JP2825918B2 - 真空蒸着装置 - Google Patents
真空蒸着装置Info
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- JP2825918B2 JP2825918B2 JP6236690A JP6236690A JP2825918B2 JP 2825918 B2 JP2825918 B2 JP 2825918B2 JP 6236690 A JP6236690 A JP 6236690A JP 6236690 A JP6236690 A JP 6236690A JP 2825918 B2 JP2825918 B2 JP 2825918B2
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- film thickness
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば光学用基体上に、誘電体、金属等の
膜を形成するための真空蒸着装置に関し、特に大面積の
基体に均一の厚さの膜を形成し得る真空蒸着装置に関す
るものである。
膜を形成するための真空蒸着装置に関し、特に大面積の
基体に均一の厚さの膜を形成し得る真空蒸着装置に関す
るものである。
［従来の技術および課題］ 従来、多数の小口径基板上に同一膜厚を形成するため
の装置としては、特公昭53−18338号公報に開示される
ように、自公転機構を有するもの、あるいはそれを改良
したものが知られている。この装置は、自公転ドームに
比して基板の径が小さく、かつ、基板面がドーム曲率か
ら著しくずれない場合には有効であるが、基板の径が例
えば数百mmと大きい大面積基板の場合には、ドーム曲率
からのズレ、および基板の保持方法に問題があった。
の装置としては、特公昭53−18338号公報に開示される
ように、自公転機構を有するもの、あるいはそれを改良
したものが知られている。この装置は、自公転ドームに
比して基板の径が小さく、かつ、基板面がドーム曲率か
ら著しくずれない場合には有効であるが、基板の径が例
えば数百mmと大きい大面積基板の場合には、ドーム曲率
からのズレ、および基板の保持方法に問題があった。
大面積基板に対しては、特公昭51−20356号公報に開
示されるように、基板を成膜中に平行移動する装置、あ
るいは、逆に蒸発源を平行移動する装置があるが、機構
が複雑になる上、高精度の膜厚制御を必要とする誘電体
多層膜の成膜の場合には膜厚制御が困難でありムラが生
じていた。
示されるように、基板を成膜中に平行移動する装置、あ
るいは、逆に蒸発源を平行移動する装置があるが、機構
が複雑になる上、高精度の膜厚制御を必要とする誘電体
多層膜の成膜の場合には膜厚制御が困難でありムラが生
じていた。
また、マスクを用いて膜厚を補正する装置としては、
特開昭50−146528号公報に開示されるものがあるが、こ
の装置ではマスクが固定されているため、基板の回転中
心近傍に円形状あるいはリング状のカゲが生じ大面積基
板の全面にわたっては均一膜厚にすることが出来ないと
いう欠点があった。すなわち、例えば、第５図に示すよ
うに、自転軸502の回りに回転する基板501と蒸発源504
の間に固定マスク503を設定すると、基板上に堆積され
た膜505の自転中心の膜厚はマスク中心にけられること
により均一とならなかった。
特開昭50−146528号公報に開示されるものがあるが、こ
の装置ではマスクが固定されているため、基板の回転中
心近傍に円形状あるいはリング状のカゲが生じ大面積基
板の全面にわたっては均一膜厚にすることが出来ないと
いう欠点があった。すなわち、例えば、第５図に示すよ
うに、自転軸502の回りに回転する基板501と蒸発源504
の間に固定マスク503を設定すると、基板上に堆積され
た膜505の自転中心の膜厚はマスク中心にけられること
により均一とならなかった。
さらに、マスクを用いて膜厚を補正する装置としては
特開昭59−215045号公報に開示されるものがある。この
技術は、蒸発源、マスク、基板の２つ以上を異なる速度
で回転させ膜厚の均一化を計ることを特徴とするもので
あるが、各位置関係については明らかでなく、マスクが
無い場合（第６図（ａ））よりも膜厚分布が悪い場合も
生じてしまう（第６図（ｂ））。
特開昭59−215045号公報に開示されるものがある。この
技術は、蒸発源、マスク、基板の２つ以上を異なる速度
で回転させ膜厚の均一化を計ることを特徴とするもので
あるが、各位置関係については明らかでなく、マスクが
無い場合（第６図（ａ））よりも膜厚分布が悪い場合も
生じてしまう（第６図（ｂ））。
また、マスクを用いないで膜厚の均一化を計る方法と
して特開昭61−6269号公報に開示されるものがある。こ
の技術は、蒸発源距離L,基板高さH,基板半径Ｒの位置が
