JPH0318500Y2 - - Google Patents
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- JPH0318500Y2 JPH0318500Y2 JP1985186992U JP18699285U JPH0318500Y2 JP H0318500 Y2 JPH0318500 Y2 JP H0318500Y2 JP 1985186992 U JP1985186992 U JP 1985186992U JP 18699285 U JP18699285 U JP 18699285U JP H0318500 Y2 JPH0318500 Y2 JP H0318500Y2
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Landscapes
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案による薄膜形成装置は誘電体多層光学膜
を形成するための装置であるが、その他にも装飾
用表面被覆、各種電気部品の電極形成、光デイス
クの成膜などにも極めて有用な装置である。また
薄膜形成の基板として適当な単結晶基板を用いる
ことにより超格子薄膜の形成が可能であるため産
業上の新分野を築くためにも果す役割の大きな薄
膜形成装置である。
を形成するための装置であるが、その他にも装飾
用表面被覆、各種電気部品の電極形成、光デイス
クの成膜などにも極めて有用な装置である。また
薄膜形成の基板として適当な単結晶基板を用いる
ことにより超格子薄膜の形成が可能であるため産
業上の新分野を築くためにも果す役割の大きな薄
膜形成装置である。
本考案による薄膜形成装置は真空槽内に電子ビ
ーム加熱式蒸着源を少なくとも２個以上配し、各
蒸着源からの原料蒸気を各々独立にしや断あるい
は解放できるシヤツター制御機構を配し、反応ガ
ス導入口を配し、基板温度が300℃以上にできる
基板加熱機構と基板表面での光強度が１ｍＷ／cm2
以上にできる紫外線ランプを配して、少なくとも
10-3torr以下に真空引きされた真空槽内であるい
は反応ガス槽内で基板に紫外線を照射しながら、
かつ基板を加熱した状態で少なくとも２個以上の
電子ビーム加熱式蒸発源から異種物質を交互に蒸
発させることにより均質で付着力の強い多層膜を
形成することを可能としたものである。
ーム加熱式蒸着源を少なくとも２個以上配し、各
蒸着源からの原料蒸気を各々独立にしや断あるい
は解放できるシヤツター制御機構を配し、反応ガ
ス導入口を配し、基板温度が300℃以上にできる
基板加熱機構と基板表面での光強度が１ｍＷ／cm2
以上にできる紫外線ランプを配して、少なくとも
10-3torr以下に真空引きされた真空槽内であるい
は反応ガス槽内で基板に紫外線を照射しながら、
かつ基板を加熱した状態で少なくとも２個以上の
電子ビーム加熱式蒸発源から異種物質を交互に蒸
発させることにより均質で付着力の強い多層膜を
形成することを可能としたものである。
従来より誘電体多層光学膜は真空槽内で基板を
200℃〜350℃に加熱しながら複数の電子ビーム加
熱式蒸発源あるいは複数の抵抗加熱式蒸発源から
異種物質を交互に高真空中あるいは反応ガス中で
蒸発させて形成されており、上記の技術は公知の
技術である。また膜の付着力を増加させるため、
蒸発源からの蒸気をプラズマ化させたりあるいは
イオンビームを基板に照射させたりする機構を有
する装置は既に市販されている。
200℃〜350℃に加熱しながら複数の電子ビーム加
熱式蒸発源あるいは複数の抵抗加熱式蒸発源から
異種物質を交互に高真空中あるいは反応ガス中で
蒸発させて形成されており、上記の技術は公知の
技術である。また膜の付着力を増加させるため、
蒸発源からの蒸気をプラズマ化させたりあるいは
イオンビームを基板に照射させたりする機構を有
する装置は既に市販されている。
しかしながら上述の薄膜形成装置において特に
その膜の付着力を増加させる機構においては、高
周波電源あるいは高圧電源等の高価な装置を用い
なければならない上に取扱い上の人体への危険性
も高い機構を用いなければならないという問題点
を有していた。本考案による薄膜形成装置は上記
問題点を解決し安価で安全な膜の付着力を増加さ
せる機構を有する薄膜形成装置を提供するもので
ある。
その膜の付着力を増加させる機構においては、高
周波電源あるいは高圧電源等の高価な装置を用い
なければならない上に取扱い上の人体への危険性
も高い機構を用いなければならないという問題点
を有していた。本考案による薄膜形成装置は上記
問題点を解決し安価で安全な膜の付着力を増加さ
せる機構を有する薄膜形成装置を提供するもので
ある。
本考案による薄膜形成装置は特に膜の付着力を
