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公開番号2025085255
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023199005
出願日2023-11-24
発明の名称蒸発装置及び蒸発方法
出願人日本電子株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類C23C 14/24 20060101AFI20250529BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】間接加熱方式に従う蒸発装置において、容器内の溶融蒸着材料において対流を生じさせる。
【解決手段】容器24内に対流誘発部材42と共に蒸着材料が入れられる。対流誘発部材42が溶融蒸着材料26と相互作用し、これにより溶融蒸着材料において対流(マランゴニ対流)が生じる。蒸着材料は例えばMgF2であり、対流誘発部材42は例えばTa箔である。対流誘発部材42を構成する他の材料として、Fe,Cr,Tiが挙げられる。いずれの材料も、Mgの電気陰性度に近い電気陰性度を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蒸着材料を収容する容器と、
前記容器の底部に電子ビームを照射して前記容器を加熱することにより前記蒸着材料を間接的に加熱し、これにより溶融蒸着材料を生じさせる加熱設備と、
前記容器内における前記溶融蒸着材料に接する場所に設けられ、前記蒸着材料よりも高い融点を有し、前記容器内において前記溶融蒸着材料と相互作用して前記溶融蒸着材料に対流を生じさせる対流誘発部材と、
を含むことを特徴とする蒸発装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１記載の蒸発装置において、
前記蒸着材料は、フッ素と第１金属とを有する化合物であり、
前記対流誘発部材は、前記フッ素と化学的に結合し得る第２金属を含む、
ことを特徴とする蒸発装置。
【請求項３】
請求項２記載の蒸発装置において、
前記第１金属は第１電気陰性度を有し、
前記第２金属は第２電気陰性度を有し、
前記第２電気陰性度は前記第１電気陰性度よりも大きい、
ことを特徴とする蒸発装置。
【請求項４】
請求項３記載の蒸発装置において、
前記第１電気陰性度と前記第２電気陰性度の差は０．８５より小さい、
ことを特徴とする蒸発装置。
【請求項５】
請求項４記載の蒸発装置において、
前記第１金属は、Ｍｇであり、
前記第２金属は、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ及びＴａの中から選択された金属である、
ことを特徴とする蒸発装置。
【請求項６】
請求項５記載の蒸発装置において、
前記蒸着材料はＭｇＦ２であり、
前記対流誘発部材はＴａである、
ことを特徴とする蒸発装置。
【請求項７】
請求項１記載の蒸発装置において、
前記対流誘発部材は、前記容器内に落とし込まれた部材である、
ことを特徴とする蒸発装置。
【請求項８】
請求項１記載の蒸発装置において、
前記対流誘発部材は、前記容器の内面上に設けられたコーティング層を構成している、
ことを特徴とする蒸発装置。
【請求項９】
容器内に対流誘発部材及び蒸着材料を入れる工程と、
前記容器の底壁に対して電子ビームを照射することにより前記蒸着材料を間接的に加熱し、これにより溶融蒸着材料を生じさせる工程と、
を含み、
前記対流誘発部材は、前記蒸着材料よりも高い融点を有し、前記容器内において前記溶融蒸着材料と相互作用して前記溶融蒸着材料に対流を生じさせる金属を含む、
ことを特徴とする蒸発方法。
【請求項１０】
請求項９記載の蒸発方法において、
前記溶融蒸着材料を生じさせる工程は、
第１エネルギーを有する第１電子ビームを前記底壁に照射し、これにより前記容器内の前記蒸着材料の下部を溶融状態にする第１照射工程と、
前記第１エネルギーよりも高い第２エネルギーを有する第２電子ビームを前記底壁に照射し、これにより前記容器内の前記蒸着材料それ全体を溶融状態にする第２照射工程と、
を含み、
前記溶融蒸着材料を生じさせる工程の後、対象物に対して蒸着層を形成するために、前記第２エネルギーよりも低い第３エネルギーを有する第３電子ビームが前記底壁に照射される、
ことを特徴とする蒸発方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸発装置及び蒸発方法に関し、特に、蒸着材料を溶融及び蒸発させる技術に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
