JP2008075168A - Crucible for vapor deposition - Google Patents

Crucible for vapor deposition Download PDF

Info

Publication number
JP2008075168A
JP2008075168A JP2006258783A JP2006258783A JP2008075168A JP 2008075168 A JP2008075168 A JP 2008075168A JP 2006258783 A JP2006258783 A JP 2006258783A JP 2006258783 A JP2006258783 A JP 2006258783A JP 2008075168 A JP2008075168 A JP 2008075168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crucible
vapor deposition
opening
thickness
edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006258783A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Osato
和弘 大里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2006258783A priority Critical patent/JP2008075168A/en
Publication of JP2008075168A publication Critical patent/JP2008075168A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crucible for vapor deposition in which the overflow of molten metal from the opening part thereof can be suppressed, and to provide a crucible for vapor deposition, in which the breakage caused by a difference in a thermal expansion coefficient between a vapor deposition material and the material composing the crucible can be suppressed. <P>SOLUTION: The crucible for vapor deposition is provided with: a storage part for storing and heating the vapor deposition material; and an opening part for releasing the vaporized vapor deposition material to an object for vapor deposition, wherein the opening area is made large toward the edges, and the bottom part of the storage part is thicker than the side face parts of the storage part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は蒸着材料を納め加熱するための収容部と、気化した蒸着材料が蒸着対象へ放出されるための開口部とを備えた蒸着用坩堝及びその製造方法に関するものであり、特に、材料が導電性でありまた溶融時に大きな流動性を持つ場合の溶湯の過度の濡れ上がりの抑制と、坩堝内壁に介在するマイクロクラックが破壊起点になって起こる坩堝の破壊の抑制が可能な蒸着用坩堝に関するものである。   The present invention relates to a vapor deposition crucible including an accommodating portion for storing and heating a vapor deposition material, and an opening for allowing the vaporized vapor deposition material to be discharged to a vapor deposition target, and a method for manufacturing the same. The present invention relates to an evaporation crucible that is capable of suppressing excessive wetting of molten metal when it is electrically conductive and has a large fluidity when melted, and that can suppress the destruction of a crucible caused by a microcrack interposed on the inner wall of the crucible. Is.

薄膜技術はエレクトロニクスをハード面で支えている最重要技術である。近年、エレクトロニクスを構成するデバイスの最小寸法はナノメートルの領域へと移行してきている。このようなデバイスを実現するには、材料は必然的に薄膜となり、材料作製に関してはナノメートルからオングストロームの制御性を必要とするようになってきている。一方、工業的には、生産性を損なわずに材料・デバイスを高度化せねばならず、原子レベルの制御性を有するとともに、十分な薄膜形成速度を有する技術が要求される。さらに、デバイスの機能の多様化が進むため、制御対象となる薄膜形成材料も、半導体、磁性体、絶縁体、酸化物、誘電体、金属、超誘電体など広範囲になってきている。   Thin film technology is the most important technology that supports electronics in hardware. In recent years, the minimum dimensions of devices that make up electronics have shifted to the nanometer range. In order to realize such a device, the material inevitably becomes a thin film, and the fabrication of the material requires a controllability of nanometers to angstroms. On the other hand, industrially, materials and devices must be advanced without impairing productivity, and a technology having atomic level controllability and sufficient thin film formation speed is required. Furthermore, as the functions of devices are diversifying, the thin film forming materials to be controlled are becoming widespread such as semiconductors, magnetic materials, insulators, oxides, dielectrics, metals, and superdielectrics.

こうして積層される薄膜は例えば液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置等の表示デバイスの電極や機能性薄膜、プリント配線板の配線や、プリント配線板に作り込みで形成される受動素子のための抵抗皮膜や高誘電皮膜、光学特性や分子透過を制御するためのフィルム等を挙げることができる。   Thin films laminated in this manner are, for example, electrodes for display devices such as liquid crystal display devices and electroluminescence display devices, functional thin films, wiring for printed wiring boards, and resistance films for passive elements formed by built-in printed wiring boards. And a film for controlling optical properties and molecular permeation.

このように用いられる薄膜の形成方法は乾式法では真空蒸着法、プラズマ蒸着法の2つに大きく分けられる。このうちの一方法である真空蒸着法とはプラズマ蒸着法より前に実用化された成膜技術で、装置の構造が簡単、シャッターなどで膜厚制御が容易、高真空中で純度の高い成膜が行える、プラズマ蒸着法のようなプラズマによる試料の損傷がないといった特長があり、広く利用されている。   The thin film formation method used in this way is roughly divided into two methods, that is, a vacuum deposition method and a plasma deposition method. One of these methods, vacuum deposition, is a film deposition technology that was put into practical use prior to plasma deposition, with a simple device structure, easy film thickness control with shutters, etc., and high purity in high vacuum. It is widely used because it has the advantage that it can form a film and the sample is not damaged by plasma as in plasma deposition.

真空蒸着法にはいくつかのプロセスがある。まず、チャンバー全体を真空状態にして蒸着材料を加熱・溶融して溶湯とし、気化させる。なお、溶湯とは坩堝内にある溶融状態の蒸着材料を指す。次いで気体分子となった蒸着材料が被蒸着物(試料)に衝突、付着することで薄膜が形成される。坩堝及び蒸着材料を加熱・溶融する方法には抵抗加熱式、電子ビーム式、高周波誘導式、レーザ式などがある。蒸着材料分子が被蒸着物に達する前にチャンバー内の残存気体分子に衝突しないよう、また、気体分子自体が被蒸着物に衝突しないよう、プラズマ蒸着法(数Pa)より高い真空度(10−3〜10−4Pa)が必要となる。 There are several processes for vacuum deposition. First, the entire chamber is evacuated and the vapor deposition material is heated and melted to form a molten metal that is vaporized. The molten metal refers to a vapor deposition material in a molten state in the crucible. Next, the vapor deposition material that has become gas molecules collides with and adheres to the deposition object (sample), whereby a thin film is formed. Methods for heating and melting the crucible and the evaporation material include a resistance heating type, an electron beam type, a high frequency induction type, and a laser type. In order to prevent the vapor deposition material molecules from colliding with the remaining gas molecules in the chamber before reaching the deposition target, and so that the gas molecules themselves do not collide with the deposition target, the degree of vacuum (10 − 3 to 10 −4 Pa) is required.

