JPS61276964A

JPS61276964A - 回転式成膜装置

Info

Publication number: JPS61276964A
Application number: JP11658585A
Authority: JP
Inventors: Takao Matsudaira; 松平　他家夫
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-12-06
Also published as: JPH032228B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、各種電子デバイスの製造プロセスなどにおい
て、種々の材料物質からなる膜を形成する場合に用いら
れる回転式成膜装置に関する。

〔従来の技術〕

従来よシ、真空槽内に配置した回転枠に複数の基板ホル
ダーを取り付け、蒸発源の周囲を水平軸のまわりに回転
させる方式の蒸着装置が用いられ、種々の改良が行なわ
れている（例えば特公昭５８−４５１７５号公報、特開
昭５８−１４４４７１号公報、特開昭５８−７３７６８
号公報など）。また竪形の軸に取シ付けた回転枠の外周
に基板を保持し、その外側にスパッタリング用ターゲッ
トを竪方向に配置した回転式のスパッタリング装置も用
いられている。このような回転式の成膜装置は、いずれ
もその回転軸の方向にも複数の基板を配置することによ
りきわめて多数の基板を同時に処理することが可能で、
大量生産に適する利点を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、デバイスの種類によって、蒸着による成膜と
スパッタリングによる成膜の両者を混用する必要がある
場合がある。例えば、近年平面薄形ディスプレイデバイ
スとして注目されている薄膜ＥＬ素子は、一般に、透明
電極と背面電極との間に第１の誘電体層、ＥＬ発光層、
第２の誘電体層を積層した基本構成を有するが、両電極
間に１００〜２００■の比較的高い交流電圧を印加して
発光させる。このため、誘電体層は、膜中の欠陥を少な
くして耐圧を上げるために通常はスパッタリング法によ
って形成される。これに対し、ＥＬ発光層は、高い発光
輝度を得るために主として蒸着法が用いられる。

このような場合、従来は第１の誘電体層をスパッタリン
グ装置を用いて形成した後、基板を蒸着装置に移し換え
てＥＬ発光層を形成し、再度スパッタリング装置に移し
て第２の誘電体層を形成することとなり、煩しい移し換
えの手順が必要となる一方、移し換えのたびに大気中に
さらすことから基板が汚染され膜中に致命的な欠陥が発
生する危険度も高くなる。

〔問題点を解決するだめの手段〕

このような問題点を解決するために、本発明は、基板の
回転軌道の内側に蒸発源配置部を設ける一方、外側にス
パッタリング用ターゲット配置部を設けたものである。

ここで、回転枠には複数の基板ホルダーを取り付け、基
板の処理面、すなわち膜を形成する面を常に下方に向け
つつ回転させる機構を備えている。

なお、ここで下方とは必ずしも鉛直下方という意味では
なく、処理面の法線と鉛直下方向とのなす角が９０°を
越えないということである。

〔作用〕

予め必要な蒸発源およびスパッタリング用ターゲットを
装着しておくことにより、同一真空槽中で蒸着による成
膜とスパッタリングによる成膜とが連続して行なえる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図である。図中
１は水平方向に配置された円筒状の真空槽であり、２は
この真空槽１内に配置した回転枠である。回転枠２は、
回転伝達ローラ３により水平軸を回転軸として矢印Ａの
方向に回転し、それに伴って回転枠２に取シ付けた基板
ホルダー４も回転する。回転枠２の内側に蒸着物質５を
入れた抵抗加熱方式の蒸発源６を配置し、他方、回転枠
２の外側、真空槽１の内壁にスパッタリング用のカソー
ド（ターゲット）７Ａ〜７Ｃを配置しである。

８Ａおよび８Ｂは膜厚分布を均一にしたり汚染物質の落
下を防止するだめのシールド板であり、９は真空槽１の
内壁およびシールド板８Ｂの外周面に配設した基板加熱
用ヒーターである。１０は蒸着時の膜厚モニターで、少
なくともその一部が基板ホルダー４の陰にならないよう
に水平方向にずらして配置しである。１１は真空槽１に
設けた排気口である。

上記構成において、各基板ホルダー４に基板１２を装着
し、真空槽１内の排気を行なった後、回転枠２を例えば
ｌ　ｒｐｍで回転させなから成膜を行なう。その際、真
空槽１の内壁から剥落してくる成膜材料物質による汚染
等を防ぐため、基板ホルダー４に装着された基板１２の
処理面が上を向くことのないように、つまシ処理面の法
線と鉛直方向とのなす角が９０°を越えないようにしで
ある。このような機構については従来種々の工夫がなさ
れている（例えば前掲文献）。本実施例では、基板ホル
ダー４が、蒸着の行なわれる真空槽１下部にあるときは
重力によって基板１２をほぼ水平下向きに保持する一方
、スパッタリングの行なわれる真空槽１下部にあるとき
には図上省略したガイド部材によって、基板１２の処理
面が真空槽１の内壁にほぼ平行に対向して保持するよう
な構造をとっている。１３はそのだめの従動ローラであ
る。

