(57)【要約】【課題】高精度な蒸着処理が可能であり、かつ、安全性および量産性に優れた蒸着装置を提供する。【解決手段】蒸着用物質２０を収容する坩堝２と、被蒸着基板２１を保持する基板ホルダ９と、坩堝２と被蒸着基板２１との間に位置し坩堝２から被蒸着基板２１へ向かう蒸着用物質２０の通過を制御するシャッター５と、シャッター５によって坩堝２から遮られることのない位置に設けられ、蒸着用物質２０の蒸発レートを観測する第１のモニタ６と、第１のモニタ６によって観測された蒸着用物質２０の蒸発レートが蒸着用物質２０の放出開始から所定時間内に目標値に達した場合にシャッター５を開状態として蒸着用物質２０を透過させる一方、所定時間内に目標値に達しなかった場合には蒸着用物質２０の放出を停止させる機能を有する制御回路系１３とを備えた電子ビーム蒸着装置である。【選択図】図１
2008248344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着用物質を放出する蒸発源と、
被蒸着基板を保持するホルダと、
前記蒸発源と前記ホルダに保持された前記被蒸着基板との間に位置し、前記蒸発源から前記被蒸着基板へ向かう前記蒸着用物質の通過を制御するシャッターと、
前記シャッターによって前記蒸着源から遮られることのない位置に設けられ、前記蒸着源からの前記蒸着用物質の蒸発レートを観測する第１のモニタと、
前記第１のモニタによって観測された前記蒸着用物質の蒸発レートが前記蒸着用物質の放出開始から所定時間内に目標値に達した場合に前記シャッターを開状態として前記蒸着用物質を通過させる一方、前記所定時間内に目標値に達しなかった場合には前記蒸発源からの蒸着用物質の放出を停止させる機能を有する制御部と
を備えたことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１のモニタによる観測データに基づいて前記蒸着用物質の蒸発レートを制御する
ことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記シャッターが開状態である場合に、前記蒸発源からの前記蒸着用物質の蒸発レートを観測する第２のモニタをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２のモニタによる観測データに基づいて前記蒸着用物質の蒸発レートを制御する
ことを特徴とする請求項３記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２のモニタによって観測された前記蒸着用物質の蒸発レートが所定範囲から外れた場合に前記蒸発源からの蒸着用物質の放出を停止させる
ことを特徴とする請求項４記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１のモニタによって得られた前記蒸発レートの観測データと、前記第２のモニタによって得られた前記蒸発レートの観測データとを対応づけるためのデータ変換を行う
ことを特徴とする請求項４または請求項５記載の蒸着装置。
【請求項７】
開閉可能なシャッターによって蒸発源と隔てられた位置に被蒸着基板を保持するステップと、
前記シャッターを閉じた状態のまま前記蒸発源から蒸着用物質を放出させ、第１のモニタにより前記蒸発源からの前記蒸着用物質の蒸発レートを観測するステップと、
前記第１のモニタにより観測された前記蒸発レートが前記蒸着用物質の放出開始から所定時間内に目標値に到達した場合には前記シャッタを開状態とし前記蒸着用物質を前記被蒸着基板に蒸着させる一方、前記所定時間内に目標値に達しなかった場合には前記蒸発源からの蒸着用物質の放出を停止させるステップと
を含むことを特徴とする蒸着方法。
【請求項８】
前記第１のモニタによる観測データに基づいて前記蒸発レートの制御を行うステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項７記載の蒸着方法。
【請求項９】
前記シャッターを開状態としたのち、第２のモニタにより前記蒸発源からの前記蒸着用物質の蒸発レートを観測し、その観測データに基づいて蒸発レートの制御を行うステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項７または請求項８記載の蒸着方法。
【請求項１０】
