(57)【要約】【課題】成膜全体の時間を短縮する。【解決手段】真空チャンバー１の上部中央に基板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄをセットした基板ホルダー５が、基板ホルダー５の下方に蒸発材料８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを収容する凹部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが周辺に近い同一半径上に設けられた回転体１０及び回転軸１１から成る坩堝１２が回転可能に取り付けられている。蒸着位置に来た凹部の蒸発材料を衝撃して蒸発材料を蒸発させるための電子ビームを発生する電子銃１４と、予備加熱位置に来ている凹部の蒸発材料を予備加熱するための電子ビームを発生する電子銃２１が設けられている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発材料を収容する凹部を複数有する回転体から成る坩堝、該回転体の回転により蒸着位置に来た凹部の蒸発材料を衝撃して蒸発材料を蒸発させるための電子ビームを発生する第１電子照射手段、蒸発粒子が膜状に付着させられる基板をセットした基板ホルダー、及び、坩堝と基板の間に配置されたシャッターを備えた真空蒸着装置において、蒸着位置に来ていない凹部の蒸発材料を予備加熱するための電子ビームを発生する第２電子照射手段を設けたことを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項２】
シャッタは、蒸着位置に来た凹部と基板との間に配置されたシャッタと、蒸着位置に来ていない凹部と基板との間に配置されたシャッタの二種類から成る請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項３】
シャッタと坩堝との間に、第１電子照射手段からの電子ビームを通過させる孔と、第２電子照射手段からの電子ビームを通過させる孔が開けられたカバー板が配置された請求項１記載の真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、蒸発材料を収容する凹部を複数有する回転体から成る坩堝を備えた真空蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空蒸着装置は、光学レンズの反射防止膜等、幅広く成膜に使われている。
真空蒸着装置は、真空チャンバー内に置かれた蒸発材料を加熱蒸発させ、蒸発粒子を基板に付着させるもので、加熱方法には、抵抗加熱によって蒸発材料を加熱蒸発させる方法や、電子ビーム加熱により蒸発材料を加熱蒸発させる方法等があり、蒸着方法には、蒸発粒子をそのまま基板に付着させる方法や、蒸発粒子をイオン化して付着させる方法等がある。
図１（ａ）は真空蒸着装置の１概略例を示したもの、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図中１は真空チャンバーで、排気通路２を通じて真空ポンプ３により排気されるように成っている。
真空チャンバー１の上壁中央には、基板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄがセットされた基板ホルダー５が、回転軸６を介してモーター７により回転可能に取り付けられている。
基板ホルダー５の下方の底壁には、蒸発材料８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを収容するための凹部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが周辺に近い同一半径上に設けられた回転体１０及び回転軸１１から成る坩堝１２が、回転軸１１を介してモーター１３により回転可能に取り付けられている。
この坩堝１２は、回転により、前記基板ホルダー５の回転軸６の回転中心軸延長線上の位置に１つの凹部（図では９ａ）が来る様に配設されている。尚、この位置を以後、蒸着位置と称す。
１４は電子銃で、該電子銃は、ここからの電子ビームが偏向器（図示せず）により２７０゜偏向され、蒸着位置に来た凹部（図では９ａ）に収容された蒸発材料を衝撃加熱する位置に配設されている。尚、電子銃１４と蒸着位置にある凹部の間には、電子銃１４から発生し、偏向器（図示せず）で２７０゜偏向された電子ビームで蒸発材料上を走査させるための走査用コイル（図示せず）が設けられている。
１５は、蒸着位置に来ている凹部からの蒸発粒子の基板ホルダー５方向への飛散を遮蔽することが出来るシャッターで、支持棒１６及び回転軸１７を介してモーター１８により回転可能に取り付けられている。
１９は蒸発位置にない凹部に収容された蒸発材料に、蒸着位置に来ている凹部に収容されている蒸発材料の蒸発による粒子等の混入を防ぐための保護カバー板で、蒸着位置に来ている凹部に対向している部分だけに、凹部の上面の広さに対応した大きさの孔２０が開けられている。
尚、前記基板ホルダー５の回転を司るモーター７、坩堝１２の回転を司るモーター１３、シャッター１５の回転を司るモーター１８、真空ポンプ３、電子銃１４、偏向器（図示せず）及び走査コイル（図示せず）は制御装置（図示せず）の指令に従って作動する。
【０００３】
この様な構成の真空蒸着装置で基板上に多層膜を成膜しようとする場合、先ず、真空チャンバー１内を真空ポンプ３により真空排気する。
