JP3853449B2

JP3853449B2 - 薄膜形成装置

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Publication number: JP3853449B2
Application number: JP34658096A
Authority: JP
Inventors: 幸信日比野; 松崎　　封徳; 倉内　　利春; 宗人箱守; 正道松浦
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JPH10168561A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜形成技術にかかり、特に、金属材料物質と反応性ガスとが反応した反応生成物の薄膜を形成する際に、安全性の高い薄膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されている表示装置はＣＲＴがその大部分を占めているが、近年では、液晶ディスプレイやＰＤＰ(Plasma Display Panel：フ゜ラス゛マテ゛ィスフ゜レイハ゜ネル)が占める割合が増加している。
【０００３】
液晶表示装置は製造が容易であり安価であることから、携帯用コンピュータ等の携帯用電子機器に広く採用され、現在大量生産されるに至っている。しかしながら視野角が狭く、応答速度が遅く、また、大型化が困難であるという欠点があるため、最近では、ハイビジョン等の大型ディスプレイ分野については、ＰＤＰ表示装置が注目されている。
【０００４】
ＰＤＰの発光原理は、マトリックス状に形成された電極間に放電を生じさせ、密閉された希ガスをプラズマ化し、そのプラズマから発生した紫外線を蛍光体に照射して可視光を発生させることにあるが、誘電体や電極膜が発生したプラズマによってスパッタリングされやすという欠点がある。そのため、希ガスが封入される部分の表面には、スパッタイールドが小さく、透明な誘電体の保護膜を形成する必要があるとされている。
【０００５】
そのような保護膜には、ＰＤＰの発光特性から、二次電子放出係数が高いことが求められており、一般には酸化マグネシウム薄膜(ＭｇＯ薄膜)が使用されている。ＭｇＯ薄膜は極めてスパッタイールドが低いため、ＭｇＯをスパッタリングターゲットとしたスパッタリング法では、高速成膜は行えない。
【０００６】
そこで従来技術によるＭｇＯ薄膜の形成では、ＭｇＯ結晶を蒸発源とし、(Ｍｇ＋Ｏ)蒸気を発生させ、蒸発源に対向配置された基板表面にその(Ｍｇ＋Ｏ)蒸気を付着させ、ＭｇＯ薄膜を形成する蒸着装置が用いられていた。
【０００７】
しかしながら電子ビームを照射してＭｇＯ結晶を加熱し、(Ｍｇ＋Ｏ)蒸気を発生させようとすると、絶縁物であるＭｇＯ結晶がチャージアップし、放電特性が不安定になるという問題がある。不安定な放電の下で形成されたＭｇＯ薄膜にはムラや欠陥が多く、不良品が多発してしまう。
【０００８】
そこで本発明の発明者等は、以前、金属マグネシウムを蒸発源としたイオンプレーティング法によるＭｇＯ薄膜形成装置を提案した。その薄膜形成装置を図３の符号１０２に示して説明すると、この薄膜形成装置１０２は真空槽１１１を有しており、真空槽１１１内には、蒸発源１２０と基板ホルダー１２４とが配置されている。蒸発源１２０内には金属マグネシウムから成る金属材料１２３が納められており、基板ホルダー１２４には基板１１５が保持されている。
【０００９】
真空槽１１１内にはホロカソード１１７が設けられており、真空槽１１１内を真空排気した後、ホローカソード１１７に負電圧、蒸発源１２０に正電圧を印加し、ホローカソード１１７先端からアルゴンガスを噴出させると、最初は蒸発源１２０近傍にアルゴンガスプラズマが生成し、やがてホローカソード１１７内には大量の熱電子が発生し得る。ホローカソード１１７内から発する熱電子が正電圧に引きつけられ、蒸発源１２０内の金属材料１２３に入射すると、金属材料１２３が加熱され、金属材料物質(Ｍｇ)の蒸気が真空槽１１１内に放出される。
