JPH01212761A - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 この発明は基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば特公昭５４−９５９２号公報に示された
ような従来の薄膜形成装置を示す断面図であり、図にお
いて、（１）はるつぼ、（２）はこのるつぼ（１）の上
部に設けられた小孔、（３）はるつぼ＋１）の周囲に配
置されたコイル状の電子ボンバード用フィラメント、（
４）はるつぼ熱シールド板で、るつぼ（１）および電子
ボンバード用フィラメント（３）を包囲し、るつぼ（１
）の小孔（２）に対応する上側中央部が開口している。

（５）はこのるつぼ熱シールド板（４）の上方に配置さ
れた円筒形格子状金属のグリッド、（６）はグリッド（
５）の外側に配置されたリング状のイオン化フィラメン
ト、（７）はイオン化熱シールド板で、グリッド（５）
およびイオン化フィラメント（６）を包囲し、るつぼ熱
シールド板（４）上側の開口に対応した下側中央部およ
びその反対側の上側中央部が開口している。（８）はこ
のイオン化熱シールド板（７）の上方に水平に配置され
たつば状金属の加速電極、（９）はこの加速電極の上方
に水平に配置され、水平方向に後退可能な板状のシャッ
ター、０αはこのシャッター（田の上方に水平に配置さ
れた板状の基板ホルダー、（１１）はこの基板ホルダー
叫の上面中心に垂直に固着された駆動軸であり、上述し
た各装置（１）ないしααと共に垂直な同軸上に配置さ
れている。（ロ）は上記の各装置（１）ないしくＩＩ）
をその内部に収納した真空槽、αＪはこの真空槽０２）
の側壁に設けられた排気口、（＋４＞は回転シール部で
、真空槽０２）の上壁に設けられ、駆動軸００を回転自
在に貫通させ、かつ真空槽０２）の内外間の気密を保っ
ている。（１５１は駆動軸α０に機械的に連結された、
例えばモーターのような駆動源である。

次に動作について説明する。基板αＧが基板ホルダーＯ
ａの下面に取り付けられ、この基板（１ｅに膜を形成す
るための膜材料（１７］がるつぼ（１）の中に入れられ
蒸発源となる。図示しない真空ポンプにより排気口０３
から排気されて真空槽α環内は高真空となっている。電
子ボンバード用フィラメント（３）とるつぼ（１）の間
には電子ボンバード用フィラメント（３）がマイナス、
るつぼ（１）がプラスになる電位差がかけられ、電子ボ
ンバード用フィラメント（３）に通電される。電子ボン
バード用フィラメント（３）から出てるつぼ（１）に当
る電子の電子衝撃および電子ボンバード用フィラメント
（３）からの熱放射により、るつぼ（１）内の膜材料０
ηを蒸発させ蒸気圧が数Ｔｏｒｒ　　になる温度に加熱
する。るつぼ（１）の小孔（２）からるつぼ（１）外の
高真空空間へ膜材料Ｕηの蒸気を噴出させると、この蒸
気は断熱膨張によって過冷却状態になって、電気的に中
性の膜材料（１ηのクラスターθ樽となる。イオン化フ
ィラメント（６）とイオン化熱シールド板（７）は同電
位でイオン化フィラメント（６）とグリッド（５）の間
にはイオン化フィラメント（６）がマイナス、グリッド
（５）がプラスになる電位差がかけられ、イオン化フィ
ラメント（６）に通電される。グリッド（５）によりイ
オン化フィラメント（６）から引き寄せられた電子ｕ９
Ｊはグリッド（５）を通過してクラスター〇榎に衝突す
る。電子１１９に衝突されたクラスターＨはその衝撃で
自身の電子を放出し、電気的にプラスにイオン化する。

