ノズル
【課題】ノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能なノズルを提供する。
【解決手段】ノズル４は、吐出口１１の開口端において、一方の長辺側の側縁から全幅に渡って斜め外側方向に所定長さ延出されて、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１だけ傾斜して、この吐出口１１の開口端の長辺側の側縁から連続する傾斜面１２を形成する角度変更部としての板状の壁部材１３が設けられている。そして、このノズル４の吐出口１１からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口１１の開口端に設けられた壁部材１３の傾斜面１２側へ、吐出口１１の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面１２の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
【解決手段】ノズル４は、吐出口１１の開口端において、一方の長辺側の側縁から全幅に渡って斜め外側方向に所定長さ延出されて、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１だけ傾斜して、この吐出口１１の開口端の長辺側の側縁から連続する傾斜面１２を形成する角度変更部としての板状の壁部材１３が設けられている。そして、このノズル４の吐出口１１からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口１１の開口端に設けられた壁部材１３の傾斜面１２側へ、吐出口１１の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面１２の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルが種々提案されている。
例えば、少なくとも一対のノズルブロックと、これら一対のノズルブロックの間に挟持され、かつ、互いに間隔を隔てて対向配置される少なくとも２枚のシムプレートとを構成要素として備え、これらのノズルブロックとシムプレートとにより形成されるエアロゾル噴射通路の形状をシムプレートの交換により変更し得るように構成したノズルがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２７５６３０号公報（段落（００１０）〜（００３２）、図１〜図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１に記載される構成では、ノズルのエアロゾル噴射孔から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更するためには、ノズル内のエアロゾルが流れるエアロゾル噴射通路を噴射方向へ曲げる必要がある。この際、このエアロゾル噴射通路の曲げた部分で超微粒子の粉体が詰まったり、また、超微粒子の粉体の衝突によりエアロゾル噴射通路内面を摩耗し、破損させて、供給粉体に削れた摩耗粉が混入するという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能なノズル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】
【０００５】
前記目的を達成するため請求項１に係るノズルは、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルにおいて、吐出口の開口端側縁から斜め外側方向に所定長さ延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に係るノズルは、請求項１に記載のノズルにおいて、前記角度変更部は、板状の壁部材であることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に係るノズルは、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルにおいて、吐出口の開口端側縁に一側端縁部が噴射方向に対して広がり方向に回動可能に取り付けられて、前記開口端側縁から広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部材と、前記角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させると共にこの所定角度回動した状態を保持する回動手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に係るノズルは、請求項３に記載のノズルにおいて、前記角度変更部材は、板状の壁部材であることを特徴とする。
【０００９】
更に、請求項５に係るノズルは、請求項３又は請求項４に記載のノズルにおいて、前記角度変更部材は、噴射方向に対して直角な方向の両側縁部のうちの少なくとも一方の側縁部から外側方向に延出される延出部を有し、前記回動手段は、前記延出部を介して該角度変更部材を所定角度回動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係るノズルでは、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射する吐出口に、この吐出口の開口端側縁から斜め外側方向に所定長さ延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部が設けられている。
これにより、吐出口からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口から超音速で噴射されるエアロゾルの噴射角度は、角度変更部の基端部で発生する膨張波及び自由境界面で反射する圧縮波によって、該角度変更部によって形成される傾斜面側へ偏向される。このため、このノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となる。また、ノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。
【００１１】
また、請求項２に係るノズルでは、角度変更部は、板状の壁部材であるため、簡易な構成でノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に係るノズルでは、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射する吐出口に、この吐出口の開口端側縁に一側端縁部が噴射方向に対して広がり方向に回動可能に取り付けられて、この開口端側縁から広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部材が設けられている。また、この角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させると共にこの所定角度回動した状態を保持する回動手段が設けられている。
これにより、回動手段を介して、吐出口の開口端側縁に回動可能に取り付けられた角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させると共にこの所定角度回動した状態で保持することが可能となる。そして、この角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させた状態で、吐出口からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口から超音速で噴射されるエアロゾルの噴射角度は、角度変更部材の基端部で発生する膨張波及び自由境界面で反射する圧縮波によって、該角度変更部材によって形成される傾斜面側へ偏向される。このため、このノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となる。また、ノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。更に、回動手段は、角度変更部材を噴射方向に対して所定角度回動させた状態で保持することが可能なため、該回動手段を介してエアロゾルの噴射角度を所定範囲内で任意に偏向することが可能となる。
【００１３】
また、請求項４に係るノズルでは、角度変更部材は、板状の壁部材である簡易な構成でノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
【００１４】
更に、請求項５に係るノズルでは、角度変更部材は、噴射方向に対して直角な方向の両側縁部のうちの少なくとも一方の側縁部に、外側方向に延出される延出部が設けられている。そして、回動手段は、この延出部を介して該角度変更部材を所定角度回動させるように構成されている。
これにより、回動手段は、角度変更部材の外側方向に延出される延出部を介して該角度変更部材を所定角度回動させるため、回動手段を角度変更部材に取り付ける構成の自由度が増すと共に、角度変更部材の小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るノズルについて、本発明を具体化した実施例に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
先ず、実施例１に係るノズルが装着される成膜装置１の概略構成について図１乃至図３に基づき説明する。図１は実施例１に係るノズルが装着される成膜装置１の概略構成を示す図である。図２はノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。図３はノズルの吐出口から超音速で噴射されるエアロゾルの偏向角度を説明する図である。
図１に示すように、ノズル４が装着される成膜装置１は、金属、セラミックス等の所定粒径（例えば、粒径は約０．５μｍ〜１００μｍである。）の原料粉末をヘリウム、窒素、水素、空気等の搬送ガス中に分散させたエアロゾルを発生させるエアロゾル発生機構２と、内部が真空に設定される成膜室３と、この成膜室３内に固定されるノズル４と、一端がエアロゾル発生機構２に接続され他端がノズル４に接続されてエアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルをノズル４に導入するエアロゾル導入管５とから構成されている。
【００１７】
また、成膜室３内には、ノズル４から噴射されるエアロゾルによって皮膜が形成される基板６を保持する基板ホルダ７が配設されており、この基板ホルダ７は成膜室３に取り付けられた移動機構（Ｘ−Ｙ−Ｚ・θステージ）８によってＸ軸及びＹ軸方向（水平面方向）並びにＺ方向（上下方向）に移動可能に、かつ、図外のピボット軸を中心にθ方向（回転方向）に回転し得るように構成されている。また、ノズル４は、吐出口１１の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００１８】
また、ノズル４は、図２に示すように、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口１１が形成されている。また、この吐出口１１の開口端には、一方の長辺側の側縁から全幅に渡って斜め外側方向（図２中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１１の開口端の長辺側の側縁から連続する傾斜面１２を形成する角度変更部としての板状の壁部材１３が設けられている。
【００１９】
ここで、ノズル４の吐出口１１からマッハ数Ｍが１より大きい超音速のエアロゾルを噴射した場合に、エアロゾルの噴射角が壁部材１３の傾斜面１２側へ偏向される角度について図３に基づいて説明する。尚、図３はノズル４の吐出口１１から噴射されたエアロゾルの流れが「適正膨張」となる条件での流れを表している。
図３に示すように、ノズル４の吐出口１１から超音速で噴射されるエアロゾルの流れ（矢印１５方向である。）は、ノズル４の吐出口１１での開口端と壁部材１３の傾斜面１２の基端部との角部で発生する膨張波１６によって角度θ２（この場合は、角度θ２は、ほぼ角度θ１に等しい。）だけ傾斜面１２側へ曲げられる。更に、各膨張波１６は、自由境界面１７で各圧縮波１８として反射されるため、エアロゾルの流れ（矢印１５方向である。）は、各圧縮波１８によって角度θ３（この場合は、角度θ３は、ほぼ角度θ１に等しい。）だけ傾斜面１２側へ更に曲げられる。従って、ノズル４の吐出口１１から超音速で噴射されたエアロゾルは、吐出口１１での噴射方向に対して角度（θ２＋θ３）（この場合は、ほぼ角度θ１の２倍の角度である。）だけ傾斜面１２側へ偏向されて噴射される。
【００２０】
このように構成されたノズル４を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルを生成させる。次いで、この生成させたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル４内に導入すると、ノズル４の先端部に形成された断面長方形状の吐出口１１から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口１１から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口１１の開口端と壁部材１３の傾斜面１２の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材１３の傾斜面１２側へ、吐出口１１での噴射方向に対して、この傾斜面１２の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル４から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００２１】
