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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-20
(45)【発行日】2022-06-28
(54)【発明の名称】蒸発源及び蒸着装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/24 20060101AFI20220621BHJP
H05B 3/00 20060101ALI20220621BHJP
【ＦＩ】
C23C14/24 B
C23C14/24 A
H05B3/00 345
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2018123555
(22)【出願日】2018-06-28
(65)【公開番号】P2020002436
(43)【公開日】2020-01-09
【審査請求日】2021-06-01
(73)【特許権者】
【識別番号】591065413
【氏名又は名称】キヤノントッキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100131392
【弁理士】
【氏名又は名称】丹羽 武司
(74)【代理人】
【識別番号】100125357
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100131532
【弁理士】
【氏名又は名称】坂井 浩一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100155871
【弁理士】
【氏名又は名称】森廣 亮太
(74)【代理人】
【識別番号】100100549
【弁理士】
【氏名又は名称】川口 嘉之
(72)【発明者】
【氏名】菅原 由季
【審査官】篠原 法子
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１０９８２９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－０６７８５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０９３９３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６４－０６７５１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１６２８６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－０２６９２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２３４９０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２７４３３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３２０３９７８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－００９４３４７（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開平０６－１０８２３６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １４／００ －１４／５８
Ｈ０１Ｌ ２１／２０５
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０１Ｌ ２１／３６５
Ｈ０１Ｌ ２１／４６９
Ｈ０１Ｌ ２１／８６
Ｈ０５Ｂ １／００ － ３／００
Ｈ０１Ｌ ５１／５０ －５１／５６
Ｈ０１Ｌ ２７／３２
Ｈ０５Ｂ ３３／００ －３３／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝であって蒸発または昇華した前記材料を噴出するノズルが上面側に設けられた坩堝と、
前記坩堝の上面と対向する前記坩堝の底面を加熱するヒータと、
前記ヒータを挟んで、前記坩堝の底面とは反対側に設けられ、前記ヒータからの熱を反射させるリフレクタと、
を備える蒸発源であって、
前記リフレクタは、第１部分と、前記第１部分より熱放射率が高い第２部分と、を有し、
前記第２部分は、前記坩堝の底面の温度分布において平均温度よりも高くなる領域について、前記リフレクタに対して前記坩堝の底面の法線方向に仮想的に投影した場合に仮想的に投影される領域の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする蒸発源。
