JPH0641730A - 蒸着方法 - Google Patents
蒸着方法Info
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- JPH0641730A JPH0641730A JP19670292A JP19670292A JPH0641730A JP H0641730 A JPH0641730 A JP H0641730A JP 19670292 A JP19670292 A JP 19670292A JP 19670292 A JP19670292 A JP 19670292A JP H0641730 A JPH0641730 A JP H0641730A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蒸発材を連続的に移動させて電子ビーム照射
による加熱領域に導入する真空蒸着法において、蒸発材
の大きな温度変化により生じる粒状析出物を減少させる
蒸着方法を簡単な構成により実現しようとするものであ
る。 【構成】 偏向コイルに流す電流を変化させて、徐々に
蒸発材の温度が上昇するように電子ビーム照射による加
熱領域に温度分布を持たせている。このような簡単な方
法で、粒状析出物の少ない、極めて良質な膜が得られ
る。
による加熱領域に導入する真空蒸着法において、蒸発材
の大きな温度変化により生じる粒状析出物を減少させる
蒸着方法を簡単な構成により実現しようとするものであ
る。 【構成】 偏向コイルに流す電流を変化させて、徐々に
蒸発材の温度が上昇するように電子ビーム照射による加
熱領域に温度分布を持たせている。このような簡単な方
法で、粒状析出物の少ない、極めて良質な膜が得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学製品や電子部品の製
造工程において、基板の表面に薄膜を形成する蒸着方法
に関するものである。
造工程において、基板の表面に薄膜を形成する蒸着方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属や非金属を原子、分子オーダーで積
層する薄膜形成技術は半導体をはじめ電子部品や光学製
品を製造する上でキーテクノロジーとして重要な位置を
占めている。薄膜形成技術としては主にスパッタリング
や電子ビーム真空蒸着などが挙げられるが、とくに電子
ビーム真空蒸着は高い生成速度が得られ、あわせて不純
物による汚染が少ないなどの利点を有するため多く利用
されている。
層する薄膜形成技術は半導体をはじめ電子部品や光学製
品を製造する上でキーテクノロジーとして重要な位置を
占めている。薄膜形成技術としては主にスパッタリング
や電子ビーム真空蒸着などが挙げられるが、とくに電子
ビーム真空蒸着は高い生成速度が得られ、あわせて不純
物による汚染が少ないなどの利点を有するため多く利用
されている。
【０００３】本来、電子ビーム真空蒸着は蒸発材を固定
したルツボに入れ、電子ビームでルツボ内を加熱し、蒸
発材を溶融気化することが一般的であるが、連続して大
きな蒸発量を得るためにルツボの大型化だけでなく、蒸
発材を連続的に移動させて、電子ビームの照射による加
熱領域に蒸発材を導入し加熱気化させる方法や、加熱領
域を移動させ大きな蒸発材の一部を連続的に加熱気化し
てゆく方法が実用化されている。
したルツボに入れ、電子ビームでルツボ内を加熱し、蒸
発材を溶融気化することが一般的であるが、連続して大
きな蒸発量を得るためにルツボの大型化だけでなく、蒸
発材を連続的に移動させて、電子ビームの照射による加
熱領域に蒸発材を導入し加熱気化させる方法や、加熱領
域を移動させ大きな蒸発材の一部を連続的に加熱気化し
てゆく方法が実用化されている。
【０００４】以下に従来の蒸発材を連続的に移動させ加
熱領域に蒸発材を導入し加熱気化する電子ビーム真空蒸
着について、電子ビームによる加熱法のしくみを混じえ
ながら述べる。
熱領域に蒸発材を導入し加熱気化する電子ビーム真空蒸
着について、電子ビームによる加熱法のしくみを混じえ
ながら述べる。
