JP4982004B2 - 防着板装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応性イオンプレーティング装置等の真空装置に設けられる防着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反応性イオンプレーティング装置などの蒸着装置で、蒸発源からの蒸発物が真空室内の壁面に付着して汚染することを防止するため、図１及び図２に示すように、真空室ａ内の蒸発源ｂの上方に防着板ｃを設けることが行われている。これらの図に示したものは、反応性イオンプレーティング装置で、ホローカソード電子銃ｄにより回転式の蒸発源ｂ内の蒸発材料を加熱蒸発させ、その蒸発物をガス導入管ｆから導入した反応性ガスと反応させて上方の基板ｅに付着させて成膜し、該防着板ｃの汚れが大きくなった時点でこれの清掃が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
該防着板ｃは、被膜形成目的物である基板ｅよりも蒸発源ｂから近い位置に設けられるため、蒸発物は大きな成膜速度で付着することになる。そのため防着板ｃに付着した蒸発物は１４４時間ほどの短時間で４０ｍｍ程度に厚膜化し、その後剥離するようになり、剥離した蒸発物が蒸発源ｂ内へ混入して異常放電を発生させ、放電持続が困難になるという問題があった。この厚膜化した付着蒸着物を清掃すれば、この問題は解消できるが、短時間で清掃を行うことで運転効率が低下する不都合を伴う。
【０００４】
また、図示の装置で基板ｅにＭｇＯの成膜を行うべく蒸発源ｂにＭｇを用意し、蒸発するＭｇを基板近傍に導入した酸素ガスと反応させて基板ｅにＭｇＯ膜を形成するイオンプレーティングの場合、防着板ｃには発火性のＭｇが付着するため、防着板ｃの清掃等のメンテナンスを行うべく真空室内を大気に開放した際、Ｍｇ付着物が発火する恐れがあってメンテナンス作業に注意を払う必要があった。特に同図示のように、防着板ｃのホローカソード電子銃ｄの部分だけをＭｇ蒸気の流通用に開口したものは、防着板ｃの蒸発源ｂに近い部分には、酸素の供給が非常に少ないことから、非常に速い堆積速度でＭｇが付着し、短時間で剥離が発生して好ましくない。
【０００５】
本発明は、防着板に付着する蒸発物の付着量を減少させて付着物の剥離がなく、特にＭｇＯ膜の成膜に適した防着板装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、真空室内に設けた蒸発源の上方に、蒸発物の目的方向以外への飛散を防止する防着板を備えた装置に於いて、該防着板は、蒸発源から蒸発する蒸発物が真空室内壁に付着することを防止するために、蒸発源と蒸着対象物との間において、上下方向に延在した部分と、上下方向に延在した部分の上端部から蒸着対象物の目的箇所以外へ蒸発物が付着することを防止するために蒸発源と蒸着対象物との間の蒸着対象物側に第１の開口部を備えるとともに、前記上端部が真空室内壁に接続されるように延在した部分と、上下方向に延在した部分の下端部側において、蒸発源と蒸着対象物との間の蒸発源側に第２の開口部を備えるとともに、蒸発源の上側の第２の開口部に向かって延在した部分とを備え、防着板の上下方向に延在する部分の真空室内壁側及び防着板の下端部を蒸発源の上側の第２の開口部に向かって延在した部分の蒸発源側にヒーターを取り付けたことを特徴とすることにより、上記の目的を達成するようにした。該ヒーターには、その温度を調節する温度調節装置を接続し、該防着板には、該温度調節装置に接続された熱電対その他の温度検出手段を取り付けることが好ましい。この構成は、真空室内に、回転式の蒸発源、該蒸発源の蒸発材料を加熱するホローカソード電子銃その他の加熱手段、該蒸発源に対向した基板、及び反応性ガス導入口を設け、該蒸発源の上方に、該基板の方向以外へ向かう蒸発物の飛散を防止する金属製の防着板を設けた反応性イオンプレーティング装置に適用することで、防着板には薄いＭｇＯ膜が付着するだけでメンテナンスも安全にしかも簡単に行える。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面に基づき本発明の実施の形態を説明すると、図３及び図４は反応性イオンプレーティング装置に適用した例を示し、符号１は真空ポンプ１４により真空排気された真空室、符号２は該真空室１の上方に設置された長手の基板で、該基板２の下方に回転軸３により回転される回転式の蒸発源４を２基設けた。該蒸発源４内に収容したＭｇ等の蒸発材料は、４本のホローカソード電子銃５から成る加熱手段の電子ビームが陽極である蒸発源４に入射することにより加熱蒸発される。該基板２の成膜面の近傍には、反応性ガスを導入するガス導入口６を設け、蒸発源４から蒸発する蒸発物と該反応性ガスとが反応した膜が該基板２に形成されるようにした。
【０００８】
該蒸発源４の上方には、ホローカソード電子銃５のビームが通過できる程度の開口７と、基板２の蒸着面に相当する大きさの蒸着開口８を備えた金属製の防着板９を設け、これにより蒸発源４からの蒸発物１３が該開口７を介して目的方向である基板２の蒸着面以外の方向、即ち真空室１の室壁や構造物の方向へ飛散して付着することが防止される。
【０００９】
こうした構成は、従来のものと特に変わりがないが、該防着板９に付着する蒸発物が厚膜化することにより前記した問題を生じるので、本発明では、該防着板９にヒーター１０を取り付けると共に該ヒーター１０に温度調節装置１１を接続し、該防着板９の温度を付着した蒸発物が蒸発する温度に制御した。該防着板９には該温度調節装置１１に接続した熱電対１２等の温度検出手段を設け、これで温度検出しながら該防着板９の温度を一定に制御するようにした。該ヒーター１０は、防着板９の背面、即ち真空室１の壁面側１０ａに設けるようにし、該ヒーター１０としてはシースヒーターその他の電気ヒーターが使用される。
