JP2544805B2 - 薄膜蒸着装置 - Google Patents
薄膜蒸着装置Info
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- JP2544805B2 JP2544805B2 JP1118199A JP11819989A JP2544805B2 JP 2544805 B2 JP2544805 B2 JP 2544805B2 JP 1118199 A JP1118199 A JP 1118199A JP 11819989 A JP11819989 A JP 11819989A JP 2544805 B2 JP2544805 B2 JP 2544805B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- orifice
- thin film
- gas
- film deposition
- deposition apparatus
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザあるいはその他の光源を用いて薄膜
を形成する薄膜蒸着装置に関し、特に透過窓の曇りを防
止することのできる薄膜蒸着装置に関するものである。
を形成する薄膜蒸着装置に関し、特に透過窓の曇りを防
止することのできる薄膜蒸着装置に関するものである。
セラミクスなどのように、融点や電気絶縁性の高い物
質の薄膜を形成するための手段として、レーザビームな
どの強度の強い光源を用いる方法が関心を集めている。
第５図に従来の薄膜蒸着装置の構成を示す。図において
１は光源で、例えばCO2レーザ発振器、２は発振器から
放出されたレーザビーム、３はレーザビーム２の光路の
向きを変えるためのレーザミラー、４はレーザビーム２
を集束するための集光レンズ、５はレーザビーム２を真
空中に導入するための透過窓、６は蒸着しようとする物
質で、例えばアルミナ、石英ガラスなどからなるターゲ
ット、７は蒸着が行われる基板、８は真空排気系、９は
真空槽で、内部は10-3Torr台の真空度、望ましくは10-4
から10-6Torr台の高真空領域の真空度に保たれている。
質の薄膜を形成するための手段として、レーザビームな
どの強度の強い光源を用いる方法が関心を集めている。
第５図に従来の薄膜蒸着装置の構成を示す。図において
１は光源で、例えばCO2レーザ発振器、２は発振器から
放出されたレーザビーム、３はレーザビーム２の光路の
向きを変えるためのレーザミラー、４はレーザビーム２
を集束するための集光レンズ、５はレーザビーム２を真
空中に導入するための透過窓、６は蒸着しようとする物
質で、例えばアルミナ、石英ガラスなどからなるターゲ
ット、７は蒸着が行われる基板、８は真空排気系、９は
真空槽で、内部は10-3Torr台の真空度、望ましくは10-4
から10-6Torr台の高真空領域の真空度に保たれている。
レーザ発振器１から放出されたレーザビーム２は集光
レンズ４で集束され、ターゲット６に照射される。ター
ゲット６上でのレーザビームのエネルギ密度は集束され
ているため、非常に高い。このため、アルミナ、石英ガ
ラスなどの高融点物質で構成されているターゲット６も
溶融、蒸発させることが出来る。ターゲット６表面から
蒸発した蒸気は真空槽９内が高真空に保たれているため
残留ガスとの散乱や反応を生じることなくその大部分は
基板７に到着する。基板７に到着した蒸気は凝固し、薄
膜を形成する。
レンズ４で集束され、ターゲット６に照射される。ター
ゲット６上でのレーザビームのエネルギ密度は集束され
ているため、非常に高い。このため、アルミナ、石英ガ
ラスなどの高融点物質で構成されているターゲット６も
溶融、蒸発させることが出来る。ターゲット６表面から
蒸発した蒸気は真空槽９内が高真空に保たれているため
残留ガスとの散乱や反応を生じることなくその大部分は
基板７に到着する。基板７に到着した蒸気は凝固し、薄
膜を形成する。
従来の薄膜蒸着装置は以上のように構成され、上述の
ような原理で薄膜が形成されるわけであるが、蒸気はあ