前記第２のモニタによって観測された前記蒸着用物質の蒸発レートが所定範囲から外れた場合に前記蒸発源からの蒸着用物質の放出を停止させるステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項９記載の蒸着方法。
【請求項１１】
前記第１のモニタによって得られた前記蒸発レートの観測データと、前記第２のモニタによって得られた前記蒸発レートの観測データとを対応づけるためのデータ変換を行うステップを含む
ことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発源から昇華させた蒸着用物質を被蒸着基板の表面に蒸着する蒸着方法およびそれに用いる蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種の電子デバイスや光学デバイスに含まれる薄膜構造を作製するにあたっては、物理的気相成長法（ＰＶＤ；Physical Vapor Deposition）や化学的気相成長法（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition ）などの薄膜形成技術が用いられている。
【０００３】
物理的気相成長法としては、ターゲット（蒸発源）を加熱して気化・蒸発させる真空蒸着法、不活性ガスをグロー放電や高周波によってプラズマ化してターゲットをスパッタリング状態とするスパッタリング法、基板を高電位として、イオン化したターゲットを基板に堆積させるイオンプレーティング法等がある。スパッタリング法は、微細な膜厚の調節が可能であるが、堆積速度が遅く量産化に問題がある。イオンプレーティング法では、基板の温度が上昇するので基板材料が限定され、また、マスクによる微細加工ができないという問題を有する。
【０００４】
真空蒸着法は、加熱方法の違いにより、抵抗加熱法、高周波誘導加熱法、レーザ蒸着法、電子ビーム蒸着法などに分類される。近年では、金属のような導電体か不導体かを問わず蒸着による成膜が可能であることや、比較的精細な膜質の堆積が可能であることなどの特質を有することから、電子ビーム蒸着法が頻繁に用いられている。この電子ビーム蒸着法は、一般に、ターゲット物質（作製される薄膜の材料となる蒸着用物質）を電子ビームで叩いて物理的に加熱して溶融し、その一部を昇華させ、それを成膜対象となる被蒸着基板の表面に堆積させることで所望の物質からなる薄膜を形成する、というものである。電子ビームの発生は、タングステン（Ｗ）を主材料としたフィラメントに電流を流して熱電子を放出させることによって行われることが多い。このような電子ビーム蒸着を行う成膜装置については、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１３１７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近では、電子デバイスや光学デバイスの高集積化や高機能化に伴い、それらに含まれる薄膜構造における寸法および膜質の高精度化が強く求められるようになってきている。このため、上記特許文献１の成膜装置では、シャッターを閉じた状態の前処理段階において蒸着用物質の蒸発レートの制御を開始しておき、あらかじめ設定した蒸発レートにしたのちシャッターを開き、蒸着をおこなうようにしている。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の成膜装置では、シャッターを閉じた状態での蒸発レートが所定値に達しない場合には、蒸発源が加熱されたまま長時間保持されるので、蒸発源の損傷を招くおそれがある。そのうえ、安全性の面でも好ましくない。また、生産性の低下の原因ともなり得る。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高精度な蒸着処理が可能であり、かつ、安全性および量産性に優れた蒸着装置およびそれを用いた蒸着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の蒸着装置は、以下の（Ａ１）〜（Ａ５）に示した各構成要件を備えるようにしたものである。
（Ａ１）蒸着用物質を放出する蒸発源。
（Ａ２）被蒸着基板を保持するホルダ。
（Ａ３）蒸発源と、ホルダに保持された被蒸着基板との間に位置し、蒸発源から被蒸着基板へ向かう蒸着用物質の通過を制御するシャッター。
（Ａ４）シャッターによって蒸着源から遮られることのない位置に設けられ、蒸着源からの蒸着用物質の蒸発レートを観測する第１のモニタ。