0.8H≦Ｌ≦1.4HまたはＬ≧Ｒの条件を満足することを特
徴とするが、真空装置の径が大きくなる、膜の用途によ
っては入射角が大きいため、膜の機械的強度を劣化させ
る透過率を低下させる等の欠点があった。上記0.8H≦Ｌ
≦1.4Hの条件においては、Ｒとの関係が明確ではない
が、ＲがＨに比較して大きくなると、膜厚の均一化を計
るためにはＬの値も大きくなり、ＲとＨとの関係によら
ずＬ≧Ｒであることが必要となる。これは本発明の条件
とは異なる。
して特開昭61−6269号公報に開示されるものがある。こ
の技術は、蒸発源距離L,基板高さH,基板半径Ｒの位置が
0.8H≦Ｌ≦1.4HまたはＬ≧Ｒの条件を満足することを特
徴とするが、真空装置の径が大きくなる、膜の用途によ
っては入射角が大きいため、膜の機械的強度を劣化させ
る透過率を低下させる等の欠点があった。上記0.8H≦Ｌ
≦1.4Hの条件においては、Ｒとの関係が明確ではない
が、ＲがＨに比較して大きくなると、膜厚の均一化を計
るためにはＬの値も大きくなり、ＲとＨとの関係によら
ずＬ≧Ｒであることが必要となる。これは本発明の条件
とは異なる。
大面積でかつ重量を有する基板に、膜厚が均一な膜を
形成するための装置としては、USP3,128,205,USP3,858,
547に開示される自公転機構を有するものがある。しか
しながら、この装置は、高精度の膜厚の均一化を図る上
では不十分であり、USP4,222,345に開示されるように、
回転マスクを用いる機構が必要とされている。この回転
マスクを用いる機構で特徴的な点として、基板の公転中
心とマスクの回転中心が一致していることがあげられ
る。このとき自公転の回転数の比に依存する膜厚のムラ
を平均化できる効用がある。
形成するための装置としては、USP3,128,205,USP3,858,
547に開示される自公転機構を有するものがある。しか
しながら、この装置は、高精度の膜厚の均一化を図る上
では不十分であり、USP4,222,345に開示されるように、
回転マスクを用いる機構が必要とされている。この回転
マスクを用いる機構で特徴的な点として、基板の公転中
心とマスクの回転中心が一致していることがあげられ
る。このとき自公転の回転数の比に依存する膜厚のムラ
を平均化できる効用がある。
しかし、USP4,222,345に開示されている装置では、基
板の径に対して少くとも2.9倍の径を有する容器が必要
となり、それに見合った排気能力を有する排気系が必要
とされるために、製造の容易さ、装置コスト、スペース
の点で不利であった。
板の径に対して少くとも2.9倍の径を有する容器が必要
となり、それに見合った排気能力を有する排気系が必要
とされるために、製造の容易さ、装置コスト、スペース
の点で不利であった。
また、この装置を使用しても均一な膜厚が必ずしも得
られないことが本発明者の調査により見い出された。す
なわち、直径1mの基板について調査したところ、第４図
（ａ）に示すような膜厚のムラが生ずることがわかっ
た。なお、第４図（ａ）において、 は、蒸発粒子がほぼcosθの分布をしているときのもの
であり、●印は蒸発粒子の分布が経時的に変化している
ときのものである。このように、蒸発粒子の分布が経時
的に変化する場合に特に膜厚のムラが大きいことがわか
った。
られないことが本発明者の調査により見い出された。す
なわち、直径1mの基板について調査したところ、第４図
（ａ）に示すような膜厚のムラが生ずることがわかっ
た。なお、第４図（ａ）において、 は、蒸発粒子がほぼcosθの分布をしているときのもの
であり、●印は蒸発粒子の分布が経時的に変化している
ときのものである。このように、蒸発粒子の分布が経時
的に変化する場合に特に膜厚のムラが大きいことがわか
った。
さらに、蒸発分布が経時的に変化する場合、基板中心
と膜厚モニター間の膜厚制御誤差は蒸発源と基板との距
離Ｈが1430mmの場合には約10％、Ｈ＝2140mmの場合では
約４％、平均では約６％と大きいことがわかった（第４
図（ａ））。
と膜厚モニター間の膜厚制御誤差は蒸発源と基板との距
離Ｈが1430mmの場合には約10％、Ｈ＝2140mmの場合では
約４％、平均では約６％と大きいことがわかった（第４
図（ａ））。
さらに、物理的には垂直方向に均一の膜厚であっても
光学的特性（たとえば屈折率）のムラが基板上の場所に
よって存在することもわかった。すなわち、蒸発源と基
板との距離Ｈを約1.2mとして、基板にZrO2を蒸着させ、
基板の外周近傍と中心近傍での屈折率差を調査したとこ
ろ、両者の間では約0.15の屈折率の差があることがわか
った。
光学的特性（たとえば屈折率）のムラが基板上の場所に
よって存在することもわかった。すなわち、蒸発源と基
板との距離Ｈを約1.2mとして、基板にZrO2を蒸着させ、
基板の外周近傍と中心近傍での屈折率差を調査したとこ
