JP2003301254A - Evaporation source device and film forming device provided with the same - Google Patents

Evaporation source device and film forming device provided with the same

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JP2003301254A
JP2003301254A JP2002110290A JP2002110290A JP2003301254A JP 2003301254 A JP2003301254 A JP 2003301254A JP 2002110290 A JP2002110290 A JP 2002110290A JP 2002110290 A JP2002110290 A JP 2002110290A JP 2003301254 A JP2003301254 A JP 2003301254A
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JP
Japan
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film forming
evaporation source
crucible
forming material
container
Prior art date
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Application number
JP2002110290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Miyazaki
典明 宮崎
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Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Meiva Industry Ltd filed Critical Shin Meiva Industry Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaporation source device in which a thin-film forming material can be easily, precisely, and uniformly charged in a short period of time, and a film forming device using the same. <P>SOLUTION: The evaporating source device to be arranged in a vacuum chamber has a crucible 2 comprising a disk-like base part in which an annular groove part 2A is provided and a truncated cone-shaped protrusion (a central part) 2B provided in the center of the base part, a rotary shaft 3 connected to the central part of the crucible 2, a vibrating device 4 mounted on the rotary shaft 3, and a motor 5 connected to the rotary shaft 3. When the thin-film forming material 15 is filled in the groove part 2A of the crucible, the crucible 2 is vibrated by the vibrating device 4 and the thin-film forming material 15 is charged into the top part of the central part 2B. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、成膜装置に関し、
特に、容器内に充填した膜形成材料を蒸発させて基材表
面に膜を形成する成膜装置およびこれに用いられる蒸発
源装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a film forming apparatus,
In particular, the present invention relates to a film forming apparatus that evaporates a film forming material filled in a container to form a film on the surface of a base material, and an evaporation source apparatus used for the film forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の成膜装置として、薄膜形成材料を
るつぼ(ハース)内に充填して真空チャンバ内に配置
し、この材料を蒸発させるとともにこれを成膜対象の基
材表面に析出させて薄膜を形成するように構成されたも
のがある。
2. Description of the Related Art As a conventional film forming apparatus, a thin film forming material is filled in a crucible (hearth) and placed in a vacuum chamber to evaporate this material and deposit it on the surface of a substrate to be film formed. Are configured to form a thin film.

【0003】このような成膜装置において、厚さが均一
で緻密な薄膜を安定して形成するためには、るつぼ内に
均一に材料を充填する必要がある。例えば、顆粒状の薄
膜形成材料をるつぼに充填する場合、従来は、作業員が
るつぼ内にまんべんなく薄膜形成材料を投入した後、へ
ら等を用いて材料のならし作業を行い、るつぼ内におけ
る薄膜形成材料の分布の均一化を図る。
In such a film forming apparatus, in order to stably form a dense thin film having a uniform thickness, it is necessary to uniformly fill the crucible with the material. For example, when filling a crucible with a granular thin-film forming material, conventionally, an operator uniformly puts the thin-film forming material into the crucible, and then smoothes the material using a spatula or the like to form the thin film inside the crucible. Aim to make the distribution of the forming material uniform.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ならし作業を行って薄
膜形成材料の分布の均一化を図ると、作業に時間がかか
る。また、作業員個人の技量によって材料の分布の均一
度にばらつきが生じるため、成膜条件を安定させること
が難しい。
If the leveling-out work is performed to make the distribution of the thin film forming material uniform, the work takes time. Further, it is difficult to stabilize the film forming conditions because the uniformity of material distribution varies depending on the skill of each worker.

【0005】特に、高精度な光学膜フィルタを製造する
場合には、100層を越える薄膜を連続して成膜するた
め、連続して材料を供給する必要があり、よって、径の
大きなるつぼに多量の材料を充填する。このため、なら
し作業により時間がかかるとともに、るつぼ内において
材料の分布を均一化するのが難しく均一度にばらつきが
生じやすい。
In particular, when manufacturing a high-precision optical film filter, it is necessary to continuously supply materials because thin films of more than 100 layers are continuously formed. Therefore, a crucible having a large diameter is required. Fill a large amount of material. Therefore, it takes time for the leveling work, and it is difficult to make the material distribution uniform in the crucible, and the uniformity tends to vary.

【0006】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、薄膜形成材料を短時間で容易にか
つ精度良く均一に充填することが可能な蒸発源装置およ
びこれを用いた成膜装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and uses an evaporation source device capable of easily and accurately filling a thin film forming material uniformly in a short time, and the same. An object is to provide a film forming apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る蒸発源装置
は、成膜装置に用いられる蒸発源装置であって、内部に
蒸発源を収納する容器と、前記容器を振動させるための
振動装置とを備えたものである(請求項1)。
An evaporation source device according to the present invention is an evaporation source device used in a film forming apparatus, wherein a container for accommodating the evaporation source therein and a vibrating device for vibrating the container are provided. And (claim 1).

【0008】かかる構成の蒸発源装置においては、容器
に蒸発源(膜形成材料)を充填する際に、振動装置によ
り容器を振動させる。それにより、充填された蒸発源の
容器内における分布の均一化を自動的に容易に図ること
が可能となり、従来のように人手により時間をかけて蒸
発源のならし作業を行う必要がなくなる。このため、蒸
発源の充填作業にかかる時間を短縮することが可能とな
る。
In the evaporation source device having such a configuration, when the container is filled with the evaporation source (film forming material), the container is vibrated by the vibrating device. As a result, it becomes possible to automatically and easily make the distribution of the filled evaporation source uniform in the container, and it is not necessary to manually take time to level the evaporation source as in the conventional case. Therefore, it is possible to shorten the time required for the filling work of the evaporation source.

