JPH05271937A - 蒸着装置 - Google Patents

蒸着装置

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Publication number
JPH05271937A
JPH05271937A JP4101621A JP10162192A JPH05271937A JP H05271937 A JPH05271937 A JP H05271937A JP 4101621 A JP4101621 A JP 4101621A JP 10162192 A JP10162192 A JP 10162192A JP H05271937 A JPH05271937 A JP H05271937A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vapor deposition
vacuum
pressure
plasma
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4101621A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Shimizu
潤一 清水
Naoki Hashimoto
直樹 橋本
Koichi Suzuki
巧一 鈴木
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP4101621A priority Critical patent/JPH05271937A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】真空蒸着室1と、薄膜を形成する基体2を搬送
する基体搬送手段3と、蒸着原料6を加熱するためのプ
ラズマを形成するプラズマガンと、このプラズマによる
蒸着原料の蒸発部の両側方に配置した真空排気口15
と、真空排気手段8とを有する蒸着装置。 【効果】真空蒸着室を成膜に最適な圧力分布とすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンプレーティング
を含む蒸着装置、特に大面積基体を連続的に成膜するイ
ンライン型蒸着装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、光学薄膜、装飾用薄膜、ハー
ドコーティング用薄膜、フラットパネルディスプレイ用
薄膜等の成膜装置として蒸着装置が広く使われている。
また最近では、ホローカソード型ガンや、圧力勾配型プ
ラズマガン等のプラズマガンを備え、アーク放電により
発生したプラズマ流を原料まで導いて原料を加熱した
り、該プラズマ流の高い反応性を利用してイオンプレー
ティングを高速に行う蒸着装置が開発されている。
【0003】また、大面積基体への成膜をそれらのプラ
ズマガンを用いて蒸着する場合は、それらのプラズマガ
ンを複数配置して装置を構成すれば実現でき得ることは
知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マガンを配置して装置を構成する場合、次のような問題
点がある。
【0005】まず、それらのプラズマガンは動作上、ガ
ン側よりArなどの不活性ガスを導入しなければならな
いこと、そして、蒸発した原料を、O2 、N2 等の活性
なガスと反応させる場合には、原料蒸発空間に更にガス
を導入しなければならないことから真空蒸着室の圧力が
高くなる。
【0006】また、基体が大面積の平板状である場合に
はプラズマガンより導きだしたプラズマ流を原料に効率
良く当てるために、原料面上方にプラズマ流を曲げる等
のプラズマ流整形のための空間を必要とすること、そし
て、プラズマ流もしくは加熱された原料面からの輻射熱
から基体を保護する必要があるので、基体とプラズマ流
もしくは加熱された原料面との間に適当な距離を必要と
することから真空蒸着室の容積が大きくなる。
【0007】つまり、圧力の高い状態に容積の大きな真
空蒸着室を保つ必要があるが、容積が大きくなると真空
蒸着室内に圧力分布を生じることが避けられない問題と
なる。このことは特にO2 、N2 等の活性なガスと反応
させる場合、真空蒸着室内に活性なガス分子の分布が生
じることとなり、反応が真空蒸着室内で均一に起きなく
なるので、結果的に基体に膜質のむらが生じて品質上問
題となる。
【0008】更に、基体が大面積である場合には必然的
に装置全体の容積が大きくなるうえ、基体が移動する際
には真空蒸着室の圧力に変動が生じる。これは一般的な
通常の蒸着装置、たとえば抵抗加熱式や電子銃による加
熱式の蒸着では、真空蒸着室の圧力は充分低く、蒸発原
料面と基体間の距離が分子の平均自由行程よりも充分短
