JPS62274732A - Device for adhering thin film to substrate - Google Patents

Device for adhering thin film to substrate

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Publication number
JPS62274732A
JPS62274732A JP61118692A JP11869286A JPS62274732A JP S62274732 A JPS62274732 A JP S62274732A JP 61118692 A JP61118692 A JP 61118692A JP 11869286 A JP11869286 A JP 11869286A JP S62274732 A JPS62274732 A JP S62274732A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
movable barrier
water
barrier
thin film
Prior art date
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Pending
Application number
JP61118692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Yoneda
米田 勝實
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NIPPON LES-THE DENSHI KK
Original Assignee
NIPPON LES-THE DENSHI KK
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Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON LES-THE DENSHI KK filed Critical NIPPON LES-THE DENSHI KK
Priority to JP61118692A priority Critical patent/JPS62274732A/en
Publication of JPS62274732A publication Critical patent/JPS62274732A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To automatically adhere two types of molecular layers to the surface of a substrate by a method wherein a fixed barrier, a movable barrier, a movable barrier driving means, a substrate vertically driving means, and a substrate horizontally driving means are provided. CONSTITUTION:A fixed barrier 38 is attached in hanging on a disc 20 through the intermediary of a water-level regulating bolt 40, and the height of the surface S of the water 24 against the upper surface of the fixed barrier 38 is regulated by rotating the water-level regulating bolt 40 around its axis. A recessed part 50 is formed on a sector 46, and the high molecular solution floated on the surfaces S1 and S2, to be divided into two parts by a sector 40 and a movable barrier 58, is prevented from mixing by crossing the sector 46. The end part of the movable barrier 58 is mounted on the upper surfaces 52 and 56 of the edge part, and the area of the surfaces S1 and S2 is regulated by rotating the movable barrier 58 around the axial center of the center 44. A vertically moving arm 80 passes through an aperture 101, and it is rotated horizontally in the aperture 101.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ラングミュア−ブロジェット法により基板表
面に二種の分子層を付着させることができる基板上への
薄膜付着装置に関する。
Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention provides a method for forming a thin film on a substrate, in which two types of molecular layers can be deposited on the surface of the substrate by the Langmuir-Blodgett method. Relating to a deposition device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

この種の薄膜付着装置では、上面が略水平面内にある固
定バリアで容器内の水の表面の一部を囲み、固定バリア
の上面に可動バリアを搭載し、可動バリアを水平方向へ
移動させて固定バリアと可動バリアとで区切られる水表
面の面積を調節して、この氷表面上に浮かべた高分子溶
液(不揮発性で水に溶けず、しかも、1分子中に親水基
と疎水基を同時に含む両親媒性物質、例えばジアチレン
を水に不溶で連発性の溶媒に薄(溶かした液であり、以
下同様である。)により形成される単分子層を均一にし
、この水表面の上下に基板を移動させて基板表面に羊分
子層を単層又は復層付着さきるようになっている(特開
昭61−35515号公報)。
In this type of thin film deposition device, a fixed barrier whose upper surface is in a substantially horizontal plane surrounds a part of the surface of the water in the container, a movable barrier is mounted on the upper surface of the fixed barrier, and the movable barrier is moved in the horizontal direction. By adjusting the area of the water surface divided by the fixed barrier and the movable barrier, a polymer solution (non-volatile, insoluble in water, containing both hydrophilic and hydrophobic groups in one molecule) floating on the ice surface was created. A monomolecular layer formed by diluting (dissolving) an amphiphilic substance, such as diethylene, in a water-insoluble and volatile solvent is made uniform, and a substrate is placed above and below the water surface. A single layer or multiple layers of sheep molecules are deposited on the surface of the substrate by moving the membrane (Japanese Patent Application Laid-open No. 35515/1983).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、一台の薄膜付M装!で基板へ付着することがで
きる分子の種類は一種類であり、2種の分子を基板へ連
続して付着させるためには、二台の薄膜付着装置を用い
、しかも基板を一方の装置から他方の装置へ手操作で着
は換えなければならなかった。
However, one M-mounted machine with thin film! Only one type of molecule can be attached to a substrate using a method, and in order to consecutively attach two types of molecules to a substrate, two thin film deposition devices are used, and the substrate is transferred from one device to the other. Clothes had to be changed manually to the machine.

