JPS6286155A - Ejection device for molten material vapor - Google Patents
Ejection device for molten material vaporInfo
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- JPS6286155A JPS6286155A JP22496185A JP22496185A JPS6286155A JP S6286155 A JPS6286155 A JP S6286155A JP 22496185 A JP22496185 A JP 22496185A JP 22496185 A JP22496185 A JP 22496185A JP S6286155 A JPS6286155 A JP S6286155A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、めっ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
膜付着装置比おける溶融物質(たとえば鉛、銅、金、銀
、カドミュウム、デルルなど)の蒸気噴出装置に関する
ものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention is not based on electrochemical means such as plating technology, but on forming thin films such as thin layers of substances on various substrates (metals, semiconductors, insulators, etc.). The present invention relates to an apparatus for ejecting vapor of molten substances (for example, lead, copper, gold, silver, cadmium, delurium, etc.) in comparison with a thin film deposition apparatus such as a vacuum evaporation method.
−毅にこの種薄膜付着装置は、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”” Torr 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くと
も1o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IBJ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って塊状原子集団
(クラスタ)をつくる一方、イオン引出電極に与えた負
の高電圧によってこのクラスタ全体に運動エネルギを与
え、基板上に所定の物質薄膜層を形成するようKしたも
のである。- In this type of thin film deposition apparatus, the molten material to be deposited is placed in a closed crucible with a steam outlet and heated. by forming a pressure difference of at least 10 times or more between the gas pressure (by heating) and the molten material vapor formed in the crucible, and by maintaining the molten material vapor in the crucible in a state of thermal equilibrium. Molten material vapor is injected from the steam vent into the low gas pressure atmosphere IBJ, a supercooled state is formed near the steam vent due to adiabatic expansion, and a lumpy atomic group (cluster) is created by condensation due to the supersaturated state. A high negative voltage applied to the ion extraction electrode imparts kinetic energy to the entire cluster to form a thin film layer of a predetermined material on the substrate.
第3図は従来の薄膜付着装置における溶融物質の蒸気噴
出装置の要部を示す断面図である。(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) 、(3)は上記るつぼ
(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、上記蒸気噴出孔(4)から噴出する溶
融物質蒸気である。FIG. 3 is a sectional view showing a main part of a vapor ejecting device for molten material in a conventional thin film deposition apparatus. (1) is a crucible containing a predetermined molten substance (5) therein; (2) is a crucible that surrounds this crucible (1) at a predetermined interval;
(3) is a lid body that closes the upper opening of the crucible (1) and has a steam ejection hole (4) of a predetermined inner diameter in the center of the ceiling; (5a) is a lid body that closes the upper opening of the crucible (1);
) is the molten material vapor that is ejected from the vapor ejection hole (4).
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
、加熱用フィラメント(2)K通電することKよって加
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(5i)はるつぼ+1)内の圧力を高め、蒸
気噴出孔(4)から噴出されるが、この溶融物質蒸気(
5a)は圧力差による断熱a脹によって横方向に拡がる
と共に、この溶融物質蒸気(5魯)は断熱膨張によって
加速冷却され、10〜1000個前後の原子が緩く結合
した塊状原子集団(クラスタ)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。Since the conventional steam ejecting device is constructed as described above, when the molten substance (5) in the crucible (1) heated by the heating filament (2) is evaporated, the vapor (5i) is evaporated. ) increases the pressure in the crucible +1) and is ejected from the steam nozzle (4), but this molten material vapor (
5a) spreads laterally due to adiabatic expansion caused by the pressure difference, and this molten material vapor (5a) is acceleratedly cooled by adiabatic expansion, forming a lumpy atomic group (cluster) of loosely bonded atoms of about 10 to 1000 atoms. This cluster is used to form a thin film of a material to be deposited (not shown).
上述した従来の蒸気噴出装置においては、溶融物質(5
)として比重の大きい例えば「金」などを用いると、カ
ーボン等のるつぼ材料の汚染物質が次IKるつぼ内に増
加し、これが溶融物質の表面に浮遊して、溶融物質の表
面を全体的に覆うよう罠なるため、蒸気噴出量が低下し
、常に安定した溶融物質蒸気(5a)を給供することが
できないようになる欠点がある。In the conventional steam ejection device described above, the molten material (5
) If a material with a high specific gravity, such as gold, is used, contaminants of the crucible material such as carbon will increase in the IK crucible, float on the surface of the molten material, and completely cover the surface of the molten material. As a result, the amount of steam ejected is reduced and a stable supply of molten material steam (5a) cannot be provided at all times.
この発明はかかる点に着目してなされたものスるつぼ内
に収容される蒸発物質の比重が大きい場合であっても、
常に安定した溶融物質蒸気を給供して多量のクラスタを
生成することができる蒸気噴出装置を提供しようとする
ものである。This invention has been made with attention to this point. Even when the specific gravity of the evaporated substance contained in the crucible is large,
It is an object of the present invention to provide a steam ejecting device that can always supply stable molten material vapor and generate a large amount of clusters.
