JPH0639706B2 - Microwave molecular vapor deposition method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マイクロ波による分子蒸着方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of molecular vapor deposition by microwave.
［従来の技術］ 従来、例えば薄膜を形成する方法としては単一室内で試
料ガスの放電により活性種を生成し、同室内で被着体に
被覆する方法が知られている。かかる薄膜形成を第５図
の装置を参照して詳細に説明する。反応室１内に電極２
と被着体ホルダ３が設置され、被着体４は該ホルダ３に
載置されている。試料ガスは、ガス入口５から前記反応
室１に導かれ、前記電極２と被着体ホルダ３との間に印
加された電圧で放電され、活性種が生成される。生成し
た活性種は、被着体４表面に蒸着され、残りのガスはガ
ス出口６から排気される。[Prior Art] Conventionally, as a method of forming a thin film, for example, a method of generating active species by discharging a sample gas in a single chamber and coating the adherend in the same chamber is known. The thin film formation will be described in detail with reference to the apparatus shown in FIG. Electrode 2 in reaction chamber 1
The adherend holder 3 is installed, and the adherend 4 is placed on the holder 3. The sample gas is introduced into the reaction chamber 1 through the gas inlet 5 and is discharged at the voltage applied between the electrode 2 and the adherend holder 3 to generate active species. The generated active species are vapor-deposited on the surface of the adherend 4, and the remaining gas is exhausted from the gas outlet 6.
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来技術では単一室内で活性種を生成す
るため、気体試料又は蒸気圧の高い試料しか原料として
使用できない問題があった。また、活性種の生成条件
（圧力、流量、エネルギ）等は一定の値の設定して反応
を行ない、生成物の分析を行なった後、条件の評価を行
なっていたため、反応中の状態変化を把握できず、均一
な薄膜形成が困難であった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the prior art, since active species are generated in a single chamber, there is a problem that only a gas sample or a sample having a high vapor pressure can be used as a raw material. In addition, the conditions for generating active species (pressure, flow rate, energy, etc.) were set to constant values, the reaction was performed, the products were analyzed, and then the conditions were evaluated. It was difficult to grasp and it was difficult to form a uniform thin film.
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、目的とする活性種を効率よく生成して被着体上
に蒸着し得る方法を提供しようとするものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a method capable of efficiently producing a target active species and depositing it on an adherend.
［問題点を解決するための手段］ 本願第１の発明は、液状物質を連続して設置した減圧状
態の多段のマイクロ波キャビティに噴霧し、これらキャ
ビティ内を通過させることにより、気化、低分子化し、
生成した低分子を下流側に設置した被着体に導き、該被
着体表面に分子を被覆せしめることを特徴とするマイク
ロ波による分子蒸着方法である。[Means for Solving the Problems] The first invention of the present application is to vaporize a liquid substance to a multistage microwave cavity in a reduced pressure state, which is continuously installed, and to pass the liquid substance through these cavities to thereby evaporate a low molecular weight molecule. Turned into
This is a method for molecular vapor deposition by microwaves, in which the generated low molecules are guided to an adherend placed on the downstream side and the surface of the adherend is covered with the molecules.
本願第２の発明は、液状物質を連続して設置した減圧状
態の多段のマイクロ波キャビティに噴霧し、これらキャ
ビティ内を通過させることにより、気化、低分子化さ
せ、更に生成した低分子にマイクロ波を照射し、プラズ
マを発生させ得られたプラスズマを下流側に設置した被
着体に導き、該被着体表面に分子を被覆せしめることを
特徴とするマイクロ波による分子蒸着方法である。A second invention of the present application is that a liquid substance is sprayed into a multistage microwave cavity under a reduced pressure, which is continuously installed, and is passed through these cavities to vaporize and lower the molecular weight, and further to generate the low molecular weight microwaves. A molecular vapor deposition method using microwaves, which comprises irradiating a wave to generate plasma and guiding the obtained plasma to an adherend installed on the downstream side to coat the surface of the adherent with molecules.
上記液体物質としては、例えば酸、アルカリ、塩の水溶
液、粉体と水又は極性有機溶媒に分散させたスラリ等を
挙げることができる。なお、原料として気体のみでも可
能である。Examples of the liquid substance include aqueous solutions of acids, alkalis and salts, powders and water, or slurries dispersed in a polar organic solvent. It is possible to use only gas as the raw material.