ろ、両者の間では約0.15の屈折率の差があることがわか
った。
本発明は、従来技術には上述したような問題点がある
ことを見い出しなされたものであり、本発明の目的は、
膜厚ムラ、光学的特性のムラが小さな蒸発層の形成が可
能な、小型の真空蒸着装置を提供することにある。
ことを見い出しなされたものであり、本発明の目的は、
膜厚ムラ、光学的特性のムラが小さな蒸発層の形成が可
能な、小型の真空蒸着装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の真空蒸着装置は、基体を保持し回転させるた
めの保持回転手段と、基体の下方に設置される蒸発源の
ための配置位置と、膜厚補正用のマスクと、マスクを回
転させるための手段とを少なくとも有する真空蒸着装置
において、該保持回転手段は該保持回転手段の回転中心
軸を含む領域に該基体を配置可能とするとともに、該マ
スクの回転中心軸と基体の自転中心軸とを一致させ、か
つ、 基体の半径をＲ、蒸発源のための配置位置と自転中心
軸との距離をＬ、蒸発源のための配置位置と自転基体と
の自転軸に平行な距離をＨとしたとき、蒸発源のための
配置位置とマスクとの自転軸に平行な距離ｈが、 ｈ≦LH/（Ｌ＋Ｒ） の条件を満足することを特徴とする。
めの保持回転手段と、基体の下方に設置される蒸発源の
ための配置位置と、膜厚補正用のマスクと、マスクを回
転させるための手段とを少なくとも有する真空蒸着装置
において、該保持回転手段は該保持回転手段の回転中心
軸を含む領域に該基体を配置可能とするとともに、該マ
スクの回転中心軸と基体の自転中心軸とを一致させ、か
つ、 基体の半径をＲ、蒸発源のための配置位置と自転中心
軸との距離をＬ、蒸発源のための配置位置と自転基体と
の自転軸に平行な距離をＨとしたとき、蒸発源のための
配置位置とマスクとの自転軸に平行な距離ｈが、 ｈ≦LH/（Ｌ＋Ｒ） の条件を満足することを特徴とする。
［作用］ 本発明者は、高精度の膜厚の均一化を図るべく多大な
実験を重ねたところ、基体の半径Ｒ、蒸発源と自転中心
軸との距離Ｌ、蒸発源と自転基体との距離Ｈとの関係に
よって均一性が変化することを見い出した。しかし、こ
れらにいかなる関係があるときに均一性が良好になるか
ということについては全く不明であり、そこで、さらに
実験を重ねたところ、ｈ≦LH/（Ｌ＋Ｒ）の条件を満足
する場合に均一性が良好になることを解明し、本発明を
なすにいたった。
実験を重ねたところ、基体の半径Ｒ、蒸発源と自転中心
軸との距離Ｌ、蒸発源と自転基体との距離Ｈとの関係に
よって均一性が変化することを見い出した。しかし、こ
れらにいかなる関係があるときに均一性が良好になるか
ということについては全く不明であり、そこで、さらに
実験を重ねたところ、ｈ≦LH/（Ｌ＋Ｒ）の条件を満足
する場合に均一性が良好になることを解明し、本発明を
なすにいたった。
なお、マスクに付着した蒸着材が不純物となり、この
不純物が、蒸発源中に落下したり、基体表面に再蒸着し
たりすることを避けるために、ｈ≧0.8LH/（Ｌ＋Ｒ）と
することが好ましい。
不純物が、蒸発源中に落下したり、基体表面に再蒸着し
たりすることを避けるために、ｈ≧0.8LH/（Ｌ＋Ｒ）と
することが好ましい。
なお、本発明においては、基体の周辺に複数個の膜厚
制御モニタ（光学モニタ）と、各膜厚制御用モニタに対
応する個数の蒸発源とを設け、膜厚制御用モニタ中心と
自転軸との距離をＳとしたとき、各対応する該蒸発源距
離ＬをＬ＝0.5Sとすることが好ましく、0.2S≦Ｌ≦0.8
S、Ｌ≦Ｒの条件を満足することがより好ましい。光学
モニタはその表面に堆積した膜の厚みを感知することに
より基体表面に堆積した膜の厚みを知るものであり、上
記条件を満足する場合には基体中心と光学モニタ間の膜
厚の差異（膜厚制御誤差）を極めて小さくすることがで
きる。
制御モニタ（光学モニタ）と、各膜厚制御用モニタに対
応する個数の蒸発源とを設け、膜厚制御用モニタ中心と
自転軸との距離をＳとしたとき、各対応する該蒸発源距
離ＬをＬ＝0.5Sとすることが好ましく、0.2S≦Ｌ≦0.8
S、Ｌ≦Ｒの条件を満足することがより好ましい。光学
モニタはその表面に堆積した膜の厚みを感知することに
より基体表面に堆積した膜の厚みを知るものであり、上
記条件を満足する場合には基体中心と光学モニタ間の膜
厚の差異（膜厚制御誤差）を極めて小さくすることがで
きる。
なお、Ｌ≦Ｒとすることは、蒸発粒子の基体に対する
入射角を小さくできるため、蒸発粒子の飛距離も短くな
り、基板への密着力、膜構造、膜堆積速度に悪影響を与
えることなく、光学的にも均質でかつ散乱吸収などの損
失が少なく、また機械的強度に優れる膜を大面積にわた
って得ることができることともなる。
入射角を小さくできるため、蒸発粒子の飛距離も短くな
り、基板への密着力、膜構造、膜堆積速度に悪影響を与
