JP4725975B2 - 真空蒸着装置及びその運用方法 - Google Patents
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Description
また、ポールピースカバーに付着した物質は、このポールピースカバーが被打撃手段に衝突させられることで剥落させられるようになっているので、真空容器内に無用な残骸物が取り残されるというおそれも低減されている。
この際、本発明では、以下の効果も得られる。第1に、ポールピースカバーの被打撃手段に対する衝突は、所定回数だけ繰り返されることが前提とされているため、比較的強固に付着した物質もポールピースカバーから剥落させることが可能である。また第2に、ポールピースカバーが、その可動領域に配置されている被打撃手段を超える位置まで運動することから、前述の物質の剥落はポールピースから離れた場所で行うことが可能となり、ポールピース付近に残骸物を取り残すという状況も生じさせないことが可能である。
本実施形態に係る真空蒸着装置は、図1に示すように、準備用チャンバ71、成膜用チャンバ72及び回収用チャンバ73の3つのチャンバを備えている。これら3つのチャンバそれぞれは、図示されない真空ポンプによって所定の真空度まで真空引きされる。3つのチャンバのうちの前二者間及び後二者間がそれぞれバルブ77及び78で接続されている。準備用チャンバ71で準備された未成膜基板81は、成膜の準備が整うと、バルブ77を介して成膜用チャンバ72へと導入される。成膜用チャンバ72では、未成膜の基板に対して成膜処理が行われる。図1で、符号82は成膜処理中の基板を示している。この成膜処理が完了すると、成膜済基板83が、バルブ78を介して回収用チャンバ73へと回収される。
なお、ハース35は、前記のハースカバー37の開口部37A以外はすべて覆われた状態となっている。図2では、これを表すため前記開口部37A以外の部分は破線で示されている。
前面遮蔽部154は、図に示すように概ね四辺形状であるが、長方形状部の図中右辺上部あたりから台形状部が張り出したような形態を有している。第1側方遮蔽部152は長方形状をもち、この張り出した台形状部の図中右辺に接続されている。また、第2側方遮蔽部153も長方形状をもち、前面遮蔽部154の図中左辺に接続されている。この第2側方遮蔽部153はアーム14との接続部分も兼ねている。
上方遮蔽部151は長方形状をもち、前述の前面遮蔽部154を構成する長方形状部及び台形状部それぞれの図中上辺に接続されている。また、上方遮蔽部151の図中左右両辺は、それぞれ、前記の第1側方遮蔽部152及び第2側方遮蔽部153の図中上辺に接続される。
以上のような形態により、ポールピース51は、図2に示すように、その前面、上面及び側面のそれぞれがすっぽり覆われるような形で遮蔽されることになる。これにより、ポールピース51は、蒸発により飛散した蒸着物質33から遮蔽されることになる。
なお、上述したポールピースカバー15の具体的な形態は、ポールピース51の形状が具体的にどのように定められるか等にもよるので、それに応じて、適宜、適当な形態を定めうる。材料についても、例えば蒸着物質が付着しにくい材料等といった観点から、適宜選択することが可能である。
被打撃体20はまた、ベース面BFに立てられた柱202の図3中上端に接続されている。この柱202により、被打撃体20の被打撃面201の高さ方向の位置は、ポールピースカバー15の高さ方向の位置(ただし、上下動軸12が図中上方向に移動してない場合におけるポールピースカバー15の高さ方向の位置)とほぼ一致するようになっている。
被打撃体20が以上のような形態をもつこと及び柱202に備え付けられていることから、この被打撃体20、より正確には被打撃面201は、ポールピースカバー15の可動領域内に配置されるようになっており、両者は相互に干渉可能、あるいは衝突可能となっている。
シャッター41は、円盤形状をもつシャッター本体部、該シャッター本体部に接続されるアーム及びこのアームをその一端を中心として旋回可能に保持する旋回駆動部をもつ。このような構成により、シャッター41は、図1に示すように、蒸着物質33の飛散する円錐状領域330を断ち切るように位置付けられ得る。これによって、基板82に対する蒸着の開始時間及び終了時間の調整等を行うことができる。
なお、図2に示したシャッター41は左右に1つずつ設けられているが、本発明はこのような形態に限定されるわけではない。シャッター41の数は基本的にいくつあってもよい。
まず、成膜処理の際、すなわち電子ビームEBが蒸着物質33に照射され、蒸発により飛散した蒸着物質33が基板82上に堆積していく過程では、ポールピースカバー15は、図2に示すように、ポールピース51を覆うように配置される。
