JP2000345324A - 蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 融点温度前後における蒸気圧が低い物質を蒸
着材料として用い、この蒸着材料を融点温度以上の高温
で加熱する場合であっても、蒸着材料の姿勢を安定的に
維持して、適切な蒸着を行う。 【解決手段】 蒸発源となる蒸着材料１１を、フィラメ
ント１３の近傍に位置する先端部２１ｂ，２２ｂにて相
互に接触し、支持台１２により支持される基端部２１
ａ，２２ａに向かうに従って相互に離間するように配さ
れた複数の長尺状部材２１，２２により構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸発源となる蒸着
材料に電子ビームを衝突させて蒸着材料を加熱すること
により、この蒸着材料を蒸発させて基板表面に付着さ
せ、基板表面に薄膜等を形成する蒸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板表面に薄膜を形成する方法と
して、蒸着材料を加熱し蒸発させて、蒸発した蒸着材料
の原子或いは分子を基板表面に付着させ、堆積させるこ
とにより、基板表面に薄膜を形成する蒸着法と呼ばれる
成膜技術が知られている。

【０００３】この蒸着法により基板表面に薄膜を形成す
る蒸着装置としては、例えば図４に示すようなものが実
用化されている。この図４に示す蒸着装置１００は、内
部が高真空状態とされる真空チャンバ１０１を備えてい
る。この真空チャンバ１０１内には、蒸着材料１０２を
収容する容器１０３が配設されている。この容器１０３
は、図示しない冷却機構により冷却されるようになされ
ている。また、真空チャンバ１０１内には、容器１０３
と対向する位置に、基板１０４を保持する基板ホルダ１
０５が配設されている。さらに、真空チャンバ１０１内
には、容器１０３の近傍に、電子を放出するフィラメン
ト１０６が配設されている。

【０００４】この蒸着装置１００を用いて基板１０４に
薄膜を形成する際は、先ず、基板ホルダ１０５に基板１
０４が装着されると共に、容器１０３内にペレット状の
蒸着材料１０２が収容され、真空チャンバ１０１内が所
定の真空度に真空引きされる。

【０００５】そして、フィラメント１０６に所定の電力
が供給されることにより、フィラメント１０６が白熱
し、この白熱したフィラメント１０６から電子が放出さ
れる。このフィラメント１０６から放出された電子は、
ビーム状に収束され加速されて、真空チャンバ１０１内
に形成された磁場により折り曲げられ、容器１０３内に
収容された蒸着材料１０２に衝突する。

【０００６】この電子ビームの衝突のエネルギーによ
り、容器１０３内の蒸着材料１０２が加熱され蒸発す
る。蒸発した蒸着材料１０２の原子或いは分子は、容器
１０３と対向して配置された基板ホルダ１０５により保
持される基板１０４の表面に付着する。これにより、基
板１０４の表面に蒸着材料１０２の原子或いは分子が堆
積し、薄膜が形成される。

【０００７】この蒸着装置１００は、以上のように、電
子ビームを蒸着材料１０２に衝突させて、蒸着材料１０
２を直接加熱するようにしているので、直接加熱方式の
蒸着装置と呼ばれている。

【０００８】これに対して、蒸着材料を収容する容器を
加熱することにより、容器内に収容された蒸着材料を間
接的に加熱する間接加熱方式の蒸着装置として、例えば
図５に示すようなものが実用化されている。この図５に
示す蒸着装置２００は、いわゆるＫ−セル型蒸着装置と
呼ばれるものであり、蒸着材料２０２を収容する容器２
０３の外周側に電熱線２０６が巻き付けられ、この電熱
線２０６からの熱により容器２０３の内部に収容された
蒸着材料２０２を間接的に加熱するようになされてい
る。

【０００９】詳述すると、この蒸着装置２００は、内部
が高真空状態とされる真空チャンバ２０１を備え、この
真空チャンバ２０１内に、蒸着材料２０２を収容する容
器２０３と、基板２０４を保持する基板ホルダ２０５と
が相対向して配設されている。

