蒸着用ボートとこれを使用した成膜方法
【課題】材料ワイヤが空中で溶解して発生する飛沫を排除でき、しかも材料蒸発領域が縮小しない蒸着用ボートを提供することを目的とする。
【解決手段】プール２の一端３ａの近傍の材料供給部９ａがこの材料供給部の他端３ｂの側に接続された材料蒸発部１０よりも低温になるように、プール２の材料蒸発部１０の裏面に、断面積が均一な平坦部１４と、平坦部１４と材料供給部９ａとを接続する勾配部１５ａを設け、勾配部１５ａを、一端３ａから他端３ｂに向かう方向に断面積が大きくなるよう形成して温度分布を形成している。
【解決手段】プール２の一端３ａの近傍の材料供給部９ａがこの材料供給部の他端３ｂの側に接続された材料蒸発部１０よりも低温になるように、プール２の材料蒸発部１０の裏面に、断面積が均一な平坦部１４と、平坦部１４と材料供給部９ａとを接続する勾配部１５ａを設け、勾配部１５ａを、一端３ａから他端３ｂに向かう方向に断面積が大きくなるよう形成して温度分布を形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜材料を加熱蒸発させる蒸着用ボートに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の上に薄膜を形成する代表的な方法として、真空蒸着法がある。
この方法は、被覆室内を真空状態にし、内部で成膜材料を高温蒸発させることにより、被覆室の上部に設けられた基板に薄膜を形成するというものである。成膜された基板は、その膜の特性を生かし、半導体をはじめ、各種の高機能デバイスとして利用されている。
【０００３】
真空蒸着装置の加熱装置（蒸発源）には、抵抗加熱法や電子衝撃法、高周波誘導加熱法によるものが用いられるが、簡便な抵抗加熱法の普及率が高い。
そして、抵抗加熱用蒸発源は、その形状により、スパイラル型，ボート型，ボックス型，るつぼ型などに分類される。このうち、ボート型蒸発源の蒸着用ボートの形状は、薄膜材料を収容する有底孔を表面側に設けた厚板状のものが一般的であり、薄膜材料の形状を選ばず対応可能であるという利点がある。
【０００４】
また、蒸発用ボートは、高融点金属やそれらの合金あるいはグラファイトやセラミックなどが用いられ、蒸発源材料表面が熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）や窒化ホウ素（ＢＮ）によりさらに被覆される。
【０００５】
図１２は、真空蒸着装置（図示せず）中に配置される蒸着用ボートの設置例である。
ＰＢＮコートされたグラファイト製の蒸着用ボート１ａの表面中央に、有底孔としてプール２が形成されている。蒸着用ボートの両端３ａ，３ｂには、通電加熱用の一対の電極４ａ，４ｂが接続される。図１３（ａ）は蒸着用ボート１ａの上面図、図１３（ｂ）は断面図を示している。
【０００６】
この蒸着用ボート１ａのプール２には、材料ワイヤガイド５から薄膜材料として材料ワイヤ６が供給される。材料ワイヤ６は、リール７に巻き上げられており、送出ローラ８の回転によりワイヤガイド５に沿って繰り出され、材料ワイヤ６の先端がプール２に到達する。このとき、蒸着用ボート１ａは、電極４ａ，４ｂの通電によるコンポジットヒータとなり、プール２内の材料に対して加熱が行われる。繰り出される材料ワイヤ６の先端を、プール２において所定蒸気圧での融点以上に加熱することにより、連続的に供給される材料ワイヤ６が溶融状態でプール２中に収容される。そして、この際に蒸着用ボート１ａの上方を蒸発方向とした蒸発が継続的に行われる。
【０００７】
このような真空蒸着プロセスにおいて生成された膜はデバイスの機能と直結するため、生産性・歩留まり向上のためには、いかにして均一な膜を効率的に生成するかが重要となるが、そのためには、特に蒸着用ボートへの蒸発粒子の安定した供給が要求される。
【０００８】
このような蒸着用ボート１ａを用いた場合、材料供給部９ａの温度と材料蒸発部１０の温度差があまりなく、材料供給部９ａの温度が上昇し過ぎてしまう。これにより、材料ワイヤガイド５から送り出された材料ワイヤ６が空中で溶解し、それが蒸着用ボート１ａの上に滴下して発生した飛沫が、均一な成膜を妨げる問題がある。
【０００９】
この問題の解決法として、特許文献１には図１４（ａ）（ｂ）の蒸着用ボート１ｂが記載されている。この蒸着用ボート１ｂでは、材料ワイヤ６への輻射熱を低減して空中からの材料滴下を抑制するために、空孔１１ａ，１１ｂがプール２に隣接して形成されている。しかし、この構成では、飛沫の発生に対して本質的に問題となる材料供給部９ａからの熱量は変わらず、大きな効果は得られない。
【００１０】
また、特許文献２には図１５（ａ）（ｂ）に示す蒸着用ボート１ｃが記載されている。この蒸着用ボート１ｃでは、電気的なエネルギに接続する蒸着用ボート１ｃの両端部３ａ，３ｂよりも大きな断面積を有しプール２の底部よりも高く突出した加熱面１２を、プール２の中央域に加熱面１２が形成されている。溶融されるべき材料ワイヤ６は、蒸着用ボート１ｃの中央域で加熱面１２に供給され、材料ワイヤ６の端部が加熱面１２の発熱で溶融されて、加熱面１２の両側のプール２に流入させるように構成されている。つまり、加熱面１２は、比較的大きな横断面に基づいて電気的な抵抗をその他の領域よりも小さくする。その結果、蒸着用ボートの線材供給域はその他の領域よりも熱くはならず、これにより、材料ワイヤ６の先端の極端に早い溶融、延いては、溶解した材料ワイヤ６の飛沫を排除しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１９４５３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら特許文献２の構成では、飛沫形成を防ぐことは可能であるが、加熱面１２がプール２の中央域に形成されているため、材料蒸発領域が加熱面１２によって二分されるため、成膜ムラを生じる虞がある。また、加熱面１２の周辺の温度が低下し、材料蒸発領域が縮小するといった新たな課題が発生する。
【００１３】