【0009】また、振動により自動的に均一化を図るの
で、人手によるならし作業を行う場合のように個人の技
量により材料の充填状態に差が生じることはなく、再現
性よく高い精度で均一化を図ることができる。したがっ
て、このような蒸発源装置を備えた成膜装置において
は、安定して成膜を行うことが可能となる。
Further, since the homogenization is automatically achieved by the vibration, there is no difference in the filling state of the material due to the skill of the individual as in the case of the manual leveling work, and the reproducibility is uniform with high accuracy. Can be realized. Therefore, a film forming apparatus including such an evaporation source device can stably form a film.

【0010】さらに、振動により、容器に充填された蒸
発源の粒子間の間隙が小さくなり高密度となるため、成
膜レートが安定し、膜質の向上につながる。
Further, due to the vibration, the gap between the particles of the evaporation source filled in the container becomes small and the density becomes high, so that the film forming rate is stabilized and the film quality is improved.

【0011】前記容器を回転駆動する回転駆動装置をさ
らに備えてもよい(請求項2)。
A rotation driving device for rotating the container may be further provided (claim 2).

【0012】かかる構成によれば、回転駆動装置により
容器を回転させながら蒸発源を加熱して蒸発させること
ができ、連続して成膜を行うことが可能となる。
According to this structure, the evaporation source can be heated and evaporated while the container is rotated by the rotation driving device, and continuous film formation can be performed.

【0013】前記蒸発源を蒸発させる加熱源をさらに備
え、前記加熱源はエネルギービーム発生装置であり、前
記加熱源から出射したエネルギービームが前記容器の所
定スポットに照射されるとともに前記エネルギービーム
が照射された部分の前記蒸発源が蒸発し、前記容器の回
転に伴って前記蒸発源における前記照射部分が移動して
もよい(請求項3)。
A heating source for evaporating the evaporation source is further provided, and the heating source is an energy beam generator, and the energy beam emitted from the heating source is applied to a predetermined spot of the container and the energy beam is applied. The evaporation source of the irradiated portion may be evaporated, and the irradiation portion of the evaporation source may move as the container rotates (claim 3).

【0014】かかる構成によれば、容器を回転させるこ
とによりエネルギービームの照射部分を移動させながら
照射部の蒸発源を加熱して蒸発させることができる。こ
のため、連続して成膜を行うことが可能となる。
According to this structure, the evaporation source of the irradiation section can be heated and evaporated by rotating the container while moving the irradiation section of the energy beam. Therefore, it is possible to continuously form a film.

【0015】前記容器は環状の溝を有し、前記溝内に前
記膜形成材料が充填されてもよい(請求項4)。
The container may have an annular groove, and the film forming material may be filled in the groove (claim 4).

【0016】かかる構成によれば、溝内における蒸発源
の分布の均一化が図られる。
According to this structure, the distribution of the evaporation source in the groove can be made uniform.

【0017】前記容器は、前記溝の内周側が円錐台形状
を有してもよい(請求項5)。
The container may have a truncated cone shape on the inner peripheral side of the groove (claim 5).

【0018】かかる構成の蒸発源装置においては、容器
の溝に蒸発源を充填する際に、溝の内周側に設けられた
円錐台形状の上面、すなわち頂上部に蒸発源を投入す
る。このように、かかる構成においては、蒸発源の投入
口が1箇所であるため、材料の投入を容易にかつ短時間
で行うことが可能となる。
In the evaporation source device having such a structure, when the groove of the container is filled with the evaporation source, the evaporation source is introduced into the upper surface of the truncated cone shape provided on the inner peripheral side of the groove, that is, the top. As described above, in such a configuration, since there is only one inlet for the evaporation source, it is possible to easily and quickly introduce the material.

【0019】前記容器内に充填された前記蒸発源をなら
すためのならし装置をさらに備えてもよい(請求項
6)。
A leveling device for leveling the evaporation source filled in the container may be further provided (Claim 6).

【0020】かかる構成によれば、ならし装置により、
容器内に充填された蒸発源の分布をより均一化すること
ができる。
According to this structure, the leveling device
The distribution of the evaporation source filled in the container can be made more uniform.

【0021】前記振動装置がバイブレータであってもよ
い(請求項7)。
The vibration device may be a vibrator (claim 7).

【0022】かかる構成によれば、バイブレータの振動
を容器に伝達することにより、容器を振動させることが
可能となる。このようなバイブレータは、容易に取り付
けを行うことができる。
According to this structure, the container can be vibrated by transmitting the vibration of the vibrator to the container. Such a vibrator can be easily attached.

【0023】本発明に係る成膜装置は、請求項1から7
のいずれかに記載の蒸発源装置を備えたものである(請
求項8)。
The film forming apparatus according to the present invention is defined in any one of claims 1 to 7.
It is provided with the evaporation source device according to any one of (1) to (8).

【0024】かかる構成によれば、蒸発源装置におい
て、請求項1から7において前述した効果が得られるた
め、安定して成膜を行うことが可能となる。
According to this structure, in the evaporation source device, the effects described in the first to seventh aspects can be obtained, so that stable film formation can be performed.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1に係る
成膜装置の構造を模式的に示す断面図である。図2は、
図1の成膜装置の蒸発源装置を上から見た模式的な平面
図である。また、図3は、蒸発源装置の動作を説明する
ための図であり、図2のIII−III’線における断面を示
している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view schematically showing the structure of a film forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Figure 2
It is the typical top view which looked at the evaporation source device of the film-forming apparatus of FIG. 1 from the top. Further, FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the evaporation source device, and shows a cross section taken along line III-III ′ of FIG. 2.