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、2種の分子層を基
板表面へ自動的に付着させることができる基板上への薄
膜付着装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide an apparatus for depositing a thin film onto a substrate, which can automatically deposit two types of molecular layers onto the surface of the substrate.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る基板上への薄膜付着装置では、容器内の液
体表面の一部の周囲を囲み上面が略水平面内にある固定
バリアと、固定バリアの上面に摺接され前記囲まれた表
面Sを表面S、と表面S2とに分割し表面S、上に浮か
べた高分子溶液Aと表面S2上に浮かべた高分子溶液B
とが混合しないようにする可動バリアと、可動バリアを
摺動させて表面S+ 、Szの面積を調節し高分子溶液
A、已により形成される単分子III M+ −Mzを
均一にする可動バリア駆動手段と、基板を表面Sの上下
に移動させて基板表面に単分子層M + 、M zを付
着させる基板上下駆動手段と、基板を表面S1側と表面
S2側の一方から他方へ略水平方向に移動させる基板水
平駆動手段と、を有することを特徴としている。
In the thin film deposition apparatus on a substrate according to the present invention, there is provided a fixed barrier that surrounds a part of the liquid surface in a container and whose upper surface is in a substantially horizontal plane, and a fixed barrier that is in sliding contact with the upper surface of the fixed barrier and that is surrounded by the enclosed surface S. is divided into a surface S and a surface S2, and a polymer solution A floating on the surface S and a polymer solution B floating on the surface S2 are prepared.
A movable barrier that prevents mixing between the two and a movable barrier drive that adjusts the areas of the surfaces S+ and Sz by sliding the movable barrier and uniformizes the single molecules III M+ -Mz formed by the polymer solutions A and S. means for moving the substrate up and down the surface S to deposit the monomolecular layers M + and M z on the substrate surface; A horizontal drive means for moving the substrate.

〔作用〕[Effect]

表面S1、S2上にそれぞれ高分子溶液A、[3を滴下
して単分子層M 1、M tを形成する。可動バリアを
移動させて表面Sl の面積を狭くすることにより単分
子層M、を均一にする。次いで基板上下駆動手段により
基板を表面S+ の上下(斜上下又は垂直上下)に移動
させる。これにより基板表面に単分子層M、が付着する
。上下移動の回数により、基仮に付着する単分子層M、
の層数が異なる。
Polymer solutions A and [3 are dropped onto surfaces S1 and S2, respectively, to form monomolecular layers M1 and Mt. The monolayer M, is made uniform by moving the movable barrier and reducing the area of the surface Sl. Next, the substrate is moved up and down (diagonally up and down or vertically up and down) on the surface S+ by the substrate up and down drive means. This causes a monomolecular layer M to adhere to the substrate surface. Depending on the number of vertical movements, the monomolecular layer M temporarily adheres to the base,
The number of layers is different.

次に、基板を容器内の液の中又は液外で基板水平移動手
段により表面31側から表面82側へ略水平方向に移動
させる。次いで基板上下駆動手段により基板を表面S2
の上下(斜上下又は垂直上下)に移動させる。これによ
り基板表面に単分子層M2が付着する。上下移動の回数
により、基板に付着する単分子層M2の層数が異なる・
上記処理は場合により繰り返されるつ 〔実施例〕 図面に従って本発明に係る基板上への薄膜付着装置の好
適な実施例を説明する。
Next, the substrate is moved in a substantially horizontal direction from the surface 31 side to the surface 82 side by the substrate horizontal movement means inside or outside the liquid in the container. Next, the substrate is moved to the surface S2 by the substrate vertical drive means.
Move it up and down (diagonally up and down or vertically up and down). This causes a monomolecular layer M2 to adhere to the substrate surface. The number of monomolecular layers M2 attached to the substrate varies depending on the number of vertical movements.
[Embodiment] A preferred embodiment of the apparatus for depositing a thin film on a substrate according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は薄膜付着装=10の切断斜視図、第2図は薄膜
付着装置10の平面図、第3図は第2図の■−■線断面
図、第4図は第2図のIV−r’/線断面図である。
FIG. 1 is a cutaway perspective view of the thin film deposition device 10, FIG. 2 is a plan view of the thin film deposition device 10, FIG. 3 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 2, and FIG. 4 is a IV of FIG. -r'/ line sectional view.

ハウジング12の内壁には、受リング14.16が突設
されており、それぞれに容器18、円盤20の周縁部が
a置されている。容器18の底面にはその一部が下方に
突出されて製膜部22が形成されており、基板23の全
体が容器18内の水24へ漬けられるようになっている
。ハウジング12の底面には、外壁26側に内壁2日が
立設され、外壁26と内壁28との間に外室36が形成
されて断熱構造となっている。内壁28には入口管30
が突設され、外壁26には出口管32が突設され、温水
又は冷水が入口管30を介し内室34、外室36を通っ
て出口管32から排出され、容器18内の水24を所定
の温度に保つようになっている。
Receiving rings 14, 16 are protruded from the inner wall of the housing 12, and the peripheral edges of the container 18 and the disc 20 are placed on each of the receiving rings 14, 16, respectively. A part of the bottom of the container 18 protrudes downward to form a film forming part 22, so that the entire substrate 23 can be immersed in water 24 inside the container 18. On the bottom surface of the housing 12, an inner wall 2 is erected on the outer wall 26 side, and an outer chamber 36 is formed between the outer wall 26 and the inner wall 28, thereby providing a heat insulating structure. The inner wall 28 has an inlet pipe 30
An outlet pipe 32 is provided protruding from the outer wall 26, and hot or cold water is discharged from the outlet pipe 32 through the inlet pipe 30, through the inner chamber 34 and the outer chamber 36, and drains the water 24 in the container 18. It is designed to maintain a predetermined temperature.

