JPS59164304A - 高分子重合膜形成装置 - Google Patents

高分子重合膜形成装置

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JPS59164304A
JPS59164304A JP3857483A JP3857483A JPS59164304A JP S59164304 A JPS59164304 A JP S59164304A JP 3857483 A JP3857483 A JP 3857483A JP 3857483 A JP3857483 A JP 3857483A JP S59164304 A JPS59164304 A JP S59164304A
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JP
Japan
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monomer gas
kinetic energy
energy
nozzle
imparting mechanism
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JP3857483A
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Inventor
Haruhisa Fujii
藤井 治久
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は電子部品なとの被処理体の表面上に高分子重
合膜を形成する装置に関するものである。
〔従来技術〕
第1図は従来の高分子重合膜形成製置の一例の構成を模
式的に示す断面図である。
図において、(1)は内部に電子部品などの被処理体の
表面上に高分子重合膜が形成される反応容器、(2)は
反応容器+1j内に設置された被処理体、(3)は反応
容器(1)の一方の端部に開閉弁(4)を介して連結さ
れ反応容器[11内を真空にするための真空ポンプ、(
5)は反応容器(11の外部に設置され被処理体(2)
の表面上に高分子重合膜を形成するモノマガスを蓄える
モノマガスボンベ、(C)は一方の端部が開閉弁(7)
を介してモノマガスボンベ(5)に連結され他方の端部
が反応容器fi)内に被処理体(2)の方向に向けて開
口するようにこの開口端部と開閉弁(7)との間の一部
分か反応容器(1)の長手側の容器壁に気密に固着サレ
モノマガスボンベ(5)内のモノマガスを反応容器+1
1内へ導入するモノマガス縛入管、(8)は反応容器t
+1の外部に設置されアルゴンなどの不活性ガスを蓄え
る不活性ガスボンベ、(9)は一方の端部が開閉弁(1
0)を介して不活性ガスボンベ(8)に連結され他方の
端部が反応容器(1)の真空ポンプ(3)句とは反対側
の端部に反応容器t1)内(こ開口するように気密に固
着され不活性ガスボンベ(8)内の不活性ガスを反応容
器+1j内へ導入する不活性ガス導入管、(11)は反
応容器(1)の不活性ガス導入管(9)が固着された端
部側の部分上にこの部分を取り巻いて設けられ反応容器
(1)内へ導入された不油性ガスとモノマガスとの混合
ガスを高周波グロー放電させてモノマガス分子を励起状
態やイオン化状態にするための誘導コルイル、(12)
は誘導コイル(11目こ接続されて高周波電力を供給す
る高周波電源である。
次に、この従来例の装置の作用について説明する0 まず、開閉弁(4)を開き、真空ポンプ(3)を作動さ
せる。そして、反応容器+1)内がNo  torr程
度の真空度になったときに、開閉弁(10)を開いて、
不活性ガスボンベ(8)内の不活性ガスを不活性ガス導
入管(9)を通して反応容器(1)内へ導入しながら真
空ポンプ(3)で反応容器tit内を排気することによ
って、反応容器(1)内に残留している不純ガスを不活
性ガスで置換する。次いで、開閉弁(7)を開いて、モ
ノマガスボンベ(5)内のモノマガスをモノマガス導入
管(6)を通して反応容器(1)内へ導入し、反応容器
+11内のモノマガスと不活性ガスとの混合ガスの圧力
が0.1〜1 torr程度になるようにする。しかる
のち、高周波電源(12)から誘導コイル(U)に高周
波電力を供給すると、反応容器(1)内にモノマガスと
不活性ガスとの混合ガスの高周波グロー放電が発生する
0この高周波グロー放電によって、モノマガスが励起状
態やイオン化状態になり、モノマガスに重合反応に必要
な活性化エネルギーが付与されて、被処理体(2)の表
面上にいわゆるプラズマ高分子重合膜が形成される。
ところで、この従来例の装置では、へ1〜1torr程
度の低真空中におけるモノマガスと不活性ガスとの混合
ガスの高周波グロー放電によってモノマガスを励起状態
