JP2004083993A - 金属蒸着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、るつぼを用いることなく金属を高純度で蒸着させることのできる金属蒸着装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、真空容器内で金属を電子ビームによって加熱蒸発させ、該蒸発させた金属蒸気を被蒸着物に蒸着させる金属蒸着装置において、所定の形状を有する前記金属が搭載され、底辺及び外周が強制的に液体冷媒によって冷却される冷却容器と、前記電子ビームによって加熱される側の前記金属表面の外周側の温度を前記金属の凝固温度以下に保つように前記電子ビームによる加熱と前記冷媒による冷却とを調整する調整手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明は、真空容器内で金属を電子ビームによって加熱蒸発させ、該蒸発させた金属蒸気を被蒸着物に蒸着させる金属蒸着装置において、所定の形状を有する前記金属が搭載され、底辺及び外周が強制的に液体冷媒によって冷却される冷却容器と、前記電子ビームによって加熱される側の前記金属表面の外周側の温度を前記金属の凝固温度以下に保つように前記電子ビームによる加熱と前記冷媒による冷却とを調整する調整手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な金属蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属蒸着装置は、特開平９−１１８９７５号公報に示されている。この公報に記載の金属蒸着装置を図３に示す。図３に示すように真空容器１、蒸着板１６、真空容器内に設けられたるつぼ３、電子ビームを発生させる電子銃７を有し、金属をるつぼ３内において溶融させ、溶融した金属表面を高温に加熱して蒸気を発生させている。真空容器内の真空は真空排気装置２で保たれる。金属を加熱するためには通常のヒータでは困難な温度まで加熱できる電子ビーム９を用いる。電子ビーム９は電子銃７によって発生させている。また、るつぼ３を高温から守る為にるつぼの内側を断熱材４で覆い、るつぼ内に冷却管５を通し、冷却している。この断熱材４としてはセラミックス、あるいは高融点の金属酸化物が使われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の金属蒸着装置においては、断熱材４は溶融した高温金属に直接触れている為、電子ビームによる急激な加熱による熱衝撃をうけ、断熱材に割れまたはひびが入る。このような事態になると溶融した金属が亀裂内に浸透して、るつぼ内面に至り、るつぼの内面を溶かしたり変形させたりする問題がある。これによってるつぼ材の熱的、機械的健全性が失われる他、溶けたるつぼ材が溶融金属に混ざると金属蒸気の純度が低くなる問題点が生じる。
本発明の目的は、るつぼを用いることなく金属を高純度で蒸着させることのできる金属蒸着装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蒸着する金属そのものによって溶融した金属を金属内部に閉じ込められる坩堝機能を有するようにすることにより、急激な温度変化に対しても損傷がなく、高純度の金属の蒸着が可能となり、更に、るつぼを排除し金属を非接触で冷却する方法により、金属側面の周辺に低温の壁を配置し、金属と壁との間で輻射伝熱で冷却を行なわれるようにするものである。
【０００５】
即ち、本発明は、真空容器内で金属を電子ビームによって加熱蒸発させ、該蒸発させた金属蒸気を被蒸着物に蒸着させる金属蒸着装置において、所定の形状を有する前記金属が搭載され、底辺及び外周が強制的に液体冷媒によって冷却される冷却容器と、前記電子ビームによって加熱される前記金属表面の外周側の温度を前記金属の凝固温度以下に保つように前記電子ビームによる加熱と前記冷媒による冷却との各々を調整する調整手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
又、本発明は、前述の金属蒸着装置において、所定の形状を有する前記金属が搭載され、前記電子ビームの照射側が開放し、底辺及び外周が強制的に液体冷媒によって冷却される冷却容器と、前記金属の外周と冷却容器との間の温度を測定する温度計と、前記電子ビームによって加熱される前記金属表面の外周側の温度を前記金属の凝固温度以下に保つように前記測定された温度に基づいて前記液体冷媒の流量を調整する流量調整手段とを有することを特徴とする。