【0026】本実施の形態では、成膜装置として、無ガ
スイオンプレーティング装置を例示している。
In this embodiment, a gasless ion plating device is exemplified as the film forming device.

【0027】図1に示すように、無ガスイオンプレーテ
ィング装置は、導電性部材からなる真空チャンバ1内
に、蒸発源たる薄膜形成材料が充填される蒸発源装置2
0と、蒸発源装置20の薄膜形成材料を蒸発させるため
の加熱源6とが配設されるとともに、この蒸発源装置2
0に対向するように導電性の基材ホルダ7が配置されて
いる。基材ホルダ7の背面中央部には、回転軸8が真空
チャンバ1の壁部を貫通して外部に延びるように配設さ
れている。回転軸8のチャンバ壁部貫通部分から先端に
至る部分は回転駆動装置たるモータ9に接続されてい
る。このモータ9により、回転軸8が回転する。
As shown in FIG. 1, the gasless ion plating apparatus has an evaporation source apparatus 2 in which a vacuum chamber 1 made of a conductive member is filled with a thin film forming material as an evaporation source.
0 and a heating source 6 for evaporating the thin film forming material of the evaporation source device 20 are provided, and the evaporation source device 2
A conductive base material holder 7 is arranged so as to face 0. At the center of the back surface of the substrate holder 7, a rotary shaft 8 is arranged so as to penetrate the wall of the vacuum chamber 1 and extend to the outside. A portion of the rotary shaft 8 from the chamber wall penetrating portion to the tip is connected to a motor 9 which is a rotation driving device. The motor 9 rotates the rotary shaft 8.

【0028】基材ホルダ7は、接触子(図示せず)およ
びケーブルを通じて、直流ブロッキングコンデンサCo
およびマッチング回路(MN)11を介して高周波電源
(RF)10に接続されるとともに高周波ブロッキング
用チョークコイルLoを介して直流電源(DC)12に
接続されている。この高周波電源10、直流電源12お
よび真空チャンバ1はそれぞれ接地されている。
The substrate holder 7 is provided with a DC blocking capacitor Co through a contactor (not shown) and a cable.
And a high frequency power supply (RF) 10 via a matching circuit (MN) 11 and a direct current power supply (DC) 12 via a high frequency blocking choke coil Lo. The high frequency power supply 10, the DC power supply 12 and the vacuum chamber 1 are grounded.

【0029】加熱源6としては、レーザビームや電子ビ
ーム等のエネルギービームを出射することが可能なエネ
ルギービーム発生装置が用いられている。例えば、ここ
では、電子ビームを出射する電子銃が用いられている。
As the heating source 6, an energy beam generator capable of emitting an energy beam such as a laser beam or an electron beam is used. For example, an electron gun that emits an electron beam is used here.

【0030】図2および図3に示すように、蒸発源装置
20は、内部に薄膜形成材料15が充填されるるつぼ2
と、るつぼ2内に充填された薄膜形成材料15をならす
ためにこの薄膜形成材料15に直接接触するように配置
されたならし装置13と、上端がるつぼ2の背面中央部
に接続された回転軸3と、回転軸3の下端に接続された
回転駆動装置たるモータ5と、回転軸3に取り付けられ
た振動装置4とを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the evaporation source device 20 has a crucible 2 in which a thin film forming material 15 is filled.
And a leveling device 13 arranged in direct contact with the thin-film forming material 15 for smoothing the thin-film forming material 15 filled in the crucible 2 and a rotation having an upper end connected to the center of the rear surface of the crucible 2. It has a shaft 3, a motor 5 that is a rotation driving device connected to the lower end of the rotating shaft 3, and a vibrating device 4 attached to the rotating shaft 3.

【0031】るつぼ2は、溝部2Aが設けられた円板状
の基部と、この基部の中央に配置された円錐台形状の凸
部(以下、これを中心部と呼ぶ)2Bとから構成され、
基部の直径D1は例えば30cm程度である。るつぼ2
は、例えば銅から構成される。基部に設けられた溝部2
Aは環状であり、その断面形状は矩形である。この溝部
2Aに薄膜形成材料15が充填される。溝部2Aの幅D
2は、例えば5cm程度である。また、中心部2Bの高
さHは、蒸発した薄膜形成材料15の蒸発源装置20か
ら基材ホルダ7における分布を妨げなければ、特に限定
されない。
The crucible 2 is composed of a disk-shaped base portion provided with a groove portion 2A and a truncated cone-shaped convex portion (hereinafter referred to as a central portion) 2B arranged at the center of the base portion,
The diameter D 1 of the base is, for example, about 30 cm. Crucible 2
Is composed of, for example, copper. Groove 2 provided on the base
A is annular and its cross-sectional shape is rectangular. The thin film forming material 15 is filled in the groove 2A. Width D of groove 2A
2 is, for example, about 5 cm. Further, the height H of the central portion 2B is not particularly limited as long as it does not hinder the distribution of the evaporated thin film forming material 15 from the evaporation source device 20 in the substrate holder 7.

