JPH03157156A - Method and device for horizontal sticking type monomolecular film accumulation - Google Patents

Method and device for horizontal sticking type monomolecular film accumulation

Info

Publication number
JPH03157156A
JPH03157156A JP2262293A JP26229390A JPH03157156A JP H03157156 A JPH03157156 A JP H03157156A JP 2262293 A JP2262293 A JP 2262293A JP 26229390 A JP26229390 A JP 26229390A JP H03157156 A JPH03157156 A JP H03157156A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
water surface
motor
film
monomolecular film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2262293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Nezu
伸治 根津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Publication of JPH03157156A publication Critical patent/JPH03157156A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stick a 2nd layer to a substrate surface by sticking a monomolecular film as a 1st layer on the substrate surface by a process for sticking the 1st layer to the substrate surface, then horizontally sinking the substrate, and sinking this substrate into water and again pressing the substrate in parallel to the water surface. CONSTITUTION:A 1st screw rod 62 rotates so as to lower a post 56 when a motor 60 is turned on. A carriage 74 and all the parts connected thereto descend and the substrate 26 is immersed into liquid 24 when the post 56 descends. The first monomolecular film is then formed on the surface 27 of the substrate 26. The substrate 26 is lowered by the operation of the motor 60 and the carriage 74 is moved by the operation of a motor 66. The substrate 26 is positioned in the liquid 24 and is faced opposite, by which the monomolecular film on the surface 25 of the liquid 24 is again formed on the surface formed with the 1st monomolecular film of the substrate 26. The formation of the accumulated monomolecular films having the Y structure is possible in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的) (産業上の利用分野) 本発明はエレクトロニクス等の分野で利用される単分子
累積膜の形成方法とその装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method and apparatus for forming a monomolecular cumulative film used in fields such as electronics.

(従来の技術) この発明は、単分子累積膜の製法とその装置、特に水平
付着法による単分子累積膜の形成とその装置に関するも
のである。
(Prior Art) The present invention relates to a method for producing a monomolecular cumulative film and an apparatus therefor, and particularly to a method for forming a monomolecular cumulative film by a horizontal deposition method and an apparatus therefor.

従来このような薄膜は、その著しい薄さおよび分子レベ
ルのオーダーで構造制御が可能であるという特徴を活か
しエレクトロニクス、エネルギー変換、物質分離等への
広範囲応用が試みられてきた。
In the past, attempts have been made to apply such thin films to a wide range of fields such as electronics, energy conversion, and material separation, taking advantage of their remarkable thinness and ability to control their structure on the order of the molecular level.

エレクトロニクスの分野では、ある種の単分子累積膜に
発現する有用な特性、例えば、電導性、光電導性、光学
特性、温度特性、絶縁性または化学反応性などに注目し
て、光記憶素子、表示素子、レジスト、発光素子、受光
素子、MIS電界トランジスタ、MISI−ンネル素子
、イメージセンサ、ガスセンサー、その他多数の応用が
試みられてきた。
In the field of electronics, attention has been paid to the useful properties exhibited by certain monomolecular cumulative films, such as electrical conductivity, photoconductivity, optical properties, temperature properties, insulation properties, and chemical reactivity, to develop optical memory elements, Many applications have been attempted, including display elements, resists, light-emitting elements, light-receiving elements, MIS field transistors, MISI channel elements, image sensors, gas sensors, and many others.

単分子膜の製法は2種類に分けられる。すなわち、垂直
浸漬法と水平付着法である。この中で最も一般に行われ
ているのは垂直浸漬法である。以下に、この方法の一例
を第4図に基づいて説明する。
There are two types of methods for producing monolayers. namely, the vertical dipping method and the horizontal deposition method. The most commonly used of these is the vertical immersion method. An example of this method will be explained below based on FIG. 4.

垂直浸漬法では、まず膜形成分子は適当な溶媒に溶かさ
れ、次に清浄な水面上に展開させられる。
In the vertical immersion method, film-forming molecules are first dissolved in a suitable solvent and then spread out on the surface of clean water.

膜形成分子は、飽和あるいは不飽和脂肪酸のような親水
基と疎水基の両方をもつ分子が代表的なものである。分
子は展開後、水面上で二次元に圧縮させられることによ
り、親水基を水面側に、疎水基をその反対側に向けた秩
序構造をもった単分子膜を形成する。次に水面上の単分
子膜は、これに垂直に水面上から水中に浸される基板の
表面上に移される。この方法で一回の基板の上昇、ある
いは下降によって単分子累積膜を形成することが可能と
なる。
Film-forming molecules are typically molecules with both hydrophilic and hydrophobic groups, such as saturated or unsaturated fatty acids. After the molecules are expanded, they are compressed two-dimensionally on the water surface, forming a monomolecular film with an ordered structure with hydrophilic groups facing the water surface and hydrophobic groups facing the opposite side. The monolayer on the water surface is then transferred perpendicularly thereto onto the surface of the substrate, which is immersed in water from above the water surface. With this method, it is possible to form a monomolecular cumulative film by raising or lowering the substrate once.

第4図に示すように、フレーム2は浅く幅の広い長方形
の水槽1の中の水の表面3を分割するための二次元シリ
ンダーとして作用し、長方形の浮き板4はフレーム内の
水の表面に浮かんでいる。
As shown in Figure 4, the frame 2 acts as a two-dimensional cylinder to divide the water surface 3 in the shallow and wide rectangular aquarium 1, and the rectangular floating plate 4 serves as a two-dimensional cylinder to divide the water surface 3 in the frame. floating on.

浮き板4の幅はフレーム2の内側の幅よりも僅かに狭く
、二次元のピストンにより前進したり後進したりする。
The width of the floating plate 4 is slightly narrower than the inner width of the frame 2, and it is moved forward and backward by a two-dimensional piston.

浮き板4を端から端に移動させるために、浮き板4はモ
ーターで駆動される巻取り装置6に設けられたワイヤー
5に接続されている。
In order to move the floating plate 4 from one end to the other, the floating plate 4 is connected to a wire 5 provided on a winding device 6 driven by a motor.

膜物質はヘンゼン、クロロホルムのような揮発性の溶媒
に溶かし、これが水面上に少量滴下される。
The membrane material is dissolved in a volatile solvent such as Hensen or chloroform, and a small amount of this is dropped onto the water surface.

膜物質は溶媒の蒸発嵌装後、水面3で二次元的に広がり
、水の表面に残る。分子の表面濃度が低い時は二次元の
気体膜と呼ばれる。浮き板4が例えば第4図でゆっくり
、右に前進すると、膜分子の広がる水面の範囲を狭くし
、その結果表面濃度は高められている。こうして分子間
の相互作用は強められ、気体膜は二次元の気体膜を経て
二次元の固体膜になる。水面3から基板7の表面へ単分
子膜を移しかえる際、基板7はホルダー8に保持されて
図示矢印9で示される垂直方向、すなわち上下に移動す
る。−力水面3の単分子膜には一定の表面圧がかけられ
る。
After the solvent evaporates and fills, the membrane material spreads two-dimensionally on the water surface 3 and remains on the water surface. When the surface concentration of molecules is low, it is called a two-dimensional gas film. When the floating plate 4 moves slowly, for example, to the right in FIG. 4, it narrows the area of the water surface over which the membrane molecules spread, thereby increasing the surface concentration. In this way, interactions between molecules are strengthened, and the gas film becomes a two-dimensional gas film and then a two-dimensional solid film. When transferring the monomolecular film from the water surface 3 to the surface of the substrate 7, the substrate 7 is held by the holder 8 and moved in the vertical direction indicated by the arrow 9 in the figure, that is, up and down. - A constant surface pressure is applied to the monomolecular film on the force water surface 3.