加熱・溶融方法の中で、抵抗加熱式は装置の構造が簡単であることから、一般に広く用いられている。抵抗加熱式では蒸着材料が収容される容器に電流を流すことで抵抗熱を発生させ、その熱で蒸着材料(蒸着源)を加熱・溶融し気化する方法である。この容器が浅い、いわゆるボート型である場合は、多量の蒸着材料を容器に入れて加熱すると、溶湯が電極間をショートさせてしまい、ボートに電流が流れず容器内の蒸着材料に流れてしまい蒸着材料が全く蒸発しなくなる、もしくは一部ボートが露出した部分に電流が集中し、そこだけ焼き切れてしまうという問題がある。従って、工業的にはより多くの蒸着材料を仕込むことのできる坩堝を用い、その坩堝を、例えば坩堝外壁に設けたTa等のヒーター線材で加熱する方法が用いられている。ここで蒸着用坩堝とは蒸着材料を納める収容部が底部にあり、気化した蒸着材料が被蒸着物へ放出される開口部を上方に有する筒状の耐熱性容器をいう。   Among the heating / melting methods, the resistance heating type is generally widely used because the structure of the apparatus is simple. In the resistance heating type, resistance heat is generated by passing an electric current through a container in which the vapor deposition material is accommodated, and the vapor deposition material (vapor deposition source) is heated / melted by the heat to vaporize. When this container is shallow, so-called boat type, if a large amount of vapor deposition material is put in the container and heated, the molten metal will short-circuit between the electrodes and current will not flow through the boat but will flow into the vapor deposition material in the container. There is a problem that the vapor deposition material does not evaporate at all, or the current concentrates on the part where the boat is exposed and burns out there. Therefore, industrially, a method is used in which a crucible capable of charging more vapor deposition material is used, and the crucible is heated with a heater wire such as Ta provided on the outer wall of the crucible, for example. Here, the crucible for vapor deposition refers to a cylindrical heat-resistant container having an accommodating portion for accommodating a vapor deposition material at the bottom, and having an opening on the upper side through which the vaporized vapor deposition material is discharged to a deposition target.

このような蒸着用坩堝において、その形状から大量の蒸着材料を仕込むことができるが、溶融時の流動性と濡れ上がり性の大きな蒸着材料を用いる際、溶融した蒸着材料が坩堝内壁を伝わって濡れ上がることや、突沸することで開口部から溢れ出すという問題があった。開口部から蒸着材料があふれてしまうと、蒸着材料が無駄になるばかりか、坩堝外壁を傷めたり、蒸着材料が導電性を有する場合は電熱線や熱伝対が溶湯で濡れ、特に電熱線においてはショートが発生し破損する懸念がある。   In such a crucible for vapor deposition, a large amount of vapor deposition material can be charged due to its shape. There was a problem of overflowing from the opening due to rising or bumping. If the vapor deposition material overflows from the opening, the vapor deposition material is wasted, the outer wall of the crucible is damaged, or if the vapor deposition material is conductive, the heating wire or thermocouple gets wet with the molten metal, especially in the heating wire There is a concern that short circuit occurs and breaks.

これを防ぐために坩堝の開口部を底部よりも狭くする方法(例えば特許文献1参照)が提案されてきた。
特開平08−269695号公報
In order to prevent this, a method of making the crucible opening narrower than the bottom (see, for example, Patent Document 1) has been proposed.
JP 08-269695 A

しかしながら、開口部を狭くする方法では気化した蒸着材料の放出が妨げられるという弊害があり、また、流動性の高い溶湯が開口部からあふれ出すのを抑制するには不充分であった。さらに、開口部が狭いということは、坩堝の形成も難しいという問題があった。坩堝を型取りで形成する場合、型が再利用できなかったり、複数のパーツに分けた坩堝を接合する作業を要するなど、非効率的であった。   However, the method of narrowing the opening portion has the disadvantage that the vaporized vapor deposition material is prevented from being released, and is insufficient to prevent the molten metal having high fluidity from overflowing from the opening portion. Furthermore, the narrow opening has a problem that it is difficult to form a crucible. When forming a crucible by mold-making, it was inefficient that the mold could not be reused or that a work for joining the crucible divided into a plurality of parts was required.