やイオン化状態にしてモノマガスに重合反応に必要孟活
性化エネルギーを付与するので、被処理体(2)の表面
上に形成されるプラズマ高分子重合膜(こは自由遊離基
が多く残存してI/)る。
従って、これらの自由遊離基が空気中の酸素と反応して
カルボニル極性基が生ずるので、例えばこのプラズマ高
分子重合膜をコンデンサの誘電体材料として使用した場
合には、高周波領域での誘電損失が大きくなる。しかし
ながら、モノマガスの高周波グロー放電を発生させるQ
こは、モノマガスに不活性ガスを混合させる必要がある
ので、モノマガスと不活性ガスとの混合ガスの高周波グ
ロー放電には種々の励起状態やイオン化状態のモノマガ
スが混在しており、このようなモノマガスによる重合反
応が複雑で、この重合反応を定性的に把握することは難
かしく、自由遊離基のない、膜質の均一なプラズマ高分
子重合膜を形成することはできなかった。
〔発明の概要〕
この発明は上述の欠点を解消する目的でなされたもので
、被処理体の表面上に投射して高分子重合膜を形成する
モノマガスに少なくとも重合反応に必要なエネルギーを
高真空中において付与することによって、自由遊離基の
ない、しかも膜質の均一な高分子重合膜を形成できるよ
うにした高分子重合膜形成装置を提供するものである。
〔発明の実施例〕
第2図はこの発明の一実施例の高分子重合膜形成装置の
構成を模式的に示す断面図である。
図において、第1図に示した従来例の符号と同一符号は
同等部分を示す。0粉は反応容器ill内の上方の位置
に設けられヒータまたは冷却器を有し下面しこ被処理体
(2)を接触させて保持し被処理体(2)の表面上にお
けるモノマガスの重合反応速度を制御するために被処理
体(2)の温度を制御する被処理体温度制御機構、(I
4)は反応容器[)内の下方の被処理体温度制御機構0
3)の下面に保持された被処理体(2)と距離をおいて
対向する位置に設けられた筒状体からなり上面中央部に
孔径の小さいノズル(Xaa)を有し下面中央部にモノ
マガス導入管(6)の先端部が連結されこの筒状体の内
部にモノマガス導入管(6)を通して導入されたモノマ
ガスを一点鎖線で図示するようにノズル(14a)から
被処理体(2)の表面に向けて噴射させることによって
この内部に導入されたモノマガスの静圧が変換された運
動エネルギーをノズル(14a )から噴射されるモノ
マガスに付与する運動エネルギー付与機構、(15)は
運動エネルキー付与機構(14)を取り巻いて設けられ
た加熱用ヒータからなり運動エネルギー付与機構(I4
)内に導入されたモノマガスを加熱してノズル(14a
)から被処理体(2)の表面に向けて噴射されるモノマ
ガスに熱エネルギーを付与する熱エネルギー付与機構、
(16)はモノマガス導入管(6)の反応容器+1)と
開閉弁(7)との間の部分に挿入されモノマガスボンベ
(5)から開閉弁(7)およびモノマガス導入管(6)
を通して運動エネルギー付与機構θ4)に導入されるモ
ノマガスの流量を計測するモノマガス流量計、07)は
被処理体温度制御機構03)の下面に保持された被処理
体(2)との間に間隔をおいて互いに対向するように設
けられ運動エネルギー付与機構(+4)のノズル(la
)から噴射されるモノマガスを被処理体(2)に衝突さ
せるときには開き衝突させないときには閉じるように構
成されたシャッタ、α8)は運動エネルギー付与機構(
14)の上方のノズル(14a )から噴射されるモノ
マガスの外側の位置にこのモノマガスを取り巻くように
設けられ加熱されて電子を放出する電子放出用フィラメ
ント、(19)は′電子放出用フィラメント(18)の
両端子間に接続されたフィラメント加熱用電源、(20
)はノズル(14a)から噴射されるモノマガスと電子
放出用フィラメント(+8)との間の位置に設けられこ
のモノマガスに電子放出用フィラメント08)が放出す
る電子を加速照射し付着させてモノマガスをイオン化す
るイオン化用電子加速照射グリッド、(21)はイオン
化用電子加速照射グリッド鉾o)と電子放出用フィラメ
ントθ8)の一方の端子との間に接続された電圧制御可
能な直流グリッド電源、(2匂はノズル(14a)から
噴射されるモノマガスを通過させ得るように電子放出用
フィラメント08)とイオン化用電子加速照射グリッド
−とを収容し上記モノマガスをイオン化するモノマガス
イオン化部、(23)はシャッタθ乃とモノマガスイオ
ン化部(2りとの間の位置にノズル(14a)から噴射
されるモノマガスを通過させ得るように設けられモノマ
ガスイオン化部−でイオン化されたモノマガスを加速す
るイオン化モ/マガス加速電極、(24)はイオン化モ
ノマガス加速電極(23)と電子放出用フィラメント(
18)のフィラメント加熱用電源(+9)が接続された
端子との間に接続された電圧制御可能なイオン化モノマ
ガス加速用直流電源、(25)はモノマガスイオン化部
