JPS6241410A - Corpuscular stream controller - Google Patents

Corpuscular stream controller

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Publication number
JPS6241410A
JPS6241410A JP18113785A JP18113785A JPS6241410A JP S6241410 A JPS6241410 A JP S6241410A JP 18113785 A JP18113785 A JP 18113785A JP 18113785 A JP18113785 A JP 18113785A JP S6241410 A JPS6241410 A JP S6241410A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
contraction
flow
expansion nozzle
particles
Prior art date
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Pending
Application number
JP18113785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Ando
謙二 安藤
Yuji Chiba
千葉 裕司
Tatsuo Masaki
正木 辰雄
Masao Sugata
菅田 正夫
Kuniji Osabe
長部 国志
Osamu Kamiya
神谷 攻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP18113785A priority Critical patent/JPS6241410A/en
Publication of JPS6241410A publication Critical patent/JPS6241410A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable corpuscles to be easily sprayed to a desired area on a substrate by installing a contraction/expansion nozzle with free titling movement along a pass of a stream controller. CONSTITUTION:A contraction/expansion nozzle 1 with a throat part 2 is installed between an upstream chamber 3 and a downstream chamber 4. A bellows leading to the upstream chamber 3 is connected to an inflow port 1a of the contraction/expansion nozzle 1, and a tilting movement part linked to driving motors 40a, 40b is provided in the center of the contraction/expansion nozzle 1. Therefore, when carrier gas containing corpuscles is supplied to the upstream chamber 3, and the contraction/expansion nozzle 1 is titled to the horizontal and vertical direction by the driving motors 40a, 40b, it is possible to spray carrier gas to a desired position on a substrate 6.

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]二、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。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a flow control device for a particulate flow, which is used as a means for transporting or spraying particulates. It is expected to be applied to the formation of composite materials, doping, and new formation sites for fine particles.

本明細書において、微粒子とは、原子、分子。In this specification, fine particles refer to atoms and molecules.

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′7: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(・般には0.5 gm以ド)粒
子−をいう。−・般微粒子とは、機械的粉砕や析出沈殿
処理等の一般的f法によって得られる微細粒子をいう。
Refers to ultrafine particles and general fine particles. What are ultrafine particles here?
For example, in-gas evaporation method, plasma evaporation method, vaporization '7: reaction method using gas phase reaction, colloidal precipitation method, solution spray pyrolysis method, etc. using liquid phase reaction, etc. Refers to the ultrafine (generally 0.5 gm or less) particles obtained. - General fine particles refer to fine particles obtained by a general f method such as mechanical crushing or precipitation treatment.

また、ビームとは、流れ方向に断面積がほぼ・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。
Furthermore, a beam refers to a jet stream whose cross-sectional area is approximately constant in the flow direction, and its cross-sectional shape is not limited.

[従来の技術] ・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。
[Prior Art] Generally, fine particles are dispersed and suspended in a carrier gas and transported by the flow of the carrier gas.

従来、L記微粒子の移送に伴う微粒子の流れ制御は、に
流側とF流側の差圧によって、キャリアカスと共に流れ
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、微粒子の流路を区
画するli°材又は筐体内全体に分散した状態で生ずる
ことになる。
Conventionally, control of the flow of particulates accompanying the transfer of L particulates has been carried out by dividing the entire flow path of the particulates flowing together with the carrier scum using a pipe material or a casing, based on the differential pressure between the A flow side and the F flow side. It's nothing more than that. Therefore, although the flow of particles varies in strength and weakness, the flow of particles inevitably occurs in a state where they are dispersed throughout the interior of the li° material or casing that partitions the flow path of the particles.

また、微粒子−を基体へ吹きイ1ける用台等においては
、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
られているノズノシは、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
Furthermore, in a table or the like for blowing fine particles onto a substrate, the fine particles are jetted out along with a carrier gas through a nozzle. The nozzle used to spray the fine particles is simply a parallel tube or a tapered nozzle, and the jet cross section of the fine particles immediately after being ejected is certainly narrowed down according to the area of the nozzle end face. However, since the jet is diffused at the exit surface of the nozzle, the flow path is merely temporarily constricted, and the speed of the jet does not exceed the speed of sound.

C発明が解決しようとする問題点j ところで、微粒子の全流路を管材又は筺体で区画し、L
流側と下流側の差圧によって、この流路に沿うてキャリ
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。
Problems to be solved by the C invention
If the fine particles are transported along this flow path together with the carrier gas by the differential pressure between the flow side and the downstream side, a very high transport speed cannot be expected. Further, it is difficult to avoid contact between the particles and the wall surface of the tube or casing that defines the flow path of the particles throughout the entire transfer section.

