JP4194879B2 - 間接加熱型ハースライナー及びそれを用いた真空蒸着装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子銃で蒸発材料を加熱する際の加熱方式を改良した間接加熱型ハースライナー及びそれを用いた真空蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空蒸着では、蒸発材料を蒸発させる方法として、主に抵抗加熱法(間接加熱)と、電子銃の電子を蒸発材料に照射させ直接加熱する方法とが用いられている。しかし、最近の真空蒸着に用いられる装置の構成は、製作費及び構造上の制約から電子銃のみを有する装置が主流になっている。この真空蒸着装置を図３に示す。図中の１は皿状に形成されたハースライナーである。ハースライナーは、坩堝の清掃を簡易にすることと、蒸発材料の突沸防止のために用いられる。このハースライナー１内に蒸発材料４が収納される。５は電子６を発生させる電子銃である。この電子銃５で電子６を発生させて、ハースライナー１内の蒸発材料４に照射し、蒸発させる。これにより、飛散する材料７を基盤ドーム８の蒸着対象物である基盤９に蒸着させる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０４−２３６７７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、種々の蒸発材料４、例えばＭｇＦ2を用いた場合、蒸着条件として電子銃５の加速電圧−６Ｋｖで電子６を直接、蒸発材料４に照射する際及び蒸発材料４の蒸発直後にＭｇＦ2内のフッ素(Ｆ2)が解離し、基板ドーム８にセットされた基板９に堆積した膜の光学特性(透過率)及び機械的強度が低下する。また、蒸発材表面での電子の帯電現象により蒸発材料４が大きな塊となって飛び散り、それが基板９の表面に付着し、基板に堆積した蒸着膜の膜質低下・製品不良の要因となる。
【０００５】
この発明の目的は、蒸発材料４の帯電現象等による飛散防止を始めとした従来の問題を解決するための改良を施した間接加熱型ハースライナー及びそれを用いた真空蒸着装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、第１の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、電子銃を用いて蒸発材料を加熱する真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、上記蒸発材料を収納する材料収納部と、上記電子銃から発生する電子を受けて発熱して上記材料収納部に収納された上記蒸発材料を加熱する加熱部とを備えて構成され、上記材料収納部に収納された蒸発材料を、上記加熱部を介して間接的に加熱して蒸発させることを特徴とする。
【０００７】
上記構成により、電子銃から発生する電子を加熱部に照射してこの加熱部を直接的に加熱する。そして、発熱した加熱部を介して材料収納部を間接的に加熱し、内部の蒸発材料を溶融させて蒸発させる。
【０００８】
第２の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１の発明に係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱部が、電子銃から発生する電子が照射される加熱面を備えて構成されたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成により、電子銃から発生する電子が、加熱面に照射されて加熱部を効率的に加熱する。
【００１０】
第３の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第２の発明に係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱面が溝状に形成されたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成により、電子銃から発生する電子は、溝状の加熱面に照射される。このとき、溝状の加熱面は、電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにする。これにより、加熱部を効率的に加熱することができると共に、反跳電子の発生を最小限に止める。
【００１２】
第４の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第２の発明に係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱面が、断面Ｖ字状のＶ字溝によって構成されたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、Ｖ字溝は、電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにする。これにより、加熱部を効率的に加熱することができると共に、反跳電子の発生を最小限に止める。
【００１４】
第５の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第２ないし第４の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記材料収納部の内壁のうち上記加熱部に面する内壁を当該加熱部の形状に合わせたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成により、加熱部が電子銃から発生する電子を取り込んで発熱すると、加熱部の形状に合わせた材料収納部の内壁に効率的に熱が伝わって、蒸発材料を効率的に加熱することができる。
【００１６】
第６の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第５の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、収納される坩堝と接触する外周に、全体を支持する足部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
