JP2017197824A

JP2017197824A - 真空蒸着装置並びに蒸発源の冷却方法

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Publication number: JP2017197824A
Application number: JP2016090099A
Authority: JP
Inventors: 一弘渡邊; Kazuhiro Watanabe
Original assignee: Canon Tokki Corp
Current assignee: Canon Tokki Corp
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2017-11-02
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Abstract

【課題】蒸着後の蒸発源を短時間で大気開放可能な温度とすることが可能となり、装置の立ち下げ時間を短縮して生産効率を向上させることができる真空蒸着装置の提供。【解決手段】真空槽１内に成膜材料20を蒸発させる蒸発源４を備え、蒸発源４に設けられた蒸発口部５から蒸発した成膜材料20を射出することで基板６上に蒸着膜を形成する真空蒸着装置であって、蒸発源４及びこの蒸発源４を加熱する加熱部７を収容し蒸発源４及び加熱部７からの熱を遮断する遮熱容体８を備え、遮熱容体８と蒸発源４との間の空間９に冷媒ガスを導入する冷媒ガス導入機構を有し、冷媒ガス導入機構は、遮熱容体８に設けられた冷媒ガス導入孔10と、冷媒ガス導入孔10の入口側に接続され真空槽１の外部から冷媒ガス導入孔10に冷媒ガスを送出するための冷媒ガス配管11とで構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、真空蒸着装置並びに蒸発源の冷却方法に関するものである。

成膜室内に基板と対向状態に蒸発源が設置される真空蒸着装置において、蒸着後の成膜材料の補充作業や機器のメンテナンス作業は、加熱された蒸発源を例えば１００℃程度まで冷却して真空槽を大気開放した後で行う必要がある。

しかし、単に蒸発源の加熱を停止して真空雰囲気内に放置する自然冷却だけでは、蒸発源を１００℃程度まで冷却するのに数時間から十数時間かかる場合もある。そのため、例えば特許文献１に開示されるように、蒸発源を加熱する加熱部の周囲に設けるリフレクタ（反射板）に冷媒配管を設けて冷媒ガス等を循環させることで、リフレクタの冷却により間接的に蒸発源の冷却効率を向上させたり、また、加熱部自体を冷却する冷媒配管を加熱部に設けたりするなど、冷却時間の短縮化を図るために種々の工夫が行われている。

また、特許文献１では、蒸発源の冷却中に成膜室内に不活性ガスを導入して冷却を促進する点が開示されているが、具体的にどこにどのようにして不活性ガスを導入するかは何ら示唆されていない。

特開２０１２−２０７２３８号公報

本発明は、上述のような現状に鑑み、蒸発源の冷却時間の更なる短縮化を図るべくなされたものであり、蒸発源を直接冷媒ガスで冷却することで蒸着後の蒸発源を短時間で大気開放可能な温度とすることが可能となり、装置の立ち下げ時間を短縮して生産効率を向上させることができる真空蒸着装置並びに蒸発源の冷却方法を提供するものである。

真空槽内に、収納された成膜材料を蒸発させる蒸発源を備え、前記蒸発源に設けられた蒸発口部から蒸発した成膜材料を射出することで、前記蒸発源と対向する位置に設けられた基板上に蒸着膜を形成する真空蒸着装置であって、前記蒸発源及びこの蒸発源を加熱する加熱部を収容し前記蒸発源及び前記加熱部からの熱を遮断する遮熱容体を備え、この遮熱容体と前記蒸発源との間の空間に冷媒ガスを導入する冷媒ガス導入機構が設けられており、この冷媒ガス導入機構は、前記遮熱容体に設けられた冷媒ガス導入孔と、この冷媒ガス導入孔の入口側に接続され前記真空槽の外部から前記冷媒ガス導入孔に前記冷媒ガスを送出するための冷媒ガス配管とで構成されていることを特徴とする真空蒸着装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、蒸発源を直接冷媒ガスで冷却することで蒸着後の蒸発源を短時間で大気開放可能な温度とすることが可能となり、装置の立ち下げ時間を短縮して生産効率を向上させることができる真空蒸着装置並びに蒸発源の冷却方法となる。