本発明は、材料蒸発領域が縮小することが無く、しかも材料ワイヤが空中で溶解して発生する飛沫の発生を排除できる蒸着用ボートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の蒸着用ボートは、供給された薄膜材料を溶融させる材料供給部と前記材料供給部から溶融した薄膜材料が流入する材料蒸発部を有するプールがボート本体に形成され、前記ボート本体の一端と他端の間に通電して前記材料蒸発部の薄膜材料をその蒸発温度以上に加熱する蒸着用ボートであって、前記プールの前記材料供給部の裏面または側面に、前記材料蒸発部の裏面または側面よりも断面積が大きくなる突起部を一体に形成したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記プールの前記材料蒸発部の裏面または側面に、断面積が前記一端と前記他端を結ぶ長手方向に均一または略均一な平坦部と、前記平坦部と前記材料供給部とを接続し前記一端から前記他端に向かう方向に断面積が大きくなる勾配部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ボート本体に突起部を一体に形成したので、前記突起部によって、前記プールの材料供給部の温度を材料供給部よりも低温にすることができ、材料供給部に外部から供給される薄膜材料が空中で溶解して落下する飛沫を解消することができ、材料蒸発部から蒸発する薄膜材料を安定にできる。さらに、突起部を前記プールの材料供給部の裏面または側面に設けているため、材料蒸発領域の縮小が発生しない。
【００１７】
また、勾配部を設けた場合には、材料供給部の温度低減による材料蒸発部の極端な温度低下を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における実施例１の蒸着用ボートの斜視図
【図２】実施例１の蒸着用ボートの上面図と断面図
【図３】同実施の形態における温度分布シミュレーション結果図
【図４】比較例の蒸着用ボートを示した上面図と断面図
【図５】本発明の実施の形態２における実施例２の蒸着用ボートの斜視図
【図６】同実施の形態における蒸着用ボートの上面図と断面図および側面図
【図７】本発明の実施の形態３における実施例３の蒸着用ボートの斜視図
【図８】同実施の形態における蒸着用ボートの上面図と断面図
【図９】同実施の形態における温度分布シミュレーション結果図
【図１０】本発明の実施の形態４における実施例４の蒸着用ボートの断面図と実施例５の蒸着用ボートの上面図
【図１１】本発明の実施の形態５における実施例６の蒸着用ボートの上面図
【図１２】一般的な真空蒸着装置の概略図
【図１３】従来例の蒸着用ボートの上面図と断面図
【図１４】別の従来例の蒸着用ボートの上面図と断面図
【図１５】更に別の従来例の蒸着用ボートの上面図と断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１１に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１と図２（ａ）（ｂ）は本発明の実施例１の蒸着用ボートを示す。
【００２０】
この蒸着用ボート１ｄは、主要部がグラファイト製のボート本体Ｍの一端３ａと他端３ｂを結ぶ長手方向に伸びる上面Ｕに、溶融した薄膜材料を溜めるプール２が形成されている。プール２の裏面で前記一端３ａの近傍に、図２（ｂ）に示すように前記他端３ｂよりも断面積が大きくなる突起部１３ａが一体に形成されている。プール２の裏面で前記他端３ｂの近傍に、図２（ｂ）に示すように突起部１３ａよりも断面積が小さい平坦部１４が形成されている。プール２の裏面で突起部１３ａと平坦部１４の間には、図２（ｂ）に示すように突起部１３ａから平坦部１４に近付くにつれて断面積が次第に大きくなる勾配部１５ａが形成されている。ここでは図２（ａ）に示すように材料供給部９ａ，材料蒸発部１０，勾配部１５ａの幅は何れも同じであって、前記長手方向に垂直な面での断面積は、材料供給部９ａ，材料蒸発部１０，勾配部１５ａの順に小さい。
【００２１】
また、勾配部１５ａの断面積は、材料供給部９ａの側で最も小さくなり、材料蒸発部１０に近付くに従って大きくなり、材料蒸発部１０との接続個所で材料蒸発部１０の断面積と一致している。
【００２２】
この蒸着用ボート１ｄのボート本体Ｍは、グラファイトによって一体に成形し、さらに表面が熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）や窒化ホウ素（ＢＮ） によりさらに被覆されている。ボート本体Ｍの加熱は、一端３ａと他端３ｂの間に通電して抵抗加熱法によって、プール２の薄膜材料をその蒸発温度以上に加熱する。
【００２３】
図３の温度分布Ｔ１は電気・伝熱シミュレーションにより得られた蒸着用ボート１ｄの表面の温度分布を示す。横軸をプール２の一端３ａからの距離、縦軸に表面温度を表している。詳しくは、一端３ａには外部から供給された材料を溶融する温度分布が１２００℃〜１３００℃の材料供給部９ａが形成されている。材料供給部９ａに続いて他端３ｂの間には、材料供給部９ａから流れ込んだ薄膜材料を蒸発させる１３００℃〜１５００℃の材料蒸発部１０が形成されている。勾配部１５ａの断面積は、材料供給部９ａの側で最も小さくなり、材料蒸発部１０に近付くにしたがって大きくなり、材料蒸発部１０との接続個所で材料蒸発部１０の断面積と一致している。
【００２４】
ここでは薄膜材料としてアルミニウムを取り扱う場合を想定しており、図３の１４００℃の表示温度Ｔ０は、溶融している薄膜材料が蒸発するために最低限必要な温度を表しており、蒸着用ボート表面温度がこの温度以上となった場合に成膜が行われるものとする。
【００２５】
グラファイトによって一体に成形された突起部１３ａは、材料供給部９ａの温度を材料蒸発部１０の１３００℃〜１５００℃の温度分布よりも低温の温度分布にする働きがあり、突起部１３ａに隣接して設けられた勾配部１５ａは、材料供給部９ａから材料蒸発部１０にかけての温度勾配が大きくなり、材料蒸発部１０の温度低下を最小限に抑えることが出来、材料蒸発領域の縮小を防ぐことが出来る。平坦部１４には、突起部１３ａによる材料蒸発領域の縮小効果を低減する働きがある。
【００２６】
図３の温度分布Ｔ２は図１３で示した従来の蒸着用ボートの温度分布、温度分布Ｔ３は図１３で示した従来の蒸着用ボート１ａに突起部１３ａのみを設けた図４（ａ）（ｂ）に示した比較例の蒸着用ボート１ｅの温度分布である。温度分布Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の何れの場合にも材料供給部９ａは、プール端部０〜１０ｍｍの範囲、材料蒸発部はプール端部から１０〜８０ｍｍの範囲として規定する。
【００２７】
また、実施例１の蒸着用ボートの突起部１３ａの断面積と勾配部１５ａの最小断面積の比は８．６、勾配部１５ａの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４８、勾配部１５ａと平坦部１４の長さの比を０．２３としている。
【００２８】
