JPH03138355A - 微粒子膜の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は金入　酸化へ　有機物の超微粒子を形成し　そ
の超微粒子を基板上に堆積して厚罠　薄膜を形成し機能
デバイス等を得る製造装置に関するものであム 従来の技術 従来の微粒子膜製造装置として（よ　例えば特開昭６０
−１０６９７５号公報や特開昭６１−３８６３２号公報
に示されていも 第４図はこの従来の微粒子膜製造装置の概略を示すもの
であり、　ｌは金入　酸化憔　有機物を加熱蒸発させる
坩堝であり、溶融させる物質の条件によってその加熱方
法（友　抵抗加東　電子線加へ高周波加熱等が用いらｔ
′１．．２はその加熱のための電源であム　３は蒸発室
であり、その内部を真空に排気した後、４のガス導入系
より不活性ガスであるＨ　ｅ、　Ａ　ｒ、　Ｎ　２ガス
などを導入し　所定の圧力に保っていも　５（よ　粒子
をガス流れに乗せて搬送する搬送管であム　また６は搬
送管先端に取り付けられた微粒子吹き付はノズルであり
、製膜室７内に開口していも　８は製膜される基板であ
り移動機構９によって図の矢印方向に移動可能なように
なってい＆　　１０は真空ポンプであり、　３の蒸発室
及び７の製膜室をバルブ１１及び１２を介して適当な圧
力に保っていも 以上のように構成された従来の微粒子膜製造装置におい
てζよ　蒸発室３を真空ポンプｌＯにより、適当な真空
圧力状態にし　電源２に通電すると、坩堝１内の物質が
加熱溶融し蒸発する。この時ガス導入系４よりガスを導
入すると、坩堝１より蒸発してきた物質が冷却されて適
当な粒径の超微粒子１３となも　この昧　蒸発室内の圧
力は初期の圧力よりも高くなム　この隊　製膜室７の圧
力が蒸発室３よりも低くなるようにバルブ１１及び１２
を調整すると、蒸発室３で生成された超微粒子１３は導
入ガスとともへ　搬送管５を通過し６の微粒子吹き付は
ノズルを通過し　数十〜数百ｔｎ７　ｓｅｃの速度で基
板８に衝突すム　この時基板８を移動機構によって移動
させることにより、　１４の様な膜を基板８上に堆積す
ることが出来も 発明が解決しようとする課題 しかしながら前記のような構成で（戴　製膜室７の圧力
を常に蒸発室３の圧力よりも低くする事が必要であム　
一般に蒸発量は加熱溶融する投入エネルギーが一定の場
合、蒸発室３の圧力が低ければ低いほど多くなも　しか
しながら蒸発室３の圧力を低くし　超微粒子１３の基板
８への衝突速度を大きくするために（飄　製膜室７の圧
力を更に高真空にする必要がある。それ故真空ポンプ１
０の容量を大きくしなければならないものであも　また
蒸発室３の圧力を鳥取　製膜室７との圧力差を大きくす
る場合（よ　蒸発室３の圧力が高くなると蒸発量が減少
するだけでなく、出来る超微粒子１３の粒径が大きくな
るものであも　更に製膜室７が真空状態の場合には　製
膜室７での基板８の取扱や、大気圧下での処理が出来な
いために装置が煩雑になるとともへ　プロセスが複雑に
なるという問題点を有していた 本発明はかかる点に鑑へ　高真空下で粒径の小さな超微
粒子を、大量に発生させ、製膜領域に於いて（友　大気
圧状態で、且つ高速度で超微粒子を基板に衝突させ、製
膜速度が大きく、膜質が稚密な膜を大気圧状態で製膜可
能な微粒子膜の製造装置を提供することを目的とすａ 課題を解決するための手段 本発明は　蒸発室内に蒸発用手段と、蒸発室に開口する
ガス導入口と、蒸発部上部に開口する搬送管と、搬送管
端部を二次流路に接続したエゼクタ−と、エゼクタ−の
ディフューザが基板に向けて開口した製膜部を備えたこ
とを特徴とする微粒子膜の製造装置であも 作用 本発明は前記した構成により、蒸発室内で蒸発し　導入
されたガスによって冷却され生成した微粒子を、導入ガ
スとともに搬送管を通って基板に衝突させ微粒子膜を製
膜する阪　搬送管をエゼクタ−の２次流路に接続して、
駆動流体により２次流である微粒子流を吸引ヒ　エゼク
タ一部の搬送管部圧力をより低圧にすることができるた
べ　蒸発室の圧力が低い状態で蒸発が行え　粒径の小さ
な微粒子発生を大量に行えるととも圏　製膜部ではエゼ
クタ−のディフューザ開口部から微粒子ガス流を基板に
衝突させているので、その部分の圧力を大気圧状態にす
ることが出来るものである。

