JP2002088486A - High-frequency induction heat plasma apparatus - Google Patents
High-frequency induction heat plasma apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する分野】本発明はプラズマ中で成膜材料を
蒸発させたり溶融し、該蒸発，溶融材料によって基板上
に成膜や超微粉末製造、球状化等を行う高周波誘導熱プ
ラズマ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency induction thermal plasma apparatus for evaporating or melting a film-forming material in plasma, and performing film formation, ultrafine powder production, spheroidization, etc. on a substrate by the evaporation and the molten material. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１は従来の高周波誘導熱プラズマ装置
を示している。１はプラズマ発生用のトーチであり、該
トーチ１は円筒部材２，円筒部材２の下部に取り付けら
れたガスリング３、円筒部材２の外側に配置された誘導
コイル４等から形成されている。FIG. 1 shows a conventional high frequency induction thermal plasma apparatus. Reference numeral 1 denotes a torch for generating plasma. The torch 1 includes a cylindrical member 2, a gas ring 3 attached to a lower part of the cylindrical member 2, an induction coil 4 disposed outside the cylindrical member 2, and the like.
【０００３】前記円筒部材２は二重管構造に形成されて
おり、その内側管は、例えば、窒化珪素材で形成され、
その外側管は石英管で形成されている。該円筒部材２は
フランジ５ａと５ｂとの間に取り付けられている。フラ
ンジ５ａには冷却水の出口通路６が設けられ、フランジ
５ｂには冷却水の入口通路７が設けられており、円筒部
材２の二重管内部には入口通路７から冷却水が供給さ
れ、出口通路６から冷却水が排出される。[0003] The cylindrical member 2 is formed in a double tube structure, and an inner tube thereof is formed of, for example, a silicon nitride material.
The outer tube is formed of a quartz tube. The cylindrical member 2 is mounted between the flanges 5a and 5b. An outlet passage 6 for cooling water is provided in the flange 5a, and an inlet passage 7 for cooling water is provided in the flange 5b. Cooling water is supplied from the inlet passage 7 to the inside of the double pipe of the cylindrical member 2. Cooling water is discharged from the outlet passage 6.
【０００４】前記ガスリング３の中央部分にはプローブ
８が設けられている。プローブ８の中心部にはその長手
方向に孔が形成されており、この孔を介して前記円筒部
材２内に成膜すべき原料が供給される。又、図示してい
ないプラズマガス源からプラズマガスがガスリング３の
外側から円筒部（内側管）２内部に供給される。前記プ
ローブ８内には冷却水が循環出来る通路が設けられてお
り、その冷却水は入口９から入り、出口１０から排出さ
れる。又、ガスリング３の内部にも冷却水路１１が設け
られ、冷却水が供給される。A probe 8 is provided at the center of the gas ring 3. A hole is formed in the center of the probe 8 in the longitudinal direction, and a raw material to be formed into a film is supplied into the cylindrical member 2 through the hole. In addition, a plasma gas is supplied from the outside of the gas ring 3 into the cylindrical portion (inner tube) 2 from a plasma gas source (not shown). A passage through which cooling water can circulate is provided in the probe 8, and the cooling water enters through an inlet 9 and is discharged through an outlet 10. In addition, a cooling water passage 11 is also provided inside the gas ring 3 to supply cooling water.
【０００５】前記高周波コイル４には、図示していない
が高周波電源から高周波電力が供給されるように構成さ
れており、又、該コイルの材質は銅パイプで内部に冷却
水が供給されている。尚、この銅パイプの外周は、絶縁
と結露防止のためテフロン（登録商標）チューブが被覆
されている。Although not shown, the high-frequency coil 4 is configured to be supplied with high-frequency power from a high-frequency power supply, and the coil is made of copper pipe and cooling water is supplied inside. . The outer periphery of the copper pipe is covered with a Teflon (registered trademark) tube for insulation and prevention of dew condensation.
【０００６】トーチ１の上部にはチャンバー１２が配置
されている。該チャンバーは水冷されており、その内部
は図示していない真空ポンプにより排気されるように構
成されている。又、このチャンバー内には被成膜基板１
３が配置されている。この基板は回転可能な基板ホルダ
ー１４に取り付けられている。尚、このホルダーは図示
していないが水冷構造となっている。[0006] A chamber 12 is arranged above the torch 1. The chamber is water-cooled, and the inside thereof is configured to be evacuated by a vacuum pump (not shown). In this chamber, a film-forming substrate 1 is provided.
3 are arranged. This substrate is mounted on a rotatable substrate holder 14. Although not shown, the holder has a water cooling structure.
【０００７】一方、前記トーチ１の下部には密閉容器１
５が配置されており、前記プローブ８の反チャンバー側
と繋がっている。この密閉容器には図示しないが温度セ
ンサーとヒーターの如き加熱手段が設けられており、該
密閉容器内の温度が常に検出され、溶媒に溶かした原料
が液相から気相になるように密閉容器内の温度がコント
ロールされるように構成されている。１６はこの密閉容
器内に霧状にした成膜原料液を供給するための噴霧器
で、図２に示す様に、二重管構造に成っており、先端部
において外管の孔が細く成っている（即ち、ノズル状に
成っている）。１７は成膜原料液が収容された原料容器
１８から原料液を吸引・吐出することが出来るポンプで
ある。１９は前記密閉容器１５に貯まった液を回収する
回収容器である。尚、前記噴霧器１６とポンプ１７の
間、ポンプ１７と原料容器１８の間、密閉容器１５と回
収容器２０の間はそれぞれチューブで繋がっている。On the other hand, a closed container 1 is provided below the torch 1.
5 is arranged, and is connected to the opposite side of the probe 8 from the chamber. Although not shown, the closed vessel is provided with a heating means such as a temperature sensor and a heater. The temperature inside the closed vessel is always detected, and the closed vessel is so arranged that the raw material dissolved in the solvent changes from a liquid phase to a gas phase. It is configured to control the temperature inside. Numeral 16 denotes a sprayer for supplying the atomized film-forming raw material liquid into the closed container, which has a double-pipe structure as shown in FIG. (That is, in the form of a nozzle). Reference numeral 17 denotes a pump capable of sucking and discharging the raw material liquid from the raw material container 18 containing the film forming raw material liquid. Reference numeral 19 denotes a collection container for collecting the liquid stored in the closed container 15. A tube is connected between the sprayer 16 and the pump 17, between the pump 17 and the raw material container 18, and between the closed container 15 and the recovery container 20.
【０００８】この様な構成の高周波誘導熱プラズマ装置
の動作を次に説明する。Next, the operation of the high-frequency induction thermal plasma apparatus having such a configuration will be described.