この場合、ポールピース51は、図1に示すように蒸着物質33の飛散する円錐状領域330の近傍に位置するため、もしポールピース51が裸のまま放置されていると、蒸着物質33がポールピース51の表面に次第に堆積していくことになってしまう。しかし、本実施形態では、図4を参照して説明したようなポールピースカバー15がポールピース51を覆っているため、ポールピースカバー15の表面に蒸着物質33が堆積していくことはあっても、ポールピース51にそのような現象が生じることはない。これにより、ポールピース51は、成膜処理の間、清浄な状態が保持され、その磁場制御能力が低下するなどといった問題は殆ど発生しない。
なお、このポールピースカバー15の被打撃体20に対する衝突動作は、図中右側に配置されたポールピースカバー15Rと被打撃体20の被打撃面201Rとの間の衝突動作と、図中左側に配置されたポールピースカバー15Lと被打撃体20の被打撃面201Lとの間の衝突動作とを含むが、これら右側及び左側の衝突動作は、例えば、最初に右側、次に左側というように順次行うようにしてもよいし、あるいは同時に行うようにしてもよい。
まず、ポールピースカバー15が被打撃体20の被打撃面201に衝突させられることにより、該ポールピースカバー15上の堆積物を剥落させることが可能である。これにより、ポールピースカバー15上の堆積物が無制限に成長していくということがなく、前述のように当該堆積物が図1に示す円錐状領域330内に入り込むということもない。また、電子ビームEBの経路も遮断されない。したがって、基板82に対する正常な成膜処理を行うことが可能となる。
また、前記のように堆積物は剥落させられた後、剥落物回収箱250に回収されるようになっているから、ポールピースカバー15上の堆積物、あるいはこれが自然に落下した残骸物が、成膜用チャンバ72内、特にポールピース51の近傍に取り残されるということも殆ど生じない。したがって、ポールピース51の正常な運用も可能である。
また、ポールピースカバー15は、凹部及び凸部を有する被打撃面201に衝突させられるようになっているから、当該ポールピースカバー15に作用する衝撃力にはメリハリがつくようになっている(即ち、凸部で強く、凹部で弱く)。また、剥落した堆積物は、上下方向にのびる凹部を通じて剥落物回収箱250に向かって落下しやすくなっている。このように、この凹部及び凸部の存在によって、堆積物の剥落作用はより有効に発揮されるようになっているのである。
これら所定回数分の衝突、被打撃面201の凹部及び凸の存在は、いずれも、ポールピース51の近傍に残骸物を取り残さないという作用効果に大きく貢献する。
この点、本実施形態の真空蒸着装置は、上述のように成膜用チャンバ72内に残骸物が取り残されるおそれが極めて低減されており、また、ポールピースカバー15について継続的な堆積物の剥落動作を実施すれば、当該ポールピースカバー15についての清掃作業あるいは交換作業等の必要回数も減少する。したがって、本実施形態の真空蒸着装置によれば、前記の大気解放を行う時間間隔を引き延ばすことが可能となり、生産効率を向上させることが可能となるのである。しかも、本実施形態では特に、上述のように複数のハースライナー31を搭載可能なハース35を備えることで、連続蒸着処理を実施することが可能となっているので、前記の効果は、連続蒸着処理能力の増大という効果をも、もたらすものとして捉えることも可能である。
すなわち、第1に、ポールピースカバー15が上昇動作を行うことにより、このポールピースカバー15とポールピース51との干渉を好適に回避することができる。本実施形態においては特に、この上昇動作は、ポールピースカバー15が上方遮蔽部151、第1側方遮蔽部152及び第2側方遮蔽部153を備えていることから、最も好適な回避動作ということができる。一方、これらの遮蔽部151乃至153の存在は、ポールピース51のより実効的な遮蔽を実現するものである。結局、前記上昇動作は、本実施形態において、ポールピース51のより実効的な遮蔽と、ポールピースカバー15上の堆積物の剥落という、二つの効果を相乗的に得ることを可能とするものということができる。
なお、180度の回転動作による効果については既に述べた。すなわち、ポールピース51から最も遠い位置にポールピースカバー15を位置付けることができ、該ポールピース51近傍に残骸物を取り残さないという効果が得られる。