［作用］ 本願第１の発明によれば、液状物質を連続して設置した
低圧条件下の多段のマイクロ波キャビティに噴霧するこ
とにより、該微粒子状の液状物が前段のキャビティ内に
おいて例えば周波数100〜3000ＭHz、出力10〜200Ｗのマ
イクロ波を吸収して昇温、気化する。次いで、次段に設
定されたキャビティ内で分子集合体から会合度の低い分
子（クラスタ）に解離する。更に、次段のキャビティ内
において単分子まで解離する。この過程は、例えばＮａ
Ｃｌ水溶液を液状物質として用いた場合、第６図に示す
ように吸収されたマイクロ波の電力により解離の状態が
進むが、一度に大電力を照射しても液状物質の微粒子や
会合度の高い分子が残り、会合度の異なる分子種が混合
した状態となる。本発明では、段階的にマイクロ波を吸
収させるため、目的の分子種を効率よく生成できる。こ
の時、キャビティに設置した光学窓を通してマイクロ
波、赤外、可視、紫外吸収スペクトルのいずれかをモニ
タし、キャビティ内で生成した分子の種類と濃度を求め
れば、これに基づいて入射マイクロ波の電力を目的とす
る分子種が多く生成するように制御できる。従って、段
階的に低分子を生成し、リアルタイムで濃度モニタを行
ない、その結果を入射マイクロ波電力の制御のためにフ
ィードバックさせることによって目的とする活性種を高
効率で生成することができる。このような工程で生成し
た活性種（単分子）を下流側に設置された蒸着室に導く
ことによって、該蒸着室内に設置した被着体（例えばア
ルミナ、コージライトなどの多孔質体や基板）の表面に
蒸着できる。[Operation] According to the first invention of the present application, by spraying a liquid substance into a multi-stage microwave cavity under a low pressure condition which is continuously installed, the fine particle-like liquid substance has a frequency of, for example, 100 It absorbs microwaves of ~ 3000MHz and output of 10 ~ 200W, elevates temperature and vaporizes. Then, in the cavity set in the next stage, the molecular aggregates are dissociated into molecules (clusters) having a low degree of association. Furthermore, even single molecules are dissociated in the cavity of the next stage. This process is performed, for example, with Na
When an aqueous solution of Cl is used as the liquid substance, the dissociated state proceeds due to the electric power of the absorbed microwaves as shown in FIG. 6, but even if a large amount of electric power is applied at one time, the fine particles of the liquid substance and the degree of association are high. The molecules remain, and the molecular species with different degrees of association are mixed. In the present invention, microwaves are absorbed stepwise, so that the target molecular species can be efficiently generated. At this time, the microwave, infrared, visible, or ultraviolet absorption spectrum is monitored through an optical window installed in the cavity, and if the type and concentration of the molecules generated in the cavity are calculated, the incident microwave It can be controlled so that a large number of molecular species for power generation are generated. Therefore, the target active species can be produced with high efficiency by producing small molecules stepwise, monitoring the concentration in real time, and feeding back the result for controlling the incident microwave power. By introducing the active species (monomolecule) generated in such a process into the deposition chamber installed on the downstream side, the adherend (for example, a porous body such as alumina or cordierite or the substrate) installed in the deposition chamber is introduced. Can be deposited on the surface of.
また、本願第２の発明によれば上述したマイクロ波キャ
ビティの次段において更にガスの絶縁破壊が起こらない
マイクロ波電力（例えば0.1〜50torrの圧力で50〜200
Ｗ）を供給することにより、プラズマが生成し、ラジカ
ル、イオンを生成することができる。この時、キャビテ
ィに設置した光学窓を通して発光スペクトル、原子、分
子の吸収スペクトル、蛍光スペクトル或いはラマンスペ
クトルのいずれかをモニタすれば、これに基づいて入射
マイクロ波の電力を目的とする分子種が多く生成するよ
うに制御できる。従って、段階的に低分子を生成した
後、プラズマを生成し、リアルタイムで濃度モニタを行
ない、その結果を入射マイクロ波電力の制御のためにフ
ィードバックさせることによって目的とする活性種を高
効率で生成することができる。このような工程で生成し
た活性種（プラズマ）を下流側に設置された蒸着室に導
くことによって、該蒸着室内に設置した被着体（例えば
アルミナ、コージライトなどの多孔質体や基板）の表面
に蒸着できる。この際、イオン、中性子等が混合された
プラズマを被着体上に選択的に蒸着する場合にはイオン
を電揚（０〜100Ｖ）で加速し、蒸着室に導くか、或い
はイオンを電揚で減速又は補捉して中性分子を蒸着室に
導くことができる。また、磁場（０〜１ＫＧ）をかける
とプラズマが収束され、プラズマ密度は任意に設定した
状態で蒸着室に導くことも可能である。Further, according to the second invention of the present application, microwave power (eg, 50 to 200 at a pressure of 0.1 to 50 torr) that does not cause dielectric breakdown of gas in the subsequent stage of the microwave cavity described above.
