flow path 100 and receive the purge gas from the purge gas supply section 122 and store the purge gas. With this configuration, the first raw material gas and the second raw material gas are prevented from coming into contact with each other except on the surface of the particles of the powder F, and the excess of the second raw material gas can be removed from the powder F that has passed through the second gas storage section 103 in the second purge gas storage section 102B. Therefore, it is possible to prevent the excess second raw material gas from reacting with the first raw material gas in the next processing step and generating a reaction product independent of the powder F.

また、本実施形態では、装置本体10内に配設された複数の第1仕切部111および複数の第2仕切部112が、装置本体10内に上下に蛇行した粉体流路100を形成し、第1ガス収容部101、第2ガス収容部103および粉体貯留部105をそれぞれ画定することができる。特に、各仕切部を挟んでガス収容部または粉体貯留部が互いに近接して配置されるため、ガス収容部および粉体貯留部が互いに離間して配置される場合と比較して、粉体Fの移動方向における粉体成膜装置1のサイズを小さくすることができる。 In addition, in this embodiment, the multiple first partitions 111 and multiple second partitions 112 arranged in the device body 10 form a powder flow path 100 that meanders up and down within the device body 10, and can define the first gas storage section 101, the second gas storage section 103, and the powder storage section 105, respectively. In particular, since the gas storage sections or powder storage sections are arranged close to each other on either side of each partition, the size of the powder deposition device 1 in the movement direction of the powder F can be reduced compared to when the gas storage section and the powder storage section are arranged at a distance from each other.

また、本実施形態では、一の成膜処理部100Cの第1ガス収容部101および第2ガス収容部103を通過した粉体Fが、更に下流側の他の成膜処理部100Cの第1ガス収容部101および第2ガス収容部103を通過するように、装置本体10内で複数の成膜処理部100Cが互いに接続され、連続した粉体流路100が形成されている。この際、複数の成膜処理部100Cのうちの一の成膜処理部100Cの第2パージガス収容部102Bが、複数の成膜処理部100Cのうちの一の成膜処理部100Cよりも前記移動方向の下流側の他の成膜処理部100Cの第1粉体貯留部100Jに連通しており、当該第1粉体貯留部100Jは、貯留する粉体Fによって前記一の成膜処理部100Cの第2ガス収容部103と前記他の成膜処理部100Cの第1ガス収容部101との間で前記第1原料ガスおよび前記第2原料ガスが流れることを抑止するように粉体Fを貯留している。このため、複数の成膜処理部100Cにおいて粉体Fに対する成膜処理を連続的かつ効率的に行うことができる。また、各成膜処理部100C間における第1原料ガスおよび第2原料ガスの流れを粉体Fの層によって抑止し、粉体Fの表面以外における両ガスの反応を抑止することができる。なお、前記一の成膜処理部100Cの第2ガス収容部103と前記他の成膜処理部100Cの第1ガス収容部101との間に配置される、第2パージガス収容部102Bも、上記と同様に原料ガスの混触を抑止する機能を有している。 In addition, in this embodiment, multiple film formation processing units 100C are connected to each other within the apparatus body 10 so that powder F that has passed through the first gas storage unit 101 and the second gas storage unit 103 of one film formation processing unit 100C passes through the first gas storage unit 101 and the second gas storage unit 103 of another film formation processing unit 100C further downstream, thereby forming a continuous powder flow path 100. At this time, the second purge gas storage portion 102B of one of the multiple film forming processing portions 100C communicates with the first powder storage portion 100J of the other film forming processing portion 100C downstream of the one of the multiple film forming processing portions 100C in the moving direction, and the first powder storage portion 100J stores the powder F so as to prevent the first raw material gas and the second raw material gas from flowing between the second gas storage portion 103 of the one film forming processing portion 100C and the first gas storage portion 101 of the other film forming processing portion 100C by the stored powder F. Therefore, the film forming process on the powder F can be performed continuously and efficiently in the multiple film forming processing portions 100C. In addition, the flow of the first raw material gas and the second raw material gas between each film forming processing portion 100C is suppressed by the layer of powder F, and the reaction of both gases can be suppressed except on the surface of the powder F. In addition, the second purge gas storage unit 102B, which is disposed between the second gas storage unit 103 of the first film formation processing unit 100C and the first gas storage unit 101 of the other film formation processing unit 100C, also has the function of preventing the raw material gases from coming into contact with each other, similar to the above.

更に、本実施形態では、粉体移動機構125が装置本体10に対して振動を付与することが可能な振動発生部を含んでいる。このため、装置本体10に対して特定方向の振動が付与されることで、粉体Fに対して粉体流路100を移動する移動力を付与することができる。このため、回転する羽根部材のように粉体Fに直接接触する機械的な移動機構を有することなく、各ガス収容部を通過するように粉体Fを安定して移動させることができる。特に、上記のような機械的な移動機構を備える場合と比較して、装置を簡略化することができるとともに、機械的な移動力によって粉体Fを構成する粒子が粉砕されることを抑止することができる。また、羽根部材の一部が粉体に混入すること(コンタミ)を防止することができる。 Furthermore, in this embodiment, the powder moving mechanism 125 includes a vibration generating unit capable of applying vibration to the device body 10. Therefore, by applying vibration in a specific direction to the device body 10, a moving force for moving the powder F through the powder flow path 100 can be applied. Therefore, the powder F can be stably moved so as to pass through each gas storage unit without having a mechanical moving mechanism that directly contacts the powder F, such as a rotating blade member. In particular, compared to a case in which the mechanical moving mechanism as described above is provided, the device can be simplified and the particles constituting the powder F can be prevented from being crushed by the mechanical moving force. In addition, it is possible to prevent a part of the blade member from being mixed into the powder (contamination).

