JPH02250958A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は真空蒸着装置に関するものである。

従来の技術 真空蒸着装置において、基板の入れ換えや内部のメンテ
ナンスのために真空容器中に大気を導入する時、いわゆ
るリークする時、蒸着材料が大気と接触することによっ
て大気中の酸素や水分と反応あるいはそれらを吸着して
汚染され、高品質の薄膜が形成できないという課題があ
った。

この課題に対応するために従来は例えば特開昭６３−２
７０４５７号公報に示されているように真空容器に大気
を導入する時、蒸着材料が大気に接触しないように、蒸
着材料を真空雰囲気に保持する手段が設けられていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の方法では蒸着材料の大気から
の汚染に対しては有効であるが、次に示す第３図におい
て説明する課題に対して有効ではない。

イ 第３図において、蒸着が終了してるつぼ１に収入 納された蒸着材料２はるつぼ内壁３に接触°する部分か
ら凝固を始める。蒸着材料２が高融点金属等の場合には
通常るつは１には焼結したセラミックスが用いられる。

焼結したセラミックスの表面はるので、蒸着材料２はそ
の凹凸４に入り込んだ状態で凝固することになる。蒸着
材料２は温度低下による収縮を始める。そうするとるつ
ぼ１の凹凸４に入り込んだ蒸着材料２はるつぼ内壁３を
引きはがしながら蒸着材料２の中央部に引き寄せられて
第３図口のように蒸着材料２のるつぼ１と接触していた
面にはるつぼ材料の破断片６が付着することになる。

また、仮にるつぼ１０表面が滑らかであっても蒸着材料
２とるつぼ１との化学的な親和力等によってもこのよう
な引きはがしが発生することがある。蒸着のために再び
蒸着材料２を加熱溶融すると、セラミックスは通常金属
よりも軽いので蒸着材料２の表面に第３図ハのように前
記破断片６が浮くことになる。

そうすると実効的に蒸着材料２の蒸発面積が小さくなっ
て成膜速度が低下したり、あるいは電子ビーム蒸着の場
合には、破断片６に電子ビームが当り、破断片６が蒸発
して薄膜に不純物として入り込み、薄膜の品質を劣化さ
せる等、従来の方法では対応できない大きな課題があっ
た。

そこで本発明はるつぼ内壁が引きはがされることを防止
することによって前記課題を解決し、高品質の薄膜を形
成可能な真空蒸着装置を提供することを目的とするもの
である。

課題を解決するだめの手段 そして上記課題を解決するため本発明は、蒸着材料を収
納するるつぼを密閉状態と開放状態とに選択的に保持可
能な密閉手段により密閉保持した状態で蒸着材料を加熱
するとともに、その密閉容器中に不活性ガスを供給する
ものである。

作　　用 本発明は上記した手段により、蒸着材料の凝固収縮を防
止してるつぼ内壁が引きはがされないようにして前記課
題を解決すると共に、不活性ガスを供給して前記密閉容
器内の圧力を高くして加熱された蒸着材料の蒸発を抑制
または防止できる状態にする。したがって加熱による蒸
発材料の消耗も密閉容器の内部に蒸着材料の蒸気が付着
して汚れることも少ない。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明の全体構成を示す断面図である。

第１図において１０は真空容器で上部には基板１１を支
持する基板取付台２７が固定されている。１２は蒸着材
料１３を収納するるつぼで１４は断熱材１６で支持され
だヒータである。１７は不活性ガス通路、１８は真空計
、１９は弁である。２１は凹み２１−１を形成した開閉
用の蓋で軸２２に固定され、軸２２の一端にはピニオン
２８が固定されている。軸２２は両端を軸受２３により
回転可能に支持されている。ビニオン２８は真空容器１
０の外側に設けたエアシリンダ２４の矢印Ｃ，Ｄ方向の
往復動作によりその動作がラック２６に伝達され、矢印
Ｅ、Ｆ方向に回動する。なお真空容器１ｏを排気する公
知の排気手段は省略しである。

次に動作について説明する。

成膜は、エアシリンダ２４を矢印Ｃ方向に動作させて蓋
２１を矢印Ｅ方向に開けた状態で次のように行う。ヒー
タ１４に通電してるつぼ１２を介して蒸着材料１３を加
熱し、蒸発させて前記基板１１に薄膜を形成する。蒸着
材料１３が高融点金属等の蒸気圧の高い材料の場合は、
図示しないが公知の電子ビーム加熱手段を用いても、ま
た他の加熱手段であっても、またそれらとヒータ１４を
併用してもよい。