【請求項2】
前記第２部分は、前記リフレクタにおける前記ヒータとの対向面側に形成された表面処理部であることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
【請求項3】
前記第２部分は、前記リフレクタにおける前記ヒータとの対向面の裏側に形成された表面処理部であることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
【請求項4】
前記表面処理部は溶射による処理部であることを特徴とする請求項２または３に記載の蒸発源。
【請求項5】
前記表面処理部はブラスト加工による処理部であることを特徴とする請求項２または３に記載の蒸発源。
【請求項6】
前記表面処理部は黒色めっき加工による処理部であることを特徴とする請求項２または３に記載の蒸発源。
【請求項7】
前記第２部分は、前記リフレクタの両面を貫通する複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
【請求項8】
前記坩堝と連結部によって内部が繋がって前記坩堝の上面側に設けられ蒸発または昇華した前記材料を拡散し上面側に設けられた前記ノズルによって拡散された前記材料が噴出される拡散室と、
前記坩堝の上面を加熱する上面側のヒータと、
前記上面側のヒータを挟んで、前記坩堝の上面とは反対側に設けられ、前記上面側のヒータの熱を反射させる上面側のリフレクタと、
を更に備えることを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載の蒸発源。
【請求項9】
前記上面側のリフレクタは、第１部分と、前記第１部分より熱放射率が高い第２部分と、を有し、
前記上面側のリフレクタの前記第２部分は、前記坩堝の上面の温度分布において平均温度よりも高くなる領域について、前記上面側のリフレクタに対して前記坩堝の上面の法線方向に仮想的に投影した場合に仮想的に投影される領域の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の蒸発源。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか一つに記載の蒸発源と、前記蒸発源が内部に配置されるチャンバと、
を備えることを特徴とする蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、真空蒸着に用いられる蒸発源及び蒸着装置に関する。
【背景技術】
【0002】
真空蒸着においては、基板に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝を加熱することで、当該材料を蒸発または昇華させるための加熱装置が設けられている。加熱装置によって加熱された坩堝の温度分布が不均一になってしまうと、材料の一部が残ってしまったり、全ての材料を加熱させるために余分な電力が必要になったりしてしまう。そこで、坩堝の温度分布の不均一を抑制するために、従来、加熱装置に備えられる発熱体の密度を、位置によって異なるようにするなどの対策が取られている。
【0003】
しかしながら、例えば、坩堝を収容するケースの形状が細長いような場合、ケース内の位置に応じて輻射熱の熱交換にばらつきが生じるため、上記の対策だけでは坩堝の温度分布の不均一を抑制するのは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２００６／０７５７５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、坩堝における温度分布の均一化の向上を図ることのできる蒸発源及び蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【0007】
すなわち、本発明の蒸発源は、
基板に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝であって蒸発または昇華した前記材料を噴出するノズルが上面側に設けられた坩堝と、
前記坩堝の上面と対向する前記坩堝の底面を加熱するヒータと、
前記ヒータを挟んで、前記坩堝の底面とは反対側に設けられ、前記ヒータからの熱を反射させるリフレクタと、
を備える蒸発源であって、
前記リフレクタは、第１部分と、前記第１部分より熱放射率が高い第２部分と、を有し、
