JPH0575826B2

JPH0575826B2 -

Info

Publication number: JPH0575826B2
Application number: JP62308980A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Yamamoto; Keiji Ishibashi; Kazuo Hirata; Masahiko Kobayashi
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1987-12-07
Publication date: 1993-10-21
Also published as: JPH01149955A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、電子銃を用いる薄膜製造装置の改
良に関する。

（従来の技術）従来の電子銃を用いる薄膜製造装置では、多元
系の薄膜を成膜する場合、「単発の電子銃」、また
は、１個の電子銃に対して複数個のるつぼを配置
した「多連の電子銃」を、単一の真空処理室内に
複数個使用し、複数の被蒸発物を同時に蒸発させ
て基板表面に蒸発物を堆積させることが行なわれ
ている。

以下、上述した「単発、多連の電子銃」につい
て説明する。

「単発の電子銃」の概略を第５図（平面図）お
よび第６図（側断面図）に示す。真空処理室（図
示せず）内にてフイラメント電源５によつて加熱
されたフイラメント（電子源）３から放出された
電子は、加速電源６によりフイラメント３よりも
高電位にある加速電極４により加速されて電子ビ
ーム７となり、偏向磁場９により偏向され、冷却
基台２に載置されたるつぼ１内に収容される被蒸
発物の表面を衝撃してこれを加熱し蒸発させる。

「多連の電子銃」は、第７図（平面図）および
第８図（側断面図）（符号は第５，６図と同じ）
にその概略を示したように、基本的な原理は「単
発の電子銃」と同様であるが、るつぼ１を複数個
（図では４個）円１００上に配置した冷却基台２
が回転する機構を有しており、このうち任意のる
つぼを電子ビームの照射位置に移動できるように
なつている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、前記のように、複数の被蒸発物
を同時に蒸発させ、多元系の薄膜を成膜しようと
して複数の電子銃を同じ真空処理室内で用いる場
合には、各々の電子銃の電子偏向用磁場９が互に
干渉し合つて、各電子ビーム７がそれぞれのるつ
ぼの中心を照射しなくなり、また電子ビームに歪
が生じてビーム収束性が悪くなるといつた問題が
生じる。

この磁場の相互干渉を低減するためには、電子
銃の配置の間隔をある程度広くとらなければなら
ない。第９図（平面図）には「単発の電子銃」３
個を回転対称形に配置したときの概略図を、また
第１０図にはそのときの半径（Ｒ、中心からフイ
ラメントまでの距離）と磁場Ｂとの関係の一例を
示した。磁場Ｂは、フイラメント３の位置におけ
るフイラメントを通る円２００の接線方向の磁場
である。

第１０図によると、Ｒ≦60mmでは、他の電子銃
との相互磁場干渉により電子ビーム軌道上の磁界
が乱れるために、電子銃の正常な動作が行えなく
なる恐れがあり、少なくともＲ＞60mmにする必要
がある。

このように複数の電子銃を用いる場合は、電子
銃の間隔をある程度広くとらなければならない
が、蒸発した蒸気の蒸気圧の分布は、一般にいわ
ゆる余弦則（Cosⁿ⁺¹θ、ｎは整数、θはるつぼの
中心軸と蒸発方向のなす角）で近似される鋭角形
状のものであるため、電子銃の間隔をある程度広
くとることは、均一な堆積薄膜の膜厚分布の獲得
を非常に困難にし、また装置自体の大型化といつ
た不都合を招いていた。

（発明の目的）本発明は上記の問題を解決し、限られたスペー
ス内で複数の蒸発源を用い、複数の被蒸発物を同
時に蒸発させて基板表面に堆積させる多元系薄膜
の成膜において、電子偏向用磁場の相互干渉をな
くし、良好な堆積薄膜の膜厚分布を得ることので
きる薄膜製造装置の提供を目的とする。

（問題を解決するための手段）本発明は、電子銃で生成された電子を加速し、
これを磁場で偏向させて被蒸発物を照射し、該被
蒸発物を加熱、蒸発させる電子銃を備え、該被蒸
発物に対向設置された所定の基板表面に薄膜を堆
積させる薄膜製造装置において、電子偏向のため
の磁場が円環状磁気回路を形成するとともにその
円環状磁気回路は磁場が形成される複数の空〓部
分を有し、るつぼ及びフイラメントの組がその複
数の空〓部分の各々の直下の位置に配置されて複
数具備されている薄膜製造装置によつて前記目的
を達成したものである。

（作用）上記のように円環状磁気回路を利用することに
より、磁場の相互干渉を起こすことなく、蒸発源
を近接して配置することができるので、従来の装
置と比較して装置全体を極めて小型化することが
でき、良好な堆積薄膜の膜厚分布を得ることが可
能となる。

（実施例）以下、本発明の薄膜製造装置の実施例を図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例の薄膜製造装置の概略
の構成を示す平面図である。１１〜１４は被蒸発
物を収容したるつぼ、２１〜２４はるつぼ１１〜
１４を配置した冷却基台、３１〜３４は電子源で
あるフイラメント、８１〜８４はフイラメント３
１〜３４から発生した電子ビームを偏向させる水
冷された偏向用磁石である。（水冷機構は省略）。