【０００５】図２はリング型ハースに充填されている蒸
発材のブロックの上視図である。図２において、１はリ
ング型ハースである。そのリング型ハース１内に蒸発材
のブロック２が充填されている。３は電子ビームの照射
による加熱領域で加熱領域のｙ方向領域幅をＬとする。
図３（ａ）は電子ビーム照射による加熱領域と、その加
熱領域を形成する偏向コイルに流れる電流ｉx，ｉyの時
間的変化を示す波形である。図３（ｂ）は電子ビームの
照射によって生じる加熱領域の温度分布を示す。図３
（ｂ）において、ＴMは蒸発材の沸点若しくは昇華点で
ある。
発材のブロックの上視図である。図２において、１はリ
ング型ハースである。そのリング型ハース１内に蒸発材
のブロック２が充填されている。３は電子ビームの照射
による加熱領域で加熱領域のｙ方向領域幅をＬとする。
図３（ａ）は電子ビーム照射による加熱領域と、その加
熱領域を形成する偏向コイルに流れる電流ｉx，ｉyの時
間的変化を示す波形である。図３（ｂ）は電子ビームの
照射によって生じる加熱領域の温度分布を示す。図３
（ｂ）において、ＴMは蒸発材の沸点若しくは昇華点で
ある。
【０００６】電子ビームの照射による加熱法のしくみを
簡単に言うと、ビーム源から発射される電子ビームを電
磁偏向方式を用いて電子ビームで走査させて、電子ビー
ムの照射による加熱領域３を形成させることである。電
磁偏向方式は偏向コイルに電流を流して得られる交流磁
界によって電子ビームを偏向させる方式である。したが
って、偏向コイルに流れる電流を変化させることによ
り、偏向量を変化させることができる。なお、偏向量は
偏向コイルに流れる電流に比例する。従来の電子ビーム
真空蒸着では、図３（ｂ）に示すように加熱領域が一様
な温度分布を持つよう偏向コイルに電流を流している。
このような温度分布を形成させるには、図３（ａ）の偏
向コイルに流れる電流ｉx，ｉyの変化量、｜ｄｉx／ｄ
ｔ｜，｜ｄｉy／ｄｔ｜が一定となる三角波電流を偏向
コイルに流す必要がある。この場合、電子ビームは図３
のｘ，ｙ上で一定の移動速度で動きながら、電子ビーム
の照射による加熱領域を形成し、その加熱領域が一様な
温度分布を形成することになる。
簡単に言うと、ビーム源から発射される電子ビームを電
磁偏向方式を用いて電子ビームで走査させて、電子ビー
ムの照射による加熱領域３を形成させることである。電
磁偏向方式は偏向コイルに電流を流して得られる交流磁
界によって電子ビームを偏向させる方式である。したが
って、偏向コイルに流れる電流を変化させることによ
り、偏向量を変化させることができる。なお、偏向量は
偏向コイルに流れる電流に比例する。従来の電子ビーム
真空蒸着では、図３（ｂ）に示すように加熱領域が一様
な温度分布を持つよう偏向コイルに電流を流している。
このような温度分布を形成させるには、図３（ａ）の偏
向コイルに流れる電流ｉx，ｉyの変化量、｜ｄｉx／ｄ
ｔ｜，｜ｄｉy／ｄｔ｜が一定となる三角波電流を偏向
コイルに流す必要がある。この場合、電子ビームは図３
のｘ，ｙ上で一定の移動速度で動きながら、電子ビーム
の照射による加熱領域を形成し、その加熱領域が一様な
温度分布を形成することになる。
【０００７】従来の電子ビーム真空蒸着は、この加熱領
域内で一定の移動速度を持った電子ビームを蒸発材に照
射して上方に設置された基板に蒸着させている。この蒸
発材を連続的に移動させて電子ビーム照射による加熱領
域に蒸発材を導入する真空蒸着の場合、具体的には図２
において、リング型ハース１に蒸発材のブロック２を数
個充填し、蒸発源上で図３（ｂ）のような温度分布を形
成する一定の走査速度を持った電子ビームを電子ビーム
照射による加熱領域３に照射し、リング型ハース１をゆ
っくり矢印の方向に回転させて蒸発材を加熱気化するの
が一般的な方向である。
域内で一定の移動速度を持った電子ビームを蒸発材に照
射して上方に設置された基板に蒸着させている。この蒸
発材を連続的に移動させて電子ビーム照射による加熱領
域に蒸発材を導入する真空蒸着の場合、具体的には図２
において、リング型ハース１に蒸発材のブロック２を数