上記構成により、間接加熱型ハースライナーは、坩堝に収納された状態で、坩堝の内面と足部のみで接触し、接触面積を最小限に抑えている。これにより、電子銃からの電子によってハースライナーが加熱される際に、ハースライナーから坩堝側に伝わる熱量を最小限に抑えている。これにより、ハースライナーを短時間で効率的に加熱して、蒸発材料を短時間で効率的に溶融、蒸発させることができる。
【００１８】
第７の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第６の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記蒸発材料の融点よりも高い高融点材料で構成されたことを特徴とする。
【００１９】
上記構成により、蒸発材料を溶融させる際に、ハースライナーが溶けることがなくなる。
【００２０】
第８の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第７の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、ほぼ扇状に形成されて上記材料収納部及び加熱部を上側面に備えると共に、複数個を互いに当接して並べることで環状に連なることを特徴とする。
【００２１】
上記構成により、ほぼ扇状のハースライナーを１つだけ真空室にセットしてもよく、必要に応じて、環状に並べてもよい。
【００２２】
第９の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第８の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱部が、上記材料収納部と反対側へ傾斜して形成されたことを特徴とする。
【００２３】
上記構成により、電子銃からの電子が加熱部に照射されると、加熱部の傾斜によって、反跳電子が材料収納部と反対側へ飛散して、材料収納部内の蒸発材料に悪影響を及ぼすことがなくなる。さらに、反跳電子が蒸着対象物に当たらないように、加熱部の傾斜角度を調整する。
【００２４】
第１０の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第９の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱部と上記材料収納部との間に、電子銃からの電子を遮る遮蔽部材を設けたことを特徴とする。
【００２５】
上記構成により、電子銃からの電子が加熱部に照射されてハースライナーを直接的に加熱する際に、遮蔽部材が反跳電子の材料収納部側への飛散を防止する。
【００２６】
第１１の発明に係る真空蒸着装置は、真空中で蒸発材料を加熱するための電子を発生させる電子銃と、蒸発させて対象物に蒸着する蒸発材料を収納するハースライナーとを備え、上記ハースライナーとして、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の間接加熱型ハースライナーを用いたことを特徴とする。
【００２７】
上記構成により、真空蒸着装置に、第１ないし第１０の発明のいずれかに記載の間接加熱型ハースライナーを用いることで、ハースライナーを短時間で効率的に加熱して、蒸発材料を短時間で効率的に溶融、蒸発させることができる。
【００２８】
第１２の発明に係る真空蒸着装置は、第１１の発明に係る真空蒸着装置において、上記間接加熱型ハースライナーの加熱部が、当該加熱部に照射された電子の反跳電子が真空室の内壁側に向けて飛散するように配設されたことを特徴とする。
【００２９】
上記構成により、加熱部に照射された電子の反跳電子が真空室の内壁側に飛散するため、反跳電子が、間接加熱型ハースライナーに収納された蒸発材料や、加熱して蒸発された蒸発材料や、蒸着対象物に当たって悪影響を及ぼすのを防止する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００３１】
本実施形態に係る真空蒸着装置１１の全体構成は図１に示すようになっている。即ち、真空蒸着装置１１は主に、電子銃１２と、電子流調整部（図示せず）と、坩堝（図示せず）と、間接加熱型ハースライナー１３と、基板ドーム１４と、基板１５と、真空室（図示せず）と、真空装置（図示せず）とから構成されている。
【００３２】
電子銃１２は、真空中で蒸発材料１７を加熱するための電子を発生させる装置である。この電子銃１２は主に、熱陰極、収束コイル、偏向コイル、電源等（いずれも図示せず）を備えて構成されている。
【００３３】
電子流調整部は、電子銃１２から発生する電子を後述する間接加熱型ハースライナー１３の加熱面２１に誘導するための装置である。この電子流調整部によって、電子銃１２からの電子流の方向を調整して加熱面２１に誘導する。
【００３４】
坩堝は、間接加熱型ハースライナー１３を収納して支持するための容器である。坩堝は、銅等の導電性に優れた材料で構成されている。この坩堝には水冷装置（図示せず）が設けられ、高温になる間接加熱型ハースライナー１３の熱によって坩堝自体が溶けないように冷却される。坩堝には、間接加熱型ハースライナー１３を収納するための窪み部（図示せず）が設けられ、この窪み部に間接加熱型ハースライナー１３が収納される。
【００３５】
間接加熱型ハースライナー１３は、蒸発材料１７を収納し、溶融、蒸発させて対象物に蒸着させるための容器である。この間接加熱型ハースライナー１３は、坩堝の清掃を簡易にすることと、蒸発材料１７の突沸防止のために用いられる。間接加熱型ハースライナー１３は、その平面形状をほぼ楕円状に形成されると共に、坩堝の窪み部の内側の形状に合わせて形成されている。間接加熱型ハースライナー１３は、蒸発材料１７の融点よりも高い高融点材料(Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＢＮ等）で構成されている。これは、間接加熱型ハースライナー１３が電子で高温に加熱されて内部の蒸発材料１７を溶融させる際に、間接加熱型ハースライナー１３自身が溶けるのを防止するためである。この間接加熱型ハースライナー１３は、材料収納部１８と、加熱部１９と、足部２０とから構成されている。
【００３６】
