JPH06272028A

JPH06272028A - 薄膜作製方法およびその装置

Info

Publication number: JPH06272028A
Application number: JP5084196A
Authority: JP
Inventors: Atsumichi Ishikura; 淳理石倉; Minoru Otani; 実大谷; Hidehiko Fujimura; 秀彦藤村; Mitsuharu Sawamura; 光治沢村
Original assignee: Canon Inc; Research Development Corp of Japan
Current assignee: Canon Inc; Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】蒸発材料の蒸発分布（蒸気の濃度分布）を一
定かつ時間的に安定化することにより薄膜の膜厚分布を
均一にするとともに、製作される薄膜ごとに膜厚が変化
するのを防ぐ。【構成】蒸発材料である複数のペレットＰ１３〜Ｐ２
０（ペレットＰ１３，Ｐ１７のみ図示する）はそれぞれ
円盤状に形成されており、回転ハース２の回転によって
固定盤１の上面を摺動し、順次、回転台３上に搬送され
る。回転台３上に搬送されたペレットＰ１３は回転台３
の回転によって自転しながら電子ビームによって溶融
し、蒸発される。円盤状のペレットＰ１３が自転するた
め、その上面に形成される溶融面形状は一定となり経時
的変化も少い。その結果、溶融面から発生する蒸発分布
（蒸気の濃度分布）は均一となり、その経時的変化も少
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種素子、特に光学素
子に、光の反射を防止する反射防止膜、逆にその反射を
促進する反射増加膜、あるいは光を偏光する偏光膜等を
製作する薄膜作製方法およびその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光の反射を防止する反射防止膜、逆にそ
の反射を促進する反射増加膜、あるいは光を偏光する偏
光膜等の薄膜は、一般的に、真空槽内の蒸発源に電子ビ
ームを照射してこれを蒸発させ、発生した蒸気を基板に
付着させることによって製作される。

【０００３】従来の蒸発源は、蒸発材料を約１５ｍｍ程
度の棒状あるいは粒状のペレットに焼結したもので、真
空槽内に固定されたるつぼあるいは回転ハースに、この
ような焼結ペレットを１個ないし数個収容し、電子ビー
ムを照射して溶融し、蒸発させる。このように、電子ビ
ームによって焼結ペレットを溶融させた場合に、るつぼ
あるいは回転ハースにできる溶融面の形状は一定ではな
く、かつ、その経時的変化も大きい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のように、蒸発材料が棒状あるい
は粒状の焼結ペレットであるため、これを電子ビームで
溶融してできる溶融面の形状が一定ではなく、かつ、そ
の経時的変化も大きい。その結果、例えばＨ．Ａ．Ｍａ
ｃｌｅｏｄ著の「ＴｈｉｎＦｉｌｍＯｐｔｉｃａｌ
Ｆｉｌｔｅｒｓ・２ｎｄＥ」に示されるように膜厚分
布補正板等を用いて膜厚分布の均一化を行おうとしても
蒸発材料から発生する蒸気の濃度分布が不安定となり、
かつ、経時的にも大きく変化するため、製作される薄膜
の膜厚分布を均一にすることができず、また、同じ蒸発
材料を用いて複数の薄膜を製作する場合には、製作され
る薄膜ごとに膜厚分布が変化するため、これらの薄膜の
膜厚を一定にすることができない。

【０００５】本発明は上記従来の技術が有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、製作される薄膜の膜
厚分布を均一にすることが容易であり、加えて、製作さ
れる薄膜ごとに膜厚が変化するのを防ぐことができる薄
膜作製方法およびその装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の薄膜作製方法は、蒸発材料に電子ビーム
を照射してこれを溶融し、蒸発させる薄膜作製方法であ
って、前記蒸発材料を溶融しながらこれを自転させるこ
とを特徴とする。

【０００７】また、蒸発材料を円盤状の塊状体にすると
効果的である。

【０００８】さらに、蒸発材料をそれぞれ収容する着脱
自在なるつぼに入れると搬送が容易になる。

【０００９】

【作用】蒸発材料に電子ビームを照射してこれを溶融し
ながらこれを自転させるため、溶融面形状が均一とな
り、かつ、経時的変化も少くなる。その結果、溶融面か
ら発生する蒸気の濃度分布を均一にすることができると
ともにその経時的変化も低減できる。