個充填し、蒸発源上で図３（ｂ）のような温度分布を形
成する一定の走査速度を持った電子ビームを電子ビーム
照射による加熱領域３に照射し、リング型ハース１をゆ
っくり矢印の方向に回転させて蒸発材を加熱気化するの
が一般的な方向である。
【０００８】しかしながら、上記従来の方法ではリング
型ハース１が回転することにより連続して投入される蒸
発材２が加熱領域３に導入する時に大きな温度変化を生
じるため、蒸発材によっては突沸現象を生じ、飛散した
微少な粒状析出物が基板の表面に付着したり、衝突時に
生成された膜にダメージを与える等、工業的には良質な
膜を生成する上で大きな課題となっていた。
型ハース１が回転することにより連続して投入される蒸
発材２が加熱領域３に導入する時に大きな温度変化を生
じるため、蒸発材によっては突沸現象を生じ、飛散した
微少な粒状析出物が基板の表面に付着したり、衝突時に
生成された膜にダメージを与える等、工業的には良質な
膜を生成する上で大きな課題となっていた。
【０００９】この問題を解決するため、ハースに収容配
置した物質全体を電気抵抗体ヒーター等で加熱すること
によって物質全体を溶融もしくは昇華の起こらない範囲
の所定温度に加熱し、電子ビーム照射部分と非照射部分
の温度差を小さくして電子ビームを微動させて蒸着する
方法が用いられる（例えば特開平１−５３３４９号公
報）。
置した物質全体を電気抵抗体ヒーター等で加熱すること
によって物質全体を溶融もしくは昇華の起こらない範囲
の所定温度に加熱し、電子ビーム照射部分と非照射部分
の温度差を小さくして電子ビームを微動させて蒸着する
方法が用いられる（例えば特開平１−５３３４９号公
報）。
【００１０】しかし、この方法では、蒸発材の加熱手段
として、電子ビームとヒーター等の別の加熱手段を必要
とするので、別の加熱手段の設備費がかかり、ましてや
蒸発材を連続的に移動させて電子ビーム照射による加熱
領域に蒸発材を導入する真空蒸着法では、ヒーター等の
加熱手段の設備が大型化若しくは複雑化し、設備費が余
計にかかるという問題点を有していた。
として、電子ビームとヒーター等の別の加熱手段を必要
とするので、別の加熱手段の設備費がかかり、ましてや
蒸発材を連続的に移動させて電子ビーム照射による加熱
領域に蒸発材を導入する真空蒸着法では、ヒーター等の
加熱手段の設備が大型化若しくは複雑化し、設備費が余
計にかかるという問題点を有していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は蒸発材を連続
的に移動させて、電子ビーム照射による加熱領域に蒸発
材を導入する真空蒸着法において問題となっていた、蒸
発材の大きな温度変化による突沸現象を防止し、基板の
表面に付着する微少な粒状析出物を減少させることを目
的とする。また、あわせて特開平１−５３３４９号公報
に示すような別に加熱する手段を設けて前記の問題を解
決するものでなく、より簡単な設備構成により、しかも
安価に前記問題を解決する蒸着方法を提供することを目
的とする。
的に移動させて、電子ビーム照射による加熱領域に蒸発
材を導入する真空蒸着法において問題となっていた、蒸
発材の大きな温度変化による突沸現象を防止し、基板の
表面に付着する微少な粒状析出物を減少させることを目
的とする。また、あわせて特開平１−５３３４９号公報
に示すような別に加熱する手段を設けて前記の問題を解
決するものでなく、より簡単な設備構成により、しかも
安価に前記問題を解決する蒸着方法を提供することを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の蒸着方法は、電子ビームを偏向させるための
偏向コイルに流す電流の波形を調整し、照射位置による
移動速度の偏りをもたせるものである。
に本発明の蒸着方法は、電子ビームを偏向させるための
偏向コイルに流す電流の波形を調整し、照射位置による
移動速度の偏りをもたせるものである。
【００１３】
【作用】この構成により、蒸発材を徐々に昇温させるこ
ととなり、蒸発材の温度変化を小さくして、突沸現象の
発生を防止し良質な膜が得られる。