材料収納部１８は、蒸発材料１７を収納する部分である。材料収納部１８は、その平面形状がほぼ半円状に形成されている。即ち、材料収納部１８の内壁のうち後述する加熱部１９の加熱面２１に面する内壁部分が、加熱面２１の形状に合わせて平坦面状に形成されている。これは、電子銃１２で加熱された加熱部１９の熱が、材料収納部１８の内壁に効率的に伝わって、蒸発材料１７を効率的に加熱することができるようにするためである。
【００３７】
加熱部１９は、電子銃１２から発生する電子を受けて発熱して材料収納部１８を加熱するための部分である。加熱部１９は、材料収納部１８に隣接して設けられ、材料収納部１８に収納された蒸発材料１７を加熱して溶融、蒸発させる。加熱部１９の上側には、電子銃１２から発生する電子が照射される加熱面２１が形成されている。この加熱面２１は、断面Ｖ字状のＶ字溝によって構成されている。このＶ字溝の加熱面２１によって、照射された電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにして、加熱部１９を効率的に加熱させるようになっている。
【００３８】
足部２０は、坩堝に間接加熱型ハースライナー１３が収納されるときに、坩堝との接触面積を最小限に抑えるための部材である。この足部２０は、接触面積調整ピン２２と、接触面積調整リング２３とから構成されている。接触面積調整ピン２２は、断面円形の細い棒状に形成され、間接加熱型ハースライナー１３の外周壁に設けられている。接触面積調整リング２３は、円環状に形成されて、間接加熱型ハースライナー１３の底面に設けられている。これにより、間接加熱型ハースライナー１３が坩堝の窪み部に収納された状態で、間接加熱型ハースライナー１３と窪み部とが、接触面積調整ピン２２と接触面積調整リング２３とで接触して、接触面積を最小限に抑えている。これは、電子銃１２からの電子によって間接加熱型ハースライナー１３が加熱される際に、間接加熱型ハースライナー１３から坩堝側に伝わる熱量を最小限に抑えて、間接加熱型ハースライナー１３を短時間で効率的に加熱し、蒸発材料１７を短時間で効率的に溶融、蒸発させるためである。
【００３９】
基板ドーム１４は、蒸着対象物である基板１５を取り付けて支持して回転させるための部材である。真空室は、真空蒸着を行うための作業室である。真空装置は真空室を真空にするための装置である。
【００４０】
［動作］
以上の構成された真空蒸着装置１１は、次のようにして真空蒸着を行う。
【００４１】
まず、基板１５が基板ドーム１４に取り付けられて、真空室に入れられる。さらに、間接加熱型ハースライナー１３に蒸発材料１７が入れられ、この間接加熱型ハースライナー１３が坩堝に収納されて、真空室に装着される。
【００４２】
この状態で、真空室を真空装置で真空引きして真空状態にする。次いで、電子銃１２で電子１６を発生させ、電子流調整部で電子１６の流れを調整して、間接加熱型ハースライナー１３の加熱部１９に照射させる。これにより、加熱部１９の加熱面２１で電子１６を効率的に受けて吸収し、加熱部１９自身が高温になっていく。
【００４３】
このとき、間接加熱型ハースライナー１３は、足部２０の接触面積調整ピン２２及び接触面積調整リング２３だけで坩堝に接触しているため、坩堝に熱が逃げることなく、加熱部１９が短時間で高温に加熱されていく。
【００４４】
そして、高温になった加熱部１９は、その熱を、間接加熱型ハースライナー１３全体に伝えて全体を加熱すると共に、材料収納部１８の平面形状の内壁から蒸発材料１７に直接に伝達して蒸発材料１７を高温に加熱する。これにより、蒸発材料１７は、材料収納部１８の全体、特に平面形状の内壁からの熱により効率的に加熱されて、短時間で溶融し、蒸発を始める。
【００４５】
蒸発した蒸発材料１７は、基板ドーム１４の基板１５の表面に飛散して蒸着される。
【００４６】
［効果］
以上のように、電子銃１２からの電子１６を受ける加熱部１９を間接加熱型ハースライナー１３に設けたので、電子を蒸発材料１７に直接照射させて加熱せずに、加熱部１９を介して間接的に蒸発材料１７を加熱することができるようになる。これにより、蒸発材料１７が電子銃１２からの電子によって帯電されることがなくなり、この電子の帯電現象による蒸着膜の膜質低下、製品不良を解消することができる。
【００４７】
さらに、加熱部１９の加熱面２１を溝状にしたので、電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにすることができる。これにより、加熱部１９を効率的に加熱して作業効率を向上させることができると共に、反跳電子の発生を最小限に止めて膜質の低下等を防止することができる。
【００４８】
間接加熱型ハースライナー１３は、坩堝に収納された状態で、坩堝の内面と足部２０のみで接触して接触面積を最小限に抑えたので、電子銃１２からの電子によって間接加熱型ハースライナー１３が加熱される際に、坩堝側に伝わる熱量を最小限に抑えることができる。これにより、間接加熱型ハースライナー１３を短時間で効率的に加熱して、蒸発材料１７を短時間で効率的に溶融、蒸発させることができる。
【００４９】
［変形例］
上記実施形態では、加熱部１９の加熱面２１をＶ字溝状に形成したが、他の形状の溝状に形成してもよい。例えば、図４に示すように深いＶ字溝状に形成したり、図５に示すように、深いＵ字溝状に形成したり、また、浅いＵ字溝状に形成したりしてもよい。
【００５０】
これらの場合も、電子銃１２から発生する電子は、溝状の加熱面２１で電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにすることができ、加熱部１９を効率的に加熱することができると共に、反跳電子の飛散を防止することができる。
【００５１】
上記実施形態では、間接加熱型ハースライナー１３を平面楕円形状に形成したが、他の形状のものでもよい。例えば、図６に示すように、ほぼ扇状に形成されて材料収納部１８及び加熱部１９を上側面に備えてもよい。さらに、これを複数個用い、図７に示すように、互いに当接して並べることで環状に連ねて使用してもよい。この場合、一度に大量の蒸発材料１７を使用することができる。また、異なる種類の蒸発材料１７を各材料収納部１８に入れておき、用途に応じて使い分けることもできる。
【００５２】
上記実施形態では、加熱面２１をＶ字溝状に形成したが、図８に示すように、平坦面状にして材料収納部１８と反対側へ傾斜させて形成してもよい。これにより、電子銃１２からの電子が加熱部１９に照射されると、加熱部１９の傾斜によって、反跳電子が材料収納部１８と反対側へ飛散して、材料収納部１８内の蒸発材料１７に悪影響を及ぼすことがなくなる。なお、反跳電子が基板ドーム１４基板１５に当たらないように、加熱部１９の傾斜角度を調整することが望ましい。
