JP2014047365A5

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Publication number: JP2014047365A5
Application number: JP2012188691A
Authority: JP
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2032-08-29

Description

蒸発源

本発明は、蒸発源に関するものである。

蒸着装置においては、蒸着の際にルツボ内の蒸着材料の温度分布を均一にする必要がある。それは、蒸着材料の蒸発量と温度に相関関係があるためである。

ここで、ルツボ内の蒸着材料の温度分布を均一にするには、ルツボの温度分布が均一である必要がある。ルツボ内の蒸着材料は、ルツボからの熱伝導や輻射を受けるためである。

つまり、蒸着材料の蒸発量を均一にするためには、ルツボの温度分布を均一にする必要があり、特に、ルツボの蒸着材料近傍部分の温度分布の均一化が重要である。

また、ルツボの温度分布を悪くする要因としては、ルツボが他の部材と接触することが挙げられる。例えば、ルツボを設置する際に、ルツボ底面が蒸発源ホルダやガイシに接触すると、接触部のみ温度が下がる。更に、蒸発源ホルダやガイシへの接触具合によって接触熱抵抗が変わるため、温度が様々に変化する。

そこで、上記のような問題点を解決するため、例えば特許文献１に開示される技術が提案されている。この特許文献１に開示される技術は、加熱される外箱内に収納されるルツボの底面に脚部を設けて、ルツボの底面と外箱の床面との間に間隔を設けることで、接触による熱変動を緩和させようとするものである。

特許第４６９６７１０号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、脚部が蒸着材料の直下に設けられているため、ルツボの脚部近傍が脚部を介しての熱伝導により局所的に加熱され、脚部近傍の蒸着材料の蒸発量が他の場所に比し増加すると考えられる。

そのため、脚部を設ける位置がルツボ端部であったとしても、蒸発量が局所的に増加すれば、端部近傍の開口からの蒸着材料の噴出量が増加し、膜厚分布にバラつきが生じることになる。

本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、ルツボを、ルツボの外側面にして蒸着材料の充填面よりも高い位置で支持することで、ルツボの外底面が収納体の内底面から離間した状態でルツボを収納体内に収納配設でき、且つ、ルツボの収納体との接触部を蒸着材料から離れた位置とすることができ、接触による熱変動の影響が蒸着材料に伝わり難く、蒸着材料の温度分布を均一化でき、蒸着材料の蒸発量の安定化を図ることができる蒸発源を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

蒸着材料１が充填されるルツボ２と、このルツボ２を囲うように設けられた加熱部３と、前記ルツボ２及び前記加熱部３を収納配設する収納体４とから成る蒸発源であって、前記ルツボ２の外側面にして前記蒸着材料１の充填面１ａよりも高くルツボ２の開口位置よりも低い位置にルツボ受け部５を設け、前記収納体４の内側に設けたルツボ支持部６により前記ルツボ受け部５を支持して、前記ルツボ２の外底面が前記収納体４の内底面から離間した状態で前記ルツボ２を前記収納体４に収納配設し得るように構成し、前記ルツボ受け部５と前記ルツボ支持部６との接触点は、前記加熱部３よりルツボ２側に設けたことを特徴とする蒸発源に係るものである。

また、蒸着材料１が通過する開口部７を長手方向に沿って複数設けたことを特徴とする請求項１記載の蒸発源に係るものである。

また、前記ルツボ受け部５及び前記ルツボ支持部６を夫々複数設けたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の蒸発源に係るものである。

また、前記ルツボ受け部５及び前記ルツボ支持部６は、前記加熱部３により加熱されるように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸発源に係るものである。

また、前記ルツボ２の外側面に前記収納体４の内側面に向かって突出する突出部８を設け、この突出部８に前記ルツボ受け部５を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸発源に係るものである。

また、前記ルツボ２は複数の分割体２ａ・２ｂ同士を互いに当接させて形成し、この分割体２ａ・２ｂ同士の当接部にシール部材９を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸発源に係るものである。