本実施例の概略説明断面図である。本実施例の冷却曲線を示すグラフである。蒸発源ユニットの一例を示す概略説明断面図である。蒸発源ユニットの一例を示す概略説明断面図である。蒸発源ユニットの一例を示す概略説明断面図である。図３の例における冷却曲線を示すグラフである。蒸発源ユニットの一例を示す概略説明断面図である。蒸発源ユニットの一例を示す概略説明断面図である。蒸発源ユニットの一例を示す概略説明断面図である。蒸発源ユニットの一例を示す概略説明断面図である。蒸発源ユニットの一例を示す概略説明断面図である。別例の概略説明断面図である。別例の冷却曲線を示すグラフである。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

蒸発源４に収納された成膜材料20を加熱して蒸発させ、蒸発した成膜材料20を蒸発口部５から射出して基板６上に蒸着膜を形成する。

ここで、成膜後に真空槽１を大気開放する際、遮熱容体８と蒸発源４との間の空間９に冷媒ガスを導入し、この冷媒ガスにより直接蒸発源４を冷却することで、蒸発源４を短時間で大気開放可能な温度まで冷却することが可能となる。即ち、遮熱容体８に設けた冷媒ガス導入孔10から、確実に遮熱容体８と蒸発源４との間の空間９に冷媒ガスを導入することができ、冷却対象である蒸発源４を冷媒ガスにより直接冷却することが可能となる。

具体的には、成膜後、加熱部７のパワーをオフにして、直ぐに冷媒ガスを前記空間９に導入するのではなく、自然冷却等の放射による冷却により、蒸発源４を冷媒ガスと蒸発源４との化合物が生じない程度の温度まで低下させた後、冷媒ガスを前記空間９に導入する。

また、例えば、遮熱容体８と蒸発源４との間の空間９に導入された冷媒ガスが、遮熱容体８の蒸発口部５を露出させるための開口部12の蒸発口部５の周囲から流出するように構成することで、前記空間９に導入した冷媒ガスが冷媒ガス導入孔10から前記開口部12に向かって流れる冷媒ガス流が作出されることになり、冷媒ガス導入孔10から導入される冷媒ガスによる冷却が一層良好に行われることになる。

従って、本発明は、放射による冷却だけでなく、冷媒ガスを遮熱容体８と蒸発源４との間の空間９に導入して蒸発源４を直接冷媒ガス（対流）によって確実に冷却することが可能となり、極めて効率的に冷媒ガスによる冷却を行うことが可能となる。

また、例えば遮熱容体８の内側面側に吸熱面部13を設ける構成とすることで、蒸発源４との対向面が冷えやすくなり、それだけ蒸発源４の放射による冷却が促進されることになる。従って、例えば、蒸着後、加熱部７のパワーをオフした直後は、吸熱面部13を利用した放射による冷却を行い、所定温度に到達した後、冷媒ガスを遮熱容体８と蒸発源４との間の空間９に導入することによる冷却を行うようにすることで、蒸発源４の冷却時間を一層短縮することが可能となる。

また、例えば冷媒ガス導入孔10をその出口が蒸発源４の前記成膜材料20が収納される収納部２を臨む位置に設けることで、例えば熱容量の大きい有機材料等の成膜材料20が収納される収納部２近傍を良好に冷却することが可能となり、それだけ冷却時間を短縮可能となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、真空槽１内に蒸発源４、蒸発源４を加熱する加熱部７及び蒸発源４と加熱部７とを収容する遮熱容体８が設けられ、前記蒸発源４と対向する基板６上に蒸着膜を形成する真空蒸着装置である。

具体的には、図１に図示したように、蒸発源４と遮熱容体８との間の空間９に冷媒ガス（窒素ガス）を導入する冷媒ガス導入機構が設けられ、この冷媒ガス導入機構は、前記遮熱容体８に設けられた冷媒ガス導入孔10と、この冷媒ガス導入孔10の入口側に接続され前記真空槽１の外部から前記ガス導入孔に前記冷媒ガスを送出するための冷媒ガス配管11とで構成されているものである。図１中、符号25は冷媒ガス供給用の冷媒ガス供給部、26は排気用の真空ポンプである。

本実施例の蒸発源４は、内部に材料収納容器21が設けられ、この材料収納容器21に成膜材料20が収納されている。材料収納容器21は箱状で、材料放出用の孔が設けられた蓋体22が設けられている。従って、メンテナンス時に、蒸発源４から材料収納容器21を取り出し、成膜材料20を充填してから蒸発源４にセットすることで、蒸発源４自体を取り外す作業が不要となり、手軽に成膜材料20を充填することが可能となる。