また、本実施形態に係る粉体成膜方法は、粉体に成膜処理を施す粉体成膜方法であって、複数の頂部と複数の底部とを有し上下に蛇行しながら水平な移動方向に粉体が流れることを許容する粉体流路100が形成されている装置本体10を準備する準備工程と、前記粉体流路100のうち前記複数の頂部よりも下方の領域に粉体Fを貯留し、当該貯留された粉体Fによって前記複数の頂部同士の間を仕切る粉体貯留工程と、前記複数の頂部のうちの一の頂部に第1原料ガスを収容する一方、前記一の頂部よりも前記移動方向下流側の他の頂部に前記第1原料ガスとは異なる第2原料ガスを収容するガス収容工程と、前記粉体流路に沿って粉体Fを前記移動方向に連続的に移動させることで、前記粉体Fを前記第1原料ガスおよび前記第2原料ガスに順に曝露させ、前記第1原料ガスのガス分子と前記第2原料ガスのガス分子との反応によって前記粉体Fの粒子の表面に成膜処理を施す成膜工程と、を備える。 The powder film forming method according to the present embodiment is a powder film forming method for performing a film forming process on powder, and includes a preparation step of preparing an apparatus body 10 having a powder flow path 100 having multiple tops and multiple bottoms and allowing powder to flow in a horizontal moving direction while meandering up and down; a powder storage step of storing powder F in a region of the powder flow path 100 below the multiple tops and separating the multiple tops with the stored powder F; a gas storage step of storing a first raw material gas in one of the multiple tops and storing a second raw material gas different from the first raw material gas in the other top downstream of the one top in the moving direction; and a film forming step of continuously moving powder F along the powder flow path in the moving direction to expose the powder F to the first raw material gas and the second raw material gas in sequence, and performing a film forming process on the surfaces of the particles of the powder F by a reaction between the gas molecules of the first raw material gas and the gas molecules of the second raw material gas.

このような方法によれば、粉体Fが複数の頂部において第1原料ガスおよび第2原料ガスに順に曝露されることによって、両ガスの反応をうけて粉体F上に連続的に膜を形成することができる。また、貯留される粉体Fによって、粉体流路100の複数の頂部間をシールすることができる。このため、複数の頂部間で各原料ガスが行き来することが抑止される。この結果、粉体Fを構成する粒子の表面とは異なる部分で原料ガス同士が混触することを抑制し、両ガスが反応することを抑止することができる。 According to this method, the powder F is exposed to the first and second raw material gases in sequence at multiple apexes, and a film can be continuously formed on the powder F through the reaction of the two gases. In addition, the stored powder F can seal the spaces between the multiple apexes of the powder flow path 100. This prevents the raw material gases from moving back and forth between the multiple apexes. As a result, it is possible to prevent the raw material gases from coming into contact with each other in areas other than the surfaces of the particles that make up the powder F, and to prevent the two gases from reacting with each other.

上記の方法において、前記成膜工程は、前記装置本体10に対して前記移動方向および上下方向をそれぞれ含む特定方向の振動を与えることで、前記粉体Fを前記移動方向に移動させることを含む。このような方法よれば、各頂部を通過するように粉体Fを安定して移動させることができる。 In the above method, the film forming process includes moving the powder F in the movement direction by applying vibrations to the device body 10 in specific directions including the movement direction and the up-down direction. With this method, the powder F can be stably moved so as to pass through each apex.

図2は、本発明の第2実施形態に係る粉体成膜装置1の模式的な正断面図である。図1では、第1ガス収容部101、パージガス収容部102および第2ガス収容部103に対して、各原料ガスおよびパージガスが上から供給される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図2に示されるように、第1ガス供給部121は、第1原料ガスを収容する第1ガスタンク121Aと、第1ガスノズル121Bと、を有する。同様に、パージガス供給部122は、パージガスを貯留するパージガスタンク122A(ガスタンク)とパージガスノズル122Bとを有し、第2ガス供給部123は、第2原料ガスを収容する第2ガスタンク123Aと、第2ガスノズル123Bとを有する。なお、第1ガス供給部121、パージガス供給部122、第2ガス供給部123のうちの少なくとも一の供給部が、上記のような構造を備えていてもよい。 2 is a schematic front cross-sectional view of the powder film forming apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 1, the first gas storage unit 101, the purge gas storage unit 102, and the second gas storage unit 103 are described as being supplied with the source gas and the purge gas from above, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 2, the first gas supply unit 121 has a first gas tank 121A that stores the first source gas, and a first gas nozzle 121B. Similarly, the purge gas supply unit 122 has a purge gas tank 122A (gas tank) that stores the purge gas and a purge gas nozzle 122B, and the second gas supply unit 123 has a second gas tank 123A that stores the second source gas, and a second gas nozzle 123B. At least one of the first gas supply unit 121, the purge gas supply unit 122, and the second gas supply unit 123 may have the above-mentioned structure.

更に、本実施形態では、第1ガスノズル121B、パージガスノズル122Bおよび第2ガスノズル123B(いずれもガス噴出部)が、それぞれ、図1における第1粉体貯留部100J、中間粉体貯留部100M、100N、第2粉体貯留部100Kに貯留される粉体F中に配置されており、各ガスを第1ガス収容部101、パージガス収容部102および第2ガス収容部103に向かって噴出することが可能とされている。 Furthermore, in this embodiment, the first gas nozzle 121B, the purge gas nozzle 122B and the second gas nozzle 123B (all gas ejection sections) are disposed in the powder F stored in the first powder storage section 100J, the intermediate powder storage sections 100M and 100N and the second powder storage section 100K in FIG. 1, respectively, and each gas can be ejected toward the first gas storage section 101, the purge gas storage section 102 and the second gas storage section 103.

