JPH0466662A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電子ビーム加熱方式による真空蒸着装置におい
て、特に基板以外に付着した蒸着物質を連続的に回収し
、再び蒸着に利用することにより、装置の運転効率およ
び経済性を向上させるようにした真空蒸着装置に関する
。

（従来の技術） 従来、例えば、半導体成膜処理の開発では−船釣に真空
蒸発による薄膜生成技術が採用されている。

この薄膜生成技術は蒸着物質を真空中で蒸気化して基板
に蒸着させるものであり、物質を蒸発させるための手段
としては特に電子ビームが発生、制御等に係わる技術的
簡易性および経済的に有利であるという理由から、広く
使用されている。

第５図はかかる電子ビーム加熱方式による真空蒸着装置
の概略構成例を模式的に示すものである。

第５図において、真空槽１は図示していない真空排気装
置により所定の真空度（１０−’〜１Ｏ−６Ｔｏｒｒ）
に保持されている。この真空槽１内には上部から下部方
向に狭まるように傾斜する周壁面を有する蒸気封入容器
２が設けられており、この蒸気封入容器２の下部には蒸
着物質３を収容したるつぼ４が設置され、その上方に蒸
着すべき基板５が図示しない支持体に支持させて設けら
れている。また、るつぼ４の一側方に電子銃６が配設さ
れ、この電子銃６から発射された電子ビーム７を蒸着物
質３に照射（電子衝撃）することにより、蒸着物質３を
加熱、蒸発せしめて蒸気流８を生成させる。この場合、
るつぼ４には冷却バイブ９が埋設されており、加熱時に
冷却水を流してるつぼ４が高温になり過ぎて溶融しない
ようにしである。

また、基板５の上方には基板５とは異なる方向に蒸発す
る蒸気流１０を回収するための２個の蒸気回収板１１が
基板５の上方部から斜め下方に傾斜させて左右対称に配
設され、図示しない支持部材により支持されている。

したがって、このような構成の真空蒸着装置において、
るつぼ４に収納された蒸着物質３に電子銃６より電子ビ
ーム７を照射して該蒸着物質３を加熱、蒸発させると蒸
気流が生成されて拡散し、基板方向に上昇する蒸気流８
は基板５に衝突すると該基板５上に蒸着膜１２が形成さ
れ、また基板５方向とは異なる方向に蒸発する蒸気流１
０が蒸気回収板１１に衝突すると該回収板１１に蒸着膜
１３が形成される。この蒸気回収板１１に形成された蒸
着膜１３は回収板１１全体を図示しない熱源で蒸着物質
の溶融点以上の温度で一様に加熱することにより、溶融
、液化し、これを蒸気回収板１１の下面の傾斜面に沿っ
て流下させ、蒸気封入容器２の壁面に伝ってるつぼ４内
に回収するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような従来の真空蒸着装置においては、蒸
気回収板１１全体を一様に加熱して蒸着膜１３を溶融す
る場合、まず最初に蒸気回収板１１と蒸着膜１３との接
触部が溶融するため、蒸着膜の自重により剥離して落下
してしまい、るつぼ内にうまく回収できない。また、蒸
着膜が剥離しないまでも蒸着物質の表面張力並びに比重
が大きい場合や回収板との濡れ性が小さい場合には、回
収板の付着物質の溶融による液滴が蒸気回収板の傾斜面
に沿って流下するに従い液滴が成長し、落下限界重量よ
りも大きくなると蒸気回収板から滴下してしまい連続的
に液化回収できず、装置を長時間連続して運転できない
という問題があった。

本発明は蒸気回収板に付着した蒸着物質を確実に連続し
て液化回収でき、もって長時間連続運転が可能で、経済
的に有利な真空蒸着装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、第１の発明では真空槽内に
蒸着物質を収納したるつぼを配設し、電子ビームの照射
により前記蒸着物質を加熱、蒸発させ、その金属蒸気を
るつぼ上方に設けられた基板上に付着させて蒸着膜を形
成し、且つ前記基板とは異なる位置に設けられた蒸気回
収板に前記基板方向とは異なる方向に蒸発する金属蒸気
を付着させると共にこの蒸着物質を加熱、溶融して回収
するようにした真空蒸着装置において、前記蒸気回収板
を複数の領域に区分してその各領域を異なる温度に加熱
する加熱手段を設け、この加熱手段を制御して前記各領
域の温度分布を周期的に変化させる制御手段を設けるよ
うにしたものである。

また、第２の発明では真空槽内に蒸着物質を収納したる
つぼを配設し、電子ビームの照射により前記蒸着物質を
加熱、蒸発させ、その金属蒸気をるつぼ上方に設けられ
た基板上に付着させて蒸着膜を形成し、且つ前記基板と
は異なる位置に設けられた蒸気回収板に前記基板方向と
は異なる方向に蒸発する金属蒸気を付着させると共にこ
の蒸着物質を加熱、溶融して回収するようにした真空蒸
着装置において、前記蒸気回収板の下面に適宜の距離を
存して対向させ、該蒸気回収板の蒸着物質の溶融により
生じる液滴が落下限界重量のときの液滴径よりも小さな
間隔の網目を有する網体を設けるようにしたものである
。