以上説明した通り、実施例１に係るノズル４では、吐出口１１の開口端において、斜め外側方向へ所定長さ延出された板状の壁部材１３が設けられている。そして、このノズル４の吐出口１１からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口１１の開口端に設けられた壁部材１３の傾斜面１２側へ、吐出口１１の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面１２の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
これにより、この壁部材１３の傾斜面１２の傾斜角θ１を設定することによって、このノズル４内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル４の吐出口１１から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向させて、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル４内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル４内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、板状の壁部材１３を設けることによって、簡易な構成でノズル４の吐出口１１から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
【実施例２】
【００２２】
次に、実施例２に係るノズル２１について図４及び図５に基づいて説明する。図４は実施例２に係るノズル２１の吐出口の構成を示す斜視図である。図５はノズル２１の先端部の側断面図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例２に係るノズル２１は、上記実施例１に係るノズル４に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル２１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル２１に導入されるように構成されている。また、ノズル２１は、吐出口２２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００２３】
また、図４及び図５に示すように、ノズル２１は、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口２２が形成されている。また、この吐出口２２の開口端には、一方の長辺側の側縁に全幅に渡って、噴射方向の幅が所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）の角度変更部材としての板状の壁部材２３が、その吐出口２２側の端縁部を中心軸として斜め外側方向（図４中、斜め下側方向である。）に回動可能に取り付けられている。また、壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、この吐出口２２の開口端の長辺側の側縁から連続する表面部を形成している。
また、ノズル２１の吐出口２２側の端縁部には、壁部材２３に対向する部分の全幅に渡って斜めに切り欠かれた切欠部２４が形成されている。これにより、壁部材２３が回動された際に、このノズル２１の先端部との干渉を避けることができる。
【００２４】
また、壁部材２３の吐出口２２に対して裏側には、電磁ソレノイド、エアーシリンダー、リニアステッピングモータ等で構成される回動手段としてのアクチュエータ２５が配設されている。また、この壁部材２３の吐出口２２に対して裏側の表面部（図４中、下側の表面部である。）には、アクチュエータ２５の軸方向に移動可能に設けられる可動軸２６の一端側が固定されている。そして、このアクチュエータ２５を駆動して可動軸２６を軸方向に所定長さ移動させると共に、その状態を保持することによって、壁部材２３が噴射方向に対して広がり方向へ回動された状態で保持される。
これにより、アクチュエータ２５を駆動することによって、壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ４（例えば、約０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜した状態で保持されて、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７が形成される。また、このアクチュエータ２５を駆動することによって、傾斜面２７の傾斜角θ４を所定角度範囲（例えば、約０度乃至４５度の角度範囲である。）で任意に設定することができる。
【００２５】
このように構成されたノズル２１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。また、アクチュエータ２５を駆動して、壁部材２３を噴射方向に対して広がり方向へ回動された状態で保持し、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７の傾斜角θ４を設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル２１内に導入すると、ノズル２１の先端部に形成された断面長方形状の吐出口２２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口２２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口２２の開口端と壁部材２３の傾斜面２７の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材２３の傾斜面２７側へ、吐出口２２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面２７の傾斜角θ４に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ４の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル２１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００２６】
以上説明した通り、実施例２に係るノズル２１では、吐出口２２の開口端において、板状の壁部材２３が、その吐出口２２側の端縁部を中心軸として斜め外側方向に回動可能に取り付けられている。また、可動軸２６を介して、この壁部材２３を噴射方向に対して広がり方向へ回動した状態で保持するアクチュエータ２５が、壁部材２３の吐出口２２に対して裏側に配設されている。そして、このアクチュエータ２５を駆動することによって、壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ４だけ傾斜した状態で保持されて、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７が形成される。
そして、この吐出口２２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口２２から超音速で噴射されるエアロゾルの噴射角度は、吐出口２２の開口端と壁部材２３の傾斜面２７の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材２３の傾斜面２７側へ、吐出口２２での噴射方向に対して、この傾斜面２７の傾斜角θ４に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
【００２７】
これにより、アクチュエータ２５を駆動して、この壁部材２３の傾斜面２７の傾斜角θ４を設定することによって、このノズル２１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル２１の吐出口２２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向するように設定して、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル２１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル２１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、アクチュエータ２５を駆動することによって、板状の壁部材２３を回動させる簡易な構成でノズル２１の吐出口２２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、噴射角度によるノズルの交換を必要としないので、低コスト化を図ることが可能となる。
【実施例３】
【００２８】
次に、実施例３に係るノズル３１について図６に基づいて説明する。図６は実施例３に係るノズル３１の吐出口の構成を示す斜視図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１及び実施例２に係るノズル２１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１及び実施例２に係るノズル２１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例３に係るノズル３１は、上記実施例２に係るノズル２１に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル３１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル３１に導入されるように構成されている。また、ノズル３１は、吐出口２２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００２９】
図６に示すように、実施例３に係るノズル３１は、実施例２に係るノズル２１とほぼ同じ構成であるが、角度変更部材としての板状の壁部材２３の長手方向両側縁部から外側方向に延出される各延出部３２、３３が形成されている点で異なっている。また、各延出部３２、３３の吐出口２２に対して裏側には、それぞれアクチュエータ２５が配設され、各延出部３２、３３の吐出口２２に対して裏側の表面部（図６中、下側の表面部である。）には、各アクチュエータ２５の軸方向に移動可能に設けられる可動軸２６の一端側が固定されている点で異なっている。
【００３０】
そして、各アクチュエータ２５を駆動して可動軸２６を軸方向に所定長さ移動させると共に、その状態を保持することによって、各延出部３２、３３を介して壁部材２３が噴射方向に対して広がり方向へ回動された状態で保持される。
これにより、各アクチュエータ２５を駆動することによって、各延出部３２、３３を介して壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ４（例えば、約０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜した状態で保持されて、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７が形成される。また、各アクチュエータ２５を駆動することによって、各延出部３２、３３を介して傾斜面２７の傾斜角θ４を所定角度範囲（例えば、約０度乃至４５度の角度範囲である。）で任意に設定することができる。
【００３１】
このように構成されたノズル３１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。また、各アクチュエータ２５を駆動して、各延出部３２、３３を介して壁部材２３を噴射方向に対して広がり方向へ回動された状態で保持し、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７の傾斜角θ４を設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル３１内に導入すると、ノズル３１の先端部に形成された断面長方形状の吐出口２２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口２２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口２２の開口端と壁部材２３の傾斜面２７の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材２３の傾斜面２７側へ、吐出口２２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面２７の傾斜角θ４に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ４の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル３１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００３２】
以上説明した通り、実施例３に係るノズル３１では、吐出口２２の開口端において、板状の壁部材２３が、その吐出口２２側の端縁部を中心軸として斜め外側方向に回動可能に取り付けられている。また、壁部材２３の長手方向両側縁部から外側方向に延出される各延出部３２、３３が形成され、各延出部３２、３３の吐出口２２に対して裏側には、それぞれアクチュエータ２５が配設されている。また、各延出部３２、３３の吐出口２２に対して裏側の表面部には、各アクチュエータ２５の軸方向に移動可能に設けられる可動軸２６の一端側が固定されている。そして、各アクチュエータ２５を駆動することによって、各延出部３２、３３を介して壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ４だけ傾斜した状態で保持されて、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７が形成される。
