JPH0414185B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、めつき技術などの電気化学的手段
ではなく、各種基板（金属、半導体、絶縁物な
ど）上に物質薄膜層などの薄膜を形成する、たと
えば真空蒸着法などの薄膜形成装置における溶融
物質（たとえば鉛、銅、金、銀、ガドミウム、テ
ルルなど）の蒸気噴出装置に関するものである。

一般にこの種薄膜形成装置は、蒸着しようとす
る溶融物質を、蒸気噴出孔を有する密閉形のるつ
ぼに収容してこれを加熱し、るつぼを設置した高
真空雰囲気（たとえば10^-4Torr以下のガス圧）
と、加熱によりるつぼ内に形成される溶融物質蒸
気との間に少なくとも10倍以上の圧力差を形成す
るとともに、るつぼ内の溶融物質蒸気に熱平衡状
態を保持させることにより、蒸気噴出孔から溶融
物質蒸気を低ガス圧雰囲気中に噴射させ、断熱膨
張による過冷却状態を蒸気噴出孔の近傍に形成さ
せて、過飽和状態による凝縮によつて塊状原子集
団（クラスタ）をつくり、この一部をイオン化し
クラスタイオンビームとしてイオン引出電極に与
えた負の高電圧によつてこクラスタイオンビーム
に運動エネルギーを与え、中性クラスタビームと
共に、基板上に所定の物質薄膜層を形成するよう
にしたものである。

〔従来の技術〕

第３図Ａ，Ｂは従来の薄膜形成装置における溶
融物質の蒸気噴出装置の要部を示す平面図と縦断
面図を示し、第３図Ａ，Ｂはるつぼ１が円筒形の
場合、また第４図Ａ，Ｂはるつぼ１が矩形箱形の
場合を示している。１は内部に所定の溶融物質５
を収容したるつぼ、２はこのるつぼ１を所定間隔
をあけて囲繞し、このるつぼ１を加熱する加熱用
フイラメント、３はるつぼ１の上部開口を閉塞
し、天井部中央に所定内径の蒸気噴出孔４を形成
した蓋体、５ａはるつぼ１内で形成され、蒸気噴
出孔４から噴出する溶融物質蒸気である。

従来の蒸気噴出装置は上記のように構成されて
いるので、加熱フイラメント２に通電することに
よつて加熱されたるつぼ１内の溶融物質５が蒸発
すると、その蒸気５ａはるつぼ１内の圧力を高
め、蒸気噴出孔４かか噴出されるが、この溶融物
質蒸気５ａは圧力差による断熱膨張によつて横方
向に拡がると共に、この溶融物質蒸気５ａは断熱
膨張によつて加熱冷却され、10〜1000個前後の原
子が緩く結合した塊状原子集団（スラスタ）が形
成され、このクラスタが被蒸着材（図示せず）の
薄膜形成に用いられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の蒸気噴出装置においては、加熱
フイラメント２と、るつぼ１の外周壁との間隔が
一定でないと、るつぼ１が均等に加熱されない欠
点があり、特に、第４図Ａ，Ｂに示すようにるつ
ぼ１が矩形箱形であると、加熱フイラメント２と
の非対向面部分のるつぼの加熱温度がきわめて低
く、るつぼ内の溶融物質５が溶融されないため、
溶融物質蒸気５ａの噴出量が不安定になつたり、
著しく低下する欠点がある。

この発明はかかる点に着目してなされたもの
で、加熱フイラメントと、るつぼの外周壁との間
隔の「バラツキ」や、るつぼの形状によつて、る
つぼ加熱温度が不均等にならないようにした蒸気
噴出装置を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる蒸気噴出装置は、るつぼの外
周壁の所定位置に、熱伝導性と保温性の良好な所
定厚さの恒温用金属板を重合定着するようにした
ものである。

〔作用〕

この発明においては、るつぼの外周壁の所定位
置に、熱伝導性と、保温性の良好な恒温用金属板
を重合定着するようにしたので、加熱フイラメン
トと、るつぼの外周壁との間隔の「バラツキ」
や、るつぼの形状によつて、るつぼ加熱温度が全
体的に不均等になるようなことがない。

〔発明の実施例〕 第１図および第２図Ａ，Ｂは何れもこの発明の
一実施例を示すもので、第１図は蒸気噴出装置の
縦断面図、第２図Ａは要部の平面図、第２図Ｂは
その縦断面図であり、上述した従来のもの（第３
図および第４図）と同一符号は同一構成部材につ
きその説明を省略する。