えることなく、光学的にも均質でかつ散乱吸収などの損
失が少なく、また機械的強度に優れる膜を大面積にわた
って得ることができることともなる。
なお、本発明では、基体の回転が自転だけのため、装
置の小型化が可能となり、また、蒸発源を基体の下方に
設置することとあいまって、基体に対する蒸着流の入射
角を小さくすることが可能となり、高精度の膜厚の均一
化を計ることができる。
置の小型化が可能となり、また、蒸発源を基体の下方に
設置することとあいまって、基体に対する蒸着流の入射
角を小さくすることが可能となり、高精度の膜厚の均一
化を計ることができる。
さらには、蒸発流の基板に対する入射角が小さく、蒸
発粒子の飛距離が短いため、蒸着薬品を少量にすること
ができる。
発粒子の飛距離が短いため、蒸着薬品を少量にすること
ができる。
［実施例］ （実施例１〜３、比較例１） 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第１図に本発明の実施例に係る蒸着装置の正面断面図
を示し、まず、装置の構成を説明する。
を示し、まず、装置の構成を説明する。
装置は角形の器壁１で構成され、その天板上に大面積
基板を保持・自転させるためのユニット（保持回転手
段）が設けられている。これはモータ２、減速機３、プ
ーリ４、回転伝導ベルト５、基板回転軸６から構成され
る。基板回転軸６はベアリング７を介して円柱状の堅枠
８によって保持される。基板回転軸６の回転は、結合部
材26を介して、補強円板27,28を設けた基板ホルダ固定
用アーム９に伝えられる。基板ホルダ固定用アーム９
は、基板ホルダ固定枠29に取付けられたピン10を介して
基板ホルダを保持する構造となっており、基板ホルダは
側面リング12、底板リング11、基板カバー13で構成され
る。基板ホルダに一以上の基板が保持される。基板カバ
ー13は、基板14の裏面への損傷、成膜中の汚れをさける
ために設けられる。151は蒸発源であり、基板14の下方
に設置されている。蒸発源151からの蒸発流は、モータ1
7により回転するマスク回転軸18に固定された回転マス
ク19によって一部さえぎられる。蒸発源151はメンテナ
ンスのための着脱が容易なように円形状底板16の上に設
けられる。
基板を保持・自転させるためのユニット（保持回転手
段）が設けられている。これはモータ２、減速機３、プ
ーリ４、回転伝導ベルト５、基板回転軸６から構成され
る。基板回転軸６はベアリング７を介して円柱状の堅枠
８によって保持される。基板回転軸６の回転は、結合部
材26を介して、補強円板27,28を設けた基板ホルダ固定
用アーム９に伝えられる。基板ホルダ固定用アーム９
は、基板ホルダ固定枠29に取付けられたピン10を介して
基板ホルダを保持する構造となっており、基板ホルダは
側面リング12、底板リング11、基板カバー13で構成され
る。基板ホルダに一以上の基板が保持される。基板カバ
ー13は、基板14の裏面への損傷、成膜中の汚れをさける
ために設けられる。151は蒸発源であり、基板14の下方
に設置されている。蒸発源151からの蒸発流は、モータ1
7により回転するマスク回転軸18に固定された回転マス
ク19によって一部さえぎられる。蒸発源151はメンテナ
ンスのための着脱が容易なように円形状底板16の上に設
けられる。
第２図は、第１図のＡ−Ａ′断面図である。本例で
は、回転マスク19は、４分割の羽状体をその周辺部を外
リング20に固定保持することにより構成されており、そ
の回転軸を、基板の回転中心軸と一致するよう設けてあ
る。この羽状体の中央部は幅広になされており、この中
央部の蒸発源からの基板への写影が基板のほぼ中心を通
過する。なお、この羽状体の形状は、実験等により求
め、膜厚分布が均一になるように設計すればよい。な
お、回転マスクは上下方向に移動可能としてもよい。回
転マスク19の半径は、その基板面の高さでの膜厚補正領
域が、基板の外周21、基板ホルダ固定枠の外周22を含む
ように設計される。
は、回転マスク19は、４分割の羽状体をその周辺部を外
リング20に固定保持することにより構成されており、そ
の回転軸を、基板の回転中心軸と一致するよう設けてあ
る。この羽状体の中央部は幅広になされており、この中
央部の蒸発源からの基板への写影が基板のほぼ中心を通
過する。なお、この羽状体の形状は、実験等により求
め、膜厚分布が均一になるように設計すればよい。な
お、回転マスクは上下方向に移動可能としてもよい。回
転マスク19の半径は、その基板面の高さでの膜厚補正領
域が、基板の外周21、基板ホルダ固定枠の外周22を含む
ように設計される。
上記実施例に示す本発明の蒸着装置の作動手順は次の
ように行われる。すなわち、基板を保持した基板ホルダ
を蒸着室の基板ホルダ固定用アーム29に固定し、所定の
真空度まで排気する。成膜前から基板14、マスク19を各
