(57)【要約】【課題】緻密性が高く密着強度の高い膜を形成可能な成膜装置を提供する。【解決手段】微粒子噴射ノズル２２と基板２３との間に、微粒子噴射ノズル２２と一体化されたマスク３４を設け、マスク３４は、所定の速度以上の速度を有する微粒子流を基板２３上に堆積させてＡＤ膜４２を形成させ、所定の速度より遅い微粒子流の部分を遮断して、マスク３４の凹部３４Ｂに誘導し、排出用ガス噴射ノズル３５から噴射されたガスにより基板移動方向に排出する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル化された微粒子材料を成膜室内で基板上に噴射して微粒子材料を堆積させる微粒子噴射ノズルを有する成膜装置であって、
前記微粒子噴射ノズルより噴射された微粒子流のうち、微粒子流の速度が所定以下の範囲の微粒子流を遮断する遮蔽手段を有し、
前記遮蔽手段が微粒子噴射ノズルと一体化されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記基板を移動しながら前記微粒子噴射ノズルより微粒子材料を噴射して基板上に堆積させると共に、
前記遮断された微粒子流を前記基板の移動方向に誘導するガスを噴射するガス噴射ノズルをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
エアロゾル化された微粒子材料を成膜室内で移動する基板上に噴射して微粒子材料を堆積させる微粒子噴射ノズルを有す  る成膜装置であって、
前記微粒子噴射ノズルに隣接して、堆積された厚膜の一部をガスを噴射して除去するガス噴射ノズルを有することを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
エアロゾル化された微粒子材料を成膜室内で基板上に噴射して微粒子材料を堆積させる微粒子噴射ノズルを有する成膜装置であって、
前記微粒子噴射ノズルは、そのノズル先端部においてエアロゾル化された微粒子材料の流路が設けられ、
前記流路の面積が上流から下流に向かって次第に低減されると共に、
前記流路内に前記微粒子材料が螺旋状の流れを形成する案内手段が設けられていることを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
前記案内手段は、前記流路内の内壁に設けられた連続した突状部材であることを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアロゾル化した微粒子を基板等に噴射して成膜する成膜装置に係り、特に膜質が緻密でかつ基板との密着強度の高い厚膜を均一性良く形成可能な成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、電子機器やこれを構成する電子部品に対して、小型化・高性能化・多機能化が要求されている。これらの要求を実現していくには、種々の機能を有する異なる材料を集積化して形成することが重要である。これまで、回路基板や半導体素子、受動電子部品の分野で、例えば樹脂材料と金属材料、及びセラミック材料と金属材料との組み合わせによる構造体を形成することにより、上記要求に対応する電子部品等が実現されてきた。
【０００３】
しかしながら、樹脂材料とセラミック材料との組み合わせによる構造体は、それぞれのプロセス温度が大きく異なるため、双方の特性が充分に発揮された複合化の手法は未だ実現されていない。試みの一つとして樹脂中にセラミック粉末等を混ぜ合わせて複合化する手法があるが、要求特性を充分に満足したものが得られていないのが現状である。例えば、高誘電率の誘電体膜の開発において、高誘電率セラミックスと樹脂材料との組み合わせにおいても、樹脂材料中のセラミックスの充填率に限界が有り、誘電率が数十程度の材料しか得られない。
【０００４】
無機材料微粒子をガス中に分散させたエアロゾルをノズルから噴射して基板上に堆積させることにより、基板上に無機材料の膜を形成させるエアロゾルデポジション法は、室温においてセラミック膜を形成することができるため、樹脂材料との複合・集積化を材料本来の特性を損なうことなく実現することが期待されており、電子部品の分野において研究・開発が活発化し始めている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２３１０９６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００３−８９８６６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１に示すように、エアロゾルデポジション法によりノズル１０から噴射された微粒子流１３は、ノズル１０の出射口１０Ａの中央部分は速度が大きく、出射口１０Ａの端部にいくほど流速が減少する。基板１１上に堆積された膜１２のうち、出射口１０Ａの中央部分から噴射された微粒子が堆積した部分１４は膜の緻密性、及び基板１１との膜密着強度が良好であるが、出射口１０Ａの端部より出射された微粒子が堆積した部分１５は微粒子流の速度不足のため緻密性及び基板１１（あるいは先に堆積された膜）との膜密着強度が低下し、容易に剥離してしまうという問題がある。