【０００９】先ず、成膜すべき固体材料を一旦硝酸又は
塩酸等に溶かし、且つ、溶媒で濃度調整した後、原料容
器１８に入れておく。First, a solid material to be formed into a film is temporarily dissolved in nitric acid or hydrochloric acid, and the concentration is adjusted with a solvent.
【００１０】次に、ポンプ１７により原料容器１８内に
収容された原料液を吸引・吐出し、噴霧器１６の内管内
に供給する。この時、該噴霧器の外管内にはアルゴン等
の噴霧用ガスが適宜圧力を掛けて供給されているので、
噴霧器１６のノズル状先端から密閉容器１５内に原料液
が噴霧される。この時、密閉容器内は適宜温度に加熱さ
れているので、噴霧された原料液は蒸発し、該蒸発が行
われている最中に、該密閉容器１５内は該密閉容器内の
温度に応じた飽和の状態となり、該飽和蒸気圧分の蒸気
がプローブ８の孔８Ｈを通過してトーチ１内に入ってい
く。Next, the raw material liquid contained in the raw material container 18 is sucked and discharged by the pump 17 and supplied into the inner pipe of the sprayer 16. At this time, since a gas for atomization such as argon is supplied under appropriate pressure in the outer tube of the atomizer,
The raw material liquid is sprayed into the closed container 15 from the nozzle-like tip of the sprayer 16. At this time, since the inside of the closed container is appropriately heated to a temperature, the sprayed raw material liquid evaporates, and during the evaporation, the inside of the closed container 15 changes according to the temperature inside the closed container. The saturated vapor pressure is reached, and the vapor corresponding to the saturated vapor pressure passes through the hole 8H of the probe 8 and enters the torch 1.
【００１１】一方、チャンバー１２内は真空ポンプ（図
示せず）によって排気され、トーチ１においては、トー
チ１のガスリング３を介して円筒部材２内にプラズマガ
ス（例えば、アルゴンガス）が供給されると共に、誘導
コイル４に高周波電力が供給される。そして、高周波電
力を上昇させながらトーチ内でプラズマＰを着火する。
その後、前記アルゴンガスの供給量を増やし、徐々に高
周波電力を上昇させてプラズマＰを安定化させる。On the other hand, the inside of the chamber 12 is evacuated by a vacuum pump (not shown). In the torch 1, a plasma gas (for example, argon gas) is supplied into the cylindrical member 2 through the gas ring 3 of the torch 1. At the same time, high-frequency power is supplied to the induction coil 4. Then, the plasma P is ignited in the torch while increasing the high frequency power.
Thereafter, the supply amount of the argon gas is increased, and the high frequency power is gradually increased to stabilize the plasma P.
【００１２】この状態のトーチ１内に前記原料蒸気がキ
ャリアガス（例えばアルゴンガス）と共に入ってくる
と、該原料蒸気は、約１万度以上の温度の熱プラズマに
よって原子，イオン，中性粒子等に一旦分解されるが、
途中でクラスター状になり、基板１３上に堆積する。When the raw material vapor enters the torch 1 in this state together with a carrier gas (eg, argon gas), the raw material vapor is converted into atoms, ions, and neutral particles by thermal plasma at a temperature of about 10,000 degrees or more. Once broken down into
It forms a cluster on the way and deposits on the substrate 13.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】さて、この様な高周波
誘導熱プラズマ装置においては、原理上、飽和蒸気圧分
の原料蒸気しかトーチ１内に供給出来ないので、高速な
厚膜合成が出来ない。さりとて、原料液の供給量を多量
に（例えば、１０Ｌ／ｍｉｎ以上）すると、蒸気化でき
ない原料液がプラズマの中心部を通過し、プラズマが失
火してしまう。In such a high-frequency induction thermal plasma apparatus, only raw material vapor of a saturated vapor pressure can be supplied into the torch 1 in principle, so that high-speed thick film synthesis cannot be performed. . If the supply amount of the raw material liquid is large (for example, 10 L / min or more), the raw material liquid that cannot be vaporized passes through the center of the plasma, and the plasma is misfired.
【００１４】又、チャンバー１２内に成膜用の基板１３
を配置せずに熱プラズマで一旦分解された原料蒸気を低
温部のプラズマフレーム部で冷やして超微粒子状の粉末
を得ようとする場合、大量の超微粒子が得られない。こ
の結果、成膜の場合にしても、又、微粒子を得る場合に
しても、大量生産することは困難である。A substrate 13 for film formation is provided in the chamber 12.
When the raw material vapor once decomposed by the thermal plasma is cooled in the low temperature part of the plasma frame to obtain ultrafine powder without disposing the gas, a large amount of ultrafine particles cannot be obtained. As a result, mass production is difficult even in the case of film formation or in the case of obtaining fine particles.
【００１５】又、別の組成の膜や粉末を作ろうとした場
合、その都度、希望する組成に調合した原料液を作り、
原料容器１８に収容させねばならないので、極めて厄介
な操作が必要となるばかりか、成膜途中で作った原料液
では成膜が旨くいかないなど、原料液に問題があること
が分かった場合、原料容器１８に収容されている原料液
が無駄になる。When a film or powder having a different composition is to be prepared, a raw material liquid prepared to a desired composition is prepared each time.
Since it is necessary to store the raw material in the raw material container 18, not only is an extremely troublesome operation necessary, but also if the raw material liquid formed during the film formation does not work well, it is found that there is a problem with the raw material liquid. The raw material liquid stored in the raw material container 18 is wasted.
【００１６】本発明は、この様な問題を解決する新規な
高周波誘導熱プラズマ装置を提供することを目的とした
ものである。An object of the present invention is to provide a novel high-frequency induction thermal plasma apparatus which solves such a problem.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明に基づく高周波誘
導加熱プラズマ装置は、高周波誘導熱プラズマトーチ内
に形成されたプラズマ中に複数の原料物質が混合された
原料を供給し、前記トーチに繋がったチャンバー内にお
いて合成物質を得るように成した高周波誘導熱プラズマ
装置において、異なる原料物質溶液をそれぞれ収容した
複数の容器、該各容器から溶液を送液するための送液手
段、前記各容器から送液された溶液を混合させるための
混合手段、及び、該混合された原料液をプラズマ中に噴
霧させる噴霧手段を備えたことを特徴とする。A high-frequency induction heating plasma apparatus according to the present invention supplies a raw material in which a plurality of raw materials are mixed into plasma formed in a high-frequency induction thermal plasma torch, and is connected to the torch. In a high-frequency induction thermal plasma apparatus configured to obtain a synthetic material in a chamber, a plurality of containers each containing a different raw material solution, liquid sending means for sending a solution from each container, and from each of the containers It is characterized by comprising mixing means for mixing the fed solution, and spray means for spraying the mixed raw material liquid into plasma.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１９】図３は本発明に一例を示した高周波誘導熱
プラズマ装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a high-frequency induction thermal plasma apparatus showing an example of the present invention.