By supplying W), plasma is generated and radicals and ions can be generated. At this time, if any of the emission spectrum, the absorption spectrum of atoms and molecules, the fluorescence spectrum, or the Raman spectrum is monitored through the optical window installed in the cavity, many molecular species for which the power of the incident microwave is intended based on this are monitored. It can be controlled to generate. Therefore, after generating small molecules step by step, plasma is generated, the concentration is monitored in real time, and the result is fed back to control the incident microwave power to generate the target active species with high efficiency. can do. By introducing the activated species (plasma) generated in such a process to the vapor deposition chamber installed on the downstream side, the adherend (for example, a porous body such as alumina or cordierite or the substrate) placed in the vapor deposition chamber It can be vapor-deposited on the surface. At this time, in the case of selectively vapor-depositing plasma mixed with ions, neutrons, etc. on the adherend, the ions are accelerated by electrification (0 to 100 V) and guided to the vapor deposition chamber, or the ions are electrified. The neutral molecules can be guided to the deposition chamber by decelerating or capturing. Further, when a magnetic field (0 to 1 KG) is applied, the plasma is converged, and it is possible to guide the plasma to the vapor deposition chamber with the plasma density being set arbitrarily.
［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。Embodiments of the Invention Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
実施例１ 第１図は、本実施例１で用いた低分子蒸着装置を示す概
略図である。図中の11は、チャンバであり、このチャン
バ11は例えば２つの９メッシュ以上のステンレス綱から
なるスリット12a、12bにより仕切られた第１〜第３のマ
イクロ波キャビティ13a〜13cが形成されている。また、
図中の14は10％濃度のケイ酸水溶液を収容した貯槽であ
り、この貯槽14のケイ酸水溶液は注薬ポンプ15を通して
前記第１のキャビティ13a内に挿入された微粒化ノズル1
6を介して該キャビティ13a内に噴霧される。前記第３の
キャビティ13cには、蒸着室17が連結され、かつ該蒸着
室17には前記各キャビティ13a〜13c及び蒸着室17を減圧
状態にするための真空ポンプ18が連結されている。前記
各キャビティ13a〜13cに対応する前記チャンバ11上部に
は、マグネトロン19a〜19cが設けられており、かつこれ
らマグネトロン19a〜19cにはマグネトロン電源20a〜20c
が接続されている。これらマグネトロン電源20a〜20c
は、制御器21に接続され、該制御器21からの信号により
前記各マグネトロン19a〜19cに出力する電力が制御され
るようになっている。更に、図中の22は検出器であり、
この検出器22は前記第３のキャビティ13cに対応するチ
ャンバ11に設けられた光学窓23を通して該第３のキャビ
ティ13cの赤外吸収をモニタするものである。前記検出
器22は制御器21に接続され、その検出信号は該制御器21
を通して前記各マグネトロン電源20a〜20cにフィードバ
ックされる。Example 1 FIG. 1 is a schematic diagram showing the low-molecular vapor deposition apparatus used in Example 1. Reference numeral 11 in the drawing is a chamber, and this chamber 11 is formed with first to third microwave cavities 13a to 13c partitioned by, for example, two slits 12a and 12b made of stainless steel of 9 mesh or more. . Also,
Reference numeral 14 in the figure is a storage tank containing a 10% concentration silicic acid aqueous solution, and the silicic acid aqueous solution in this storage tank 14 is passed through a chemical injection pump 15 into the first cavity 13a and the atomizing nozzle 1
It is sprayed into the cavity 13a via 6. A vapor deposition chamber 17 is connected to the third cavity 13c, and a vacuum pump 18 for reducing the pressure of each of the cavities 13a to 13c and the vapor deposition chamber 17 is connected to the vapor deposition chamber 17. Magnetrons 19a to 19c are provided on the upper portion of the chamber 11 corresponding to the cavities 13a to 13c, and the magnetrons 19a to 19c have magnetron power sources 20a to 20c.
Are connected. These magnetron power supplies 20a-20c
Is connected to the controller 21, and the power output to each of the magnetrons 19a to 19c is controlled by a signal from the controller 21. Furthermore, 22 in the figure is a detector,
The detector 22 monitors infrared absorption of the third cavity 13c through an optical window 23 provided in the chamber 11 corresponding to the third cavity 13c. The detector 22 is connected to the controller 21, the detection signal of which is connected to the controller 21.
