JPS61218815A - 微粒子流の流れ制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、微粒子の移送手段や吹き付は手段等として利
用される微粒子流の流れ制御装置に関するもので１例え
ば、微粒子による。成膜加工、複合素材の形成、ドープ
加工、または微粒子の新たな形成場等への応用が期待さ
れるものである。

本明細書において、微粒子とは、原子１分子、超微粒子
及び一般微粒子をいう。ここで超微粒子とは、例えば、
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、更には液相反応を利用した、コロイド
学的な沈殿法、溶液噴霧熱分解法等によって得られる、
超微細な（一般には０．５　ｐ、ｒｓ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等の一般
的手法によって得られる微細粒子をいう。また、ビーム
とは、流れ方向に断面績がほぼ一定の噴流のことをいい
、その断面形状は問わないものである。

［従来の技術］ 一般に微粒子は、キャリアガス中に分散浮遊されて、キ
ャリアガスの流れによって移送されている。

従来、上記微粒子の移送に伴う微粒子の流れ制御は、上
流側と下流側の差圧によって、キャリアガスと共に流れ
る微粒子の全流路を、管材又は筐体で区画することによ
って行われているに過ぎない。従って、微粒子の流れは
、その強弱はあるものの必然的に、微粒子の流路を区画
する管材又は筐体内全体に分散した状態で生ずることに
なる。

また、微粒子を基体へ吹き付ける場合等においては、ノ
ズルを介してキャリアガスと共に微粒子を噴出させるこ
とが行われている。この微粒子の吹き付けに用いられて
いるノズルは、単なる平行管又は先細ノズルで、確かに
噴出直後の微粒子の噴流断面はノズル端目面の面積に応
じて絞られる。しかし、噴流はノズルの出口面で拡散さ
れるので、単に一時的に流路を絞っただけのものに過ぎ
ず、また噴流の速度が音速を越えることはない。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、微粒子の全流路を管材又は筐体で区画し、上
流側と下流側の差圧によって、この流路に沿ってキャリ
アガスと共に微粒子を移送するのでは、それほど高速の
移送速度は望み得ない。また、微粒子の流路を区画する
管材や筐体の壁面と微粒子の接触を、全移送区間に亘っ
て避は難い。

このため、特に活性を有する微粒子をその捕集位置まで
移動させる際に、経時的活性の消失や、管材や筐体の壁
面との接触による活性の消失を生みやすい問題がある。

また、管材や筐体で微粒子の全流路を区画したのでは、
流れのデッドスペースの発生等によって、移送微粒子の
捕集率が低下したり、キャリアガスの微粒子移送への利
用効率も低下する。

一方、従来の平行管や先細ノズルは、流過した噴流内の
微粒子の密度分布が大きい拡散流となる。従って、微粒
子を基体へ吹き付ける場合等において、均一な吹き付は
制御が行い難い問題がある。また、均一な吹き付は領域
の制御も困難である。

［問題点を解決するだめの手段］ 上記問題点を解決するために講じられた手段を１本発明
の基本原理の説明図である第１図で説明すると、下流側
が排気される流路に縮小拡大ノズルｌを設け、この縮小
拡大ノズルｌの上流側に微粒子発生装置９を設けたこと
によって上記問題点を解決したものである。

本発明における縮小拡大ノズル１とは、流入口】ａから
中間部に向って徐々に開口面積が絞られてのど部２とな
り、こののど部２から流出口１ｂに向って徐々に開口面
積が拡大されているノズルをいう。第１図においては、
説明の便宜上、縮小拡大ノズル１の流入側と流出側は、
各々密閉系である上流室３と下流室４に連結されている
。しかし、本発明における縮小拡大ノズルｌの流入側と
流出側は、両者間に差圧を生じさせて、下流側で排気し
つつキャリアガスと共に微粒子を流過させることができ
れば、密閉系であっても開放系であってもよい。また、
微粒子発生装置９は気相反応させることによって微粒子
を生成することができるものであれば、第１図に示した
装置構成に限定されるものではない。

