阅读说明：本技术 间接加热蒸镀源 (Indirect heating evaporation source ) 是由 菅原康司 上冈昌典 铃木康辅 高岛徹 谷口明 三泽启一 佐野纮晃 于 2020-03-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种能够谋求容器的大容量化的间接加热蒸镀源。间接加热蒸镀源(1)具备：容器(内衬(2)),其形成为有底的筒状,且供蒸镀材料(4)填充；容器保持部(保持件(3)),其保持容器；电子源(8),其放出用于对容器进行电子冲击加热的热电子(电子束(25))；以及扫描线圈(21),其使自电子源放出的热电子的照射范围扩大。(The invention provides an indirect heating evaporation source which can increase the capacity of a container. An indirect heating vapor deposition source (1) is provided with: a container (liner (2)) which is formed in a bottomed cylindrical shape and is filled with a vapor deposition material (4); a container holding section (holder (3)) for holding a container; an electron source (8) that emits thermal electrons (electron beams (25)) for impact-heating electrons on the container; and a scanning coil (21) for expanding the irradiation range of the thermal electrons emitted from the electron source.)

间接加热蒸镀源

技术领域

本发明涉及一种间接加热蒸镀源，该间接加热蒸镀源通过电子束冲击(轰击)对填充有蒸镀材料的容器进行加热，从而对蒸镀材料进行加热使其蒸发。

背景技术

以往，已知一种蒸镀装置，其在真空室内配置有基板，且朝向该基板设置了蒸镀源，作为间接加热蒸镀源，存在一种向填充有蒸镀材料的容器放出电子束(热电子)的电子射线冲击型蒸镀源(例如参照专利文献1)。

专利文献1所记载的间接加热蒸镀源具备容器、电子源、容器保持部、移动机构、以及冷却台。电子源向容器的底部放出热电子。容器保持部使容器的底部暴露地保持容器。移动机构使容器保持部驱动，使容器沿水平方向移动。冷却台具有与通过移动机构从电子源的上方沿水平方向移动的容器的底部接触的上表面来对容器进行冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018－16836号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，对于专利文献1所记载那样的间接加热蒸镀源，期望容器的大容量化。

本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种能够谋求容器的大容量化的间接加热蒸镀源。

用于解决问题的方案

本发明的间接加热蒸镀源的一技术方案具备容器、容器保持部、电子源、以及扫描线圈。容器形成为有底的筒状，且供蒸镀材料填充。容器保持部保持容器。电子源放出用于对容器进行电子冲击加热的热电子。扫描线圈使自电子源放出的热电子的照射范围扩大。

发明的效果

如上述那样，在本发明的一技术方案中，由于扫描线圈使自电子源放出的热电子的照射范围扩大，因此能够扩大容器的加热区域，能够谋求容器的大容量化。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的间接加热蒸镀源的概略结构图。

图2是本发明的第2实施方式的间接加热蒸镀源的概略结构图。

图3是本发明的第3实施方式的间接加热蒸镀源的概略结构图。

图4是表示本发明的扫描线圈的四方扫描模式的线圈电流波形的例子的图。

图5是表示本发明的扫描线圈的圆形扫描模式的线圈电流波形的例子的图。

附图标记说明

1、31、41、间接加热蒸镀源；2、内衬；2a、底部；2b、周壁部；2c、凸缘部；3、保持件；3a、保持用孔；4、蒸镀材料；5、反射器；5a、筒状部；5b、凸缘部；7、防护罩；8、电子源；9、加速电源；14、旋转驱动轴；15、防护突起部；17、上表面板；17a、蒸发用通孔；18、侧面板；21、扫描线圈；22、块；23、扫描线圈电流驱动部；24、阳极；25、电子束；26、扫描线圈电流波形控制部；27、操作部；120、基板保持部；121、基板；122、旋转驱动轴。

具体实施方式

以下，参照附图说明用于实施本发明的形态的例子。此外，对于在各图中具有实质上相同的功能或结构的构成要件，标注相同的附图标记并省略重复说明。

＜第1实施方式＞

[间接加热蒸镀源的结构]

