JPH04187760A - 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〕 この発明は基板上に薄膜を形成する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
たものと類似の従来の薄膜形成装置を示す断面図であり
、図において、（１）は蒸着材料ｆ２１を収容するるつ
ぼ、（３）はるつぼ（１）の上面に設けられたノズル、
（７４）はるつぼ（１）の外側で側面に配置されてるつ
ぼ（１）を加熱する加熱手段であるヒータ、（２Ａ）は
蒸着材料（２）の蒸気である蒸発材料、（５］はるつぼ
（１）の下面に設けられて温度を測定するための熱電対
、（６）はヒータ（４）の外側でその側方に配置された
冷却体としての第１の冷却板で、密着して設けられた第
１のパイプ（７）に冷却媒体として液体窒素（８）を流
すことにより第１の冷却板（６）を冷却するようになっ
ている。（９）は（１）〜（ト）を囲う防着板で、ノズ
ル（１）に対向した個所が切欠かれて窓（ｌＯ）が形成
されている。

（１１）は蒸発材ｆ４　（２Ａ）をイオン化するための
熱電子を放出するイオン化フィラメント、（１２）はイ
オン化フィラメント（ＩＩ）から熱電子を引き出すグリ
ラド、（１３）はイオン化フィラメント（１１）から放
射される熱を吸収するための第２の冷却板で、密着して
設けられた第２のバイブ（１４）に冷却水（１５）を流
すことにより第２の冷却板（１３）を冷却するようにな
っている。（１６）は蒸発材ｆＪ　（２Ａ）をに方へ向
かって加速する加速電極、（１７）は放射熱防止板で、
イオン化フィラメント（１１）、ヒータ（２）およびこ
れらによって加熱されたグリッド（１２）、るつぼ（１
）等から放射される熱を遮って、後述の基板（１９）に
到達する熱量を減少させる。（１８）は蒸発材料（２Ａ
）を必要なときのみ基板（１９）の方へ通過させること
ができるように開閉可能なシャッタ、（１９）は表面に
蒸着材料（２）の薄膜（図示せず）が形成される基板、
（２０）は基板（１９）を保持する基板ホルダである。

以上か真空を保つ真空槽（図示せず）中に置かれている
。

次に動作について説明する。蒸着材料（２）を収容した
るつぼ（１）をヒータ（イ）で加熱する。加熱された蒸
着材料（２が蒸発し、ノズル（２１を通って上方の真空
中へビーム状に噴出する。一方、イオン化フィラメント
（１１）を赤熱させ、これとグリッド（１２）との間に
電圧を印加してイオン化フィラメント（１１）から熱電
子を引き出す。防着板（９）の窓（ｌＯ）を通過して来
た蒸発材料（２Ａ）にこの熱電子を衝突させて一部をイ
オン化する。また、加速電極（１６）とグリッド（１２
）の間に電圧を印加して電界を形成し、イオン化した蒸
発材料（２Ａ）をこの電界により上方へ加速する。この
ようにして、ノズル（３）から基板（１９）へ向かって
噴出したビーム状の蒸発材料（２Ａ）は、電気的に中性
のものと、イオン化されて加速されたものが混在して基
板（１９）へ到達し、その表面に堆積して薄膜を形成す
る。

なお、るつぼ（１）の温度を一定にするために、熱電対
（（５）でるつぼ（１）の温度を測定し、ヒータＧ４）
への入力を制御する。

また、ノズル（３）から噴出した蒸発材料（２Ａ）のう
ち、側方にそれて基板（］９）への蒸着に寄与しないも
のが、飛散して広範囲な部分に付着するのを、防着板（
９）により抑制するとともに、るつぼ（１）付近の空間
に浮遊する蒸発材料（２Ａ）の一部を、低温になってい
る冷却板（６）により吸着捕捉する。

〔発明か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て、加
熱手段によるるつぼの加熱はその側面で行い、ノズルが
設けられているるつぼの上面は加熱されていないので、
ノズル近傍の温度は側面に比べて低い。従って、蒸着材
料がるつぼ側面がら加熱されて蒸発し、その温度に相当
する蒸気圧をもつ気体となるが、ノズル近傍では温度が
低いため蒸気圧は低下し、その蒸気圧の差に相当する量
の気体が凝縮してノズルに付着し、ノズルを閉塞すると
いう問題点があった。

また、ノズルから噴出した蒸発材料のうち、基板へ到達
しないものがまわりの空間に浮遊し、その一部が冷却板
に吸着捕捉されないで、高温になっているヒータやイオ
ン化フィラメントによって熱分解され、生じた物質が不
純物となって基板上に形成される薄膜中に混入するなど
の問題点があった。

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、ノズル近傍で蒸発材料が凝縮せず、また基板
上の薄膜形成にあずからない蒸発材料を効果的に捕捉で
きる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〕

この発明にイ系る薄膜形成装置は、るつぼの−面を円錐
状に形成してその頂点部にノズルを設けるとともに、上
記るつぼの一面に加熱手段を設ζｊ、かつ、加熱手段の
外側に配置する冷却体を、ノズルに対向する底面を有す
る筒状に形成して、その底面のノズルに対向する部分に
穴を設けたものである。

