JPH05230627A

JPH05230627A - 真空蒸着装置

Info

Publication number: JPH05230627A
Application number: JP3542192A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yo; 桓楊
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1993-09-07

Abstract

(57)【要約】【目的】薄膜を構成する物質として適さない（基板上
にとどまる）原子（分子）を減少させると共に、簡単な
構成で容易に、膜厚分布が均一な薄膜を形成し、基板や
そのまわりに付着している不純物の落下による蒸着源の
汚染を防止する。【構成】真空状態にある真空蒸着装置１０の内部にお
いて、蒸着源２を加熱させることによって、原子（分
子）を蒸発させる。そして、蒸着源２からフィルタ１１
の間の熱平衡状態にある空間で、これらの原子（分子）
同士を衝突させることによって、不純物を取り除き、薄
膜を構成する物質として適さない分子を適する原子（分
子）に分解する。これらの原子（分子）は、フィルタ１
１の貫通孔１２，１２，・・・，１２を通過した後、蒸
発ビーム１３となって基板３に衝突する。そして、基板
３上にこれらの原子（分子）がとどまり、お互いに結合
することによって、薄膜が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、真空容器内におい
て、蒸着法によって、基板上に薄膜を形成する真空蒸着
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、真空蒸着装置では、真空容器
内に蒸着源を設け、その直上に基板を置き、蒸着法によ
って、基板上に薄膜を形成していた。

【０００３】図２に従来の真空蒸着装置の一例を示す。
この図において、この真空蒸着装置１には、蒸着源２が
設けられており、蒸着源２の直上に基板３が置かれてい
る。次に、この真空蒸着装置１において、蒸着法によっ
て、基板３上に薄膜が形成される過程について説明す
る。

【０００４】まず、蒸着源２を加熱し、蒸着源２から原
子（分子）を蒸発させる。これらの原子（分子）は、真
空状態にある真空蒸着装置１内の空間を、蒸発ビーム４
となって基板３に向かって飛んで行く。このとき、蒸発
ビーム４は、蒸着源２と基板３の間の空間において、あ
る角度θで拡がりながら、基板３に衝突する。そして、
蒸発ビーム４を構成する原子（分子）が基板３の表面に
とどまり、これらの原子（分子）がお互いに結合するこ
とによって、薄膜が形成される。

【０００５】このような真空蒸着装置において、形成さ
れる薄膜としては、膜厚分布が均一であることが要求さ
れる。膜厚分布を改善する方法としては、例えば、特開
昭６２ー９３３６８に示されているように、蒸着源容器
の形状を工夫するものや、複数の蒸着源を設けるもの等
が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した真
空蒸着装置１の蒸着源２を構成する原子（分子）の中に
は、薄膜を構成する物質として適さない原子（分子）が
含まれていることがあった。例えば、蒸着源に混入して
いる不純物等があげられる。これらの不純物は、蒸着源
２が加熱されるとき、薄膜を構成する物質として適する
原子（分子）と結合したまま蒸発することが多々あっ
た。また、薄膜を構成する物質として適さない分子構造
を持つ分子が蒸発することもあった。

【０００７】これらの不純物や薄膜に適さない分子構造
を持つ分子によって、基板３上に薄膜が形成されると、
所望する薄膜が得られないという問題を生じた。

【０００８】また、上述した単一蒸着源２は構造や制御
が簡便であるという利点を有するが、基板３上に形成さ
れる薄膜が中心対称となり、膜厚分布が均一な薄膜を得
ることができないという問題を生じた。一方、複数の蒸
着源を設けるものでは、各々の蒸着源の制御が複雑にな
るという問題を生じた。

【０００９】また、蒸着源２の直上に基板３が置かれて
いるため、容器内を真空から常圧に戻した場合、圧力の
変化によって、基板３やそのまわりに付着した不純物
が、蒸着源２に落下することがあった。その結果、蒸着
源２が不純物で汚染されてしまうという問題を生じた。

【００１０】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、簡単な構造で不純物や薄膜を構成する物質とし
て適さない分子構造を持つ分子を除去し、基板やそのま
わりに付着している不純物等の落下による蒸着源の汚染
を防止すると共に、膜厚分布が均一な薄膜を蒸着する真
空蒸着装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、この発明では、真空容器内に蒸着源が設けら
れ、その直上に基板が置かれ、前記蒸着源は前記基板よ
り小さく、かつ、前記蒸着源と前記基板が、前記基板の
大きさと同程度の間隔に位置する真空蒸着装置におい
て、蒸着源と基板との間に、蒸着源の直上を避けるよう
に設けられた複数の貫通孔を有するフィルタを設けるこ
とを特徴としている。

【００１２】

【作用】この発明によれば、真空蒸着装置の蒸着源２と
基板３との間に、複数の貫通孔を有するフィルタが設け
られているので、蒸着源２とフィルタとの間の熱平衡状
態にある空間で、原子（分子）はお互いに衝突する。そ
して、薄膜を構成する物質として適さない分子は適する
原子（分子）に分解され、これらの原子（分子）は、貫
通孔を通過し、蒸発ビームとなって基板３に衝突する。
そして、基板３上に、これらの原子（分子）がとどま
り、お互いに結合することによって、薄膜が形成され
る。

