JPH059714A - Electron beam evaporating source - Google Patents

Electron beam evaporating source

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JPH059714A
JPH059714A JP18155891A JP18155891A JPH059714A JP H059714 A JPH059714 A JP H059714A JP 18155891 A JP18155891 A JP 18155891A JP 18155891 A JP18155891 A JP 18155891A JP H059714 A JPH059714 A JP H059714A
Authority
JP
Japan
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hearth liner
crucible
electron beam
raw material
evaporation source
Prior art date
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Application number
JP18155891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Shibata
尚 柴田
Hiroyuki Tokushige
裕之 徳重
Yasuo Endo
保夫 遠藤
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH059714A publication Critical patent/JPH059714A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent fracture of a hearth liner due to thermal shock used for an electron beam evaporating source. CONSTITUTION:The vapor source 2 is contained in a plate-like hearth liner 9 disposed on the inside of a crucible 3. This hearth liner 9 consists of a material having high thermal insulation, and its outer diameter is made a little smaller than the inner diameter of the crucible 3. The hearth liner 9 is disposed on the bottom of the crucible 3 with a space 10 provided between the outer surface of the hearth liner 9 and the inner surface of the crucible 3. Or the surface of the hearth liner 9 facing the crucible 3 is made to have a porous layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、真空蒸着法やイオンプ
レーティング法などに用いられる電子ビーム蒸発源に関
するもので、特に、水冷坩堝の内側にハースライナを設
置し、そのハースライナ内に蒸発させる原料を収容する
ようにした電子ビーム蒸発源に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam evaporation source used in a vacuum vapor deposition method, an ion plating method or the like, and in particular, a hearth liner is installed inside a water-cooled crucible and a raw material vaporized in the hearth liner. The present invention relates to an electron beam evaporation source adapted to accommodate a.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば半導体素子を製造する場合には、
極めて純度の高い薄膜を形成することが求められる。一
般に、そのような薄膜は、電子ビーム蒸発源を用いて真
空中で固体原料を蒸発させ、それを基体に付着させるこ
とによって形成される。電子ビーム蒸発源は、ハースと
呼ばれる銅製の水冷坩堝内に原料を収容し、その原料に
電子ビームを照射することによって原料を直接加熱する
ようにしたものである。このような電子ビーム蒸発源に
よれば、坩堝が水冷されることによってその温度上昇が
抑制されるので、形成される薄膜への坩堝材料の混入が
防止され、純度の高い薄膜を形成することができる。
2. Description of the Related Art For example, when manufacturing a semiconductor device,
It is required to form a highly pure thin film. Generally, such thin films are formed by evaporating a solid source in a vacuum using an electron beam evaporation source and depositing it on a substrate. The electron beam evaporation source is one in which a raw material is contained in a water-cooled crucible made of copper called a hearth, and the raw material is directly heated by irradiating the raw material with an electron beam. According to such an electron beam evaporation source, the temperature rise of the crucible is suppressed by water cooling the crucible, so that the crucible material is prevented from being mixed into the thin film to be formed, and a thin film with high purity can be formed. it can.

【0003】ところで、このような電子ビーム蒸発源に
おいては、原料をそのまま坩堝内に収容するようにする
と、坩堝の水冷によって原料の熱が奪われるので、熱損
失が大きくなり、消費電力が増大するという問題があ
る。また、原料は融点よりも高い温度にまで加熱される
のに対し、坩堝は水冷されることによって100℃程度
に抑えられるので、原料の表面部分の温度と坩堝に接触
する部分の温度との間には極めて大きな差が生じること
になり、突沸が生じてスプラッシュが発生するという問
題もある。
By the way, in such an electron beam evaporation source, if the raw material is stored in the crucible as it is, the heat of the raw material is taken by the water cooling of the crucible, so that the heat loss increases and the power consumption increases. There is a problem. Further, while the raw material is heated to a temperature higher than the melting point, the crucible can be kept at about 100 ° C. by being water-cooled, so the temperature between the surface portion of the raw material and the temperature of the portion in contact with the crucible However, there is also a problem in that bumping occurs and splash occurs.