ととなり、蒸発材の温度変化を小さくして、突沸現象の
発生を防止し良質な膜が得られる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の蒸着方法について説明する。
【００１５】図１（ａ）は本発明の電子ビーム照射によ
る加熱領域とその加熱領域を形成する偏向コイルに流す
電流ｉx，ｉyの時間的変化を示す波形の一例である。図
３（ａ）と相異するのは、ｙ方向の偏向コイルに流す電
流ｉyの波形を全波整流波形としているところである。
図１（ｂ）は本発明の電子ビームの照射によって生じる
加熱領域の温度分布を示す図で、図３（ｂ）と相異する
のは、加熱領域のｙ方向領域幅が＋ｙ方向に増加するご
とに加熱領域の温度が単調的に上昇しているところであ
る。
る加熱領域とその加熱領域を形成する偏向コイルに流す
電流ｉx，ｉyの時間的変化を示す波形の一例である。図
３（ａ）と相異するのは、ｙ方向の偏向コイルに流す電
流ｉyの波形を全波整流波形としているところである。
図１（ｂ）は本発明の電子ビームの照射によって生じる
加熱領域の温度分布を示す図で、図３（ｂ）と相異する
のは、加熱領域のｙ方向領域幅が＋ｙ方向に増加するご
とに加熱領域の温度が単調的に上昇しているところであ
る。
【００１６】図１（ａ）に示すように、もしｙ方向の偏
向コイルに流す電流ｉyを変化させると、ｉyの変化量、
｜ｄｉy／ｄｔ｜は加熱領域が＋ｙ方向に増加するごと
に単調的に減少してゆく。この場合、電子ビームは加熱
領域のｙ方向上では、＋ｙ方向に行くにつれ、ゆっくり
移動することになる。電子ビームがゆっくり移動すれば
するほど、加熱領域内の温度は高くなってゆくため、電
子ビーム照射による加熱領域のｙ方向領域は、図１
（ｂ）に示すような温度分布を形成する。加熱領域で、
このような温度分布を持つよう走査される電子ビームが
蒸発材の一部に照射され、リング型ハースが回転し、次
に照射されようとする蒸発材のブロックに照射される
際、もし、次に照射されようとするブロックが加熱領域
の低温部側から照射されると、そのブロックは加熱領域
中を通過するごとに徐々に温度上昇し、やがて沸点もし
くは昇華点ＴMに達すると飛散することになる。このこ
とにより大きな温度変化による突沸現象を防止でき、基
板の表面に付着する微少な粒状析出物を減少させること
ができる。しかも、蒸発材を加熱する手段としては電子
ビームだけであるため、簡単な方法で安価に前記問題を
解決することができる。
向コイルに流す電流ｉyを変化させると、ｉyの変化量、
｜ｄｉy／ｄｔ｜は加熱領域が＋ｙ方向に増加するごと
に単調的に減少してゆく。この場合、電子ビームは加熱
領域のｙ方向上では、＋ｙ方向に行くにつれ、ゆっくり
移動することになる。電子ビームがゆっくり移動すれば
するほど、加熱領域内の温度は高くなってゆくため、電
子ビーム照射による加熱領域のｙ方向領域は、図１
（ｂ）に示すような温度分布を形成する。加熱領域で、
このような温度分布を持つよう走査される電子ビームが
蒸発材の一部に照射され、リング型ハースが回転し、次
に照射されようとする蒸発材のブロックに照射される
際、もし、次に照射されようとするブロックが加熱領域
の低温部側から照射されると、そのブロックは加熱領域
中を通過するごとに徐々に温度上昇し、やがて沸点もし
くは昇華点ＴMに達すると飛散することになる。このこ
とにより大きな温度変化による突沸現象を防止でき、基
板の表面に付着する微少な粒状析出物を減少させること
ができる。しかも、蒸発材を加熱する手段としては電子
ビームだけであるため、簡単な方法で安価に前記問題を
解決することができる。
【００１７】５cm四方のガラス基板にリング型ハース内
に充填した昇華性物質の一酸化ケイ素ＳｉＯを本発明に
よる蒸着方法で約１０μｍ蒸着させた。本発明による蒸
着方法は図１において、ｘ方向の偏向コイルに流す三角
波電流ｉxの周波数を５００Hz、ピーク・ツー・ピーク
値が６Ａとなるようにし、ｙ方向の偏向コイルに流す全
波整流波形電流ｉyの周波数を５０Hz、ピーク・ツー・
ピーク値を８Ａとなるように調整した。また、電子ビー