そして、この吐出口２２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口２２から超音速で噴射されるエアロゾルの噴射角度は、吐出口２２の開口端と壁部材２３の傾斜面２７の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材２３の傾斜面２７側へ、吐出口２２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面２７の傾斜角θ４に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
【００３３】
これにより、各アクチュエータ２５を駆動して、各延出部３２、３３を介して壁部材２３の傾斜面２７の傾斜角θ４を設定することによって、このノズル３１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル３１の吐出口２２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向するように設定して、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル３１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル３１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、各アクチュエータ２５を各延出部３２、３３の裏側に配設して、各可動軸２６の一端を各延出部３２、３３の裏側面に固定する構成にすることによって、各アクチュエータ２５を壁部材２３に取り付ける構成の自由度が増すと共に、この壁部材２３の小型化を図ることが可能となる。また、各アクチュエータ２５を駆動することによって、各延出部３２、３３を介して壁部材２３を回動させる簡易な構成でノズル３１の吐出口２２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、噴射角によるノズルの交換を必要としないので、低コスト化を図ることが可能となる。
【００３４】
尚、上記実施例３では、壁部材２３の長手方向両側縁部に各延出部３２、３３を設けたが、壁部材２３の長手方向の一方の側縁部に延出部３２又は延出部３３を設けるようにしてもよい。また、この一方だけ設けられた延出部３２又は延出部３３の裏側にアクチュエータ２５を配設して、このアクチュエータ２５の可動軸２６の一端を、この延出部３２又は延出部３３の裏側に固定するようにしてもよい。これにより、アクチュエータ２５を１個にすることができ、製造コストの削減化を図ることができる。
【実施例４】
【００３５】
次に、実施例４に係るノズル４１について図７に基づいて説明する。図７は実施例４に係るノズル４１の吐出口の構成を示す斜視図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例４に係るノズル４１は、上記実施例１に係るノズル４に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル４１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル４１に導入されるように構成されている。また、ノズル４１は、吐出口４２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００３６】
図７に示すように、実施例４に係るノズル４１は、実施例１に係るノズル４とほぼ同じ構成であるが、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する円形状の吐出口４２が形成されている。また、この吐出口４２の開口端には、この開口端の円周部の約１／６以上の範囲に対応する周縁部（図７中では、約１／３の周縁部である。）から断面円弧状の壁部材４３が、斜め外側方向（図７中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されている。また、この角度変更部としての壁部材４３は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口４２の開口端の周縁から連続する傾斜面４４を形成している。
尚、断面円弧状の壁部材４３を周方向の複数箇所で分割して吐出口４２の開口端の複数箇所に設ける場合には、この断面円弧状の各壁部材４３の周方向の円弧の長さの和が、この開口端の円周部の約１／６以上になるように設ければよい。
【００３７】
このように構成されたノズル４１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル４１内に導入すると、ノズル４１の先端部に形成された断面円形状の吐出口４２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口４２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口４２の開口端と壁部材４３の傾斜面４４の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材４３の傾斜面４４側へ、吐出口４２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面４４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル４１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００３８】
以上説明した通り、実施例４に係るノズル４１では、吐出口４２の開口端において、斜め外側方向へ所定長さ延出された断面円弧状の壁部材４３が設けられている。そして、このノズル４１の吐出口４２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口４２の開口端に設けられた壁部材４３の傾斜面４４側へ、吐出口４２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面４４の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。このため、この壁部材４３の傾斜面４４の傾斜角θ１を設定することによって、このノズル４１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル４１の吐出口４２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向させて、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル４１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル４１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、断面円弧状の壁部材４３を設けることによって、簡易な構成でノズル４１の吐出口４２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
【実施例５】
【００３９】
次に、実施例５に係るノズル５１について図８に基づいて説明する。図８は実施例５に係るノズル５１の吐出口の構成を示す正面図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例５に係るノズル５１は、上記実施例１に係るノズル４に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル５１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル５１に導入されるように構成されている。また、ノズル５１は、吐出口５２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００４０】
図８に示すように、実施例５に係るノズル５１は、実施例１に係るノズル４とほぼ同じ構成であるが、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する横長六角形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの横長六角形である。）の吐出口５２が形成されている。また、この吐出口５２の開口端には、一方の長辺側の側縁（図８中、下側の長辺の側縁）から、この長辺の全幅又は１／３以上の幅（図８では、長辺の約４／５の幅である。）に渡って、斜め外側方向（図８中、下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口５２の開口端の長辺側の側縁から連続する傾斜面５４を形成する角度変更部としての板状の壁部材５３が設けられている。
【００４１】
このように構成されたノズル５１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル５１内に導入すると、ノズル５１の先端部に形成された断面横長六角形状の吐出口５２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口５２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口５２の開口端と壁部材５３の傾斜面５４の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材５３の傾斜面５４側へ、吐出口５２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面５４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル５１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００４２】
以上説明した通り、実施例５に係るノズル５１では、吐出口５２の開口端において、斜め外側方向へ所定長さ延出された板状の壁部材５３が設けられている。そして、このノズル５１の吐出口５２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口５２の開口端に設けられた壁部材５３の傾斜面５４側へ、吐出口５２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面５４の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
これにより、この壁部材５３の傾斜面５４の傾斜角θ１を設定することによって、このノズル５１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル５１の吐出口５２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向させて、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル５１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル５１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、板状の壁部材５３を設けることによって、簡易な構成でノズル５１の吐出口５２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
また、上記実施例１のように、吐出口５２の開口端の一方の長辺側に、全幅に渡って壁部材５３が設けられていない場合でも、この長辺の１／３以上の幅（図８では、長辺の約４／５の幅である。）に渡って壁部材５３が設けられている場合には、この壁部材５３の幅方向両端部分においては、傾斜面５４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００４３】
尚、ノズル５１の吐出口５２の開口端に、壁部材５３が設けられた長辺の両側の辺にも、各辺の側縁から延出される各壁部材を設けるようにしてもよい。
例えば、図９に示すように、ノズル５１の壁部材５３が設けられた長辺の両側の辺の側縁から、この各辺の全幅又は１／３以上の幅（図９では、各辺の約１／２の幅である。）に渡って、斜め外側方向（図９中、左右斜め外側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口５２の開口端の各辺の側縁から連続する各傾斜面５６、５７を形成する角度変更部としての板状の各壁部材５８、５９を設けるようにしてもよい。
【実施例６】
【００４４】
次に、実施例６に係るノズル６１について図１０に基づいて説明する。図１０は実施例６に係るノズル６１の吐出口の構成を示す正面図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例６に係るノズル６１は、上記実施例１に係るノズル４に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル６１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル６１に導入されるように構成されている。また、ノズル６１は、吐出口６２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００４５】