【００１０】
基板ホルダー１２４には、円筒形のチムニー(ガス拡散防止装置)１２５が設けられており、基板１１５はチムニー１２５内に配置されている。チムニー１２５内にはガス散布装置１０４が配置されており、ガス管１２６からガス散布装置１０４内に酸素ガスを導入し、チムニー１２５内に散布しておくと、基板１１５表面の酸素ガス分圧が高い状態で、金属材料物質の蒸気が基板１１５表面に到達し、金属材料物質と酸素ガスの反応生成物が基板１１５表面に堆積し、ＭｇＯ薄膜を形成することができる。
【００１１】
このような薄膜形成装置１０２によれば、酸素ガスは、チムニー１２５内で大半が消費され、チムニー１２５外へは流出しないので、蒸発源１２０付近の酸素ガス分圧は低くなり、高温に曝される蒸発源１２０やホローカソード１１７の酸化・消耗が少なく、また、金属材料１２３が酸化されないことから、電子ビームを安定して照射することができる。
酸素分圧については、例えば、下記表１、
【００１２】
【表１】

【００１３】
の成膜条件でＭｇＯ薄膜の形成を行った場合、チムニー１２５内の酸素分圧は１．０×１０^-2Ｔｏｒｒであったのに対し、チムニー１２５の外部においては、その１／１００に当たる１．０×１０^-4Ｔｏｒｒ以下であった。
【００１４】
ところで、チムニー１２５内の酸素分圧を上述の酸素分圧(１．０×１０^-2Ｔｏｒｒ)以下の圧力にした場合、得られるＭｇＯ薄膜の組成は化学量論比と異なり、酸素欠損になってしまうことが判明している。ところが、チムニー１２５外部の酸素分圧は、ＭｇＯ薄膜が酸素欠損になる酸素分圧の値よりも低く、チムニー１２５外部に配置された部材には、酸素ガスとは未反応の状態の金属材料物質(金属Ｍｇ)が多量且つ高速に付着してしまう。
【００１５】
実際に表１の成膜条件で、基板１１５表面に０．５μｍのＭｇＯ薄膜を形成した後、真空槽１１１内に大気を導入してみると、ホローカソード１１７の支持部品や真空槽１１１内壁等の、チムニー１２５外に位置し、酸素ガスとは未反応の状態の活性な金属Ｍｇ膜が堆積したところが大気中の酸素あるいは水蒸気と反応して一部から出火し、作業上の危険性が問題となっていた。
【００１６】
このような出火を防止するためには、チムニー１２５の外部でも、チムニー１２５の内部と同等の酸素分圧にして、金属Ｍｇ膜ではなく、ＭｇＯ薄膜が形成されるようにすればよいが、チムニー１２５外部の酸素分圧を高くした場合、高温に曝される蒸発源１２０やホローカソード１１７を構成する部材が酸化消耗によって著しく劣化するため、ＭｇＯ薄膜を連続して長期に形成することはできなくなる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたもので、その目的は、真空槽内に活性な金属薄膜が形成されることによる発火の危険性をなくし、成膜対象物表面に、長期に連続して反応生成物の薄膜を形成できる技術を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ガス散布装置とガス拡散防止装置と薄膜形成のための材料源とが真空槽内に配置され、前記ガス拡散防止装置の内部に前記ガス散布装置と成膜対象物とを配置し、前記ガス散布装置から前記ガス拡散防止装置内に反応性ガスを散布し、前記反応性ガスの分圧が前記ガス拡散防止装置の内部で高く、外部で低い状態で、前記材料源内に配置された金属材料から前記真空槽内に金属材料物質を放出させ、前記金属材料物質と前記反応性ガスとを反応させ、その反応生成物を含む薄膜を前記成膜対象物表面に形成する薄膜形成装置であって、前記真空槽内に放出された金属材料物質が付着する部材を加熱する加熱装置が設けられ、前記ガス拡散防止装置の外部にシャワーノズルが設けられ、前記シャワーノズルから前記真空槽壁面に向けて、前記金属材料物質と反応する安定化ガスを噴霧できるように構成されたことを特徴とする薄膜形成装置である。