ムパワーは８００ＶＡとした。このような設定により、
ｉyの変化量、｜ｄｉy／ｄｔ｜は加熱領域が＋ｙ方向に
増加するごとに単調的に減少し、電子ビームは加熱領域
のｙ方向上では、＋ｙ方向に増加するごとにゆっくり移
動することになる。したがって加熱領域上で、図１
（ｂ）のように単調的に温度が高くなる分布を形成す
る。この加熱領域に導入されるＳｉＯは徐々に昇温し、
基板に飛散する。
に充填した昇華性物質の一酸化ケイ素ＳｉＯを本発明に
よる蒸着方法で約１０μｍ蒸着させた。本発明による蒸
着方法は図１において、ｘ方向の偏向コイルに流す三角
波電流ｉxの周波数を５００Hz、ピーク・ツー・ピーク
値が６Ａとなるようにし、ｙ方向の偏向コイルに流す全
波整流波形電流ｉyの周波数を５０Hz、ピーク・ツー・
ピーク値を８Ａとなるように調整した。また、電子ビー
ムパワーは８００ＶＡとした。このような設定により、
ｉyの変化量、｜ｄｉy／ｄｔ｜は加熱領域が＋ｙ方向に
増加するごとに単調的に減少し、電子ビームは加熱領域
のｙ方向上では、＋ｙ方向に増加するごとにゆっくり移
動することになる。したがって加熱領域上で、図１
（ｂ）のように単調的に温度が高くなる分布を形成す
る。この加熱領域に導入されるＳｉＯは徐々に昇温し、
基板に飛散する。
【００１８】このようにして、蒸着されたＳｉＯ蒸着基
板を顕微鏡で観察し、従来の蒸着方法によりほぼ同じ蒸
着速度で蒸着されたＳｉＯ蒸着基板と比較した。その結
果、それぞれの基板に付着した微少な粒状析出物の個数
を数えると、従来の蒸着方法により蒸着された基板は、
本発明による蒸着方法により蒸着された基板よりも約７
倍程度多かった。
板を顕微鏡で観察し、従来の蒸着方法によりほぼ同じ蒸
着速度で蒸着されたＳｉＯ蒸着基板と比較した。その結
果、それぞれの基板に付着した微少な粒状析出物の個数
を数えると、従来の蒸着方法により蒸着された基板は、
本発明による蒸着方法により蒸着された基板よりも約７
倍程度多かった。
【００１９】なお、本実施例では蒸発材として、このよ
うな差異が顕著に現れる昇華性物質のＳｉＯを用いた
が、とくに限定されるものでなく、一般的に数多くの蒸
発材に適用され、また、偏向コイルに流す電流波形も用
いる蒸発材によって、任意設定されるものである。
うな差異が顕著に現れる昇華性物質のＳｉＯを用いた
が、とくに限定されるものでなく、一般的に数多くの蒸
発材に適用され、また、偏向コイルに流す電流波形も用
いる蒸発材によって、任意設定されるものである。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明は、蒸発材を連続的
に移動させて、電子ビーム照射によるが熱領域に蒸発材
を導入する真空蒸着法において、電子ビームを偏向させ
るための偏向コイルに流れる電流波形を調整することに
より、電子ビームの偏向速度に分布をもたせて、蒸発材
の温度変化を小さくすることにより、蒸発材が蒸着され
た基板は粒状析出物の少ない、極めて良質な膜を形成さ
せることができる。
に移動させて、電子ビーム照射によるが熱領域に蒸発材
を導入する真空蒸着法において、電子ビームを偏向させ
るための偏向コイルに流れる電流波形を調整することに
より、電子ビームの偏向速度に分布をもたせて、蒸発材
の温度変化を小さくすることにより、蒸発材が蒸着され
た基板は粒状析出物の少ない、極めて良質な膜を形成さ
せることができる。
【図１】（ａ）は本発明の蒸着方法において、偏向コイ
ルに流す電流ｉx，ｉyの時間的変化を示す波形図 （ｂ）は本発明の蒸着方法において、電子ビーム照射に
よる加熱領域の温度分布図
ルに流す電流ｉx，ｉyの時間的変化を示す波形図 （ｂ）は本発明の蒸着方法において、電子ビーム照射に
よる加熱領域の温度分布図
【図２】リング型ハースに充填されている蒸発材のブロ
ックの平面図
ックの平面図
【図３】（ａ）は従来の蒸着方法において、偏向コイル
に流れる電流ｉx，ｉyの時間的変化を示す波形図 （ｂ）は従来の蒸着方法において、電子ビーム照射によ
る加熱領域の温度分布図
に流れる電流ｉx，ｉyの時間的変化を示す波形図 （ｂ）は従来の蒸着方法において、電子ビーム照射によ