円盤20には水面調節ボルト40を介して固定バリア3
8が吊着されており、水面調節ボルト40をその軸の回
りに回転することにより固定バリア38の上面に対する
水24の表面Sの高さを調節するようになっている。固
定バリア38は一体成形されており、外側のリング42
と、中央部のセンター44と、これらを連結するセクタ
ー46、スポーク47.49とを有している。センター
44の中央部には凹部48が形成されており、縁部上面
52と可動バリア58との接触面積を少なくして摩擦力
を小さくしている。セクター46にも凹部50が形成さ
れており、セクター46、可動バリア58により2分さ
れる表面S1、St上に浮かべた高分子溶液がセクター
46を越えて混合するのを防止している。リング42の
上面56、セクター46の縁部上面54及びセンター4
4の縁部上面52は同一平面上にありこれらの表面上に
は、水24は存在しないが、水24の表面張力を利用し
て、これらの面よりも水24の表面Sが僅かに高くなる
ように水面調節ボルト40により調節されるようになっ
ている。スポーク47.49は補強用であり、その上面
はセクター46の縁部上面52より低くなっていて、水
24の表面Sを分割しないようになっている。
A fixed barrier 3 is attached to the disk 20 via a water level adjustment bolt 40.
8 is suspended, and the height of the surface S of the water 24 relative to the upper surface of the fixed barrier 38 is adjusted by rotating the water level adjustment bolt 40 about its axis. The fixed barrier 38 is integrally molded, and the outer ring 42
It has a center 44, a sector 46 and spokes 47 and 49 that connect these. A recess 48 is formed in the center of the center 44 to reduce the contact area between the edge upper surface 52 and the movable barrier 58 to reduce frictional force. A recess 50 is also formed in the sector 46 to prevent the polymer solution floating on the surfaces S1 and St divided into two by the sector 46 and the movable barrier 58 from mixing beyond the sector 46. Top surface 56 of ring 42, edge top surface 54 of sector 46 and center 4
4 are on the same plane, and there is no water 24 on these surfaces, but by using the surface tension of the water 24, the surface S of the water 24 is slightly higher than these surfaces. The water level is adjusted by the water level adjustment bolt 40 so that the water level becomes the same. The spokes 47,49 are for reinforcement and their upper surfaces are lower than the edge upper surface 52 of the sector 46 so as not to divide the surface S of the water 24.

縁部上面52、上面56には可動バリア58の端部が搭
載されており、センター44の軸心の回りに可動バリア
58を回転させることにより表面S、 、szの面積を
調節するようになっている。
The ends of a movable barrier 58 are mounted on the upper edge surfaces 52 and 56, and by rotating the movable barrier 58 around the axis of the center 44, the areas of the surfaces S, , sz are adjusted. ing.

可動バリア58の基端面には0字金具62の一端部が固
着されている。0字金具62は挟持片64により緩く挟
持され、回転装置66に内蔵されるモータ68により図
示しない減速機及び軸70を。
One end of a 0-shaped metal fitting 62 is fixed to the base end surface of the movable barrier 58. The 0-shaped metal fitting 62 is loosely held by a holding piece 64, and a reducer and shaft 70 (not shown) are driven by a motor 68 built in a rotating device 66.

介して回転駆動されるようになっている。回転装置66
ば円盤20の上面に固定されている。
It is designed to be rotationally driven through. Rotating device 66
is fixed to the upper surface of the disc 20.

回転装置°66の側面には回転アーム72が突設されて
おり、軸線76を中心としてモータ74により図示しな
い減速機を介して回転駆動されるようになっている。回
転アーム72の先端部には昇降装置78が固着されてい
る。昇降装置78には昇降アーム80が垂直方向に貫通
され、ボールねじを用いて昇降されるようになっている
。すなわち、昇降アーム80の側面に突片82が設けら
れ、昇降装置78に軸支されるスクリュー84が突片8
2を蝋質し、このスクリューシャフト84がモータ86
により回転駆動されて昇降アーム80が昇降するように
なっている。突片82とスクリューシャフト84のおね
じとめねじが対向して形成される溝にはスチールボール
が嵌入されており、昇降アーム80は滑らかに昇降する
。昇降アーム80の下端部には磁気駆動クリップ88が
設けられており、図示しないソレノイドにより基板23
の端部を挟持し又はこの挟持を解除するようになってい
る。また、昇降装置78の先端部には、前記同様にして
、旋回アーム90が垂直方向に貫通され、ボールねじを
用いて昇降されるようになっている。すなわち、旋回ア
ーム90の垂直部92の側面に突片96が設けられ、昇
降装置7日に軸支されるスクリューシャフト98がこの
突片96を蝋質し、このスクリューシャフト98がモー
タ100により回転駆動されて旋回アーム90が昇降さ
れるようになっている。突片96とスクリューシャフト
98のおねじとめねじが対向して形成される溝にはスチ
ールボールが嵌入されており、旋回アーム90は滑らか
に昇降する。旋回アーム90の下端は折曲されて水平部
94が形成されており、その上面に向かい合う二面の挟
持片102が突設されている。基板23は挟持片102
.102の間に挟持されると、基板23の上端部を磁気
駆動クリップ88により挟持しなくても倒れないように
なっている。
A rotating arm 72 is protruded from the side surface of the rotating device 66, and is driven to rotate about an axis 76 by a motor 74 via a speed reducer (not shown). A lifting device 78 is fixed to the tip of the rotating arm 72. A lifting arm 80 vertically passes through the lifting device 78, and is lifted and lowered using a ball screw. That is, a protruding piece 82 is provided on the side surface of the elevating arm 80, and a screw 84 pivotally supported by the elevating device 78 is attached to the protruding piece 82.
2 is made of wax, and this screw shaft 84 connects to the motor 86.
The lifting arm 80 is rotated and moved up and down. A steel ball is fitted into a groove formed by the protruding piece 82 and the male and female threads of the screw shaft 84 facing each other, so that the elevating arm 80 moves up and down smoothly. A magnetic drive clip 88 is provided at the lower end of the lifting arm 80, and a solenoid (not shown) moves the board 23.
It is designed to clamp or release the clamping. Further, in the same manner as described above, a swing arm 90 is vertically passed through the tip of the lifting device 78, and is lifted and lowered using a ball screw. That is, a protruding piece 96 is provided on the side surface of the vertical portion 92 of the swing arm 90, and a screw shaft 98 that is rotatably supported on the elevating device 7 attaches this protruding piece 96, and this screw shaft 98 is rotated by the motor 100. The swing arm 90 is driven to move up and down. A steel ball is fitted into a groove formed by the protruding piece 96 and the male and female threads of the screw shaft 98 facing each other, so that the swing arm 90 moves up and down smoothly. The lower end of the swing arm 90 is bent to form a horizontal portion 94, and two opposing clamping pieces 102 are protruded from the upper surface of the horizontal portion 94. The board 23 is held by the clamping piece 102
.. When held between the substrates 102, the upper end of the board 23 will not fall down even if it is not held by the magnetically driven clips 88.

