JPH06128756A - Device for forming fine-particle film - Google Patents

Device for forming fine-particle film

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JPH06128756A
JPH06128756A JP30319992A JP30319992A JPH06128756A JP H06128756 A JPH06128756 A JP H06128756A JP 30319992 A JP30319992 A JP 30319992A JP 30319992 A JP30319992 A JP 30319992A JP H06128756 A JPH06128756 A JP H06128756A
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亨治 矢野
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清 瀧本
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悦朗 貴志
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Abstract

PURPOSE:To provide a device for forming a thin film of fine particles. CONSTITUTION:The raw gas 2 introduced into a gas decomposing chamber 1 is decomposed by a microwave generator 3 to form fine particles, the fine particles are passed through a contracting and expanding nozzle 6, the formed fine-particle current is ionized by a filament 8, and the ionized fine-particle current is deflected by a counter electrode 10 to form a fine-particle film of desired diameter on a substrate 12. Consequently, a fine-particle film reduced in particle diameter distribution and having a uniform physical property in the film plane is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は微粒子からなる薄膜の製
造装置に関し、特に、粒径の揃った微粒子からなり、膜
面内で均一な物性を有する微粒子膜の製造装置に関す
る。なお、本明細書において、微粒子とは、超微粒子及
び一般微粒子をいう。ここで超微粒子とは、主に気相反
応や液相反応により得られる超微細な(一般には0.5
μm以下)粒子をいう。一般微粒子とは機械的粉砕や、
析出沈殿処理などの手法により得られる微粒子をいう。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for producing a thin film made of fine particles, and more particularly to an apparatus for producing a fine particle film made of fine particles having a uniform particle size and having uniform physical properties within the film surface. In the present specification, the fine particles mean ultrafine particles and general fine particles. Here, the ultrafine particles are ultrafine particles (generally 0.5% or less) obtained mainly by a gas phase reaction or a liquid phase reaction.
(μm or less) particles. General fine particles are mechanically pulverized,
Fine particles obtained by a method such as precipitation treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】微粒子はバルク結晶にない物性をもち大
きな注目を浴びている。かかる微粒子は粒径が小さいた
めに量子閉じこめ効果が現れたり、原子数の減少にとも
なう量子サイズ効果が現れたり、内部の原子の数に比べ
表面原子の数が増えるため表面現象が顕著になる表面効
果が現れたりする。また、最近では間接遷移型半導体の
ために、バルクでは発光しないSiが超微粒子化するこ
とにより発光するという技術も開発された。このほかに
も、摩擦の少ない潤滑材として微粒子を用いる応用例な
どもあり、微粒子の応用範囲は非常に多岐にわたってい
る。
2. Description of the Related Art Fine particles have physical properties not found in bulk crystals and have received a great deal of attention. Since such fine particles have a small particle size, a quantum confinement effect appears, a quantum size effect appears with a decrease in the number of atoms, and the number of surface atoms increases compared to the number of internal atoms, so that the surface phenomenon becomes remarkable. The effect will appear. Further, recently, a technique has been developed in which Si, which does not emit light in a bulk, emits light by forming ultrafine particles due to an indirect transition semiconductor. In addition to this, there are application examples in which fine particles are used as a lubricant with low friction, and the application range of fine particles is extremely diverse.

