特許 5734079 電子ビーム蒸着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5734079

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月10日

(54)【発明の名称】電子ビーム蒸着装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/30 20060101AFI20150521BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/30 B

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2011-100644(P2011-100644)

(22)【出願日】2011年4月28日

(65)【公開番号】特開2012-233214(P2012-233214A)

(43)【公開日】2012年11月29日

【審査請求日】2014年2月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(72)【発明者】

【氏名】飯島 栄一

(72)【発明者】

【氏名】池田 裕人

(72)【発明者】

【氏名】織井 雄一

(72)【発明者】

【氏名】磯 佳樹

【審査官】 後藤 政博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１２９３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１７６２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１５８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６５６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０２０４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０３３２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８５５５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００〜１４／５８

Ｈ０１Ｌ ２１／２０３、２１／３６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に蒸着材料を斜め方向から蒸着させる電子ビーム蒸着装置であって、
チャンバと、
前記チャンバの内部で前記基板を支持する支持部材と、前記支持部材を第１の方向に搬送する駆動部とを有する搬送機構と、
第１の蒸着材料を収容する第１の凹部を有し、前記チャンバの内部に配置された第１の容器と、
前記支持部材に支持された前記基板に対する前記第１の蒸着材料の成膜領域を規制する第１の開口部を有し、前記支持部材と前記第１の容器との間に配置された第１のマスクと、
前記チャンバに設置され第１の電子を出射する第１の電子銃を含み、前記第１の開口部側から前記第１の容器側へ向かい前記第１の凹部の深さ方向と鋭角をなす第２の方向より、前記第１の電子が前記第１の容器へ入射する第１のビームラインを形成し、かつ前記第２の方向の反対方向へ向かう前記第１の蒸着材料の蒸発粒子を出射させる第１の電子ビーム形成機構と
を具備する電子ビーム蒸着装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電子ビーム蒸着装置であって、
前記支持部材は、前記第１の方向に沿って配列された複数の基板支持部を有する
電子ビーム蒸着装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の電子ビーム蒸着装置であって、
第２の蒸着材料を収容する第２の凹部を有する第２の容器と、
前記支持部材に支持された前記基板に対する前記第２の蒸着材料の成膜領域を規制する第２の開口部を有し、前記第１のマスクよりも前記第１の方向の下流側に離間して配置された第２のマスクと、
前記チャンバに設置され第２の電子を出射する第２の電子銃を含み、前記第２の開口部側から前記第２の容器側へ向かい前記第２の凹部の深さ方向と鋭角をなす第３の方向より、前記第２の電子が前記第２の容器へ入射する第２のビームラインを形成し、かつ前記第３の方向の反対方向へ前記第２の蒸着材料の蒸発粒子を出射させる第２の電子ビーム形成機構と
をさらに具備する電子ビーム蒸着装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３の何れか１つに記載の電子ビーム蒸着装置であって、
前記第１の方向は、前記チャンバの縦方向である
電子ビーム蒸着装置。

【請求項5】

請求項１から請求項３の何れか１つに記載の電子ビーム蒸着装置であって、
前記第１の方向は、前記チャンバの横方向である。
電子ビーム蒸着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板上に蒸着材料を斜め方向から蒸着させる電子ビーム蒸着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

斜め蒸着法は、蒸発源にて蒸発した蒸着材料微粒子を基板表面に斜め方向から入射させる成膜方法をいい、例えば、液晶基板用の無機配向膜の形成に広く用いられている（例えば特許文献１〜４参照）。

【0003】

斜め蒸着法では、蒸発源に対して基板が斜めに配置された状態で成膜される。蒸発源としては、例えば電子ビームの照射により蒸着材料を蒸発させる電子ビーム蒸発源が広く用いられている。この場合、基板に入射する蒸着材料の入射角は、蒸発源から最も離れた位置と蒸発源に最も近い位置とで変化してしまい、これが原因で膜厚に分布が生じたり膜質が変動したりして、基板表面に均一な蒸着膜を形成することが困難であった。

【0004】

このような問題を解消するため、蒸発源と基板との間に、蒸着材料の入射角を制限する開口を有するスリットを配置し、当該スリットに対して基板を移動させることで、基板表面に蒸着材料を一定の入射角で入射させる方法が提案されている（例えば特許文献１，３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−３３０４１１号公報