〔作用〕

この発明における薄膜形成装置は、るつぼのノズルが設
けられた面を加熱するので、ノズル近傍の温度を高く保
つことができる。また、ノズルに対向する部分に穴を有
する有底筒状の冷却体で、るつぼと加熱手段を被ったの
で、ノズルから上記穴を通して基板に向がって蒸発材料
を噴出するとともに、側方にそれて噴出し薄膜形成にあ
すがらない蒸発材料を冷却体で効果的に吸着捕捉できる
。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による薄膜形成装置の断面図で
あり、るつぼとその周辺部分のみを示す。図示しない他
の部分は第２図の場合と同様になっている６図において
、（２）、（２Ａ）、（３）、（５）、＋８１も第２図
の場合と同様であるので説明を省略する。（２Ｉ）は蒸
着材料（２１を収容するるつぼで、その−面である上面
（２２）が円錐状に形成され、その頂点部にノズル（３
）が設けられている。（２３）はるつぼ（１）を加熱す
る加熱手段であるヒータで、るつぼ（１）の外側で、そ
の側面（２４）から上面（２２）にわたって設けられて
いる。ただし、ノズル（３）近傍にはヒータ（２３）が
設けられていない。（２５）は内部に流れる液体窒素（
８により冷却される冷却体で、底面（２６）を有する筒
状に形成され、底面（２６）をノズル（３）に対向させ
てヒータ（２３）を被うように、つまり底面（２６）を
上にして配置しており、また底面（２６）のノズル（３
）に対向する部分に穴（２７）が設けられている。

なお、るつぼ（２Ｉ）の上面＜２２＞ｂ；第２図の場合
のように平坦ならば、るつぼ（２Ｉ）の上面（２２）と
冷却体（２５）の底面（２６）との間のスペースが狭く
てヒータ（２３）を設けるのは困難であるが、この発明
ではるつぼ（２１）の上面（２２）は円錐状になってい
て中心から周辺にいくにしたかつて下かっているので、
ヒータ（２３）を設けるスペースを容易に生み出すこと
ができる。

次に動作について説明する。ヒータ（２３）によりるつ
ぼ（２１）を加熱すると、中の蒸着材料（２）か加熱さ
れて蒸発し、蒸発材料（２Ａ）となってノズル（３）か
ら噴出する。るつぼ（２１）の上面（２２）にはノズル
（３）の近くまでヒータ（２３）を設けて加熱している
のでノズル（３）近傍の温度はるつぼ（２１）の側面（
２４）など他の部分の温度に比べて低くはならない。従
って、蒸発材料（２Ａ）がノズル（３）を通過する際に
凝縮することなく噴出する。ノズル（３）が円錐状の頂
点部に位置し、しかもヒータ（４）はノズルＢ）のすぐ
近くには設けられていないので、噴出した蒸発材料（２
Ａ）がヒータ（イ）に接触することはない。

さらに、ノズル（３）からビーム状に噴出した蒸発材料
（２Ａ）のビームの中心軸に近いところを通るものは、
冷却体（２５）に開けられた穴（２７）を通過して基板
（１９）へ向かう。ビームの中心軸からそれた方向に噴
出した蒸発材料（２Ａ）は冷却体（２５）に遮られてこ
れに当たるので、（２８）で示すように効果的に吸着捕
捉される。冷却体（２５）の穴（２７）の大きさは、こ
れを通過した蒸発材料（２Ａ）が全てイオン化フィラメ
ント（１１）、グリッド（１２）および加速電極（１６
）に衝突しないで、基板（Ｉ９）へ向かって飛行できる
ように選定されている。

なお、上記実施例ではノズル（３）が１つのものを示し
たが、るつぼ（１）の円錐状の頂点部を少し切除した形
、つまり円錐台形にして、ノズル（３）を２つ以上設け
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればノズルが設けられるる
つぼの一面を円錐状にしてこの面を加熱するとともに、
穴を設けた有底筒状の冷却体でるつほと加熱手段を被う
ように構成したので、蒸発材料がノズル近傍で凝縮する
ことがなく、また、蒸発材料のうち薄膜形成にあずから
ないものを効果的に捕捉できる〜

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による薄膜形成装置のるつ
ぼ周辺部分を示す断面図、第２図は従来の薄膜形成装置
を示す断面図である。 図において、（２は蒸着材料、（２Ａ）は蒸発材料、（
３）はノズル、（８）は液体窒素、（１９）は基板、（
２１）はるつぼ、（２２）はるつぼの上面、（２３）は
ヒータ、（２５）は冷却体、（２６）は冷却体の底面、
（２７）は穴である。 尚、各図中同一符号は同−才たは相当部分を示す。 代　　理　　人　　　　　　　　弁理士　　大　　岩　
　増　　雄第１図 ２７穴 ＪＩＩ２！Ｉ！ １９基隷

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　蒸着材料を収容するるつぼと、このるつぼの外側に配
   置された加熱手段と、この加熱手段の外側に配置されて
   冷却媒体により冷却される冷却体とを備え、上記加熱手
   段により上記るつぼを加熱して、上記るつぼに設けられ
   たノズルから上記蒸着材料の蒸気を噴出させて基板上に
   薄膜を形成する薄膜形成装置において、 上記るつぼの一面を円錐状に形成してその頂点部に上記
   ノズルを設けるとともに、上記るつぼの一面に上記加熱
   手段を設け、かつ、上記冷却体を、上記ノズルに対向す
   る底面を有する筒状に形成して、その底面の上記ノズル
   に対向する部分に穴を設けたことを特徴とする薄膜形成
   装置。