いため問題にはならなかったが、プラズマガンを用いた
蒸着装置では10-4〜10-3Torr程度の高い圧力で
成膜を行うため、成膜中に圧力の変動が生じると基体へ
の蒸発粒子の到達が変動するので、結果的に基体上に膜
厚のむらが生じることとなり品質上問題となる。
【0009】つまり、この方式の蒸着装置で、品質のよ
い成膜を大面積基体に行うためには、導入したガスの圧
力分布を常に均一に保ち、成膜中の圧力の変動を抑える
必要がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、真空蒸着室と、薄膜
を形成する基体を搬送する基体搬送手段と、蒸着原料を
加熱するためのプラズマを形成するプラズマガンと、プ
ラズマガンの両側方に配置した真空排気口と、該真空排
気口から排気する真空排気手段とを有することを特徴と
する蒸着装置を提供するものである。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例に従って説明する。図
1は本発明の一実施例の断面図である。図2は図1のa
−a断面図である。
【0012】図1,図2において、1は真空蒸着室、2
は薄膜を形成する基体、3は基体搬送手段、5はプラズ
マガン、6は蒸着原料、8は真空排気手段としての真空
排気ポンプ、9は排気速度調整手段、12は圧力制御手
段としての圧力調節計、15は真空排気口、16は圧力
測定手段である。
【0013】真空蒸着室1の内部に、成膜面を下に向け
た状態の基体2と該基体を水平に保持して移動する基体
搬送手段3が配置されている。基体の搬送方向は、図1
では紙面に垂直な方向である。本実施例では基体は一枚
の平板であるが曲面状でもよいし、また基体は真空蒸着
室の幅よりも小さなものを基体ホルダーなどの搬送用治
具に入れて成膜するのでも良い。また、基体2は板状に
限らず、フィルム状のものでもよい。基体搬送手段3
も、かかるフィルムの巻き取りタイプのものでもよい。
【0014】基体の搬送方向と垂直な方向に複数のプラ
ズマガンを連ねて配置する。図1ではプラズマガンの取
付け位置4は3箇所であるが、その数は基体の寸法に応
じていくつでもよく、本発明はその数を限定するもので
はない。複数のプラズマガンを配置する場合には、基体
搬送方向と垂直な線上の複数の点にプラズマガンを設け
るのが好ましい。
【0015】プラズマガン5としては、ホローカソード
型ガンや、複数陰極型ガン、圧力勾配型ガン、アーク放
電プラズマガン等、電子流を発生することによりプラズ
マ流を形成できるものであれば良い。
【0016】取付け位置4に取付けられたプラズマガン
5より蒸着原料6へプラズマ流13を導いて蒸着原料を
加熱し蒸発させるが、反応性の成膜を行う場合は、蒸着
原料6の近傍、あるいは蒸着原料6と基体2との間の空
間にガス導入口7を設けてO2 、N2 ガスなどの活性な
反応ガスを導入する。
【0017】このガス導入口の数は多ければ多いほど、
活性なガス分子の分布を均一にするという面では有利で
あるが、少なくともプラズマの数と同数、即ち、ガンと
同数のガス導入口を設けることが望ましい。ガス導入口
7は、図2に示した位置に限らず、蒸着原料6から蒸発
した粒子が基体2に達するまでの経路に反応ガスを供給
できる位置であれば、どこでもよい。
【0018】本発明においては、プラズマガンから発生
したプラズマによる蒸着原料の蒸発部の両側方に真空排
気口15を設け、真空排気ポンプ8により排気を行う。
真空排気口15の位置は、プラズマガンを複数配置して
いるときは、最も外側に位置する2つのプラズマガンか
ら発生したプラズマによる蒸着原料の蒸発部の側方に、
各々設けるのが良い。真空排気口15は図1のように真
空蒸着室1の側部に設けるのが好ましい。
【0019】また、真空排気口15の上下(図1におけ
る上下)位置に関しては、蒸着原料6の近傍から基体端
部付近までが良く、基体の移動に伴う圧力変動の影響が
ない位置が好ましい。(蒸着原料からみて、基体の裏側
に真空排気口15を設けると、基体により排気口をふさ
いでしまい、基体が排気口の前にあるか否かで圧力変動
が生じる恐れがあり、好ましくない。)
【0020】真空排気口15の基体搬送方向に沿った前
後(図2における左右)位置に関しては、基体搬送方向
に沿った真空蒸着室1の長さの範囲のどこでも良い。
【0021】この真空排気手段には、排気速度調整手段
9を設けて、排気速度調整を行うのが好ましい。そして
真空排気口15近傍の圧力を測るため真空ゲージ球10
と真空計11からなる圧力測定手段16、および圧力制
御手段としての圧力調節計12を設け、真空排気口15
近傍の圧力を一定に保つように、圧力調節計12によ
り、排気速度調整手段9を動作させるのが好ましい。
【0022】真空排気手段は、図1のように、蒸着原料
