JPH03150362A - 薄膜形成装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ この発明は、薄膜形成装置、特に、イオンを利用した真
空蒸着により高品質の薄膜を基板上に形成するための薄
膜形成装置に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は、例えば特公昭５４−９５９２号公報に示され
た従来の薄膜形成装置を模式的に示す概略図であり、図
において、所定の真空度に保持された真空槽（１）に真
空度を調節する真空排気系（２）が接続されている。真
空槽（１）内の下方には密閉型のルツボ（３）が配置さ
れており、このルツボ（３）の上部には少なくとも１つ
のノズル（４）が設けられている、（５）はルツボ（３
）内に充填された蒸着物質である。ルツボ（３）には加
熱用フィラメント（６）およびこの加熱用フィラメント
（６）の熱を遮る熱シールド板（７）が付設されている
。

（８）はルツボ（３）のノズル（４）から蒸着物質（５
）の蒸気を噴出させて形成したクラスタ（塊状原子集団
）である。ルツボ（３）、加熱用フィラメント（６）お
よび熱シールド板（７）により蒸気発生源（９）が形成
されている。

電子ビーム放出フィラメント（１０）は電子ビームを放
出する。電子ビーム引出し電極（１１）は電子ビーム放
出フィラメント（１０）から電子を引き出し加速する。

熱シールド板（１２）は電子ビーム放出フィラメント（
１０）の熱を遮る。電子ビーム放出フィラメント（１０
）、電子ビーム引出し電極（１１）および熱シールド板
（１２）により、クラスター（８）のイオン化手段（１
３）が構成されている、　（１４）はこのイオン化手段
（１３）によってイオン化されたイオン化クラスタであ
る。加速電極（１５）はイオン化クラスタ（１４）を電
界で加速し、運動エネルギーを付与する加速手段である
４１　（１８）はその表面に薄膜が形成される基板であ
る。

第１の交流電源（１７）は、加熱用フィラメント（６）
を加熱する。第１の直流電源（１８）は、ルツボ（３）
の電位を加熱用フィラメント（６）に対して正にバイア
スする。第２の交流電源（１９）は、電子ビーム放出フ
ィラメント（ｌＯ）を加熱する。第２の直流電源（２０
）は、電子ビーム放出フィラメント（１０）を電子ビー
ム引出し電極（１１）に対して負の電位にバイアスする
。第３の直流電源（２１）は、電子ビーム引出し電極（
１１）およびルツボ（１３）を加速電極（１５）に対し
て正にバイアスする。電源装Ｍ　（２２）は、第１の交
流電源（１７）、第１の直流電源（１８）、第２の交流
電源（１９）、第２の直流電源（２０）および第３の直
流電源（２１）を収納している。

従来の薄膜形成装置は上述のように構成され、真空槽（
１）をＩＸＩＯ−”Ｔｏｒｒ程度の真空度になるまで真
空排気系（２）によって排気する。加熱用フィラメント
（６）から放出される電子を第１の直流電源（１８）で
印加される電界によって加速し、この加速された電子を
ルツボ（３）に衝突させ、ルツボ（３）内の蒸気圧が数
Ｔｏｒｒになる温度まで加熱する。

この加熱によって、ルツボ（３）内の蒸着物質（５）は
蒸発し、ノズル（４）から真空槽（１）中に噴射される
。この蒸着物質（５）の蒸気は、ノズル（４）を通過す
る際、断熱膨張により過冷却状態を起こし、クラスタ（
８）と呼ばれる塊状原子集団が形成される。このクラス
タ（８）は、電子ビーム放出フィラメント（１０）から
放出される電子ビームによって一部がイオン化されるこ
とによりイオン化クラスタ（１４）となる。このイオン
化クラスタ（１４）は、イオン化されていない中性のク
ラスタ（８）、と共に加速電極（１５）で形成される電
界により加速され、基板（１６）表面に衝突して薄膜が
形成される。

なお、電源装置（２２）内の各直流電源の機能は次の通
りである。第１の直流電源（１８）は、加熱用フィラメ
ント（６）に対してルツボ（３）の電位を正にバイアス
し、加熱用フィラメント（６）から放出された熱電子を
ルツボ（３）に衝突させる。第２の直流電源（２０）は
、電子ビーム引出し電極（１１）に対して第２の交流電
源（１９）で加熱された電子ビーム放出フィラメント（
１Ｇ）を負の電位にバイアスし、電子ビーム放出フィラ
メント（１０）から放出された熱電子を電子ビーム引出
し電極（１１）内部に引出す、第３の直流電源（２１）
は、アース電位にある加速電極（１５）に対して電子ビ
ーム引出し電ａｉ　（１１）およびルツボ（３）を正に
バイアスし、電子ビーム引出し電ｆｉ（１１）との間に
形成される電界レンズによって、正電荷のイオン化クラ
スタ（１４）を加速制御する。

