(57)【要約】 【課題】粒径のバラツキが大きい原料粉末を用いても、空隙の少ない緻密な堆積膜を成膜可能にすること。  【解決手段】網の目状に貫通孔が形成された平板に原料粉末を付着させ、前記平板に付着した前記原料粉末にガスを吹き付けて、前記原料粉末を形成する粒子と前記ガスを混合し、前記粒子を、真空中で前記ガスと共に基板に向かって噴射する。  【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
網の目状に貫通孔が形成された平板に原料粉末を付着させる第１の工程と、
前記平板に付着した前記原料粉末にガスを吹き付けて、前記原料粉末を形成する粒子と前記ガスを混合する第２の工程と、
前記粒子を、真空中で前記ガスと共に基板に向かって噴射する第３の工程を、
具備する成膜方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜方法において、
前記第１の工程が、回転する前記平板に前記原料粉末を接触させて、前記平板に前記原料粉末を付着させる工程であることを、
特徴とする成膜方法。
【請求項３】
請求項２に記載の成膜方法において、
前記平板が回転している間、前記原料粉末が装填された容器を、前記平板の回転面の法線方向に移動させることを、
特徴とする成膜方法。
【請求項４】
請求項２に記載の成膜方法において、
前記平板が回転している間、前記平板を、前記平板の回転面の法線方向に移動させることを、
特徴とする成膜方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の成膜方法において、
前記第１の工程を、前記原料粉末を無振動状態に保ったまま実施することを、
特徴とする成膜方法。
【請求項６】
原料粉末を装填する容器と、
網の目状に貫通孔が形成された平板状の回転体と、
前記貫通孔が形成された領域に向かって、ガスを噴射するガス噴射ユニットと、
前記回転体を挟んで前記ガス噴射ユニットに対向し、噴射された前記ガスが流入するガス受入ユニットを有し、
前記回転体は、前記容器に原料粉末を装填した際に、前記領域の下側が前記原料粉末に埋もれるように配置され、
前記ガス噴射ユニットは、前記容器に原料粉末を装填した際に、ガス噴射口が前記原料粉末に埋もれないように配置され、
前記ガス受入ユニットは、前記容器に原料粉末を装填した際に、ガス受入口が前記原料粉末に埋もれないように配置されているエアロゾル発生装置を具備し、
更に、前記エアロゾル発生装置で生成されたエアロゾルが吹き付けられる基板を保持する基板ホルダーを有する成膜室と、
前記成膜室を排気する排気装置を具備する成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法及びその成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータや携帯端末などの電子機器に対して、小型化、高機能化、多機能化への要求が高まっている。これらの要求を満たすためには、これらの電子機器を形成する半導体装置や電子部品を小型化・高機能化・多機能化するだけでは不十分であり、これら半導体装置や電子部品を搭載するプリント基板の小型化・高機能化・多機能化も必要である。
【０００３】
そこで、金属やセラミックスをプリント基板内に埋め込んで、コンデンサやインダクタンス等の回路部品をプリント基板に集積化する複合化技術の研究・開発が進められている。
【０００４】
しかし、プリント基板を形成する樹脂と、セラミックや金属は形成条件（成膜温度等）が大きく異なっている。このため、従来の成膜技術によって、プリント基板内に金属やセラミックスを埋め込むことには、種々の問題があった。
【０００５】
これに対して、最近、衝撃固化現象を利用したエアロゾルデポジション（Aerosol Deposition；ＡＳＤ）技術が注目されている。エアロゾルデポジション技術は、原料粉末（例えば、金属粉末）を浮遊粉塵（エアロゾル）化し、真空中で基板に吹き付けて堆積膜を形成する技術である。
【０００６】
この技術によれば、室温に於いて、セラミックスや金属を成膜することが可能になる。
【０００７】
また、メッキによる金属膜の形成のように、有害な廃液が発生することもない。すなわち、エアロゾルデポジション技術は、環境負荷が小さい成膜技術でもある。
【０００８】
このため、エアロゾルデポジション技術は、セラミックスや金属の複合化を容易にする技術として期待されている。
【特許文献１】特開２００６−８２０２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２３１３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、金属粉末等を形成する微粒子の粒径は必ずしも一定ではない。例えば、微粒子の平均粒径が０．５μｍのチタン酸バリウム粉末の場合、０．９μｍ以上の粒径を持った粒子が１０％程度存在している。