【０００８】
また、かかる密着性の悪い部分１５の表面にさらに成膜しようとしても、微粒子流により先に形成された密着性の悪い部分１５が剥離してしまい、厚膜化することができないという問題がある。
【０００９】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、緻密性が高く密着強度の高い膜を均一性良く形成可能な成膜装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、エアロゾル化された微粒子材料を成膜室内で基板上に噴射して微粒子材料を堆積させる微粒子噴射ノズルを有する成膜装置であって、前記微粒子噴射ノズルより噴射された微粒子流のうち、微粒子流の速度が所定以下の範囲の微粒子流を遮断する遮蔽手段を有し、前記遮蔽手段が微粒子噴射ノズルと一体化されていることを特徴とする成膜装置が提供される。
【００１１】
本発明によれば、微粒子噴射ノズルから噴射された微粒子流を遮断する遮蔽手段が設けられ、遮断手段は所定の速度より遅い速度を有する微粒子流を遮断して、基板上には所定の速度以上の速度を有する微粒子流が到達し堆積される。したがって、基板に形成された膜は緻密でかつ膜密着強度が大となる。また、遮蔽手段は微粒子噴射ノズルと一体化されているので、基板あるいは微粒子噴射ノズルを移動させて連続成膜が可能であり、かつ形成された膜の密着強度が高いので、さらにその上に成膜することができる、容易に膜厚を増すことができる。その結果、大面積の厚膜を効率良く形成することができる。
【００１２】
本発明の他の観点によれば、エアロゾル化された微粒子材料を成膜室内で移動する基板上に噴射して微粒子材料を堆積させる微粒子噴射ノズルを有する成膜装置であって、前記微粒子噴射ノズルに隣接して、堆積された厚膜の一部をガスを噴射して除去するガス噴射ノズルを有することを特徴とする成膜装置が提供される。
【００１３】
本発明によれば、前記微粒子噴射ノズルに隣接してガス噴射ノズルが設けられ、ガス噴射ノズルは微粒子材料が堆積されて形成された厚膜にガスを噴射することにより厚膜のうち膜密着強度の低い部分を除去する。したがって、膜が緻密でかつ膜密着強度が大なる部分をのみを残すことができる。その結果、この部分の上にさらに膜を形成することができ、膜質が緻密でかつ基板との密着強度の高い厚膜を均一性良く形成することができる。
【００１４】
本発明のその他の観点によれば、エアロゾル化された微粒子材料を成膜室内で基板上に噴射して微粒子材料を堆積させる微粒子噴射ノズルを有する成膜装置であって、前記微粒子噴射ノズルは、そのノズル先端部においてエアロゾル化された微粒子材料の流路が設けられ、前記流路の面積が上流から下流に向かって次第に低減されると共に、前記流路内に前記微粒子材料が螺旋状の流れを形成する案内手段が設けられる成膜装置が提供される。
【００１５】
本発明によれば、微粒子噴射ノズルの先端部に流路面積が次第に小となると共に、微粒子材料の流れを螺旋状に形成する案内手段が設けられている。したがって、微粒子材料のキャリアガスが圧縮されると共に螺旋状の流れを有する微粒子流となって微粒子噴射ノズルから噴射され、拡散せずに速度を保持したまま基板に到達する。その結果、基板上において衝突する微粒子流の速度が大きくかつ均一なので、膜質が緻密でかつ基板との密着強度の高い厚膜を均一性良く形成することができる。
【００１６】