この発明Kかかる蒸気噴出装置は、るつぼの下側に所定
の間隔をあけて熱シールド板を配設するようにしたもの
である。In the steam ejecting device according to the present invention, a heat shield plate is disposed below the crucible at a predetermined interval.
この発明においては、るつぼの下側に熱シールド板を設
けるようにしたので、るつぼ底部からの輻射による熱損
失を減少させることができ、るつぼ底部を、このるつぼ
の周囲よりも高い温度に保持して、るつぼ内部の溶融物
質に対流を生じさせることにより、るつぼ内の溶融物質
の表面全体に汚染物質が浮遊しないようKしたものであ
る。In this invention, since a heat shield plate is provided on the underside of the crucible, heat loss due to radiation from the bottom of the crucible can be reduced, and the bottom of the crucible can be maintained at a higher temperature than the surroundings of the crucible. By causing convection in the molten material inside the crucible, contaminants are prevented from floating over the entire surface of the molten material in the crucible.
第1図および第2図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図は要
部の断面図であるが、上述した従来のもの(第3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。Figures 1 and 2 both show one embodiment of the present invention, with Figure 1 being a longitudinal cross-sectional view of the steam ejecting device and Figure 2 being a cross-sectional view of the main parts. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 refer to the same constituent members, and their explanations will be omitted.
まず、第1図において、(8)はるつぼ(1)の上部に
これと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
ン化電子放出フィラメント(7)から放出された電子を
加速するグリッド、(9)はこのグリッド(8)の上s
K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、α0は表面に物質薄膜を蒸着
させる被蒸着材、aυは各構成部材を収容した真空槽、
(6)はるつぼ(1)の下側に所定間隔をあけて配設さ
れた一対の平行な燈シールド板で、この熱シールド板(
6)とるつぼ(1)の底部との間隔rbJはるつぼ(1
)の周壁と加熱用フィラメント(2)との間隔r−Jよ
りも2〜6倍大きくなされている。First, in FIG. 1, (8) an ionizing electron-emitting filament that is arranged concentrically at a predetermined interval above the crucible (1) and ionizes the clusters generated from the molten material vapor (5a). The grid that accelerates the electrons emitted from (7), (9) is the upper s of this grid (8)
K is an acceleration electrode arranged at a predetermined interval to control the acceleration of ionized clusters, α0 is a material to be deposited on the surface of which a thin film of material is deposited, aυ is a vacuum chamber containing each component,
(6) A pair of parallel light shield plates arranged at a predetermined interval on the underside of the crucible (1), and this heat shield plate (
6) The distance rbJ between the bottom of the crucible (1) and the bottom of the crucible (1) is
) is 2 to 6 times larger than the distance r-J between the peripheral wall of the heating filament (2) and the heating filament (2).
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用
フィラメント(2)から放出された熱電子は、るつぼ(
1)と加熱用フィラメント(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。そして、このるつぼ(1)の下側に配置された
熱シールド板(6)は、るつぼ(1)の下側からの熱輻
射による熱損失を減少させるので、るつぼ(1)の底部
は、るつぼ(1)の周囲よりも高温に保持され、このる
つぼ(1)内の溶融物質(5)に対流を生じさせる。し
たがって、この溶融物質(5)の表面に全体的に浮遊し
ようとする汚染物質をるつぼの内周壁に押しやるため、
溶融物質(5)の表面からは溶融物質蒸気(5a)が効
率よく生成されるばかりでなく、対流によってるつぼ(
1)内の溶融物質(5)の温度は全体的に均一になり、
常に安定した蒸気量が得られる。なお、第2図に示すよ
うに1熱シールド板(6)とるつぼ(1)の底部との間
隔rbJは、加熱用フィラメント(2)からの熱電子の
衝突を避けるため、るつぼ(1)の周壁と加熱用フィラ
メント(2)との間隔「a」よりも2〜6倍程度大きく
したほうがより効率がよい。Since the molten substance vapor ejecting device of the present invention is configured as described above, thermionic electrons emitted from the heating filament (2) to heat the crucible (1) are
A positive bias voltage applied between the heating filament (1) and the heating filament (2) impinges on and heats the crucible (1). The heat shield plate (6) placed under the crucible (1) reduces heat loss due to heat radiation from the underside of the crucible (1), so the bottom of the crucible (1) (1) is maintained at a higher temperature than its surroundings, causing convection in the molten material (5) within this crucible (1). Therefore, in order to push the contaminants that would otherwise be floating on the surface of the molten material (5) to the inner peripheral wall of the crucible,
Not only is the molten material vapor (5a) efficiently generated from the surface of the molten material (5), but also the crucible (5) is generated by convection.