成膜材料20は材料収納容器21の下部に収納され、成膜材料20の表面と蓋体22との間の空間は蒸発した成膜材料20が拡散する拡散領域となる。即ち、図１の蒸発源４は、材料収納容器21の成膜材料20が収納される材料収納領域との対向部分が収納部２となり、前記拡散領域との対向部分が拡散部３となる。なお、材料収納容器21の外部の空間も拡散領域となり得る。

蒸発源４の周囲には、円形断面のシースヒータにより構成される板状の加熱部７が設けられている。なお、加熱部７は、例えば板状のカーボンヒータ等、他の構成としても良い。

蒸発源４の拡散部３にはノズル状の蒸発口部５が設けられ、蒸発口部５を露出させた状態で蒸発源４及び加熱部７を収容する遮熱容体８が設けられている。

遮熱容体８は蒸発口部５を露出させるための開口部12を有し、前記冷媒ガス導入孔10から遮熱容体８と蒸発源４との間の空間９に導入された冷媒ガスが前記開口部12の前記蒸発口部５の周囲から、真空槽１の内部にして遮熱容体８の外部に流出するように構成されている。即ち、開口部12は蒸発口部５の外径より径大で蒸発口部５の外周面と開口部12の端面との間に隙間が生じるように構成されている。

この蒸発源４を囲む遮熱容体８の内部には冷媒循環路23が形成されている。この冷媒循環路23に水等の冷媒を循環させることで、遮熱容体８の温度を保持して蒸発源４や加熱部７からの輻射熱が真空槽１内の基板６や他の部位に影響しないようにしている。また、本実施例の遮熱容体８は冷媒循環路23を内装したパネル体を組み合わせて形成している。冷媒循環部23は各パネル体に蛇行状に設けられ、別のパネル体の冷媒循環路23と接続されて全体として１つの循環路を構成するものである。図１中、符号24は冷媒循環路23に冷媒を循環させる冷媒循環部である。

本実施例の冷媒ガス導入孔10は、その出口側が収納部２を臨む位置に設けられている。具体的には、冷媒ガス導入孔10は、上端側の開口部12とは反対側位置となる下端側に設けられている。収納部２は、成膜材料20が収納され冷却に大きなエネルギーが必要な部位である。従って、収納部２を良好に冷却することが可能となり、それだけ冷却時間を短縮可能となる。特に、熱容量の大きい有機材料が成膜材料20である場合、より効果が著しい。

以上の構成の真空蒸着装置において、成膜後、以下の工程で蒸発源４を冷却する。

成膜後の温度が４００℃程度の場合、先ず、加熱部７による加熱を停止して熱放射により蒸発源４の冷却を行う（第１冷却工程）。

続いて、蒸発源４が２５０℃程度まで冷却された後、遮熱容体８と蒸発源４との間の空間９に冷媒ガスを導入することにより蒸発源４の冷却を行う（第２冷却工程）。

以上の工程で蒸発源４を約１００℃まで冷却する際にかかる時間は、図２に図示したように、冷却対策がない従従来例（Ｃ）では６時間、リフレクタを冷却する特許文献１に係る従来例（Ｂ）では３．５時間かかるのに対し、本実施例（Ａ）は２．５時間程度となる。

従って、本実施例によれば冷却速度が向上し、それだけ装置の立ち下げ時間を短縮することが可能となる。

また、本実施例は、上記第１冷却工程及び第２冷却工程を経ることにより、急速冷却による各構成部品の熱変形を防ぐことができ、また、冷媒ガスと蒸発源４に用いられる金属との反応を防止できる。

また、冷媒ガス導入孔10を収納部２を臨む下端側位置に設けることで、蒸発口部５が収納部２にやや遅れて冷却されていくため、蒸着レートが高い状態で加熱部７のパワーをオフしても、蒸発口部５付近に材料が析出することを防止できる。

また、図１中破線部で囲む蒸発源ユニットを以下のように構成することで、更に冷却効率を向上させることができる。

例えば図３〜５は、蒸発源４を、成膜材料20を収納する収納部２を形成する収納室と蒸発した前記成膜材料20が拡散し圧力を均一化する拡散部３を形成する拡散室とを、収納部及び拡散室より小径な連結管17で連結した構成としている。