【００２０】図中、前記図１にて使用した番号（符号）
と同一番号（符号）の付されたものは同一構成要素を示
す。この図３の例では、図１の例と異なり、トーチ１の
下部にチャンバー１２が配置されている。そして、被成
膜基板１３が載置されている基板ホルダー１４内部に、
熱電対の如き温度センサー２１が取り付けられており、
該ホルダーの周囲には基板加熱用コイル２２が設けられ
ている。２３は該基板加熱用コイル２２に電流を流すた
めの電源で、制御装置２４によってその動作がコントロ
ールされている。即ち、制御装置２４は、前記温度セン
サー２１が検出した温度と基準温度とを比較し、その差
に基づいて前記電源２３をコントロールする。In the figure, the numbers (signs) used in FIG.
Those given the same reference numerals (reference numerals) indicate the same components. In the example of FIG. 3, unlike the example of FIG. 1, a chamber 12 is arranged below the torch 1. Then, inside the substrate holder 14 on which the film formation substrate 13 is placed,
A temperature sensor 21 such as a thermocouple is attached,
A substrate heating coil 22 is provided around the holder. Reference numeral 23 denotes a power supply for supplying a current to the substrate heating coil 22, and its operation is controlled by a control device 24. That is, the control device 24 compares the temperature detected by the temperature sensor 21 with the reference temperature, and controls the power supply 23 based on the difference.
【００２１】図中、２５Ａは、例えば、トルエンの如き
溶媒が収容された容器である。２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ
は全て単相溶液、即ち、合成したい膜等の製品に化学的
に影響を与えない化学式を保つ溶媒（例えばアルコール
等）に、製品の原料となる単原子若しくは単分子が溶け
ている溶液が収容された容器で、２５Ｂは、例えば、ト
ルエンに溶かしたイットリウム溶液（Ｙ溶液）が収容さ
れた容器、２５Ｃは、例えば、トルエンに溶かしたバリ
ウム溶液（Ｂａ溶液）が収容された容器、２５Ｄは、例
えば、トルエンに溶かした銅溶液（Ｃｕ溶液）が収容さ
れた容器である。In the figure, 25A is a container containing a solvent such as toluene. 25B, 25C, 25D
Is a single-phase solution, that is, a solution in which a single atom or single molecule as a raw material of a product is dissolved in a solvent (for example, alcohol) that maintains a chemical formula that does not chemically affect a product such as a film to be synthesized. 25B, for example, a container containing a yttrium solution (Y solution) dissolved in toluene, 25C, for example, a container containing a barium solution (Ba solution) dissolved in toluene, and 25D, For example, it is a container containing a copper solution (Cu solution) dissolved in toluene.
【００２２】２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄは、前記
各容器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄからの液の流量
を制御するためのバルブ、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２
７Ｄはそれぞれ各バルブ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６
Ｄの駆動機構である。各駆動機構は前記制御装置２４の
指令に従って、各バルブの開閉具合をコントロールす
る。Reference numerals 26A, 26B, 26C, and 26D denote valves for controlling the flow rate of the liquid from the containers 25A, 25B, 25C, and 25D, and 27A, 27B, 27C, and 2D.
7D is each valve 26A, 26B, 26C, 26
D is the driving mechanism. Each drive mechanism controls the opening / closing state of each valve according to a command from the control device 24.
【００２３】各バルブの出力ラインチューブは１箇所に
集まり、そこで１本化されている。その１本化されたラ
インチューブの途中にバッファ２０，ポンプ２８，ミキ
サー２９がこの順序で間隔を開けて配置されている。ポ
ンプ２８は前記制御装置２４の指令に従って前記各容器
からの溶液を吸引・吐出するものであり、例えば、図４
に示す様に、ポンプのプランジャＰＲをシリンダＳ内で
矢印Ｅ方向に移動させることにより、送液すべき液を収
容した容器（図示せず）に繋がったチューブＴｉ中の液
を該シリンダ内に形成されるポンプ室ＰＳに吸引し、該
プランジャＰＲをシリンダＳ内で矢印Ｆ方向に移動させ
ることにより送液すべき場所（図示せず）に繋がったチ
ューブＴｏ中に液を吐出する様に構成されている。The output line tubes of each valve are gathered at one place and are integrated there. A buffer 20, a pump 28, and a mixer 29 are arranged at intervals in this order along the line tube. The pump 28 suctions and discharges the solution from each of the containers in accordance with a command from the control device 24.
By moving the plunger PR of the pump in the direction of the arrow E in the cylinder S, the liquid in the tube Ti connected to the container (not shown) containing the liquid to be fed is transferred into the cylinder as shown in FIG. The suction is performed to the pump chamber PS formed, and the plunger PR is moved in the direction of arrow F in the cylinder S to discharge the liquid into a tube To connected to a place (not shown) where liquid is to be sent. Have been.
【００２４】尚、実際にはこの様なポンプか゛２台以上
シリーズに接続されており、ピストン運動による溶液の
脈動を打ち消し合うように動作している。Actually, such a pump is connected to a series of two or more pumps, and operates so as to cancel the pulsation of the solution due to the movement of the piston.
【００２５】前記バッファ２０は、適切な容量を有する
タンクから成り、前記ポンプ２８が溶液を吸引する際の
脈動を緩和すると共に、各容器からの各溶液がシリーズ
に送液されないように混合する働きを有する。ミキサー
２９は前記ポンプ２８が吐出した液が良く混ざるように
するためのもので、内部に攪拌機（図示せず）が備えら
れている。該ミキサーの出力ラインチューブは途中で１
本のラインチューブが枝分かれしている。その枝分かれ
したラインチューブの途中にドレイン用バルブ３０が設
けられている。３１は該バルブの駆動機構で、前記制御
装置２４の指令により作動する。３２は該バルブの出力
ラインチューブ下に置かれた回収容器である。３３は前
記ミキサー２９の出力ラインチューブにストレートに繋
がっている主ラインチューブの途中に設けられたメイン
バルブ、３４は該バルブの駆動機構で、前記制御装置２
４の指令により作動する。該バルブの出力ラインチュー
ブは途中カーブし、そのまま前記プローブ８の孔８Ｈ内
の先端近傍まで挿入されている。The buffer 20 is composed of a tank having an appropriate capacity, and serves to alleviate the pulsation when the pump 28 sucks the solution, and to mix each solution from each container so as not to be sent to the series. Having. The mixer 29 is for mixing the liquid discharged from the pump 28 well, and has a stirrer (not shown) therein. The output line tube of the mixer is
The line tubes are branched. A drain valve 30 is provided in the middle of the branched line tube. Reference numeral 31 denotes a drive mechanism of the valve, which operates according to a command from the control device 24. Reference numeral 32 denotes a collection container placed below the output line tube of the valve. 33 is a main valve provided in the middle of the main line tube which is connected straight to the output line tube of the mixer 29, and 34 is a drive mechanism of the valve.