【0003】この微粒子の製法としては気相反応を利用
した、ガス中蒸発法、プラズマ蒸発法、気相化学反応
法、さらには液相反応を利用した、コロイド学的な沈殿
法、溶液噴霧熱分解法などが挙げられる。これらの製法
のうち、気相反応を用いた製法は一般に微粒子材料ガス
をキャリアガスに混合し成長室に導入し、成長室内で微
粒子を生成するものである。この気相反応法において
は、成長室とこれに隣接した高真空チャンバとをノズル
を介して接続することにより、ノズルから粒子ビームと
して微粒子を取り出し、このビームを基板に照射し微粒
子膜を成長させることができる。この方法を用いればノ
ズル形状を変化させることにより、微粒子ビームの広が
りを調整したり、流速を変化させたりすることができ
る。
As a method for producing the fine particles, vapor phase reaction, gas vaporization method, plasma vaporization method, gas phase chemical reaction method, and further liquid phase reaction, colloidal precipitation method, solution spraying heat are used. A decomposition method and the like can be mentioned. Among these manufacturing methods, a manufacturing method using a gas phase reaction is generally a method in which a fine particle material gas is mixed with a carrier gas and introduced into a growth chamber to generate fine particles in the growth chamber. In this vapor phase reaction method, a growth chamber and a high-vacuum chamber adjacent to the growth chamber are connected via a nozzle to extract fine particles as a particle beam from the nozzle and irradiate this beam on a substrate to grow a fine particle film. be able to. By using this method, the spread of the particle beam can be adjusted and the flow velocity can be changed by changing the nozzle shape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】微粒子はその粒径によ
って物性が大きく変化してしまうという性質を持ってい
る。従って、微粒子集合体内で粒径に分布があれば物性
についても分布を持ってしまう。例えば、Siの超微粒
子の発光現象においては、一つのSi微粒子が示す発光
ピーク波長は粒径に依存して変化する。従って、Si超
微粒子の集合体である超微粒子膜からの発光スペクトル
は、粒径に分布があれば広がりを持ってしまう。微粒子
生成の過程では、パラメータを変化させることで、ある
程度粒径を制御することが可能である。例えば液相反応
で微粒子を成長させる場合では溶液の濃度、液温などを
変化させて粒径を制御する。また気相反応での微粒子生
成では原料ガス、キャリアガスの流量調整などの方法
で、粒径を制御することができる。しかし、これらの方
法を施しても完全に粒径を制御することは難しく、また
粒径分布を狭くするといったことも難しい。
The fine particles have the property that their physical properties vary greatly depending on their particle size. Therefore, if the particle size has a distribution within the aggregate of particles, the physical properties also have a distribution. For example, in the light emission phenomenon of Si ultrafine particles, the emission peak wavelength shown by one Si fine particle changes depending on the particle size. Therefore, the emission spectrum from the ultrafine particle film, which is an aggregate of Si ultrafine particles, will be broad if the particle size is distributed. In the process of producing fine particles, it is possible to control the particle size to some extent by changing the parameters. For example, in the case of growing fine particles by a liquid phase reaction, the particle size is controlled by changing the solution concentration, liquid temperature, and the like. Further, in the production of fine particles in the gas phase reaction, the particle size can be controlled by a method such as adjusting the flow rates of the raw material gas and the carrier gas. However, even if these methods are applied, it is difficult to completely control the particle size, and it is also difficult to narrow the particle size distribution.

【0005】上記問題点をふまえて、本発明においては
希望通りの粒径をもち、かつ粒径分布が少なく膜面内で
均一な物性を有する微粒子膜を製造することを目的とす
る。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to produce a fine particle film having a desired particle size, a small particle size distribution and uniform physical properties in the film plane.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的は以下
の本発明によって達成される。
The above-mentioned objects can be achieved by the present invention described below.

【0007】即ち、本発明第一は、微粒子流を生成する
手段と、該微粒子流生成手段により生成された微粒子流
中の微粒子をイオン化する手段と、該イオン化手段によ
りイオン化された微粒子流を偏向するための手段を具備
した微粒子膜製造装置であり、本発明第二は微粒子をイ
オン化する手段と、該イオン化手段によりイオン化され
た微粒子を加速するための加速手段と、該加速手段によ
り加速された微粒子流を偏向するための手段を具備した
微粒子膜製造装置である。
That is, the first aspect of the present invention is that the means for producing a fine particle stream, the means for ionizing the fine particles in the fine particle stream produced by the fine particle stream producing means, and the deflection of the fine particle stream ionized by the ionizing means. The second aspect of the present invention is a device for producing a fine particle film, comprising: a means for ionizing the fine particles; an accelerating means for accelerating the fine particles ionized by the ionizing means; An apparatus for producing a fine particle film, which is provided with a means for deflecting a fine particle flow.

【0008】上記本発明第一において、微粒子流を生成
する手段は、原料ガスから微粒子を生成しそれを微粒子
流化する手段でもよいし、すでに生成されている微粒子
を微粒子流化する手段でもよい。この微粒子流はイオン
化手段により正または負のイオンにイオン化される。
In the first aspect of the present invention, the means for producing a fine particle stream may be means for producing fine particles from a raw material gas and converting them into fine particle streams, or means for converting already produced fine particles into fine particle streams. . This fine particle stream is ionized into positive or negative ions by the ionization means.