Is fed back to each of the magnetron power sources 20a to 20c.
次に、上述した第１図図示の低分子蒸着装置を用いて蒸
着方法を説明する。Next, the vapor deposition method will be described using the low molecular vapor deposition apparatus shown in FIG.
まず、蒸着室17内に被着体である例えばアルミナやコー
ジライトからなる多孔質体24を設置した後、真空ポンプ
18を作動して第１〜第３のマイクロ波キャビティ13a〜1
3c及び蒸着室17内を１〜10torrの減圧状態に保持すると
共に、各マグネトロン電源20a〜20cからマクネトロン19
a〜19cに電力を供給してチャンバ11の第１〜第３のマイ
クロ波キャビティ13a〜13cにマイクロ波を発生させる。
つづいて、注薬ポンプ15を作動して貯槽14内のケイ酸水
溶液を微粒化ノズル16から１μｍ以下に微粒化して第１
のマイクロ波キャビティ13a内に供給する。この時、微
粒化水溶液は第１のキャビティ13a内において低圧での
蒸発及びマイクロ波の吸収により蒸発され、ケイ酸は蒸
発固化してクラスタ（Ｈ４ＳｉＯ４）ｎとなる。First, after placing the adherend, for example, a porous body 24 made of alumina or cordierite in the vapor deposition chamber 17, a vacuum pump
18 to operate the first to third microwave cavities 13a to 1
3c and the inside of the vapor deposition chamber 17 are kept at a reduced pressure of 1 to 10 torr, and the magnetron power supplies 20a to 20c from the magnetron 19
Electric power is supplied to a to 19c to generate microwaves in the first to third microwave cavities 13a to 13c of the chamber 11.
Subsequently, the injection pump 15 is operated to atomize the silicic acid aqueous solution in the storage tank 14 to 1 μm or less from the atomizing nozzle 16 and
To the microwave cavity 13a. At this time, the atomized aqueous solution is evaporated in the first cavity 13a by low-pressure evaporation and microwave absorption, and the silicic acid is evaporated and solidified to form clusters (H 4 SiO 4 ) n .
次いで、前記クラスタは真空ポンプ18の排気流れに沿っ
て下流側の第２のキャビティ13bに導かれ、このキャビ
ティ13b内においてマイクロ波を吸収して微細化させ
る。この後、更に微細化されたクラスタは下流側の第３
のキャビティ13c内に導かれ、ここでマイクロ波を吸収
して最終的に単分子（Ｈ４ＳｉＯ４）又はその酸化物
（ＳｉＯ２）にまで分解される。この時、検出器22によ
り第３のキャビティ13cに対応するチャンバ11の光学窓2
3を通して該キャビティ13cでの赤外吸収がモニタされ、
赤外吸収スペクトルの半値幅及び強度により単分子クラ
スタの比率、単分子濃度、ケイ酸から酸化ケイ酸への脱
水過程が把握される。かかる検出器22で検出した信号を
制御器21に出力することにより、該制御器21から各マグ
ネトロン電源20a〜20cにフィードバックされ、これらの
電源20a〜20cと接続されたマグネトロン19a〜19cの出力
を制御され、これによって単分子（Ｈ４ＳｉＯ４）又は
その酸化物（ＳｉＯ２）単分子が高効率で生成される。
この単分子は、非平衡条件でガス体として挙動するた
め、極めて活性が高く、第３のキャビティ13cの下流側
に設置された蒸着室17を流通する過程で該蒸着室17に設
置したアルミナ等からなる多孔質体24表面に均一に吸着
されて蒸着がなされる。Next, the cluster is guided to the second cavity 13b on the downstream side along the exhaust flow of the vacuum pump 18, and absorbs the microwave in the cavity 13b to make it fine. After this, the further miniaturized clusters are
Is guided to the inside of the cavity 13c, where microwaves are absorbed and finally decomposed into a single molecule (H 4 SiO 4 ) or its oxide (SiO 2 ). At this time, the optical window 2 of the chamber 11 corresponding to the third cavity 13c is detected by the detector 22.
Infrared absorption in the cavity 13c is monitored through 3,
The half-value width and intensity of the infrared absorption spectrum indicate the ratio of monomolecular clusters, monomolecular concentration, and dehydration process from silicic acid to oxidized silicic acid. By outputting the signal detected by the detector 22 to the controller 21, it is fed back from the controller 21 to each magnetron power source 20a ~ 20c, the output of the magnetron 19a ~ 19c connected to these power sources 20a ~ 20c. It is controlled so that a single molecule (H 4 SiO 4 ) or its oxide (SiO 2 ) single molecule is generated with high efficiency.