増加させる機構として基板表面での光強度が１ｍ
Ｗ／cm2以上にできる紫外線ランプを配し、少なく
とも10-3torr以下に真空引きされた真空槽内ある
いは反応ガス槽内で基板に紫外線を照射しなが
ら、かつ基板を加熱した状態で少なくとも２個以
上の電子ビーム加熱式蒸発源から異種物質を交互
に蒸発させることにより均質で付着力の強い多層
膜を形成することを可能とし上記問題点を解決し
た。
増加させる機構として基板表面での光強度が１ｍ
Ｗ／cm2以上にできる紫外線ランプを配し、少なく
とも10-3torr以下に真空引きされた真空槽内ある
いは反応ガス槽内で基板に紫外線を照射しなが
ら、かつ基板を加熱した状態で少なくとも２個以
上の電子ビーム加熱式蒸発源から異種物質を交互
に蒸発させることにより均質で付着力の強い多層
膜を形成することを可能とし上記問題点を解決し
た。
次に図面を用いながら実施例に沿つて本考案に
よる薄膜形成装置を説明する。図は本考案による
薄膜形成装置の構成図であり、１は真空槽、２は
基板加熱ヒーター、３は水晶振動子式膜厚モニタ
ー、４はシヤツター、５は排気口、６は電子ビー
ム加熱式蒸発源、７は真空ゲージ、８は基板ホル
ダー、９は基板、１０は熱電対、１１は紫外線ラ
ンプ、１２は反応ガス導入口である。真空槽１内
のガス圧は真空ゲージ７で計測し、真空槽１の拝
気は排気口５を通じて油拡散ポンプあるいはクラ
イオポンプあるいはターボポンプと油回転ポンプ
を組合せ行われる。基板９は基板ホルダー８にネ
ジあるいはバネで取付けられ、基板温度は熱電対
１０で計測される。基板加熱は基板加熱ヒーター
２を用いるがＷランプ、ハロゲンランプ等を用い
てもよい。基板への紫外線照射は紫外線ランプ１
１を用いて行われ、基板表面の紫外線強度は紫外
線ランプ１１の電源電圧との関係であらかじめ計
測されており、紫外線ランプ１１へ印加された電
源電圧を計測することにより計測される。蒸着原
料は２つの電子ビーム加熱式蒸着源に設定され電
子ビームで加熱溶融される。基板９上へ形成され
る薄膜材料の選択はシヤツター４の開閉により行
われる。すなわちシヤツター４を開いている方の
蒸着原料が基板９上に薄膜として形成され、両シ
ヤツター共開いている状態では両電子ビーム加熱
式蒸着源に設定された原料の混合薄膜が形成さ
れ、両シヤツター共閉じている状態では基板９上
には薄膜は形成されない。またこのとき基板９上
に形成された薄膜の膜厚の計測は水晶振動子式膜
厚モニター３で行い、水晶振動子式膜厚モニター
３からの信号は電子ビーム加熱式蒸着源６の電源
にフイードバツクされ蒸着原料の蒸着速度を制御
できるようになつている。また、水晶振動子式膜
厚モニター３の代わりに通常誘電体多層光学膜を
形成する場合に良く用いられている光学式膜厚モ
ニターを用いてもよい。また、TiO2、ZrO2など
の材料を成膜する場合にはO2ガス雰囲気中で蒸
着するのが一般的であるがこのときのO2ガス導
入は反応ガス導入口１２から行われる。
よる薄膜形成装置を説明する。図は本考案による
薄膜形成装置の構成図であり、１は真空槽、２は
基板加熱ヒーター、３は水晶振動子式膜厚モニタ
ー、４はシヤツター、５は排気口、６は電子ビー
ム加熱式蒸発源、７は真空ゲージ、８は基板ホル
ダー、９は基板、１０は熱電対、１１は紫外線ラ
ンプ、１２は反応ガス導入口である。真空槽１内
のガス圧は真空ゲージ７で計測し、真空槽１の拝
気は排気口５を通じて油拡散ポンプあるいはクラ
イオポンプあるいはターボポンプと油回転ポンプ
を組合せ行われる。基板９は基板ホルダー８にネ
ジあるいはバネで取付けられ、基板温度は熱電対
１０で計測される。基板加熱は基板加熱ヒーター
２を用いるがＷランプ、ハロゲンランプ等を用い
てもよい。基板への紫外線照射は紫外線ランプ１
１を用いて行われ、基板表面の紫外線強度は紫外
線ランプ１１の電源電圧との関係であらかじめ計
測されており、紫外線ランプ１１へ印加された電
源電圧を計測することにより計測される。蒸着原
料は２つの電子ビーム加熱式蒸着源に設定され電
子ビームで加熱溶融される。基板９上へ形成され
る薄膜材料の選択はシヤツター４の開閉により行
われる。すなわちシヤツター４を開いている方の
蒸着原料が基板９上に薄膜として形成され、両シ
ヤツター共開いている状態では両電子ビーム加熱
式蒸着源に設定された原料の混合薄膜が形成さ
れ、両シヤツター共閉じている状態では基板９上
には薄膜は形成されない。またこのとき基板９上
に形成された薄膜の膜厚の計測は水晶振動子式膜
厚モニター３で行い、水晶振動子式膜厚モニター
３からの信号は電子ビーム加熱式蒸着源６の電源
にフイードバツクされ蒸着原料の蒸着速度を制御
できるようになつている。また、水晶振動子式膜
厚モニター３の代わりに通常誘電体多層光学膜を