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。
For this reason, there is a problem in that, particularly when moving active fine particles to a collection position, the activity tends to disappear over time or due to contact with the tube material or the wall surface of the casing.

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−f−移送へ
の利用効率も低ドする。
In addition, if the entire flow path of particles is divided by pipe material or housing,
Due to the generation of dead space in the flow, the collection rate of the transported particles decreases, and the utilization efficiency of the carrier gas for transporting the fine particles also decreases.

・方、従来の11行管や先細ノズルは、流過した噴流内
の微粒子の密度分4j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笠において、均一な吹き
付は制御が行い難い聞届がある。また、従来装置におい
てはノズルが固定されていたため、吹き付は領域を任意
に設定することができなかった。
- On the other hand, in the conventional 11-row pipe or tapered nozzle, the density of particles 4j in the jet flow that has passed is large, resulting in a diffused flow. Therefore,
When spraying fine particles onto a substrate, it may be difficult to control uniform spraying. Further, in the conventional device, since the nozzle was fixed, it was not possible to arbitrarily set the spray area.

[問題点を解決するための手段」 北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、下流室
3と下流室4との間に縮小拡大ノズル1を設けると共に
、この縮小拡大ノズル1の流入口1aに伸縮自在なベロ
ーズ30を設け、縮小拡大ノズルを傾動自在とし、さら
に縮小拡大ノズル1の垂直・水平方向に、各々駆動用モ
ーター40a及び40bを設け、この2つのモーターの
回動によって縮小拡大ノズル1の基体6に対する角度を
制御するようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] The measures taken to solve the problems mentioned above are explained with reference to FIG. 1, which is an explanatory diagram of the basic principle of the present invention. A contracting/expanding nozzle 1 is provided in between, and a telescopic bellows 30 is provided at the inlet port 1a of the contracting/expanding nozzle 1 to make the contracting/expanding nozzle tiltable. Drive motors 40a and 40b are provided, and the angle of the contraction/expansion nozzle 1 with respect to the base body 6 is controlled by rotation of these two motors.

本発明における縮小拡大ノズル1とは、流入口1a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、本発明における縮小拡大ノズル1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。
The contraction/expansion nozzle 1 in the present invention is a throat portion 2 in which the opening area is gradually narrowed from the inlet 1a toward the middle portion, and the opening area is gradually expanded from the throat portion 2 toward the outlet 1b. This refers to the nozzle that is In Figure 1,
For convenience of explanation, the inflow side and outflow side of the contraction/expansion nozzle l are as follows:
It is connected to an upstream chamber 3 and a downstream chamber 4, each of which is a closed system. However, the inflow side and the outflow side of the contraction/expansion nozzle 1 in the present invention can be a closed system if a differential pressure can be generated between the two and the particles can be passed along with the carrier gas while being exhausted on the downstream side. It may also be an open system.

[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、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。
[Function] For example, as shown in FIG.
When the inside is evacuated by the vacuum pump 5, a pressure difference is created between the upstream chamber 3 and the downstream chamber 4. Therefore, the supplied carrier gas containing fine particles flows from the upstream chamber 3 through the contraction/expansion nozzle 1 and flows into the downstream chamber 4 .

ところで縮小拡大ノズル1は、上流室3の圧力Poとド
流室4の圧力Pの圧力比P/POと、のど部2の開0面
植A”と流出Dlbの開Iコ面積Aとの比A/A・とを
3Jmすることによって、ギヤ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′F
上流室4内圧力比P/Pc、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a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。
By the way, the contraction/expansion nozzle 1 has a pressure ratio P/PO between the pressure Po of the upstream chamber 3 and the pressure P of the downstream chamber 4, and the opening area A'' of the throat section 2 and the opening area A of the outflow Dlb. By setting the ratio A/A to 3 Jm, the flow of fine particles ejected together with the gear gas can be increased.
If the internal pressure ratio P/Pc of the upstream chamber 4 is larger than the critical pressure ratio, the flow velocity at the outlet of the contraction/expansion nozzle l becomes sub-a speed or lower, and the fine particles are decelerated and ejected together with the carrier gas.

また、L配圧力比が臨界圧力比以五であれば、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。
Further, if the L distribution pressure ratio is equal to or greater than the critical pressure ratio, the outlet flow velocity of the contraction/expansion nozzle 1 becomes a supersonic flow, and the fine particles can be ejected together with the carrier gas at an extremely high speed.

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−1
−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、Lf7if、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
丁の場合、Mは1以1−となる。
Here, the velocity of the particle flow is U, and the sound velocity at that point is a.
, the specific heat ratio of the particle flow is γ, and the particle flow is compressible -1
Assuming that the particle flow expands adiabatically in a -dimensional flow, the Matsuha number M reached by the particle flow is determined by the following equation from Lf7if, the pressure po in the chamber, and the pressure P in the downstream chamber, especially when P/PO is the critical pressure ratio In this case, M is 1 or more and 1-.