まず、第１図において、８は溶融物質５を収容
したるつぼ１の上部にこれを同心的に所定間隔を
あけて配設され、溶融物質蒸気５ａから生成され
たクラスタをイオン化するイオン化電子放出フイ
ラメント７から放出される電子を加速するグリツ
ド、９はこのグリツド８の上部に所定間隔をあけ
て配設され、イオン化されたクラスタを加速制御
する加速電極、１０は表面に物質薄膜を蒸着させ
る被蒸着材、１１は各構成部材を収容した真空
槽、６はるつぼ１の外周壁のうち、加熱用フイラ
メント２に対向しないるつぼ１の外周壁に重合定
着された恒温用金属板で、この恒温用金属板６は
たとえば熱伝導性と保温性の良好な「タンタル」
などの高温金属材料が用いられており、この恒温
金属板６はるつぼ１の加熱温度を全体的に均等に
し、且つるつぼ１を保温するために設けられたも
のである。

この発明の溶融物質の蒸気噴出装置は上記のよ
うに構成されているので、るつぼ１を加熱するた
めに加熱フイラメント２から放出された熱電子
は、るつぼ１と加熱用フイラメント２との間に印
加された正のバイアス電圧によりるつぼ１に衝突
してこれを加熱する。この際、第２図に示す如
く、加熱フイラメント２と恒温用金属板６との距
離ａは加熱フイラメント２とるつぼ１との距離ｂ
より短く、また角を有するので電界が集中するた
め熱電子が集中し、るつぼ１より遥かに熱入力が
大きい。この熱入力によつて高温に加熱された恒
温用金属板６は良好な熱伝導性により、加熱用フ
イラメント２に対向しないるつぼ１の面に熱を伝
え、結果的にるつぼ１は全周を加熱されているの
と同じ程度に温度が均一になり、溶融物質蒸気５
ａの噴出量が安定化され、しかも、この恒温用金
属板６の保温性により、るつぼ１の熱効率が向上
する。

〔発明の効果〕

この発明の溶融物質の蒸気噴出装置は上述した
ように、加熱用フイラメントに対向しないるつぼ
の外周壁に、このるつぼの温度を均等にする恒温
用金属板を重合定着するようにしたので、加熱用
フイラメントによつて局部的に高温に加熱された
るつぼの熱は、加熱フイラメントに対向しないる
つぼの外周壁に伝達されるため、るつぼの加熱温
度が全体的に均等化されることによつて溶融物質
蒸気の噴出量が安定化されるばかりでなく、この
恒温用金属板の保温性によつてるつぼの熱効率が
向上し、低温プロセスによつて被蒸着材に薄膜を
生成することができる優れた効果を有するもであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図Ａ，Ｂは何れもこの発明の
一実施例を示すもので、第１図は蒸気噴出装置の
縦断面図、第２図Ａは要部の平面図、第２図Ｂは
その縦断面図である。第３図Ａ，Ｂおよび第４図
Ａ，Ｂは従来の溶融物質の蒸気噴出装置の要部を
それぞれ示す平面図と縦断面図である。 図において、１はるつぼ、２は加熱フイラメン
ト、３は蓋体、４は蒸気噴出孔、５は溶融物質、
５ａは溶融物質蒸気、６は恒温用金属板である。
なお、図中同一符号は同一または相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱用フイラメントによつて加熱され内部に
   溶融物質を収容したるつぼにおいて、前記加熱用
   フイラメントに対向しないるつぼの外周壁に、該
   るつぼの温度を均等にする恒温用金属板を重合定
   着したことを特徴とする溶融物質の蒸気噴出装
   置。 ２ 前記恒温用金属板にタンタルを用いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶融物質
   の蒸気噴出装置。 ３ 前記るつぼの上部開口を閉塞する蓋体の天井
   部中央に溶融物質蒸気を噴出させる蒸気噴出孔を
   形成していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の溶融物質の蒸気噴出装置。 ４ 前記るつぼの上部に、これと同心的に溶融金
   属蒸気から生成されたクラスタをイオン化するイ
   オン化電子放出フイラメントから放出される電子
   を加速するグリツドを設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の溶融物質の蒸気噴出装
   置。