【0004】そこで、このような問題に対処するため
に、坩堝の内側にハースライナと呼ばれる内坩堝を設置
し、そのハースライナ内に原料を収容するということが
行われている。ハースライナは、断熱性の高い材料によ
って形成された側壁と底壁とからなる皿状のものであ
る。このようなハースライナを用いれば、原料から坩堝
への伝熱が軽減されるようになるので、熱損失を低下さ
せるとともに、溶解した原料の温度の均一化を図ること
ができる。
Therefore, in order to deal with such a problem, an inner crucible called a hearth liner is installed inside the crucible and the raw material is contained in the hearth liner. The hearth liner is a dish-shaped one having a side wall and a bottom wall formed of a material having a high heat insulating property. When such a hearth liner is used, heat transfer from the raw material to the crucible is reduced, so that heat loss can be reduced and the temperature of the melted raw material can be made uniform.

【0005】従来は、そのハースライナは均質な材料に
よって形成され、坩堝に密着するようにして設置するも
のとされていた。
Conventionally, the hearth liner is made of a homogeneous material and is installed so as to be in close contact with the crucible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハース
ライナには、断熱性及び耐熱性のほかに、原料と化合し
たり蒸発したりすることのないものであることが求めら
れる。また、溶解した原料を保持することのできるもの
でなければならない。したがって、そのハースライナに
は、グラファイトやボロンナイトライド、あるいはモリ
ブデン、タングステン、タンタルなどの特殊な材料が用
いられる。そのような材料は高価であり、しかも、比較
的脆い。一方、ハースライナは、融点以上に加熱される
蒸発原料と水冷坩堝との間に設けられるので、その内外
面間には大きな温度勾配が形成される。例えばシリコン
を蒸発させる場合には、そのシリコンは2000℃程度
にまで加熱される。したがって、ハースライナの内面も
その程度の温度となる。これに対して、ハースライナの
外面は坩堝に接するので、その面は上述のように100
℃程度に抑えられる。その結果、ハースライナの内外面
間に著しい温度差が生じることになり、その間の温度勾
配が極めて大きくなる。そして、そのように大きな温度
勾配のために、ハースライナには非常に大きな熱衝撃が
加わる。その場合、ハースライナが坩堝の内面に密着し
ていると、その熱衝撃のために、応力が集中しやすい角
部にクラックが発生することがある。特にハースライナ
の材料としてグラファイトやボロンナイトライドが用い
られている場合には、そのようなクラックが発生しやす
い。
However, the hearth liner is required to have heat insulation and heat resistance as well as a material that does not combine with the raw material or vaporize. In addition, it must be capable of holding the dissolved raw material. Therefore, for the hearth liner, graphite, boron nitride, or a special material such as molybdenum, tungsten, or tantalum is used. Such materials are expensive and relatively brittle. On the other hand, since the hearth liner is provided between the evaporation raw material heated to the melting point or higher and the water-cooled crucible, a large temperature gradient is formed between the inner and outer surfaces thereof. For example, when vaporizing silicon, the silicon is heated to about 2000 ° C. Therefore, the temperature of the inner surface of the hearth liner is at that level. On the other hand, the outer surface of the hearth liner is in contact with the crucible, so that the surface is 100
It can be suppressed to about ℃. As a result, a significant temperature difference occurs between the inner and outer surfaces of the hearth liner, and the temperature gradient between them becomes extremely large. And, due to such a large temperature gradient, a very large thermal shock is applied to the hearth liner. In that case, if the hearth liner is in close contact with the inner surface of the crucible, thermal shock may cause cracks to occur at the corners where stress is likely to concentrate. Especially when graphite or boron nitride is used as the material for the hearth liner, such cracks are likely to occur.