首先，参照图1来说明第1实施方式的间接加热蒸镀源的结构。

图1是本发明的第1实施方式的间接加热蒸镀源的概略结构图。

图1所示的间接加热蒸镀源1设置在真空室内，对填充于容器的蒸镀材料进行加热使其蒸发而使蒸镀材料蒸镀于基板。

间接加热蒸镀源1具备表示容器的具体例的多个内衬2、表示容器保持部的具体例的保持件3、防护罩7、以及电子源8。

多个内衬2分别形成为有底的筒状，具有圆形的底部2a、与底部2a的周缘相连续的周壁部2b、以及与周壁部2b的上端相连续的凸缘部2c。周壁部2b形成为随着从底部2a朝向凸缘部2c而直径连续地变大的大致筒状。作为内衬2的材料，例如可举出钼、陶瓷等高熔点材料。另外，向内衬2中填充蒸镀材料4。

保持件3形成为圆形的板状，具有供多个内衬2贯穿的多个保持用孔3a。多个保持用孔3a形成为圆形，内衬2的凸缘部2c抵接于保持用孔3a的缘部。保持件3的材料只要是热阻较大的材料即可。因而，内衬2的热难以传递到保持件3。

此外，在图1中，保持件3具有两个保持用孔3a，但作为本发明的保持件(容器保持部)，可以是，具有1个保持用孔，用于保持1个内衬(容器)，另外，也可以是，具有3个以上的保持用孔，用于保持3个以上的内衬(容器)。

在保持件3的中心部连接有表示驱动机构的一具体例的旋转驱动轴14。旋转驱动轴14驱动保持件3旋转而使保持于保持件3的多个内衬2沿水平方向移动。该旋转驱动轴14以不损害旋转功能的方式被冷却。

另外，在保持件3的上表面设有防护突起部15。该防护突起部15从保持件3的上表面突出，将由后述的防护罩7和保持件3围成的空间分隔而将内衬2相互之间阻断。

防护罩7形成为大致箱状，覆盖保持件3和多个内衬2。该防护罩7具有上表面板17和与上表面板17相连续的侧面板18。防护罩7的上表面板17具有与保持于基板保持部120的基板121相对的蒸发用通孔17a。蒸镀材料4被加热而产生的蒸发粒子通过防护罩7的蒸发用通孔17a到达基板121。

在防护罩7的上方配置有基板保持部120。该基板保持部120形成为圆形的板状，在下表面保持基板121。另外，在基板保持部120的上表面的中心部连接有旋转驱动轴122。旋转驱动轴122驱动基板保持部120旋转而使保持于基板保持部120的基板121沿水平方向移动。另外，旋转驱动轴122以不损害旋转功能的方式被冷却。

在使蒸镀膜附着于基板121的情况下，利用旋转驱动轴122驱动基板保持部120旋转而使基板121移动到内衬2(蒸发用通孔17a)的上方。由此，当填充于内衬2的蒸镀材料4被加热而蒸发时，其蒸发粒子堆积于基板121。此外，在图1中，基板保持部120保持1个基板121，但作为本发明的基板保持部，其也可以保持多个基板。

电子源8在保持件3的下方配置在内衬2的旋转轨道上的任意的蒸镀位置。由此，当保持于保持件3的内衬2配置于蒸镀位置时，内衬2位于电子源8的上方。电子源8具有丝极和用于形成电场分布的维纳尔电极。在维纳尔电极形成有使丝极暴露的开口部。

丝极由包含钨材料的线材形成。在该丝极上经由丝极电源连接有加速电源9。加速电源9接地，对接地电位施加负的高电压，例如300V～6kV的电压。保持件3成为接地电位，保持于保持件3的内衬2成为接地电位。

在电子源8的附近配置有扫描线圈(偏转线圈)21。该扫描线圈21收纳在被冷却后的块22内。在扫描线圈21连接有扫描线圈电流驱动部23。扫描线圈电流驱动部23控制流向扫描线圈21的电流的输出。

另外，在块22的下表面固定有具有开口的阳极24。阳极24配置在内衬2的底部2a与电子源8之间，阳极24的开口与电子源8空开预定距离地相对。阳极24由于会较强地承受由来自内衬2的辐射热、反射电子所引起的热负荷，因此由高熔点材料形成。扫描线圈21与阳极24的同内衬2相对的一侧相对。并且，扫描线圈21通过电流流动而产生交流磁场。

