JPH02104659A - 薄膜の製造装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、材料を溶融して蒸気を発生させ、基板に付着
させて薄膜を形成する薄膜の製造装置に関する。

従来の技術 基板に薄膜を形成する方法としては従来、スパッタリン
グ法や真空蒸着法が用いられている。量産性を考慮する
と高い堆積速度が望まれので後者の方が適している。材
料を溶融する手段としては、抵抗加熱や電子銃（以下Ｅ
Ｂと記す）加熱があるが、高融点材料に適用できるＥＢ
加熱が近年よく用いられている。

第２図に従来の金属薄膜の造積装置における概略構造図
を示す。冷却器１によって冷却された設置ハース２にＭ
ｑＯ等の耐熱材料で形成された蒸発るつぼ３を設置し内
部に金属４を入れる。金属４をＥＢｓによシ溶融させる
。溶融した金属４から発生した金属蒸気が基板６に堆積
して金属薄膜を形成する。７はマスク、８は真空槽壁で
ある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら蒸発るつぼに投入されたＥＢ大入力、例え
ば金属を蒸発させるのに用いられた熱量Ｑ１、高温とな
った蒸発るつぼ溶湯表面からの輻射による熱量Ｑ２、蒸
発るつぼ裏面から設置ハース２への損失熱量Ｑ３に大別
すると、正味金属の蒸発に用いられた熱量Ｑ１は、ＥＢ
大入力約２Ｑ％であり有効に利用されていないのが現状
である。

また蒸発るつぼ溶湯表面からの輻射熱Ｑ２は、−部は直
接基板６を照射し、また他も周囲の真空槽８を照射し吸
収されて基板６へ再輻射する。あるいは真空槽８で反射
されて基板６を照射する。結果として基板６が受ける熱
は、金属蒸気の凝縮熱よりも蒸発源からの輻射熱の方が
大きく、基板の熱変形は輻射熱に起因するところが大き
い。また蒸発るつぼ裏面からの損失熱Ｑ３も、熱伝導に
よるものだけでなく、微視的に見た場合輻射による損失
が大きい事がわかってきている。裏面からの熱損失が大
きいと、極端な場合、溶湯表面はＥＢが照射されている
部分のみ高温となり、周囲との温度差が大きく溶湯表面
温度分布は不均一となる６その結果溶湯表面温度に相当
する飽和蒸気圧分布が不均一となるので、湯面が変動し
溶融金属が飛翔する。飛翔した溶融金属（以下スプラッ
シュと記す）が基板６に付着し、金属薄膜の完成度が非
常に低下するという不具合が生じていた。

本発明はこのような従来技術の課題を解決する、　　こ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は設置ハースに支持された材料を溶融しその材料
の蒸気を発生させる蒸発るつぼと、基板と、蒸発るつぼ
からの輻射熱を減少させる手段を備えたものである。

輻射熱を減少させる一手段として、蒸発るつぼと基板の
間に蒸発るつぼに対して凹となる低放射率材料壁を設け
る。

あるいは輻射熱を減少させる手段として、蒸発るつぼを
低放射率材料容器に収納し設置ハースとの間に間隙を設
けるものである。

作　　　用 上記手段により本発明は次のように作用するものである
。蒸発るつぼ溶湯表面からの輻射熱が減少する事で基板
の熱変形が防止できる。また蒸発るつぼ裏面からの輻射
熱が減少する事で、蒸発るつぼ裏面からの熱損失が減少
し断熱効果が向上する。従って入力しだＥＢパワーが有
効に利用されるのみならず、溶湯表面の温度分布が均一
化されるので、スプラッシュが生じにくくなり、完成度
の高い薄膜が形成される。

実施例 以下に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例の薄膜の製造装置の概略を示す
構造図である。