【００１０】
このような大粒径の粒子を含む粉末をガスで加速して基板に吹き付けた場合、大粒径の粒子が堆積膜中に取り込まれ、その周囲に空隙が形成される。このため、緻密な膜の形成が阻害され、種々の問題が生じる。
【００１１】
例えば、これらの空隙の密度が高くなると、空隙が互いに繋がって、堆積膜の上面から下面に至るパスが形成される。このよう堆積膜を誘電体層としてキャパシタを作製すると、堆積膜上に形成した金属が、空隙に侵入してリーク電流の原因となる。
【００１２】
そこで、エアロゾルデポジッションに用いる原料粉末には、粉末にガスを吹き付けて、粒径の小さい微粒子だけを選別する分級処理が施される。ここで、粒径の選別には、微粒子の質量差が利用される。しかし、分級処理には、多くの手間とコストが必要である。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、分級処理が施されていない、粒径のバラツキが大きい原料粉末を用いても、空隙の少ない緻密な膜の形成が可能になる成膜方法及びその成膜装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本成膜方法は、網の目状に貫通孔が形成された平板に原料粉末を付着させる第１の工程と、前記平板に付着した前記原料粉末にガスを吹き付けて、前記原料粉末を形成する粒子と前記ガスを混合する第２の工程と、前記粒子を、真空中で前記ガスと共に基板に向かって噴射する第３の工程を具備する。
【発明の効果】
【００１５】
本成膜方法によれば、粒径のバラツキが大きい原料粉末を用いても、空隙の少ない緻密な堆積膜を成膜することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１７】
図１は、本発明者が使用してきた、エアロゾルデポジション装置２の構成を説明する図である。図１を参照して、まず、本発明者が実施してきた成膜方法を説明する。尚、以後の説明では、図面が異なっても対応する部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００１８】
成膜に使用するエアロゾルデポジション装置２は、成膜室４と、排気装置６と、エアロゾル発生装置８と、ガス供給装置１０を具備している。ここで、エアロゾル発生装置８は、エアロゾル発生容器１６と振動器２０を具備している。
【００１９】
エアロゾルデポジションは、この装置２を用いて、以下の手順に従って実施される。
【００２０】
まず、エアロゾル発生容器１６に原料粉末１８を充填する。
【００２１】
次に、成膜室４の内部を排気装置６によって排気する。
【００２２】
次に、振動器２０によって、エアロゾル発生容器１６全体に振動を印加する。振動が加えられたエアロゾル発生容器１６は、原料粉末１８全体を振動させ攪拌する。
【００２３】
次に、原料粉末１８の攪拌を継続したまま、ガス供給装置１０からエアロゾル発生容器１６に圧縮ガスを導入する。すると、原料粉末１８を形成する微粒子が圧縮ガスと混合され、圧縮ガス中が浮遊し始める。このようにして、原料粉末１８が、エアロゾル化（浮遊粉塵化）される。
【００２４】
この時、原料粉末１８を形成する微粒子は、その粒径によらず、等しくエアロゾル化される。
【００２５】
次に、配管５８に設けた第３のバルブ８６を開いて、このエアロゾルを、スリット状のノズル２２から成膜室４に配置した基板１４に向かって噴射する。
【００２６】
成膜室は、排気装置６によって減圧されている。このため、エアロゾルを形成する微粒子は、音速程度の高速で基板１４に向かって噴出する。ノズル２２から噴出した微粒子は、基板１４に衝突し、基板表面に固着する。
【００２７】
上述したように、本発明者が実施してきた方法では、原料粉末１８を形成する微粒子が、その粒径によらずエアロゾル化される。従って、分級処理が施されていない粉末をそのまま原料粉末として使用した場合、大粒径の粒子もエアロゾル化され基板１４に衝突する。このため、堆積膜中に多くの空隙が発生して、緻密な膜の形成が阻害される。その結果、種々の不都合が発生する。
【００２８】
例えば、このような堆積膜の上に電極を形成すると、電極を形成する金属が空隙に侵入して、電流パスを形成する。このため、漏れ電流が大きくなる。尚、堆積膜中の空隙は、例えば、走査電子線顕微鏡によって観測することができる。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、粒径の小さな微粒子を選び出してエアロゾルを形成する機能（以下、粒径選別機能と呼ぶ）を備えた、新規なエアロゾル発生装置によって、エアロゾルを生成し成膜を行う。
【００３０】
−エアロゾル発生装置の構成−