【００１０】容器２０３は、カーボン製の容器本体２０
３ａの内部に、ＢＮ（ボロンナイトライド）よりなるＢ
Ｎ容器２０３ｂが配設されてなり、このＢＮ容器２０３
ｂの内部に蒸着材料２０２を収容するようになされてい
る。そして、容器本体２０３ａの外周面には電熱線２０
６が巻き付けられており、この電熱線２０６からの熱に
より、ＢＮ容器２０３ｂの内部に収容された蒸着材料２
０２を加熱するようになされている。

【００１１】この容器２０３は、水冷ジャケット２０７
の内部に配設されており、水冷パイプ２０８を介して水
冷ジャケット２０７に供給される冷却水により、容器本
体２０３ａ及びＢＮ容器２０３ｂの過剰な熱が除去され
るようになされている。

【００１２】この蒸着装置２００を用いて基板２０４に
薄膜を形成する際は、先ず、基板ホルダ２０５に基板２
０４が装着されると共に、容器２０３のＢＮ容器２０３
ｂ内にペレット状の蒸着材料２０２が収容され、真空チ
ャンバ２０１内が所定の真空度に真空引きされる。

【００１３】そして、電熱線２０６に所定の電力が供給
されることにより、電熱線２０６が発熱し、この電熱線
２０６からの熱により、容器本体２０３ａ及びＢＮ容器
２０３ｂが加熱される。容器２０３の容器本体２０３ａ
及びＢＮ容器２０３ｂが加熱されると、ＢＮ容器２０３
ｂの内部に収容された蒸着材料２０２が間接的に加熱さ
れることになる。

【００１４】ＢＮ容器２０３ｂの内部に収容された蒸着
材料２０２は、加熱されると蒸発し、蒸発した蒸着材料
２０２の原子或いは分子が、容器２０３と対向して配置
された基板ホルダ２０５により保持される基板２０４の
表面に付着する。これにより、基板２０４の表面に蒸着
材料２０２の原子或いは分子が堆積し、薄膜が形成され
る。

【００１５】この蒸着装置２００は、以上のように、電
熱線２０６からの熱により容器２０３を加熱することに
より、容器２０３の内部に収容された蒸着材料２０２を
間接的に加熱して蒸着材料２０２を蒸発させるようにし
ているので、容器２０３の温度を一定に保てば、蒸着材
料２０２の蒸発分子束を安定的に得ることができる。し
たがって、この間接加熱方式の蒸着装置２００は、精密
な膜厚制御が要求される半導体超格子を作製する場合等
に広く用いられている。

【００１６】ところで、以上のように、容器１０３，２
０３内に収容された蒸着材料１０２，２０２を加熱して
この蒸着材料１０２，２０２を蒸発させる蒸着装置１０
０，２００においては、容器１０３，２０３からの不純
物が、形成される膜内に混入してしまう場合があるとい
った問題があった。

【００１７】また、間接加熱方式の蒸着装置２００にお
いては、蒸着材料２０２を加熱するために容器２０２全
体を加熱する必要があることから、加熱する部分が非常
に多くなり、この加熱された部分からの脱ガスにより、
真空チャンバ２０１内の真空状態が悪化する傾向にある
といった問題もあった。

【００１８】以上のような問題を解決した蒸着装置とし
て、例えば図６に示すようなものが提案されている。こ
の図６に示す蒸着装置３００は、自立式電子衝撃型の蒸
着装置と呼ばれるものであり、蒸着材料として、例えば
矩形の板状に成形されたものを用い、この蒸着材料を容
器に入れることなく、その基端側を支持部材により支持
して、真空チャンバ内において自立させるようにしてい
る。そして、この蒸着装置３００においては、真空チャ
ンバ内において自立した蒸着材料の先端側に電子ビーム
を衝突させ、この電子ビームの衝突のエネルギーにより
蒸着材料を加熱し蒸発させるようにしている。