Since this single molecule behaves as a gas body under a non-equilibrium condition, it has extremely high activity, and alumina or the like installed in the vapor deposition chamber 17 in the process of flowing through the vapor deposition chamber 17 installed on the downstream side of the third cavity 13c. Is vapor-deposited by being uniformly adsorbed on the surface of the porous body 24.
なお、上記実施例１では検出器22により赤外吸収をモニ
タしたが、マイクロ波可視、紫外吸収スペクトルやラマ
ンスペクトルをモニタし、この検出信号を制御器21を通
してマグネトロン電源20a〜20cにフィードバックさせて
もよい。In the first embodiment, the infrared absorption was monitored by the detector 22, but microwave visible, ultraviolet absorption spectrum and Raman spectrum were monitored, and this detection signal was fed back to the magnetron power supplies 20a to 20c through the controller 21. Good.
実施例２ 第２図は、本実施例２で用いたプラズマ蒸着装置を示す
概略図である。図中の11は、チャンバであり、このチャ
ンバ11は例えば３つの９メッシュ以上の金綱からなるス
リット12a〜12cにより仕切られた第１〜第４のマイクロ
波キャビティ13a〜13dが形成されている。また、図中の
14は10％濃度のケイ酸水溶液を収容した貯槽であり、こ
の貯槽14のケイ酸水溶液は注薬ポンプ15を通して前記第
１のキャビティ13a内に挿入された微細化ノズル16を介
して該キャビティ13a内に噴霧される。前記第４のキャ
ビティ13dには、蒸着室17が連結され、かつ該蒸着室17
には前記各キャビティ13a〜13d及び蒸着室17を減圧状態
にするための真空ポンプ18が連結されている。前記各キ
ャビティ13a〜13dに対応する前記チャンバ11上部には、
マグネトロン19a〜19dが設けられており、かつこれらマ
グネトロン19a〜19dにはマグネトロン電源20a〜20dが接
続されている。これらマグネトロン電源20a〜20dは、制
御器21に接続され、該制御器21からの信号により前記各
マグネトロン19a〜19dに出力する電力が制御されるよう
になっている。更に、図中の22は検出器であり、この検
出器22は前記第４のキャビティ134に対応するチャンバ1
1に設けられた光学窓23を通して該第４のキャビティ13d
の分子、原子スペクトルをモニタするものである。前記
検出器22は制御器21に接続され、その検出信号は該制御
器21を通して前記各マグネトロン電源20a〜20dにフィー
ドバックされる。Example 2 FIG. 2 is a schematic diagram showing the plasma vapor deposition apparatus used in this Example 2. Reference numeral 11 in the figure is a chamber, and this chamber 11 is formed with first to fourth microwave cavities 13a to 13d which are partitioned by slits 12a to 12c made of, for example, three metal meshes of 9 mesh or more. Also, in the figure
Reference numeral 14 denotes a storage tank containing a 10% -concentration silicic acid aqueous solution, and the silicic acid aqueous solution in the storage tank 14 passes through a chemical injection pump 15 and a micro-nozzle 16 inserted into the first cavity 13a so that the cavity 13a Is sprayed in. A vapor deposition chamber 17 is connected to the fourth cavity 13d, and the vapor deposition chamber 17 is
A vacuum pump 18 for connecting the cavities 13a to 13d and the vapor deposition chamber 17 to a reduced pressure state is connected to the. In the upper part of the chamber 11 corresponding to each of the cavities 13a to 13d,
Magnetrons 19a to 19d are provided, and magnetron power supplies 20a to 20d are connected to these magnetrons 19a to 19d. These magnetron power sources 20a to 20d are connected to a controller 21, and the power output to each of the magnetrons 19a to 19d is controlled by a signal from the controller 21. Furthermore, 22 in the figure is a detector, and this detector 22 is the chamber 1 corresponding to the fourth cavity 134.
Through the optical window 23 provided in the first cavity 13d
It monitors the molecular and atomic spectra of. The detector 22 is connected to the controller 21, and the detection signal is fed back to the magnetron power supplies 20a to 20d through the controller 21.
次に、上述した第２図図示のプラズマ蒸着装置を用いて
プラズマ蒸着方法を説明する。Next, a plasma vapor deposition method will be described using the plasma vapor deposition apparatus shown in FIG.