図３を見ると、図１３に示した従来の蒸着用ボート１ａの温度分布Ｔ２は材料供給部９ａで１３００℃付近と高いのに対して、この実施の形態の蒸着用ボート１ｄの温度分布Ｔ１では、材料供給部９ａの温度が１２００℃付近となっており、底面部に突起部１３ａを設けた効果が十分にあらわれていることがわかる。この温度低減効果により、材料供給時の飛沫発生のリスクを低減できる。これは、図４に示した比較例の蒸着用ボート１ｅでも見られる効果であるが、その温度分布Ｔ３を見てみると、温度低減効果により材料蒸発領域である材料蒸発部１０の温度も低下している。これでは飛沫の発生リスクの低減は達成されるものの、材料蒸発部１０の材料蒸発領域が縮小しているため、図１３に示した蒸着用ボート１ａと比較して、生産性が悪化することは明らかである。
【００２９】
これに対し、この実施例１の蒸着用ボート１ａの温度分布Ｔ１は、材料供給部９ａから材料蒸発部１０にかけての温度勾配が急激に高くなっており、突起部１３ａによって材料蒸発領域を狭めることがないため、図１３で示す公知の蒸着用ボートと同等の生産性を得られる。
【００３０】
ただし、突起部１３ａ、勾配部１５ａ、平坦部１４の寸法によっては、以上のような効果を得ることが出来ない可能性もあるため注意が必要である。例えば、突起部１３ａの断面積と勾配部１５ａの最小断面積の比は、図３で示す材料供給部９ａの温度を決める要素となる。この比を８．０以上とすることによって、材料供給部９ａの温度は図１３で示す公知の蒸着用ボートと比較して、およそ１００℃以上の温度低減効果が見込める。材料供給部９ａの温度は、使用材料の融点以上である必要があるが、材料蒸発部１０の温度と比較して低いほど良い。
【００３１】
また、勾配部１５ａの最小断面積と平坦部１４の断面積の比、および勾配部１５ａと平坦部１４の長さの比は、勾配部１５ａに対する材料蒸発部１０の相対温度を決める要素となる。前者の比が０．４５より小さい、もしくは後者の比が０．３より大きいと、平坦部１４の抵抗値が低くなり、勾配部１５ａと比較して発熱量が減る。逆に、前者の比が０．５５より大きい、もしくは後者の比が０．２より小さいと、平坦部１４の抵抗値が大きくなり、勾配部１５ａと比較して発熱量が増える。どちらにしても、蒸着用ボート１ｄ全体として温度勾配が大きくなってしまうため、蒸発量の均一性は悪化する、もしくは材料蒸発領域が縮小してしまう虞がある。
【００３２】
以上のような傾向に注意して各寸法を決定する必要があるが、前記のシミュレーション条件のように、突起部１３ａの断面積と勾配部１５ａの最小断面積の比は８．０以上、勾配部１５ａの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４５以上０．５５以下、勾配部１５ａと平坦部１４の長さの比は０．２以上０．３以下とすれば前記の効果は得られる。結果として、例えば、材料供給部の温度低減のために突起部１３ａを設けた図４に示した比較例の蒸着用ボート１ｅでは、実施例１に見られた勾配部１５ａが設けられていないため、この勾配部による材料蒸発領域の縮小防止効果がないため、材料蒸発領域は約２０％の縮小が見込まれ、このままの構成では好ましくない。
【００３３】
なお、図４に示した比較例のように突起部１３ａとは別に勾配部１５ａを設けない場合であっても、突起部１３ａの形状を特殊にすることによって、温度分布を実施例１に近付けられることを後述の実施の形態４において詳しく説明する。
【００３４】
（実施の形態２）
図５と図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の実施例２の蒸着用ボートを示す。
実施例１では突起部１３ａがプール２の裏面に突出して形成されていたが、この実施例２では、突起部１３ａａ，１３ａｂがプール２の側面に突出して形成されている点が実施例１と異なっている。
【００３５】
蒸着用ボート１ｆはプール２と蒸着用ボート１ｆの両側面に設けられた突起部１３ａａ，１３ａｂと突起部１３ａａ，１３ａｂに隣接して設けられた勾配部１５ａａ，１５ａｂ、さらに勾配部１５ａａ，１５ａｂに隣接して設けられた平坦部１４からなる。
【００３６】
蒸発面積を維持するため、突起部１３ａａ，１３ａｂの断面積と勾配部１５ａａ，１５ａｂの最小断面積の比は８．０以上、勾配部１５ａａ，１５ａｂの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４５〜０．５５、勾配部１５ａａ，１５ａｂと平坦部１４の長さの比は０．２〜０．３が望ましい。
【００３７】
得られる効果としては、実施例１と同様であるが、実施例１と比べ、蒸着用ボート幅方向長さが大きくなるため、十分に幅方向長さをもった被覆室内で単独もしくは複数使用する方が望ましい。
【００３８】
（実施の形態３）
図７と図８（ａ）（ｂ）は本発明の実施例３の蒸着用ボートを示す。
図１と図２（ａ）（ｂ）に示した実施例１では、プール２の前記一端３ａの側にだけ材料供給部９ａが形成されていたが、この実施例３の蒸着用ボート１ｇでは、プール２の前記他端３ｂの側にも材料供給部９ｂが形成されている。
【００３９】
つまり、プール２には、材料蒸発部１０を挟んで前記他端３ｂの近傍に材料蒸発部１０に接続された第２材料供給部としての材料供給部９ｂを設け、プール２の裏面で前記他端３ｂの近傍に、平坦部１４よりも断面積が大きい第２突起部としての突起部１３ｂを一体に形成して、プール２に前記長手方向に温度分布を形成し、平坦部１４と材料供給部９ｂとを接続する第２勾配部としての勾配部１５ｂを設け、勾配部１５ｂを、前記一端３ａに近付く方向に断面積が大きくなるよう形成したものである。
【００４０】
突起部１３ａ，１３ｂの断面積と勾配部１５ａ，１５ｂの最小断面積の比は８．０以上、突起部１３ａ，１３ｂの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４５〜０．５５、勾配部１５ａ，１５ｂと平坦部１４の長さの比は０．２〜０．３が望ましい。
【００４１】
このような蒸着用ボート１１ｇは、材料供給部９ａ，９ｂにそれぞれ材料ワイヤ６を送り込んでプール２に薄膜材料を連続供給することができ、生産性が向上する。
蒸着用ボート１１ｇの表面の温度分布Ｔ４の一例を図９に示す。
【００４２】
図９は、図３と同様に横軸をプール端部からの距離、縦軸に蒸着用ボート表面温度を表しており、電気・伝熱シミュレーションにより算出した蒸着用ボート表面温度の分布図である。突起部１３ａ，１３ｂの断面積と勾配部１５ａ，１５ｂの最小断面積の比は８．６、勾配部１５ａの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４８、勾配部１５ａ，１５ｂと平坦部１４の長さの比を０．２３としている。また、シミュレーションの材料条件として、蒸着用ボートの材質はグラファイトとし、薄膜材料としてアルミニウムが溶けた状態を想定している。Ｔ２は図１３に示した従来の蒸着用ボート１ａの温度分布である。
【００４３】