当对丝极供给预定值的电流时，丝极通过焦耳加热而被加热至能够供给热电子的温度、例如2300℃左右。当通过加速电源9对接地电位施加负的高电压时，从丝极放出的热电子被电子源8与阳极24之间的电场加速而产生电子束25。该电子束25通过由扫描线圈21产生的交流磁场而偏转，照射范围扩大。其结果，能够谋求内衬2的大容量化。

另外，电子束25的照射范围扩大，从而电子束25的电流密度降低。由此，能够增大为了防止内衬2的损伤而限制的电子束25的输出，能够谋求蒸镀速度的高速化。

当通过电子束25对内衬2的底部2a进行电子冲击加热时，内衬2升温。然后，通过来自内衬2的传导热和辐射，蒸镀材料4被加热。当在一定程度上持续对内衬2的底部2a进行电子冲击加热时，蒸镀材料4升华或蒸发。蒸镀材料4的蒸发粒子通过防护罩7的蒸发用通孔17a并朝向保持于基板保持部120的基板121行进。其结果，蒸镀材料4的蒸发粒子堆积于基板121，期望厚度的蒸镀膜附着于基板121。

另外，扩大电子束25的照射范围，从而电子束25的一部分到达保持件3的保持用孔3a的缘部。由此，内衬2的凸缘部2c所抵接的部分即保持用孔3a的缘部被电子冲击加热，能够抑制内衬2的凸缘部2c附近冷却。其结果，能够防止或抑制蒸镀材料4的蒸发粒子堆积于周壁部2b的上端。

＜第2实施方式＞

[间接加热蒸镀源的结构]

接下来，参照图2来说明第2实施方式的间接加热蒸镀源的结构。

图2是本发明的第2实施方式的间接加热蒸镀源的概略结构图。

第2实施方式的间接加热蒸镀源31具备与第1实施方式的间接加热蒸镀源1(参照图1)同样的结构，不同点在于收纳有扫描线圈21的块22的位置。因此，在此，对块22的位置进行说明，省略与第1实施方式的间接加热蒸镀源1(参照图1)相同的结构的说明。

如图2所示，间接加热蒸镀源31具备多个内衬2、保持件3、防护罩7以及电子源8。在电子源8的附近配置有扫描线圈(偏转线圈)21。该扫描线圈21收纳在被冷却的块22内。

另外，在块22的上表面固定有具有开口的阳极24。阳极24配置在内衬2的底部2a与电子源8之间，阳极24的开口与电子源8空开预定距离地相对。扫描线圈21与阳极24的同内衬2相对的一侧的相反侧相对。并且，扫描线圈21配置在电子源8的侧方，从内衬2的底部2a到扫描线圈21的距离比从内衬2的底部2a到电子源8的距离长。

在第2实施方式的间接加热蒸镀源31中，与第1实施方式的间接加热蒸镀源1同样地，电子束25也通过由扫描线圈21产生的交流磁场而偏转。其结果，电子束25的照射范围扩大，能够谋求内衬2的大容量化。

另外，能够增大为了防止内衬2的损伤而限制的电子束25的输出，能够谋求蒸镀速度的高速化。并且，由于电子束25的一部分到达保持件3的保持用孔3a的缘部，因此能够抑制内衬2的凸缘部2c附近冷却。其结果，能够防止或抑制蒸镀材料4的蒸发粒子堆积于周壁部2b的上端。

另外，在第2实施方式的间接加热蒸镀源31中，扫描线圈21与阳极24的同内衬2相对的一侧的相反侧相对，扫描线圈21(块22)与内衬2空开适当距离地配置。另外，从内衬2的底部2a到扫描线圈21的距离比从内衬2的底部2a到电子源8的距离长，扫描线圈21(块22)与内衬2空开适当距离地配置。由此，扫描线圈21不易受到由来自内衬2的底部2a的辐射热、由底部2a反射的反射电子、以及来自电子源8的丝极的辐射热所引起的热负荷，能够防止或抑制由热引起的扫描线圈21的损伤。