上記した垂直浸漬法では、第5a図から第5b図に示す
ような3種類の膜構造を得ることができる。最初に第5
a図に示すXタイプについて説明する。Xタイプは、基
板7を水中から引き上げる時ではなく水中に浸す時に、
膜分子の移し替えがおこる。この構造では例えばある層
の分子の親水基はとなりの層の分子の疎水基12と境界
を形成する。次に第5b図に示されるYタイプは、基板
7が上下両方向に移動する時に単分子膜の移り替えが起
こり、この構造では親水基同士あるいは疎水基同士が重
なりあう。3番目に第5C図に示されるXタイプは、基
板7が水中から抜かれる時のみに、単分子膜の移り替え
が起こり、Xタイプのように疎水基と親水基が境界を形
成する。
With the vertical dipping method described above, three types of membrane structures can be obtained as shown in FIGS. 5a to 5b. first fifth
The X type shown in figure a will be explained. In the X type, when submerging the board 7 in water, not when pulling it out of the water,
Transfer of membrane molecules occurs. In this structure, for example, a hydrophilic group of a molecule in one layer forms a boundary with a hydrophobic group 12 of a molecule in an adjacent layer. Next, in the Y type shown in FIG. 5b, the monomolecular film changes when the substrate 7 moves both upward and downward, and in this structure, hydrophilic groups or hydrophobic groups overlap each other. Thirdly, in the X type shown in FIG. 5C, the monomolecular film is transferred only when the substrate 7 is removed from water, and like the X type, hydrophobic groups and hydrophilic groups form a boundary.

垂直浸漬法は多くの応用が効果的ではあるけれども、あ
る種の膜形成物質には適さない場合がある例えば、重合
ポリジアセチレン等の固(てもろい性質を持った膜には
適用できない場合が多い。
Although the vertical dipping method is effective in many applications, it may not be suitable for certain film-forming materials, e.g. .

この例では膜物質は水面では高い結晶性を有し、水面か
ら基板への膜の移し替えに必要な十分な移動度を持たな
い。このような場合、水平付着法が用いられる。また水
平付着法は水面上の単分子膜の移動を伴うことなく、水
面上の分子の配向、充填をそのまま基板上に移し替える
可能性を有する。
In this example, the film material is highly crystalline at the water surface and does not have sufficient mobility to transfer the film from the water surface to the substrate. In such cases, horizontal deposition methods are used. In addition, the horizontal deposition method has the possibility of transferring the orientation and packing of molecules on the water surface onto the substrate as they are, without moving the monomolecular film on the water surface.

第6図に典型的な水平付着装置を示す。この装置はテフ
ロンでコートされた水槽A、テフロン製の仕切板17、
可動仕切板16、そしてコートされる基板15よりなる
。基板15に単分子膜を移し替える、このタイプの装置
の作用を第3図、第7図に基づいて説明する。水槽の幅
は基板がコートされる幅に合わせたものになるように設
計され、長さは多くの膜が連続的に形成されるのに十分
な長さとなっている。水槽14は一般に精製されたパラ
フィンワックスでコートされ、単分子膜は通常の溶媒を
用いて蒸留水の表面に広げられる。基板15の片面は氷
表面とテフロン仕切にほとんど平行に保たれ、次に一定
表面圧下、水面上の単分子膜に接触する。その後、基板
に隣接して仕切板を置き、基板の周辺に残っている単分
子膜を掃き取った後、基板を引上げれば、単分子膜は表
面に移り取られる。この操作を繰り返すことにより、数
百層中での累積層が形成される。また、この方法により
形成される膜は、上記操作から明らかなように必然的に
Xタイプの頭−尾構造となる。
FIG. 6 shows a typical horizontal deposition device. This device includes a Teflon-coated water tank A, a Teflon partition plate 17,
It consists of a movable partition plate 16 and a substrate 15 to be coated. The operation of this type of apparatus for transferring a monomolecular film onto the substrate 15 will be explained based on FIGS. 3 and 7. The width of the bath is designed to match the width of the substrate to be coated, and the length is long enough to allow many films to be formed in succession. The water bath 14 is typically coated with purified paraffin wax, and the monolayer is spread on the surface of distilled water using conventional solvents. One side of the substrate 15 is held nearly parallel to the ice surface and the Teflon partition, and then contacts the monolayer on the water surface under constant surface pressure. After that, a partition plate is placed adjacent to the substrate, and after sweeping away the monomolecular film remaining around the substrate, the substrate is pulled up, and the monomolecular film is transferred to the surface. By repeating this operation, a cumulative layer of several hundred layers is formed. Furthermore, the film formed by this method inevitably has an X-type head-to-tail structure, as is clear from the above operations.

(発明が解決しようとする課題) 水平付着法は多くの利点を与える可能性を有する方法で
あるが、現在までのところ垂直浸漬法に比べ一般化して
いない。この理由の1つに水平付着法は一般に操作が困
難で、手操作で行われており熟練と経験を要することに
ある。例として基板と表面との角度の正確なコントロー
ルが良質の膜を得るために必要である。しかし、従来技
術では基板が水面上の単分子膜を接触するときの角度を
100%の水平度に維持することは不可能であった。
(Problems to be Solved by the Invention) Although the horizontal deposition method is a method that has the potential to offer many advantages, it has so far been less popular than the vertical immersion method. One of the reasons for this is that the horizontal deposition method is generally difficult to operate and is performed manually, requiring skill and experience. For example, precise control of the angle between the substrate and the surface is necessary to obtain a good quality film. However, with the prior art, it has been impossible to maintain a 100% horizontal angle when the substrate contacts the monomolecular film on the water surface.

また、従来の水平付着法では、Xタイプの累積膜のみが
得られ、Yタイプの膜は形成できない。
Furthermore, conventional horizontal deposition methods yield only X-type cumulative films and cannot form Y-type films.

そこで、本考案の技術的課題は上記問題点を克服し、水
平付着法でYタイプの膜を形成可能にすることと、Yタ
イプの単分子膜の形成を自動化することにある。
Therefore, the technical problem of the present invention is to overcome the above-mentioned problems, to make it possible to form a Y-type film by a horizontal deposition method, and to automate the formation of a Y-type monomolecular film.

(発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記課題を解決するために講した技術的解決方法は、基
板上に単分子膜を累積するための水平付着法において、
(1)水面上に形成された親水基と疎水基からなる単分
子膜形成分子の単分子膜に水面上方から基板を水面に水
平に下降、接触させ、第1層を付着後水平に沈める工程
、(2)水中に沈められた第1層が付着した基板の第1
層付着面が第1回目の付着工程において除去されなかっ
た水面上単分子膜部分と平行に当接するように位置させ
る工程、(3)基板上に第2層を累積するために水中か
ら基板を引き上げる工程の各工程を繰り返すことにより
、前記単分子累積膜を構成する分子が親水基同士、ある
いは疎水基同士を向かい合わせた二分子層の重なりから
なる単分子膜累積構造を有することを特徴とする水平付
着式単分子膜累積方法である。また、水平付着式に単分
子膜を累積させる装置としては、表面に単分子膜の累積
される基板と、該基板を水面に対して反転可能に保持す
る保持手段と、前記保持手段を水槽中の水面に対して略
垂直方向に駆動させて、前記基板の表面が水面と平行と
なるように、前記基板を水面の上下に移動させる第1駆
動手段と、前記基板を水面に対して反転させる第2駆動
手段と、前記保持手段を水面に対し平行に駆動させる第
3駆動手段とを有する単分子膜累積装置である。
(Structure of the Invention) (Means for Solving the Problem) The technical solution taken to solve the above problem is that in a horizontal deposition method for accumulating a monomolecular film on a substrate,
(1) A step in which the substrate is lowered horizontally from above the water surface and brought into contact with the monomolecular film of monomolecular film-forming molecules consisting of hydrophilic and hydrophobic groups formed on the water surface, and the first layer is deposited and then submerged horizontally. , (2) the first part of the substrate with the first layer attached that is submerged in water.
(3) positioning the layer deposition surface parallel to and in contact with the portion of the monomolecular film on the water surface that was not removed in the first deposition step; (3) removing the substrate from the water in order to accumulate the second layer on the substrate; By repeating each step of the pulling process, the molecules constituting the monomolecular cumulative film have a monomolecular film cumulative structure consisting of overlapping bimolecular layers with hydrophilic groups or hydrophobic groups facing each other. This is a horizontally deposited monolayer accumulation method. Further, an apparatus for accumulating a monomolecular film in a horizontal deposition type includes a substrate on which a monomolecular film is accumulated, a holding means for holding the substrate reversibly with respect to the water surface, and a holding means for holding the substrate in an aquarium. a first driving means for moving the substrate up and down above and below the water surface so that the surface of the substrate is parallel to the water surface by driving in a direction substantially perpendicular to the water surface; and a first driving means for inverting the substrate with respect to the water surface. The monomolecular film accumulation device has a second driving means and a third driving means for driving the holding means parallel to the water surface.

