JPS5910992B2 - 蒸着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電子ビームを用いる蒸着装置に関する。

薄膜を生成するのに近時電子ビーム蒸着法が使用される
ようになつてきた。

この方法は蒸着材料を溶融蒸発するために蒸着材料に電
子ビームを投射するようにしたものである。すなわち真
空中においてカソードとアノードのと間に高電圧（１０
ＫＶ程度）をかけると、これによつてカソードから電子
が飛び出し、これを適当に偏向させてアノードに投射さ
せる。この電子がもつているエネルギーによつてアノー
ド側にある蒸着材料を加熱して蒸発させ、被蒸着体の表
面に蒸着させる。これによると蒸着レートが比較的大き
くとれること、蒸着材料を直接加熱するので不純物がま
じりにくいことなどの理由により極めて有効な方法とし
てみなされている。ところでこのような電子ビーム法に
よつて蒸着させる場合、蒸着材料としてアルミニウム、
ニッケルなどのように溶融したのちに蒸発する物質に１
０ついては何ら問題はなく、又クロムなどのように溶融
点以下で蒸発を開始する物質についてはビームを走査し
たり、蒸発材料を収納しているるつぼ（通常は銅等で製
作されている。

）を回転させたりしてビームがるつぼ内の一個所に固定
しないように考慮することによつて加熱蒸発を可能とす
ることができる。しかしながら蒸着材料として半導体物
質のように電気伝導度の小さい材料（たとえぱ酸化シリ
コン）を選んだとき、或いは小さいエネルギーで昇化す
るような物質（たとえばＣｄ、ＰｂＳ）を選んだときは
電子ビームによる加熱蒸発が極めて面倒となる。

すなわち蒸着材料の電気伝導度が小さい場合は、電子ビ
ームは蒸着材料にあたらないで、これを収容しているる
つぼのふちに当る現象が生じる。これを防ぐために電子
ビームのエネルギーを強くして指向性を高めると、エネ
ルギーが強すぎて蒸着材料が昇化現象のために溶融され
るまでに四方に飛び散つてしまい、所望するような一定
のレートで蒸着できなくなつてしまう。小さい工ネルギ
ーで昇化するような物質の場合でも、同様に四方に飛び
散つてしまう。これを解決するために第１図に示す構成
が別途提案された。

同図に示す蒸着装置は、基枠１にこれに電気的に絶縁さ
れたるつぼ２が設置されてあり、内部に蒸着材料３が収
納されてある。又基枠１にはフィラメント４を備えた電
子ビーム発生部５が設置されてある。そしてフィラメン
ト４から発生した電子ビームは基枠１内に設置されてあ
るコイル７によつて発生する磁界により偏向され、矢印
のように飛行してるつぼ２の設置位置に向う。なおるつ
ぼ２がアノードとされ、これとフイラメント４との間に
高電圧が印加される。加熱溶融された蒸着材料３は蒸発
して上方に飛び、図示しない被蒸着体の表面に附着する
。これらの構成は従来のこの種蒸着装置と同じである。
しかし従来装置におけるるつぼ２は銅などにより構成さ
れているのに対し、この第１図の構成では銅より高融点
の材料（たとえばタンタル、モリブデン、タングステン
など）により構成されてある。

今蒸着材料３として電気伝導度の小さい材料が選択され
、るつぼ２内に収納されているとすると、電子ビームは
蒸着材料に直接あたらず、るつぼ２のふちに図のように
あたるようになる。このことは既に説明したとおりであ
る。しかしこの場合るつぼ２は銅よりも融点の高い材料
で製作されているので、ここに電子ビームが投射されて
も、従来のものとは異なりるつぼ２自体が溶融すること
がないまま高温度となり、このときのるつぼ２の熱によ
つてここに収納されている電気伝導度の低い蒸着材料が
加熱され、溶融するようになる。これにより従来と同様
に前記蒸着材料は蒸発し、被蒸着体に向う。蒸着材料と
して小さいエネルギーで昇化するような物質が選択され
た場合は、その蒸着材料に直接電子ビームを投射させず
にるつぼ２のふちに投射させればよい。このときも前述
したようにるつぼ２が高温度となつて、その熱で蒸着材
料が溶融され蒸発する。電子ビームを蒸着物質に直接投
射しないので、昇化現象の発生は避けられ、したがつて
四方に飛散してしまうようなことは起らない。しかしこ
のような構成によると、蒸発粒子のうち、粒子の大きな
ものまで飛散して蒸着してしまう危険がある。