【特許文献2】特開２０１０−３３０１５号公報

【特許文献3】特開２０１０−８５５５８号公報

【特許文献4】特開２０１０−１８１７５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、基板サイズの大型化が進み、これに伴って蒸着膜の厚みの均一性だけでなく、蒸着材料の使用効率や処理効率の向上が求められている。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、蒸着膜を均一な厚み及び均一な膜質で成膜しつつ、蒸着材料の使用効率および処理効率を向上させることができる電子ビーム蒸着装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電子ビーム蒸着装置は、チャンバと、搬送機構と、第１の容器と、第１のマスクと、第１の電子ビーム形成機構とを具備する。
上記搬送機構は、上記チャンバの内部で上記基板を支持する支持部材と、上記支持部材を第１の方向に搬送する駆動源とを有する。
上記第１の容器は、上記チャンバの内部に配置され、第１の蒸着材料を収容する。
上記第１のマスクは、上記支持部材と上記第１の容器との間に配置され、上記支持部材に支持された上記基板に対する上記第１の蒸着材料の成膜領域を規制する。
上記第１の電子ビーム形成機構は、上記チャンバに設置され第１の電子を出射する第１の電子銃を含む。上記第１の電子ビーム形成機構は、上記第１のマスク側から上記第１の容器側へ向かう第２の方向より、上記第１の電子が上記第１の容器へ入射する第１のビームラインを形成する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置を示す概略断面図である。

【図2】上記電子ビーム蒸着装置において、蒸着材料を収容する容器に対する電子ビームの入射方向と、蒸発粒子の出射方向（蒸気流密度の方向）との関係を示す概略図である。

【図3】（Ａ），（Ｂ）は、上記電子ビーム蒸着装置において電子ビームの入射エネルギーと蒸発粒子の拡散角（蒸発粒子の蒸気流密度）との関係を説明する模式図である。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置の一構成例を示す概略断面図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置の他の構成例を示す概略断面図である。

【図6】本発明の第３の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置を示す概略断面図である。

【図7】本発明の第４の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置を示す概略断面図である。

【図8】本発明の第５の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施形態に係る電子ビーム蒸着装置は、チャンバと、搬送機構と、第１の容器と、第１のマスクと、第１の電子ビーム形成機構とを具備する。
上記搬送機構は、上記チャンバの内部で上記基板を支持する支持部材と、上記支持部材を第１の方向に搬送する駆動源とを有する。
上記第１の容器は、上記チャンバの内部に配置され、第１の蒸着材料を収容する。
上記第１のマスクは、上記支持部材と上記第１の容器との間に配置され、上記支持部材に支持された上記基板に対する上記第１の蒸着材料の成膜領域を規制する。
上記第１の電子ビーム形成機構は、上記チャンバに設置され第１の電子を出射する第１の電子銃を含む。上記第１の電子ビーム形成機構は、上記第１のマスク側から上記第１の容器側へ向かう第２の方向より、上記第１の電子が上記第１の容器へ入射する第１のビームラインを形成する。

【0011】

上記電子ビーム蒸着装置において、基板は搬送機構の支持部材に支持され、駆動部により第１の方向に搬送される。容器に収容された第１の蒸着材料は第１の電子ビームの照射を受けて蒸発し、第１のマスクを介して支持部材上の基板の表面に堆積する。第１のマスクは、基板に対する第１の蒸着材料の入射角を制限することで基板上の成膜領域を規制する。基板は搬送機構により搬送されるため、上記成膜領域はその搬送方向とは逆方向に移動する。これにより基板全面に第１の蒸着材料が均一な厚み及び均一な膜質で成膜される。ここで膜質とは、例えば、膜密度、膜の屈折率、膜の光学特性、膜のバリア性、膜の抵抗値、膜の結晶配向性などをいう。

【0012】

一方、第１の電子ビーム形成機構は、第２の方向から第１の電子が第１の容器へ入射する第１のビームラインを形成する。したがって第１の蒸着材料の蒸発粒子は、第１の電子ビームの照射ポイントから第１のマスク側へ向かう方向（第２の方向とは反対方向）に出射される。これにより容器から第１のマスクへ向かう蒸着材料の出射比率（蒸気流密度）が高まるため、蒸着材料の使用効率が高められる。

【0013】

以上のように上記電子ビーム蒸着装置によれば、蒸着膜を均一な厚み及び均一な膜質で成膜しつつ、蒸着材料の使用効率を向上させることができる。上記電子ビーム蒸着装置は、液晶基板用の配向膜を形成する工程のほか、基板表面に形成された三次元的な構造体の上面に蒸着材料を選択的に形成する工程等にも適用可能である。

【0014】

上記支持部材は、上記第１の方向に沿って配列された複数の基板支持部を有していてもよい。
これにより複数枚の基板に対して連続的な成膜処理が可能となり、処理量を向上させることができる。