【００５３】
また、図９に示すように、加熱部１９の加熱面２１を間接加熱型ハースライナー１３の側面に形成して、この面に電子を照射させるようにしてもよい。図１０に示すように、加熱面２１を間接加熱型ハースライナー１３の底面に設けて、底面から加熱するようにしてもよい。これらの場合も、上記同様の作用、効果を奏することができる。
【００５４】
上記実施形態では、加熱部１９と材料収納部１８との間には何も設けなかったが、図１１に示すように、電子銃１２からの電子を遮る遮蔽部材２５を設けてもよい。この遮蔽部材２５により、電子銃１２からの電子が加熱部１９に照射されて間接加熱型ハースライナー１３を直接的に加熱する際に反跳電子が発生しても、遮蔽部材２５が反跳電子の材料収納部１８側への飛散を防止して、蒸発材料１７に電子が直接に当たるのを防止することができる。
【００５５】
さらに、間接加熱型ハースライナー１３は、その加熱部１９に照射された電子の反跳電子が真空室の内壁側に向けて飛散するように配設することが望ましい。このとき、加熱部１９に照射さる電子が、蒸発した蒸発材料１７に当たらないように注意する。
【００５６】
これにより、反跳電子は、真空室の内壁側に飛散するため、反跳電子が、間接加熱型ハースライナーに収納された蒸発材料１７や、加熱して蒸発された蒸発材料１７や、蒸着対象物である基板１５に当たって悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上、詳述したように、この発明の間接加熱型ハースライナー及びそれを用いた真空蒸着装置によれば、次のような効果を奏することができる。
【００５８】
電子銃からの電子受ける加熱部を間接加熱型ハースライナーに設けたので、蒸発材料を間接的に加熱することができるようになる。これにより、蒸発材料が電子銃からの電子によって帯電されることがなくなり、この電子の帯電現象による蒸着膜の膜質低下、製品不良を解消することができる。
【００５９】
さらに、加熱部の加熱面をＶ字状等の溝状にしたので、電子を効率的に取り込んで、反跳電子の発生を最小限に抑えることができる。これにより、間接加熱型ハースライナーを効率的に加熱して作業効率を向上させることができると共に、反跳電子の発生を最小限に止めて膜質の低下等を防止することができる。
【００６０】
また、間接加熱型ハースライナーは、坩堝の内面と足部のみで接触するようにしたので、間接加熱型ハースライナーが加熱される際に、坩堝側に伝わる熱量を最小限に抑えることができ、間接加熱型ハースライナーを短時間で効率的に加熱して、蒸発材料を短時間で効率的に溶融、蒸発させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る真空蒸着装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーをその底面から示す斜視図である。
【図３】従来の真空蒸着装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第１変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第２変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第３変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第３変形例を示す平面図である。
【図８】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第４変形例を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第５変形例を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第６変形例を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第７変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１：真空蒸着装置、１２：電子銃、１３：間接加熱型ハースライナー、１４：基板ドーム、１５：基板、１７：蒸発材料、１８：材料収納部、１９：加熱部、２０：足部、２１：加熱面、２２：接触面積調整ピン、２３：接触面積調整リング、２５：遮蔽部材。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子銃で蒸発材料を加熱する際の加熱方式を改良した間接加熱型ハースライナー及びそれを用いた真空蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空蒸着では、蒸発材料を蒸発させる方法として、主に抵抗加熱法(間接加熱)と、電子銃の電子を蒸発材料に照射させ直接加熱する方法とが用いられている。しかし、最近の真空蒸着に用いられる装置の構成は、製作費及び構造上の制約から電子銃のみを有する装置が主流になっている。この真空蒸着装置を図３に示す。図中の１は皿状に形成されたハースライナーである。ハースライナーは、坩堝の清掃を簡易にすることと、蒸発材料の突沸防止のために用いられる。このハースライナー１内に蒸発材料４が収納される。５は電子６を発生させる電子銃である。この電子銃５で電子６を発生させて、ハースライナー１内の蒸発材料４に照射し、蒸発させる。これにより、飛散する材料７を基盤ドーム８の蒸着対象物である基盤９に蒸着させる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０４−２３６７７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、種々の蒸発材料４、例えばＭｇＦ2を用いた場合、蒸着条件として電子銃５の加速電圧−６Ｋｖで電子６を直接、蒸発材料４に照射する際及び蒸発材料４の蒸発直後にＭｇＦ2内のフッ素(Ｆ2)が解離し、基板ドーム８にセットされた基板９に堆積した膜の光学特性(透過率)及び機械的強度が低下する。また、蒸発材表面での電子の帯電現象により蒸発材料４が大きな塊となって飛び散り、それが基板９の表面に付着し、基板に堆積した蒸着膜の膜質低下・製品不良の要因となる。