また、請求項２記載の発明は、ガス散布装置と、ガス拡散防止装置と、薄膜形成のための材料源とが真空槽内に配置され、前記ガス拡散防止装置の内部に前記ガス散布装置と成膜対象物とを配置し、前記ガス散布装置から前記ガス拡散防止装置の内部に反応性ガスを散布し、前記反応性ガスの分圧が前記ガス拡散防止装置の内部で高く、外部で低い状態で、前記材料源内に配置された金属材料から前記真空槽内に金属材料物質を放出させ、前記金属材料物質と前記反応性ガスとを反応させ、その反応生成物を含む薄膜を前記成膜対象物表面に形成する薄膜形成装置であって、少なくとも両端に開口部分が設けられた筒状の防着板が、一方の開口部分を前記材料源の方向に向け、他方の開口部分を前記成膜対象物方向に向けて設けられ、前記防着板を加熱する加熱装置が設けられ、前記ガス拡散防止装置の外部にシャワーノズルが設けられ、前記シャワーノズルから前記真空槽壁面に向けて、前記金属材料物質と反応する安定化ガスを噴霧できるように構成されたことを特徴とする薄膜形成装置である。
この請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の薄膜形成装置については、請求項３記載の発明のように、前記加熱装置は加熱する対象物を、前記金属材料物質の再蒸発温度以上の温度に加熱できるように構成することが望ましい。
【００１９】
上述した本発明の構成によれば、ガス拡散防止装置の内部にガス散布装置と成膜対象物とを配置し、それらを薄膜形成のための材料源と共に真空槽内に配置し、ガス散布装置からガス拡散防止装置内に反応性ガスを散布すると共に、材料源内に配置された金属材料から真空槽内に金属材料物質を放出させると、反応性ガスの分圧は、ガス拡散防止装置の内部で高く、外部で低い状態が作られる。従って、放出された金属材料物質と反応性ガスとが効率よく反応し、その反応生成物を含む薄膜を成膜対象物表面に形成することができる。
【００２０】
その際、真空槽内のガス拡散防止装置の外部に設けられた部材のうちには、放出された金属材料物質が、反応性ガスとは未反応の状態で付着し易い部分がある。
特に、金属材料が金属マグネシウム等の大気と反応しやすい物質であった場合には、薄膜形成を行った後、真空槽内に大気を導入したときに、堆積した金属薄膜が大気中の酸素や水分と反応し、発火してしまう。
【００２１】
そこで、そのような金属材料物質が付着しやすい部材のうち、熱容量が小さいものには加熱手段を設け、一旦部材に付着した金属材料物質を加熱により再蒸発させるようにすると、未反応の状態の金属材料物質は堆積しなくなり、発火を防止することができる。
【００２２】
但し、真空槽自体は熱容量が大きく、未反応の金属薄膜が堆積しやすい部分であっても加熱することが困難である。そこで、真空槽内にシャワーノズルを設け、金属材料物質と反応して不活性な物質を生成する安定化ガスを、シャワーノズルから真空槽壁面に向けて噴霧させると、散布されたところの真空槽壁面には、金属材料物質と安定化ガスとが反応して生成した反応生成物が堆積するので、活性な金属薄膜は形成されず、真空槽内に大気を導入した場合でも、真空槽の壁面は発火しなくなる。
【００２３】
真空槽壁面に向けて散布された安定化ガスは、未反応の金属材料物質で消費されてしまうので、高温になる部材側には拡散せず、消耗や劣化を早めることはない。
なお、このように、安定化ガスを散布する部分は、未反応の金属材料物質が到達しやすい部分だけでよく、必ずしも真空槽の壁面全部に散布する必要はない。
【００２４】