る加熱領域の温度分布図
１ リング型ハース ２ 蒸発材のブロック ３ 電子ビーム照射による加熱領域
Claims (2)
- 【請求項１】蒸発材を連続的に移動させて、電子ビーム
照射による加熱領域に蒸発材を導入する真空蒸着法にお
いて、電子ビームの走査速度に照射位置に依存する偏り
をもたせて、所定の蒸発温度まで加熱することを特徴と
する蒸着方法。 - 【請求項２】蒸発材が昇華性物質であることを特徴とす
る請求項１記載の蒸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19670292A JPH0641730A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 蒸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19670292A JPH0641730A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 蒸着方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641730A true JPH0641730A (ja) | 1994-02-15 |
Family
ID=16362169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19670292A Pending JPH0641730A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 蒸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641730A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291308A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Toppan Printing Co Ltd | 真空成膜方法 |
| JP2008291309A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Toppan Printing Co Ltd | 真空成膜装置 |
| JP2010106320A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Toppan Printing Co Ltd | 蒸着装置 |
| US10799382B2 (en) | 2014-08-14 | 2020-10-13 | Nakame, Inc. | Correction apparatus |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19670292A patent/JPH0641730A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291308A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Toppan Printing Co Ltd | 真空成膜方法 |
| JP2008291309A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Toppan Printing Co Ltd | 真空成膜装置 |
| JP2010106320A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Toppan Printing Co Ltd | 蒸着装置 |
| US10799382B2 (en) | 2014-08-14 | 2020-10-13 | Nakame, Inc. | Correction apparatus |
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