また、前記ルツボ受け部５及び前記ルツボ支持部６の温度調節機構を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸発源に係るものである。

また、前記ルツボ支持部６は前記加熱部３であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸発源に係るものである。

また、前記収納体４と前記加熱部３との間に熱反射部材を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸発源に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、接触による熱変動の影響が蒸着材料に伝わり難く、蒸着材料の温度分布を均一化でき、蒸着材料の蒸発量の安定化を図ることができる蒸発源となる。

実施例１の概略説明断面図である。実施例１の要部の概略説明斜視図である。実施例２の概略説明横断面図である。実施例２の要部の概略説明斜視図である。実施例２の別例の概略説明横断面図である。実施例２の別例の要部の概略説明斜視図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

加熱部３によりルツボ２を加熱して蒸着材料１を蒸発させ、基板等の被蒸着物に対して蒸着を行う。

この際、ルツボ２の外底面とルツボ２を収容する収納体４の内底面とは接触せず、且つ、ルツボ受け部５は蒸着材料１の充填面１ａよりも高い位置に設けているから、蒸着材料１へのルツボ２の収納体４との接触による熱変動の影響を可及的に小さくできる。

即ち、ルツボ２と収納体４との接触部では熱伝導によって局部的な熱変動が生じるが、蒸着材料１の充填高さより高く蒸着材料１から離れた位置でルツボ２を支持するため、当該熱変動が蒸着材料１の蒸発量に及ぼす影響を最小限とすることができる。

従って、本発明は、加熱部３によりルツボ２の温度分布を均一にしてルツボ２に充填される蒸着材料１の温度分布を均一にすることが可能となり、蒸着材料の蒸発量の安定化を図れることになる。

また、例えば、蒸着材料１が通過する開口部７を長手方向に沿って複数設けた線形蒸発源、所謂ラインソースの場合には、蒸着材料１の蒸発量がルツボ２内の位置によらず均一になるため、均一な膜厚分布で成膜することが可能となる。

また、ルツボ受け部５及びルツボ支持部６は開口より低い位置となるため、蒸着材料１による汚染を避けることができる。

本発明の具体的な実施例１について図１，２に基づいて説明する。

実施例１は、蒸着材料１が充填されるルツボ２と、このルツボ２を囲うように設けられた加熱部３と、前記ルツボ２及び前記加熱部３を収納配設する収納体４とから成る蒸発源であって、前記ルツボ２の外側面にして前記蒸着材料１の充填面１ａよりも高くルツボ２の開口位置よりも低い位置にルツボ受け部５を設け、前記収納体４の内側に設けたルツボ支持部６により前記ルツボ受け部５を支持して、前記ルツボ２の外底面が前記収納体４の内底面から離間した状態で前記ルツボ２を前記収納体４に収納配設し得るように構成したものである。

具体的には、実施例１は、図１，２に図示したように、筒状のルツボ２を有する蒸発源であり、排気機構を備えた真空槽内に、基板等の被蒸着物と対向状態に設けられるものである。

各部を具体的に説明する。

ルツボ２はチタン製であり、その上端面には円形の開口部７が設けられている。なお、チタンに限らず、タンタル，モリブデン若しくはタングステン等、他の素材を用いても良い。

また、実施例１のルツボ２は、上下に分割した分割体２ａ・２ｂを当接連結して構成している。具体的には、分割体２ａ・２ｂに雄螺子部及び雌螺子部を夫々設け、これらを螺合連結している。従って、蒸着材料１をルツボ２に充填する際、分割体２ａ・２ｂを分離して、開口部７を介さずに、ルツボ２の底部に直接蒸着材料１を充填することができる。