また、開口部からあふれなくても、濡れ上がり性の大きな蒸着材料を用いる際、加熱され溶湯となった蒸着材料が坩堝内壁に付着するため、この状態で温度の上下動を繰り返すことで、蒸着材料と坩堝を構成する材料との熱膨張率の違いから、坩堝表面に介在するマイクロクラックを起点として坩堝に亀裂破損が生じる懸念がある。特に、坩堝底部に形成されたR部に坩堝製造時の残留応力が集中するためマイクロクラックを形成しやすく、坩堝底部が破壊起点となる場合が多いことが問題となっている。
このように濡れ上がり性の大きな蒸着材料は、高温領域(1400℃以上)で大きな流動性を獲得し、面内均一性の高い薄膜を効率よく形成することが可能であるが、その濡れ上がり性、流動性のために蒸着用坩堝へダメージを与えるという問題があった。
In addition, when using a vapor deposition material with high wettability even if it does not overflow from the opening, the vapor deposition material that has been heated and becomes a molten metal adheres to the inner wall of the crucible. Due to the difference in coefficient of thermal expansion between the material and the material constituting the crucible, there is a concern that the crucible may be cracked and damaged starting from microcracks interposed on the crucible surface. In particular, there is a problem that microcracks are easily formed because residual stress during crucible manufacturing is concentrated in the R portion formed at the bottom of the crucible, and the bottom of the crucible often serves as a starting point for fracture.
A vapor deposition material having such a high wettability can obtain a large fluidity in a high temperature region (1400 ° C. or higher) and can efficiently form a thin film with high in-plane uniformity. However, there was a problem that the deposition crucible was damaged due to fluidity.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、坩堝の開口部から溶湯があふれ出すのを抑制することの可能な蒸着用坩堝を提供することを目的とする。
また、上記課題に加えて蒸着材料と坩堝を構成する材料との熱膨張率の違いによる坩堝の破損を抑制することのできる蒸着用坩堝を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vapor deposition crucible that can prevent the molten metal from overflowing from the opening of the crucible.
Another object of the present invention is to provide a vapor deposition crucible that can suppress damage to the crucible due to the difference in thermal expansion coefficient between the vapor deposition material and the material constituting the crucible.

本発明の課題を解決するためになされた第一の発明は、蒸着材料をおさめ加熱するための収容部と気化した蒸着材料が蒸着対象へ放出されるための開口部とを備え、前記開口部が縁にむかってその開口面積が大きくなっている蒸着用坩堝であって、前記坩堝の収容部の底部の厚みが、収容部の側面部の厚みと比較して大きいことを特徴とする蒸着用坩堝である。   In order to solve the problems of the present invention, a first invention is provided with an accommodating portion for storing and heating a vapor deposition material, and an opening for discharging the vaporized vapor deposition material to a vapor deposition target. Is a deposition crucible whose opening area is increased toward the edge, wherein the thickness of the bottom portion of the accommodating portion of the crucible is larger than the thickness of the side surface portion of the accommodating portion. It is a crucible.

本発明の課題を解決するためになされた第二の発明は、前記坩堝の底部の厚みが0.1mm以上10mm以下であり、且つ、前記収容部の側面部の厚みが0.01mm以上5mm以下であることを特徴とする請求項1記載の蒸着用坩堝である。   A second invention made to solve the problems of the present invention is such that the bottom part of the crucible has a thickness of 0.1 mm to 10 mm, and the side part of the storage part has a thickness of 0.01 mm to 5 mm. The vapor deposition crucible according to claim 1, wherein:

本発明の課題を解決するためになされた第三の発明は、前記坩堝の開口部の縁部の厚みが、該縁部を除いた開口部の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蒸着用坩堝である。   A third invention made to solve the problem of the present invention is characterized in that the thickness of the edge of the opening of the crucible is larger than the thickness of the opening excluding the edge. Or it is a crucible for vapor deposition of Claim 2.

本発明の課題を解決するためになされた第四の発明は、前記坩堝の開口部の縁部の厚みが0.1mm以上10mm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の蒸着用坩堝である。 4th invention made | formed in order to solve the subject of this invention is that the thickness of the edge part of the opening part of the said crucible is 0.1 mm or more and 10 mm or less, The any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. It is a crucible for vapor deposition as described.

本発明の課題を解決するためになされた第五の発明は、前記坩堝がセラミック及び金属からなる群から選択される材料にからなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の蒸着用坩堝である。   5th invention made | formed in order to solve the subject of this invention consists of a material selected from the group which the said crucible consists of a ceramic and a metal, In any one of the Claims 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. It is a crucible for vapor deposition.

本発明の課題を解決するためになされた第六の発明は、前記セラミック材料が酸化物、窒化物、炭化物、炭素からなる群から選択されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の蒸着用坩堝である。 A sixth invention made to solve the problems of the present invention is characterized in that the ceramic material is selected from the group consisting of oxide, nitride, carbide and carbon. It is a crucible for vapor deposition as described in above.

本発明の課題を解決するためになされた第七の発明は、前記金属材料が融点が2000℃以上の高融点金属からなる群から選択されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の記載の蒸着用坩堝である。   7th invention made | formed in order to solve the subject of this invention, The said metal material is selected from the group which consists of a refractory metal whose melting | fusing point is 2000 degreeC or more, Any one of the Claims 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. It is a crucible for vapor deposition as described in description.

本発明の蒸着用坩堝は底部の厚みが厚くなるため熱伝導が低くなり、加熱部にかけられた温度よりも低くなる。そのため坩堝底部の収容部に納められた溶湯となった蒸着材料の粘度が高くなることで、溶湯の過剰な濡れ上がりを抑制することができる。   Since the vapor deposition crucible of the present invention has a thick bottom portion, the heat conduction is low, and is lower than the temperature applied to the heating portion. Therefore, when the viscosity of the vapor deposition material that has become the molten metal stored in the housing portion at the bottom of the crucible increases, excessive wetting of the molten metal can be suppressed.