実施例 第１図は本発明の実施例における微粒子膜の製造装置の
構成図を示すものであも　第１図において、　１５は今
風　酸化へ　有機物等の所定材料を加熱溶融する坩堝で
あり、その加熱手段としては抵抗加熱や電子線加へ　誘
導加熱等であり、　１６はその電源を示していも　坩堝
１５、電源１６によって前記所定材料の蒸発用手段が構
成されてい４、１７は蒸発室であり、　１８の真空ポン
プによりバルブ１９を介して真空引きされる。２０は蒸
発室にガスを導入するガス導入系であり、ガスとしては
）（ｅＳ　Ａｒ、Ｎ２，０２ガスなどテアル。

２１は蒸発室の上部に設けた搬送管である。搬送管２１
の途中経路には経路遮断バルブ２２か４）る。２３は製
膜室であり、中には基板２４が移動可能な状態で設けら
れていも　また２５はエゼクタ−本体であり、エゼクタ
−本体２５の２次流路２６には搬送管２１の一端が接続
されている。２７はエゼクタ−の駆動流体を供給する駆
動流体供給装置であり、バルブ２８によってその流量が
調整される。またエゼクタ−本体２５のディフューザ部
２９はその先端が基板２４に向けて開口している。また
蒸発室１７へ　エゼクタ−２次流路２ｆ１、製膜室２３
にはそれぞれ圧力計３０、３１．３２が設けられている
。

また第２図（ａ）は本実施例に於けるエゼクタ２８−本
体２５とその各部の基本構成図であり、同図（（））に
はＪ、ゼクタ〜各部Ｐ１〜Ｐ５の圧力を対し：　Ｌ、τ
示し、ている。３３は駆動流流路であり、　３４はその
ノズル、　３５は混合室　２６は２次流路３６は平行＠
　　２９はディフューザ部である。各部の圧力は図に示
すように二次流路部２６の低真空状態がディフューザ出
口でほぼ大気圧状態に昇圧されることが分かも 以−Ｌのように構成された実施例の微粒子膜の製造装置
において、以下その動作を説明する。

まず搬送管２１の途中経路に設けられた経路遮断バルブ
２２を閉止した状態で、真空ポンプ１８によって蒸発室
１７内を排気すも　蒸発室１７内が所定の真空度に到達
した状態で、電源１６に通電し　坩堝１５内の蒸発材料
を加熱溶融させ蒸発を行なわせも　このときガス導入系
２０より例えばＡｒガスを蒸発面近傍に供給すると、蒸
発原子が過冷却されて微粒子が形成されも　出来た微粒
子は上昇途中で互いに合体して初期粒径よりも大きな微
粒子となる力（全体としては非常に小さな微粒子が生成
されるものであム　微粒子が生成された状態で経路遮断
バルブ２２を開放するとともへエゼクタ−本体２５の駆
動流流路３３に駆動流体供給装置２７より駆動ガスが供
給されると、ノズル３４から駆動ガスが噴流となって噴
出すも２次流である微粒子流はエゼクタ−本体２５の２
次流路２６から混合室３５に吸い込まれ　駆動ガスの噴
出によって混合室３５に生ずる負圧と駆動ガスの粘性と
によって、駆動ガスと一緒になって平行部３６にはいも
　この混合室３５と平行部３６とで駆動ガスと２次流と
は完全に混合し　ディフューザ２９によって圧力を高め
られて大気圧状態で基板２４上に衝突され　微粒子膜３
７が形成される。この時基板２４を移動搬送することに
より連続的に微粒子膜３７を形成することが出来る。