次に基板１１の入れ換えやメンテナンス等で真空容器１
０をリークする時は、ヒータ１４に通電して蒸着材料１
３の溶融を維持した状態で、まずエアシリンダ２４を矢
印り方向に動作させ、蓋２１をＦ方向に回転させてＯり
ング２０に抑圧接触させる。次に真空容器１０をリーク
する。そして真空容器内が大気圧になるにつれて真空容
器内圧力が蓋２１で密閉した空間２６の圧力よりも高く
なり最後に蓋２１は大気圧で押圧された状態になりリー
ス１６に密着固定される。次に弁１９を開いて溶融した
蒸着材料１３と反応しないいわゆる不活性ガスを空間２
６の圧力を真空計１８で計測しつつ導入し、所要圧力に
なれば弁１９を閉じる。

空間２６へ導入する不活性ガスの圧力が高くなるにつれ
て蒸着材料１３の蒸発は抑制され、蒸着材料１３の蒸気
圧よりも高くなるとその蒸発は完全に抑止される。通常
その蒸気圧は蒸着材料１３の種類や加熱温度によシ異な
るが、１０−５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒであるから空間
２６の圧力が大気圧よりも高くなって蓋２１が開くこと
はない。

したがって、蒸着材料１３は凝固収縮を起こさないので
従来のように、るつぼ１２の内壁を引きはがすことはな
い。また、蒸着材料１３が空間２６へ蒸発して蒸着材料
１３が消耗したり、蓋２１に膜が付着して汚れる等の不
都合が発生することも少ない。

次に本発明の他の実施例について説明する。

第１図と共通する構成要素には同一番号を付し、説明を
省略する。

前記実施例においてはるっぽ１２を密閉するための手段
の一要素に回動式の蓋２１を用いたがスライド式の蓋で
あってもよい。

第２図において、３ｏは公知のゲートバルブ３１により
仕切られた副室である。３２はエアシリンダ３３とハー
ス１６の連結棒である。蒸着はゲートバルブ３１を開い
た状態で、エアシリンダ３３によりハース１６を真空容
器１０内の破線状態まで持ち上げて行い、真空容器１ｏ
をリークする時はエアシリンダ３３によりハース１６を
副室３゜内の実線位置まで下げ、ゲートバルブ３１を閉
じて前記と同様ヒータ１４で蒸着材料１３を加熱し、不
活性ガスを導入すればよい。このような構成にすると真
空容器１０内にハース１６が残らないので真空容器１０
内のメンテナンス等を容易に行えるという利点がある。

以上において蒸着材料の混同収縮を防止するための加熱
手段はヒータ１４としたが、それに限るものではなく誘
導加がであっても電子ビーム加熱であってもよい。

発明の効果 以上、述べたように本発明によれば真空容器内をリーク
する時に蒸着材料を加熱しながらるつぼを密閉すると共
に不活性ガスを供給し、密閉容器内を加熱された蒸着材
料の蒸発を抑制または抑止することにより、蒸着材料の
凝固収縮によるるつぼ内壁の引きはがしを防止すること
ができる。その結果、るつぼ内壁より引きはがされた破
断片による蒸着材料の汚染を防止して安定した高品質の
薄膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の一部断面正面図、第２図は
本発明の他の実施例の一部断面正面図、第３図は従来例
を説明するための断面を示す正面図である。 １ｏ・・・・・・真空容器、１１・・・・・・基板、１
２・・・・・・るつぼ、１３・・・・・・蒸着材料、１
４・・・・・・ヒータ、１７・・・・・・不活性ガス通
路、１８・・・・・・真空計、１９・・・・・・弁、２
ｏ・・・・・・ｏリング、２１・・・・・・蓋。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名蕗 図 第 図 （イ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器と、前記真空容器中に設けられた基板及
   びるつぼと、前記るつぼに収納された蒸着材料を加熱し
   て蒸着せしめ前記基板に薄膜を形成する第１の加熱手段
   と、前記るつぼを密閉状態と開放状態とに選択的に保持
   可能な密閉手段と、前記るつぼが前記密閉手段により密
   閉保持されている状態で前記蒸着材料を加熱する第２の
   加熱手段と、前記密閉容器中に不活性ガスを供給する手
   段とから成る真空蒸着装置。
2. （２）第１と第２の加熱手段を同一加熱手段として成る
   請求項１記載の真空蒸着装置。