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。
Note that the sound velocity a can be determined by the following equation, where T is the local temperature and R is the gas constant.

a=F71薯「 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。
a=F71薯" Also, the opening area A of the outflow hole 1b and the opening area A of the throat part 2
・and Matsuha's number M have the following relationship.

従って、上流室3の圧力Po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/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、次の
(3)式によって求めることができる。
Therefore, the opening area ratio A/A'' can be determined according to the Matsuha number M determined from equation (1) by the pressure ratio P/PO of the pressure Po in the upstream chamber 3 and the pressure P in the downstream chamber 4, or by A/A''. By adjusting P/Po according to M determined from equation (2), the flow velocity of the particulate flow ejected from the expansion/contraction nozzle 1 can be adjusted. The velocity U of the particle flow at this time can be determined by the following equation (3).

L記微粒子−流の流れ状態は、JO:、Ii、室3の圧
力p。
The flow state of the particle flow is JO:, Ii, and the pressure in chamber 3 is p.

と上流室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。
By keeping the pressure ratio P/P of the pressure P of the upstream chamber 4 and the pressure P of the upstream chamber 4 constant, a constant state determined by the opening area ratio A/A.

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。
When the pressure ratio is less than the critical pressure ratio as mentioned above, the ejected carrier gas and particles form a uniform diffusion flow, making it possible to uniformly spray the particles over a relatively wide area at once. .

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、上流室4の壁面とのモ渉のない空
間的に独ケ状態で、かつ超高速で移送されることになる
On the other hand, when particles are ejected in a fixed direction along with carrier gas as an ultra-high-speed flow as described above, the carrier gas and particles travel straight while maintaining almost the jet cross section immediately after ejection.
Beamed. Therefore, the flow of particles carried by this carrier gas is also converted into a beam, which moves through the space in the downstream chamber 4 with minimal diffusion, spatially alone without interference with the wall surface of the upstream chamber 4, and It will be transported at super high speed.

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、
例えば下流室4内に設けた基体61.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6I:に吹き付け
られるので、この吹き付は領域を正確に定めることがで
きる。さらに、縮小拡大ノズル1は第1図に示したモー
ターの回動によって、垂直・水モの任意の角度位置に傾
動させることができるので、基体6上の所望の領域へ吹
き付けが可能となる。
For this reason, it is possible, for example, to form active particles in the upstream chamber 3 and transfer them directly into a beam through the contraction/expansion nozzle 1, or to activate them within the contraction/expansion nozzle 1 or immediately after the contraction/expansion nozzle l. By forming fine particles having a particle size and transferring them as a beam, it is possible to transfer them as a spatially independent beam at supersonic speed.
For example, the base body 61 provided in the downstream chamber 4. It can be collected by adhering to. Therefore, it becomes possible to collect fine particles in a good active state. Further, since the fine particles are sprayed onto the substrate 6I as a beam whose jet cross section is substantially constant in the flow direction, the spraying area can be accurately defined. Furthermore, the contraction/expansion nozzle 1 can be tilted to any vertical or water-moist angular position by rotating the motor shown in FIG. 1, making it possible to spray onto a desired area on the base 6.

[実施例] 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
[Example] Fig. 2 is a schematic diagram of an example in which the present invention is applied to a film forming apparatus using a-fine particles.
is an upstream chamber, 4a is a first downstream chamber, and 4b is a second downstream chamber.

L、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 T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。l::ti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。
The L flow chamber 3 and the first downstream chamber 4a are constructed as an integrated unit, and the skimmer 7, gate valve 8, and second downstream chamber 4b, which are also unitized, are provided in the first T flow chamber 4a. All of them are sequentially connected to each other so that they can be connected and separated through flanges having a common diameter (hereinafter referred to as "common flanges"). The l::ti chamber 3, the first downstream chamber 4a, and the second downstream chamber 4b are maintained at a higher degree of vacuum in steps from the upstream chamber 3 to the second downstream chamber 4b by an exhaust system described later. It is.