【０００５】
この発明の目的は、蒸発材料４の帯電現象等による飛散防止を始めとした従来の問題を解決するための改良を施した間接加熱型ハースライナー及びそれを用いた真空蒸着装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、第１の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、電子銃を用いて蒸発材料を加熱する真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、上記蒸発材料を収納する材料収納部と、上記電子銃から発生する電子を受けて発熱して上記材料収納部に収納された上記蒸発材料を加熱する加熱部とを備えて構成され、上記材料収納部に収納された蒸発材料を、上記加熱部を介して間接的に加熱して蒸発させることを特徴とする。
【０００７】
上記構成により、電子銃から発生する電子を加熱部に照射してこの加熱部を直接的に加熱する。そして、発熱した加熱部を介して材料収納部を間接的に加熱し、内部の蒸発材料を溶融させて蒸発させる。
【０００８】
第２の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１の発明に係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱部が、電子銃から発生する電子が照射される加熱面を備えて構成されたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成により、電子銃から発生する電子が、加熱面に照射されて加熱部を効率的に加熱する。
【００１０】
第３の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第２の発明に係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱面が溝状に形成されたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成により、電子銃から発生する電子は、溝状の加熱面に照射される。このとき、溝状の加熱面は、電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにする。これにより、加熱部を効率的に加熱することができると共に、反跳電子の発生を最小限に止める。
【００１２】
第４の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第２の発明に係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱面が、断面Ｖ字状のＶ字溝によって構成されたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、Ｖ字溝は、電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにする。これにより、加熱部を効率的に加熱することができると共に、反跳電子の発生を最小限に止める。
【００１４】
第５の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第２ないし第４の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記材料収納部の内壁のうち上記加熱部に面する内壁を当該加熱部の形状に合わせたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成により、加熱部が電子銃から発生する電子を取り込んで発熱すると、加熱部の形状に合わせた材料収納部の内壁に効率的に熱が伝わって、蒸発材料を効率的に加熱することができる。
【００１６】
第６の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第５の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、収納される坩堝と接触する外周に、全体を支持する足部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
上記構成により、間接加熱型ハースライナーは、坩堝に収納された状態で、坩堝の内面と足部のみで接触し、接触面積を最小限に抑えている。これにより、電子銃からの電子によってハースライナーが加熱される際に、ハースライナーから坩堝側に伝わる熱量を最小限に抑えている。これにより、ハースライナーを短時間で効率的に加熱して、蒸発材料を短時間で効率的に溶融、蒸発させることができる。
【００１８】
第７の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第６の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記蒸発材料の融点よりも高い高融点材料で構成されたことを特徴とする。
【００１９】
上記構成により、蒸発材料を溶融させる際に、ハースライナーが溶けることがなくなる。
【００２０】
第８の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第７の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、ほぼ扇状に形成されて上記材料収納部及び加熱部を上側面に備えると共に、複数個を互いに当接して並べることで環状に連なることを特徴とする。
【００２１】
上記構成により、ほぼ扇状のハースライナーを１つだけ真空室にセットしてもよく、必要に応じて、環状に並べてもよい。
【００２２】
第９の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第８の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱部が、上記材料収納部と反対側へ傾斜して形成されたことを特徴とする。
【００２３】