図１０に示すように、実施例６に係るノズル６１は、実施例１に係るノズル４とほぼ同じ構成であるが、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する楕円形状の吐出口６２が形成されている。また、この吐出口６２の開口端には、この開口端の全周部の約１／６以上の範囲に対応する周縁部（図１０中では、約１／３の周縁部である。）から外側方向（図１０中、下側方向）に湾曲した板状の壁部材６３が、斜め外側方向（図１０中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されている。また、この角度変更部としての壁部材６３は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口６２の開口端の周縁から連続する傾斜面６４を形成している。
尚、湾曲した板状の壁部材６３を周方向の複数箇所で分割して吐出口６２の開口端の複数箇所に設ける場合には、この湾曲した板状の各壁部材６３の周方向の円弧の長さの和が、この開口端の全周部の約１／６以上になるように設ければよい。
【００４６】
このように構成されたノズル６１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル６１内に導入すると、ノズル６１の先端部に形成された断面楕円形状の吐出口６２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口６２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口６２の開口端と壁部材６３の傾斜面６４の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材６３の傾斜面６４側へ、吐出口６２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面６４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル６１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００４７】
以上説明した通り、実施例６に係るノズル６１では、吐出口６２の開口端において、斜め外側方向へ所定長さ延出された湾曲した板状の壁部材６３が設けられている。そして、このノズル６１の吐出口６２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口６２の開口端に設けられた壁部材６３の傾斜面６４側へ、吐出口６２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面６４の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。このため、この壁部材６３の傾斜面６４の傾斜角θ１を設定することによって、このノズル６１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル６１の吐出口６２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向させて、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル６１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル６１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、湾曲した板状の壁部材６３を設けることによって、簡易な構成でノズル６１の吐出口６２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
また、上記実施例１のように、吐出口６２の開口端の長径に対して相対向する半周部分の一方の全円弧部分に渡って壁部材６３が設けられていない場合でも、この半周部分の１／３以上の周縁部分（図１０では、この半周部分の約２／３の周縁部分である。）に渡って壁部材６３が設けられている場合には、この壁部材６３の幅方向両端部分においては、傾斜面６４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００４８】
尚、本発明は前記実施例１乃至実施例６に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。
【００４９】
（Ａ）前記実施例１では、ノズル４は、長方形状の吐出口１１の一方の長辺側の側縁から全幅に渡って斜め外側方向に延出される板状の壁部材１３が設けられていたが、この壁部材１３の幅は、吐出口１１の長辺側の幅の約１／３以上の幅であればよい。
例えば、図１１に示すように、長辺側の幅の約２／３の幅の板状の壁部材７１を設けるようにしてもよい。この壁部材７１は、吐出口１１の一方の長辺側から斜め外側方向（図１１中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１１の開口端の長辺側の側縁から連続する傾斜面７２を形成している。これにより、この吐出口１１の壁部材７１に対向する部分では、傾斜面７２の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口１１の壁部材７１の幅方向両端部分においては、傾斜面７２に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００５０】
（Ｂ）前記実施例１では、ノズル４は、長方形状の吐出口１１の一方の長辺側の側縁から全幅に渡って斜め外側方向に延出される板状の壁部材１３が設けられていたが、幅の狭い板状の壁部材をこの長辺側の側縁に複数個配置するようにしてもよい。この場合には、複数個の幅寸法の合計が、吐出口１１の長辺側の幅の約１／３以上の幅寸法であることが好ましい。
例えば、図１２に示すように、吐出口１１の長辺側の幅寸法の約１／４の幅寸法の板状の各壁部材８１〜８３をこの長辺側の側縁に配置するようにしてもよい。各壁部材８１〜８２は、吐出口１１の一方の長辺側から斜め外側方向（図１２中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１１の開口端の長辺側の側縁から連続する各傾斜面８５〜８７を形成している。これにより、この吐出口１１の各壁部材８１〜８３に対向する部分では、各傾斜面８５〜８７の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口１１の各壁部材８１、８２間、及び各壁部材８２、８３間においては、各傾斜面８５〜８７に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００５１】
（Ｃ）前記実施例１では、ノズル４は、長方形状の吐出口１１が形成されていたが、この吐出口１１の開口端の一方の長辺側が、図１３乃至図１５に示すように、正面視連続する三角溝状、正面視連続する円弧の溝状、正面視連続する四角溝状の場合には、各吐出口の全周長さの約１／６以上の幅の板状の壁部材を一方の長辺側に設けるようにしてもよい。
例えば、図１３に示すように、ノズル９１の先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口９２が形成されている。そして、吐出口９２の開口端の一方の長辺側が正面視連続する三角溝状の場合には、長辺方向の幅の約２／３の幅の板状の壁部材９３を設けるようにしてもよい。この壁部材９３は、吐出口９２の正面視連続する三角溝状の長辺側から斜め外側方向（図１３中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口９２の開口端の正面視連続する三角溝状の長辺側の側縁から連続する傾斜面９４を形成している。これにより、この吐出口９２の壁部材９３に対向する部分では、傾斜面９４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口９２の壁部材９３の幅方向両端部分においては、傾斜面９４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００５２】
また、図１４に示すように、ノズル１０１の先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口１０２が形成されている。そして、吐出口１０２の開口端の一方の長辺側が正面視連続する円弧の溝状の場合には、長辺方向の幅の約２／３の幅の板状の壁部材１０３を設けるようにしてもよい。この壁部材１０３は、吐出口１０２の正面視連続する円弧の溝状の長辺側から斜め外側方向（図１４中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１０２の開口端の正面視連続する円弧の溝状の長辺側の側縁から連続する傾斜面１０４を形成している。これにより、この吐出口１０２の壁部材１０３に対向する部分では、傾斜面１０４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口１０２の壁部材１０３の幅方向両端部分においては、傾斜面１０４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００５３】
また、図１５に示すように、ノズル１１１の先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口１１２が形成されている。そして、吐出口１１２の開口端の一方の長辺側が正面視連続する四角溝状の場合には、長辺方向の幅の約２／３の幅の板状の壁部材１１３を設けるようにしてもよい。この壁部材１１３は、吐出口１１２の正面視連続する四角溝状の長辺側から斜め外側方向（図１３中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１１２の開口端の正面視連続する四角溝状の長辺側の側縁から連続する傾斜面１１４を形成している。これにより、この吐出口１１２の壁部材１１３に対向する部分では、傾斜面１１４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口１１２の壁部材１１３の幅方向両端部分においては、傾斜面１１４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１に係るノズルが装着される成膜装置の概略構成を示す図である。
【図２】ノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。
【図３】ノズルの吐出口から超音速で噴射されるエアロゾルの偏向角度を説明する図である。
【図４】実施例２に係るノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。
【図５】ノズルの先端部の側断面図である。
【図６】実施例３に係るノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。
【図７】実施例４に係るノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。
【図８】実施例５に係るノズルの吐出口の構成を示す正面図である。
【図９】実施例５に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１０】実施例６に係るノズルの吐出口の構成を示す正面図である。
【図１１】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１２】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１３】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１４】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１５】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 成膜装置
２ エアロゾル発生機構
３ 成膜室
４、２１、３１、４１、５１、６１、９１、１０１、１１１ ノズル
５ エアロゾル導入管
６ 基板
７ 基板ホルダ
８ 移動機構
１１、２２、４２、５２、６２、９２、１０２、１１２ 吐出口
１２、２７、４４、５４、６４、７２、８５〜８７、９４、１０４、１１４ 傾斜面
１３、２３、４３、５３、６３、７１、８１〜８３、９３、１０３、１１３ 壁部材
２５ アクチュエータ
２６ 可動軸
３２、３３ 延出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルが種々提案されている。
例えば、少なくとも一対のノズルブロックと、これら一対のノズルブロックの間に挟持され、かつ、互いに間隔を隔てて対向配置される少なくとも２枚のシムプレートとを構成要素として備え、これらのノズルブロックとシムプレートとにより形成されるエアロゾル噴射通路の形状をシムプレートの交換により変更し得るように構成したノズルがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２７５６３０号公報（段落（００１０）〜（００３２）、図１〜図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１に記載される構成では、ノズルのエアロゾル噴射孔から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更するためには、ノズル内のエアロゾルが流れるエアロゾル噴射通路を噴射方向へ曲げる必要がある。この際、このエアロゾル噴射通路の曲げた部分で超微粒子の粉体が詰まったり、また、超微粒子の粉体の衝突によりエアロゾル噴射通路内面を摩耗し、破損させて、供給粉体に削れた摩耗粉が混入するという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能なノズル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】