なお、エアロゾル化された微粒子材料を成膜室に導入し、微粒子噴射ノズルから基板上に噴射して成膜する場合、前記基板を移動させながら前記微粒子噴射ノズルから微粒子材料を噴射して基板上に堆積させて厚膜を形成すると共に、ガス噴射ノズルからガスを噴射して前記厚膜の一部を除去すると共に前記基板移動方向に排出してもよい。基板を移動させながら厚膜を成膜し、その厚膜のうち膜密着強度の低い部分をガスを噴射して除去するので、膜密着強度の高い部分のみを残すことができ、連続して成膜することができる。また、除去された微粒子材料は、既に厚膜が形成された方向に排出されるので、これから成膜する基板面の方向に飛散することがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下本発明に係る成膜装置により微粒子材料が堆積されて形成される膜をＡＤ膜という。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図２は、本発明の実施の形態に係る成膜装置の概略構成図である。図２を参照するに、成膜装置２０は、大略、微粒子材料２７をエアロゾル化するエアロゾル発生器２１と、エアロゾル化された微粒子材料２７を微粒子噴射ノズル２２から噴射して基板２３上にＡＤ膜を形成する成膜室２４などから構成されている。
【００１９】
エアロゾル発生器２１には、ガスボンベ２５、マスフローコントローラ２６、及びバルブ２８が配管を介して接続されている。ガスボンベ２５に充填された高圧のアルゴン等のキャリアガスをマスフローコントローラ２６において制御する。エアロゾル発生器２１の容器２９内での微粒子の発塵量や成膜室２４におけるエアロゾル化された微粒子の噴出量を制御することができる。キャリアガスは、アルゴンガスの他、ヘリウム、ネオン、窒素の不活性ガスを用いることができる。なお、微粒子材料２７としてペロブスカイト構造を有する酸化物セラミックスを用いる場合は、キャリアガスは酸化性のガス、例えば酸素や空気を用いてもよい。成膜の際に酸化物セラミックス微粒子材料２７の酸素欠損を補うことができる。
【００２０】
また、エアロゾル発生器２１には、超音波振動や電磁振動、機械的振動により微粒子を一次粒子化する振動機３０が設けられている。一次粒子化により緻密かつ均一なＡＤ膜を形成することができる。
【００２１】
成膜室２４には、エアロゾル発生器２１から配管３１を介して接続された微粒子噴射ノズル２２と、微粒子噴射ノズル２２と対向して基板２３を保持する基板保持台３２が設けられ、さらに、基板２３を移動するＸＹＺステージ３３が基板保持台３２に連結されている。
【００２２】
微粒子噴射ノズル２２には、所定の速度以下の微粒子流を遮断して基板２３に到達するのを防止するマスク３４と、マスク３４によって分けられた微粒子材料をガスを噴射して誘導する排出用ガス噴射ノズル３５が設けられている。排出用ガス噴射ノズル３５には、成膜室２４外より高圧ガスボンベ３６によりマスフローコントローラ３８、バルブ３９を介して乾燥空気等のガスが導入される。
【００２３】
また、成膜室２４には、成膜室２４内の圧力を減圧とし、キャリアガスを排気するためのメカニカルブースタ４０とロータリポンプ４１が接続されている。
【００２４】
次に、成膜装置により成膜する方法について説明する。まず、形成材料となる平均粒径が１０ｎｍ〜１μｍの微粒子をエアロゾル発生器２１に充填して、ガスボンベ２５から、例えば１９．６Ｐａ〜４９Ｐａ（２〜５ｋｇ／ｃｍ２）の圧力のアルゴンガスをキャリアガスとして成膜室２４に供給し振動機５８により加振して、微粒子をエアロゾル化する。エアロゾル化された微粒子はキャリアガス共に、エアロゾル発生器２１の容器２９内の圧力より低圧に設定されている成膜室２４に配管３１を通じて搬送される。成膜室２４において微粒子噴射ノズル２２からキャリアガスと共に微粒子が噴射され、微粒子流となって微粒子材料が基板２３等の上に堆積しＡＤ膜が形成される。
【００２５】
噴射速度は、微粒子噴射ノズル２２の形状、導入されるキャリアガスの圧力及びエアロゾル発生器２１内と成膜室２４内との圧力差により制御することができ、３ｍ／秒〜４００ｍ／秒（好ましくは２００ｍ／秒〜４００ｍ／秒）の範囲に設定される。この範囲に噴射速度を設定することにより基板２３との密着強度が高い厚膜等を形成することができる。微粒子が基板２３との衝突の際に基板２３の表面の汚染層や水分を除去して表面を活性化する。また、微粒子自体の表面も微粒子相互の衝突により同様に活性化される。その結果、微粒子が基板２３の表面に結合し、さらに微粒子同士が結合するので付着強度が高く緻密なＡＤ膜が形成される。なお、噴射速度が４００ｍ／秒より大となると基板２３に損傷を与えるおそれがあり、３ｍ／秒より小さいと十分な付着強度を確保することができない。
【００２６】
微粒子噴射ノズル２２に設けられたマスク３４により、微粒子噴射ノズル２２から噴射されて広がった微粒子流を基板２３に到達する前に切り出す。
【００２７】
図３は、微粒子噴射ノズル２２の出射口２２Ａを拡大して示す断面図である。
図３を参照するに、マスク３４は、微粒子噴射ノズル２２の出射口２２Ａと基板２３との間に設けられ、開口部３４Ａと切り出された微粒子流を誘導する凹部３４Ｂが形成されている。
【００２８】