製膜部22の上方の円盤20には、製膜部22の底面と
略同−形状の開口101が穿設されている。上記昇降ア
ーム80はこの間口101を貫通しており、昇降アーム
80は開口101内で水平方向に旋回されるようになっ
ている。この開口101を挟んで円盤20には表面S、
側に表面圧力センサ104が固設され、表面82側に表
面圧力センサ105が固設されている。
An opening 101 having substantially the same shape as the bottom surface of the film forming section 22 is bored in the disk 20 above the film forming section 22 . The elevating arm 80 passes through this opening 101, and the elevating arm 80 can be pivoted horizontally within the opening 101. On both sides of this opening 101, the disk 20 has a surface S,
A surface pressure sensor 104 is fixed on the side, and a surface pressure sensor 105 is fixed on the surface 82 side.

表面圧力センサ104.105は同一構成であり、表面
Sの水平方向の圧力を検出するようになっている。表面
圧力センサ105は、固定された筒状の差動トランス1
06に可動鉄心10Bが葭嵌されている。可動鉄心10
8の上端はコイルばね110を介して調節ねじ114の
下端に連結されている。二周節ねじ114はフ゛ラケッ
ト112Sこ螺着されている。可動鉄心108の下端に
はフック116を介して濾紙等のウィルフェルミ−プレ
ート118が吊り下げられている。従って、表面Sの略
水平方向の圧力の変化により可動鉄心108が上下方向
に移動し、これが差動トランス10Gにより検出されて
この圧力を読み取ることができる。
The surface pressure sensors 104 and 105 have the same configuration and are designed to detect pressure on the surface S in the horizontal direction. The surface pressure sensor 105 is a fixed cylindrical differential transformer 1.
06 is fitted with a movable iron core 10B. Movable iron core 10
The upper end of 8 is connected to the lower end of an adjusting screw 114 via a coil spring 110. A two-round screw 114 is screwed onto the racket 112S. A Wilfermi plate 118, such as a filter paper, is suspended from the lower end of the movable core 108 via a hook 116. Therefore, the movable core 108 moves in the vertical direction due to a change in the pressure in the substantially horizontal direction on the surface S, and this is detected by the differential transformer 10G, and this pressure can be read.

なお、円盤20は透明材料で形成されており、その下方
を目視できるようになっている。また、リング42、可
動バリア58はPTFE (ポリテトラフルオロエチレ
ン)のような疎水性でありかつ摩擦係数の小さい材料で
形成されており、水24と固定バリア38との境界部分
を安定なR状にするとともに、固定バリア38上を可動
バリア58が滑らかに回転できるようにしている。
Note that the disk 20 is made of a transparent material, so that the bottom thereof can be visually observed. Furthermore, the ring 42 and the movable barrier 58 are made of a material that is hydrophobic and has a small coefficient of friction, such as PTFE (polytetrafluoroethylene), and forms a stable R-shaped boundary between the water 24 and the fixed barrier 38. At the same time, the movable barrier 58 can smoothly rotate on the fixed barrier 38.

次に上記の如く構成された薄膜付着装置10の使用法を
説明する。
Next, how to use the thin film deposition apparatus 10 configured as described above will be explained.