［発明が解決しようとする課！］ 従来の薄膜形成装置は以上のように構成されているので
、イオン化手段からの輻射熱によるルツボ温度の上昇、
あるいは蒸気発生源における低い温度領域でのルツボ温
度調整の困難などにより、低い温度で高い蒸気圧をもつ
物質あるいは低い温度領域においである温度以上では特
性が変化してしまう物質を蒸発させる場合、安定した蒸
着が難しかった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、低い温度で高い蒸気圧をもつ物質あるいは低
い温度領域においである温度以上では特性が変化してし
まう物質を用いた場合も、安定な蒸着が可能な薄膜形成
装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る薄膜形成装置は、蒸気発生源を真空槽の
外に配置したヒータによる伝熱加熱方式％式％ ［１ この発明においては、蒸気発生源を真空槽の外に配置し
ているため、イオン化手段からの輻射熱などの影響を受
けず、また、ルツボ室の加熱手段としてルツボ室の周囲
に配置されたヒータによる伝熱加熱としたため、低い温
度領域でのルツボ室の温度制御が容易となる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。

第１図において、第２図に示したものと同様な部分には
同一の符号を付して説明を省略する。

第１図において、ルツボ室（３０）は、その内部に蒸着
物質（５）が充填されている。このルツボ室（３０）の
周囲には、伝熱によってルツボ室（３０）を加熱するル
ツボ室加熱用ヒータ（３１）が配置されている、（３２
）はこのルツボ室加熱用ヒータ（３１）を加熱するため
のルツボ室加熱用交流電源である。供給口（３３）はル
ツボ室（３０）に蒸着物質を供給する。リークロ（３４
）はルツボ室（３０）を大気解放するためのものである
。ルツボ室（３０）、ルツボ室加熱用ヒータ（３１）、
ルツボ室加熱用交流電源（３２）、供給口（３３）、お
よびリークロ（３４）等から蒸気発生源（３９）が構成
されている。蒸気導入管（３５）は、ルツボ室（３０）
で発生した蒸着物質（５）の蒸気を真空槽（１）へ導く
ためのもので、流量調整バルブ（３６）は、ルツボ室（
３０）で発生した蒸着物質（５）の蒸気を真空槽（１）
へ導入する際の流量を調整する。蒸気導入管加熱用ヒー
タ（３７）は、蒸気導入管（３５）の周囲に配置され、
ルツボ室（３０）で発生した蒸着物質蒸気が真空槽（１
）へ輸送される途中で温度低下による蒸気導入管内壁へ
の付着を防ぐためのものである。

蒸気導入管加熱用交流電源（３８）は、蒸気導入管加熱
用ヒータ（３７）に給電する、（４Ｇ）は蒸気導入管（
３５）、流量調整バルブ（３６）、蒸気導入管加熱用ヒ
ータ（３７）、蒸気導入管加熱用交流電源（３８）から
構成される蒸気導入管である。

次に動作について説明する。真空排気系（２）により真
空槽（１）内が１０−Ｔｏｒｒ白の真空度になるまで排
気した後、ルツボ室（３０）内の蒸気圧が数Ｔｏｒｒに
なる温度までルツボ室加熱用ヒータ（３１）からの伝熱
による加熱を行う、また、蒸気導入管（３５）の周囲に
配置された蒸気導入管加熱用ヒータ（３７）からの伝熱
により蒸気導入管（３５）の内壁の温度を蒸着物質（５
）の蒸気が付着しない適正な温度に保つ。

次いで、流量調整バルブ（３６）を：ｌｌＦすることに
より流量がＮＭされた蒸発物質（５）の蒸気を真空槽（
１）内へ導入する。この導入された蒸着物質の蒸気は、
イオン化フィラメント（１０）から放出される電子によ
って一部イオン化される。このイオン化された蒸着物質
の蒸気は加速電極（１５）で形成される電界による加速
を受けてイオン化されていない蒸気とともに基板（１６
）に衝突して薄膜が形成される。