図３〜５においては、材料収納容器21を配置する収納室を設けると共に、蒸発した成膜材料を良好に拡散するための拡散室を収納室とは分離して設け、この拡散室を拡散部３としている。

また、遮熱容体８には、収納部２と拡散部３との間を仕切る仕切部19を設ける。仕切部19により収納部２と拡散部３とを熱的に独立した構成とすることで、収納部２及び拡散部３の温度制御を夫々独立して行うことが可能となり、一層良好に成膜を行える構成となる。

具体的には仕切部19は、遮熱容体８を構成する１つのパネル体に前記連結管17を挿通する挿通孔18を設けた構成としている。挿通孔18は連結管17の外径より径大で連結管17の外周面と挿通孔18の端面との間に隙間が生じるように構成されている。

また、図３〜５においては、遮熱容体８の内側面側に赤外領域における放射率を高くする吸熱面部13を設けている。吸熱面部13の赤外領域における放射率が、吸熱面部13を設けない場合の遮熱容体８の赤外領域における放射率より高ければ、放射率向上による冷却効率向上効果を得ることができる。図３〜５においては、遮熱容体８の内側面に吸熱面部13を有する板材を取り付けている。これにより、加熱部７や蒸発源４からの熱を吸熱面部13で吸熱し、吸熱面部13を遮熱容体８により速やかに冷却して放射による冷却が効率的に行える。また、吸熱面部13を設けることで収納部２と遮熱容体８との間で単位時間当たりにやり取りする熱量が大きくなり、真空中でも熱応答性が良く、レートの制御がし易い構成となる。また、吸熱面部13を遮熱容体８と別体構成とすることで、高温環境にさらされる事などによる表面処理の劣化時に交換を容易に行える構成となる。

吸熱面部13は、前記板材の表面に深さの１／２以下の直径を有する止まり穴を複数並設して形成されている。なお、止まり穴に限らず、貫通孔としても良い。この止まり穴により、表面積が増加し、更に止まり穴の内面で電磁波が多重反射を繰り返すことで見かけの放射率が向上する。また、表面積が増加し、冷媒ガスと遮熱容体８との熱伝達率が向上することで、冷却時間をより短縮することができる。また、止まり穴の密度を部位により変えて吸熱し易い部分とし難い部分とを意図的に形成することもできる。例えば、収納部２を臨む位置にある吸熱面部13は放射率を高くし、拡散部３や蒸発口部５を臨む位置にある吸熱面部13は放射率を低くすること等ができる。

なお、吸熱面部13は、止まり穴を設けることで形成しているが、赤外領域における放射率を高くするメッキ処理、溶射処理、酸化被膜処理若しくは粗面処理を施したりして形成しても良い。また、吸熱面部13は、遮熱容体８とは別体構成として遮熱容体８の内側面に取り付ける構成としているが、遮熱容体８の内側面自体の赤外領域における放射率を高くするように、遮熱容体８の内側面自体に止まり穴を形成したりメッキ処理等を施しても良い。吸熱面部13を遮熱容体８に一体に形成した場合には、遮熱容体８と吸熱面部13間に形成される接触熱抵抗がなくなるため、それだけ冷却速度を速くすることができる。

図３は収納部２及び拡散部３との対向面に吸熱面部13を設けた例、図４は収納部２との対向面に吸熱面部13を設け、拡散部３と遮熱容体８との間に後述する保温板部16を設けた例、図５は収納部２及び蒸発口部５の周囲を除く拡散部３との対向面に吸熱面部13を設け、蒸発口部５の周囲に保温板部16を設けた例である。

また、図３及び図５では仕切部19の収納部２との対向面及び仕切部19の拡散部３との対向面にも夫々吸熱面部13を設けている。仕切部19に夫々吸熱面部13を設ける構成とすることで、蒸発源４の高さをよりコンパクトにできる。

保温板部16は、赤外領域における放射率が低い板部材で構成されている。保温板部16は、拡散部３を加熱する加熱部７と遮熱容体８との間にして蒸発口部５の外周を囲むように設けると、この蒸発口部５の冷却速度を他部位より遅くすることができ、蒸着レートが高い状態で加熱部７のパワーをオフしても、材料の析出を抑制することが可能となる。

