JPH0885872A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、成膜室内面への蒸着蒸気の付着
を防止して、付着膜に起因するダストの発生を無くすこ
とができる成膜装置を提供する。 【構成】 蒸発源３は、成膜室１の蒸発源取り外し用開
口１ｂを塞ぐ開口蓋２１に取り付けられている。そし
て、蒸発源３側から基板４側までの蒸着蒸気Ｖの飛来ル
ートＲの側方を覆うように円筒形シールド板２２が配設
されている。この円筒形シールド板２２は、開口蓋２１
に取り外し容易に取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造用の薄膜
や光学用の薄膜等を形成する成膜装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１２は例えば「薄膜ハンドブック」
（日本学術振興会薄膜第１３１委員会）の１２４ページ
に記載された従来の成膜装置の１つであるクラスタイオ
ンビーム蒸着装置を示している。

【０００３】図において、１は成膜室、２は成膜室１内
を所定の真空圧に排気する真空ポンプ、３は成膜室１の
一端面側に取り付けられて蒸着蒸気Ｖを発生させる蒸発
源、４は成膜室１の他端面側に蒸発源３と相対して配置
された基板、５は基板４を回転させて、基板４に均等に
薄膜を形成させる基板回転機構、６は蒸発源３側から基
板４側に向かう蒸着蒸気Ｖの飛来ルートＲを塞いで、蒸
着蒸気Ｖの基板４への到達を防止する開閉自在なシャッ
ターである。

【０００４】ここで蒸発源３について、更に説明する
と、１０は内部に蒸着材料Ｍが充填され、基板４側に開
口部を有したルツボ、１１はルツボ１０を加熱して蒸着
材料Ｍを溶解蒸発させる加熱用電子放出フィラメント、
１２はルツボ１０から噴出する蒸着蒸気Ｖの一部をイオ
ン化させるために、電子を放出するイオン化電子放出フ
ィラメント、１３はイオン化電子放出フィラメント１２
により放出された電子を蒸着蒸気Ｖ側に引き出すイオン
化電子引き出しグリッド、１４はイオン化された蒸着蒸
気Ｖを加速するための加速電極、１５は加熱用電子放出
フィラメント１１およびイオン化電子放出フィラメント
１２からの輻射熱を成膜室１の内壁１ａ側へ逃がさない
ための熱シールド板である。

【０００５】つぎに、この成膜装置の動作について説明
する。まず、真空ポンプ２を作動させて成膜室１内の排
気を行ない、この成膜室１を所定の真空圧に保持する。
つぎに、加熱用電子放出フィラメント１１に通電してこ
れを加熱するとともに、この加熱用電子放出フィラメン
ト１１とルツボ１０との間に直流電圧を印加する。この
ことにより、加熱用電子放出フィラメント１１からルツ
ボ１０側に向かって電子ビームが放出され、ルツボ１０
内の蒸着材料Ｍが加熱されて、ルツボ１０の開口部から
蒸着蒸気Ｖが噴射される。この時、蒸着蒸気Ｖがルツボ
１０の開口部から真空中に噴射する際の断熱膨張による
過冷却現象によって、５００〜２０００個の原子が互い
に緩く結合してできる塊状原子集団、つまりクラスタが
形成される。つづいて、イオン化電子放出フィラメント
１２に通電してこれを加熱するとともに、このイオン化
電子放出フィラメント１２とイオン化電子引き出しグリ
ッド１３との間に直流電圧を印加する。このことによ
り、イオン化電子放出フィラメント１２から蒸着蒸気Ｖ
側に電子ビームが放出され、この電子ビームによって蒸
着蒸気Ｖの一部がイオン化される。

【０００６】そして、このイオン化された蒸着蒸気Ｖ
は、グランドまたはプラス電位のルツボ１０と加速電極
１４との間に印加される直流電圧により基板４側に加速
され、この基板４に到達して薄膜を形成する。この場
合、基板４は基板回転機構５によって回転されるため、
基板４上の薄膜はその膜厚が均一に成膜される。また、
非成膜時には、シャッター６により蒸着蒸気Ｖの飛散ル
ートＲが塞がれ、蒸着蒸気Ｖの基板４への到達が防止さ
れる。なお、成膜室１の内壁１ａ側は、熱シールド板１
５によって、加熱用電子放出フィラメント１１およびイ
オン化電子放出フィラメント１２による輻射熱から保護
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の成膜装置では、基板４で反射されたり、基板４以外
の方向に飛来した蒸着蒸気Ｖが成膜室１の内面１ａに到
達して、これらが、付着膜を形成する。このため、この
成膜装置を繰り返し使用することにより、成膜室１の内
面１ａに付着した付着膜が厚くなり内面１ａから剥離し
てダストを発生させたり、蒸着材料Ｍの補給等のために
蒸発源３を交換する際に、大気開放された成膜室１内の
上記付着膜と大気中の酸素や水分とが反応することによ
り、これらが、装置の移動中に成膜室１の内面１ａ側と
の熱膨張差によって剥れだし、ダストを発生させてしま
うという課題があった。

【０００８】この場合、このダストが蒸発源３側に降り
落ちると、放電が生じ、蒸発源３の作動が不安定となっ
たり、ダストがフィラメント１１，１２に付着してフィ
ラメント１１，１２が切断された時や、ダストによって
蒸発源３の電極が短絡された時には、蒸発源３が破壊さ
れてしまうという問題が生じる。また、このダストの一
部が熱によって気化し、これが基板４の薄膜中にダスト
として混入し、薄膜の特性を劣化させてしまうという問
題も生じる。

