JPS61220734A - 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。

木＃１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　ＪＬｒｍ以下）粒
子をいう、一般微粒子とは１機械的粉砕や析出沈殿処Ｆ
！！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
る微粒子の全波路を、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、Ｃ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
噴出直後の全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。

一方、気相反応を利用した微粒子の生成や活性化は、生
成室内に分散した原料ガスや微粒子に対してプラズマに
よる処理を施して行っているに過ぎない。

［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筺体で区画し、上
流側ど下流側の差圧によって、この波路に沿−】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、微粒子の流路な区画す
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波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５流遇した噴流内の
微粒子の密度分布が大きい拡散流となる。従って、微粒
子を基体へ吹き刊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。

また、生成室内に分散した原料ガスから超微粒子を生成
するのでは、超微粒子の生成に供される原料ガスの割合
が少なく、原料ガスの利用効率が悪い問題がある。同様
に、微粒子を活性化する場合にも、活性化すべき微粒子
が分散状態にあったのでは、活性化される微粒子の率が
低くなってしまう。

［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、本発明
の基本原理の説明図である第１図で説明すると、流路に
電気的良導体製の縮小拡大ノズル１ｔ−設けた微粒子流
の流れ制部製ことする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、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。

［作　用］ 例えば第１図に示されるように、上流室３内に原料ガス
を分散含有させたキャリアガスを供給する一方、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。

従って、供給された原料ガス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。

ところで、縮小拡大ノズル！は電気的良導体製　　。

であるので、この縮小拡大ノズル１を一方の電極として
これに接近させて電極９を位置させ１両者間に高岡波又
は直流電流を付与すれば、電極９と縮小拡大ノズル１間
プラズマを発生させることができる。そして、これによ
るプラズマによって、縮小拡大ノズル１に向って集束さ
れる原本４ガスや縮小拡大ノズル１内へ集束された原料
ガスに対して超微粒子生成処理を施すことができる。従
って、広く分散した状態の原料ガスに対してＢｉ微粒子
の生成処理を施す場合に比して、原料ガスの利用効率が
極めて高いものとなる。微粒子の種類によっては、キャ
リアガスと共に微粒子を供給し。

縮小拡大ノズル１内でこれを活性化することもできる。

また、縮小拡大ノズル１は、上流室３の圧力Ｐ０と下流
室４の圧力Ｐの圧力比Ｐ／Ｐａと、のど部２の開口面積
Ａ”と流出口１ｂの開口面ＭＡ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／Ｐ、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ｌ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°Ｃ噴出させることができる。

ここで、微粒子流の速度を１１　、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Ｐ０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
１Ｍは１以上となる。

尚、音１ａは局所温度をＴ、気体定数なＲとすると１次
式で求めることができる。

ａ＝Ｅ７１１「 また、Ｉｉ、出目１ｂ開ロ 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／Ｐ．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／ＰｏｔｔＡ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、前述のような超音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
Ｗ１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ｊ：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、かつ超音速で移送されることに
なる。

このようなことから、ｍ不拡大ノズル１内又はその付近
で微粒子を形成したり活性化して、これをそのままビ・
−ム化移送すれば，Ｈ１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”Ｃ１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４
ｂ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，相互に連結分敲可能に順次連結さ
れている．上流室３、第一下流室４ｄ及び第二下流室４
ｂ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、共通フテンジを介して電極９が取
付けられている。このｆｆＪ４ｉ９は、電気的良導体で
構成されている縮小拡大ノズル１を他方の電極として高
周波又は直流電流を付与し、両者間にプラズマ放電を生
じさせるためのもので、電気的良導体で構成されている
。このプラズマ放電によるＢＪ微粒子の生成は、リーク
及びパージ用バルブ２４ａを介してキャリアガスと共に
供給される原料ガスが、縮小拡大ノズルｌ内に集束され
てから行った方が好ましい、このためには、電極９の先
端を縮小拡大ノズルｌの縮径部分に挿入しておけばよい
、このようにすると、ｖａ小小太大ノズルｌ自体超微粒
子の生成室として機能させることができ、装置を一層小
型のものとすることができる。但し、この場合１Ｍ！、
極９を縮小拡大ノズルｌののど部２以上下流側にまで挿
入すると、縮小拡大ノズルｌから噴出される微粒子流が
乱れやすくなるので、のど部２より上流側に電極９の挿
入を１３９めでおくことが好ましい。