また、底部以外の開口部に至るまでの厚みが薄いため熱伝導が高くなり、加熱部にかけられた温度とほぼ同等の温度、すなわち底部にかかる温度よりも高くなる。そのため底部より濡れあがってきた溶湯の粘度が低くなることで溶湯が開口部に至るまでの坩堝内壁を速やかに濡れ上がり、開口部において溶湯の大部分が放出される。ここで、開口部の幅は底部の幅よりも広いため、蒸着材料の放出を妨げることもない。   Further, since the thickness up to the opening other than the bottom is thin, the heat conduction is high, and the temperature is substantially equal to the temperature applied to the heating part, that is, the temperature applied to the bottom. For this reason, the viscosity of the molten metal that has been wetted from the bottom is lowered, so that the inner wall of the crucible until the molten metal reaches the opening is quickly wetted, and most of the molten metal is discharged from the opening. Here, since the width of the opening is wider than the width of the bottom, the release of the vapor deposition material is not hindered.

また、底部の厚みが厚くなり底部の耐久性が増すことで、蒸着材料と坩堝を構成する材料との熱膨張率の違いから起こる坩堝の破壊において、マイクロクラックが多く介在する底部が破壊起点となることを抑制することができる。   In addition, because the bottom thickness is increased and the durability of the bottom portion is increased, in the crucible destruction caused by the difference in thermal expansion coefficient between the vapor deposition material and the material constituting the crucible, the bottom portion where many microcracks are present It can be suppressed.

さらに、開口部の縁部の厚みが、縁部以外の開口部の厚みよりも厚くなるため熱伝導が低くなり、開口部の縁にかかる温度が低くなる。そのため、開口部で放出しきれずに溶湯として残留した蒸着材料が開口部の縁部に達すると溶湯の温度が低下する。これによって羊頭の粘度が高くなり、開口部の縁部から溢れ出すことを抑制することができる。これによって蒸着材料の無駄、坩堝外壁の損傷を防ぐことができ、また蒸着材料が導電性材料である場合は坩堝本体や坩堝が納められているチャンバーの電気系統のショートを防ぐことができる。   Furthermore, since the thickness of the edge of the opening becomes thicker than the thickness of the opening other than the edge, the heat conduction is lowered, and the temperature applied to the edge of the opening is lowered. Therefore, when the vapor deposition material that has not been discharged from the opening and remains as a molten metal reaches the edge of the opening, the temperature of the molten metal decreases. As a result, the viscosity of the sheep head increases, and overflow from the edge of the opening can be suppressed. As a result, waste of the vapor deposition material and damage to the outer wall of the crucible can be prevented, and when the vapor deposition material is a conductive material, a short circuit of the electric system of the crucible body and the chamber in which the crucible is housed can be prevented.

また、本発明の坩堝は壁の厚みを部分的に変えることにより部分的な温度制御を行っているため特殊な加工が必要なく、製造が容易であり、また、開口部の幅が坩堝内部の幅よりも広くなっているため、坩堝内壁の型取りに使用した型を繰り返し使用することができる。   In addition, the crucible of the present invention has partial temperature control by partially changing the thickness of the wall, so that no special processing is required and the manufacture is easy, and the width of the opening is within the crucible. Since it is wider than the width, the mold used to mold the crucible inner wall can be used repeatedly.

以下に、本発明の坩堝について説明する。   Below, the crucible of this invention is demonstrated.

まず、従来の蒸着坩堝について説明する。図1は従来の坩堝の断面模式図である。図1(a)は坩堝の底部に蒸着材料を仕込み加熱状態におかれている従来の坩堝の断面模式図である。図1(b)は、坩堝の底部に仕込まれた蒸着材料が溶融し、溶湯が内壁面を伝わって過剰に濡れ上がり開口部の縁から溢れ出して、電熱線からなる加熱部と接触している様子を示す断面模式図である。 First, a conventional vapor deposition crucible will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional crucible. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a conventional crucible in which a vapor deposition material is charged at the bottom of the crucible and is heated. FIG. 1 (b) shows that the vapor deposition material charged at the bottom of the crucible melts, the molten metal is excessively wetted along the inner wall surface, overflows from the edge of the opening, and comes into contact with the heating unit made of heating wire. It is a cross-sectional schematic diagram which shows a mode that it is.

図1(a)において、坩堝1の底部に仕込まれた蒸着材料2は加熱部3で加熱されることにより溶解し、溶湯2xが内壁面を伝わって濡れ上がり開口部に達したところで放出される。ここで、溶湯の源である底部を溶湯の供給部、溶湯が放出される開口部を溶湯の放出部としたときに放出部から放出される溶湯の量を超えて供給部から過剰な溶湯が供給される場合には、図1(b)に示したように開口部の縁から溶湯2xが溢れ出してしまい、加熱部3である電熱線をぬらし、特にその導電性によって加熱部3の電熱線をショートさせてしまうという問題が発生する。   In FIG. 1A, the vapor deposition material 2 charged at the bottom of the crucible 1 is melted by being heated by the heating unit 3, and is discharged when the molten metal 2x is wetted along the inner wall surface and reaches the opening. . Here, when the molten metal supply part is the bottom, which is the source of the molten metal, and the opening from which the molten metal is discharged is the discharge part of the molten metal, excess molten metal from the supply part exceeds the amount of molten metal released from the discharge part. When supplied, as shown in FIG. 1 (b), the molten metal 2x overflows from the edge of the opening, wets the heating wire as the heating unit 3, and in particular, the electrical conductivity of the heating unit 3 due to its conductivity. The problem of shorting the heat rays occurs.