【００１９】詳述すると、この蒸着装置３００は、内部
が高真空状態とされる真空チャンバ３０１を備え、この
真空チャンバ３０１内に、蒸着材料３０２を自立した状
態で支持する支持部材３０３と、基板３０４を保持する
基板ホルダ３０５とが相対向して配設されている。ま
た、真空チャンバ１０１内には、支持部材３０３により
支持される蒸着材料３０２の先端側の近傍に位置して、
電子を放出するフィラメント３０６が配設されている。

【００２０】支持部材３０３及びフィラメント３０６
は、水冷ジャケット３０７の内部に配設されており、水
冷パイプ３０８を介して水冷ジャケット３０７に供給さ
れる冷却水により、過剰な熱が除去されるようになされ
ている。

【００２１】この蒸着装置３００を用いて基板３０４に
薄膜を形成する際は、先ず、基板ホルダ３０５に基板３
０４が装着されると共に、支持部材３０３に蒸着材料３
０２の基端側が取り付けられ、蒸着材料３０２が真空チ
ャンバ３０１内において自立した状態とされる。そし
て、真空チャンバ３０１内が所定の真空度に真空引きさ
れる。

【００２２】次に、フィラメント３０６に所定の電力が
供給されることにより、フィラメント３０６が白熱し、
この白熱したフィラメント３０６から電子が放出され
る。このフィラメント３０６から放出された電子は、ビ
ーム状に収束され加速されて、支持部材３０３に支持さ
れた蒸着材料３０２の先端側に衝突する。

【００２３】この電子ビームの衝突のエネルギーによ
り、蒸着材料３０２の先端側が加熱され蒸発する。蒸発
した蒸着材料３０２の原子或いは分子は、基板ホルダ３
０５により保持される基板３０４の表面に付着する。こ
れにより、基板３０４の表面に蒸着材料３０２の原子或
いは分子が堆積し、薄膜が形成される。

【００２４】この蒸着装置３００は、以上のように、矩
形の板状に成形された蒸着材料３０２を真空チャンバ３
０１内に自立させ、容器を用いないので、容器からの不
純物が形成される膜内に混入してしまうといった不都合
を有効に回避することができる。また、この蒸着装置３
００は、蒸着材料３０２の先端部のみを加熱するように
しているので、加熱する部分の面積が小さく、更に熱伝
導による放熱も小さく抑えられるので、真空チャンバ３
０１内の真空状態を良好に維持することができる。

【００２５】実際に、基板にＣｏ膜を成膜する場合にお
いて、上述したＫ−セル型蒸着装置２００と自立式電子
衝撃型の蒸着装置３００とで、それぞれの真空チャンバ
２０１，３０１内の真空状態がどのように変化するかを
比較検討したところ、以下のような結果が得られた。

【００２６】すなわち、Ｋ−セル型蒸着装置２００にお
いては、Ｃｏを基板２０４に堆積させる速度を適当な値
にするために、容器２０３を１３８０℃以上に加熱する
必要があり、この熱によりＢＮ容器２０３ｂが分解して
窒素ガスが発生した。そして、このＢＮ容器２０３ｂか
ら発する窒素ガスにより、予熱状態（１３８０℃、堆積
なし）において、真空チャンバ２０１内の真空度が４×
１０^-7Ｔｏｒｒにまで低下した。

【００２７】これに対して、自立式電子衝撃型の蒸着装
置３００においては、毎分０．２ｎｍの堆積速度で基板
３０４にＣｏを堆積させている間であっても、真空チャ
ンバ３０１内の真空度が３×１０^-9Ｔｏｒｒの高真空状
態に保たれていた。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自立式電子
衝撃型の蒸着装置３００は、以上のように優れた特性を
発揮する一方で、例えばＳｉ等のように蒸気圧の低い材
料を蒸着材料３０２として用いる場合には、蒸着材料３
０２の自立が保たれず、適切な蒸着が行われない場合が
あることが分かってきた。

【００２９】すなわち、融点温度前後の加熱では蒸気圧
が不十分で、安定的に蒸着分子束が得られないＳｉ等の
物質を蒸着材料として用いる場合には、必要な蒸気圧を
得るために、蒸着材料を更に高温で加熱する必要があ
る。