らゆる方向に向かって蒸発するため少量ではあるが、透
過窓５にも蒸気は飛来し、付着する。このため、次第に
透過窓５は曇り、透過率は低下する。例えば100Wのエネ
ルギを投入し、30分間蒸着するだけで、透過率は16％も
低下する。透過率が低下するとレーザエネルギの一部が
透過窓５に吸収されるため、透過窓５の温度上昇が生じ
る。温度が上昇すると透過窓５の屈折率変化によって熱
レンズ効果が生じる。熱レンズ効果が生じると、ターゲ
ット６上でのエネルギ密度が低下するため蒸発速度が低
下する。このため透過窓５を適宜交換しなければならな
い。従来の装置では20〜30分蒸着する毎に交換しなけれ
ばならなかった。交換のたびに真空を破らなければなら
ないため、生産効率が非常に低いという問題点があっ
た。
ような原理で薄膜が形成されるわけであるが、蒸気はあ
らゆる方向に向かって蒸発するため少量ではあるが、透
過窓５にも蒸気は飛来し、付着する。このため、次第に
透過窓５は曇り、透過率は低下する。例えば100Wのエネ
ルギを投入し、30分間蒸着するだけで、透過率は16％も
低下する。透過率が低下するとレーザエネルギの一部が
透過窓５に吸収されるため、透過窓５の温度上昇が生じ
る。温度が上昇すると透過窓５の屈折率変化によって熱
レンズ効果が生じる。熱レンズ効果が生じると、ターゲ
ット６上でのエネルギ密度が低下するため蒸発速度が低
下する。このため透過窓５を適宜交換しなければならな
い。従来の装置では20〜30分蒸着する毎に交換しなけれ
ばならなかった。交換のたびに真空を破らなければなら
ないため、生産効率が非常に低いという問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、透過窓に蒸気が付着しない薄膜蒸着装置を
得ることを目的とする。
れたもので、透過窓に蒸気が付着しない薄膜蒸着装置を
得ることを目的とする。
この発明に係る薄膜蒸着装置は、透過窓とターゲット
の間に設けられ、光が貫通できる大きさのオリフィスを
有する差圧排気室と、該差圧排気室にガスを，該ガスを
上記透過窓に向けて噴出させて供給するガス導入手段と
を備え、上記オリフィスは、ノズルとオリフィスを分離
した分離型オリフィスとしたことを特徴とする。
の間に設けられ、光が貫通できる大きさのオリフィスを
有する差圧排気室と、該差圧排気室にガスを，該ガスを
上記透過窓に向けて噴出させて供給するガス導入手段と
を備え、上記オリフィスは、ノズルとオリフィスを分離
した分離型オリフィスとしたことを特徴とする。
また、この発明に係る薄膜蒸着装置は、上記の薄膜蒸
着装置における、分離型オリフィスが、テーパ状に形成
してなることを特徴とする。
着装置における、分離型オリフィスが、テーパ状に形成
してなることを特徴とする。
この発明においては、光が貫通できる程度の小さなオ
リフィスを有する差圧排気室を設け、この差圧排気室に
ガスを，該ガスを透過窓に向けて噴出させて供給する構
成としたから、真空槽内の圧力を大きく変化させること
なく、差圧排気室の内部の圧力を高くすることができ、
これにより透過窓に向かって蒸発した蒸気を差圧排気室
内のガスと衝突により散乱させ、透過窓まで到着するこ
とを防ぐことができる。
リフィスを有する差圧排気室を設け、この差圧排気室に
ガスを，該ガスを透過窓に向けて噴出させて供給する構
成としたから、真空槽内の圧力を大きく変化させること
なく、差圧排気室の内部の圧力を高くすることができ、
これにより透過窓に向かって蒸発した蒸気を差圧排気室
内のガスと衝突により散乱させ、透過窓まで到着するこ
とを防ぐことができる。
加えて、オリフィスを分離型オリフィスとすることで
オリフィスの作製を容易に行うことができ、また、オリ
フィスをテーパ状に形成することで排気コンダクタンス
を小さくすることができる。
オリフィスの作製を容易に行うことができ、また、オリ
フィスをテーパ状に形成することで排気コンダクタンス
を小さくすることができる。
以下、この発明の一実施例を図に従って説明する。
第１図はこの発明の一実施例による薄膜蒸着装置を示
す構成図である。図において第５図と同一符号は同一部