It is activated by the command of 4. The output line tube of the valve curves halfway and is inserted as it is up to the vicinity of the distal end in the hole 8H of the probe 8.
【００２６】この出力ラインチューブとプローブ８の孔
８Ｈ周辺の構成は図５のように成っている。前記メイン
バルブ３３の出力ラインチューブ５０の途中から空間を
おいて噴霧用ガス導入用チューブ５１が覆っており、該
空間内に噴霧用ガス発生器５２から噴霧用スが導入され
る様に成っている。又、この噴霧用ガス導入用チューブ
５１とプローブ８の孔８Ｈの間の隙間にフォーミングガ
スを導入する為のフォーミングガス発生器５３が設けら
れている。尚、前記噴霧用ガス導入用チューブ５１の先
端部はノズル状に成っている。The configuration around the output line tube and the hole 8H of the probe 8 is as shown in FIG. A spray gas introduction tube 51 is covered with a space in the middle of the output line tube 50 of the main valve 33, and a spray gas is introduced from the spray gas generator 52 into the space. I have. A forming gas generator 53 for introducing a forming gas is provided in a gap between the atomizing gas introducing tube 51 and the hole 8H of the probe 8. The tip of the spray gas introduction tube 51 has a nozzle shape.
【００２７】この様な構成の高周波誘導熱プラズマ装置
において、チャンバー１２の基板出し入れ用ドア（図示
せず）を開け、基板ホルダー１４に基板１３をセットし
てからドア（図示せず）を閉じ、真空ポンプ（図示せ
ず）によりチャンバー１２内を１３３Ｐａ以下の圧力に
減圧させる。In the high-frequency induction thermal plasma apparatus having such a configuration, a door (not shown) for loading and unloading the substrate of the chamber 12 is opened, the substrate 13 is set on the substrate holder 14, and the door (not shown) is closed. The inside of the chamber 12 is reduced to a pressure of 133 Pa or less by a vacuum pump (not shown).
【００２８】次に、制御装置２４に指令により電源２３
を作動させ、コイル２２に電流を流すことにより基板温
度（基板ホルダーの温度）がこれから行おうとする成膜
に適した温度になるように基板ホルダー１４を加熱す
る。尚、該基板ホルダーの温度は温度センサー２１によ
り検出されており、制御装置２４は該検出された温度と
基準温度とを比較し、該比較に基づいて前記電源２３を
コントロールし、基板１３が所定の温度になるように調
整している。Next, the power supply 23
Is operated, and a current is passed through the coil 22 to heat the substrate holder 14 so that the substrate temperature (temperature of the substrate holder) becomes a temperature suitable for the film formation to be performed. The temperature of the substrate holder is detected by a temperature sensor 21. The control device 24 compares the detected temperature with a reference temperature, controls the power supply 23 based on the comparison, and determines whether the substrate 13 has a predetermined temperature. It is adjusted to reach the temperature.
【００２９】さて、最初、メインバルブ３３が完全に閉
じられ、ドレイン用バルブ３０が全開されるように、制
御装置２４は駆動機構３４と３１に指令を送る。First, the controller 24 sends a command to the driving mechanisms 34 and 31 so that the main valve 33 is completely closed and the drain valve 30 is fully opened.
【００３０】同時に、予め制御装置２４には成膜すべき
各膜の各成分比や成膜すべき膜の成分比等に適する基板
温度等が記憶されているので、先ず、制御装置２４は、
各バルブ２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄの開閉具合が、成膜す
べき膜の成分比（例えば、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ＝２０％：３
０％：５０％）に基づいてコントロールされるように、
各駆動機構２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄに指令を送る。又、
Ｙ，Ｂａ，Ｃｕの混合液の濃度が濃く、噴霧に支障を来
す場合には、流動性を良くするために、バルブ２６Ａの
開閉具合をコントロールする駆動機構２７Ａに指令を送
る。At the same time, the control device 24 stores in advance the component ratio of each film to be formed, the substrate temperature suitable for the component ratio of the film to be formed, and the like.
The opening / closing state of each of the valves 26B, 26C, 26D depends on the component ratio of the film to be formed (for example, Y: Ba: Cu = 20%: 3).
0%: 50%).
A command is sent to each drive mechanism 27B, 27C, 27D. or,
When the concentration of the mixture of Y, Ba, and Cu is high and hinders spraying, a command is sent to a drive mechanism 27A that controls the opening and closing of the valve 26A in order to improve fluidity.
【００３１】次に、ポンプ２８により各容器２５Ａ，２
５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ内の溶液を各バルブ２６Ａ，２６
Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄを介して吸引する。この時、各溶液
は一旦バッファ２０に入りここで混ぜられてからポンプ
２８に吸引され、更に、吐出される。該吐出された液
（原料液）はミキサー２９内で完全に混合され、送液さ
れるが、混合比が一定となる初期だけのみ、ドレイン用
バルブ３０を介して回収容器３２内に排出される。Next, each container 25A, 2
The solution in 5B, 25C, 25D is supplied to each valve 26A, 26
Aspirate through B, 26C, 26D. At this time, each solution enters buffer 20 once, is mixed there, is sucked by pump 28, and is further discharged. The discharged liquid (raw material liquid) is completely mixed in the mixer 29 and sent, but is discharged into the collection container 32 via the drain valve 30 only at the initial stage when the mixing ratio becomes constant. .
