JPH0342033Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はクラスタイオンビーム蒸着法において
用いられる薄膜蒸着装置に関する。

〔従来の技術〕

クラスタイオンビーム蒸着法による薄膜蒸着方
法としては、例えば特公昭54−9592号に記載され
たものがある。この種の薄膜蒸着方法は真空槽内
において、蒸着すべき物質の蒸気を基板に噴出し
て、この蒸気中の多数の原子が緩く結合したクラ
スタ（塊状原子集団）を生成し、クラスタに電子
のシヤワーを浴びせてクラスタをそのうちの１個
の原子がイオン化されたクラスタ・イオンにし、
さらにクラスタ・イオンを加速して基板に衝突さ
せ、これにより基板に薄膜を蒸着形成するもので
ある。

このような薄膜蒸着方法を実施する従来の薄膜
蒸着装置として、第３図、第４図、第５図に示す
ものがあつた。第３図は従来の薄膜蒸着装置の概
略構成図、第４図は第３図に示した薄膜蒸着装置
の主要部の斜視図、第５図は第３図に示したルツ
ボ加熱部を示す概略構成図である。第３図〜第５
図において、１は所定の真空度に保持された真空
槽、２は図示しない真空排気装置に接続されてお
り、真空槽１内の排気を行なう排気通路、３は排
気通路２を開閉する真空用バルブ、４は直径１mm
〜２mmのノズル４ａ、蓋４ｂ及び拡散遮蔽壁４ｃ
が設けられた密閉型ルツボ、５は密閉型ルツボ４
に収容されている亜鉛（Zn）等の蒸発物質、６
は密閉型ルツボ４に熱電子を照射して密閉型ルツ
ボ４を加熱する蒸発源加熱用フイラメント、７は
蒸発源加熱用フイラメント６からの輻射熱を遮断
する熱シールド板、２０は密閉型ルツボ４を支持
するルツボ支持部材、１９は熱シールド板７を支
持する絶縁支持部材である。この密閉型ルツボ
４、蒸発源加熱用フイラメント６及び熱シールド
板７から基板１８に蒸着すべき物質の蒸気を真空
槽１内に噴出してクラスタを生成する蒸気発生源
８が構成されている。

又、９はイオン化用の熱電子１３を放出するイ
オン化電子放出フイラメント、１０はイオン化電
子放出フイラメント９から放出された熱電子１３
を加速する電子引き出し電極、１１はイオン化電
子放出フイラメント９からの輻射熱を遮断する熱
シールド板である。このイオン化電子放出フイラ
メント９、電子引き出し電極１０及び熱シールド
板１１から蒸気発生源８からのクラスタをイオン
化するイオン化手段１２が構成されている。２３
は熱シールド板１１を支持する絶縁支持部材、１
４は電子引き出し電極１０との間に電圧が印加さ
れ、イオン化されたクラスタ・イオンを加速して
これをイオン化されていない中性クラスタ１５と
ともに基板１８に衝突させて亜鉛薄膜を蒸着させ
る加速電極、２４は加速電極１４を支持する絶縁
支持部材、２２は基板１８を支持する基板ホル
ダ、２１は基板ホルダ２２を支持する絶縁支持部
材、１７はクラスタ・イオン１６と中性クラスタ
１５とからなるクラスタビームである。

次に、従来の薄膜蒸着装置の動作について説明
する。まず、亜鉛（蒸発物質）５を密閉型ルツボ
４内に充填し、真空排気装置（図示せず）により
真空槽１内の空気を排気して、真空槽１内を
10^-6Torr程度の真空度にする。次いで、蒸発源
加熱用フイラメント６に通電して発熱させ、蒸発
源加熱用フイラメント６からの輻射熱を密閉型ル
ツボ４に照射することにより、又は蒸発源加熱用
フイラメント６から放出される熱電子を密閉型ル
ツボ４に衝突させること（電子衝撃）により、密
閉型ルツボ４内の亜鉛５を加熱して蒸発させる。
密閉型ルツボ４内の亜鉛５の蒸気圧が0.1〜
10Torr程度に昇温すると、ノズル４ａから亜鉛
蒸気が噴出する。この蒸気は密閉型ルツボ４と真
空槽１との圧力差により断熱膨張してクラスタと
呼ばれる多数の原子が緩く結合した塊状原子集団
となる。次いで、電子引き出し電極１０がクラス
タビーム１７にイオン化電子放出フイラメント９
から放出された熱電子１３を衝突させ、一部のク
ラスタを一個の原子がイオン化されたクラスタ・
イオン１６にする。このクラスタ・イオン１６は
加速電極１４と電子引き出し電極１０とにより形
成された電界により適度に加速され、イオン化さ
れていない中性クラスタ１５が密閉型ルツボ４か
ら噴出されるときの運動エネルギで基板１８に衝
突し、これにより基板１８上に亜鉛薄膜が蒸着形
成される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記構成の従来の薄膜蒸着装置は、密閉型ルツ
ボ４の蓋４ｂと密閉型ルツボ４本体及び拡散遮蔽
壁４ｃとの継ぎ目から亜鉛５が滲み出し、密閉型
ルツボ４内の蒸気圧が低下し、クラスタが噴出し
難くなるという問題があつた。