図２は、本実施の形態で使用するエアロゾル発生装置２４の構成を説明する断面図である。
【００３１】
本実施の形態で使用するエアロゾル発生装置２４は、原料粉末１８を装填する容器２６を具備している。また、エアロゾル発生装置２４は、網の目状に貫通孔が形成された平板状の回転体２８を具備している。
【００３２】
図３は、回転体２８の平面図である。図４は、回転体２８のＡ−Ａ線に於ける断面を矢印の方向から見た図である。
【００３３】
回転体２８は、例えば、金属製の円板３０に貫通孔３２が網の目状に形成された部材である。図３に示すように、回転体２８は、同心円状の４つの領域に分割されている。最外周に位置する第１の領域３４は、貫通孔が設けられていない平坦な領域である。第１の領域３４の内側に隣接する第２の領域３６には、貫通孔３２が、網の目状に形成されている。第２の領域３６の内側に隣接する第３の領域３８は、貫通孔３２が設けられていない平坦な領域である。第３の領域３８の内側に隣接する第４の領域４０は、回転体２８の回転中心を含む領域である。
【００３４】
第４の領域４０は、平板３０が刳り貫かれた領域である。この第４の領域４０には、回転軸４２が固定されている。この回転軸４２には、駆動ユニット（図示せず）が接続されている。この駆動ユニットが回転軸４２を回転させることによって、回転体２８が回転する。
【００３５】
更に、本エアロゾル発生装置２４は、貫通孔３２が形成された第２の領域３６の一部分に向かって、ガスを噴射するガス噴射ユニット４４を具備している（図２参照）。
【００３６】
ガス噴射ユニット４４は、例えば、筒状の部材である。そして、その先端４６が、第２の領域３６に面するように配置されている。
【００３７】
この先端４６とは反対側の端４８には、配管５６を介してガス供給装置１０（図１参照）が接続される。ガス供給装置１０は、ガス噴射ユニット４４に圧縮ガスを供給する。そして、ガス噴射ユニット４４は、先端部４６が面している、回転体２８の第２の領域３６の一部分に向かって、上記圧縮ガスを噴射する。
【００３８】
また、本エアロゾル発生装置２４は、回転体２８を挟んでガス噴射ユニット４４に対向し、噴射された上記ガスが入射するガス受入ユニット５０を具備している。
【００３９】
ガス受入ユニット５０は、例えば、筒状の部材である。そして、ガス受入ユニット５０の先端５２は、回転体２８を挟んで、ガス噴射ユニット４４の先端４６に対向するように配置されている。従って、ガス噴射ユニット４４が噴射する上記圧縮ガスは、この先端５２からガス受入ユニット５０に流入する。
【００４０】
この先端５２とは反対側の端５４には、配管５８を介して、成膜室４内にエアロゾル６８を噴射するノズル２２が接続されている（図１参照）。尚、ガス噴射ユニット４４とガス受入ユニット５０は、図２に示すように、同一直線状に配置されていることが好ましい。
【００４１】
本エアロゾル発生装置２４では、原料粉末１８は、容器２６を部分的に満たすように装填される。そして、回転体２８は、このように原料粉末１８を容器２６に装填した際に、貫通孔３２が形成された領域（第２の領域３６）の下側が部分的に原料粉末１８に埋もれるように配置されている。
【００４２】
また、本エアロゾル発生装置２４では、ガス噴射ユニット４４は、上述したように原料粉末１８を容器２６に装填した際に、ガス噴射口６２が原料粉末１８に埋もれないように配置されている。
【００４３】
また、本エアロゾル発生装置２４では、ガス受入ユニット５０は、上述したように原料粉末１８を容器２６に装填した際に、ガス受入口６４が原料粉末１８に埋もれないように配置されている。
【００４４】
−エアロゾル発生装置の動作−
図５は、本実施の形態で使用するエアロゾル発生装置２４の動作を説明する図である。
【００４５】
エアロゾル発生装置２４の容器２６には、回転体２８の、網の目状に貫通孔３２が形成された領域（第２の領域３６）の下側が埋もれるように、原料粉末１８が部分的に充填される。
【００４６】
すると、原料粉末１８に埋もれた貫通孔３３に、原料粉末１８を形成する微粒子が侵入してくる。この時、粒径が小さな微粒子ほど、貫通孔３３に入り込みやすい。このように貫通孔３３に微粒子が侵入することによって、回転体２８に原料粉末１８が付着する。
【００４７】
回転体２８は、貫通孔３２内に微粒子を取り込んだまま、ゆっくりと回転する（例えば、１０回転/分）。貫通孔３２内に取り込まれた微粒子は、回転の進行に従ってやがて、原料粉末１８の外側に取り出される。この時取り出される微粒子は、大半が、貫通孔３２に侵入しやすい、粒径の小さい粒子である。
【００４８】
回転体２８が更に回転すると、微粒子を取り込んだ複数の貫通孔３２の一部は、ガス噴射ユニット４４のガス噴射口６２に対面する位置まで進む。すると、貫通孔内の微粒子は、ガス噴射ユニット４４が噴射する圧縮ガス６６に曝される。この時、貫通孔内に取り込まれていた微粒子は、圧縮ガスによって貫通孔から吹き飛ばされ、圧縮ガスと混合される。その結果、粒径の大きな微粒子を殆ど含まない、エアロゾル６８が生成される。
