JPH047033A - 活性分子生成装置 - Google Patents
活性分子生成装置Info
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- JPH047033A JPH047033A JP2108259A JP10825990A JPH047033A JP H047033 A JPH047033 A JP H047033A JP 2108259 A JP2108259 A JP 2108259A JP 10825990 A JP10825990 A JP 10825990A JP H047033 A JPH047033 A JP H047033A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- molecular beam
- discharge
- active molecules
- vacuum container
- Prior art date
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/126—Microwaves
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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。
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、マイクロ波による活性分子の生成法に関し、
本装置によって生成した活性分子を利用して薄膜成長や
、分析用原子化装置として利用可能である。
本装置によって生成した活性分子を利用して薄膜成長や
、分析用原子化装置として利用可能である。
従来、活性分子、例えば、ラジカルやイオンのビームを
発生する方法としては、気体試料を放電によって解離し
、生成する方法が知られている。その第１の方法として
、試料導入ノズルから原料ガスを吹き出し、ノくルス状
のガスの流れを作り、ノズルの下流に設置した電極に高
圧を印加し、放電させる方法がある。かかる従来の方法
を第３図によシ説明する。真空容器１に試料導入ノズル
２と排気ポンプ３が設置されている。試料は、電磁弁駆
動装置５によって制御される電磁弁６を介して、試料導
入ノズル２を通り、真空容器１に導入される。この時、
電極８ａと８ｂの間に高電圧発生器４によって高電圧が
印加され、放電がおこり、ラジカル分子が発生し、排気
ポンプ３によって排気される。電磁弁駆動装置５と高電
圧発生器４は、／くルス制御装置７によってタイミング
を調整する。
発生する方法としては、気体試料を放電によって解離し
、生成する方法が知られている。その第１の方法として
、試料導入ノズルから原料ガスを吹き出し、ノくルス状
のガスの流れを作り、ノズルの下流に設置した電極に高
圧を印加し、放電させる方法がある。かかる従来の方法
を第３図によシ説明する。真空容器１に試料導入ノズル
２と排気ポンプ３が設置されている。試料は、電磁弁駆
動装置５によって制御される電磁弁６を介して、試料導
入ノズル２を通り、真空容器１に導入される。この時、
電極８ａと８ｂの間に高電圧発生器４によって高電圧が
印加され、放電がおこり、ラジカル分子が発生し、排気
ポンプ３によって排気される。電磁弁駆動装置５と高電
圧発生器４は、／くルス制御装置７によってタイミング
を調整する。
第２の方法として、原料ガスを減圧状態で連続流にして
、マイクロ波放電の様な無電極放電を行い、その下流で
、ラジカルの連続流を真空容器に導く方法がある。第４
図によりかかる方法を説明する。真空容器１に試料導入
ノズル２と排気ポンプ３が設置されている。試料は、試
料導入ノズル２を通シ、真空容器１に導入され、排気ポ
ンプ３で真空排気される。この時、ノズル２内は減圧に
なり、マイクロ波電源９によって共振器１０にマイクロ
波が印加され、放電がおこシ、活性分子が生成する。
、マイクロ波放電の様な無電極放電を行い、その下流で
、ラジカルの連続流を真空容器に導く方法がある。第４
図によりかかる方法を説明する。真空容器１に試料導入
ノズル２と排気ポンプ３が設置されている。試料は、試
料導入ノズル２を通シ、真空容器１に導入され、排気ポ
ンプ３で真空排気される。この時、ノズル２内は減圧に
なり、マイクロ波電源９によって共振器１０にマイクロ
波が印加され、放電がおこシ、活性分子が生成する。