なお、蒸着材料１は一般的には紛状体若しくは粒状体であり、実施例１においては、この蒸着材料１をルツボ２に充填した際の露出面（上端面）を充填面１ａとしている。

収納体４はステンレス製で上部が開口した筒状体であり、内側面にルツボ支持部６が突設されている。なお、ステンレス製に限らず、アルミニウム製としても良い。

ルツボ支持部６は角棒状で、ルツボ２の外側面に設けたルツボ受け部５を支持するものであり、セラミックス等の熱伝導率が低い材料で形成している。実施例１においては、ルツボ２の外側面にして蒸着材料１の充填面１ａよりも高くルツボ２の開口位置よりも低い位置に凹部を設け、これをルツボ受け部５としている。具体的には、上側の分割体２ｂの下端部に、ルツボ受け部５としての凹部を同一高さ位置に複数（図１，２では２つ）設け、夫々ルツボ支持部６で支持する構成としている。複数位置で支持する構成とすることで、より安定的にルツボ２を支持することができる。なお、ルツボ支持部６とルツボ受け部５とを一対だけ設け、ルツボ支持部６一箇所での片持ち支持構造としても、ルツボ２を支持する機能は最低限達成できる。

実施例１においては、ルツボ受け部５を設ける位置は、充填面１ａの上端とルツボ２の開口部７の下端との略中間位置として、蒸着材料１の蒸発量に及ぼす影響を可及的に小さくしつつ、ルツボ２の開口部７からルツボ受け部５及びルツボ支持部６を離して汚染され難くしている。

加熱部３としては、一般的なシースヒータを採用している。この加熱部３は、ルツボ２と収納体４との間に設けている。具体的には、ルツボ支持部６が通過する一部を除き、ルツボ２の側面及び底面を囲うように設けて、ルツボ受け部５及びルツボ支持部６が、加熱部３により加熱されるように構成している。従って、ルツボ受け部５及びルツボ支持部６も加熱部３により加熱されることで、ルツボ支持部６と接触することによるルツボ受け部５近傍の熱変動、即ち、ルツボ受け部５近傍の温度低下が抑制される。

また、ルツボ受け部５とルツボ支持部６との接触点は、加熱部３の内面よりルツボ２側に設けられることになる。従って、ルツボ２は外部の熱変動をルツボ支持部６の接触を介して受けることになり、外部の熱変動の影響を受け難くなる。即ち、例えば、加熱部３より外側にルツボ受け部５とルツボ支持部６との接触点がある場合（ルツボ２の一部が加熱部３の外側に存在する場合）、ルツボ２の一部が加熱部３の外部の影響を受け、その熱変動はルツボ２の熱伝導でルツボ２内に伝わるため、熱変動の影響を受け易くなる。

なお、ルツボ受け部５及びルツボ支持部６の温度調節機構を備えた構成としても良く、この場合には、ルツボ受け部５近傍の熱変動が一層抑制される。

また、ルツボ支持部６を前記加熱部３で構成しても良く、この場合も、ルツボ受け部５近傍の熱変動が一層抑制される。

また、後述する実施例２のように、ルツボ２に突出部８を設ける構成としても良く、この場合も、ルツボ受け部５近傍の熱変動が一層抑制される。

また、収納体４と加熱部３との間に、加熱部３を囲むように熱反射部材（リフレクタ）を設ける構成としても良く、この場合には、一層良好に加熱部３によりルツボ２を加熱することが可能となる。

従って、実施例１によれば、加熱部３によりルツボ２の温度分布を均一にしてルツボ２に充填される蒸着材料１の温度分布を均一にすることが可能となり、蒸着材料の蒸発量の安定化を図れることになる。

本発明の具体的な実施例２について図３〜６に基づいて説明する。

実施例２は、図３，４に図示したように、上端面に開口部７を長手方向に沿って複数設けた、この開口部７の並設方向に長いルツボ２を備えた線形蒸発源である。

実施例２は、ルツボ２の外側面に収納体４の内側面に向かって突出する突出部８を設け、この突出部８にルツボ受け部５を設けている。具体的には、突出部８を所定間隔で複数設けている。