粒子噴射ノズル２２の出射口２２Ａから噴射された微粒子流のうち、マスク３４の開口部３４Ａを通過したものは基板２３上に堆積されてＡＤ膜４２を形成する。一方、マスク３４に遮断された微粒子流は、マスク３４の凹部３４Ｂに向かって流れ基板２３表面に達することはない。
【００２９】
ここで、開口部３４Ａの寸法は微粒子噴射ノズル２２の出射口２２Ａの形状等により適宜決められるが、例えば以下のようにして決定する。先ず、マスク３４を設けない状態で微粒子噴射ノズル２２から基板２３に対して入射方向を略垂直方向に設定して基板２３に微粒子材料を噴射する。噴射する条件は上述したＡＤ成膜装置２０の条件を用い、例えば微粒子材料には水酸化アルミニウムにより表面処理した平均粒径０．５μｍのＴｉＯ２微粒子材料を用いて厚膜を形成する。
【００３０】
次いで、ＡＤ膜の膜厚分布を測定し最大厚さから最大厚さの９０％の厚さの部分までの範囲を開口部の範囲とする。すなわち、微粒子流中の微粒子密度を一定と考えると、微粒子流の速度と堆積レートとは比例すると考えられるので、最大厚さの９０％の厚さの部分までの範囲では微粒子流の速度が十分に確保されており、膜密着強度が十分確保される。このようにしてマスク３４の開口部３４Ａを形成することにより、堆積されたＡＤ膜４２の膜密着強度のバラツキを低減することができ、緻密なＡＤ膜４２を形成することができる。
【００３１】
また、マスク３４の位置は基板２３にできる限り近接させることが好ましい。例えばマスク３４と基板２３との距離を５ｍｍに設定する。
【００３２】
図４は、図３に示す微粒子噴射ノズル上から見た図である。図４を参照するに、矢印Ｘに示す基板移動方向に対して微粒子噴射ノズル２２の出射口２２Ａの後ろ側に、排出用ガス噴射ノズル３５が設けられている。排出用ガス噴射ノズル３５は、マスク３４により切り分けられた速度の遅い微粒子流の微粒子を基板移動方向Ｘに誘導するガスを噴射する。このようにしてこれから微粒子材料が堆積される基板２３表面を微粒子により汚染することを防止する。ガスは乾燥空気、窒素、アルゴン、ヘリウム等から選択され、ガスの速度は適宜選択される。
【００３３】
本実施の形態によれば、微粒子流の速度が所定の速度より低い微粒子流を切り出して排出するマスクを微粒子噴射ノズル２２と基板２３との間に設けることにより、基板２３上に膜質が緻密でかつ密着強度の大なるＡＤ膜４２を容易に形成することができる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る成膜装置は、基板と相対的に移動する微粒子噴射ノズルから噴射されて微粒子材料が堆積されたＡＤ膜に、ガスを噴射して密着強度の低いＡＤ膜の部分を除去するガス噴射ノズルを備えていることに特徴がある。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態に係る成膜装置の概略構成図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し説明を省略する。図５を参照するに、成膜装置５０の成膜室２４には、微粒子噴射ノズル２２に隣接して、除去用ガス噴射ノズル５１が設けられている。除去用ガス噴射ノズルには、第１の実施の形態の排出用ガス噴射ノズル３５と同様に高圧のガスボンベ３６が接続され、乾燥空気、窒素、ヘリウム、及びアルゴンから選択された１つあるいは混合ガスが供給される。
【００３６】
図６は、微粒子噴射ノズル及び排出用ガス噴射ノズルの出射口を拡大して示す断面図である。図６を参照するに、微粒子噴射ノズル２２には、公知の微粒子噴射ノズルを用いることができる。微粒子噴射ノズルに対して基板移動方向（矢印Ｘで示す。）側には、ＡＤ膜５２の膜密着強度の低い部分５２Ｂを除去する除去用ガス噴射ノズル５１が設けられている。
【００３７】
基板２３を移動しながら微粒子噴射ノズル２２から微粒子材料を噴射させて成膜すると、微粒子噴射ノズル２２の基板移動方向（矢印Ｘで示す。）側の出射口端部２２Ｂから噴射された微粒子流は、出射口端部２２Ｂ以外、例えば出射口中央付近２２Ｃから噴射されて形成された、密着強度が高いＡＤ膜の部分５２Ａの上に膜５２Ｂを形成する。この膜５２Ｂは速度の遅い微粒子流により形成されるので、緻密性が低く密着強度が低い。除去用ガス噴射ノズル５１からガスを噴射してこのような膜５２Ｂを除去することにより、膜質の良好なＡＤ膜の部分５２Ａのみを残すことができる。
【００３８】
また、除去用ガス噴射ノズル５１の噴射方向は、基板面２３に対して垂直方向よりやや基板移動方向Ｘであることが好ましい。除去されたＡＤ膜５２Ｂが、これからＡＤ膜が形成される基板表面を汚染することを防止することができる。