上記構成により、電子銃からの電子が加熱部に照射されると、加熱部の傾斜によって、反跳電子が材料収納部と反対側へ飛散して、材料収納部内の蒸発材料に悪影響を及ぼすことがなくなる。さらに、反跳電子が蒸着対象物に当たらないように、加熱部の傾斜角度を調整する。
【００２４】
第１０の発明に係る間接加熱型ハースライナーは、第１ないし第９の発明のいずれかに係る間接加熱型ハースライナーにおいて、上記加熱部と上記材料収納部との間に、電子銃からの電子を遮る遮蔽部材を設けたことを特徴とする。
【００２５】
上記構成により、電子銃からの電子が加熱部に照射されてハースライナーを直接的に加熱する際に、遮蔽部材が反跳電子の材料収納部側への飛散を防止する。
【００２６】
第１１の発明に係る真空蒸着装置は、真空中で蒸発材料を加熱するための電子を発生させる電子銃と、蒸発させて対象物に蒸着する蒸発材料を収納するハースライナーとを備え、上記ハースライナーとして、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の間接加熱型ハースライナーを用いたことを特徴とする。
【００２７】
上記構成により、真空蒸着装置に、第１ないし第１０の発明のいずれかに記載の間接加熱型ハースライナーを用いることで、ハースライナーを短時間で効率的に加熱して、蒸発材料を短時間で効率的に溶融、蒸発させることができる。
【００２８】
第１２の発明に係る真空蒸着装置は、第１１の発明に係る真空蒸着装置において、上記間接加熱型ハースライナーの加熱部が、当該加熱部に照射された電子の反跳電子が真空室の内壁側に向けて飛散するように配設されたことを特徴とする。
【００２９】
上記構成により、加熱部に照射された電子の反跳電子が真空室の内壁側に飛散するため、反跳電子が、間接加熱型ハースライナーに収納された蒸発材料や、加熱して蒸発された蒸発材料や、蒸着対象物に当たって悪影響を及ぼすのを防止する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００３１】
本実施形態に係る真空蒸着装置１１の全体構成は図１に示すようになっている。即ち、真空蒸着装置１１は主に、電子銃１２と、電子流調整部（図示せず）と、坩堝（図示せず）と、間接加熱型ハースライナー１３と、基板ドーム１４と、基板１５と、真空室（図示せず）と、真空装置（図示せず）とから構成されている。
【００３２】
電子銃１２は、真空中で蒸発材料１７を加熱するための電子を発生させる装置である。この電子銃１２は主に、熱陰極、収束コイル、偏向コイル、電源等（いずれも図示せず）を備えて構成されている。
【００３３】
電子流調整部は、電子銃１２から発生する電子を後述する間接加熱型ハースライナー１３の加熱面２１に誘導するための装置である。この電子流調整部によって、電子銃１２からの電子流の方向を調整して加熱面２１に誘導する。
【００３４】
坩堝は、間接加熱型ハースライナー１３を収納して支持するための容器である。坩堝は、銅等の導電性に優れた材料で構成されている。この坩堝には水冷装置（図示せず）が設けられ、高温になる間接加熱型ハースライナー１３の熱によって坩堝自体が溶けないように冷却される。坩堝には、間接加熱型ハースライナー１３を収納するための窪み部（図示せず）が設けられ、この窪み部に間接加熱型ハースライナー１３が収納される。
【００３５】
間接加熱型ハースライナー１３は、蒸発材料１７を収納し、溶融、蒸発させて対象物に蒸着させるための容器である。この間接加熱型ハースライナー１３は、坩堝の清掃を簡易にすることと、蒸発材料１７の突沸防止のために用いられる。間接加熱型ハースライナー１３は、その平面形状をほぼ楕円状に形成されると共に、坩堝の窪み部の内側の形状に合わせて形成されている。間接加熱型ハースライナー１３は、蒸発材料１７の融点よりも高い高融点材料(Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＢＮ等）で構成されている。これは、間接加熱型ハースライナー１３が電子で高温に加熱されて内部の蒸発材料１７を溶融させる際に、間接加熱型ハースライナー１３自身が溶けるのを防止するためである。この間接加熱型ハースライナー１３は、材料収納部１８と、加熱部１９と、足部２０とから構成されている。
【００３６】
材料収納部１８は、蒸発材料１７を収納する部分である。材料収納部１８は、その平面形状がほぼ半円状に形成されている。即ち、材料収納部１８の内壁のうち後述する加熱部１９の加熱面２１に面する内壁部分が、加熱面２１の形状に合わせて平坦面状に形成されている。これは、電子銃１２で加熱された加熱部１９の熱が、材料収納部１８の内壁に効率的に伝わって、蒸発材料１７を効率的に加熱することができるようにするためである。
【００３７】
加熱部１９は、電子銃１２から発生する電子を受けて発熱して材料収納部１８を加熱するための部分である。加熱部１９は、材料収納部１８に隣接して設けられ、材料収納部１８に収納された蒸発材料１７を加熱して溶融、蒸発させる。加熱部１９の上側には、電子銃１２から発生する電子が照射される加熱面２１が形成されている。この加熱面２１は、断面Ｖ字状のＶ字溝によって構成されている。このＶ字溝の加熱面２１によって、照射された電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにして、加熱部１９を効率的に加熱させるようになっている。
【００３８】
足部２０は、坩堝に間接加熱型ハースライナー１３が収納されるときに、坩堝との接触面積を最小限に抑えるための部材である。この足部２０は、接触面積調整ピン２２と、接触面積調整リング２３とから構成されている。接触面積調整ピン２２は、断面円形の細い棒状に形成され、間接加熱型ハースライナー１３の外周壁に設けられている。接触面積調整リング２３は、円環状に形成されて、間接加熱型ハースライナー１３の底面に設けられている。これにより、間接加熱型ハースライナー１３が坩堝の窪み部に収納された状態で、間接加熱型ハースライナー１３と窪み部とが、接触面積調整ピン２２と接触面積調整リング２３とで接触して、接触面積を最小限に抑えている。これは、電子銃１２からの電子によって間接加熱型ハースライナー１３が加熱される際に、間接加熱型ハースライナー１３から坩堝側に伝わる熱量を最小限に抑えて、間接加熱型ハースライナー１３を短時間で効率的に加熱し、蒸発材料１７を短時間で効率的に溶融、蒸発させるためである。
【００３９】
