JPH108242A

JPH108242A - 真空蒸着装置

Info

Publication number: JPH108242A
Application number: JP15530396A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Otsuki; 英一郎大槻
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】多層膜の形成に対応でき、また、蒸着源物質
が蒸発する蒸発面と基板の蒸着面の距離の変化を少なく
した真空蒸着装置を提供すること。【解決手段】基板面に薄膜を形成する蒸着源物質３２
を収納し、円周方向Ｙに回転するリング状るつぼ２５
と、蒸着源物質３２に電子ビーム３１を照射する電子ビ
ーム源と、リング状るつぼ２５、および、電子ビーム源
を収納した真空槽とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板面に薄膜を形
成する真空蒸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空蒸着装置を用いて、基板面に薄膜を
例えば多層に形成する場合、蒸発源の蒸着源物質に対し
複数回に分けて電子ビームを照射し、蒸着源物質を順に
蒸発させている。そして、蒸発した順番に蒸着源物質を
基板面に付着させ、薄膜を多層に形成する方法がとられ
る。

【０００３】ここで、従来の真空蒸着装置に用いられる
蒸発源について図４を参照して説明する。符号４１はカ
バーで、その一部に開口４２が形成されている。カバー
４１の下方には円板状の移動テーブル４３が設けられて
いる。移動テーブル４３は軸４３ａを中心に回転する構
造になっている。また、移動テーブル４３上には軸４３
ａから等距離に複数のるつぼ４４が配置され、るつぼ４
４内には薄膜を形成するための蒸着源物質が収納されて
いる。なお、薄膜が２種類以上の物質によって多層に形
成される場合は、複数種類の蒸着源物質がるつぼ４４ご
とに分けて収納される。そして、移動テーブル４３を回
転させ、薄膜を形成するための蒸着源物質が収納された
１つのるつぼ４４が移動テーブル４３の開口４２部分に
位置するようにしている。なお、カバー４１の近くには
電子ビームを発生する電子ビーム源（図示せず）が配置
されている。

【０００４】上記した構成において、カバー４１の開口
４２部分を通してるつぼ４４に向け電子ビームが照射さ
れる。電子ビームが照射されるとるつぼ４４内の蒸着源
物質が加熱され蒸発し、蒸発した蒸着源物質が基板面
（図示せず）に付着し薄膜が形成される。

【０００５】なお、薄膜を多層に形成する場合は、蒸着
源物質の蒸発と基板面への付着が層の数に応じて繰り返
される。また、１つのるつぼ４４内の蒸着物質がなくな
った場合、あるいは、他の蒸着源物質を蒸発させる場合
は、蒸着源物質が満たされたるつぼ４４や、蒸発させよ
うとする蒸着源物質が入ったるつぼ４４がカバー４１の
開口４２部分に位置するように適宜、移動テーブル４３
が回転される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の真空蒸着装置の
場合、電子ビームの照射によってるつぼ４４内の蒸着源
物質が蒸発する。このとき、蒸着源物質の種類によって
は、るつぼ４４内の蒸着源物質が一様に蒸発せず、図５
に示すように、るつぼ５１の中央部Ｍが局所的に蒸発す
ることがある。例えば、二酸化チタニウム（ＴｉＯ₂）
などの蒸着源物質は全体が一様に減少する。しかし、二
酸化珪素（ＳｉＯ₂）などの蒸着源物質は電子ビームの
照射されたところが局所的に減少する。このように、蒸
着源物質が局所的に減少すると次のような問題が発生す
る。

【０００７】１）長時間または繰り返しの電子ビームの
照射でるつぼの底面が露出しやすく、電子ビームの照射
によってるつぼが溶けることがある。このため、１つの
るつぼを使用できる時間や回数が限られる。したがっ
て、薄膜を多層に形成する場合は、多くのるつぼが必要
となるが、るつぼを設置できる場所に限界があり、多層
膜の形成に対応できなくなる。