【0032】ならし装置13は、例えば図4に示すよう
なブラシを備えており、このブラシが薄膜形成材料15
に直接接触している。
The leveling device 13 is equipped with a brush as shown in FIG. 4, for example.
Is in direct contact with.

【0033】また、振動装置4としては、例えばバイブ
レータが用いられる。振動装置4の振動が回転軸3を通
じてるつぼ2に伝達されて、るつぼ2が上下方向(軸方
向)または左右方向に振動する。後述するように、るつ
ぼ2内における薄膜形成材料15の分布の均一化を図る
ためには、振動装置4によりるつぼ2を上下方向に振動
させることが好ましい。
As the vibrating device 4, for example, a vibrator is used. The vibration of the vibrating device 4 is transmitted to the crucible 2 through the rotating shaft 3, and the crucible 2 vibrates in the vertical direction (axial direction) or the horizontal direction. As described later, in order to make the distribution of the thin film forming material 15 uniform in the crucible 2, it is preferable to vibrate the crucible 2 in the vertical direction by the vibrating device 4.

【0034】次に、蒸発源装置20のるつぼ2への薄膜
形成材料15の充填方法について説明する。
Next, a method of filling the crucible 2 of the evaporation source device 20 with the thin film forming material 15 will be described.

【0035】真空チャンバ1の扉を開けた状態で、振動
装置4を起動させ、回転軸3を介してるつぼ2に振動を
伝達してるつぼ2を上下方向に振動させる。この時、モ
ータ5は停止させていてもよく、起動させていてもよ
い。振動装置4の振動条件、例えば振動周波数や振動実
施時間等は、薄膜形成材料15の分布が均一となるよう
に適宜設定されている。そして、図3に示すように、る
つぼ2の中心部2Bの上面、すなわち円錐台の頂部に、
作業員が顆粒状の薄膜形成材料15を投入する。中心部
2Bの上面に投入された薄膜形成材料15は、中心部2
Bの斜面を転がり落ちて溝部2A内に充填される。
With the door of the vacuum chamber 1 open, the vibrating device 4 is activated to transmit the vibration to the crucible 2 via the rotary shaft 3 to vibrate the crucible 2 in the vertical direction. At this time, the motor 5 may be stopped or may be started. The vibration conditions of the vibration device 4, such as the vibration frequency and the vibration execution time, are appropriately set so that the thin film forming material 15 has a uniform distribution. Then, as shown in FIG. 3, on the upper surface of the central portion 2B of the crucible 2, that is, on the top of the truncated cone,
An operator inputs the granular thin film forming material 15. The thin film forming material 15 put on the upper surface of the central portion 2B is
Rolling down the slope of B, the groove 2A is filled.

【0036】ここで、るつぼ2は振動しているため、溝
部2Aに充填された薄膜形成材料15では、溝部2Aの
幅方向および高さ方向(厚さ方向)における分布の均一
化が図られとともに、粒子同士の間の隙間が小さくなり
充填密度が高くなる。
Here, since the crucible 2 is vibrating, the thin film forming material 15 filled in the groove portion 2A is made uniform in the width direction and the height direction (thickness direction) of the groove portion 2A. , The gap between the particles becomes smaller and the packing density becomes higher.

【0037】なお、ここでは、るつぼ2を振動させた状
態で中心部2Bに薄膜形成材料15を投入しているが、
薄膜形成材料15を投入した後にるつぼ2を振動させて
もよい。この場合においても、薄膜形成材料15の分布
の均一化を図ることができる。
Although the crucible 2 is vibrated here, the thin film forming material 15 is put into the central portion 2B.
The crucible 2 may be vibrated after the thin film forming material 15 is charged. Even in this case, the distribution of the thin film forming material 15 can be made uniform.

【0038】上記のようにしてるつぼ2の溝部2Aにほ
ぼ均一に薄膜形成材料15を充填した後、モータ5を起
動させて回転軸3およびその先端に取り付けられたるつ
ぼ2を回転させる。そして、加熱源6たる電子銃からエ
ネルギービーム6aたる電子ビームを出射させ、これを
溝部2Aの所定スポット(以下、加熱点と呼ぶ)6Aに
照射して加熱を行う。るつぼ2の回転に伴って加熱点6
Aにくる薄膜形成材料15の領域が移動するため、充填
された薄膜形成材料15は電子ビーム6aにより均一に
加熱されて全て一旦溶融し、その後、凝固する。
After the groove portion 2A of the crucible 2 is almost uniformly filled with the thin film forming material 15 as described above, the motor 5 is activated to rotate the rotating shaft 3 and the crucible 2 attached to the tip thereof. Then, an electron beam, which is an energy beam 6a, is emitted from an electron gun, which is a heating source 6, and is irradiated onto a predetermined spot (hereinafter, referred to as a heating point) 6A of the groove 2A to perform heating. Heating point 6 with rotation of crucible 2
Since the region of the thin film forming material 15 which comes to A moves, the filled thin film forming material 15 is uniformly heated by the electron beam 6a, all melts once, and then solidifies.