蒸着装置は、蒸着材料を気化させることにより対象物の表面に蒸着膜を形成する装置である。蒸着装置は、蒸着材料を溶融及び気化させる蒸発装置を備えている。蒸着材料として、金属、酸化物、フッ化物等が知られている。例えば、光学薄膜の形成時には、蒸着材料としてフッ化物（フッ化化合物）が用いられる。代表的なフッ化物として、ＭｇＦ２が挙げられる。
【０００３】
真空蒸着法として、抵抗加熱方式、直接加熱方式、間接加熱方式等が知られている。例えば、フッ化物からなる高品質の蒸着膜を形成する際には間接加熱方式が用いられる。間接加熱方式では、蒸着材料を入れた容器（ライナー）の底壁に対して電子ビームが照射されて容器が加熱される。これにより容器内の蒸着材料が間接的に加熱される。間接加熱方式に従う蒸発装置として、底壁の中央部に対して電子ビームを照射する非走査型蒸発装置が知られており、また、底壁に照射される電子ビームを走査する機能を備えた走査型蒸発装置が知られている。なお、間接加熱方式に従う蒸発装置は、ボンバード蒸着源（Bombard Deposition Source）とも言われている。
【０００４】
特許文献１には、直接加熱方式に従う蒸発装置が開示されている。その蒸発装置において、るつぼ内には、溶解した金属材料中の酸素を吸着する材料が設けられている。そのような材料の一例としてタンタルが記載されている。特許文献２にも、直接加熱方式に従う蒸着装置が開示されている。その蒸発装置において、るつぼ内には対流抑制板が設けられている。特許文献３には、抵抗加熱方式に従う蒸発装置が開示されている。その蒸発装置において、るつぼ内には、対流の方向を強制的に変更する部材が配置されている。特許文献１，２，３のいずれにも、化学的な作用を利用して溶融蒸着材料に対流を生じさせる技術は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平３－１９１２９１号公報
特開昭６４－２１０７２号公報
特開２００５－８９８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
間接加熱方式に従う蒸発装置においては、蒸着材料を入れる容器の底壁に電子ビームが照射され、容器それ全体が加熱される。それ故、一般に、容器内の溶融蒸着材料において、温度勾配に起因する自然対流は生じ難い。そのような状況下において、底壁への電子ビームの照射により、特に底壁における特定の位置への強い電子ビームの局所的照射により、底壁の内面付近において溶融蒸着材料が気化し易くなる。内面付近で生じた気泡が浮上して溶融蒸着材料の液面で破裂すると、蒸着層の品質の低下という問題が生じる。その破裂現象は、スプラッシュとも呼ばれている。破裂現象を抑制するためには、容器内の溶融蒸着材料において、温度の拡散つまり対流を生じさせることが望まれる。
【０００７】
本発明の目的は、間接加熱方式に従う蒸発装置において、容器内の溶融蒸着材料において対流を生じさせることにある。あるいは、本発明の目的は、間接加熱方式に従う蒸発装置において、容器の底壁の内面付近での気泡の生成を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る蒸発装置は、蒸着材料を収容する容器と、前記容器の底部に電子ビームを照射して前記容器を加熱することにより前記蒸着材料を間接的に加熱し、これにより溶融蒸着材料を生じさせる加熱設備と、前記容器内における前記溶融蒸着材料に接する場所に設けられ、前記蒸着材料よりも高い融点を有し、前記容器内において前記溶融蒸着材料と相互作用して前記溶融蒸着材料に対流を生じさせる対流誘発部材と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る蒸発方法は、容器内に対流誘発部材及び蒸着材料を入れる工程と、前記容器の底壁に対して電子ビームを照射することにより前記蒸着材料を間接的に加熱し、これにより溶融蒸着材料を生じさせる工程と、を含み、前記対流誘発部材は、前記蒸着材料よりも高い融点を有し、前記容器内において前記溶融蒸着材料と相互作用して前記溶融蒸着材料に対流を生じさせる金属を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、間接加熱方式に従う蒸発装置において、容器内の溶融蒸着材料において対流を生じさせることが可能となる。あるいは、本発明によれば、間接加熱方式に従う蒸発装置において、容器の底壁の内面付近での気泡の生成を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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