また、金属材料物質が真空槽内で材料源から成膜対象物へ向かう経路の周囲に防着板を設け、真空槽の壁面に金属材料物質を到達させないようにすることもできる。この場合、防着板を、少なくとも両端に開口部分を設けた筒状に成形し、その一方の開口部分を材料源方向に向け、他方の開口部分を成膜対象物方向に向けて真空槽内に設け、その防着板に加熱装置を設け、防着板の内周面に付着した未反応の金属材料を再蒸発させるようにすると、防着板の内周面から発火することがなくなる。
【００２５】
以上説明した加熱装置は、真空装置内の部材や防着板等の加熱対象物を、金属材料物質の真空雰囲気下での再蒸発温度以上の温度に加熱できるようにしておくと効果的である。その温度は、例えば金属マグネシウムの場合、３００℃〜７００℃程度である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１を参照し、符号２は、本発明の一実施形態の薄膜形成装置であり、真空槽１１内に搬入された成膜対象物表面にイオンプレーティング法によって薄膜形成を行う装置である。
【００２７】
この薄膜形成装置２では、真空槽１１内の底壁側には、符号２０で示した薄膜形成のための材料源(以下、薄膜材料源と略す)が配置され、天井側に基板ホルダー２４が配置されている。
【００２８】
薄膜材料源２０は、銅ハース２１と、銅ハース２１上に設けられた炭素るつぼ２２と、炭素るつぼ２２内に納められた、金属マグネシウムから成る金属材料２３とで構成されており、真空槽１１内部では、ホローカソード１７が、その先端部分１８を金属材料２３に向けて配置されている。
【００２９】
基板ホルダー２４の表面には、円筒形状のチムニー(ガス拡散防止装置)２５が設けられており、チムニー２５内の基板ホルダー２４表面上には、薄膜材料源２０に対向してガラス基板から成る成膜対象物１５が配置されている。
【００３０】
チムニー２５内には、成膜対象物１５表面付近に位置するようにガス散布装置４が配置されており、そのガス散布装置４は、ガス管２６によって、真空槽１１に固定されている。
【００３１】
ガス散布装置４は、成膜対象物１５の径よりも大径のリング状パイプで構成されており、そのリング状パイプのうちの成膜対象物１５側に向けられた面には、孔が複数列設されている。
【００３２】
真空槽１１外部には、直流電源１９と、図示しないガスボンベと真空ポンプとが配置されており、その真空ポンプを起動して、排気口１０から真空槽１１内を真空排気した後、ガス管２６によってガス散布装置４内に酸素ガス(反応性ガス)を導入すると、ガス散布装置４の孔から成膜対象物１５に向けて酸素ガスが散布される。
【００３３】
その酸素ガスは、チムニー２５と基板ホルダー２４とによって周辺への拡散が防止されており、チムニー２５内の成膜対象物１５表面の酸素ガス分圧が高く、チムニー２４外の酸素ガス分圧が低くなるようにされている。
【００３４】
その状態で、直流電源１９を起動して、銅ハース２１に正電圧、ホローカソード１７に負電圧を印加し、ガスボンベ内に充填されたアルゴンガスをホローカソード１７先端から金属材料１３に向けて噴出すると、薄膜材料源２０上にアルゴンガスによるホローカソード放電が発生する。ホローカソード１７内の熱電子が正電圧が印加された薄膜材料源２０に引きつけられ、金属材料２３に照射されると、その金属材料２３は高温に加熱され、真空槽１１内に金属材料物質の蒸気(Ｍｇ蒸気)が放出される。
【００３５】
その蒸気がチムニー２５内に到達すると、チムニー２５内から拡散しようとする酸素ガスをチムニー２５内に押し戻すと共に、成膜対象物１５表面の分圧が高い状態の酸素ガスと効率よく反応し、成膜対象物１５表面に反応生成物を堆積させる。
【００３６】
この例では、金属材料物質と反応性ガスとの反応生成物はＭｇＯであり、その堆積の際、基板ホルダー２４の裏面に設けられたヒーター２８に通電し、成膜対象物１５を所定温度に加熱しておくと、成膜対象物１５表面に膜質の良いＭｇＯ薄膜１６を形成することができる。
【００３７】