さらに、加熱され溶湯2xとなった蒸着材料2が坩堝内壁に付着するため、この状態で温度の上下動を繰り返すことで、蒸着材料と坩堝を構成する材料との熱膨張率の違いから、坩堝表面に介在するマイクロクラックを起点として坩堝に亀裂破損が生じる懸念がある。特に、坩堝底部5に形成されたR部に坩堝製造時の残留応力が集中するためマイクロクラックを形成しやすく、坩堝底部5が破壊起点となるという問題が発生する。   Furthermore, since the vapor deposition material 2 heated to become the molten metal 2x adheres to the inner wall of the crucible, by repeating the temperature up and down in this state, the difference in thermal expansion coefficient between the vapor deposition material and the material constituting the crucible There is a concern that crack breakage may occur in the crucible starting from microcracks interposed on the surface. In particular, the residual stress at the time of crucible manufacture concentrates on the R portion formed on the crucible bottom portion 5, so that microcracks are easily formed, and the crucible bottom portion 5 becomes a starting point for fracture.

これに対し、本発明の坩堝は収容部の底部の厚みが、収容部の側面部の厚みと比較して大きいことを特徴とする蒸着用坩堝である。図2に底部に蒸着材料を仕込み加熱状態におかれている本発明の坩堝の断面模式図を示した。図3に本発明の坩堝の断面模式図を示した。以下、図2、図3の本発明の坩堝の断面模式図をもとに説明する。   On the other hand, the crucible of the present invention is a vapor deposition crucible characterized in that the thickness of the bottom portion of the housing portion is larger than the thickness of the side surface portion of the housing portion. FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the crucible of the present invention in which a vapor deposition material is charged at the bottom and heated. FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the crucible of the present invention. Hereinafter, description will be made based on the schematic cross-sectional views of the crucible of the present invention shown in FIGS.

本発明の坩堝1は、収容部Xと開口部Yを有し、開口部Yは縁に向かってその開口面積が大きくなっている。すなわち開口部Yは末広がり形状となっている。本発明の坩堝1の収容部Xは、底部X1と側面部X2よりなる。そして、本発明の坩堝1は、収容部の底部の厚みL1が、収容部の側面部の厚みL2と比較して大きいことを特徴とする。また、開口部の縁部Y1の厚みL3が、縁部を除いた開口部の厚みL4と比較して大きいことを特徴とする。   The crucible 1 of the present invention has an accommodating portion X and an opening Y, and the opening Y has an opening area that increases toward the edge. That is, the opening Y has a divergent shape. The accommodating part X of the crucible 1 of the present invention includes a bottom part X1 and a side part X2. And the crucible 1 of this invention is characterized by the thickness L1 of the bottom part of an accommodating part being large compared with the thickness L2 of the side part of an accommodating part. Further, the thickness L3 of the edge Y1 of the opening is larger than the thickness L4 of the opening excluding the edge.

坩堝1の底部X1の厚みL1を厚くすることにより熱伝導が低くなり、底部X1にかかる温度が加熱部3と接している側面部X2の温度よりも低くなるため、底部X1における溶解状態の蒸着材料(溶湯3)の粘性が大きくなる。そのため底部X1からの過剰な溶湯の供給を抑制することができる。   By increasing the thickness L1 of the bottom part X1 of the crucible 1, the heat conduction is lowered, and the temperature applied to the bottom part X1 is lower than the temperature of the side part X2 in contact with the heating part 3. The viscosity of the material (molten metal 3) increases. Therefore, it is possible to suppress an excessive supply of molten metal from the bottom X1.

また、側面部X2X1の温度は加熱部にかけられる温度とほぼ同等の温度になるため、底部から濡れあがってきた溶湯2xはこの部分において粘性が低くなり、速やかに開口部Yまで濡れ上がることができ、開口部にて放出される。   Further, since the temperature of the side surface portion X2X1 becomes substantially the same as the temperature applied to the heating portion, the molten metal 2x that has been wetted from the bottom portion has a low viscosity in this portion and can quickly rise to the opening Y. , And discharged at the opening.

このように、底部の厚みL1を側面部の厚みL2よりも大きくすることにより、底部の温度を側面部の温度と比較して低く制御することができる。これにより、溶湯の供給を抑制し、開口部の温度を底部の温度よりも相対的に高く制御し溶湯の放出を促進することで、開口部の縁部Y1から溶融状態の蒸着材料(溶湯2x)が溢れ出してしまう問題を解決することができる。   Thus, by making the thickness L1 of the bottom portion larger than the thickness L2 of the side surface portion, the temperature of the bottom portion can be controlled to be lower than the temperature of the side surface portion. Thereby, the supply of the molten metal is suppressed, the temperature of the opening is controlled to be relatively higher than the temperature of the bottom, and the release of the molten metal is promoted, so that the vapor deposition material (molten metal 2x) is melted from the edge Y1 of the opening. ) Can be solved.

また、開口部Yで放出しきれなかった溶湯については、開口部の縁部Y1の厚みL3を縁部以外の開口部の厚みL4よりも厚くすることにより縁からの溢れ出しを防ぐことができる。すなわち、開口部の縁部の厚みL3を縁部以外の開口部の厚みL4よりも厚くすることにより開口部の縁部Y1での温度を低くすることができ、これにより、開口部の縁部Y1に達すると溶湯の温度は低下し粘度が高くなる。そして、溶湯の粘度が高くなることにより開口部の縁から溢れ出すことを抑制することができる。   Moreover, about the molten metal which could not be discharged | emitted by the opening part Y, the overflow from an edge can be prevented by making thickness L3 of edge part Y1 of an opening part thicker than thickness L4 of opening parts other than an edge part. . That is, the temperature at the edge Y1 of the opening can be lowered by making the thickness L3 of the edge of the opening thicker than the thickness L4 of the opening other than the edge, and thereby the edge of the opening When Y1 is reached, the temperature of the molten metal decreases and the viscosity increases. And it can suppress that it overflows from the edge of an opening part because the viscosity of a molten metal becomes high.