このような構成によれば、各ガスノズルが各粉体貯留部の下流側において、粉体Fの流れ方向において更に下流側に配置されるガス収容部の上流側部分に向かって、前記ガス収容部と同種の原料ガスを噴出可能なように配置されている。このため、当該ガスノズルが原料ガスを噴出するとその噴出力によって粉体を流動化させて振動による搬送を促進することができる。なお、上記の各ガスノズルが粉体F中に配置されるものとして、ガスノズルが粉体貯留部の壁面または底面に配置され、当該ノズルの先端部が粉体F中に露出するものでもよい。 According to this configuration, each gas nozzle is arranged downstream of each powder storage section so as to be able to spray the same type of raw material gas as the gas storage section toward the upstream part of the gas storage section arranged further downstream in the flow direction of the powder F. Therefore, when the gas nozzle sprays the raw material gas, the spray force can fluidize the powder and promote transportation by vibration. Note that, as each of the gas nozzles described above being arranged in the powder F, the gas nozzles may be arranged on the wall or bottom surface of the powder storage section and the tip of the nozzle may be exposed in the powder F.

図3は、本発明の第3実施形態に係る粉体成膜装置1の模式的な正断面図である。上記の第1、第2実施形態では、箱型の装置本体10の内部が複数の第1仕切部111および複数の第2仕切部112によって仕切られることで、粉体流路100が形成される態様にて説明したが、図3に示すように、装置本体10は上下に蛇行したパイプ(管材)からなるものでもよい。この場合も、パイプの頂部に第1ガス収容部101、各パージガス収容部102および第2ガス収容部103がそれぞれ形成され、パイプの底部に粉体Fを貯留する粉体貯留部105が形成される。このような構成においても、粉体移動機構125が装置本体10に振動を付与することで、粉体Fが各ガス収容部を通過し、粉体Fを構成する粒子上に成膜処理を施すことができる。 Figure 3 is a schematic front cross-sectional view of a powder film forming apparatus 1 according to a third embodiment of the present invention. In the above first and second embodiments, the inside of the box-shaped apparatus main body 10 is divided by a plurality of first partitions 111 and a plurality of second partitions 112 to form the powder flow path 100. However, as shown in Figure 3, the apparatus main body 10 may be made of a pipe (tube material) that meanders up and down. In this case, the first gas storage section 101, each purge gas storage section 102, and the second gas storage section 103 are formed at the top of the pipe, and a powder storage section 105 that stores powder F is formed at the bottom of the pipe. Even in such a configuration, the powder moving mechanism 125 applies vibration to the apparatus main body 10, so that the powder F passes through each gas storage section and a film formation process can be performed on the particles that constitute the powder F.

図4は、本発明の第4実施形態に係る粉体成膜装置1の模式的な斜視図である。本実施形態では、複数の成膜処理部100Cが、粉体流路100が上下方向に延びる中心軸周りに螺旋状に配設されるように互いに接続されている。このような構成によれば、複数の成膜処理部100Cにおいて粉体Fに対する成膜処理を連続的に行うことができるとともに、複数の成膜処理部100Cが水平方向に沿って互いに接続される場合と比較して、粉体成膜装置1の設置面積を小さくすることができる。なお、粉体Fが螺旋を下るように搬送する場合には、図4の矢印D1方向に振動を付与し、粉体Fが螺旋を上るように搬送する場合には、図4の矢印D1′方向に振動を付与すればよい。 Figure 4 is a schematic perspective view of a powder film forming apparatus 1 according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, multiple film forming processing units 100C are connected to each other so that the powder flow path 100 is arranged in a spiral shape around a central axis extending in the vertical direction. With this configuration, film forming processing can be performed continuously on the powder F in the multiple film forming processing units 100C, and the installation area of the powder film forming apparatus 1 can be reduced compared to when the multiple film forming processing units 100C are connected to each other along the horizontal direction. When the powder F is transported down the spiral, vibration is applied in the direction of the arrow D1 in Figure 4, and when the powder F is transported up the spiral, vibration is applied in the direction of the arrow D1' in Figure 4.

図5および図6は、本発明の第5実施形態に係る粉体成膜装置の模式的な水平断面図および透視斜視図である。本実施形態では、単一の成膜処理部100Cが円筒状の装置本体10内に配置されており、その上流側と下流側とが互いに接続されている。 5 and 6 are schematic horizontal cross-sectional and perspective views of a powder deposition apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, a single deposition processing unit 100C is disposed in a cylindrical device body 10, and its upstream and downstream sides are connected to each other.

詳しくは、粉体Fが同じ成膜処理部100Cの第1ガス収容部101および第2ガス収容部103を繰り返し通過可能なように、成膜処理部100Cの第2パージガス収容部102B(図1参照)が成膜処理部100Cの第1粉体貯留部100J(図1参照)に連通している(無限ループ状)。そして、成膜処理部100Cの第1粉体貯留部100Jは、貯留する粉体Fによって第2ガス収容部103と下流側の第1ガス収容部101との間で前記第1原料ガスおよび前記第2原料ガスが流れることをそれぞれ抑止するように粉体Fを貯留している。そして、図6の矢印D1方向の振動を付与することによって、図5、図6の矢印D2のように粉体Fが各第1仕切部111を潜り、図5、図6の矢印D3のように粉体Fが各第2仕切部112を乗り越えることができる。 In detail, the second purge gas storage section 102B (see FIG. 1) of the film forming processing section 100C communicates with the first powder storage section 100J (see FIG. 1) of the film forming processing section 100C so that the powder F can repeatedly pass through the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103 of the same film forming processing section 100C (infinite loop shape). The first powder storage section 100J of the film forming processing section 100C stores the powder F so that the stored powder F prevents the first raw material gas and the second raw material gas from flowing between the second gas storage section 103 and the downstream first gas storage section 101. By applying vibration in the direction of arrow D1 in FIG. 6, the powder F passes through each first partition section 111 as shown by arrow D2 in FIG. 5 and FIG. 6, and the powder F can overcome each second partition section 112 as shown by arrow D3 in FIG. 5 and FIG. 6.

