WO2022181012A1 - 真空蒸着装置用の蒸着源 - Google Patents

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政司 梅原
宏典 若松
寿充 中村
文嗣 柳堀
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株式会社アルバック
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    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a vapor deposition source for a vacuum vapor deposition apparatus arranged in a vacuum chamber to vapor-deposit an object to be vapor-deposited, and more particularly to a vapor deposition source that heats a vapor deposition material in a crucible by an induction heating method.
  • a vapor deposition source for a vacuum vapor deposition apparatus of this type is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200013.
  • the crucible contains a crucible filled with a vapor deposition material, a cap body provided with a discharge nozzle (discharging portion) that closes the top opening of the crucible and allows passage of the vapor deposition material vaporized or sublimated by heating, the crucible and the cap. and an induction heating coil positioned around the body.
  • an alternating current is applied to the induction heating coil in a vacuum chamber with a vacuum atmosphere
  • the crucible and cap body are heated by Joule heat generated by resistance loss when an induced current (eddy current) flows through the crucible and cap body.
  • the vapor deposition material in the crucible is heated by heat transfer from the wall of the crucible and radiant heat from the cap body.
  • the vapor deposition material in the crucible when the vapor deposition material in the crucible is heated, the vapor deposition material in the crucible is vaporized or sublimated only from its upper layer facing the discharge nozzle. Therefore, when the crucible including the cap is heated, only the upper layer portion of the vapor deposition material is efficiently heated, while an excessive heat load is applied to the vapor deposition material existing in the lower layer portion of the crucible, resulting in thermal deterioration of the vapor deposition material (organic material). In the case of , it is desirable to have a temperature gradient in which the temperature of the cap body is high and the temperature decreases toward the lower end of the crucible (so-called top heat state) so as not to cause thermal decomposition or thermal denaturation.
  • a resistance heating method using a sheath heater or the like can easily create a top-heated state, but an induction heating method causes a resistance loss depending on the area facing the induction heating coil.
  • the crucible having a relatively large facing area is preferentially heated, and if the entire crucible is heated to a temperature at which the deposition material in the upper layer portion is vaporized or sublimated, the lower portion of the crucible is overheated (so-called bottom). There is a problem that it becomes a heat state).
  • the induction heating system has the advantage of being more responsive to heating than the resistance heating system and capable of dissipating heat in a short period of time after completion of vapor deposition. Therefore, it is desired to develop an induction heating vapor deposition source capable of bringing the crucible including the cap body into a top-heat state.
  • a vapor deposition source for a vacuum vapor deposition apparatus of the present invention arranged in a vacuum chamber for vapor deposition on an object to be vapor-deposited comprises a crucible filled with a vapor deposition material and an upper opening of the crucible. and an induction heating coil arranged around the crucible and the cap body, wherein the cap body is provided with a release portion that allows passage of the deposition material vaporized or sublimated by heating, and the outer surface of the cap body is provided with a ridge having corners.
  • an induced current flows through the crucible and the cap body.
  • the resistance loss increases at the corners (edges) of the ridges.
  • the cap body can be preferentially heated to bring the entire crucible including the cap body into a top-heat state.
  • the term "corner" of the ridge means, for example, a case where the ridge has a rectangular contour in the cross-sectional shape of the ridge along the longitudinal direction of the crucible, or a case where the ridge can increase resistance loss. It also includes cases where it is rounded (eg, has an oval outline).
  • the cap body includes a cover plate portion on which the discharge portion is provided and a peripheral wall portion erected downward from the outer edge of the cover plate portion, and the lower end of the peripheral wall portion attaches to and detaches from the upper end of the crucible.
  • the outer surface of the peripheral wall portion is provided with a plurality of the protrusions that are freely fitted and extend in the vertical direction or the circumferential direction. According to this, the outer surface of the peripheral wall portion has a shape that repeats unevenness, and the distance through which the eddy current flows increases, thereby further increasing the resistance loss, further increasing the amount of heat generated by the cap body. The entire crucible can be reliably brought to a top-heat state.