【0007】そして、そのようにハースライナにクラッ
クが生じると、内部に収容されている溶解した原料がそ
のクラックを通して流出し、坩堝の表面に接触するの
で、原料の熱が水冷坩堝に奪われることになる。その結
果、原料の蒸発量が急減し、成膜速度が急激に低下して
しまう。したがって、そのハースライナは交換すること
が必要となる。
When a crack is generated in the hearth liner, the melted raw material contained in the hearth liner flows out through the crack and comes into contact with the surface of the crucible, so that the heat of the raw material is taken by the water-cooled crucible. Become. As a result, the evaporation amount of the raw material is drastically reduced, and the film forming rate is drastically reduced. Therefore, the hearth liner needs to be replaced.

【0008】このように、従来の電子ビーム蒸発源で
は、ハースライナを頻繁に交換することが必要となって
いる。しかしながら、ハースライナは上述のように特殊
な材料によって形成されるので、極めて高価である。そ
のために、薄膜の形成にかかるコストが非常に高くなる
という問題がある。
As described above, in the conventional electron beam evaporation source, it is necessary to frequently replace the hearth liner. However, since the hearth liner is made of a special material as described above, it is extremely expensive. Therefore, there is a problem that the cost for forming the thin film becomes very high.

【0009】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、熱衝撃によってもハース
ライナが破損することの少ない電子ビーム蒸発源を得る
ことである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to obtain an electron beam evaporation source in which the hearth liner is less likely to be damaged by thermal shock.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、水冷坩堝の内面に対向するハースライ
ナの外面部分に、熱衝撃を吸収し得る層を設けるように
している。すなわち、ハースライナの外側面と坩堝の内
側面との間に空隙を設けるか、あるいはハースライナの
坩堝に接触する面の近傍を多孔質層とするようにしてい
る。
To achieve this object, in the present invention, a layer capable of absorbing thermal shock is provided on the outer surface portion of the hearth liner facing the inner surface of the water cooling crucible. That is, a gap is provided between the outer surface of the hearth liner and the inner surface of the crucible, or the vicinity of the surface of the hearth liner in contact with the crucible is a porous layer.

【0011】[0011]

【作用】このようにハースライナの外側面と坩堝の内側
面との間に空隙を設けることにより、ハースライナに生
ずる温度勾配は、側方にはほとんど解消され、底壁部分
のみとなる。したがって、最も応力が集中するハースラ
イナの側壁と底壁との間の角部における熱衝撃が小さく
なり、クラックの発生が防止される。また、ハースライ
ナの坩堝に接触する面、すなわちその外面の近傍を多孔
質層とすれば、熱衝撃はその多孔質層によって吸収され
るようになる。したがって、熱衝撃によるハースライナ
の破損が防止される。そして、ハースライナの内面は緻
密質層としておくことにより、溶解した原料がハースラ
イナ内に染み込んだりハースライナの材料と反応したり
するようなことは防止される。したがって、ハースライ
ナの機能が損なわれることもない。
By providing a gap between the outer surface of the hearth liner and the inner surface of the crucible in this way, the temperature gradient generated in the hearth liner is almost eliminated laterally, and only at the bottom wall portion. Therefore, the thermal shock at the corner between the side wall and the bottom wall of the hearth liner where the stress is most concentrated is reduced, and the occurrence of cracks is prevented. Further, if the surface of the hearth liner that contacts the crucible, that is, the vicinity of the outer surface of the hearth liner is a porous layer, the thermal shock is absorbed by the porous layer. Therefore, damage to the hearth liner due to thermal shock is prevented. By forming the dense layer on the inner surface of the hearth liner, it is possible to prevent the melted raw material from soaking into the hearth liner and reacting with the material of the hearth liner. Therefore, the function of the hearth liner is not impaired.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図中、図1は本発明による電子ビーム蒸発源の一実
施例を示す全体構造の概略断面図であり、図2はその要
部の拡大断面図である。また、図3〜5はその異なる実
施例を示す要部の拡大断面図である。なお、これらの実
施例の説明において、対応する部分には同一の符号を付
すことにより、重複する説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a schematic cross-sectional view of the entire structure showing an embodiment of an electron beam evaporation source according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part thereof. Further, FIGS. 3 to 5 are enlarged cross-sectional views of a main part showing the different embodiment. In the description of these embodiments, the corresponding parts will be denoted by the same reference numerals and overlapping description will be omitted.

