JPWO2017061481A1 - 材料供給装置および蒸着装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記材料供給室は、蒸着室の外部に設置され、減圧雰囲気に維持されることが可能に構成される。
上記溶解炉は、上記材料供給室に設置され、蒸発材料を溶解する。
上記容器は、上記溶解炉で溶解された上記蒸発材料の溶湯を収容する。
上記供給ユニットは、上記溶解炉に取り付けられ、上記溶解炉から上記容器へ上記溶湯を供給する。
上記搬送ユニットは、上記供給ユニットから供給され上記容器内で凝固した上記蒸発材料のインゴットを、上記容器とともに上記蒸着室へ搬送することが可能に構成される。
また、蒸着室へ搬送される蒸発材料は、溶解炉から溶湯状態で容器へ供給されて容器内で凝固したインゴットであり、容器とともに蒸着室へ搬送され、その状態で蒸着室にて再加熱されて蒸発させられる。したがって、蒸発材料の形状加工が不要となり、比較的軟らかい金属材料でも蒸発材料として安定に供給することが可能となる。
さらに、蒸発材料は容器単位で搬送されるため、蒸発レートを変動させることなく、蒸発材料を蒸着室へ供給することが可能となる。
そして、蒸発材料の溶解から、容器内への供給、蒸着室への搬送が真空一貫で行われる。このため、蒸発材料の酸化や水分の付着による劣化等が防止されて、高品質の蒸発材料を蒸着室へ安定に供給することが可能となる。
これにより、蒸着室へ供される蒸発材料を効率よく準備することができるため、蒸着室への蒸発材料の補給に要する時間の短縮を図ることができる。
上記出湯機構は、上記溶解炉の底部を液密に貫通し外周面に少なくとも一つの凹部を有する軸部材と、上記軸部材をその軸方向に沿って往復移動させる駆動源とを有する。上記出湯機構は、上記軸部材の軸方向に沿った往復移動で所定量の溶湯を上記溶解炉の外部へ排出することが可能に構成される。
上記ガイド部材は、上記溶解炉の底部に設けられ、上記溶解炉の外部へ排出された上記所定量の溶湯を上記容器へ誘導する。
これにより、容器ごとの蒸発材料の量のばらつきを抑えることができる。
材料供給室と搬送室とを雰囲気的に遮断可能とすることで、蒸着室内の雰囲気汚染あるいはコンタミネーションを防止することができる。
上記蒸着部は、蒸着室を有する。
上記材料供給室は、上記蒸着室の外部に設置され、減圧雰囲気に維持されることが可能に構成される。
上記溶解炉は、上記材料供給室に設置され、蒸発材料を溶解する。
上記第1の支持部は、上記溶解炉で溶解された上記蒸発材料の溶湯を収容することが可能な少なくとも1つの容器を含む。
上記供給ユニットは、上記溶解炉から上記容器へ上記溶湯を供給する。
上記搬送ユニットは、上記供給ユニットから供給され上記容器内で凝固した上記蒸発材料のインゴットを、上記容器とともに上記第1の支持部から上記蒸着室へ搬送することが可能に構成される。
図1は、本発明の一実施形態に係る材料供給装置を備えた蒸着装置の構成を示す概略側断面図である。なお、図においてX軸、Y軸およびZ軸は、相互に直交する3軸方向であって、X軸およびY軸は水平方向を、Z軸は高さ方向をそれぞれ示している。
図1に示すように、蒸着装置100は、蒸着部10と、蒸着部10へ蒸発材料を供給する材料供給機構20(材料供給装置)とを備える。
蒸着部10は、蒸着室11と、基板Sを保持する基板保持部12と、蒸発材料Mを支持する支持台13と、蒸発材料Mへ電子ビームEを照射する電子銃14とを有する。
材料供給部30は、材料供給室31と、蒸発材料を溶解する溶解炉32と、蒸発材料の溶湯M1を収容することが可能な容器Hを支持する支持台33と、溶解炉32から容器Hへ溶湯M1を供給する供給ユニット34とを有する。
搬送部40は、搬送室41と、搬送ユニット42とを有する。
次に、以上のように構成される蒸着装置100の典型的な動作について説明する。
材料供給部30において、溶解炉32は、内部にバルク状の蒸発材料Mを収容した状態で、材料供給室31とともに減圧されており、その減圧雰囲気内で、蒸発材料Mが溶解される。支持台33上には、複数の空の容器Hが支持台33上の待機位置P3および供給位置P4にそれぞれセットされる。蒸発材料Mの溶解後、供給位置P4上の容器Hには、供給ユニット34を介して溶解炉32から蒸発材料Mの溶湯M1が供給される。
蒸着室11においては、基板保持部12に基板Sが成膜面を下向きにして保持されている。蒸発材料Mを収容した容器Hが蒸発位置P2へ移動した後、電子銃14から電子ビームEが当該容器H内の蒸発材料Mへ向けて照射される。電子ビームEが照射された蒸発材料Mは再溶融し、蒸発材料Mの蒸気(蒸発粒子)M3が生成される。基板保持部12は回転軸A1のまわりに所定速度で回転し、蒸気M3は、基板保持部12とともに回転する基板Sの成膜面に堆積する。これにより、基板Sの成膜面に蒸発材料Mの蒸着膜が形成される。
