JPS6294918A - 薄膜形成装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 １産業上の利用分野〕 この発明は所定の基板に薄膜を形成する薄膜形成装置、
特にこれに使用されるるつぼの改良に関する。

【従来の技術〕

所定の基板に薄膜を蒸着させて蒸着故板を形成する薄膜
蒸着装置は、例えば「特公昭５４−９５９２号」などに
示されているように、すでに知られている。

第２図はこの従来の一例を示す要部の構成図であって、
（１）は真空槽、（２）は真空槽（１）内のガスを排気
する１こめの排気口、（３）は排気口（２）に設けられ
た排気口バルブである。

真空槽（１）内には、支持台（６）は敗り付けられたる
つぼ（５）が絶縁体（９）を介して収り付は固定されて
いる。

るつぼ（５）は後述するように本体（５ａ）と、この本
体（５ａ）の上部に設けられた蓋体（５ｂ）とで構成さ
れ、本体（５ａ）内には所定の蒸着物質（４）が充填さ
れる。蓋体（５ｂ）の一部には蒸着物質（４）を上方に
向けて飛散させるための小孔＠が設けられる。

るつぼ（５）の外周には、これと所定の間隙を保持して
電子ボンバード用のフィラメント（力が数条に亙って付
設され、フィラメント（７）より発てる熱電子がるつぼ
（５）に１１１突するようになされる。

るツホ（５）及びフィラメント（７）は図示のようなシ
ールド板（８）内に収納され、るつぼ（５）より放射さ
れる熱が真空槽（１）内に拡散しないようになされる。

シールド板（８）は絶縁体αＯを介して囃空槽（１）の
底部に固定される。

シールド機（８）の上部には、小孔■から噴出された蒸
着物質（４）の蒸気すなわちクラスターを上方に導く鼠
子引出用のグリッド（６）と共に、クラスターなイオン
化するために使用する電子放出用のフィラメントαυが
設けられており、これらは史にその全体が熱シールド板
（至）内に収納されろ。

クラスターとは１００〜２００個程度の原子が結合した
塊状原子集団をいう。

シールド機（ト）は絶縁体α４を介してるつぼ（５）用
の熱シールド板（８）に取付は固定される。

フィラメント（′Ｉｌｌの上方には更に絶縁体αηを介
して加速電極ａｔ’ｉ′ｆＪ″−設けられ、イオン化さ
れたクラスター、すなわちイオン化りラスター凹が加速
されて、真空槽（１）の上部に収り付けられ１こ蒸積用
の基板（ハ）の平面に所定の速度で到達するようになさ
れる。

そのため、グリッド（ハ）には所定の＋Ｅ　ｖＬ圧が、
加速電極ＣＩＱには所定の負電圧が夫々印加されて、両
者に所定の′電位差が与えられる。

イオン化りラスターα鵠の到達によって蒸ｄ＠質が基板
（ハ）上に所定の厚みをもって蒸青さ几る。

蒸青膜の厚みはイオン化クラスター０９の到達量によっ
て決定され、その１こめ加速′ｒに極叫とノん也ａＤと
の間にはシャッターＱ℃が回転自在に収り令１けられ、
このシャッターＱ］）を１１デ制御することで、基（ル
（ハ）に到達するイオン化クラスターの１がコントロー
ルされる。

なお、基扱い幻は基板ホルダー（イ）に対して（受庄歳
自在に収り付けられ、）山本ホルダー砲は真空ｍ（１）
に収り付けられる。

シャッター？ηは支持捧翰によってジ■空槽（１）に回
転自在に固定される。曽、（イ）はシール都である。

さて、真空槽（１）の内部ガスはパルプ（３）を介して
排ヅさｎ、真空槽内が漕コ頁空状態（訓真空雰囲気状態
で、その蒸気圧は１０−’　Ｔｏｏｒ程１＆　）に保持
された状態で蒸着作業が実行されろ。

？、碗供給手段（特に、図示はしない）からフィラメン
ト（７）に所定の電圧が供給されろことによって、フィ
ラメント（７）から熱電子が放出され、その熱電子がる
つぼ（５）に衝突してるつぼ（５］内に充填された蒸着
物質が加熱される。通常は、るつぼ（５）内の蒸気圧が
数Ｔｏｏｒ　（１Ｑ−”　Ｔｏｏｒ稈關〕になる温度ま
で加熱される。

これによって蒸着物質が蒸気となり、これが小孔−から
上方に向けて噴出され、このとき真空槽（１）とるつぼ
（５）内の蒸気圧差によって生ずる断熱膨張による過冷
却状態により、クラスタービーム（４）が発生する。

一方、フィラメント圓より発生するイオン化電子四と、
グリッド（２）の作用で引き出されたクラスタービーム
翰がグリッド（６）の内部でイタＩ突し、これによって
クラスターがイオン化される。