（Ａ５）第１のモニタによって観測された蒸着用物質の蒸発レートが蒸着用物質の放出開始から所定時間内に目標値に達した場合にシャッターを開状態として蒸着用物質を通過させる一方、所定時間内に目標値に達しなかった場合には蒸発源からの蒸着用物質の放出を停止させる機能を有する制御部。
【０００９】
本発明の蒸着方法は、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ５）に示した各ステップを含むようにしたものである。
（Ｂ１）開閉可能なシャッターによって蒸発源と隔てられた位置に被蒸着基板を保持するステップ。
（Ｂ２）シャッターを閉じた状態のまま蒸発源から蒸着用物質を放出させ、第１のモニタにより蒸発源からの蒸着用物質の蒸発レートを観測するステップ。
（Ｂ３）第１のモニタにより観測された蒸発レートが蒸着用物質の放出開始から所定時間内に目標値に到達した場合にシャッタを開状態とし蒸着用物質を被蒸着基板に蒸着させる一方、所定時間内に目標値に達しなかった場合には蒸発源からの蒸着用物質の放出を停止させるステップ。
【００１０】
本発明の蒸着装置および蒸着方法では、蒸着開始前のシャッターを閉じた状態において蒸発レートが観測され、その蒸発レートが目標値に到達した場合にシャッターが開状態となり蒸着が実施されるので、蒸着開始の当初から安定した蒸着処理がなされる。ここで、蒸発レートが蒸着用物質の放出開始から所定時間内に目標値に到達しなかった場合には蒸着用物質の放出が停止されるので、蒸発用物質の過不足、または蒸発源などの装置上の不具合が早期に発見される。
【００１１】
本発明の蒸着装置では、制御部が、第１のモニタによる観測データに基づいて蒸着用物質の蒸発レートを制御することが望ましい。さらに、シャッターが開状態である場合に、蒸発源からの蒸着用物質の蒸発レートを観測する第２のモニタをさらに備えるようにするとよい。その場合、制御部が、第２のモニタによる観測データに基づいて蒸着用物質の蒸発レートを制御するようにし、第２のモニタによって観測された蒸着用物質の蒸発レートが所定範囲から外れた場合に蒸発源からの蒸着用物質の放出を停止させることが望ましい。また、制御部は、第１のモニタによって得られた蒸発レートの観測データと、第２のモニタによって得られた蒸発レートの観測データとを対応づけるためのデータ変換を行うようにするとよい。
【００１２】
本発明の蒸着方法では、第１のモニタにより観測された蒸発レートの制御を行うステップを含むことが望ましい。さらに、シャッターを開状態としたのち、第２のモニタにより蒸発源からの蒸着用物質の蒸発レートを観測し、その観測データに基づいて蒸発レートの制御を行うステップを含むことが望ましい。その場合、第２のモニタによって観測された蒸着用物質の蒸発レートが所定範囲から外れた場合に蒸発源からの蒸着用物質の放出を停止させるステップを含むようにするとよい。また、第１のモニタによって得られた蒸発レートの観測データと、第２のモニタによって得られた蒸発レートの観測データとを対応づけるためのデータ変換を行うステップを含むようにするとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の蒸着装置および蒸着方法によれば、蒸着開始前のシャッターを閉じた状態において蒸発レートを観測し、その蒸発レートが目標値に到達した場合にシャッターを開状態として蒸着を実施するようにしたので、処理を開始した当初から被蒸着基板の上に蒸着用物質を均質に蒸着することができる。その一方で、蒸発レートが蒸着用物質の放出開始から所定時間内に目標値に到達しなかった場合には蒸着用物質の放出を停止するようにしたので、蒸発用物質の過多または不足のほか、蒸発源などの装置上の不具合をも早期に発見することができ、装置上の損傷を回避することができるうえ、生産効率の向上を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明における実施の形態について、図面を参照して各々詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態としての電子ビーム蒸着装置の概要構成を表したものである。この電子ビーム蒸着装置は、蒸着処理容器１の内部に、坩堝２、坩堝冷却系３、電子銃４、シャッター５、第１のモニタ６、第２のモニタ７、ヒータ８、基板ホルダ９、真空度計測器１０およびホルダ回転機構１１を備えている。但し、ホルダ回転機構１１の一部は蒸着処理容器１の外部に設けられている。蒸着処理容器１の外側には、真空排気系１２と、制御回路系１３と、電源回路系１４とが設けられている。この電子ビーム蒸着装置は、坩堝２に収容された蒸着用物質２０（後出）を蒸発させ、それを基板ホルダ９に保持された被蒸着基板２１（後出）の表面に堆積させるものである。