(作用) 上記技術的解決手段は次のように作用する。すなわち、
単分子膜の広げられた水面上に、基板の表面が水面の単
分子膜と平行に当接するように第1駆動手段によって駆
動される。基板と単分子膜とが当接すると、単分子膜は
当接した部分だけが切り取られ、第1層目の単分子膜と
して基板上に移る。基板は第1層目の単分子膜が表面に
付着されたまま、第1駆動手段によって水面下に沈めら
れる。そして基板は第2駆動手段によって、基板の表面
が再び水面に対し平行に向くように反転され、また第3
駆動手段によって水平に移動し、第1層目として切り取
られなかった単分子膜の広がる水面の下に位置される。
(Operation) The above technical solution operates as follows. That is,
The substrate is driven by the first driving means so that the surface of the substrate comes into contact with the water surface where the monomolecular film is spread out in parallel with the monomolecular film on the water surface. When the substrate and the monomolecular film come into contact with each other, only the portion of the monomolecular film that comes into contact with the monomolecular film is cut off and transferred onto the substrate as the first layer of the monomolecular film. The substrate is submerged under the water surface by the first driving means while the first layer monomolecular film remains attached to the surface. Then, the substrate is turned over by the second driving means so that the surface of the substrate is again oriented parallel to the water surface, and the third
It is moved horizontally by a driving means and is positioned below the water surface where the uncut monomolecular film is spread as the first layer.

こうして再び第1駆動手段により基板は基板の表面が水
面に対し水平に当接するように、水面に向かって駆動さ
れる。基板が水面に当接すると、第2層目の単分子膜が
基板上に累積される。以上の操作を繰り返すことによっ
て、単分子膜を所望する段数だけ重ねた単分子の累積膜
を形成することができる。また、このように形成された
単分子累積膜は、親水基同士、あるいは疎水基同士を向
かい合わせた二分子層の重なりからなる。
In this manner, the substrate is again driven toward the water surface by the first driving means so that the surface of the substrate is in horizontal contact with the water surface. When the substrate contacts the water surface, a second layer of monolayer is deposited on the substrate. By repeating the above operations, it is possible to form a cumulative monomolecular film in which a desired number of layers of monomolecular films are stacked. Furthermore, the monomolecular cumulative film formed in this manner consists of overlapping bimolecular layers in which hydrophilic groups or hydrophobic groups face each other.

(実施例) この発明は液面上に単分子膜を形成している水槽に基板
を水平に浸すこにより単分子膜を基板上に累積する工程
に関するものである。通常、液体には水が使われ、膜形
成物質は水面に均一な単分子膜を作るために展開される
(Example) The present invention relates to a process of accumulating a monomolecular film on a substrate by horizontally immersing the substrate in a water tank in which a monomolecular film is formed on the liquid surface. Typically, the liquid used is water, and the film-forming substance is deployed to form a uniform monolayer on the water surface.

またこの発明は、気−液界面で単分子膜を形成する全て
の物質について有効である。物質としては、11から−
16、特に16から26の炭素原子を持つ飽和脂肪酸及
び不飽和脂肪酸のような単分子膜形成物質が適している
。このような脂肪酸の例として、次の表1及び表2に例
を示した。また、米国特許4740396号や4801
420号に記載されているようなポリマー物質も利用で
きる。
Further, the present invention is effective for all substances that form a monomolecular film at the gas-liquid interface. As a substance, from 11 to -
Monolayer-forming substances such as saturated and unsaturated fatty acids having 16, especially 16 to 26 carbon atoms are suitable. Examples of such fatty acids are shown in Tables 1 and 2 below. Also, US Patent Nos. 4,740,396 and 4,801
Polymeric materials such as those described in No. 420 are also available.

表 表 さらに画期的なことには、垂直浸漬法では困難あるいは
不可能であった物質での単分子膜の形成が、本発明では
可能となることである。その物質として例えば一連の重
合ジアセチレン、R+−(CH2)m−C=C−C:E
C−(CHz)n−Rzなどがある。
What is even more revolutionary is that the present invention makes it possible to form a monomolecular film with a substance that is difficult or impossible using the vertical dipping method. Such substances include, for example, a series of polymerized diacetylenes, R+-(CH2)m-C=C-C:E
Examples include C-(CHz)n-Rz.

ここでR3は疎水基であり、R2にはC00H1OH,
NH,、などがある。また口とmは同じでも異なる数字
でもよく、一般に2〜16までである。これらの物質は
気−液界面で堅(てもろい単分子膜を形成する。
Here, R3 is a hydrophobic group, and R2 has C00H1OH,
There are NH,, etc. Furthermore, the numbers "mouth" and "m" may be the same or different, and are generally from 2 to 16. These substances form a rigid (brittle) monomolecular film at the air-liquid interface.

水の表面に膜形成物質を広げる前に、これらの物質は溶
媒に溶かされ、水面上への展開の後、溶媒は蒸発により
除去される。−船釣に溶媒はヘンゼン、クロロホルムな
どから選択され、これらは水に不溶性で、揮発性である
。時々膜形成物質の溶媒への溶解度を高める必要が生じ
る。このような場合、前述の溶媒は、N、N−ジメチル
ホルムアミド、N5N−ジメチルアセトアミド、N、 
Nジエチルアセトアミド、N、N−ジエチルアセトアミ
ド、N、N−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチル
スルホキシド、N−メチル−2−ピロリジン、ピリジン
、ジメチルスルホン、ヘキサメチル−リン酸アミド、テ
トラエチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホ
ン等、有機の極性溶媒と混合される。ベンゼン、クロロ
ホルム等力有機の極性溶媒と組み合わせて用いられる時
、ベンゼン、クロロホルム等は気相に蒸発し、有機の極
性溶媒は大量の水の中に溶は込むと考えられている。
Before spreading the film-forming substances on the water surface, these substances are dissolved in a solvent, and after spreading on the water surface, the solvent is removed by evaporation. - For boat fishing, the solvent is selected from Hensen, chloroform, etc., which are insoluble in water and volatile. Sometimes it becomes necessary to increase the solubility of a film-forming substance in a solvent. In such cases, the aforementioned solvents may include N,N-dimethylformamide, N5N-dimethylacetamide, N,
N-diethylacetamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidine, pyridine, dimethylsulfone, hexamethyl-phosphoric acid amide, tetraethylenesulfone, dimethyltetramethylenesulfone, etc. , mixed with an organic polar solvent. It is believed that when used in combination with organic polar solvents such as benzene and chloroform, the benzene, chloroform, etc. evaporate into the gas phase, and the organic polar solvent dissolves into a large amount of water.

この発明の技術は、少なくとも1000人、または数百
人、または数十人の厚さの二次元的に配向した薄膜を形
成する優れた方法を含む。さらに、少なくとも1ooo
o人の厚さをもつ膜もまた、この発明の技術によって得
られるのである。
The techniques of this invention include an improved method for forming two-dimensionally oriented thin films at least 1000, or hundreds, or tens of thick. Additionally, at least 1ooo
Membranes with a thickness of 100 mm can also be obtained by the technique of the present invention.

この発明の装置で使用される基板は、累積膜の最終的な
用途によってのみ制限を受ける。このように幅広く多種
多様な基板が使用される。適した基板としては、−船釣
にガラス、アルミニウム、水晶、金属、プラスティック
、またSiのような■族、GaAsのような■族と■族
の組み合わせ、ZnSのような■族と■族の組み合わせ
にあげられるような半導体、PbTi0ff、BaTi
O3、L i N b○3、LiTa3のような強誘導
体の基板があげられる。好ましくは、基板はガラス、ジ
ノコン、ゲルマニウム、アルミニウムがよい。
The substrates used in the devices of this invention are limited only by the ultimate use of the deposited film. In this way, a wide variety of substrates are used. Suitable substrates for boat fishing include glass, aluminum, crystal, metal, plastic, and combinations of group II such as Si, group II and group III such as GaAs, and group III and group III such as ZnS. Semiconductors that can be listed in combination, PbTi0ff, BaTi
Examples include strong dielectric substrates such as O3, LiNb○3, and LiTa3. Preferably, the substrate is glass, dinocon, germanium, or aluminum.