前記第２部分は、前記坩堝の底面の温度分布において平均温度よりも高くなる領域について、前記リフレクタに対して前記坩堝の底面の法線方向に仮想的に投影した場合に仮想的に投影される領域の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする。
基板に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝であって蒸発または昇華した前記材料を噴出するノズルが上面側に設けられた坩堝と、
前記坩堝の上面と対向する前記坩堝の底面を加熱するヒータと、
前記ヒータを挟んで、前記坩堝の底面とは反対側に設けられ、前記ヒータからの熱を反射させるリフレクタと、
を備える蒸発源であって、
前記リフレクタは、第１部分と、前記第１部分より熱放射率が高い第２部分と、を有し、
前記第２部分は、前記坩堝の底面の温度分布において平均温度よりも高くなる領域について、前記リフレクタに対して前記坩堝の底面の法線方向に仮想的に投影した場合に仮想的に投影される領域の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする。
【0009】
本発明の蒸着装置は、
上記の蒸発源と、
前記蒸発源が内部に配置されるチャンバと、
を備えることを特徴とする。
上記の蒸発源と、
前記蒸発源が内部に配置されるチャンバと、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、坩堝における温度分布の均一化の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0013】
【0014】
＜蒸着装置＞
図１を参照して、本実施例に係る蒸着装置１０について説明する。図１は本発明の実施例１に係る蒸着装置１０の概略構成図である。蒸着装置１０は、真空ポンプ２００によって、内部が真空（減圧雰囲気）となるように構成されるチャンバ１００と、チャンバ１００の内部に配置される蒸発源３００とを備えている。蒸発源３００は、基板２０に蒸着させる物質の材料を加熱することで、当該材料を蒸発又は昇華させる役割を担っている。この蒸発源３００によって蒸発または昇華された物質が、チャンバ１００の内部に設置された基板２０に付着することで、基板２０に薄膜が形成される。
図１を参照して、本実施例に係る蒸着装置１０について説明する。図１は本発明の実施例１に係る蒸着装置１０の概略構成図である。蒸着装置１０は、真空ポンプ２００によって、内部が真空（減圧雰囲気）となるように構成されるチャンバ１００と、チャンバ１００の内部に配置される蒸発源３００とを備えている。蒸発源３００は、基板２０に蒸着させる物質の材料を加熱することで、当該材料を蒸発又は昇華させる役割を担っている。この蒸発源３００によって蒸発または昇華された物質が、チャンバ１００の内部に設置された基板２０に付着することで、基板２０に薄膜が形成される。
【0015】
＜蒸発源＞
図２を参照して、本実施例に係る蒸発源３００の全体構成について説明する。図２は本発明の実施例に係る蒸発源３００の模式的断面図である。なお、図２においては、一列に並ぶように設けられているノズル３５０の各中心軸線を含むように、鉛直方向上下に蒸発源３００を切断した断面を模式的に示している。
図２を参照して、本実施例に係る蒸発源３００の全体構成について説明する。図２は本発明の実施例に係る蒸発源３００の模式的断面図である。なお、図２においては、一列に並ぶように設けられているノズル３５０の各中心軸線を含むように、鉛直方向上下に蒸発源３００を切断した断面を模式的に示している。
【0016】
蒸発源３００は、直方体形状の第１ケース３１１と、同じく直方体形状の第２ケース３１２とを備えている。これら第１ケース３１１及び第２ケース３１２は、蒸発源内の熱によりチャンバ内の温度が上昇することを防止する役割を担っている。なお、これらのケースは、「冷却ケース」と呼ばれることもある。第２ケース３１２は、第１ケース３１１の上面に固定されている。そして、第１ケース３１１の上部と、第２ケース３１２の下部には、これらのケース内部を連通させる貫通孔３１１ａ，３１２ａがそれぞれ設けられている。また、第１ケース３１１の内部には、基板２０に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝３２１が設けられており、第２ケース３１２の内部には、蒸発又は昇華した材料を拡散させる拡散室３２２が設けられている。これらの坩堝３２１と拡散室３２２は、連通部３２３によって内部が繋がっている。そして、拡散室３２２の上面側には、拡散された材料を噴射するノズル３５０が複数設けられている。
【0017】
そして、第１ケース３１１の内部には、坩堝３２１を取り囲むように設けられ、かつ坩堝３２１を加熱するヒータが複数設けられている。すなわち、坩堝３２１の底面に対向し