【0013】図1から明らかなように、電子ビーム蒸発
源1は、蒸発させる原料2を収容する銅製の坩堝3を備
えている。その坩堝3の下面側にはウォータジャケット
4が設けられており、冷却水給排口5を通してそのウォ
ータジャケット4と外部との間で循環する冷却水によっ
て、坩堝3が水冷されるようにされている。坩堝3はア
ース接続されている。また、坩堝3の側方にはフィラメ
ント6が設けられ、電源7によりそのフィラメント6に
負電位が印加されるようになっている。更に、図示され
ていない磁極により、紙面に直交する磁場が形成される
ようになっている。こうして、フィラメント6によって
電子ビーム8が形成され、その電子ビーム8が湾曲し
て、坩堝3内の蒸発原料2に直接当たるようにされてい
る。
As is apparent from FIG. 1, the electron beam evaporation source 1 is provided with a copper crucible 3 for containing a raw material 2 to be evaporated. A water jacket 4 is provided on the lower surface side of the crucible 3, and the crucible 3 is cooled by cooling water circulating between the water jacket 4 and the outside through a cooling water supply / discharge port 5. There is. The crucible 3 is grounded. A filament 6 is provided on the side of the crucible 3, and a negative potential is applied to the filament 6 by a power supply 7. Furthermore, a magnetic field (not shown) forms a magnetic field perpendicular to the plane of the drawing. Thus, an electron beam 8 is formed by the filament 6, and the electron beam 8 is curved so as to directly hit the evaporation raw material 2 in the crucible 3.

【0014】坩堝3の内側には、皿状のハースライナ9
が設置されている。そのハースライナ9は断熱性の高い
グラファイト等の緻密質材料からなるもので、蒸発原料
2はそのハースライナ9内に収容されるようになってい
る。図2に示されているように、ハースライナ9は坩堝
3の内面とほぼ同形状であるが、その外径は坩堝3の内
径よりわずかに小さいものとされている。そして、その
ハースライナ9は、その外側面と坩堝3の内側面との間
に小さな空隙10が形成されるようにして、坩堝3の底
面上に設置されている。その空隙10の大きさは、0.
1mm以上で10mm以下とされている。
Inside the crucible 3 is a plate-shaped hearth liner 9
Is installed. The hearth liner 9 is made of a dense material such as graphite having a high heat insulating property, and the evaporation raw material 2 is housed in the hearth liner 9. As shown in FIG. 2, the hearth liner 9 has substantially the same shape as the inner surface of the crucible 3, but the outer diameter thereof is slightly smaller than the inner diameter of the crucible 3. The hearth liner 9 is installed on the bottom surface of the crucible 3 so that a small gap 10 is formed between the outer surface of the hearth liner 9 and the inner surface of the crucible 3. The size of the void 10 is 0.
It is set to 1 mm or more and 10 mm or less.