このような構成によれば、粉体Fを同じ第1ガス収容部101および第2ガス収容部103を通過させることで、粉体Fに対して成膜処理を連続的に行うことができる。このため、より多くの成膜処理部が互いに接続される場合と比較して、粉体成膜装置1のサイズを小さくすることができるとともに、粉体Fが同じ第1ガス収容部101および第2ガス収容部103を1回ずつ通過する場合と比較して、多数の粉体貯留部およびガス収容部を並べる必要がなく、最小数の粉体貯留部およびガス収容部で構成することができる。この結果、粉体Fに効率的に成膜を施すことができる。なお、図5、図6に示すような無限ループ状の構造は、複数の成膜処理部100Cが連続して接続され、ループ状に配置されるものでもよい。 According to this configuration, the powder F can be continuously subjected to film formation processing by passing the powder F through the same first gas storage section 101 and second gas storage section 103. Therefore, the size of the powder film formation device 1 can be reduced compared to when more film formation processing sections are connected to each other, and compared to when the powder F passes through the same first gas storage section 101 and second gas storage section 103 once each, it is not necessary to line up a large number of powder storage sections and gas storage sections, and it can be configured with a minimum number of powder storage sections and gas storage sections. As a result, film formation can be efficiently performed on the powder F. Note that the infinite loop structure shown in Figures 5 and 6 may be one in which multiple film formation processing sections 100C are connected in series and arranged in a loop.

以上、本発明の一実施形態に係る粉体成膜装置1およびこれを用いた成膜処理方法について説明したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではなく、以下のような変形実施形態が可能である。 The powder film forming device 1 according to one embodiment of the present invention and the film forming method using the same have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and the following modified embodiments are possible.

(1)上記の第1実施形態では、原料ガス排気部120、第1ガス供給部121、パージガス供給部122、第2ガス供給部123、パージガス排気部124が図1に示されるように配置される態様にて説明したが、これらの構造物の数は、上記の態様に限定されるものでない。一例として、一つの第1ガス排気部120Aが、複数の第1ガス収容部101に連通し、各第1ガス収容部101から第1原料ガスを排気してもよい。同様に、一つの第2ガス排気部120Bが、複数の第2ガス収容部103に連通し、各第2ガス収容部103から第2原料ガスを排気してもよい。更に、一つのパージガス排気部124が複数のパージガス収容部102に連通し、各パージガス収容部102からパージガスを排気してもよい。他の実施形態においても同様である。また、各実施形態において、装置本体10内に配置される成膜処理部100Cの数は限定されるものではなく、少なくとも一つの成膜処理部100Cが配置されればよい。 (1) In the above first embodiment, the raw material gas exhaust section 120, the first gas supply section 121, the purge gas supply section 122, the second gas supply section 123, and the purge gas exhaust section 124 are described as being arranged as shown in FIG. 1, but the number of these structures is not limited to the above embodiment. As an example, one first gas exhaust section 120A may be connected to multiple first gas storage sections 101 and exhaust the first raw material gas from each first gas storage section 101. Similarly, one second gas exhaust section 120B may be connected to multiple second gas storage sections 103 and exhaust the second raw material gas from each second gas storage section 103. Furthermore, one purge gas exhaust section 124 may be connected to multiple purge gas storage sections 102 and exhaust the purge gas from each purge gas storage section 102. The same applies to other embodiments. Furthermore, in each embodiment, the number of film forming processing units 100C arranged within the device body 10 is not limited, and at least one film forming processing unit 100C may be arranged.

(2)上記の第1実施形態では、装置本体10が水平方向に延びるように配置される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図1において、装置本体10のうち前記移動方向の上流側部分よりも前記移動方向の下流側部分の方が下方に位置するように前記装置本体10が傾斜して配置されてもよい。このような構成によれば、移動方向に沿って粉体流路100を先下がりに設定することができるため、重力の作用を受けて、粉体Fの移動を促進することができる。なお、この場合も粉体Fは少なくとも水平な方向を含むような移動方向に移動される。また、他の実施形態においても、同様に装置本体10に傾斜をもたせてもよい。 (2) In the above first embodiment, the device body 10 is described as being arranged to extend in the horizontal direction, but the present invention is not limited to this. In FIG. 1, the device body 10 may be arranged at an incline so that the downstream portion of the device body 10 in the moving direction is positioned lower than the upstream portion of the device body 10 in the moving direction. With this configuration, the powder flow path 100 can be set to slope downward along the moving direction, so that the movement of the powder F can be promoted by the action of gravity. Note that in this case as well, the powder F is moved in a moving direction that includes at least the horizontal direction. Also, in other embodiments, the device body 10 may be similarly inclined.

(3)上記の第1実施形態では、第1ガス収容部101と第2ガス収容部103との間に第1パージガス収容部102Aが配置され、第2ガス収容部103の下流側に第2パージガス収容部102Bが配置される態様にて説明したが、これらのパージガス収容部102A、102Bは配置されなくてもよく、一方のパージガス収容部102のみが配置されてもよい。 (3) In the above first embodiment, the first purge gas storage section 102A is disposed between the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103, and the second purge gas storage section 102B is disposed downstream of the second gas storage section 103. However, these purge gas storage sections 102A and 102B do not have to be disposed, and only one of the purge gas storage sections 102 may be disposed.

