JPH04110755U - 化学気相蒸着装置のワークホルダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ワークに均一な薄膜を生成できる化学気相蒸着
装置のワークホルダーを提供する。 【構成】ワークホルダー３をパイプ状に形成し、レトル
ト１内に縦置きに配置するとともに、そのワークホルダ
ー３内に、ワーク４を載せる仕切り板５を略水平に設
け、その仕切り板５には、蒸着ガスの流通を許容する細
孔６を穿設形成し、その仕切り板５により、ワークホル
ダー３の内部を、上側の蒸着室７と下側の排気室８とに
分別し、下側の排気室８から真空引きすることにより、
レトルト１内に導入した蒸着ガスを強制的に上側の蒸着
室７に流入させ、仕切り板５上のワーク４に蒸着ガスを
万遍なくゆき渡らせるようにしている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は化学気相蒸着法用のワークホルダーに係り、詳しくは、レトルト内に 配置されて、蒸着ガスにより表面に薄膜を生成させるワークを支持するためのワ ークホルダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】

各種機械部品等の金属製のワークの表面に薄膜を生成させる方法として化学気 相蒸着法が公知である。これは、ガス状の材料に熱や光、プラズマ等のエネルギ ーを加え、気相のガス分子を分解して基盤状に薄膜として堆積させる技術であり 、例えば、高温に加熱さたレトルト内にワークを配置し、真空引きにより外部か らレトルト内に蒸着ガスを導入・拡散せしめ、そのワークに対して蒸着ガスを半 ば強制的に流過させることにより、ワークの表面に蒸着ガスを被着一体化させる ようにしている。この方法によれば、ガス状の蒸着材料に減圧下で熱エネルギー を加え、ガス分子を分解してワーク表面に比較的に純度の高い均質な薄膜を生成 させることができる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、この化学気相蒸着法では、ワークをレトルト内に配置した棚状もし くは受け台状に形成されたワークホルダー上に載置していた。そのため、そのワ ークホルダー上のワークと、レトルトの内壁との間には、出し入れに便なるよう に適当な隙間を形成していた。従って、レトルト内に導入された蒸着ガスのうち かなりの量がワークの表面に触れることなく、その隙間を素通りしてしまう傾向 があり、特にワークを密に配置した場合等には、蒸着ガスが各ワークのすみずみ まで充分にゆき渡らず、一部に蒸着むら発生することがあった。

【０００４】 本考案は、このような実情に鑑みてなされたもので、ワークの表面に均一な薄 膜を生成させることができる化学気相蒸着装置のワークホルダーを提供すること を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、外部からレトルト内に蒸着ガスを導入して、そのレトルト内に配置 したワークホルダー上のワークに蒸着材料を蒸着させるようにした化学気相蒸着 装置のワークホルダーにあって、前記課題を解決するための手段を以下のように 構成している。

【０００６】 すなわち、前記ワークホルダーをパイプ状に形成して、前記レトルト内に縦置 きに配置するとともに、前記ワークホルダー内に、ワークを載せる仕切り板を略 水平に設け、前記仕切り板には、蒸着ガスの流通を許容する細孔を穿設形成し、 前記仕切り板により、前記ワークホルダーの内部を、上側の蒸着室と下側の排気 室とに分別している。このような構成により、前記ワークホルダー内の下側の排 気室から真空引きすることにより、前記レトルト内に導入した蒸着ガスを強制的 に上側の蒸着室に流入・拡散させるようにしている。

【０００７】

【作用】

ワークホルダー内の下側の排気室から真空引きすることにより、外部からレト ルト内に導入した蒸着ガスを、パイプ状に形成したワークホルダー内の蒸着室に 強制的に流入・拡散させることにより、その蒸着室内の仕切り板上に載せられた ワークに万遍なく蒸着ガスをゆき渡らせ、その表面に蒸着材料を均一に被着一体 化させることができる。

【０００８】

【実施例】

以下に、本考案を実施例に基づいて説明する。 本例に示す化学気相蒸着装置のワークホルダーは、ワークの表面に均一な薄膜 を生成させることができるように、以下の如く構成している。 図１に示すように、高温に加熱される釣鐘状のレトルト１が台盤２上に載置さ れ、その内部にパイプ状に形成されたワークホルダー３が縦置きに立設され、そ のワークホルダー３の略中間高さ位置には、ワーク４を載せる仕切り板５が略水 平に設けられている。その仕切り板５には、蒸着ガスの流通を許容する複数の細 孔６（図２参照）が穿設形成され、その仕切り板５によって、ワークホルダー３ の内部が、上側の蒸着室７と下側の排気室８とに上下に二分されている。

【０００９】 ワークホルダー３とレトルト１の内壁との間には、蒸着ガスを供給する供給パ イプ９が挿通配置され、その上端を下方に屈曲させてワークホルダー３の上部に 臨ませる一方、その下部をレトルト１を支持している台盤２に貫通固定している 。そして、下側の排気室８下部の台盤２に設けた吸出口１０には、真空引きをお こなうための排出パイプ１１が接続されている。

【００１０】 このような構成により、排出パイプ１１からの真空引きにより、レトルト１内 のワークホルダー３の上部に外部から蒸着ガスを導入して、その蒸着ガスを強制 的に上側の蒸着室７に流入・拡散させ、そのワークホルダー３上に載置されてい るワーク４に対して充分にゆき渡らせ、むらのない蒸着をおこなうことができる 。つまり、ワークホルダー３内に導入された蒸着ガスは、その略中間高さ位置に 配置された仕切り板５の上に載置されたワーク４を包むように流過して仕切り板 ５の各細孔６を通り、その下部の排気室８に流下する。従って、従来のように、 蒸着ガスが、ワーク４の表面に触れずにそのままその外側を素通りしてしまうよ うな非能率かつ不経済な難点が解消される。