【0015】次に、このように構成された電子ビーム蒸
発源1の作用について説明する。アルミニウムやシリコ
ン等の薄膜を形成しようとするときには、この電子ビー
ム蒸発源1を真空チャンバ内の下部に配設する。また、
その真空チャンバ内の上部には基体を配置する。そし
て、薄膜の原料2をハースライナ9内に入れ、そのハー
スライナ9を坩堝3の底面上に載置する。このとき、そ
のハースライナ9の外側面と坩堝3の内側面との間には
全周にわたって小さな空隙10が形成されるようにす
る。この状態で、フィラメント6に負電位を印加して、
坩堝3内側のハースライナ9内に収容されている原料2
に電子ビーム8を照射する。すると、その原料2が加熱
され、その蒸気が発生する。そして、その原料蒸気が真
空チャンバ内の上部に配置されている基体に付着する。
こうして、基体表面に原料2の薄膜が形成される。
Next, the operation of the electron beam evaporation source 1 thus constructed will be described. When a thin film of aluminum, silicon or the like is to be formed, the electron beam evaporation source 1 is arranged in the lower part of the vacuum chamber. Also,
A substrate is placed in the upper part of the vacuum chamber. Then, the thin film raw material 2 is put into the hearth liner 9, and the hearth liner 9 is placed on the bottom surface of the crucible 3. At this time, a small gap 10 is formed over the entire circumference between the outer surface of the hearth liner 9 and the inner surface of the crucible 3. In this state, apply a negative potential to the filament 6,
Raw material 2 contained in hearth liner 9 inside crucible 3
The electron beam 8 is radiated on the surface. Then, the raw material 2 is heated and its steam is generated. Then, the raw material vapor adheres to the substrate arranged in the upper part of the vacuum chamber.
In this way, a thin film of the raw material 2 is formed on the surface of the substrate.

【0016】この間において、原料2は電子ビーム8に
よって直接加熱される。また、その原料2を収容するハ
ースライナ9は断熱性の高い材料によって形成されてい
るので、そのハースライナ9を通して原料2の熱が放出
されることは少ない。しかも、そのハースライナ9の側
面は坩堝3から離されているので、そのハースライナ9
から坩堝3への伝熱はほとんどその底面を介してのみと
なる。したがって、坩堝3が水冷されているにもかかわ
らず、原料2の熱が坩堝3の水冷によって奪われること
が軽減され、原料2は極めて効率よく加熱される。
During this time, the raw material 2 is directly heated by the electron beam 8. Further, since the hearth liner 9 that houses the raw material 2 is formed of a material having a high heat insulating property, the heat of the raw material 2 is rarely released through the hearth liner 9. Moreover, since the side surface of the hearth liner 9 is separated from the crucible 3, the hearth liner 9 is
The heat transfer from the chamber to the crucible 3 is almost exclusively via its bottom surface. Therefore, although the crucible 3 is water-cooled, the heat of the raw material 2 is reduced from being taken by the water cooling of the crucible 3, and the raw material 2 is heated very efficiently.

【0017】ハースライナ9内の原料2は、このように
加熱されることによって溶解する。しかしながら、その
ハースライナ9はグラファイト等の緻密な材料によって
形成されているので、溶解した原料2が漏れたりハース
ライナ9に染み込んだりするようなことはない。また、
その原料2がハースライナ9の材料と化合するようなこ
ともない。したがって、原料2はその状態で確実に保持
される。そして、坩堝3は水冷されているので、その坩
堝3の材料である銅が蒸発して原料2の蒸気に混入する
ようなことはない。また、ハースライナ9は蒸発しにく
い材料によって形成されているので、そのハースライナ
9の材料が原料蒸気に混入することもほとんどない。し
たがって、この電子ビーム蒸発源1を用いて形成される
薄膜は極めて純度の高いものとなる。
The raw material 2 in the hearth liner 9 is melted by being heated in this way. However, since the hearth liner 9 is formed of a dense material such as graphite, the melted raw material 2 does not leak or soak into the hearth liner 9. Also,
The raw material 2 does not combine with the material of the hearth liner 9. Therefore, the raw material 2 is reliably held in that state. Since the crucible 3 is water-cooled, copper as the material of the crucible 3 does not evaporate and mix into the vapor of the raw material 2. Further, since the hearth liner 9 is formed of a material that is hard to evaporate, the material of the hearth liner 9 hardly mixes with the raw material vapor. Therefore, the thin film formed by using this electron beam evaporation source 1 has extremely high purity.

