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公開番号2025125338
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024021325
出願日2024-02-15
発明の名称粉体成膜装置および粉体成膜方法
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類C23C 16/40 20060101AFI20250820BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】異物の発生を抑制する粉体成膜装置および粉体成膜方法を提供する。
【解決手段】粉体成膜装置5は、上部空間106と下部空間108とを含む内部空間104と、上部空間106に連通している排気孔110と、下部空間108に連通している下部側導入孔118とを有するチャンバ10と、真空ポンプ20と、粉体の凝集体を分散させる解砕部300と、原料ガスを、下部側導入孔118を介して下部空間108に供給する原料ガス供給部40と、解砕部300の回転と、原料ガス供給部40からの原料ガスの供給と、を制御する制御部80と、を備え、解砕部300は、原料ガスが供給される前において、排気孔110よりも天地方向における天側に位置しており、制御部80は、原料ガスを供給させることにより、粉体を成膜させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
粉体を成膜する粉体成膜装置であって、
天地方向における天側の空間である上部空間（１０６）と前記天地方向における地側の空間であって前記粉体が格納される下部空間（１０８）とを含む内部空間（１０４）と、前記上部空間に連通している排気孔（１１０）と、前記下部空間に連通している導入孔（１１８）と、を有するチャンバ（１０）と、
前記内部空間の圧力を減圧するとともに、前記排気孔を介して前記内部空間のガスを排気する排気部（２０）と、
回転することにより、前記粉体の凝集体を分散させる解砕部（３００）と、
原料ガスを、前記導入孔を介して前記下部空間に供給する原料ガス供給部（４０）と、
前記解砕部の回転と、前記原料ガス供給部からの前記原料ガスの供給と、を制御する制御部（８０）と、
を備え、
前記解砕部は、前記原料ガスが供給される前において、前記排気孔よりも前記天地方向における天側に位置しており、
前記制御部は、前記原料ガスを供給させることにより、前記粉体を成膜させる粉体成膜装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記粉体成膜装置は、反応ガスを、前記導入孔を介して前記下部空間に供給する反応ガス供給部（５０）をさらに備え、
前記制御部は、
前記原料ガスを供給させることにより、前記原料ガスを前記粉体に吸着させ、
前記反応ガスを供給させることにより、前記粉体に吸着した前記原料ガスを前記反応ガスと反応させることによって、前記粉体を成膜させる請求項１に記載の粉体成膜装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記解砕部の移動を制御し、
前記解砕部を、前記下部空間に移動させ、前記下部空間に格納された前記粉体と接触させて、回転させることにより、前記粉体の凝集体を分散させる請求項１または２に記載の粉体成膜装置。
【請求項４】
前記粉体成膜装置は、流動ガスを、前記導入孔を介して前記下部空間に供給する流動ガス供給部（６０）をさらに備え、
前記制御部は、
前記原料ガス供給部からの前記原料ガスの流量と、前記流動ガス供給部からの前記流動ガスの流量と、を制御し、
前記原料ガスを供給させるときの前記原料ガスの流量よりも流量が大きい前記流動ガスを供給させることにより、前記粉体を前記下部空間から前記上部空間に移動させて、前記解砕部を回転させることによって、前記上部空間に移動した前記粉体の凝集体を分散させる請求項１または２に記載の粉体成膜装置。
【請求項５】
前記チャンバは、前記解砕部よりも前記天地方向における天側に位置しているとともに前記上部空間に連通している上部側導入孔（１１４）を有し、
前記粉体成膜装置は、不活性ガスを、前記上部側導入孔を介して前記上部空間に供給する不活性ガス供給部（７０）をさらに備え、
前記制御部は、
前記不活性ガス供給部からの前記不活性ガスの供給を制御し、
前記上部側導入孔を介して前記不活性ガスを供給させることにより、前記解砕部に向かって流れる前記原料ガスを遮断させる請求項１または２に記載の粉体成膜装置。
【請求項６】
前記チャンバは、
前記排気孔および前記上部側導入孔の間に位置している内壁（１２０）と、
前記内壁から、前記天地方向と交差する方向に延びる第１延長部（１２１）と、
前記天地方向と直交する方向において前記解砕部および前記内壁の間に位置しているとともに、前記第１延長部から、前記第１延長部が延びている方向と交差する方向に延びている第２延長部（１２２）と、
を有し、
前記第１延長部および前記第２延長部は、前記上部側導入孔を通った前記不活性ガスを誘導することにより、前記不活性ガスを、前記天地方向における天方向に流動させた後、前記天地方向における地方向に流動させ、前記第２延長部および前記解砕部の間を通過させることによって、前記解砕部に向かって流れる前記原料ガスを遮断させる請求項５に記載の粉体成膜装置。
【請求項７】
粉体を成膜する粉体成膜方法であって、
天地方向における天側の空間である上部空間（１０６）と前記天地方向における地側の空間であって前記粉体が格納される下部空間（１０８）とを含む内部空間（１０４）と、前記上部空間に連通している排気孔（１１０）と、前記下部空間に連通している導入孔（１１８）と、を有するチャンバ（１０）と、