の蒸発部分の両側方に設けられるが、2つの圧力調節計
は、各々独立に作動させることができ、また、各々独立
して所望の圧力に設定できる。
【0023】
【作用】本発明が対象とするプラズマガンを用いた蒸着
装置は、真空蒸着室の圧力が1×10-3Torr程度の
高い圧力で成膜を行うが、その成膜速度は圧力に大きく
依存する。例えば、酸化インジウムを蒸発させる場合で
は、成膜速度は1×10-3Torrと2×10-3Tor
rとでは、圧力が高い時に約50%遅くなるし、1×1
0-3Torrと5×10-4Torrとでは、圧力が低い
時に約25%速くなる。
【0024】また、一般的に蒸発源を複数配置した蒸着
装置の膜厚分布は、端部が薄く、中心部が厚くなってし
まうことが避けられない。例えば、本実施例のように3
つの蒸発源を供えた装置の場合、基体の中心部では両端
の蒸発源からも蒸発粒子が飛来するので成膜速度が速く
なるのに対して、端部では成膜に有効な蒸発源が少なく
なるので成膜速度が遅くなる。
【0025】成膜速度を基体の全域にわたって均一にす
るためには、真空蒸着室の圧力分布は、中心部よりも端
部の圧力を適度に低く保って成膜速度を相対的に速くし
た方がよく、本発明ではプラズマガンの両側に排気口を
設けることにより前述の圧力分布を実現し、またその排
気速度を調整できるように構成したので成膜に最適な圧
力に保つことができる。
【0026】通常、連続的に成膜する装置では、ロード
ロック室等にも真空排気ポンプを供えていることが多い
(本発明とは関係ないので図示しないが本実施例も同様
である)が、それらの蒸着室以外の排気系の影響で基体
の移動に伴い成膜中の圧力が変動すると、基体の進行に
したがって成膜速度が変動してしまうが、本実施例の様
に排気口の圧力が一定になるように、排気速度を常に制
御することでより大きな基体に均一に成膜することがで
きる。
【0027】
【発明の効果】本発明は上記の構成を採用することによ
り、真空蒸着室を成膜に最適な圧力分布とすることがで
き、また、基体の移動等に伴う圧力の変動を抑えること
ができ、品質の良い成膜を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の断面図である。
【図2】図1のa−a断面図である。
【符号の説明】
1:真空蒸着室 2:基体 3:基体搬送手段 4:プラズマガンの取付け位置 5:プラズマガン 6:蒸着原料 7:ガス導入口 8:真空排気ポンプ 9:排気速度調整手段 10:真空ゲージ球 11:真空計 12:圧力調節計 13:プラズマ流 14:プラズマガンより導入するガス 15:真空排気口 16:圧力測定手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】まず、それらのプラズマガンは動作上、ガ
ン側よりArなどの不活性ガスを導入しなければならな
いこと、そして、蒸発した原料を、O2 、N2 等の活性
なガスと反応させる場合には、原料蒸発空間に更にガス
を導入しなければならないことから真空蒸着室の圧力が
高くなる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】つまり、圧力の高い状態に容積の大きな真
空蒸着室を保つ必要があるが、容積が大きくなると真空
蒸着室内に圧力分布を生じることが避けられない問題と
なる。このことは特にO2 、N2 等の活性なガスと反応
させる場合、真空蒸着室内に活性なガス分子の分布が生
じることとなり、反応が真空蒸着室内で均一に起きなく
なるので、結果的に基体に膜質のむらが生じて品質上問
題となる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】更に、基体が大面積である場合には必然的
に装置全体の容積が大きくなるうえ、基体が移動する際
には真空蒸着室の圧力に変動が生じる。これは一般的な
通常の蒸着装置、たとえば抵抗加熱式や電子銃による加
熱式の蒸着では、真空蒸着室の圧力は充分低く、蒸発原
料面と基体間の距離が分子の平均自由行程よりも充分短
いため問題にはならなかったが、プラズマガンを用いた
蒸着装置では10-4〜10-3Torr程度の高い圧力で
成膜を行うため、成膜中に圧力の変動が生じると基体へ
の蒸発粒子の到達が変動するので、結果的に基体上に膜
厚のむらが生じることとなり品質上問題となる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】取付け位置4に取付けられたプラズマガン
5より蒸着原料6へプラズマ流13を導いて蒸着原料を
加熱し蒸発させるが、反応性の成膜を行う場合は、蒸着
原料6の近傍、あるいは蒸着原料6と基体2との間の空
間にガス導入口7を設けてO2 、N2 ガスなどの活性な