々回転し、定められた条件のもとで成膜を開始する。こ
のとき自転している基板14はマスク19によって膜厚補正
を受け、大面積にわたって均一の膜厚で成膜される。
ように行われる。すなわち、基板を保持した基板ホルダ
を蒸着室の基板ホルダ固定用アーム29に固定し、所定の
真空度まで排気する。成膜前から基板14、マスク19を各
々回転し、定められた条件のもとで成膜を開始する。こ
のとき自転している基板14はマスク19によって膜厚補正
を受け、大面積にわたって均一の膜厚で成膜される。
上記の装置を使用して、直径1m（Ｒ＝500mm）の基板
に対し、Ｌ＝250mm、Ｈ＝1500mm（LH/（Ｌ＋Ｒ）＝50
0）とし、ｈを表１に示す値に設定してZrO2の膜を形成
した。
に対し、Ｌ＝250mm、Ｈ＝1500mm（LH/（Ｌ＋Ｒ）＝50
0）とし、ｈを表１に示す値に設定してZrO2の膜を形成
した。
基板温度は300℃、真空度は、１×10-4Torrとし、酸
素雰囲気中で成膜を行った。なお、回転マスクと基板と
の回転は逆方向とし、（基板回転数）／（回転マスク回
転数）を約1.3とした。なお、蒸発粒の分布は経時的に
変化せしめた。
素雰囲気中で成膜を行った。なお、回転マスクと基板と
の回転は逆方向とし、（基板回転数）／（回転マスク回
転数）を約1.3とした。なお、蒸発粒の分布は経時的に
変化せしめた。
得られた膜につき膜厚のムラ及び屈折率の差（屈折率
の差は膜中の最大のものと最小のものとの差）を表１に
示す。
の差は膜中の最大のものと最小のものとの差）を表１に
示す。
表１からわかるように、ｈ≦LH/（Ｌ＋Ｒ）を満足す
る実施例１〜３は、膜厚ムラは７％以下と小さく、ま
た、屈折率の差も小さかった。また、膜を顕微鏡で観察
したところ、ｈ≧0.8LH/（Ｌ＋Ｒ）を満足する実施例2,
3には、不純物の混入は認められなかった。それに対
し、比較例１は膜厚のムラが20％と大きかった。
る実施例１〜３は、膜厚ムラは７％以下と小さく、ま
た、屈折率の差も小さかった。また、膜を顕微鏡で観察
したところ、ｈ≧0.8LH/（Ｌ＋Ｒ）を満足する実施例2,
3には、不純物の混入は認められなかった。それに対
し、比較例１は膜厚のムラが20％と大きかった。
比較例１の膜厚分布t/t0（t0基板中心の膜厚、ｔは半
径方向の膜厚）を第６図（ａ）にグラフで示す。第６図
（ａ）に示すようにマスク形状の最適化を計っても最大
と最小の差が約20％であり、第６図（ｂ）のマスクがな
いときより、かえって悪化していることがわかる。
径方向の膜厚）を第６図（ａ）にグラフで示す。第６図
（ａ）に示すようにマスク形状の最適化を計っても最大
と最小の差が約20％であり、第６図（ｂ）のマスクがな
いときより、かえって悪化していることがわかる。
（実施例４） 本例では、第２図に示すように、自転基板の周辺に４
個の光学モニタ241,242,243,244を設けた。各光学モニ
タに対応して、151,152,153,154の蒸発源を設けた。す
なわち、151の蒸発源を用いるときには241の光学モニタ
を使用した。回転マスクの半径は各光学膜厚モニタへの
蒸発粒子をさえぎることのないように設計した。
個の光学モニタ241,242,243,244を設けた。各光学モニ
タに対応して、151,152,153,154の蒸発源を設けた。す
なわち、151の蒸発源を用いるときには241の光学モニタ
を使用した。回転マスクの半径は各光学膜厚モニタへの
蒸発粒子をさえぎることのないように設計した。
なお、その際、蒸発源と基板との距離Ｈを第４図
（ｂ）の横軸に示すように変化させた。
（ｂ）の横軸に示すように変化させた。
本例では、Ｒ＝500mm、Ｌ＝250mm（Ｌ＜Ｒ）とし、ｈ
は、Ｈの変化に応じ、ｈ≦LH/（Ｌ＋Ｒ）を満足するよ
うに変化させた。また、Ｓ＝1000mm（Ｌ＝0.25S）とし
た。
は、Ｈの変化に応じ、ｈ≦LH/（Ｌ＋Ｒ）を満足するよ
うに変化させた。また、Ｓ＝1000mm（Ｌ＝0.25S）とし
た。
得られた膜につき膜厚のムラを調査したところ、第４
図（ｂ）に示すような結果が得られた。第４図（ｂ）か
らわかるように、本実施例では、蒸発分布が安定なとき のみならず、経時的に変化するとき（●印）も膜厚のム
ラが少ないことがわかる。さらに、蒸発分布が変化する
とき、基板中心と膜厚モニタ間の膜厚制御誤差 も少なかった。すなわち、Ｈ＝1430mmの場合でも約４
％、Ｈ＝2140mmの場合には０％に近かった。
図（ｂ）に示すような結果が得られた。第４図（ｂ）か
らわかるように、本実施例では、蒸発分布が安定なとき のみならず、経時的に変化するとき（●印）も膜厚のム
ラが少ないことがわかる。さらに、蒸発分布が変化する
とき、基板中心と膜厚モニタ間の膜厚制御誤差 も少なかった。すなわち、Ｈ＝1430mmの場合でも約４
％、Ｈ＝2140mmの場合には０％に近かった。
また、基板の面内の光学的特性（屈折率）のムラを調