支持台13上の蒸発材料Mがすべて使用済になると、あるいは未使用の蒸発材料Mの数が所定以下になると、後述するように、各容器Hが蒸着室11から材料供給室31へ搬出され、代わりに、未使用の新しい蒸発材料Mを収容する容器が材料供給室31から蒸着室11へ搬入される。
また、蒸着室11へ搬送される蒸発材料Mは、溶解炉32から溶湯状態で容器Hへ供給され、かつ当該容器H内で凝固したインゴットであり、容器Hとともに蒸着室11へ搬送され、その状態で蒸着室11にて再加熱されて蒸発させられる。したがって、蒸発材料Mの形状加工が不要となり、比較的軟らかい金属材料でも蒸発材料Mとして安定に供給することが可能となる。
さらに、蒸発材料Mは容器H単位で搬送されるため、蒸発レートを変動させることなく、蒸発材料Mを蒸着室11へ供給することが可能となる。
そして、蒸発材料Mの溶解から、容器H内への供給、蒸着室11への搬送が真空一貫で行われるため、蒸発材料Mの酸化や水分の付着による劣化等が防止されて、高品質の蒸発材料Mを蒸着室11へ安定に供給することが可能となる。
図3は、本発明の他の実施形態に係る材料供給機構における蒸発材料の溶湯の供給ユニットの構成を概略的に示す側断面図である。
以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
11…蒸着室
13…支持台
20…材料供給機構
30…材料供給部
31…材料供給室
32…溶解炉
33…支持台
34…供給ユニット
35,65…出湯機構
36,66…ガイド部材
40…搬送部
41…搬送室
42…搬送ユニット
100…蒸着装置
H…容器
M…蒸発材料
M1,M2…溶湯
M3…蒸気
Claims (8)
- 蒸着室の外部に設置され減圧雰囲気に維持されることが可能な材料供給室と、
前記材料供給室に設置され蒸発材料を溶解する溶解炉と、
前記溶解炉で溶解された前記蒸発材料の溶湯を収容することが可能な少なくとも1つの容器と、
前記溶解炉に取り付けられ、前記溶解炉から前記容器へ前記溶湯を供給する供給ユニットと、
前記供給ユニットから供給され前記容器内で凝固した前記蒸発材料のインゴットを、前記容器とともに前記蒸着室へ搬送することが可能な搬送ユニットと
を具備する材料供給装置。 - 請求項1に記載の材料供給装置であって、
前記容器は、前記蒸発材料をそれぞれ収容することが可能な複数の容器を含み、
前記材料供給装置は、前記複数の容器を順に、前記供給ユニットによる前記蒸発材料の供給位置へ移動させることが可能なインデックステーブルを含む支持台をさらに具備する
材料供給装置。 - 請求項1又は2に記載の材料供給装置であって、
前記供給ユニットは、
前記溶解炉の底部を液密に貫通し外周面に少なくとも一つの凹部を有する軸部材と、前記軸部材をその軸方向に沿って往復移動させる駆動源とを有し、前記軸部材の軸方向に沿った往復移動で所定量の溶湯を前記溶解炉の外部へ排出することが可能に構成された出湯機構と、
前記溶解炉の底部に設けられ、前記溶解炉の外部へ排出された前記所定量の溶湯を前記容器へ誘導するガイド部材と
を有する
材料供給装置。 - 請求項3に記載の材料供給装置であって、
前記出湯機構は、
前記溶解炉の底部に設けられ、前記所定量の溶湯を貯留可能な貯留部をさらに有し、
前記軸部材は、前記貯留部を液密に貫通し、
前記駆動源は、前記凹部を介して前記溶解炉から前記貯留部へ前記溶湯を供給する第1の位置と、前記凹部を介して前記貯留部から前記ガイド部材へ前記溶湯を供給する第2の位置との間にわたって、前記軸部材を移動可能に構成される
材料供給装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の材料供給装置であって、
前記搬送ユニットを収容し減圧雰囲気に維持されることが可能な搬送室をさらに具備する
材料供給装置。 - 蒸着室を有する蒸着部と、
前記蒸着室の外部に設置され減圧雰囲気に維持されることが可能な材料供給室と、
前記材料供給室に設置され蒸発材料を溶解する溶解炉と、
前記溶解炉で溶解された前記蒸発材料の溶湯を収容することが可能な少なくとも1つの容器と、
前記溶解炉から前記容器へ前記溶湯を供給する供給ユニットと、
前記供給ユニットから供給され前記容器内で凝固した前記蒸発材料のインゴットを、前記容器とともに前記第1の支持部から前記蒸着室へ搬送することが可能な搬送ユニットと
を具備する蒸着装置。 - 請求項6に記載の蒸着装置であって、
前記蒸着部は、
前記蒸着室に設置され前記容器を支持する支持台と、
前記支持台上の前記容器に収容された前記インゴットに電子ビームを照射することが可能な電子銃と
をさらに有する
蒸着装置。 - 請求項7に記載の蒸着装置であって、
前記容器は、前記蒸発材料をそれぞれ収容することが可能な複数の容器を含み、
前記支持台は、前記複数の容器を順に、前記電子銃からの前記電子ビームの照射位置へ移動させることが可能なインデックステーブルを含む
蒸着装置。
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