【００３９】
図７は、微粒子噴射ノズル及び除去用ガス噴射ノズルを上から見た図である。図７を参照するに、除去用ガス噴射ノズル５１は、微粒子噴射ノズル２２と比較して、基板移動方向（矢印Ｘで示す。）に対して横方向に幅が広く形成されている。微粒子噴射ノズル２２から噴射されて堆積されたＡＤ膜５２の表面部分５２Ｂのみならず、横方向に形成された緻密性が低く密着強度が低いＡＤ膜の部分５２Ｃを、除去用ガス噴射ノズル５１から噴射されたガスにより除去することができ、膜質の良好な厚膜の部分５２Ａのみを残すことができる。
【００４０】
なお、除去用ガス噴射ノズル５１は一つの幅広のノズルでも良く、図８に示すように、例えば３つのノズル５１Ａ〜５１Ｃを組み合わせたものでもよい。３つのノズル５１Ａ〜５１Ｃから噴射されるガスの流速を選択することにより、厚膜の表面部分と幅方向の両側の部分について効率よく除去することができる。３つのノズル５１Ａ〜５１Ｃを整列させてもよく、あるいは整列させなくてもよく、お互いにガスを噴射する領域が重なるようにしてもよい。
【００４１】
また、微粒子噴射ノズル２２と除去用ガス噴射ノズル５１との距離は１０ｍｍ以上離隔することが好ましい。微粒子噴射ノズル２２から噴射された微粒子流と除去用ガス噴射ノズル５１から噴射されたガスとが干渉して、両者の速度、方向等に乱れが生じることを防止することができる。
【００４２】
本実施例によれば、除去用ガス噴射ノズル５１を用いて膜密着強度の低い部分５２Ｂ、５２Ｃを除去することにより、緻密で膜密着強度の高いＡＤ膜の部分５２Ａのみを残すことができ、したがって、連続成膜を効率よく行うことができると共に、ＡＤ膜の大面積化が容易になる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る成膜装置に用いられる微粒子噴射ノズルの出射口の断面図である。
【００４４】
図９を参照するに、微粒子噴射ノズルの出射口６０は、キャリアガスによりエアロゾル化された微粒子材料が搬送されてくる上流側６０Ａから下流側６０Ｂに向かって、全体が先細り形状の流路６１をなすと共に、流路６１の内壁６１Ａに沿って連続した突状部材６２が螺旋状に設けられている。
【００４５】
このような流路６１により、微粒子材料はキャリアガスと共にこの流路６１を螺旋状、例えば、記号ＹＡで示す流路では紙面の奥から手前に流れ、記号ＹＢで示す流路では紙面の手前から奥に流れ、下流側６０Ｂの開口部６０Ｃより噴射される。この噴射された微粒子流は、噴射方向の速度成分に加え、出射口６０と同軸の回転中心を有する回転方向の速度成分が付加されて、螺旋状の流を形成しながら基板２３に達しＡＤ膜６３が形成される。このことにより、出射口６０の開口部６０Ｃから噴射された微粒子流の拡散が抑制されて、基板２３上では出射口６０の開口部６０Ｃの大きさとほぼ同じ範囲にＡＤ膜６３が堆積される。また、微粒子流は拡散が抑制されるので、基板２３に達する微粒子流の速度が、回転方向の速度成分を付加されていない通常の微粒子噴射ノズルの場合より増加すると共に基板上での速度分布が一様であるので、一層緻密で膜密着強度の高く、かつ膜質が均一なＡＤ膜を形成することができる。
【００４６】
出射口６０は、例えば、流路面積が上流側６０Ａを１５０ｍｍ２、下流側６０Ｂを２０ｍｍ２、螺旋状の突状部材６２が形成されている部分の長さ（上流側６０Ａ〜下流側６０Ｂ方向）を３０ｍｍ、突状部材６２の螺旋状のピッチを５ｍｍ、突状部材の半径（突状部材の基部の位置）が上流側６０Ａを１０ｍｍ、下流側６０Ｂを５ｍｍに設定する。なお、出射口６０の流路６１は、流路６１内を流れる微粒子材料が螺旋状の流れを形成するものであれば突状部材６２に限定されず、溝、配管等であってもよい。また、ＡＤ成膜装置の全体の構成は図２に示したものと同様であり、第１の実施の形態のマスクと同様のマスクを設けてもよい。
【００４７】
なお、本発明に用いられる微粒子材料としては、例えば、受動部品を内蔵する回路基板、キャパシタ等に適した誘電膜には、例えばＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物セラミックスが挙げられ、さらに、ペロブスカイト構造を有する酸化物セラミックス、例えば、Ｐｂ系のＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３（０≦ｘ≦１）の一般式で示されるＰＺＴ、（Ｐｂ１−ｙＬａｙ）（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３（０≦ｘ、ｙ≦１）の一般式で示されるＰＬＺＴ、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｂａ系のＢａＴｉＯ３、ＢａＴｉ４Ｏ９、Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｃｏ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｃｏ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｎｉ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３、（Ｂａ１−ｘＳｒｘ）ＴｉＯ３、その他、ＺｒＳｎＴｉＯ４、ＣａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３が挙げられる。
【００４８】
さらに、本発明に用いられる微粒子材料としては、例えば、受動部品を内蔵する回路基板、抵抗体等に適した抵抗体膜には、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化レニウム（ＲｅＯ２）、酸化イリジウム（ＩｒＯ２）などの酸化物セラミックスの他、ペロブスカイト構造を有する酸化物セラミックス、例えばＳｒＶＯ３、ＣａＶＯ３、ＬａＴｉＯ３、ＳｒＭｏＯ３、ＣａＭｏＯ３、ＳｒＣｒＯ３、ＣａＣｒＯ３、ＬａＶＯ３、ＧｄＶＯ３、ＳｒＭｎＯ３、ＣａＭｎＯ３、ＮｉＣｒＯ３、ＢｉＣｒＯ３、ＬａＣｒＯ３、ＬｎＣｒＯ３、ＳｒＲｕＯ３、ＣａＲｕＯ３、ＳｒＦｅＯ３、ＢａＲｕＯ３、ＬａＭｎＯ３、ＬｎＭｎＯ３、ＬａＦｅＯ３、ＬｎＦｅＯ３、ＬａＣｏＯ３、ＬａＲｈＯ３、ＬａＮｉＯ３、ＰｂＲｕＯ３、Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７、ＬａＴａＯ３、ＢｉＲｕＯ３等、さらに、ＬａＢ６が挙げられる。
【００４９】
またさらに、本発明に用いられる微粒子材料としては、例えば、受動部品を内蔵する回路基板の配線層、インダクタ等に適した導電体膜には、Ｃｕの他、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ又はこれらの元素からなる合金を含む金属材料が挙げられる。
【００５０】
さらに、上記微粒子材料をアルミニウム系化合物または鉛系化合物よりなる微粒子結合剤を添加、表面処理あるいは微粒子に被覆してもよい。本願発明者の検討によれば、上記微粒子材料を単独で用いる場合より、厚膜、特に５μｍ〜１ｍｍの範囲で緻密な膜質のＡＤ膜を形成することができるが確認されている。微粒子結合剤の添加量あるいは被覆量は、主剤となる誘電体材料の重量と微粒子結合剤の重量を加えた重量を基準（１００質量部）として、０．１質量％〜５０質量％（さらに好ましくは０．１質量％〜２０質量％）に設定されることが好ましい。
【００５１】
上記アルミニウム系化合物としては、Ａｌ２Ｏ３、ＬｉＡｌＯ２、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＣａＡｌ２Ｏ４、ＳｒＡｌ２Ｏ４、ＢａＡｌ２Ｏ４、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ、ベーマイト（γ−ＡｌＯＯＨ）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、アルミニウムアルコキシド（Ａｌ（ＯＲ）３（Ｒ：アルキル基））、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）、コージエライト（２Ａｌ２Ｏ３・２ＭｇＯ・５ＳｉＯ２）、アノーサイト（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ゲーレナイト（２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）等が挙げられる。これらのアルミニウム化合物のうち、Ａｌ２Ｏ３、ベーマイト（γ−ＡｌＯＯＨ）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、アルミニウムアルコキシド（Ａｌ（ＯＲ）３（Ｒ：アルキル基））が好適である。
【００５２】
上記鉛系化合物としては、Ｐｂ２ＦｅＮｂＯ６、Ｐｂ２ＦｅＴａＯ６、Ｐｂ２ＹｂＮｂＯ６、Ｐｂ２ＹｂＴＯ６、Ｐｂ２ＬｕＮｂＯ６、Ｐｂ２ＬｕＴａＯ、Ｐｂ３ＮｉＮｂ２Ｏ９、Ｐｂ３ＮｉＴａ２Ｏ９、Ｐｂ３ＺｎＮｂ２Ｏ９、Ｐｂ３Ｆｅ２ＷＯ９、Ｐｂ２ＣｄＷＯ６、ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３、ＰｂＳｎＯ３、ＰｂＨｆＯ３、ＰｂＯ等が挙げられる。以下に、本発明に係る実施例について説明する。
