JPH08337872A - 薄膜形成方法及びそれに使用する薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸着により基板上に薄膜を形成する際に、基
板が大サイズでも当該基板の反りを無くした状態で基板
面全体に均一な膜を形成できるようにする。 【構成】 線状の蒸発源４を水平にセットし、この蒸発
源４と平行に所定間隔を置いて基板２を垂直方向に均一
速度で移動させながら成膜する。基板２を垂直方向に移
動させるので大サイズでも反りは発生しない。蒸発源４
を水平にセットするので、こぼれたり落下したりするこ
とがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物理的成膜法である蒸
着法により基板上に薄膜を形成する薄膜形成方法及びそ
れに使用する薄膜形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、物理的な薄膜形成方法である蒸着
法やスパッタリング法においては、基板を保持する形態
として、膜材料となる蒸発源やターゲットを下に設置
し、その上方に基板を水平方向に設置するタイプ（以
下、水平型という）と、膜材料となる蒸発源やターゲッ
トを縦向きに設置し、その側方に基板を垂直方向に設置
するタイプ（以下、垂直型という）のいずれかが採用さ
れている。このうち水平型の場合には、基板のサイズが
大きくなるに連れて、基板自体の重さが嵩んで基板に反
りが発生するようになるという問題点がある。そうする
と反った基板の上に成膜することになり、基板を元に戻
した場合とかに膜自体にストレスを発生させる原因とな
る。したがって、最近では、大サイズの基板用の成膜装
置は垂直型が主流となっている。

【０００３】ここで、一般にスパッタリング法は、その
薄膜形成プロセスにおいて再スパッタリング、釘打ち効
果、回り込み現象などの様々な因子が絡むため、得られ
た膜の電気特性は蒸着法で成膜した膜に及ばないが、面
内での膜厚分布及び膜質分布に関して優れているため、
安定した成膜ができる点で商業化の上では主流となって
いる。一方、スパッタリング法と同様に面内での良好な
膜厚分布及び膜質分布を得られる蒸着法として、特開平
４−３２９８６８号公報、特開平５−１７９４３２号公
報等で開示されているようなフォロカソード型イオンプ
レーティング装置を用いたものがある。この装置は水平
型で検討がなされており、優れた面内での膜厚分布及び
膜質分布が得られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した蒸
着法により大サイズの基板に成膜する場合、蒸発源が点
状では面内分布が均一化した膜を得るのが難しい。した
がって、線状の蒸発源を使用するととにも、この蒸発源
に対して基板を等速度で移動させながら蒸着する必要が
ある。この場合、前記したように垂直型を採用すれば、
基板に反りが発生するという問題は解決できるが、次の
ような問題点が発生する。すなわち、図２（ａ）に示す
ように、蒸発源１１を入れたるつぼ１２を縦向きに設置
し、その側方で基板１３を左右に移動させるようにする
と、膜厚分布及び膜質分布の均一な膜を形成できるが、
蒸発源１１が溶融タイプであると、保持できずにこぼれ
たり、また蒸発源１１にターゲットのような焼結材料
（ＩＴＯ、Ｃｒ等）を用いた場合でもこの焼結材料が熱
衝撃等により破損して下に落ちる可能性がある。これを
回避するためには、図２（ｂ）に示すように蒸発源１１
を入れたるつぼ１２を横向きに設置し、その側方で基板
１３を左右に移動させるようにすれば良いとも考えられ
るが、このやり方では膜厚分布及び膜質分布が左右方向
に均一になるものの上下方向には均一にならない。

【０００５】本発明は、上記のような背景に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、蒸着により
基板上に薄膜を形成する際に、基板が大サイズでも当該
基板の反りを無くした状態で基板面全体に均一な膜形成
を行うことができる薄膜形成方法及びそれに使用する薄
膜形成装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の薄膜形成方法は、蒸着により基板上に薄膜
を形成する方法において、線状の蒸発源を水平にセット
し、この蒸発源と平行に所定間隔を置いて前記基板を垂
直方向に均一速度で移動させながら成膜することを特徴
としている。

【０００７】また、本発明の薄膜形成装置は、真空容器
中で蒸発源より物質を蒸発させ、基板上に薄膜を形成す
る装置であって、線状の蒸発源を水平にセットするため
の保持手段と、この蒸発源と平行に所定間隔を置いて前
記基板を垂直方向に均一速度で移動させる搬送手段とを
備えて構成される。