【００３０】上述した自立式電子衝撃型の蒸着装置３０
０においては、板状の蒸着材料３０２をその基端側が支
持部材３０３により支持された状態で自立させ、その先
端側に電子ビームを衝突させて加熱するようにしている
ので、蒸着材料３０２として例えばＳｉ基板等の蒸気圧
の低い材料を用い、この蒸着材料３０２を融点温度以上
の高温で加熱した場合には、図７に示すように、蒸着材
料３０２の先端側の溶融した部分が重力並びに表面張力
に従って徐々に後退し、フィラメント３０６から遠ざか
って、蒸着が停止してしまうといった不都合が生じる場
合があった。

【００３１】そこで、本発明は、融点温度前後における
蒸気圧が低い物質を蒸着材料として用い、この蒸着材料
を融点温度以上の高温で加熱する場合であっても、蒸着
材料の姿勢を安定的に維持して、適切な蒸着を行うこと
ができる蒸着装置を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る蒸着装置
は、内部が高真空状態とされる真空チャンバと、支持手
段により支持された状態で上記真空チャンバ内に立設さ
れた蒸発源となる蒸着材料と、この蒸着材料を加熱溶融
するための電子を放出する電子放出手段とを備えてい
る。そして、この蒸着装置は、上記蒸着材料が、上記電
子放出手段の近傍に位置する被加熱部と、この被加熱部
を保持する複数の脚部とを有し、これら複数の脚部が、
上記被加熱部側にて相互に近接して上記被加熱部を保持
すると共に、上記支持手段側へ向かうに従って相互に離
間して上記支持手段により支持されていることを特徴と
している。

【００３３】この蒸着装置において、蒸発源となる蒸着
材料は、電子放出手段の近傍に位置する被加熱部と、こ
の被加熱部を保持する複数の脚部とを有し、これら複数
の脚部が、被加熱部側にて相互に近接してこの被加熱部
を保持すると共に、支持手段側へ向かうに従って相互に
離間して支持手段により支持されるようになされてい
る。

【００３４】具体的には、蒸着材料は、例えば、電子放
出手段側にて相互に接触し、支持手段側へ向かうに従っ
て相互に離間するように配された複数の長尺状の部材よ
りなり、これら複数の長尺状の部材の相互に接触する部
分が被加熱部とされている。

【００３５】また、蒸着材料は、単一の長尺状の部材が
全体略Ｖ字状を呈するように折り曲げ加工されてなり、
折り曲げられた部分が被加熱部分とされていてもよい。

【００３６】そして、この蒸着材料は、複数の脚部が支
持手段により支持されることにより、真空チャンバ内に
立設されている。

【００３７】電子放出手段は、蒸着材料の被加熱部の近
傍に配設され、この蒸着材料の被加熱部に衝突させる電
子を放出する。この電子放出手段より放出された電子
は、ビーム状に収束され加速されて、電子ビームとし
て、蒸着材料の被加熱部に衝突する。

【００３８】電子放出手段より放出された電子が電子ビ
ームとして蒸着材料の被加熱部に衝突すると、この電子
ビーム衝突のエネルギーにより、蒸着材料の被加熱部が
溶融され、その一部が蒸発する。この蒸発した蒸着材料
の原子或いは分子が、蒸着対象となる基板等の表面に付
着し堆積することによって、基板等の表面に蒸着材料の
薄膜が形成される。

【００３９】本発明に係る蒸着装置においては、蒸着材
料が、電子放出手段の近傍に位置する被加熱部と、この
被加熱部を保持する複数の脚部とを有し、これら複数の
脚部が、被加熱部側にて相互に近接してこの被加熱部を
保持すると共に、支持手段側へ向かうに従って相互に離
間して支持手段により支持されるようになされているの
で、電子ビーム衝突のエネルギーにより蒸着材料の被加
熱部が溶融されたときでも、溶融された部分の表面張力
により、蒸着材料の被加熱部が電子放出手段から離間す
る方向へと大きく後退することが防止される。したがっ
て、この蒸着装置においては、蒸着材料として融点温度
前後における蒸気圧が低い物質を用い、この蒸着材料を
融点温度以上の高温で加熱する場合であっても、蒸着材
料の姿勢を安定的に維持し、適切に蒸着を行うことがで
きる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００４１】本発明に係る蒸着装置は、いわゆる自立式
電子衝撃型の蒸着装置であり、真空チャンバ内において
自立するように配設された蒸着材料に対して電子ビーム
を衝突させることによりこの蒸着材料を加熱溶融させ、
その一部を蒸発させて、蒸発した蒸着材料の原子或いは
分子を蒸着対象となる基板の表面に付着させ堆積させる
ことにより、基板の表面に薄膜を形成するものである。