【００４９】
図６は、回転中の回転体２８を、正面から見た図である。図６に示すように、回転体２８には原料粉末が付着する。付着した原料粉末７０には、圧縮ガスが吹き付けられ、エアロゾルが発生する。図６の破線で囲われた領域７２は、圧縮ガスが吹き付けられている部分を表している。
【００５０】
圧縮ガスが吹き付けられると、貫通孔は空になる。空になった貫通孔７３は、回転体２８の回転に従って更に回転し、再度、原料粉末１８中に潜り込む。この時、再び貫通孔内に粒径の小さな微粒子が入り込む。
【００５１】
以上の過程が繰り返されて、粒径の大きな粒子を殆ど含まないエアロゾルが生成される。
【００５２】
このようにして生成されたエアロゾル６８は、ガス受入口６４からガス受入ユニット５０に流入する（図５参照）。
【００５３】
その後、エアロゾル６８は、配管５８を経由して真空に排気された成膜室４に導かれ、ノズル２２から基板１４に向かって噴射される。
【００５４】
このように、本エアロゾル発生装置２４は、回転体２８に設けられた貫通孔によって原料粉末から粒径の小さい微粒子を選び出す。更に、本エアロゾル発生装置２４は、この微粒子をガスと混合して、エアロゾルを生成する。従って、本エアロゾル発生装置２４によれば、分級処理が施されていない、粒径のバラツキが大きい原料粉末から、粒径の大きな粒子を殆ど含まず、従って粒径バラツキが少ないエアロゾルを生成することができる。
【００５５】
−成膜方法−
次に、上記エアロゾル発生装置２４を使用した成膜方法の要部を説明する。尚、本成膜方法の詳細は、下記実施例１で説明する。
【００５６】
本成膜方法で使用する成膜装置は、図１を参照して説明した、エアロゾルデポジション装置２のエアロゾル発生装置８を、上述したエアロゾル発生装置２４で置き換えた装置である。
【００５７】
まず、網の目状に貫通孔３２が形成された平板（回転体２８）に原料粉末１８を付着させる（図５及び図６参照）。
【００５８】
次に、上記平板（回転体２８）に付着した原料粉末にガス６６を吹き付けて、原料粉末１８を形成する粒子とガス６６を混合して、エアロゾル６８を生成する。
【００５９】
次に、上記粒子を、真空中（成長室４内）でガス６６と共に基板１４に向かって噴射する。
【００６０】
この時、基板１４に向かって噴射される粒子は、殆ど、貫通孔３２によって選別された、粒径の小さな粒子である。従って、本成膜方法によれば、粒径のバラツキが大きい原料粉末から、空隙の少ない緻密な堆積膜を形成することができる。
【実施例１】
【００６１】
（１）成膜装置
図７は、本実施例で使用する成膜装置７４の構成を説明する図である。
【００６２】
本成膜装置７４は、図２乃至図６を参照して説明したエアロゾル発生装置２４を具備している。エアロゾル発生装置２４の構成及び動作は、上述した通りである。尚、本実施例の回転体２８の直径は約５ｃｍである。また、回転体２８の厚さは、約１０μｍである。
【００６３】
回転体２８は、回転軸４２に着脱可能なように形成されている。本実施例では、貫通孔３２の形状が正方形であり、その一辺の長さが３μｍ及び２μｍの２種類の回転体を使用する。また、本成膜装置７４は、成膜室４を具備している。成膜室４は、エアロゾル発生装置２４で生成されたエアロゾル６８が吹き付けられる基板１４を保持する基板ホルダー（ステージ１２）を有している。また、成膜室４は、エアロゾル６８を噴射するノズル２２を有している。このノズル２２は、配管５８によって、エアロゾル発生装置２４のガス受入ユニット５０に接続されていれる。
【００６４】
また、本成膜装置７４は、成膜室４を排気する排気装置６を具備している。
【００６５】
排気装置６は、ブースターポンプ７６と真空ポンプ７８を具備している。尚、排気装置６は、成膜室４を排気するだけでなく、配管６０を通して、エアロゾル発生装置２４も排気する。
【００６６】
更に、本成膜装置７４は、エアロゾル発生装置２４に、圧縮ガスを供給するガス供給装置１０（例えば、ガスボンベ）を具備している。ガス供給装置１０は、配管５６によって、エアロゾル発生装置２４のガス噴射ユニット４４に接続されている。ガス噴射ユニット４４に供給される圧縮ガスの流量は、配管５６の途中に設けられたマスフローメータ（図示せず）によって計測される。
【００６７】
（２）成膜方法
まず、樹脂製の基板１４を基板ホルダ（ステージ１２）に固定する。
【００６８】