【0018】ところで、ハースライナ9内に収容されて
いる原料2が加熱されて溶解することにより、そのハー
スライナ9の内面は溶解した原料2と同程度の温度とな
る。一方、ハースライナ9の底壁外面は坩堝3に接触し
ているので、その面の温度は坩堝3の表面温度とほぼ等
しくなる。そのために、ハースライナ9の底部において
は、その内面と外面との間に大きな温度勾配が生ずるこ
とになる。しかしながら、ハースライナ9の側壁外面は
坩堝3の内側面から離れており、その間には輻射熱が伝
わるのみであるので、その間の空隙10に大きな温度勾
配が形成される。したがって、ハースライナ9の側壁の
内外面間における温度勾配はほとんどなくなる。こうし
て、ハースライナ9に生ずる温度勾配は、側方には解消
され、底壁部分のみとなる。その結果、熱衝撃もその底
壁に沿って発生するのみとなり、側壁との間の角部にお
ける応力集中が低減されるようになる。
By the way, when the raw material 2 contained in the hearth liner 9 is heated and melted, the inner surface of the hearth liner 9 has a temperature similar to that of the melted raw material 2. On the other hand, since the outer surface of the bottom wall of the hearth liner 9 is in contact with the crucible 3, the temperature of that surface is substantially equal to the surface temperature of the crucible 3. Therefore, a large temperature gradient is generated between the inner surface and the outer surface of the hearth liner 9 at the bottom thereof. However, since the outer surface of the side wall of the hearth liner 9 is separated from the inner surface of the crucible 3 and only radiant heat is transmitted between them, a large temperature gradient is formed in the void 10 therebetween. Therefore, there is almost no temperature gradient between the inner and outer surfaces of the side wall of the hearth liner 9. In this way, the temperature gradient generated in the hearth liner 9 is eliminated laterally, leaving only the bottom wall portion. As a result, thermal shock also only occurs along the bottom wall, and the stress concentration at the corner between the side wall and the side wall is reduced.

【0019】このように、この電子ビーム蒸発源1にお
いては、ハースライナ9に生ずる熱衝撃がその側部にお
いて吸収されるようになるので、その角部にクラック等
が発生することが防止される。したがって、そのハース
ライナ9を繰り返して使用することが可能となり、薄膜
形成のコストを低減させることができる。
As described above, in the electron beam evaporation source 1, the thermal shock generated in the hearth liner 9 is absorbed at the side portions thereof, so that cracks or the like are prevented from being generated at the corner portions. Therefore, the hearth liner 9 can be repeatedly used, and the cost for forming a thin film can be reduced.

【0020】実際に、従来のもののように坩堝に密着す
るハースライナとそれよりやや小径のハースライナとを
用いて、電子ビーム蒸発源によりシリコンを蒸発させる
実験を行った。その電子ビーム蒸発源の坩堝の内径は6
0mm、電子ビームのパワーは2KWであった。また、ハー
スライナとしてはグラファイト製のものを用いた。その
結果、坩堝に密着するハースライナを用いた場合には、
わずかに3回使用しただけでクラックが生じたが、やや
小径のハースライナを用い、その外側面と坩堝の内側面
との間に空隙を設けるようにした場合には、10回の使
用でもクラックが生じないことが確認された。
An experiment was conducted to actually evaporate silicon by an electron beam evaporation source, using a hearth liner that closely adheres to a crucible and a hearth liner having a slightly smaller diameter than the conventional one. The inner diameter of the crucible of the electron beam evaporation source is 6
The power of 0 mm and the electron beam was 2 KW. A graphite hearth liner was used. As a result, when using a hearth liner that closely adheres to the crucible,
Cracks occurred after only three uses, but if a slightly smaller diameter hearth liner was used and a gap was provided between the outer surface of the hearth liner and the inner surface of the crucible, cracks would occur even after 10 uses. It was confirmed that it did not occur.

