JPH0565627A - 蒸着重合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 蒸着重合装置における蒸発源容器の蒸発源噴
出口にモノマを付着・堆積させず、モノマの蒸発レート
を安定化させる。 ［構成］ 原料モノマＡ、Ｂが供給された蒸発源容器７
の蒸発源貯蔵部１４ａ、１４ｂの外周部と蒸発源噴出口
部１３ａ、１３ｂの外周部とに、それぞれ別個に蒸発源
加熱ヒータ９ａ、９ｂと蒸発源噴出口加熱用ヒータ１２
ａ、１２ｂとを設け、蒸発源加熱ヒータ９ａ、９ｂの温
度よりも蒸発源噴出口加熱用ヒータ１２ａ、１２ｂの温
度を若干高くする。これにより蒸発源噴出口部１３ａ、
１３ｂの温度が低下するのを防ぎ、蒸発源容器７ａ、７
ｂ全体の温度がそれぞれ一定化するので、蒸発源噴出口
１３ａ、１３ｂにモノマが付着・堆積することなくモノ
マＡ、Ｂの蒸発速度及び蒸発レートが常に安定化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被蒸着材の表面に高分子
膜を形成させる際に用いる蒸着重合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】従来では、半導体素子の
絶縁膜、パッシべーション膜、ソフトエラー防止膜及び
コンデンサの誘電体膜等に用いられている各種高分子被
膜の形成方法として、湿式法、ポリマー蒸着法及びプラ
ズマ重合法が知られている。

【０００３】湿式法は原料モノマを適当な溶媒に溶かし
て重合させ、これを基板上に塗布する方法であり、ポリ
マー蒸着法はポリマー自体を基板上に蒸着させる方法で
あり、プラズマ重合法はモノマ蒸気をプラズマ状態にし
て重合させ、基板上に堆積させる方法である。しかしな
がら、これら従来法には各々不都合があり、湿式法では
極めて薄い膜が得られず、密着性も不充分であり、更に
不純物の混入が生じ易く、ポリマー蒸着法では蒸着時に
分解が起こり易く、重合度が充分とならず、プラズマ重
合法では重合時に分解が起こり易く、高分子設計が困難
であった。

【０００４】そこで、本出願人は先にこれら従来法の不
都合を解消する高分子被膜形成方法として、真空中で多
種類のモノマを蒸発させ、基板上で重合させる蒸着重合
法（特開昭６１−７８４６３号公報、特開昭６３−１６
６９６１号公報）を発明した。

【０００５】以下、従来の蒸着重合装置の構成について
図３を参照して説明する。図において蒸着重合装置１の
処理室１ａに真空排気系２を介して図示されていない真
空ポンプを接続し、この処理室１ａの内部には高分子の
蒸着被膜を形成せしめるべき基板３を基板ホルダ４によ
って、下向きに保持するようにした。

【０００６】基板３は基板ホルダ４の背面に設けられた
基板加熱用ヒータ５によって加熱できるようにしてい
る。また、基板３の下方前面には膜厚モニタ６が設けら
れ、基板３上に形成される被膜厚を間接的に測定できる
ようになっている。

【０００７】処理室１ａ内下位には基板３に対向させて
蒸発源容器２１が配設されており、この蒸発源容器２１
ａ、２１ｂ内には高分子樹脂の原料モノマａ、ｂが入っ
て、る（例として具体的名称をあげれば、ポリイミド樹
脂を形成するのであれば、原料モノマａを芳香族酸二無
水物とし原料モノマｂを芳香族ジアミン等とすればよい
が、基板に蒸着させる高分子樹脂の種類によって組み合
わせ、材料は任意に変えることができる）。

【０００８】蒸発源容器２１の近傍にはレートモニタ８
（例えば水晶振動子）が設けられており、レートモニタ
８と蒸発源加熱ヒータ２２によって、原料モノマａ、ｂ
の蒸発レートを一定化させる所定温度にコントロールで
きるようにしている。また、蒸発源容器２１と基板３と
の間にはシャッター１０が設けられ、蒸発源容器２１
ａ、２１ｂの間は仕切板１１で仕切られている。