いま、材料供給部９ａはプール端部０〜１０ｍｍの範囲、材料供給部９ｂは８０〜９０ｍｍの範囲とし、材料蒸発部１０はプール端部から１０〜８０ｍｍの範囲として規定する。また、材料蒸発下限温度Ｔ０を１４００℃とし、蒸着用ボート表面温度が材料蒸発下限温度Ｔ０以上となった場合に成膜が行われるものとする。
【００４４】
図９を見てみると、実施例１と同様に、材料供給部９ａ，９ｂでの温度低下が実現されており、かつ材料蒸発領域の縮小が発生していないことがわかる。
（実施の形態４）
図１０（ａ）（ｂ）は本発明の実施例４，実施例５の蒸着用ボートを示す。
【００４５】
図１と図２（ａ）（ｂ）に示した実施例１では、突起部１３ａ，勾配部１５ａ，平坦部１４をプール２の裏面に設けることで目的とする温度分布と広い材料蒸発領域を得ることができたが、図１０（ａ）に示した実施例４の蒸着用ボート１ｈには、突起部１３ａとは別に勾配部１５ａ（仮想線で図示）が設けられていない。
【００４６】
この実施例４の突起部１３ａの形状は、実施例１の突起部１３ａの形状とは異なり、材料蒸発部１０に近付くに伴って断面積が減少するように勾配面１６が形成されている。これによって、図４に示した比較例の場合よりもさらに実施例１に近づけた温度分布を実現できる。
【００４７】
図５と図６（ａ）〜（ｂ）に示した実施例２では突起部１３ａａ，１３ａｂ，勾配部１５ａａ，１５ａｂ，平坦部１４をプール２の側面に設けることで目的とする温度分布と広い材料蒸発領域を得ることができたが、図１０（ｂ）に示した実施例５の蒸着用ボート１ｉには、突起部１３ａａ，１３ａｂとは別に勾配部１５ａａ，１５ａｂ（仮想線で図示）が設けられていない。
【００４８】
この実施例５の突起部１３ａａ，１３ａｂの形状は、実施例２の突起部１３ａａ，１３ａｂの形状とは異なり、材料蒸発部１０に近付くに伴って断面積が減少するように勾配面１６ａａ，１６ａｂが形成されている。これによって、図４に示した比較例の場合よりもさらに実施例１に近付いた温度分布を実現できる。
【００４９】
（実施の形態５）
図１１は本発明の実施例６の蒸着用ボートを示す。
図５と図６（ａ）〜（ｃ）に示した実施例２ではボート本体Ｍの前記一端３ａにだけ材料供給部９ａを設けたが、図１１に示した実施例６の蒸着用ボート１ｊの場合には、ボート本体Ｍの前記他端３ｂにも材料供給部９ｂを有している点が異なっている。
【００５０】
実施例６では、一端３ａの付近のプール２の側面に突起部１３ａａ，１３ａｂ，勾配部１５ａａ，１５ａｂを形成し、他端３ｂの付近のプール２の側面にも突起部１３ｂａ，１３ｂｂ，勾配部１５ｂａ，１５ｂｂを形成することによって、実施例３と同様の温度分布を実現できる。
【００５１】
この実施例６では突起部１３ａａ，１３ａｂとは別に勾配部１５ａａ，１５ａｂを形成し、突起部１３ｂａ，１３ｂｂとは別に勾配部１５ｂａ，１５ｂｂを形成したが、図１０（ｂ）に示した実施例５の場合と同様に、突起部１３ａａ，１３ａｂ，１３ｂａ，１３ｂｂに、材料蒸発部１０に近付くに伴って断面積が減少するように勾配面を形成することによっても、目的とする温度分布と広い材料蒸発領域を得ることができる。
【００５２】
上記の各実施の形態の平坦部１４は、前記長手方向に断面積が均一であるとして説明したが、平坦部１４の表面に数ミリメートル以内の凹凸を形成して前記長手方向に断面積が略均一であっても同様の効果を期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、真空蒸着に限らず、各種のデバイス製造工程での成膜工程の歩留まり向上および生産性の向上に寄与する。
【符号の説明】
【００５４】
Ｍ ボート本体
Ｕ 上面
１ｄ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ 蒸着用ボート
２ プール
３ａ 一端
３ｂ 他端
６ 材料ワイヤ
９ａ 材料供給部
９ｂ 材料供給部（第２材料供給部）
１０ 材料蒸発部
１３ａ 突起部
１３ｂ 突起部（第２突起部）
１３ａａ，１３ａｂ 突起部
１４ 平坦部
１５ａ 勾配部
１５ａａ，１５ａｂ 勾配部
１５ｂ 勾配部（第２勾配部）
１６ 勾配面
１６ａａ，１６ａｂ 勾配面
Ｔ０ 溶融材料が蒸発するために最低限必要な温度
Ｔ１ 蒸着用ボート１ｄの表面の温度分布
Ｔ２ 図１３で示した蒸着用ボートの温度分布
Ｔ３ 比較例の蒸着用ボート１ｅの温度分布
Ｔ４ 蒸着用ボート１１ｇの表面の温度分布
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜材料を加熱蒸発させる蒸着用ボートに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の上に薄膜を形成する代表的な方法として、真空蒸着法がある。
この方法は、被覆室内を真空状態にし、内部で成膜材料を高温蒸発させることにより、被覆室の上部に設けられた基板に薄膜を形成するというものである。成膜された基板は、その膜の特性を生かし、半導体をはじめ、各種の高機能デバイスとして利用されている。
【０００３】
真空蒸着装置の加熱装置（蒸発源）には、抵抗加熱法や電子衝撃法、高周波誘導加熱法によるものが用いられるが、簡便な抵抗加熱法の普及率が高い。
そして、抵抗加熱用蒸発源は、その形状により、スパイラル型，ボート型，ボックス型，るつぼ型などに分類される。このうち、ボート型蒸発源の蒸着用ボートの形状は、薄膜材料を収容する有底孔を表面側に設けた厚板状のものが一般的であり、薄膜材料の形状を選ばず対応可能であるという利点がある。
【０００４】
また、蒸発用ボートは、高融点金属やそれらの合金あるいはグラファイトやセラミックなどが用いられ、蒸発源材料表面が熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）や窒化ホウ素（ＢＮ）によりさらに被覆される。
【０００５】
図１２は、真空蒸着装置（図示せず）中に配置される蒸着用ボートの設置例である。
ＰＢＮコートされたグラファイト製の蒸着用ボート１ａの表面中央に、有底孔としてプール２が形成されている。蒸着用ボートの両端３ａ，３ｂには、通電加熱用の一対の電極４ａ，４ｂが接続される。図１３（ａ）は蒸着用ボート１ａの上面図、図１３（ｂ）は断面図を示している。
【０００６】
この蒸着用ボート１ａのプール２には、材料ワイヤガイド５から薄膜材料として材料ワイヤ６が供給される。材料ワイヤ６は、リール７に巻き上げられており、送出ローラ８の回転によりワイヤガイド５に沿って繰り出され、材料ワイヤ６の先端がプール２に到達する。このとき、蒸着用ボート１ａは、電極４ａ，４ｂの通電によるコンポジットヒータとなり、プール２内の材料に対して加熱が行われる。繰り出される材料ワイヤ６の先端を、プール２において所定蒸気圧での融点以上に加熱することにより、連続的に供給される材料ワイヤ６が溶融状態でプール２中に収容される。そして、この際に蒸着用ボート１ａの上方を蒸発方向とした蒸発が継続的に行われる。