基板ドーム１４は、蒸着対象物である基板１５を取り付けて支持して回転させるための部材である。真空室は、真空蒸着を行うための作業室である。真空装置は真空室を真空にするための装置である。
【００４０】
［動作］
以上の構成された真空蒸着装置１１は、次のようにして真空蒸着を行う。
【００４１】
まず、基板１５が基板ドーム１４に取り付けられて、真空室に入れられる。さらに、間接加熱型ハースライナー１３に蒸発材料１７が入れられ、この間接加熱型ハースライナー１３が坩堝に収納されて、真空室に装着される。
【００４２】
この状態で、真空室を真空装置で真空引きして真空状態にする。次いで、電子銃１２で電子１６を発生させ、電子流調整部で電子１６の流れを調整して、間接加熱型ハースライナー１３の加熱部１９に照射させる。これにより、加熱部１９の加熱面２１で電子１６を効率的に受けて吸収し、加熱部１９自身が高温になっていく。
【００４３】
このとき、間接加熱型ハースライナー１３は、足部２０の接触面積調整ピン２２及び接触面積調整リング２３だけで坩堝に接触しているため、坩堝に熱が逃げることなく、加熱部１９が短時間で高温に加熱されていく。
【００４４】
そして、高温になった加熱部１９は、その熱を、間接加熱型ハースライナー１３全体に伝えて全体を加熱すると共に、材料収納部１８の平面形状の内壁から蒸発材料１７に直接に伝達して蒸発材料１７を高温に加熱する。これにより、蒸発材料１７は、材料収納部１８の全体、特に平面形状の内壁からの熱により効率的に加熱されて、短時間で溶融し、蒸発を始める。
【００４５】
蒸発した蒸発材料１７は、基板ドーム１４の基板１５の表面に飛散して蒸着される。
【００４６】
［効果］
以上のように、電子銃１２からの電子１６を受ける加熱部１９を間接加熱型ハースライナー１３に設けたので、電子を蒸発材料１７に直接照射させて加熱せずに、加熱部１９を介して間接的に蒸発材料１７を加熱することができるようになる。これにより、蒸発材料１７が電子銃１２からの電子によって帯電されることがなくなり、この電子の帯電現象による蒸着膜の膜質低下、製品不良を解消することができる。
【００４７】
さらに、加熱部１９の加熱面２１を溝状にしたので、電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにすることができる。これにより、加熱部１９を効率的に加熱して作業効率を向上させることができると共に、反跳電子の発生を最小限に止めて膜質の低下等を防止することができる。
【００４８】
間接加熱型ハースライナー１３は、坩堝に収納された状態で、坩堝の内面と足部２０のみで接触して接触面積を最小限に抑えたので、電子銃１２からの電子によって間接加熱型ハースライナー１３が加熱される際に、坩堝側に伝わる熱量を最小限に抑えることができる。これにより、間接加熱型ハースライナー１３を短時間で効率的に加熱して、蒸発材料１７を短時間で効率的に溶融、蒸発させることができる。
【００４９】
［変形例］
上記実施形態では、加熱部１９の加熱面２１をＶ字溝状に形成したが、他の形状の溝状に形成してもよい。例えば、図４に示すように深いＶ字溝状に形成したり、図５に示すように、深いＵ字溝状に形成したり、また、浅いＵ字溝状に形成したりしてもよい。
【００５０】
これらの場合も、電子銃１２から発生する電子は、溝状の加熱面２１で電子を取り込んで溝の内壁で吸収して、外に極力逃がさないようにすることができ、加熱部１９を効率的に加熱することができると共に、反跳電子の飛散を防止することができる。
【００５１】
上記実施形態では、間接加熱型ハースライナー１３を平面楕円形状に形成したが、他の形状のものでもよい。例えば、図６に示すように、ほぼ扇状に形成されて材料収納部１８及び加熱部１９を上側面に備えてもよい。さらに、これを複数個用い、図７に示すように、互いに当接して並べることで環状に連ねて使用してもよい。この場合、一度に大量の蒸発材料１７を使用することができる。また、異なる種類の蒸発材料１７を各材料収納部１８に入れておき、用途に応じて使い分けることもできる。
【００５２】
上記実施形態では、加熱面２１をＶ字溝状に形成したが、図８に示すように、平坦面状にして材料収納部１８と反対側へ傾斜させて形成してもよい。これにより、電子銃１２からの電子が加熱部１９に照射されると、加熱部１９の傾斜によって、反跳電子が材料収納部１８と反対側へ飛散して、材料収納部１８内の蒸発材料１７に悪影響を及ぼすことがなくなる。なお、反跳電子が基板ドーム１４基板１５に当たらないように、加熱部１９の傾斜角度を調整することが望ましい。
【００５３】
また、図９に示すように、加熱部１９の加熱面２１を間接加熱型ハースライナー１３の側面に形成して、この面に電子を照射させるようにしてもよい。図１０に示すように、加熱面２１を間接加熱型ハースライナー１３の底面に設けて、底面から加熱するようにしてもよい。これらの場合も、上記同様の作用、効果を奏することができる。
【００５４】
上記実施形態では、加熱部１９と材料収納部１８との間には何も設けなかったが、図１１に示すように、電子銃１２からの電子を遮る遮蔽部材２５を設けてもよい。この遮蔽部材２５により、電子銃１２からの電子が加熱部１９に照射されて間接加熱型ハースライナー１３を直接的に加熱する際に反跳電子が発生しても、遮蔽部材２５が反跳電子の材料収納部１８側への飛散を防止して、蒸発材料１７に電子が直接に当たるのを防止することができる。
【００５５】
さらに、間接加熱型ハースライナー１３は、その加熱部１９に照射された電子の反跳電子が真空室の内壁側に向けて飛散するように配設することが望ましい。このとき、加熱部１９に照射さる電子が、蒸発した蒸発材料１７に当たらないように注意する。
【００５６】
これにより、反跳電子は、真空室の内壁側に飛散するため、反跳電子が、間接加熱型ハースライナーに収納された蒸発材料１７や、加熱して蒸発された蒸発材料１７や、蒸着対象物である基板１５に当たって悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上、詳述したように、この発明の間接加熱型ハースライナー及びそれを用いた真空蒸着装置によれば、次のような効果を奏することができる。
【００５８】
電子銃からの電子受ける加熱部を間接加熱型ハースライナーに設けたので、蒸発材料を間接的に加熱することができるようになる。これにより、蒸発材料が電子銃からの電子によって帯電されることがなくなり、この電子の帯電現象による蒸着膜の膜質低下、製品不良を解消することができる。