受リング14上に容器18の周縁部を載置し、容器18
内に水24を入れる。入口管30、出口管32を介して
温水又は冷水をW1還させ、水24を所定温度(室温±
10℃以内)に保つ。円?J120に水面調節ボルト4
0を介して固定バリア38を吊着する。上面56は水2
4の表面Sよりも下方に位置するように水面調節ボルト
40を調節しておき、円盤20の周縁部を受リング16
上に載置する。なお、円盤20には回転装置66、表面
圧力センサ104.105等が既に取り付けられている
。昇降アーム80を上限位置迄上昇させ、磁気駆動クリ
ップ88に基板23の上端部を挟持させる。次いで可動
バリア58を凹部50の上方に位置させる。次いで水面
調節ボルト40を調節して固定バリア38を上昇させる
と上面52.54.56上の水がはじかれて除去される
。このとき、上面56よりも表面Sが僅かに高くなって
いる。次いでモータ68をオンして可動バリア58を一
回転させ、水24の表面Sを一掃する。汚れた水はセク
ター46の凹部48内に入る。さらに可動バリア58を
半回転させ、第2図に示すPoの位置で停止させる。
Place the peripheral edge of the container 18 on the receiving ring 14, and
Put 24ml of water inside. The hot water or cold water is returned to W1 through the inlet pipe 30 and the outlet pipe 32, and the water 24 is kept at a predetermined temperature (room temperature ±
(within 10℃). circle? Water level adjustment bolt 4 on J120
A fixed barrier 38 is hung through the 0. The upper surface 56 is filled with water 2
Adjust the water level adjustment bolt 40 so that it is located below the surface S of the disc 20,
Place it on top. Note that the rotating device 66, surface pressure sensors 104, 105, etc. are already attached to the disk 20. The lifting arm 80 is raised to the upper limit position, and the upper end of the board 23 is held by the magnetically driven clip 88. Next, the movable barrier 58 is positioned above the recess 50. The water level adjustment bolt 40 is then adjusted to raise the fixed barrier 38 and the water on the top surface 52, 54, 56 is repelled and removed. At this time, the surface S is slightly higher than the upper surface 56. Next, the motor 68 is turned on to rotate the movable barrier 58 once, thereby sweeping away the surface S of the water 24. Dirty water enters the recess 48 of the sector 46. Furthermore, the movable barrier 58 is rotated by half a rotation and stopped at the position Po shown in FIG.

次いで表面S、 、S、上にそれぞれ異なる高分子溶液
A、Bを滴下する。この高分子溶液は不揮発性で水に溶
けず、しかも−分子中に親水基と疎水基とを同時に含む
両親媒性物質を溶質とし、これを水に不溶で原発性の溶
媒に薄く解かして使用される。この滴下により、表面S
1、Sz上に単分子層ができる。特に、長い炭化水素鎖
の一端に親水基としてOH,C0OH,So、、5O3
H等が結合した分子の場合に安定な単分子層ができる。
Next, different polymer solutions A and B are dropped onto the surfaces S, , S, respectively. This polymer solution is nonvolatile and insoluble in water, and uses an amphiphilic substance as a solute that contains both hydrophilic and hydrophobic groups in the molecule, and is used by dissolving it thinly in a primary solvent that is insoluble in water. be done. This dripping causes the surface S
1. A monolayer is formed on Sz. In particular, OH, C0OH, So, 5O3 as a hydrophilic group at one end of a long hydrocarbon chain.
A stable monomolecular layer is formed in the case of molecules with H or the like bonded to them.

両親媒性物質の具体例としては、電荀発生層を形成する
各種のフタロシアニンと、該層に積層され電荷輸送層を
形成するオキサゾール又はヒドラゾン系分子との組合せ
等がある。このような積層の両面に電極を設けることに
より、感光体を構成することができ、電子写真感光材や
光電変換素子等に用いられる。
Specific examples of amphiphilic substances include combinations of various phthalocyanines that form the charge generating layer and oxazole or hydrazone molecules that are laminated on the layer to form the charge transport layer. By providing electrodes on both sides of such a laminated layer, a photoreceptor can be constructed, which is used for electrophotographic photosensitive materials, photoelectric conversion elements, and the like.

次いでモータ74をオンし昇降装置78を第2図に示す
線P1の所まで旋回させて停止する。次いで可動バリア
58を第1図反時計回りに回転させる。これにより、表
面Sl上の略水平方向の圧力が高くなり、表面圧力セン
サ104により検出される圧力が所定値になるように可
動バリア58の動きをモータ68によって制<nlシ続
ける。これにより、表面Sl上に均一な単分子層が形成
される。
Next, the motor 74 is turned on, and the lifting device 78 is rotated to the line P1 shown in FIG. 2 and stopped. Next, the movable barrier 58 is rotated counterclockwise in FIG. As a result, the pressure in the substantially horizontal direction on the surface Sl increases, and the movement of the movable barrier 58 is continued to be controlled by the motor 68 so that the pressure detected by the surface pressure sensor 104 becomes a predetermined value. This forms a uniform monolayer on the surface Sl.