  • the winding pitch of the induction heating coil positioned around the cap body is made smaller than that positioned around the crucible so that the crucible including the cap body is in a top-heated state. It is conceivable to set the magnetic flux density to make the magnetic flux density uneven, but even with this, the facing area of the cap facing the induction heating coil is small after all, so it is not enough to create a top heat state. In contrast, in the present invention, if the winding pitch of the induction heating coil positioned around the cap body is set smaller than that positioned around the crucible, the eddy current flowing through the crucible becomes smaller. Heating of the crucible is suppressed, and the entire crucible including the cap body can be brought into a top-heated state more reliably.
  • FIG. 2 is a partial perspective view for explaining the configuration of the vacuum deposition apparatus of this embodiment; 1 is an enlarged cross-sectional view of a vapor deposition source according to a first embodiment of the present invention; FIG. FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a modification of the first embodiment of the present invention; FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a vapor deposition source according to a second embodiment of the present invention;
  • substrate Sw a glass substrate having a rectangular outline and a predetermined thickness
  • deposition is performed on one side of the substrate Sw to form a predetermined thin film.
  • substrate Sw a glass substrate having a rectangular outline and a predetermined thickness
  • Dm is a vacuum deposition apparatus equipped with deposition source DS1 of the first embodiment of the present invention.
  • the vacuum deposition apparatus Dm includes a vacuum chamber 1, which is connected to a vacuum pump through an exhaust pipe, although not shown and described, to evacuate the interior of the vacuum chamber 1 to a predetermined pressure (degree of vacuum). It can be exhausted and retained.
  • a substrate transfer device 2 is provided above the vacuum chamber 1 .
  • the substrate transfer device 2 has a carrier 21 that holds the substrate Sw with its lower surface as a film forming surface open. It is designed to move at speed. Since a known device can be used as the substrate transfer device 2, further explanation is omitted.
  • a plurality of vapor deposition sources DS 1 of the first embodiment are arranged side by side at intervals in the movement direction of the substrate Sw on the bottom surface of the vacuum chamber 1 .
  • each deposition source DS 1 has the same structure, and includes a bottomed cylindrical container 3 installed on the bottom surface of the vacuum chamber 1 with an opening 3a facing upward.
  • a crucible 4 is stored in the containment vessel 3 , and an induction heating coil 6 is arranged between the containment vessel 3 and the crucible 4 .
  • the crucible 4 has a cylindrical shape with a bottom and is installed on the lower surface of the containment vessel 3 . Further, the crucible 4 is detachably provided with a cap body 5 so as to close the top opening 4a.
  • the cap body 5 includes a cover plate portion 51 having a plurality of openings 51a (release portions 51a) and a peripheral wall portion 52 standing downward from the outer edge of the cover plate portion 51 .
  • a concave portion 52a is formed in the lower end of the peripheral wall portion 52, and the upper end of the crucible 4 is fitted into the concave portion 52a, so that the cap body 5 is detachably fitted to the crucible 4. (Refer to the part surrounded by the dashed line in FIG. 2).
  • the upper end of the crucible 4 is provided with projections spaced apart in the circumferential direction, and each projection makes point contact with the recess 52 a of the cap body 5 .
  • the crucible 4 and the cap body 5 are made of a conductive material such as carbon, graphite, titanium, SUS, boron nitride (BN), or a ceramic material such as boron nitride, and the surface thereof is coated with a metal film or graphite film. Consists of things.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the peripheral wall portion 52 of the cap body 5.
  • a plurality of ridges 52b are formed at regular intervals in the vertical direction. It is formed individually and has a shape that repeats unevenness.
  • Each ridge 52b is formed to have a rectangular cross-sectional contour by, for example, counterbore processing on the peripheral wall portion 52, and is continuous over the entire peripheral surface length.
  • the number of ridges 52b, the height h of the ridges 52b from the outer surface of the peripheral wall portion 52 and the width w in the vertical direction are determined by the temperature when the deposition material Vm is heated, the area of the peripheral wall portion 52, the electromagnetic induction The distance between the coil 6 (not contacting the electromagnetic induction coil 6), workability, etc. are appropriately set. be done.
  • An inner crucible portion 41 is housed inside the crucible 4 .
  • the inner crucible part 41 is made of a material having heat resistance and relatively low thermal conductivity, such as ceramics, titanium, and SUS. Then, the inner crucible portion 41 is filled with the deposition material Vm.
  • the vapor deposition material Vm an organic material is appropriately selected according to the thin film to be formed on the substrate Sw, and a granular or tablet material is used.
  • the inner crucible part 41 is provided and the vapor deposition substance Vm is filled in the inner crucible part 41.
  • the inner crucible part 41 is not provided in the crucible 4, Vm may be filled.