【０００８】

【作用】上述した構成の本発明では、線状の蒸発源を水
平にセットし、この蒸発源と平行に所定間隔を置いて基
板を垂直方向に均一速度で移動させることで、大型サイ
ズの基板でも面内分布が均一な膜を形成でき、しかも基
板に反りを発生させることがない。また、蒸発源がこぼ
れたり落下したりすることもない。

【０００９】以下、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。

【００１０】

【実施例】図１は本発明を実施する薄膜形成装置の一例
（フォロカソード型イオンプレーティング装置）を示す
概略構成図である。

【００１１】図示の真空容器１は縦長で側方に凹所１ａ
を備えた形状で、紙面垂直方向に所定の長さを有してお
り、図示しない排気装置によって内部の空気が吸引排気
されることにより蒸着に適性な真空度に保たれるように
なっている。２は大型サイズの基板であり、図示しない
ホルダー等により固定されて真空容器１内を上下に移動
するようになっている。３は細長い形状のるつぼであ
り、膜形成材料である蒸発源４を入れた状態で真空容器
１の凹所１ａに水平（紙面垂直方向）にセットされる。
５は凹所１ａの側面に配置されたプラズマ発生装置で、
蒸発源４を加熱するための低温プラズマを発生する。こ
のプラズマ発生装置５には、同一平面上に並設した複数
の圧力勾配型プラズマガンと、該圧力勾配型プラズマガ
ンから発生するプラズマ全体を包囲する長円環状のプラ
ズマ収束コイルとから構成される公知（例えば特開平４
−２６８０７３号公報参照）のものを使用している。

【００１２】上記構成からなる蒸着装置により基板２に
成膜するには、真空容器１を真空下に保持した状態でプ
ラズマ発生装置５から低温プラズマを発生させ、この低
温プラズマの作用により蒸発源４を加熱しながら、基板
２を下方から上方に均一速度で移動させる。このように
基板２を固定して垂直方向に移動させるので、当該基板
２が大型サイズであっても反りは発生しない。そして、
プラズマ発生装置５のプラズマ収束コイルには広範囲に
わたってほぼ均一な磁界が発生し、各圧力勾配型プラズ
マガンから発生した円柱状のプラズマはこの均一な磁界
を受けてほぼ均一な分布を有するシートプラズマとなる
ので、蒸発源４の蒸気のイオン化又は励起が均一となっ
て基板２に対して横方向に均一な薄膜が形成される。ま
た、基板２が蒸着源４から一定距離のところで均一速度
で上昇しているので縦方向にも均一な薄膜が形成され
る。

【００１３】なお、上記実施例の装置では、るつぼを真
空容器の凹所内にセットするようにしたが、線状の蒸発
源を水平にセットできさえすれば、他のどのような保持
手段を用いてもよい。また、基板をホルダー等で固定し
て下方から上方に移動させるようにしたが、垂直方向に
移動させることができれば、他のどのような搬送手段を
用いてもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蒸着により基板上に薄膜を形成する方法において、線状
の蒸発源を水平にセットし、この蒸発源と平行に所定間
隔を置いて前記基板を垂直方向に均一速度で移動させな
がら成膜するので、基板が大型サイズでも反りを発生す
ることがなく、しかも蒸発源がこぼれたり落下すること
のない状態で、基板面全体に均一な膜形成を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する蒸着装置の一例を示す概略構
成図である。

【図２】蒸着法にて大サイズの基板に成膜する場合の検
討例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 真空容器 １ａ 凹所 ２ 基板 ３ るつぼ ４ 蒸発源 ５ プラズマ発生装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸着により基板上に薄膜を形成する方法
   において、線状の蒸発源を水平にセットし、この蒸発源
   と平行に所定間隔を置いて前記基板を垂直方向に均一速
   度で移動させながら成膜することを特徴とする薄膜形成
   方法。
2. 【請求項２】 真空容器中で蒸発源より物質を蒸発さ
   せ、基板上に薄膜を形成する装置であって、線状の蒸発
   源を水平にセットするための保持手段と、この蒸発源と
   平行に所定間隔を置いて前記基板を垂直方向に均一速度
   で移動させる搬送手段とを備えたことを特徴とする薄膜
   形成装置。