【００１１】 詳しく説明すると、装置の全体構成は、図３に示され、反応炉として機能する レトルト１の周囲には加熱ヒータ２０，２０が設けられ、その上流側には、バブ リング方式により液体の材料を気化させる液体材料供給ユニット１４が配置され 、ガス制御ユニット１５からマスフローコントローラ（図示省略）を介して高精 度の安定したガスの供給を受け、供給パイプ９を介して、気化した蒸着ガスがレ トルト１内に供給されるようになっている。その蒸着ガスは、ガス制御ユニット １５によって供給されるＨ₂ 、Ｎ₂ 、Ａ_r 等のガスと、液体材料供給ユニット１ ４から供給されるＴi Ｃｌ₄ 等の液体材料とによって生成される金属のハロゲン 化物である。

【００１２】 一方、レトルト１の下流側には、真空引きをおこなうための排出パイプ１１に 接続されるロータリポンプ１６と、その下流側に接続される排ガス処理ユニット １７とが設けられ、レトルト１を経由した蒸着・使用済みの蒸着ガスが外部に放 出されるようになっている。このロータリポンプ１６と、レトルト１を加熱する ための加熱ヒータ２０は、制御コンピュータ１９からの指令により、予め記憶さ れたプログラムに従って制御作動され、ロータリポンプ１６はレトルト１内の反 応圧力を減圧下で正確に調整し、加熱ヒータ２０はホットウォール方式によりレ トルト１内部の反応雰囲気温度を正確に調整する。なお、レトルト１は１０００ ℃を越える高温となるため、常時冷却する必要があり、冷却水を流通させるため の配管２１がレトルト１の下部を通り別途配置されている。

【００１３】 このレトルト１の内部には、蒸着ガスの拡散をより一層効果的におこなうため に、円形の分散皿１２を、縦置きに立設されるパイプ状のワークホルダー３の上 部に支持させて略水平に設け、供給パイプ９の先端部の直下に臨ませている。こ れにより、供給パイプ９から供給される蒸着ガスは、まず、この分散皿１２によ ってその周囲に分散され、真空引きによる拡散と相まって蒸着室７内で万遍なく ワーク４上に分散供給されてワーク４の隅々にゆき渡った後、仕切り板５に形成 された複数の細孔６を流下してその下部の排気室８に至る経路を辿る。

【００１４】 従って、従来のように、蒸着ガスがワーク４に触れることなくその側を素通り してしまうような、あるいはゆき渡り不良となるような不経済かつ非能率なこと がなくなり、能率よくむらのない蒸着をおこなうことができる。なお、分散皿１ ２には、ワークホルダー３の上端に転回自在に支持されるアーム２２の先端に取 り付けられて、ワーク４の出し入れに便なるようにしている（図２参照）。

【００１５】 そして、ワークホルダー３の下部には、貫通孔１３，１３を横方向に穿設形成 し（図２参照）、ワークホルダー３とレトルト１の内壁との間に浮遊する水分や 異物等を、蒸着後に排気室８に流下した蒸着ガスとともに、吸出口１０から排出 パイプ１１を介して外部に放出させ、蒸着室７内の蒸着ガスの純度を常に高く保 つようにして、品質のよい均一な薄膜を生成できるようにしている。

【００１６】 一方、蒸着作業が終了すると、ワーク４は、ワークホルダー３とともにレトル ト１から容易に取り出すことができ、作業能率を良好なものとしている。なお、 ワーク４を段積みにする場合には、上下のワーク間に間隔を保てるように、蒸着 ガスの流通を許容するネットや簀子を張ったワーク載台２３（図２参照）を用意 して、仕切り板５の上に重ねて載せ、その上にワーク４を置けばよい。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の化学気相蒸着装置のワークホルダーは、パイプ 状に形成して、レトルト内に縦置きに配置するとともに、その内部に、ワークを 載せる仕切り板を略水平に設け、その仕切り板には、蒸着ガスの流通を許容する 細孔を穿設形成し、その仕切り板により、ワークホルダーの内部を、上側の蒸着 室と下側の排気室とに分別しているので、下側の排気室から真空引きすることに より、レトルト内に導入した蒸着ガスを、強制的に上側の蒸着室に流入・拡散さ せて万遍なくワークにゆき渡らせ、その表面に均一な薄膜を生成することができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の化学気相蒸着装置のワークホルダーを
レトルト内に配置した状態を示す断面図である。

【図２】分散皿を外方に転回させた状態のワークホルダ
ーの部分破断斜視図及びワーク載台の斜視図である。

【図３】装置の全体配置図である。

【符号の説明】

１─レトルト、３─ワークホルダー、４─ワーク、５─
仕切り板、６─細孔、７─蒸着室、８─排気室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部からレトルト内に蒸着ガスを導入し
   て、そのレトルト内に配置されたワークホルダー上のワ
   ークに蒸着材料を蒸着させるようにした化学気相蒸着装
   置に用いられるワークホルダーであって、前記ワークホ
   ルダーがパイプ状に形成されて、前記レトルト内に縦置
   きに配置されるとともに、前記ワークホルダー内に、ワ
   ークを載せる仕切り板が略水平に設けられ、前記仕切り
   板には、蒸着ガスの流通を許容する細孔が穿設形成され
   るとともに、前記仕切り板により、前記ワークホルダー
   の内部が、上側の蒸着室と下側の排気室とに分別され、
   前記ワークホルダー内の下側の排気室から真空引きする
   ことにより、前記レトルト内に導入した蒸着ガスを強制
   的に上側の蒸着室に流入・拡散させるようにしたことを
   特徴とする化学気相蒸着装置のワークホルダー。