JPS61220733A - 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、Ｒ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１
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終寓以下）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Ｊ 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、Ｊ
：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、管材又は筺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、微粒子の波路を区
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。この微粒子ノ吹き付けに用いられて
いるノズルは、単なル平行管又は先細ノズルで、ｆｔか
に噴出直後の全粒子の噴流断面はノズル端口面の面植に
応じて絞られる。しかし、ｒＩｎ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Ｆｌｔ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、微粒子の波路を区画
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Ｗ１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、下流側と下流側の差圧を発生させるための真空
ポンプも、出力の高いも（７）ヲ用いる必要がある。ま
た、管材や筐体で微粒子の全Ｒ，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コ 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Ｒ側
が排気される流路に縮小拡大ノズル１を設け、この縮小
拡大ノズルｌに開閉手段を設けたものである。この開閉
手段は、ノズルの前後あるいはノズルの内部のいずれに
設けてもよいが、ノズル部の特性を生かすために、ノズ
ルの前部に設けることが望ましい、また、この開閉手段
としては、ポールパルプ、螺形弁等が挙げられるが、応
答性の良い電磁弁が最適である。 未発用における縮小拡大ノズル１とは、波入口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１本発明における縮小拡大ノズル１の流入側と
流出側は１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、開閉手段
２５によって上流室３と下流室４を遮断し、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。ここで所定の時間、開閉手段２５を開
状態とすれば。 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１を流過して下流室４へと流入すること
になる。このような動作を断続的に鰻り返すことによっ
て、ノズルからの吐出をパルス化する事ができる。 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／Ｐａと、のど部２の開口面績Ａ°と
流出口！ｂ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ど下流室４内の圧力
比Ｐ／Ｐａが臨界圧力比より大きければ、縮小拡大ノズ
ル１の出口流速が亜音速以下の流れとなり、ギヤリフガ
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、１ａ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、微粒子流の速度なＵ、その点における音速をａ
、微粒子流の比熱比をγとし、微粒子膚を圧縮性の一次
元流でｌｆｒ熱膨張すると仮定すれば、微粒子波の到達
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＝Ｅ７１「ｒ また、流出口１ｂ開「】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−〔、上流室３の圧力Ｐａと下流室４の圧力Ｐの圧
力比ｐｉｐｏ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／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ａ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。 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１内又は縮小拡大ノズ
ルｌ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、良好な活性状思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図は未発引をＨ１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、２
５は開閉手段である。 上流室３と第一下流室４ａは、一体の：Ｌユニットして
ｕＩｒ＆されており、第一下流室れに、やはり各々ユニ
ット化されたスキマー７、ゲー　トバルプ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７
ランジ」という）を介１．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１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気相励起装
Ｆ！１９が取付けられている。この気相励起装２１９は
、プラズマによって活性なＩｔｆｌ敞粒子全粒子させる
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ｌへと送り出すものである。この形成され
たＢ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１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
れへと流れることになる。 気相励起装置９は、ＰＩＳ３図（ａ）に示されるように
、棒状の第一電極３ａを管状の第二電極Ｓｂ内に設け、
第二電極９ｂ内にキャリアガスと原料ガスを供給して１
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９ｂ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８ａ、　９
ｂ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［極９ａ、
　Ｓｂを絶縁材９Ｃ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１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、第一下流室れ内に突出した状態
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、優、
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１ｈ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１ｂ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０１ｂ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＜＜。 噴出するキャリアガス及びＭｉ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１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ａ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１の内面に突
起物等があった場合に、縮小拡大ノズル１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　８０８０１に定められる、表面仕上げ精
度を表わす逆三角形マーりで三つ以上、最適には四つ以