【０００７】
このような真空蒸着プロセスにおいて生成された膜はデバイスの機能と直結するため、生産性・歩留まり向上のためには、いかにして均一な膜を効率的に生成するかが重要となるが、そのためには、特に蒸着用ボートへの蒸発粒子の安定した供給が要求される。
【０００８】
このような蒸着用ボート１ａを用いた場合、材料供給部９ａの温度と材料蒸発部１０の温度差があまりなく、材料供給部９ａの温度が上昇し過ぎてしまう。これにより、材料ワイヤガイド５から送り出された材料ワイヤ６が空中で溶解し、それが蒸着用ボート１ａの上に滴下して発生した飛沫が、均一な成膜を妨げる問題がある。
【０００９】
この問題の解決法として、特許文献１には図１４（ａ）（ｂ）の蒸着用ボート１ｂが記載されている。この蒸着用ボート１ｂでは、材料ワイヤ６への輻射熱を低減して空中からの材料滴下を抑制するために、空孔１１ａ，１１ｂがプール２に隣接して形成されている。しかし、この構成では、飛沫の発生に対して本質的に問題となる材料供給部９ａからの熱量は変わらず、大きな効果は得られない。
【００１０】
また、特許文献２には図１５（ａ）（ｂ）に示す蒸着用ボート１ｃが記載されている。この蒸着用ボート１ｃでは、電気的なエネルギに接続する蒸着用ボート１ｃの両端部３ａ，３ｂよりも大きな断面積を有しプール２の底部よりも高く突出した加熱面１２を、プール２の中央域に加熱面１２が形成されている。溶融されるべき材料ワイヤ６は、蒸着用ボート１ｃの中央域で加熱面１２に供給され、材料ワイヤ６の端部が加熱面１２の発熱で溶融されて、加熱面１２の両側のプール２に流入させるように構成されている。つまり、加熱面１２は、比較的大きな横断面に基づいて電気的な抵抗をその他の領域よりも小さくする。その結果、蒸着用ボートの線材供給域はその他の領域よりも熱くはならず、これにより、材料ワイヤ６の先端の極端に早い溶融、延いては、溶解した材料ワイヤ６の飛沫を排除しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１９４５３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら特許文献２の構成では、飛沫形成を防ぐことは可能であるが、加熱面１２がプール２の中央域に形成されているため、材料蒸発領域が加熱面１２によって二分されるため、成膜ムラを生じる虞がある。また、加熱面１２の周辺の温度が低下し、材料蒸発領域が縮小するといった新たな課題が発生する。
【００１３】
本発明は、材料蒸発領域が縮小することが無く、しかも材料ワイヤが空中で溶解して発生する飛沫の発生を排除できる蒸着用ボートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の蒸着用ボートは、供給された薄膜材料を溶融させる材料供給部と前記材料供給部から溶融した薄膜材料が流入する材料蒸発部を有するプールがボート本体に形成され、前記ボート本体の一端と他端の間に通電して前記材料蒸発部の薄膜材料をその蒸発温度以上に加熱する蒸着用ボートであって、前記プールの前記材料供給部の裏面または側面に、前記材料蒸発部の裏面または側面よりも断面積が大きくなる突起部を一体に形成したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記プールの前記材料蒸発部の裏面または側面に、断面積が前記一端と前記他端を結ぶ長手方向に均一または略均一な平坦部と、前記平坦部と前記材料供給部とを接続し前記一端から前記他端に向かう方向に断面積が大きくなる勾配部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ボート本体に突起部を一体に形成したので、前記突起部によって、前記プールの材料供給部の温度を材料供給部よりも低温にすることができ、材料供給部に外部から供給される薄膜材料が空中で溶解して落下する飛沫を解消することができ、材料蒸発部から蒸発する薄膜材料を安定にできる。さらに、突起部を前記プールの材料供給部の裏面または側面に設けているため、材料蒸発領域の縮小が発生しない。
【００１７】
また、勾配部を設けた場合には、材料供給部の温度低減による材料蒸発部の極端な温度低下を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における実施例１の蒸着用ボートの斜視図
【図２】実施例１の蒸着用ボートの上面図と断面図
【図３】同実施の形態における温度分布シミュレーション結果図
【図４】比較例の蒸着用ボートを示した上面図と断面図
【図５】本発明の実施の形態２における実施例２の蒸着用ボートの斜視図
【図６】同実施の形態における蒸着用ボートの上面図と断面図および側面図
【図７】本発明の実施の形態３における実施例３の蒸着用ボートの斜視図
【図８】同実施の形態における蒸着用ボートの上面図と断面図
【図９】同実施の形態における温度分布シミュレーション結果図
【図１０】本発明の実施の形態４における実施例４の蒸着用ボートの断面図と実施例５の蒸着用ボートの上面図
【図１１】本発明の実施の形態５における実施例６の蒸着用ボートの上面図
【図１２】一般的な真空蒸着装置の概略図
【図１３】従来例の蒸着用ボートの上面図と断面図
【図１４】別の従来例の蒸着用ボートの上面図と断面図
【図１５】更に別の従来例の蒸着用ボートの上面図と断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１１に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１と図２（ａ）（ｂ）は本発明の実施例１の蒸着用ボートを示す。
【００２０】
この蒸着用ボート１ｄは、主要部がグラファイト製のボート本体Ｍの一端３ａと他端３ｂを結ぶ長手方向に伸びる上面Ｕに、溶融した薄膜材料を溜めるプール２が形成されている。プール２の裏面で前記一端３ａの近傍に、図２（ｂ）に示すように前記他端３ｂよりも断面積が大きくなる突起部１３ａが一体に形成されている。プール２の裏面で前記他端３ｂの近傍に、図２（ｂ）に示すように突起部１３ａよりも断面積が小さい平坦部１４が形成されている。プール２の裏面で突起部１３ａと平坦部１４の間には、図２（ｂ）に示すように突起部１３ａから平坦部１４に近付くにつれて断面積が次第に大きくなる勾配部１５ａが形成されている。ここでは図２（ａ）に示すように材料供給部９ａ，材料蒸発部１０，勾配部１５ａの幅は何れも同じであって、前記長手方向に垂直な面での断面積は、材料供給部９ａ，材料蒸発部１０，勾配部１５ａの順に小さい。