【００３２】この時、トーチ１においては、トーチ１の
ガスリング３を介して円筒部材２内にプラズマガス（例
えば、アルゴンガス）を供給すると共に、誘導コイル４
に高周波電力を供給する。そして、高周波電力を上昇さ
せながらトーチ内でプラズマを着火する。その後、酸化
膜を得たい場合には酸素ガスを、窒化膜を得たい場合に
は窒素ガスなどをアルゴンガス中に混合し、更に徐々に
高周波電力を上昇させてプラズマＰを安定化させてい
く。そして、このプラズマが安定し前記基板温度（基板
ホルダー温度）が所定の温度に維持されている状態にお
いて、制御装置２４の指令により、噴霧用ガス発生器５
２から噴霧用ガス導入用チューブ５１内に噴霧用ガス
（例えばアルゴン）を所定の圧力で導入する。又、フォ
ーミングガス発生器５３からプローブ８の孔８Ｈと噴霧
用ガス導入用チューブ５１の間の隙間にフォーミングガ
ス（例えばアルゴン）を導入する。At this time, in the torch 1, a plasma gas (for example, argon gas) is supplied into the cylindrical member 2 through the gas ring 3 of the torch 1, and the induction coil 4
Supply high frequency power to Then, the plasma is ignited in the torch while increasing the high frequency power. Thereafter, when an oxide film is desired to be obtained, oxygen gas is mixed in an argon gas when a nitride film is desired, and the plasma P is stabilized by gradually increasing the high-frequency power. . Then, in a state where the plasma is stable and the substrate temperature (substrate holder temperature) is maintained at a predetermined temperature, the spray gas generator 5
From 2, a spray gas (for example, argon) is introduced into the spray gas introduction tube 51 at a predetermined pressure. Further, a forming gas (for example, argon) is introduced from the forming gas generator 53 into a gap between the hole 8H of the probe 8 and the spray gas introducing tube 51.
【００３３】この状態の下で、制御装置２４は、ドレイ
ン用バルブ３０が完全に閉じられ、メインバルブ３３が
全開するように、駆動機構３４と３１に指令を送る。Under this condition, the control device 24 sends a command to the drive mechanisms 34 and 31 so that the drain valve 30 is completely closed and the main valve 33 is fully opened.
【００３４】すると、原料液が出力ラインチューブ５０
内をトーチ１方向に流れるので、噴霧用ガス導入用チュ
ーブのノズル状先端からトーチ１内に原料液が噴霧され
る。この時、フォーミングガスにより、噴霧ガス導入用
チューブのノズル状先端から原料液が液だれせずに、霧
状に真っ直ぐトーチ１内のプラズマＰ中に向かう。そし
て、該霧状の原料液は、約１万度以上の温度の熱プラズ
マによって原子，イオン，中性粒子等に一旦分解され、
途中、クラスター状になり、前記基板１３上に成膜す
る。Then, the raw material liquid is supplied to the output line tube 50.
The raw material liquid is sprayed into the torch 1 from the nozzle-like tip of the gas introduction tube for spraying. At this time, the raw material liquid does not drool from the nozzle-like tip of the spray gas introduction tube due to the forming gas, but goes straight into the plasma P in the torch 1 in the form of a mist. The atomized raw material liquid is once decomposed into atoms, ions, neutral particles, and the like by thermal plasma at a temperature of about 10,000 degrees or more,
On the way, a cluster is formed, and a film is formed on the substrate 13.
【００３５】次に、別の成分比の膜を作成する場合に
は、各バルブ２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄの開閉具合が、成
膜すべき膜の成分比（例えば、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ＝１０
％：４０％：５０％）に基づいてコントロールされるよ
うに、制御装置２４は各駆動機構２７Ｂ，２７Ｃ，２７
Ｄに指令を送る。又、バルブ２６Ａの開閉具合が、所定
の混合液濃度に基づいてコントロールされるように駆動
機構２７Ａに指令を送る。又、基板温度（基板ホルダー
の温度）が次に行おうとする成分比の成膜に適した温度
になるよう基板ホルダー１４が加熱される様に、制御装
置２４は電源２３に指令を送る。この場合の成膜も、前
記と同じ様な一連のステップと同様なステップで行われ
る。Next, when a film having another composition ratio is formed, the opening / closing state of each of the valves 26B, 26C, 26D is determined by the composition ratio of the film to be formed (for example, Y: Ba: Cu = 10).
%: 40%: 50%), the control device 24 controls the driving mechanisms 27B, 27C, 27
Send command to D. Further, a command is sent to the driving mechanism 27A so that the opening / closing state of the valve 26A is controlled based on a predetermined mixture concentration. Further, the control device 24 sends a command to the power supply 23 so that the substrate holder 14 is heated so that the substrate temperature (temperature of the substrate holder) becomes a temperature suitable for film formation having a component ratio to be performed next. The film formation in this case is also performed in the same series of steps as described above.
【００３６】尚、前記図３に示した例においては、各単
相溶液が収容された各容器２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄにそ
れぞれ繋がった各バルブ２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄをコン
トロールすることによって混合液の成分比を調整するよ
うに成したが、この様な各容器にそれぞれ繋がったバル
ブを用いず（従って、各バルブの駆動機構も不要）、図
６に示す様に、各単相溶液が収容された各容器２５Ａ，
２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄにそれぞれ専用のポンプ５５
Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄを繋ぎ、制御装置２４の指
令に従って各ポンプの吸引・吐出量をコントロールする
ことにより混合液の成分比と濃度を調整するようにして
も良い。この時には、各ポンプ５５Ａ，５５Ｂ，５５
Ｃ，５５Ｄの出力ラインチューブが１箇所に集まり、そ
こで１本化され、その１本化されたラインの途中にバッ
ファーの働きを備えたミキサー２９が配置されている。
又、一定時間だけ混合液の組成を変える場合、図３に示
す例においては、各バルブ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２
６Ｄの出力ラインが１箇所に集まった所とバッファ２０
の間のラインチューブに、注射器の如き構成のインジェ
クターの先端を接続し、該インジェクターを介してライ
ンチューブ内に前記単相溶液以外の溶液を導入するよう
にする。この導入は、手動でも良いし、制御装置２４の
指令に従って自動的に行うようにしても良い。又、図６
に示す如き例（前記した様に、バルブを用いず、専用の
ポンプを用いて混合液の成分比を変える場合）において
は、各専用のポンプ５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄの
出力ラインチューブが１箇所に集まったところとミキサ
ー２９との間のラインチューブに、注射器の如き構成の
インジェクターの先端を接続すればよい。In the example shown in FIG. 3, the components of the mixed solution are controlled by controlling the valves 26B, 26C and 26D respectively connected to the containers 25B, 25C and 25D containing the single-phase solutions. Although the ratio was adjusted, the single-phase solution was accommodated as shown in FIG. 6 without using a valve connected to each of such containers (therefore, a driving mechanism for each valve was not required). Each container 25A,
Pumps 55 dedicated to 25B, 25C, 25D
A, 55B, 55C, and 55D may be connected, and the component ratio and concentration of the mixture may be adjusted by controlling the suction / discharge amount of each pump according to a command from the control device 24. At this time, each pump 55A, 55B, 55
The output line tubes of C and 55D are gathered in one place, are unified there, and a mixer 29 having a function of a buffer is arranged in the middle of the unified line.