  • An induction heating coil 6 wound at a predetermined winding pitch so as to cover the entire circumferential direction of the crucible 4 and the cap body 5 is electrically connected to an AC power supply (not shown). Then, when an alternating current is applied to the induction heating coil 6 in the vacuum chamber 1 in a vacuum atmosphere by an alternating current power supply, Joule heat is generated by resistance loss when an induced current (eddy current) flows through the crucible 4 and the cap body 5.
  • the winding pitch of the induction heating coil 6 is set so that the pitch Ph1 positioned around the cap body 5 is smaller than the pitch Ph2 positioned around the crucible 4 .
  • the induction heating coil 6 when a predetermined organic film is deposited on the lower surface of the substrate Sw by the vacuum deposition apparatus Dm, when the induction heating coil 6 is energized in the vacuum chamber 1 in a vacuum atmosphere, the crucible 4 and the cap are An induced current (eddy current) flows through the body 5 .
  • the resistance loss increases at the corners (edges) of the protrusions 52b, and the magnetic flux density acting on the cap body 5 and the cap body
  • the amount of heat generated when the material of 5 is the same is improved compared to the case where the protrusion 52b is not provided.
  • the cap body 5 can be preferentially heated, and the entire crucible including the cap body 5 can be brought into a top-heat state.
  • the distance through which the eddy current flows increases, thereby further reducing the resistance loss. It is possible to further increase the amount of heat generated by the cap body 5 and to ensure that the entire crucible including the cap body 5 is in a top-heat state.
  • the winding pitch Ph1 of the induction heating coil 6 positioned around the cap body 5 to be smaller than the winding pitch Ph2 positioned around the crucible 4, the eddy current flowing through the crucible 4 is reduced, so that the crucible 4 is heated. It is possible to more reliably bring the entire crucible including the cap body 5 into a top-heat state.
  • the following evaluation was performed using the deposition source DS1 . That is, the crucible 4 and the cap body 5 are made of titanium, and the peripheral wall part 52 of the cap body 5 has a height h of 100 ⁇ m from the outer surface of the peripheral wall part 52 and a width w of 2.0 mm in the vertical direction.
  • the resistance loss of the crucible 4 and the cap body 5 was evaluated by providing a plurality of protrusions 52b along the entire circumferential direction.
  • the winding pitch Ph1 of the induction heating coil 6 positioned around the cap body 5 was set to 10 mm
  • the winding pitch Ph2 of the induction heating coil 6 positioned around the crucible 4 was set to 30 mm
  • 20 A was applied at a frequency of 200 kHz. did.
  • the resistance loss of the crucible 4 and the cap body 5 was evaluated using the cap body 5 having no protrusion on the peripheral wall portion.
  • the resistance loss of the crucible 4 was 8.4 W/m 3 and the resistance loss of the cap body 5 was 4.2 W/m 3 , and the resistance loss of the cap body 5 was smaller than that of the crucible 4 .
  • the resistance loss of the crucible 4 was 3.2 W/m 3 and the resistance loss of the cap body 5 was 8.6 W/m 3 . It was confirmed that it became larger and became a top heat state.
  • the cross-sectional shape of the ridges 52b along the vertical direction (longitudinal direction of the crucible 4) on the outer surface of the peripheral wall portion 52 has a rectangular outline and extends in the peripheral direction.
  • the positions at which the protrusions 52b are provided are not limited to this.
  • the shape of the ridges is not limited as long as it can increase the resistance loss when an induced current (eddy current) flows and has a length of a certain length or longer.
  • the shape of the protrusion 52b may be a cross-sectional shape that is rounded to the extent that resistance loss can be increased.
  • the cross-sectional shape of the ridges is such that the resistance loss is increased.
  • a rounded elliptical shape projection 52c in FIG. 3(a)
  • a substantially pentagonal cross-sectional shape having a chamfered surface may be used.
  • the outer surface of the peripheral wall portion 52 has a shape that repeats irregularities, and the distance through which the eddy current flows increases, thereby increasing resistance loss and increasing the amount of heat generated by the cap body 5 . .
  • a plurality of ridges 52b extending in the circumferential direction of the peripheral wall portion 52 has been described as an example, but the pattern of the ridges is not limited to this.
  • a plurality of ridges 52e are formed in a pattern in which each ridge 52e extends in the vertical direction of the peripheral wall portion 52. was established. 4 is an enlarged view of the peripheral wall portion 52 of the cap body 5 as seen from above.
  • the winding pitch of the induction heating coil 6 is set such that the winding pitch Ph1 located around the cap body 5 is smaller than the winding pitch Ph2 located around the crucible 4 as an example.
  • the winding pitch of the induction heating coils 6 may be set to be the same for the coils positioned around the cap body 5 and the coils positioned around the crucible 4 .
  • Dm... Vacuum evaporation apparatus DS1, DS2 ... Evaporation source, Sw... Substrate (object to be evaporated), Vm... Vapor deposition material, 1 ... Vacuum chamber, 4... Crucible, 4a... Top opening, 5... Cap body, 51... Lid plate portion 51a Release portion 52 Peripheral wall portion 52b to 52e Projection 6 Induction heating coil Ph1 Winding pitch of induction heating coil positioned around cap body Ph2 Positioned around crucible winding pitch of the induction heating coil.