【0009】また、上記本発明第二において、イオン化
する微粒子は微粒子流であってもよいし、静止している
微粒子であってもよい。この微粒子はイオン化手段によ
り正または負のイオンにイオン化され、イオン化された
微粒子は加速手段により加速され微粒子流となる。
In the second aspect of the present invention, the fine particles to be ionized may be a fine particle stream or may be stationary fine particles. The fine particles are ionized into positive or negative ions by the ionizing means, and the ionized fine particles are accelerated by the accelerating means to form a fine particle stream.

【0010】本発明では、上記のイオン化された微粒子
流を偏向手段により偏向し、質量に応じて決定される位
置に照射するか、あるいは特定の質量をもつ微粒子のみ
を回収、堆積させることができる。
In the present invention, the above-mentioned ionized particle flow can be deflected by the deflecting means to irradiate the position determined according to the mass, or only the particles having a specific mass can be collected and deposited. .

【0011】上記偏向手段として、例えば、前記微粒子
流と垂直方向に印加された磁場又は/及び電場を用いる
ことにより、質量/電荷の比に応じて決定される位置に
照射されるか、あるいは特定の質量/電荷の比を持つ微
粒子のみを回収することができる。
As the deflecting means, for example, a magnetic field or / and an electric field applied in a direction perpendicular to the fine particle flow is used to irradiate a position determined according to the mass / charge ratio or to specify the position. Only fine particles with a mass / charge ratio of can be recovered.

【0012】本発明の微粒子膜製造装置の一例として、
Si超微粒子膜製造装置を取り上げて説明する。図1に
その構成図を示す。本装置は主にガス分解チャンバ1、
堆積チャンバ7から構成されている。堆積チャンバ7は
真空排気用ノズル13でターボポンプに接続されてお
り、高真空になっている。ガス分解チャンバ1にはキャ
リアガスと混合した原料ガス2が導入される。本装置の
場合、原料ガスとしてSiH4 、キャリアガスとしてH
2 、Ar等を用いる。一方、マイクロ波発生器3により
発生したマイクロ波が、導波管4、マイクロ波導入窓5
を通してガス分解チャンバ1に導入される。マイクロ波
導入窓5は真空を保ち、かつマイクロ波を透過するため
石英ガラスでできている。このマイクロ波によりガス分
解チャンバ1内にプラズマが発生し、原料ガスのSiH
4 が分解するとともに活性化したSi超微粒子が生成さ
れる。この活性化したSi超微粒子はガス分解チャンバ
1と堆積チャンバ7の圧力差のため堆積チャンバ7に向
ってゆく。このとき、超微粒子は縮小拡大ノズル6を通
過するが、ここで熱エネルギーが運動エネルギーに変換
され、その出口では音速程度の速度をもつ微粒子流を形
成している。縮小拡大ノズル6はガス分解チャンバ1側
から徐々に開口面積が絞られて途中から再び徐々に開口
面積が拡大してゆくものであればよいが、噴出される微
粒子流の広がりを抑えるために堆積チャンバ側出口で内
周面が中心軸に対してほぼ平行になっていることが望ま
しい。
As an example of the apparatus for producing a fine particle film of the present invention,
The Si ultrafine particle film manufacturing apparatus will be described. FIG. 1 shows the configuration diagram. This device is mainly used for gas decomposition chamber 1,
It comprises a deposition chamber 7. The deposition chamber 7 is connected to a turbo pump through a vacuum exhaust nozzle 13 and is in a high vacuum. A raw material gas 2 mixed with a carrier gas is introduced into the gas decomposition chamber 1. In the case of this device, SiH 4 is used as a source gas and H is used as a carrier gas.
2 , Ar, etc. are used. On the other hand, the microwave generated by the microwave generator 3 is transmitted through the waveguide 4 and the microwave introduction window 5
Is introduced into the gas decomposition chamber 1. The microwave introduction window 5 is made of quartz glass for maintaining a vacuum and transmitting microwaves. Plasma is generated in the gas decomposition chamber 1 by this microwave, and SiH of the raw material gas is generated.
4 is decomposed and activated Si ultrafine particles are generated. The activated Si ultrafine particles move toward the deposition chamber 7 due to the pressure difference between the gas decomposition chamber 1 and the deposition chamber 7. At this time, the ultrafine particles pass through the reduction / expansion nozzle 6, where the thermal energy is converted into kinetic energy, and at the outlet thereof, a fine particle flow having a velocity of about the speed of sound is formed. The reduction / expansion nozzle 6 may be any one as long as the opening area is gradually narrowed from the gas decomposition chamber 1 side and the opening area is gradually expanded again from the middle, but in order to suppress the spread of the ejected fine particle flow, the accumulation is performed. It is desirable that the inner peripheral surface of the chamber side outlet is substantially parallel to the central axis.

