JPH04143274A - 薄膜形成装置 - 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 本発明は、薄膜形成装置に関し、詳しくは、基板を揺動
させつつ回転させながら薄膜を形成することにより、基
板上に膜厚の均一な薄膜を形成することを可能とした薄
膜形成装置に関する。

従】４０【４ 真空蒸着装置などの薄膜形成装置においては、基板上に
均一な薄膜を形成することが要求される。しかしながら
、大きな基板面や、レンズ形状のように曲率をもった基
板面に均一な薄膜を形成することは困難な場合が多い。

真空蒸着装置において、蒸発源は理想的には点源と考え
られ、膜厚の分布は照明系の強度を求めるのと全く同じ
方法によって計算できる。

煮蒸発源から微小平面上の付着量は次式で表わされる（
第６図参照）。

ｄＭ＝１・□・ｄ８ ４π　　　γ２ ｄｓ：微小平面 ｄ、４：立体角を通過する付着量 ｍ：単位時間に蒸着された量 θ：蒸発源と微小平面の垂線とのなす角（入射角）γ：
蒸発源と微小平面との距離 したがって、基板を単に水平に並べたのでは、各基板ご
とに蒸発源からの距離および入射角が異なり、均一な膜
厚を形成することができない。

そこで、ドーム状に基板を支持して蒸発源からの距離お
よび入射角が等しくなるようにし、かつ、基板を回転さ
せて均一化を図ったり、あるいは、蒸発源と基板との間
に、蒸発源から飛翔する蒸着材料を一部遮蔽する補正板
を設けて膜厚分布の均一化を図ることが行なわれている
。

さらに、基板ホルダを幾つかの基板を含む複数の区域に
分割し、この分割した単位体を回転（自転）させると共
に、基板ホルダ全体を回転（公転）させて膜厚の均一化
を図る遊星回転機構も知られている。

しかしながら、上記いずれの方法も膜厚の均一化という
点では必ずしも十分でなく、よりいっそうの改善がまた
れている。膜厚の均一化が実現すれば、多数の基板を一
度に処理することや、大型平面基板、大型曲面基板に均
一な薄膜を形成することが可能となる。

明が解　しようとする課 本発明は、基板上に均一な膜厚の薄膜を形成することを
可能とした薄膜形成装置を提供するものである。

Ａ１１１１暖 本発明の薄膜形成装置は、 薄膜形成材料の飛翔源に向けて基板を支持する基板ホル
ダと、 薄膜形成材料の飛翔方向に対して基板ホルダを揺動しつ
つ、この飛翔方向と交差する面方向に基板ホルダを回転
させる揺動回転機構を具えたことを特徴とする。

生−ｍ−■ 上記構成によれば、薄膜形成材料の飛翔方向に基板を揺
動させつつ回転させながら、基板上に薄膜形成材料が堆
積されて薄膜が形成されることになり、基板と薄膜形成
材料の飛翔源との距離が刻々と変化し、基板上に堆積す
る薄膜量の均一化を図ることができる。

大−施一気 第１図は、本発明を真空蒸着装置に応用した場合の実施
例を示す概念図であり、第２図は基板の揺動回転機構を
示す斜視図である。

真空槽１１の下部には、蒸発源１３（薄膜形成材料の飛
翔源）が設けられ、−右上部には基板の揺動回転機構２
１が設けられている。

揺動回転機構２１は、１１［数の基板７３を搭載したマ
スク７１を支持する基板ホルダ５１、基板ホルダ５１を
回転可能に支持する揺動部材３１、揺動部材３１を揺動
自在に支持する主回転軸２３、揺動部材３１の揺動をガ
イドするガイドリング６１から主として構成されている
。

主回転軸２３には４本の支持アーム２５が設けられてお
り、支持アーム２５の先端の支持ブロック２７に揺動部
材３１が、吊られるようにして取り付けられている。第
３図は、この状態を示す平面図であり、揺動部材３１上
の基板ホルダ５１を取り外した状態で示しである。リン
グ状の揺動部材３１には２本の揺動軸３３が固定されて
おり、この揺動軸３３が支持ブロック２７に対して回転
自在に嵌装されている。揺動部材３１にはガイドローラ
３５が取り付けられており、このガイドローラ３５はガ
イドリング６１の下方側に刻設されたガイド６３溝に嵌
め込まれている。ガイド溝６３は、蒸着材料１５（薄膜
形成材料）の飛翔方向Ａ（第１図参照）に蛇行して、ガ
イドリング６１の全周にわたって刻設されている。

揺動部材３１上には、第４図に示すようにボールベアリ
ング４３を介して、リング状の基板ホルダ５１が載置さ
れている。揺動部材３１に固定された４つの支持杆３９
に回転自在に支持ローラ４１が取り付けら九でいる（第
５図参照）。この支持ローラ４１により、基板ホルダ５
１が揺動部材３１に対して押え付けられ、基板ホルダ５
１は滑落することなく、揺動部材３１のボールベアリン
グ４３上で。

その仮想軸５５（第１図参照）を中心として回転（自転
）することができる。基板ホルダ５１の外周面には歯５
３が刻設されており、ガイドリング６１のガイド溝６３
より上側の内周面に刻設された歯６５と、ラック・ピニ
オンを構成している。基板ホルダ５１には、複数の基板
７３を搭載したマスク７１が、その中央部を蒸発源１３
に向けて凸出するようにして、載置されている。