上流室3の−=−側には、共通フランジを介して気相励
起装置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a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、北流室3の内面に伺着しないよう、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 ド流室4d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4aへ
と流れることになる。
A gas phase excitation device 9 is attached to the -=- side of the upstream chamber 3 via a common flange. This gas phase excitation device 9 is
In addition to generating active ultrafine particles using plasma,
For example, the a-fine particles are sent out together with a carrier gas such as hydrogen, helium, argon, nitrogen, etc. to the contraction/expansion nozzle 1 located on the opposite side. In order to prevent the formed ultrafine particles from adhering to the inner surface of the north flow chamber 3, an adhesion prevention treatment may be applied to the inner surface. Furthermore, since the first flow chamber 4d has a higher degree of vacuum than the upstream chamber 3, the generated ultrafine particles directly flow through the contraction/expansion nozzle 1 together with the carrier gas due to the pressure difference between the two. and flows to the first downstream chamber 4a.

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9aを管状の第二電極9b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、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sb内に設けられている第一電極8aを多孔管
として、第一電極9a内を介して両電極9a、 9b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、 9
b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。
As shown in FIG. 3(a), the gas phase excitation device 9 includes a rod-shaped first electrode 9a disposed within a tubular second electrode 9b, and a carrier gas and a raw material gas supplied into the second electrode 9b. Thus, a discharge is caused between both electrodes 9a and 9b. Further, the gas phase excitation device 9, as shown in FIG. 3(b),
The first electrode 8a provided in the second electrode sb is made into a porous tube, and the carrier gas and source gas are supplied between the two electrodes 9a and 9b through the inside of the first electrode 9a. As shown, both half-tubular electrodes 9a, 9
b are joined in a tubular shape via an insulating material 9C, and both electrodes 9a,
It is also possible to supply the carrier gas and source gas into the tube formed by 9b.

縮小拡大ノズル1は前述した様に、ベローズ及び駆動用
モーター等によって傾動自在となる様に構成されている
。第4図にノズル1を含む駆動装置の概略構成を示す。
As described above, the contraction/expansion nozzle 1 is configured to be tiltable by means of a bellows, a driving motor, and the like. FIG. 4 shows a schematic configuration of a drive device including the nozzle 1.

図において、縮小拡大ノズル1はその流入口la側にお
いてベローズ30に接続され、本体中間部の左右側面に
設けられたシャフト51によってブラケット50に支持
されている。ブラケット50の一端には、モーター40
aが配置され、所定の回転伝達機構(図示せず)を介し
てシャフト51に連結されている。一方、ブラケット5
0のF方には、モーター40bが配置され、第−下流室
4a内に固定されている。モーター40bは所定の回転
伝達機構(図示せず)を介してシャフト52に連結され
ている。
In the figure, the contraction/expansion nozzle 1 is connected to a bellows 30 at its inlet port la side, and is supported by a bracket 50 by a shaft 51 provided on the left and right side surfaces of the intermediate portion of the main body. A motor 40 is attached to one end of the bracket 50.
a is arranged and connected to the shaft 51 via a predetermined rotation transmission mechanism (not shown). On the other hand, bracket 5
A motor 40b is arranged on the F side of 0 and is fixed within the downstream chamber 4a. The motor 40b is connected to the shaft 52 via a predetermined rotation transmission mechanism (not shown).

L記構成において、モーター40aを図の矢印方向に回
動させると、ノズルlはシャツ)51を中心として垂直
方向に傾動し、モーター40bを矢印方向に回動させる
と、ノズル1はブラケ、、)50ごと水モ方向に傾動す
る。
In the L configuration, when the motor 40a is rotated in the direction of the arrow in the figure, the nozzle 1 is tilted in the vertical direction centering on the shirt 51, and when the motor 40b is rotated in the direction of the arrow, the nozzle 1 is tilted in the vertical direction. ) Tilt in the direction of water flow every 50 seconds.

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「」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[]面積が、真空ポ
ンプ5aの排気流量より、所要のに流室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1にできる。また、第5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%
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5図(b)に示されるように、のど
部2から流出plb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1の作製が容易となる。
As mentioned above, the contraction/expansion nozzle 1 has an inlet port 1a.
It is sufficient that the open area is gradually narrowed to form the throat 2, and the opening area is gradually expanded again to form the outlet 1b, but the open area of the throat 2 is as follows: The nozzle flow rate is determined to be smaller than the exhaust flow rate of the vacuum pump 5a under the required pressure and temperature of the flow chamber 3. As a result, the outlet 1b is properly expanded, and deceleration, etc. at the outlet 1b can be prevented. Further, as shown in an enlarged view in FIG. 5(a), it is preferable that the inner circumferential surface near the outlet lb is substantially parallel to the central axis. This is because the flow direction of the jetted carrier gas and ultrafine particles is influenced to some extent by the direction of the inner peripheral surface near the outlet lb.
This is to make parallel flow as easy as possible. However, as shown in FIG. 5(b), if the angle α of the inner circumferential surface from the throat portion 2 to the outflow plb with respect to the central axis is set to 7° or less, preferably 5° or less, the peeling phenomenon is less likely to occur. Since the flow of the ejected carrier gas and ultrafine particles is maintained substantially uniformly, in this case, it is not necessary to form the above-mentioned parallel portions. By omitting the formation of the parallel portion, the contraction/expansion nozzle 1 can be manufactured easily.