【０００８】２）蒸着源物質の局所的な減少で、蒸着源
物質の表面から薄膜を形成する基板面までの距離が長＜
なる。このため、蒸着源物質の蒸発面と基板の蒸着面の
距離が変化し、薄膜を形成する際の蒸着源物質の充填率
や薄膜の屈折率が変化する。

【０００９】３）蒸着源物質の減少で電子ビームが照射
される蒸着源物質面の熱容量が小さ＜なる。このため、
電子ビームを一定の入力で照射していると、蒸着源物質
の温度が上昇し、この結果、膜の形成される速度が速＜
なったり、膜の充填率や屈折率が変化したりする。

【００１０】なお、図６の矢印Ｙで示すように、蒸着源
物質６１に対して電子ビームが照射される位置を移動さ
せ、蒸着源物質６１を一様に減少させる方法がある。し
かし、小さな蒸着源物質の表面で電子ビームの位置を移
動させることは容易でなく、作業者の熟練が必要とな
る。また、電子ビームの照射位置を変えた場合、蒸着源
物質が蒸発する蒸発面と基板の蒸着面の距離が変化する
という問題もある。

【００１１】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、多層膜の形成に対応でき、また、蒸着源物質が蒸発
する蒸発面と基板の蒸着面の距離の変化を少なくした真
空蒸着装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板面に薄膜
を形成するための蒸着源物質を収納し、円周方向に回転
するリング状るつぼと、前記蒸着源物質に電子ビームを
照射する電子ビーム源と、前記リング状るつぼ、およ
び、前記電子ビーム源を収納した真空槽とを具備してい
る。

【００１３】また、本発明は、基板面に薄膜を形成する
ための第１の蒸着源物質を収納した複数のるつぼが設け
られた移動テーブルと、前記第１の蒸着源物質に電子ビ
ームを照射する電子ビーム源と、前記基板面に薄膜を形
成するための第２の蒸着源物質を収納し、かつ、前記第
２の蒸着源物質に前記電子ビームが照射される第１の位
置および前記第２の蒸着源物質に前記電子ビームが照射
されない第２の位置間を移動し、円周方向に回転するリ
ング状るつぼと、前記移動テーブル、前記電子ビーム
源、および、前記リング状るつぼを収納した真空槽とを
具備している。

【００１４】また、回転テーブルよりもリング状るつぼ
の方を多層膜が形成される基板に近い側に設けている。

【００１５】また、第１の蒸着源物質が二酸化チタニウ
ムで、第２の蒸着源物質が二酸化珪素となっている。

【００１６】上記した構成によれば、蒸着源物質を収納
するるつぼがリング状に形成され、また、円周方向に回
転できるようになっている。１つの蒸着源物質がリング
状るつぼ内に収納されているため、例えば、リング状る
つぼを連続的あるいは間欠的にゆっくり回転させること
によって、蒸着源物質の電子ビームによる照射面が深＜
えぐられる前に、電子ビームの照射面を新しい領域に移
動できる。したがって、蒸着源物質が蒸発する蒸発面と
基板の蒸着面の距離の変化が少なくなる。また、蒸着源
物質がリング状に収納されているため、単体のるつぼに
比べ、多くの蒸着源物質を収納でき多層膜の形成に容易
に対応できる。また、蒸着源物質の局所的な減少が抑え
られ、電子ビーム照射面の熱容量減少による蒸着速度の
変化も少ない。

【００１７】また、リング状るつぼを移動する構造にし
ている。複数のるつぼが設けられた回転テーブルを移動
する構造は実現がむずかしく、リング状るつぼを移動す
る構造とすることによって、複数のるつぼに収納された
第１の蒸着源物質とリング状るつぼに収納された第２の
蒸着源物質の切り替えが容易に行える。