When the composition of the mixture is changed for a certain period of time, in the example shown in FIG. 3, each of the valves 26A, 26B, 26C, 2
Where the 6D output lines are gathered in one place and the buffer 20
The distal end of an injector such as a syringe is connected to the line tube between, and a solution other than the single-phase solution is introduced into the line tube via the injector. This introduction may be performed manually or automatically according to a command from the control device 24. FIG.
(In the case where the component ratio of the mixed solution is changed using a dedicated pump without using a valve as described above), the output line tubes of the dedicated pumps 55A, 55B, 55C, and 55D are connected to one. The tip of an injector, such as a syringe, may be connected to the line tube between the place where it is gathered and the mixer 29.
【００３７】尚、前記例では濃度調整用の単原子相溶液
以外の全ての単相溶液を使用して所定の成分比の混合液
を作る場合を説明したが、目的の成膜物質に応じて使用
する単相溶液を選択しても良い。又、前記例ではＹ，Ｂ
ａ，Ｃｕの三種類の単相溶液を用意したが、これら以外
の複数の単相溶液を用意し、目的の成膜物質に応じて使
用する単相溶液を選択しても良い。In the above-described example, the case where a mixed solution having a predetermined component ratio is prepared using all single-phase solutions other than the monoatomic phase solution for adjusting the concentration is described. The single-phase solution to be used may be selected. In the above example, Y, B
Although three types of single-phase solutions of a and Cu are prepared, a plurality of single-phase solutions other than these may be prepared, and a single-phase solution to be used may be selected according to a target film-forming substance.
【００３８】尚、前記各例では基板の上に任意の成分比
の合成物質膜を形成するものについて説明したが、本発
明はこの様な合成膜の形成に限定されない。例えば、本
発明は、チャンバー１２内に成膜用の基板１３を配置せ
ずに熱プラズマで一旦分解された霧状の原料液を低温部
のプラズマフレーム部で冷やして超微粒子状の粉末を得
ようとする場合にも応用可能である。In each of the above-described examples, the case where a synthetic material film having an arbitrary component ratio is formed on the substrate has been described. However, the present invention is not limited to the formation of such a synthetic film. For example, according to the present invention, without disposing the film-forming substrate 13 in the chamber 12, the mist-like raw material liquid once decomposed by the thermal plasma is cooled in the low-temperature plasma frame to obtain ultrafine powder. It is also applicable when trying to do so.
【００３９】この様に本発明においては、それぞれ異な
った単相溶液を収容した複数の容器を設け、各容器から
単相溶液をポンプで吸引・吐出して混合液を送液する
際、各容器専用のバルブ若しく各容器専用のポンプを設
け、各バルブ若しくは各ポンプにより混合液の成分が調
整出来る様に成しているので、大量の混合液を噴霧手段
を通じてトーチ１内に供給出来、高速な厚膜合成若しく
は大量の超微粒子を得ることが可能となる。又、別の組
成の膜や粉末も極めて簡単に作ることが可能となる。As described above, in the present invention, a plurality of containers each containing a different single-phase solution are provided, and when the single-phase solution is sucked and discharged from each container by a pump to send the mixed solution, A dedicated valve or a pump dedicated to each container is provided so that the components of the mixed solution can be adjusted by each valve or each pump, so that a large amount of the mixed solution can be supplied into the torch 1 through the spray means, and high speed It is possible to synthesize a thick film or obtain a large amount of ultrafine particles. Also, a film or powder having another composition can be produced very easily.
【００４０】さて、通常、霧状の混合液は一旦約１万度
以上の温度の熱プラズマによって原子，イオン，中性粒
子等に分解され、更に、これらが、クラスター状になっ
て基板１３上で膜成長するわけであるが、トーチ１内か
らチャンバー１２内に続く空間に形成されているプラズ
マＰのフレームは基板１３に近づくに従って温度が低下
していくので、基板１３に達する前に、クラスターの径
が増大して微粒子が出来たり、増大したクラスターが結
晶化して基板以外の所へ飛んでいったりする。この傾向
は、原料の性質やプラズマ状態によって異なり、その結
果、膜質が低下したり、所定の成分比の膜が形成されな
いことがある。Usually, the mist mixture is once decomposed into atoms, ions, neutral particles and the like by thermal plasma at a temperature of about 10,000 ° C. or more, and these are formed into clusters on the substrate 13. The temperature of the plasma P frame formed in the space extending from the inside of the torch 1 to the inside of the chamber 12 decreases as it approaches the substrate 13. The diameter of the particles increases to form fine particles, or the increased clusters crystallize and fly to places other than the substrate. This tendency differs depending on the nature of the raw material and the plasma state, and as a result, the film quality may be degraded or a film having a predetermined component ratio may not be formed.
【００４１】そこで、この様な問題を解決するために、
図７（図中、図３で使用した記号と同一記号の付された
ものは同一構成要素である）に示す様に、プローブ８の
無いガスリング６１を設け、メインバルブ３３の出力ラ
インチューブ６２をガスリング６１の中心を通さずに、
チャンバー１２の側壁を通し、プラズマＰのフレーム
中、基板１３に近い部分を横切り、その先端が基板１３
の極く近傍（例えば、２００ｍｍ以内）に位置するよう
に成す。但し、あまり基板１３に近づけ過ぎると、霧状
の混合液が熱プラズマにより分解されないことがあるの
で、基板１３からの距離が１ｍｍ辺りが限界である。
尚、図７は装置主要部の概略を示したものであり、図３
に示す装置に対しての構成上の差違は、上記差違以外で
は同一である。Therefore, in order to solve such a problem,
As shown in FIG. 7 (in the figure, the same reference numerals as those used in FIG. 3 indicate the same components), a gas ring 61 without the probe 8 is provided, and an output line tube 62 of the main valve 33 is provided. Without passing through the center of the gas ring 61,
Through the side wall of the chamber 12, the plasma P frame traverses a portion close to the substrate 13 in the frame,
(For example, within 200 mm). However, if the mixture is too close to the substrate 13, the mist-like mixture may not be decomposed by the thermal plasma, so that the distance from the substrate 13 to about 1 mm is the limit.
FIG. 7 schematically shows the main part of the apparatus, and FIG.
Are different from each other in configuration except for the above differences.