【0013】本装置では、両チャンバ間の圧力差を利用
して微粒子流を生成しているが、本発明はこのような構
成に限定されるものではなく、微粒子生成手段として、
例えば真空中でのKセルを用いた原料蒸発による方法等
を挙げることができる。
In the present apparatus, the particle flow is generated by utilizing the pressure difference between the two chambers. However, the present invention is not limited to such a structure, and as the particle generating means,
For example, a method of evaporating a raw material using a K cell in vacuum can be used.

【0014】縮小拡大ノズル6を通過して堆積チャンバ
7に導入されたSi超微粒子はほぼ一定の流速を持った
超微粒子流となっている。この超微粒子はフィラメント
8によりイオン化される。フィラメントは超微粒子が1
価のイオンとなるように調整されたフィラメント電源9
に接続されている。このようなフィラメント以外にも、
微粒子のイオン化手段としては紫外光,X線等の電磁波
の照射等によるイオン化等が適用できる。さらにこのフ
ィラメント8によりイオン化した超微粒子は、この超微
粒子流を挟むように配置された対向電極10の間を通過
する。この電極には電源11によって電圧がかけられ
る。この対向電極10を通過した超微粒子は基板12に
到達し堆積する。
The Si ultrafine particles introduced into the deposition chamber 7 after passing through the reduction / enlargement nozzle 6 have an ultrafine particle flow having a substantially constant flow velocity. The ultrafine particles are ionized by the filament 8. Ultrafine particles in filament 1
Filament power supply 9 adjusted to be valence ions
It is connected to the. Besides such filament,
As the ionization means for the fine particles, ionization by irradiation with electromagnetic waves such as ultraviolet light and X-rays can be applied. Further, the ultrafine particles ionized by the filament 8 pass between the counter electrodes 10 arranged so as to sandwich the flow of the ultrafine particles. A voltage is applied to this electrode by the power supply 11. The ultrafine particles that have passed through the counter electrode 10 reach the substrate 12 and are deposited.

【0015】図2に対向電極10、基板12の周辺を示
す。なお、本図において超微粒子流の方向をx方向、対
向電極10によってできた電界の方向をy方向と示す。
超微粒子のx方向の速度はほぼ一定でありこれをv0
する。また、超微粒子の重さをm、対向電極10のx方
向の長さをl1 、対向電極10の終端部から基板までの
x方向の距離をl2 、対向電極10による電界の大きさ
をEとおく。このとき、上記の系を通過したSi超微粒
子の基板12上での到達位置と対向電極10による電界
がない場合の到達位置の差△yは、
FIG. 2 shows the periphery of the counter electrode 10 and the substrate 12. In this figure, the direction of the ultrafine particle flow is shown as the x direction, and the direction of the electric field generated by the counter electrode 10 is shown as the y direction.
The velocity of the ultrafine particles in the x direction is almost constant, and this is designated as v 0 . Further, the weight of the ultrafine particles is m, the length of the counter electrode 10 in the x direction is l 1 , the distance from the terminal end of the counter electrode 10 to the substrate in the x direction is l 2 , and the magnitude of the electric field by the counter electrode 10 is Put E. At this time, the difference Δy between the arrival position of the Si ultrafine particles that have passed through the above system on the substrate 12 and the arrival position when there is no electric field due to the counter electrode 10 is