また、縮小拡大ノズル1を第5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。
Furthermore, if the contraction/expansion nozzle 1 is made rectangular as shown in FIG. 5(C), carrier gas and ultrafine particles can be ejected in a slit shape.

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、この剥蔑現象防ll二のために、縮小拡大ノ
ズル1の内面仕りげ粘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 
0801に定められる、表面仕h If 精度を表わす
逆三角形マークで玉つ以L、最適には四つ以トが好まし
い。特に、縮小拡大ノズル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犬きく
影響するので、」二元仕トげ精度を、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211尊現象の発生防止の
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
Here, the separation phenomenon is a phenomenon in which when there is a protrusion or the like on the inner surface of the contraction/expansion nozzle 1, the boundary layer between the inner surface of the contraction/expansion nozzle 1 and the flowing fluid becomes large and the flow becomes non-uniform. The faster the jet flow, the more likely it is to occur. In order to prevent this smearing phenomenon, it is preferable that the above-mentioned angle α is made smaller as the inner surface finishing viscosity of the contraction/expansion nozzle 1 is inferior. The inner surface of the contraction/expansion nozzle 1 is JIS B
0801, it is preferable that the inverted triangular mark representing the surface finish h If accuracy be less than or equal to L, and optimally more than four. In particular, since the separation phenomenon in the enlarged part of the contraction/expansion nozzle 1 has a strong influence on the subsequent flow of carrier gas and ultrafine particles, by determining the two-way finishing accuracy with emphasis on this enlarged part, The reduction/expansion nozzle 1 can be manufactured easily. Furthermore, in order to prevent the occurrence of the 211-dimensional phenomenon, the throat portion 2 must have a smooth curved surface so that the differential coefficient in the rate of change in cross-sectional area does not become (1).

縮小拡大ノズルlの材質としては、例えば鉄。The material of the contraction/expansion nozzle l is, for example, iron.

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。
In addition to stainless steel and other metals, acrylic resin,
A wide variety of materials can be used, including synthetic resins such as polyvinyl chloride, polyethylene, polystyrene, and polypropylene, ceramic materials, quartz, and glass. This material may be selected in consideration of non-reactivity with the generated ultrafine particles, processability, gas release properties in a vacuum system, etc. Furthermore, the inner surface of the contraction/expansion nozzle l can be plated or coated with a material that is less likely to cause adhesion or reaction of ultrafine particles. Specific examples include polyfluoroethylene coating.

縮小拡大ノズルlの長ざは、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l1fl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鋺させ、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a
微粒子の形成は、均質核形成であるので。
The length of the contraction/expansion nozzle l can be arbitrarily determined depending on the size of the apparatus and the like. By the way, the contraction/expansion nozzle l
When flowing through the carrier gas and l1fl particles, the thermal energy they possess is converted into kinetic energy. Particularly when ejected at supersonic speed, the thermal energy becomes significantly small, resulting in a supercooled state. Therefore, if the carrier gas contains condensed components, it is also possible to actively condense them in the supercooled state, thereby forming ultrafine particles. Due to this a
Since the formation of microparticles is homogeneous nucleation.

均質な超微粒子が得やすい。また、この場合、ト分な凝
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、縮小拡大ノズルlは
短い方が好ましい。
Easy to obtain homogeneous ultrafine particles. Further, in this case, it is preferable that the contraction/expansion nozzle 1 be long in order to perform adequate condensation. On the other hand, when condensation occurs as described above, thermal energy increases and velocity energy decreases. Therefore, in order to maintain high-speed jetting, it is preferable that the contraction/expansion nozzle l be short.

上流室3の圧力Poと下流室4の圧力Pの圧力比P/P
aと、のど部2の開口面vIA”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、超微粒子を含
むキャリアガスはビーム化され、第、−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。
Pressure ratio P/P of pressure Po in upstream chamber 3 and pressure P in downstream chamber 4
By appropriately adjusting the relationship between A and the ratio A/A◆ of the opening surface vIA'' of the throat portion 2 and the opening area of the outlet 1b, and flowing through the contraction/expansion nozzle l, the ultrafine particles The carrier gas containing .