【００１３】

【実施例】次に図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。図１（ａ）、（ｂ）はこの発明の一実施例
の構成を示す図である。これらの図において、前述した
図２と対応する部分には同一の符号を付けて、その説明
を省略する。

【００１４】図１（ａ）はこの発明の一実施例の構成を
示す真空蒸着装置１０の内部を示す断面図である。この
図において、蒸着源２と基板３の間には、フィルタ１１
が設けられており、この点が図２とは異なる。図１
（ｂ）は上記フィルタの上面図を示す。この図におい
て、フィルタ１１には、複数の貫通孔１２，１２，・・
・，１２が蒸着源２の直上を避けるように設けられてい
る。

【００１５】次に、上述した構成において、蒸着法によ
って、基板３上に薄膜が形成される過程について説明す
る。

【００１６】まず、蒸着源２を加熱し、蒸着源２から原
子（分子）を蒸発させる。このとき、蒸発する原子（分
子）の中には、前述したように、薄膜を構成する物質と
して適さない分子、不純物等が含まれることがある。し
かし、蒸着源２からフィルタ１１までの間の空間におい
ては、ほぼ熱平衡状態と考えられ、原子（分子）はお互
いに衝突し、また、壁とも衝突する。その結果、薄膜を
構成する物質として適する原子（分子）と結合している
不純物は、その原子（分子）から離脱する可能性が大き
くなる。

【００１７】また、薄膜を構成する物質として適さない
分子構造を持つ分子も、上述した原子（分子）同士の衝
突によって、この空間でお互い離脱する可能性が大きく
なる。

【００１８】例えば、ＧａＡｓを基板３に蒸着する場
合、蒸着源２から蒸発する原子（分子）は、主に、Ａ
ｓ、Ａｓ₂、Ａｓ₄の原子（分子）の３種類であると考え
られる。その中で、Ａｓ₄は蒸着する分子としてはあま
り好ましくない。蒸着源２とフィルタ１１の間の空間で
は、Ａｓ₄がＡｓまたはＡｓ₂に分解される可能性が大き
くなる。

【００１９】上記のように、この段階で、フィルタ１１
の熱的なバンドフィルタの働きによって、運動エネルギ
ーの異なる不純物を取り除くことができ、また、薄膜を
構成する物質として適さない分子を適する原子（分子）
に分解することができる。

【００２０】さらに、これらの原子（分子）は、貫通孔
１２，１２，・・・，１２を通過する。フィルタ１１と
基板３との間の空間においては、単位体積当たりの原子
（分子）の密度が減少するので、お互いの原子（分子）
はあまり衝突せずに運動している。そのため、これらの
原子（分子）は蒸発ビーム１３となって基板３に向かっ
て飛んで行く。

【００２１】そして、蒸発ビーム１３は基板３に衝突
し、基板３上に、これらの原子（分子）がとどまり、お
互いに結合することによって、薄膜が形成される。この
とき、蒸発ビーム１３は、フィルタ１１から基板３の間
に、ある角度θ’で拡がりながら基板３に衝突する。
θ’とθの間には、θ’＞θという関係が成り立ち、蒸
発ビームは、従来よりも拡げられる。その結果、複数の
蒸発源を備えた場合と同様に、形成される薄膜は、中心
対称とならず、膜厚分布が均一となる。

【００２２】また、容器内を真空から常圧に戻した場合
の圧力の変化によって、基板に付着した不純物が落下し
ても、フィルタ１１が前述したような構造のため、その
不純物が蒸着源２に混入することがない。その結果、蒸
着源２は、不純物による汚染を回避することができる。

【００２３】なお、上述したフィルター１１に設けられ
る貫通孔の個数、大きさ、形状等は、蒸着の組成成分、
形成する薄膜の膜厚等によって適宜変更することができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、蒸着源と基板との間に、蒸着源の直上を避けるよう
に設けられた複数の貫通孔を有するフィルタを設けたの
で、薄膜を構成する物質として適さない（基板上にとど
まる）原子（分子）を減少させ、膜厚分布が均一な薄膜
を基板に形成することができるという利点が得られる。
また、蒸着源の汚染を防止することができるという利点
も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す真空蒸着装置
の断面図である。

【図２】従来の真空蒸着装置の一構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

２… …蒸着源、３… …基板、１０… …真空蒸着装
置、１１… …フィルタ、１２… …貫通孔、１３… …
蒸発ビーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器内に蒸着源が設けられ、その直
上に基板が置かれており、前記蒸着源は前記基板より小
さく、かつ、前記蒸着源と前記基板が、前記基板の大き
さと同程度の間隔に位置する真空蒸着装置において、前記蒸着源と前記基板との間に、前記蒸着源の直上を避
けるように設けられた複数の貫通孔を有するフィルタを
設けることを特徴とする真空蒸着装置。