【００２１】
また、勾配部１５ａの断面積は、材料供給部９ａの側で最も小さくなり、材料蒸発部１０に近付くに従って大きくなり、材料蒸発部１０との接続個所で材料蒸発部１０の断面積と一致している。
【００２２】
この蒸着用ボート１ｄのボート本体Ｍは、グラファイトによって一体に成形し、さらに表面が熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）や窒化ホウ素（ＢＮ） によりさらに被覆されている。ボート本体Ｍの加熱は、一端３ａと他端３ｂの間に通電して抵抗加熱法によって、プール２の薄膜材料をその蒸発温度以上に加熱する。
【００２３】
図３の温度分布Ｔ１は電気・伝熱シミュレーションにより得られた蒸着用ボート１ｄの表面の温度分布を示す。横軸をプール２の一端３ａからの距離、縦軸に表面温度を表している。詳しくは、一端３ａには外部から供給された材料を溶融する温度分布が１２００℃〜１３００℃の材料供給部９ａが形成されている。材料供給部９ａに続いて他端３ｂの間には、材料供給部９ａから流れ込んだ薄膜材料を蒸発させる１３００℃〜１５００℃の材料蒸発部１０が形成されている。勾配部１５ａの断面積は、材料供給部９ａの側で最も小さくなり、材料蒸発部１０に近付くにしたがって大きくなり、材料蒸発部１０との接続個所で材料蒸発部１０の断面積と一致している。
【００２４】
ここでは薄膜材料としてアルミニウムを取り扱う場合を想定しており、図３の１４００℃の表示温度Ｔ０は、溶融している薄膜材料が蒸発するために最低限必要な温度を表しており、蒸着用ボート表面温度がこの温度以上となった場合に成膜が行われるものとする。
【００２５】
グラファイトによって一体に成形された突起部１３ａは、材料供給部９ａの温度を材料蒸発部１０の１３００℃〜１５００℃の温度分布よりも低温の温度分布にする働きがあり、突起部１３ａに隣接して設けられた勾配部１５ａは、材料供給部９ａから材料蒸発部１０にかけての温度勾配が大きくなり、材料蒸発部１０の温度低下を最小限に抑えることが出来、材料蒸発領域の縮小を防ぐことが出来る。平坦部１４には、突起部１３ａによる材料蒸発領域の縮小効果を低減する働きがある。
【００２６】
図３の温度分布Ｔ２は図１３で示した従来の蒸着用ボートの温度分布、温度分布Ｔ３は図１３で示した従来の蒸着用ボート１ａに突起部１３ａのみを設けた図４（ａ）（ｂ）に示した比較例の蒸着用ボート１ｅの温度分布である。温度分布Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の何れの場合にも材料供給部９ａは、プール端部０〜１０ｍｍの範囲、材料蒸発部はプール端部から１０〜８０ｍｍの範囲として規定する。
【００２７】
また、実施例１の蒸着用ボートの突起部１３ａの断面積と勾配部１５ａの最小断面積の比は８．６、勾配部１５ａの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４８、勾配部１５ａと平坦部１４の長さの比を０．２３としている。
【００２８】
図３を見ると、図１３に示した従来の蒸着用ボート１ａの温度分布Ｔ２は材料供給部９ａで１３００℃付近と高いのに対して、この実施の形態の蒸着用ボート１ｄの温度分布Ｔ１では、材料供給部９ａの温度が１２００℃付近となっており、底面部に突起部１３ａを設けた効果が十分にあらわれていることがわかる。この温度低減効果により、材料供給時の飛沫発生のリスクを低減できる。これは、図４に示した比較例の蒸着用ボート１ｅでも見られる効果であるが、その温度分布Ｔ３を見てみると、温度低減効果により材料蒸発領域である材料蒸発部１０の温度も低下している。これでは飛沫の発生リスクの低減は達成されるものの、材料蒸発部１０の材料蒸発領域が縮小しているため、図１３に示した蒸着用ボート１ａと比較して、生産性が悪化することは明らかである。
【００２９】
これに対し、この実施例１の蒸着用ボート１ａの温度分布Ｔ１は、材料供給部９ａから材料蒸発部１０にかけての温度勾配が急激に高くなっており、突起部１３ａによって材料蒸発領域を狭めることがないため、図１３で示す公知の蒸着用ボートと同等の生産性を得られる。
【００３０】
ただし、突起部１３ａ、勾配部１５ａ、平坦部１４の寸法によっては、以上のような効果を得ることが出来ない可能性もあるため注意が必要である。例えば、突起部１３ａの断面積と勾配部１５ａの最小断面積の比は、図３で示す材料供給部９ａの温度を決める要素となる。この比を８．０以上とすることによって、材料供給部９ａの温度は図１３で示す公知の蒸着用ボートと比較して、およそ１００℃以上の温度低減効果が見込める。材料供給部９ａの温度は、使用材料の融点以上である必要があるが、材料蒸発部１０の温度と比較して低いほど良い。
【００３１】
また、勾配部１５ａの最小断面積と平坦部１４の断面積の比、および勾配部１５ａと平坦部１４の長さの比は、勾配部１５ａに対する材料蒸発部１０の相対温度を決める要素となる。前者の比が０．４５より小さい、もしくは後者の比が０．３より大きいと、平坦部１４の抵抗値が低くなり、勾配部１５ａと比較して発熱量が減る。逆に、前者の比が０．５５より大きい、もしくは後者の比が０．２より小さいと、平坦部１４の抵抗値が大きくなり、勾配部１５ａと比較して発熱量が増える。どちらにしても、蒸着用ボート１ｄ全体として温度勾配が大きくなってしまうため、蒸発量の均一性は悪化する、もしくは材料蒸発領域が縮小してしまう虞がある。
【００３２】
以上のような傾向に注意して各寸法を決定する必要があるが、前記のシミュレーション条件のように、突起部１３ａの断面積と勾配部１５ａの最小断面積の比は８．０以上、勾配部１５ａの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４５以上０．５５以下、勾配部１５ａと平坦部１４の長さの比は０．２以上０．３以下とすれば前記の効果は得られる。結果として、例えば、材料供給部の温度低減のために突起部１３ａを設けた図４に示した比較例の蒸着用ボート１ｅでは、実施例１に見られた勾配部１５ａが設けられていないため、この勾配部による材料蒸発領域の縮小防止効果がないため、材料蒸発領域は約２０％の縮小が見込まれ、このままの構成では好ましくない。
【００３３】
なお、図４に示した比較例のように突起部１３ａとは別に勾配部１５ａを設けない場合であっても、突起部１３ａの形状を特殊にすることによって、温度分布を実施例１に近付けられることを後述の実施の形態４において詳しく説明する。
【００３４】
（実施の形態２）
図５と図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の実施例２の蒸着用ボートを示す。