又、蒸着後に滲み出した亜鉛５により密閉型ル
ツボ４と蓋４ｂとが固着し、亜鉛５の入れ替えが
できなくなつてしまうという問題があつた。

本考案は上記問題点を解決するためになされた
もので、蒸発物質５の漏れによる密閉型ルツボ４
内の蒸気圧の低下及び蓋４ｂの固着を防止するこ
とのできる薄膜蒸着装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本考案では、所定の真空度に保持される
真空槽と、真空槽内に設けられ、基板に蒸着すべ
き蒸発物質が充填されている密閉型ルツボと、蒸
発物質を溶融して蒸発物質の蒸気を噴出させ、多
数の原子が緩く結合したクラスタを発生する蒸気
発生源と、密閉型ルツボに一体化して設けられた
拡散遮蔽壁と、密閉型ルツボの蓋と、蓋を密閉型
ルツボに押え付ける止め具と、クラスタをイオン
化してクラスタ・イオンとする熱電子を放出する
イオン化電子放出フイラメントと、クラスタに向
けて熱電子を放射する電子引き出し電極と、クラ
スタ・イオンを加速し、これをイオン化されてい
ない中性クラスタとともに基板に衝突させて、基
板に薄膜を蒸着する加速電極とから薄膜蒸着装置
を構成する。

〔作用〕

上記構成の薄膜蒸着装置は蒸気発生源が真空槽
内に設けられた密閉型ルツボ内に充填されている
蒸発物質を溶融して、蒸発物質の蒸気を噴出さ
せ、多数の原子が緩く結合したクラスタを発生さ
せ、電子引き出し電極がイオン化電子放出フイラ
メントから放出される熱電子をクラスタに衝突さ
せ、一部のクラスタを一個の原子がイオン化され
たクラスタ・イオンにし、加速電極がクラスタ・
イオンを加速し、加速したクラスタ・イオンをイ
オン化されていない中性クラスタとともに基板に
衝突させて、基板に薄膜を蒸着する。この場合、
止め具が密閉型ルツボと蓋との密着性を維持し、
蒸着中においては、密閉型ルツボから蒸着物が滲
み出たり漏れたりしないようにし、密閉型ルツボ
内の蒸気圧の低下を防止し、蒸着後においては密
閉型ルツボと蓋とが固着しないようにする。又、
拡散遮蔽壁が蒸発物質の回り込みを防止する。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。

第１図は本考案に係る薄膜蒸着装置の概略構成
図、第２図は第１図に示した密閉型ルツボの概略
構成図である。なお、第１図〜第２図において、
第３図〜第５図と同様の機能を果す部分について
は同一の符号を付し、その説明は省略する。

２５は拡散遮蔽壁４ｃが一体化された密閉型ル
ツボ４本体に設けられた止め具であり、クラスタ
の噴出方向に直交する方向に差し込まれ、密閉型
ルツボ４の蓋４ｂを押さえる。

本考案に係る薄膜蒸着装置は密閉型ルツボ４の
蓋４ｂが止め具２５によつて押さえられているこ
とにより、蓋４ｂが密閉型ルツボ４本体に密着
し、蒸着中密閉型ルツボ４から蒸着物が滲み出た
り漏れたしないようにし、密閉型ルツボ４内の蒸
気圧の低下が防止される。本考案により、従来装
置と同じ消費電力で従来よりも多くのクラスタを
発生させることができ、クラスタの発生効率が向
上する。又、蒸着後の蓋４ｂの固着を防止し、蒸
着物の入れ替えを容易にする。

なお、本実施例では止め具２５は円筒形状とし
たが、これに限らずテーパー状にしてもよい。

又、止め具２５は本実施例のように２本に限定
されることはなく、２本以上であつてもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、密閉型ル
ツボと拡散遮蔽壁とを一体化するとともに、密閉
型ルツボの蓋を止め具を用いて押さえたので、密
閉型ルツボと蓋との密着性が維持され、密閉型ル
ツボから蒸着物が滲み出たり漏れたりして、密閉
型ルツボ内の蒸気圧が低下するのを防止でき、又
密閉型ルツボと蓋との固着を防止できるという効
果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る薄膜蒸着装置の概略構成
図、第２図は第１図に示した密閉型ルツボの概略
構成図、第３図は従来の密閉型ルツボを用いた薄
膜蒸着装置の概略構成図、第４図は第３図に示し
た薄膜蒸着装置の主要部分の斜視図、第５図は従
来の密閉型ルツボの概略図である。 各図中、１は真空槽、２は排気通路、３は真空
用バルブ、４は密閉型ルツボ、４ａはノズル、４
ｂは蓋、４ｃは拡散遮蔽壁、５は蒸発物質、６は
蒸発源加熱用フイラメント、７，１１は熱シール
ド板、８は蒸気発生源、９はイオン化電子放出フ
イラメント、１０は電子引き出し電極、１２はイ
オン化手段、１３は熱電子、１４は加速電極、１
５は中性クラスタ、１６はクラスタ・イオン、１
７はクラスタビーム、１８は基板、１９，２１，
２３，２４は絶縁支持部材、２０はルツボ支持部
材、２２は基板ホルダ、２５は止め具である。な
お、各図中同一符号は同一又は相当部分を示すも
のである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定の真空度に保持される真空槽と、前記真空
   槽内に設けられ、基板に蒸着すべき蒸発物質が充
   填されている密閉型ルツボと、前記蒸発物質を溶
   融して該蒸発物質の蒸気を噴出させ、多数の原子
   が緩く結合したクラスタを発生する蒸気発生源
   と、前記密閉型ルツボに一体化して設けられた拡
   散遮蔽壁と、前記密閉型ルツボの蓋と、前記蓋を
   前記密閉型ルツボに押え付ける止め具と、前記ク
   ラスタをイオン化してクラスタ・イオンとする熱
   電子を放出するイオン化電子放出フイラメント
   と、前記クラスタに向けて前記熱電子を放射する
   電子引き出し電極と、前記クラスタ・イオンを加
   速し、該加速したクラスタ・イオンをイオン化さ
   れていない中性クラスタとともに基板に衝突させ
   て、該基板に薄膜を蒸着する加速電極とを備えた
   ことを特徴とする薄膜蒸着装置。