イオン化熱シールド板（７）と加速Ｓ！！Ｌｍ　＋８１
の間にはイオン化熱シールド板（７）がマイナス、加速
電極（８）がプラスになる電位差がかけられているので
イオン化したクラスター（２）は上方に加速される。一
部のクラスター（＋１１９はイオン化フィラメント（６
）から出た電子ｉｌｌと衝突せず電気的に中性のま＼、
るつぼ（１）からの噴出の勢いで上方に飛んでいく。シ
ャッター（９）が後方に退いているとクラスター〇枠は
基板αＱに到達し、その表面に付着し薄膜（図示せず）
を形成していく。シャッター（９）を移動してクラスタ
ービーム山を遮断すると、クラスター〇樽は基板４１Ｇ
＋に到達しないので、シャッター（９）の開閉移動によ
り、基板αＱの表面に形成される薄膜（図示せず）の膜
厚を望ましい厚さにすることができる。一方、駆動源ａ
９からの回転が、回転シール部０４を貫通した駆動軸α
０によって基板ホルダーＯＩに伝えられ、基板ホルダー
αＧはそこに取付けられた基板４１６）とともに、水平
に回転する。

基板（１６）の回転円の周方向によってクラスター０＠
の密度にばらつきがあっても、上記回転により、基板（
］１ｌｉｌの表面上に形成される薄膜（図示せず）の厚
さが平均化される。

なお、図において、特にクラスター〇樽と電子α饋は図
示のため異常に大きく拡大されており、比例的尺度を与
えたものではない。

第５図は表面に薄膜を形成した基板の一部を示す断面図
で、基板ａｅに薄膜シυが形成されるが、基板ｕｔｉＪ
：にある凹凸部の壁面のは矢印で示したクラスター０８
）の飛来方向と平行に近いので、ｔラスター〇樽が付着
しにくく薄膜αυが形成されにくい。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の薄膜形成装置は以１のように構成されているので
、基板上の凹凸部の壁面には膜材料が付着しにり（、均
一な厚さの薄膜が形成されにく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
たもので凹凸のある基板の表面上に均一な厚さの薄膜を
形成する装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る薄膜形成装置は、蒸発源から基板への膜
材料の飛来方向に対して、基板を傾斜して回転させるよ
うにしたものである。

〔作　用〕

この発明における薄膜形成装置は、基板を傾斜して回転
させることにより、基板上の凹凸部の壁面に均一な厚さ
の薄膜を形成する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す薄膜形成装置の断面図で
、るつぼ（１）、小孔（２）、電子ボンバード用フィラ
メント（３）、るつぼ熱シールド板（４）、グリッド（
５）、イオン化フィラメント（６）、イオン化熱シール
ド板（７）、加速電極（８）、シャッター（９）、真空
槽（１２）、排気口０３、回転シール部０→、駆動源Ｕ
Ｓ、膜材料ａ’ｒ、、クラスターα枠、電子０９、クラ
スタービーム（至）は第５図に示す従来例と同様である
ので説明は省略する。０１はシャッター（９）の上方に
、クラスターα枠の飛来方向である垂直方向に対して傾
斜して配置された板状の基板ホルダー、（１１）はこの
傾斜した基板ホルダー〇Ｇの上面中心に垂直に固着され
た駆動軸である。

次（こ動作について説明する。基板σｅが基板ホルダー
ｔｌｌの下面に取り付けられ、基板ホルダーＧＯ）と同
様に、クラスターα枠の飛来方向である垂直方向に対し
て傾斜している。駆動源ａ９からの回転が駆動軸（１０
（こよって基板ホルダー００に伝えられ、基板ホルダー
Ｑｌに取り付けられた基板ｕｅは垂直方向に対して傾斜
した回転軸を中心に一つの面内で回転する。第２図は基
板（１６１の断面図で、凹凸部の壁面（２２ａ）および
（２２ｂ）について見ると、下方からはゾ垂直方向に飛
来する膜材料のクラスター（１８）は斜め下方に向いた
壁面（２２ａ）に当ることができるので薄膜（図示せず
）が形成され、斜め上方を向いた壁面（２２ｂ　）はク
ラスター０８）の飛来方向に対して蔭になるのでクラス
ターα枠が当らず薄膜は形成されない。壁面（２２ａ）
、　（２２ｂ）は基板ｕ６１が１８０°回転した時点で
は、それぞれ壁面（２２ｄ）。

（２２ｃ）　の位置に移動する。今度は壁面（２２ｃ　
）にクラスターα枠が当り、薄膜（図示せず）が形成さ
れるが、壁面（２２ｄ）にはクラスターα枠が当らず薄
膜は形成されない。基板（１６１の回転にともなって壁
面＠は回転移動して向きを変えるので、どの壁面＠にも
クラスター０樽が当り、薄膜（図示せず〕が形成される
。