上が好ましい、特に、ｉｌａｌ拡小ノズル１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ｌ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ψ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
放出性等を前退して行えばよい、また、縮小拡大ノズル
１の内面に、ｔｆｉ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Ｓ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Ｂ微粒
子を形成させることも可能である。これによるｎｉＳ微
粒子形成は、均質核形成であるので。 均質なＳ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上では、１ａ小拡大ノズルｌ
は短い方が好ましい。 上流室３の圧力ＰＧ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ｆｉＡ−と流出口１ｂの開口面
積との比Ａ／Ａ・どの関係を適宜に調整して、上記縮小
拡大ノズルｌ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１両切欠部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雑
持し得る開口度に調整されるものであ葛、尚、スキマー
７の切欠部１０．１０”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
降される形状の弁体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、未実施例の装置において、Ｓ
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ｔＢ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１６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−）ている、また、基体ホルダ
ー１６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、下流室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１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？ｃＮ、ロードロッ
ク室等と付は替えができるものである。 次に１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１９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、２１ａ、　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
２３ａ。 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．Ｒ−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、　２１
ａ、　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、　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、上流室３より第一下流室４ａの真空度を高く６１
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１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１８、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を介して下流側へど移送されてし
まうようにすれば、移送中の排気は、下流側、即ち第−
及び第二下流室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と第一下流室れの真空ポ
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、未実施例のように、一台の真
空ポンプ５ａでビームの流れ方向に排気し、上流室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１両者間の圧力差を
一定に保ちゃすい、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。 本発明に係る装置の基本構成は以上のようなものである
が１本実施例では更に次のような構成となっている。す
なわち、縮小拡大ノズル１を開閉する開閉手段２５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、微粒子を得るように構成されている。 この場合、前記縮小拡大ノズル１ののど部２を含む下流
側で行うレーザー光、各種波長領域光等のエネルギー付
与と同期させて、上記開閉手段２５を開閉すれば、排気
系の負担が大幅に低減されると共に、不必要な吐出がな
くなり、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
、全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。また、上記装置は次のよ
うな変更が可能である。 まず、縮小拡大ノズル１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ｌ内で活性ａｍ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ｌ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、異なる微粒子の端層又
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・りて、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４ｈ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
。 下流室３を加圧すれば、第一下流室４ａは開放系とする
ことができ、第一下流室４ａを減圧して上流室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、第一下流室４ａ以下を減圧すること
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。 ［）Ａ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。 一方１本発明のノズル部に設けられた開閉手段は、断続
的に、ある所定の圧力となった時にその開閉を行うので
、ビームを連続的に照射する場合に比べて圧力比を一定
に保つことが出来、一定圧力下における反応においての
超微粒子の生成が可能となる。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。 更に、光ビームの断続的照射は、パルス・レーザ励起に
よって原料ガスからの微粒子生成を行う状態生成法と共
に用いる場合にも有効である。また、水銀灯などの、パ
ルス点灯によって低波長領域の光強度が大幅に強くなる
光源を用いる場合にも有効である。 また、基体の移動中等、不必要な時はその吐出を停止す
ることができるため、原料の有効利用が可能であり、更
には所定のパターニングを行うことも可能となる。

【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。 ｌ：縮小拡大ノズル、ｌａ：流入口。 １ｂ＝流出口、２：のど部、３：上流室、４：下流室、
４ａ：ｉ−下流室、 ４ｂ：Ｒ二下流室、５　、５ａ、　５ｂ：真空ポンプ、
６：基体、７：スギマー、８：ゲートバルブ、９：気相
励起装置、９ａ：第一電極。 ９ｂ：ｗＳ二！極、１０．１０’　：　切欠ｆｉ、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。 １Ｂ＝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：メインパルプ。 ２１ａ、　２１ｂ：減圧ポンプ。 ２２ａ、　２２ｂ：あらびきバルブ。 ２３ａ、　２３ｂ：補助パルプ、 ２４ａ−２４ｈ　：リーク及びパージ用パルプ。 ２５：開閉手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）流路に縮小拡大ノズルを設け、更に該ノズルの開閉
   手段を設けたことを特徴とする微粒子の流れ制御装置。