しかしながら、従来の技術では、制御性の高いパルス状
の活性分子ビームを得る時には、電極が必要であシ、放
電によって電極が消耗し、さらに、電極の消耗により不
純物が混入するという問題があった。また、電極を必要
としない放電では、安定な放電を得る為には、連続でし
かも低圧でガスを流す必要があシ、制御性が悪く、衝突
の少ない活性分子ビームは得にくいという問題点があっ
た。本発明は、上記従来の問題点を解決する為になされ
たもので、制御性の良い、不純物の少ない活性分子ビー
ムの生成法を提供しようとするものである。
の活性分子ビームを得る時には、電極が必要であシ、放
電によって電極が消耗し、さらに、電極の消耗により不
純物が混入するという問題があった。また、電極を必要
としない放電では、安定な放電を得る為には、連続でし
かも低圧でガスを流す必要があシ、制御性が悪く、衝突
の少ない活性分子ビームは得にくいという問題点があっ
た。本発明は、上記従来の問題点を解決する為になされ
たもので、制御性の良い、不純物の少ない活性分子ビー
ムの生成法を提供しようとするものである。
本発明は、原料ガスを、電磁弁を介して真空容器内に導
き、パルス状の分子線を発生させる為のパルス分子線源
を有し、真空容器内にノ（ルス状で導入された原料ガス
を、高圧で放電可能なマイクロ波共振器内で放電し、効
率良く活性分子を生成することを特徴とする活性分子生
成装置である。
き、パルス状の分子線を発生させる為のパルス分子線源
を有し、真空容器内にノ（ルス状で導入された原料ガス
を、高圧で放電可能なマイクロ波共振器内で放電し、効
率良く活性分子を生成することを特徴とする活性分子生
成装置である。
ここで使用するマイクロ波は、大気圧でも放電可能なマ
イクロ波共振器を使用することによって、従来放電が困
難であったパルス状分子線の放電を可能にするものであ
る。
イクロ波共振器を使用することによって、従来放電が困
難であったパルス状分子線の放電を可能にするものであ
る。
本発明によれば、１気圧の気体試料が、１０−６からＩ
Ｑ−”Ｉ’ｏｒｒに保たれた真空容器の入口に設置した
パルス分子線源を介して、真空容器内に導入される。パ
ルス分子線源は例えば、１〜１００Ｈ２の繰シ返しで、
パルス幅１〜１０μ秒のパルス幅で開閉し、径０１〜１
ｍｍの穴からガスが導入される。この条件では、導入さ
れた気体試料は、超音速分子線として衝突の無い状態で
輸送される。
Ｑ−”Ｉ’ｏｒｒに保たれた真空容器の入口に設置した
パルス分子線源を介して、真空容器内に導入される。パ
ルス分子線源は例えば、１〜１００Ｈ２の繰シ返しで、
パルス幅１〜１０μ秒のパルス幅で開閉し、径０１〜１
ｍｍの穴からガスが導入される。この条件では、導入さ
れた気体試料は、超音速分子線として衝突の無い状態で
輸送される。
この時、ガス導入口で大気圧で放電可能な共振器型の出
力１０〜５００Ｗのマイクロ波放電管によって放電する
ことによシ、ラジカルなどの活性分子を生成することが
可能である。生成した活性分子は、衝突がない状態で輸
送されるので、再び結合したシすることなく、下流にお
いて、成膜などに利用可能である。パルス分子線源は、
パルスの繰シ返し回数とパルス幅を設定することによシ
、細かい制御が可能である。
力１０〜５００Ｗのマイクロ波放電管によって放電する
ことによシ、ラジカルなどの活性分子を生成することが
可能である。生成した活性分子は、衝突がない状態で輸
送されるので、再び結合したシすることなく、下流にお
いて、成膜などに利用可能である。パルス分子線源は、
パルスの繰シ返し回数とパルス幅を設定することによシ
、細かい制御が可能である。
また、マイクロ波による無電極の放電を行うことにより
、電極の消耗や、不純物の混入が押さえられる。
、電極の消耗や、不純物の混入が押さえられる。
以下、本発明の１実施例を第１図、第２図により詳細に
説明すると、第１図は、本発明の第１実施としての活性
分子の生成装置を示す概略図である。図中の１２は、パ
ルス動作の電磁弁駆動装置であり、１３の電磁弁を駆動
し、パルス状に試料を送シ出す。１４は円筒型のマイク
ロ波共振器であり、周波数２４５０ＭＨｚに同調させて
あり、中心部でマイクロ波の電界が最も強くなるように
設定しである。
説明すると、第１図は、本発明の第１実施としての活性
分子の生成装置を示す概略図である。図中の１２は、パ
ルス動作の電磁弁駆動装置であり、１３の電磁弁を駆動
し、パルス状に試料を送シ出す。１４は円筒型のマイク