図３の構成の蒸発源ユニットを使用した場合の冷却工程は以下の通りになる。

成膜後の温度が４００℃程度の場合、先ず、加熱部７による加熱を停止して吸熱面部13も利用した熱放射により蒸発源４の冷却を行う（第１冷却工程）。

以上の工程で蒸発源４を約１００℃まで冷却する際にかかる時間は、図６に図示したように、冷却対策がない従従来例（Ｃ）では６時間、リフレクタを冷却する特許文献１に係る従来例（Ｂ）では３．５時間かかるのに対し、図３の例（Ａ´）は２時間程度となる。

即ち、熱放射による冷却が吸熱面部13により促進され、一層冷却速度を向上させることが可能となる。

更に、図１中破線部で囲む蒸発源ユニットを以下のように構成しても良い。

図７〜９は、図３〜５における冷媒ガス導入孔10の設置数を増やしたり、設置位置を変更したりした例である。

図７は、遮熱容体８の下端面だけでなく、収納部２の左右側面との対向面に夫々冷媒ガス導入孔10を設けた例である。この場合、一層良好に収納部２を冷却できる。

図８は、遮熱容体８の下端面（収納部２を臨む位置）だけでなく、拡散部３を臨む位置（拡散部３の左右側面との対向面夫々）に冷媒ガス導入孔10を設けた例である。また、図９は、遮熱容体８の下端面（収納部２を臨む位置）に冷媒ガス導入孔10を設けず、拡散部３を臨む位置（拡散部３の左右側面との対向面夫々）にのみ冷媒ガス導入孔10を設けた例である。この場合、拡散部３の冷却を良好に行うことができる。

また、図１０に図示したように、箱状の蒸発源４に直接成膜材料20を収納し、成膜材料20が収納される部分を収納部２とし、成膜材料20の表面と蒸発源４の上面との間の空間を囲む部分を拡散部３とした構成において、遮熱容体８の内側面に吸熱面部13を設ける構成としても良い。

図１０では、遮熱容体８の内側面全面に吸熱面部13を設け、冷媒ガス導入孔10を２つ設けた構成としている。また、各冷媒ガス導入孔10からは夫々異なる冷媒ガスを導入するように構成しても良い。例えば一方は窒素ガス、他方はアルゴンガスを導入するような構成としても良い。

また、図１１に図示したように、蒸発源４を、拡散部３の長手方向に複数蒸発口部５を並設した所謂ラインソースとした場合でも同様である。即ち、図１１は、拡散部３に４つの蒸発口部５を並設した構成であり、遮熱容体８には各蒸発口部５を露出させる開口部12が４つ設けられている。また、収納部２と拡散部３との間を仕切る仕切部19が設けられている。また、遮熱容体８の収納部２及び蒸発口部５の周囲を除く拡散部３との対向面に吸熱面部13を設け、蒸発口部５の周囲に保温板部16を設けている。また、遮熱容体８の仕切部19の収納部２との対向面及び仕切部19の拡散部３との対向面にも夫々吸熱面部13を設けている。仕切部19の上下面に夫々吸熱面部13を設ける構成とすることで、蒸発源４の高さをよりコンパクトにできる。また、収納部２及び拡散部３が大型となるラインソースでは、収納部２と拡散部３との温度が相互に影響を受け易く、仕切部19により収納部２と拡散部３とを熱的に独立した構成とすることによる恩恵が特に大きくなる。

図１１は、冷媒ガス導入孔10を２つ設けた構成であり、各冷媒ガス導入孔10からは夫々異なる冷媒ガスを導入するように構成しても良い。例えば一方は窒素ガス、他方はアルゴンガスを導入するような構成としても良い。

図１２は、加熱部７に冷媒循環路15を設ける構成とした本実施例の別例である。具体的には、冷媒循環路15は各加熱部７の外面側に蛇行状に配置されており、夫々が接続されて全体として１つの循環路を構成するようにしている。

冷媒循環路15の一端には冷媒としての冷却水を供給する冷却水供給部29が接続され、他端には、三方弁32を介して冷却水回収用の冷却水回収部30と、冷却水を落として大気開放させるための大気開放部31とが接続されている。図１２中、符号24ａは遮熱容体８の冷媒循環路23に冷却水を供給する冷却水供給部、24ｂは冷媒循環路23の冷却水を回収する冷却水回収部である。