−とイオン化モノマガス加速電極關とからなりノズル(
14a)から噴射されるモノマガスをモノマガスイオン
化部(2りで電子の付着によってイオン化しこのイオン
化されたモノマガスをイオン化モノマガス加速電極Aで
加速することによって上記モノマガスの連部エネルギー
を増加させる運動エネルギー増加機構である。なお、モ
ノマガスボンベ(5)内には所要圧力を有するモノマガ
スが蓄えられており、図示してないが、モノマガスボン
ベ(5)のモノマガス導入管(6)との連結部には、モ
ノマガスボンベi6)からモノマガス導入管(6)へ供
給されるモノマガスの圧力が所定値になるように制御す
るモノマガス圧力制御器が設けられている。
次に、この実施例の装置の作用について説明する0 の高夙空度にする。次いで、連動エネルギー付与機構(
14)のノズル(la、a )から哄身jするモノマガ
スの運動エネルギーと、熱エネルギー付与機構(15)
による熱エネルギーと、運動エネルギー増加機構(25
)による増加連動エネルギーとの和のエネルギーが、少
なくともモノマガスの1合反応に必要な油性化エネルギ
ーと同程度になるように、運動エネルギー付与機構(1
4)内へモノマガス導入管(6)を通して導入されるモ
ノマカスの圧力、熱エネルギー付与機構θ6)の連動エ
ネルギー付゛与機構θ4)内のモノマガスの加熱温度お
よび運動エネルギー増加機構いのイオン化モノマガス加
速用直流電源し4)の電圧を庖扱値に設定する。また、
被処理体(2)の表面上におけるモノマガス妨牟の重合
反応速度がM要反応速度になるように、被処理体温度制
御機構(13)の被処理体(2)の保持温度を所要値に
設定する。東に、フィラメント加熱用直流電源θ9)の
電圧、を電子放出用フイラメン)(+8)が十分電子放
出可能になる電圧値に設定し、直流グリッド電源(21
)の電圧をイオン化用電子加速照射グリッド(20)か
十分作用可能になる電圧値に設定する。このように設定
されたのちに、シャッタ(17)を閉じ、開閉弁(7)
を開くと、モノマガスボンベ(5)内のモノマガスが開
閉弁(7)、モノマガス流量計06)およびモノマガス
導入管(6)を通して運動エネルギー付与機構(14)
内へ流入(−1運動工ネルギー付与機構Q4)内のモノ
マガスの圧力が上昇するに連れてノズル(14a )か
ら噴射するモノマカスの運動エネルギーが増大する。そ
して、運動エネルギー付与機構04)内のモノマガスの
圧力が設定値になったときに、ノズル(ユ4a)から噴
射するモノマガスの運動エネルギーと、熱エネルギー付
与機構05)による熱エネルギーと、運動エネルギー増
加機構伐5)による鳩加運動エネルキーとの和のエネル
ギーがモノマガスの重合反応に必要な活性化エネルギー
と同程度になるとともに、ノズル(14a)から噴射す
るモノマガスの童と運動エネルギー付与機構(14a)
内へモノマガス導入管(6)を通して流入するモノマカ
スの量とが等しくなり、モノマガスのモノマガス導入管
(6)内での流れが定常状態になる。
このように、モノマガスの導入管(6)内での流れが定
常状態になったことがモノマ流量計(16+によって恢
出された時点で、シャッタθηを開くと、被処理体(2
)の表面上に高分子重合膜が75Jr要のλ合反応速度
で形成される。
この実施例の装置では、モノマガスが重合反応するのに
必要な活性化エネルギーが、第1図に示した従来例のよ
うにモノマガスと不活性ガスとの高周波グロー放電によ
ることなく、高真空中にお 。
いて、運動エネルギー付与機構(14)および運動エネ
ルギー増加機構(26)による運動エネルギーと、熱エ
ネルギー付与機構(15)による熱エネルギーとで与え
られるので、被処理体(2)の表面上に形成される高分
子1合膜には自由遊離基が生じない。しかも、運動エネ
ルギー付与機構θ4)のノズル(14a)から噴射し始
めたモノマガスの運動エネルギーの不安定な初期におい
ては、シャッタ(1カを閉じることによって、密度など
の不均一な高分子重合膜が被処理体(2)の表面上に形
成されないようにし、モノマガスのノズル(14a)か
らの噴射、が定常状態になった時点において、シャッタ
(17)を開いて、高分子重合膜の被処理体(2)の表
面上での形成を始めるので、高分子1合膜の膜質を均一
にすることができる。
この実施例では、被処理体温度制御機構03)、運動エ
ネルギー付与機構(+4) 、熱エネルギー付与機構θ
5jおよび運動エネルギー増加機構(26)を用いたが
、運動エネルギー付与機構04)のみによって、モノマ
ガスの重合反応に必要な活性化エイ・ルギーに相当スル
運動エネルギーが与えられる場合には、熱エネルギー付
与@構Qg+およびまたは運動エネルギー増加& @(
251を省略してもよい。更に、この場合に、被処理体
(2)の表面上&【おけるモノマガスの1合反応速度が
所要の反応速度であるときには、被処理体温度制御機構