次に、原料粉末を用意する。原料粉末には、アトマイズ法で製造した銅粉末(日本アトマイズ株式会社製；HXR-Cu3.5)を使用する。原料粉末の平均粒径は、３．８μmである。原料粉末の最大粒径（粒径０μｍから累積した粒子数が、全粒子数の９０％になる粒径）は、６．４μｍである。原料粉末の最小粒径（粒径０μｍから累積した粒子数が、全粒子数の１０％になる粒径）は、１．６μｍである。尚、粉末の粒径は、シマズ社製遠心粒径測定装置（製品番号；SA-CP3）を用いて、遠心分離沈降法によって測定した（以下の実施例でも、同じである。）。
【００６９】
次に、この銅粉末を約８０度に加熱しながら、３０分間真空脱気する。この前処理によって、粉末表面に吸着した水分を除去する。
【００７０】
次に、エアロゾル発生装置２４の容器２６に、上記前処理を施した銅粉末（原料粉末１８）を充填する。この時、回転体２８の下側が部分的に銅粉末に埋ように、銅粉末を容器２６の途中まで充填する。一方、ガス噴射ユニット４４の噴射口６２とガス受入ユニット５０のガス受入口６４は銅粉末に埋まらないようにする。
【００７１】
その後、エアロゾル発生装置２４を排気する。排気中は、エアロゾル発生装置２４と排気装置６を接続する、配管６０に設けられた第１のバルブ８２を開いて行う。
【００７２】
この時、ガス供給装置１０をエアロゾル発生装置２４に接続する、配管５６に設けられた第２のバルブ８４は、閉じられている。また、エアロゾル発生装置２４を成膜室４に接続する配管５８に設けられた第３のバルブ８６も、閉じられている。排気終了後、第１のバルブ８２は、閉じられる。
【００７３】
次に、成膜室４を、排気装置６によって真空に排気し、１０Ｐａ以下に減圧する。
【００７４】
次に、回転体２８の回転を開始する。回転速度は、１０回転/分である。
【００７５】
この時、回転体２８の下側は、銅粉末（原料粉末１８）に部分的に埋もれ、銅粉末（原料粉末１８）に接触している。このため、銅粉末を形成する銅粒子が、回転体２８の貫通孔３２に侵入し、回転体２８に付着する。この際、粒径の小さな銅粒子が、優先的に貫通孔に侵入し、回転体２８に付着する。
【００７６】
尚、本成膜方法では、成膜中、原料粉末１８を振動させることはない（すなわち、銅粉末は、無振動状態に保たれる。）。
【００７７】
次に、第２のバルブ８４を開けてガス噴射ユニット４４にヘリウムガスを供給し、回転体２８に付着した銅粉末（原料粉末１８）に、ヘリウムガス（圧縮ガス６６）を吹き付ける（図５参照）。この時、銅粉末（原料粉末１８）を形成する粒子とヘリウムガスが混合し、エアロゾルになる。尚、ヘリウムガスの流量は、２０L/分である。
【００７８】
エアロゾル６８は、回転体２８を挟んでガス噴射ユニット４４に対向するガス受入ユニット５０に流入する。
【００７９】
次に、配管５８に設けた第３のバルブ８６を開ける。すると、エアロゾル６８は、配管５８を通ってノズル２２から、減圧され真空状態になっている成膜室４内に噴出する（図７参照）。この時、エアロゾル６８内の銅粒子は、音速程度の高速に加速される。このように高速に加速された銅粒子は、ノズル２２の上方に配置された基板１４に衝突し固着する。その結果、基板１４上に堆積膜が形成される。尚、成膜中、成膜室の圧力は、５０〜１０００Ｐａになる。
【００８０】
ところで、エアロゾル６８を形成する粒子は、殆どが、粒径の小さい微粒子である。このため、基板１４に衝突する微粒子には、堆積膜の緻密化を阻害する大粒径（例えば、５μｍ以上）の粒子は殆ど含まれていない。
【００８１】
故に、本成膜方法によれば、空隙の少ない緻密な堆積膜の形成が可能になる。
【００８２】
（３）粒径選別機能
本成膜方法は、バラツキが大きい原料粉末から粒径の小さな微粒子を優先的に取り出す、エアロゾル発生装置２４の粒径選別機能を利用する。この粒径選別機能を実証するため、ノズル２２が噴射するエアロゾル６８に含まれる銅粒子の粒径分布を測定した。
【００８３】
まず、ノズル２２を配管５８から取り外して、ノズル２２の取り付け口に、粉末回収機(図示せず)を装着した。
【００８４】
次に、エアロゾル発生装置２４を動作させてエアロゾルを発生し、ノズルの取り付け口から流出する粉末を回収した。エアロゾル発生装置２４を動作させた時間は、６０秒間である。次に、先に説明したシマズ社製遠心粒径測定装置（製品番号；SA-CP3）を用いて、回収した微粒子の粒径を測定した。
【００８５】
【表１】
2010138447.tif 000003
【００８６】
表１は、以上のようにして測定した、微粒子の粒径を纏めた表である。
【００８７】
表１には、平均粒径、最大粒径、及び最小粒径が記載されている。尚、最大粒径及び最小粒径の定義は、先に説明したとおりである。
【００８８】
表１の第２列目には、原料粉末（銅粉末）の粒径が記載されている。第３列目には、図１を参照して説明した、振動を加えて攪拌した原料粉末と圧縮ガスを混合して生成したエアロゾルに関するデータが記載されている（尚、このようなエアロゾル生成法を、以後、振動法と呼ぶ。）。第４列目には、本実施例のエアロゾル発生装置２４を用いて生成したエアロゾルに関するデータが記載されている。但し、エアロゾルの発生に使用した、回転体２８に形成された貫通孔３２の一辺の長さは、３μｍである。第５列目には、同じく、本実施例のエアロゾル発生装置２４を用いて生成したエアロゾルに関するデータが記載されている。但し、貫通孔３２のは、２μｍである。