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Abstract

蒸着物質を充填した坩堝を誘導加熱方式で加熱すると、キャップ体を含む坩堝全体がトップヒート状態になる真空蒸着装置用の蒸着源を提供する。　蒸着源ＤＳ１は、蒸着物質Ｖｍが充填される坩堝４と、坩堝の上面開口４ａを塞ぐキャップ体５と、坩堝とキャップ体との周囲に配置される誘導加熱コイル６とを備え、キャップ体に加熱により気化または昇華した蒸着物質の通過を許容する放出部５１ａが設けられ、キャップ体の外面に、角部を持つ突条５２ｂが設けられる。

Description

真空蒸着装置用の蒸着源

　本発明は、真空チャンバ内に配置されて被蒸着物に対して蒸着するための真空蒸着装置用の蒸着源に関し、より詳しくは、誘導加熱方式で坩堝内の蒸着物質を加熱するものに関する。

　この種の真空蒸着装置用の蒸着源は例えば特許文献１で知られている。このものは、蒸着物質が充填される坩堝と、坩堝の上面開口を塞ぐと共に加熱により気化または昇華した蒸着物質の通過を許容する放出ノズル（放出部）が設けられたキャップ体と、坩堝とキャップ体との周囲に配置される誘導加熱コイルとを備える。そして、真空雰囲気の真空チャンバ内で誘導加熱コイルに交流電流を通電すると、坩堝やキャップ体に誘導電流（渦電流）が流れるときの抵抗損失により発生するジュール熱で、坩堝やキャップ体が加熱され、坩堝の壁部からの伝熱やキャップ体からの輻射熱で坩堝内の蒸着物質が加熱される。

　ここで、坩堝内の蒸着物質を加熱したとき、坩堝内の蒸着物質は、放出ノズルを臨むその上層部分からしか気化または昇華しない。このため、キャップ体を含む坩堝の加熱時には、蒸着物質の上層部分のみを効率よく加熱しながら、坩堝内の下層部分に存する蒸着物質に過剰な熱負荷が加わって蒸着物質が熱劣化（有機材料の場合、熱分解や熱変性等）しないように、キャップ体の温度が高く、坩堝の下端に向かうに従い温度が低くなる温度勾配を持つことが望ましい（所謂トップヒート状態）。このような場合、シースヒータなどを利用した抵抗加熱方式のものでは、トップヒート状態を作り出し易いものの、誘導加熱方式のものでは、抵抗損失が誘導加熱コイルとの対向面積に応じて発生する。このため、対向面積が比較的大きい坩堝が優先的に加熱されることで、上層部分の蒸着物質が気化または昇華する温度に達するように坩堝全体を加熱すると、坩堝下部が過加熱状態（所謂ボトムヒート状態）となってしまうという問題がある。