【0021】図3は、このような電子ビーム蒸発源1を
更に改良した実施例を示すものである。この実施例の場
合には、ハースライナ9は、断熱性を有する薄板11を
介して坩堝3の底面上に設置されている。その薄板11
は、厚さが0.1〜10mm程度のもので、ハースライナ
9よりも多孔質の材料によって形成されている。その他
の構成は図1,2の実施例と同様である。このように構
成することにより、原料2の熱がハースライナ9の底壁
を通して坩堝3に伝わることも抑制されるようになるの
で、原料2の加熱効率が更に向上する。また、ハースラ
イナ9に加わる熱衝撃が多孔質の薄板11によって吸収
されるようになるので、クラックの発生が一層防止され
る。
FIG. 3 shows an embodiment in which the electron beam evaporation source 1 is further improved. In the case of this embodiment, the hearth liner 9 is installed on the bottom surface of the crucible 3 via a thin plate 11 having a heat insulating property. The thin plate 11
Has a thickness of about 0.1 to 10 mm and is made of a material more porous than the hearth liner 9. Other configurations are similar to those of the embodiment shown in FIGS. With this structure, the heat of the raw material 2 is also suppressed from being transferred to the crucible 3 through the bottom wall of the hearth liner 9, so that the heating efficiency of the raw material 2 is further improved. Further, since the thermal shock applied to the hearth liner 9 is absorbed by the porous thin plate 11, the generation of cracks is further prevented.

【0022】図4の実施例においては、ハースライナ9
は従来のものと同様に坩堝3の内面に密着するようにし
て設置されている。しかしながら、そのハースライナ9
は、緻密質材料からなる内側層12と多孔質材料からな
る外側層13とによって二層構造に構成されている。こ
のように構成することにより、ハースライナ9の内面は
緻密質となるので、溶解した原料2もそのハースライナ
9によって確実に保持される。また、外側層13は多孔
質とされるので、その外側層13に大きな温度勾配を持
たせることができる。したがって、熱衝撃はその外側層
13によって吸収されるようになり、内側層12にクラ
ック等が発生することは防止される。
In the embodiment of FIG. 4, the hearth liner 9
Is installed so as to be in close contact with the inner surface of the crucible 3 as in the conventional case. However, that hearth liner 9
Has a two-layer structure including an inner layer 12 made of a dense material and an outer layer 13 made of a porous material. With such a configuration, the inner surface of the hearth liner 9 becomes dense, so that the melted raw material 2 is also securely held by the hearth liner 9. Since the outer layer 13 is porous, the outer layer 13 can have a large temperature gradient. Therefore, the thermal shock comes to be absorbed by the outer layer 13, and the inner layer 12 is prevented from being cracked or the like.

【0023】図5は、ハースライナ9を、内面側から外
面側に向かって緻密質から多孔質へと連続的に変化する
傾斜機能材によって形成した実施例を示すものである。
このようなものにおいても、図4の実施例と同様の作用
効果を得ることができる。したがって、ハースライナ9
を坩堝3に密着させて設置しても、そのハースライナ9
が熱衝撃によって破損することは防止される。
FIG. 5 shows an embodiment in which the hearth liner 9 is formed of a functionally graded material which continuously changes from dense to porous from the inner surface side to the outer surface side.
Even in such a case, the same effect as that of the embodiment of FIG. 4 can be obtained. Therefore, hearth liner 9
Even if it is installed in close contact with the crucible 3, its hearth liner 9
Is prevented from being damaged by thermal shock.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ハースライナと坩堝との間に空隙を設ける
か、あるいはハースライナの坩堝に接触する面を多孔質
層とするようにしているので、ハースライナに生じる熱
衝撃を吸収させることができる。したがって、ハースラ
イナの繰り返し使用が可能となり、薄膜形成のコストを
低減させることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a gap is provided between the hearth liner and the crucible, or the surface of the hearth liner that contacts the crucible is made into a porous layer. Therefore, the thermal shock generated in the hearth liner can be absorbed. Therefore, the hearth liner can be repeatedly used, and the cost for forming a thin film can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明が適用される電子ビーム蒸発源の全体構
造を示す概略縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing an entire structure of an electron beam evaporation source to which the present invention is applied.