このとき、蒸気発生源（３９）が真空槽（１）の外に配
置されているため、イオン化手段（１３）からの輻射熱
の影響を受けず、また、ルツボ室（３０）の加熱方式が
、ルツボ室の周囲に接触して配置されたルツボ室加熱用
ヒータ（３１）からの伝熱によるため、低い温度領域で
のルツボ室（３０）の温度ｉ制御が容易となる。したが
って、低い温度で高い蒸気圧をもつ物質あるいは低い温
度領域においである温度以上では特性が変化してしまう
物質、特に有機物質であっても安定した蒸着が可能とな
る。

また、ルツボ室（３０）がリークロ（３４）と供給口（
３３）を有しているので、真空槽（１）を大気解放しな
くても蒸着物質（５）の供給が可能である。

［発明の効果１ 以上のように、この発明によれば、蒸気発生源を真空槽
外に配置し、蒸気発生源の加熱方式をヒータによる伝熱
方式としたので、低い温度領域でのルツボ室の温度制御
が容易となり、低い温度で高い蒸気圧をもつ物質あるい
は低い温度領域において菖る温度以上では特性が変化し
てしまう物質でも安定に蒸着を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の立断面図、第２図は従来
の薄膜形成装置の立断面図である。 （１）　　・・真空槽、（５）　　・・蒸着物質、（１
３）・・イオン化手段、（１５）・・加速手段、（１６
）・・基板、（３０）・・ルツボ室、（３１）・・ルツ
ボ室加熱用ヒータ、（３５）・・蒸気導入管、（３６）
・・流量調整バルブ、（３７）・・蒸気導入管加熱用ヒ
ータ、（３９）・・蒸気発生源、（４０）・・蒸気導入
管、。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。 代瞳人　曾我道照 第１図 ５　”　Ａ＠ＪｌｌＪ賃３１　．　）Ｉｔソｆ室７ｆｌ
衰に用と−夕　　　　１　　＋１３：イオン化手段　　
３５：蒸気導入管　　　　　　　し−ｍ−」　＝１５：
加速手段　　　３アニ蒸気導入管加熱用し−夕１６二基
板　　　　　３９　蒸気発注源４０　蒸気導入部 第２図 １１１１［−］ 手続補正書 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　　”ＰＬ２　　Ｉ
７　　”２５８１　事件の表示 特願平１−２８８７７６号 ２　発明の名称 薄膜形成装置 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者　志岐守
哉 ４代理人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内三丁目１番１号
国際ビルディング　８階 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 （２）　　明細書の図面の簡単な説明の欄（３）図　面 ６　補正の内容 （１）図面、第ｉｌｌを別紙のとおり訂正する。 （２）明細書をつぎのとおり訂正する。 １ページ１行１　訂正前　　訂正後　Ｉ３　　　４　形
成　　　　　　　　構成７　　　２　配置したヒータ　
　　　配置し、ルツボ室の加熱手段としてルツボ室の周 囲に配置したしータ ８　　ｇ〜１１　　導くための・・・調整する　導くた
めのものである。 ８　　１３　蒸着物質蒸気　　　　　蒸着物質の蒸気８
　　１８　流量調整バルブ（３６）、　　（削除）８　
　２０　導入管　　　　　　　　導入部９　９〜１０　
　次いで、・・・調整された　上記状態の蒸気導入管に
より １０　８〜１０　　また、・−・可能である、　　（削
除）１１　５〜６　　（３６）・・・流量調整バルブ　
（削除）第１図 １５：加速手段　　　３アニ蒸気導入管加熱用ヒータ１
６：墨板　　　　３９蓋気発注源 ４０蒸気導入部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の真空度に保持され、基板が置かれる真空槽と、 前記真空槽外に配置され蒸着物質の蒸気を発生するルツ
   ボ室と、このルツボ室の周囲に配置され、前記ルツボ室
   を加熱するルツボ室加熱用ヒータとからなる蒸気発生源
   と、 前記ルツボ室から発生した前記蒸着物質の蒸気を前記真
   空槽内へ導く蒸気導入管と、この蒸気導入管の周囲に配
   置され、前記蒸気導入管の温度を一定に保持するための
   蒸気導入管加熱用ヒータとからなる蒸気導入部と、 前記蒸気導入部と前記基板との間に配置され前記蒸着物
   質の蒸気の一部をイオン化するためのイオン化手段と、 前記イオン化手段によつてイオン化された前記蒸着物質
   の蒸気を前記基板に向けて運動エネルギーを付与して衝
   突させるための加速手段と、を備えてなる薄膜形成装置
   。