【００５３】
［実施例１］
本実施例においては、第１の実施の形態に係るＡＤ成膜装置を用いた。ＡＤ成膜装置２０の微粒子噴射ノズル２２にはマスク３４が設けられている。
【００５４】
先ず、平均粒径０．３μｍのＢａＴｉＯ３微粒子材料をガラス容器に充填して、約１５０℃で加熱しながら、真空脱気して粉末表面に付着した水分を除去した。
【００５５】
次いでＢａＴｉＯ３微粒子材料をエアロゾル発生器に入れ、高純度窒素ガス（ガス圧：２ｋｇ／ｃｍ２、ガス流量：４Ｌ／分）を導入してエアロゾル化した。このエアロゾル化されたＢａＴｉＯ３微粒子材料を成膜室に導入し微粒子噴射ノズルから３０分間噴射を行った。なお成膜室は予め１０Ｐａ以下の真空雰囲気にした。
【００５６】
ガラス基板上に形成されたＢａＴｉＯ３膜の厚さは約１００μｍであった。また、膜の吸水率は０．１％以下であり、膜の基板間密着強度は５ｋｇ／ｍｍ２以上と強固であった。比較としてマスクを設けていない微粒子噴射ノズルを用いて同様の条件により成膜したところ（比較例）、形成された膜の３％であり、膜の基板間密着強度は、１．５ｋｇ／ｍｍ２以下であった。したがって、本実施例の膜は水を吸着するような空孔が比較例に比べて著しく少なく、膜が緻密であることが分かった。
【００５７】
なお、吸水率の評価は、厚膜が形成された基板を水に１時間浸漬し、その前後の質量の差を厚膜の質量で割って求めた。厚膜の吸水率は０．５％以下を合格とした。吸水率が低いほど水を吸着するような空孔が少なく、膜の緻密性が高いことを示す。
【００５８】
また、密着強度は、セバスチャン法を用いて測定した。このセバスチャン法は、本実施例の厚膜が形成された基板を固定し、厚膜の表面に密着試験子を接着剤で固定する。そして、密着試験子を引き上げて厚膜が基板から剥がれたときの密着試験子単位面積当りの引き上げ力（ｋｇ／ｍｍ２）の大きさを密着性の指標とするものであり、引き上げ力が大きいほど密着性が大きいことが示す。
【００５９】
［実施例２］
本実施例においては、第２の実施の形態に係るＡＤ成膜装置を用いた。
【００６０】
平均粒径０．３５μｍのＡｌ２Ｏ３微粒子材料をガラス容器に充填して、約１５０℃で加熱しながら真空脱気して粉末表面に形成した水分を除去した。
【００６１】
次いで、原料粉末をエアロゾル発生器に入れ、高純度ヘリウムガス（ガス圧：２ｋｇ／ｃｍ２、ガス流量：４Ｌ／分）を導入しエアロゾル化した。このエアロゾル化されたＡｌ２Ｏ３微粒子材料を成膜室に導入し微粒子噴射ノズルよりガラス基板に３０分間噴射を行った。微粒子噴射ノズルは、公知のｌａｖａｌ型ノズルを用いた。なお、成膜室は予め１０Ｐａ以下の真空雰囲気にする。一方、除去用ガス噴射ノズルから乾燥空気（ガス圧：１ｋｇ／ｃｍ２、ガス流量：２Ｌ／分）を基板表面に噴射し、基板上に堆積したＡｌ２Ｏ３膜のうち膜密着強度の低い部分を除去した。
【００６２】
ガラス基板上に形成されたＡｌ２Ｏ３膜の厚さは約５０μｍであった。また、膜の吸水率は０．１％以下であり、膜の基板間密着強度は、５ｋｇ／ｍｍ２以上と強固であった。
【００６３】
［実施例３］
本実施例においては、第３の実施の形態に係るＡＤ成膜装置を用いた。
【００６４】
アルミニウムアルコキシドの一種であるアルミニウムイソプロポキシドにより表面処理を行い、さらに大気中において１０００℃で焼成し得られたＡｌ２Ｏ３膜を被覆した平均粒径０．３μｍのＴｉＯ２微粒子材料（テイカ社製）を作製した。
このＡｌ２Ｏ３被覆ＴｉＯ２微粒子材料（Ａｌ２Ｏ３量：５質量％）をガラス容器に入れ、約１５０℃で加熱しながら真空脱気して微粒子表面に付着した水分を除去した。
【００６５】
次いで、Ａｌ２Ｏ３被覆ＴｉＯ２微粒子材料をエアロゾル発生器に入れ、高純度窒素ガス（ガス圧：２ｋｇ／ｃｍ２、ガス流量：４Ｌ／分）を導入してエアロゾル化した。このエアロゾル化されたＡｌ２Ｏ３被覆ＴｉＯ２微粒子材料を成膜室に導入し微粒子噴射ノズルから３０分間噴射を行った。なお、成膜室は予め１０Ｐａ以下の真空雰囲気にした。
【００６６】
ガラス基板上に形成されたＡｌ２Ｏ３含有ＴｉＯ２膜の厚さは約１００μｍであった。また、膜の吸水率は０．１％以下であり、膜の基板間密着強度は、５ｋｇ／ｍｍ２以上と強固であった。
【００６７】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６８】
例えば、第３の実施の形態にかかる成膜装置に用いられる微粒子噴射ノズルの出射口は、第１及び第２の実施の形態の成膜装置に用いることができる。また、第１の実施の形態と第２の実施の形態を組み合わせてもよい。