【００１０】
図３及び図４に示すイオンプレーティング装置に於いて、蒸発源４にＭｇの蒸発材料を収容して真空室１内を１０-2Ｐａに排気すると共にガス導入口６から酸素の反応性ガスを導入し、ホローカソード電子銃５の電子ビームによりＭｇ蒸発物を蒸発させる。また、該ヒーター１０を作動させ、防着板９をＭｇの再蒸発が可能な温度である５００℃一定に加熱しておく。蒸発物は開口７及び蒸着開口８を介して基板２に到達し、酸素ガスと反応してＭｇＯ膜が基板２の蒸着面に形成される。蒸発物は目的とする基板２以外の方向にも拡散し、蒸発源４の直上の防着板９ａの下面及び上下方向の防着板９ｂの蒸発物通過側の面にも付着するが、該防着板９が加熱されているので付着したＭｇ蒸発物は再蒸発する。蒸発源４の直上の防着板９ａの下面は、前記したように最も厚く蒸発物の付着が見られる場所で、これが剥離すると異常放電を発生することになるが、防着板９をヒーター１０で加熱しておくことで１４４時間の連続成膜でも、該防着板９の下面には３ｍｍの厚さでしか付着せず、剥離が全く生じなかった。しかもその付着した薄いＭｇ膜は、開口７から回り込むわずかな酸素ガスにより酸化され、メンテナンスのために該真空室１内を大気に曝しても発火することがなく、ガスバーナーで１０秒間加熱したが発火しなかった。尚、図１に示した従来の反応性イオンプレーティング装置の防着板に付着したＭｇ膜は、ガスバーナーを１０秒間当てると発火した。
【００１１】
ホローカソード電子銃５の加熱手段の代わりに、トランスバース式電子銃、差動排気系を有するピアス式電子銃、或いは浦本式プラズマガン等を使用してもよい。また、反応性イオンプレーティング装置に限らず、付着膜の剥離による異常放電やメンテナンス時の発火の生じる蒸着装置に本発明は好都合に適用できる。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、真空蒸着装置に設けた防着板にヒーターを取り付けると共に該ヒーターにその温度を調節する温度調節装置を接続したので、蒸着中に防着板に付着する付着物の厚さを薄くしてこれの剥離による異常放電を防止することができ、メンテナンスも容易になり、特にＭｇＯの反応性イオンプレーティングに適用して長時間に亘り蒸着し且つ安全にメンテナンスすることができる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の防着板装置の截断側面図
【図２】図１の側面図
【図３】本発明の実施の形態を示す截断側面図
【図４】図３の側面図
【符号の説明】
１ 真空室、２ 基板、４ 蒸発源、５ ホローカソード電子銃（加熱手段）、６ ガス導入口、９ 防着板、１０ ヒーター、１１ 温度調節装置、１２ 熱電対、１３ 蒸発物、

Claims (3)

  1. 真空室内に設けた蒸発源の上方に、蒸発物の目的方向以外への飛散を防止する防着板を備えた装置に於いて、
    該防着板は、蒸発源から蒸発する蒸発物が真空室内壁に付着することを防止するために、
    蒸発源と蒸着対象物との間において、上下方向に延在した部分と、
    上下方向に延在した部分の上端部から蒸着対象物の目的箇所以外へ蒸発物が付着することを防止するために蒸発源と蒸着対象物との間の蒸着対象物側に第１の開口部を備えるとともに、前記上端部が真空室内壁に接続されるように延在した部分と、
    上下方向に延在した部分の下端部側において、蒸発源と蒸着対象物との間の蒸発源側に第２の開口部を備えるとともに、蒸発源の上側の第２の開口部に向かって延在した部分とを備え、
    防着板の上下方向に延在する部分の真空室内壁側及び防着板の下端部を蒸発源の上側の第２の開口部に向かって延在した部分の蒸発源側にヒーターを取り付けたことを特徴とする防着板装置。
  2. 上記ヒーターにその温度を調節する温度調節装置を接続し、上記防着板に、該温度調節装置に接続された熱電対その他の温度検出手段を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の防着板装置。
  3. 真空室内に、回転式の蒸発源、該蒸発源の蒸発材料を加熱するホローカソード電子銃その他の加熱手段、該蒸発源に対向した基板、及び反応性ガス導入口を設け、該蒸発源の上方に、該基板の方向以外へ向かう蒸発物の飛散を防止する金属製の防着板を設けた反応性イオンプレーティング装置に於いて、
    該防着板は、蒸発源から蒸発する蒸発物が真空室内壁に付着することを防止するために、
    蒸発源と蒸着対象物との間において、上下方向に延在した部分と、
    上下方向に延在した部分の上端部から蒸着対象物の目的箇所以外へ蒸発物が付着することを防止するために蒸発源と蒸着対象物との間の蒸着対象物側に第１の開口部を備えるとともに、前記上端部が真空室内壁に接続されるように延在した部分と、
    上下方向に延在した部分の下端部側において、蒸発源と蒸着対象物との間の蒸発源側に第２の開口部を形成するようにして、蒸発源の上側の第２の開口部に向かって延在した部分とを備え、
    防着板の上下方向に延在する部分の真空室内壁側及び防着板の下端部を蒸発源の上側の第２の開口部に向かって延在した部分の蒸発源側にヒーターを取り付けたことを特徴とする反応性イオンプレーティング装置に於ける防着板装置。
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