このように、金属材料物質の蒸気がチムニー２５内に到達すると、チムニー２５内の酸素ガスは金属材料物質の蒸気と反応し、反応生成物となって消費されてしまうので、チムニー２５外へ流出する酸素ガスの量は少ない。
【００３８】
従って、チムニー２５から離れたところでは、酸素ガス分圧は低くなっているが、一般に、薄膜材料源２０から放出された金属材料物質の蒸気は様々な方向に向かうため、チムニー２５の外部にも到達してしまう。
【００３９】
蒸発源２０とホローカソード１７は、チムニー２５の外部にあり、しかもガス散布装置４から離れた位置にあるため、酸素ガス分圧は低く、それらの部材表面には、酸素ガスとは未反応の状態の金属材料物質の蒸気が到達し、堆積してしまう。
【００４０】
この薄膜形成装置２では、真空槽１１内のホローカソード１７は、その先端部分１８を除いて円筒形状の赤外線ヒーター５₁(加熱装置)で覆われており、また、銅ハース２１の周囲と底面は、容器状の赤外線ヒーター５₂(加熱装置)で覆われている。各赤外線ヒーター５₁、５₂は、加熱対象物を真空雰囲気下での金属材料物質(この例では金属マグネシウム)の再蒸発温度以上に加熱できるように構成されており、ホローカソード１７と銅ハース２１とがその温度に加熱されると酸素ガスと未反応の金属材料物質の蒸気が付着した場合でも、再蒸発によって離脱してしまうので、活性な金属材料物質が堆積することがない。また、赤外線ヒーター５₁、５₂自身についても、再蒸発温度以上の温度になるので、未反応の金属材料物質が堆積することはない。
【００４１】
金属材料物質の真空雰囲気内での再蒸発温度としては、例えば３００℃〜７００℃の温度範囲が挙げられる。金属材料がマグネシウムの場合、赤外線ヒータ５₁、５₂の温度は６００℃程度に設定されている。
【００４２】
他方、真空槽１１の壁面のうち、金属材料物質の蒸気が未反応の状態で到達し、堆積しやすい部分の近傍には、シャワーノズル６₁〜６₃が配置されており、各シャワーノズル６₁〜６₃に列設された孔７₁〜７₃から真空槽１１の壁面に向けて、金属材料物質と反応し、不活性な反応生成物を生成する安定化ガスを噴霧できるように構成されている。ここでは、安定化ガスとして酸素ガスをシャワーノズル６₁〜６₃から流量４０ｓｌｍで噴霧した。
【００４３】
真空槽１１壁面に酸素ガスが噴霧された状態では、真空槽１１壁面付近に飛来した金属材料物質の蒸気や、表面に到達した金属材料物質の蒸気は酸素ガスと反応するので、真空槽１１壁面には、その反応生成物である金属酸化物(ここではＭｇＯ)が堆積され、酸素ガスと未反応の状態で活性な金属材料物質は堆積されない。
【００４４】
以上説明したように、本発明の薄膜形成装置２によれば、真空槽１１内に配置された部材のうち、金属材料物質の蒸気が付着しやすい部分は赤外線ヒーター５₁、５₂によって加熱されているので、一旦付着した未反応の金属材料物質は再蒸発によって除去される。また、真空槽１１の壁面のうち、未反応な状態の金属材料物質が付着する部分にはシャワーノズル６₁〜６₃が設けられ、安定化ガス(この例では酸素ガス)の噴霧によって、不活性な反応生成物が堆積されるので、活性な金属材料物質は堆積しない。
いずれにしろ、未反応の状態の活性な金属材料物質は堆積せず、真空槽１１内を大気に曝しても、酸素や水分と反応する物質がないため、出火することはない。
【００４５】
なお、上記薄膜形成装置２では、ホローカソード１７の先端部分１８は加熱していないが、その部分は金属材料２３を加熱する際に２０００℃程度の高温になるため、赤外線ヒーターで加熱しなくても付着した金属材料物質は再蒸発により除去される。
【００４６】
次に、図２の符号３に、本発明の他の実施形態の薄膜形成装置を示す。この薄膜形成装置３は、真空槽６１内に搬入された成膜対象物表面にスパッタリング法によって薄膜形成を行う装置であり、上述の薄膜形成装置２と同様に、真空槽６１内の底壁側に薄膜材料源７０が配置され、天井側に基板ホルダー７４が配置されている。