【0039】ここで、前述のように、溝部2Aでは薄膜
形成材料15がほぼ均一に充填されており、さらに、こ
こでは加熱点6Aに達する前にならし装置13によりな
らされて薄膜形成材料15の分布がより均一となるた
め、凝固して環状に成形された薄膜形成材料15の厚さ
はほぼ均一でその表面は滑らかとなる。また、前述のよ
うに溝部2Aに充填された顆粒状の薄膜形成材料15で
は粒子間の隙間が小さく高密度となっているため、成形
された環状の薄膜形成材料15の密度は高くなる。
Here, as described above, the thin film forming material 15 is almost uniformly filled in the groove 2A, and here, the thin film forming material 15 is smoothed by the leveling device 13 before reaching the heating point 6A. Is more uniform, the thickness of the solidified and annularly formed thin film forming material 15 is substantially uniform and the surface is smooth. Further, as described above, in the granular thin film forming material 15 filled in the groove 2A, since the gaps between the particles are small and the density is high, the density of the formed annular thin film forming material 15 is high.

【0040】以上のようにしてるつぼ2内に薄膜形成材
料15を充填した後、この材料15を蒸発させて基材上
に薄膜を成膜する。以下に、成膜方法を説明する。
After the crucible 2 is filled with the thin film forming material 15 as described above, the material 15 is evaporated to form a thin film on the substrate. The film forming method will be described below.

【0041】成膜時においては、基材ホルダ7に基材を
取り付けて真空チャンバ1の扉を閉める。そして、モー
タ9を回転させるとともに、モータ5を回転させる。す
ると、各々のモータ9,5の回転が回転軸8,3に伝達
され、回転軸8とその一端に取り付けられた基材ホルダ
7とが回転するとともに、回転軸3とその一端に取り付
けられたるつぼ2とが回転する。一方、高周波電源10
および直流電源12を動作させる。すると、高周波電力
および直流電流がケーブルを介して基材ホルダ7に供給
される。それにより、基材ホルダ7と真空チャンバ1と
の間に高周波電力および直流電圧が与えられ、真空チャ
ンバ1内にプラズマが形成されるとともに、真空チャン
バ1から基材ホルダ7に向かう直流電界が形成される。
At the time of film formation, the base material is attached to the base material holder 7 and the door of the vacuum chamber 1 is closed. Then, the motor 9 is rotated and the motor 5 is rotated. Then, the rotations of the respective motors 9 and 5 are transmitted to the rotary shafts 8 and 3, and the rotary shaft 8 and the base material holder 7 attached to one end thereof rotate, and at the same time, the rotary shaft 3 and the one end thereof are attached. The crucible 2 rotates. On the other hand, the high frequency power source 10
And the DC power supply 12 is operated. Then, the high frequency power and the direct current are supplied to the base material holder 7 via the cable. Thereby, high-frequency power and DC voltage are applied between the substrate holder 7 and the vacuum chamber 1, plasma is formed in the vacuum chamber 1, and a DC electric field is formed from the vacuum chamber 1 toward the substrate holder 7. To be done.

【0042】次いで、電子銃(加熱源)6から電子ビー
ム(エネルギービーム)6aを出射させて上記環状の薄
膜形成材料15の所定スポット(加熱点)6Aに電子ビ
ーム6aを照射して加熱する。加熱点6Aに位置する薄
膜形成材料15は加熱されて溶融し、蒸発する。する
と、蒸発した薄膜形成材料15が高周波電力により発生
したプラズマにより励起され、この励起された薄膜形成
材料15が、上記直流電界により加速され、基材の表面
に衝突して付着する。それにより、基材の表面に薄膜が
形成される。
Then, an electron beam (energy beam) 6a is emitted from the electron gun (heating source) 6 and a predetermined spot (heating point) 6A of the annular thin film forming material 15 is irradiated with the electron beam 6a to be heated. The thin film forming material 15 located at the heating point 6A is heated, melted, and evaporated. Then, the evaporated thin film forming material 15 is excited by the plasma generated by the high frequency power, and the excited thin film forming material 15 is accelerated by the DC electric field and collides with and adheres to the surface of the base material. As a result, a thin film is formed on the surface of the base material.

【0043】ここで、前述のように、環状の薄膜形成材
料15は厚さがほぼ均一であるため、基材表面に形成さ
れる薄膜は膜厚の均一化が図られる。また、この薄膜形
成材料15は密度が均一なため、膜質を向上させること
が可能となる。
Here, as described above, since the annular thin film forming material 15 has a substantially uniform thickness, the thin film formed on the surface of the base material can have a uniform film thickness. Moreover, since the thin film forming material 15 has a uniform density, it is possible to improve the film quality.

【0044】るつぼ2の回転に伴って加熱点6Aにくる
薄膜形成材料15の領域が移動するため、連続的に成膜
が行われる。このように、比較的径の大きなるつぼ2の
溝部2Aに薄膜形成材料15を充填して連続して成膜を
行うことにより、均一な膜厚を有する緻密な薄膜が10
0層以上積層されてなる高精度な光学膜フィルタを作製
することが可能となる。
Since the region of the thin film forming material 15 which reaches the heating point 6A moves with the rotation of the crucible 2, film formation is continuously performed. As described above, by filling the groove portion 2A of the crucible 2 having a relatively large diameter with the thin film forming material 15 and continuously forming a film, a dense thin film having a uniform film thickness can be obtained.
It is possible to manufacture a highly accurate optical film filter in which 0 or more layers are laminated.