【０００５】
前記目的を達成するため請求項１に係るノズルは、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルにおいて、吐出口の開口端側縁から斜め外側方向に所定長さ延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に係るノズルは、請求項１に記載のノズルにおいて、前記角度変更部は、板状の壁部材であることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に係るノズルは、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルにおいて、吐出口の開口端側縁に一側端縁部が噴射方向に対して広がり方向に回動可能に取り付けられて、前記開口端側縁から広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部材と、前記角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させると共にこの所定角度回動した状態を保持する回動手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に係るノズルは、請求項３に記載のノズルにおいて、前記角度変更部材は、板状の壁部材であることを特徴とする。
【０００９】
更に、請求項５に係るノズルは、請求項３又は請求項４に記載のノズルにおいて、前記角度変更部材は、噴射方向に対して直角な方向の両側縁部のうちの少なくとも一方の側縁部から外側方向に延出される延出部を有し、前記回動手段は、前記延出部を介して該角度変更部材を所定角度回動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係るノズルでは、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射する吐出口に、この吐出口の開口端側縁から斜め外側方向に所定長さ延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部が設けられている。
これにより、吐出口からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口から超音速で噴射されるエアロゾルの噴射角度は、角度変更部の基端部で発生する膨張波及び自由境界面で反射する圧縮波によって、該角度変更部によって形成される傾斜面側へ偏向される。このため、このノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となる。また、ノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。
【００１１】
また、請求項２に係るノズルでは、角度変更部は、板状の壁部材であるため、簡易な構成でノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に係るノズルでは、微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射する吐出口に、この吐出口の開口端側縁に一側端縁部が噴射方向に対して広がり方向に回動可能に取り付けられて、この開口端側縁から広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部材が設けられている。また、この角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させると共にこの所定角度回動した状態を保持する回動手段が設けられている。
これにより、回動手段を介して、吐出口の開口端側縁に回動可能に取り付けられた角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させると共にこの所定角度回動した状態で保持することが可能となる。そして、この角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させた状態で、吐出口からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口から超音速で噴射されるエアロゾルの噴射角度は、角度変更部材の基端部で発生する膨張波及び自由境界面で反射する圧縮波によって、該角度変更部材によって形成される傾斜面側へ偏向される。このため、このノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となる。また、ノズル内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。更に、回動手段は、角度変更部材を噴射方向に対して所定角度回動させた状態で保持することが可能なため、該回動手段を介してエアロゾルの噴射角度を所定範囲内で任意に偏向することが可能となる。
【００１３】
また、請求項４に係るノズルでは、角度変更部材は、板状の壁部材である簡易な構成でノズルの吐出口から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
【００１４】
更に、請求項５に係るノズルでは、角度変更部材は、噴射方向に対して直角な方向の両側縁部のうちの少なくとも一方の側縁部に、外側方向に延出される延出部が設けられている。そして、回動手段は、この延出部を介して該角度変更部材を所定角度回動させるように構成されている。
これにより、回動手段は、角度変更部材の外側方向に延出される延出部を介して該角度変更部材を所定角度回動させるため、回動手段を角度変更部材に取り付ける構成の自由度が増すと共に、角度変更部材の小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るノズルについて、本発明を具体化した実施例に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
先ず、実施例１に係るノズルが装着される成膜装置１の概略構成について図１乃至図３に基づき説明する。図１は実施例１に係るノズルが装着される成膜装置１の概略構成を示す図である。図２はノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。図３はノズルの吐出口から超音速で噴射されるエアロゾルの偏向角度を説明する図である。
図１に示すように、ノズル４が装着される成膜装置１は、金属、セラミックス等の所定粒径（例えば、粒径は約０．５μｍ〜１００μｍである。）の原料粉末をヘリウム、窒素、水素、空気等の搬送ガス中に分散させたエアロゾルを発生させるエアロゾル発生機構２と、内部が真空に設定される成膜室３と、この成膜室３内に固定されるノズル４と、一端がエアロゾル発生機構２に接続され他端がノズル４に接続されてエアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルをノズル４に導入するエアロゾル導入管５とから構成されている。
【００１７】
また、成膜室３内には、ノズル４から噴射されるエアロゾルによって皮膜が形成される基板６を保持する基板ホルダ７が配設されており、この基板ホルダ７は成膜室３に取り付けられた移動機構（Ｘ−Ｙ−Ｚ・θステージ）８によってＸ軸及びＹ軸方向（水平面方向）並びにＺ方向（上下方向）に移動可能に、かつ、図外のピボット軸を中心にθ方向（回転方向）に回転し得るように構成されている。また、ノズル４は、吐出口１１の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００１８】
また、ノズル４は、図２に示すように、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口１１が形成されている。また、この吐出口１１の開口端には、一方の長辺側の側縁から全幅に渡って斜め外側方向（図２中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１１の開口端の長辺側の側縁から連続する傾斜面１２を形成する角度変更部としての板状の壁部材１３が設けられている。
【００１９】
ここで、ノズル４の吐出口１１からマッハ数Ｍが１より大きい超音速のエアロゾルを噴射した場合に、エアロゾルの噴射角が壁部材１３の傾斜面１２側へ偏向される角度について図３に基づいて説明する。尚、図３はノズル４の吐出口１１から噴射されたエアロゾルの流れが「適正膨張」となる条件での流れを表している。
図３に示すように、ノズル４の吐出口１１から超音速で噴射されるエアロゾルの流れ（矢印１５方向である。）は、ノズル４の吐出口１１での開口端と壁部材１３の傾斜面１２の基端部との角部で発生する膨張波１６によって角度θ２（この場合は、角度θ２は、ほぼ角度θ１に等しい。）だけ傾斜面１２側へ曲げられる。更に、各膨張波１６は、自由境界面１７で各圧縮波１８として反射されるため、エアロゾルの流れ（矢印１５方向である。）は、各圧縮波１８によって角度θ３（この場合は、角度θ３は、ほぼ角度θ１に等しい。）だけ傾斜面１２側へ更に曲げられる。従って、ノズル４の吐出口１１から超音速で噴射されたエアロゾルは、吐出口１１での噴射方向に対して角度（θ２＋θ３）（この場合は、ほぼ角度θ１の２倍の角度である。）だけ傾斜面１２側へ偏向されて噴射される。
【００２０】
このように構成されたノズル４を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルを生成させる。次いで、この生成させたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル４内に導入すると、ノズル４の先端部に形成された断面長方形状の吐出口１１から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口１１から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口１１の開口端と壁部材１３の傾斜面１２の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材１３の傾斜面１２側へ、吐出口１１での噴射方向に対して、この傾斜面１２の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル４から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００２１】
以上説明した通り、実施例１に係るノズル４では、吐出口１１の開口端において、斜め外側方向へ所定長さ延出された板状の壁部材１３が設けられている。そして、このノズル４の吐出口１１からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口１１の開口端に設けられた壁部材１３の傾斜面１２側へ、吐出口１１の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面１２の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
これにより、この壁部材１３の傾斜面１２の傾斜角θ１を設定することによって、このノズル４内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル４の吐出口１１から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向させて、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル４内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル４内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、板状の壁部材１３を設けることによって、簡易な構成でノズル４の吐出口１１から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
【実施例２】
【００２２】
次に、実施例２に係るノズル２１について図４及び図５に基づいて説明する。図４は実施例２に係るノズル２１の吐出口の構成を示す斜視図である。図５はノズル２１の先端部の側断面図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例２に係るノズル２１は、上記実施例１に係るノズル４に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル２１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル２１に導入されるように構成されている。また、ノズル２１は、吐出口２２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００２３】
また、図４及び図５に示すように、ノズル２１は、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口２２が形成されている。また、この吐出口２２の開口端には、一方の長辺側の側縁に全幅に渡って、噴射方向の幅が所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）の角度変更部材としての板状の壁部材２３が、その吐出口２２側の端縁部を中心軸として斜め外側方向（図４中、斜め下側方向である。）に回動可能に取り付けられている。また、壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、この吐出口２２の開口端の長辺側の側縁から連続する表面部を形成している。