【００４２】本発明に係る蒸着装置の一例を図１に示
す。この図１に示す蒸着装置１は、内部が高真空状態と
される真空チャンバ２を備えている。この真空チャンバ
２は、排気口３を介して図示しない真空ポンプに接続さ
れており、この真空ポンプにより真空引きされることに
より、内部を所定の真空度に保つことができるようなな
されている。

【００４３】この真空チャンバ２内には、蒸着対象とな
る基板４を保持する基板ホルダ５が配設されている。こ
の基板ホルダ５は、基端側が真空チャンバ２のフランジ
６に固定され、フランジ６から離間した先端側にて基板
４を保持するようになされている。

【００４４】また、真空チャンバ２内には、蒸着材料を
加熱溶融する加熱溶融部１０の先端側が、フランジ６を
介して挿通されている。

【００４５】加熱溶融部１０は、蒸着材料１１を自立し
た状態で支持する支持台１２と、この支持台１２に支持
された蒸着材料１１の先端側の近傍に配設された電子を
放出するフィラメント１３とを有している。

【００４６】支持台１２は、金属等の導電材料が例えば
矩形の板状に成形されてなり、支柱１４に支えられて、
真空チャンバ２内に位置するように、加熱溶融部１０の
先端側に配設されている。支柱１４は、所定の剛性を有
する絶縁管の内部に金属線が埋設されてなり、その一端
側で支持台１２を支持すると共に、他端側が加速電源１
５に接続されている。すなわち、この支柱１４は、支持
台１２を支えて支持台１２を真空チャンバ２内に位置さ
せると共に、支持台１２及びこの支持台１２に支持され
る蒸着材料１１を加速電源１５に電気的に接続させる機
能を有する。

【００４７】また、フィラメント１３は、断面積の小さ
い金属線よりなり、両端部が一対の支柱１６，１７に支
えられて、支持台１２に支持された蒸着材料１１の先端
側の近傍に配設されている。一対の支柱１６，１７は、
支持台１２を支える支柱１４と同様に、所定の剛性を有
する絶縁管の内部に金属線が埋設されてなる。そして、
一対の支柱１６，１７は、その一端側でフィラメント１
３の両端部をそれぞれ支持すると共に、他端側がフィラ
メント電源１８に接続されている。すなわち、この支柱
１６，１７は、フィラメント１３を支えてこのフィラメ
ント１３を支持台１２に支持された蒸着材料１１の先端
部の近傍に位置させると共に、フィラメント１３をフィ
ラメント電源１８に電気的に接続させる機能を有する。

【００４８】支持台１２及びこれに支持される蒸着材料
１１とフィラメント１３とは、それぞれ、支柱１４及び
支柱１６，１７に支えられた状態で、水冷ジャケット１
９の内部に配設されている。この水冷ジャケット１９
は、水冷パイプ２０を介して図示しない冷却水供給源に
接続されており、冷却水供給源から水冷パイプ２０を介
して供給される冷却水により冷却されるようになされて
いる。支持台１２及びこれに支持される蒸着材料１１と
フィラメント１３とは、水冷ジャケット１９の内部に配
設されることにより、過剰な熱が除去されるようになさ
れている。