反応ガスを導入する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】
【作用】本発明が対象とするプラズマガンを用いた蒸着
装置は、真空蒸着室の圧力が1×10-3Torr程度の
高い圧力で成膜を行うが、その成膜速度は圧力に大きく
依存する。例えば、酸化インジウムを蒸発させる場合で
は、成膜速度は1×10-3Torrと2×10-3Tor
rとでは、圧力が高い時に約50%遅くなるし、1×1
-3Torrと5×10-4Torrとでは、圧力が低い
時に約25%速くなる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空蒸着室と、薄膜を形成する基体を搬送
    する基体搬送手段と、蒸着原料を加熱するためのプラズ
    マを形成するプラズマガンと、プラズマガンから発生し
    たプラズマによる蒸着原料の蒸発部の両側方に配置した
    真空排気口と、該真空排気口から排気する真空排気手段
    とを有することを特徴とする蒸着装置。
  2. 【請求項2】真空排気口には、該排気口の排気速度を調
    整する排気速度調整手段と、成膜時の該排気口の圧力を
    測定する圧力測定手段と、該圧力測定手段により測定さ
    れた圧力が一定となるように、排気速度調整手段を制御
    する圧力制御手段とを設けたことを特徴とする請求項1
    の蒸着装置。
  3. 【請求項3】基体搬送方向と垂直な線上の複数の点に各
    々プラズマガンを設け、最も外側に位置する2つのプラ
    ズマガンから発生したプラズマによる蒸着原料の蒸発部
    の側方に、各々真空排気口を設けたことを特徴とする請
    求項1または2の蒸着装置。
JP4101621A 1992-03-27 1992-03-27 蒸着装置 Withdrawn JPH05271937A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4101621A JPH05271937A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 蒸着装置

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JP4101621A JPH05271937A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 蒸着装置

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JPH05271937A true JPH05271937A (ja) 1993-10-19

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ID=14305475

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4101621A Withdrawn JPH05271937A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 蒸着装置

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JP (1) JPH05271937A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010106410A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-23 Applied Materials, Inc. Evaporator, coating installation, and method for use thereof
JP2013019028A (ja) * 2011-07-12 2013-01-31 Sumitomo Heavy Ind Ltd 成膜装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010106410A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-23 Applied Materials, Inc. Evaporator, coating installation, and method for use thereof
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Legal Events

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Effective date: 19990608