【０００９】この発明は以上のような課題を解消するた
めになされたもので、成膜室内面への蒸着蒸気の飛来を
阻止して、付着膜に起因するダストの発生を無くすこと
ができる成膜装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明
は、真空に保持された成膜室と、この成膜室の一端側に
設けられた蒸発源取り出し用開口を塞ぐ開口蓋に取り付
けられた蒸発源と、成膜室内の蒸発源と相対する位置に
取り付けられた基板とを備え、蒸発源から発生された蒸
着蒸気を基板に飛来させて、この基板上に薄膜を形成す
る成膜装置において、蒸発源側から基板側までの蒸着蒸
気の飛来ルートの側方を覆うように配置されて蒸着蒸気
の成膜室内面への付着を防止するとともに、蒸発源取り
出し用開口から成膜室外に容易に取り出されて交換容易
な蒸着材回収手段を備えたものである。

【００１１】また、この発明の第２の発明は、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、筒状のシールド板
から構成されているとともに、この筒状のシールド板
が、成膜室の蒸発源取り出し用開口からこの蒸発源とと
もに取り出し可能な状態で、この蒸発源取り出し用開口
を塞ぐ開口蓋に取り付けられているものである。

【００１２】また、この発明の第３の発明は、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、筒状のシールド板
から構成されているとともに、この筒状のシールド板
が、成膜室の蒸発源取り出し用開口からこの蒸発源とと
もに取り出し可能な状態で、この蒸発源の基板側外周部
に取り付けられているものである。

【００１３】また、この発明の第４の発明は、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、筒状のシールド板
から構成されているとともに、この筒状のシールド板
が、成膜室の蒸発源取り出し用開口周りのフランジと、
この蒸発源取り出し用開口を塞ぐ開口蓋との間に取り付
けられるフランジ管に、蒸発源取り出し用開口から取り
出し可能な状態で、取り付けられているものである。

【００１４】また、この発明の第５の発明は、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、蒸着蒸気の飛来ル
ートの側方を覆い、かつ、側部に複数の開口部を有する
とともに、一端側が蒸発源の基板側外周部に取り付けら
れた筒状の第１シールド板と、この第１シールド板およ
び蒸発源とともに成膜室の蒸発源取り出し用開口から取
り出し可能であり、かつ、第１シールド板の外方を覆っ
た状態で、一端側が蒸発源取り出し用開口を塞ぐ開口蓋
に取り付けられてているとともに、第１シールド板の複
数の開口部と重ならないように側部に複数の開口部を有
した筒状の第２シールド板とから構成されているもので
ある。

【００１５】また、この発明の第６の発明は、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、複数の円弧状の扇
状シールド板を重ね合わせて、蒸着蒸気の飛来ルートを
覆うように筒状に、かつ、基板側の口径が拡縮できるよ
うに構成されているものである。

【００１６】また、この発明の第７の発明は、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、基板側に向かって
漸次縮径した後、漸次拡径するとともに、最小径部近傍
が冷却されているベンチュリー形シールド板により構成
されているものである。

【００１７】また、この発明の第８の発明は、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、少なくとも内面側
が蒸着蒸気と同一材料で構成されているものである。

【００１８】また、この発明の第９の発明は、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、少なくとも内面側
が化学反応性の高い金属により構成されたものである。

【００１９】また、この発明の第１０の発明は、上記第
１の発明において、蒸着材回収手段が、内面側が第１の
蒸着蒸気と同一材料で構成され、外面側が第２の蒸着蒸
気と同一材料で構成されて、内面側と外面側とを入れ替
え可能に回動可能に設置された複数の矩形状シールド板
と、複数の矩形状シールド板を回動させる回動機構とか
ら構成されているものである。

【００２０】

【作用】蒸発源にて発生された蒸着蒸気は、真空な成膜
室内の飛来ルートを通って基板側に達し、この基板上に
薄膜が形成される。この場合、蒸着蒸気の一部は基板に
達せず、側方にそれて成膜室の内面側に飛来しようとす
るとともに、基板で反射された蒸着蒸気も、成膜室の内
面側に飛来しようとする。

【００２１】この発明の第１の発明では、成膜室の内面
側に飛来しようとする蒸着蒸気を蒸着材回収手段側に付
着させて、これを成膜室の内面に付着させないようにし
ている。この場合、蒸着材回収手段は成膜室外に容易に
取り出せて、新たなものと交換容易な構造となっている
ため、この蒸着材回収手段の内面に付着した蒸着蒸気の
付着膜が厚くなり、剥離してダストになる以前に、この
蒸着材回収手段は新たなものと交換される。

【００２２】また、この発明の第２の発明では、蒸着材
回収手段である筒状のシールド板を蒸発源取り出し用開
口を塞ぐ開口蓋に取り付けて、蒸発源の取り替え時等の
際に開口蓋を開ける場合に、この筒状のシールド板を成
膜室外に取り出して、新たなものと交換できるようにし
た。

【００２３】また、この発明の第３の発明では、蒸着材
回収手段である筒状のシールド板を蒸発源の基板側外周
部に取り付け、この筒状のシールド板を、蒸発源の交換
時等の際に蒸発源とともに蒸発源取り出し用開口を介し
て成膜室外に取り出し、新たなものと交換できるように
した。

【００２４】また、この発明の第４の発明では、蒸着材
回収手段である筒状のシールド板を蒸発源取り出し用開
口周りのフランジと開口蓋との間に配置されるフランジ
管に取り付けている。この場合、筒状のシールド板を蒸
発源とともに成膜室から取り出すには、フランジ管を成
膜室の蒸発源取り出し用開口周りのフランジから取り外
すようにすればよく、蒸発源のみを成膜室から取り出す
には、フランジ管から開口蓋を取り外すようにすればよ
い。したがって、蒸発源と筒状のシールド板とを一体ま
たは別々に成膜室から取り出すことができるようにな
る。