前記金属はその外周が前記冷却容器に非接触状態で配置することが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、本発明の金属蒸着装置の構成図である。本実施例においては、円筒形の真空容器１、電子銃７及び蒸着板１６を備えた金属蒸着装置において、真空容器１内に円柱状の金属６と、金属６の側面周辺に金属６と接触しない様に冷却容器１１を配置し、冷却容器１１の表面温度を低温に保持するための冷却水配管１３と冷却水供給設備１４を有する。金属６の蒸発には従来の装置と同様に電子ビーム９により表面を加熱し溶融させるが、本実施例では、電子ビーム９の入熱に対して予め冷却容器１１への冷却水の流量を各々の調整手段によって調節することにより、金属６の表面は電子ビーム９が照射された中心部のみ溶させ、周辺部は固体のままに保持できるようにするものである。蒸着する金属として、Ｐｔ、Ｃｓ等で、半導体装置の電極等が形成される。又、真空容器１は、銅製の外周部の円筒部とその底部との分割となっており、いずれも冷却されるように、冷却水が通る通路が設けられている。
【０００８】
本実施例によると、溶融した金属６の外側に同じ金属６の固相部分があり、溶融金属が外側に漏れることはない。即ち、金属６の固相部分の内側に溶融した金属６を収納する機能を待たせることができ、従来の装置からるつぼをなくすことができると共に、るつぼの影響を無くすことができるので、高純度の金属の蒸着ができる。また、金属６の外周と周りの冷却容器１１は非接触である為、冷却容器１１が高温金属によって損傷を受けることもなく、金属６の取り替えも容易である。又、金属６は、蒸着によって減少した場合には、加えながら蒸着することができる。
【０００９】
本実施例では、非接触であるが、全体を接触させることが困難であるが、一部接触させることができる。
【００１０】
（実施例２）
図２は、本発明の他の金属蒸着装置の構成図である。本例実施例では、図１の実施例１に更に金属６と冷却容器１１の間に温度計１２を２個配置したものである。又、冷却水配管１３の一部に冷却水流量を調節する流量調節器１５が組み込まれている。本実施例においては温度計１２によって金属６の外周部温度を監視し、その温度を流量調節器１５に帰還して冷却容器１１への冷却水量を自動調節することにより、金属６の外周部温度を常に金属の凝固点以下となる様に制御するものである。本実施例によれば金属を溶融させた場合でも、常時その外周部は固体状態に保持することができ、溶融金属を金属６内にとどめておく事ができるので、従来の装置からるつぼをなくすことができると共に、るつぼの影響を無くすことができるので、高純度の金属の蒸着ができる。また、金属６と周りの冷却容器１１は非接触である為、冷却容器１１が高温金属によって損傷を受けることもない。
本実施例においては、温度計１２を２個配置したが、１個でも良いが、外周に均等に複数個配置し、それらの平均温度によって温度調節するのが好ましい。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、溶融した金属の周りを固体状態にできるので金属自体にるつぼの役目をさせることができる。このため、るつぼが不要になり、るつぼ内面が損傷する問題がなくなる。又、金属と冷却容器とは非接触であり、高温の金属によって冷却容器が損傷することがなくなるので、経済性、安全性の高い金属蒸着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属蒸着装置の一実施例を示す構成図。
【図２】本発明の金属蒸発装置の他の実施例を示す構成図。
【図３】従来の金属蒸着装置を示す構成図。
【符号の説明】
１…真空容器、２…真空排気装置、３…るつぼ、４…断熱材、５…冷却管、６…金属、７…電子銃、８…電子銃電源、９…電子ビーム、１０…蒸気、１１…冷却容器、１２…温度計、１４…冷却水供給設備、１５…流量調節器、１６…蒸着板。
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な金属蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属蒸着装置は、特開平９−１１８９７５号公報に示されている。この公報に記載の金属蒸着装置を図３に示す。図３に示すように真空容器１、蒸着板１６、真空容器内に設けられたるつぼ３、電子ビームを発生させる電子銃７を有し、金属をるつぼ３内において溶融させ、溶融した金属表面を高温に加熱して蒸気を発生させている。真空容器内の真空は真空排気装置２で保たれる。金属を加熱するためには通常のヒータでは困難な温度まで加熱できる電子ビーム９を用いる。電子ビーム９は電子銃７によって発生させている。