また、実施例２においては、ルツボ２は、上下の分割体２ａ・２ｂを、その対向面を当接させた状態でボルト10及びナット11を用いて連結して構成している。具体的には、ボルト10を、突出部８に設けた挿通孔に挿通してナット11を螺合させることで分割体２ａ・２ｂを連結している。

また、突出部８の突出端部にルツボ受け部５としての凹部を設けている。また、この凹部の幅（ルツボ支持部６との隙間）は、ルツボ２の熱による伸びを考慮してこの伸びを許容するように部位毎に適宜設定する。

実施例２は、突出部８を設けることで、ルツボ２の蒸着材料１からより離れた位置にルツボ受け部５を設けることが可能となり、突出部８からルツボ支持部６への熱伝導による温度低下の影響を効果的に緩和することが可能となる。

また、加熱部３は、突出部８の上下面及び（ルツボ支持部６が通過する一部を除き）突出端面をも囲うように設けている。従って、突出部８を設けない場合に比し、ルツボ受け部５の加熱される表面積が広がり、この点からも、突出部８からルツボ支持部６への熱伝導による温度低下の影響を効果的に緩和することが可能となる。

従って、実施例２によれば、加熱部３によりルツボ２の温度分布を均一にしてルツボ２に充填される蒸着材料１の温度分布を均一にすることが可能となり、蒸着材料１の蒸発量がルツボ２内の位置によらず均一になるため、均一な膜厚分布で成膜することが可能となる。

なお、実施例２は上述のように突出部８を構成しているが、図５，６に図示した別例のように構成しても良い。即ち、突出部８をルツボ２の外側面に鍔状に周設する構成としても良い。図５，６中、符号12・13は、分割体２ａ・２ｂを連結したボルト10の頭部及び尾部並びにナット11を収納する収納凹部である。

また、この別例では、分割体２ａ・２ｂ同士の当接部である対向面間にシール部材９を設けて、蒸着材料１の漏れを一層良好に阻止できる構成としている。

その余は実施例１と同様である。

なお、本発明は、実施例１，２に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

１蒸着材料
１ａ充填面
２ルツボ
２ａ・２ｂ分割体
３加熱部
４収納体
５ルツボ受け部
６ルツボ支持部
７開口部
８突出部
９シール部材

Claims

蒸着材料が充填されるルツボと、このルツボを囲うように設けられた加熱部と、前記ルツボ及び前記加熱部を収納配設する収納体とから成る蒸発源であって、前記ルツボの外側面にして前記蒸着材料の充填面よりも高くルツボの開口位置よりも低い位置にルツボ受け部を設け、前記収納体の内側に設けたルツボ支持部により前記ルツボ受け部を支持して、前記ルツボの外底面が前記収納体の内底面から離間した状態で前記ルツボを前記収納体に収納配設し得るように構成し、前記ルツボ受け部と前記ルツボ支持部との接触点は、前記加熱部よりルツボ側に設けたことを特徴とする蒸発源。
蒸着材料が通過する開口部を長手方向に沿って複数設けたことを特徴とする請求項１記載の蒸発源。
前記ルツボ受け部及び前記ルツボ支持部を夫々複数設けたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の蒸発源。
前記ルツボ受け部及び前記ルツボ支持部は、前記加熱部により加熱されるように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸発源。
前記ルツボの外側面に前記収納体の内側面に向かって突出する突出部を設け、この突出部に前記ルツボ受け部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸発源。
前記ルツボは複数の分割体同士を互いに当接させて形成し、この分割体同士の当接部にシール部材を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸発源。
前記ルツボ受け部及び前記ルツボ支持部の温度調節機構を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸発源。
前記ルツボ支持部は前記加熱部であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸発源。
前記収納体と前記加熱部との間に熱反射部材を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸発源。