前記内部空間の圧力を減圧するとともに、前記排気孔を介して前記内部空間のガスを排気する排気部（２０）と、
回転することにより、前記粉体の凝集体を分散させる解砕部（３００）と、
原料ガスを、前記導入孔を介して前記下部空間に供給する原料ガス供給部（４０）と、
前記解砕部の回転と、前記原料ガス供給部からの前記原料ガスの供給と、を制御する制御部（８０）と、
を準備し、
前記解砕部を、前記原料ガスが供給される前において、前記排気孔よりも前記天地方向における天側に位置させ、
前記原料ガスを供給させることにより、前記粉体を成膜させる粉体成膜方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、粉体を成膜する粉体成膜装置および粉体成膜方法に関するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているように、処理容器と、回転ロータと、解砕機構と、ドラフトチューブと、スプレーノズルと、を備える流動層装置が知られている。回転ロータは、処理容器の底部の側に配設されている。解砕機構は、回転ロータの上方に配設され、粉粒体粒子の凝集体を機械的な解砕力によって分散させる。ドラフトチューブは、解砕機構の上方に配設されている。また、処理容器の底部から導入された流動化気体によって、処理容器内の粉粒体粒子に、処理容器の内壁とドラフトチューブとの間の空間部を上昇し、ドラフトチューブの内部を下降する方向に循環する流動層が形成される。さらに、ドラフトチューブの内部に沿って下降した粉粒体粒子の凝集体が解砕機構によって分散する。また、解砕機構を通過した粉粒体粒子は、回転ロータの遠心力によって流動化気体の上昇気流に送られる。そして、スプレーノズルは、処理容器の内部で流動循環する粉粒体粒子に向けてスプレー液を噴霧する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４０１５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された流動層装置を、スプレー成膜等の液相式成膜に代えて、ＡＬＤやＣＶＤ等の気相式成膜に用いると、成膜原料の平均自由工程が液相式成膜と比較して長くなるため、粉粒体粒子だけでなく、解砕機構にも成膜される。解砕機構の成膜物は、剥離すると、異物となる。この異物は、粉粒体粒子自体および成膜された粉粒体粒子に付着すると、粉粒体粒子自体および成膜された粉粒体粒子の特性を低下させる。なお、ＡＬＤは、Atomic Layer Depositionの略である。ＣＶＤは、Chemical Vapor Depositionの略である。
【０００５】
本開示は、異物の発生を抑制する粉体成膜装置および粉体成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、粉体を成膜する粉体成膜装置であって、天地方向における天側の空間である上部空間（１０６）と天地方向における地側の空間であって粉体が格納される下部空間（１０８）とを含む内部空間（１０４）と、上部空間に連通している排気孔（１１０）と、下部空間に連通している導入孔（１１８）と、を有するチャンバ（１０）と、内部空間の圧力を減圧するとともに、排気孔を介して内部空間のガスを排気する排気部（２０）と、回転することにより、粉体の凝集体を分散させる解砕部（３００）と、原料ガスを、導入孔を介して下部空間に供給する原料ガス供給部（４０）と、解砕部の回転と、原料ガス供給部からの原料ガスの供給と、を制御する制御部（８０）と、を備え、解砕部は、原料ガスが供給される前において、排気孔よりも天地方向における天側に位置しており、制御部は、原料ガスを供給させることにより、粉体を成膜させる粉体成膜装置である。
【０００７】
また、請求項７に記載の発明は、粉体を成膜する粉体成膜方法であって、天地方向における天側の空間である上部空間（１０６）と天地方向における地側の空間であって粉体が格納される下部空間（１０８）とを含む内部空間（１０４）と、上部空間に連通している排気孔（１１０）と、下部空間に連通している導入孔（１１８）と、を有するチャンバ（１０）と、内部空間の圧力を減圧するとともに、排気孔を介して内部空間のガスを排気する排気部（２０）と、回転することにより、粉体の凝集体を分散させる解砕部（３００）と、原料ガスを、導入孔を介して下部空間に供給する原料ガス供給部（４０）と、解砕部の回転と、原料ガス供給部からの原料ガスの供給と、を制御する制御部（８０）と、を準備し、解砕部を、原料ガスが供給される前において、排気孔よりも天地方向における天側に位置させ、原料ガスを供給させることにより、粉体を成膜させる粉体成膜方法である。
【０００８】
これにより、供給された原料ガスは、解砕部に到達する前に、排気孔を通って排気される。このため、解砕部に成膜されることが抑制される。したがって、異物となる解砕部の成膜物の発生が抑制される。よって、異物の発生が抑制される。
【０００９】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態の粉体成膜装置の構成図。
粉体成膜装置の制御部の処理を示すフローチャート。
制御部の処理を示すタイムチャート。
粉体成膜装置における不活性ガスの供給を示す図。
粉体成膜装置における解砕を示す図。
第２実施形態の粉体成膜装置における粉体の移動を示す図。
粉体成膜装置における解砕を示す図。
第３実施形態の粉体成膜装置の構成図。
第４実施形態の粉体成膜装置における制御部の処理を示すフローチャート。
制御部の処理を示すフローチャート。
制御部の処理を示すタイムチャート。
第５実施形態の粉体成膜装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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