て配置される第１ヒータ３３１、坩堝３２１の側面に対向して配置される第２ヒータ３３２、及び坩堝３２１の上面に対向して配置される第３ヒータ３３３などが設けられている。
て配置される第１ヒータ３３１、坩堝３２１の側面に対向して配置される第２ヒータ３３２、及び坩堝３２１の上面に対向して配置される第３ヒータ３３３などが設けられている。
【0018】
そして、各ヒータと、第１ケース３１１の内壁面との間には、それぞれヒータからの熱を反射させるリフレクタが設けられている。言い換えると、各ヒータを挟んで、坩堝３２１とは反対側には、それぞれリフレクタが設けられている（リフレクタは、ヒータとは間隔をおいて設けられている）。より具体的には、第１ヒータ３３１と第１ケース３１１の内壁面との間に配置される第１リフレクタ３４１、第２ヒータ３３２と第１ケース３１１の内壁面との間に配置される第２リフレクタ３４２、及び第３ヒータ３３３と第１ケース３１１の内壁面との間に配置される第３リフレクタ３４３などが設けられている。なお、特に、図示はしないが、図２中、紙面の手前側及び奥側にも、それぞれ同様にヒータ及びリフレクタが設けられるのが一般的である。
【0019】
また、第２ケース３１２の内部にも、拡散室３２２の内部において、蒸発又は昇華した材料の温度が低下して析出してしまわないように、拡散室３２２の内部を加熱するヒータが複数設けられている。すなわち、拡散室３２２の底面に対向して配置される第４ヒータ３３４、拡散室３２２の側面に対向して配置される第５ヒータ３３５などが設けられている。
【0020】
そして、各ヒータと、第２ケース３１２の内壁面との間には、それぞれヒータからの熱を反射させるリフレクタが設けられている。より具体的には、第４ヒータ３３４と第２ケース３１２の内壁面との間に配置される第４リフレクタ３４４、第５ヒータ３３５と第２ケース３１２の内壁面との間に配置される第５リフレクタ３４５などが設けられている。なお、特に、図示はしないが、図２中、紙面の手前側及び奥側にも、それぞれ同様にヒータ及びリフレクタが設けられるのが一般的である。また、拡散室３２２の上方にも、ヒータ及びリフレクタを設けてもよい。
【0021】
＜加熱装置（ヒータ及びリフレクタ）＞
特に、図３を参照して、第１ケース３１１の内部に設けられるヒータとリフレクタについて、より詳細に説明する。ヒータとリフレクタは、蒸発源３００に備えられる加熱装置を構成する。なお、ここでは、複数のヒータ及びリフレクタのうち、第１ヒータ３３１と第１リフレクタ３４１を例にして説明する。図３（ａ）は第１ヒータ３３１の側面図である。図３（ｂ）は第１ヒータ３３１によって加熱される坩堝３２１の底面部の温度分布を示したグラフである。ただし、図３（ｂ）においては、第１リフレクタ３４１の表裏面の熱放射率が均一の場合の温度分布を示している。図３（ｃ）は第１リフレクタ３４１の側面図である。図３（ｄ）は第１リフレクタ３４１の平面図である。図３（ｅ）は高熱放射率部を設ける位置についての説明図である。図３（ｆ）は第１ヒータ３３１によって加熱される坩堝３２１の底面部の温度分布を示したグラフである。ただし、図３（ｆ）においては、第１リフレクタ３４１の表裏面の熱放射率が部分的に異なる場合の温度分布を示している。また、図３（ａ）～（ｄ）及び（ｆ）において、矢印Ｘは、第１ヒータ３３１及び第１リフレクタ３４１の一端側から他端側に向かう方向を示している。
特に、図３を参照して、第１ケース３１１の内部に設けられるヒータとリフレクタについて、より詳細に説明する。ヒータとリフレクタは、蒸発源３００に備えられる加熱装置を構成する。なお、ここでは、複数のヒータ及びリフレクタのうち、第１ヒータ３３１と第１リフレクタ３４１を例にして説明する。図３（ａ）は第１ヒータ３３１の側面図である。図３（ｂ）は第１ヒータ３３１によって加熱される坩堝３２１の底面部の温度分布を示したグラフである。ただし、図３（ｂ）においては、第１リフレクタ３４１の表裏面の熱放射率が均一の場合の温度分布を示している。図３（ｃ）は第１リフレクタ３４１の側面図である。図３（ｄ）は第１リフレクタ３４１の平面図である。図３（ｅ）は高熱放射率部を設ける位置についての説明図である。図３（ｆ）は第１ヒータ３３１によって加熱される坩堝３２１の底面部の温度分布を示したグラフである。ただし、図３（ｆ）においては、第１リフレクタ３４１の表裏面の熱放射率が部分的に異なる場合の温度分布を示している。また、図３（ａ）～（ｄ）及び（ｆ）において、矢印Ｘは、第１ヒータ３３１及び第１リフレクタ３４１の一端側から他端側に向かう方向を示している。
【0022】