【００８９】
表１に示すように、振動法によって生成したエアロゾル中の微粒子の粒径（平均粒径、最大粒径）は、原料粉末の粒径と同じである。すなわち、振動法には、粒径選別機能がない。
【００９０】
一方、本成膜方法で生成するエアロゾル微粒子では、平均粒径及び最大粒径共に、原料粉末の粒径より小さくなっている。すなわち、本成膜方法には粒径選別機能がある。
【００９１】
従って、本成膜方法によれば、粒径の大きな微粒子を殆ど含まないエアロゾルの生成が、可能になる。また、最大粒径と平均粒径の差が、本成膜方法によれば、原料粉末より小さくなる。すなわち、微粒子の粒径のバラツキが、原料粉末より小さくなる。従って、本成膜方法によれば、緻密な堆積膜の形成が可能になる。
【００９２】
ところで、表１から明らかなように、平均粒径及び最大粒径は、貫通孔の一辺が短くなるほど小さくなる。従って、貫通孔の一辺の長さが異なる回転体を用意することにより、エアロゾル中の微粒子の粒径分布を調整することができる。
【００９３】
本実施例の成膜装置では、この点を考慮して、回転体が着脱可能なように、エアロゾル発生装置が形成されている。
【００９４】
（４）その他
図１を参照して説明した振動タイプのエアロゾルデポジッション法では、振動を印加して攪拌した原料粉末１８と、圧縮ガスを混合してエアロゾルを生成する。
【００９５】
しかし、原料粉末に振動を印加する時間が長くなると、原料粉末を形成する微粒子が凝集して、エアロゾル化され難くなる。このため、エアロゾル中の微粒子の濃度が、時間の経過と共に次第に薄くなっていく。
【００９６】
このため、同一基板上に複数の堆積膜を順次形成しようとする場合、最初に堆積した膜と最後に堆積した膜では、厚さが異なってしまう。
【００９７】
この場合、原料粉末の利用効率が悪いという事に止まらず、種々の不都合が生じる。例えば、内蔵キャパシタ形成のために複数のセラミックス膜を順次プリント基板上に成膜した場合、後に形成した膜ほど絶縁性が悪くなる。これは、堆積膜が薄いと、衝撃固化した微粒子間に残存する空隙が繋がって、膜上面から下面に至る電流パスが、形成されやすくなるためである。
【００９８】
しかし、本実施例の成膜法では、原料粉末を無振動状態に保ったまま、原料粉末をエアロゾル化するので、このような問題は生じない。尚、原料粉末に振動を加えずにエアロゾルを生成する方法は幾つか提案されている。しかし、これらの方法は、本成膜法のような粒径選別機能を備えていない（特許文献１及び２）。
【実施例２】
【００９９】
本実施例では、実施例１で説明した方法を用い、チタン酸バリウム粉末を原料粉末として、銅貼りプリント基板上にチタン酸バリウム層を堆積する。その後、この堆積膜を誘電体層として、キャパシタを作製する。このようなキャパシタは、例えば、基板内蔵キャパシタとして使用することができる。
【０１００】
原料粉末としては、平均粒径０.５μｍのチタン酸バリウム粉末（堺化学株式会社；ＢＴ−０５）を使用する。原料粉末の最大粒径は、０．９μｍである。また、原料粉末の最小粒径は、０．３μｍである。
【０１０１】
このような原料粉末に前処理を施して、粉末表面に吸着した水分を除去する。前処理温度は、２５０℃である。前処理時間は、１００時間である。
【０１０２】
堆積膜の成膜手順は、実施例１と手順と略同じである。但し、圧縮ガスには、酸素ガスを用いる。また、酸素ガスの流量は、１４L/分である。成膜時間は、１２０秒である。
【０１０３】
尚、回転体２８に形成された貫通孔は正方形であり、その一辺の長さは３μｍである。
【０１０４】
成膜後、堆積膜の表面に、直径１ｍｍのＡｕ製の電極を形成する。このＡｕ製の電極が、キャパシタの上部電極となる。一方、プリント基板上の銅箔が下部電極となる。
【０１０５】
これらの電極の間に１０Ｖ電圧を印加して、上記キャパシタのリーク電流を測定した。また、インピーダンスメータにより、このキャパシタの容量も測定した。更に、堆積膜の断面を走査電子線顕微鏡で観察して、空隙率（堆積膜の全体積に占める空隙の割合）を測定した。
【０１０６】
比較のため、振動法によって成膜した堆積膜を誘電体層とするキャパシタも作製して、リーク電流・容量等を測定した。成膜条件やキャパシタの構造は、本キャパシタと略同じである。
【０１０７】
【表２】
2010138447.tif 000004
【０１０８】
表２は、これら測定の結果を纏めた表である。第２列目には、図１を参照して説明した、振動法によって形成したキャパシタに関するデータが記載されている。第３列目には、本実施例のキャパシタに関するデータが記載されている。