これにより、基板１２の処理面は蒸着領域では蒸発源６
に、スパッタリング領域ではカソード７Ａ〜７Ｃに対向
し、効率よく成膜が行なわれる。

例えば、カソード７Ａを用いて第１のスパッタリング膜
、同様にカソード７Ｂを用い゛Ｃ第２のスパッタリング
膜を順次形成した後、蒸発源６を用いて蒸着膜を形成し
、さらにカソード７Ｃを用いて第３のスパッタリング膜
を形成するというような一連の成膜作業が、全く真空を
破らずに可能となシ、前述した薄膜ＥＬ素子のように蒸
着膜とスパッタリング膜とを積層させた素子を歩留シ良
く製造することができる。しかも真空槽１は円筒状で奥
行きがあり、その奥行きの方向にも複数の基板１２を配
列する構造で１度に大量の基板の処理が可能である上に
、上述したように成膜方法がスバッタリングから蒸着へ
、蒸着からスパッタリングへと変わるたびに基板の移し
換えや真空排気をする必要がないために、生産性が著し
く向上する。

図示した実施例では蒸発源は１個であるが、２個以上の
蒸発源を並べて配置すれば、２種以上の蒸着膜が、一連
の成膜工程中で形成できる。また蒸発源としては前述し
た抵抗加熱法のみならず、電子ビーム加熱法や誘導加熱
法を用いてもよく、さらに図示のように高周波コイル１
４を配置して活性化反応蒸着法やイオンブレーティング
法による成膜を行なうこともできる。コイル１４は簡単
に取シ外しができ、必要がなければ外しておいてよい。

また、３個のカソード７Ａ、７Ｂ、７Ｃを別個に用いて
３種の膜を順次形成する場合について説明したが、これ
ら複数のカソードを同時に用いてもよい。例えば、カソ
ード７Ａ〜ＩＣをすべて同材料とし、それらを同時に使
用することにより成膜時間を短縮することができる。ま
た、別材料のカソード７Ａ〜７Ｃを同時に使用すること
により３種の薄い膜が回転枠２の回転方向に対して配列
した順に交互に幾層も積層した膜構造が得られる。もち
ろん、カソードの数は３個に限らず、使用目的や装ｆｉ
ｔ全体の特性に鑑みて決定すればよい。第２図はその一
例で、単純な懸垂式の基板ホルダー４′を用いているた
め、基板１２の処理面と真空槽１の内壁とが正対する最
下部のみに１個のカソード７を配置している。

また、スパッタリングカソードの種類（方式）は全く限
定されない。通常のマグネトロンカソード、熱電子放出
源を備えたマグネトロンカソード、あるいはマグネット
を用いないカソードなど任意に選択してよい。

さらに、基板加熱用ヒーター９は、ニクロム線を耐熱材
で被覆したシースヒーターやハロゲンランプなど周知の
ヒーターを適宜選択して配置すればよく、その位置も図
示の例に限定されない。

また、膜厚モニター１０も水晶振動子を利用したもの、
光学式など任意である。なお、スパッタリングについて
は投入パワーと時間によって膜厚を精度良く制御するこ
とが可能であるため、モニターは設けていない。

シールド板８Ａ、８Ｂも図示の配置に限定されるもので
はない。場合によシ、各カソード７Ａ。

７　Ｂ　、　７　Ｃ相互間の干渉を防ぐためにこれらの
間にもシールド板を設けてもよいし、シャツタラ設けて
使用していない時にはこのシャッタを閉じておくように
してもよい。

また、上述した実施例では、いずれも回転枠２を真空槽
１に同軸状に配置したが、必ずしも同軸状である必要は
なく、また真空槽１は必ずしも円筒状である必要もない
。

このような本発明による成膜装置を用いて前述した薄膜
ＥＬ素子を作成するには、まず第１誘電体層（例えばＴ
ａ２０５　）をスパッタリング法で形成し、次にＺｎ８
を母材とするＥＬ発光層を電子ビーム蒸着法で形成し、
さらに第２誘電体層（例えばＴａ２０ｉ　）をスパッタ
リング法によって形成すればよい。この場合、発光効率
を高めるために、Ｚｎ８層を成膜した後例えば４００℃
で１時間和度にわたり基板のアニールを行なうことが望
ましいが、基板加熱用ヒーター９の容量を十分大きなも
のとしておくことによシ、このような基板アニールも、
同一真空槽中で真空を破ることなく成膜工程と連続して
行なえる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、真空槽中におけ
る基板の回転軌道の内側に蒸発源を配置するとともに外
側にスパッタリング用ターゲットを配置するようにした
ことにより、蒸着膜とスパッタリング膜が混在した積層
膜を、途中で大気にさらすことなく連続的に形成するこ
とができ、高品質の薄膜製品を高い歩留シで生産性良く
製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第２図は本
発明の他の実施例を示す側断面図である。１・・・・真空槽、２・・・・回転枠、４．４’・・・
・基板ホルダー、６・・・・蒸発源、７゜７Ａ〜７ｃ　
　−・・・スパッタリング用カソード（ターゲット）。

Claims

【特許請求の範囲】

真空槽内に配置した回転枠に複数の基板ホルダーを取り
付け、当該基板ホルダーに保持した基板の処理面を常に
下方に向けつつ水平軸のまわりに回転するようにした回
転式成膜装置において、基板の回転軌道の内側に蒸着物
質を加熱蒸発させる蒸発源配置部を設けるとともに、上
記回転軌道の外側にスパッタリング用ターゲット配置部
を設けたことを特徴とする回転式成膜装置。