さらに、収容部Xの底部X1の厚みL1が厚くなることで耐久性が増し、蒸着材料2と坩堝を構成する材料との熱膨張率の違いから起こる坩堝の破壊において、底部が破壊起点となることを抑制することができる。すなわち、底部の厚みを厚くすることにより、坩堝の使用回数を増やすことができる。   Further, the thickness L1 of the bottom portion X1 of the housing portion X is increased, so that the durability is increased, and in the crucible breakage caused by the difference in thermal expansion coefficient between the vapor deposition material 2 and the material constituting the crucible, the bottom portion becomes the breakage starting point. This can be suppressed. That is, the number of times the crucible is used can be increased by increasing the thickness of the bottom.

本発明の坩堝において、収容部Xの底部X1の厚みL1としては、0.1mm以上10mm以下であり、収容部Xの側面部X2の厚みL2は0.01mm以上5mm以下であることが好ましい。底部の厚みL1が0.1mmに満たない場合、熱伝導が高くなり、底部X1における溶解状態の蒸着材料(溶湯2x)の粘性が小さくなるため、底部X1から過剰な溶湯が供給されてしまうことがある。また、底部の厚みL1が10mmを超える場合、熱伝導が低くなりすぎてしまい、蒸着材料(溶湯2x)の粘性が過度に高くなるため、底部X1から側面部X2へのの蒸着材料(溶湯2x)の供給が不足状態となってしまうことがある。側面部の厚みL2が0.01mmに満たない場合、耐衝撃性が十分でなく、外部からの衝撃によって破壊されてしまうことがある。また、側面部の厚みL2が5mmを超える場合、熱伝導が低くなり溶湯2xの粘性が大きくなるため、溶湯2xが側面部X2から速やかに開口部Yまで濡れ上がることができなくなってしまうことがある。   In the crucible of the present invention, the thickness L1 of the bottom portion X1 of the housing portion X is preferably 0.1 mm or more and 10 mm or less, and the thickness L2 of the side surface portion X2 of the housing portion X is preferably 0.01 mm or more and 5 mm or less. When the thickness L1 of the bottom is less than 0.1 mm, the heat conduction is increased, and the viscosity of the vapor deposition material (molten metal 2x) in the dissolved state at the bottom X1 is reduced, so that excessive molten metal is supplied from the bottom X1. There is. Further, when the thickness L1 of the bottom portion exceeds 10 mm, the heat conduction becomes too low, and the viscosity of the vapor deposition material (molten metal 2x) becomes excessively high. Therefore, the vapor deposition material (molten metal 2x) from the bottom portion X1 to the side surface portion X2. ) May be in short supply. When the thickness L2 of the side surface portion is less than 0.01 mm, the impact resistance is not sufficient, and the side surface portion may be broken by an external impact. In addition, when the thickness L2 of the side surface portion exceeds 5 mm, the heat conduction becomes low and the viscosity of the molten metal 2x increases, so that the molten metal 2x cannot quickly get wet from the side surface portion X2 to the opening Y. is there.

また、本発明の坩堝において、開口部Yの縁部Y1の厚みL3は0.1mm以上10mm以下であることが好ましい。縁部の厚みL3が0.1mmに満たない場合、熱伝導が高くなり、溶湯2xの粘性が大きくなるため、開口部Yで蒸発しきれなかった溶湯2xが縁部から溢れ出してしまうことがある。また、縁部の厚みが10mmを超える場合、開口部Yで蒸発した蒸着材料が厚い縁の形状によって遮断され、基板に蒸着した際に形成された蒸着層の膜厚分布が崩れてしまうことがある。   In the crucible of the present invention, the thickness L3 of the edge Y1 of the opening Y is preferably 0.1 mm or more and 10 mm or less. When the thickness L3 of the edge is less than 0.1 mm, the heat conduction increases and the viscosity of the molten metal 2x increases, and therefore the molten metal 2x that cannot be evaporated at the opening Y may overflow from the edge. is there. Moreover, when the thickness of the edge exceeds 10 mm, the vapor deposition material evaporated in the opening Y is blocked by the shape of the thick edge, and the film thickness distribution of the vapor deposition layer formed when vapor-deposited on the substrate may be disrupted. is there.

本発明の坩堝はその構造に大きな特徴を有するため、坩堝本体を構成する材料としては、耐熱性にすぐれ、一般的に蒸着用の坩堝の製造に用いられる材料であれば用いることができる。例えば、酸化物、窒化物、炭化物、炭素からなる群から選択されるセラミック、もしくはモリブデン、タンタル、タングステンなどの高融点金属材料からなる群から選択される。セラミックとしては、例えばカーボン等を挙げることができる。高融点金属とは、例えばモリブデン(融点2620℃)、タンタル(融点2990℃)、タングステン(融点3400℃)等を挙げることができる。なかでも、耐加工性に優れ、蒸着物と化合物形成しにくいため、モリブデンが好ましい。   Since the crucible of the present invention has a great feature in its structure, the material constituting the crucible main body is excellent in heat resistance and can be used as long as it is a material generally used for the production of a crucible for vapor deposition. For example, it is selected from the group consisting of ceramics selected from the group consisting of oxides, nitrides, carbides, carbon, or refractory metal materials such as molybdenum, tantalum, and tungsten. Examples of the ceramic include carbon. Examples of the refractory metal include molybdenum (melting point: 2620 ° C.), tantalum (melting point: 2990 ° C.), tungsten (melting point: 3400 ° C.), and the like. Among these, molybdenum is preferable because it is excellent in processing resistance and is difficult to form a compound with a deposited material.

また、本発明の坩堝は、型取り方法、切削方法により製造することが出来る。   Moreover, the crucible of this invention can be manufactured with the shaping | molding method and the cutting method.