（作用） 上記第１の発明による真空蒸着装置にあっては、蒸気回
収板に区分される領域を例えば高温領域（蒸着物質の融
点以上で沸点以下の温度領域）、中湿度領域（蒸着物質
の融点より例えば１０〜２０ｄｅｇ程度低い温度領域）
、低温領域（蒸着物質の融点より例えば３０〜５０　ｄ
ｅｇ程度低い温度領域）として各領域の加熱手段を周期
的に制御することにより、高温領域の蒸着膜だけが液化
しても、他の領域の蒸着膜は液化しないので、蒸着膜が
その自重により蒸気回収板から剥離して落下するような
ことがなくなり、連続的な液化回収が可能となる。

また、第２の発明による真空蒸着装置にあっては、蒸気
回収板の蒸着物質の溶融により生じる液滴が落下限界重
量よりも大きくなって蒸気回収板から滴下しても、蒸気
回収板の下方に設けられた網体の網目の間隔が液滴径に
比べて小さいので、液滴はこの網体の傾斜に沿って移動
することになり、連続的な液化回収が可能となる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における要部、つまり蒸
気回収板のみを示す斜視図であり、また第２図は第１図
の■−■線に沿う矢視断面図である。なお、真空蒸着装
置としての他の構成は第５図と同様なので、ここではそ
の説明を省略する。

第１の実施例では第５図の基板５の上方から斜め下方に
傾斜させて左右対称に配設されるに蒸気回収板２１とし
て、傾斜面と直交する方向に複数の小面積領域２２が形
成されるように区分して、各領域２２にその領域を加熱
するための図示しない独立したヒータがそれぞれ設けら
れている。また、各独立ヒータは図示しない制御手段に
より電源出力を周期的に変化させて異なる温度に制御可
能になっている。

このような構成の蒸気回収板２１において、各領域のヒ
ータの温度制御条件を設定し、例えば高温領域部２２ａ
を蒸着物質の融点以上で沸点以下の温度分布、中温領域
部２２ｂを蒸着物質の融点よりやや低い例えば１０〜２
０ｄｅｇ程度低い温度分布、低温領域部２２ｃを蒸着物
質の融点より低い例えば３０〜５０ｄｅｇ程度低い温度
分布となるように制御手段により各領域のヒータを制御
すると、高温領域部２２ａに付着した蒸着膜は溶融、液
化して傾斜面に沿って流下する。この場合、高温領域部
２２ａは傾斜方向と直交する方向に区分された細長い小
面積となっており、この領域部の蒸着量が少ないので、
蒸着膜の自重により蒸気回収板２１から剥離してるつぼ
内に落下し、蒸着状態を乱すようなことはない。

このような高温領域部２２ａ、中温領域部２２ｂおよび
低温領域部２２ｃを回収時間に応じた周期で変化させる
ことにより、各領域の温度分布は高温−低温一中温一高
温と変化する。したがって、蒸着膜の溶融領域が順次傾
斜方向に移動するので、蒸気回収板２１に付着した蒸着
膜を剥離落下させることなく、確実に回収することがで
きる。

次に本発明の第２の実施例を第３図および第４図を参照
して説明する。

第３図は本発明の第２の実施例における要部、つまり蒸
気回収部を示す斜視図であり、また第４図は第３図のＩ
Ｖ−ＩＶ線に沿って断面した部分拡大図である。なお、
真空蒸着装置としての他の構成は第５図と同様なので、
ここではその説明を省略する。第２の実施例では第５図
の基板５の上方から斜め下方に傾斜させて左右対称に配
設された蒸気回収板３１の下面に対向させて蒸着物質の
液滴に濡れにくい材質または濡れにくい表面状態に形成
された網体３２を設けるようにしたものである。

この場合、網体３２の網目１１は蒸気回収板３１の蒸着
物質の溶融により生じる液滴が成長して落下限界重量に
なったときの液滴径ｄ　ｃｒｔｔよりも小さな間隔にし
てあり、また蒸気回収板３１との対向間距離りは液滴径
ｄｃｒｉｔ以上にしである。このようにした理由は次の
通りである。

（１）網体３２と蒸気回収板３１との対向距離が液滴径
ｄ　ｃｒｉｔよりも小さいと、蒸気回収板３１に付着し
た液滴がその傾斜面に沿って流下するに従い成長するが
、このときｄ　ｃｒｉｔまで成長する前に網体３２に触
れてしまい、網体３２と蒸気回収板３１との間に挾まっ
てしまう。この場合、条件によっては液滴が動けなくな
り、目詰まりしてしまい、蒸着物質を連続的に回収でき
なくなってしまう。