実施例１では突起部１３ａがプール２の裏面に突出して形成されていたが、この実施例２では、突起部１３ａａ，１３ａｂがプール２の側面に突出して形成されている点が実施例１と異なっている。
【００３５】
蒸着用ボート１ｆはプール２と蒸着用ボート１ｆの両側面に設けられた突起部１３ａａ，１３ａｂと突起部１３ａａ，１３ａｂに隣接して設けられた勾配部１５ａａ，１５ａｂ、さらに勾配部１５ａａ，１５ａｂに隣接して設けられた平坦部１４からなる。
【００３６】
蒸発面積を維持するため、突起部１３ａａ，１３ａｂの断面積と勾配部１５ａａ，１５ａｂの最小断面積の比は８．０以上、勾配部１５ａａ，１５ａｂの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４５〜０．５５、勾配部１５ａａ，１５ａｂと平坦部１４の長さの比は０．２〜０．３が望ましい。
【００３７】
得られる効果としては、実施例１と同様であるが、実施例１と比べ、蒸着用ボート幅方向長さが大きくなるため、十分に幅方向長さをもった被覆室内で単独もしくは複数使用する方が望ましい。
【００３８】
（実施の形態３）
図７と図８（ａ）（ｂ）は本発明の実施例３の蒸着用ボートを示す。
図１と図２（ａ）（ｂ）に示した実施例１では、プール２の前記一端３ａの側にだけ材料供給部９ａが形成されていたが、この実施例３の蒸着用ボート１ｇでは、プール２の前記他端３ｂの側にも材料供給部９ｂが形成されている。
【００３９】
つまり、プール２には、材料蒸発部１０を挟んで前記他端３ｂの近傍に材料蒸発部１０に接続された第２材料供給部としての材料供給部９ｂを設け、プール２の裏面で前記他端３ｂの近傍に、平坦部１４よりも断面積が大きい第２突起部としての突起部１３ｂを一体に形成して、プール２に前記長手方向に温度分布を形成し、平坦部１４と材料供給部９ｂとを接続する第２勾配部としての勾配部１５ｂを設け、勾配部１５ｂを、前記一端３ａに近付く方向に断面積が大きくなるよう形成したものである。
【００４０】
突起部１３ａ，１３ｂの断面積と勾配部１５ａ，１５ｂの最小断面積の比は８．０以上、突起部１３ａ，１３ｂの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４５〜０．５５、勾配部１５ａ，１５ｂと平坦部１４の長さの比は０．２〜０．３が望ましい。
【００４１】
このような蒸着用ボート１１ｇは、材料供給部９ａ，９ｂにそれぞれ材料ワイヤ６を送り込んでプール２に薄膜材料を連続供給することができ、生産性が向上する。
蒸着用ボート１１ｇの表面の温度分布Ｔ４の一例を図９に示す。
【００４２】
図９は、図３と同様に横軸をプール端部からの距離、縦軸に蒸着用ボート表面温度を表しており、電気・伝熱シミュレーションにより算出した蒸着用ボート表面温度の分布図である。突起部１３ａ，１３ｂの断面積と勾配部１５ａ，１５ｂの最小断面積の比は８．６、勾配部１５ａの最小断面積と平坦部１４の断面積の比は０．４８、勾配部１５ａ，１５ｂと平坦部１４の長さの比を０．２３としている。また、シミュレーションの材料条件として、蒸着用ボートの材質はグラファイトとし、薄膜材料としてアルミニウムが溶けた状態を想定している。Ｔ２は図１３に示した従来の蒸着用ボート１ａの温度分布である。
【００４３】
いま、材料供給部９ａはプール端部０〜１０ｍｍの範囲、材料供給部９ｂは８０〜９０ｍｍの範囲とし、材料蒸発部１０はプール端部から１０〜８０ｍｍの範囲として規定する。また、材料蒸発下限温度Ｔ０を１４００℃とし、蒸着用ボート表面温度が材料蒸発下限温度Ｔ０以上となった場合に成膜が行われるものとする。
【００４４】
図９を見てみると、実施例１と同様に、材料供給部９ａ，９ｂでの温度低下が実現されており、かつ材料蒸発領域の縮小が発生していないことがわかる。
（実施の形態４）
図１０（ａ）（ｂ）は本発明の実施例４，実施例５の蒸着用ボートを示す。
【００４５】
図１と図２（ａ）（ｂ）に示した実施例１では、突起部１３ａ，勾配部１５ａ，平坦部１４をプール２の裏面に設けることで目的とする温度分布と広い材料蒸発領域を得ることができたが、図１０（ａ）に示した実施例４の蒸着用ボート１ｈには、突起部１３ａとは別に勾配部１５ａ（仮想線で図示）が設けられていない。
【００４６】
この実施例４の突起部１３ａの形状は、実施例１の突起部１３ａの形状とは異なり、材料蒸発部１０に近付くに伴って断面積が減少するように勾配面１６が形成されている。これによって、図４に示した比較例の場合よりもさらに実施例１に近づけた温度分布を実現できる。
【００４７】
図５と図６（ａ）〜（ｂ）に示した実施例２では突起部１３ａａ，１３ａｂ，勾配部１５ａａ，１５ａｂ，平坦部１４をプール２の側面に設けることで目的とする温度分布と広い材料蒸発領域を得ることができたが、図１０（ｂ）に示した実施例５の蒸着用ボート１ｉには、突起部１３ａａ，１３ａｂとは別に勾配部１５ａａ，１５ａｂ（仮想線で図示）が設けられていない。
【００４８】
この実施例５の突起部１３ａａ，１３ａｂの形状は、実施例２の突起部１３ａａ，１３ａｂの形状とは異なり、材料蒸発部１０に近付くに伴って断面積が減少するように勾配面１６ａａ，１６ａｂが形成されている。これによって、図４に示した比較例の場合よりもさらに実施例１に近付いた温度分布を実現できる。
【００４９】
（実施の形態５）
図１１は本発明の実施例６の蒸着用ボートを示す。
図５と図６（ａ）〜（ｃ）に示した実施例２ではボート本体Ｍの前記一端３ａにだけ材料供給部９ａを設けたが、図１１に示した実施例６の蒸着用ボート１ｊの場合には、ボート本体Ｍの前記他端３ｂにも材料供給部９ｂを有している点が異なっている。
【００５０】
実施例６では、一端３ａの付近のプール２の側面に突起部１３ａａ，１３ａｂ，勾配部１５ａａ，１５ａｂを形成し、他端３ｂの付近のプール２の側面にも突起部１３ｂａ，１３ｂｂ，勾配部１５ｂａ，１５ｂｂを形成することによって、実施例３と同様の温度分布を実現できる。
【００５１】
この実施例６では突起部１３ａａ，１３ａｂとは別に勾配部１５ａａ，１５ａｂを形成し、突起部１３ｂａ，１３ｂｂとは別に勾配部１５ｂａ，１５ｂｂを形成したが、図１０（ｂ）に示した実施例５の場合と同様に、突起部１３ａａ，１３ａｂ，１３ｂａ，１３ｂｂに、材料蒸発部１０に近付くに伴って断面積が減少するように勾配面を形成することによっても、目的とする温度分布と広い材料蒸発領域を得ることができる。
【００５２】
上記の各実施の形態の平坦部１４は、前記長手方向に断面積が均一であるとして説明したが、平坦部１４の表面に数ミリメートル以内の凹凸を形成して前記長手方向に断面積が略均一であっても同様の効果を期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、真空蒸着に限らず、各種のデバイス製造工程での成膜工程の歩留まり向上および生産性の向上に寄与する。