　誘導加熱方式のものは、抵抗加熱式のものと比較して加熱の応答性がよく、しかも、蒸着終了後には短時間で放熱できるといった利点を有する。このため、キャップ体を含む坩堝をトップヒート状態にすることができる誘導加熱方式の蒸着源の開発が望まれている。

特開２００４－１３４２５０号公報

　本発明は、以上の点に鑑み、蒸着物質を充填した坩堝を誘導加熱方式で加熱すると、キャップ体を含む坩堝全体がトップヒート状態になる真空蒸着装置用の蒸着源を提供することをその課題とするものである。

　上記課題を解決するために、真空チャンバ内に配置されて被蒸着物に対して蒸着するための本発明の真空蒸着装置用の蒸着源は、蒸着物質が充填される坩堝と、坩堝の上面開口を塞ぐキャップ体と、坩堝とキャップ体との周囲に配置される誘導加熱コイルとを備え、キャップ体に加熱により気化または昇華した蒸着物質の通過を許容する放出部が設けられ、キャップ体の外面に、角部を持つ突条が設けられることを特徴とする。

　本発明によれば、真空雰囲気中の真空チャンバ内で誘導加熱コイルに交流電流を通電すると、坩堝やキャップ体に誘導電流（渦電流）が流れる。このとき、キャップ体の外面に角部を持つ突条を設けたことで、突条の角部（エッジ部）において抵抗損失が増大する。言い換えると、キャップ体に作用する磁束密度とキャップ体の材質とを同一したときの発熱量が、突条を設けない場合と比較して向上する。その結果、キャップ体を優先的に発熱させて、キャップ体を含む坩堝全体をトップヒート状態にすることができる。なお、本発明において、突条の「角部」といった場合、例えば、坩堝の長手方向に沿う突条の断面形状にて、突条が矩形の輪郭を持つ場合の他、抵抗損失を増加できる程度に丸みを帯びている（例えば、長円状の輪郭を持つ）ような場合も含む。

　本発明において、前記キャップ体は、前記放出部が設けられる蓋板部とこの蓋板部の外縁から下方に向けて立設した周壁部とを備え、周壁部の下端が前記坩堝の上端に着脱自在に嵌着され、周壁部の外表面に、上下方向または周方向にのびるように前記突条の複数本が設けられることが好ましい。これによれば、周壁部の外表面が凹凸を繰り返す形状になって渦電流が流れる距離が長くなることで抵抗損失がより一層増大され、キャップ体の発熱量を更に増大させてキャップ体を含む坩堝全体を確実にトップヒート状態にすることができる。

　ところで、キャップ体に突条を設けない場合に、キャップ体を含む坩堝をトップヒート状態とするため、キャップ体の周囲に位置する誘導加熱コイルの巻きピッチを前記坩堝の周囲に位置するものより小さく設定して、磁束密度に粗密を作り出すことが考えられるが、これでも、誘導加熱コイルに対向するキャップ体の対向面積が結局小さいため、トップヒート状態を作り出すまでには至らない。それに対して、本発明では、前記キャップ体の周囲に位置する前記誘導加熱コイルの巻きピッチを前記坩堝の周囲に位置するものより小さく設定しておけば、坩堝を流れる渦電流が小さくなるため、坩堝が加熱されることが抑制され、キャップ体を含む坩堝全体をより確実にトップヒート状態にすることができる。

本実施形態の真空蒸着装置の構成を説明する部分斜視図。 本発明の第１実施形態の蒸着源の拡大断面図。 本発明の第１実施形態の変形例の部分拡大断面図。 本発明の第２実施形態の蒸着源の拡大断面図。