【００２５】また、この発明の第５の発明では、蒸着材
回収手段を、蒸発源の基板側外周部に取り付けられた筒
状の第１シールド板と、この第１シールド板の外方を覆
うように蒸発源の取り出し用開口の開口蓋に取り付けら
れた筒状の第２シールド板とから構成し、第１および第
２シールド板に互いに重ならないように複数の開口部を
設けている。そこで、第１シールド板の開口部を通過し
た蒸着蒸気は第２シールド板の内壁面到達して付着し、
第２シールド板の外部への飛来が阻止される。また、第
１および第２シールド板の開口部を介して第１および第
２シールド板内の排気がなされ、第１および第２シール
ド板内の真空度の上昇が防止される。この場合、第１お
よび第２シールド板は、開口蓋を成膜室から取り外すこ
とにより、蒸発源等とともに容易に成膜室外に取り出さ
れる。

【００２６】また、この発明の第６の発明では、蒸発材
回収手段を、複数の円弧状の扇状シールド板を重ね合わ
せて、蒸着蒸気の飛来ルートを覆うように筒状に、か
つ、基板側の口径が拡縮できるように構成している。そ
こで、成膜時には筒状に構成された複数の円弧状の扇状
シールド板の基板側の口径を拡径することにより、基板
から反射された蒸着蒸気をもらすことなく扇状シールド
板側に付着させることができるようになる。また、交換
時には筒状に構成された複数の円弧状の扇状シールド板
の基板側の口径を縮径することにより、蒸発源取り出し
用開口から容易に取り出せることができる。

【００２７】また、この発明の第７の発明では、蒸着材
回収手段を、最小径部近傍が冷却されたベンチュリー形
シールド板により構成しているので、蒸着蒸気がベンチ
ュリー形シールド板の最小径部を通過する際に、過冷却
現象によってその一部がクラスタを形成するようにな
る。このため、この成膜装置では、クラスタビームを使
った薄膜の成膜ができるようになる。もちろん、このベ
ンチュリー形シールド板により、成膜室の内面側への蒸
着蒸気の付着が防止される。

【００２８】また、この発明の第８の発明では、蒸着材
回収手段の少なくとも内面側が蒸着蒸気と同一材料で構
成されているので、基材と付着膜との熱膨張係数が一致
して、蒸着材回収手段の内面側に付着した付着膜が厚く
なっても、付着膜が剥離しにくくなりダストの発生が抑
えられる。

【００２９】また、この発明の第９の発明では、蒸着材
回収手段の少なくとも内面側が化学反応性の高い金属で
構成されているので、蒸着蒸気は金属と反応して強く結
合し、蒸着材回収手段に付着した蒸着蒸気の付着膜の密
着強度が強くなり、付着膜が剥離しにくくなりダストの
発生が抑えられる。

【００３０】また、この発明の第１０の発明では、蒸着
蒸気の飛来ルートの側方を覆う複数の矩形状シールド板
を回動機構を介して回動させ、その内面側と外面側とを
入れ替えることができるようにしているので、２種類の
蒸着蒸気を使用して薄膜を成膜する際に、蒸着材料と同
一材料で構成された矩形状シールド板の面を蒸着蒸気の
付着面とすることができる。そこで、蒸着材料の付着膜
は熱膨張差等に起因して、矩形状シールド板から、ダス
トとして剥離しにくくなる。

【００３１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．図１はこの発明の実施例１に係る成膜装置を
示す断面図である。なお、図において、図１２で示され
る従来の成膜装置と同一または相当部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。

【００３２】図において、２０は成膜室１の一端面側の
蒸発源３取り出し用の開口１ｂ周りに形成された成膜室
フランジ、２１は内面側中央に蒸発源３が取り付けられ
ているとともに、開口１ｂを塞ぐように成膜室フランジ
２０に取り付けられる開口蓋、２２は一端側が蒸発源３
を囲むように開口蓋２１に取り付けられているととも
に、他端部側が蒸発源３側から基板４側までの蒸着蒸気
Ｖの飛来ルートＲの側方を覆って、基板４で反射された
り、基板４以外の方向に飛来する蒸着蒸気（以下これを
不要蒸気Ｖ１という）の成膜室１の内面１ａへの付着を
防止する、蒸着材回収手段としての円筒形シールド板で
ある。この円筒形シールド板２２は、開口蓋２１を成膜
室フランジ２０から取り外すことにより、蒸発源３とと
もに開口１ｂから成膜室１外方に容易に取り出すことが
でき、かつ、新たなものと容易に交換できる構造を有し
ている。

【００３３】つぎに、この成膜装置の動作を円筒形シー
ルド板２２との関連で説明する。蒸発源３から基板４以
外の方向に飛来する不要蒸気Ｖ１や基板４にて反射され
た不要蒸気Ｖ１の大部分のものは、蒸着蒸気Ｖの飛来ル
ートＲを取り囲むように配置した円筒形シールド板２２
の内面に付着し、成膜室１の内面１ａには到達しない。
したがって、この成膜装置では、成膜室１の内面１ａに
不要蒸気Ｖ１の付着膜が形成されることはなく、この付
着膜の剥離に起因して、成膜室１内にダストが発生する
ことはない。