図において冷却器１および設置ハース２．蒸発るつぼ３
．材料４．基板６．マスク７、真空槽壁８は前述した第
２図と同一構成要素であり、同一番号で表示している。

蒸発るつぼ３と基板６間に設置された凹面鏡９は表面粗
さが０．２　Ｓ程度の鏡面仕上げが施されており、蒸発
るつぼ３に対して凹となるように配置しである。また蒸
発るつｔ了３は高融点材料（例えばタングステン、モリ
ブデンｅｔｃ　）で形成された容器１ｏに収納されてお
り、容器１０の外表面はやはり鏡面仕上げが施されてお
９、放射率０．２〜０．３程度の低放射率面が実現され
ている。そして設置ハース２との間に間隙１１が形成さ
れている。

次に上記実施例の動作を説明する。

蒸発るつぼ３内の材料４はＥＢ　（口承せず）により溶
融し、発生した蒸気が基板６に堆積して薄膜を形成する
。この時基板６が受ける熱は、蒸気の凝縮熱Ｑ１と蒸発
るつぼ溶湯表面からの輻射熱Ｑ２である。輻射熱Ｑ２の
うち直接基板６に入射する熱以外の輻射熱は凹面鏡９に
入射する。しかし凹面鏡９の表面は鏡面仕上げが施され
ており、かつ蒸発るつぼ３に対して凹となっているので
、凹面鏡９に入射した輻射熱Ｑ２は反射して基板６に入
射せず蒸発るつぼ溶湯面に再入射する。その結果、基板
６が受ける輻射熱Ｑ２は減少し、基板６の熱変形は軽減
される。

また蒸発るつぼ３が収納されている容器１ｏと設置ハー
ス２との間には真空の間隙１１が存在するので、対流、
伝導による熱損失はほとんど無い。

輻射による熱損失Ｑ３は、容器１１の外表面は放射率０
．２〜０．３程度の低放射率面が実現されているので、
非常に減少する。従って前記Ｑ２の減少も加えて非常に
高い断熱効果を発揮する。その結果、蒸発るつぼ溶湯表
面温度分布は均一化され、飽和蒸気圧差による湯面変動
も減少するので、スプラッシュも発生しにくくなり完成
度の高い薄膜の形成が可能となる。

また輻射熱の減少により断熱性が向上するので、従来構
成と比較して同一蒸発レートを確保するのに必要なＥＢ
パワーは少なくてすみ、省エネルギーの面からみても効
果は大きい。また溶湯表面温度分布が均一化されるので
蒸発速度分布も均一化され、さらに大面積基板において
も膜厚分布均一化が可能という効果が得られる。

発明の詳細 な説明したところから明らかなように、本発明は材料を
溶融しその材料の蒸気を発生させる蒸発るつぼと、基板
と、蒸発るつぼからの輻射熱を減少させる手段を備える
事によシ、基板の熱変形を防止し、また溶湯表面温度分
布を均一化して湯面変動を減少し、またスプラッシュの
発生を防止するので、完成度の高い薄膜が得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の薄膜の製造装置の概略を示
す構造図、第２図は従来例の製造装置の概略を示す構造
図である。 １・・・・・・冷却器、２・・・・・・設置ハース、３
・・目・・蒸発るつぼ、６・・・・・・基板、７・・・
・・・マスク、８・・団・真空槽壁、９・・・・・・凹
面鏡、１ｏ・・・・・・低放射率材料容器。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重、孝　はが１６第　
１　図 ９・−・凹面鏡 １ｏ・−イ巳放射率材料容器 １］・・・間隙 第　２　図 １・−〉令却器 ２・・・設置ハース ３−・・蒸づ白るつぼ ２　　　　　　］

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）設置ハースに支持された材料を溶融し材料の蒸気
   を発生させる蒸発るつぼと、前記蒸気が堆積する基板と
   、蒸発るつぼからの輻射熱を低減させる手段を備えた薄
   膜の製造装置。
2. （２）蒸発るつぼと基板の間に、蒸発るつぼに対して凹
   となる高反射率材料壁を設けた請求項１記載の薄膜の製
   造装置。
3. （３）低放射率材料容器に収納した前記蒸発るつぼと設
   置ハース間に間隙を設けた請求項１記載の薄膜の製造装
   置。