薄膜を累積させる操作において、基板を支持する支柱が
単分子膜を表面に持つ液体の上部に配置される。この支
柱に支持された基板は単分子膜が付着すべき水平面が最
初に液体表面に接触するようにして液体中に浸される。
In a thin film deposition operation, a post supporting a substrate is placed on top of a liquid having a monolayer on its surface. The substrate supported by the pillars is immersed in the liquid such that the horizontal surface to which the monomolecular film is to be attached first contacts the liquid surface.

その後水中で最初の下降により単分子膜が付着した面が
液体表面を向くように、反転させられる。
It is then turned over by an initial descent into the water so that the side with the monolayer attached faces the liquid surface.

本発明の一実施例では、基板が液体中から引き上げられ
る前に、第1回目の基板の下降により付着しなかった余
分の膜形成物質、および液体は除去され、新しい液体、
および膜形成物質に取替えられる。このあと、反転した
基板は基板表面と液体に水平に保ち引き上げられ、2層
目が付着する。
In one embodiment of the invention, before the substrate is lifted out of the liquid, excess film-forming material and liquid not deposited by the first lowering of the substrate is removed, and new liquid is removed.
and membrane-forming substances. After this, the inverted substrate is held parallel to the substrate surface and the liquid and pulled up, and the second layer is deposited.

また、本発明の別の実施例では、基板上に移されなかっ
た′V!IJ質を除去しない方法が取られる。この膜物
質を除去しない方法では、基板に最初に接した部分を残
りの部分から隔離しておく。この方決とは例えば第7図
に示す方法である。浸された基板は最初の下降で接触し
なかった膜形成物質下にに再び配置される。コートされ
た基板の水平面が水槽表面側を向くように水槽中で回転
させられる前、あるいは後に基板位置は配置されなおす
In another embodiment of the invention, 'V!' is not transferred onto the substrate. A method is used that does not remove the IJ quality. In this method, which does not remove the film material, the part that first contacts the substrate is isolated from the rest of the film. This method is, for example, the method shown in FIG. The immersed substrate is repositioned under the film-forming material that it did not come into contact with during the first descent. The substrate position is repositioned before or after being rotated in the tank so that the horizontal surface of the coated substrate faces the tank surface.

こうして基板の位置が変えられ、2番目の膜を形成する
ために水槽中から水槽上に引き上げられる。
The substrate is then repositioned and lifted from the water bath onto the water bath to form a second film.

この発明において重要なことは、従来の水平付着法では
得ることのできなかった膜構造が形成できるということ
である。この構造は、親水基あるいは疎水基は1番目の
単分子層の同じ極性の基と接する。第8図に示すように
、2番目の単分子層の親水基は、1番目の単分子層の親
水基と接するのが好ましい。
What is important in this invention is that a film structure that could not be obtained by conventional horizontal deposition methods can be formed. In this structure, a hydrophilic group or a hydrophobic group is in contact with a group of the same polarity in the first monolayer. As shown in FIG. 8, the hydrophilic groups of the second monomolecular layer are preferably in contact with the hydrophilic groups of the first monomolecular layer.

この発明は、上記した方法による、基板の上に単分子膜
を構成する装置の幾つかの実施例を含んでいる。この発
明の一実施例である装置20は、第1図に示されるよう
に、水槽に固定するための支柱22、基板26の浸され
る液体を含む図示されてない水槽等から構成される。代
替法として、支柱22は幾つかの他の装置に接続され、
支柱22が確実に固定させられるようにする。
The present invention includes several embodiments of an apparatus for constructing a monolayer on a substrate according to the method described above. As shown in FIG. 1, an apparatus 20 that is an embodiment of the present invention is comprised of a column 22 for fixing to a water tank, a water tank (not shown) containing a liquid in which a substrate 26 is immersed, and the like. Alternatively, the strut 22 may be connected to some other device,
To ensure that the support column 22 is fixed securely.

支持棒28は、摺動可能にカラー30で支柱22に接続
される。カラー30は支柱22にゆるく取りつけである
ため、カラー30と支持!128は支柱22に対して自
由に動くことができる。
Support rod 28 is slidably connected to column 22 at collar 30. Since the collar 30 is loosely attached to the column 22, it is supported by the collar 30! 128 is free to move relative to strut 22.

保持部材32は、支持棒28に配設された延長部材29
に接続されている。保持部材32は、単分子膜を形成さ
せるための基板26を保持するための機構を有する。保
持部材32は、基板26の単分子膜を形成させる表面2
7が、基板26が浸される液体24の表面25と平行に
位置するように保持される。
The holding member 32 is an extension member 29 disposed on the support rod 28.
It is connected to the. The holding member 32 has a mechanism for holding the substrate 26 on which a monomolecular film is formed. The holding member 32 holds the surface 2 of the substrate 26 on which a monomolecular film is formed.
7 is held parallel to the surface 25 of the liquid 24 in which the substrate 26 is immersed.

保持部材32は、支持棒28に配設された延長部材29
の端に、ピボットピンと締め付は具34で接続されてい
る。ピボットピンと締め付は具34は、第1図に締めさ
れる実線の位置あるいは、破線の位置でも保持部材32
が保持されるようにする。ピボットビンと締め付は具3
4の特定な構造については示されていない。それは、こ
の発明の特徴で、例えば保持部材32から伸びているビ
ンを取り囲むねじ式のクランプなど、先行技術の中で知
られているどんな形でもとることができるからである。
The holding member 32 is an extension member 29 disposed on the support rod 28.
At the end of the pivot pin and the clamp are connected by a fitting 34. The pivot pin and tightening tool 34 can be tightened at the position shown by the solid line in FIG. 1, or at the position shown by the broken line.
be maintained. Pivot bin and tightening tool 3
The specific structure of 4 is not shown. This is because it is a feature of the invention that it can take any form known in the prior art, such as a threaded clamp surrounding the bottle extending from the retaining member 32.

ここに示した以外の締め付は具が、保持部材32を実線
の位置に固定し、次に破線の位置に回転して固定するの
を可能にするために使用されることは明らかである。こ
のような締め付は具のかわりに、第2実施例で接合に使
われるような、モーター駆動式の締め付は具にすること
もできる。これについては後の実施例で詳しく述べるこ
とする。
It will be clear that fasteners other than those shown may be used to enable the retaining member 32 to be secured in the solid line position and then rotationally secured in the dashed line position. Instead of such a fastening tool, a motor-driven fastening tool, such as that used for joining in the second embodiment, can also be used. This will be described in detail in later examples.

さらに第1実施例による装置20には、基板26の浸さ
れる液体24を含む図示されないトラフに、堅固に据え
付けられたフレーム36が設けられている。さらにこの
フレーム36には、他の適当な構造体に取りつけられる
ことができる。外部から通されたねじ捧40はフレーム
36を通され上端にモーター38が配設されている。ね
じ棒40上の外側に設けられたねし筋は、支柱28に設
けられた穴42の内側にあるねし筋とaぎみ合わさって
いる。モーター38が作動するとねじ棒40は回転し、
ねじ棒40の回転の方向によって、矢印Aに示されるよ
うに支柱28は上がったり下がったりする。モーター3
8は図示されていないセンサーと接続されており、この
センサーはねじ棒40の回転した量を検知するようにな
っている。
Furthermore, the device 20 according to the first embodiment is provided with a frame 36 which is rigidly mounted on a trough (not shown) containing the liquid 24 in which the substrate 26 is immersed. Additionally, the frame 36 can be attached to other suitable structures. A screw 40 passed from the outside is passed through the frame 36, and a motor 38 is disposed at the upper end. The external thread on the threaded rod 40 mates with the thread on the inside of the hole 42 in the post 28. When the motor 38 operates, the threaded rod 40 rotates,
Depending on the direction of rotation of the threaded rod 40, the strut 28 is raised or lowered as shown by arrow A. motor 3
8 is connected to a sensor (not shown), and this sensor detects the amount by which the threaded rod 40 has rotated.

このように、支持棒28が上下することによって、保持
部材32と基Fi26を上下させることができ、望む分
だけ操作して上下させることができる。
In this way, by moving the support rod 28 up and down, the holding member 32 and the base Fi 26 can be moved up and down, and can be moved up and down as much as desired.

第1図に示される装置20は、次の方法で操作される。The apparatus 20 shown in FIG. 1 operates in the following manner.