形成する場合に良く用いられている光学式膜厚モ
ニターを用いてもよい。また、TiO2、ZrO2など
の材料を成膜する場合にはO2ガス雰囲気中で蒸
着するのが一般的であるがこのときのO2ガス導
入は反応ガス導入口１２から行われる。
〔実施例１〕
上述した本考案による薄膜形成装置を用いて
TiO2単層膜を形成した。基板にはBK７ガラスを
用いてO2ガスを５×10-4torrまで導入してTiO3
を原料として蒸着した。また蒸着時の基板温度を
40℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、基
板表面の紫外線強度を0mW／cm2、0.5mW／cm2、
1mW／cm2、1.5mW／cm2、2mW／cm2、2.5mW／
cm2、3mW／cm2と変化させて薄膜形成を行つたと
ころ、各基板温度に対して基板表面における紫外
線強度が1mW／cm2以上になると形成されたTiO2
膜の付着力は急激に大きくなることがわかつた。
そして紫外線強度0mWで基板加熱温度300℃の条
件で作製したTiO2膜と紫外線強度1mWで基板加
熱温度150℃の条件で作製したTiO2膜の付着力は
同等であり、紫外線強度が1mW／cm2以上の条件
で形成されたTiO2膜の付着力はそれ以上の値を
持つことがわかつた。なおTiO2膜の付着力は引
きはがし法とひつかき法により評価した。
TiO2単層膜を形成した。基板にはBK７ガラスを
用いてO2ガスを５×10-4torrまで導入してTiO3
を原料として蒸着した。また蒸着時の基板温度を
40℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、基
板表面の紫外線強度を0mW／cm2、0.5mW／cm2、
1mW／cm2、1.5mW／cm2、2mW／cm2、2.5mW／
cm2、3mW／cm2と変化させて薄膜形成を行つたと
ころ、各基板温度に対して基板表面における紫外
線強度が1mW／cm2以上になると形成されたTiO2
膜の付着力は急激に大きくなることがわかつた。
そして紫外線強度0mWで基板加熱温度300℃の条
件で作製したTiO2膜と紫外線強度1mWで基板加
熱温度150℃の条件で作製したTiO2膜の付着力は
同等であり、紫外線強度が1mW／cm2以上の条件
で形成されたTiO2膜の付着力はそれ以上の値を
持つことがわかつた。なおTiO2膜の付着力は引
きはがし法とひつかき法により評価した。
〔実施例２〕
MgF2とZnSを原料として電子ビーム加熱によ
り加熱し、シヤツター４を交互に開閉することに
より膜厚約20ÅのMgF2膜と膜厚約16ÅのZnS膜
を交互に50層ずつ形成しその電子線回折を調べ
た。なお基板にはMgO単結晶の＜100＞面を用い
蒸着真空層は１〜２×10-6torrであり、基板加熱
温度は200℃とし、基板表面の紫外線強度は
0mW／cm2、0.5mW／cm2、1mW／cm2、1.5mW／
cm2、2mW／cm2、2.5mW／cm2、3mW／cm2と変化さ
せた。この結果、基板表面の紫外線強度が
0.5mW／cm2以下の条件で作製したMgF2、ZnS交
互多層膜は非晶質部分を多く含む多結晶膜とな
り、基板表面の紫外線強度が1mW／cm2、
1.5mW／cm2の条件で作製したMgF2、ZnS交互多
層膜は多結晶膜となり、基板表面の紫外線強度が
2mW／cm2以上の条件で作製したMgF2、ZnS交互
多層膜は単結晶膜すなわち超格子単結晶膜となる
ことがわかつた。このようにして、基板表面の紫
外線強度が2mW／cm2以上となるように紫外線照
射したMgF2、ZnSの交互多層膜は基板温度が200
℃という低温で超格子単結晶膜になることがわか
つた。これらの結果はCdS、InSbの交互多層膜の
ような半導体材料についても同様に得られてい
る。このときの基板温度は300℃であつた。
り加熱し、シヤツター４を交互に開閉することに
より膜厚約20ÅのMgF2膜と膜厚約16ÅのZnS膜
を交互に50層ずつ形成しその電子線回折を調べ
た。なお基板にはMgO単結晶の＜100＞面を用い
蒸着真空層は１〜２×10-6torrであり、基板加熱
温度は200℃とし、基板表面の紫外線強度は
0mW／cm2、0.5mW／cm2、1mW／cm2、1.5mW／
cm2、2mW／cm2、2.5mW／cm2、3mW／cm2と変化さ
せた。この結果、基板表面の紫外線強度が
0.5mW／cm2以下の条件で作製したMgF2、ZnS交
互多層膜は非晶質部分を多く含む多結晶膜とな
り、基板表面の紫外線強度が1mW／cm2、
1.5mW／cm2の条件で作製したMgF2、ZnS交互多
層膜は多結晶膜となり、基板表面の紫外線強度が
2mW／cm2以上の条件で作製したMgF2、ZnS交互