【００５９】
さらに、加熱部の加熱面をＶ字状等の溝状にしたので、電子を効率的に取り込んで、反跳電子の発生を最小限に抑えることができる。これにより、間接加熱型ハースライナーを効率的に加熱して作業効率を向上させることができると共に、反跳電子の発生を最小限に止めて膜質の低下等を防止することができる。
【００６０】
また、間接加熱型ハースライナーは、坩堝の内面と足部のみで接触するようにしたので、間接加熱型ハースライナーが加熱される際に、坩堝側に伝わる熱量を最小限に抑えることができ、間接加熱型ハースライナーを短時間で効率的に加熱して、蒸発材料を短時間で効率的に溶融、蒸発させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る真空蒸着装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーをその底面から示す斜視図である。
【図３】従来の真空蒸着装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第１変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第２変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第３変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第３変形例を示す平面図である。
【図８】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第４変形例を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第５変形例を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第６変形例を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る間接加熱型ハースライナーの第７変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１：真空蒸着装置、１２：電子銃、１３：間接加熱型ハースライナー、１４：基板ドーム、１５：基板、１７：蒸発材料、１８：材料収納部、１９：加熱部、２０：足部、２１：加熱面、２２：接触面積調整ピン、２３：接触面積調整リング、２５：遮蔽部材。
Claims (12)
- 電子銃を用いて蒸発材料を加熱する真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
上記蒸発材料を収納する材料収納部と、上記電子銃から発生する電子を受けて発熱して上記材料収納部に収納された上記蒸発材料を加熱する加熱部とを備えて構成され、
上記材料収納部に収納された蒸発材料を、上記加熱部を介して間接的に加熱して蒸発させることを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 請求項１に記載の真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
上記加熱部が、電子銃から発生する電子が照射される加熱面を備えて構成されたことを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 請求項２に記載の真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
上記加熱面が溝状に形成されたことを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 請求項２に記載の真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
上記加熱面が、断面Ｖ字状のＶ字溝によって構成されたことを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 請求項２ないし４のいずれか１項に記載の真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
上記材料収納部の内壁のうち上記加熱部に面する内壁を当該加熱部の形状に合わせたことを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
収納される坩堝と接触する外周に、全体を支持する足部を設けたことを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
上記蒸発材料の融点よりも高い高融点材料で構成されたことを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
ほぼ扇状に形成されて上記材料収納部及び加熱部を上側面に備えると共に、複数個を互いに当接して並べることで環状に連なることを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
上記加熱部が、上記材料収納部と反対側へ傾斜して形成されたことを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナーにおいて、
上記加熱部と上記材料収納部との間に、電子銃からの電子を遮る遮蔽部材を設けたことを特徴とする真空蒸着装置の間接加熱型ハースライナー。 - 真空中で蒸発材料を加熱するための電子を発生させる電子銃と、
蒸発させて対象物に蒸着する蒸発材料を収納するハースライナーとを備え、
上記ハースライナーとして、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の間接加熱型ハースライナーを用いたことを特徴とする真空蒸着装置。 - 請求項１１に記載の真空蒸着装置において、
上記間接加熱型ハースライナーの加熱部が、当該加熱部に照射された電子の反跳電子が真空室の内壁側に向けて飛散するように配設されたことを特徴とする真空蒸着装置。
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