イオン化クラスター（至）は加速されて基板（ハ）Ｋ蒸
傅　３刺　ヌ、− 蒸着膜の厚みはシャッターＱ刀によって量制御されるこ
とは前述し１こ通りである。

イオン化電子（埒と衝突しない一部のクラスターは中性
クラスター（１８として、るつぼ（５）からの噴出速度
で基板ホルダー翰に蒸着する。

さて、この、【うな薄膜蒸着装作において、るつぼ（５
）は上述したように本体（５ａ）と、透体（５ｂ）とで
購成され、その、（ｆ：細なＷＩｔｌｙ、は第２図に示
す通りである。

第２図において、本体（５ａ）はその上部が開口され、
その開口端側の外周がその開口端側より下方に向かって
所定の長さに維る凹みＣ３９が形成されている。この凹
みθηは係合部として機能する。

一方、蓋体（５ｂ）は本体（５ａ）の上部を充箔に閉塞
できるような形状に選定される、その１こめ、１１（本
（５ｂ）の鍔部０３が係合部０υに対する被伜合部とし
て機能−「る。両者の係台状、報はこの１系合部分から
本体（５ａ）内部の蒸気が漏れないよつ＆こなされ−〔
いろ。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このように構成された従来の薄膜蒸着装置に
使用されるるつぼ（５）は、第２図に示すように構成さ
れているので、以下述べるような欠点を有する。

すなわち、るつぼ（５）への電子衝撃によるるつぼ（５
ンの加熱によって、るつぼ（５）内の蒸気圧が上昇する
が、この蒸気圧の上昇により蓋体（５ｂ〕を上方に押し
上げる力が流体（５ｂ）　Ｋ作用することになる。その
場合、蓋体（５ｂ）と本体（５ａ〕との係合状態が緩い
と、蓋体（５ｂ）が第２□□□のように浮き上がつくし
まう。

両者の係合構造が図示のような差し込み構造の場合には
、設計上のミス、あるいは経時、経年変化などの要因で
係合部０］）と鍔部０のとの間に若干の隙間を生ずる場
合があるから、そのような場合には、蒸気圧の作用で蓋
体（５ｂ）が本体（５ａ〕から若干浮き上がる可能性が
あるからである。

蓋体（５ｂ）が本体（５ａ）から若干浮き上がって隙間
（ハ）ができると、この隙間−から蒸気が漏れる（＾ｉ
れ１．−蒸気を（１８ｂ）　　で示す）。蒸気が漏れる
と、るつぼ（５）内の蒸気圧が低下することになるので
、設計値通りの蒸気圧を保持することができず、薄膜形
成の効率が低下しＴこり、るつぼ（５）内の温度が規定
値以下となり、蒸着物質の蒸発？妨げＴこり、場合によ
っては蒸発が停止してしまう。

蒸着物質の蒸発が停止すると、隙間（至）に付着した蒸
着物質が固化して、蓋体（５ｂ）を開放できなくなるお
それがある。このようになるとるつぼ（５）を再利用で
きない。

なお、蓋体（５ｂ）と本体（５ａ〕との気密性を高める
べく両者の係合状態をきつくすると、今度は蓋体（５ｂ
）の着脱の容易性が阻害される欠点が生ずる。

そこで、この発明では上記のような問題点を解決するた
めになされたものであって、蓋体（５ｂ）が、＠着物質
の蒸気圧によって浮き上らないようにすると共に、着脱
が容易なるつぼを有する、薄膜形成効率の高い薄膜形成
装置を提案するものである。

Ｅ問題点を解決する１こめの技術的手段〕上述の問題点
を解決する１こめに、この発明に１系る薄膜形成装置は
、高真空雰囲気中で生成されたイオン化クラスターを所
定の基板上に付着させることにより、蒸着基板を形成す
るようにした薄膜形成装置において、るつぼをその上部
が開口され１こ本体と、上記開口部を塞ぐ蓋体とで構成
し、この益体に上記本体内に充填された蒸着物質の蒸気
を噴出する小孔を設けろと共に、上記本体に上記蓋体を
嵌合する嵌合部を形成したものである。

１作　用〕 この構成によれば、嵌合部の存在によって、るつぼ（５
）内の蒸気圧が上昇しても蓋体が本体から浮き上がるよ
うなことがなくなり、銃体と本体の気密性が損なわれる
ようなことがない。

１実施例〕 第１図はこの発明に係る薄膜形成装置を上述した薄膜蒸
着装置に使用されるるつぼに適用した場合の一例を示す
要部の＋１４Ｍ、図であって、薄膜、執着装置そのもの
の構成は第２図の場合と同様であるので、その詳細な説
明は省略する。

第１図に示すこび）発明に係るるつぼ（５）は、第２図
に示−したのと同様に、蒸着物質を充填する本体（５ａ
〕と、そり〕上部に設けられた蓋体（５ｂ）とで構成さ
れる。