図7は、本発明の変形実施形態に係る粉体成膜装置の模式的な正断面図である。図7のように、第1ガス収容部101および第2ガス収容部103が移動方向に沿って交互に配置され、第1ガス収容部101と第2ガス収容部103とに下方から跨るように、各粉体貯留部105が配設されるものでもよい。すなわち、本変形実施形態では、図1の第1パージガス収容部102A、第2パージガス収容部102B、中間粉体貯留部100M、100Nが備えられておらず、複数の粉体貯留部105の各々は、第1ガス収容部101および第2ガス収容部103のうちの一方のガス収容部の前記移動方向の上流側部分に下方から連通するとともに、第1ガス収容部101および第2ガス収容部103のうちの他方のガス収容部の前記移動方向の下流側部分に下方から連通している。このような構成によれば、第1実施形態のようなパージガス収容部102を有する場合と比較して、粉体成膜装置1の移動方向におけるサイズを小さくすることが可能となる。 Figure 7 is a schematic front cross-sectional view of a powder deposition apparatus according to a modified embodiment of the present invention. As shown in Figure 7, the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103 may be arranged alternately along the moving direction, and each powder storage section 105 may be arranged so as to straddle the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103 from below. That is, in this modified embodiment, the first purge gas storage section 102A, the second purge gas storage section 102B, and the intermediate powder storage sections 100M and 100N in Figure 1 are not provided, and each of the multiple powder storage sections 105 communicates from below with the upstream part of one of the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103 in the moving direction, and communicates from below with the downstream part of the other of the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103 in the moving direction. With this configuration, it is possible to reduce the size of the powder deposition device 1 in the direction of movement compared to when the device has a purge gas storage section 102 as in the first embodiment.

(4)また、上記の第1実施形態では、パージガス排気部124が、第1パージガス収容部102Aおよび第2パージガス収容部102Bからパージガスをそれぞれ排気し、各パージガス収容部が第1ガス収容部101および第2ガス収容部103に対して負圧に設定される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。パージガス収容部102A、102Bの圧力が、第1ガス収容部101の圧力および第2ガス収容部103の圧力よりも高くなるように、流量制御弁122C(圧力調整機構)が各パージガス収容部の圧力を調整するものでもよい。この場合、各パージガス収容部が各ガス収容部に対して正圧に設定されるため、粉体内に残留する第1原料ガスおよび第2原料ガスの余剰分が各パージガス収容部に流入し互いに混触することを防止することができる。 (4) In the above first embodiment, the purge gas exhaust unit 124 exhausts the purge gas from the first purge gas storage unit 102A and the second purge gas storage unit 102B, and each purge gas storage unit is set to a negative pressure relative to the first gas storage unit 101 and the second gas storage unit 103. However, the present invention is not limited to this. The flow control valve 122C (pressure adjustment mechanism) may adjust the pressure of each purge gas storage unit so that the pressure of the purge gas storage units 102A and 102B is higher than the pressure of the first gas storage unit 101 and the pressure of the second gas storage unit 103. In this case, since each purge gas storage unit is set to a positive pressure relative to each gas storage unit, it is possible to prevent the excess of the first raw material gas and the second raw material gas remaining in the powder from flowing into each purge gas storage unit and coming into contact with each other.

(5)また、粉体成膜装置1における粉体Fの移動方向は右方向(水平方向)に限定されるものではなく、水平な方向に対して上方または下方に傾斜した略水平方向であってもよいし、粉体Fの移動が可能であれば、上下方向と鋭角に交差する所定の移動方向であってもよい。当該所定の方向には、水平方向および前記略水平方向が含まれる。また、粉体Fを安定して搬送するために、前記移動方向と水平方向とがなす角度は60度以内に設定されることが望ましく、45度以内に設定されることが更に望ましい。 (5) Furthermore, the movement direction of the powder F in the powder deposition device 1 is not limited to the right direction (horizontal direction), but may be a substantially horizontal direction inclined upward or downward from the horizontal direction, or may be a specified movement direction that intersects with the up-down direction at an acute angle, as long as the powder F can move. The specified direction includes the horizontal direction and the substantially horizontal direction. Furthermore, in order to transport the powder F stably, it is preferable that the angle between the movement direction and the horizontal direction be set to within 60 degrees, and it is even more preferable that the angle be set to within 45 degrees.

(6)また、上記の実施形態では、第1ガス収容部101および第2ガス収容部103が前記移動方向に沿って交互に配置されており第1ガス収容部101と第2ガス収容部103との間に複数のパージガス収容部102がそれぞれ配置される態様にて説明したが、当該パージガス収容部102の代わりに、専用のガスを収容しないダミーガス収容部がそれぞれ配置されてもよい。すなわち、ダミーガス収容部にはパージガス供給部122から前記パージガスが供給されない。このような場合でも、第1原料ガスおよび第2原料ガスが、粉体Fの粒子の表面以外において互いに混触することを抑止することができる。なお、ダミーガス収容部に流入した各原料ガスを排気するために、前記ダミーガス収容部にパージガス排気部124と同様の排気機構が接続される。この結果、ダミーガス収容部に侵入、滞留した第1原料ガスおよび第2原料ガスの混触を防止することができる。 (6) In the above embodiment, the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103 are alternately arranged along the moving direction, and a plurality of purge gas storage sections 102 are arranged between the first gas storage section 101 and the second gas storage section 103. However, instead of the purge gas storage section 102, a dummy gas storage section that does not store a dedicated gas may be arranged. That is, the purge gas is not supplied from the purge gas supply section 122 to the dummy gas storage section. Even in such a case, the first raw material gas and the second raw material gas can be prevented from coming into contact with each other except on the surface of the particles of the powder F. In addition, in order to exhaust each raw material gas that has flowed into the dummy gas storage section, an exhaust mechanism similar to the purge gas exhaust section 124 is connected to the dummy gas storage section. As a result, it is possible to prevent the first raw material gas and the second raw material gas that have entered and remained in the dummy gas storage section from coming into contact with each other.

