JPS63312972A - Apparatus for producing thin film - Google Patents
Apparatus for producing thin filmInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、るつぼ内の蒸着材料を真空雰囲中で加熱する
ことにより、その材料を蒸発させて基板表面に薄膜を形
成する装置に関し、特に、クラスタイオンビーム法を適
用した薄膜製造装置に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an apparatus for forming a thin film on a substrate surface by heating a deposition material in a crucible in a vacuum atmosphere to evaporate the material. In particular, the present invention relates to a thin film manufacturing apparatus using the cluster ion beam method.
〈従来の技術〉
一般に、この種の装置において、蒸着材料の加熱は、そ
の材料を収容するるつぼを加熱することによって行われ
ている。従来、このるつぼを加熱する方法としては、第
４図に示すように、るつぼ４１の周囲をジグザグ状のフ
ィラメント４２（素材として、タングステンもしくはタ
ンタル等が適用される。）により囲い、このフィラメン
ト４２に大電流を通電し、ジュール熱により加熱を行な
う抵抗加熱法や、るつぼ４１に高電圧を印加し、フィラ
メント４２からの熱電子を引き寄せること１により加熱
を行う電子衝撃法が挙げられる。<Prior Art> Generally, in this type of apparatus, the vapor deposition material is heated by heating a crucible containing the material. Conventionally, as shown in FIG. 4, the method of heating this crucible is to surround a crucible 41 with a zigzag-shaped filament 42 (tungsten, tantalum, etc. is used as the material), and to heat the crucible 42. Examples include a resistance heating method in which a large current is applied and heating is performed using Joule heat, and an electron impact method in which heating is performed by applying a high voltage to the crucible 41 and drawing hot electrons from the filament 42.
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで、上述した２つの方法によれば、いづれも、通
電時においてフィラメント４２の変形が生じ、フィラメ
ント４２がるつぼ４１の周囲の一部に偏ってしまうこと
がある。このため、るつぼ４１全体を均一に加熱できな
いという問題がある。<Problems to be Solved by the Invention> By the way, according to the two methods described above, deformation of the filament 42 occurs during energization, and the filament 42 may be biased to a part of the periphery of the crucible 41. be. Therefore, there is a problem that the entire crucible 41 cannot be heated uniformly.
なお、加熱方法として電子衝撃法を採用した場合、フィ
ラメント４２の偏りにより、フィラメント４２からの熱
電子がるつぼ４１の一部に集中すると、その部分が蒸散
してしまう。従って、その蒸散物を含んだ薄膜が形成さ
れることになり、薄膜の品質が低下するという問題もあ
る。Note that when an electron impact method is employed as a heating method, if the thermoelectrons from the filament 42 are concentrated in a part of the crucible 41 due to the bias of the filament 42, that part will evaporate. Therefore, a thin film containing the evaporated matter is formed, resulting in a problem that the quality of the thin film deteriorates.
このような問題を解決するために、現状では、るつぼ４
１を均一に加熱するべく、るつぼ４１を囲ってなるジグ
ザグ状のフィラメント４２をより密にする方法が採られ
ているが、この場合、フィラメント４２の長さが長くな
るので、フィラメント４２を必要温度に加熱するのに大
電力が必要となるという新たな問題が生じている。In order to solve such problems, currently, the crucible 4
In order to uniformly heat the crucible 1, a method has been adopted in which the zigzag-shaped filament 42 surrounding the crucible 41 is made denser. A new problem has arisen in that large amounts of electricity are required to heat the water.
本発明の目的は、可及的短いフィラメントで蒸着材料を
収容するるつぼを均一に加熱でき、もって、その消費電
力の軽減を図ることのできる、薄膜製造装置を提供する
ことにある。An object of the present invention is to provide a thin film manufacturing apparatus that can uniformly heat a crucible containing a vapor deposition material using a filament as short as possible, thereby reducing its power consumption.