【0016】[0016]

【数1】 で表される。ここで、eは電荷素量である。一方、mは
超微粒子の半径a、密度ρを用いて
[Equation 1] It is represented by. Here, e is the elementary charge. On the other hand, m is the radius a of ultrafine particles and the density ρ

【0017】[0017]

【数2】 であるから、(1)式は[Equation 2] Therefore, equation (1) is

【0018】[0018]

【数3】 となる。すなわち、粒径によりその到達位置が異なり、
また、各位置における粒径の分布が少なくなる。さらに
希望する粒径の到達する位置に基板を配置することによ
り、所望の粒径のSi超微粒子膜を得ることができる。
[Equation 3] Becomes That is, the arrival position differs depending on the particle size,
Further, the distribution of particle size at each position is reduced. Further, by disposing the substrate at a position where the desired particle size reaches, a Si ultrafine particle film having a desired particle size can be obtained.

【0019】本発明の微粒子膜製造装置の別の例とし
て、やはりSi超微粒子薄膜製造装置の例を挙げる。本
装置の構成は図3の通りである。本装置は主にガス分解
チャンバ1、イオン化・加速チャンバ16、電界印加チ
ャンバ17、磁界印加チャンバ22、基板チャンバ27
から構成されている。電界印加チャンバ17、及び磁界
印加チャンバ22は二重集束質量分析器の電場、磁場印
加部の構造と同様な構造をしている。図1に示した装置
では縮小拡大ノズル6から噴出した超微粒子の流速にわ
ずかに分布があるために、前記(3)式からも判るよう
に基板12に堆積する超微粒子膜にも粒径の分布が残っ
てしまうが、本装置ではこの流速分布の影響を抑え、粒
径分布をより狭くすることにより、より一層均一な粒径
の微粒子からなる膜を製造することができる。ガス分解
チャンバ1の構造、作用は図1に示した装置と同じなの
でここでは省略する。縮小拡大ノズル6から射出された
Si超微粒子は図1に示した装置と同様、フィラメント
8でイオン化される。ここでイオン化されたSi超微粒
子は加速電極14によって加速される。
As another example of the apparatus for producing a fine particle film of the present invention, an example of an apparatus for producing a Si ultrafine particle thin film will be given. The configuration of this device is as shown in FIG. This apparatus mainly comprises a gas decomposition chamber 1, an ionization / acceleration chamber 16, an electric field application chamber 17, a magnetic field application chamber 22, and a substrate chamber 27.
It consists of The electric field applying chamber 17 and the magnetic field applying chamber 22 have structures similar to those of the electric field and magnetic field applying portions of the double focusing mass spectrometer. In the apparatus shown in FIG. 1, since the flow velocity of the ultrafine particles ejected from the reduction / enlargement nozzle 6 has a slight distribution, the particle size of the ultrafine particle film deposited on the substrate 12 varies depending on the formula (3). Although the distribution remains, the present apparatus suppresses the influence of this flow velocity distribution and narrows the particle size distribution, so that a film composed of fine particles having a more uniform particle size can be produced. The structure and operation of the gas decomposition chamber 1 are the same as those of the apparatus shown in FIG. The ultrafine Si particles ejected from the contraction / expansion nozzle 6 are ionized by the filament 8 as in the apparatus shown in FIG. The ionized Si ultrafine particles are accelerated by the acceleration electrode 14.

【0020】先と同様にSiの密度をρ、Si超微粒子
の半径をa、縮小拡大ノズル6出口でのSi超微粒子の
速度をv0 、加速電極14の加速電圧をV1 とすれば加
速後のSi超微粒子の速度はv1 は、
Similarly to the above, if the density of Si is ρ, the radius of the Si ultrafine particles is a, the velocity of the Si ultrafine particles at the outlet of the contraction / expansion nozzle 6 is v 0 , and the acceleration voltage of the acceleration electrode 14 is V 1 , acceleration is performed. The velocity of the subsequent Si ultrafine particles is v 1 .