スギマー7は、第一二下流室4bが第一ド流室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4
a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6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。
The sugimer 7 is arranged in the first downstream chamber 4 so that the first second downstream chamber 4b can maintain a sufficiently higher degree of vacuum than the first downstream chamber 4a.
This is to enable the opening area between the second downstream chamber 4b and the second downstream chamber 4b to be adjusted. Specifically, as shown in FIG. 6, two adjustment plates 11.11', each having a dogleg-shaped cutout 10.10', can be slid past each other with the cutout 10.10' facing each other. It has been established in These adjusting plates 11° and 11° can be slid from the outside, and can be adjusted depending on the degree of overlap between the two cutout sections 10 and 10'.
The opening is adjusted to allow the passage of the beam and maintain a sufficient degree of vacuum in the second downstream chamber. Note that the shapes of the notch 10.10' and the adjustment plate 11.11' of the skimmer 7 may be semicircular or other shapes other than the shape shown in the drawings.

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一下流室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
バルブ等とじておけば、特に超微粒子が酸化されやすい
金11、微粒子であるときに、このポールバルブと共に
第ニー1流室4bのユニット交換を行うことにより、急
激な耐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。
The gate valve 8 has a valve body 13 that can be raised and lowered by turning a handle 12, and is open when the beam is traveling. By closing this gate valve 8, the unit in the first downstream chamber 4b can be replaced while maintaining the degree of vacuum in the upstream chamber 3 and the first downstream chamber 4a. In addition, in the apparatus of this embodiment, ultrafine particles are collected in the second downstream chamber 4b, but if the gate valve 8 is closed with a pole valve, etc., the ultrafine particles are particularly susceptible to oxidation, such as gold 11 and fine particles. Sometimes, by replacing the unit of the first knee flow chamber 4b together with the Pall valve, there is an advantage that the unit can be replaced without the risk of sudden anti-aging effects.

第二F流室4b内には、ビ、−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1模状態で捕集す
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16は、a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。
A base body 6 is located in the second F flow chamber 4b for receiving and depositing ultrafine particles transferred as a beam, and collecting the ultrafine particles in a fully formed state. This base body 6 is attached to the second downstream chamber 4b via a common flange, and is attached to a base body holder 16 at the tip of a slide shaft 15 that is slid by a cylinder 14. A shutter 17 is located on the front side of the base 6, so that the beam can be blocked whenever necessary. Further, the substrate holder 16 holds the substrate 6 under optimum temperature conditions for collection of a-fine particles.
can be heated or cooled.

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−F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。
Incidentally, glass windows 18 are attached to the upper and lower sides of the upstream chamber 3 and the second downstream chamber 4b through common flanges, respectively, as shown in the figure, so that the inside can be observed. Although not shown, the upstream chamber 3. -F flow chamber 4a
Similar glass windows (similar to 18 in the figure) are also installed at the front and rear of the second downstream chamber via common flanges. These glass windows 18 can be removed and replaced with various measuring devices, load lock chambers, etc. via a common flange.

次に、本実施例における排気系について説明する。Next, the exhaust system in this embodiment will be explained.

1:、流室3は、圧力調整弁19を介してメインバルブ
20a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20
aは真空ポンプ5aに接続されている。第二TK″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/ヘルプ2C1bは真空ポンプ5bに接続されて
いる。尚、21a、 21bは、各々メイン/ヘルプ2
0a、 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2
3a。
1: The flow chamber 3 is connected to the main valve 20a via the pressure regulating valve 19. The first downstream chamber 4a is directly connected to the main valve 20a.
a is connected to a vacuum pump 5a. The second TK'' flow chamber 4b is connected to the main valve 20b, and the main/help 2C1b is further connected to the vacuum pump 5b.
0a, immediately upstream of 20b is a barb valve 22a,
22b, and the auxiliary valve 2
3a.

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−F流室4a及び第二r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。
This is a decompression pump connected to the vacuum pump 5a via 23b, and is used to check the insides of the upstream chamber 3, the F-th flow chamber 4a, and the second R-flow chamber 4b. In addition, 24a to 24h are
Each chamber 3, 4a, 4b and pump 5a, 5b, 2
1a and 21b are leak and purge valves.