査したところ、最も大きなものと最も小さなものとの差
は0.02であり、光学的ムラが従来に比べ非常に小さかっ
た。
査したところ、最も大きなものと最も小さなものとの差
は0.02であり、光学的ムラが従来に比べ非常に小さかっ
た。
（実施例５） 本例では、Ｓ＝550mm、Ｌ＝440mm（Ｌ＝0.8S）とし、
他は実施例４と同じ条件で成膜を行った所、膜厚のム
ラ、光学的ムラ、膜厚制御誤差ともに実施例４とほぼ同
様の結果が得られた。
他は実施例４と同じ条件で成膜を行った所、膜厚のム
ラ、光学的ムラ、膜厚制御誤差ともに実施例４とほぼ同
様の結果が得られた。
（実施例6,7） 本例では、実施例４におけるＳ＝1000mmをＳ＝1400
（Ｌ＝0.18S）に変え、また、実施例５におけるＳ＝550
mmをＳ＝530mm（Ｌ＝0.83）に変え、他の条件はそれぞ
れ実施例４と実施例５と同様にして成膜を行った。
（Ｌ＝0.18S）に変え、また、実施例５におけるＳ＝550
mmをＳ＝530mm（Ｌ＝0.83）に変え、他の条件はそれぞ
れ実施例４と実施例５と同様にして成膜を行った。
膜厚ムラ、光学的ムラについては実施例4,5と同様の
良好な結果が得られた。膜厚制御誤差は、Ｈ＝1430mmの
場合は約６％、Ｈ＝2140mmの場合は約３％であり、従来
例あるいは比較例に比べ良好な結果が得られた。ただ、
本例では、 0.2S≦Ｌ≦0.8S、Ｌ≦Ｒ の範囲外であるため、膜厚制御誤差については実施例4,
5の方が優れていた。
良好な結果が得られた。膜厚制御誤差は、Ｈ＝1430mmの
場合は約６％、Ｈ＝2140mmの場合は約３％であり、従来
例あるいは比較例に比べ良好な結果が得られた。ただ、
本例では、 0.2S≦Ｌ≦0.8S、Ｌ≦Ｒ の範囲外であるため、膜厚制御誤差については実施例4,
5の方が優れていた。
（比較例２） 本例では、回転マスクを設けず、他の条件は実施例と
同一として蒸着を行ったところ、第４図（ｃ）に示すよ
うな膜厚ムラのグラフが得られた。なお、第４図（ｃ）
はいずれも、蒸着粒の分布が経時的には一定の場合（経
時的に変化する場合に比べ膜厚のムラが少ないと考えら
れる）であり、 は蒸発粒がほぼcos0θの分布をなしている場合を示し、 は蒸発粒がほぼcosθの分布をなしている場合を示し、
●印は蒸発粒がほぼcos2θの分布をなしている場合を示
している。図に示すように、いずれの場合も実施例に比
べ大きな膜厚ムラが生じていることがわかる。
同一として蒸着を行ったところ、第４図（ｃ）に示すよ
うな膜厚ムラのグラフが得られた。なお、第４図（ｃ）
はいずれも、蒸着粒の分布が経時的には一定の場合（経
時的に変化する場合に比べ膜厚のムラが少ないと考えら
れる）であり、 は蒸発粒がほぼcos0θの分布をなしている場合を示し、 は蒸発粒がほぼcosθの分布をなしている場合を示し、
●印は蒸発粒がほぼcos2θの分布をなしている場合を示
している。図に示すように、いずれの場合も実施例に比
べ大きな膜厚ムラが生じていることがわかる。
（比較例３） 上記実施例において、回転マスクを回転させず、他の
条件は実施例と同一として蒸着を行ったところ、基板中
心部およびその近傍において膜厚ムラが極めて大きくな
った。これは、基板中心部およびその近傍に、回転マス
クによって、常に蒸発流がさえぎられる部分とまったく
膜厚補正を受けない部分とが生じるためと考えられる。
条件は実施例と同一として蒸着を行ったところ、基板中
心部およびその近傍において膜厚ムラが極めて大きくな
った。これは、基板中心部およびその近傍に、回転マス
クによって、常に蒸発流がさえぎられる部分とまったく
膜厚補正を受けない部分とが生じるためと考えられる。
［発明の効果］ 上記実施例に示す本発明の装置により以下の効果を得
ることが出来る。
ることが出来る。
一つは装置容積を小型化出来ることである。すなわち
直径Ａの基板に均一膜厚を形成するためには、USP4,22
2,345に開示される従来の自公転機構を有する装置を用
いると、少くとも、2.9倍の槽径、及び1.9倍の槽高さを
必要とし、その真空容積はA3の約12.5倍程度となる。し
かるに本発明では第１図および第２図に示すごとく、A3
の約5.12倍であり、その容積は約41％に小型化される。
このため蒸着槽、及び基板回転、基板の保持のための治
具の製作が容易となるだけではなく、排気系の能力を半
分にすることが出来、装置価格の大巾な低減が図れる。
直径Ａの基板に均一膜厚を形成するためには、USP4,22
2,345に開示される従来の自公転機構を有する装置を用
いると、少くとも、2.9倍の槽径、及び1.9倍の槽高さを
必要とし、その真空容積はA3の約12.5倍程度となる。し
かるに本発明では第１図および第２図に示すごとく、A3
の約5.12倍であり、その容積は約41％に小型化される。
このため蒸着槽、及び基板回転、基板の保持のための治