【0045】本実施の形態では、るつぼ2の中心部2B
の頂部に薄膜形成材料15を投入すればよく、るつぼ2
への薄膜形成材料15の投入口が一箇所となるため、る
つぼ全体にまんべんなく投入する従来の場合に比べて、
投入が容易となる。また、るつぼを振動させることによ
り、溝部2Aにおける薄膜形成材料15の分布の均一化
を自動的に容易に図ることができるため、従来行ってい
た人手による道具を用いたならし作業が不要となる。そ
れゆえ、本実施の形態においては、作業時間を短縮する
ことができる。特に、この場合には、投入と同時に振動
により薄膜形成材料15の分布の均一化を図るため、作
業時間がより短縮される。このような作業時間の短縮効
果は、径の大きなるつぼを用いた場合に顕著である。
In the present embodiment, the central portion 2B of the crucible 2 is
It suffices to put the thin film forming material 15 on the top of the crucible 2
Since there is only one inlet for the thin film forming material 15 into the crucible, compared to the conventional case in which the entire crucible is uniformly charged.
Easy to put in. Further, by vibrating the crucible, it is possible to automatically and easily make the distribution of the thin film forming material 15 in the groove 2A uniform, so that the conventional leveling work using a tool is not necessary. . Therefore, the working time can be shortened in the present embodiment. Especially, in this case, since the distribution of the thin film forming material 15 is made uniform by vibrating at the same time as the charging, the working time is further shortened. The effect of shortening the working time is remarkable when a crucible having a large diameter is used.

【0046】また、振動により自動的に薄膜形成材料1
5の分布の均一化を図るため、人手によりならし作業を
行う場合のように個人の技量により材料の充填状態に差
が生じることはなく、再現性よく高い精度で均一化を図
ることができる。このため、安定して成膜を行うことが
可能となる。
Further, the thin film forming material 1 is automatically generated by vibration.
In order to make the distribution of No. 5 uniform, there is no difference in the filling state of the material due to the skill of the individual as in the case of manual leveling work, and it is possible to achieve uniformization with high reproducibility and high accuracy. . Therefore, stable film formation can be performed.

【0047】以上のように、本実施の形態においては、
容易にかつ安定した成膜条件で薄膜を形成することが可
能となる。
As described above, in the present embodiment,
It becomes possible to form a thin film easily and under stable film forming conditions.

【0048】本実施の形態では、ならし装置13が配設
された場合について説明したが、ならし装置を備えない
構成の成膜装置においても、上記と同様の効果が得られ
る。ならし装置を設けた場合には、薄膜形成材料の分布
の均一化がより図られるので好ましい。また、本実施の
形態では、加熱源6が真空チャンバ1内に配置される場
合について説明したが、加熱源6が真空チャンバ1の外
部に配置されてもよい。例えば、加熱源6がレーザ光発
生装置であり、この装置が真空チャンバ1の外部に配置
される場合には、レーザ光発生装置から出射されたレー
ザ光を真空チャンバ1内に導くための窓が真空チャンバ
1の壁部に設けられる。また、ここでは、薄膜形成材料
15を一旦溶融させて凝固させ環状に成形するための加
熱と、成膜時に薄膜形成材料15を蒸発させるための加
熱とを同一の加熱源6を用いて行っているが、加熱源を
複数設けて別々に加熱を行ってもよい。(実施の形態
2)図5は、本発明の実施の形態2に係る成膜装置の蒸
発源装置の構造を模式的に示す平面図であり、図6は、
図5のVI−VI’線における模式的な断面図である。図5
および図6に示すように、本実施の形態の蒸発源装置
は、るつぼ2’の構造が実施の形態1の蒸発源装置のる
つぼ2の構造と異なる点を除いて、実施の形態1の蒸発
源装置と同様の構造を有する。
In the present embodiment, the case in which the leveling device 13 is provided has been described, but the same effect as described above can be obtained also in a film forming apparatus having no structure. It is preferable to provide a leveling device because the distribution of the thin film forming material can be made more uniform. Moreover, although the case where the heating source 6 is arranged in the vacuum chamber 1 has been described in the present embodiment, the heating source 6 may be arranged outside the vacuum chamber 1. For example, when the heating source 6 is a laser light generator and the device is arranged outside the vacuum chamber 1, a window for guiding the laser light emitted from the laser light generator into the vacuum chamber 1 is provided. It is provided on the wall of the vacuum chamber 1. In addition, here, heating for melting and solidifying the thin film forming material 15 once to form an annular shape and heating for vaporizing the thin film forming material 15 at the time of film formation are performed using the same heating source 6. However, a plurality of heating sources may be provided to perform heating separately. (Embodiment 2) FIG. 5 is a plan view schematically showing the structure of an evaporation source device of a film forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along the line VI-VI ′ of FIG. 5. Figure 5
As shown in FIG. 6 and FIG. 6, the evaporation source device of the present embodiment is different from the evaporation source device of the first embodiment except that the structure of the crucible 2 ′ is different from the structure of the crucible 2 of the evaporation source device of the first embodiment. It has the same structure as the source device.

【0049】本実施の形態のるつぼ2’は、溝部2A’
が設けられた基部から構成されており、実施の形態1の
るつぼ2のように基部の中心に凸部が設けられていな
い。すなわち、るつぼ2’は、るつぼ2と同様の断面が
矩形の環状の溝部2A’を有するが、溝部2A’の内周
側の中心部2B’の形状が、るつぼ2の中心部2Bと異
なっており、るつぼ2の中心部2Bは円錐台形状の凸部
であるのに対して、本実施の形態のるつぼ2’の中心部
2B’は、平坦な円形である。
The crucible 2'of this embodiment has a groove 2A '.
The crucible 2 according to the first embodiment does not have a convex portion at the center of the base portion. That is, the crucible 2'has an annular groove 2A 'having a rectangular cross section similar to that of the crucible 2, but the shape of the center 2B' on the inner peripheral side of the groove 2A 'is different from that of the center 2B of the crucible 2. The central portion 2B of the crucible 2 is a truncated cone-shaped convex portion, whereas the central portion 2B 'of the crucible 2'of the present embodiment is a flat circular shape.