真空蒸着に際しては、主回転軸２３を回転させることに
より、基板ホルダ５１を揺動回転させながら、蒸発源１
３から蒸着材料１５を蒸発させることにより、数多くの
基板上に膜厚の均一な薄膜を形成させることができる。

主回転軸２３を回転させると、支持アーム２５、支持ブ
ロック２７を介して揺動軸３３により取り付けられた４
つの揺動部材３１が主回転軸２３を中心として回転し、
この上に載置された基板ホルダ５１が回転（公転）する
。また、ガイドリング６１とのラック・ピニオン機構に
より、基板ホルダ５１自体もその仮想軸５５（第１図参
照）を中心として回転（自転）する。すなわち、第１図
に示すように基板ホルダ５１は、蒸発源１３に基板面を
向けて、蒸着材料１５の飛翔方向（矢印Ａ）と交差する
面方向に自転（矢印ｒ）および公転（矢印Ｒ）する。ま
た、蒸着材料１５の飛翔方向Ａに蛇行するガイド部材６
１のガイド溝６３内をガイドローラ３５が回転。

摺動しながら移動することにより、ガイドローラ３５に
固定された揺動部材３１がその公転につれて、矢印方向
Ｂに揺動を繰り返す。第４図に揺動前後の状態を直線お
よび一点鎖線で示した。

このように、回転させつつ揺動させることにより、基板
５３と蒸発源１３との距離が刻々と変化して、蒸発条件
の均一化が図れ、同一真空槽内の多数の基板面に対して
均一な膜厚で薄膜を形成することができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。

例えば以上の実施例では、多数の基板がセットされたマ
スク７１を、基板ホルダ３１上に搭載する場合を示した
が、１個の大型基板を基板ホルダ３１に搭載してもよい
。

また、揺動回転機構も第２図に示したものに限定されず
、例えば、主回転輪２３から、その回転に伴なって揺動
を繰り返す揺動アームを複数突出せしめ、これに基板ホ
ルダを回転自在に取り付けてもよい。

見更魚夏果 本発明によれば、基板ホルダを、薄膜形成材料の飛翔方
向に対して揺動しつつ、この飛翔方向に交差する面方向
に回転さる揺動回転機構を薄膜形成装置に設けることに
より、同一真空槽内で処理される多数の基板や、大面積
の基板に厚さの均一な薄膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄膜形成装置の実施例を示す模式図で
あり、第２図はその揺動回転機構を示す斜視図である。 第３図は、揺動部材３１の支持アーム２５への取付は状
態を示す平面図であり、揺動部材３１上へ搭載されるボ
ールベアリング４３および基板ホルダ５１を取り外した
状態で示している。 第４図は揺動部材３１上での基板ホルダ５１の支持状態
および揺動の前後を示す断面図である。 但し、ハツチングは付与していない。 第５図は、支持ローラ４１の近傍を示す断面図である。 但し、ハツチングは付与していない。 第６図は、煮蒸発源からの微小平面上の付漕量を示す説
明図である。 １１・・・真　空　槽 １５・・・蒸着材料 ２３・・・主回転軸 ２７・・・支持ブロック ３３・・・揺　動　軸 ３９・・・支　持　杆 ４３・・・ボールベアリング ５１・・・基板ホルダ ６１・・・ガイドリング ６５・・・歯 ７３・・・基　　　　板 １３・・・蒸　　発　　源 ２１・・・揺動回転機構 ２５・・・支持アーム ３１・・・揺動部材 ３５・・・ガイドローラ ４１・・・支持ローラ ５３・・・歯 ６３・・・ガイ　ド溝 ７１・・・マ ス ク 特許出願人　真空器械工業株式会社 代理人弁理士　臼　村　　文　見、−テ第 図 第２ 図 蒸発源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．薄膜形成材料の飛翔源に向けて基板を支持する基板
   ホルダと、 薄膜形成材料の飛翔方向に対して基板ホル ダを揺動しつつ、この飛翔方向と交差する面方向に基板
   ホルダを回転させる揺動回転機構を具えたことを特徴と
   する薄膜形成装置。 ２．前記飛翔方向と交差する面方向で、複数の前記基板
   ホルダが円周上に配置されるように支持し、この円周に
   沿って基板ホルダを回転させるとともに、各々の基板ホ
   ルダ自体をその仮想軸を中心として自転させる遊星回転
   機構を具えた請求項１記載の薄膜形成装置。３．薄膜形
   成材料の飛翔源に向けて基板を支持する複数の基板ホル
   ダと、 薄膜形成材料の飛翔方向と交差する面方向 で基板ホルダをその仮想軸を中心として自転可能に支持
   する複数の揺動部材と、 前記飛翔方向と交差する面方向で、複数の 揺動部材が円周上に配置されるように、これら揺動部材
   を上記飛翔方向に揺動可能に支持し、これら揺動部材を
   上記円周に沿って回転させる公転回転部材とを具えたこ
   とを特徴とする薄膜形成装置。 ４．前記揺動部材が、前記飛翔方向に蛇行するガイド部
   材と係合する係合端子を具え、上記円周に沿っての回転
   に伴ない、ガイド部材との係合に規制されて揺動する請
   求項３記載の薄膜形成装置。