第３図はこの発明の他の実施例を示す薄膜形成装置の断
面図で、るつぼ（１）、小孔（２）、電子ボンバード用
フィラメント（３）、るつぼ熱シールド板（４）、クリ
ッド（５）、イオン化フィラメント（６）、イオン化熱
シールド板（７）、加速電極（８）、シャッター（９）
、真空槽（１２）、排気ロαＪ１回転シール部θ→、駆
動源［１５１゜膜材料α力、クラスターθ転宅子（１１
，クラスタービーム（２）は第５図に示す従来例と同様
であるので説明は省略する。叫はシャッター（９）の上
方にクラスターα枠の飛来方向である垂直方向に対して
傾斜して配置された板状の基板ホルダー、のは基板ホル
ダー〇〇の上面中心に垂直に固着された自転軸、＠は自
転軸ツの上端に同軸に固着された動車歯車、□□□は動
車歯車−とかみ合い水平に配置され、中心に穴のあいた
固定傘歯車、（２６）は固定傘歯車（２）と真空槽θ４
に固着され、固定傘歯車（２）を真空槽α枠に固定する
固定部材、囚は固定傘歯車の中心の穴を在に保持するベ
アリングである。

次に動作について説明する。基板ａｅが基板ホルダーａ
０の下面に取り付けられ、基板ホルダーＱαと同様に、
クラスターα枠の飛来方向である垂直方向に対して傾斜
している。駆動源α９からの回転が駆動軸回に伝わり、
駆動軸方の下端部にベアリング四を介して保持された自
転軸のは円錐面を画いて回転する。自転軸＠の上端の動
車歯車（至）は固定部材（支）に固定された固定傘歯車
（２）とかみ合っているので、自転軸内が円錐面上を回
転するとき同時に自転する。従って、基板ホルダー（１
０）および基板（１６）は傾きの方向を変えながら回転
する。この回転にともなって、第２図の場合と同様に、
凹凸部の壁面＠は斜め下方を向いたり、斜め上方を向い
たり変化するので、どの壁面器にも下方からはゾ垂直に
飛来する膜材料のクラスターα枠が当り、薄膜■示せず
）が形成される。第３図の実施例では基板（］ｆ９の傾
きの方向が変化するので、駆動軸（２）の回転軸と同軸
の円の局方向によってクラスターＨの密度に差がある場
合でも、壁面■の薄膜（図示せず）の厚さが平均化され
る。

また、上記実施例において基板ａｆｉｌの中心は必ずし
もクラスタービーム山の中心に合せる必要はなく、両者
をずらすことにより、クラスタービーム（７）の中心軸
からの距離によってクラスター密度が変化する場合でも
、壁面ツの薄膜（図示せず〕の厚さを平均化することが
可能である。

更に、上記実施例ではクラスタービーム■を用いた薄膜
形成装置の場合について説明したが、スパッタリング装
置、真空密着装置、イオンブレーティング装置であって
もよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、膜材料の飛来方向に
対して基板が傾斜して回転するよう構成したので、基板
の凹凸部の壁面に均一な厚さの薄膜が形成できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による薄膜形成装置を示す
断面図、第２図は第１図の薄膜形成装置に取り付けられ
た基板の断面図、第３図はこの発明の他の実施例による
薄膜形成装置を示す断面図、第４図は従来の薄膜形成装
置を示す断面図、第５図は第４図の薄膜形成装置に取り
付けられた基板の断面図である。 図において、（ＩＧは基板ホルダー、ｕｅは基板、０η
は膜材料、０呻はクラスター、山はクラスタービーム、
シυは薄膜である。 なお、各図中同一符号は同一または相当装置を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 第１図 第す図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　膜材料を蒸発させる蒸発源と、前記膜材料による薄膜
   が表面に形成される基板を取り付けて回転する基板ホル
   ダーを有する薄膜形成装置において、前記蒸発源から前
   記基板への前記膜材料の飛来方向に対して、前記基板を
   傾斜させたことを特徴とする薄膜形成装置。