【００４９】この蒸着装置１において、蒸発源となる蒸
着材料１１は、その先端側がフィラメント１３の近傍に
位置するように支持台１２に支持されており、フィラメ
ント１３の近傍に位置する先端側が被加熱部とされてい
る。そして、蒸着材料１１は、この被加熱部が複数の脚
部により保持されるようになされている。これら複数の
脚部は、その先端部側、すなわち被加熱部側にて相互に
近接してこの被加熱部を保持すると共に、その基端部
側、すなわち支持台１２側へ向かうに従って相互に離間
して支持台１２により支持されるようになされている。

【００５０】具体的には、蒸着材料１１は、例えば、図
２に示すように、蒸着させる物質が例えば一方向に所定
の長さを有する棒状或いは板状に成形されてなる２本の
長尺状部材２１，２２より構成される。蒸着材料１１を
構成する２本の長尺状部材２１，２２は、それぞれの基
端部２１ａ，２２ａが支持台１２の相互に離れた位置に
固定され、支持台１２により支持されている。そして、
これら２本の長尺状部材２１，２２は、その先端部２１
ｂ，２２ｂが、フィラメント１３の近傍において一箇所
に集合し、相互に接触するようになされている。すなわ
ち、この蒸着材料１１は、一箇所に集合した先端部２１
ｂ，２２ｂから基端部２１ａ，２２ａに向かうに従って
次第に離間するように配された２本の長尺状部材２１，
２２より構成され、全体として略Ｖ字状を呈するように
なされている。

【００５１】そして、この蒸着材料１１においては、フ
ィラメント１３の近傍において一箇所に集合する２本の
長尺状部材２１，２２の先端部２１ｂ，２２ｂが、被加
熱部とされている。また、、この蒸着材料１１において
は、支持台１２側へ向かうに従って次第に離間する２本
の長尺状部材２１，２２の基端部２１ａ，２２ａ側が、
被加熱部を保持する脚部とされている。

【００５２】なお、本発明に係る蒸着装置１において、
蒸着材料１１は、以上の例に限定されるものではなく、
例えば、単一の長尺状の部材が全体略Ｖ字状を呈するよ
うに折り曲げ加工され、その両端部が支持台１２に固定
される構成とされていてもよい。この場合は、単一の長
尺状部材の折り曲げられた部分がフィラメント１３の近
傍に位置し、被加熱部分とされる。

【００５３】また、蒸着材料１１は、３本以上の長尺状
部材が、その先端部にて相互に接触し、その基端部側に
て相互に離間した状態で支持台１２に支持される構成と
されていてもよい。

【００５４】ここで、以上のように構成される蒸着装置
１の動作について説明する。この蒸着装置１を用いて、
蒸着対象となる基板４に薄膜を形成する際は、先ず、基
板ホルダ５に基板４が装着されると共に、支持台１２に
蒸発源となる蒸着材料１１が取り付けられる。蒸着材料
１１は、上述したように、例えば、２本の長尺状部材２
１，２２が二股のヘアピン状を呈するように組み合わさ
れて、その基端部２１ａ，２２ａが支持台１２に固定さ
れる。これにより、蒸着材料１１を構成する２本の長尺
状部材２１，２２は、その先端部２１ｂ，２２ｂをフィ
ラメント１３に近接させて、真空チャンバ３０１内にお
いて自立した状態とされる。

【００５５】基板ホルダ５に基板４が装着され、支持台
１２に蒸着材料１１が固定されると、排気口３を介して
真空チャンバ２に接続された真空ポンプにより、真空チ
ャンバ２の内部が所定の真空度に真空引きされる。

【００５６】次に、フィラメント電源１８からの電力が
支柱１６，１７を介してフィラメント１３に供給される
ことにより、フィラメント１３が白熱し、この白熱した
フィラメント１３から電子が放出される。また、加速電
源１５から支持第１２及びこれに支持される蒸着材料１
１とフィラメント１３との間に所定の電圧が印加され、
これらの間に電界が形成されることにより、フィラメン
ト１３から放出された電子がビーム状に収束され加速さ
れて、支持台１２に支持された蒸着材料１１の被加熱部
（長尺状部材２１，２２の先端部２１ｂ，２２ｂ）に衝
突する。