具の製作が容易となるだけではなく、排気系の能力を半
分にすることが出来、装置価格の大巾な低減が図れる。
さらには、基板回転が自公転ではなく自転だけのた
め、槽の高さを必要以上に高くすることなく、基板に対
する蒸発流の入射角を小さくすることが出来、回転マス
クを用いて従来より高精度に膜厚の均一化を計ることが
可能となる。
め、槽の高さを必要以上に高くすることなく、基板に対
する蒸発流の入射角を小さくすることが出来、回転マス
クを用いて従来より高精度に膜厚の均一化を計ることが
可能となる。
さらには、従来より、基板に対する蒸発流の入射角が
小さく、また、蒸発粒子の基板までの飛距離も短いた
め、基板への密着力、膜構造、膜堆積速度に悪影響を与
えることなく、光学的に均質で、かつ散乱、吸収等の損
失が少く、また、機械的強度に優れる膜を大面積にわた
って得ることが可能となる。
小さく、また、蒸発粒子の基板までの飛距離も短いた
め、基板への密着力、膜構造、膜堆積速度に悪影響を与
えることなく、光学的に均質で、かつ散乱、吸収等の損
失が少く、また、機械的強度に優れる膜を大面積にわた
って得ることが可能となる。
さらには、基板に対する蒸発流の入射角が小さく、ま
た、蒸発粒子の基板までの飛距離が短かくすることがで
きるため従来より少量の蒸着薬品で成膜することが可能
となり、その供給方法、蒸発源の大きさ、個数等におい
て蒸発源自体の簡素化を図ることができる。
た、蒸発粒子の基板までの飛距離が短かくすることがで
きるため従来より少量の蒸着薬品で成膜することが可能
となり、その供給方法、蒸発源の大きさ、個数等におい
て蒸発源自体の簡素化を図ることができる。
さらには、自転する基板の周辺に、複数個のモニタを
複数個の蒸発源に各々対応させて設けることにより高精
度に膜厚を制御することが可能となる。
複数個の蒸発源に各々対応させて設けることにより高精
度に膜厚を制御することが可能となる。
以上、本発明の真空蒸着装置が大面積基板上に均一膜
厚を形成する目的で、大きな効果を有することは明白で
ある。
厚を形成する目的で、大きな効果を有することは明白で
ある。
第１図は本発明の装置の正面断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ′断面図、第３図は内部の寸法関係を示すための
模式図、第４図は従来例と実施例における膜厚のムラ，
膜厚制御誤差を示すためのグラフ、第５図は従来例、第
６図は従来例において本発明の条件を満足しないときの
膜厚分布を示す。 （符号の説明） １……器壁、２……モータ、３……減速機、４……プー
リ、５……回転伝導ベルト、６……基板回転軸、７……
ベアリング、８……堅枠、９……基板ホルダ固定用アー
ム、10……ピン、11……底板リング、12……側面リン
グ、13……基板カバー、14……基板、16……円形状底
板、17……モータ、18……マスク回転軸、19……回転マ
スク、20……外リング、21……基板の外周、22……基板
ホルダ固定枠の外周、26……結合部材、27……補強円
板、28……補強円板、29……基板ホルダ固定枠、151,15
2,153,154……蒸発源、241,242,243,244……光学モニ
タ、501……基板、502……自転軸、503……固定マス
ク、504……蒸発源。
Ａ−Ａ′断面図、第３図は内部の寸法関係を示すための
模式図、第４図は従来例と実施例における膜厚のムラ，
膜厚制御誤差を示すためのグラフ、第５図は従来例、第
６図は従来例において本発明の条件を満足しないときの
膜厚分布を示す。 （符号の説明） １……器壁、２……モータ、３……減速機、４……プー
リ、５……回転伝導ベルト、６……基板回転軸、７……
ベアリング、８……堅枠、９……基板ホルダ固定用アー
ム、10……ピン、11……底板リング、12……側面リン
グ、13……基板カバー、14……基板、16……円形状底
板、17……モータ、18……マスク回転軸、19……回転マ
スク、20……外リング、21……基板の外周、22……基板
ホルダ固定枠の外周、26……結合部材、27……補強円
板、28……補強円板、29……基板ホルダ固定枠、151,15
2,153,154……蒸発源、241,242,243,244……光学モニ
タ、501……基板、502……自転軸、503……固定マス
ク、504……蒸発源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石倉 淳理 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 沢村 光治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−290261（ＪＰ，Ａ) 米国特許4222345（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/24