次いでモータ86をオンし、基板23を表面S1の上下
に移動させる。基板23が上昇し又は下降して表面S、
を横切る時に表面Sl上の単分子層M、が基板23に付
着し、基板23の表面に単分子層M、が形成される。昇
降アーム80を上下方向にN往復させれば、基板230
表面には単分子層M1が2NJi付着されることになる
。この付着により表面S、上の単分子FJMI の分布
密度が小さくならないようにする。すなわち、表面圧力
センサ104により検出される圧力が常に所定の値とな
るように可動バリア58を更に第2図反時計回り方向へ
回転制御する6 次いでモータ100をオンして旋回アーム90を上昇さ
せると共にモータ86をオンして昇降アーム80を下降
させ、基板23の下端部を挟持片102に挟持させる。
Next, the motor 86 is turned on to move the substrate 23 up and down the surface S1. The substrate 23 rises or falls to the surface S,
When traversing, the monomolecular layer M, on the surface Sl adheres to the substrate 23, and the monomolecular layer M, is formed on the surface of the substrate 23. If the lifting arm 80 is moved back and forth N times in the vertical direction, the substrate 230
A monomolecular layer M1 of 2NJi will be deposited on the surface. This attachment prevents the distribution density of single molecules FJMI on the surface S from becoming small. That is, the movable barrier 58 is further controlled to rotate in the counterclockwise direction in FIG. At the same time, the motor 86 is turned on to lower the elevating arm 80, and the lower end of the substrate 23 is held between the holding pieces 102.

そして、磁気駆動クリップ88による基板23の上端部
の挟持を開放させる。
Then, the upper end of the substrate 23 is released from being held by the magnetic drive clip 88.

次いで昇降アーム80を上限位置まで上昇さセると共に
旋回アーム90を下限位置まで下降させる。
Next, the lifting arm 80 is raised to the upper limit position, and the swing arm 90 is lowered to the lower limit position.

これにより基板23の全体が水24内に浸漬され、基板
23の上端が凹部50の下面よりも下方に位置する。次
いでモータ74をオンし、回転アーム72を軸線76を
中心として、第2図に示す線P2の位置まで第1図反時
計回りに旋回させて停止させる。次いでモータ68をオ
ンし可動バリア5Bを第1図時計回りに回転させ、表面
圧力セ〉′す105による圧力の検出値が所定値になる
ように可動バリア58の回転を常に@御する。これによ
り、表面S2上に均一な単分子層M2が形成される。次
いでモータ86.100をオンし、昇降アーム80を下
降させると共に旋回アーム90を上昇させ、磁気駆動ク
リップ88で基板23の上端部を挟持し、旋回アーム9
0を下限位置まで下降させる。次いで昇降アーム8oを
昇降させて基板23を表面S2の上下に移動させ、前記
同様に表面S2上の単分子1iiMzを基板23の表面
に付着させる。
As a result, the entire substrate 23 is immersed in the water 24, and the upper end of the substrate 23 is located below the lower surface of the recess 50. Next, the motor 74 is turned on, and the rotary arm 72 is rotated counterclockwise in FIG. 1 about the axis 76 to the position of line P2 shown in FIG. 2, and then stopped. Next, the motor 68 is turned on to rotate the movable barrier 5B clockwise in FIG. 1, and the rotation of the movable barrier 58 is always controlled so that the pressure detected by the surface pressure controller 105 becomes a predetermined value. This forms a uniform monolayer M2 on the surface S2. Next, the motor 86.100 is turned on, the lifting arm 80 is lowered and the swinging arm 90 is raised, the upper end of the board 23 is held between the magnetically driven clips 88, and the swinging arm 9 is lowered.
0 to the lower limit position. Next, the lifting arm 8o is raised and lowered to move the substrate 23 above and below the surface S2, and the single molecule 1iiMz on the surface S2 is attached to the surface of the substrate 23 in the same manner as described above.

以上の処理を繰り返すことにより基板23の表面に二種
の分子からなる分子層を積層付着させることができる。
By repeating the above process, a molecular layer consisting of two types of molecules can be laminated and adhered to the surface of the substrate 23.

ここで、高分子溶液の溶質である両親媒性物質の種類に
よって、基板23への単分子層の付着の仕方が異なり、
次のようなものがある。
Here, the way the monomolecular layer is attached to the substrate 23 differs depending on the type of amphiphilic substance that is the solute of the polymer solution.
There are the following:

■基板23を水24の中へ入れる時に単分子層が基板2
3上に付着し、基板23を水24の中から出す時には付
着しないもの。
■When the substrate 23 is put into the water 24, the monomolecular layer is removed from the substrate 2.
3, but not when the substrate 23 is removed from the water 24.

■基板23を水24の中から出す時に単分子層が基板2
3上に付着し、基板23を水24の中へ入れる時には付
着しないもの。
■When the substrate 23 is taken out of the water 24, the monomolecular layer is removed from the substrate 2.
3, but not when the substrate 23 is placed in the water 24.

■基板23を水24の中へ入れる時及び水24の中から
出す時に単分子層が基板23上に付着するもの。
(2) A monomolecular layer is deposited on the substrate 23 when the substrate 23 is put into the water 24 and taken out from the water 24.

上記■、■については、従来の薄膜付着装置を2台用い
ても、基板23上へ一層毎に異種の単分子層を付着する
ことができる(ヘテロ構造膜)。
Regarding (2) and (2) above, even if two conventional thin film deposition apparatuses are used, different types of monomolecular layers can be deposited layer by layer onto the substrate 23 (heterostructure film).