［作　用］ 例えば第１図に示されるように、下流室４内を真空ポン
プ５で排気すると、上流室３と下流室４間に圧力差を生
じる。ここで、上流室３内に原料ガスとキャリアガスを
供給すると、供給された原料ガスとキャリアガスは、上
流室３内の微粒子発生装置９を通り、プラズマ放電によ
って原料ガスは微粒子となり、キャリアガスと共に縮小
拡大ノズル１を流過して下流室４へと流入することにな
る。ｈ流室３の圧力Ｐｏと下流室４の圧力Ｐの圧力比Ｐ
／Ｐｏと、のど部２の開口面積Ａ４と流出口１ｂの開口
面積Ａとの比Ａ／Ａ・とを調節することによって、キャ
リアガスと共に噴出する微粒子の流れを高速化できる。

そして、上流室３と下流室４内の圧力比Ｐ／Ｐｏが臨界
圧力比より大きければ、縮小拡大ノズルｌの出口流速が
亜音速以下の流れとなり。

キャリアガスと共に微粒子は減速噴出される。また、上
記圧力比が臨界圧力比以下であれば、縮小拡大ノズル１
の出口流速は超音速流となり、キャリアガスと共に微粒
子を超高速にて噴出させることができる。

ここで、微粒子流の速度をＵ、その点における音速をａ
、微粒子流の比熱比をγとし、微粒子流を圧縮性の一次
元流で断熱膨張すると仮定すれば、微粒子流の到達マツ
ハ数Ｍは、上流室の圧力ＰＯと下流室の圧力Ｐとから次
式で定まり、特にＰ／Ｐｏが臨界圧力比以下の場合、Ｍ
は１以上となる。

尚、音速ａは局所温度をＴ、気体定数をＲとすると、次
式で求めることができる。

ａ＝Ｆ７１１「 また、流出ロ１ｂ開ロ面積Ａ及びのど部２の開口面積へ
〇とマツハ数Ｍには次の関係がある。

従って、上流室３の圧力Ｐａと下流室４の圧力Ｐの圧力
比Ｐ／Ｐｏによって（１）式から定まるマツハ数Ｍに応
じて開口面積比Ａ／Ａ−を定めたり、Ａ／Ａ◆によって
（２）式から定まるＭに応じてＰ／ＰＧを調整すること
によって、拡大縮小ノズル１から噴出する微粒子流の流
速を調整できる。このときの微粒子流の速度Ｕは、次の
（３）式によって求めることができる。

上記微粒子流の流れ状態は、上流室３の圧力ＰＧと下流
室４の圧力Ｐの圧力比Ｐ／Ｐ、を一定に保つことにより
、開口面積比Ａ／Ａ”で定まる一定の状態を維持するこ
とになる。

前述のような圧力比が臨界圧力比未満の噴出においては
、噴出されるキャリアガスと微粒子は均一な拡散流とな
り、比較的広い範囲に亘って一度に均一に微粒子を吹き
付けることが可能となる。

一方、前述のような超高速の流れとしてキャリアガスと
共に微粒子を一定方向へ噴出させると、キャリアガスと
微粒子は噴出直後の噴流断面をほぼ保ちながら直進し、
ビーム化される。従って。

このキャリアガスによって運ばれる微粒子の流れもビー
ム化され、最小限の拡散で下流室４内の空間中を、下流
室４の壁面との干渉のない空間的に独立状態で、かつ超
高速で移送されることになる。

このようなことから、例えば上流室３内で活性を有する
微粒子を形成して、これを直に縮小拡大ノズル１でビー
ム化移送したり、縮小拡大ノズルｌ内又は縮小拡大ノズ
ル１の直後で活性を有する微粒子を形成して、これをそ
のままビーム化移送すれば、超音速による、しかも空間
的に独立状態にあるビームとして移送することができ１
例えば下流室４内に設けた基体６ｔに付着捕集すること
ができる。従って、良好な活性状態のまま微粒子を捕集
することが可能となる。また、噴流断面が゛　流れ方向
にほぼ一定のビームとして微粒子が基板６上に吹き付け
られるので、この吹き付は領域を容易に制御できるもの
である。