1 粉体成膜装置
10 装置本体
10B 底壁
10T 天壁
100 粉体流路
100A 供給側貯留室
100B 排出側貯留室
100C 成膜処理部
100J 第1粉体貯留部
100K 第2粉体貯留部
100M、100N 中間粉体貯留部
101 第1ガス収容部(ガス収容部)
102 パージガス収容部(ガス収容部)
103 第2ガス収容部(ガス収容部)
105 粉体貯留部
10P 粉体供給口
10Q 粉体排出口
111 第1仕切部
112 第2仕切部
120 原料ガス排気部
120A 第1ガス排気部120A
120B 第2ガス排気部120B
121 第1ガス供給部
121A 第1ガスタンク
121B 第1ガスノズル
122 パージガス供給部
122A パージガスタンク
122B パージガスノズル
122C 流量制御弁(圧力調整機構)
123 第2ガス供給部
123A 第2ガスタンク
123B 第2ガスノズル
124 パージガス排気部(排気機構)
125 粉体移動機構
F 粉体
1 Powder film forming apparatus 10 Apparatus body 10B Bottom wall 10T Top wall 100 Powder flow path 100A Supply side storage chamber 100B Discharge side storage chamber 100C Film forming processing unit 100J First powder storage section 100K Second powder storage section 100M, 100N Intermediate powder storage section 101 First gas storage section (gas storage section)
102 Purge gas storage section (gas storage section)
103 Second gas storage section (gas storage section)
105 Powder storage section 10P Powder supply port 10Q Powder discharge port 111 First partition section 112 Second partition section 120 Raw material gas exhaust section 120A First gas exhaust section 120A
120B Second gas exhaust section 120B
121 First gas supply unit 121A First gas tank 121B First gas nozzle 122 Purge gas supply unit 122A Purge gas tank 122B Purge gas nozzle 122C Flow control valve (pressure adjustment mechanism)
123 Second gas supply unit 123A Second gas tank 123B Second gas nozzle 124 Purge gas exhaust unit (exhaust mechanism)
125 Powder moving mechanism F Powder

Claims (16)