【００１６】
坩堝２は、蒸着用物質２０を収容するものであり、例えば酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウムまたは酸化硅素などによって構成されている。坩堝２は、その周囲の一部が坩堝冷却系３によって覆われている。坩堝冷却系３は、蒸着用物質２０に対する電子ビームの照射に伴う坩堝２の過度な温度上昇から守るために冷却するものであり、具体的には、例えばウォータジャケットのような水冷方式の冷却装置などが好適である。
【００１７】
電子銃４は、タングステン（Ｗ）を主材料としてなるフィラメント４Ａと、電子放出用の穴を有すると共にフィラメント４Ａを覆うように設けられたガン部材４Ｂとを、その主要部として備えたものである。電子銃４は、外部の電源回路系１４から電力を供給されるとフィラメント４Ａが赤熱して熱電子を放出するように設定されている。この電子銃４から放出された熱電子は、例えば図示しない偏向ヨーク等によって電磁気的に飛程を制御されて坩堝２に収容された蒸着用物質２０へと照射される。蒸着用物質２０は、電子銃４からの熱電子の照射によって加熱され、溶融したのち徐々に蒸発（気化）する。蒸着用物質２０を収容した坩堝２と電子銃４とが本発明の蒸発源に相当する。
【００１８】
シャッター５は、坩堝２と基板ホルダ９に保持された被蒸着基板２１との間に配置され、坩堝２から被蒸着基板２１へ向かう蒸着用物質２０の通過を制御する開閉可能な部材である。すなわち、蒸着処理中には開状態となり、坩堝２から蒸発した気体状の蒸着用物質２０の通過を許可する一方、蒸着処理の前後においては、坩堝２からの気体状の蒸着用物質２０の通過を遮断するものである。シャッター５は、制御回路系１３と接続されており、開状態または閉状態とする指令信号が入力されることにより、駆動するようになっている。
【００１９】
第１および第２のモニタ６，７は、坩堝２から蒸発する蒸着用物質２０の蒸発レートを観測するものであり、例えば水晶の振動数の変化を利用した水晶モニタである。第１および第２のモニタ６，７では、センサ部（図示せず）が水晶によって構成されており、その表面への蒸着用物質２０の付着に伴う水晶の振動数変化に基づき蒸発レートを算出するようになっている。第１および第２のモニタ６，７は、いずれも制御回路系１３と接続されており、各々の蒸発レートのデータを制御回路系１３へ入力するようになっている。
【００２０】
第１のモニタ６は、シャッター５が閉状態であってもそれによって坩堝３から遮られることのない位置に固定されている。したがって、シャッター５の状態によらず、蒸着用物質２０の蒸発レートを観測することが可能である。なお、第１のモニタ６（のセンサ部）は、坩堝２の中心位置から例えば０．２ｍ〜０．６ｍ（特に０．４ｍ）の距離にあるとよい。図１では、第１のモニタ６は、シャッター５よりも下側（坩堝２に近い位置）に配置された例を示しているが、シャッター５の開閉状態によらず常に坩堝２に収容された蒸着用物質２０が見える位置であればシャッター５よりも上側（坩堝２から遠く離れた位置）に配置されていてもよい。
【００２１】
一方、第２のモニタ７は、シャッター５が閉状態の場合にはそれによって坩堝３から遮られ、坩堝３からの気体状の蒸着用物質２０が到達しない位置に固定されている。したがって、シャッター５が開状態の場合においてのみ蒸発レートの観測が可能である。なお、第２のモニタ７（のセンサ部）は、例えば坩堝２の中心位置から例えば０．６ｍ〜３．０ｍ（特に１．８ｍ）の距離にあるとよい。第２のモニタ７は、可能な限り被蒸着基板２１に近い位置（すなわち、坩堝２からの距離が被蒸着基板２１と等しい位置）にあることが望ましい。
【００２２】
ヒータ８は、例えば被蒸着基板２１の表面に形成される薄膜の耐久性向上を目的として、被蒸着基板２１を所定温度に加熱するものである。
【００２３】
基板ホルダ９は、蒸着用物質２０を堆積させる対象となる被蒸着基板２１を機械的に保持するものである。この電子ビーム蒸着装置では、基板ホルダ９が複数設けられており、それぞれに被蒸着基板２１が取り付けられている。