るつぼ（５）として、この例では筒状体が使用され、従
って本体（５ａ）も所定の深さを有する筒状体として構
成されろ。本体（５ａ）の上方は図示するように開口さ
れると共に、この開口端近傍におけろ外周面にはその円
周方向に同かつて、嵌合部（ロ）が形成される。この例
ではほぼ四条まな丁１条の嵌合溝として構成され、この
嵌合溝（ロ）に連なる開口端部の外径は本体（５ａ）の
外径よりも小さく選定されろ。すなわち、開口端部は径
小郡として構成される。

本体（５ａ）の上部に設けら扛る益体（５ｂ）も、本体
（５ａ）と同じく一端が開口され１こ筒状体として構成
され、その生部りのほぼ中央部には上述したような小孔
翰が形成され、主部（ロ）に連なる鍔部（ハ）の先端部
には内側に向かって１条の突起μｓが土Ｓ＠と一体に形
成される。

この場合、蓋体（５ｂ）を本体（５ａ）に閉じ１ことき
、この突起（ロ）が嵌合溝■と対向するように七〇）形
成位置が選定されると共に、その形状は低合溝（ロ）の
内部形状にほぼ合致するような凸状体に形成されろもの
である。

従って、本体（５ａ）の開［」端側から蓋体（５ｂ〕を
嵌め込めば、突起（ト）が嵌合溝（ロ）Ｖζ嵌合されて
、この係合部分での気密性が保持されろと共に、両者が
一体化される。

嵌合溝０４の存在＆Ｃよって、蓋体（５ｂ）に相当な内
力が加わっても、この４体（５ｂ〕と本体（５ａ）との
嵌合状態がずれるようなことにない。すなわち、蓋体（
５ｂ）と本体（５ａ〕との係合部分でσ〕気密性は常時
保持されろことになる。

［発明σ〕効果〕 以上説明し１こように、この発明によれば、本体（５ａ
）の外周の一部に、益体（５ｂ）に設けられた突起（ト
）と嵌合する低合溝（ロ）な形成して両者を４脱自在に
構成しにので、従来に比し次のようなｌ特徴シ有する。

すなわち、るつぼ（５）の使用時は４体（５１））が本
体（５ａ）　Ｋ対して嵌合されるので、るつぼ（５）内
の蒸気圧が上昇してるつぼ（５）の内圧が高くなり、蓋
体（５ｂ）に対して相当な力が加わっても蓋体（５ｂ）
が浮き上がるようなことはない。

そのため、蓋体（５ｂ４）浮き上がりにより蓋体（５ｂ
）と本体（５ａ）との係合部分に隙間が４トずろおそれ
がない。その結果、係合部分の隙間−から蒸気が漏れ、
るつぼ（５ン内の蒸気圧が低下することによってｉｆ４
　ＭＡ形Ｊｉ（／Ｉ効率が低下し１こり、るつぼ（５）
内の温度が規定値以下となることにより蒸着物′資の蒸
発が妨げられたり、重付によっては蒸発が停止する事故
を未然に防止することができる。

＃、茜物質の蒸発が停止すると、隙間−に付置した蒸着
物質が固化して、蓋体Ｑのな開放できなくなってるつぼ
（５）を再利用できなくなるおそれがあるが、この発明
ではその恐れは全くない。

従って、再使用に耐え得ろるつぼ（５）ｆａ：提供でき
、従来の欠点を確実に一掃することができろ。

このようなことから、この発明では構成簡単にして信頼
性の高い−Ｒ膜蒸着装置を提供できろ。

なお、上述の実施例では、この発明を薄膜形成装置岸に
適用しｆこが、スパッタリング、凍着装置、Ｘ９蒸青装
置あるいはイオンプレイ−ティング装置などの薄膜形成
装置に適用して好適なるは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る薄膜形成装置に使用されるるつ
ぼの一例を示す要部の断面図、第２（９）は従来のるつ
ぼの一例を示す断面メ１、第６図は従来の薄膜形成装置
りの一例を示す断面図である。 （１）　＋ｓ　！’！空槽、（５）　＆’！、　ルツぼ
、（５ａ）ハ本体、（５ｂ）は蓋体、Ｏｌはイオン化ク
ラスター、例は蒸債用の堰板、（至）は嵌合溝、（噂は
突起である。 なお、図中、同一符号は同一符号は同−又は相当笥Ｓ分
を示す。 代理人　弁理士　佐　膝　正　年 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高真空雰囲気中に配されたるつぼ内から発生する蒸気
   物質の蒸気を高真空雰囲気中に噴射してクラスターを生
   成し、これをイオン化したイオン化クラスターを所定の
   基板上に付着させることにより、蒸着基板を形成するよ
   うにした薄膜形成装置において、上記るつぼはその上部
   が開口された本体と、上記開口部を塞ぐ蓋体とで構成さ
   れ、この蓋体には上記本体内に充填された蒸着物質の蒸
   気を噴出する小孔が設けられると共に、上記本体には上
   記蓋体を嵌合する嵌合部が形成されてなる薄膜形成装置
   。