粉体に成膜処理を施す粉体成膜装置であって、
装置本体と、
第1原料ガスを供給することが可能な第1ガス供給部と、
前記第1原料ガスとは異なる第2原料ガスを供給することが可能な第2ガス供給部と、
前記装置本体に設けられ、前記第1原料ガスのガス分子と前記第2原料ガスのガス分子との反応によって粉体の粒子の表面に膜を形成することが可能な少なくとも一つの成膜処理部であって、複数の頂部と複数の底部とを有し上下に蛇行しながら上下方向と交差する移動方向に粉体が流れることを許容する粉体流路が形成されている少なくとも一つの成膜処理部と、
前記少なくとも一つの成膜処理部において前記粉体流路に沿って粉体を連続的に移動させることが可能な粉体移動機構と、
を備え、
前記少なくとも一つの成膜処理部は、
前記粉体流路の前記底部をそれぞれ構成し、粉体を貯留する複数の粉体貯留部と、
前記粉体流路の前記頂部をそれぞれ構成し、前記複数の粉体貯留部のうち隣接する粉体貯留部同士を互いに接続するとともに内部にガスを収容する複数のガス収容部であって、前記第1ガス供給部から前記第1原料ガスを受け入れ当該第1原料ガスを収容する第1ガス収容部と前記第2ガス供給部から前記第2原料ガスを受け入れ当該第2原料ガスを収容する第2ガス収容部とを少なくとも含む複数のガス収容部と、
を有し、
前記粉体移動機構は、粉体が前記粉体貯留部から前記ガス収容部に流入することで前記ガス収容部内のガスに曝露され、粉体が前記ガス収容部から次の粉体貯留部に流入するように、前記粉体流路において粉体を移動させ、
前記複数の粉体貯留部は、隣接するガス収容部同士の間で前記粉体流路に沿ってガスが流れることを前記貯留する粉体によって抑止することが可能なように粉体を貯留する形状を有している、粉体成膜装置。
A powder film forming apparatus for performing a film forming process on powder,
A device body,
a first gas supply unit capable of supplying a first source gas;
a second gas supply unit capable of supplying a second source gas different from the first source gas;
at least one film-forming processing unit provided in the apparatus body and capable of forming a film on a surface of a powder particle by a reaction between gas molecules of the first raw material gas and gas molecules of the second raw material gas, the at least one film-forming processing unit having a powder flow path having a plurality of tops and a plurality of bottoms and allowing the powder to flow in a moving direction intersecting with a vertical direction while meandering up and down;
a powder moving mechanism capable of continuously moving powder along the powder flow path in the at least one film forming processing unit;
Equipped with
The at least one film forming processing unit includes:
a plurality of powder reservoirs each constituting the bottom of the powder flow path and configured to store powder;
a plurality of gas storage sections each constituting the top of the powder flow path, connecting adjacent ones of the plurality of powder storage sections to each other, and storing a gas therein, the plurality of gas storage sections including at least a first gas storage section receiving the first raw material gas from the first gas supply section and storing the first raw material gas, and a second gas storage section receiving the second raw material gas from the second gas supply section and storing the second raw material gas;
having
the powder moving mechanism moves the powder in the powder flow path such that the powder flows from the powder storage section to the gas storage section, whereby the powder is exposed to the gas in the gas storage section, and the powder flows from the gas storage section to a next powder storage section;
a powder deposition apparatus, wherein the plurality of powder storage sections have a shape for storing powder such that the stored powder can prevent gas from flowing along the powder flow path between adjacent gas storage sections.
前記複数のガス収容部において、前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部は前記移動方向に沿って交互に配置されており、
前記複数の粉体貯留部の各々は、前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部とそれぞれ連通している、請求項1に記載の粉体成膜装置。
In the plurality of gas containing sections, the first gas containing sections and the second gas containing sections are alternately arranged along the moving direction,
The powder deposition apparatus according to claim 1 , wherein each of the plurality of powder storage sections is in communication with the first gas storage section and the second gas storage section, respectively.
前記第1原料ガスおよび前記第2原料ガスとは異なるガスであって粉体内から余剰となった第1原料ガスまたは第2原料ガスを除去するためのパージガスを供給することが可能なパージガス供給部を更に備え、
前記複数のガス収容部において、前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部は前記移動方向に沿って交互に配置されており、
前記複数のガス収容部は、前記粉体流路における粉体の流れにおいて前記第1ガス収容部と前記第2ガス収容部との間にそれぞれ配置され、前記パージガス供給部から前記パージガスを受け入れ当該パージガスを収容する複数のパージガス収容部を更に有する、請求項1に記載の粉体成膜装置。
a purge gas supply unit capable of supplying a purge gas which is different from the first raw material gas and the second raw material gas and is used to remove an excess of the first raw material gas or the second raw material gas from a powder;
In the plurality of gas containing sections, the first gas containing sections and the second gas containing sections are alternately arranged along the moving direction,
2. The powder deposition apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of purge gas accommodating sections each arranged between the first gas accommodating section and the second gas accommodating section in the powder flow path, the purge gas being received from the purge gas supply section and accommodating the purge gas.
前記パージガス収容部の圧力が、前記第1ガス収容部の圧力および前記第2ガス収容部の圧力よりも低くなるように、前記パージガス収容部の圧力を調整する圧力調整機構と、
前記パージガス収容部から前記パージガスを排気する排気機構と、
を更に備える、請求項3に記載の粉体成膜装置。
a pressure adjusting mechanism that adjusts the pressure of the purge gas storage unit so that the pressure of the purge gas storage unit is lower than the pressure of the first gas storage unit and the pressure of the second gas storage unit;
an exhaust mechanism that exhausts the purge gas from the purge gas storage unit;
The powder deposition apparatus according to claim 3 , further comprising:
前記パージガス収容部の圧力が、前記第1ガス収容部の圧力および前記第2ガス収容部の圧力よりも高くなるように、前記パージガス収容部の圧力を調整する圧力調整機構と、
前記パージガス収容部から前記パージガスを排気する排気機構と、
を更に備える、請求項3に記載の粉体成膜装置。
a pressure adjustment mechanism that adjusts the pressure of the purge gas storage unit so that the pressure of the purge gas storage unit is higher than the pressure of the first gas storage unit and the pressure of the second gas storage unit;
an exhaust mechanism that exhausts the purge gas from the purge gas storage unit;
The powder deposition apparatus according to claim 3 , further comprising:
前記複数のガス収容部において、前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部は前記移動方向に沿って交互に配置されており、
前記複数のガス収容部は、前記粉体流路における粉体の流れにおいて前記第1ガス収容部と前記第2ガス収容部との間にそれぞれ配置され、前記第1原料ガスおよび前記第2原料ガスとは異なるガスであって粉体内から余剰となった第1原料ガスまたは第2原料ガスを除去するためのパージガスが供給されない複数のダミーガス収容部を更に有し、
前記ダミーガス収容部に接続される排気機構を更に備える、請求項1に記載の粉体成膜装置。
In the plurality of gas containing sections, the first gas containing sections and the second gas containing sections are alternately arranged along the moving direction,
the plurality of gas storage units are respectively disposed between the first gas storage unit and the second gas storage unit in a powder flow path , and further include a plurality of dummy gas storage units to which a purge gas, which is a gas different from the first source gas and the second source gas and is used to remove an excess of the first source gas or the second source gas from the powder, is not supplied ,
The powder deposition apparatus according to claim 1 , further comprising an exhaust mechanism connected to the dummy gas storage unit.
前記装置本体は、
底壁と、
前記底壁の上方に配置される天壁と、
前記装置本体の前記天壁に前記移動方向に互いに間隔をおいて配置されかつ前記天壁から下方にそれぞれ延び前記粉体流路を画定する少なくとも3つの第1仕切部であって、
前記底壁に対して所定の間隔をおいて配置される第1仕切先端部をそれぞれ有する、少なくとも3つの第1仕切部と、
前記少なくとも3つの第1仕切部のうち前記移動方向において互いに隣接する前記第1仕切部同士の間にそれぞれ配置されるように前記装置本体の前記底壁に前記移動方向に互いに間隔をおいて配置されかつ前記底壁から上方にそれぞれ延び前記粉体流路を画定する複数の第2仕切部であって、前記天壁に対して所定の間隔をおいて配置される第2仕切先端部をそれぞれ有する、複数の第2仕切部と、
を有し、
前記少なくとも3つの第1仕切部のうち前記移動方向において互いに隣接する複数対の前記第1仕切部が、少なくとも前記第2仕切先端部よりも上方の部分において、前記複数のガス収容部をそれぞれ画定し、