【0021】[0021]

【数4】 であり、加速電圧を高くすることによりv1 におけるv
0 の影響が小さくなる。すなわち、縮小拡大ノズル6か
ら噴出した微粒子の速度に分布があっても、この加速電
極14での電界加速により誤差の割合は大幅に減少され
ることになる。加速されたSi超微粒子は電界印加チャ
ンバ17に導入される。この電界印加チャンバ17は円
弧状になっており、電界チャンバ内電極用電源19に接
続された電極18によって微粒子流と垂直方向に電界が
印加される。さらに電界印加チャンバ17の出口にはス
リット21が設置されている。電極18により形成され
る電界の大きさをE、電界印加チャンバ17の円弧の半
径をr1 とすると、
[Equation 4] And by increasing the accelerating voltage, v in v 1
The influence of 0 becomes small. That is, even if there is a distribution in the velocity of the fine particles ejected from the reduction / enlargement nozzle 6, the electric field acceleration at the acceleration electrode 14 significantly reduces the error rate. The accelerated Si ultrafine particles are introduced into the electric field application chamber 17. The electric field applying chamber 17 has an arc shape, and an electric field is applied in a direction perpendicular to the particle flow by an electrode 18 connected to a power source 19 for an electrode in the electric field chamber. Further, a slit 21 is installed at the outlet of the electric field applying chamber 17. When the magnitude of the electric field formed by the electrode 18 is E and the radius of the arc of the electric field applying chamber 17 is r 1 ,

【0022】[0022]

【数5】 を満たす超微粒子が中心を通過する。この電界印加チャ
ンバ17では加速電極14にて微粒子が得たエネルギー
の分布を補正する効果がある。電界印加チャンバ17の
中心を通過したSi超微粒子はスリット21を通り磁界
印加チャンバ22に導入される。この磁界印加チャンバ
22も円弧状になっており、電磁石用電源24に接続さ
れた電磁石23によって微粒子流と垂直方向に磁界が印
加される。さらに磁界印加チャンバ22の出口にはスリ
ット26が設置されている。電磁石23により形成され
る磁界の大きさをB、磁界印加チャンバ22の円弧の半
径をr2 とすると、
[Equation 5] Ultrafine particles that satisfy the requirements pass through the center. The electric field application chamber 17 has an effect of correcting the energy distribution obtained by the particles at the acceleration electrode 14. The Si ultrafine particles that have passed through the center of the electric field application chamber 17 are introduced into the magnetic field application chamber 22 through the slit 21. The magnetic field application chamber 22 also has an arc shape, and a magnetic field is applied in the direction perpendicular to the particle flow by the electromagnet 23 connected to the electromagnet power supply 24. Further, a slit 26 is installed at the outlet of the magnetic field applying chamber 22. When the magnitude of the magnetic field formed by the electromagnet 23 is B and the radius of the arc of the magnetic field applying chamber 22 is r 2 ,

【0023】[0023]

【数6】 を満たす超微粒子が磁界印加チャンバ22の中心を通過
する。この磁界印加チャンバ22の中心を通過したSi
超微粒子はスリット26を通り基板28に堆積する。こ
の装置で堆積する超微粒子の半径は前記(5),(6)
式によって決まり、E、Bを調節することにより希望す
る粒径のSi超微粒子膜を得ることができる。尚、図
中、20,25,29は真空排気用ノズルである。本装
置では、イオン化された微粒子流を偏向するための手段
として、電界印加チャンバ17からなる電界印加手段、
さらには磁界印加チャンバ22からなる磁界印加手段が
設けられているが、本発明ではこのような微粒子流の偏
向手段を磁界印加手段のみの構成としても微粒子の粒径
の制御を行うことができる。ただし、この場合には図3
に示したような装置よりは制御性に劣る。
[Equation 6] The ultra-fine particles satisfying the condition pass through the center of the magnetic field application chamber 22. Si passing through the center of the magnetic field applying chamber 22
The ultrafine particles pass through the slit 26 and are deposited on the substrate 28. The radii of ultrafine particles deposited by this device are the same as those in (5) and (6)
Depending on the formula, by adjusting E and B, a Si ultrafine particle film having a desired particle size can be obtained. In the figure, reference numerals 20, 25 and 29 are vacuum exhaust nozzles. In this device, an electric field applying means including an electric field applying chamber 17 is provided as a means for deflecting the ionized particle flow.
Further, although a magnetic field applying means composed of the magnetic field applying chamber 22 is provided, in the present invention, the particle size of the particles can be controlled even if such a deflecting means for the particle flow is constituted by only the magnetic field applying means. However, in this case
It is inferior in controllability to the device shown in FIG.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0025】実施例1 本実施例では、図1に示したような本発明の微粒子膜製
造装置を作製し、これを用いてSi超微粒子膜を形成し
た。
Example 1 In this example, an apparatus for producing a fine particle film of the present invention as shown in FIG. 1 was produced, and an ultrafine Si particle film was formed using the apparatus.