分を示し、10は差圧排気室として働くノズル、11はノズ
ル10にAr,He,N2などのガスを導入するためのガス導入設
備である。ここで、ガス導入設備11のガス導入管の管口
は図に示すように透過窓５に向けられており、ガスは透
過窓に向かって噴出するようにして供給される。
す構成図である。図において第５図と同一符号は同一部
分を示し、10は差圧排気室として働くノズル、11はノズ
ル10にAr,He,N2などのガスを導入するためのガス導入設
備である。ここで、ガス導入設備11のガス導入管の管口
は図に示すように透過窓５に向けられており、ガスは透
過窓に向かって噴出するようにして供給される。
次に動作について説明する。
ノズル10の先端は排気コンダクタンスを小さくするた
めにオリフィス状になっている。排気コンダクタンスを
小さくするために、レーザビームが直接あたらない範囲
でオリフィス内径は小さいほどよい。例えば直径8mm,長
さ25m程度のものを使うことができる。
めにオリフィス状になっている。排気コンダクタンスを
小さくするために、レーザビームが直接あたらない範囲
でオリフィス内径は小さいほどよい。例えば直径8mm,長
さ25m程度のものを使うことができる。
このオリフィスの形状に関してはいくつかの形態が考
えられる。
えられる。
例えば、第３図に示すように、ノズルとオリフィスを
分離した分離型オリフィスとすることができる。このよ
うに分離型オリフィスとすることでオリフィスの作製を
容易に行うことができる。
分離した分離型オリフィスとすることができる。このよ
うに分離型オリフィスとすることでオリフィスの作製を
容易に行うことができる。
また、第４図に示すように、オリフィスをテーパ状に
形成することができる。このようにテーパ状にすること
でオリフィス作製の難易度は増大するが、排気コンダク
タンスをより小さくすることができる。
形成することができる。このようにテーパ状にすること
でオリフィス作製の難易度は増大するが、排気コンダク
タンスをより小さくすることができる。
このオリフィスを通してガスを流すと、たとえガス流
量が少なくてもノズル10内と真空槽９内の間に大きな圧
力差を生じさせることができる。例えば数SCCMのガスを
流すと、真空槽９内の圧力を10-4Torr台に保ったまま、
ノズル10内の圧力を10-2〜10-1Torrにすることが出来
る。圧力が10-2Torrの時、ガス分子の平均自由行程は5m
mと非常に短い。このことはノズル10内部ではガス分子
同志の衝突が非常にさかんに行われていることを意味す
る。透過窓５に向かって蒸発した蒸気もノズル10内に入
ると、ガス分子と衝突し、散乱されるため、軌道が曲げ
られるので、透過窓５にまで到着する蒸気の量は極くわ
ずかでしかない。しかもガス流量は極く少量である上
に、真空槽９内部の圧力は依然高真空の状態に保たれて
いるため、蒸着膜の性質が劣化することもない。
量が少なくてもノズル10内と真空槽９内の間に大きな圧
力差を生じさせることができる。例えば数SCCMのガスを
流すと、真空槽９内の圧力を10-4Torr台に保ったまま、
ノズル10内の圧力を10-2〜10-1Torrにすることが出来
る。圧力が10-2Torrの時、ガス分子の平均自由行程は5m
mと非常に短い。このことはノズル10内部ではガス分子
同志の衝突が非常にさかんに行われていることを意味す
る。透過窓５に向かって蒸発した蒸気もノズル10内に入
ると、ガス分子と衝突し、散乱されるため、軌道が曲げ
られるので、透過窓５にまで到着する蒸気の量は極くわ
ずかでしかない。しかもガス流量は極く少量である上
に、真空槽９内部の圧力は依然高真空の状態に保たれて
いるため、蒸着膜の性質が劣化することもない。
次に実験結果を示す。第１図はノズル10内部の圧力
と、透過率の減少量の関係を示している。第１図から従
来30分間蒸着しただけで16％も低下していたものを、0.
2％に抑えることができたことがわかる。
と、透過率の減少量の関係を示している。第１図から従
来30分間蒸着しただけで16％も低下していたものを、0.