　以下、図面を参照して、被蒸着物を矩形の輪郭を持つ所定厚さのガラス基板（以下、「基板Ｓｗ」という）とし、基板Ｓｗの片面に蒸着して所定の薄膜を成膜する場合を例に本発明の蒸着装置用の蒸着源ＤＳを説明する。以下においては、「上」、「下」といった方向を示す用語は図１を基準として説明する。

　図１を参照して、Ｄｍは、本発明の第１実施形態の蒸着源ＤＳ１を備える真空蒸着装置である。真空蒸着装置Ｄｍは、真空チャンバ１を備え、真空チャンバ１には、特に図示して説明しないが、排気管を介して真空ポンプが接続され、真空チャンバ１内を所定圧力（真空度）に真空排気して保持できるようになっている。また、真空チャンバ１の上部には、基板搬送装置２が設けられている。基板搬送装置２は、成膜面としての下面を開放した状態で基板Ｓｗを保持するキャリア２１を有し、図外の駆動装置によってキャリア２１、ひいては基板Ｓｗを真空チャンバ１内の一方向に所定速度で移動するようになっている。基板搬送装置２としては、公知のものを利用できるため、これ以上の説明は省略する。そして、真空チャンバ１の底面に、第１実施形態の蒸着源ＤＳ１が基板Ｓｗの移動方向に間隔で複数個並設されている。

　図２も参照して、各蒸着源ＤＳ１は、同一の構造を有し、開口３ａを上方に向けた姿勢で真空チャンバ１の底面に設置される有底円筒状の格納容器３を備える。そして、格納容器３内に坩堝４が格納されていると共に、格納容器３と坩堝４との間には誘導加熱コイル６が配置されている。

　坩堝４は、有底円筒状の形状を有し、格納容器３の下面に設置される。また、坩堝４には、その上面開口４ａを塞ぐように、キャップ体５が着脱自在に設けられる。キャップ体５は、複数の開口５１ａ（放出部５１ａ）が開設される蓋板部５１と、蓋板部５１の外縁から下方に向けて立設した周壁部５２とを備える。周壁部５２の下端には、上方に凹む凹部５２ａが形成され、この凹部５２ａに坩堝４の上端が嵌合することで、キャップ体５が坩堝４に着脱自在に嵌着されるようになっている（図２中、一点鎖線で囲う部分参照）。この場合、特に図示して説明しないが、坩堝４の上端には凸部が周方向に間隔を置いて設けられ、各凸部でキャップ体５の凹部５２ａに点接触するようになっている。坩堝４とキャップ体５とは、カーボン、グラファイト、チタン、ＳＵＳ、ボロンナイトライド（ＢＮ）等の導電性を有する材料や、ボロンナイトライド等のセラミックス材料の表面に金属膜やグラファイト膜を処理したもので構成される。

　また、図２中、一点鎖線で囲う部分はキャップ体５の周壁部５２を拡大したものであり、キャップ体５の周壁部５２の外表面には、突条５２ｂが上下方向に等間隔で複数個形成され、凹凸を繰り返す形状としている。各突条５２ｂは、例えば、周壁部５２に対するザグリ加工によって断面矩形の輪郭を有するように形成され、その周面全長に亘って連続するようにしている。この場合、突条５２ｂの数、突条５２ｂの周壁部５２の外表面からの高さｈと上下方向の幅ｗは、蒸着物質Ｖｍを加熱するときの温度、周壁部５２の面積、電磁誘導コイル６との間の距離（電磁誘導コイル６に接触させない）や、加工性等を考慮して適宜設定され、例えば、高さｈは１００μｍ以上、幅ｗは０．１～１０ｍｍの範囲に設定される。

