JPH03294474A - 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〕 この発明は膜を形成する膜形成装置、特に高性能な薄膜
を形成することができるクラスタイオンビーム蒸着装置
等の膜形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図、第３図は例えば、特公昭５４−９５９２号公報
に示された従来の膜形成装置である薄膜形成装置を示す
ものであり、第２図は装置の構成図、第３図はるつぼの
斜視図である０図において、（１）は蒸着物質Ｕを収容
した容器である円筒形のルツボ、（３）はるつぼ（１）
の上面に設けられた小孔であるノズルであり、第３図に
示されるように中央部に設けられた円形の中央ノズル（
３ａ）と中央ノズル（３ａ）の外側の円周上に配設され
た８個の円形の周辺ノズル（３ｂ）の計９個のノズルで
構成され、るつぼ（１）を介して加熱された蒸着物質（
２）が蒸発して噴出する。（２）はこのノズル（３）か
ら噴出する蒸気であり、一部はクラスター化している。

（５］はるつぼ（１）を電子衝撃によって加熱するフィ
ラメント、（６）はこのフィラメント（９に電流を流し
て高温にし熱電子を放出させる交流電源、（７）はフィ
ラメント（句によって放出される電子がるつぼ（１）に
衝突するようにるつぼ（１）の電位をフィラメント（５
）の電位よりも高く保つバイアス電圧を与えている第１
の直流電源、（へ）は蒸気（イ）の一部を電子衝突によ
って正電荷に電１するための電子を放出するイオン化フ
ィラメント、（９）はイオン化フィラメント（へ）から
放出された熱電子を加速して、るつぼ（１）から噴出し
てきた蒸気（イ）に衝突させるグリッド、叫はイオン化
フィラメント（へ）を発熱させる交流電源、（１１）は
イオン化フィラメント（へ）の電位をグリッド（９）の
電位よりも低く保つ第２の直流電源、（１２）はグリッ
ド電極、（１３）は電離された蒸気（イ）を加速する手
段としての加速電極、（１４）は被蒸着物である基板、
（１５）はこの基板（１４）の表面に形成された膜であ
る蒸着膜、（１６）は加速電極（１３）の電位をグリッ
ド電極（１２）の電位よりも低い値に保つ第３の直流電
源、（１７）はフィラメント（（５）と同電位に保たれ
たるつぼ（１）の熱シールド板、（１８）はるつぼ（１
）、蒸着物質（２）。

基板（１４）等を収容し減圧雰囲気下におくための真空
槽である。

第２図において、フィラメント（５］は交流電源（６）
により加熱され熱電子が放出されるが、第１の直流電源
（７）によっ枦叱ぼ（１）に与えられた正の電圧に゛よ
り熱電子がるつぼ（１）に衝突してるつぼ（１）を加熱
する。るつぼ（１）内の蒸着物質Ｕはるつぼ（１）を介
して加熱されて蒸発し、ノズル（３）より減圧雰囲気下
に噴出する。噴出した蒸気（イ）は、イオン化フィラメ
ント（８）から飛び出しグリッド（９）に引き出された
電子と衝突して、電離されて正電荷を有するイオンにな
る。この正イオンは加速電極（１３）による電界によっ
て加速され基板（１４）に衝突し蒸着膜（１５）が形成
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

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
、るつぼ（１）はその周囲に配置されたフィラメント（
９からの熱電子により主として側面から加熱され、るつ
ぼ（１）の上面は伝熱によって加熱されるため側面に比
較して加熱され難く、特にその中心部は周辺部よりも温
度が低くなる。そのため、るつぼ（１）内で蒸発した蒸
着物質（２）が中央ノズル（３ａ）部で凝縮し液滴に成
長し、蒸気の噴出力で液滴が蒸気とともに噴出するいわ
ゆるスピッティング現象が発生し、基板（１４）上の薄
膜の形成に悪影響を与えるという問題点があった。

この発明は上Ｊ己のような問題点を解消するためになさ
れたもので、スピッティング現象の発生を防ぎ、高品質
の膜を形成できる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〕

この発明に係る膜形成装置は、蒸着すべき蒸着物質を収
容した容器に設けられ気化した蒸着物質の蒸気を通過さ
せる小孔を容器の温度のほぼ等しい部位に配設したもの
である。