【００２４】
ホルダ回転機構１１は、蒸着処理の際、堆積物の位置的な偏りを回避するために基板ホルダ９を回転させるものである。ホルダ回転機構１１は、基板ホルダ９を支持する支持部１１Ａと、電動機などの駆動力源として機能する駆動部１１Ｃと、駆動部１１Ｃの動力を支持部１１Ａへ伝達する支軸１１Ｂとを有している。すなわち、各基板ホルダ９（および被蒸着基板２１）は、支軸１１Ｂを回転中心として公転するようになっている。
【００２５】
真空排気系１２は、排気管１２Ａから吸引を行い、蒸着処理容器１の内部を所定の真空度にまで真空化するためのものである。蒸着処理容器１の内部の真空度については、真空度計測器１０によって計測する。なお、蒸着処理容器１には、ガス導入口（図示せず）が設けられている。
【００２６】
制御回路系１３は、シャッター５へ指令信号を発し、シャッター５の開閉動作の制御を行う機能と、電源回路系１４へ指令信号を発し、坩堝２からの蒸着用物質２０の蒸発量を制御する機能と、真空排気系１２の制御を行う機能とを有している。
【００２７】
具体的には、制御回路系１３は、蒸着処理を開始するにあたり、真空排気系１２を駆動させることで蒸着処理容器１の内部を真空化したのち、電源回路系１４に指令信号を発することによりフィラメント４Ａへ電力を供給して熱電子を放出させ、蒸着用物質２０の蒸発を開始させるように機能する。さらに、第１のモニタ６によって観測された蒸着用物質２０の蒸発レートが、蒸着用物質２０の放出開始（蒸発開始）から所定時間内に目標値に達した場合にシャッター５へ指令信号を発し、シャッター５を開状態とするように制御する。蒸発レートが所定時間内に目標値に達しなかった場合には、電源回路系１４によってフィラメント４Ａへの電力供給を停止し、蒸着用物質２０の放出を中断させるように機能する。また、制御回路系１３は、第１または第２のモニタ６，７からの蒸発レートのデータに基づき、電源回路系１４を介してフィラメント４Ａからの熱電子の放出量を調節することで、坩堝２からの蒸着用物質２０の蒸発レートを制御する機能をも有している。
【００２８】
制御回路系１３は、さらに、第１のモニタ６によって得られた蒸発レートの観測データと、第２のモニタ７によって得られた蒸発レートの観測データとを対応づけるためのデータ変換を行うデータ変換部を含むようにするとよい。すなわち、加熱された状態にある蒸着用物質２０からの蒸発レートを同時に測定した場合に、第１のモニタ６の観測データと第２のモニタ７の観測データとが一致するように、制御回路系１３におけるデータ変換部によって一方の観測データの読み替えを行うようになっていることが望ましい。
【００２９】
次に、このような構成の電子ビーム蒸着装置を用いた蒸着方法について説明する。
【００３０】
ここでは、図１に加えて図２および図３の流れ図を参照し、被蒸着基板２１の表面に蒸着用物質２０を構成元素とする薄膜を形成する場合について説明する。
【００３１】
まず、ガラスなどの被蒸着基板２１を基板ホルダ９に取り付けたのち（ステップＳ１０１）、真空排気系１２によって排気管１２Ａから排気を行い、蒸着処理容器１の内部の真空度が所定値（例えば１０-3Ｐａ程度）となるようにする（ステップＳ１０２）。なお、この時点では、シャッター５は閉状態となっている。
【００３２】
次に、シャッター５を閉じた状態のまま坩堝２に収容された蒸着用物質２０を加熱し、その蒸発を開始させる（ステップＳ１０３）。具体的には、制御回路系１３から電源回路系１４へ指令信号を発し、電源回路系１４から電子銃４のフィラメント４Ａへ電力を供給する。これにより、フィラメント４Ａから放出された熱電子が蒸着用物質２０へと照射され、加熱された蒸着用物質２０が蒸発（気化）することとなる。なお、この段階では、予めプログラムされた所定の加熱パターンに従って供給電力を経時的に変化させるようにする。すなわち、後述するような、第１のモニタ６に基づく蒸発レートのフィードバック制御を行うことなく、予め定めた条件に従って電力供給を行い、フィラメント４Ａから放出される熱電子の照射量を徐々に増加させるようにする。
【００３３】