　坩堝４内には、内坩堝部４１が格納されている。内坩堝部４１は、耐熱性を有し且つ比較的熱伝導率が小さい材料、例えば、セラミックス、チタン、ＳＵＳ製である。そして、内坩堝部４１に蒸着物質Ｖｍが充填される。蒸着物質Ｖｍとしては、基板Ｓｗに成膜しようとする薄膜に応じて有機材料が適宜選択され、顆粒状またはタブレット状のものが利用される。なお、本実施形態では、内坩堝部４１を備え、内坩堝部４１に蒸着物質Ｖｍを充填するものを例に説明するが、坩堝４内に内坩堝部４１を設けず、坩堝４に蒸着物質Ｖｍを充填するようにしてもよい。

　坩堝４とキャップ体５との周方向全体に亘って覆うように所定の巻きピッチで巻回された誘導加熱コイル６は、図外の交流電源に電気的に接続されている。そして、交流電源により真空雰囲気の真空チャンバ１内で誘導加熱コイル６に交流電流を通電すると、坩堝４やキャップ体５に誘導電流（渦電流）が流れるときの抵抗損失により発生するジュール熱で、坩堝４やキャップ体５が加熱される。本実施形態では、誘導加熱コイル６の巻きピッチは、キャップ体５の周囲に位置するものＰｈ１が、坩堝４の周囲に位置するものＰｈ２より小さく設定される。

　以上によれば、上記記真空蒸着装置Ｄｍにより基板Ｓｗの下面に所定の有機膜を蒸着する場合、真空雰囲気中の真空チャンバ１内で誘導加熱コイル６に交流電源を通電すると、坩堝４及びキャップ体５に誘導電流（渦電流）が流れる。このとき、キャップ体５の外面に角部を持つ突条５２ｂを設けたことで、突条５２ｂの角部（エッジ部）において抵抗損失が増大し、キャップ体５に作用する磁束密度とキャップ体５の材質とを同一したときの発熱量が、突条５２ｂを設けない場合と比較して向上する。その結果、キャップ体５を優先的に発熱させて、キャップ体５を含む坩堝全体をトップヒート状態にすることができる。

　また、本発明によれば、キャップ体５の周壁部５２の外表面に、周方向にのびる複数本の突条５２ｂを設けたことで、渦電流が流れる距離が長くなることで抵抗損失がより一層増大され、キャップ体５の発熱量を更に増大させてキャップ体５を含む坩堝全体を確実にトップヒート状態にすることができる。しかも、キャップ体５の周囲に位置する誘導加熱コイル６の巻きピッチＰｈ１を坩堝４の周囲に位置するものＰｈ２より小さく設定したことで、坩堝４を流れる渦電流が小さくなるため、坩堝４が加熱されることが抑制され、キャップ体５を含む坩堝全体をより確実にトップヒート状態にすることができる。

　上記効果を確認するため、上記蒸着源ＤＳ１を用いて次の評価を行った。即ち、坩堝４及びキャップ体５としてチタン製のものを用いて、キャップ体５の周壁部５２に、周壁部５２の外表面からの高さｈが１００μｍ、上下方向の幅ｗが２．０ｍｍの突条５２ｂを、周方向全体に亘って複数本の突条を設けて、坩堝４及びキャップ体５の抵抗損失を評価した。このとき、キャップ体５の周囲に位置する誘導加熱コイル６の巻きピッチＰｈ１を１０ｍｍ、坩堝４の周囲に位置する誘導加熱コイル６の巻きピッチＰｈ２を３０ｍｍに設定し、２００ｋＨｚの周波数で２０Ａを通電した。なお、比較実験として、キャップ体５の周壁部に突条を設けないものを用いて、坩堝４及びキャップ体５の抵抗損失を評価した。

　比較実験では、坩堝４の抵抗損失が８．４Ｗ／ｍ３、キャップ体５の抵抗損失が４．２Ｗ／ｍ３であり、キャップ体５の抵抗損失が坩堝４の抵抗損失よりも小さい。それに対し、発明実験では、坩堝４の抵抗損失が３．２Ｗ／ｍ３、キャップ体５の抵抗損失が８．６Ｗ／ｍ３であり、キャップ体５の抵抗損失が坩堝４の抵抗損失よりも大きくなり、トップヒート状態となることが確認された。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。上記第１実施形態の蒸着源ＤＳ１では、周壁部５２の外表面に、上下方向（坩堝４の長手方向）に沿う突条５２ｂの断面形状にて、矩形の輪郭を持つと共に周方向にのびる突条５２ｂを複数個設けたものを例に説明したが、突条５２ｂを設ける位置は、これに限定されるものではなく、例えば、突条を蓋板部５１の外表面に設けることもできる。また、突条の形状は、誘導電流（渦電流）が流れるときの抵抗損失を増大させることができると共に、一定以上長さを有していれば、これに限定されるものではなく、例えば、突条５２ｂの形状を、抵抗損失を増加できる程度に丸みを帯びている断面形状としてもよい。