【００４２】図８は該出力ラインチューブ６２及びその
周辺の概略を示したもので、チャンバー１２の外部にお
ける出力ラインチューブ６２の途中から空間をおいて噴
霧用ガス導入用チューブ６３が覆っており、該空間内に
噴霧用ガス発生器６４から噴霧用ガスが導入されるよう
に成っている。又、この噴霧用ガス導入用チューブ６４
には空間をおいて冷却水導入用チューブ６５が覆ってお
り、該空間内に冷却用の水が循環されるように成ってい
る。この様に水冷するのは、出力ラインチューブ６２の
上に噴霧ガス導入用チューブ６３が覆い、更に、噴霧用
ガス導入用チューブ６３の上に冷却水導入用チューブ６
５が覆った構造の噴霧混合液導入用チューブ体を熱プラ
ズマの熱から守るためである。尚、前記噴霧ガス導入用
チューブ６３は先端部においてノズル状に成っている。
この様に成すことにより、基板１３の極く近傍におい
て、プラズマ中に混合液が噴霧され、該霧状の混合液が
熱プラズマによって原子，イオン，中性粒子等に分解さ
れ、基板１３までの空間においてクラスター化するが、
この空間は極めて狭く、この空間での温度低下が極めて
少ないので、該クラスターの径は極めて小さい状態で基
板１３上で成膜が行われる。FIG. 8 schematically shows the output line tube 62 and the periphery thereof. A spray gas introducing tube 63 covers a space from the output line tube 62 outside the chamber 12 with a space in the middle. The spray gas is introduced from the spray gas generator 64 into the space. Further, the tube 64 for introducing gas for spraying is used.
Is provided with a cooling water introduction tube 65 in a space, and cooling water is circulated in the space. The water cooling in this manner is performed by covering the output line tube 62 with the spray gas introducing tube 63 and further cooling the spray gas introducing tube 63 on the spray gas introducing tube 63.
This is to protect the spray mixture introducing tube body having the structure covered by 5 from the heat of the thermal plasma. The spray gas introducing tube 63 is formed in a nozzle shape at the tip.
By doing so, the mixed liquid is sprayed into the plasma in the immediate vicinity of the substrate 13, and the mist-like mixed liquid is decomposed into atoms, ions, neutral particles, and the like by the thermal plasma. Cluster in space,
Since this space is extremely narrow and the temperature drop in this space is extremely small, the film is formed on the substrate 13 with the diameter of the cluster being extremely small.
【００４３】尚、この様な噴霧混合液導入用チューブ体
を、制御装置２４の指令により作動する駆動機構によっ
てＸ，Ｙ方向に移動可能に成せば、基板１３上の各ポイ
ント毎に成膜を行うことが出来、成膜レートが著しく向
上する。If such a tube for introducing a mixture of sprays is made movable in the X and Y directions by a drive mechanism operated in accordance with a command from the controller 24, a film is formed at each point on the substrate 13. Can be performed, and the film formation rate is significantly improved.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明においては、それぞれ異なった単
相溶液を収容した複数の容器を設け、各容器から単相溶
液を混合液として送液する際、各容器専用のバルブ若し
く各容器専用のポンプ等の流量制御手段を設け、該流量
制御手段により混合液の成分が調整出来る様に成してい
るので、大量の混合液を噴霧手段を通じてトーチ内に供
給出来、高速な厚膜合成若しくは大量の超微粒子を得る
ことが可能となる。又、別の組成の膜や粉末も極めて簡
単に作ることが可能となる。According to the present invention, a plurality of containers each containing a different single-phase solution are provided, and when the single-phase solution is sent from each container as a mixed solution, a valve dedicated to each container or dedicated to each container is used. A flow control means such as a pump is provided so that the components of the mixed liquid can be adjusted by the flow control means. Therefore, a large amount of the mixed liquid can be supplied into the torch through the spraying means, and high-speed thick film synthesis or A large amount of ultrafine particles can be obtained. Also, a film or powder having another composition can be produced very easily.
【図１】 従来の高周波誘導熱プラズマ装置の概略を示
している。FIG. 1 schematically shows a conventional high-frequency induction thermal plasma device.
【図２】 図１に示された装置の一部構成要素の概略を
示している。FIG. 2 schematically shows some components of the apparatus shown in FIG.
【図３】 本発明の高周波誘導熱プラズマ装置の一例を
示している。FIG. 3 shows an example of the high-frequency induction thermal plasma device of the present invention.
【図４】 図３に示された装置の一部構成要素の概略を
示している。FIG. 4 schematically shows some components of the device shown in FIG. 3;
【図５】 図３に示された装置の一部構成要素の概略を
示している。FIG. 5 schematically shows some components of the device shown in FIG. 3;
【図６】 本発明の高周波誘導熱プラズマ装置の他の例
の一部概略を示している。FIG. 6 schematically shows a part of another example of the high-frequency induction thermal plasma device of the present invention.
【図７】 本発明の高周波誘導熱プラズマ装置主要部の
他の例の概略を示している。FIG. 7 schematically shows another example of the main part of the high-frequency induction thermal plasma device of the present invention.