第１ヒータ３３１は、発熱体３３１ｂを有している。発熱体３３１ｂとしては、シースヒータなど、通電により発熱する部材を好適に適用できる。第１ヒータ３３１は、例えば、金属板３３１ａと、この金属板３３１ａにおける坩堝３２１の壁面と対向する位置に設けられる発熱体３３１ｂとから構成することができる。そして、発熱体３３１ｂは、位置に応じて密度が異なるように配置されている。すなわち、第１ケース３１１が細長い形状の場合には、第１ケース３１１の両端付近の方が、第１ケース３１１の中央付近に比べて温度が低下し易いため、発熱体３３１ｂは、両端付近の方が中央付近に比べて密度が高く
なるように配置されている。
なるように配置されている。
【0023】
以上のように構成された第１ヒータ３３１を用い、かつ、第１リフレクタが一般的な構成の場合（両面の熱放射率が均一な場合）において、坩堝３２１を加熱した際の坩堝３２１の底面の温度分布を図３（ｂ）に示している。図示の通り、発熱体３３１ｂの密度を変える対策だけでは、温度分布を十分均一にするのは難しく、最高温度差ｄＴ１を数℃程度のレベルまで均一化するのは難しい。
【0024】
そこで、本実施例では、第１リフレクタ３４１には、熱放射率が他の部位（第１部分）に比べて高い高熱放射率部３４１ａ（第２部分）が部分的に設けられている。この高熱放射率部３４１ａは、坩堝３２１の壁面（外壁面）の温度分布において、平均温度よりも高くなる領域の少なくとも一部の温度を低下させる位置に設けられている（図３（ｃ）（ｄ）参照）。より具体的には、高熱放射率部３４１ａは、坩堝３２１の壁面の温度分布において、平均温度よりも高くなる領域Ｈ０について、第１リフレクタ３４１に対して、坩堝３２１の壁面の法線方向Ｎに仮想的に投影した場合に、仮想的に投影される領域Ｈ１の少なくとも一部に設けられている（図３（ｅ）参照）。本実施例に係る第１リフレクタ３４１においては、２か所に設けられた高熱放射率部３４１ａの熱放射率が、他の部位に比べて高くなっている。なお、上記の「平均温度」とは、図３（ｂ）に示す温度分布における平均温度である。
【0025】
この第１リフレクタ３４１を用いて、第１ヒータ３３１により坩堝３２１を加熱した際の坩堝３２１の底面の温度分布を図３（ｆ）に示している。図示のように、本実施例に係る第１リフレクタ３４１を採用したことにより、温度分布の均一化が向上し、最高温度差ｄＴ２を数℃レベルまで下げることができた。
【0026】
ここで、第１リフレクタ３４１は金属板により構成されており、高熱放射率部３４１ａは、金属板に表面処理が施された表面処理部により構成される。なお、熱放射率を高めるための表面処理部の例としては、溶射による表面処理部（溶射部）、ブラスト加工による表面処理部（ブラスト加工部）、黒色めっき加工による表面処理部（黒色めっき部としての黒色めっき層）などを好適な例として挙げることができる。また、「溶射（溶かした材料を基材表面に吹き付けてコーティングする技術）」の好適な例としては、アルミナを含むセラミックスを溶射材とする溶射を挙げることができる。これにより、表面処理部としてのアルミナ溶射層が形成される。
【0027】
また、上記の説明では、第１ヒータ３３１と第１リフレクタ３４１の場合を例に挙げて説明したが、第２ヒータ３３２と第２リフレクタ３４２、及び第３ヒータ３３３と第３リフレクタ３４３についても、同様の構成を採用し得る。つまり、第２ヒータ３３２における発熱体の密度が位置に応じて異なるように構成し、かつ第２リフレクタ３４２に高熱放射率部を設けることによって、坩堝３２１の側面の温度分布の均一化を図ることができる。また、第３ヒータ３３３における発熱体の密度が位置に応じて異なるように構成し、かつ第３リフレクタ３４３に高熱放射率部を設けることによって、坩堝３２１の上面の温度分布の均一化を図ることができる。更に、上記の通り、特に図示はしていないが、図２中、紙面の手前側及び奥側に設けるヒータ及びリフレクタにも、同様の構成を採用し得ることは言うまでもない。
【0028】
更に、上記の例においては、高熱放射率部３４１ａが、第１リフレクタ３４１における第１ヒータ３３１との対向面側に形成された表面処理部である場合の構成を示した。しかしながら、図４に示すように、高熱放射率部３４１Ｘａが、第１リフレクタ３４１Ｘにおける第１ヒータ３３１との対向面の裏側に形成された表面処理部である構成を採用することもできる。なお、図４は本実施例に係るリフレクタの変形例を示す図であり、同図（ａ）はリフレクタの側面図であり、同図（ｂ）はリフレクタの底面図である。以上のように
構成される第１リフレクタ３４１Ｘを採用した場合でも、上記の第１リフレクタ３４１を採用した場合と同様の作用効果を得ることができる。以下、図５を参照して、その理由を説明する。