単分子膜が表面に形成される基板26は、保持部材32
によって保持されている。この時、保持部材32と基板
26は第1図の実線で示される位置に、しっかりと固定
されている。モーター38にスイッチが入ると、ねじ棒
40は回転して支柱28をを液体24の中に下降させる
。支柱28が適当な位置まで下降すると、基板26は液
体24の中に浸され、第1層の単分子膜が基板26の表
面27に形成される。この第1層となる単分子膜が形成
されると、モーター38にねじ棒40を逆方向に回転さ
せるスイッチが入り、ねじ捧40が逆回転して支柱28
を上昇させる。こうして基板26は液体24から離れ、
モーター38のスイッチが切られる。この後ピボットビ
ンと締め付は具34は緩められ、手動で保持部材32が
回転し、第1図の破線に示されるような構成になる。
The substrate 26 on which the monomolecular film is formed is attached to the holding member 32
is held by. At this time, the holding member 32 and the substrate 26 are firmly fixed at the positions shown by solid lines in FIG. When the motor 38 is switched on, the threaded rod 40 rotates and lowers the column 28 into the liquid 24. When the post 28 is lowered to the appropriate position, the substrate 26 is immersed in the liquid 24 and a first layer of monolayer is formed on the surface 27 of the substrate 26. When this first layer of monomolecular film is formed, the motor 38 is turned on to rotate the screw rod 40 in the opposite direction, and the screw rod 40 rotates in the opposite direction, causing the column 28 to rotate in the opposite direction.
to rise. The substrate 26 is thus separated from the liquid 24,
Motor 38 is switched off. Thereafter, the pivot bin and clamp 34 are loosened and the retaining member 32 is manually rotated into the configuration shown in phantom in FIG.

保持部材32はこれと基板26が破線に示した位置まで
に移動した時に、延長部材29に接触しないように位置
していることは明らかである。
It is clear that the holding member 32 is positioned such that it does not come into contact with the extension member 29 when the holding member 32 and the substrate 26 are moved to the position shown by the dashed line.

第1図の破線で示される位置まで保持部材32が回転す
ると、液体24の表面25は図示しない適当な装置で清
浄化され、単分子膜を形成する分子が残っていないよう
にする。それからモーター3日は再び作動し、支柱28
を下降させる。支柱2日が下方に移動することで、基板
26が下方に移動し液体24内に沈められ、モーター3
8のスイッチが切られる。このとき、単分子ffiが形
成された基板26の表面が、液体24の表面に向かって
いるようになる。次に単分子膜を形成する物質が、液体
24の表面に広げられる。この後モーター38に再びス
イッチが入れられ、支柱28と基板26が上方に移動す
る。こうして基板26の表面27が液体24の表面25
を通り抜け、基板26の表面27に2番目の単分子膜が
形成される。
Once the holding member 32 has been rotated to the position indicated by the dashed line in FIG. 1, the surface 25 of the liquid 24 is cleaned by a suitable device, not shown, to ensure that no molecules forming a monomolecular film remain. Then motor 3 will start working again and prop 28
lower. As the support column 2 moves downward, the substrate 26 moves downward and is submerged in the liquid 24, and the motor 3
8 is switched off. At this time, the surface of the substrate 26 on which the monomolecular ffi is formed faces the surface of the liquid 24. A monolayer-forming substance is then spread over the surface of the liquid 24. After this, the motor 38 is turned on again and the column 28 and base plate 26 are moved upwardly. In this way, the surface 27 of the substrate 26 becomes the surface 25 of the liquid 24.
, and a second monolayer is formed on the surface 27 of the substrate 26.

前述の方法で装置20を操作し続けることにより、基板
26に連続的に単分子膜が形成される。
By continuing to operate the apparatus 20 in the manner described above, a monomolecular film is continuously formed on the substrate 26.

この発明による前述の装置20の実施例は、連続操作で
基板26の表面27に単分子膜をを形成するのに有効で
ある。装置の効率、例えばコストの効果は、この発明の
他の実施例である装置50を使うことにより証明される
。この発明の第2実施例を第2図乃至第3図に基づいて
説明する。
The previously described embodiment of apparatus 20 according to the invention is useful for forming a monolayer on surface 27 of substrate 26 in a continuous operation. The efficiency, eg, cost effectiveness, of the device is demonstrated by using device 50, which is another embodiment of the invention. A second embodiment of the invention will be described based on FIGS. 2 and 3.

最初に第2図に示すように、この装置50にはフレーム
54に接続された支柱52が堅く配設されている。フレ
ーム54は例えば、基板26の浸される液体24を含む
水槽(図示せず)に接続することができる。また代替法
として、フレーム54は、フレーム54と支柱52を堅
く適切に締めるのを確実にするために、他の適切な装置
に接続させることもできる。
As first shown in FIG. 2, the device 50 is rigidly mounted with a column 52 connected to a frame 54. As shown in FIG. Frame 54 can be connected, for example, to a water bath (not shown) containing liquid 24 in which substrate 26 is immersed. Alternatively, frame 54 may be connected to other suitable devices to ensure that frame 54 and struts 52 are tightly and properly fastened.

支柱56はカラー58(第3図示)を介して支柱52を
滑らかに登る。カラー58は支柱56に固く接続され、
支柱52に緩く配設されるため、カラー58と支柱56
は支柱52に関し自由に動くことができる。
The strut 56 smoothly climbs up the strut 52 via a collar 58 (shown in the third figure). Collar 58 is rigidly connected to post 56;
Collar 58 and strut 56 are loosely disposed on strut 52.
can move freely with respect to the post 52.

モーター60はフレーム54の上に配設される。Motor 60 is disposed on frame 54 .

第1ネジ捧62がモーター60にモーター60からの動
力を伝えるように接続される。第1ネジ捧62はフレー
ム54を貫通している。第1ネジ捧62は支柱56の図
示しない内側に開けられた穴にも貫通している。第1ネ
ジ棒62の外側に設けられているネジ筋は、支柱56の
ネジ穴(図示せず)の内側に設けられているネジ筋と螺
合しており、モーター60がオンされると、矢印Bの示
す垂直方向に支柱56が上がり下がりする。
A first screw 62 is connected to the motor 60 so as to transmit power from the motor 60. The first screw 62 passes through the frame 54. The first screw 62 also passes through a hole drilled inside the column 56 (not shown). The thread provided on the outside of the first threaded rod 62 is threadedly engaged with the thread provided on the inside of the threaded hole (not shown) of the support column 56, and when the motor 60 is turned on, The support column 56 rises and falls in the vertical direction indicated by arrow B.

こうして配設された支柱56の内側には、第2ネジ捧6
4が設けられている。第3図に示すように第2ネジ棒6
4はその一端をキャップ70で、他端をキャップ72で
ふさがれている。キャップ70.72は第2ネジ捧64
が支柱56内を自由に回転出来るようにしている。キャ
ップ72がはめられた第2ネジ棒64の一端には、連結
部材68によってモーター66が駆動可能に接続されて
いる。そしてモーター66がオンされると第2ネジ棒6
4が支柱56の内側で回転する。 引き続き第3図に基
づいて説明すると、往復台74は支柱56上に滑走可能
に配設されている。往復台74は、その図示しない部分
で第2ネジ捧64の外側のネジ筋と螺合している。この
ように第2ネジ棒64はモーター66の駆動力を受けて
回転し、往復台74は矢印Cの示す方向に端から端へ移
動する。
Inside the column 56 arranged in this way, a second screw stud 6 is provided.
4 is provided. The second threaded rod 6 as shown in FIG.
4 is closed at one end with a cap 70 and at the other end with a cap 72. The cap 70.72 is the second screw 64
can freely rotate within the support column 56. A motor 66 is drivably connected to one end of the second threaded rod 64 to which the cap 72 is fitted by a connecting member 68 . When the motor 66 is turned on, the second threaded rod 6
4 rotates inside the column 56. Continuing to explain based on FIG. 3, the carriage 74 is slidably disposed on the support column 56. The reciprocating table 74 is threadedly engaged with an outer thread of the second screw 64 at a portion not shown. In this way, the second threaded rod 64 rotates under the driving force of the motor 66, and the carriage 74 moves from end to end in the direction indicated by arrow C.

往復台74には上方に伸びるフランジ76が固く固定さ
れ、ブラケット78がフランジ76の片面に、歯車80
がもう一方の面に配設されている。
A flange 76 extending upward is firmly fixed to the carriage 74, and a bracket 78 is attached to one side of the flange 76, and a gear 80
is placed on the other side.