（２）また、網体３２と蒸気回収板３１との対向距離が
あまり大きすぎると、液滴が成長しｄ　ｃｒｉｔを越え
て蒸気回収板３１から離脱した場合、液滴が網体３２上
に到達した時の速度が大きくなり過ぎ、網体上に落ちた
とき液滴が飛散してしまい、連続的に蒸着物質の回収が
できくなる。

上記（１）、（２）のような理由から網体３２と蒸気回
収板３１との対向距離りを、ｄ　ｃｒｉｔ＜　Ｌ＜　３
　ｄ　ｅｒｉｔ程度にとれば、目詰まりすることもなく
、例え蒸気回収板３１に付着した蒸着物質の液滴が網体
３２上に落下したとしても、網体３２の網目の間隔１．
はｄ　ｃｒｉｔよりも小さくしておくことにより、液滴
の表面張力により網体３２より下方に落下することはな
い。

このような構成の網体３２を蒸気回収板の下面に対向さ
せて設けることにより次のような作用効果が得られる。

即ち、基板方向とは異なる方向に金属蒸気が上昇すると
、この金属蒸気は網体３２の網目を通過して蒸気回収板
３１の下面に付着し、その付着物質は図示しない加熱手
段による加熱により液体状態となる。この液体は蒸気回
収板３１の傾斜面に沿って流下するに従い、液滴３３と
なって成長し、やがてこの液滴３３が落下限界重量ｗｅ
ｒｌｔよりも大きくなると、蒸気回収板３１の下面を離
脱し、網体３２上に落下する。しかし、この網体３２の
網目の間隔１．は落下時の液滴径ｄ　ｃｒｔｔよりも小
さくなっているので、液滴３３の表面張力により網体３
２から下方に落下することはない。また、液滴３３と網
体３２との接触面積は小さく、しかも網体自体は液滴と
の濡れ性が小さいため、液滴３３は網体３２上をその傾
斜に沿って滑るように移動し、速やかに蒸着物質を連続
的に回収することができる。

なお、上記各実施例では蒸気回収板に付着した蒸着物質
をるつぼに回収する場合について述べたが、蒸気回収板
の傾斜面に沿って流下する液滴を別途に配設された蒸気
回収装置に回収するようにしてもよい。

〔発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、蒸気回収板に付着し
た蒸着物質を確実に連続して液化回収して再び蒸着に利
用することができるので、装置の長時間連続運転が可能
となるとともに、経済的にも有利な真空蒸着装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による真空蒸着装置の第１の実施例にお
ける蒸気回収板を示す斜視図、第２図は第１図の■−■
線に沿う矢視断面図、第３図は本発明の第２の実施例に
おける蒸気回収部を示す斜視図、第４図は第３図のＩＶ
−ＩＶ線に沿って断面した部分拡大図、第５図は従来の
真空蒸着装置の一例を模式的に示す概略構成図である。 １・・・真空槽、２・・・蒸気封入器、３・・・蒸着物
質、４・・・るつぼ、５・・・基板、６・・・電子銃、
７・・・電子ビーム、８．１０・・・蒸気流、２１．３
１・・・蒸気回収板、３２・・・網体。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空槽内に蒸着物質を収納したるつぼを配設し、
   電子ビームの照射により前記蒸着物質を加熱、蒸発させ
   、その金属蒸気をるつぼ上方に設けられた基板上に付着
   させて蒸着膜を形成し、且つ前記基板とは異なる位置に
   設けられた蒸気回収板に前記基板方向とは異なる方向に
   蒸発する金属蒸気を付着させると共にこの蒸着物質を加
   熱、溶融して回収するようにした真空蒸着装置において
   、前記蒸気回収板を複数の領域に区分してその各領域を
   異なる温度に加熱する加熱手段を設け、この加熱手段を
   制御して前記各領域の温度分布を周期的に変化させる制
   御手段を設けたことを特徴とする真空蒸着装置。
2. （２）真空槽内に蒸着物質を収納したるつぼを配設し、
   電子ビームの照射により前記蒸着物質を加熱、蒸発させ
   、その金属蒸気をるつぼ上方に設けられた基板上に付着
   させて蒸着膜を形成し、且つ前記基板とは異なる位置に
   設けられた蒸気回収板に前記基板方向とは異なる方向に
   蒸発する金属蒸気を付着させると共にこの蒸着物質を加
   熱、溶融して回収するようにした真空蒸着装置において
   、前記蒸気回収板の下面に適宜の距離を存して対向させ
   、該蒸気回収板の蒸着物質の溶融により生じる液滴が落
   下限界重量のときの液滴径よりも小さな間隔の網目を有
   する網体を設けたことを特徴とする真空蒸着装置。