また、別例では、冷媒ガス導入孔10を２つ、遮熱容体８の収納部２を臨む下端に並設した構成としている。また、一方の冷媒ガス導入孔10には窒素ガス供給部27が冷媒ガス配管11を介して接続され、他方の冷媒ガス導入孔10にはアルゴンガス供給部28が冷媒ガス配管11を介して接続されている。

また、別例では、吸熱面部13及び保温板部16が図５の例と同様に設けられている。

別例では、蒸着中は、遮熱容体８の冷媒循環路23には常時冷却水を循環させ、加熱部７の冷媒循環路15への冷却水供給部29のバルブを閉じ、且つ、冷媒循環路15を三方弁32により大気開放しておく。

そして、蒸着後の冷却は以下のように行う。

加熱部７による加熱を停止し、放射による冷却を行う。この際、収納部２の冷却が吸熱面部13により促進され、且つ、蒸発口部５の冷却は保温板部16により遅れることになる。従って、加熱停止後に収納部２から発生する多少の蒸発粒子が蒸発口部５近傍で冷却されて析出することを可及的に抑制しつつ、収納部２の冷却が良好に行われる。

続いて、所定の第１温度（２５０℃）まで蒸発源４の収納部２の温度が低下したところでアルゴンガスを蒸発源４と遮熱容体８との間の空間９に導入することで冷却を促進する。更に、所定の第２温度（２００℃）まで蒸発源４の収納部２の温度が低下したところで窒素ガスを前記空間９に導入することで冷却を促進する。

続いて、所定の第３温度（１５０℃）まで蒸発源４の収納部２の温度が低下したところで、冷却水供給部29のバルブを開け、且つ、三方弁32により冷却水を回収することで加熱部７の冷媒循環部15に冷却水を循環させて水冷する。

以上の工程により、図１３に図示したように、冷却対策がない従従来例（Ｃ）に比し冷却時間を短縮できるのは勿論、収納部（Ｘ）を迅速に冷却しつつ拡散部（Ｙ）の冷却を遅らせることが可能となり、材料の析出や各部の破損を抑制しつつ、蒸発源４を大気開放可能な温度まで迅速に冷却することが可能となる。

なお、蒸発源４が所定温度まで冷却された後、他種の冷媒ガスを導入するのではなく、導入中の冷媒ガスの導入量（流量）を増加させることで冷却速度を速める構成としても良い。また、冷媒循環路15には冷却水を５Ｐａ〜５０Ｐａ程度で循環させる。圧力が高すぎると急速な温度変化により熱応力が発生し加熱部７が破損するおそれがあるためである。

１真空槽
２収納部
３拡散部
４蒸発源
５蒸発口部
６基板
７加熱部
８遮熱容体
９空間
10 冷媒ガス導入孔
11 冷媒ガス配管
12 開口部
13 吸熱面部
15 冷媒循環路
16 保温板部
17 連結管
18 挿通孔
19 仕切部
20 成膜材料