ブラケット78と歯車80は、フランジ76を介してビ
ン82で接続されている。このため、ブラケット78と
歯車80は連動し、フランジ76と相対的に動(。
Bracket 78 and gear 80 are connected at pin 82 via flange 76 . Therefore, the bracket 78 and gear 80 are interlocked and move relative to the flange 76.

往復台74の上には、歯車80を駆動させるモーター8
4が置かれる。ウオーム86はフランジ76が外側に延
長した部材90を通して自由に回転するウオーム86の
ネジのない部分88によりウオームギヤドライビングモ
ーター84に接続されている。モーター84で操作され
るウオーム86の他端は、フランジから外方に突出した
もう一方の延長部92に回転可能に配設されている。
A motor 8 that drives a gear 80 is mounted on the carriage 74.
4 is placed. Worm 86 is connected to worm gear drive motor 84 by an unthreaded portion 88 of worm 86 that freely rotates through an outwardly extending member 90 of flange 76 . The other end of the worm 86 operated by the motor 84 is rotatably disposed on another extension 92 projecting outward from the flange.

上記した構成のため、モーター84がオンされると、ウ
オーム86は回転し、その結果、歯車80を回転させる
。歯車80が回転すると、連動でブラケット78も回転
する。さらに、ブラケット78に接続された装置の様々
な部品もまた、前述のような仕掛けにより回転する。(
装置については後で述べる。)歯車80、ブラケット7
日、及び各部品の回転方向は矢印りの示す通りである。
Due to the above configuration, when the motor 84 is turned on, the worm 86 rotates, thereby causing the gear 80 to rotate. When the gear 80 rotates, the bracket 78 also rotates in conjunction. Additionally, the various parts of the device connected to bracket 78 are also rotated by the mechanism described above. (
The equipment will be described later. ) Gear 80, bracket 7
The date and direction of rotation of each part are as indicated by the arrows.

保持部材94は基Fj、26を保持しており、基板26
は液体24の中に沈められ、その表面に栄分子膜を形成
する。第1アーム96は、ピボットピンの連結部材98
を介して、保持部材94と回動可能に連結されている。
The holding member 94 holds the base Fj, 26, and the substrate 26
is submerged in the liquid 24 and forms a molecular film on its surface. The first arm 96 has a pivot pin connecting member 98
It is rotatably connected to the holding member 94 via.

第2アーム100は、ピボットビンの連結部材102を
介して、第1アーム96と回動可能に連結されている。
The second arm 100 is rotatably coupled to the first arm 96 via a pivot bin coupling member 102 .

第2アーム100はまた、ブラケット78と固く接続さ
れ、山車80及びブラケット78の回転により、第2ア
ーム100も同時に回転する。
The second arm 100 is also firmly connected to the bracket 78, and as the float 80 and the bracket 78 rotate, the second arm 100 also rotates at the same time.

ブラケット7日には第1アームを回転させるモーター1
04が固定される。表面にネジ筋を持つ第3ネジ棒10
6はモーター104に接続され、モーター104がオン
されると第3ネジ棒106は回転する。第3ネジ捧10
6の先は内側にネジ筋を持つ指示部材108に通されて
いる。支持部材108は第3ネジ捧106と第1アーム
96との連結が自然になるよう調節するため、第1アー
ム96は第3ネジ棒106に引っ掛かることなく、ピボ
ットビン102を中心に回動することができる。支持部
材108以外のものでも、第1アーム96と第3ネジ棒
106とが角で挟まれることのないようにするものであ
れば、代用することができる。
On the 7th bracket, there is a motor 1 that rotates the first arm.
04 is fixed. Third threaded rod 10 with threads on the surface
6 is connected to a motor 104, and when the motor 104 is turned on, the third threaded rod 106 rotates. 3rd screw 10
The tip of 6 is passed through an indicator member 108 having a screw thread inside. Since the support member 108 is adjusted so that the connection between the third threaded rod 106 and the first arm 96 is natural, the first arm 96 can rotate around the pivot pin 102 without being caught on the third threaded rod 106. be able to. Any material other than the support member 108 may be used as long as it prevents the first arm 96 and the third threaded rod 106 from being pinched at the corners.

上記した構成により、モーター104が作動すると第3
ネジ棒106が回転し、第2アーム100に対してピボ
ットピン102を中心に回動する。
With the above configuration, when the motor 104 operates, the third
Threaded rod 106 rotates and pivots about pivot pin 102 relative to second arm 100 .

第3ネジ棒106の回転ば第3図の矢印已に示す通りで
ある。
The rotation of the third threaded rod 106 is as shown by the arrow in FIG.

モーター110はブラケット7日に固定され、ブラケッ
ト78と連動して回転する。モーター110にはシャフ
ト112の一端が配設され、モーター110がオンされ
るとシャフト112は回転する。シャフト112の他端
は連結部材114に連結されている。また連結部材11
4の他方には可撓部材116が配設されている。可撓部
材116は、連結部材114、シャツ)112及びモー
ター110の回転運動を伝動すると同時に、第1アーム
96と第2アーム100とが動作することができるよう
に曲がるようになっている。可撓部材116の他端は、
別の連結部材118と接続されている。連結部材118
には第4ネジ捧120がが取り付けられ、第4ネジ棒1
20の少なくとも一部は、外側にネジ筋が設けられてい
る。保持部材94の延長部124の端近くに位置するシ
ャフト122の内側にはネジ筋がついており、第4ネジ
棒120のネジ筋のついた部分は、このネジ筋と螺合す
るように配設されている。シャフト122は、延長部1
24と第4ネジ棒120との噛み合いが、第1アーム9
6と延長部124が保持部材94の回転に合わせてピボ
ットピン98を中心に回動するのを邪魔しないよう、延
長部124が保持部材94とを支えている。シャフト1
22以外のものでも、延長部124と第4ネジ棒120
とが噛み合って回転の邪魔をするものでなければ、代用
することができる。
The motor 110 is fixed to the bracket 7 and rotates in conjunction with the bracket 78. One end of a shaft 112 is disposed in the motor 110, and when the motor 110 is turned on, the shaft 112 rotates. The other end of the shaft 112 is connected to a connecting member 114. Also, the connecting member 11
A flexible member 116 is disposed on the other side of 4. The flexible member 116 is bent so that the first arm 96 and the second arm 100 can operate while transmitting rotational motion of the connecting member 114, the shirt 112, and the motor 110. The other end of the flexible member 116 is
It is connected to another connecting member 118. Connecting member 118
A fourth screw rod 120 is attached to the fourth screw rod 1.
At least a portion of 20 is provided with threads on the outside. A thread is attached to the inside of the shaft 122 located near the end of the extension portion 124 of the holding member 94, and the threaded portion of the fourth threaded rod 120 is arranged to be screwed into this thread. has been done. The shaft 122 has an extension 1
24 and the fourth threaded rod 120, the first arm 9
The extension part 124 supports the holding member 94 so as not to interfere with the rotation of the holding member 94 about the pivot pin 98 in accordance with the rotation of the holding member 94. shaft 1
22, the extension part 124 and the fourth threaded rod 120
It can be substituted as long as it does not interfere with rotation by meshing with each other.

前述した特徴を持つ構成により、モーター110がオン
されると第4ネジ棒120が回転し、次々とこの回転が
伝動されて、第1アーム96に対する保持部材94の回
動が起こる。第1アーム96に対する保持部材94の回
動は、第2図、及び第3図の矢印Fの示す向きである。
With the configuration having the above-described characteristics, when the motor 110 is turned on, the fourth threaded rod 120 rotates, and this rotation is transmitted one after another, causing the holding member 94 to rotate relative to the first arm 96. The rotation of the holding member 94 with respect to the first arm 96 is in the direction indicated by the arrow F in FIGS. 2 and 3.

この発明の第2実施例を示す装置50全体の作用は第2
図、第3図によって説明される。最初に第2図について
説明すると、第2図の装置50は、基板26が液体24
に浸される前の状態を示す。
The operation of the entire device 50 showing the second embodiment of the present invention is as follows.
This will be explained with reference to FIG. Referring first to FIG. 2, the apparatus 50 of FIG.
Shows the state before being immersed in water.