　即ち、同一の部材または要素につき同一の符号を付した図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、変形例に係る蒸着源では、突条の断面形状が、抵抗損失を増加させる程度に丸みを帯びた長円形状（図３（ａ）中の突条５２ｃ）や、面取り面を有する断面略五角形状（図３（ｂ）中の突条５２ｄ）であってもよい。これらの角部の形状でも、周壁部５２の外表面が凹凸を繰り返す形状になり、渦電流が流れる距離が長くなることで抵抗損失が増大され、キャップ体５の発熱量を増大させることができる。

　また、上記第１実施形態の蒸着源ＤＳ１では、周壁部５２の周方向に複数の突条５２ｂがのびるものを例に説明したが、突条のパターンはこれに限定されない。同一の部材または要素につき同一の符号を付した図４を参照して、第２実施形態に係る蒸着源ＤＳ２では、周壁部５２の上下方向に各突条５２ｅがのびるパターンで複数の突条を設けた。なお、図４中、一点鎖線で囲う部分はキャップ体５の周壁部５２を上方から見た拡大図である。また、周方向にのびる各突状５２ｂと上下方向にのびる各突状５２ｅとが交差する格子状のパターンや、周壁部５２の母線回りに螺旋状のパターンで設けることもできる。

　また、上記第１実施形態では、誘導加熱コイル６の巻きピッチを、キャップ体５の周囲に位置するものＰｈ１を坩堝４の周囲に位置するものＰｈ２より小さく設定したものを例に説明したが、これに限定されず、誘導加熱コイル６の巻きピッチを、キャップ体５の周囲に位置するものと坩堝４の周囲に位置するものとで同じ巻きピッチで設定してもよい。

　Ｄｍ…真空蒸着装置、ＤＳ１，ＤＳ２…蒸着源、Ｓｗ…基板（被蒸着物）、Ｖｍ…蒸着物質、１…真空チャンバ、４…坩堝、４ａ…上面開口、５…キャップ体、５１…蓋板部、５１ａ…放出部、５２…周壁部、５２ｂ～５２ｅ…突条、６…誘導加熱コイル、Ｐｈ１…キャップ体の周囲に位置する誘導加熱コイルの巻きピッチ、Ｐｈ２…坩堝の周囲に位置する誘導加熱コイルの巻きピッチ。

Claims (3)


  1. 　真空チャンバ内に配置されて被蒸着物に対して蒸着するための真空蒸着装置用の蒸着源であって、

    　蒸着物質が充填される坩堝と、坩堝の上面開口を塞ぐキャップ体と、坩堝とキャップ体との周囲に配置される誘導加熱コイルとを備え、キャップ体に加熱により気化または昇華した蒸着物質の通過を許容する放出部が設けられるものにおいて、

    　キャップ体の外面に、角部を持つ突条が設けられることを特徴とする真空蒸着装置用の蒸着源。

  2. 　前記キャップ体は、前記放出部が設けられる蓋板部とこの蓋板部の外縁から下方に向けて立設した周壁部とを備え、周壁部の下端が前記坩堝の上端に着脱自在に嵌着され、周壁部の外表面に、上下方向または周方向にのびるように前記突条の複数本が設けられることを特徴とする請求項１記載の真空蒸着装置用の蒸着源。

  3. 　前記キャップ体の周囲に位置する前記誘導加熱コイルの巻きピッチを前記坩堝の周囲に位置するものより小さく設定することを特徴とする請求項１または２記載の真空蒸着装置用の蒸着源。
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