ロ波共振器であり、周波数２４５０ＭＨｚに同調させて
あり、中心部でマイクロ波の電界が最も強くなるように
設定しである。
次に上述した第１図図示の生成装置を用いて活性分子の
生成方法を印明する。
生成方法を印明する。
まず、試料がガスボンベ１】がら供給され、電磁弁の入
口圧力は、１〜２気圧に設定される。
口圧力は、１〜２気圧に設定される。
電磁弁駆動装置１２から、パルスの繰シ返しが１０〜１
００Ｈ２でパルス幅が１〜１０μ秒のパルス電流が流れ
ると、電磁弁１３が間欠的に開き、圧力が１０−６〜１
０−’ Ｔｏｒｒに設定されたマイクロ波共振器１４お
よび真空容器１に試料が吹き出す。吹き出し口付近に設
置しであるマイクロ波共振器にマイクロ波電源９から、
出力１ｏ〜ｓｏｏｗで周波数２４５０ＭＨｚのマイクロ
波を印加して、放電を起こさせる。ここで、印加する高
周波の周波数は２４５０ＭＨ２に限定する必要はないが
、周波数に対応して共振器の形状が決まる。上記の条件
下では、気体は超音速分子線となシ、数ｃｍ下流では衝
突の無い流れとなる。従って、吹き出し口付近で、マイ
クロ波放電によって生成した活性分子は、衝突が無い為
、再び反応することなく、目的の場所まで輸送できる。
００Ｈ２でパルス幅が１〜１０μ秒のパルス電流が流れ
ると、電磁弁１３が間欠的に開き、圧力が１０−６〜１
０−’ Ｔｏｒｒに設定されたマイクロ波共振器１４お
よび真空容器１に試料が吹き出す。吹き出し口付近に設
置しであるマイクロ波共振器にマイクロ波電源９から、
出力１ｏ〜ｓｏｏｗで周波数２４５０ＭＨｚのマイクロ
波を印加して、放電を起こさせる。ここで、印加する高
周波の周波数は２４５０ＭＨ２に限定する必要はないが
、周波数に対応して共振器の形状が決まる。上記の条件
下では、気体は超音速分子線となシ、数ｃｍ下流では衝
突の無い流れとなる。従って、吹き出し口付近で、マイ
クロ波放電によって生成した活性分子は、衝突が無い為
、再び反応することなく、目的の場所まで輸送できる。
なお１６は弁体１７の下端に設けられパルス線源２と真
空容器１との間の小さな穴を開閉する０リングである。
空容器１との間の小さな穴を開閉する０リングである。
第２図は、本発明の第２実施例としての活性分子の生成
装置を示す概略図である。図中の１２は、パルス動作の
電磁弁駆動装置であシ、１３の電磁弁を駆動し、パルス
状に試料を送り出す。
装置を示す概略図である。図中の１２は、パルス動作の
電磁弁駆動装置であシ、１３の電磁弁を駆動し、パルス
状に試料を送り出す。
１４′は円筒型のマイクロ波共振器であシ、周波数２４
５０ＭＨｚに同調させてあシ、中心部でマイクロ波の電
界が最も強くなるように設定しである。
５０ＭＨｚに同調させてあシ、中心部でマイクロ波の電
界が最も強くなるように設定しである。
本実施例では、ノズル２と真空容器１の間に、石英また
は、アルミナの様なマイクロ波の吸収の少ない材料で製
作した放電管１５を設置してあり、放電による不純物の
混入を極力押さえることが可能である。
は、アルミナの様なマイクロ波の吸収の少ない材料で製
作した放電管１５を設置してあり、放電による不純物の
混入を極力押さえることが可能である。
次に上述した第２実施例の活性分子の生成装置を用いて
活性分子の生成方法を説明する。
活性分子の生成方法を説明する。
まず、試料が試料容器１１から供給され、電磁弁の入り
口王力は、１〜２気圧に設定される。
口王力は、１〜２気圧に設定される。
電磁弁駆動装置鴇・ら、パルスの繰シ返しが１〜１００
Ｈｚでパルス幅が１〜１０μ秒のパルス電流が流れると
、電磁弁１３が開き、圧力が１０−６〜１Ｏ−９Ｔｏｒ
ｒに設定されたマイクロ波共振器１４′および真空容器
１に試料が吹き出す。吹き出し口付近に設置しであるマ
イクロ波共振器にマイクロ波電源９から、出力１０〜５
００Ｗで周波数２４５０ＭＨｚのマイクロ波を印加して
、放電管１５の内部で放電を起こさせる。上記の条件下
では、気体は、超音速分子線となり、数ｃｍ下流では、
衝突の無い、流れとなる。従って、吹き出し口付近で、
マイクロ波放電によって生成した活性分子は、衝突が無
い為、再び反応することなく、目的の場所まで輸送でき
る。
Ｈｚでパルス幅が１〜１０μ秒のパルス電流が流れると
、電磁弁１３が開き、圧力が１０−６〜１Ｏ−９Ｔｏｒ
ｒに設定されたマイクロ波共振器１４′および真空容器
１に試料が吹き出す。吹き出し口付近に設置しであるマ
イクロ波共振器にマイクロ波電源９から、出力１０〜５