基板26が液体24に浸される前は、液体24の表面に
単分子膜が広がっている。そして、モーター60がオン
されると、支柱56を下降させるように第1ネジ棒が回
転する。支柱56が下降すると、往復台74とそれに接
続された全ての部品が下降する。基板26はほぼ水平状
態にあり、基板26の表面27と液体24の表面25と
はほぼ平行状態に設定され、こうして基板26は液体2
4中に浸され、最初の単分子膜が基Fi26の表面27
に形成される。
Before the substrate 26 is immersed in the liquid 24, a monomolecular film is spread on the surface of the liquid 24. Then, when the motor 60 is turned on, the first threaded rod rotates to lower the support column 56. When the column 56 is lowered, the carriage 74 and all parts connected thereto are lowered. The substrate 26 is in a substantially horizontal state, and the surface 27 of the substrate 26 and the surface 25 of the liquid 24 are set in a substantially parallel state, such that the substrate 26 is in a substantially horizontal state.
4, the first monolayer is immersed in the surface 27 of the group Fi26.
is formed.

基Fi26が液体24に浸された後には、液体240表
面に単分子膜の生じていない裂は目G(第3図)ができ
る。裂は目Gは、基板26が液体24中に入り、その結
果単分子膜が液体24の表面から基板26に移った部分
に一致する。従って基板26の上昇により2層目の単分
子膜を形成するために、基板26の位置はその上に単分
子膜が存在しているところまでシフトされなければなら
ない。この発明による装置50は、このような動作がで
きるよう、特別に考案されている。
After the group Fi 26 is immersed in the liquid 24, cracks G (FIG. 3) are formed on the surface of the liquid 240 where no monomolecular film is formed. The fissure G corresponds to the part where the substrate 26 enters the liquid 24 and as a result the monolayer is transferred from the surface of the liquid 24 to the substrate 26. Therefore, in order to form a second monolayer by raising the substrate 26, the position of the substrate 26 must be shifted to a point where a monolayer is present thereon. The device 50 according to the invention is specially devised to allow such operation.

さらに、基板26が液体24に浸されて最初の膜が形成
された後にも、モーター60は基板26を降下させるた
めに作動し続ける。これと同時にモーター66、歯車8
0を回転させるモーター84、第1アーム96を回転さ
せるモーター104およびモーター110の全てがオン
される。この結果、モーター60の作動により基板26
が下降、モーター66の作動により往復台74が第2図
、第3図で左に向かって移動、第2アーム100がモー
ター84の作動により第2図、第3図で反時計方向に回
転、第1アーム96がモーター104の作動により第2
図、第3図で反時計方向にピボットピン102を中心に
回転、そして保持部材94がモーター110の作動で第
2図、第3図で反時計方向でピボットピン98を中心に
回転する。
Additionally, motor 60 continues to operate to lower substrate 26 even after substrate 26 is immersed in liquid 24 and an initial film is formed. At the same time, motor 66 and gear 8
The motor 84 that rotates the 0, the motor 104 that rotates the first arm 96, and the motor 110 are all turned on. As a result, the operation of the motor 60 causes the substrate 26 to
is lowered, the carriage 74 moves toward the left in FIGS. 2 and 3 due to the operation of the motor 66, and the second arm 100 rotates counterclockwise in FIGS. 2 and 3 due to the operation of the motor 84. The first arm 96 is moved to the second arm by the operation of the motor 104.
2 and 3 about the pivot pin 102, and the holding member 94 rotates about the pivot pin 98 in the counterclockwise direction in FIGS. 2 and 3 due to the operation of the motor 110.

これらのモーター60.66.84.104.110の
作動は、基板26が反対向きになるまで続けられる。こ
のときの装置50の状態を第3図に示す。
Operation of these motors 60,66,84,104,110 continues until the substrate 26 is reversed. The state of the device 50 at this time is shown in FIG.

第2図、第3図に示すように、装置50を操作させると
保持部材94と基板26が降下し、そして右に移行して
反対向きになる。基板26の位置をこのように変化させ
るために、第2アーム100は約90度回転する。第1
アーム96はピポントピン102を中心に、第2アーム
100に対してほぼ直角の位置になるまで回転する。前
述の方法で基板26の位置が目的のところに到達するま
では、装置50の様々な部品は動き続ける。
As shown in FIGS. 2 and 3, when the apparatus 50 is operated, the retaining member 94 and the substrate 26 are lowered and shifted to the right in the opposite direction. To change the position of substrate 26 in this manner, second arm 100 is rotated approximately 90 degrees. 1st
Arm 96 rotates about pivot pin 102 until it is approximately perpendicular to second arm 100. The various parts of apparatus 50 continue to move until the position of substrate 26 reaches its destination in the manner described above.

第3図に示すように基板26は液体24中に位置し、液
体24の表面25上の単分子膜は基板26の既に1番目
の単分子膜の形成された表面の上に、再び形成される。
As shown in FIG. 3, the substrate 26 is placed in the liquid 24, and the monomolecular film on the surface 25 of the liquid 24 is formed again on the surface of the substrate 26 on which the first monomolecular film has already been formed. Ru.

保持部材94と基板26が第3図に示した位置につくと
、モーター60.84.104.110の全てのモータ
ーがオフされる。そしてモーター60が再びオンされて
第1ネジ棒62が回転し、こうして支柱56が上昇し、
同様に保持部材94と基板26も上昇する。基板26が
水槽から引き上げられると、2番目の単分子膜が基板2
6の1番目の単分子膜の上に形成される。
Once retaining member 94 and substrate 26 are in the position shown in FIG. 3, all motors 60, 84, 104, 110 are turned off. Then, the motor 60 is turned on again and the first threaded rod 62 rotates, thus raising the column 56.
Similarly, the holding member 94 and the substrate 26 also rise. When the substrate 26 is lifted out of the water tank, a second monolayer is deposited on the substrate 2.
6 is formed on the first monolayer.

液体24から基板26が引き上げられると、各モーター
60.66.84.104.110がオンされ、第2図
に示すような位置に戻るため、前述の方法で逆向きに操
作される。このようにして、基板26の上にさらに新し
い膜を形成するか、新しい基板の上に単分子膜を形成す
るために、装置50は前述と同じ操作を繰り返す。
Once the substrate 26 is lifted from the liquid 24, each motor 60, 66, 84, 104, 110 is turned on and operated in the reverse direction in the manner described above to return to the position shown in FIG. In this manner, apparatus 50 repeats the same operations described above to form further new films on substrate 26 or to form monolayers on new substrates.

装置50の前述のものとは別の操作として、次の方法が
考えられる。最初にモーター60が基板26を降下させ
る。基板26に最初の単分子膜が形成された後も、基F
i26が液体24の中で右方向に移動、さらに上下反対
になることができる深さになるまで続けられる。基板2
6がこの深さに達すると、モーター60はオフされ、基
板26が第3図の位置になるまで、モーター66.84
.104.110はオンされる。前述の操作と、最初に
述べた操作との違いをいうと、まず最初に述べた操作で
は、基板26が液体24に浸されたあとに、モーター6
0が他のモーター66.84.104.110と一緒に
作動するが、前述の操作では、モーター60は他のモー
ター66.84.104.110がオンされる前にオフ
される。
As an alternative operation of the device 50 to that described above, the following method is conceivable. First, motor 60 lowers substrate 26. Even after the initial monolayer is formed on the substrate 26, the group F
This continues until the depth is such that i26 can move to the right in the liquid 24 and even be turned upside down. Board 2
6 reaches this depth, the motor 60 is turned off and the motor 66.84 is turned off until the board 26 is in the position of FIG.
.. 104.110 is turned on. The difference between the above-mentioned operation and the first-mentioned operation is that in the first-mentioned operation, after the substrate 26 is immersed in the liquid 24, the motor 6 is
0 operates together with the other motors 66.84.104.110, but in the operation described above, motor 60 is turned off before the other motors 66.84.104.110 are turned on.

各モーター60.66.84.104.110はセンサ
ーに接続され、前述の操作に必要な程度までモーターの
働く時間を指示するようになっている。例えば、モータ
ー60は支柱50が十分な距離だけ降下したことを検知
するセンサーに接続されている。また、モーター66は
矢印Cで示ずように、往復台が前述の操作が実行可能な
ところまで右あるいは左へ移動したことを検知するセン
サーに接続されている。
Each motor 60, 66, 84, 104, 110 is connected to a sensor to indicate the amount of time the motor is to be operated to the extent necessary for the aforementioned operations. For example, motor 60 is connected to a sensor that detects when strut 50 has been lowered a sufficient distance. The motor 66 is also connected, as indicated by arrow C, to a sensor that detects when the carriage has moved to the right or left to the point where the above operations can be performed.