以ＦのようＬ　　本実施例によれば微粒子膜を形成する
蒸発材料を加熱溶融させて蒸発させて、不ン一、性ガス
の冷却により微粒子を形成させ、その微粒子を不活性ガ
スと共に搬送しそのまま基板に吹、＼ｔ、Ｊけて微粒子
膜を製膜するものである力丈　この時、微粒子を基板２
４に吹き付ける際に製膜室２３に設けられたエゼクタ−
本体２５の二次流路部：２５に微粒子の搬送管２１を接
続し　駆動流を噴出させる事により生じるいわゆるエゼ
クタ−効果を用いる事で、微粒子搬送管２１の圧力をよ
り低圧にでき、ひいては蒸発室１７の圧力も低圧に出”
Ｋ　しため蒸発室１７での微粒子発生量を多く取札シ・
・＾速度を上げることが出来るとともに発生微粒子ｔｊ
＞粒径をも小さ（できる。

また製膜基板２４に微粒子を噴出するエゼクタ・−本体
２５のディフューザ部２９では圧力が高められるため製
膜部は常圧とすることができも　それ故、装置として簡
便になるだけでなく基板の取扱も容易になるといった効
果を有すも また第３図には本発明の微粒子膜製造装置での各部の圧
力を曲線Ｂを用いて示していも　比較のために従来の微
粒子膜製造装置での各部の圧力を曲線Ａを用いて示して
いも　図より明らかなように本発明での蒸発室の圧力ｔ
ｉｔ、　　従来例に比較して低真空状態とすることがで
き、さらに製膜室ではほぼ大気圧状態とすることができ
るものであムまたエゼクタ−において（よ　駆動流体の
重量流量７２次流体の重量流量が大きければ大きいほど
、エゼクタ−２次流路部の圧力を低圧にすることができ
も　そこで本発明ではエゼクタ−の駆動流体として蒸発
室に導入されるガスよりも比重の大きな流体を用（＼　
さらに微粒子膜を基板に製膜する際に基板との付着強度
をもたすようなバインダーを含む溶剤等とすると強固に
製膜する事が出来るし　またその有機物によって機能を
持たすようにすることもできも な抵　この実施例において蒸発手段として坩堝１５を用
いて所定材料を加熱溶融する構成としている力（他の微
粒子発生手段例えば熱ブラズ、やレーザーのブレイクダ
ウン法等でも良いことは勿論テあり、またエゼクタ−２
５への駆動流体供給装置２７は溶液などを供給するため
のポンプなどでも良いことも勿論であａ さらに製膜室２３は基本的に大気圧近くにすることが可
能である力丈　ガス置換のためやあるいは付着粒子の散
乱を防ぐといった目的で若干の真空にし　そのために真
空ポンプを設けても良１．％発明の詳細 な説明したよう艮　本発明によれ（ｆ、、微粒子をガス
に搬送させて基板に衝突させ製膜する場合、蒸発室の圧
力をより低圧に出来るために蒸発量を多くできるととも
に微粒子サイズも小さくでき、さらに製膜室では大気圧
レベルの圧力状態とすることができるので、製膜室での
基板の取扱や装置が簡便になるなど、その実用的効果は
太きｔ〜

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における微粒子膜の製りタ一部
の構成図ならびにその各部での圧力状態母　第３図は本
発明と従来の微粒子膜製造装置での各部の圧力医　第４
図は従来の微粒子膜製造装置の構成図であａ １７・・・蒸発室　２０・・・ガス導入慕　２１・・・
搬送管、　２５・・・エゼクタ−２６・・・二次流路眼
３２・・・製膜孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸発室内に蒸発用手段と、蒸発室に開口するガス
   導入系と、蒸発部上部に開口する搬送管と、搬送管端部
   を二次流路に接続したエゼクターと、エゼクターのディ
   フューザが基板に向けて開口した製膜部を備えたことを
   特徴とする微粒子膜の製造装置
2. （２）エゼクターの駆動流体としては、蒸発室に導入さ
   れるガスより比重の大きい流体であることを特徴とする
   請求項１記載の微粒子膜の製造装置
3. （３）エゼクターの駆動流体としては、微粒子に表面被
   覆する有機系のバインダーを含む溶液であることを特徴
   とする請求項２記載の微粒子膜の製造装置