【０００９】従来の蒸着重合装置１は以上のように構成
されているが、蒸着重合法によって基板上に良質の高分
子被膜を形成させるには、蒸発源のモノマ物質ａ、ｂが
基板上で化学量論的に重合させることが必要である。

【００１０】従来の装置では繰り返し蒸着を行なってい
ると蒸発源のモノマ蒸発速度が不安定になることがあっ
た。その理由は、蒸発源容器の噴出口が蒸発源容器の貯
蔵部に比べ若干温度が低くなってしまい、蒸発したモノ
マが容器噴出口に付着・堆積し、容器噴出口の面積が小
さくなることにより、モノマａ、ｂの蒸発速度が不安定
となってしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上記問題に
鑑みてなされ、蒸発源容器の容器蒸発口にモノマが付着
・堆積せず、モノマの蒸発速度及び蒸発レートを一定に
して、モノマを化学量論的に安定して重合できる蒸着重
合装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、真空中
における蒸発源容器に供給された原料モノマを加熱手段
により蒸発させる蒸着重合装置において、前記加熱手段
は前記蒸発源容器の蒸発源貯蔵部に設けた第１加熱手段
と、前記蒸発源噴出口部に設けた第２加熱手段とからな
り、前記第２加熱手段の加熱温度は前記第１加熱手段の
加熱温度より若干高く設定されていることを特徴とする
蒸着重合装置によって達成される。

【００１３】

【作用】蒸発源容器の蒸発源貯蔵部に第１加熱手段とし
ての加熱ヒータを取り付けるとともに蒸発源容器の蒸発
源噴出口部に蒸発源容器の蒸発源貯蔵部とは別に第２の
加熱手段としての加熱ヒータを取り付け、更に各加熱ヒ
ータを温度制御することにより蒸発源貯蔵部の加熱ヒー
タより蒸発源噴出口部の加熱ヒータの温度を若干高くな
るようにしたので、蒸発源噴出口にモノマが付着しなく
なる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例による蒸着重合装置に
ついて、図面を参照して説明する。なお、従来例と同一
の構成の部分については同一の符号を付し、その詳細な
説明は省略する。

【００１５】図２のＡ及び図２のＢは本実施例によるア
ルミニウム製蒸発源容器７の全体を示し、この蒸発源容
器７ａ、７ｂの蒸発源貯蔵部１４ａ、１４ｂの外周には
バンドヒータである蒸発源加熱ヒータ９ａ、９ｂが巻装
されており、また蒸発源容器７ａ、７ｂの円筒状の蒸発
源噴出口部１３ａ、１３ｂの外周にはバンドヒータであ
る蒸発源噴出口加熱用ヒータ１２ａ、１２ｂが巻装され
ている。これら、蒸発源加熱ヒータ９ａ、９ｂ及び蒸発
源噴出口加熱用ヒータ１２ａ、１２ｂは各々独立してお
り、図示されていない温度制御手段により、それぞれ温
度調節が可能となっている。

【００１６】蒸発源容器７に供給されるモノマは、例え
ばポリイミドの蒸着重合法を例にあげれば、蒸発源容器
７ａの蒸発源貯蔵部１４ａ内には原料モノマＡとしてピ
ロメリト酸二無水物を供給し、蒸発源容器７ｂの蒸発源
貯蔵部１４ｂ内には原料モノマＢとして、４、４’‐ジ
アミノジフェニルエーテルを供給する。

【００１７】図１は上述した蒸発源容器７が蒸着重合装
置１の処理室１ａ内に配置された図を示す。

【００１８】本発明の実施例による蒸着重合装置１は以
上のように構成されるが、次にこの作用について説明す
る。

【００１９】シャッター１０が閉じられている状態で図
示されていない排気手段により処理室１ａ内が所望の圧
力に減圧されると、蒸発源容器７の蒸発源加熱ヒータ９
ａ、９ｂと蒸発源噴出口加熱用ヒータ１２ａ、１２ｂと
が加熱される。各々の設定温度は蒸発源加熱ヒータ９ａ
が１８０°±２℃、蒸発源噴出口加熱用ヒータ１２ａが
１９０°±２℃、蒸発源加熱ヒータ９ｂが１６０°±２
℃、蒸発源噴出口加熱用ヒータ１２ｂが１７０°±２℃
である。これにより蒸発源容器７の蒸発源噴出口部１３
ａ、１３ｂの温度が蒸発源貯蔵部の温度と同じとなり、
蒸発源噴出口部１３ａ、１３ｂの温度が低下するのを防
止できる。