〔作用〕

こρ発明においては、加熱される容器の温度はその場所
によって異なる。つまり、容器に温度むらがあるが、蒸
着物質の蒸気が通過する小孔を容器の温度のほぼ等しい
部位に配設したので、小孔間における温度の差が無くな
り、特定の小孔部においてその温度が低いためにその小
孔部で蒸気が凝縮することがない、従って、小孔部で蒸
気が凝縮し、凝縮したものが蒸気とともに噴出するいわ
ゆるスピッティング現象が発生しない。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の要部であるるつぼを示す斜視図であ
り、図において、（２１）はるつぼであり、その上面に
外周から所定の寸法内側に入った円周上に、すなわちる
つぼ（２１）の温度のほぼ等しい部位である線（円）Ａ
上に小孔であるノズル（２３）が８個等間隔に配設され
ている。ノズル（２３）をこのように配設することによ
り、各ノズル（２３）部の温度はほぼ等しくなる。従っ
て、各ノズル（２３）のうち特定のノズル（２３）部の
温度が低くなることがないので、特定のノズル（２３）
部で蒸気の凝縮が発生するおそれがない。なお、るつぼ
（２１）以外の構成については従来装置と同様であるの
で、相当するものに同一符号を付して説明を省略する。

上記一実施例では、るつぼ（２１）が円筒形である場合
を示したが、断面が正方形その他の形状である場合も、
るつぼが加熱されたときにほぼ温度の等しい部位に小孔
が位置するように小孔の形状、大きさ、配置等を決定す
れば良い、すなわち、小孔を設けることにより小孔の影
響により等温度線の形状は変化するが、小孔を設けた後
に小孔がほぼ等温度の部位に位置するようにその影響を
考慮して小孔を配設すれば良い。

なお、るつぼ（２１）の加熱手段としてフィラメント（
（５）、交流電源（６）及び第１の直流電源（ト）を用
いるものを示したが、他の加熱手段、例えばるつぼ（２
１）の外側に抵抗発熱体を設けて加熱する抵抗加熱、る
つぼ（２１）の外側に高周波コイルを設けて高周波を印
加する誘導加熱等の加熱手段を用いても良い。

また、蒸気（イ）を電離させる手段としてイオン化フィ
ラメント（５）及びグリッド（９）を用いる代りにるつ
ぼ（２１）、基板（１４）の間に不活性ガス（例えばア
ルゴンガス）を導入して蒸着物質（２）。

基板（１４）間に電圧を印加して放電を起こさせるなど
の方法をとるものであっても良い。

さらに、上記一実施例では、蒸気（４）を電離及び加速
するための機能を備えたものを示したが、これらの機能
を備えていない膜形成装置であっても同様の効果を奏す
る。

もちろん、蒸着物質０は金属、非金属いずれであっても
良く、また液体であるか固体であるかを問わない、なお
、この発明においては蒸発は固体からの蒸発（昇華）を
含むものとして用いている。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、蒸着物質を収容した容
器に設けられ気化した蒸着物質の蒸気を通過させる小孔
を容器の温度のほぼ等しい部位に配設したので、特定の
小孔においてその温度が低いためにその小孔部で蒸気が
凝縮することがないので、良好な膜を形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部を示するつぼの斜視
図、第２図、第３図は従来の薄膜形成装置を示すもので
、第２図は装置の構成図、第３図はるつぼの斜視図であ
る。 図において、（２）は蒸着物質、（イ）は蒸気、＋５１
はフィラメント、（１４）は基板、（１５）は蒸着膜、
（１８）は真空槽、（２１）はるつぼ、（２３）はノズ
ルである。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　容器に小孔を設けこの容器に蒸着物質を収容し、上記
   蒸着物質及び上記蒸着物質が蒸着される被蒸着物を減圧
   された雰囲気の下に置き、上記容器を加熱して上記蒸着
   物質を気化させこの蒸気を上記小孔を通過させて上記被
   蒸着物に蒸着させる膜形成装置において、上記小孔を上
   記容器のほぼ等しい温度の部位に配設したことを特徴と
   する膜形成装置。