【００３４】また、蒸着材料Ｍを補充する場合等には、
成膜室フランジ２０から開口蓋２１を取り外して、開口
１ｂから蒸発源３を成膜室１外に取り出すが、この場合
に、円筒形シールド板２２も蒸発源３とともに成膜室１
外に取り出される。そして、このとき、円筒形シールド
板２２の内面の付着膜の状態がチェックされ、その内面
にある程度（熱膨張差等によって次の蒸発源３の取り出
し時まで放置すると剥離の虞がある程度）の付着膜が形
成されておれば、この円筒形シールド板２２を新たな円
筒形シールド板２２と取り替えるようにする。

【００３５】したがって、円筒形シールド板２２の内面
に付着した付着膜が、大気中の酸素や水分と反応し、こ
れが、装置の稼動中に熱膨張差によって、円筒形シール
ド板２２から剥離してダストとなることもない。また、
円筒形シールド板２２の内面に厚く付着した付着膜が、
装置の稼動中に、この円筒形シールド板２２の内面から
剥離してダストとなることもほとんどない。

【００３６】以上のように、この実施例１によれば、成
膜室１内に円筒形シールド板２２を設け、不要蒸気Ｖ１
が成膜室１の内面に付着しないようにするとともに、不
要蒸気Ｖ１が付着する円筒形シールド板２２も、必要に
より、蒸着材料Ｍの補充の際に新たなものと交換するよ
うにしているため、成膜室１内に不要蒸気Ｖ１に起因し
てダストが発生することはない。このため、蒸発源３の
稼動状態の安定化や蒸発源３の破壊の防止、および基板
４の薄膜中へのダストの混入の防止が図れて、膜質の向
上と装置のメンテナンス回数の減少を図ることができる
ようになる。また、蒸発源３からの熱輻射が真空ポンプ
２側に達することがなくなるため、真空ポンプ２の温度
が上がって、その機能が低下するという不都合もなくな
る。

【００３７】実施例２．この実施例２では、図２で示さ
れるように、開口蓋２１にリング状溝２１ａを設け、こ
のリング状溝２１ａ内に円筒形シールド板２２の一端側
を嵌め込んで取り付けるようにしている。なお、他の構
成は、上記実施例１と同様に構成されている。

【００３８】この実施例２によれば、円筒形シールド板
２２の一端側が、開口蓋２１に設けられたリング状溝２
１ａに嵌め込んで取り付けられているので、上記実施例
１に比べて、円筒形シールド板２２の着脱が容易とな
り、円筒形シールド板２２の取り替え作業の一層の容易
化が図られる。

【００３９】実施例３．この実施例３では、図３で示さ
れるように、高さが蒸発源３と同程度の支持台２３を介
して円筒形シールド板２２を開口蓋２１に取り付けるよ
うにしている。なお、他の構成は、上記実施例１と同様
に構成されている。

【００４０】この実施例３によれば、円筒形シールド板
２２を支持台２３を介して開口蓋２１に取り付けている
ので、蒸発源３周辺の真空排気が円筒形シールド板２２
によって妨げられず、蒸発源３周辺の真空度の低下を防
止することができる。

【００４１】実施例４．この実施例４では、図４で示さ
れるように、円筒形シールド板２２を蒸発源３の最上部
である加速電極１４の外周部に着脱容易に取り付けてい
る。なお、他の構成は、上記実施例１と同様に構成され
ている。

【００４２】この実施例４によれば、円筒形シールド板
２２を蒸発源３の加速電極１４の外周部に着脱容易に取
り付けているので、円筒形シールド板２２を蒸発源３と
ともに成膜室１外に取り出すことができ、上記実施例１
と同様な効果を得ることができる。

【００４３】なお、上記実施例４では、円筒形シールド
板２２の蒸発源３の加速電極１４の外周部に着脱容易に
取り付けるものとしているが、蒸発源３の熱シールド１
５を基板４側に延長させ、熱シールド１５の延長部に円
筒形シールド板２２を着脱容易に取り付けても、同様の
効果が得られる。

【００４４】実施例５．図５はこの発明の実施例５に係
る成膜装置を示す断面図であり、図において２４は一方
のフランジ部２４ａが成膜室フランジ２０に取り付けら
れ、他方のフランジ部２４ｂが開口蓋２１に取り付けら
れるフランジ管である。このフランジ管２４の内方に
は、開口蓋２１に取り付けられた蒸発源３が配置されて
いるとともに、フランジ部２４ａ側には、円筒形シール
ド板２２を保持する支持台２３の一端が取り付けられて
いる。なお、他の構成は、上記実施例３と同様に構成さ
れている。

【００４５】この実施例５では、フランジ管２４のフラ
ンジ部２４ａを成膜室フランジ２０から取り外すと、蒸
発源３とともに円筒形シールド板２２も成膜室１外に取
り出すことができるとともに、開口蓋２１をフランジ管
２４のフランジ部２４ｂから取り外すと、蒸発源３のみ
を成膜室１外に取り出すことができる。したがって、こ
の実施例５によれば、蒸発源３の取り替え頻度よりも、
円筒形シールド板２２の取り替え頻度が少ない場合に、
蒸発源３のみを単独で成膜室１から取り出すことにより
蒸発源３の取り替え作業の効率化を図ることができるよ
うになる。

【００４６】実施例６．図６はこの発明の実施例６に係
る成膜装置を示す断面図であり、図において２５は一端
が蒸発源３の加速電極１４の外周部に取り付けられ、蒸
発源３側から基板４側までの蒸着蒸気Ｖの飛来ルートＲ
の側方を覆って、不要蒸気Ｖ１の成膜室１の内面への付
着を防止する第１シールド板としての第１円筒形シール
ド板、２６は第１円筒形シールド板２５の外方に、これ
と同心状に配置され、一端側が開口蓋２１に設けられた
リング状溝２１ａに嵌め込んで取り付けられているとと
もに、他端側が第１円筒形シールド板２５の端部まで延
びている第２シールド板としての第２円筒形シールド板
である。この第１および第２円筒形シールド板２５，２
６には、互いに重なり合わないように、開口部としての
多数の穴２５ａ，２６ａが設けられている。そして、こ
の第１および第２円筒形シールド板２５，２６によっ
て、蒸着材回収手段が構成されている。なお、他の構成
は、上記実施例１と同様に構成されている。