另外，不需要由于使扫描线圈21自内衬2的底部2a等远离而扩大扫描线圈21的直径。若使扫描线圈21的直径扩大，则要增大电流以产生使电子束25偏转的强度的交流磁场，从而电力消耗增加，但不用担心产生这样的问题。并且，能够防止或抑制使扫描线圈21的直径扩大而蒸镀源整体大型化的情况。

＜第3实施方式＞

[间接加热蒸镀源的结构]

接下来，参照图3来说明第3实施方式的间接加热蒸镀源的结构。

图3是本发明的第3实施方式的间接加热蒸镀源的概略结构图。

第3实施方式的间接加热蒸镀源41具备与第1实施方式的间接加热蒸镀源1(参照图1)同样的结构，不同点在于间接加热蒸镀源41具备多个反射器5。因此，在此，对间接加热蒸镀源41的反射器5进行说明，省略与第1实施方式的间接加热蒸镀源1(参照图1)相同的结构的说明。

如图3所示，间接加热蒸镀源41具备多个内衬2、保持件3、多个反射器5、防护罩7以及电子源8。多个反射器5分别具有圆筒状的筒状部5a和形成于筒状部5a的轴向的一端的凸缘部5b。作为反射器5的材料，例如可举出钼、陶瓷等高熔点材料。

筒状部5a的内径设定为比内衬2的周壁部2b的最大外径大，筒状部5a覆盖内衬2的周壁部2b(侧面)。另外，筒状部5a的外径比保持件3的保持用孔3a的直径稍小。凸缘部5b与保持件3的保持用孔3a的缘部卡合(抵接)，筒状部5a贯穿保持用孔3a。

另外，内衬2的凸缘部2c抵接于凸缘部5b。即，内衬2借助反射器5保持于保持件3。并且，内衬2的底部2a的高度位置与反射器5的筒状部5a的轴向的另一端的高度位置大致相同。反射器5的筒状部5a使电子束25朝向内衬2反射。

在第3实施方式中，与第1实施方式同样地，从丝极放出的热电子也被电子源8与阳极24之间的电场加速而产生电子束25。该电子束25通过由扫描线圈21产生的交流磁场而偏转，照射范围扩大。

其结果，电子束25向比内衬2的底部2a大的范围照射，电子束25的一部分被反射器5的筒状部5a反射而照射到内衬2的周壁部2b。因而，内衬2的底部2a和周壁部2b被电子冲击加热。

当底部2a和周壁部2b被电子冲击加热，内衬2通过反射器5的辐射而升温。然后，通过来自内衬2的传导热和辐射，蒸镀材料4被加热。当在一定程度上持续对内衬2的底部2a进行电子冲击加热时，蒸镀材料4升华或蒸发。蒸镀材料4的蒸发粒子通过防护罩7的蒸发用通孔17a并朝向保持于基板保持部120的基板121行进。其结果，蒸镀材料4的蒸发粒子堆积于基板121，期望厚度的蒸镀膜附着于基板121。

如此，在本实施方式中，由于具备反射器5，因此能够将作为能量损失的一个原因的、由内衬2反射的电子束25、内衬2的辐射反射，而将其作为通向内衬2的热量加以利用。其结果，能够提高内衬2的加热效率。另外，由于反射器5将从内衬2散逸的电子束25反射并使其朝向内衬2，因此能够提高内衬2的加热效率。

另外，在第3实施方式的间接加热蒸镀源41中，与第1实施方式的间接加热蒸镀源1同样地，电子束25也通过由扫描线圈21产生的交流磁场而偏转。其结果，电子束25的照射范围扩大，能够谋求内衬2的大容量化。并且，能够增大为了防止内衬2的损伤而限制的电子束25的输出，能够谋求蒸镀速度的高速化。

在扫描线圈电流驱动部23连接有扫描线圈电流波形控制部26。扫描线圈电流波形控制部26控制向扫描线圈21供给的电流的波形(以下，称作“电流波形”)。即，扫描线圈电流波形控制部26控制扫描线圈电流驱动部23，调整电流波形。