まず、あらびきバルブ21a、 21bと圧力調整弁1
8を開いて、1−、流室3、第−及び第二下流室4a、
 4b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、
 20b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、1llJffi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iA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′vをI]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
ド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−及び第一ド流室4a、 4bの
み行うこととすることができる。
First, the interference valves 21a and 21b and the pressure regulating valve 1
8 is opened, 1-, the flow chamber 3, the - and second downstream chambers 4a,
4b is carried out using vacuum pumps 20a and 20b. Next, close the control valves 21a and 21b,
Auxiliary valves 23a, 23b and main valve 20a,
20b is opened and the upstream chamber 3 is opened using the vacuum pumps 5a and 5b.
, the inside of the first and second downstream chambers 4a and 4b is made to have a sufficient degree of vacuum. At this time, by adjusting the pressure and the opening degree of the 1ll Jffi valve 19, the degree of vacuum in the first downstream chamber 4a is made higher than that in the upstream chamber 3, and then the carrier gas and raw material gas are flowed, and then The skimmer 7 is used to adjust the degree of vacuum in the second downstream chamber 4b. This iA adjustment can also be performed by adjusting the opening degree of the main valve 20b. The chambers 3, 4a, and 4b are controlled to maintain a constant degree of vacuum throughout the formation of ultrafine particles and the film forming operation by beam injection. This control can be done manually, but
The pressure inside each chamber 3, 4a, 4b is detected, and based on this detected pressure, the pressure regulating valve 19, the main valve 20a,
20b, the skimmer 7'v may be dynamically controlled to open and close. Moreover, if the carrier gas and fine particles supplied to the upstream chamber 3 are directly transferred to the downstream side via the contraction/expansion nozzle l, the exhaust gas during transfer will be transferred to the downstream side, that is, the Only the first flow chambers 4a and 4b may be treated.

に記頁空度の制御は、上流室3と第・′F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、上流室
3と第−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−・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。
The emptyness may be controlled by separately providing vacuum pumps 5a for the upstream chamber 3 and the 'F'th flow chamber 4a for each chamber 3, 4a. However, as in this embodiment, if one vacuum pump 5a is used to evacuate in the direction of beam flow and the degree of vacuum in the upstream chamber 3 and the downstream chamber 4a is controlled,
Even if there is some pulsation in the vacuum pump 5a, the pressure difference between the two can be easily maintained at -. Therefore, there is an advantage that it is easy to maintain a constant flow state that is susceptible to fluctuations in differential pressure.

真空ポンプ5a、 5bによる吸引は、特に第−及び第
一ド流室4a、 4bにおいては、そのh方より行うこ
とが好ましい。L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。
It is preferable that the suction by the vacuum pumps 5a, 5b is performed from the h side, especially in the first and second flow chambers 4a, 4b. By suctioning from the L side, it is possible to prevent the beam from falling due to gravity to some extent.

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。
Although the apparatus according to this embodiment is as described above, the following modifications can be made.

まず、縮小拡大ノズル1を石英笠の絶縁体で形成し、そ
こにマイクロ波を付かして、縮小拡大ノズル1内で活性
Mi微粒p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。
First, the contraction/expansion nozzle 1 is formed of an insulator such as a quartz cap, and microwaves are applied thereto to form active Mi fine particles p inside the contraction/expansion nozzle 1. Alternatively, the flow can be irradiated with light having various wavelengths, such as laser light. Also.

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、各々独立した一ヒ流室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。
It is also possible to provide a plurality of contraction/expansion nozzles 1 to generate a plurality of beams at once. In particular, when a plurality of contraction/expansion nozzles 1 are provided, by connecting each one to an independent flow chamber 3, beams of different particles can be run simultaneously, allowing stacking or mixed collection of different particles. , it is also possible to form new particles by collision of different particles by intersecting the beams.

基体6を、L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。
The base body 6 is held movably or rotatably from side to side under L,
It is also possible to receive the beam over a wide range. Further, by winding up the base body 6 into a roll and sending it out one after another so as to receive the beam, a long base body 6 can also be treated with fine particles. Furthermore, the treatment with fine particles may be performed while rotating the drum-shaped base 6.

本実施例では1発生室3、第一 ド流室4a及び第二f
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−下流室の下流側に更に第三。
In this embodiment, the first generation chamber 3, the first flow chamber 4a, and the second
Although it is composed of a flow chamber 4b, the second downstream chamber 4b may be omitted, or a third downstream chamber may be provided on the downstream side of the first downstream chamber.

第四・・・・・・下流室を接続することもできる。また
、hR室3を加圧すれば、第一下流室4dは開放系とす
ることができ、第一 下流室4aを減圧してE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、L流室3を加圧し、第一下流室4a以Fを減圧する
こともできる。
Fourth...downstream chambers can also be connected. Further, by pressurizing the hR chamber 3, the first downstream chamber 4d can be made into an open system, and by reducing the pressure in the first downstream chamber 4a, the E flow chamber 3 can be made into an open system. In particular, like an autoclave, it is also possible to pressurize the L flow chamber 3 and reduce the pressure in the first downstream chamber 4a to F.