この状態で、第１のモニタ６によって坩堝２からの蒸着用物質２０の蒸発レートを観測する（ステップＳ１０４）。こののち、蒸発を開始させてから所定時間が経過した時点で、第１のモニタ６によって観測された蒸発レートが目標値に到達したか否かを判断し（ステップＳ１０５）、目標値に達していた場合には、引き続き蒸着用物質２０を蒸発させながら、第１のモニタ６による観測データに基づいて蒸発レートの制御（フィードバック制御）を行う（ステップＳ１０６）。ここでの蒸発レートの制御は、第１のモニタ６による観測データに基づき、制御回路系１３から電源回路系１４へ指令信号を発し、フィラメント４Ａへの供給電力を調整することによって行う。ここまでが、被蒸着基板２１の表面に薄膜を形成するための（すなわち、蒸着処理が実行可能な状態に至るまでの）準備段階となる。
【００３４】
第１のモニタ６の観測データに基づく制御を開始したのち、所定時間が経過した時点でその蒸発レートが安定し、所定範囲内に収まっているか否かを判断する（ステップＳ１０７）。その結果、所定範囲内に収まっていた場合には、シャッター５を開状態とすることで被蒸着基板２１への蒸着を開始する（ステップＳ１０８）。ここでは、気化した蒸着用物質２０が開状態となったシャッター５を通過して被蒸着基板２１へ到達することで、被蒸着基板２１の表面に蒸着用物質２０が堆積することとなる。なお、シャッター５を開状態とすると同時に（あるいはその直前から）、ホルダ回転機構１１の駆動部１１Ｃによって支持部材１１Ａに固定された基板ホルダ９を支軸１１Ｂを中心として公転させておくことが望ましい。
【００３５】
被蒸着基板２１への蒸着を開始した直後から、第２のモニタ７によって坩堝２からの蒸着用物質２０の蒸発レートの観測を開始すると共に、その観測データに基づき、制御回路系１３によってその蒸発レートの制御（フィードバック制御）を行う（ステップＳ１０９）。ここでの蒸発レートの制御についても、第２のモニタ７による蒸発レートの観測データに基づき、制御回路系１３から電源回路系１４へ指令信号を発し、フィラメント４Ａへの供給電力を調整することによって行う。なお、第１のモニタ６から第２のモニタ７へ蒸発レートの観測を移行する際には、制御回路系１３の内部にあるデータ変換部で第１のモニタ６による観測データと第２のモニタ７による観測データとの対応づけを行い、第１のモニタ６と第２のモニタ７との機差を可能な限り小さくすることが望ましい。このような対応づけを行うことで、蒸発レートの観測を第１のモニタ６から第２のモニタ７へ移行する際の、実際の蒸発レートの変動（フィラメント４Ａへの供給電力の変動）を回避することができるからである。
【００３６】
第２のモニタ７による蒸発レートの観測を開始したのち、所定のタイミングで蒸発レートが所定の範囲内に収まっているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。なお、この処理（ステップＳ１１０）は、１回に限らず、被蒸着基板２１に形成される薄膜が所望の厚みとなるまで（薄膜の形成が終了するまで）複数回、繰り返して行うようにしてもよい。また、シャッター５を開いて第２のモニタ７による蒸発レートの観測が開始された段階で第１のモニタ６の観察用窓を専用のシャッターなどで覆うようにすれば、第１のモニタ６の観察用窓の汚れを必要最小限に抑え、長時間の使用が可能となる。第１のモニタ６は、第２のモニタ７よりも坩堝２の近くに配置され（特に水晶モニタの場合には特に近くに配置され）、単位時間当たりの蒸着量が多いことから、このような処置は有効である。
【００３７】
蒸発レートが所定の範囲内に収まっている場合には、蒸着を続行し、被蒸着基板２１に形成される薄膜が所望の厚みとなった時点でシャッター５を閉状態とし、蒸着処理を終了する（ステップＳ１１１）。このステップＳ１１１の処理は、制御回路系１３によって制御する。この結果、被蒸着基板２１の表面に、蒸着用物質２０を構成材料とする所定の厚みの薄膜が形成される。
【００３８】
なお、ステップＳ１０５において所定時間内に蒸発レートが目標値に到達しなかった場合、またはステップＳ１０７において蒸発レートが所定の範囲から外れた場合には、フィラメント４Ａへの電力供給を停止させて蒸着用物質２０の加熱を中断し（ステップＳ１１２）、不具合の原因調査を行う。そこで、不具合の原因を解消可能かどうか（不具合対処が可能かどうか）を判断し（ステップＳ１１３）、対処可能であればそれを実行し（ステップＳ１１４）、ステップＳ１０２からの処理を改めて開始する。対処可能な不具合とは、例えば、蒸発用物質２０の過多または不足が挙げられる。一方、ステップＳ１１３において、不具合対処が不可能であると判断した場合（長時間の装置停止を伴う処置が必要な場合（例えば寿命によるフィラメントの劣化など）、または、原因が不明な場合）には、一連の蒸着処理を中止する。