く問題点を解決するための手段〉
上記の目的を達成するため構成を、実施例に対応する第
１図および第２図を参照しつつ説明すると、本発明は、
蒸着材料Ｍを収容するるつぼ１を備えた薄膜製造装置に
おいて、るつぼ１をフィラメント（加熱用フィラメント
）２の内側で回転させる手段（電動機）５を備えたこと
を特徴としている。Means for Solving the Problems> The structure for achieving the above object will be described with reference to FIGS. 1 and 2 corresponding to the embodiment.
A thin film manufacturing apparatus equipped with a crucible 1 containing a vapor deposition material M is characterized in that a means (electric motor) 5 for rotating the crucible 1 inside a filament (heating filament) 2 is provided.
〈作用〉
フィラメント２による加熱時に、るつぼ１を回転させる
ことにより、フィラメント２が変形してるつぼ１の周囲
の一部に偏ったとしても、フィラメント２からの熱量が
るつぼ１の一部に集中することなくるつぼ１全体を均一
に加熱できる。<Function> By rotating the crucible 1 during heating by the filament 2, even if the filament 2 is deformed and biased to a part of the periphery of the crucible 1, the amount of heat from the filament 2 is concentrated in a part of the crucible 1. The entire crucible 1 can be heated evenly without any heating.
〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第１図は本発明実施例の要部縦断面図、第２図はそのる
つぼ周辺の斜視図であって、クラスタイオンビーム法に
よる電子衝撃加熱法を用いた装置に本発明を適用した例
を示している。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a main part of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the vicinity of the crucible, showing an example in which the present invention is applied to an apparatus using an electron impact heating method using a cluster ion beam method. It shows.
噴射孔１ａを備え、かつ、薄着材料Ｍを収容するるつぼ
１は、真空チャンバ３外部の接地側に配設された電動機
５の回転軸５４によって、絶縁がいし５２および導電性
支柱５１を介して真空チャンバ３内に支持されている。The crucible 1, which is equipped with an injection hole 1a and accommodates the thinly deposited material M, is evacuated via an insulating insulator 52 and a conductive column 51 by a rotating shaft 54 of an electric motor 5 disposed on the ground side outside the vacuum chamber 3. It is supported within chamber 3.
電動機５は、その駆動によりるつぼ１を矢印の方向に回
転させることができる。真空チャンバ３の底部における
電動機５の回転軸５４の貫通部には、真空シール部５３
が設けられており、電動機５を駆動した状態においても
、真空チャンバ３内の真空奪回状態を維持できる。The electric motor 5 can rotate the crucible 1 in the direction of the arrow by driving the electric motor 5. A vacuum seal portion 53 is provided at the bottom of the vacuum chamber 3 through which the rotating shaft 54 of the electric motor 5 passes.
is provided, so that the vacuum recovery state in the vacuum chamber 3 can be maintained even when the electric motor 5 is driven.
導電性支柱５１には、真空チャンバ３外部のるつぼ用電
源６に接続端子７を介して接続されたブラシ４（素材と
して、例えばリン青銅を使用する。）が挟み込まれてお
り、導電性支柱５１が回転している状態であっても、る
つぼ用電源６から電圧をるつぼ１に印加できる。A brush 4 (for example, phosphor bronze is used as a material) connected to a crucible power source 6 outside the vacuum chamber 3 via a connecting terminal 7 is sandwiched between the conductive columns 51 . Even when the crucible 1 is rotating, voltage can be applied to the crucible 1 from the crucible power source 6.
るつぼ１の側壁周囲は、ジグザグ状の加熱用フィラメン
ト２（素材として、タングステンもしくはタンタル等を
使用する。）によって囲まれている。この加熱用フィラ
メント２は、接続端子９を介して真空チャンバ３外部の
フィラメント用電源８に接続されている。The side wall of the crucible 1 is surrounded by a zigzag heating filament 2 (made of tungsten, tantalum, or the like). This heating filament 2 is connected to a filament power source 8 outside the vacuum chamber 3 via a connecting terminal 9.