【０１０９】
表２に示すように、本キャパシタのリーク電流（１０−７Ａ／ｃｍ２）は、振動法によって形成したキャパシタのリーク電流（１０−５Ａ／ｃｍ２）より格段に小さい。これは、本キャパシタの空隙率（１．２％）が、振動法よるキャパシタの空隙率（５．７％）の５分１でしかないことに起因する。
【０１１０】
すなわち、本実施例によれば、緻密な誘電体層の形成が可能になり、その結果、キャパシタのリーク電流が顕著に小さくなる。
【０１１１】
尚、堆積膜の厚さは、表２の第２行目に示すように、本実施例及び振動法の何れで形成した場合でも５μｍであった。
【実施例３】
【０１１２】
図８は、エアロゾルの生成を長時間継続した場合の、エアロゾル発生装置２４内の状態を説明する図である。
【０１１３】
図８に示すように、エアロゾルの生成を長時間継続すると、回転体２８の周辺で原料粉末が欠乏する。このような状態では、回転体２８に原料粉末は付着しない。このため、エアロゾルは生成されない。
【０１１４】
図９は、本実施例のエアロゾル発生装置内部の構成を説明する図である。
【０１１５】
本エアロゾル発生装置では、回転体２８が回転している間、原料粉末１８を装填した容器８８が、除々に回転体２８の回転面の法線方向９０に移動する。従って、回転体２８は、周辺の原料粉末１８が欠乏する前に、原料粉末が豊富な領域に移動することができる。従って、本実施例によれば、回転体２８に原料粉末１８が付着可能な時間が長くなる。尚、容器８８は、回転面の法線方向９０に往復運動をしてもよい。
【０１１６】
尚、実施例１のエアロゾル発生装置では、原料粉末１８を装填する容器２６が、回転体２８、ガス噴射ユニット４４、及びガス受入ユニット５０等を格納している（図２参照）。一方、本実施例のエアロゾル発生装置の容器８８は、これらの部材を格納していない。代わりに、真空排気可能な他の容器（図示せず）が、回転体２８、ガス噴射ユニット４４、ガス受入ユニット５０、及び容器８８を格納する（図９参照）。
【実施例４】
【０１１７】
図１０は、本実施例のエアロゾル発生装置の内部の構成を説明する図である。
【０１１８】
本エアロゾル発生装置では、回転体２８が、回転中に回転面の法線方向９０に除々に移動する。従って、回転体２８は、周囲の原料粉末１８が欠乏する前に、原料粉末が豊富な領域に移動することができる。故に、本実施例によれば、回転体２８に原料粉末１８が付着可能な時間が、長くなる。尚、回転体２８は、回転面の法線方向９０に往復運動をしてもよい。
【０１１９】
上述したように、実施例１のエアロゾル発生装置２４では、原料粉末を充填する容器２６が、回転体２８、ガス噴射ユニット４４、及びガス受入ユニット５０等を格納している。
【０１２０】
一方、本実施例のエアロゾル発生装置の容器９２は、実施例４の容器８８と同様、これらの部材を格納しない。代わりに、真空排気可能な他の容器（図示せず）が、回転体２８、ガス噴射ユニット４４、ガス受入ユニット５０、及び容器９２を格納する。
【０１２１】
以上の実施の形態をまとめると、次の付記のとおりである。
【０１２２】
（付記１）
網の目状に貫通孔が形成された平板に原料粉末を付着させる第１の工程と、
前記平板に付着した前記原料粉末にガスを吹き付けて、前記原料粉末を形成する粒子と前記ガスを混合する第２の工程と、
前記粒子を、真空中で前記ガスと共に基板に向かって噴射する第３の工程を、
具備する成膜方法。      
【０１２３】
（付記２）
付記１に記載の成膜方法において、
前記第１の工程が、回転する前記平板に前記原料粉末を接触させて、前記平板に前記原料粉末を付着させる工程であることを、
特徴とする成膜方法。      
【０１２４】
（付記３）
付記２に記載の成膜方法において、
前記平板が回転している間、前記原料粉末が装填された容器を、前記平板の回転面の法線方向に移動させることを、
特徴とする成膜方法。      
【０１２５】
（付記４）
付記２に記載の成膜方法において、
前記平板が回転している間、前記平板を、前記平板の回転面の法線方向に移動させることを、
特徴とする成膜方法。      
【０１２６】
（付記５）
付記１乃至４の何れか１項に記載の成膜方法において、
前記第１の工程を、前記原料粉末を無振動状態に保ったまま実施することを、
特徴とする成膜方法。      
【０１２７】
（付記６）
原料粉末を装填する容器と、
網の目状に貫通孔が形成された平板状の回転体と、
前記貫通孔が形成された領域に向かって、ガスを噴射するガス噴射ユニットと、
前記回転体を挟んで前記ガス噴射ユニットに対向し、噴射された前記ガスが流入するガス受入ユニットを有し、
前記回転体は、前記容器に原料粉末を装填した際に、前記領域の下側が前記原料粉末に埋もれるように配置され、