【００５７】蒸着材料１１の被加熱部は、この電子ビー
ム衝突のエネルギーにより加熱され、融点温度を超える
と溶融して、一部が蒸発する。蒸発した蒸着材料１１の
原子或いは分子は、基板ホルダ５により保持される基板
４の表面に付着する。これにより、基板４の表面に蒸着
材料１１の原子或いは分子が堆積し、薄膜が形成され
る。

【００５８】ところで、この蒸着装置１において、蒸着
材料１１として、例えばＳｉ等のように、融点温度前後
の加熱では蒸気圧が不十分で、安定的に蒸着分子束が得
られない物質を用いる場合には、必要な蒸気圧を得るた
めに、蒸着材料１１の被加熱部を更に高温で加熱する必
要がある。そして、このように蒸着材料１１の被加熱部
を融点温度を超える高温で加熱した場合には、蒸着材料
１１の被加熱部の溶融が更に進むことになる。

【００５９】このとき、蒸着材料を、例えば矩形の板状
に成形された一枚の長尺状部材より構成し、その先端側
をフィラメントに近接させて、基端側を支持台により支
持して自立させた状態に配設すると、蒸着材料の先端側
の溶融した部分が滴状に丸まり、この滴状に丸まった溶
融部分が重力並びに表面張力に従って徐々に後退してフ
ィラメントから遠ざかり、フィラメントから発生する電
子が蒸着材料に到達せずに、蒸着が停止してしまうとい
った不都合が生じる場合がある。

【００６０】蒸着材料の溶融した部分が滴状に丸まる原
動力は、蒸着材料の表面張力である。したがって、同じ
表面張力によるエネルギーが滴の形成で高くなるように
溶融部分が形成されるように蒸着材料を構成すれば、溶
融部分の極端な丸まりを防ぐことができる。

【００６１】そこで、この蒸着装置１においては、蒸着
材料１１を、フィラメント１３の近傍に位置する先端部
２１ｂ，２２ｂにて相互に接触し、支持台１２により支
持される基端部２１ａ，２２ａに向かうに従って相互に
離間するように配された２本の長尺状部材２１，２２に
より構成し、これら長尺状部材２１，２２の相互に接触
する先端部２１ｂ，２２ｂを被加熱部分としてフィラメ
ント１３の近傍に位置させて、蒸着を行うようにしてい
る。これにより、加熱溶融された長尺状部材２１，２２
の先端部２１ｂ，２２ｂ（被加熱部）は、重力並びに表
面張力に従ってある程度は基端部２１ａ，２２ａ側へと
後退することになるが、その後は、図３に示すように、
長尺状部材２１，２２間にブリッジを形成してとどま
り、位置及び形状が安定することになる。

【００６２】この長尺状部材２１，２２の溶融した先端
部２１ｂ，２２ｂ（被加熱部）が更に基端部２１ａ，２
２ａ側へと後退するには、長尺状部材２１，２２間に細
長いブリッジを形成するか、或いは、二つの滴に分かれ
る必要がある。しかしながら、いずれの場合にも表面張
力によるエネルギーの増加を伴うので、このような変化
は生ぜず、長尺状部材２１，２２の溶融した先端部２１
ｂ，２２ｂ（被加熱部）が基端部２１ａ，２２ａ側へと
更にある程度以上後退することはない。

【００６３】本発明に係る蒸着装置１は、以上のよう
に、蒸着材料１１が、フィラメント１３の近傍に位置す
る先端部２１ｂ，２２ｂにて相互に接触し、支持台１２
により支持される基端部２１ａ，２２ａに向かうに従っ
て相互に離間するように配された２本の長尺状部材２
１，２２により構成され、これら長尺状部材２１，２２
の先端部２１ｂ，２２ｂを加熱溶融して蒸着を行うよう
になされているので、蒸着材料１１を融点温度を超える
高温で加熱した場合であっても、蒸着材料１１の溶融部
分がフィラメント１３から遠ざかる方向へと大きく後退
することが抑制される。したがって、この蒸着装置１に
おいては、蒸着材料１１として、融点温度前後における
蒸気圧が低い例えばＳｉ等の物質を用い、この蒸着材料
１１を融点温度以上の高温で加熱する場合であっても、
蒸着を適切に行って、基板４の表面にＳｉ等の膜を精度
良く成膜することができる。