03)をも省略してよい。
なお、この実施例では、運動エネルギー付与機構θ4)
とこれに付随するモノマガスボンベ(5)との組合わせ
を一組設ける場合について述べたが、これに限らず、こ
のような組合わせを複数組設け、これらの組を順次切り
換えて使用することによって多層構造の高分子重合膜を
形成する場合にも適用する口とができる。また、反応容
器[1+内に金属蒸着膜形成用るつぼを追加して設け、
高分子重合膜の表面上に金属蒸着膜を形成する場合にも
適用することができる。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、この発明の高分子重合膜形成装
置では、高分子重合膜か表面上に形成される被処理体が
内部に設けられた反応容器内に設置され上記被処理体の
表面上しこ投射して高分子重合膜を形成するモノマガス
(こ少なくとも重合反応−に必賛なエネルギーを高真空
中において付与するエネルギー伺与機構を備えているの
で、上記被処理体の表面上に形成される高分子重合膜は
、従来例のような自由遊離基が生ずることなく、膜負力
く均一になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の筒分子重合膜形成装置の一例の構成を模
式的に示す断面図、第2図はこの発明の一実施例の高分
子重合膜形成装置の構成を模式的に示す断面図である。 図において、itlは反応容器、(2)は被処理体、α
3)は被処理体温度制御機構、(14)は運動エネルギ
ー付与機構、(14a)はノズル、(I5)は熱エネル
ギー付与機構、(25)は運動エネルギー増加機構であ
る0なお、図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分
を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (+)  高分子重合膜が表面上に形成される被処理体
    を保持する被処理体保持具を内部に有し高真空に排気さ
    れる反応容器、およびこの反応容器内に設置され上記被
    処理体の表面上に投射して高分子重合膜を形成するモノ
    マガスに少なくとも重合反応に必要なエネルギーを高真
    空中において付与するエネルギー付与機構を備えた高分
    子重合膜形成装置。 (2)  エネルギー性力機構として、被処理体と対向
    する部分に内径の小さいノズルを有する筒状体からなり
    この筒状体の内部に導入されたモノマガスを上記ノズル
    から上記被処理体に向けて噴射させることによって上記
    内部に導入されたモノマガスの静圧が変換された運動エ
    ネルギーを上記ノズルから噴射されるモノマガスに付与
    する運動エネルギー付与機構を備えたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の昼分子重合膜形成装置。 (3)  エネルギー付与機構として、運動エネルギー
    付与機構内に導入されたモノマガスを加熱してこのモノ
    マガスに熱エネルギーを付与する熱エネルギー付与機構
    をも備えたことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の高分子1合膜形成装置。 (4)  エネルギー付与機構として、運動エネルギー
    付与機構のノズルから噴射されるモノマガスを電子の付
    着によってイオン化し電気的に加速することによって上
    記ノズルから噴射されるモノマガスの運動エネルギーを
    増加させる運動エネルギー増加機構をも備えたことを特
    徴とする特許請求の範囲第2項または第3項記載の高分
    子重合膜形成装置。 (6)被処理体保持具の温度が可変であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記
    載の高分子重合膜形成装置。
JP3857483A 1983-03-07 1983-03-07 高分子重合膜形成装置 Granted JPS59164304A (ja)

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JPH0324482B2 JPH0324482B2 (ja) 1991-04-03

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6121106A (ja) * 1984-07-10 1986-01-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 有機薄膜形成方法及び装置
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