また、ノズル２１の吐出口２２側の端縁部には、壁部材２３に対向する部分の全幅に渡って斜めに切り欠かれた切欠部２４が形成されている。これにより、壁部材２３が回動された際に、このノズル２１の先端部との干渉を避けることができる。
【００２４】
また、壁部材２３の吐出口２２に対して裏側には、電磁ソレノイド、エアーシリンダー、リニアステッピングモータ等で構成される回動手段としてのアクチュエータ２５が配設されている。また、この壁部材２３の吐出口２２に対して裏側の表面部（図４中、下側の表面部である。）には、アクチュエータ２５の軸方向に移動可能に設けられる可動軸２６の一端側が固定されている。そして、このアクチュエータ２５を駆動して可動軸２６を軸方向に所定長さ移動させると共に、その状態を保持することによって、壁部材２３が噴射方向に対して広がり方向へ回動された状態で保持される。
これにより、アクチュエータ２５を駆動することによって、壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ４（例えば、約０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜した状態で保持されて、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７が形成される。また、このアクチュエータ２５を駆動することによって、傾斜面２７の傾斜角θ４を所定角度範囲（例えば、約０度乃至４５度の角度範囲である。）で任意に設定することができる。
【００２５】
このように構成されたノズル２１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。また、アクチュエータ２５を駆動して、壁部材２３を噴射方向に対して広がり方向へ回動された状態で保持し、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７の傾斜角θ４を設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル２１内に導入すると、ノズル２１の先端部に形成された断面長方形状の吐出口２２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口２２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口２２の開口端と壁部材２３の傾斜面２７の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材２３の傾斜面２７側へ、吐出口２２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面２７の傾斜角θ４に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ４の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル２１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００２６】
以上説明した通り、実施例２に係るノズル２１では、吐出口２２の開口端において、板状の壁部材２３が、その吐出口２２側の端縁部を中心軸として斜め外側方向に回動可能に取り付けられている。また、可動軸２６を介して、この壁部材２３を噴射方向に対して広がり方向へ回動した状態で保持するアクチュエータ２５が、壁部材２３の吐出口２２に対して裏側に配設されている。そして、このアクチュエータ２５を駆動することによって、壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ４だけ傾斜した状態で保持されて、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７が形成される。
そして、この吐出口２２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口２２から超音速で噴射されるエアロゾルの噴射角度は、吐出口２２の開口端と壁部材２３の傾斜面２７の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材２３の傾斜面２７側へ、吐出口２２での噴射方向に対して、この傾斜面２７の傾斜角θ４に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
【００２７】
これにより、アクチュエータ２５を駆動して、この壁部材２３の傾斜面２７の傾斜角θ４を設定することによって、このノズル２１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル２１の吐出口２２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向するように設定して、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル２１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル２１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、アクチュエータ２５を駆動することによって、板状の壁部材２３を回動させる簡易な構成でノズル２１の吐出口２２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、噴射角度によるノズルの交換を必要としないので、低コスト化を図ることが可能となる。
【実施例３】
【００２８】
次に、実施例３に係るノズル３１について図６に基づいて説明する。図６は実施例３に係るノズル３１の吐出口の構成を示す斜視図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１及び実施例２に係るノズル２１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１及び実施例２に係るノズル２１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例３に係るノズル３１は、上記実施例２に係るノズル２１に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル３１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル３１に導入されるように構成されている。また、ノズル３１は、吐出口２２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００２９】
図６に示すように、実施例３に係るノズル３１は、実施例２に係るノズル２１とほぼ同じ構成であるが、角度変更部材としての板状の壁部材２３の長手方向両側縁部から外側方向に延出される各延出部３２、３３が形成されている点で異なっている。また、各延出部３２、３３の吐出口２２に対して裏側には、それぞれアクチュエータ２５が配設され、各延出部３２、３３の吐出口２２に対して裏側の表面部（図６中、下側の表面部である。）には、各アクチュエータ２５の軸方向に移動可能に設けられる可動軸２６の一端側が固定されている点で異なっている。
【００３０】
そして、各アクチュエータ２５を駆動して可動軸２６を軸方向に所定長さ移動させると共に、その状態を保持することによって、各延出部３２、３３を介して壁部材２３が噴射方向に対して広がり方向へ回動された状態で保持される。
これにより、各アクチュエータ２５を駆動することによって、各延出部３２、３３を介して壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ４（例えば、約０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜した状態で保持されて、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７が形成される。また、各アクチュエータ２５を駆動することによって、各延出部３２、３３を介して傾斜面２７の傾斜角θ４を所定角度範囲（例えば、約０度乃至４５度の角度範囲である。）で任意に設定することができる。
【００３１】
このように構成されたノズル３１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。また、各アクチュエータ２５を駆動して、各延出部３２、３３を介して壁部材２３を噴射方向に対して広がり方向へ回動された状態で保持し、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７の傾斜角θ４を設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル３１内に導入すると、ノズル３１の先端部に形成された断面長方形状の吐出口２２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口２２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口２２の開口端と壁部材２３の傾斜面２７の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材２３の傾斜面２７側へ、吐出口２２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面２７の傾斜角θ４に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ４の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル３１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００３２】
以上説明した通り、実施例３に係るノズル３１では、吐出口２２の開口端において、板状の壁部材２３が、その吐出口２２側の端縁部を中心軸として斜め外側方向に回動可能に取り付けられている。また、壁部材２３の長手方向両側縁部から外側方向に延出される各延出部３２、３３が形成され、各延出部３２、３３の吐出口２２に対して裏側には、それぞれアクチュエータ２５が配設されている。また、各延出部３２、３３の吐出口２２に対して裏側の表面部には、各アクチュエータ２５の軸方向に移動可能に設けられる可動軸２６の一端側が固定されている。そして、各アクチュエータ２５を駆動することによって、各延出部３２、３３を介して壁部材２３の吐出口２２側の表面部は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ４だけ傾斜した状態で保持されて、吐出口２２の開口端の側縁から連続する傾斜面２７が形成される。
そして、この吐出口２２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口２２から超音速で噴射されるエアロゾルの噴射角度は、吐出口２２の開口端と壁部材２３の傾斜面２７の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材２３の傾斜面２７側へ、吐出口２２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面２７の傾斜角θ４に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
【００３３】
これにより、各アクチュエータ２５を駆動して、各延出部３２、３３を介して壁部材２３の傾斜面２７の傾斜角θ４を設定することによって、このノズル３１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル３１の吐出口２２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向するように設定して、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル３１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル３１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、各アクチュエータ２５を各延出部３２、３３の裏側に配設して、各可動軸２６の一端を各延出部３２、３３の裏側面に固定する構成にすることによって、各アクチュエータ２５を壁部材２３に取り付ける構成の自由度が増すと共に、この壁部材２３の小型化を図ることが可能となる。また、各アクチュエータ２５を駆動することによって、各延出部３２、３３を介して壁部材２３を回動させる簡易な構成でノズル３１の吐出口２２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、噴射角によるノズルの交換を必要としないので、低コスト化を図ることが可能となる。
【００３４】
尚、上記実施例３では、壁部材２３の長手方向両側縁部に各延出部３２、３３を設けたが、壁部材２３の長手方向の一方の側縁部に延出部３２又は延出部３３を設けるようにしてもよい。また、この一方だけ設けられた延出部３２又は延出部３３の裏側にアクチュエータ２５を配設して、このアクチュエータ２５の可動軸２６の一端を、この延出部３２又は延出部３３の裏側に固定するようにしてもよい。これにより、アクチュエータ２５を１個にすることができ、製造コストの削減化を図ることができる。