【００４７】この実施例６においても、第１および第２
円筒形シールド板２５，２６によって、不要蒸気Ｖ１の
成膜室１の内面１ａへの付着を防止でき、かつ、この第
１および第２円筒形シールド板２５，２６が蒸発源３と
ともに開口蓋２１を介して、成膜室１外に容易に取り出
されるので、上記実施例１と同様な効果を得ることがで
きる。また、この実施例６によれば、第１および第２円
筒形シールド板２５，２６に互いに重ならないように複
数の穴２５ａ，２６ａを形成しているため、第１および
第２円筒形シールド板２５，２６内の真空排気がこれら
によって妨げられることはなく、この第１および第２円
筒形シールド板２５，２６内の真空度が低下することは
ない。

【００４８】実施例７．図７はこの発明の実施例７に係
る成膜装置を示す断面図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩ
ＩＩ矢視図であり、図において２７は蒸発源３の加速電
極１４の外周部に着脱容易に取り付けられた高さの低い
円筒形シールド板、１００は重ね合わされて筒状に形成
され、それらの一端側が円筒形シールド板２７の外壁に
開閉可能に取り付けられて他端側の口径が拡縮可能に構
成された円弧状の扇状シールド板、１０１はそれぞれの
扇状シールド板１００と円筒形シールド板２７の外壁と
の間に配設されたバネである。ここで、円筒形シールド
板２７と重ね合わされて筒状に形成された複数の円弧状
の扇状シールド板１００とから蒸着材回収手段を構成し
ている。

【００４９】この実施例７では、円筒形シールド板２７
の基板４側に設けられた複数の扇状シールド板１００
が、バネ１０１の弾性力により押し広げられて他端側が
外方に開くように倒れ、基板側の口径が拡径する。そし
て、扇状シールド板１００を内方に傾ける力が作用すれ
ば、バネ１０１の弾性力に抗して他端側が内方に閉じる
ように倒れ、基板側の口径が縮径する。

【００５０】この実施例７によれば、薄膜の成膜時に円
筒形シールド板２７に取り付けられた筒状をなす複数の
扇状シールド板１００の基板側の口径が拡径し、蒸着材
回収手段の基板４側が漸次拡径するようになっているた
め、特に、円筒形シールド板２７が小径のものであって
も基板４から反射した不要蒸気Ｖ１が成膜室１の内面１
ａ側に飛来するのを防止できる。

【００５１】ここで、この蒸着材回収手段を成膜室１外
に取り出す場合は、成膜室フランジ２０から開口蓋２１
を外して、蒸発源３を成膜室１外に引き出す際に、筒状
の複数の扇状シールド板１００と開口１ｂの内壁とが係
合し、扇状シールド板１００に内方に傾ける力が作用す
る。そこで、筒状に形成された扇状シールド板１００は
開口１ｂの内径に合わせるように基板側口径を縮径しつ
つ成膜室１外に引き出される。また、この円筒形シール
ド板２７および筒状に形成された複数の扇状シールド板
１００を成膜室１内に挿入する場合は、バネ１０１を押
し縮めて基板側口径を開口１ｂの内径以下に縮径させた
状態で、成膜室１内に挿入してやればよい。

【００５２】なお、上記実施例１乃至５においても、円
筒形シールド板２２の高さを低くして、重ね合わせて筒
状に形成された複数の扇状シールド板１００を円筒形シ
ールド板２２に取り付けて、上記実施例７と同様な構造
のものとしてもよいのはもちろんである。

【００５３】実施例８．この実施例８では、上記実施例
１における円筒形シールド板２２の材質を蒸着蒸気Ｖの
材質と同一にするとともに、この円筒形シールド板２２
を水または液体窒素で冷却するようにしている。なお、
他の構成は、上記実施例１と同様に構成されている。こ
の実施例８によれば、円筒形シールド板２２と付着膜と
の熱膨張係数が一致し、円筒形シールド板２２の内面に
付着した不要蒸気Ｖ１の付着膜が、円筒形シールド板２
２との熱膨張の違いに起因して、円筒形シールド板２２
から剥離するのを抑えることができ、この円筒形シール
ド板２２の取り替え期間を延ばすことができるようにな
る。ここで、円筒形シールド板２２はすべて蒸着蒸気Ｖ
と同じ材質とする必要はなく、少なくとも蒸着蒸気Ｖが
付着する内面側が蒸着蒸気Ｖと同じ材質であればよい。

【００５４】なお、上記実施例８では、上記実施例１に
おける円筒形シールド板２２の材質を蒸着蒸気Ｖの材質
と同一とするものとしているが、上記実施例２乃至７に
おける円筒形シールド板２２、２７および扇状シールド
板１００の材質を蒸着蒸気Ｖの材質と同一としても、同
様の効果が得られる。

【００５５】実施例９．この実施例９では、上記実施例
１における円筒形シールド板２２の材質を化学反応性の
高い金属、例えばＴｉ，Ａｌ等の金属で構成するととも
に、その内面を電解研磨によって清純に保つようにして
いる。なお、他の構成は、上記実施例１と同様に構成さ
れている。この実施例９においても、不要蒸気Ｖ１を円
筒形シールド板２２の内面に化学反応によって強固に付
着させることができるようになり、上記実施例８と同様
な効果を得ることができる。ここで、円筒形シールド２
２はすべて化学反応性の高い金属で構成する必要はな
く、少なくとも蒸発蒸気Ｖの付着する内面側が化学反応
性の高い金属で構成されていればよい。