［実施例］ 第２図は本発明を超微粒子による成膜装置に利用した場
合の一実施例の概略図で、図中１は縮小拡大ノズル、３
は上流室、４ａは第一下流室、４ｂは第二下流室である
。

上流室３と第一下流室４ａは、一体のユニットとして構
成されており、第一下流室４ａに、やはり各々ユニー２
ト化されたスキマー７、ゲートバルブ８及び第二下流室
４ｂが、全て共通した径のフランジ（以下「共通フラン
ジ」という）を介して、相互に連結分離可能に順次連結
されている。上流室３、第一下流室４ａ及び第二下流室
４ｂは、後述する排気系によって、上流室３から第二下
流室４ｂへと、段階的に高い真空度に保たれているもの
である。

上流室３の一側には、共通フランジを介して微粒子発生
装置９が取付けられている。この微粒子発生装置９は、
プラズマによって活性な超微粒子を発生させると共に１
例えば水素、ヘリウム、アルゴン、窒素等のキャリアガ
スと共にこの超微粒子を、対向側に位置する縮小拡大ノ
ズル１へと送り出すものである。この形成された超微粒
子が。

上流室３の内面に付着しないよう、付着防止処理を内面
に施しておいてもよい、また、発生した超微粒子は、上
流室３に比して第一下流室４ａが高い真空度にあるため
、両者間の圧力差によって、キャリアガスと共に直に縮
小拡大ノズル１内を流過して第一下流室４ａへと流れる
ことになる。

微粒子発生装置９は、第３図（ａ）に示されるように、
棒状の第一電極８ａを管状の第二電極９ｂ内に設け、第
二電極８ｂ内にキャリアガスと原料ガスを供給して、両
電極８ａ、　ｌ？ｂ間で放電させるものとなっている。

また、微粒子発生装置９は、第３図（ｂ）に示されるよ
うに、第二電極８ｂ内に設けられている第一電極９ａを
多孔管として、第一電極９ａ内を介して両電極９ａ、　
ｅｂ間にキャリアガスと原料ガスを供給するものとした
り、同（Ｃ）に示されるように、半割管状の両電極１１
１ａ、　１３ｂを絶縁材９ｃを介して管状に接合し、両
電極９ａ、　９ｂで形成された管内にキャリアガスと原
料ガスを供給するものとすることもできる。また、微粒
子発生装置９は、電子ビーム源から電子ビームを発生さ
せて、蒸発源上に置いた材料を蒸発させ微粒子を生成す
るようにしてもよい。

縮小拡大ノズルｌは、第一下流室４ａの上流室３側の側
端に、上流室３に流入口１ａを開口させ、第一下流室４
ａに流出口１ｂを開口させて、上流室３内に突出した状
態で、共通フランジを介して取付けられている。但しこ
の縮小拡大ノズル１は、第一下流室４ａ内に突出した状
態で取付けるようにしてもよい、縮小拡大ノズル１をい
ずれに突出させるかは、移送する超微粒子の大きさ、量
、性質等に応じて選択すればよい。

縮小拡大ノズル１としては、前述のように、流入口１ａ
から徐々に開口面積が絞られてのど部２となり、再び徐
々に開口面積が拡大して流出口１ｂとなっているもので
あればよいが、そののど部２の開口面積が、真空ポンプ
５ａの排気流量より、所要の上流室３の圧力及び温度下
におけるノズル流量が小さくなるよう定められている。