構成される第１リフレクタ３４１Ｘを採用した場合でも、上記の第１リフレクタ３４１を採用した場合と同様の作用効果を得ることができる。以下、図５を参照して、その理由を説明する。
【0029】
図５は熱放射率と熱抵抗の関係を説明する図であり、ヒータ３３０と、リフレクタ３４０と、ケース（冷却板）３１０とを、それぞれ単純な平行平板と仮定したモデルを示している。このモデルでは、各部材における対向面の面積Ａは全て等しく、隣り合う部材の対向面間の形態係数は全て１とする。また、板の温度は均一であり、表裏に温度差は無いものとする。ここで、電流を正味伝熱量Ｑ、電位をσＴ４（σ：シュテファン・ボルツマン定数、Ｔ：温度）に対応させると、対向面間の熱抵抗は、Ｒ＝（１／ε１＋１／ε２－１）／Ａとなる。なお、ε１及びε２は、対向面におけるそれぞれの熱放射率である。また、熱抵抗の合成は、電気抵抗の直列接続の場合と同様に計算することができる。ここで、図５に示すモデルのように、ヒータ３３０とリフレクタ３４０との間の熱抵抗をＲ１とし、リフレクタ３４０とケース３１０との間の熱抵抗をＲ２とする。更に、ヒータ３３０におけるリフレクタ３４０との対向面の熱放射率をεｈとし、リフレクタ３４０におけるヒータ３３０との対向面の熱放射率をεｒ１とし、リフレクタ３４０におけるケース３１０との対向面の熱放射率をεｒ２とし、ケース３１０におけるリフレクタ３４０との対向面の熱放射率をεｃとする。
【0030】
すると、ヒータ３３０とリフレクタ３４０との間の熱抵抗Ｒ１は、
Ｒ１＝（１／εｈ＋１／εｒ１－１）／Ａ
により計算され、リフレクタ３４０とケース３１０との間の熱抵抗Ｒ２は、
Ｒ２＝（１／εｃ＋１／εｒ２－１）／Ａ
により計算される。
Ｒ１＝（１／εｈ＋１／εｒ１－１）／Ａ
により計算され、リフレクタ３４０とケース３１０との間の熱抵抗Ｒ２は、
Ｒ２＝（１／εｃ＋１／εｒ２－１）／Ａ
により計算される。
【0031】
そして、ヒータ３３０とケース３１０との間の全熱抵抗Ｒは、
Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ２
＝（１／εｈ＋１／εｒ１－１）／Ａ＋（１／εｃ＋１／εｒ２－１）／Ａ
により計算される。
Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ２
＝（１／εｈ＋１／εｒ１－１）／Ａ＋（１／εｃ＋１／εｒ２－１）／Ａ
により計算される。
【0032】
この式から、εｒ１とεｒ２のいずれを変更しても、全熱抵抗Ｒは同様に変化することが分かる。従って、リフレクタ３４０におけるヒータ３３０との対向面側の熱放射率を高めても、リフレクタ３４０におけるケース３１０との対向面側の熱放射率を高めても、ヒータ３３０とケース３１０との間の熱抵抗への影響は同一である。
【0033】
以下、熱量の移動メカニズムを用いて、より具体的に説明する。リフレクタ３４０におけるヒータ３３０との対向面側の熱放射率を高めると、ヒータ３３０とリフレクタ３４０との間の熱抵抗Ｒ１が低下する。これにより、ヒータ３３０からリフレクタ３４０に流れる熱量Ｑが増加する。そのため、ヒータ３３０の温度は低下し、リフレクタ３４０の温度は上昇する。すると、リフレクタ３４０とケース３１０との温度差が大きくなり、リフレクタ３４０からケース３１０に流れる熱量Ｑが増加する。
【0034】
これに対して、リフレクタ３４０におけるケース３１０との対向面側の熱放射率を高めると、ケース３１０とリフレクタ３４０との間の熱抵抗Ｒ２が低下する。これにより、リフレクタ３４０からケース３１０に流れる熱量Ｑが増加する。そのため、リフレクタ３４０の温度は低下する。すると、リフレクタ３４０とヒータ３３０との温度差が大きくなり、ヒータ３３０からリフレクタ３４０に流れる熱量Ｑが増加する。これにより、ヒータ３３０の温度が低下する。
【0035】
このように、リフレクタ３４０におけるヒータ３３０との対向面側の熱放射率を高めて
も、その裏側の熱放射率を高めても、ヒータ３３０の温度は低下する。従って、リフレクタ３４０の一部の熱放射率を高めることで、ヒータ３３０の一部の温度を低下させて、坩堝３２１の一部の温度を低下させることができる。これにより、ヒータ３３０及び坩堝３２１のうち、他の部位に比べて温度が高くなってしまう部位の温度を低下させて、坩堝３２１の温度分布の均一化を向上させることができる。
も、その裏側の熱放射率を高めても、ヒータ３３０の温度は低下する。従って、リフレクタ３４０の一部の熱放射率を高めることで、ヒータ３３０の一部の温度を低下させて、坩堝３２１の一部の温度を低下させることができる。これにより、ヒータ３３０及び坩堝３２１のうち、他の部位に比べて温度が高くなってしまう部位の温度を低下させて、坩堝３２１の温度分布の均一化を向上させることができる。