しかし、上記■については、従来装置を2台用いてもこ
のような付着を行うことができない。本実施例装置では
、基板23を水24の中にン1けたままで、表面Sl又
はStの下方側から他方の表面32又はSlの下方側へ
移動させることができるので、上記■についても基板2
3上へ一層毎に異種の単分子層を付着することができる
という効果がある。
However, regarding item (2) above, such adhesion cannot be achieved even if two conventional devices are used. In the apparatus of this embodiment, the substrate 23 can be moved from the lower side of the surface Sl or St to the lower side of the other surface 32 or Sl while keeping the substrate 23 immersed in the water 24. 2
This has the advantage that different monolayers can be deposited layer by layer onto 3.

なお、上記■、■について、基板23上へ一層又は複数
層毎に異種の単分子層を付着する場合、又は、上記■に
ついて基板23上へ偶数の複数層毎に異種の単分子層を
付着する場合には、磁気駆動クリップ88で基板23の
上端部を挟持した状態でセクター46の上方に基板23
の下端部を漬方させ、セクター46の左右に昇降装置7
8を回転させるようにしてもよい。
In addition, for the above (■) and (2), when a different type of monomolecular layer is deposited on the substrate 23 for each layer or multiple layers, or for the above (2), a different type of monomolecular layer is deposited for each even number of layers on the substrate 23. In this case, the board 23 is placed above the sector 46 with the upper end of the board 23 held between the magnetically driven clips 88.
The lower end of
8 may be rotated.

また、固定バリア38は、リング42を矩形にし、セン
ター44、セクター46を設けず、可動バリア58の両
端部を固定バリアの対辺に搭載し、可動バリア58をス
ライドさせるようにしてもよい。
Alternatively, the fixed barrier 38 may have a rectangular ring 42, no center 44 and no sector 46, and both ends of the movable barrier 58 may be mounted on opposite sides of the fixed barrier so that the movable barrier 58 can be slid.

次に、薄膜付着装置に用いられる表面圧力センサの他の
例を第5図に従って説明する。
Next, another example of the surface pressure sensor used in the thin film deposition apparatus will be described with reference to FIG.

この表面圧力センサ200は、ウィルフェルミ−プレー
ト118が糸202によりバー204の一端に吊着され
ている。バー204の中間部には、ワイヤ206が貫通
固着されている。ワイヤ206の両端部は、それぞれ支
持体208.210の端面に固着されて支持されている
。支持体208にはウオームホイールが形成されており
、調節ウオーム212と噛合している。これら支持体2
゜8.210、調節ウオーム212は、開示しないハウ
ジングに軸支されている。
In this surface pressure sensor 200, a Will Fermi plate 118 is suspended from one end of a bar 204 by a thread 202. A wire 206 is fixed through the middle portion of the bar 204 . Both ends of the wire 206 are fixedly supported by end faces of supports 208 and 210, respectively. A worm wheel is formed on the support 208 and meshes with the adjustment worm 212 . These supports 2
8.210, the adjustment worm 212 is pivotally supported in a housing not disclosed.

バー204の他端には、糸216により電導体218が
吊着されている。電導体218は、差動トランス220
の空芯部に遊嵌され、渦電流式高周波差動トランス位1
検出器が構成されている。
A conductor 218 is suspended from the other end of the bar 204 by a thread 216. The electrical conductor 218 is a differential transformer 220
It is loosely fitted into the air core part of the eddy current type high frequency differential transformer.
The detector is configured.

この差動トランス220は、前記ハウジングに固定され
ている。
This differential transformer 220 is fixed to the housing.

したがって、ウィルフェルミ−プレート118の下部を
水24の中に漬けると、ウィルフェルミ−プレート11
8は上記表面Sから略水平方向の圧力を受けてバー20
4に第5図反時計回りのモーメントが働く、このモーメ
ントと、電導体218の自重及びワイヤ206のねじり
による第5図時計回りのモーメントがつり合ってバー2
04が所定角傾斜する。この際、電導体218が上下方
向に移動して差動トランス220のインピーダンスが変
化し、表面Sから受ける略水平方向の圧力が検出される
Therefore, when the lower part of the Wilfermi plate 118 is immersed in water 24, the Wilfermi plate 11
8 is a bar 20 under pressure in a substantially horizontal direction from the surface S.
A counterclockwise moment in FIG. 5 acts on bar 2. This moment is balanced by a clockwise moment in FIG. 5 due to the weight of the conductor 218 and the twisting of the wire 206.
04 is tilted at a predetermined angle. At this time, the conductor 218 moves in the vertical direction, the impedance of the differential transformer 220 changes, and the substantially horizontal pressure received from the surface S is detected.

この表面圧力センサ200では、可動バリア58の移動
により水面に流れが生じ、これによってウィルフェルミ
−プレート118が水平方向へ移動し、糸202が傾斜
しても、糸216は傾斜しないので、11体218が差
動トランス220の内周面と接触して電導体218が不
連続的に上下動することがなく、正値に圧力を検出する
ことができ、したがって基板23上へ均一度の高い単分
子層を付着させることが可能となるという効果がある。
In this surface pressure sensor 200, even if the movement of the movable barrier 58 causes a flow on the water surface, which causes the Wilfermi plate 118 to move in the horizontal direction and the thread 202 to tilt, the thread 216 does not tilt. 218 comes into contact with the inner circumferential surface of the differential transformer 220 and the conductor 218 does not move up and down discontinuously, and the pressure can be detected as a positive value. This has the effect of making it possible to deposit molecular layers.