前記複数の第2仕切部のうちの前記移動方向において互いに隣接する少なくとも一対の前記第2仕切部が、前記第1仕切先端部を両側から挟むように前記粉体貯留部を画定する、請求項1乃至6の何れか1項に記載の粉体成膜装置。
The device body includes:
The bottom wall and
A top wall disposed above the bottom wall;
At least three first partitions are disposed on the top wall of the device body at intervals in the moving direction and extend downward from the top wall to define the powder flow path,
At least three first partitions, each having a first partition tip portion disposed at a predetermined interval from the bottom wall;
a plurality of second partition portions that are disposed at intervals from one another in the movement direction on the bottom wall of the device body so as to be respectively disposed between adjacent first partition portions among the at least three first partition portions in the movement direction, and that extend upward from the bottom wall to define the powder flow path, each of the second partition portions having a second partition tip portion that is disposed at a predetermined interval from the top wall;
having
A plurality of pairs of the first partition portions adjacent to each other in the moving direction among the at least three first partition portions define the plurality of gas storage portions at least in a portion above the second partition tip portion,
7. The powder deposition apparatus according to claim 1, wherein at least one pair of the second partition portions, which are adjacent to each other in the movement direction among the plurality of second partition portions, defines the powder storage portion so as to sandwich the first partition tip portion from both sides.
前記装置本体のうち前記移動方向の上流側部分よりも前記移動方向の下流側部分の方が下方に位置するように前記装置本体が傾斜して配置されている、請求項1乃至7の何れか1項に記載の粉体成膜装置。 The powder deposition device according to any one of claims 1 to 7, wherein the device body is tilted so that a downstream portion of the device body in the moving direction is positioned lower than an upstream portion of the device body in the moving direction. 前記少なくとも一つの成膜処理部は、複数の成膜処理部を有し、
前記複数の成膜処理部のうちの一の成膜処理部の前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部を通過した粉体が、前記複数の成膜処理部のうちの他の成膜処理部の前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部を通過するように、前記複数の成膜処理部が互いに接続されている、請求項1乃至8の何れか1項に記載の粉体成膜装置。
The at least one film forming processing unit has a plurality of film forming processing units,
9. The powder deposition apparatus according to claim 1, wherein the plurality of film deposition processing sections are connected to each other such that powder that has passed through the first gas storage unit and the second gas storage unit of one of the plurality of film deposition processing sections passes through the first gas storage unit and the second gas storage unit of another of the plurality of film deposition processing sections.
前記複数の成膜処理部は、前記粉体流路が上下方向に延びる中心軸周りに螺旋状に配設されるように互いに接続されている、請求項9に記載の粉体成膜装置。 The powder deposition device according to claim 9, wherein the multiple deposition processing units are connected to each other so that the powder flow path is arranged in a spiral shape around a central axis extending in the vertical direction. 粉体が前記少なくとも一つの成膜処理部のうち同じ前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部を繰り返し通過可能なように、前記少なくとも一つの成膜処理部の前記粉体流路のうち前記第2ガス収容部よりも前記移動方向下流側部分が当該少なくとも一つの成膜処理部の前記粉体流路のうち前記第1ガス収容部よりも前記移動方向上流側部分に連通している、請求項1乃至9の何れか1項に記載の粉体成膜装置。 The powder deposition device according to any one of claims 1 to 9, wherein a portion of the powder flow path of the at least one deposition processing unit downstream in the movement direction from the second gas storage unit is connected to a portion of the powder flow path of the at least one deposition processing unit upstream in the movement direction from the first gas storage unit, so that the powder can repeatedly pass through the same first gas storage unit and the second gas storage unit of the at least one deposition processing unit. 前記少なくとも一つの成膜処理部の前記第1ガス収容部および前記第2ガス収容部から気体を排気する真空ポンプを更に備える、請求項1乃至11の何れか1項に記載の粉体成膜装置。 The powder deposition apparatus according to any one of claims 1 to 11, further comprising a vacuum pump that exhausts gas from the first gas storage unit and the second gas storage unit of the at least one deposition processing unit. 前記粉体移動機構は、前記装置本体に対して前記移動方向および上下方向をそれぞれ含む特定方向の振動を与える振動発生部を含む、請求項1乃至12の何れか1項に記載の粉体成膜装置。 The powder deposition device according to any one of claims 1 to 12, wherein the powder movement mechanism includes a vibration generating unit that applies vibrations to the device body in specific directions including the movement direction and the up-down direction. 前記第1ガス供給部および前記第2ガス供給部のうちの少なくとも一方のガス供給部は、
前記第1原料ガスまたは前記第2原料ガスを収容するガスタンクと、
前記粉体貯留部において貯留される粉体中に配置され、前記ガスタンクから原料ガスを受け入れるとともに前記第1ガス収容部または前記第2ガス収容部に向かって前記原料ガスを噴出することが可能なガス噴出部と、
を有する、請求項1乃至13の何れか1項に記載の粉体成膜装置。
At least one of the first gas supply unit and the second gas supply unit is
a gas tank that contains the first source gas or the second source gas;
a gas ejection unit that is disposed in the powder stored in the powder storage unit and is capable of receiving a source gas from the gas tank and ejecting the source gas toward the first gas storage unit or the second gas storage unit;
The powder deposition apparatus according to claim 1 , further comprising:
粉体に成膜処理を施す粉体成膜方法であって、
複数の頂部と複数の底部とを有し上下に蛇行しながら上下方向と交差する移動方向に粉体が流れることを許容する粉体流路が形成されている装置本体を準備する準備工程と、
前記粉体流路のうち前記複数の頂部よりも下方の領域に粉体を貯留し、当該貯留された粉体によって前記複数の頂部同士の間を仕切る、粉体貯留工程と、
前記複数の頂部のうちの一の頂部に第1原料ガスを収容する一方、前記一の頂部よりも前記移動方向下流側の他の頂部に前記第1原料ガスとは異なる第2原料ガスを収容するガス収容工程と、
前記装置本体において前記粉体流路に沿って前記粉体を前記移動方向に連続的に移動させることで、前記粉体を前記第1原料ガスおよび前記第2原料ガスに順に曝露させ、前記第1原料ガスのガス分子と前記第2原料ガスのガス分子との反応によって前記粉体の粒子の表面に成膜処理を施す成膜工程と、
を備える粉体成膜方法。
A powder coating method for performing a coating process on powder, comprising the steps of:
a preparation step of preparing an apparatus body having a powder flow path formed therein, the powder flow path having a plurality of tops and a plurality of bottoms and allowing the powder to flow in a moving direction intersecting the up-down direction while meandering up and down;
a powder storing step of storing powder in a region of the powder flow path below the plurality of peaks, and separating the plurality of peaks with the stored powder;
a gas storing step of storing a first source gas in one of the plurality of tops and storing a second source gas different from the first source gas in another top downstream of the one top in the moving direction;
a film-forming process in which the powder is continuously moved in the moving direction along the powder flow path in the apparatus body to sequentially expose the powder to the first source gas and the second source gas, and a film-forming process is performed on surfaces of particles of the powder by a reaction between gas molecules of the first source gas and gas molecules of the second source gas;
The powder film forming method includes the steps of:
前記成膜工程は、前記装置本体に対して前記移動方向および上下方向をそれぞれ含む特定方向の振動を与えることで、前記粉体を前記移動方向に移動させることを含む、請求項15に記載の粉体成膜方法。 The powder film forming method according to claim 15, wherein the film forming process includes moving the powder in the movement direction by applying vibrations to the device body in specific directions including the movement direction and the up-down direction.
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