【図８】 図７に示された装置の一部構成要素の概略を
示している。8 schematically shows some components of the device shown in FIG. 7;
１…トーチ ２…円筒部材 ３…ガスリング ４…誘導コイル ５ａ，５ｂ…フランジ ６…出口通路 ７…入口通路 ８…プローブ ８Ｈ…孔 ９…入口 １０…出口 １１…冷却水路 １２…チャンバー １３…基板 １４…基板ホルダー １５…密閉容器 １６…噴霧器 １７…ポンプ １８…原料容器 １９…回収容器 ２０…バッファ ２１…温度センサー ２２…基板加熱用コイル ２３…電源 ２４…制御装置 ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ…容器 ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ…バルブ ２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…駆動機構 ２８…ポンプ ２９…ミキサー ３０…ドレイン用バルブ ３１，３４…駆動機構 ３２…回収容器 ３３…メインバルブ ＰＲ…プランジャ Ｓ…シリンダ ＰＳ…ポンプ室 Ｔｉ，Ｔｏ…チューブ ５０…出力ラインチューブ ５１…噴霧ガス導入用チューブ ５２…噴霧ガス発生器 ５３…フォーミングガス発生器 ５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄ…ポンプ ６１…ガスリング ６２…出力ラインチューブ ６３…噴霧ガス導入用チューブ ６４…噴霧ガス発生器 ６５…水導入用チューブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Torch 2 ... Cylindrical member 3 ... Gas ring 4 ... Induction coil 5a, 5b ... Flange 6 ... Outlet passage 7 ... Inlet passage 8 ... Probe 8H ... Hole 9 ... Inlet 10 ... Outlet 11 ... Cooling water channel 12 ... Chamber 13 ... Substrate DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Substrate holder 15 ... Airtight container 16 ... Sprayer 17 ... Pump 18 ... Raw material container 19 ... Recovery container 20 ... Buffer 21 ... Temperature sensor 22 ... Substrate heating coil 23 ... Power supply 24 ... Controller 25A, 25B, 25C, 25D ... Containers 26A, 26B, 26C, 26D: Valves 27A, 27B, 27C, 27D: Drive mechanism 28: Pump 29: Mixer 30: Drain valve 31, 34: Drive mechanism 32: Collection container 33: Main valve PR: Plunger S: Cylinder PS Pump chamber Ti, To Tube 50 Output line tube 51 Mist gas introduction tube 52 ... Mist gas generator 53 ... Forming gas generator 55A, 55B, 55C, 55D ... Pump 61 ... Gas ring 62 ... Output line tube 63 ... Mist gas introduction tube 64 ... Mist gas generator 65 ... Water introduction tube
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ａ Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA27 BB02 BB03 CA02 CA25 CA47 CA48 DA01 EB01 EB43 EC01 EC21 4K030 AA14 AA17 BA38 BA42 EA01 EA05 FA04 KA30 4K044 BA12 BA18 BB01 CA13 CA34 CA36 CA53 CA71 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05H 1/46 H05H 1/46 A F term (Reference) 4G075 AA24 AA27 BB02 BB03 CA02 CA25 CA47 CA48 DA01 EB01 EB43 EC01 EC21 4K030 AA14 AA17 BA38 BA42 EA01 EA05 FA04 KA30 4K044 BA12 BA18 BB01 CA13 CA34 CA36 CA53 CA71
Claims (13)
れたプラズマ中に複数の原料物質が混合された原料を供
給し、前記トーチに繋がったチャンバー内において合成
物質を得るように成した高周波誘導熱プラズマ装置にお
いて、異なる原料物質溶液をそれぞれ収容した複数の容
器、該各容器から溶液を送液するための送液手段、前記
各容器から送液された溶液を混合させるための混合手
段、及び、該混合された原料液をプラズマ中に噴霧させ
る噴霧手段を備えた高周波誘導熱プラズマ装置。1. A high frequency induction heat source for supplying a raw material in which a plurality of raw materials are mixed into plasma formed in a high frequency induction thermal plasma torch and obtaining a synthetic material in a chamber connected to the torch. In the plasma device, a plurality of containers each containing a different raw material solution, liquid sending means for sending the solution from each container, mixing means for mixing the solution sent from each container, and, A high frequency induction thermal plasma apparatus comprising a spraying unit for spraying the mixed raw material liquid into plasma.
液するためのポンプと、各溶器と混合手段の間に設けら
れる流量調整バルブとから構成される請求項１記載の高
周波誘導熱プラズマ装置。2. The liquid supply device according to claim 1, wherein the liquid supply means comprises a pump for transmitting the solution from each of the melters, and a flow control valve provided between each of the melters and the mixing means. High frequency induction thermal plasma device.
れぞれ設けられ、該各容器から溶液を送液する流量制御
可能なポンプである請求項１記載の高周波誘導熱プラズ
マ装置。3. The high-frequency induction thermal plasma apparatus according to claim 1, wherein the liquid sending means is a pump provided for each of the containers and capable of controlling a flow rate for sending a solution from each container.
中１本化してポンプに繋がっており、該１本化地点とポ
ンプの中間にバッファが設けられている請求項２記載の
高周波誘導熱プラズマ装置。4. The high-frequency induction thermal plasma apparatus according to claim 2, wherein the output line tube of each of the valves is integrated into one piece in the middle and connected to the pump, and a buffer is provided between the unification point and the pump. .
るチューブと、該チューブの先端部分に噴霧用ガスを供
給するチューブとから構成される請求項１乃至４の何れ
かに記載の高周波誘導熱プラズマ装置。5. The high-frequency induction device according to claim 1, wherein the spraying means includes a tube for ejecting the mixed raw material liquid, and a tube for supplying a gas for spraying to a tip portion of the tube. Thermal plasma device.
端部はノズル状に成っている請求項５記載の高周波誘導
熱プラズマ装置。6. The high-frequency induction thermal plasma apparatus according to claim 5, wherein a tip of the tube for supplying the gas for spraying has a nozzle shape.
た原料物質が導入可能なインジェクターを設けた請求項
１乃至６の何れかに記載の高周波誘導熱プラズマ装置。7. The high frequency induction thermal plasma apparatus according to claim 1, wherein said mixing means is provided with an injector capable of introducing a source material different from said source material.
成膜させる基板が設けられている請求項１乃至７の何れ
かに記載の高周波誘導熱プラズマ装置。8. The high-frequency induction thermal plasma apparatus according to claim 1, wherein a substrate on which a synthetic material is formed on the surface is provided in the chamber.
記混合された原料液が基板近傍に噴霧されるように成し
た請求項８記載の高周波誘導熱プラズマ装置。9. The high frequency induction thermal plasma apparatus according to claim 8, wherein said spraying means is arranged in a plasma so that said mixed raw material liquid is sprayed near a substrate.
から原料液が基板近傍に噴霧されるように成した請求項
８記載の高周波誘導熱プラズマ装置。10. The high-frequency induction thermal plasma apparatus according to claim 8, wherein the raw material liquid is sprayed near the substrate from 1 mm to 200 mm from the substrate.
先端部は前記混合された原料液をプラズマ中に噴霧出来
る様に成してあり、該チューブは基板に近いプラズマ中
を横切って原料液が基板近傍に噴霧されるように成した
請求項８記載の高周波誘導熱プラズマ装置。11. A tip of an output line tube of the mixing means is formed so that the mixed raw material liquid can be sprayed into plasma, and the tube traverses the plasma close to the substrate so that the raw material liquid can be sprayed on the substrate. 9. The high frequency induction thermal plasma apparatus according to claim 8, wherein the apparatus is sprayed in the vicinity.
１記載の高周波誘導熱プラズマ装置。12. The tube according to claim 1, wherein said tube is water-cooled.
2. The high-frequency induction thermal plasma device according to 1.
ており、且つ、該基板ホルダーには温度検出器が設けら
れており、該温度検出器が検出した温度に基づいて基板
ホルダーが所定の温度に制御出来る様に成した請求項８
記載の高周波誘導熱プラズマ装置。13. The substrate is set on a substrate holder, and the substrate holder is provided with a temperature detector, and the substrate holder is set to a predetermined temperature based on the temperature detected by the temperature detector. Claim 8 which is made controllable.
A high-frequency induction thermal plasma apparatus as described in the above.
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|---|---|---|---|
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