なお、絶縁がいし５２の外周面には凹凸部が設けられて
おり、その外周面上における導電性支柱５１と回転軸５
３との間の絶縁沿面距離をかせいでいる。Note that the outer circumferential surface of the insulating insulator 52 is provided with an uneven portion, and the conductive support column 51 and the rotating shaft 5 on the outer circumferential surface are
3. This increases the insulation creepage distance between the
次に作用を説明する。電動機５を駆動し、るつぼ１を矢
印の方向に回転した状態で、るつぼ１にるつぼ用電源６
からの電圧をブラシ４および導電性支柱５１を介して印
加するとともに、加熱用フィラメント２にフィラメント
用電源８からの電流を供給する。その結果、加熱用フィ
ラメント２が加熱され、その熱電子が高電圧状態のるつ
ぼ１に引き寄せられてるつぼ１が加熱される。ここで、
通電時に加熱用フィラメント２が変形し、一部に偏りが
生じたとしても、るつぼ１が回転しているので、るつぼ
１全体を均一に加熱できる。つまり、加熱用フィラメン
ト２の長さが短い場合であっても、るつぼ１全体を均一
に加熱できる。なお、本実施例の場合、例えば加熱用フ
ィラメント２の長さを従来の装置に対して１／２の長さ
にすれば、加熱時に要する消費電力を、従来の装置の約
７０％程度に軽減できる。Next, the effect will be explained. While driving the electric motor 5 and rotating the crucible 1 in the direction of the arrow, the crucible power source 6 is connected to the crucible 1.
is applied via the brush 4 and the conductive column 51, and a current from the filament power source 8 is supplied to the heating filament 2. As a result, the heating filament 2 is heated, and the thermoelectrons thereof are attracted to the crucible 1 in a high voltage state, thereby heating the crucible 1. here,
Even if the heating filament 2 is deformed during energization and becomes partially uneven, the entire crucible 1 can be heated uniformly because the crucible 1 is rotating. That is, even if the length of the heating filament 2 is short, the entire crucible 1 can be heated uniformly. In the case of this embodiment, for example, if the length of the heating filament 2 is reduced to 1/2 that of the conventional device, the power consumption required for heating can be reduced to about 70% of that of the conventional device. can.
以上の実施例では、電動機５を真空チャンバ３外部の接
地側に配設しているが、真空チャンバ３内の底部に配設
してもよいことは言うまでもない。In the above embodiment, the electric motor 5 is arranged on the ground side outside the vacuum chamber 3, but it goes without saying that it may be arranged at the bottom inside the vacuum chamber 3.
次に、本発明の他の実施例について第３図を参照しつつ
説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
先の実施例では、１つの噴射孔１ａを備えたるつぼ１を
加熱する例を示したが、第３図の実施例に示すように、
３つもしくは複数の噴射孔３１ａ・・・３１ａをるつぼ
３１の直径方向に設けておけば、るつぼ３１の回転によ
り、より大きな面積を有する薄膜を得ることができる。In the previous embodiment, an example was shown in which the crucible 1 equipped with one injection hole 1a was heated, but as shown in the embodiment in FIG.
If three or more injection holes 31a...31a are provided in the diametrical direction of the crucible 31, a thin film having a larger area can be obtained by rotating the crucible 31.
また、先の実施例では、クラスタイオンビーム法による
電子衝撃加熱法を用いた薄膜製造装置に本発明を適用し
た例を説明したが、本発明は、抵抗加熱法を用いた装置
にも適用でき、さらに、ＭＢＥ（分子線ビームエピタキ
シ）装置にも適用できる。Furthermore, in the previous embodiment, an example was explained in which the present invention was applied to a thin film manufacturing apparatus using an electron impact heating method using a cluster ion beam method, but the present invention can also be applied to an apparatus using a resistance heating method. Furthermore, it can also be applied to an MBE (molecular beam epitaxy) device.