【００６４】また、本発明に係る蒸着装置１は、蒸着材
料１１を容器等に収容することなく、支持台１２により
支持した状態で真空チャンバ２内に自立させるようにし
ているので、容器等に蒸着材料を収容した場合に問題と
される、容器等からの不純物の膜内への混入を有効に回
避して、基板４の表面に良好な膜を成膜することができ
る。

【００６５】また、本発明に係る蒸着装置１は、フィラ
メント１３より発生した電子をビーム状に収束し、この
電子ビームを蒸着材料１１の先端部に衝突させることに
より、蒸着材料１１の先端部のみを直接加熱するように
しているので、加熱する部分の面積が小さく、更に熱伝
導による放熱も小さく抑えられるので、真空チャンバ２
内の真空状態を良好に維持して、蒸着を適切に行うこと
ができる。

【００６６】

【発明の効果】本発明に係る蒸着装置は、蒸着材料が、
電子放出手段の近傍に位置する被加熱部を、この被加熱
部側にて相互に近接し、支持手段側に向かうに従って相
互に離間する複数の脚部により保持する構成とされ、電
子放出手段から放出された電子の衝突により被加熱部を
加熱溶融して蒸着を行うようになされているので、蒸着
材料を融点温度を超える高温で加熱した場合であって
も、蒸着材料の溶融部分が電子放出源から離間する方向
へと大きく後退することが抑制される。したがって、こ
の蒸着装置においては、蒸着材料として融点温度前後に
おける蒸気圧が低い物質を用い、この蒸着材料を融点温
度以上の高温で加熱する場合であっても、蒸着材料の姿
勢を安定的に維持し、適切に蒸着を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蒸着装置を示す模式図である。

【図２】上記蒸着装置の蒸着材料の近傍を拡大して示す
模式図である。

【図３】上記蒸着材料が加熱溶融された状態を示す模式
図である。

【図４】従来の蒸着装置の一例を示す模式図であり、直
接加熱方式の蒸着装置を示す図である。

【図５】従来の蒸着装置の他の例を示す模式図であり、
Ｋ−セル型の蒸着装置を示す図である。

【図６】従来の蒸着装置の更に他の例を示す模式図であ
り、自立式電子衝撃型の蒸着装置を示す図である。

【図７】上記自立式電子衝撃型の蒸着装置の蒸着材料が
加熱溶融される状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 蒸着装置、２ 真空チャンバ、４ 基板、１０ 加
熱溶融部、１１ 蒸着材料、１２ 支持台、１３ フィ
ラメント、２１，２２ 長尺状部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部が高真空状態とされる真空チャンバ
   と、 支持手段により支持された状態で上記真空チャンバ内に
   立設された蒸発源となる蒸着材料と、 上記蒸着材料を加熱溶融するための電子を放出する電子
   放出手段とを備え、 上記蒸着材料は、上記電子放出手段の近傍に位置する被
   加熱部と、この被加熱部を保持する複数の脚部とを有
   し、これら複数の脚部が、上記被加熱部側にて相互に近
   接して上記被加熱部を保持すると共に、上記支持手段側
   へ向かうに従って相互に離間して上記支持手段により支
   持されていることを特徴とする蒸着装置。
2. 【請求項２】 上記蒸着材料は、上記電子放出手段側に
   て相互に接触し、上記支持手段側へ向かうに従って相互
   に離間するように配された複数の長尺状の部材よりな
   り、これら複数の長尺状の部材の相互に接触する部分が
   上記被加熱部とされていることを特徴とする請求項１記
   載の蒸着装置。
3. 【請求項３】 上記蒸着材料は、単一の長尺状の部材が
   全体略Ｖ字状を呈するように折り曲げ加工されてなり、
   折り曲げられた部分が上記被加熱部分とされていること
   を特徴とする請求項１記載の蒸着装置。