００Ｗで周波数２４５０ＭＨｚのマイクロ波を印加して
、放電管１５の内部で放電を起こさせる。上記の条件下
では、気体は、超音速分子線となり、数ｃｍ下流では、
衝突の無い、流れとなる。従って、吹き出し口付近で、
マイクロ波放電によって生成した活性分子は、衝突が無
い為、再び反応することなく、目的の場所まで輸送でき
る。
以上詳述したごとく、本発明の活性分子生成装置によれ
ば、高い制御性で、高効率に目的とする活性分子を生成
することが可能である。従って、半導体用薄膜、ガス分
離膜、酸化物被膜などの薄膜成長、吸着剤、触媒などの
表面改質、アモルファス薄膜、プラズマエンチング、ま
たは、超微粒子生成や、構成元素の分析用の励起装置と
して利用できる等顕著な効果を発揮する。
ば、高い制御性で、高効率に目的とする活性分子を生成
することが可能である。従って、半導体用薄膜、ガス分
離膜、酸化物被膜などの薄膜成長、吸着剤、触媒などの
表面改質、アモルファス薄膜、プラズマエンチング、ま
たは、超微粒子生成や、構成元素の分析用の励起装置と
して利用できる等顕著な効果を発揮する。
第１図は、本発明の第１実施例としての活性分子生成装
置を示す概略図、第２図は、本発明の第２実施例として
の活性分子生成装置を示す概略図である。第３図と第４
図は、従来の活性分子生成装置を示す概略図である。 １・・・真空容器、２・・・試料導入ノズル、３・・・
排気ポンプ、４・・・高電圧発生器、５・・・電磁弁駆
動装置、６・・・電磁弁、７・・・パルス制御装置、８
・・・電極、９・・・マイクロ電源、１０・・・マイク
ロ波共振器、１１・・・試料容器、１２・・・電磁弁駆
動用パルス発生器、１３・・・ソレノイドパルプ、１４
・・・大気圧対応マイクロ波共振器、１５・・・放電管
。
置を示す概略図、第２図は、本発明の第２実施例として
の活性分子生成装置を示す概略図である。第３図と第４
図は、従来の活性分子生成装置を示す概略図である。 １・・・真空容器、２・・・試料導入ノズル、３・・・
排気ポンプ、４・・・高電圧発生器、５・・・電磁弁駆
動装置、６・・・電磁弁、７・・・パルス制御装置、８
・・・電極、９・・・マイクロ電源、１０・・・マイク
ロ波共振器、１１・・・試料容器、１２・・・電磁弁駆
動用パルス発生器、１３・・・ソレノイドパルプ、１４
・・・大気圧対応マイクロ波共振器、１５・・・放電管
。
Claims (1)
- 原料ガスをパルス分子線として真空容器内に導く為のパ
ルス動作の電磁弁およびその駆動装置からなるパルス分
子線源と、該パルス分子線源と小さな穴を介して結合さ
れている真空容器と、該真空容器内で活性分子を生成せ
しめる為の大気圧で放電可能な共振器型のマイクロ波放
電管を有することを特徴とする活性分子生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108259A JPH047033A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 活性分子生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108259A JPH047033A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 活性分子生成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH047033A true JPH047033A (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=14480123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2108259A Pending JPH047033A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 活性分子生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH047033A (ja) |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP2108259A patent/JPH047033A/ja active Pending
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