【００４７】
薄膜材料源７０は、ターゲットホルダー７１と、ターゲットホルダー７１上に設けられた金属マグネシウムから成るスパッタリングターゲット７３とで構成されており、ターゲットホルダー７１は、真空槽６１外に配置された直流電源６９の負電位側に接続されている。
【００４８】
基板ホルダー７４表面には、円筒形状のチムニー(ガス拡散防止装置)７５が設けられており、チムニー７５内の基板ホルダー７４表面上には、スパッタリングターゲット７３に対向して成膜対象物６５が配置されている。また、基板ホルダー７４の裏面にはヒーター７８が設けられている。
【００４９】
チムニー７５内には、上述のガス散布装置４と同じ構造のガス散布装置５４が配置されており、ガス管７６内に導入された酸素ガスを、ガス散布装置５４の孔から成膜対象物６５表面に向けて散布できるように構成されている。
【００５０】
真空槽６１内には、少なくとも両端に開口部分が設けられた中空円錐台形状の筒状の防着板７が配置され、小さい方の開口部分を薄膜材料源７０の方向に向け、大きい方の開口部分を成膜対象物６５の方向に向けて固定されている。この防着板７により、薄膜材料源７０から放出された薄膜材料物質の粒子が成膜対象物６５に到達する経路の周囲が防着板７で覆われ、防着板７外部には到達しないように構成されている。
【００５１】
防着板７内にはガス導入管６７の先端部分６８が突き出されており、真空槽６１内を真空排気した後、スパッタリングガス(Ａｒガス)をガス導入管６７内に導入すると、先端部分６８から防着板７内に、スパッタリングガスが噴出される。その状態で直流電源６９を起動し、接地電位に置かれた真空槽６１に対して薄膜材料源７０側に負電圧を印加すると、スパッタリングターゲット７３表面近傍にスパッタリングガスプラズマが発生し、スパッタリングターゲット７３がスパッタリングされる。
【００５２】
その表面から、スパッタリングターゲット７３を構成する金属材料物質の粒子が放出され、チムニー７５内に到達すると、チムニー７５内から拡散しようとする酸素ガスをチムニー７５内に押し戻し、チムニー７５内の酸素ガス分圧が高くなる。
【００５３】
このとき、ヒーター７８によって成膜対象物６５を所定温度に加熱しておくと、成膜対象物６５表面に到達した金属材料物質は、分圧が高い状態の酸素ガスと効率よく反応し、成膜対象物６５表面に、反応生成物から成るＭｇＯ薄膜６６が形成される。
【００５４】
このとき、酸素ガスはチムニー７５内で散布されており、チムニー７５内の酸素ガスは金属材料物質で押し戻され、また、金属材料物質との反応で消費されてしまうため、チムニー７５外の酸素ガス分圧は低くなっているため、防着板７の内周面には酸素ガスと未反応の金属材料物質が付着し、堆積してしまう。
【００５５】
この薄膜形成装置３では、防着板７の周囲には抵抗加熱体(加熱装置)８が巻き回されており、抵抗加熱体８に通電して発熱させ、防着板７を金属材料物質の再蒸発温度に加熱すると、一旦防着板７の内周面に付着した金属材料物質は再蒸発によって除去される。
【００５６】
他方、真空槽６１の壁面や防着板７の外部に位置する部材には、金属材料物質は防着板７で遮蔽され、到達しないので、未反応の状態の金属材料物質が付着することはない。
【００５７】
いずれにしろ、未反応の金属材料物質は堆積しないので、真空槽６１内に大気を導入しても発火することはない。例えば、成膜対処物６５表面に所定膜厚(０．５μｍ)のＭｇＯ薄膜６６を形成した後、真空槽６１内に大気を導入してみたところ、真空槽６１内部は発火しなかった。
【００５８】
なお、この薄膜形成装置３では、赤外線ヒーターを用いなかったが、防着板７の内側に抵抗発熱体８では加熱できない部材がある場合には、その部材に赤外線ヒーターを配置して再蒸発温度以上の温度に加熱することもできる。
【００５９】