【符号の説明】
【００５４】
Ｍ ボート本体
Ｕ 上面
１ｄ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ 蒸着用ボート
２ プール
３ａ 一端
３ｂ 他端
６ 材料ワイヤ
９ａ 材料供給部
９ｂ 材料供給部（第２材料供給部）
１０ 材料蒸発部
１３ａ 突起部
１３ｂ 突起部（第２突起部）
１３ａａ，１３ａｂ 突起部
１４ 平坦部
１５ａ 勾配部
１５ａａ，１５ａｂ 勾配部
１５ｂ 勾配部（第２勾配部）
１６ 勾配面
１６ａａ，１６ａｂ 勾配面
Ｔ０ 溶融材料が蒸発するために最低限必要な温度
Ｔ１ 蒸着用ボート１ｄの表面の温度分布
Ｔ２ 図１３で示した蒸着用ボートの温度分布
Ｔ３ 比較例の蒸着用ボート１ｅの温度分布
Ｔ４ 蒸着用ボート１１ｇの表面の温度分布
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された薄膜材料を溶融させる材料供給部と前記材料供給部から溶融した薄膜材料が流入する材料蒸発部を有するプールがボート本体に形成され、前記ボート本体の一端と他端の間に通電して前記材料蒸発部の薄膜材料をその蒸発温度以上に加熱する蒸着用ボートであって、
前記プールの前記材料供給部の裏面または側面に、前記材料蒸発部の裏面または側面よりも断面積が大きくなる突起部を一体に形成した
蒸着用ボート。
【請求項２】
前記突起部の形状を、前記材料蒸発部に近付くにつれて断面積が小さくなるよう成形した
請求項１記載の蒸着用ボート。
【請求項３】
前記プールの前記材料蒸発部の裏面または側面に、断面積が前記一端と前記他端を結ぶ長手方向に均一または略均一な平坦部と、前記平坦部と前記材料供給部とを接続し前記一端から前記他端に向かう方向に断面積が大きくなる勾配部を設けた
請求項１記載の蒸着用ボート。
【請求項４】
前記一端と前記他端を結ぶ長手方向に垂直な面での断面積が、前記材料供給部，前記材料蒸発部，前記勾配部の順に小さい
請求項３記載の蒸着用ボート。
【請求項５】
前記勾配部の断面積は、材料供給部の側で最も小さくなり、材料蒸発部に近付くにしたがって大きくなり、材料蒸発部との接続個所で材料蒸発部の断面積と一致している
請求項４記載の蒸着用ボート。
【請求項６】
前記材料供給部の断面積と、前記勾配部の最小断面積の比が８．０以上である
請求項４に記載の蒸着用ボート。
【請求項７】
前記勾配部の一番小さい部分において、前記勾配部の断面積と前記材料蒸発部の断面積の比が０．４５以上０．５５以下である
請求項４に記載の蒸着用ボート。
【請求項８】
前記勾配部の前記長手方向の長さと、前記材料蒸発部の前記長手方向の長さの比が０．２０以上０．３０以下である
請求項４に記載の蒸着用ボート。
【請求項９】
前記プールには、前記材料蒸発部を挟んで前記他端の近傍に前記材料蒸発部に接続された第２材料供給部を設け、
前記プールの裏面または側面で前記他端の近傍に、前記平坦部よりも断面積が大きくなる突起部を一体に形成し、
前記平坦部と前記第２材料供給部とを接続する第２勾配部を設け、前記第２勾配部を、前記他端に向かう方向に断面積が大きくなるよう形成した
請求項３〜請求項６の何れかに記載の蒸着用ボート。
【請求項１０】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の蒸着用ボートの材料供給部に薄膜材料を供給して前記薄膜材料を溶融し、溶融した前記薄膜材料を材料蒸発部へ導き、前記材料蒸発部で前記薄膜材料を蒸発させて被対象物に前記薄膜材料の薄膜を蒸着する
成膜方法。
【請求項１】
供給された薄膜材料を溶融させる材料供給部と前記材料供給部から溶融した薄膜材料が流入する材料蒸発部を有するプールがボート本体に形成され、前記ボート本体の一端と他端の間に通電して前記材料蒸発部の薄膜材料をその蒸発温度以上に加熱する蒸着用ボートであって、
前記プールの前記材料供給部の裏面または側面に、前記材料蒸発部の裏面または側面よりも断面積が大きくなる突起部を一体に形成した
蒸着用ボート。
【請求項２】
前記突起部の形状を、前記材料蒸発部に近付くにつれて断面積が小さくなるよう成形した
請求項１記載の蒸着用ボート。
【請求項３】
前記プールの前記材料蒸発部の裏面または側面に、断面積が前記一端と前記他端を結ぶ長手方向に均一または略均一な平坦部と、前記平坦部と前記材料供給部とを接続し前記一端から前記他端に向かう方向に断面積が大きくなる勾配部を設けた
請求項１記載の蒸着用ボート。
【請求項４】
前記一端と前記他端を結ぶ長手方向に垂直な面での断面積が、前記材料供給部，前記材料蒸発部，前記勾配部の順に小さい
請求項３記載の蒸着用ボート。
【請求項５】
前記勾配部の断面積は、材料供給部の側で最も小さくなり、材料蒸発部に近付くにしたがって大きくなり、材料蒸発部との接続個所で材料蒸発部の断面積と一致している
請求項４記載の蒸着用ボート。
【請求項６】
前記材料供給部の断面積と、前記勾配部の最小断面積の比が８．０以上である
請求項４に記載の蒸着用ボート。
【請求項７】
前記勾配部の一番小さい部分において、前記勾配部の断面積と前記材料蒸発部の断面積の比が０．４５以上０．５５以下である
請求項４に記載の蒸着用ボート。
【請求項８】
前記勾配部の前記長手方向の長さと、前記材料蒸発部の前記長手方向の長さの比が０．２０以上０．３０以下である
請求項４に記載の蒸着用ボート。
【請求項９】
前記プールには、前記材料蒸発部を挟んで前記他端の近傍に前記材料蒸発部に接続された第２材料供給部を設け、
前記プールの裏面または側面で前記他端の近傍に、前記平坦部よりも断面積が大きくなる突起部を一体に形成し、
前記平坦部と前記第２材料供給部とを接続する第２勾配部を設け、前記第２勾配部を、前記他端に向かう方向に断面積が大きくなるよう形成した
請求項３〜請求項６の何れかに記載の蒸着用ボート。
【請求項１０】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の蒸着用ボートの材料供給部に薄膜材料を供給して前記薄膜材料を溶融し、溶融した前記薄膜材料を材料蒸発部へ導き、前記材料蒸発部で前記薄膜材料を蒸発させて被対象物に前記薄膜材料の薄膜を蒸着する
成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１８８６９２（Ｐ２０１２−１８８６９２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２２６８（Ｐ２０１１−５２２６８）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]