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−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ＷＬ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、第４図（ａ）に拡大して示しであるよう
に、流出口１ｂ位と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［Ｊ
ｌｂ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〈＜、噴出する
キャリアガス及びａ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のように平行にしなく
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（ｅ）に示されるような矩形のものとすれば
。

スリー７ト状にキャリアガス及びＢ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、ｍ不拡大ノズル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
ＥｉＯ１に定められる１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１の拡大部における］＃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゛〔
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、断面樋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。

電気的良導体製の縮小拡大ノズル１は、必ずしも全体が
ＭＬ電気的良導体形成されている必要はなく、少なくと
も電極９と向き合う部分が、高周波や直流電流の付与に
よるプラズマ放電を生じさせるための電極とし得る電気
的良導体製となっていれば足る０例えば、縮小拡大ノズ
ルｌの上流側半分のみを″ｔＬ気的良導体製としたり、
電気的絶縁体で形成した縮小拡大ノズル１の内面に、電
気的良導体のメッキ又はコート層を設けたものとしても
よい。

縮小拡大ノズル１の材質として用いるｉｔ％的良的体導
体ては、例えば鉄、銅等の金属を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、Ｂ＊粒子の付着・反応を生じにくい電気的
良導体をメッキ又はコートすることもできる。

縮小拡大ノズルｌ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ｆｉ１
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ＩＢ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Ｌでは、縮小拡大ノズルｌは短い方が好まし
い。

上流室３の圧力Ｐｏ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ｌ内を流過させることにより、Ｂ微粒子を含む
キャリアガスはビーム化され、第一下流室れから第二下
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、第一下流室れと
第二下流室４ｂとの間の開口面積をｖ４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ｔｏ、　ｔｏ’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俺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ｔｏ、　ｔｏ’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１０．１０”及び調整板１１．１Ｆ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
降される壇状の弁体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、ａ
ｍ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
化されやすい全８１１２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−でいる。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
１４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っている。また、基体ホルダ
ー１８は。

ａｍ粒子の捕集の最適温度条件下に基体６を加熱又は冷
却でき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７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４
ａ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村の測定装置、ロードロッ
ク室等と付は科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５δに接続されている。ｔ５二下Ｒ室４　ｂ
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
を介しで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、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、　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２０ａ、　２０ｂで行う０
次いで、あらびきバルブ２１ａ、　２１ｂを閉じ、補ｖ
３／＜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で上流室３
．第−及び第一下流室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
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２０
ｂ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１３、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。

１：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、木天施例のように、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
と第一下流室れ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の少なくとも一部を透光体で形成して
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に嫁続して
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、第一下流室れを減圧して上流室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。

縮小拡大ノズル１を開閉する弁を設け、上流室３側に一
時原料ガスとキャリアガス２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。

また、縮小拡大ノズル１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。

尚、前記実施例においては、縮小拡大ノズル１内でａ微
粒子を生成しているが、縮小拡大ノズル１内へ微粒子を
キャリアガスと共に供給して、縮小拡大ノズル１内で活
性化を図るようにしてもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば１Ｍ料ガス又は微粒子を集束状態にして
生成又は活性化した微粒子を直に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、原料ガス
の利用効率が良いと同時に、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、
その吹き付は望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Ｂ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６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。

その準位に相轟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
ａ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、ｆ５５図はスキマーの説明図であ
る。 ｌ：縮小拡大ノズル、１ａ：流入「１゜ｌｂ二原流出口
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：マイクロ波電極、　１０．１０”　：切欠部、１１
、１１”　：　ｖ４整板、１２：ハ７ドル、１３：弁体
。 １４ニジリンダ、１５ニスライド軸。 １６：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／くルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）流路に電気的良導体製の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。