この効果は、電導体218が差動トランス220から受
ける磁力の方が、第4図に示す可動鉄心10日が差動ト
ランス106から受ける磁力よりも充分小さいことによ
って、さらに高められる。
This effect is further enhanced by the fact that the magnetic force that the conductor 218 receives from the differential transformer 220 is sufficiently smaller than the magnetic force that the movable core 10 shown in FIG. 4 receives from the differential transformer 106.

なお、表面圧力センサ200の機械的な零点調節は、調
節ウオーム212の上端に設けられたつまみ214を回
転することにより行われる。
Note that the mechanical zero point adjustment of the surface pressure sensor 200 is performed by rotating a knob 214 provided at the upper end of the adjustment worm 212.

(発明の効果〕 本発明に係る基板上への薄膜付着装置では、固定バリア
により囲まれる表面Sを可動バリアにより表面S1 と
表面S2とに分割し、表面Sl上に浮かべた高分子溶液
Aと表面S2上に浮かべた高分子溶液Bとが混合しない
ようにし、可動バリアを固定バリアの上面に摺動させて
表面S1 、Szの面積を調節し高分子溶液A、Bによ
り形成される単分子層Ml 、M2を均一にし、基板水
平駆動手段により基板を表面S1側と表面S2側の一方
から他方へ略水平方向に移動させ、基板上下駆動手段に
より基板を表面S、 、SZの上下に移動させて基板表
面に単分子層M + 、M zを付着させるようになっ
ているので、一台のFil膜付着装置で二種以上の分子
からなる単分子層を交互に基板へ自動的かつ連続的に付
着させることができるという優れた効果を有する。
(Effects of the Invention) In the thin film deposition device on a substrate according to the present invention, the surface S surrounded by the fixed barrier is divided into the surface S1 and the surface S2 by the movable barrier, and the polymer solution A floating on the surface S1 is divided into the surface S1 and the surface S2 by the movable barrier. The single molecules formed by the polymer solutions A and B are prevented from mixing with the polymer solution B floating on the surface S2, and the movable barrier is slid on the upper surface of the fixed barrier to adjust the area of the surfaces S1 and Sz. The layers Ml and M2 are made uniform, the substrate is moved approximately horizontally from one of the surfaces S1 and S2 by the substrate horizontal drive means, and the substrate is moved up and down the surfaces S, , SZ by the substrate vertical drive means. Since the monomolecular layers M + and M z are deposited on the substrate surface using a single film deposition device, monomolecular layers consisting of two or more types of molecules can be deposited alternately and continuously onto the substrate using a single film deposition device. It has the excellent effect of being able to be adhered to the target surface.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例に係る薄膜付着装置の切断斜視
図、第2図は薄膜付着装置の平面図、第3図は第2図の
■−■断面図、第4図は第2図のIV−rV線断面図、
第5図は表面圧力センサの他の例を示す斜視図である。 23・・・基板 38・・・固定バリア 40・・・水面調節ボルト 58・・・可動バリア 66・・・回転装置 7日・・・昇降装置
1 is a cutaway perspective view of a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the thin film deposition apparatus, FIG. 3 is a sectional view taken along the line ■-■ of FIG. IV-rV line sectional view of the figure,
FIG. 5 is a perspective view showing another example of the surface pressure sensor. 23...Substrate 38...Fixed barrier 40...Water level adjustment bolt 58...Movable barrier 66...Rotating device 7th...Elevating device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 容器内の液体表面の一部の周囲を囲み上面が略水平面内
にある固定バリアと、固定バリアの上面に摺接され前記
囲まれた表面Sを表面S_1と表面S_2とに分割し表
面S_1上に浮かべた高分子溶液Aと表面S_2上に浮
かべた高分子溶液Bとが混合しないようにする可動バリ
アと、可動バリアを摺動させて表面S_1、S_2の面
積を調節し高分子溶液A、Bにより形成される単分子層
M_1、M_2を均一にする可動バリア駆動手段と、基
板を表面Sの上下に移動させて基板表面に単分子層M_
1、M_2を付着させる基板上下駆動手段と、基板を表
面S_1側と表面S_2側の一方から他方へ略水平方向
に移動させる基板水平駆動手段と、を有することを特徴
とする基板上への薄膜付着装置。
a fixed barrier that surrounds a part of the liquid surface in the container and whose upper surface is in a substantially horizontal plane; A movable barrier prevents the polymer solution A floating on the surface S_2 from mixing with the polymer solution B floating on the surface S_2, and the movable barrier is slid to adjust the areas of the surfaces S_1 and S_2, and the polymer solution A, A movable barrier driving means that makes the monomolecular layers M_1 and M_2 formed by B uniform, and a movable barrier driving means that moves the substrate up and down the surface S to form a monomolecular layer M_2 on the substrate surface.
1. A thin film on a substrate characterized by having a substrate vertical drive means for adhering M_2, and a substrate horizontal drive means for moving the substrate from one of the surface S_1 side and the surface S_2 side in a substantially horizontal direction to the other. Adhesion device.
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