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f流室3ヘキャ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l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、ヒ配弁を断続
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、L配弁を開閉すれば、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、
L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。
In this embodiment, active ultrafine particles are formed in the upstream chamber 3, but this is not necessarily necessary, and separately formed particles may be sent to the f flow chamber 3 together with the carrier gas. Further, it is also possible to provide a valve for opening and closing the contraction/expansion nozzle l, and to obtain fine particles by intermittently opening and closing the hysteresis valve while temporarily storing fine particles in the upstream chamber 3 side. By opening and closing the L valve in synchronization with the energy application performed on the downstream side including the throat portion 2 of the contraction/expansion nozzle 1, the load on the exhaust system can be significantly reduced, and the raw material gas can be used effectively. A pulsed particle flow can be obtained. Note that under the same exhaust conditions, the above-mentioned intermittent opening and closing has the advantage that it is easier to maintain a high vacuum on the downstream side. In case of intermittent opening and closing,
A chamber for temporarily storing fine particles may be provided between the L flow chamber 3 and the contraction/expansion nozzle l.

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。
In addition, multiple contraction/expansion nozzles l are arranged in series and the pressure ratio on the upstream side and downstream side is adjusted to maintain the beam speed, and each chamber is made spherical to minimize the generation of dead space. It can also be prevented.

[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。
[Effects of the Invention] According to the present invention, fine particles can be transported as a uniformly dispersed supersonic beam.

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。したがって、基体6上での吹き付は領域
を正確に定めることができる。さらに、縮小拡大ノズル
が垂直・水平方向に傾動可能となっているので、基体6
上の所望の領域へ吹き付けを行うことができる。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、ト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。
Microparticles can be transported spatially independently and at ultrahigh speeds. Therefore, the spraying area on the substrate 6 can be defined accurately. Furthermore, since the contraction/expansion nozzle can be tilted vertically and horizontally, the base 6
The spray can be applied to the desired area on the top. Also,
It is possible to obtain a new reaction field by making use of the fact that it becomes a focused ultra-high-speed parallel flow called a beam, and that when it is made into a beam, thermal energy is converted to kinetic energy, and the particles in the beam become frozen. We also have high expectations for this. Further, according to the flow control device of the present invention, since the fluid is in the frozen state, it is also possible to define the microscopic state of molecules in the fluid and handle the transition from one state to another state. In other words, it is possible to perform chemical reactions in the gas phase using a new method in which various energy levels of molecules are defined and energy corresponding to the levels is imparted. Furthermore, by providing a field for energy exchange different from conventional ones, it is also possible to easily create intermolecular compounds formed by relatively weak intermolecular forces such as hydrogen bonds and van der Waals bonds.

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

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図は駆動装置の概略構成図、第5図(
a)〜(C)は各々縮小拡大ノズルの形状例を示す図、
第6図はスキマーの説明図である。 l:wJ小小太大ノズル1a:流入口、lb=流出口、
2:のど部、3ニド流室、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:気相励起装置、Sa: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:基体ホルダー、17:シャッター、1日ニガラス
窓、19:圧力調整弁、 20a、 20b:メインバルブ、 21a、 21b : g圧ポンプ。 22a、 22b:あらびき/< ルブ、23a、 2
3b:補助バルブ、 24a〜24h:リーク及びパージ用/人ルブ、30:
ヘローズ、40a  、 40b  :モーター、50
:ブラケット。51,52:シャフト。
Figure 1 is an explanatory diagram of the basic principle of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention applied to a film forming apparatus using ultrafine particles, and Figures 3 (a) to (C) are FIG. 4 is a schematic diagram of the drive device, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a gas phase excitation device.
a) to (C) are diagrams each showing an example of the shape of a reduction/enlargement nozzle;
FIG. 6 is an explanatory diagram of the skimmer. l: wJ small, small, thick, large nozzle 1a: inlet, lb = outlet,
2: throat, 3 flow chambers, 4: downstream chamber, 4a: first downstream chamber, 4b = second downstream chamber, 5, 5a, 5b: vacuum pump,
6: Base, 7: Skimmer, 8: Gate valve. 9: Gas phase excitation device, Sa: first electrode, 8b: second electrode, 10.10': notch, 11, 11'
: Adjustment plate, 12: Handle, 13: Valve body. 14 Niji cylinder, 15 Ni slide axis, 16: Substrate holder, 17: Shutter, 1 day Ni glass window, 19: Pressure adjustment valve, 20a, 20b: Main valve, 21a, 21b: G pressure pump. 22a, 22b: Arabiki/< rub, 23a, 2
3b: Auxiliary valve, 24a to 24h: Leak and purge/personnel valve, 30:
Heroes, 40a, 40b: Motor, 50
:bracket. 51, 52: Shaft.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)流路に傾動可能な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。
1) A flow control device for a particle flow, characterized in that a tiltable contraction/expansion nozzle is provided in a flow path.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01145406A (en) * 1987-09-02 1989-06-07 Robert L Woods Fluid vibrating nozzle

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