この偏向用磁石には、永久磁石または有芯の電
磁コイル８１〜８４が用いられ、磁場９１〜９４
とともに、円環状磁気回路を構成している。即
ち、永久磁石又は電磁コイル８１〜８４は、円を
四分割した円弧のように屈曲した形状を有し、そ
の各々の端面を向かい合わせて略円状に配置され
て、円環状磁気回路を形成している。永久磁石又
は電磁コイル８１〜８４の各々の端面は空〓部分
を形成して向かい合つており、それら空〓部分に
磁場９１〜９４が形成されている。第２図は、第
１図を矢印Ａから見た概略の部分図であつて、４
４はフイラメント３４から発した電子を加速する
加速電極である。第１図及び第２図から明かなよ
うに、るつぼ１４とフイラメント３４は、磁場９
４が形成される空〓部分の直下の位置に配置され
ている。このような位置関係は、磁場９１が形成
される空〓部分の直下の位置のるつぼ１１とフイ
ラメント３１の組、磁場９２の空〓部分の直下の
るつぼ１２とフイラメント３２の組、磁場９３の
空〓部分の直下のるつぼ１３とフイラメント３３
の組でも同様であり、四つの組が四つの空〓部分
の各々の直下の位置に配置されている。

各電子銃にて被蒸発物を電子ビームが衝撃し、
加熱し蒸発させる動作は、前記した従来の装置の
電子銃と同様である。

第１図には、フイラメントと電子の加速系を磁
場の外周に配置した構成を示しているが、磁場の
極性を図と逆にして、フイラメントと電子の加速
系を磁場の内周に配置する構成を採用することも
できる。

偏向用磁石８１〜８４としては、その全体が磁
石であるものを用いてもよいが、電子ビーム加熱
の輻射熱による磁性の劣化を考慮すると、第３図
に示すような磁石８１０〜８４０（永久磁石また
は電磁石）、とポールピース８１１，８１２〜８
４１，８４２で構成される偏向用磁石組立を用い
た方がよい。またその方が、例えば第４図に示す
ように、ポールピースの形を屈曲させるなどし
て、偏向用磁石全体の形状を所望通りにできて都
合がよい。

フイラメントから放出された電子ビームを偏向
させるための偏向用磁石を、図のように円環状に
めぐらせ、直下にるつぼを配置する磁石の空〓部
分をるつぼの直径程度にまで狭くすることで、各
電子偏向部分の磁場の相互干渉はなくなる。円環
状磁気回路の径を小さくして複数の蒸発源を近接
させることで全体をコンパクトに設計でき、小型
の装置の実現が可能となる。

一般に蒸発した蒸気の蒸気圧分布は前記した余
弦則で近似される鋭角形状のものであるため、均
一な膜厚分布を得るためには、蒸発源はできるだ
け基板中心の直下に設置することが望ましい。

本発明の装置では円環状磁気回路の径を小さく
して複数の蒸発源を近接設置できるため、それが
可能となり、基板表面に良好な膜厚分布を実現で
き、組成を制御された多元系膜の成膜が容易とな
る。

更に、成膜プロセスの連続化、多層膜化に対応
して、これからますます要求が激しくなると予想
される。連続蒸着中に必要となる被蒸発物の材料
補給、および材料交換の度に真空処理室を大気圧
に戻してるつぼを交換するという作業を省略で
き、連続蒸着および多層膜蒸着も容易に行なうこ
とが可能である。

（発明の効果）本発明は、限られたスペース内で複数の蒸発源
を用い、複数の被蒸発物を同時に蒸発させて基板
表面に堆積させる多元系薄膜の成膜において、電子偏向磁場の相互干渉を低減し、良好な堆積
薄膜の膜厚分布を得ることのできる薄膜製造装置
が提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例における薄膜製造装
置の蒸発源の構成を示す概略の平面図。第２図
は、第１図を矢印Ａから見た部分平面図。第３図
は、磁石とポールピースからなる偏向用磁石の平
面図。第４図は、磁石とポールピースからなる偏
向用磁石の一例の正面図。第５図は、従来の「単
発の電子銃」の平面図。第６図は、その正面断面
図。第７図は、従来の「多連の電子銃」の平面
図。第８図は、その正面断面図。第９図は、「単
発の電子銃」３個を同一円周上に配置したものの
概略の平面図。第１０図は、「単発の電子銃」の
複数個を第９図のように配置したときの半径Ｒと
磁場Ｂとの関係を示したグラフである。１，１１〜１４……るつぼ、２，２１〜２４…
…冷却基台、３，３１〜３４……フイラメント、
４，４４……加速電極、５……フイラメント電
源、６……加速電源、７……電子ビーム、８……
偏向用磁石、９，９１〜９４……偏向用磁場、８
１０〜８４０……磁石、８１１，８１２〜８４
１，８４２……ポールピース。

Claims

【特許請求の範囲】１内部が排気可能な真空処理室内にて、電子源
で生成された電子を加速し、これを磁場で偏向さ
せて被蒸発物を照射し、該被蒸発物を加熱、蒸発
させる電子銃を備え、該被蒸発物に対向設置され
た所定の基板表面に薄膜を堆積させる薄膜製造装
置において、電子偏向のための磁場が円環状磁気回路を形成
するとともにその円環状磁気回路は磁場が形成さ
れる複数の空〓部分を有し、るつぼ及びフイラメ
ントの組がその複数の空〓部分の各々の直下の位
置に配置されて複数具備されていることを特徴と
する薄膜製造装置。