底部からそれ以外の開口部に至るまでの厚みの変化は、角をつくらず曲線的に変化することが好ましい。角を形成すると、そこに坩堝内壁に付着した蒸着材料による残留応力が集中し、亀裂破損の起点になるからである。   The change in thickness from the bottom to the other opening is preferably changed in a curved line without forming a corner. This is because when the corner is formed, the residual stress due to the vapor deposition material adhering to the inner wall of the crucible is concentrated on the corner and becomes a starting point of crack breakage.

本発明の蒸着用坩堝で蒸着可能に加熱することのできる蒸着材料には、Al、Ag、Mg、Au等の材料を用いることが出来るが、中でも、Alといった濡れ上がりの性の大きな材料に対して好適に使用することができる。また、加熱部としては、電熱線が用いられる。   As the vapor deposition material that can be heated so as to be vapor deposited by the vapor deposition crucible of the present invention, materials such as Al, Ag, Mg, and Au can be used. Can be preferably used. Moreover, a heating wire is used as a heating part.

図3の本発明の坩堝において、底部の厚みL1=3.0mm、側面部の厚みL2=1.5mm、縁部の厚みL3=4.0mm、縁部を除いた開口部の厚みL4=1.5mmであり、坩堝の高さH1=130mm、底部の高さH2=50mm、開口部の高さH3=10mmであり、開口部の外径W1=50mm、収容部の側面部の内径W2=35mm、開口部の縁部の幅W3=2.0mmである蒸着坩堝を用意した。なお、この蒸着坩堝の材質はカーボンであり、型取り方法により作製した。   In the crucible of the present invention shown in FIG. 3, the bottom thickness L1 = 3.0 mm, the side surface thickness L2 = 1.5 mm, the edge thickness L3 = 4.0 mm, and the opening thickness L4 = 1 excluding the edge. The height of the crucible is H1 = 130 mm, the height of the bottom is H2 = 50 mm, the height of the opening is H3 = 10 mm, the outer diameter of the opening is W1 = 50 mm, the inner diameter of the side of the housing is W2 = A vapor deposition crucible having a width of 35 mm and an edge width W3 = 2.0 mm was prepared. In addition, the material of this vapor deposition crucible was carbon, and it was produced by a mold taking method.

蒸着材料として、Alを用い、蒸着坩堝に30g入れ、真空度3×10−4Pa、加熱温度1500℃にてガラス基板上にAlからなる薄膜を150nmの厚みで形成した。これらの作業を繰り返したところ、80回まで繰り返しガラス基板上にAlからなる薄膜を形成することができた。 As a vapor deposition material, Al was used, 30 g was put in a vapor deposition crucible, and a thin film made of Al was formed on a glass substrate with a thickness of 150 nm at a degree of vacuum of 3 × 10 −4 Pa and a heating temperature of 1500 ° C. When these operations were repeated, a thin film made of Al could be formed on the glass substrate up to 80 times.

(比較例1)
図3の坩堝において、底部の厚みL1=側面部の厚みL2=縁部の厚みL3=縁部を除いた開口部の厚みL4=1.5mmであり、坩堝の高さH1=130mm、底部の高さH2=50mm、開口部の高さH3=10mmであり、開口部の外径W1=50mm、収容部の側面部の内径W2=35mmである蒸着坩堝を用意した。なお、この蒸着坩堝の材質はカーボンであり、型取り方法により作製した。蒸着材料として、Alを用い、蒸着坩堝に30g入れ、真空度3×10−4Pa、加熱温度1500℃にてガラス基板上にAlからなる薄膜を150nmの厚みで形成した。ただし、試料交換の際に、坩堝の開口部の縁部において一部、蒸着材料が溢れ出している様子が確認された。また、30回繰り返しガラス基板上に薄膜を形成したところで、坩堝の底部に小さなキズが確認され、これ以上蒸着することが出来なくってしまった。
(Comparative Example 1)
In the crucible of FIG. 3, the thickness L1 of the bottom portion = the thickness L2 of the side portion = the thickness L3 of the edge portion = the thickness L4 of the opening excluding the edge portion = 1.5 mm, the height H1 of the crucible = 130 mm, An evaporation crucible having a height H2 = 50 mm, an opening height H3 = 10 mm, an outer diameter W1 = 50 mm of the opening portion, and an inner diameter W2 = 35 mm of the side surface portion of the housing portion was prepared. In addition, the material of this vapor deposition crucible was carbon, and it was produced by a mold taking method. As a vapor deposition material, Al was used, 30 g was put in a vapor deposition crucible, and a thin film made of Al was formed on a glass substrate with a thickness of 150 nm at a degree of vacuum of 3 × 10 −4 Pa and a heating temperature of 1500 ° C. However, it was confirmed that the vapor deposition material partially overflowed at the edge of the opening of the crucible during the sample exchange. Moreover, when a thin film was repeatedly formed on the glass substrate 30 times, a small scratch was observed at the bottom of the crucible, and it was impossible to deposit further.