他方、上述の薄膜形成装置２には防着板７を設けなかったが、赤外線ヒーターによる加熱が困難な場所には防着板を設け、その防着板を加熱して金属材料物質を再蒸発させるようにしてもよい。
【００６０】
以上説明した金属材料物質はマグネシウムであったが、本発明の薄膜形成装置は、未反応の状態で大気に曝されると発火する金属一般に効果的である。また、また、シャワーノズル６₁〜６₃からは反応性ガスとして酸素ガスを噴霧させたが、本発明はそれに限定されるものではなく、金属材料物質と反応し、大気中で発火しない反応生成物にできるガスであれば安定化ガスとして広く用いることができる。
【００６１】
【発明の効果】
金属材料を薄膜形成材料にできるので、反応生成物の薄膜を安定に形成できるようになり、特性の良い薄膜を形成することができる。また、成膜対象物表面の反応性ガスの分圧を高くできるので、薄膜形成速度が速くなる。
【００６２】
高温に加熱される部材を反応性ガスに曝さなくても済むので、部品の消耗が少なくなり、薄膜の連続形成を行えるようになる。この場合にも、真空槽内には、未反応の状態で活性な金属薄膜が形成されないので、真空槽内に大気を導入しても発火する危険性はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】イオンプレーティング法による本発明の薄膜形成装置を示す図
【図２】スパッタリング法による本発明の薄膜形成装置を示す図
【図３】従来技術の薄膜形成装置を示す図
【符号の説明】
２、３……薄膜形成装置４、５４……ガス散布装置５₁、５₂、８……加熱装置６₁〜６₃……シャワーノズル７……防着板１１、６１……真空槽１５、６５……成膜対象物２０、７０……薄膜形成のための材料源２５、７５……ガス拡散防止装置(チムニー)

Claims

ガス散布装置とガス拡散防止装置と薄膜形成のための材料源とが真空槽内に配置され、
前記ガス拡散防止装置の内部に前記ガス散布装置と成膜対象物とを配置し、前記ガス散布装置から前記ガス拡散防止装置内に反応性ガスを散布し、前記反応性ガスの分圧が前記ガス拡散防止装置の内部で高く、外部で低い状態で、前記材料源内に配置された金属材料から前記真空槽内に金属材料物質を放出させ、
前記金属材料物質と前記反応性ガスとを反応させ、その反応生成物を含む薄膜を前記成膜対象物表面に形成する薄膜形成装置であって、
前記真空槽内に放出された金属材料物質が付着する部材を加熱する加熱装置が設けられ、
前記ガス拡散防止装置の外部にシャワーノズルが設けられ、
前記シャワーノズルから前記真空槽壁面に向けて、前記金属材料物質と反応する安定化ガスを噴霧できるように構成されたことを特徴とする薄膜形成装置。
ガス散布装置と、ガス拡散防止装置と、薄膜形成のための材料源とが真空槽内に配置され、
前記ガス拡散防止装置の内部に前記ガス散布装置と成膜対象物とを配置し、前記ガス散布装置から前記ガス拡散防止装置の内部に反応性ガスを散布し、前記反応性ガスの分圧が前記ガス拡散防止装置の内部で高く、外部で低い状態で、前記材料源内に配置された金属材料から前記真空槽内に金属材料物質を放出させ、
前記金属材料物質と前記反応性ガスとを反応させ、その反応生成物を含む薄膜を前記成膜対象物表面に形成する薄膜形成装置であって、
少なくとも両端に開口部分が設けられた筒状の防着板が、一方の開口部分を前記材料源の方向に向け、他方の開口部分を前記成膜対象物方向に向けて設けられ、
前記防着板を加熱する加熱装置が設けられ、
前記ガス拡散防止装置の外部にシャワーノズルが設けられ、
前記シャワーノズルから前記真空槽壁面に向けて、前記金属材料物質と反応する安定化ガスを噴霧できるように構成されたことを特徴とする薄膜形成装置。
前記加熱装置は加熱する対象物を、前記金属材料物質の再蒸発温度以上の温度に加熱できるように構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の薄膜形成装置。