また、るつぼ３を高温から守る為にるつぼの内側を断熱材４で覆い、るつぼ内に冷却管５を通し、冷却している。この断熱材４としてはセラミックス、あるいは高融点の金属酸化物が使われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の金属蒸着装置においては、断熱材４は溶融した高温金属に直接触れている為、電子ビームによる急激な加熱による熱衝撃をうけ、断熱材に割れまたはひびが入る。このような事態になると溶融した金属が亀裂内に浸透して、るつぼ内面に至り、るつぼの内面を溶かしたり変形させたりする問題がある。これによってるつぼ材の熱的、機械的健全性が失われる他、溶けたるつぼ材が溶融金属に混ざると金属蒸気の純度が低くなる問題点が生じる。
本発明の目的は、るつぼを用いることなく金属を高純度で蒸着させることのできる金属蒸着装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蒸着する金属そのものによって溶融した金属を金属内部に閉じ込められる坩堝機能を有するようにすることにより、急激な温度変化に対しても損傷がなく、高純度の金属の蒸着が可能となり、更に、るつぼを排除し金属を非接触で冷却する方法により、金属側面の周辺に低温の壁を配置し、金属と壁との間で輻射伝熱で冷却を行なわれるようにするものである。
【０００５】
即ち、本発明は、真空容器内で金属を電子ビームによって加熱蒸発させ、該蒸発させた金属蒸気を被蒸着物に蒸着させる金属蒸着装置において、所定の形状を有する前記金属が搭載され、底辺及び外周が強制的に液体冷媒によって冷却される冷却容器と、前記電子ビームによって加熱される前記金属表面の外周側の温度を前記金属の凝固温度以下に保つように前記電子ビームによる加熱と前記冷媒による冷却との各々を調整する調整手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
又、本発明は、前述の金属蒸着装置において、所定の形状を有する前記金属が搭載され、前記電子ビームの照射側が開放し、底辺及び外周が強制的に液体冷媒によって冷却される冷却容器と、前記金属の外周と冷却容器との間の温度を測定する温度計と、前記電子ビームによって加熱される前記金属表面の外周側の温度を前記金属の凝固温度以下に保つように前記測定された温度に基づいて前記液体冷媒の流量を調整する流量調整手段とを有することを特徴とする。
前記金属はその外周が前記冷却容器に非接触状態で配置することが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、本発明の金属蒸着装置の構成図である。本実施例においては、円筒形の真空容器１、電子銃７及び蒸着板１６を備えた金属蒸着装置において、真空容器１内に円柱状の金属６と、金属６の側面周辺に金属６と接触しない様に冷却容器１１を配置し、冷却容器１１の表面温度を低温に保持するための冷却水配管１３と冷却水供給設備１４を有する。金属６の蒸発には従来の装置と同様に電子ビーム９により表面を加熱し溶融させるが、本実施例では、電子ビーム９の入熱に対して予め冷却容器１１への冷却水の流量を各々の調整手段によって調節することにより、金属６の表面は電子ビーム９が照射された中心部のみ溶させ、周辺部は固体のままに保持できるようにするものである。蒸着する金属として、Ｐｔ、Ｃｓ等で、半導体装置の電極等が形成される。又、真空容器１は、銅製の外周部の円筒部とその底部との分割となっており、いずれも冷却されるように、冷却水が通る通路が設けられている。
【０００８】
本実施例によると、溶融した金属６の外側に同じ金属６の固相部分があり、溶融金属が外側に漏れることはない。即ち、金属６の固相部分の内側に溶融した金属６を収納する機能を待たせることができ、従来の装置からるつぼをなくすことができると共に、るつぼの影響を無くすことができるので、高純度の金属の蒸着ができる。また、金属６の外周と周りの冷却容器１１は非接触である為、冷却容器１１が高温金属によって損傷を受けることもなく、金属６の取り替えも容易である。又、金属６は、蒸着によって減少した場合には、加えながら蒸着することができる。
【０００９】
本実施例では、非接触であるが、全体を接触させることが困難であるが、一部接触させることができる。
【００１０】
（実施例２）
