(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマガンにより生成されたプラズマビームを、真空チャンバー内の回転する２つの同心円が縁部となるリング状の溝を有するるつぼに収容した粉状或いは粒状或いはペレット状の蒸発原料上に磁場によって導き、この蒸発原料の上方に位置する基板の下面に薄膜を形成するＰＶＤ装置における蒸発原料の充填方法において、前記るつぼ内のプラズマビームの照射されていない蒸発原料の減量部に薄膜形成中に前記蒸発原料をフィーダにより供給し、その後、蒸発原料の新たな供給部の上面を一定厚さに平滑にするとともに、新たに供給した前記蒸発原料の充填密度を前記縁部上に圧接するロールの回転により一定に保つことを特徴とするＰＶＤ装置における蒸発原料の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空チャンバー内の蒸発原料上に磁場によってプラズマビームを導くようにしたＰＶＤ装置における蒸発原料の充填方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空チャンバー内のるつぼに収容した粉状或いは粒状或いはペレット状の蒸発原料上にプラズマガンにより生成されたプラズマビームを磁場によって導くようにしたＰＶＤ装置は公知である。そして、この真空チャンバー内において、プラズマビームにより蒸発原料を蒸発させ、この蒸発原料の上方に位置する基板の下面に薄膜を形成するようなっている。
【０００３】
ところで、このＰＶＤ装置では、長時間連続的に薄膜形成を続ける場合、るつぼ内に収容した蒸発原料の減量分を補う必要があり、例えば図７に示すように下向きに狭くなった断面形状を有するフィーダ５１からるつぼ５２への蒸発原料Ｍの供給および充填が行われている。
この他、図８，９に示すように、前記同様の形状を有するフィーダ５３に近接させてブレード５４を並設し、るつぼ５５を水平に往復運動させながらフィーダ５３からるつぼ５５へ蒸発原料Ｍを供給し、ブレード５４により蒸発原料Ｍの上面を掻き取らせて蒸発原料Ｍの供給過剰を防止するとともに、蒸発原料Ｍの上面を平滑化しつつ蒸発原料Ｍを充填する方法も採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した蒸発原料Ｍの充填方法の内、図７に示す方法の場合、フィーダ５１からるつぼ５２に蒸発原料Ｍを単に自然落下させて供給するだけである故、るつぼ５２内での蒸発原料Ｍの充填密度が不均一となる。またこの方法では、るつぼ５２に供給された蒸発原料Ｍの上面が平滑にならない。このため、ＰＶＤ装置内での成膜中の蒸着速度が不安定になり、形成された薄膜の基板移動方向およびこれに直角な方向における膜厚分布が不均一になるだけでなく、基板および薄膜を含めた全体の厚みも製品間でばらつくという問題が生じる。
【０００５】
さらに、図８，９に示す方法の場合、前述した方法に比してるつぼ５２内の蒸発原料Ｍの上面はより平滑化されるが、その平滑度は必ずしも十分ではない。また、蒸発原料Ｍの充填密度につても依然不均一となる。このため、多少程度の差はあるものの、前述したのと同様の問題が生じる。
本発明は、斯る従来の問題点をなくすことを課題としてなされたもので、形成された薄膜の厚みの均一化および製品間でのばらつきの改善を可能としたＰＶＤ装置における蒸発原料の充填方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、プラズマガンにより生成されたプラズマビームを、真空チャンバー内の回転する２つの同心円が縁部となるリング状の溝を有するるつぼに収容した粉状或いは粒状或いはペレット状の蒸発原料上に磁場によって導き、この蒸発原料の上方に位置する基板の下面に薄膜を形成するＰＶＤ装置における蒸発原料の充填方法において、前記るつぼ内のプラズマビームの照射されていない蒸発原料の減量部に薄膜形成中に前記蒸発原料をフィーダにより供給し、その後、蒸発原料の新たな供給部の上面を一定厚さに平滑にするとともに、新たに供給した前記蒸発原料の充填密度を前記縁部上に圧接するロールの回転により一定に保つようにした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明に係る充填方法が適用されるＰＶＤ装置の蒸発原料充填部を示し、るつぼ１は粉状或いは粒状或いはペレット状の蒸発原料Ｍを２つの同心円が縁部２となるリング状の溝３からなり、図示しないＰＶＤ装置の真空チャンバーの底部に駆動装置により矢印方向に回転可能となっている。４は、前記るつぼ１の下方に配設された複数の磁石（図示せず）による磁場により、前記蒸発原料Ｍ上に導かれるシート化されたプラズマビームである。
そして、前記プラズマビーム４と対向するるつぼ１の位置（プラズマビーム４の照射されていない蒸発原料Ｍの減量部）には、蒸発原料供給用フィーダ５とブレード７とるつぼ１の外方に向かって増大する径を有する円錐台形状のロール８が配設されている。
なお、前記蒸発原料供給用フィーダ５はるつぼ１の回転方向上流側に、ロール８は下流側にブレード７は中間に位置する。