另外，在扫描线圈电流波形控制部26连接有操作部27。操作部27接收用于变更电子束25的照射范围中的中央部的电子束强度和周缘部(外缘部)的电子束强度的输入。扫描线圈电流波形控制部26根据使用操作部27输入的指示而相应地调整电流波形。作为使用操作部27输入的指示，例如能够举出选择扫描模式、电子束25的照射范围中的中央部的电子束强度与周缘部的电子束强度的比。

图4是表示扫描线圈的四方扫描模式的线圈电流波形的例子的图。在图4所示的四方扫描模式的线圈电流波形中，使外缘部的电子束强度相对于中央部的电子束强度增大，显示得越亮，电子束强度越强。

图5是表示扫描线圈的圆形扫描模式的线圈电流波形的例子的图。在图5所示的圆形扫描模式的线圈电流波形中，随着从中心部朝向周缘部而使电子束强度逐渐增大，显示得越亮，电子束强度越强。

在第3实施方式中，例如，通过操作部27选择四方扫描模式，并进行指示而使外缘部的电子束强度比中央部的电子束强度强。由此，在四方扫描模式中，扫描线圈电流波形控制部26以使电子束25的照射范围的外缘部的电子束强度增大的方式修正线圈电流波形(参照图4)，并通过扫描线圈电流驱动部23进行输出。

照射范围中的外缘部的电子束25被反射器5反射而照射到内衬2的周壁部2b。由此，能够与内衬2的底部2a同样地对内衬2的周壁部2b进行电子冲击加热。其结果，在内衬2升温时，能够改善底部2a和周壁部2b的温度分布的均匀性，能够防止或抑制在内衬2的内壁面产生蒸镀材料4的蒸发残留(日文：溶け残り)。

在第3实施方式中，例如，通过操作部27选择圆形扫描模式，并进行指示而使电子束强度随着从中心部朝向周缘部逐渐增大。由此，在圆形扫描模式中，扫描线圈电流波形控制部26以使电子束强度随着从中心部朝向周缘部而增大的方式修正线圈电流波形(参照图5)，并通过扫描线圈电流驱动部23进行输出。

照射范围中的周缘部的电子束25被反射器5反射而照射到内衬2的周壁部2b。由此，能够与内衬2的底部2a同样地对内衬2的周壁部2b进行电子冲击加热。其结果，在内衬2升温时，能够改善底部2a和周壁部2b的温度分布的均匀性，能够防止或抑制在内衬2的内壁面产生蒸镀材料4的蒸发残留。

并且，通过选择了圆形扫描模式，从而电子束25的照射范围成为圆形。因此，能够对为轴对称形状的内衬2高效地照射电子束25，能够减少因电子束25从内衬2散逸而导致的能量损失。

<总结>

如以上说明那样，上述第1实施方式～第3实施方式的间接加热蒸镀源具备：容器(内衬2)，其形成为有底的筒状，且供蒸镀材料(蒸镀材料4)填充；容器保持部(保持件3)，其保持容器；电子源(电子源8)，其放出用于对容器进行电子冲击加热的热电子(电子束25)；以及扫描线圈(扫描线圈21)，其使自电子源放出的热电子的照射范围扩大。

由此，热电子通过由扫描线圈产生的交流磁场而偏转，热电子的照射范围扩大，因此能够谋求容器的大容量化。并且，能够增大为了防止容器的损伤而限制的热电子的输出，能够谋求蒸镀速度的高速化。

另外，上述第2实施方式的间接加热蒸镀源的扫描线圈(扫描线圈21)与阳极(阳极24)的同容器(内衬2)相对的一侧的相反侧相对。由此，能够使扫描线圈与容器的底部空开适当距离地分开。其结果，扫描线圈不易受到由来自容器的辐射热、由容器反射的反射电子以及来自电子源(电子源8)的辐射热所引起的热负荷，能够防止或抑制由热引起的扫描线圈的损伤。

另外，从上述第2实施方式的间接加热蒸镀源的容器(内衬2)的底部(底部2a)到扫描线圈(扫描线圈21)的距离比从容器的底部到电子源(电子源8)的距离长。由此，能够使扫描线圈与容器的底部空开适当距离地分开。其结果，扫描线圈不易受到由来自容器的辐射热、由容器反射的反射电子以及来自电子源(电子源8)的辐射热所引起的热负荷，能够防止或抑制由热引起的扫描线圈的损伤。