前記実施例１と同様に第３のマイクロ波キャビティ13c
内で発生した低分子を下流側の第４のマイクロ波キャビ
ティ13dに導き、ここでマグネトロン電源20dによりマイ
クロ波放電を行なうことにより低分子はイオン又は活性
期の元素まで分解される。この時、検出器22により第４
のキャビティ13dに対応するチャンバ11の光学窓23を通
して該キャビティ13d内のイオン又は活性期の元素を原
子、分子スペクトルとしてモニタされ、その検出信号を
制御器21に出力することにより、該制御器21から各マグ
ネトロン電源20a〜20dにフィードバックされ、これらの
電源20a〜20dと接続されたマグネトロン19a〜19dの出力
が制御され、これによってイオン又は活性種が高効率で
生成される。こうしたイオン又は活性種は、極めて活性
が高く、第４のキャビティ13dの下流側に設置された蒸
着室17を流通する過程で該蒸着室17に設置したアルミナ
等からなる多孔質体24表面に均一に吸着されて蒸着がな
される。Similar to the first embodiment, the third microwave cavity 13c
The small molecules generated therein are guided to the fourth microwave cavity 13d on the downstream side, and the microwaves are discharged by the magnetron power source 20d, whereby the small molecules are decomposed into ions or active elements. At this time, the detector 22 causes the fourth
The ion or active phase element in the cavity 13d is monitored as an atomic or molecular spectrum through the optical window 23 of the chamber 11 corresponding to the cavity 13d of the chamber 11d, and the detection signal is output to the controller 21, whereby the controller 21 Are fed back to the respective magnetron power supplies 20a to 20d, and the outputs of the magnetrons 19a to 19d connected to these power supplies 20a to 20d are controlled, whereby ions or active species are generated with high efficiency. Such ions or active species have extremely high activity and are evenly distributed on the surface of the porous body 24 made of alumina or the like installed in the vapor deposition chamber 17 in the process of flowing through the vapor deposition chamber 17 installed on the downstream side of the fourth cavity 13d. Is adsorbed on and vapor deposition is performed.
なお、上記実施例２では検出器22によりイオン又は活性
期の元素を原子、分子スペクトルとしてモニタしたが、
発光スペクトル、吸収スペクトル（マイクロ波、赤外、
可視、紫外）、レーザ有機蛍光スペクトル又はラマンス
ペクトルをモニタし、この検出信号を制御器21を通して
マグネトロン電源20a〜20dにフィードバックさせてもよ
い。In the second embodiment, the detector 22 monitors an ion or an element in the active period as an atomic or molecular spectrum.
Emission spectrum, absorption spectrum (microwave, infrared,
(Visible, ultraviolet), laser organic fluorescence spectrum or Raman spectrum may be monitored, and this detection signal may be fed back to the magnetron power supplies 20a to 20d through the controller 21.
実施例３ 第３図は、本実施例３で用いたプラズマ蒸着装置であ
り、この装置は前述した第２図の蒸着質17に電源25と接
続されたグリッド26を配置した構造になっている。Embodiment 3 FIG. 3 shows a plasma vapor deposition apparatus used in this Embodiment 3, and this apparatus has a structure in which a grid 26 connected to a power source 25 is arranged on the vapor deposition material 17 of FIG. 2 described above. .
次に、第３図図示のプラズマ蒸着装置を用いてプラズマ
蒸着方法を説明する。Next, a plasma vapor deposition method will be described using the plasma vapor deposition apparatus shown in FIG.
前記実施例２と同様に第３のマイクロ波キャビティ13c
内で生成した低分子を下流側の第４のマイクロ波キャビ
ティ13dに導き、ここでマグネトロン電源20dによりマイ
クロ波放電を行なうことにより低分子はイオン又は活性
期の元素まで分解し、生成したイオン又は活性種（プラ
ズマ）を第４のキャビティ13dの下流側に設置された蒸
着室17に導く際、該蒸着室17内に配置され、電源25から
直流電圧（−100Ｖ〜＋100Ｖ）が印加されたグリッド26
によってイオン又はラジカルが選択的に蒸着室17に導か
れ、蒸着室17に設置したアルミナ等からなる多孔質体24
表面に均一に吸着されて蒸着がなされる。Third microwave cavity 13c similar to the second embodiment
The small molecules generated inside are guided to the fourth microwave cavity 13d on the downstream side, and the microwaves are discharged there by the magnetron power source 20d, whereby the small molecules are decomposed into ions or elements in the active phase, and the generated ions or When the active species (plasma) is guided to the vapor deposition chamber 17 installed on the downstream side of the fourth cavity 13d, the grid is placed in the vapor deposition chamber 17 and to which a DC voltage (-100V to + 100V) is applied from the power source 25. 26
Ions or radicals are selectively guided to the vapor deposition chamber 17 by the porous body 24 made of alumina or the like installed in the vapor deposition chamber 17.