【００６９】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）  エアロゾル化された微粒子材料を成膜室内で基板上に噴射して微粒子材料を堆積させる微粒子噴射ノズルを有する成膜装置であって、
前記微粒子噴射ノズルより噴射された微粒子流のうち、微粒子流の速度が所定以下の範囲の微粒子流を遮断する遮蔽手段を有し、
前記遮蔽手段が微粒子噴射ノズルと一体化されていることを特徴とする成膜装置。
（付記２）  前記基板を移動しながら前記微粒子噴射ノズルより微粒子材料を噴射して基板上に堆積させると共に、
前記遮断された微粒子流を前記基板の移動方向に誘導するガスを噴射するガス噴射ノズルをさらに備えたことを特徴とする付記１記載の成膜装置。
（付記３）  エアロゾル化された微粒子材料を成膜室内で移動する基板上に噴射して微粒子材料を堆積させる微粒子噴射ノズルを有する成膜装置であって、
前記微粒子噴射ノズルに隣接して、堆積された厚膜の一部をガスを噴射して除去するガス噴射ノズルを有することを特徴とする成膜装置。
（付記４）  エアロゾル化された微粒子材料を成膜室内で基板上に噴射して微粒子材料を堆積させる微粒子噴射ノズルを有する成膜装置であって、
前記微粒子噴射ノズルは、そのノズル先端部においてエアロゾル化された微粒子材料の流路が設けられ、
前記流路の面積が上流から下流に向かって次第に低減されると共に、
前記流路内に前記微粒子材料が螺旋状の流れを形成する案内手段が設けられていることを特徴とする成膜装置。
（付記５）  前記案内手段は、前記流路内の内壁に設けられた連続した突状部材であることを特徴とする付記４記載の成膜装置。
（付記６）  エアロゾル化された微粒子材料を成膜室に導入し、微粒子噴射ノズルから基板上に噴射して成膜する成膜方法であって、
前記基板を移動させながら前記微粒子噴射ノズルから微粒子材料を噴射して基板上に堆積させて厚膜を形成すると共に、
ガス噴射ノズルからガスを噴射して前記厚膜の一部を除去すると共に前記基板移動方向に排出することを特徴とする成膜方法。
（付記７）  前記厚膜の一部は、該厚膜の表面部分、又は／及び基板移動方向に線状あるいは帯状をなす厚膜の幅方向の部分であることを特徴とする付記６記載の成膜方法。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、本発明によれば、微粒子噴射ノズルから噴射される微粒子流の速度の遅い部分を遮断し、速度の遅い微粒子流により形成された膜を除去し、又は微粒子流の速度を均一化する。その結果、緻密性が高く密着強度の高い膜を均一性良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】微粒子噴射ノズルから噴射されて微粒子材料が堆積した様子を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置の概略構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る成膜装置に用いられる微粒子噴射ノズルの出射口を拡大して示す断面図である。
【図４】図３に示す微粒子噴射ノズル上から見た図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る成膜装置の概略構成図である。
【図６】第２の実施の形態に係る成膜装置に用いられる微粒子噴射ノズル及び排出用ガス噴射ノズルの出射口を拡大して示す断面図である。
【図７】図６に示す微粒子噴射ノズル及び除去用ガス噴射ノズルを上から見た図である。
【図８】微粒子噴射ノズル及び他の除去用ガス噴射ノズルを上から見た図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る成膜装置に用いられる微粒子噴射ノズルの出射口の断面図である。
【符号の説明】
２０、５０      成膜装置
２１      エアロゾル発生器
２２      微粒子噴射ノズル
２３      基板
２４      成膜室
３４      マスク
３４Ａ    開口部
３５      排出用ガス噴射ノズル
５１      除去用ガス噴射ノズル
５２      ＡＤ膜
６０      微粒子噴射ノズルの出射口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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