【００１０】蒸発材料が円盤状の塊状体に形成されてい
れば、複数個の蒸発材料を用いる場合蒸発位置への搬
送、搬出や自転が容易となる。また、蒸発材料を着脱自
在なるつぼに入れれば、塊状体の蒸発材料が電子ビーム
照射により細かく砕かれても蒸発分布に大きな変化を与
えないですむ。さらに粒状、粉状の蒸発材料もるつぼを
用いると蒸着可能となる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１２】図１は、第１実施例の主要部を示す部分模
式断面図であって、本実施例の薄膜作製装置Ｅ₁ は、図
示しない真空槽の内部に固定された固定盤１と、固定盤
１の中央に設けられた貫通孔１ａを貫通する回転軸２ａ
を有する搬送手段である回転ハース２と、固定盤１の外
周部に設けられた第１の開口１ｂ内に回転自在に配置さ
れた回転手段である回転台３からなり、回転ハース２
は、図２に示すように周方向に等間隔で配設された複数
の円形穴１３〜２０を有する。すなわち、各円形穴１３
〜２０は、回転ハース２の中心軸Ｃ₁ のまわりに等角度
θをなす位置に配設され、回転ハース２が、中心軸Ｃ₁
のまわりに角度θだけ間欠的に回転することで、各円形
穴１３〜２０を順次固定盤１の第１の開口１ｂに整合さ
せる。なお、前記回転軸２ａは可変速モータ８によりギ
ア６ａを介して回転される。また、回転台３の回転軸３
ａもギア７ａ，７ｂを通じて可変速モータ９により回転
される。各回転軸２ａ，３ａ内は図示しない冷却水循環
穴があり冷却水はロータリジョイント１０，１１で接続
されている。また各回転軸２ａ，３ａはＯリング４ａ，
４ｂ，５ａ，５ｂにより真空シールされている。さら
に、固定盤１は、図３に示すように、第１の開口１ｂか
ら前述の角度θだけずれた位置に第２の開口１ｃを有す
る。

【００１３】蒸発源としての円盤状の塊状体であるペレ
ットＰ１３〜Ｐ２０（ペレットＰ１３およびＰ１７のみ
図示する）は、それぞれ円盤状に一体的に焼結あるいは
他の公知の方法で成形されたもので、それぞれ回転ハー
ス２の各円形穴１３〜２０に遊嵌し、回転ハース２の回
転によって固定盤１の上面を摺動して順次回転台３上に
移動される。回転台３に載置されたペレットＰ１３は回
転台３の回転によって自転しながら、電子ビームの照射
手段である電子銃１２から発せられた電子ビームによっ
て溶融し、蒸発される。これによって発生した蒸気は図
示しない基板の表面に付着して薄膜を形成する。

【００１４】ペレットＰ１３の蒸発が進んで所定量の肉
厚まで減少すると、回転ハース２が角度θだけ回転して
ペレットＰ１３を固定盤１の第２の開口１ｃへ移動さ
せ、第２の開口１ｃを通って図示下向きに排出させる。
これと同時に、次のペレットが回転台３上へ移動され、
前述と同様に自転しながら溶融し、蒸発される。

【００１５】本実施例によれば、蒸気を発生する蒸発材
料が円盤状に成形されたペレットであるため、その上面
に電子ビームを照射して溶融したときにできる溶融面形
状はほぼ均一であり、加えて、前記ペレットが自転しつ
つ、溶融し、蒸発されるため、発生する蒸気の濃度分布
は極めて均一となり、かつ経時的な変化も少い。

【００１６】図４は第２実施例の主要部を示す部分模式
断面図であって、本実施例の薄膜作製装置Ｅ₂ は、第１
実施例の固定盤の替わりに、回転ハース２と同様の回転
ハース２２の円形穴３４〜４１のそれぞれに着脱自在な
皿型のるつぼ４２〜４９（るつぼ４２および４６のみ図
示する）を装着し、各るつぼ４２〜４９内にそれぞれ円
盤状に成形されたペレットＰ３４〜Ｐ４１（ペレットＰ
３４およびＰ３８のみ図示する）を収容させたものであ
る。るつぼ４２は、図６に示すように、ペレットＰ３４
を収容する凹所４２ａと、その外周縁に一体的に設けら
れたフランジ４２ｂを有し、フランジ４２ｂは円形穴３
４の端縁に摺動自在に載置される。他のるつぼについて
もすべて同様である。第１実施例の回転台３と同様の回
転軸２３ａを有する回転台２３は、回転ハース２２の図
示下方に配置され、回転ハース２２によって運ばれたる
つぼ４２のペレットＰ３４が電子銃３２よりの電子ビー
ムによって溶融し、蒸発される間、るつぼ４２の底面を
支持してペレットＰ３４を自転させる。回転ハース２２
が間欠的に回転することで他のるつぼも順次回転台２３
上に運ばれる。