従来のるつぼを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the conventional crucible. 図2は底部に蒸着材料を仕込み加熱状態におかれている本発明の坩堝の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a crucible of the present invention in which a vapor deposition material is charged at the bottom and heated. 図3は本発明の坩堝の断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the crucible of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:るつぼ
2:蒸着材料
2x:溶湯(蒸着材料)
3:加熱部(電熱線)
X:坩堝の収容部
X1:底部
X2:側面部
Y:坩堝の開口部
Y1:縁部
L1:底部の厚み、
L2:側面部の厚み
L3:縁部の厚み
L4:縁部を除いた開口部の厚み
H1:坩堝の高さ
H2:底部の高さ
H3:開口部の高さ
W1:開口部の外径
W2:側面部の内径
W3:開口部の縁部の幅
1: crucible 2: vapor deposition material 2x: molten metal (vapor deposition material)
3: Heating part (heating wire)
X: crucible housing portion X1: bottom X2: side portion Y: crucible opening Y1: edge L1: bottom thickness,
L2: Side thickness L3: Edge thickness L4: Opening thickness excluding the edge H1: Crucible height H2: Bottom height H3: Opening height W1: Opening outer diameter W2 : Inner diameter W3 of side part: Width of edge part of opening part

Claims (7)

蒸着材料をおさめ加熱するための収容部と気化した蒸着材料が蒸着対象へ放出されるための開口部とを備え、前記開口部が縁にむかってその開口面積が大きくなっている蒸着用坩堝であって、
前記坩堝の収容部の底部の厚みが、収容部の側面部の厚みと比較して大きいことを特徴とする蒸着用坩堝。
A crucible for vapor deposition comprising an accommodating portion for storing and heating the vapor deposition material and an opening for allowing the vaporized vapor deposition material to be discharged to the vapor deposition target, wherein the opening is widened toward the edge. There,
A vapor deposition crucible, wherein a thickness of a bottom portion of the housing portion of the crucible is larger than a thickness of a side surface portion of the housing portion.
前記坩堝の底部の厚みが0.1mm以上10mm以下であり、且つ、前記収容部の側面部の厚みが0.01mm以上5mm以下であることを特徴とする請求項1記載の蒸着用坩堝。   The crucible for vapor deposition according to claim 1, wherein a thickness of a bottom portion of the crucible is 0.1 mm or more and 10 mm or less, and a thickness of a side surface portion of the housing portion is 0.01 mm or more and 5 mm or less. 前記坩堝の開口部の縁部の厚みが、該縁部を除いた開口部の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蒸着用坩堝。   The vapor deposition crucible according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the edge of the opening of the crucible is larger than the thickness of the opening excluding the edge. 前記坩堝の開口部の縁部の厚みが0.1mm以上10mm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の蒸着用坩堝。   The crucible for vapor deposition according to any one of claims 1 to 3, wherein a thickness of an edge of the opening of the crucible is 0.1 mm or more and 10 mm or less. 前記坩堝がセラミック及び金属からなる群から選択される材料にからなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の蒸着用坩堝。   The vapor deposition crucible according to any one of claims 1 to 4, wherein the crucible is made of a material selected from the group consisting of ceramic and metal. 前記セラミック材料が酸化物、窒化物、炭化物、炭素からなる群から選択されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の蒸着用坩堝。   The crucible for vapor deposition according to any one of claims 1 to 5, wherein the ceramic material is selected from the group consisting of oxide, nitride, carbide, and carbon. 前記金属材料が融点が2000℃以上の高融点金属からなる群から選択されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の記載の蒸着用坩堝。   The vapor deposition crucible according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal material is selected from the group consisting of high melting point metals having a melting point of 2000 ° C or higher.
JP2006258783A 2006-09-25 2006-09-25 Crucible for vapor deposition Pending JP2008075168A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006258783A JP2008075168A (en) 2006-09-25 2006-09-25 Crucible for vapor deposition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006258783A JP2008075168A (en) 2006-09-25 2006-09-25 Crucible for vapor deposition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008075168A true JP2008075168A (en) 2008-04-03

Family

ID=39347519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006258783A Pending JP2008075168A (en) 2006-09-25 2006-09-25 Crucible for vapor deposition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008075168A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015110812A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 スタンレー電気株式会社 Method of manufacturing lead compound thin film, and crucible

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015110812A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 スタンレー電気株式会社 Method of manufacturing lead compound thin film, and crucible

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101015277B1 (en) evaporation source
JP5524213B2 (en) Wafer processing apparatus with adjustable electrical resistivity
TWI404815B (en) Sputtering target structure
KR20190015993A (en) Evaporator appratus and control method thereof
JP2012233211A (en) Hearth liner for formation of optical thin film
JP6206406B2 (en) Glass substrate cutting method and glass substrate manufacturing method
JP4728882B2 (en) Method for manufacturing crucible for molecular beam source for thin film deposition
CN108713262B (en) Crucible for metal film deposition and evaporation source for metal film deposition
JP2007197789A (en) Crucible for vapor deposition, and its manufacturing method
JP6958105B2 (en) Manufacturing method of glass articles and melting furnace
JP2008075168A (en) Crucible for vapor deposition
JP3817054B2 (en) Vapor source crucible and vapor deposition apparatus
JP2008127642A (en) Vapor deposition system and method for regenerating vapor deposition material
CN105483620A (en) Nozzle component, evaporation device and method for manufacturing organic light emitting diode device
JP2011162867A (en) Vacuum evaporator
KR20160055989A (en) Internal member applying plasma treatment apparatus and method for manufacturing the same
JP5611086B2 (en) Deposition boat and film formation method using the same
JP5134893B2 (en) Optical thin film forming material and optical thin film forming method
JP4451747B2 (en) Deposition crucible, deposition apparatus and optical thin film deposition method
KR20150020974A (en) Crucible for Aluminium Melting and the Fabrication Method Thereof
KR101465982B1 (en) Metallic sector for glass melter and coating method thereof
JP2008111161A (en) Vapor deposition apparatus
KR100419169B1 (en) Manufacturing method of graphite arc electrode using steam plasma
JP2007046106A (en) Boat for vapor deposition, and vacuum deposition system provided therewith
JP5621269B2 (en) Vapor deposition boat and vapor deposition apparatus using the same