【００１８】また、二酸化チタニウムと二酸化珪素の薄
膜を交互にそして多層に形成する場合、蒸着源物質が局
所的に減少する性質のある二酸化珪素をリング状るつぼ
に収納している。このため、蒸着源物質が蒸発する蒸発
面と基板の蒸着面の距離の変化を少なくすることができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態ついて、レ
ーザ発振器用の反射鏡を形成する場合を例にとり図１を
参照して説明する。符号１１は真空蒸着装置を構成する
真空槽で、真空槽１１は排気管１２を通して排気装置
（図示せず）に連結されている。また、真空槽１１はガ
ス導入管１３に連結され、薄膜の形成時に必要なガスが
ガス導入管１３から導入される。そして、真空槽１１内
の上部には凹面をした基板ドーム１４が配置されてい
る。基板ドーム１４は軸１５で支持され、回転できる構
造になっている。

【００２０】基板ドーム１４には反射鏡を形成する複数
の基板１６が取り付けられている。また、基板ドーム１
４の周囲には基板１６を加熱するヒータ１７が設けられ
ている。そして、基板ドーム１４と対向して、蒸着源物
質をるつぼに収納した蒸発源１８が設けられている。蒸
発源１８の近くには、蒸発源１８の蒸着源物質に点線Ｄ
のように電子ビームに照射する電子ビーム源１９が配置
されている。なお、蒸発源１８の上方にはシャッター２
０が設けられている。

【００２１】次に、蒸発源１８の構造の一例について図
２を参照して説明する。

【００２２】符号２１はカバーで、その一部に開口２２
が形成されている。また、カバー２１の下方には円板状
の移動テーブル２３が設けられている。移動テーブル２
３は軸２３ａを中心に回転できる構造になっている。そ
して、移動テーブル２３上には軸２３ａから等距離に複
数のるつぼ２４が配置され、るつぼ２４内には薄膜を形
成するための蒸着源物質、例えば、二酸化チタニウム
（ＴｉＯ₂）が収納されている。そして、移動テーブル
２３の回転によって１つのるつぼ２４が移動テーブル２
３の開口２２部分に位置するようになっている。

【００２３】また、カバー２１と移動テーブル２３に挟
まれる位置に、例えば無端のリング状るつぼ２５が設け
られている。リング状るつぼ２５内には薄膜を形成する
ための蒸着源物質、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ₂）が
収納されている。リング状るつぼ２５は軸２５ａを中心
に矢印Ｙのように回転し、また、矢印Ｙ１方向に前進
し、そして、矢印Ｙ２方向に後退する構造になってい
る。例えば、移動テーブル２３上のるつぼ２４の二酸化
チタニウムを蒸発させる場合は、リング状るつぼ２５を
矢印Ｙ２方向に後退させ、１つのるつぼ２４が開口２２
部分と対向するようにする。また、リング状るつぼ２５
内の二酸化珪素を蒸発させる場合は、リング状るつぼ２
５を矢印Ｙ１方向に前進させ、図のようにリング状るつ
ぼ２５の一部が開口２２部分と対向するようにする。

【００２４】上記した構成において、二酸化珪素や二酸
化チタニウムの薄膜を基板面に交互に、また多層に形成
する場合、図１の基板ドーム１４を回転し、シャッター
２０を開く。そして、リング状るつぼ２５を図２の位置
に設定する。この状態で、蒸発源１８の近くに設けられ
た電子ビーム源１９からリング状るつぼ２５に向け電子
ビームを照射する。電子ビームが照射されると二酸化珪
素が加熱され蒸発する。そして、蒸発した二酸化珪素が
基板ドーム１４の表面に配置され、ヒータ１７で加熱さ
れた複数の基板１６面に付着する。

【００２５】その後、シャッター２０を閉じ、また、リ
ング状るつぼ２５を後退させ、移動テーブル２３上の１
つのるつぼ２４が移動デーブル２３の開口２２と向かい
合うようにする。そして、シャッター２０を開き、電子
ビームを照射し、るつぼ２４内の二酸化チタニウムを蒸
発させ、基板１６面に先に形成されている二酸化珪素の
薄膜上に二酸化チタニウムの薄膜を形成する。このよう
な操作を繰り返し、二酸化珪素と二酸化チタニウムの薄
膜が交互に位置する多層膜が基板面に形成される。