前記ガス噴射ユニットは、前記容器に原料粉末を装填した際に、ガス噴射口が前記原料粉末に埋もれないように配置され、
前記ガス受入ユニットは、前記容器に原料粉末を装填した際に、ガス受入口が前記原料粉末に埋もれないように配置されているエアロゾル発生装置を具備し、
更に、前記エアロゾル発生装置で生成されたエアロゾルが吹き付けられる基板を保持する基板ホルダーを有する成膜室と、
前記成膜室を排気する排気装置を具備する成膜装置。      
【０１２８】
（付記７）
付記６に記載の成膜装置において、
前記回転体が回転している間、前記容器が、前記回転体の回転面の法線方向に移動することを、
特徴とするエアロゾル発生装置。      
【０１２９】
（付記８）
付記６に記載のエアロゾル発生装置において、
前記回転体が回転している間、前記回転体が、前記回転体の回転面の法線方向に移動することを、
特徴とするエアロゾル発生装置。      
【０１３０】
（付記９）
原料粉末を装填する容器と、
網の目状に貫通孔が形成された平板状の回転体と、
前記貫通孔が形成された領域に向かって、ガスを噴射するガス噴射ユニットと、
前記回転体を挟んで前記ガス噴射ユニットに対向し、噴射された前記ガスが流入するガス受入ユニットを具備し、
前記回転体は、前記容器に原料粉末を装填した際に、前記領域の下側が前記原料粉末に埋もれるように配置され、
前記ガス噴射ユニットは、前記容器に原料粉末を装填した際に、ガス噴射口が前記原料粉末に埋もれないように配置され、
前記ガス受入ユニットは、前記容器に原料粉末を装填した際に、ガス受入口が前記原料粉末に埋もれないように配置されている
エアロゾル発生装置。      
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明者が使用してきた、エアロゾルデポジション装置の構成を説明する図である。
【図２】実施の形態のエアロゾル発生装置の構成を説明する断面図である。
【図３】回転体の平面図である。
【図４】回転体のＡ−Ａ線に於ける断面を矢印の方向から見た図である。
【図５】実施の形態のエアロゾル発生装置の動作を説明する図である。
【図６】回転中の回転体を正面から見た図である。
【図７】実施例１で使用する成膜装置の構成を説明する図である。
【図８】エアロゾルの生成を長時間継続した場合の、エアロゾル発生装置内の状態を説明する図である。
【図９】実施例３のエアロゾル発生装置の内部の構成を説明する図である。
【図１０】実施例４のエアロゾル発生装置の内部の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３２】
２・・・エアロゾルデポジション装置      ４・・・成膜室
６・・・排気装置      ８・・・エアロゾル発生装置
１０・・・ガス供給装置      １２・・・ステージ
１４・・・基板      １６・・・エアロゾル発生容器
１８・・・原料粉末      ２０・・・振動器
２２・・・ノズル      ２４・・・エアロゾル発生装置（実施の形態）
２６・・・容器      ２８・・・回転体
３０・・・円板      ３２・・・貫通孔
３３・・・（原料粉末に埋もれた）貫通孔
３４・・・第１の領域      ３６・・・第２の領域
３８・・・第３の領域      ４０・・・第４の領域
４２・・・回転軸      ４４・・・ガス噴射ユニット
４６・・・（ガス噴射ユニットの）先端      
４８・・・（ガス噴射ユニットの反対側の）端
５０・・・ガス受入ユニット      
５２・・・（ガス受入ユニットの）先端      
５４・・・（ガス受入ユニットの反対側の）端
５６,５８,６０・・・配管
６２・・・ガス噴射口      ６４・・・ガス受入口
６６・・・圧縮ガス      ６８・・・エアロゾル
７０・・・（回転体に付着した）原料粉末
７３・・・空になった貫通孔
７４・・・成膜装置（実施例１）      ７６・・・ブースターポンプ
７８・・・真空ポンプ
８２・・・第１のバルブ        ８４・・・第２のバルブ
８６・・・第３のバルブ      ８８・・・容器（実施例３）
９０・・・法線方向      ９２・・・容器（実施例４）
【図１】
2010138447.tif 000005
【図２】
2010138447.tif 000006
【図３】
2010138447.tif 000007
【図４】
2010138447.tif 000008
【図５】
2010138447.tif 000009
【図６】
2010138447.tif 000010
【図７】
2010138447.tif 000011
【図８】
2010138447.tif 000012
【図９】
2010138447.tif 000013
【図１０】
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