JPH02298261A - 薄膜蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザあるいはその他の光源を用いて薄膜を
形成する薄膜蒸着装置に関し、特に透過窓の曇りを防止
することのできる薄膜蒸着装置に関するものである。

〔従来の技術〕

セラミクスなどのように、融点や電気絶縁性の高い物質
の薄膜を形成するための手段として、レーザビームなど
の強度の強い光源を用いる方法が関心を集めている。第
５図に従来の薄膜蒸着装置の構成を示す６図においてｌ
は光源で、例えばＣＯｔレーザ発振器、２は発振器１か
ら放出されたレーザビーム、３はレーザビーム２の光路
の１１を変えるためのレーザミラー、４はレーザビーム
２を集束するための集光レンズ、５はレーザビーム２を
真空中に導入するための透過窓、６は蒸着しようとする
物質で、例えばアルミナ、石英ガラスなどからなるター
ゲット、７は蒸着が行われる基板、８は真空排気系、９
は真空槽で、内部はｌＯ−’Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ台の真空度
、望ましくは１０−４から１０−ｈＴｏ　ｒ　ｒ台の高
真空領域の真空度に保たれている。

レーザ発振器１から放出されたレーザビーム２は集光レ
ンズ４で集束され、ターゲット６に照射される。“ター
ゲット６上でのレーザビームのエネルギ密度は集束され
ているため、非常に高い。このため、アルミナ、石英ガ
ラスなどの高融点物質で構成されているターゲット６も
溶融、蒸発させることが出来る。ターゲット６表面から
蒸発した蒸気は真空槽９内が高真空に保たれているため
残留ガスとの散乱や反応を生じることなくその大部分は
基板７に到着する。基板７に到着した蒸気は凝固し、薄
膜を形成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の薄膜蒸着装置は以上のように構成され、上述のよ
うな原理で薄膜が形成されるわけであるが、蒸気はあら
ゆる方向に向かって蒸発するため少量ではあるが、透過
窓５にも蒸気は飛来し、付着する。このため、次第に透
過窓５は曇り、透過率は低下する。例えば１００Ｗのエ
ネルギを投入し、３０分間蒸着するだけで、透過率は１
６％も低下する。透過率が低下するとレーザエネルギの
一部が透過窓５に吸収されるため、透過窓５の温度上昇
が生じる。温度が上昇すると透過窓５の屈折率変化によ
って熱レンズ効果が生じる。熱レンズ効果が生じると、
ターゲット６上でのエネルギ密度が低下するため蒸発速
度が低下する。このため透過窓５を適宜交換しなければ
ならない、従来の装置では２０〜３０分蒸着する毎に交
換しなければならなかった。交換のたびに真空を破らな
ければならないため、生産効率が非常に低いという問題
点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、透過窓に蒸気が付着しない薄膜蒸着装置を得
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る薄膜蒸着装置は、ターゲットと透過窓の
間に設けられた、光が貫通できる大きさのオリフィスを
有する差圧排気室と、この差圧排気室にガスを供給する
ガス導入手段とを備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、光が貫通できる程度の小さなオリ
フィスを有する差圧排気室を設け、この差圧排気室にガ
スを供給する構成としたから、真空槽内の圧力を大きく
変化させることなく、差圧排気室の内部の圧力を高くす
ることができ、これにより透過窓に向かって蒸発した蒸
気を差圧排気室内のガスと衝突により散乱させ、透過窓
まで到着することを防ぐことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図に従って説明する。

第１図はこの発明の一実施例による薄膜蒸着装置を示す
構成図である０図において第５図と同一符号は同一部分
を示し、ＩＯは差圧排気室として働くノズル、１１はノ
ズル１０にＡｒ、Ｈｅ、Ｎ。

などのガスを導入するためのガス導入設備である。

次に動作について説明する。

ノズル１０の先端は排気コンダクタンスを小さくするた
めにオリフィス状になっている。排気コンダクタンスを
小さくするために、レーザビームが直接あたらない範囲
でオリフィス内径は小さいほどよい０例えば直径８踵、
長さ２５−程度のものを使うことができる。

このオリフィスを通してガスを流すと、たとえガス流量
が少なくてもノズル１０内と真空槽９内の間に大きな圧
力差を生じさせることができる。

例えば数ＳＣＣＭのガスを流すと、真空槽９内の圧力を
１０−’Ｔｏ　ｒ　ｒ台に保ったまま、ノズル１０内の
圧力を１０−”１０−’Ｔｏ　ｒ　ｒにすることが出来
る。圧力が１０−”Ｔｏｒｒの時、ガス分子の平均自由
行程は５Ｍと非常に短い。このことはノズル１０内部で
はガス分子同志の衝突が非常にさかんに行われているこ
とを意味する。透過窓５に向かって蒸発した蒸気もノズ
ル１０内に入ると、ガス分子と衝突し、散乱されるため
、軌道が曲げられるので、透過窓５にまで到着する蒸気
の量は極くわずかでしかない、しかもガス流量は極く少
量である上に、真空槽９内部の圧力は依然高真空の状態
に保たれているため、蒸着膜の性質が劣化することもな
い。

次に実験結果を示す、第１図はノズル１０内部の圧力と
、透過率の減少量の関係を示している。

第１図から従来３０分間蒸着しただけで１６％も低下し
ていたものを、０．２％に抑えることができたことがわ
かる。

なお、上記実施例ではＣＯオレーザを光源として用いる
ものについて述べたが、この発明ではレーザの種類は限
定されるものではなく、他の光源、例えばＹＡＧレーザ
、エキシマレーザなど任意の光源を用いることができ、
本発明は全ての光源に対して同様の効果を奏する。また
本発明はターゲットやガスの種類、流量も限定されるも
のでないことは言うまでもない。

また、オリフィスの形状に関してはいくつかの形態が考
えられる。

第３図は本発明の他の実施例による薄膜蒸着装置の差圧
排気室を示す図である。この実施例ではノズルとオリフ
ィスを分離した分離型オリフィスとしており、このよう
な本実施例では、オリフィスの作製を容易に行うことが
できる。

また第４図は本発明のさらに他の実施例による薄膜蒸着
装置の差圧排気室を示す図であり、この実施例のように
オリフィスはテーバ状であってもよく、こうすればオリ
フィス作製の難易度は増大するが、排気コンダクタンス
をより小さくすることが出来る。

また上記実施例では、集光レンズと透過窓を別々に形成
した例を示したが、透過窓が集光レンズを兼ねているよ
うにしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効°果］ 以上のように、この発明によれば、透過窓の曇りを防止
するためにターゲットと透過窓の間に差圧排気室を設け
、かつこの差圧排気室にガスを供給するガス導入手段を
設けたので、透過窓の曇りを抑制することができ、窓の
交換頻度を大幅に減らすことができ、生産性を大幅に向
上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による薄膜蒸着装置の原理
を示す装置構成図、第２図はこの発明の一実施例による
効果を示す実験結果図、第３図及び第４図はこの発明の
他の実施例を示す構成図、第５図は従来の薄膜蒸着装置
の原理を示す装置構成図である。 ５は透過窓、１０はノズル（差圧排気室）、１１はガス
導入手段。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空中におかれたターゲットに集束された光を照
   射し、該ターゲットを蒸発させることによって成膜を行
   う薄膜蒸着装置において、 光透過膜とターゲットの間に光が貫通できる大きさのオ
   リフィスを有する差圧排気室と、 該差圧排気室にガスを供給するガス導入手段とを備えた
   ことを特徴とする薄膜蒸着装置。