【００１７】次に実験例を説明する。

【００１８】図７は、第２実施例の薄膜作製装置を用い
て、直径５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ程度の円盤状に成形さ
れたＳｉＯ₂ のペレットを各るつぼに投入し、るつぼを
自転させながら電子ビームで溶融して蒸発させ、一定時
間おきに３回基板上の膜厚分布を測定した結果を示すも
のである。横軸は基板への入射角、縦軸は膜厚比であ
る。膜厚分布をｃｏｓⁿ （θ）で近似すると、ｎ＝１の
曲線上に安定して分布していることが解る。

【００１９】図８は、同様の蒸着源を用いて、自転させ
ずに電子ビームで蒸発させた時の膜厚分布の測定結果で
ある。膜厚分布をｃｏｓⁿ （θ）で近似した場合に、ｎ
＝１から２の曲線の間で変動し、かつ経時的に変化して
いることが解る。図９および図１０は、上記と同様の実
験を、ＺｒＯ₂ のペレットについて行った場合の測定結
果を示すものである。

【００２０】図９は、ＺｒＯ₂ のペレットを自転させな
がら電子ビームで溶融した場合で、図７と同様に膜厚分
布はｃｏｓⁿ （θ）の曲線上にあって経時的な変化は微
小である。

【００２１】図１０は、ＺｒＯ₂ のペレットを自転させ
ずに溶融した場合で、図８と同様に膜厚分布がｎ＝１か
ら２の曲線の間で変動し、経時的にも大きく変動してい
るのが解る。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００２３】蒸発材料からの蒸気分布を経時変化なく時
間的に安定化することができ、かつ蒸発材料を変えても
再現性良く蒸気濃度分布を安定化することができる。こ
の結果、膜厚分布補正板等を用い再現性良く安定して均
一な膜厚分布を有する薄膜を容易に製作できる。また、
製作される薄膜ごとに膜厚分布が変化するのを防ぐこと
ができ、膜厚制御性が良くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の主要部を示す部分模式断面図であ
る。

【図２】図１の装置の回転ハースのみを示す模式平面図
である。

【図３】図１の装置の固定盤のみを示す模式平面図であ
る。

【図４】第２実施例の主要部を示す部分模式断面図であ
る。

【図５】図４の装置の回転ハースのみを示す模式平面図
である。

【図６】図４の装置のるつぼの詳細を説明する説明図で
ある。

【図７】図４の装置を用いて行った実験の測定結果を示
すグラフである。

【図８】従来の装置を用いて行った比較実験の測定結果
を示すグラフである。

【図９】図４の装置を用いて行った別の実験の測定結果
を示すグラフである。

【図１０】従来の装置を用いて行った比較実験の測定結
果を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｐ１３，Ｐ１７，Ｐ３４，Ｐ３８ペレット１，２１固定盤１ｂ第１の開口１ｃ第２の開口２，２２回転ハース２ａ，２２ａ，３ａ，２３ａ回転軸３，２３回転台１３〜２０，３４〜４１円形穴４２，４６るつぼ４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２
５ｂＯリング６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２
７ｂギア８，９，２８，２９可変速モータ１０，１１，３０，３１ロータリジョイント１２，３２電子銃

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤村秀彦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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発材料に電子ビームを照射してこれを
溶融し、蒸発させる薄膜作製方法であって、前記蒸発材
料を溶融しながらこれを自転させることを特徴とする薄
膜作製方法。
【請求項２】蒸発材料が円盤状の塊状体であることを
特徴とする請求項１記載の薄膜作製方法。
【請求項３】蒸発材料を溶融し、蒸発させるための電
子ビーム照射手段と、前記蒸発材料を自転させる回転手
段からなる薄膜作製装置。
【請求項４】複数の蒸発材料を順次蒸発位置に搬送す
る搬送手段と、前記蒸発位置に搬送された蒸発材料を溶
融し、蒸発させるための電子ビーム照射手段とからなる
薄膜作製装置であって、前記蒸発位置に搬送された蒸発
材料を自転させる回転手段を備えていることを特徴とす
る薄膜作製装置。
【請求項５】搬送手段が複数の蒸発材料のそれぞれを
収容する着脱自在なるつぼを有することを特徴とする請
求項４記載の薄膜作製方法。