【００２６】この場合、蒸着源物質が局所的に減少する
性質の二酸化珪素をリング状るつぼ２５に収納してい
る。したがって、リング状るつぼ２５を円周方向（矢印
Ｙ方向）へ少しずつ回転させれば照射面が深＜えぐられ
る前に、電子ビームの照射面を新しい領域に移動する。
このため、蒸着源物質が蒸発する蒸発面と基板の蒸着面
の距離の変化が少なく、また、多層の薄膜形成に対応で
きる。

【００２７】ここで、リング状るつぼ２５に収納された
蒸着源物質が蒸発する模様を図３で説明する。図３は、
リング状るつぼ２５（図２）の一部分を示し、一部が断
面で示されている。符号２５はリング状るつぼで、矢印
Ｙがリング状るつぼ２５の回転方向、そして、符号３１
が電子ビームで、符号３２が蒸着源物質で、符号３２ａ
が蒸着源物質３２の蒸発した部分である。

【００２８】上記した実施形態では、移動テーブル２３
上の複数のるつぼ２４に１種類の蒸着源物質、例えば二
酸化チタニウムが収納されている。しかし、多層に形成
される薄膜の物質が多種類の場合は、異なる蒸着物質を
それぞれ、いくつかのるつぼ２４に分けて収納すること
もできる。また、上記の実施形態では、レーザ発振器用
の反射鏡を形成する場合を例にとり、蒸着源物質として
二酸化チタニウムと二酸化珪素が使用されている。しか
し、この発明は、その他の蒸着源物質に対しても適用す
ることができる。

【００２９】

【発明の効果】この発明によれば、多層膜の形成に対応
でき、また、蒸着源物質が蒸発する蒸発面と基板の蒸着
面の距離の変化を少なくした真空蒸着装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明する概略の構造図であ
る。

【図２】本発明に使用される蒸発装置を説明する概略の
構造図である。

【図３】本発明の実施形態を説明する概略の構造図であ
る。

【図４】従来技術で使用される蒸発装置を説明する概略
の構造図である。

【図５】従来技術を説明する概略の構造図である。

【図６】従来技術を説明する概略の構造図である。

【符号の説明】

１１…真空槽１２…排気管１３…ガス導入管１４…基板ドーム１５…軸１６…基板１７…ヒータ１８…蒸発源１９…電子ビーム源２０…シャッター２１…カバ− ２２…開口２３…移動テーブル２４…るつぼ２５…リング状るつぼ３１…電子ビーム３２…蒸着源物質３２ａ…蒸着源物質の蒸発部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板面に薄膜を形成するための蒸着源物
質を収納し、円周方向に回転するリング状るつぼと、前
記蒸着源物質に電子ビームを照射する電子ビーム源と、
前記リング状るつぼ、および、前記電子ビーム源を収納
した真空槽とを具備した真空蒸着装置。
【請求項２】基板面に薄膜を形成するための第１の蒸
着源物質を収納した複数のるつぼが設けられた移動テー
ブルと、前記第１の蒸着源物質に電子ビームを照射する
電子ビーム源と、前記基板面に薄膜を形成するための第
２の蒸着源物質を収納し、かつ、前記第２の蒸着源物質
に前記電子ビームが照射される第１の位置および前記第
２の蒸着源物質に前記電子ビームが照射されない第２の
位置間を移動し、円周方向に回転するリング状るつぼ
と、前記移動テーブル、前記電子ビーム源、および、前
記リング状るつぼを収納した真空槽とを具備した真空蒸
着装置。
【請求項３】移動テーブルよりもリング状るつぼの方
が薄膜が形成される基板に近い位置に設けられたことを
特徴とする請求項２記載の真空蒸着装置。
【請求項４】第１の蒸着源物質が二酸化チタニウム
で、第２の蒸着源物質が二酸化珪素であることを特徴と
する請求項２記載の真空蒸着装置。