これによって流出口ｔｂは適正膨張となり、流出口１ｂ
での減速等を防止できる。また、第４図（ａ）に拡大し
て示しであるように、流出口ｌｂ付近の内周面が、中心
軸に対してほぼ平行であることが好ましい、これは、噴
出されるキャリアガス及び超微粒子の流れ方向が、ある
程度流出口ｌｂ付近の内周面の方向によって影響を受け
るので、できるだけ平行流にさせやすくするためである
。しかし、第４図（ｂ）に示されるように、のど部２か
ら流出口１ｂへ至る内周面の中心軸に対する角度αを、
７°以下好ましくは５°以下とすれば、剥離現象を生じ
にくく、噴出するキャリアガス及び超微粒子の流れはほ
ぼ均一に維持されるので、この場合はことさら上記平行
部を形成しなくともよい、平行部の形成を省略すること
により、縮小拡大ノズルｌの作製が容易となる。また、
縮小拡大ノズル１を第４図（Ｃ）に示されるような矩形
のものとすれば、スリット状にキャリアガス及び超微粒
子を噴出させることができる。

ここで、前記剥離現象とは縮小拡大ノズルｌの内面に突
起物等があった場合に、Ｗ１小拡大ノズルｌの内面と流
過流体間の境界層が大きくなって、流れが不均一になる
現象をいい、噴出流が高速になるほど生じやすい、前述
の角度αは、この剥離現象防止のために、縮小拡大ノズ
ルｌの内面仕上げ精度が劣るものほど小さくすることが
好ましい、縮小拡大ノズルｌの内面は、ＪｒＳ　Ｂ　０
８０１に定められる、表面仕上げ精度を表わす逆三角形
マークで三つ以１．最適には四つ以上が好ましい、特に
、縮小拡大ノズルｌの拡大部における剥離現象が、その
後のキャリアガス及び超微粒子の流れに大きく影響する
ので、上記仕上げ精度を、この拡大部を重点にして定め
ることによって、縮小拡大ノズル１の作製を容易にでき
る。また、やはり剥離現象の発生防止のため、のど部２
は滑らかな湾曲面とし、断面積変化率における微係数が
閃とならないようにする必要がある。

縮小拡大ノズルｌの材質としては、例えば鉄、ステンレ
ススチールその他の金属の他、アクリル樹脂、ポリ塩化
ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン
等の合成樹脂、セラミック材料１右英、ガラス等、広く
用いることができる。この材質の選択は、生成される超
微粒子との非反応性、加工性、真空系内におけるガス放
出性等を考慮して行えばよい、また、縮小拡大ノズルｌ
の内面に、超微粒子の付着・反応を生じにくい材料をメ
ッキ又はコートすることもできる。具体例としては、ポ
リフッ化エチレンのコート等を挙げることができる。

縮小拡大ノズル１の長さは、装置の大きさ等によって任
意に定めることができる。ところで、縮小拡大ノズル１
を流過するときに、キャリアガス及び超微粒子は、保有
する熱エネルギーが運動エネルギーに変換される。そし
て、特に超音速で噴出される場合、熱エネルギーは著し
く小さくなって過冷却状態となる。従って、キャリアガ
ス中に凝縮成分が含まれている場合、上記過冷却状態に
よって積極的にこれらを凝縮させ、これによって超微粒
子を形成させることも可能である。これによる超微粒子
の形成は、均質核形成であるので、均質な超微粒子が得
やすい。また、この場合、十分な凝縮を行うために、縮
小拡大ノズル１は長い方が好ましい。一方、上記のよう
な凝縮を生ずると、これによって熱エネルギーが増加し
て速度エネルギーは低下する。従って、高速噴出の維持
を図る１では、縮小拡大ノズルｌは短い方が好ましい。

１流室３の圧力Ｐｏと下流室４の圧力Ｐの圧力比Ｐ／Ｐ
、と、のど部２の開口面積Ａ”と流出口１ｂの開口面積
との比Ａ／Ａ”との関係を適宜に調整して、上記縮小拡
大ノズル１内を流過させることにより、超微粒子を含む
キャリアガスはビーム化され、第一下流室４ａから第二
下流室４ｂへと超高速で流れることになる。