多層膜は単結晶膜すなわち超格子単結晶膜となる
ことがわかつた。このようにして、基板表面の紫
外線強度が2mW／cm2以上となるように紫外線照
射したMgF2、ZnSの交互多層膜は基板温度が200
℃という低温で超格子単結晶膜になることがわか
つた。これらの結果はCdS、InSbの交互多層膜の
ような半導体材料についても同様に得られてい
る。このときの基板温度は300℃であつた。
以上述べたように本考案による薄膜形成装置は
電子ビーム加熱式蒸着源を少なくとも２個以上お
よび上記蒸着源からの原料蒸気を各々独立にしや
断あるいは開放できるシヤツター制御機構および
基板温度を300℃以上にできる基板加熱機構およ
び基板表面での光強度が1mW／cm2以上にできる
紫外線ランプおよび反応ガス導入口を10-3torr以
下に排気可能な真空槽内に配することにより、付
着力の大きな誘電体多層光学膜を低温で作製でき
るとともに超格子単結晶という新しい薄膜材料合
成をも可能とするものであり、誘電体多層膜光学
部品の信頼性を上げるとともに新しい産業上の応
用を可能とする材料合成法の一方法を提供し光電
子産業へ与える効果は大きい。また従来よりも安
価で安全な方法で膜の付着力を増加させることが
できるという効果も持つている。
電子ビーム加熱式蒸着源を少なくとも２個以上お
よび上記蒸着源からの原料蒸気を各々独立にしや
断あるいは開放できるシヤツター制御機構および
基板温度を300℃以上にできる基板加熱機構およ
び基板表面での光強度が1mW／cm2以上にできる
紫外線ランプおよび反応ガス導入口を10-3torr以
下に排気可能な真空槽内に配することにより、付
着力の大きな誘電体多層光学膜を低温で作製でき
るとともに超格子単結晶という新しい薄膜材料合
成をも可能とするものであり、誘電体多層膜光学
部品の信頼性を上げるとともに新しい産業上の応
用を可能とする材料合成法の一方法を提供し光電
子産業へ与える効果は大きい。また従来よりも安
価で安全な方法で膜の付着力を増加させることが
できるという効果も持つている。
図は本考案による薄膜形成装置の構成図であ
る。 １……真空槽、２……基板加熱ヒーター、３…
…水晶振動子式膜厚モニター、４……シヤツタ
ー、５……排気口、６……電子ビーム加熱式蒸着
源、７……真空ゲージ、８……基板ホルダー、９
……基板、１０……熱電対、１１……紫外線ラン
プ、１２……反応ガス導入口。
る。 １……真空槽、２……基板加熱ヒーター、３…
…水晶振動子式膜厚モニター、４……シヤツタ
ー、５……排気口、６……電子ビーム加熱式蒸着
源、７……真空ゲージ、８……基板ホルダー、９
……基板、１０……熱電対、１１……紫外線ラン
プ、１２……反応ガス導入口。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 少なくとも10-3torr以下に排気可能な真空槽を
有する薄膜形成装置において、 前記真空槽内に、 ２個以上の蒸発源と、 前記蒸発源からの原料蒸気を各々独立に遮断あ
るいは解放できるシヤツター制御手段と、 基板を加熱する基板加熱手段と、 基板表面を照射する紫外線発生手段と、 反応ガスを導入するガス導入口とを配置した事
を特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985186992U JPH0318500Y2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985186992U JPH0318500Y2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293363U JPS6293363U (ja) | 1987-06-15 |
| JPH0318500Y2 true JPH0318500Y2 (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=31137054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985186992U Expired JPH0318500Y2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0318500Y2 (ja) |
-
1985
- 1985-12-04 JP JP1985186992U patent/JPH0318500Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6293363U (ja) | 1987-06-15 |
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