JPS61220732A - 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］ 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、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、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１Ｍｉ微細な（一般には０．５川履以下）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、流れ方向に断面積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口面の面積に応
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。

［問題点を解決するための手段］ 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、圧力を
大気圧以上とした上流室３と。

この上流室３と下流室４とをつなぐ流路に縮小拡大ノズ
ルｌを設けたものである。なお、上流側の圧力を大気圧
と同等とした場合には、下流側を減圧すればよく、また
上流側を大気圧以上に加圧した場合には、下流側は大気
圧の状態かあるいは上流側より低い範囲で加圧又は減圧
することもできる。

本発明における縮小拡大ノズノび１とは、流入口ｌａ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ｌ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１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
、ノズル流過流量と排気流量は、各々質量流量のことを
いう。

［作　用］ 例えば第１図に示されるように、上流室３内に微粒子を
分散浮遊させたキャリアガスを供給する一方、上流室３
内を加圧ポンプ５で加圧すると、上流室３と下流室４間
に圧力差を生じる。従って、供給された微粒子を含むキ
ャリアガスは、上流室３から縮小拡大ノズルｌを流過し
て下流室４へと流入することになる。この場合、下流側
の下流室４を真空ポンプで減圧すれば、上流室３と下流
室４との圧力比をさらに小さくすることができる。

縮小拡大ノズルｌは、上流室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・
と流山口１ｂの開口面ａＡ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
、ｉ１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１
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１次
式で求めることができる。

ａ＝Ｆ７］「ｒ また、流出ロ１ｂ開ロ面積Ａ及びのど部２の開口面積Ａ
”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ＰＧと下流室４の圧力Ｐの圧力
比Ｐ／Ｐａ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中を定めたり、　Ａ／Ａ拳によっ
て（２）式から定まるＭに応じてＰ／Ｐｏ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１次
の（３）式によって求めることができる。

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１例えば上流室３内で活性を有する
微粒子を形成して、こ外を直に縮小拡大ノズルｌ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６上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。

また、上流室３内を、加圧雰囲気下における反応の促進
場としたり、加圧雰囲気下で液相を保つ成分の液相反応
場として利用することもできる。

［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１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と第一下流室軸は、一体のユニットとして構成
されており、第一下流室軸に、やはり各々ユニット化さ
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−下流室軸及び第二下流室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１段階的に低い圧力に保たれているものである。

上流室３　ｔ、を加圧ポンプ５と圧力調整弁１８によっ
てオートクレーブの様に加圧が出来る構造となっており
、その−側には、共通７ランジを介して気相励起装！９
が取付けられている。この気相励起装置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、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２発生した超微粒子は、上流
室３の高い圧力に比して第一下流室４ａが低い圧力にあ
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ｌ内を流過して第一下流室４ａへと
流れることになる。

気相励起装置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ｅｂ内に設け、第二
電極ｓｂ内にキャリアガスと原料ガスを供給して、両電
極９ａ、　９ｂ間で放電させるものとなっている。また
、気相励起装置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、Ｒ−電極９ａ内を介して両電極９ａ、　ａｂ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９ａ、　１３ｂを絶縁材８ｃを介して
管状に接合し１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。

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ｔｂ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ｌ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ｌ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ｌ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［５ｉｉ！（ｂ）に示されるように、の
ど部２から流出口ｔｂ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ｌ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、縮小拡大ノズル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
１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１の内面は、　ＪＩＳ　Ｂ　０
８０１に定められる、表面仕上げ精度を表わす逆三角形
マークで三つ以上、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
（１）とならないようにする必要がある。

縮小拡大ノズル１の材質としては１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、石英、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１
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ｌ
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ｌ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
を図る上では、縮小私大ノズル１は短い方が好ましい。

