JPS61127860A - 電子銃装置 - 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） 本発明は、真空中において原材料物質を蒸発させ半導体
基板上に薄膜を堆積させるとき等に用いる電子銃装置の
改良に関するものである。

（従来技術とその問題点） この種の電子銃装置の従来のものは、第３図に概略の断
面図を示すように、フィラメント１から放出される電子
流２が磁石３の作る磁界で曲げられて、るつぼ６内に納
められた蒸発源の原材料物質４の表面に照射されるよう
になっている。ただし第３図では、この電子銃装置を収
容する真空容器の図示を省略している。

前記電子流２による照射の衝撃によって原材料物質４が
蒸発し、図示しない基板等に所望の薄膜が堆積されるの
であるが、長時間の使用では、この原材料物ＩｊＪＬ４
が消費され、その消費が局部的であるために原材料物質
の形、殊に照射表面の形が次第に変形して蒸発物の放射
の形が歪むようになる。

従ってこの変形が大きくなると、その都度真空容器内圧
力を大気圧に戻して原材料物質４を新品と交換する心安
がある。交換までの期間を少しでも長くするため、第３
図のように、るつぼの底部に押し上げ機講７を設け、前
記原材料物質４を逐次押し上けることによって蒸発面８
を変更させるような改良もなされている。

しかし、原材料物質４の表面は第４図に示すように、中
央部が極端に蒸発消費されて、深い凹みの穴が穿たれる
傾向があり、前記した蒸発物の放射パターンの変化とい
う不具合のほかに、電子流２が凹みの穴を次第に深くし
かつ湾曲させて、原材料物質を内側から衝撃しつくして
、るつぼの内壁に衝突するようになる危険もあり、押し
上げ機構７の使用だけでは問題は解決できない。

この難点の克服を目的として、電子流２の照射量 する位置　を変更調整できるようにし、原材料資質４の
表面をまんべんなく溶融して常に平滑面を作り出す工夫
も試みられているが、これにも不純物が混入し若くは混
入し易くなったり、照射位置変ｊ！調整のための生産を
中止する時間が長くなる等の欠点がある。

（発明の目的） 本発明はこれらの問題を克服し、蒸発源の原材料物質の
清浄でかつはソ平滑な表面を維持して、不純物の混入を
排除し生産性を向上できる電子銃装置の提供を目的とす
る。

（発明の構成） 本発明は、ブロック形状にした原材料物質の複数個を前
記るつぼ内に績み重ね、この積重ねたブロック状原材料
物質を上下などに駆動することのできるブロック駆動装
置と、前記複数のブロック状原材料物質のうち蒸発によ
って消費さｔ′Ｌ変形されたブロック状原材料物質を逐
次取り除くことのできるブロック除去装置とをそなえる
新規の電子銃装置によって、前記目的を達成したもので
ある。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図に基いて説明する。

第１図に装置概略の断面図を示したものは本発明の実施
例であって、第３図と同じ機能の部材には同じ符号を付
しである。この実施例では、新らしくブロック除去装置
ｔ９が設けられるほか、蒸発源原材料物質４１〜４５は
ブロック形状に成型されたものが、るつぼ６内に積重ね
られている。７０はブロック駆動装置であって、前述の
押し上げ機構７の機能を後述のように向上させたものが
使用されている。

フィラメント１より放出された電子流２は第３図の場合
と同様に、磁石３によって曲げられて蒸発源原材料物質
４１〜４５の最上層のブロック４１の上面に照射され、
こ＼に電子衝撃によるエネルギーを与える。このエネル
ギーの大半は熱となり原材料物質の衝撃部分の温度を上
昇させ蒸気を作り出す。かくして原材料物質は蒸気とし
て消費されてゆくが、この原材料物質の周囲は水冷され
たるつぼ６（水冷の機構は、図では省略されている）に
より常時熱をうばわれているために、原材料物質の中央
は周囲に比較して大きい速度で消費され、第２図に示す
様に中央が凹状に変化し、蒸発面の形状が変化してしま
う。この形状変化が許容限度に達したときは、まずブロ
ック駆動装置７０で原材料物質４１〜４５を下方から押
し上げて最上位の原材料物質のブロック４１を上方に突
出し、次に矢印９０の方向に運動するブロック除去装置
９でこのブロック４１を側方に押しやり電子銃装置の外
へ４１′の如く取り除く。次いでブロック駆動装置７０
の位置をや＼下方に調整することで次の原材料物質４２
をるつぼ６の上方の所定の位置に据え、再び清浄でかつ
平滑な蒸発用原材料物質の表面をとり戻すものである。

上記の構造によれば、従来の原材料物質４を交換するた
めの真空容器を大気圧にさらす時間と労力が無くなり、
大気内不純物による真空容器内の汚染もこれを無くする
ことができる。第３図に示した従来の押し上げ機構７だ
けをそなえる電子銃装置と比較すると、使用済みの原材
料物質を再浴融し再生する工程が無くなるために、この
工程中に不純物を同物質中に取り込む汚染が無くなり、
再溶融に要する時間を生理に振り向けることができ、品
質及び生産性を向上させることができる。

最近、分子線エピタキシャル法によって真空中で結晶シ
リコンの表面に良質なシリコン結晶膜を形成することが
試みられているが、この場合は、従来の真空蒸着法に比
較して格段に不純物の少ない膜を得ることが肝要である
。また超制真空を必要とし、大気圧から作業して超＾真
空を作り出すまでには１週間近くの時間を要するため蒸
発源の原材料物質の交換・保守・点検の周期を長期化す
ることは、生産性を向上する点で工業的に非常に重要で
ある。この実施例の原材料保持装置を有する電子銃装置
を用いるときは、従来法と比較して数倍〜１０数倍の生
理が可能となり、堆積乃至結晶成長で見られたシリコン
膜の品質も従来法以上の高品質化が可能となった。

なお、上記実施例のブロック駆動装置７０による駆動の
方向は、ブロックの積み重ねの方向であって上下方向だ
けでなく、斜め方向又は横方向になることもある。実施
例では、ブロック除去装置９、ブロック駆動装置７０に
ついてはその機能のみを述べ、装置を詳述することを避
けたが、それは、これらの装置は、極めて広い応用変形
の可能性があるためである。

（発明の効果） 本発明は上記のとおりであって、蒸発源の原材料物質の
表面を（＃浄かつ平滑に保つ効果が署るしく、生成膜の
品質を高め生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の電子銃装置の概略の断面図
。 第２囚は、そのブロック状原材料物質の変形の状態を示
す断面図。 第３図は、従来の電子銃装置の同様の図。 第４図は、第３図における原材料物質の変形の状態を示
す断面図である。 １・・・フィラメント、２・・・電子流、３・・・磁石
。 ４・・・原材料物質、４１．４１’、４２〜４５・・・
ブロック状原材料物質、５・・・水冷管、６・・・るつ
は、７・・・押し上は機構、７０・・・ブロック駆動装
置、８・・・蒸発面。 ９．９′・・・ブロック除去装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空中で高電圧を用いて電子を加速し、この加速された
   電子でるつぼ内に納められた原材料物質を照射して加熱
   し、該原材料物質を蒸発させるようにする電子銃装置に
   おいて、該原材料物質をブロック状にしてその複数個を
   該るつぼ内に積み重ね、前記積み重ねた原材料物質をそ
   の積み重ねの方向に移動させることのできるブロック駆
   動装置と、前記ブロック状原材料物質のうち前記蒸発に
   よって変形したものをるつぼから除去することのできる
   ブロック除去装置とをそなえたことを特徴とする電子銃
   装置。