【０００４】
真空チャンバー１内が所定の真空度に達したら、電子銃１４を作動させる。この時、既に、モータ−１３の作動により凹部９ａが蒸着位置に来ており、モーター１８の作動によりシャッター１５は蒸着位置に来ている凹部と基板ホルダー５との間、即ち、遮蔽位置に来ている。尚、モーター７の作動により、基板ホルダー５は回転し始めている。
【０００５】
電子銃１４の作動により、該電子銃からの電子ビームは偏向器（図示せず）により２７０゜偏向され、保護カバー板１９の孔２０を介して凹部９ａに収容されている蒸発材料８ａに当たる。そして、走査コイル（図示せず）の働きにより、電子ビームは該蒸発材料８ａ上を走査する。
【０００６】
この電子ビームの衝撃により、蒸発材料は加熱され、やがて蒸発を始める。
この蒸発が安定したら、モーター１８の作動により、シャッター１５は凹部９ａと基板ホルダー５を結ぶライン上から大きく外れた位置に回転移動する。
該移動により、凹部９ａからの蒸発粒子は保護カバー板１９の孔２０を通過して基板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに到達し、これらの表面に薄膜状に付着する。
次に、凹部９ｂに収容された蒸発材料８ｂを基板に成膜する時には、シャッター１５を遮蔽位置に戻し、続いて、凹部９ｂが蒸着位置に来るように坩堝１２を回転させる。
そして、蒸発材料８ａを基板表面上に膜状に付着させた時と同様にして蒸発材料８ｂを基板表面上に膜状に付着させる。
以後、蒸発材料８ｃ，８ｄも同様にして基板表面上に膜状に付着させる。
【特許文献１】
特開平８−２２５９２７号公報
【特許文献２】
特開２０００−９６２１７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
さて、電子ビームの衝撃を受ける前の蒸発材料は、冷えた状態にあるので、電子ビームを当てれば直ぐに蒸発するわけではなく、冷えた固体の状態から温度上昇して溶融し、そして、蒸発するまでに、蒸発材料の種類や蒸発材料の状態（顆粒状か粉末状か）に依って差はあるが、可成りの時間を要する。
従って、順次、蒸着位置に来る凹部に収容された蒸発材料に対し、その都度、蒸発までに多くの時間を要することになり、成膜全体に掛かる時間が大きなものとなる。
【０００８】
本発明は、この様な問題点を解決する為になされたもので、新規な真空蒸着装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく真空蒸着装置は、蒸発材料を収容する凹部を複数有する回転体から成る坩堝、該回転体の回転により蒸着位置に来た凹部の蒸発材料を衝撃して蒸発材料を蒸発させるための電子ビームを発生する第１電子照射手段、蒸発粒子が膜状に付着させられる基板をセットした基板ホルダー、及び、坩堝と基板の間に配置されたシャッターを備えた真空蒸着装置において、蒸着位置に来ていない凹部の蒸発材料を予備加熱するための電子ビームを発生する第２電子照射手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の態様の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図２（ａ）は本発明の真空蒸着装置の一概略例、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図中前記図１にて使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。
【００１２】
図２に示す装置が、図１に示す装置に対して異なる構成点は次の三点である。
【００１３】
その１つ目は、蒸着位置以外の位置にある凹部に収容された蒸発材料を衝撃して予備加熱するための電子ビームを発生する電子銃２１及び該電子銃からの電子ビームを２７０°偏向する偏向器（図示せず）及び走査コイル（図示せず）を新たに設けたことである。
【００１４】
この電子銃２１，偏向器（図示せず）及び走査コイル（図示せず）は、次に蒸着位置に行く凹部に収容された蒸発材料を予備加熱出来る位置（図２では、凹部９ｂの蒸発材料８ｂを予備加熱できる位置）に設置される。
【００１５】
その２つ目は、予備加熱位置にある凹部（図２では９ｂ）と基板ホルダー５との間に、シャッター２２を設けたことである。このシャッターは予備加熱位置に来ている凹部からの蒸発粒子の基板ホルダー５への飛散を遮蔽することが出来るシャッターで、支持棒２３及び回転軸２４を介してモーター２５により回転可能に取り付けられている。
【００１６】
その３つ目は、保護カバー板１９に、蒸着位置にある凹部に対向して開けられた孔２０の他に、予備加熱位置にある凹部（図２では９ｂ）に対向して、該凹部の上面の広さに対応した大きさの孔（図示せず）が開けられていることである。
【００１７】
この様な構成の真空蒸着装置で基板上に多層膜を成膜しようとする場合、先ず、真空チャンバー１内を真空ポンプ３により真空排気する。
【００１８】
真空チャンバー１内が所定の真空度に達したら、電子銃１４と２１を作動させる。この時、既に、モータ−１３の作動により凹部９ａが蒸着位置に、凹部９ｂが予備加熱位置にそれぞれ来ており、モーター１８の作動によりシャッター１５は蒸着位置に来ている凹部９ちと基板ホルダー５との間、即ち、遮蔽位置に来ている。又、モーター２５の作動によりシャッター２２は予備加熱に来ている凹部９ｂと基板ホルダー５との間に来ている。尚、モーター７の作動により、基板ホルダー５は回転し始めている。