【0026】本装置では、希望の粒径のSi超微粒子を
粒径分布の少ない状態で基板12上に堆積することが可
能であった。本実施例で形成した粒径分布の少ないSi
超微粒子膜は、従来の装置で形成したSi超微粒子膜よ
りも狭いピークを持ったPLスペクトルを示した。
In this apparatus, it was possible to deposit Si ultrafine particles having a desired particle size on the substrate 12 in a state where the particle size distribution was small. Si with a small particle size distribution formed in this example
The ultrafine particle film showed a PL spectrum having a narrower peak than the Si ultrafine particle film formed by the conventional apparatus.

【0027】実施例2 実施例1では微粒子の運動方向を偏向するのに電界を用
いたが、磁場を用いても同様な効果が得られる。電界の
場合、粒径による分布は電場に平行な方向であるが、磁
場を用いた場合では磁場に垂直な方向に分布する。
Example 2 In Example 1, an electric field was used to deflect the moving direction of the fine particles, but the same effect can be obtained by using a magnetic field. In the case of an electric field, the particle size distribution is parallel to the electric field, but when a magnetic field is used, the distribution is perpendicular to the magnetic field.

【0028】本実施例では、対向電極10に代えて電磁
石を用い、微粒子流と垂直方向に磁場を印加して微粒子
流を偏向させた。
In this embodiment, an electromagnet was used instead of the counter electrode 10, and a magnetic field was applied in the direction perpendicular to the particle flow to deflect the particle flow.

【0029】本実施例で形成したSi超微粒子膜は、実
施例1と同様に、狭いピークを持ったPLスペクトルを
示した。
The Si ultrafine particle film formed in this example showed a PL spectrum having a narrow peak, as in Example 1.

【0030】実施例3 本実施例では、図3に示したような本発明の微粒子膜製
造装置を作製し、これを用いてSi超微粒子膜を形成し
た。
Example 3 In this example, an apparatus for producing a fine particle film of the present invention as shown in FIG. 3 was prepared, and an ultrafine Si particle film was formed using the apparatus.

【0031】本装置では、電界印加チャンバ17内の電
極18により形成される電界の大きさや、磁界印加チャ
ンバ22内の電磁石23により形成される磁界の大きさ
を調節して、任意の粒径の超微粒子膜を形成することが
できた。
In the present apparatus, the magnitude of the electric field formed by the electrode 18 in the electric field application chamber 17 and the magnitude of the magnetic field formed by the electromagnet 23 in the magnetic field application chamber 22 are adjusted to obtain an arbitrary particle size. An ultrafine particle film could be formed.

【0032】本実施例で形成したSi超微粒子膜は、実
施例1,2よりも、より一層狭いピークを持ったPLス
ペクトルを示した。
The Si ultrafine particle film formed in this example showed a PL spectrum having a much narrower peak than those in Examples 1 and 2.

【0033】実施例4 実施例3では、電界印加チャンバ17を具備することに
より、加速電極14で得られた微粒子のエネルギーの分
布の影響を排除しているが、この電界印加チャンバがな
くても微粒子の粒径の制御を行うことができる。ただ
し、実施例3ほど粒径分布の単色性はよくない。
Fourth Embodiment In the third embodiment, the influence of the energy distribution of the fine particles obtained by the acceleration electrode 14 is eliminated by providing the electric field application chamber 17, but without the electric field application chamber. The particle size of the fine particles can be controlled. However, the monochromaticity of the particle size distribution is not so good as in Example 3.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように本発明の装置を用いること
により希望する粒径を持ち、かつ粒径分布が少なく膜面
内で均一な物性を有する微粒子膜が得られる。
As described above, by using the apparatus of the present invention, a fine particle film having a desired particle size, a small particle size distribution, and uniform physical properties in the film surface can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の微粒子膜製造装置の一例を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an apparatus for producing a fine particle film of the present invention.