【０００８】
また、前記ロール８は、前記るつぼ１の環状縁部２に圧接するように軸受箱９で両端を支持され、ブレード７の下端はるつぼ１の上面より隙間Ｄ１を空けた高さにあり、フィーダ５の下端開口部はさらに隙間Ｄ２を空けた高さに配置されている。（図５参照。）
【０００９】
したがって、真空チャンバー内において、回転するるつぼ１内に満たされた蒸発原料Ｍをプラズマビーム４により蒸発させ、この蒸発原料Ｍをるつぼ１の上方を移動して行く図示しない基板の下面に蒸着により薄膜が形成される。
【００１０】
このようにして、るつぼ１内の蒸発原料Ｍが減量されると、前記フィーダ５から蒸発原料Ｍを供給すると、供給された蒸発原料Ｍはブレード７の下端における隙間Ｄ１を介して一定の厚みとなってロール８に向けて運ばれ、押付面が定位置にあるロール８により一様に押圧されることにより、蒸発原料Ｍの上面は十分に平滑化されるとともに、るつぼ１内に新たに供給された蒸発原料Ｍの充填密度を全体的に一定に保つことになる。
【００１１】
この結果、薄膜形成を長時間連続的に続けることが可能になるだけでなく、基板（図示せず）上に形成された薄膜の膜厚が全体的に均一になり、製品間でのばらつきも改善される。
なお、ロール８にまで至らせる蒸発原料Ｍの最適量は、蒸発原料Ｍの減量速度および蒸発原料Ｍの粒子サイズ或いはペレットサイズに応じて決められ、それに応じて前記Ｄ１，Ｄ２の大きさが調整される。
【００１２】
前記説明では、ロール８として、円錐台形状のものを用いたが、図４に示すように円筒形状のものであってもよい。
しかし、円錐台形状に形成したロール８を用いることにより蒸発原料Ｍの上面各部とこれと接触するロール８の外周面各部の速度を同一にし、速度差があることにより蒸発原料Ｍの表面粒子を不必要に細かく粉砕する不具合が生じるのを最小限に抑えることができる。
【００１３】
また、るつぼ１の縁部２にラックを設ける一方、ロール８に前記ラックと噛合するピニオンを設け、るつぼ１の回転に連動してロール８を強制的に回転し、ロール８の回転が不安定になる場合にも、常に一定の回転速度を確保するようにしてもよい。
【００１４】
さらに、るつぼ１の側部外方全周にるつぼ１からこぼれ落ちた蒸発原料Ｍを受けるトレー部（凹部）を設け、るつぼ１からこぼれ落ちた蒸発原料Ｍを回収するようにしてもよい。
【００１５】
さらにまた、ブレード７を省く一方、図６に示すようにフィーダ５の下端部にロール８側に向かった張り出し部６を設け、ブレード７としての機能を持たせてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、プラズマガンにより生成されたプラズマビームを真空チャンバー内の回転する２つの同心円が縁部となるリング状の溝を有するるつぼに収容した粉状或いは粒状或いはペレット状の蒸発原料上に磁場によって導き、この蒸発原料の上方に位置する基板の下面に薄膜を形成するＰＶＤ装置における蒸発原料の充填方法において、前記るつぼ内のプラズマビームの照射されていない蒸発原料の減量部に薄膜形成中に前記蒸発原料をフィーダにより供給し、その後、蒸発原料の新たな供給部の上面を一定厚さに平滑にするとともに、新たに供給した前記蒸発原料の充填密度を前記縁部上に圧接するロールの回転により一定に保つようにしてある。
【００１７】
このように、薄膜形成中に、るつぼ内の減量部に新たな蒸発原料を供給し、その上面を一定厚さに平滑にするとともに、この新たに供給した蒸発原料の充填密度をロールの回転により一定に保つようにしてあるため、基板上に形成される薄膜の膜厚は全体的に均一になり、製品間でのばらつきも改善され、しかも長期にわたって連続的に薄膜が形成でき、生産性が向上するという効果を奏する。
【００１８】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るＰＶＤ装置における蒸発原料の充填方法を適用した蒸発原料充填部を示す平面図である。
【図２】  図１に示す蒸発原料充填部の断面の概略を示す図である。
【図３】  図１に示す蒸発原料充填部の概略を示す部分斜視図である。
【図４】  本発明に係る充填方法を適用した別の蒸発原料充填部の概略を示す平面図である。
【図５】  図１におけるフィーダ、ブレード、ロールとるつぼ縁部との距離を示す図である。
【図６】  フィーダの一部でブレードを兼用した場合を示す図である。
【図７】  従来の充填方法を適用したＰＶＤ装置における蒸発原料充填部の概略を示す断面図である。
【図８】  従来の充填方法を適用した他のＰＶＤ装置における蒸発原料充填部の概略を示す断面図である。
【図９】  図８の矢印部分における断面図である。
【符号の説明】
１〜るつぼ、 ２〜縁部、 ４〜プラズマビーム、
５〜蒸発原料供給用フィーダ、 ６〜張り出し部、 ７〜ブレード、
８〜ロール、 Ｍ〜蒸発原料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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