前述の操作の特徴は、全てのモーター60.66.84
.104.110がコントロールセンターに接続されて
いることである。このコントロールセンターでは各モー
ター60.66.84.104.110のオン、オフと
いった操作が制御される。このようにすることで、各モ
ーターが適切な時間に確実にオン、オフされるようにす
ることができる。
The aforementioned operating characteristics are the same for all motors 60.66.84
.. 104.110 is connected to the control center. This control center controls operations such as turning on and turning off each motor 60, 66, 84, 104, and 110. This ensures that each motor is turned on and off at the appropriate times.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、基板を水面に対して平行に当接させて
単分子膜を第1層として基板表面に付着させ、この基板
を水中に沈めて再び水面に対して平行に当接させること
によって第2Nを基板表面上に付着させることができ、
水平付着法での単分子膜の形成方法が可能となる。
According to the present invention, a monomolecular film is attached to the substrate surface as a first layer by bringing the substrate into contact with the water surface in parallel, and then submerging this substrate in water and bringing the substrate into contact with the water surface in parallel again. The second N can be deposited on the substrate surface by
It becomes possible to form a monomolecular film using a horizontal deposition method.

また、本発明の装置によって累積された単分子膜は、親
水基同士、あるいは疎水基同士を向かい合わせた二分子
層の重なりからなるため、これまで製造が不可能であっ
たY構造の単分子累積膜の形成を可能とする。
Furthermore, since the monomolecular film accumulated by the device of the present invention consists of overlapping bimolecular layers in which hydrophilic groups or hydrophobic groups face each other, monomolecular films with a Y structure, which has been impossible to produce until now, Allows the formation of a cumulative film.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例の単分子膜累積装置の全体
図、第2図と第3図は本発明の第2実施例の単分子膜累
積装置の全体図を示し、特に第2図は基板が水面上に位
置している場合、第3図は基板が水面下に位置している
場合の装置の全体図を示す。 第4図は従来の垂直浸漬法による単分子膜累積装置の全
体図、第5a図乃至第5c図は垂直浸漬法により基板の
表面に単分子累積膜の形成される様子を模式的に示した
図、第6図は従来の水平付着法による単分子膜累積装置
、第7a図乃至第7d図は第6図の装置により単分子累
積膜の形成される様子を模式的に示した図、第8図は単
分子層の親水基同士が向かい合わさるY構造の累積膜を
示したものである。 符号の説明 26・・・基板、2つ・・・延長部材、32.94・・
・保持部材、34.98・・・ピボットビン、40.6
2.64・ ・ ・ネジ棒、56・支柱、96・・・第
1アーム、100・・・第2アーム、38.60.66
.84.104.110・・・モーター、
FIG. 1 is an overall view of a monolayer accumulating device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are overall views of a monolayer accumulating device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an overall view of the apparatus when the substrate is located above the water surface, and FIG. 3 shows an overall view of the apparatus when the substrate is located below the water surface. Fig. 4 is an overall view of a monomolecular film accumulation device using the conventional vertical dipping method, and Figs. 5a to 5c schematically show how a monomolecular film is formed on the surface of a substrate by the vertical dipping method. Figure 6 shows a monomolecular film accumulation device using the conventional horizontal deposition method, and Figures 7a to 7d schematically show how a monomolecular film is formed using the device shown in Figure 6. Figure 8 shows a cumulative film with a Y structure in which the hydrophilic groups of the monomolecular layer face each other. Explanation of symbols 26... Board, 2... Extension member, 32.94...
・Holding member, 34.98... Pivot bin, 40.6
2.64... Threaded rod, 56. Support, 96... 1st arm, 100... 2nd arm, 38.60.66
.. 84.104.110...Motor,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.基板上に単分子膜を累積するための水平付着法にお
いて、 (1)水面上に形成された親水基と疎水基からなる単分
子膜形成分子の単分子膜に水面上方から基板を水面に水
平に下降、接触させ、第1層を付着後水平に沈める工程
、 (2)水中に沈められた第1層が付着した基板の第1層
付着面が第1回目の付着工程において除去されなかった
水面上単分子膜部分と平行に当接するように位置させる
工程、 (3)基板上に第2層を累積するために水中から基板を
引き上げる工程、 の各工程を繰り返すことにより、前記単分子累積膜を構
成する分子が親水基同士、あるいは疎水基同士を向かい
合わせた二分子層の重なりからなる単分子膜累積構造を
有することを特徴とする水平付着式単分子膜累積方法。 2.表面に単分子膜の累積される基板と、該基板を水面
に対して反転可能に保持する保持手段と、前記保持手段
を水槽中の水面に対して略垂直方向に駆動させて、前記
基板の表面が水面と平行となるように、前記基板を水面
の上下に移動させる第1駆動手段と、前記基板を水面に
対して反転させる第2駆動手段と、前記保持手段を水面
に対し平行に駆動させる第3駆動手段とを有する単分子
膜累積装置。
[Claims] 1. In the horizontal deposition method for accumulating a monolayer on a substrate, (1) the substrate is deposited horizontally on the water surface from above the water surface onto a monolayer of monolayer-forming molecules consisting of hydrophilic and hydrophobic groups formed on the water surface; (2) The first layer adhering surface of the substrate submerged in water to which the first layer was attached was not removed in the first adhesion process. (3) lifting the substrate out of the water in order to accumulate the second layer on the substrate; by repeating the following steps, the single molecule accumulation A method for horizontally depositing a monolayer film, characterized in that the molecules constituting the film have a monolayer structure consisting of overlapping bilayers with hydrophilic groups or hydrophobic groups facing each other. 2. A substrate on which a monomolecular film is accumulated; a holding means for holding the substrate reversibly relative to the water surface; a first driving means for moving the substrate above and below the water surface so that the surface is parallel to the water surface; a second driving means for inverting the substrate with respect to the water surface; and a driving means for driving the holding means parallel to the water surface. and a third driving means for causing the monolayer to accumulate.
JP2262293A 1989-09-29 1990-09-28 Method and device for horizontal sticking type monomolecular film accumulation Pending JPH03157156A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41518589A 1989-09-29 1989-09-29
US415,185 1989-09-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03157156A true JPH03157156A (en) 1991-07-05

Family

ID=23644709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2262293A Pending JPH03157156A (en) 1989-09-29 1990-09-28 Method and device for horizontal sticking type monomolecular film accumulation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03157156A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1023450C (en) Method and arrangement for drying substrates after treatment in liquid
JP3323310B2 (en) Method and apparatus for cleaning various objects
US4586980A (en) Pattern forming method
EP2610899A1 (en) Method and device for forming organic thin film, and method for manufacturing of organic device
JPH03157156A (en) Method and device for horizontal sticking type monomolecular film accumulation
US5006374A (en) Method of forming thin organic films
GB2121315A (en) Polymer films
Lee et al. Assembly of fatty acid bilayers on hydrophobic substrates using a horizontal deposition procedure
EP3189899B1 (en) Device for producing nanostructured coatings on a solid surface
US9520563B2 (en) Patterning of organic semiconductor materials
JP4477100B1 (en) Method of arranging electronic elements on electrodes formed on a substrate and electrically bonding them
GB1582860A (en) Device
JPS60223117A (en) Forming method of monomolecular deposited film
US20220230879A1 (en) Solution-based deposition method for preparing semiconducting thin films via dispersed particle self-assembly at a liquid-liquid interface
JPS60261569A (en) Film forming device
JPS60222167A (en) Film forming device
JPS61291058A (en) Membrane forming apparatus
US5368895A (en) Apparatus and method for producing monomolecular films or monomolecular built-up films
JPS61291059A (en) Membrane forming apparatus
JPH02180663A (en) Manufacture of laminate and its device
JP3267370B2 (en) Apparatus and method for producing monomolecular film or monomolecular cumulative film
JPS60225636A (en) Film forming method
JPS63258670A (en) Method and equipment for laminating thin film
JPH0699121A (en) Apparatus and method for forming lb film
JPS60183724A (en) Film forming apparatus