【００５６】なお、上記実施例９では、上記実施例１に
おける円筒形シールド板２２の材質を化学反応性の高い
金属で構成するものとしているが、上記実施例２乃至７
における円筒形シールド板２２、２７および扇状シール
ド板１００の材質を化学反応性の高い金属で構成するも
のとしても、同様の効果が得られる。

【００５７】実施例１０．図９はこの発明の実施例１０
に係る成膜装置を示す断面図であり、図において２８は
蒸発源３側から基板４側までの蒸着蒸気Ｖの飛来ルート
Ｒの側方を覆って不要蒸気Ｖ１の成膜室１の内面１ａへ
の付着を防止し、かつ、飛来ルートＲの中間部に最小径
部２８ａが形成されるように、蒸発源３側から最小径部
２８ａ側まで漸次径が縮径され、最小径部２８ａから基
板４側まで漸次径が拡径されている、蒸着材回収手段と
してのベンチュリー形シールド板、２９はベンチュリー
形シールド板２８の最小径部２８ａの外周面側に取り付
けられ、この最小径部２８ａの近傍を所定温度に冷却す
るリング状水冷管、３０はリング状水冷管２９に対して
給排水を行なう給排水管である。なお、他の構成は、上
記実施例１と同様に構成されている。

【００５８】ここで、ベンチュリー形シールド板２８
は、成膜室１の蒸発源３の固定用部材（図示せず）に取
り付けられており、蒸発源３等とともに、容易に成膜室
１外に取り出したり、成膜室１内に取り付けることがで
きる構造となっている。この場合、リング状水冷管２９
は給排水管３０と切り放されて、ベンチュリー形シール
ド板２７とともに移動される。

【００５９】この実施例１０においても、ベンチュリー
形シールド板２８によって、不要蒸気Ｖ１の成膜室１の
内面１ａへの付着を防止できるとともに、このベンチュ
リー形シールド板２８を成膜室１外に取り出して容易に
交換できるので、上記実施例１と同様な効果を得ること
ができる。また、この実施例１０によれば、特に、蒸着
蒸気Ｖがベンチュリー形シールド板２８の最小径部２８
ａ周りを通過する際に、過冷却部現象によって蒸着蒸気
Ｖの一部をクラスタＶ２にすることができるので、クラ
スタービームを使った薄膜の形成を行なうことができる
ようになる。

【００６０】実施例１１．図１０はこの発明の実施例１
１に係る成膜装置を示す断面図、図１１は図１０のＸＩ
−ＸＩ矢視断面図であり、図において３１は蒸発源３側
から基板４側までの蒸着蒸気Ｖの飛来ルートＲの側方を
覆って、不要蒸気Ｖ１の成膜室１の内面１ａへの付着を
防止する複数の矩形状シールド板３１ａと、この矩形状
シールド板３１ａを回動させて、その内面側と外面側と
を入れ替えさせる回動機構３１ｂとを備えた蒸着材回収
手段としての箱状シールド板である。なお、他の構成
は、上記実施例１と同様に構成されている。

【００６１】この場合、回動機構３１ｂの主要部は成膜
室１外に配置されているとともに、各矩形状シールド板
３１ａが取り付けられた各回動機構３１ｂの作動タイミ
ングには若干のずれが設けられており、各矩形状シール
ド板３１ａが障害なく回動して、その内外面を変えるこ
とができるようになっている。また、この箱状シールド
板３１は成膜室１の蒸発源３の固定用部材（図示せず）
に取り付けられており、蒸発源３等とともに容易に成膜
室１外に取り出すことができるとともに、容易に成膜室
１内に取り付けることができる構造になっている。

【００６２】この実施例１１においても、箱状シールド
板３１によって、不要蒸気Ｖ１の成膜室１の内面１ａへ
の付着を防止できるとともに、この箱状シールド板３１
を成膜室１外に取り出して容易に交換できるので、上記
実施例１と同様な効果を得ることができる。

【００６３】また、この実施例１１では、矩形状シール
ド板３１ａを回動させて、その内外面側を入れ替えるこ
とができるため、例えば第１の蒸着蒸気Ｖを使用して第
１の薄膜を形成後、第２の蒸着蒸気Ｖを使用して第２の
薄膜を形成する場合に、矩形状シールド板３１ａの内面
側を第１の蒸着蒸気と同一材で構成し、外面側を第２の
蒸着蒸気と同一材で構成するようにしておけば、常に蒸
着蒸気Ｖと同じ材質面側を蒸着蒸気Ｖ側に向けることが
できるようになる。したがって、２種類の蒸着蒸気Ｖを
使って薄膜を形成した場合にも、矩形状シールド板３１
ａに付着した不要蒸気Ｖ１が、熱膨張差等に起因して、
矩形状シールド板３１ａから剥離しにくくなる。さら
に、２種類の蒸着蒸気Ｖの一方の蒸着蒸気Ｖによる薄膜
の成膜中では、他方の蒸着蒸気Ｖの付着物は矩形状シー
ルド板３１ａの外面側に付着しているので、一方の蒸着
蒸気Ｖの薄膜中に他方の蒸着蒸気Ｖの混入がなく、高純
度な薄膜を成膜することができる。

【００６４】ここで、上記実施例１１において、矩形状
シールド板３１ａの両面の材質を同一とすれば、矩形状
シールド板３１ａの両面にそれぞれ不要蒸気Ｖ１を付着
させることができるようになるため、この箱状シールド
板３１の取り替え期間を延ばすことができるようにな
り、シールド板の取り替えメンテナンス頻度を低減で
き、生産性を向上させることができる。