【0036】
＜本実施例に係る加熱装置，蒸発源及び蒸着装置の優れた点＞
本実施例によれば、例えば、第１リフレクタ３４１には、熱放射率が他の部位に比べて高い高熱放射率部３４１ａが部分的に設けられている。これにより、坩堝３２１の底面の温度分布の均一化を向上させることができる。高熱放射率部３４１ａを設ける位置については、上述の通りである。なお、上記の通り、第２ヒータ３３２と第２リフレクタ３４２、及び第３ヒータ３３３と第３リフレクタ３４３等についても、同様の構成を採用することで、坩堝３２１の側面や上面の温度分布の均一化を向上させることができる。
本実施例によれば、例えば、第１リフレクタ３４１には、熱放射率が他の部位に比べて高い高熱放射率部３４１ａが部分的に設けられている。これにより、坩堝３２１の底面の温度分布の均一化を向上させることができる。高熱放射率部３４１ａを設ける位置については、上述の通りである。なお、上記の通り、第２ヒータ３３２と第２リフレクタ３４２、及び第３ヒータ３３３と第３リフレクタ３４３等についても、同様の構成を採用することで、坩堝３２１の側面や上面の温度分布の均一化を向上させることができる。
【0037】
従って、坩堝３２１に収容された材料の一部が残ってしまうことを抑制することができ、また、全ての材料を加熱させるための電力消費を抑制することができる。
【0038】
（実施例２）
図６には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、リフレクタに設けられる高熱放射率部が表面処理部の場合について示したが、本実施例では、リフレクタに設けられる高熱放射率部が複数の貫通孔が形成されている部位の場合を示す。リフレクタ以外の構成については実施例１で説明した構成を適用可能であるので、その説明は省略する。
図６には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、リフレクタに設けられる高熱放射率部が表面処理部の場合について示したが、本実施例では、リフレクタに設けられる高熱放射率部が複数の貫通孔が形成されている部位の場合を示す。リフレクタ以外の構成については実施例１で説明した構成を適用可能であるので、その説明は省略する。
【0039】
図６は本発明の実施例２に係るリフレクタの概略構成図であり、同図（ａ）はリフレクタの平面図であり、同図（ｂ）はリフレクタの断面図（同図（ａ）中のＡＡ断面図）である。本実施例に係るリフレクタ３４１Ｙにおいても、上記実施例１の場合と同様に、高熱放射率部３４１Ｙａが設けられている。この高熱放射率部３４１Ｙａを設ける位置に関しては、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。そして、本実施例に係る高熱放射率部３４１Ｙａは、リフレクタ３４１Ｙの両面を貫通する複数の貫通孔が形成されている部位によって構成されている。貫通孔が設けられている部位においては、他の部位に比べて熱が逃げ易く、熱放射率が高くなる。
【0040】
以上のように構成されるリフレクタ３４１Ｙを採用した場合にも、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。なお、本実施例に係るリフレクタ３４１Ｙが、坩堝の底面側、坩堝の側面側、及び坩堝の上面側のいずれにも適用可能であることは、実施例１の場合と同様である。
【0041】
（実施例３）
図７には、本発明の実施例３が示されている。上記実施例１では、蒸発源が坩堝と拡散室とを備える場合の構成について示したが、本実施例では蒸発源には拡散室が設けられていない場合の構成を示す。その他の基本的な構成については、上記実施例１と同一であるので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
図７には、本発明の実施例３が示されている。上記実施例１では、蒸発源が坩堝と拡散室とを備える場合の構成について示したが、本実施例では蒸発源には拡散室が設けられていない場合の構成を示す。その他の基本的な構成については、上記実施例１と同一であるので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【0042】
図７は本発明の実施例３に係る蒸発源の模式的断面図である。なお、図７においては、一列に並ぶように設けられているノズル３５０の各中心軸線を含むように、鉛直方向上下に蒸発源３００Ｘを切断した断面を模式的に示している。
【0043】