The surface is uniformly adsorbed and vapor deposition is performed.
実施例４ 第４図は、本実施例４で用いたプラズマ蒸着装置であ
り、この装置は前述した第２図の第４のマイクロ波キャ
ビティ13dと蒸着質17との連結部に電磁石電源27に接続
された電磁石28を取付けた構造になっている。Fourth Embodiment FIG. 4 shows a plasma deposition apparatus used in the fourth embodiment. This apparatus uses an electromagnet power source 27 at the connecting portion between the fourth microwave cavity 13d and the deposition material 17 shown in FIG. The structure is such that the connected electromagnet 28 is attached.
次に、第４図図示のプラズマ蒸着装置を用いてプラズマ
蒸着方法を説明する。Next, a plasma vapor deposition method will be described using the plasma vapor deposition apparatus shown in FIG.
前記実施例２と同様に第３のマイクロ波キャビティ13c
内で生成した低分子を下流側の第４のマイクロ波キャビ
ティ13dに導き、ここでマグネトロン電源20dによりマイ
クロ波放電を行なうことにより低分子はイオン又は活性
期の元素まで分解し、生成したイオン又は活性種（プラ
ズマ）を第４のキャビティ13dの下流側に設置された蒸
着室17に導く際、第４のキャビティ13dし蒸着室17の連
結部に取付けられ電源27から電圧が印加された電磁石28
（０〜１ＫＧ）によってプラズマが収束され、任意のプ
ラズマ密度で導かれ、蒸着室17に設置したアルミナ等か
らなる多孔質体24表面に均一に吸着されて蒸着がなされ
る。Third microwave cavity 13c similar to the second embodiment
The small molecules generated inside are guided to the fourth microwave cavity 13d on the downstream side, and the microwaves are discharged there by the magnetron power source 20d, whereby the small molecules are decomposed into ions or elements in the active phase, and the generated ions or When the activated species (plasma) is guided to the vapor deposition chamber 17 installed on the downstream side of the fourth cavity 13d, the electromagnet 28 to which the voltage is applied from the power source 27 is attached to the connection portion of the fourth cavity 13d and the vapor deposition chamber 17.
The plasma is converged by (0 to 1 KG), guided at an arbitrary plasma density, uniformly adsorbed on the surface of the porous body 24 made of alumina or the like installed in the vapor deposition chamber 17, and vapor deposition is performed.
［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明のマイクロ波による分子蒸着
方法によれば連続して設置した減圧状態の多段マイクロ
波キャビティにより段階的に低分子を生成するか、もし
くは低分子を生成し、更にプラズマを生成するかした
後、リアルタイムで濃度モニタを行ない、その結果を入
射マイクロ波電力の制御のためにフィードバックさせる
ことによって目的とする活性種を高効率で生成し、この
活性種を被着体表面に蒸着でき、ひいては半導体用薄
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、太陽電池などに用いるアモルファ
ス膜、プラズマエッチング、又は超微粒子生成に有効に
利用できる等顕著な効果を有する。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the method of molecular vapor deposition by microwave of the present invention, low molecules are generated stepwise by the multistage microwave cavity of the reduced pressure state which is continuously installed, or low molecules are generated. After generating or further generating plasma, the concentration is monitored in real time, and the result is fed back to control the incident microwave power to generate the target active species with high efficiency. Can be vapor-deposited on the surface of an adherend, and by extension, thin film growth for semiconductors, gas separation films, oxide films, adsorbents,
It has remarkable effects such as effective use for surface modification of catalysts, amorphous films used for solar cells, plasma etching, or generation of ultrafine particles.