Claims

真空槽内に、収納された成膜材料を蒸発させる蒸発源を備え、前記蒸発源に設けられた蒸発口部から蒸発した成膜材料を射出することで、前記蒸発源と対向する位置に設けられた基板上に蒸着膜を形成する真空蒸着装置であって、前記蒸発源及びこの蒸発源を加熱する加熱部を収容し前記蒸発源及び前記加熱部からの熱を遮断する遮熱容体を備え、この遮熱容体と前記蒸発源との間の空間に冷媒ガスを導入する冷媒ガス導入機構が設けられており、この冷媒ガス導入機構は、前記遮熱容体に設けられた冷媒ガス導入孔と、この冷媒ガス導入孔の入口側に接続され前記真空槽の外部から前記冷媒ガス導入孔に前記冷媒ガスを送出するための冷媒ガス配管とで構成されていることを特徴とする真空蒸着装置。
真空槽内に、成膜材料が収納される収納部と蒸発した前記成膜材料が拡散する拡散部とを有する蒸発源を備え、前記拡散部に設けられた蒸発口部から前記蒸発した成膜材料を射出することで、前記蒸発源と対向する位置に設けられた基板上に蒸着膜を形成する真空蒸着装置であって、前記蒸発源及びこの蒸発源を加熱する加熱部を収容し前記蒸発源及び前記加熱部からの熱を遮断する遮熱容体を備え、この遮熱容体と前記蒸発源との間の空間に冷媒ガスを導入する冷媒ガス導入機構が設けられており、この冷媒ガス導入機構は、前記遮熱容体に設けられた冷媒ガス導入孔と、この冷媒ガス導入孔の入口側に接続され前記真空槽の外部から前記冷媒ガス導入孔に前記冷媒ガスを送出するための冷媒ガス配管とで構成されていることを特徴とする真空蒸着装置。
前記遮熱容体は前記蒸発口部を露出させるための開口部を有し、前記冷媒ガス導入孔から前記遮熱容体と前記蒸発源との間の空間に導入された冷媒ガスが前記開口部の前記蒸発口部の周囲から前記遮熱容体の外部に流出するように構成されていることを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
前記冷媒ガス導入孔は、その出口側が前記蒸発源の前記成膜材料が収納される収納部を臨む位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
前記冷媒ガス導入孔は、前記遮熱容体に設けられ、前記蒸発口部を露出させるための開口部とは反対側位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
前記遮熱容体の前記蒸発源と対向する内側面側に、赤外領域における放射率を高くする吸熱面部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
前記吸熱面部は前記蒸発源の前記成膜材料が収納される収納部を臨む位置に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の真空蒸着装置。
前記吸熱面部には、深さの１／２以下の直径を有する止まり穴若しくは貫通孔が複数形成されていることを特徴とする請求項６，７のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
前記吸熱面部の前記蒸発源との対向面が、赤外領域における放射率を高くするメッキ層、溶射層若しくは酸化被膜であるか、または、所定粗さの凹凸面であることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
前記加熱部には冷媒循環路が設けられ、この冷媒循環路を冷媒が循環するように構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
前記遮熱容体の、前記蒸発源の蒸発した前記成膜材料が拡散する拡散部を臨む位置に、赤外領域における放射率を低くする保温板部が設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
前記保温板部が前記蒸発口部の近傍位置に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の真空蒸着装置。
前記蒸発源は、前記成膜材料が収納される収納部を形成する収納室と蒸発した前記成膜材料が拡散する拡散部を形成する拡散室とを有し、前記収納室と前記拡散室とが連結管で連結されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
前記遮熱容体に、前記連結管が挿通する挿通孔を有し前記収納部と前記拡散部とを仕切る板状の仕切部が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の真空蒸着装置。
前記仕切部の収納部との対向面及び前記仕切部の前記拡散部との対向面に夫々赤外領域における放射率を高くする吸熱面部が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の真空蒸着装置。
前記蒸発口部は前記蒸発源の長手方向に複数並設されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の真空蒸着装置。
真空槽内に、収納された成膜材料を蒸発させる蒸発源を備え、前記蒸発源に設けられた蒸発口部から蒸発した成膜材料を射出することで、前記蒸発源と対向する位置に設けられた基板上に蒸着膜を形成する真空蒸着装置の前記蒸発源の冷却方法であって、前記蒸発源及び蒸発源を加熱する加熱部を収容し前記蒸発源及び前記加熱部からの熱を遮断する遮熱容体と前記蒸発源との間の空間に冷媒ガスを導入することを特徴とする蒸発源の冷却方法。
真空槽内に、成膜材料が収納される収納部と蒸発した前記成膜材料が拡散する拡散部とを有する蒸発源を備え、前記拡散部に設けられた蒸発口部から前記蒸発した成膜材料を射出することで、前記蒸発源と対向する位置に設けられた基板上に蒸着膜を形成する真空蒸着装置の前記蒸発源の冷却方法であって、前記蒸発源及び蒸発源を加熱する加熱部を収容し前記蒸発源及び前記加熱部からの熱を遮断する遮熱容体と前記蒸発源との間の空間に冷媒ガスを導入することを特徴とする蒸発源の冷却方法。
前記遮熱容体の前記蒸発源と対向する内側面側に設けられた赤外領域における放射率を高くする吸熱面部を介した熱放射により前記蒸発源の冷却を行う第１冷却工程を行い、続いて、前記遮熱容体と前記蒸発源との間の空間に冷媒ガスを導入することにより前記蒸発源の冷却を行う第２冷却工程を行うことを特徴とする請求項１７，１８のいずれか１項に記載の蒸発源の冷却方法。
前記蒸発源が所定温度以下となった際、前記冷媒ガスの導入量を増加させることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の蒸発源の冷却方法。