【００２０】蒸発源容器７ａ、７ｂに供給されているモ
ノマＡ、Ｂが加熱されると、モノマＡ、Ｂは蒸発する
が、レートモニタ８はこれらの蒸発レートを検知し、蒸
着被膜の形成に適した蒸発レートになると、シャッター
１０は開かれる。これによりモノマＡ、Ｂの蒸気は処理
室１ａ内全体に充填され、基板３に飛んでいき、化学量
論的に蒸着・堆積し、基板３の背後に設けられている基
板加熱用ヒータ５により、加熱されながら蒸着重合す
る。膜厚モニタ６は基板３に蒸着重合した蒸着被膜を観
察し、蒸着被膜が所望の厚さになるとシャッター１０は
閉じられる。

【００２１】以上本実施例の作用について述べたが、本
実施例では蒸発源容器７ａ、７ｂ共に蒸発源の貯蔵部１
４ａ、１４ｂの外周の蒸発源加熱ヒータ９ａ、９ｂより
も、蒸発源噴出口加熱用ヒータ１２ａ、１２ｂの方が温
度が高くなるように調節しているので、蒸発源容器７
ａ、７ｂの全体の温度がそれぞれ一定化して、モノマ
Ａ、Ｂは蒸発源容器７ａの蒸発口に付着・堆積すること
がない。また、これによりモノマの蒸発速度、蒸発レー
トが安定化する。

【００２２】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の
技術的思想に基いて、種々の変形が可能である。

【００２３】例えば以上の実施例では、蒸発源の加熱方
法にバンドヒータを使用したが、ニクロム線、媒体加熱
等による加熱方法を使用してもよい。

【００２４】また、以上の実施例では蒸発源容器７をア
ルミニウム製としたが、鉄、銅等の他の材質であっても
よく、更にこの蒸発源容器７の蒸発源貯蔵部１４ａ、１
４ｂと蒸発源噴出口部１３ａ、１３ｂとを一体成形にし
たが、これを別個に成形してもよいし、更に蓋部１５
ａ、１５ｂ、噴出口部１３ａ、１３ｂ及び貯蔵部１４
ａ、１４ｂを別個に成形してもよい。

【００２５】また、以上の実施例ではポリイミドの蒸着
重合法を例としたが、モノマ形成される高分子膜はその
種類を任意に変えることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明の蒸着重合装置
は蒸発レートが不安定になる要因を取り除くことができ
るので、基板上に形成される高分子膜の質を良好なもの
にすることができる。また、蒸発源噴出口にモノマが付
着・堆積しないため繰り返し蒸着することができ、蒸発
源容器のメンテナンスの回数も減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蒸着重合装置の処理室の正面図で
ある。

【図２】Ａは同処理室における蒸発源容器の拡大平面図
であり、Ｂは同蒸発源容器の拡大断面図である。

【図３】従来例の蒸着重合装置の処理室の正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 蒸着重合装置 ７ 蒸発源容器 ９ａ 蒸発源加熱ヒータ ９ｂ 蒸発源加熱ヒータ １２ａ 蒸発源噴出口加熱用ヒータ １２ｂ 蒸発源噴出口加熱用ヒータ １３ａ 蒸発源噴出口部 １３ｂ 蒸発源噴出口部 １４ａ 蒸発源貯蔵部 １４ｂ 蒸発源貯蔵部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 正行 茨城県つくば市東光台５丁目９番地 日本 真空技術株式会社筑波超材料研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空中における蒸発源容器に供給された
   原料モノマを加熱手段により蒸発させる蒸着重合装置に
   おいて、前記加熱手段は前記蒸発源容器の蒸発源貯蔵部
   に設けた第１加熱手段と、前記蒸発源噴出口部に設けた
   第２加熱手段とからなり、前記第２加熱手段の加熱温度
   は前記第１加熱手段の加熱温度より若干高く設定されて
   いることを特徴とする蒸着重合装置。