【００６５】なお、上記実施例１乃至６では、蒸着材回
収手段として円筒形シールド板２２を用いるものとして
いるが、蒸着材回収手段は円筒形に限らず、蒸発源３側
から基板４側までの蒸着蒸気Ｖの飛来ルートＲを覆うよ
うに筒状に構成されていればよい。この場合、筒状と
は、成膜室１の内面への蒸着蒸気Ｖの飛来を阻止する構
造を意味している。

【００６６】また、上記各実施例では、クラスタイオン
ビーム蒸着装置に適用するものとして説明しているが、
この発明はクラスタイオンビーム蒸着装置に限らず、真
空蒸着装置、イオンプレーティング装置等のＰＶＤ（Ｐ
ｈｙｓｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｎ）装置
に適用してもよい。

【００６７】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６８】この発明の第１の発明によれば、蒸発源側
から基板側までの蒸着蒸気の飛来ルートの側方を覆うよ
うに配置されて蒸着蒸気の成膜室内面への付着を防止す
るとともに、蒸発源取り出し用開口から成膜室外に容易
に取り出されて交換容易な蒸着材回収手段を備えている
ので、成膜室内面への蒸着蒸気の付着を防止して、付着
膜に起因するダストの発生を抑え、膜質を向上させるこ
とができるとともに、装置のメンテナス頻度を低減する
ことができる成膜装置が得られる。

【００６９】この発明の第２の発明によれば、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、筒状のシールド板
から構成されているとともに、この筒状のシールド板
が、成膜室の蒸発源取り出し用開口からこの蒸発源とと
もに取り出し可能な状態で、この開口を塞ぐ開口蓋に取
り付けられているので、上記第１の発明の効果に加え
て、簡単な構成の蒸着材回収手段によってダストの発生
を防止できるようになるとともに、この蒸着材回収手段
も蒸発源取り出し用の開口を介して簡単に交換できるよ
うになる。

【００７０】この発明の第３の発明によれば、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、筒状のシールド板
から構成されているとともに、この筒状のシールド板
が、成膜室の蒸発源取り出し用開口からこの蒸発源とと
もに取り出し可能な状態で、この蒸発源の基板側外周部
に取り付けられているので、上記第１の発明の効果に加
えて、シールド板内の蒸発源周辺の真空度の低下を防止
することができる。

【００７１】この発明の第４の発明によれば、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、筒状のシールド板
から構成されているとともに、この筒状のシールド板
が、成膜室の蒸発源取り出し用開口周りのフランジと、
この開口を塞ぐ開口蓋との間に取り付けられるフランジ
管に、開口から取り出し可能な状態で、取り付けられて
いるので、上記第２の発明と同様な効果を得ることがで
きるとともに、蒸発源を必ずしも蒸着材回収手段をとと
もに取り出さず、この蒸着材回収手段を必要な場合のみ
成膜室から取り出して交換できるようになり、この蒸発
源等の交換の容易化が図られる。

【００７２】この発明の第５の発明によれば、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、蒸着蒸気の飛来ル
ートの側方を覆い、かつ、側部に複数の開口部を有する
とともに、一端側が蒸発源の基板側外周部に取り付けら
れた筒状の第１シールド板と、この第１シールド板およ
び蒸発源とともに成膜室の蒸発源取り出し用開口から取
り出し可能であり、かつ、第１シールド板の外方を覆っ
た状態で、一端側が、開口を塞ぐ開口蓋に取り付けられ
てているとともに、第１シールド板の開口部と重ならな
いように側部に複数の開口部を有した筒状の第２シール
ド板とから構成されているので、上記第２の発明と同様
な効果を得ることができるとともに、蒸着材回収手段内
の真空度の低下も防止できる。

【００７３】この発明の第６の発明によれば、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、複数の円弧状の扇
状シールド板を重ね合わせて、蒸着蒸気の飛来方向を覆
うように筒状に、かつ、基板側の口径が拡縮できるよう
に構成されているので、上記第２の発明と同様な効果を
得ることができるとともに、蒸着材回収手段が小型なも
のであっても、蒸着蒸気が成膜室の内面に付着するのを
充分に防止できる。

【００７４】この発明の第７の発明によれば、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、基板側に向かって
漸次縮径した後、漸次拡径するとともに、最小径部近傍
が冷却されているベンチュリー形シールド板により構成
されているので、上記第１の発明の効果に加えて、クラ
スタビームによる成膜もできるようになる。

【００７５】この発明の第８の発明によれば、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、少なくとも内面側
が蒸着蒸気と同一材料で構成されているので、上記第１
の発明の効果に加えて、蒸着材回収手段内面に付着した
付着膜の剥離が防止され、この蒸着材回収手段の交換周
期を長くすることができるようになる。

【００７６】この発明の第９の発明によれば、上記第１
の発明において、蒸着材回収手段が、少なくとも内面側
が化学反応性の高い金属により構成されているので、上
記第８の発明と同様の効果を得ることができる。

【００７７】この発明の第１０の発明によれば、上記第
１の発明において、蒸着材回収手段が、内面側が第１の
蒸着蒸気と同一材料で構成され、外面側が第２の蒸着蒸
気と同一材料で構成されて、内面側と外面側とを入れ替
え可能に回動可能に設置された複数の矩形状シールド板
と、複数の矩形状シールド板を回動させる回動機構とか
ら構成されているので、上記第１の発明の効果に加え
て、１つの成膜室内で２種類の蒸着蒸気が使用できるよ
うになるとともに、蒸着材回収手段の交換周期も長くす
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１に係る成膜装置を示す断
面図である。