The temperature of the molten substance (5) in 1) becomes uniform throughout;
A stable amount of steam is always obtained. As shown in Fig. 2, the distance rbJ between the first heat shield plate (6) and the bottom of the crucible (1) is determined by the distance rbJ between the bottom of the crucible (1) and the heat shield plate (6) in order to avoid collision of thermoelectrons from the heating filament (2). It is more efficient to make the distance "a" between the peripheral wall and the heating filament (2) about 2 to 6 times larger.
以上述べたように、この発明によれば、溶融物質(5)
を収容したるつぼ(1)の下側忙所定間隔をあけて熱シ
ールド板(6)を配設するようにしたので、るつぼ底部
からの輻射による熱損失を減少させることができ、るつ
ぼ底部と、このるつぼの周囲よりも高い温度を保持して
、るつぼ内部の溶融物質に対流を生じさせることにより
、るつぼ内の溶融物質の表面全体に汚染物質が浮遊しな
いようにしたので、溶融物質の表面からは溶融物質蒸気
が動帯よく生成されるばかりでなく、対流によってるつ
ぼ内の溶融物質の温度は全体的に均一になり常に安定し
た蒸気量が得られる優れた効果を有するものである。!
:As described above, according to the present invention, the molten substance (5)
Since the heat shield plate (6) is arranged at a predetermined interval below the crucible (1) containing the crucible, it is possible to reduce heat loss due to radiation from the crucible bottom. By maintaining a temperature higher than the surroundings of this crucible to create convection currents in the molten material inside the crucible, contaminants were prevented from floating over the entire surface of the molten material in the crucible, so that contaminants could be removed from the surface of the molten material. This has the excellent effect of not only generating molten material vapor in a smooth manner, but also making the temperature of the molten material in the crucible uniform throughout the crucible due to convection, so that a stable amount of vapor can be obtained at all times. !
:
第1図および第2図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図は要
部の断面図である。第3図は従来の溶融物質の蒸気噴出
装置の要部断面図である。
図忙おいて、(1)はるつぼ、(2)は加熱用フイラメ
ン) 、(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)は熱シール
ド板であもなお、図中同一符号は同一または相当部分を
示す。
代理人 弁理士 佐 藤 正 年
第1因
第2図
第 3 図1 and 2 each show an embodiment of the present invention, with FIG. 1 being a longitudinal cross-sectional view of a steam ejecting device, and FIG. 2 being a cross-sectional view of the main parts. FIG. 3 is a sectional view of a main part of a conventional molten material steam ejection device. In the figure, (1) a crucible, (2) a filament for heating), (3) a lid, (4) a steam outlet, (5) a molten substance, (5a) a molten substance vapor, (6) is a heat shield plate, and the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts. Agent Patent Attorney Tadashi Sato 1st Cause Figure 2 Figure 3
Claims (4)
物質を収容したるつぼの下側に、このるつぼ底部からの
輻射による熱損失を減少させる熱シールド板を所定間隔
をあけて配設したことを特徴とする溶融物質の蒸気噴出
装置。(1) Underneath the crucible that is heated by a heating filament and contains a molten substance, heat shield plates are placed at predetermined intervals to reduce heat loss due to radiation from the bottom of the crucible. Features: A device for ejecting steam from molten substances.
をあけて互いに平行に配置し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。(2) The molten substance vapor ejecting device according to claim 1, wherein the heat shield plate includes a plurality of heat shield plates arranged parallel to each other at predetermined intervals.
は所定内径の蒸気噴出口を形成し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) The molten substance vapor ejecting device according to claim 1, wherein a vapor ejecting port having a predetermined inner diameter is formed in the center of the ceiling of the lid that closes the upper opening of the crucible.
ラメントとるつぼ周壁との間隔よりも大きくしたことを
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。(4) The molten substance vapor ejecting device according to claim 1, wherein the distance between the heat shield plate and the bottom of the crucible is larger than the distance between the heating filament and the peripheral wall of the crucible.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22496185A JPS6286155A (en) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | Ejection device for molten material vapor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22496185A JPS6286155A (en) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | Ejection device for molten material vapor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286155A true JPS6286155A (en) | 1987-04-20 |
Family
ID=16821913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22496185A Pending JPS6286155A (en) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | Ejection device for molten material vapor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6286155A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5216742A (en) * | 1992-02-19 | 1993-06-01 | Leybold Aktiengesellschaft | Linear thermal evaporator for vacuum vapor depositing apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010288A (en) * | 1973-06-04 | 1975-02-01 |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP22496185A patent/JPS6286155A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010288A (en) * | 1973-06-04 | 1975-02-01 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5216742A (en) * | 1992-02-19 | 1993-06-01 | Leybold Aktiengesellschaft | Linear thermal evaporator for vacuum vapor depositing apparatus |
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