本実施例に係る蒸発源３００Ｘにおいては、上記実施例１の場合と同様に、直方体形状の第１ケース３１１を備えているが、上記実施例１の場合とは異なり、第２ケース３１２
は備えられていない。第１ケース３１１が熱を遮断する役割を担っている点については、上記実施例１の場合と同様である。そして、この第１ケース３１１の内部には、上記実施例１の場合と同様に、基板に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝３２１が設けられている。本実施例においては、拡散室が設けられておらず、坩堝３２１の上面側に、拡散された材料を噴射するノズル３５０が複数設けられている。
は備えられていない。第１ケース３１１が熱を遮断する役割を担っている点については、上記実施例１の場合と同様である。そして、この第１ケース３１１の内部には、上記実施例１の場合と同様に、基板に蒸着させる物質の材料を収容する坩堝３２１が設けられている。本実施例においては、拡散室が設けられておらず、坩堝３２１の上面側に、拡散された材料を噴射するノズル３５０が複数設けられている。
【0044】
第１ケース３１１の内部において、坩堝３２１を取り囲むように複数の加熱ヒータ（第１ヒータ３３１，第２ヒータ３３２及び第３ヒータ３３３など）が設けられる点については、上記実施例１の場合と同様である。また、各ヒータと、第１ケース３１１の内壁面との間に、それぞれヒータからの熱を反射させるリフレクタ（第１リフレクタ３４１，第２リフレクタ３４２及び第３リフレクタ３４３など）が設けられている点についても、上記実施例１の場合と同様である。そして、本実施例においても、各リフレクタに、高熱放射率部が部分的に設けられる。高熱放射率部が設けられる位置については、上記実施例１で説明した通りである。
【0045】
以上のように構成される本実施例に係る蒸発源３００Ｘにおいても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。つまり、坩堝３２１の壁面の温度分布の均一化を向上させることができる。そして、坩堝３２１の壁面の温度分布の均一化を向上させることによって、複数のノズル３５０から噴射させる材料の量の均一化を図ることもできる。そのため、拡散室を設けなくても、基板に形成させる膜厚の均一化を図ることができるといった利点もある。
【0046】
（その他）
上記実施例においては、発熱体の密度が位置に応じて異なる場合の構成を示した。しかしながら、発熱体の密度が位置に応じて異なっていない構成を採用した場合でも、リフレクタに高熱放射率部を設ける構成を採用することで、坩堝の温度分布の均一化を向上させる効果が得られることは言うまでもない。また、上記実施例１においては、表面処理部により構成される高熱放射率部が、リフレクタにおけるヒータとの対向面側に設けられる場合と、リフレクタにおけるヒータとの対向面の裏側に設けられる場合について説明した。しかしながら、表面処理部により構成される高熱放射率部を、リフレクタの両面にそれぞれ設ける構成を採用することもできる。また、上記各実施例においては、リフレクタが１枚の金属板により構成される場合を示した。しかしながら、２枚以上のリフレクタを重ねるようにして設ける構成も採用することができる。この場合には、２枚以上のリフレクタのうち、少なくともいずれか一つのリフレクタに高熱放射率部を設ければよい。
上記実施例においては、発熱体の密度が位置に応じて異なる場合の構成を示した。しかしながら、発熱体の密度が位置に応じて異なっていない構成を採用した場合でも、リフレクタに高熱放射率部を設ける構成を採用することで、坩堝の温度分布の均一化を向上させる効果が得られることは言うまでもない。また、上記実施例１においては、表面処理部により構成される高熱放射率部が、リフレクタにおけるヒータとの対向面側に設けられる場合と、リフレクタにおけるヒータとの対向面の裏側に設けられる場合について説明した。しかしながら、表面処理部により構成される高熱放射率部を、リフレクタの両面にそれぞれ設ける構成を採用することもできる。また、上記各実施例においては、リフレクタが１枚の金属板により構成される場合を示した。しかしながら、２枚以上のリフレクタを重ねるようにして設ける構成も採用することができる。この場合には、２枚以上のリフレクタのうち、少なくともいずれか一つのリフレクタに高熱放射率部を設ければよい。
【符号の説明】
【0047】
１０…蒸着装置，２０…基板，１００…チャンバ，３００…蒸発源，３２１…坩堝，３３０…ヒータ，３３１…第１ヒータ，３３１ｂ…発熱体，３４０…リフレクタ，３４１…第１リフレクタ，３４１ａ…高熱放射率部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