スキマー７は、第二下流室４ｂが第一下流室４ａよりも
十分高真空度を保つことができるよう、第一下流室４ａ
と第二下流室４ｂとの間の開口面積を調整できるように
するためのものである。具体的には、第５図に示される
ように、各々く字形の切欠部１α、１０’を有する二枚
の調整板１１．１１’を、切欠部１０．１０”を向き合
わせてすれ違いスライド可能に設けたものとなっている
。この調整板１１゜１１′は、外部からスライドさせる
ことができ、両切架部１０，１０’の重なり具合で、ビ
ームの通過を許容しかつ第二下流室の十分な真空度を維
持し得る開口度に調整されるものである。尚、スキマー
７の切欠部ｔｏ、　１０′及び調整板１１．１１”の形
状は、図示される形状の他、半円形その他の形状でもよ
い。

ゲートバルブ８は、ハンドル１２を回すことによって昇
降される層状の弁体１３を有するもので、ビーム走行時
には開放されているものである。このゲートバルブ８を
閉じることによって、上流室３及び第一下流室４ａ内の
真空度を保ちながら第二下流室４ｂのユニット交換が行
える。また、本実施例の装置において、超微粒子は第二
下流室４ｂ内で捕集されるが、ゲートバルブ８をポール
バルブ等としておけば、特に超微粒子が酸化されやすい
金属微粒子であるときに、このポールバルブと共に第二
下流室４ｂのユニット交換を行うことにより。

急激な酸化作用による危険を伴うことなくユニット交換
を行える利点がある。

第二下流室４ｂ内には、ビームとして移送されて来る超
微粒子を受けて付着させ、これを成膜状態で捕集するた
めの基体６が位置している。この基体６は、共通フラン
ジを介して第二下流室４ｂに取付けられて、シリンダ１
４によってスライドされるスライド軸１５先端の基体ホ
ルダー１Ｂに取付けられている。基体６の前面にはシャ
ッター１７が位置していて、必要なときはいつでもビー
ムを遮断できるようになっている。また、基体ホルダー
１８は、超微粒子の捕集の最適温度条件下に基体６を加
熱又は冷却でるようになっている。

尚、上流室３及び第二下流室４ｂの上下には、図示され
るように各々共通フランジを介してガラス窓１８が取付
けられていて、内部観察ができるようになっている。ま
た、図示はされていないが、上流室３、第一下流室４ａ
及び第二下流室の前後にも各々同様のガラス窓（図中の
１８と同様）が共通７ランジを介して取付けられている
。これらのガラス窓１８は、これを取外すことによって
、共通フランジを介して各種の測定装置、ロードロック
室等と付は替えができるものである。

次に、本実施例における排気系について説明する。

上流室３は、圧力調整弁１８を介してメインバルブ２０
ａに接続されている。第一下流室４ａは直接メインバル
ブ２０ａに接続されており、このメインバルブ２０ａは
真空ポンプ５ａに接続されている。第二下流室４ｂはメ
インバルブ２０ｂに接続されており、更にこのメインバ
ルブ２０ｂは真空ポンプ５ｂに接続されている。尚、２
１ａ、　２１ｂは、各々メインバルブ２０ａ、　２０ｂ
のすぐ上流側にあらびきバルブ２２ａ、　２２ｂを介し
て接続されていると共に、補助バルブ２３ｄ。

２３ｂを介して真空ポンプ５ａに“接続された減圧ポン
プで、上流室３、第一下流室４ａ及び第二下流室４ｂ内
のあらびきを行うものである。尚、２４ａ〜２４ｈは、
各室３　、４ａ、　４ｂ及びポンプ５ａ、　５ｂ、　２
１ａ、　２１ｂのリーク及びパージ用バルブである。