【実施例４】
【００３５】
次に、実施例４に係るノズル４１について図７に基づいて説明する。図７は実施例４に係るノズル４１の吐出口の構成を示す斜視図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例４に係るノズル４１は、上記実施例１に係るノズル４に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル４１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル４１に導入されるように構成されている。また、ノズル４１は、吐出口４２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００３６】
図７に示すように、実施例４に係るノズル４１は、実施例１に係るノズル４とほぼ同じ構成であるが、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する円形状の吐出口４２が形成されている。また、この吐出口４２の開口端には、この開口端の円周部の約１／６以上の範囲に対応する周縁部（図７中では、約１／３の周縁部である。）から断面円弧状の壁部材４３が、斜め外側方向（図７中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されている。また、この角度変更部としての壁部材４３は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口４２の開口端の周縁から連続する傾斜面４４を形成している。
尚、断面円弧状の壁部材４３を周方向の複数箇所で分割して吐出口４２の開口端の複数箇所に設ける場合には、この断面円弧状の各壁部材４３の周方向の円弧の長さの和が、この開口端の円周部の約１／６以上になるように設ければよい。
【００３７】
このように構成されたノズル４１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル４１内に導入すると、ノズル４１の先端部に形成された断面円形状の吐出口４２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口４２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口４２の開口端と壁部材４３の傾斜面４４の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材４３の傾斜面４４側へ、吐出口４２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面４４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル４１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００３８】
以上説明した通り、実施例４に係るノズル４１では、吐出口４２の開口端において、斜め外側方向へ所定長さ延出された断面円弧状の壁部材４３が設けられている。そして、このノズル４１の吐出口４２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口４２の開口端に設けられた壁部材４３の傾斜面４４側へ、吐出口４２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面４４の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。このため、この壁部材４３の傾斜面４４の傾斜角θ１を設定することによって、このノズル４１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル４１の吐出口４２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向させて、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル４１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル４１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、断面円弧状の壁部材４３を設けることによって、簡易な構成でノズル４１の吐出口４２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
【実施例５】
【００３９】
次に、実施例５に係るノズル５１について図８に基づいて説明する。図８は実施例５に係るノズル５１の吐出口の構成を示す正面図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例５に係るノズル５１は、上記実施例１に係るノズル４に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル５１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル５１に導入されるように構成されている。また、ノズル５１は、吐出口５２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００４０】
図８に示すように、実施例５に係るノズル５１は、実施例１に係るノズル４とほぼ同じ構成であるが、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する横長六角形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの横長六角形である。）の吐出口５２が形成されている。また、この吐出口５２の開口端には、一方の長辺側の側縁（図８中、下側の長辺の側縁）から、この長辺の全幅又は１／３以上の幅（図８では、長辺の約４／５の幅である。）に渡って、斜め外側方向（図８中、下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口５２の開口端の長辺側の側縁から連続する傾斜面５４を形成する角度変更部としての板状の壁部材５３が設けられている。
【００４１】
このように構成されたノズル５１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル５１内に導入すると、ノズル５１の先端部に形成された断面横長六角形状の吐出口５２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口５２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口５２の開口端と壁部材５３の傾斜面５４の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材５３の傾斜面５４側へ、吐出口５２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面５４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル５１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００４２】
以上説明した通り、実施例５に係るノズル５１では、吐出口５２の開口端において、斜め外側方向へ所定長さ延出された板状の壁部材５３が設けられている。そして、このノズル５１の吐出口５２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口５２の開口端に設けられた壁部材５３の傾斜面５４側へ、吐出口５２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面５４の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。
これにより、この壁部材５３の傾斜面５４の傾斜角θ１を設定することによって、このノズル５１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル５１の吐出口５２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向させて、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル５１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル５１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、板状の壁部材５３を設けることによって、簡易な構成でノズル５１の吐出口５２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
また、上記実施例１のように、吐出口５２の開口端の一方の長辺側に、全幅に渡って壁部材５３が設けられていない場合でも、この長辺の１／３以上の幅（図８では、長辺の約４／５の幅である。）に渡って壁部材５３が設けられている場合には、この壁部材５３の幅方向両端部分においては、傾斜面５４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００４３】
尚、ノズル５１の吐出口５２の開口端に、壁部材５３が設けられた長辺の両側の辺にも、各辺の側縁から延出される各壁部材を設けるようにしてもよい。
例えば、図９に示すように、ノズル５１の壁部材５３が設けられた長辺の両側の辺の側縁から、この各辺の全幅又は１／３以上の幅（図９では、各辺の約１／２の幅である。）に渡って、斜め外側方向（図９中、左右斜め外側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口５２の開口端の各辺の側縁から連続する各傾斜面５６、５７を形成する角度変更部としての板状の各壁部材５８、５９を設けるようにしてもよい。
【実施例６】
【００４４】
次に、実施例６に係るノズル６１について図１０に基づいて説明する。図１０は実施例６に係るノズル６１の吐出口の構成を示す正面図である。尚、上記実施例１に係る成膜装置１と同一符号は、上記実施例１に係る成膜装置１と同一あるいは相当部分を示すものである。
ここで、実施例６に係るノズル６１は、上記実施例１に係るノズル４に替えて成膜室３内に固定されている。また、一端がエアロゾル発生機構２に接続されるエアロゾル導入管５の他端が、このノズル６１に接続され、エアロゾル発生機構２で発生したエアロゾルがノズル６１に導入されるように構成されている。また、ノズル６１は、吐出口６２の開口端での噴射方向が、基板ホルダ７に保持される基板６の皮膜形成面に対してほぼ垂直になるように成膜室３内に固定されている。
【００４５】
図１０に示すように、実施例６に係るノズル６１は、実施例１に係るノズル４とほぼ同じ構成であるが、先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する楕円形状の吐出口６２が形成されている。また、この吐出口６２の開口端には、この開口端の全周部の約１／６以上の範囲に対応する周縁部（図１０中では、約１／３の周縁部である。）から外側方向（図１０中、下側方向）に湾曲した板状の壁部材６３が、斜め外側方向（図１０中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されている。また、この角度変更部としての壁部材６３は、噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口６２の開口端の周縁から連続する傾斜面６４を形成している。
尚、湾曲した板状の壁部材６３を周方向の複数箇所で分割して吐出口６２の開口端の複数箇所に設ける場合には、この湾曲した板状の各壁部材６３の周方向の円弧の長さの和が、この開口端の全周部の約１／６以上になるように設ければよい。
【００４６】
このように構成されたノズル６１を用いた成膜装置１において基板６の表面上に皮膜を形成する方法について説明する。先ず、不図示の真空ポンプによって成膜室３内の内部を真空雰囲気に設定する。そして、エアロゾル発生機構２において、搬送ガス中に原料粉末の微粒子を分散させたエアロゾルが生成される。次いで、この生成されたエアロゾルをエアロゾル導入管５によりノズル６１内に導入すると、ノズル６１の先端部に形成された断面楕円形状の吐出口６２から基板ホルダ７に保持された基板６に向けてエアロゾルが超音速で噴射される。また、吐出口６２から超音速で噴射されるエアロゾルは、吐出口６２の開口端と壁部材６３の傾斜面６４の基端部との角部で発生する膨張波１６と、自由境界面１７で反射される圧縮波１８とによって、この壁部材６３の傾斜面６４側へ、吐出口６２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面６４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。これにより、ノズル６１から噴射されたエアロゾル中の原料粉末の微粒子は、基板６の表面上に所定角度斜め下側から衝突して、その表面上に当該原料粉末の微粒子からなる皮膜が形成される。尚、この際、移動機構８により基板ホルダ７を基板６と一緒にＸ−Ｙ−Ｚ・θ方向に適宜に移動させることにより、皮膜の形成を行うことができる。
【００４７】