2％に抑えることができたことがわかる。
なお、上記実施例ではCO2レーザを光源として用いる
ものについて述べたが、この発明ではレーザの種類は限
定されるものではなく、他の光源、例えばYAGレーザ、
エキシマレーザなど任意の光源を用いることができ、本
発明は全ての光源に対して同様の効果を奏する。また本
発明はターゲットやガスの種類、流量も限定されるもの
でないことは言うまでもない。
ものについて述べたが、この発明ではレーザの種類は限
定されるものではなく、他の光源、例えばYAGレーザ、
エキシマレーザなど任意の光源を用いることができ、本
発明は全ての光源に対して同様の効果を奏する。また本
発明はターゲットやガスの種類、流量も限定されるもの
でないことは言うまでもない。
また上記実施例では、集光レンズと透過窓を別々に形
成した例を示したが、透過窓が集光レンズを兼ねている
ようにしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
成した例を示したが、透過窓が集光レンズを兼ねている
ようにしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、透過窓の曇りを防
止するためにターゲットと透過窓の間に差圧排気室を設
け、かつこの差圧排気室にガスを，該ガスを透過窓に向
けて噴出させて供給するガス導入手段を設けたので、透
過窓の曇りを抑制することができ、窓の交換頻度を大幅
に減らすことができ、生産性を大幅に向上できる効果が
ある。
止するためにターゲットと透過窓の間に差圧排気室を設
け、かつこの差圧排気室にガスを，該ガスを透過窓に向
けて噴出させて供給するガス導入手段を設けたので、透
過窓の曇りを抑制することができ、窓の交換頻度を大幅
に減らすことができ、生産性を大幅に向上できる効果が
ある。
加えて、オリフィスを分離型オリフィスとすることで
オリフィスの作製を容易に行うことができ、また、オリ
フィスをテーパ状に形成することで排気コンダクタンス
を小さくすることができるという効果がある。
オリフィスの作製を容易に行うことができ、また、オリ
フィスをテーパ状に形成することで排気コンダクタンス
を小さくすることができるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による薄膜蒸着装置の原理
を示す装置構成図、第２図はこの発明の一実施例による
効果を示す実験結果図、第３図及び第４図はこの発明の
他の実施例を示す構成図、第５図は従来の薄膜蒸着装置
の原理を示す装置構成図である。 ５は透過窓、10はノズル（差圧排気室）、11はガス導入
手段。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
を示す装置構成図、第２図はこの発明の一実施例による
効果を示す実験結果図、第３図及び第４図はこの発明の
他の実施例を示す構成図、第５図は従来の薄膜蒸着装置
の原理を示す装置構成図である。 ５は透過窓、10はノズル（差圧排気室）、11はガス導入
手段。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】真空中におかれたターゲットに集束された
光を透過窓を介して照射し、該ターゲットを蒸発させる
ことによって成膜を行う薄膜蒸着装置において、 上記透過窓とターゲットの間に設けられた，光が貫通で
きる大きさのオリフィスを有する差圧排気室と、 該差圧排気室にガスを，該ガスを上記透過窓に向けて噴
出させて供給するガス導入手段とを備え、 上記オリフィスは、ノズルとオリフィスを分離した分離
型オリフィスとしたことを特徴とする薄膜蒸着装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の薄膜蒸着装置において、 上記分離型オリフィスは、テーパ状に形成してなること
を特徴とする薄膜蒸着装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118199A JP2544805B2 (ja) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | 薄膜蒸着装置 |
| GB9009128A GB2231587B (en) | 1989-05-11 | 1990-04-24 | Thin film vacuum evaporation device |
| US07/513,846 US5097793A (en) | 1989-05-11 | 1990-04-24 | Thin film vacuum evaporation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118199A JP2544805B2 (ja) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | 薄膜蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02298261A JPH02298261A (ja) | 1990-12-10 |
| JP2544805B2 true JP2544805B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14730634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1118199A Expired - Lifetime JP2544805B2 (ja) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | 薄膜蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544805B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3255469B2 (ja) * | 1992-11-30 | 2002-02-12 | 三菱電機株式会社 | レーザ薄膜形成装置 |
| JPH08327919A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-13 | Anelva Corp | ビューイングポート及びビューイングポート用補助透光体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842770A (ja) * | 1981-09-09 | 1983-03-12 | Tohoku Richo Kk | 蒸発源からの蒸気流を阻止する装置 |
| JPS61291966A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 蒸着装置 |
-
1989
- 1989-05-11 JP JP1118199A patent/JP2544805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02298261A (ja) | 1990-12-10 |
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