【図2】本発明の第1実施例を示す電子ビーム蒸発源の
要部の拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the electron beam evaporation source showing the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施例を示す図2と同様の拡大断
面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view similar to FIG. 2, showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例を示す同様の拡大断面図で
ある。
FIG. 4 is a similar enlarged cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施例を示す同様の拡大断面図で
ある。
FIG. 5 is a similar enlarged sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子ビーム蒸発源 2 蒸発原料 3 坩堝 8 電子ビーム 9 ハースライナ 10 空隙 11 薄板 12 内側層 13 外側層 1 Electron beam evaporation source 2 evaporation raw materials 3 crucible 8 electron beam 9 Hearthliner 10 voids 11 thin plate 12 Inner layer 13 outer layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蒸発させる原料とその原料を収容する水
冷坩堝との間に皿状のハースライナを設置し、前記原料
に電子ビームを照射することによりその原料を蒸発させ
るようにした電子ビーム蒸発源において; 前記ハースライナの外側面と前記坩堝の内側面との間に
空隙が設けられていることを特徴とする、 電子ビーム蒸発源。
1. An electron beam evaporation source in which a dish-shaped hearth liner is installed between a raw material to be vaporized and a water-cooled crucible containing the raw material, and the raw material is vaporized by irradiating the raw material with an electron beam. In the electron beam evaporation source, an air gap is provided between an outer surface of the hearth liner and an inner surface of the crucible.
【請求項2】 前記ハースライナが断熱性を有する薄板
を介して前記坩堝の底面上に設置されている、 請求項1記載の電子ビーム蒸発源。
2. The electron beam evaporation source according to claim 1, wherein the hearth liner is installed on the bottom surface of the crucible via a thin plate having a heat insulating property.
【請求項3】 蒸発させる原料とその原料を収容する水
冷坩堝との間に皿状のハースライナを設置し、前記原料
に電子ビームを照射することによりその原料を蒸発させ
るようにした電子ビーム蒸発源において; 前記ハースライナが、緻密質材料からなる内側層と多孔
質材料からなる外側層とによって形成されていることを
特徴とする、電子ビーム蒸発源。
3. An electron beam evaporation source in which a dish-shaped hearth liner is installed between a raw material to be vaporized and a water-cooled crucible containing the raw material, and the raw material is vaporized by irradiating the raw material with an electron beam. In the electron beam evaporation source, the hearth liner is formed by an inner layer made of a dense material and an outer layer made of a porous material.
【請求項4】 蒸発させる原料とその原料を収容する水
冷坩堝との間に皿状のハースライナを設置し、前記原料
に電子ビームを照射することによりその原料を蒸発させ
るようにした電子ビーム蒸発源において; 前記ハースライナが、内側から外側に向かって緻密質か
ら多孔質へと連続的に変化する傾斜機能材によって形成
されていることを特徴とする、電子ビーム蒸発源。
4. An electron beam evaporation source in which a dish-shaped hearth liner is installed between a material to be evaporated and a water-cooled crucible containing the material, and the material is evaporated by irradiating the material with an electron beam. In the electron beam evaporation source, the hearth liner is formed of a functionally graded material that continuously changes from dense to porous from the inside to the outside.
JP18155891A 1991-06-27 1991-06-27 Electron beam evaporating source Pending JPH059714A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100623729B1 (en) * 2005-03-07 2006-09-14 삼성에스디아이 주식회사 Evaporating source and evaporating source assembly containing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0211156B2 (en) * 1982-05-21 1990-03-13 Canon Kk

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