【図2】図1の装置の対向電極10と基板12の周辺部
における微粒子流の偏向を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining deflection of a fine particle flow in the peripheral portion of a counter electrode 10 and a substrate 12 of the apparatus of FIG.

【図3】本発明の微粒子膜製造装置の他の例を示す構成
図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing another example of the apparatus for producing a fine particle film of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガス分解チャンバ 2 原料ガス、キャリアガス 3 マイクロ波発生器 4 導波管 5 マイクロ波導入窓 6 縮小拡大ノズル 7 堆積チャンバ 8 フィラメント 9 フィラメント電源 10 対向電極 11 電源 12 基板 13 真空排気用ノズル 14 加速電極 15 加速電極用電源 16 イオン化、加速チャンバ 17 電界印加チャンバ 18 電極 19 電界チャンバ内電極用電源 20 真空排気用ノズル 21 スリット 22 磁界印加チャンバ 23 電磁石 24 電磁石用電源 25 真空排気用ノズル 26 スリット 27 基板チャンバ 28 基板 29 真空排気用ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas decomposition chamber 2 Raw material gas, carrier gas 3 Microwave generator 4 Waveguide 5 Microwave introduction window 6 Reduction / expansion nozzle 7 Deposition chamber 8 Filament 9 Filament power supply 10 Counter electrode 11 Power supply 12 Substrate 13 Vacuum exhaust nozzle 14 Acceleration Electrode 15 Accelerating electrode power supply 16 Ionization / acceleration chamber 17 Electric field applying chamber 18 Electrode 19 Electric field chamber inner electrode power supply 20 Vacuum exhaust nozzle 21 Slit 22 Magnetic field applying chamber 23 Electromagnet 24 Electromagnet power supply 25 Vacuum exhaust nozzle 26 Slit 27 Substrate Chamber 28 Substrate 29 Vacuum exhaust nozzle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河出 一佐哲 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kasatoshi Kawade 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 微粒子流を生成する手段と、該微粒子流
生成手段により生成された微粒子流中の微粒子をイオン
化する手段と、該イオン化手段によりイオン化された微
粒子流を偏向するための手段を具備した微粒子膜製造装
置。
1. A means for producing a stream of fine particles, a means for ionizing the fine particles in the stream of fine particles produced by the means for producing fine particle flow, and a means for deflecting the stream of fine particles ionized by the ionizing means. Fine particle film manufacturing equipment.
【請求項2】 微粒子をイオン化する手段と、該イオン
化手段によりイオン化された微粒子を加速するための加
速手段と、該加速手段により加速された微粒子流を偏向
するための手段を具備した微粒子膜製造装置。
2. A fine particle film production comprising means for ionizing fine particles, accelerating means for accelerating the fine particles ionized by the ionizing means, and means for deflecting the fine particle flow accelerated by the accelerating means. apparatus.
【請求項3】 前記微粒子流を偏向するための手段が、
前記微粒子流と垂直方向に電場を印加する手段である請
求項1又は2記載の微粒子膜製造装置。
3. The means for deflecting the particulate stream comprises:
The fine particle film manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, which is a means for applying an electric field in a direction perpendicular to the fine particle flow.
【請求項4】 前記微粒子流を偏向するための手段が、
前記微粒子流と垂直方向に磁場を印加する手段である請
求項1又は2記載の微粒子膜製造装置。
4. A means for deflecting the particulate stream comprises:
The fine particle film production apparatus according to claim 1 or 2, which is a means for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the fine particle flow.
【請求項5】 前記微粒子流を偏向するための手段が、
前記微粒子流と垂直方向に電場を印加する手段と、前記
微粒子流と垂直方向に磁場を印加する手段である請求項
1又は2記載の微粒子膜製造装置。
5. The means for deflecting the particulate stream comprises:
3. The apparatus for producing a fine particle film according to claim 1, which is a means for applying an electric field in a direction perpendicular to the particle flow and a means for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the particle flow.
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