【図２】 この発明の実施例２に係る成膜装置を示す断
面図である。

【図３】 この発明の実施例３に係る成膜装置を示す断
面図である。

【図４】 この発明の実施例４に係る成膜装置を示す断
面図である。

【図５】 この発明の実施例５に係る成膜装置を示す断
面図である。

【図６】 この発明の実施例６に係る成膜装置を示す断
面図である。

【図７】 この発明の実施例７に係る成膜装置を示す断
面図である。

【図８】 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。

【図９】 この発明の実施例１０に係る成膜装置を示す
断面図である。

【図１０】 この発明の実施例１１に係る成膜装置を示
す断面図である。

【図１１】 図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図である。

【図１２】 従来の成膜装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 成膜室、１ａ 内面、１ｂ 蒸発源取り付け用開
口、３ 蒸発源、４ 基板、２０ 成膜室フランジ（フ
ランジ）、２１ 開口蓋、２２ 円筒形シールド板（蒸
着材回収手段）、２４ フランジ管、２５ 第１シール
ド板（蒸着材回収手段）、２５ａ 穴（開口部）、２６
第２シールド板（蒸着材回収手段）、２６ａ 穴（開
口部）、２７ 円筒形シールド板（蒸着材回収手段）、
２８ ベンチュリー形シールド板（蒸着材回収手段）、
３１ 箱状シールド板（蒸着材回収手段）、３１ａ 矩
形状シールド板、３１ｂ 回動機構、１００ 扇状シー
ルド板（蒸着材回収手段）、Ｖ 蒸着蒸気、Ｖ１ 不要
蒸気、Ｒ 飛来ルート。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空に保持された成膜室と、前記成膜室
   の一端側に設けられた蒸発源取り出し用開口を塞ぐ開口
   蓋に取り付けられた蒸発源と、前記成膜室内の前記蒸発
   源と相対する位置に取り付けられた基板とを備え、前記
   蒸発源から発生された蒸着蒸気を前記基板に飛来させ
   て、前記基板上に薄膜を形成する成膜装置において、 前記蒸発源側から前記基板側までの前記蒸着蒸気の飛来
   ルートの側方を覆うように配置されて前記蒸着蒸気の前
   記成膜室内面への付着を防止するとともに、前記蒸発源
   取り出し用開口から前記成膜室外に容易に取り出されて
   交換容易な蒸着材回収手段を備えたことを特徴とする成
   膜装置。
2. 【請求項２】 蒸着材回収手段が、筒状のシールド板か
   ら構成されているとともに、この筒状のシールド板が、
   成膜室の蒸発源取り出し用開口から蒸発源とともに取り
   出し可能な状態で、前記蒸発源取り出し用開口を塞ぐ開
   口蓋に取り付けられていることを特徴とする請求項１記
   載の成膜装置。
3. 【請求項３】 蒸着材回収手段が、筒状のシールド板か
   ら構成されているとともに、この筒状のシールド板が、
   成膜室の蒸発源取り出し用開口から蒸発源とともに取り
   出し可能な状態で、前記蒸発源の基板側外周部に取り付
   けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装
   置。
4. 【請求項４】 蒸着材回収手段が、筒状のシールド板か
   ら構成されているとともに、この筒状のシールド板が、
   成膜室の蒸発源取り出し用開口周りのフランジと、前記
   蒸発源取り出し用開口を塞ぐ開口蓋との間に取り付けら
   れるフランジ管に、前記蒸発源取り出し用開口から取り
   出し可能な状態で、取り付けられていることを特徴とす
   る請求項１記載の成膜装置。
5. 【請求項５】 蒸着材回収手段が、蒸着蒸気の飛来ルー
   トの側方を覆い、かつ、側部に複数の開口部を有すると
   ともに、一端側が蒸発源の基板側外周部に取り付けられ
   た筒状の第１シールド板と、前記第１シールド板および
   前記蒸発源とともに成膜室の蒸発源取り出し用開口から
   取り出し可能であり、かつ、前記第１シールド板の外方
   を覆った状態で、一端側が、前記蒸発源取り出し用開口
   を塞ぐ開口蓋に取り付けられてているとともに、前記第
   １シールド板の開口部と重ならないように側部に複数の
   開口部を有した筒状の第２シールド板とから構成されて
   いることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
6. 【請求項６】 蒸着材回収手段が、複数の円弧状の扇状
   シールド板を重ね合わせて、蒸着蒸気の飛来ルートを覆
   うように筒状に、かつ、基板側の口径が拡縮できるよう
   に構成されていることを特徴とする請求項１記載の成膜
   装置。
7. 【請求項７】 蒸着材回収手段が、基板側に向かって漸
   次縮径した後、漸次拡径するとともに、最小径部近傍が
   冷却されているベンチュリー形シールド板により構成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
8. 【請求項８】 蒸着材回収手段が、少なくとも内面側が
   蒸着蒸気と同一材料で構成されていることを特徴とする
   請求項１記載の成膜装置。
9. 【請求項９】 蒸着材回収手段が、少なくとも内面側が
   化学反応性の高い金属により構成されいてることを特徴
   とする請求項１記載の成膜装置。
10. 【請求項１０】 蒸着材回収手段が、内面側が第１の蒸
    着蒸気と同一材料で構成され、外面側が第２の蒸着蒸気
    と同一材料で構成されて、内面側と外面側とを入れ替え
    可能に回動可能に設置された複数の矩形状シールド板
    と、前記複数の矩形状シールド板を回動させる回動機構
    とを備えたことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。