この発明はるつぼを電子ビームで加熱し、その熱によつ
て蒸着材料を加熱するにあたり、蒸着粒子の飛散を防止
し、もつてこのような大きな粒子による蒸着を防止する
ことを目的とする。

この発明は少くともるつぼ本体を覆う覆板を高融点材料
で構成するとともに、その覆板に蒸発粒子が通る多数の
小孔を設けたことを特徴とする。

この発明の実施例を第２図、第３図により説明する。な
お第１図と同じ符号を付した部分は同一又は対応する部
分を示す。第２図に示すこの発明の実施例は、るつぼ２
をるつぼ本体２Ａとその表面を覆う覆板２１で構成した
場合にるつぼ本体２Ａを銅製とし、覆板２１を前記した
高融点材料によつて製作した例を示す。

覆板２１には多数の小孔１０（たとえば１Ｗｒ１ｒ１径
）を約２ｗ１間隔で形成してある。なお覆板２１は厚み
２〜５ｒｍのものでよい。電子ビームは覆板２１に投射
される。なお覆板２１全面に投射されるように適当に走
査するとよい。この場合は覆板２１に電子ビームが投射
されることによつて高温度となり、その熱によつて内部
の蒸着材料が加熱され溶融されるようになる。なお蒸発
物は小孔１０を通つて被蒸着体に向う。この場合蒸発す
る粒子は小孔１０より小さいものに限られ、これより大
きい粒子は飛散が阻止される。

したがつて大きい粒子による蒸着は確実に防止できる。
第３図に示すこの発明の他の実施例は、銅などからなる
るつぼ２２のなかに高融点材料からなるるつぼ本体２Ａ
を設置し、その表面を前記した覆板２１で覆つた構成を
示す。

るつぼ２２に対してるつぼ本体２Ａは熱的に絶縁されて
ある。ただし電気的には同電位とされてある。これによ
ると覆板２１の熱はるつぼ本体２Ａに速やかに伝導され
るので高い熱効率をもつて蒸着材料を加熱溶融すること
ができる。るつぼ本体２Ａはるつぼ２２に対して取外し
自在としておくと便利である。この構成によれば、第１
図のように構成した場合に比較すると、高融点材料の使
用量が少なくてすむ利点がある。この発明は前記した説
明から理解されるように覆板２１を電子ビームで直接加
熱するとともにその覆板２１に蒸着粒子が通過し得る大
きさの小孔の多数を設けた構成が重要である。

もし直接加熱されない覆板に小孔を設け、ここから蒸着
粒子を通過させるように構成したとすれば、小孔の通過
の蒸着粒子は覆板により熱が吸収されてしまい、小孔は
目づまりを生じるようになる。このような目づまりが発
生すれば、もはや蒸着粒子の以後の通過が阻止され、こ
の発明の意図するところの蒸着は期待できないようにな
つてしまう。以上詳述したように、この発明によれば電
気伝導度の低い物質或いは小さいエネルギーで昇化する
ような物質でも、電子ビームの利用によつて加熱溶融す
ることができ、したがつてこの種物質の蒸着が可能とな
るとともに、一定の径以上の粒子による蒸着が確実に防
止できるといつた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の断面図、第２図、第３図はともにこの
発明の実施例を示す断面図である。 ２・・・るつぼ、２Ａ・・・るつぼ本体、２１・・・覆
板、３・・・蒸着材料、５・・・電子ビーム発生部、１
０・・・小孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蒸着材料を収納するるつぼ本体及び前記るつぼ本体
   を覆う覆板によつてるつぼを構成するとともに、前記覆
   板を前記蒸着材料よりも高融点の材料で構成し、かつ蒸
   着粒子が通過し得る大きさの小孔を多数形成してなり、
   前記覆板に電子ビームを投射して加熱してその加熱によ
   る温度上昇によつて前記蒸着材料を溶融蒸発せしめる蒸
   着装置。