また、これに加えて、ポールピースカバー15は、前述のような上昇動作の後、被打撃体20を超えて180度回転するようになっているから、このポールピースカバー15が、前記シャッター41の存在する領域を侵すようなことはなく、しかも可動範囲をコンパクトにまとめることができるという利点も得られる。
また、場合によっては、ポールピースカバー15の被打撃面201への衝突の際、該ポールピースカバー15を小刻みに上下動させる動作を組み合わせてもよい。これによれば、ポールピースカバー15に衝撃力は与えられないものの、振動によって堆積物の剥落を誘発することも考えられる。
その他、上記の動作の適宜の組み合わせやその他の動作も種々考えられ得るが、いずれにしても、本発明の範囲内にあることはいうまでもない。
15 ポールピースカバー
16 上下動用モータ
17 回転動用モータ
20 被打撃体
201 被打撃面
221 突出部
31 ハースライナー
33 蒸着物質
39 電子銃
51 ポールピース
72 成膜用チャンバ
82 基板
101 制御部
EB 電子ビーム
Claims (8)
- 真空チャンバと、該真空チャンバ内に配置され電子ビームを出射する電子銃と、前記電子ビームを照射して加熱、蒸発させる物質を収容する容器と、該容器から蒸発により飛散した物質を堆積させるワークと、を備える真空蒸着装置であって、
前記電子ビームに所定の力を作用させるための磁界を形成するポールピースと、
該ポールピースを前記蒸発により飛散した物質から遮蔽するポールピースカバーと、
該ポールピースカバーを駆動する駆動手段と、
該駆動手段による前記ポールピースカバーの可動領域内に配置され、前記ポールピースカバーと衝突可能な被打撃手段と、
前記ポールピースカバーを、前記被打撃手段を超える位置まで駆動し、さらに、前記被打撃手段に所定回数衝突させて、当該ポールピースカバーに付着した前記物質を該ポールピースカバーから剥落させるように、前記駆動手段を駆動制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする真空蒸着装置。 - 前記制御手段は、前記駆動手段を介して、
第1に、前記ポールピースカバーを所定の距離だけ前記ポールピースから上昇させるように駆動し、
第2に、上昇させられた前記ポールピースカバーを前記被打撃手段を越える位置まで所定の角度だけ回転駆動し、
第3に、回転させられた前記ポールピースカバーを前記所定の距離だけ下降させるように駆動し、
第4に、下降させられた前記ポールピースカバーを前記被打撃手段に衝突させる、
制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の真空蒸着装置。 - 前記所定の角度は180度であることを特徴とする請求項2に記載の真空蒸着装置。
- 前記ポールピースカバーは、少なくとも、前記ポールピースの側面を覆う側方遮蔽部と、該ポールピースの上面を覆う上方遮蔽部とを備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。
- 前記被打撃手段における、前記ポールピースカバーと衝突する衝突部は、凹部及び凸部を有する面を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。
- 前記被打撃手段における、前記ポールピースカバーと衝突する衝突部は、前記ポールピースカバーの所定の部分に衝撃力を集中させるための突出部を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。
- 真空チャンバと、該真空チャンバ内に配置され電子ビームを出射する電子銃と、前記電子ビームを照射して加熱、蒸発させる物質を収容する容器と、該容器から蒸発により飛散した物質を堆積させるワークと、
前記電子ビームに所定の力を作用するための磁界を形成するポールピースと、該ポールピースを前記蒸発により飛散した物質から遮蔽するポールピースカバーと、を備える真空蒸着装置の運用方法であって、
前記ポールピースカバーを所定の距離だけ前記ポールピースから上昇させるように駆動する上昇工程と、
該上昇工程の後に、上昇させられた前記ポールピースカバーを被打撃手段を超える位置まで所定の角度だけ回転駆動する回転工程と、
該回転工程の後に、回転させられた前記ポールピースカバーを前記所定の距離だけ下降させるように駆動する下降工程と、
該下降工程の後に、下降させられた前記ポールピースカバーを前記被打撃手段に所定回数だけ衝突させる繰り返し打撃工程と、
を含むことを特徴とする真空蒸着装置の運用方法。 - 前記所定の角度は180度であることを特徴とする請求項7に記載の真空蒸着装置の運用方法。
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