【００１９】
電子銃１４の作動により、該電子銃から発生した電子ビームは偏向器（図示せず）により２７０゜偏向され、保護カバー板１９の孔２０を介して凹部９ａに収容されている蒸発材料８ａに当たる。そして、走査コイル（図示せず）の働きにより、電子ビームは該蒸発材料８ａ上を走査する。この電子ビームの衝撃により、蒸発材料は予備加熱を経て本加熱され、やがて蒸発を始める。
【００２０】
この時同時に、電子銃２１の作動により、該電子銃から発生した電子ビームは偏向器（図示せず）により２７０゜偏向され、保護カバー板１９の孔（図示せず）を介して凹部９ｂに収容されている蒸発材料８ｂに当たる。そして、走査コイル（図示せず）の働きにより、電子ビームは該蒸発材料８ｂ上を走査する。この電子ビームの衝撃により、蒸発材料は予備加熱される。尚、電子銃２１からの電子ビームは予備加熱、即ち、冷えている蒸発材料を蒸発に迄至らない溶融状態（多少の蒸発はある）にまで加熱すること目的としているので、電子銃の出力や蒸発材料への照射時間等をこの目的に合う様に調整している。
前記蒸着位置にある凹部９ａの蒸発材料８ａの蒸発が安定したら、モーター１８の作動により、シャッター１５を凹部９ａと基板ホルダー５を結ぶライン上から大きく外れた位置に回転移動させ、凹部９ａからの蒸発粒子を保護カバー板１９の孔２０を介して基板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの表面に薄膜状に付着させる。
この成膜が所定時間行われたら、シャッター１５を遮蔽位置に戻し、続いて、凹部９ｂが蒸着位置に来るように坩堝１２を時計回りに回転させると、予備加熱位置には凹部９ｃが来る。
【００２１】
蒸着位置に来た凹部９ｂに収容された蒸発材料８ｂは、電子銃１４からの電子ビームの衝撃を受ける。この蒸発材料８ｂは蒸着位置に来る直前の予備加熱位置で予備加熱されているので、電子銃１４からの電子ビームの衝撃により直ちに本加熱され、蒸発を始める。
【００２２】
この時同時に、予備加熱位置にある凹部９ｃに収容された蒸発材料８ｃは、電子銃２１からの電子ビームの衝撃により、予備加熱される。
【００２３】
この様にして、蒸着位置にある凹部９ｂの蒸発材料８ｂの蒸発が安定したら、シャッター１５を遮断位置から大きく外し、凹部９ｂからの蒸発粒子を保護カバー板１９の孔２０を介して基板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの表面に薄膜状に付着させる。
この成膜が所定時間行われたら、シャッター１５を遮蔽位置に戻し、続いて、予備加熱位置にあった凹部９ｃが蒸着位置に来るように坩堝１２を回転させる。
この様にして、蒸発材料８ｃ，８ｄも基板表面上に膜状に付着させる。
この様な例に示す様に、各々蒸発材料を収容した凹部を順次蒸着位置に移動させ、各々の蒸発材料を電子ビーム衝撃で加熱して蒸発させ、蒸発粒子を基板に膜状に付ける場合、２番目以降に蒸着位置に来る凹部に収容された蒸発材料は、直前の予備加熱位置で予備加熱されているので、蒸着位置における電子衝撃により極めて短時間に蒸発し、基板へ膜状に付着する。従って、成膜全体に掛かる時間が著しく小さくなる。
前記例は、蒸発粒子をそのままの状態で基板に付ける装置について取り上げたが、本発明は、基板と坩堝の間に高周波電極等の電極を配置して、蒸発粒子をイオン化し、イオン化した粒子（中性粒子も含む）を基板に付けるイオンプレーティング装置や、真空チャンバー内若しくはチャンバー外に別に設けたプラズマ源からの電子を蒸発粒子に衝突させて蒸発粒子をイオン化し、イオン化した粒子（中性粒子も含む）を基板に付ける装置等にも応用可能である。
又、坩堝に設けられた複数の凹部に収容される蒸発材料は異なった種類の場合もあれば、同じ種類のものを分割して収容させている場合がある。
又、坩堝に設けられる凹部は四つに限らず、二つ以上である。
又、基板ホルダーにセットされる基板も四つに限定されず、一つ以上である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の真空蒸着装置の一概略例を示したものである。
【図２】本発明の真空蒸着装置の一概略例を示したものである。
【番号の説明】
１…真空チャンバー
２…排気通路
３…真空ポンプ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…基板
５…基板ホルダー
６…回転軸
７…モーター
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…蒸発材料
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…凹部
１０…回転体
１１…回転軸
１２…坩堝
１３…モーター
１４…電子銃
１５…シャッター
１６…支持棒
１７…回転軸
１８…モーター
１９…保護カバー板
２０…孔
２１…電子銃
２２…シャッター
２３…支持棒
２４…回転軸
２５…モーター
【図１】
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【図２】
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