まず、あらびきバルブ２１ａ、　２１ｂと圧力調整弁１
８を開いて、上流室３、第−及び第二下流室４ａ、　４
ｂ内のあらびきを減圧ポンプ２０ａ、　２０ｂで行う。

次いで、あらびきバルブ２１ａ、　２１ｂを閉じ、補助
バルブ２３ａ、　２３ｂ及びメインバルブ２０ａ、　２
０ｂを開いて、真空ポンプ５ａ、　５ｂで上流室３、第
−及び第二下流室４ａ、　４ｂ内を十分な真空度とする
。このとき、圧力調節弁１９の開度を調整することによ
って、Ｌ流室３より第一下流室４ａの真空度を高くし、
次にキャリアガス及び原料ガスを流し、更に第一下流室
４ａより第二下流室４ｂの真空度が高くなるよう、スキ
マー７で調整する。この調整は、メインバルブ２０ｂの
開度調整で行うこともできる。そして、超微粒子の形成
並びにそのビーム化噴射による成膜作業中を通じて、各
室３　、４ａ、　４ｂが一定の真空度を保つよう制御す
る。この制御は、手動でもよいが、各室３　、４ａ、　
４ｂ内の圧力を検出して、この検出圧力に基づいて圧力
調整弁１９、メインバルブ２０ａ、　２０ｂ、スキマー
７等を自動的に開閉制御することによって行ってもよい
。また、上流室３に供給されるキャリアガスと原料ガス
が直に縮小拡大ノズル１を介して下流側へと移送されて
しまうようにすれば、移送中の排気は、下流側、即ち第
−及び第二ｆ流室４ａ、　４ｂのみ行うこととすること
ができる。

上記真空度の制御は、上流室３と第一下流室４ａの真空
ポンプ５ａを各室３．４ａ毎に分けて設けて制御を行う
ようにしてもよい。しかし、本実施例のように、一台の
真空ポンプ５ａでビームの流れ方向に排気し、」−流室
３と第一下流室４ａの真空度を制御するようにすると、
多少真空ポンプ５ａに脈動等があっても、両者間の圧力
差を一定に保ちやすい。従って、この差圧の変動の影響
を受けやすい流れ状態を、一定に保ちやすい利点がある
。

真空ポンプ５ａ、　５ｂによる吸引は、特に第−及び第
二下流室４ａ、　４ｂにおいては、その上方より行うこ
とが好ましい。上方から吸引を行うことによって、ビー
ムの重力による降下をある程度抑止することができる。

本実施例に係る装置は以上のようなものであるが、次の
ような変更が可能である。

まず、縮小拡大ノズルｌは、上下左右への傾動や一定間
隔でのスキャン可能とすることもでき、広い範囲に亘っ
て成膜を行えるようにすることもできる。特にこの傾動
やスキャンは、第４図（Ｃ）の矩形ノズルと組合わせる
と有利である。

縮小拡大ノズルｌを石英等の絶縁体で形成し、そこにマ
イクロ波を付芋して、縮小拡大ノズル１内で活性超微粒
子を形成したり、透光体で形成して紫外、赤外、レーザ
ー光等の各種の波長を持つ光を流れに照射することもで
きる。また、縮小拡大ノズルｌを複数個設けて、一度に
複数のビームを発生させることもできる。特に、複数個
の縮小拡大ノズル１を設ける場合、各々独立した上流室
３に接続しておくことによって、異なる微粒子のビーム
を同時に走行させることができ、異なる微粒子の積層又
は混合捕集や、ビーム同志を交差させることによる、異
なる微粒子同志の衝突によって、新たな微粒子を形成さ
せることも可能となる。

基体６を、上下左右に移動可能又は回転可能に保持し、
広い範囲に亘ってビームを受けられるようにすることも
できる。また、基体６をロール状に巻取って、これを順
次送り出しながらビームを受けるようにすることによっ
て、長尺の基体６に微粒子による処理を施すこともでき
る。更には、ドラム状の基体６を回転させながら微粒子
による処理を施してもよい。

本実施例では、発生室３、第一下流室４ａ及びＮ：下流
室４ｂで構成されているが、第二下流室４ｂ４省略した
り、第二下流室の下流側に更に第三。

第四・・・・・・下流室を接続することもできる。また
、上流室３を加圧すれば、第一下流室４ａは開放系きす
ることができ、第一下流室４ａを減圧して上流鷲３を開
放系とすることもできる。特にオートクレーブのように
、上流室３を加圧し、第一下流１４８以下を減圧するこ
ともできる。