【0050】るつぼ2’に薄膜形成材料15を投入する
際には、人手により環状の溝部2A’全体に渡って薄膜
形成材料15を投入する点を除いて、実施の形態1の場
合と同様の方法により充填を行う。溝部2A’に投入さ
れた薄膜形成材料15は、るつぼ2’の振動により、分
布の均一化が図られるとともに粒子間の間隙が小さくな
る。したがって、本実施の形態においても、実施の形態
1において前述した効果と同様の効果が得られる。
When the thin film forming material 15 is put into the crucible 2 ', it is the same as the case of the first embodiment except that the thin film forming material 15 is put into the entire annular groove 2A' by hand. Fill by the method. The thin film forming material 15 put in the groove 2A ′ has a uniform distribution and a small gap between particles due to the vibration of the crucible 2 ′. Therefore, also in the present embodiment, the same effects as the effects described above in the first embodiment can be obtained.

【0051】実施の形態1および実施の形態2において
は、1種類の薄膜形成材料を用いて成膜を行う場合につ
いて説明したが、複数種類の薄膜形成材料を用いて組成
の異なる層を順に積層することにより成膜を行う場合に
ついても、本発明を適用することが可能である。この場
合においては、例えば、実施の形態1または実施の形態
2の蒸発源装置を真空チャンバ1内に複数設置した構成
となる。
In the first and second embodiments, the case where film formation is performed using one kind of thin film forming material has been described, but layers having different compositions are sequentially laminated using a plurality of kinds of thin film forming materials. The present invention can be applied to the case where the film formation is performed by the above. In this case, for example, a plurality of evaporation source devices according to the first or second embodiment are installed in the vacuum chamber 1.

【0052】また、実施の形態1および実施の形態2に
おいては、るつぼ2,2’上の所定スポットにエネルギ
ービームを照射して加熱を行ういわゆる一点加熱の場合
について説明したが、例えば抵抗加熱等によりるつぼ全
体を一度に加熱するような場合についても、本発明を適
用することが可能である。
In the first and second embodiments, the case of so-called single-point heating in which a predetermined spot on the crucibles 2 and 2'is irradiated with an energy beam to perform heating has been described. The present invention can also be applied to the case where the entire crucible is heated at once.

【0053】さらに、実施の形態1および実施の形態2
においては、るつぼ2,2’が溝部2A,2A’と中心
部2B,2B’とを有し、この溝部2A,2A’に薄膜
形成材料15が充填される場合について説明したが、る
つぼが溝部と中心部とに分けられておらず、中心を含ん
で基部に形成された凹部内に材料を充填する場合につい
ても、本発明を適用することが可能である。
Further, the first embodiment and the second embodiment
In the above description, the crucibles 2 and 2 ′ have the groove portions 2A and 2A ′ and the central portions 2B and 2B ′, and the case where the thin film forming material 15 is filled in the groove portions 2A and 2A ′ has been described. The present invention can also be applied to the case where the material is filled in the recess formed in the base portion including the center without being divided into the center portion and the center portion.

【0054】実施の形態1および実施の形態2において
は、本発明を無ガスイオンプレーティングに適用する場
合について説明したが、本発明は、通常のイオンプレー
ティング、スパッタリング、真空蒸着等の他の成膜装置
にも適用可能である。
In the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to gasless ion plating has been described, but the present invention is applicable to other ion plating such as normal ion plating, sputtering, vacuum deposition and the like. It is also applicable to a film forming apparatus.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明は、以上に説明したような形態で
実施され、以下のような効果を奏する。 (1)容器に膜形成材料を充填する際に、容器を振動さ
せることにより、容器内における材料の分布を自動的に
容易にかつ再現性よく高い精度で均一化することが可能
となり、作業時間が短縮されるとともに安定して成膜を
行うことが可能となる。また、振動により、充填された
材料の粒子間の間隙が小さくなり均質で高密度となるた
め、成膜レートが安定し膜質を向上させることができ
る。 (2)容器を回転駆動する回転駆動装置をさらに備える
とすると、容器を回転させながら膜形成材料を加熱して
蒸発させることができ、連続して成膜を行うことが可能
となる。 (3)膜形成材料を蒸発させる加熱源をさらに備え、加
熱源がエネルギービーム発生装置であり、加熱源から出
射したエネルギービームが容器の所定スポットに照射さ
れるとともにエネルギービームが照射された部分の膜形
成材料が蒸発し、容器の回転に伴って膜形成材料におけ
る照射部分が移動するとすると、容器を回転させてエネ
ルギービームの照射部を移動させながら照射部の膜形成
材料を加熱して蒸発させることができるので、連続して
成膜を行うことが可能となる。 (4)容器は環状の溝を有し、溝内に膜形成材料が充填
されるとすると、溝内における膜形成材料の分布の均一
化が図られる。 (5)容器の溝の内周側が円錐台形状を有するとする
と、円錐台形状の上面1箇所に膜形成材料を投入すれば
よいため、材料の投入を容易にかつ短時間で行うことが
可能となる。 (6)容器内に充填された膜形成材料をならすためのな
らし装置をさらに備えるとすると、膜形成材料の分布を
より均一化することができる。 (7)振動装置がバイブレータであるとすると、容器に
容易にバイブレータを取り付け、バイブレータの振動を
容器に伝達させて容器を振動させることができる。
The present invention is carried out in the form described above, and has the following effects. (1) By vibrating the container when filling the film-forming material into the container, it becomes possible to automatically and easily and reproducibly homogenize the distribution of the material in the container, thereby reducing the working time. The film thickness can be shortened and stable film formation can be performed. Further, due to the vibration, the gaps between the particles of the filled material are reduced to be uniform and have a high density, so that the film formation rate is stable and the film quality can be improved. (2) If a rotation drive device that rotationally drives the container is further provided, the film forming material can be heated and evaporated while rotating the container, and continuous film formation can be performed. (3) A heating source for evaporating the film forming material is further provided, the heating source is an energy beam generator, and the energy beam emitted from the heating source is applied to a predetermined spot of the container and a portion of the portion irradiated with the energy beam. When the film forming material evaporates and the irradiation part of the film forming material moves as the container rotates, the container is rotated to move the irradiation part of the energy beam and the film forming material of the irradiation part is heated and evaporated. Therefore, it is possible to continuously perform film formation. (4) If the container has an annular groove and the film forming material is filled in the groove, the distribution of the film forming material in the groove can be made uniform. (5) If the inner peripheral side of the groove of the container has a truncated cone shape, the film forming material only needs to be placed in one place on the upper surface of the truncated cone shape, so that the material can be introduced easily and in a short time. Becomes (6) If a leveling device for leveling the film forming material filled in the container is further provided, the distribution of the film forming material can be made more uniform. (7) If the vibrating device is a vibrator, it is possible to easily attach the vibrator to the container and transmit the vibration of the vibrator to the container to vibrate the container.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1に係る成膜装置の構造を
模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a structure of a film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の成膜装置の蒸発源装置の構造を模式的に
示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing a structure of an evaporation source device of the film forming apparatus of FIG.