上流室３の圧力Ｐａと下流室４の圧力Ｐの圧力比Ｐ／Ｐ
Ｏと、のど部２の開口面ａｔＡ”と流出口１ｂの開口面
精との比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
低い圧力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１０．１０’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、両切央部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低い圧力を維持し得る
開口ぼに調整されるものである。尚、スキマー７の切欠
部１０，１０”及び調整板１１．１１”の形状は１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
降される増成の弁体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内の圧力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１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１８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
ＩＢ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１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）が共通フ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、本実施例における加圧および排気系について説明
する。

上流室３は、圧力調整弁！９ヲ介して加圧ポンプ２５に
接続されている。第一下流室４ａはメインバルブ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２０
ｂは真空ポンプ５ｂに接続されている。尚、２１ａ、　
２１ｂは、各々メインバルブ２Ｑａ、　２Ｑｂ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２３ａ、２３ｂを介して真
空ポンプ５ａに接続された減圧ポンプで、第一下流室４
ａ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４ａ、　４ｂ及びポンプ
５ａ、　５ｂ、　２１ａ、　２１ｂのリーク及びパージ
用バルブである。

まず、圧力調整弁１８を開いて上流室３の加圧を加圧ポ
ンプ５によって行うと共に、あらびきバルブ２１ａ、　
２１ｂを開いて、第−及び第二下流室４ａ、　４ｂ内の
あらびきを減圧ポンプ２１ａ、　２１ｂで行う０次いで
、あらびきバルブ２２ａ、　２２ｂを閉じ、補助バルブ
２３ａ、　２３ｂ及びメインバルブ２０ａ、　２０ｂを
開いて、真空ポンプ５ａ、　５ｂで第−及び第二下流室
４ａ、　４ｂ内を上流室３に比べ低い圧力とする０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の内圧が低くなるよう、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４ａ
、　４ｂが一定の低い圧力を保つよう制御する。この制
御は、手動でもよいが、各室４ａ。

４ｂ内の圧力を検出して、この検出圧力に基づいてメイ
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微粒子が直に縮小
拡大ノズルｌ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１側、即ち第−及び第
二下流室４ａ、　４ｂのみ行うこととすることができる
。

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１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１を石英等の絶縁体で形成し。

そこにマイクロ波を付与して、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な流れに照射する
こともできる。また、縮小拡大ノズル１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。

また、上流側３における高圧下の液相中で生成した反応
生成物（固体）を、大気にさらすことなく取り出すこと
も出来る。更にこのような反応生成物は、下流側の圧力
を大きくとれば、その凝縮量を大にすることが出来、高
濃度生成が可能となる。

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及び第二下流
室４ｂで構成されているが、第二下流室４ｂを省略した
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
。

上記実施例に示したように、上流室３を加圧すれば、第
一下流室４ａは開放系とすることもでき、第一下流室４
ａを減圧して上流室３を開放系とすることもできる。

本実施例では、上流室３で活性な超微粒子を形成してい
るが、必ずしもこのような必要はなく。

別途形成した微粒子を上流室３ヘキヤリアガスと共に送
り込むようにしてもよい、また、縮小拡大ノズル１を開
閉する弁を設け、上流室３側に一時微粒子を溜めながら
、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減されると共に、原料ガスの有
効利用を図りつつパ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１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遅動エネルギー
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１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、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。

また１本発明においては、従来変えることの難しかった
発生室内の圧力を容易に変えることができ、ノズルの上
流側と下流側との圧力比を小さくすることが可能となる
。

【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）は各々気相励起装置の
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、Ｉａ二原流入口 ！ｂ二波流出口２：のど部、３：上流室、４：下流室、
’４ａ：第−下流室。 ４ｂ：第二下流室、５：加圧ポンプ。 ５ａ、　５ｂ：真空ポンプ、６：基体、７：スキマー、
８：ゲートバルブ。 ９：気相励起装置、９ａ：第一電極。 ９ｂ＝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。 １８二基体ホルダー、１７：シャッター、１８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２図 第３図 第４図 （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）上流側の圧力を大気圧以上の圧力とした流路に縮小
   拡大ノズルを設けたことを特徴とする微粒子流の流れ制
   御装置。