本実施例では、上流室３内の微粒子発生装置Ｓによって
活性な超微粒子を形成しているが、必１しもこのような
必要はなく、別途形成した微粒〕を上流室３ヘキヤリア
ガスと共に送り込むよう較してもよい、また１ｗｎ小拡
大ノズル１を開閉す２弁を設け、上流室３側に一時微粒
子を溜めな力ら、上記弁を断続的に開閉して、微粒子を
得ることもできる。前記縮小拡大ノズル１ののど部２を
含む下流側で行うエネルギー付与と同期させて、上記弁
を開閉すれば、排気系の負担が大幅に低桐されると共に
、原料ガスの有効利用を図りつつバレ　　ルス状の微粒
子流を得ることができる。尚、同一排気条件下とすれば
、上述の断続的開閉の方が。

下流側を高真空に保持しやすい利点がある。断続的開閉
の場合、上流室３と縮小拡大ノズルｌの間に、微粒子を
一時溜める室を設けておいてもよい。

また、縮小拡大ノズルｌを複数個直列位置に配し、各々
上流側と下流側の圧力比を調整して。

ビーム速度の維持を図ったり、各室を球形化して、デッ
ドスペースの発生を極力防止することもできる。

［発明の効果］ 本発明によれば、微粒子を均一な分散状態の超音速のビ
ームとして移送することができるので。

：　　空間的に独立した状態でかつ超高速で微粒子を移
送することができる。従って、活性微粒子をそのままの
状態で捕集位置まで確実に移送できると共に、ビームの
照射面を制御することによって、その吹き付は領域を正
確に制御することができる。

また、ビームという集束した超高速平行流となることや
、ビーム化されるときに熱エネルギーが運動エネルギー
に変換されて、ビーム内の微粒子は凍結状態となるので
、これらを利用した新しい反応場を得ることにも大きな
期待を有するものである。更に、本発明の流れ制御装置
によれば、上記凍結状態になることから、流体中の分子
のミクロな状態を規定し、一つの状態からある状態への
遷移を取り扱うことも可能である。即ち１分子の持゛　
　つ各種のエネルギー準位までも規定し、その準位に相
当するエネルギーを付与するという、新たな方式による
気相の化学反応が可能である。また、従来とは異なるエ
ネルギー授受の場が提供されることにより、水素結合や
ファンデアワールス結合等の比較的弱い分子間力で形成
される分子間化合物を容易に生み出すこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本原理の説明図、第２図は本発明を
超微粒子による成膜装置に利用した場合の一実施例を示
す概略図、第３図（ａ）〜（ｃ）は各々微粒子発生装置
の例を示す図、第４図（ａ）〜（ｃ）は各々縮小拡大ノ
ズルの形状例を示す図、第５図はスキマーの説明図であ
る。 １：縮小拡大ノズル、ｌａ：流入口、 １ｂ二流出口、２：のど部、３：上流室、４：下流室、
４ａ：第一下流室。 ４ｂ：第二下流室、５　、５ａ、　５ｂ：真空ポンプ。 ６：基体、７：スキマー、８：ゲートバルブ、９：微粒
子発生装置、８ａ：第一電極、８ｂ：第二電極、１０．
１０′：切欠部、１１、１１’　：調整板、１２：ハン
ドル、１３：弁体、１４ニジリンダ、１５ニスライド軸
、 １６二基体ホルダー、１７：シャッター、Ｉ８ニガラス
窓、１９：圧力調整弁。 ２０ａ、　２０ｂ：メインバルブ、 ２１ａ、　２１ｂ：減圧ポンプ、 ２２ａ、　２２ｂ：あらびきバルブ、 ２３ａ、　２３ｂ：補助バルブ、 ２４ａ〜２４ｈ：リーク及びパージ用バルブ。 第１図 第２図 第３図 第４図 （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）流路に縮小拡大ノズルを設けこの縮小拡大ノズルの
   上流側に微粒子発生装置を設けたことを特徴とする微粒
   子流の流れ制御装置。