以上説明した通り、実施例６に係るノズル６１では、吐出口６２の開口端において、斜め外側方向へ所定長さ延出された湾曲した板状の壁部材６３が設けられている。そして、このノズル６１の吐出口６２からエアロゾルを超音速で噴射した場合には、この吐出口６２の開口端に設けられた壁部材６３の傾斜面６４側へ、吐出口６２の開口端での噴射方向に対して、この傾斜面６４の傾斜角θ１に対応する所定角度だけ偏向されて噴射される。このため、この壁部材６３の傾斜面６４の傾斜角θ１を設定することによって、このノズル６１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設けることなく、ノズル６１の吐出口６２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を所定角度だけ偏向させて、基板６の表面上に噴射することが可能となる。また、ノズル６１内のエアロゾルが流れる流路に噴射方向を変更するための曲げ部を設ける必要がないため、ノズル６１内の摩耗を防止して長寿命化を図ることが可能となると共に、エアロゾルに摩耗粉等の不純物が混入することを防止することが可能となる。また、湾曲した板状の壁部材６３を設けることによって、簡易な構成でノズル６１の吐出口６２から噴射されるエアロゾルの噴射角度を変更することが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
また、上記実施例１のように、吐出口６２の開口端の長径に対して相対向する半周部分の一方の全円弧部分に渡って壁部材６３が設けられていない場合でも、この半周部分の１／３以上の周縁部分（図１０では、この半周部分の約２／３の周縁部分である。）に渡って壁部材６３が設けられている場合には、この壁部材６３の幅方向両端部分においては、傾斜面６４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００４８】
尚、本発明は前記実施例１乃至実施例６に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。
【００４９】
（Ａ）前記実施例１では、ノズル４は、長方形状の吐出口１１の一方の長辺側の側縁から全幅に渡って斜め外側方向に延出される板状の壁部材１３が設けられていたが、この壁部材１３の幅は、吐出口１１の長辺側の幅の約１／３以上の幅であればよい。
例えば、図１１に示すように、長辺側の幅の約２／３の幅の板状の壁部材７１を設けるようにしてもよい。この壁部材７１は、吐出口１１の一方の長辺側から斜め外側方向（図１１中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１１の開口端の長辺側の側縁から連続する傾斜面７２を形成している。これにより、この吐出口１１の壁部材７１に対向する部分では、傾斜面７２の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口１１の壁部材７１の幅方向両端部分においては、傾斜面７２に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００５０】
（Ｂ）前記実施例１では、ノズル４は、長方形状の吐出口１１の一方の長辺側の側縁から全幅に渡って斜め外側方向に延出される板状の壁部材１３が設けられていたが、幅の狭い板状の壁部材をこの長辺側の側縁に複数個配置するようにしてもよい。この場合には、複数個の幅寸法の合計が、吐出口１１の長辺側の幅の約１／３以上の幅寸法であることが好ましい。
例えば、図１２に示すように、吐出口１１の長辺側の幅寸法の約１／４の幅寸法の板状の各壁部材８１〜８３をこの長辺側の側縁に配置するようにしてもよい。各壁部材８１〜８２は、吐出口１１の一方の長辺側から斜め外側方向（図１２中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１１の開口端の長辺側の側縁から連続する各傾斜面８５〜８７を形成している。これにより、この吐出口１１の各壁部材８１〜８３に対向する部分では、各傾斜面８５〜８７の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口１１の各壁部材８１、８２間、及び各壁部材８２、８３間においては、各傾斜面８５〜８７に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００５１】
（Ｃ）前記実施例１では、ノズル４は、長方形状の吐出口１１が形成されていたが、この吐出口１１の開口端の一方の長辺側が、図１３乃至図１５に示すように、正面視連続する三角溝状、正面視連続する円弧の溝状、正面視連続する四角溝状の場合には、各吐出口の全周長さの約１／６以上の幅の板状の壁部材を一方の長辺側に設けるようにしてもよい。
例えば、図１３に示すように、ノズル９１の先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口９２が形成されている。そして、吐出口９２の開口端の一方の長辺側が正面視連続する三角溝状の場合には、長辺方向の幅の約２／３の幅の板状の壁部材９３を設けるようにしてもよい。この壁部材９３は、吐出口９２の正面視連続する三角溝状の長辺側から斜め外側方向（図１３中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口９２の開口端の正面視連続する三角溝状の長辺側の側縁から連続する傾斜面９４を形成している。これにより、この吐出口９２の壁部材９３に対向する部分では、傾斜面９４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口９２の壁部材９３の幅方向両端部分においては、傾斜面９４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００５２】
また、図１４に示すように、ノズル１０１の先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口１０２が形成されている。そして、吐出口１０２の開口端の一方の長辺側が正面視連続する円弧の溝状の場合には、長辺方向の幅の約２／３の幅の板状の壁部材１０３を設けるようにしてもよい。この壁部材１０３は、吐出口１０２の正面視連続する円弧の溝状の長辺側から斜め外側方向（図１４中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１０２の開口端の正面視連続する円弧の溝状の長辺側の側縁から連続する傾斜面１０４を形成している。これにより、この吐出口１０２の壁部材１０３に対向する部分では、傾斜面１０４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口１０２の壁部材１０３の幅方向両端部分においては、傾斜面１０４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【００５３】
また、図１５に示すように、ノズル１１１の先端部にエアロゾルが噴射される微小な断面積を有する長方形状（例えば、横幅が約１０ｍｍ〜１５ｍｍで、高さが約０．３〜０．５ｍｍの長方形である。）の吐出口１１２が形成されている。そして、吐出口１１２の開口端の一方の長辺側が正面視連続する四角溝状の場合には、長辺方向の幅の約２／３の幅の板状の壁部材１１３を設けるようにしてもよい。この壁部材１１３は、吐出口１１２の正面視連続する四角溝状の長辺側から斜め外側方向（図１３中、斜め下側方向である。）に所定長さ（例えば、約２ｍｍ乃至３ｍｍである。）延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度θ１（例えば、約１０度乃至４５度の角度である。）だけ傾斜して、この吐出口１１２の開口端の正面視連続する四角溝状の長辺側の側縁から連続する傾斜面１１４を形成している。これにより、この吐出口１１２の壁部材１１３に対向する部分では、傾斜面１１４の傾斜角θ１に対応する所定角度（例えば、傾斜角θ１の約２倍の角度である。）だけ偏向されて噴射される。また、吐出口１１２の壁部材１１３の幅方向両端部分においては、傾斜面１１４に影響されて傾斜角θ１から傾斜角θ１の約２倍より少ない角度だけ偏向されて噴射される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１に係るノズルが装着される成膜装置の概略構成を示す図である。
【図２】ノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。
【図３】ノズルの吐出口から超音速で噴射されるエアロゾルの偏向角度を説明する図である。
【図４】実施例２に係るノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。
【図５】ノズルの先端部の側断面図である。
【図６】実施例３に係るノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。
【図７】実施例４に係るノズルの吐出口の構成を示す斜視図である。
【図８】実施例５に係るノズルの吐出口の構成を示す正面図である。
【図９】実施例５に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１０】実施例６に係るノズルの吐出口の構成を示す正面図である。
【図１１】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１２】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１３】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１４】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【図１５】実施例１に係るノズルの吐出口の他の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 成膜装置
２ エアロゾル発生機構
３ 成膜室
４、２１、３１、４１、５１、６１、９１、１０１、１１１ ノズル
５ エアロゾル導入管
６ 基板
７ 基板ホルダ
８ 移動機構
１１、２２、４２、５２、６２、９２、１０２、１１２ 吐出口
１２、２７、４４、５４、６４、７２、８５〜８７、９４、１０４、１１４ 傾斜面
１３、２３、４３、５３、６３、７１、８１〜８３、９３、１０３、１１３ 壁部材
２５ アクチュエータ
２６ 可動軸
３２、３３ 延出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルにおいて、
吐出口の開口端側縁から斜め外側方向に所定長さ延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部を備えたことを特徴とするノズル。
【請求項２】
前記角度変更部は、板状の壁部材であることを特徴とする請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルにおいて、
吐出口の開口端側縁に一側端縁部が噴射方向に対して広がり方向に回動可能に取り付けられて、前記開口端側縁から広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部材と、
前記角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させると共にこの所定角度回動した状態を保持する回動手段と、
を備えたことを特徴とするノズル。
【請求項４】
前記角度変更部材は、板状の壁部材であることを特徴とする請求項３に記載のノズル。
【請求項５】
前記角度変更部材は、噴射方向に対して直角な方向の両側縁部のうちの少なくとも一方の側縁部から外側方向に延出される延出部を有し、
前記回動手段は、前記延出部を介して該角度変更部材を所定角度回動させることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のノズル。
【請求項１】
微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルにおいて、
吐出口の開口端側縁から斜め外側方向に所定長さ延出されて噴射方向に対して広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部を備えたことを特徴とするノズル。
【請求項２】
前記角度変更部は、板状の壁部材であることを特徴とする請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
微粒子をガス中に分散させて発生させたエアロゾルを超音速で噴射するノズルにおいて、
吐出口の開口端側縁に一側端縁部が噴射方向に対して広がり方向に回動可能に取り付けられて、前記開口端側縁から広がり方向に所定角度傾斜した傾斜面を形成する角度変更部材と、
前記角度変更部材を噴射方向に対して広がり方向へ所定角度回動させると共にこの所定角度回動した状態を保持する回動手段と、
を備えたことを特徴とするノズル。
【請求項４】
前記角度変更部材は、板状の壁部材であることを特徴とする請求項３に記載のノズル。
【請求項５】
前記角度変更部材は、噴射方向に対して直角な方向の両側縁部のうちの少なくとも一方の側縁部から外側方向に延出される延出部を有し、
前記回動手段は、前記延出部を介して該角度変更部材を所定角度回動させることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のノズル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−１７３５４０（Ｐ２００８−１７３５４０Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７２１３（Ｐ２００７−７２１３）
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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