【図3】図2の蒸発源装置の切断線における断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a cutting line of the evaporation source device of FIG.

【図4】図3のならし装置の構造を説明するための図で
ある。
FIG. 4 is a view for explaining the structure of the leveling device of FIG.

【図5】本発明の実施の形態2に係る成膜装置の蒸発源
装置の構造を模式的に示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view schematically showing the structure of an evaporation source device of a film forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5の蒸発源装置の切断線における断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along a cutting line of the evaporation source device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空チャンバ 2,2’るつぼ 2A,2A’溝部 2B,2B’中心部 3 回転軸 4 振動装置 5 モータ 6 加熱源 7 基材ホルダ 8 回転軸 9 モータ 10高周波電源 11マッチング回路 12直流電源 13ならし装置 15薄膜形成材料 20蒸発源装置 1 vacuum chamber 2,2 'crucible 2A, 2A 'groove 2B, 2B 'central part 3 rotation axes 4 Vibration device 5 motor 6 heating source 7 Base material holder 8 rotation axes 9 motors 10 high frequency power supply 11 matching circuit 12 DC power supply 13 Break-in device 15 Thin film forming materials 20 evaporation source device

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 成膜装置に用いられる蒸発源装置であっ
て、 内部に蒸発源を収納する容器と、 前記容器を振動させるための振動装置とを備えたことを
特徴とする蒸発源装置。
1. An evaporation source device used in a film forming apparatus, comprising: a container accommodating an evaporation source therein; and a vibrating device for vibrating the container.
【請求項2】 前記容器を回転駆動する回転駆動装置を
さらに備えた請求項1記載の蒸発源装置。
2. The evaporation source device according to claim 1, further comprising a rotary drive device that rotationally drives the container.
【請求項3】 前記蒸発源を蒸発させる加熱源をさらに
備え、前記加熱源はエネルギービーム発生装置であり、
前記加熱源から出射したエネルギービームが前記容器の
所定スポットに照射されるとともに前記エネルギービー
ムが照射された部分の前記蒸発源が蒸発し、前記容器の
回転に伴って前記蒸発源における前記照射部分が移動す
る請求項2記載の蒸発源装置。
3. A heating source for evaporating the evaporation source, the heating source being an energy beam generator,
The energy beam emitted from the heating source is applied to a predetermined spot of the container and the evaporation source of the part irradiated with the energy beam is evaporated, and the irradiation part of the evaporation source is changed as the container rotates. The evaporation source device according to claim 2, which moves.
【請求項4】 前記容器は環状の溝を有し、前記溝内に
前記蒸発源が充填された請求項1記載の蒸発源装置。
4. The evaporation source device according to claim 1, wherein the container has an annular groove, and the evaporation source is filled in the groove.
【請求項5】 前記容器は、前記溝の内周側が円錐台形
状を有する請求項4記載の蒸発源装置。
5. The evaporation source device according to claim 4, wherein the container has a truncated cone shape on an inner peripheral side of the groove.
【請求項6】 前記容器内に充填された前記蒸発源をな
らすためのならし装置をさらに備えた請求項1記載の蒸
発源装置。
6. The evaporation source device according to claim 1, further comprising a leveling device for leveling the evaporation source filled in the container.
【請求項7】 前記振動装置がバイブレータである請求
項1記載の蒸発源装置。
7. The evaporation source device according to claim 1, wherein the vibrating device is a vibrator.
【請求項8】 請求項1から7のいずれかに記載の蒸発
源装置を備えたことを特徴とする成膜装置。
8. A film forming apparatus comprising the evaporation source device according to any one of claims 1 to 7.
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