Claims (5)
- 【請求項１】基体を保持し回転させるための保持回転手
段と、基体の下方に設置される蒸発源のための配置位置
と、膜厚補正用のマスクと、マスクを回転させるための
手段とを少なくとも有する真空蒸着装置において、該保
持回転手段は該保持回転手段の回転中心軸を含む領域に
該基体を配置可能とするとともに、該マスクの回転中心
軸と基体の自転中心軸とを一致させ、かつ、 基体の半径をＲ、蒸発源のための配置位置と自転中心軸
との距離をＬ、蒸発源のための配置位置と自転基体との
自転軸に平行な距離をＨとしたとき、蒸発源のための配
置位置とマスクとの自転軸に平行な距離ｈが、 ｈ≦LH/（Ｌ＋Ｒ） の条件を満足することを特徴とする真空蒸着装置。 - 【請求項２】基体の周辺に複数個の膜厚制御用モニタ
と、各膜厚制御用モニタに対応する個数の蒸発源のため
の配置位置とを有し、膜厚制御用モニタ中心と自転軸と
の距離をＳとしたとき、各対応する該蒸発源のための配
置位置と自転中心軸との距離Ｌが、 0.25≦Ｌ≦0.85、Ｌ≦Ｒ の条件を満足することを特徴とする請求項１記載の真空
蒸着装置。 - 【請求項３】前記マスクは羽状体を有し、該羽状体の中
央部は幅広とされている請求項１または２記載の真空蒸
着装置。 - 【請求項４】前記中央部が蒸着源のための配置位置に対
応する請求項３記載の真空蒸着装置。 - 【請求項５】前記マスクは上下方向に移動可能である請
求項１乃至４のいずれか１項記載の真空蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6236690A JP2825918B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 真空蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6236690A JP2825918B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 真空蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264668A JPH03264668A (ja) | 1991-11-25 |
| JP2825918B2 true JP2825918B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=13198051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6236690A Expired - Lifetime JP2825918B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 真空蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2825918B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2783001B1 (fr) * | 1998-09-04 | 2000-11-24 | Essilor Int | Procede pour le traitement sous vide d'un quelconque substrat courbe, notamment un verre de lunettes, et cache propre a la mise en oeuvre d'un tel procede |
| CN1243279C (zh) | 2002-07-30 | 2006-02-22 | 佳能电子株式会社 | 滤光片制造方法、有该滤光片的光通量光阑装置和照相机 |
| KR20080007820A (ko) * | 2006-07-18 | 2008-01-23 | 세메스 주식회사 | 박막 증착용 회전 증착원 및 이를 이용하는 박막 증착 장치 |
| JP4936333B2 (ja) * | 2007-09-27 | 2012-05-23 | 株式会社昭和真空 | 真空蒸着装置 |
| CN106244985B (zh) * | 2016-09-22 | 2019-01-11 | 铜陵市铜创电子科技有限公司 | 一种金属化薄膜加工用镀膜机构 |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP6236690A patent/JP2825918B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03264668A (ja) | 1991-11-25 |
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