第１図は本発明の実施例１で使用した分子蒸着装置を示
す概略図、第２図は本発明の実施例２で使用したプラズ
マ蒸着装置を示す概略図、第３図は本発明の実施例３で
使用したプラズマ蒸着装置を示す概略図、第４図は本発
明の実施例４で使用したプラズマ蒸着装置を示す概略
図、第５図は従来の薄膜形成装置を示す概略図、第６図
はＮａＣｌ水溶液がマイクロ波を吸収して気化、低分子
化、原子化、イオン化される一連の過程を示す特性図で
ある。 11……チャンバ、13a〜13d……第１〜第４のマイクロ波
キャビティ、16……微粒化ノズル、17……蒸着室、18…
…真空ポンプ、19a〜19d……マグネトロン、20a〜20d…
…マグネトロン電源、21……制御器、22……検出器、23
……光学窓、24……多孔質体、26……グリッド、28……
電磁石。1 is a schematic diagram showing a molecular vapor deposition apparatus used in Example 1 of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a plasma vapor deposition apparatus used in Example 2 of the present invention, and FIG. 3 is an implementation of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing a plasma vapor deposition apparatus used in Example 3, FIG. 4 is a schematic diagram showing a plasma vapor deposition apparatus used in Example 4 of the present invention, FIG. 5 is a schematic diagram showing a conventional thin film forming apparatus, and FIG. The figure is a characteristic diagram showing a series of processes in which a NaCl aqueous solution absorbs microwaves to be vaporized, depolymerized, atomized, and ionized. 11 ... Chamber, 13a to 13d ... First to fourth microwave cavities, 16 ... Atomizing nozzle, 17 ... Deposition chamber, 18 ...
... vacuum pump, 19a-19d ... magnetron, 20a-20d ...
… Magnetron power supply, 21 …… Controller, 22 …… Detector, 23
…… Optical window, 24 …… Porous body, 26 …… Grid, 28 ……
electromagnet.
Claims (4)
段のマイクロ波キャビティに噴霧し、これらキャビティ
内を通過させることにより、気化、低分子化し、生成し
た低分子を下流側に設置した被着体に導き、該被着体表
面に分子を被覆せしめることを特徴とするマイクロ波に
よる分子蒸着方法。1. A liquid substance is sprayed into a continuously-depressurized multi-stage microwave cavity and is passed through these cavities to vaporize and lower the molecular weight, and the generated low molecular weight is placed on the downstream side. A method of vapor deposition of molecules by microwaves, which comprises leading to an adherend and coating the surface of the adherend with molecules.
し、多段のマイクロ波キャビティへのマイクロ波電力を
制御し、生成した低分子を下流側に設置した被着体に導
き、該被着体表面に分子を被覆せしめることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波による分子蒸
着方法。2. The produced small molecule is monitored by a spectroscopic method, the microwave power to the multi-stage microwave cavity is controlled, the produced small molecule is guided to an adherend installed on the downstream side, and the adhered substance is adhered. The method of claim 1, wherein the body surface is coated with molecules.
段のマイクロ波キャビティに噴霧し、これらキャビティ
内を通過させることにより、気化、低分子化させ、更に
生成した低分子にマイクロ波を照射し、プラズマを発生
させ得られたプラスズマを下流側に設置した被着体に導
き、該被着体表面に分子を被覆せしめることを特徴とす
るマイクロ波による分子蒸着方法。3. A liquid substance is sprayed into a multi-stage microwave cavity under a reduced pressure, which is continuously installed, and is passed through these cavities to vaporize and lower the molecular weight, and further to generate low-molecular weight microwaves. A method of molecular vapor deposition by microwaves, which comprises irradiating and generating a plasma to guide the obtained plasma to an adherend installed on the downstream side, and coating the surface of the adherend with molecules.
タし、マイクロ波を照射するためのマイクロ波電力を制
御し、得られたプラズマを下流側に設置した被着体に導
き、被着体表面に分子を被覆せしめることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載のマイクロ波による分子蒸着
方法。4. The generated plasma is monitored by a spectroscopic method, the microwave power for irradiating the microwave is controlled, the obtained plasma is guided to an adherend installed on the downstream side, and the adherend surface is obtained. 4. The method for depositing molecules by microwaves according to claim 3, characterized in that the molecules are coated on.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096846A JPH0639706B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Microwave molecular vapor deposition method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096846A JPH0639706B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Microwave molecular vapor deposition method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63261700A JPS63261700A (en) | 1988-10-28 |
| JPH0639706B2 true JPH0639706B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=14175869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62096846A Expired - Lifetime JPH0639706B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Microwave molecular vapor deposition method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639706B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101533589B1 (en) * | 2013-06-07 | 2015-07-03 | 에스엔유 프리시젼 주식회사 | Apparatus for vaporization using microwave heating and system for vaccum deposition including the same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5302266A (en) * | 1992-03-20 | 1994-04-12 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for filing high aspect patterns with metal |
| JP2008103026A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Ulvac Japan Ltd | Forming method of metal protective film, and film-deposition system of metal protective film |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62096846A patent/JPH0639706B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101533589B1 (en) * | 2013-06-07 | 2015-07-03 | 에스엔유 프리시젼 주식회사 | Apparatus for vaporization using microwave heating and system for vaccum deposition including the same |
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|---|---|
| JPS63261700A (en) | 1988-10-28 |
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