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、るつぼ内の蒸着
材料を、るつぼの外周壁を囲ってなるフィラメントによ
り加熱する際、るつぼが回転するよう構成したから、加
熱時に、フィラメントが変形し、るつぼ周囲の一部に偏
ったとしても、フィラメントからの熱量がるつぼの一部
に集中することなくるつぼ全体を均一に加熱できる。従
って、フィラメントの長さを従来の装置に比して短くで
きることになり、加熱に要する消費電力の軽減を図るこ
とができる。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, since the crucible is configured to rotate when the vapor deposition material in the crucible is heated by the filament surrounding the outer peripheral wall of the crucible, Even if the filament is deformed and localized to a part of the periphery of the crucible, the heat from the filament will not be concentrated in a part of the crucible and the entire crucible can be heated uniformly. Therefore, the length of the filament can be made shorter than in conventional devices, and the power consumption required for heating can be reduced.
なお、本発明をクラスタイオンビーム法による電子衝撃
加熱法を用いた装置に適用した場合、フィラメントの長
さが短い場合であっても、るつぼの一部にフィラメント
からの熱電子が集中することを抑えることができるので
、るつぼの一部が蒸散することを防止できる結果、品質
の良い薄膜を得ることができるという効果もある。Note that when the present invention is applied to an apparatus using an electron impact heating method using a cluster ion beam method, even if the length of the filament is short, it is possible to prevent thermionic electrons from the filament from concentrating on a part of the crucible. As a result, it is possible to prevent a portion of the crucible from evaporating, and as a result, it is possible to obtain a thin film of good quality.
第１図は本発明実施例の要部縦断面図、第２図はそのる
つぼ周辺の斜視図、
第３図は本発明の他の実施例のるつぼ周辺の斜視図、
第４図は従来の装置のるつぼ周辺の斜視図である。
１・・・るつぼ
２・・・加熱用フィラメント
３・、・真空チャンバ
５・・・電動機
Ｍ・・・蒸着材料
特許出願人 株式会社島津製作所高木 俊宜
代 理 人 弁理士 西１）新
第１図
富３図
第４図
三
一Fig. 1 is a vertical sectional view of the main part of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view of the vicinity of the crucible, Fig. 3 is a perspective view of the vicinity of the crucible of another embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a conventional FIG. 2 is a perspective view of the vicinity of the crucible of the device. 1... Crucible 2... Heating filament 3... Vacuum chamber 5... Electric motor M... Evaporation material Patent applicant Shimadzu Corporation Toshiyo Takagi Attorney Patent attorney Nishi 1) Shindai 1 Zutomi 3 Figure 4 Figure 31
Claims (1)
フィラメントを用いて真空雰囲中で加熱することにより
、その材料を上記るつぼ外部に蒸発させて基板表面に薄
膜を形成する装置において、上記るつぼを上記フィラメ
ントの内側で回転させる手段を備えたことを特徴とする
、薄膜製造装置。In the apparatus for forming a thin film on the substrate surface by heating the vapor deposition material in the crucible in a vacuum atmosphere using a filament surrounding the outer peripheral wall of the crucible, the material is evaporated outside the crucible to form a thin film on the surface of the substrate. A thin film manufacturing apparatus comprising means for rotating a crucible inside the filament.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15091187A JPS63312972A (en) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | Apparatus for producing thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15091187A JPS63312972A (en) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | Apparatus for producing thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63312972A true JPS63312972A (en) | 1988-12-21 |
Family
ID=15507082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15091187A Pending JPS63312972A (en) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | Apparatus for producing thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63312972A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5190590A (en) * | 1990-04-10 | 1993-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vacuum coating apparatus |
| WO2015192551A1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | Rotary evaporation source device used for oled deposition |
-
1987
- 1987-06-17 JP JP15091187A patent/JPS63312972A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5190590A (en) * | 1990-04-10 | 1993-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vacuum coating apparatus |
| WO2015192551A1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | Rotary evaporation source device used for oled deposition |
| US9970097B2 (en) | 2014-06-17 | 2018-05-15 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Rotary evaporation source apparatus for OLED evaporation |
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