図２は、本発明の他の金属蒸着装置の構成図である。本例実施例では、図１の実施例１に更に金属６と冷却容器１１の間に温度計１２を２個配置したものである。又、冷却水配管１３の一部に冷却水流量を調節する流量調節器１５が組み込まれている。本実施例においては温度計１２によって金属６の外周部温度を監視し、その温度を流量調節器１５に帰還して冷却容器１１への冷却水量を自動調節することにより、金属６の外周部温度を常に金属の凝固点以下となる様に制御するものである。本実施例によれば金属を溶融させた場合でも、常時その外周部は固体状態に保持することができ、溶融金属を金属６内にとどめておく事ができるので、従来の装置からるつぼをなくすことができると共に、るつぼの影響を無くすことができるので、高純度の金属の蒸着ができる。また、金属６と周りの冷却容器１１は非接触である為、冷却容器１１が高温金属によって損傷を受けることもない。
本実施例においては、温度計１２を２個配置したが、１個でも良いが、外周に均等に複数個配置し、それらの平均温度によって温度調節するのが好ましい。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、溶融した金属の周りを固体状態にできるので金属自体にるつぼの役目をさせることができる。このため、るつぼが不要になり、るつぼ内面が損傷する問題がなくなる。又、金属と冷却容器とは非接触であり、高温の金属によって冷却容器が損傷することがなくなるので、経済性、安全性の高い金属蒸着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属蒸着装置の一実施例を示す構成図。
【図２】本発明の金属蒸発装置の他の実施例を示す構成図。
【図３】従来の金属蒸着装置を示す構成図。
【符号の説明】
１…真空容器、２…真空排気装置、３…るつぼ、４…断熱材、５…冷却管、６…金属、７…電子銃、８…電子銃電源、９…電子ビーム、１０…蒸気、１１…冷却容器、１２…温度計、１４…冷却水供給設備、１５…流量調節器、１６…蒸着板。
Claims (3)
- 真空容器内で金属を電子ビームによって加熱蒸発させ、該蒸発させた金属蒸気を被蒸着物に蒸着させる金属蒸着装置において、所定の形状を有する前記金属が搭載され、底辺及び外周が強制的に液体冷媒によって冷却される冷却容器と、前記電子ビームによって加熱される側の前記金属表面の外周側の温度を前記金属の凝固温度以下に保つように前記電子ビームによる加熱と前記冷媒による冷却との各々を調整する調整手段とを有することを特徴とする金属蒸着装置。
- 真空容器内で金属を電子ビームによって加熱蒸発させ、該蒸発させた金属蒸気を被蒸着物に蒸着させる金属蒸着装置において、所定の形状を有する前記金属が搭載され、前記電子ビームの照射側が開放し、底辺及び外周が強制的に液体冷媒によって冷却される冷却容器と、前記金属の外周と冷却容器との間の温度を測定する温度計と、前記電子ビームによって加熱される側の前記金属表面の外周側の温度を前記金属の凝固温度以下に保つように前記測定された温度に基づいて前記液体冷媒の流量を調整する流量調整手段とを有することを特徴とする金属蒸着装置。
- 請求項１又は２において、前記金属はその外周が前記冷却容器に非接触状態で配置されることを特徴とする金属蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002246374A JP2004083993A (ja) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | 金属蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002246374A JP2004083993A (ja) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | 金属蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004083993A true JP2004083993A (ja) | 2004-03-18 |
Family
ID=32054292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002246374A Pending JP2004083993A (ja) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | 金属蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004083993A (ja) |
-
2002
- 2002-08-27 JP JP2002246374A patent/JP2004083993A/ja active Pending
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