【００３９】
また、ステップＳ１１０において蒸発レートが所定の範囲から外れた場合には、シャッター５を閉状態とすると共に蒸着用物質２０の加熱を停止し、一連の蒸着処理を中止する（ステップＳ１１５）。
【００４０】
このように、本実施の形態の電子ビーム蒸着装置、およびそれを用いた蒸着方法によれば、蒸着開始前のシャッター５を閉じた状態において蒸着用物質２０の蒸発レートの観測および制御を行い、その蒸発レートが目標値に到達した場合にシャッター５を開状態として蒸着を実施するようにしたので、処理を開始した当初から被蒸着基板２１の表面に安定して蒸着用物質２０を蒸着させることができ、結果として、より均質化された薄膜を得ることができる。その一方で、蒸発レートが蒸着用物質２０の放出開始から所定時間内に目標値に到達しなかった場合には蒸着用物質２０の放出を停止するようにしたので、蒸発用物質２０の過多または不足のほか、蒸発源を構成する電子銃４などの装置上の不具合をも早期に発見することができ、装置上の損傷を回避することができるうえ、生産効率の向上を図ることもできる。
【００４１】
特に、第１のモニタ６の観測データに基づくフィードバック制御を開始する前の段階で、予めプログラムされた所定の加熱パターンに従い、フィラメント４Ａへの供給電力を経時的に変化させるようにし、所定時間経過後の蒸発レートによって異常の有無を判断するようにしたので、その異常があった場合には、より早期に、かつ、より確実に検出することができる。
【００４２】
さらに、蒸着開始後は、第２のモニタ７によって観測した蒸発レートが所定の範囲内に収まっているか否かを所定のタイミングで判断するようにしたので、蒸着開始後の蒸発レートの変動を抑制することができ、より均質化された薄膜（堆積物）を得ることができる。特に、坩堝２からの距離が被蒸着基板２１と等しくなるように第２のモニタ７を配置するようにしたので、より高精度な蒸発レートの観測および制御が可能となり、薄膜（堆積物）のさらなる均質化を図ることができる。
【００４３】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、電子銃を用いて蒸着用物質を加熱することで熱電子を取り出すようにしているが、本発明ではこれに限定されず、抵抗加熱方式を採用することもできる。さらに、上記実施の形態では蒸着装置として電子ビーム蒸着装置を例示して説明するようにしたが、本発明はスパッタリング装置などの他の蒸着装置にも適用可能なものである。
【００４４】
さらに、上記実施の形態では、第１および第２のモニタをそれぞれ所定の位置に固定するようにしたが、本発明では、一のモニタを、第１のモニタとして利用すると共に第２のモニタとしても利用するようにしてもよい。すなわち、図１を参照して説明すると、蒸着処理を開始する前段階のシャッター５を閉じた状態では一のモニタを第１のモニタ６の位置に配置して使用し、シャッター５を開状態として蒸着処理を開始したのち、そのモニタを第２のモニタ７の位置に移動させて使用するようにしてもよい。なお、第１および第２のモニタは、水晶振動子を用いたものに限定されず、例えば光学式モニタなどを利用したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明における一実施の形態としての電子ビーム蒸着装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した電信ビーム蒸着装置による蒸着方法を説明する流れ図である。
【図３】図２に続く、電信ビーム蒸着装置による蒸着方法を説明する流れ図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…蒸着処理容器、２…坩堝、３…坩堝冷却系、４…電子銃、４Ａ…フィラメント、４Ｂ…ガン部材、５…シャッター、６…第１のモニタ、７…第２のモニタ、８…ヒータ、９…基板ホルダ、１０…真空度計測器、１１…ホルダ回転機構、１２…真空排気系、１３…制御回路系、１４…電源回路系、２０…蒸着用物質、２１…被蒸着基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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