另外，上述第3实施方式的间接加热蒸镀源具备与容器(内衬2)的侧面相对的反射器(反射器5)。由此，能够将作为能量损失的一个原因的、由容器反射的热电子(电子束25)、容器的辐射反射，而将其作为通向容器的热量加以利用。其结果，能够提高容器的加热效率。

另外，上述第3实施方式的间接加热蒸镀源的反射器(反射器5)具有：筒状部(筒状部5a)，其覆盖容器(内衬2)的侧面(周壁部2b)；以及凸缘部(凸缘部5b)，其形成于筒状部的轴向的一端，并与容器保持部(保持件3)卡合。由此，能够减少未到达容器的热电子(电子束25)，能够改善能量损失。另外，通过使凸缘部与容器保持部卡合，能够容易地将反射器配置于容器的侧方。

另外，上述第3实施方式的间接加热蒸镀源的电流波形控制部(扫描线圈电流波形控制部26)以使热电子(电子束25)的照射范围中的外缘部(周缘部)的电子束强度大于热电子的照射范围的中央部(中心部)的电子束强度的方式来控制电流波形。由此，在容器(内衬2)升温时，能够改善容器的底部(底部2a)和周壁部(周壁部2b)的温度分布的均匀性，能够防止或抑制蒸镀材料(蒸镀材料4)在容器的内壁面产生蒸发残留。

另外，上述第3实施方式的间接加热蒸镀源具备用于变更热电子(电子束25)的照射范围中的中央部的电子束强度和外缘部的电子束强度的操作部(操作部27)，电流波形控制部(扫描线圈电流波形控制部26)根据使用操作部的指示而控制扫描线圈(扫描线圈21)的电流波形。由此，能够变更热电子的照射范围中的期望的部分的电子束强度，能够根据容器(内衬2)的形状而设定电子束强度的强弱。

＜变形例＞

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离权利要求书所记载的发明的主旨的范围内实施各种变形。例如，在上述实施方式中，以易于理解本发明的方式进行了说明，本发明并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其它实施方式的结构，还能够对某个实施方式的结构添加其它实施方式的结构。另外，还能够对各实施方式的结构的一部分进行其它结构的追加、删除、置换。

例如，上述第3实施方式采用了在第1实施方式中设置反射器5的结构。但是，作为本发明的间接加热蒸镀源，也可以是在第2实施方式中设置反射器5的结构。在该情况下，能够得到防止或抑制扫描线圈的损伤这样的第2实施方式的效果和能够提高容器的加热效率这样的第3实施方式的效果。

另外，也可以在上述第1实施方式和第2实施方式中设置第3实施方式的扫描线圈电流波形控制部26和操作部27。而且，在不具备反射器5的第1实施方式、第2实施方式中，也可以将电子束25的照射范围中的周缘部(外缘部)的电子束强度设定为比电子束25的照射范围的中央部(中心部)的电子束强度大。在该情况下，照射到内衬2的周壁部2b的电子束25的电子束强度也变强，因此能够减小容易被照射电子束25的底部2a与难以被照射电子束25的周壁部2b的温度差。另外，能够抑制在内衬2的内壁面产生蒸镀材料4的蒸发残留。

另外，在上述第3实施方式中，内衬2的底部2a的高度位置与反射器5的筒状部5a的轴向的另一端的高度位置大致相同。但是，反射器5的筒状部5a的轴向的另一端的高度位置也可以比内衬2的底部2a的高度位置低。由此，能够利用反射器5反射更多的电子束25，能够提高内衬2的加热效率。

另外，在上述第1实施方式～第3实施方式中，作为移动机构而应用了旋转驱动轴14。但是，作为本发明的移动机构，并不限定于使保持件3旋转的机构，只要是使保持件和内衬移动的机构即可。作为本发明的移动机构，例如，也可以采用使保持件和内衬直线移动的直线移动机构。在该情况下，电子源在保持件的下方配置在内衬的轨道上的任意位置。