【0015】

上記電子ビーム蒸着装置は、第２の容器と、第２のマスクと、第２の電子ビーム形成機構とをさらに具備してもよい。
上記第２の容器は、第２の蒸着材料を収容する。
上記第２のマスクは、上記第１のマスクよりも上記第１の方向の下流側に離間して配置され、上記支持部材に支持された上記基板に対する上記第２の蒸着材料の成膜領域を規制する。
上記第２の電子ビーム形成機構は、上記チャンバに設置され第２の電子を出射する第２の電子銃を含む。上記第２の電子ビーム形成機構は、上記第２のマスク側から上記第２の容器側へ向かう第３の方向より、上記第２の電子が上記第２の容器へ入射する第２のビームラインを形成する。

【0016】

第２の蒸着材料は、第１の蒸着材料と同種の材料でもよいし、異種の材料でもよい。第１の蒸着材料と第２の蒸着材料とが同種の材料で構成される場合、基板上に比較的厚みが厚く均一な膜質の蒸着膜を容易に形成することができる。一方、第１の蒸着材料と第２の蒸着材料とが異種の材料で構成される場合、基板上に異種の蒸着膜からなる多層膜を容易に形成することができる。

【0017】

第１のマスクの開口部と第２のマスクの開口部はそれぞれ同一でもよいし異なっていてもよい。例えば、基板表面に形成された三次元的な構造体の上面に蒸着材料を選択的に形成する工程において、上流側のマスク開口より下流側のマスク開口を広くすることで、上流側のマスクで形成された蒸着膜を、下流側のマスクで形成された蒸着膜でカバーすることができる。

【0018】

基板の搬送方向（第１の方向）は、特に限定されず、チャンバの縦方向でもよいし横方向でもよい。また基板の搬送方向は、基板表面に平行な方向でもよいし、基板表面に対して交差する方向であってもよい。

【0019】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0020】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置を示す概略断面図である。図において、Ｘ軸及びＹ軸は相互に直交する水平方向を示し、Ｚ軸は鉛直方向を示している。

【0021】

本実施形態の電子ビーム蒸着装置１０は、チャンバ１１と、搬送機構１２と、電子ビーム形成機構１５（第１の電子ビーム形成機構）と、容器１７（第１の容器）と、マスク１９（第１のマスク）とを有する。

【0022】

チャンバ１１の内部は、真空ポンプ５によって所定圧力（例えば１０⁻⁵〜１０⁻²Ｐａ）に減圧される。チャンバ１１の内部には、基板Ｓを支持する支持部材１３が設置されている。支持部材１３は、チャンバ１１の上部に設置された駆動部１４によってＺ軸方向（第１の方向）に移動可能に構成される。支持部材１３および駆動部１４により搬送機構１２が構成される。

【0023】

支持部材１３は、例えば、チェーン、ワイヤ、ロープ等の単数又は複数の線状部材で構成される。駆動部１４は、支持部材１３を巻き取るドラム、当該ドラムを駆動するモータ等を含む。あるいは支持部材１３は、チャンバ１１の上部に設置された駆動プーリとチャンバ下部に設置された従動プーリとの間に架け渡された、無端ベルトであってもよい。この場合、駆動部１４は、上記駆動プーリ、上記従動プーリ、上記駆動プーリを駆動するモータ等を含む。

【0024】

支持部材１３は、基板Ｓを縦方向に支持する基板支持部１３ａを有している。これにより基板Ｓは、チャンバ１１の高さ方向（Ｚ軸方向）に搬送可能に支持部材１３に支持される。

【0025】

本実施形態において基板Ｓは、Ｙ軸方向に横方向、Ｚ軸方向に縦方向を有する矩形のガラス基板が用いられる。基板Ｓの大きさは特に限定されず、例えば縦５００ｍｍ以上、横４００ｍｍ以上の大きさとされる。これ以外にも、基板Ｓとして半導体ウェーハ等が用いられてもよい。

【0026】

チャンバ１１の内部には、容器１７が設置されている。容器１７は、蒸着材料Ｍを収容するための凹部が形成されたハースあるいはルツボで構成されている。蒸着材料Ｍとしては、金属、金属化合物、セラミックス等の無機材料、合成樹脂等の有機材料が挙げられ、電子ビームの照射によって蒸発可能なすべての材料が適用可能である。

【0027】

電子ビーム形成機構１５は、電子ビームｅを出射する電子銃１６と、電子ビームｅを偏向する偏向コイル１８とを有する。

【0028】

電子銃１６は、容器１７に収容された蒸着材料Ｍへ電子ビームｅを照射することで、蒸着材料Ｍの蒸発粒子ＭＰを発生させる。電子銃１６は、ピアス式電子銃で構成され、蒸発室Ｒ２を挟んでマスク１９と対向するチャンバ１１の側壁１１ａに設置される。ピアス式電子銃は、連続稼動時間が長いという利点を有する。また、ピアス式電子銃は、内部に電子ビームの集束機構を有するため、電子ビームの集束のための機構を別途設置する必要がない。

【0029】

さらに、ピアス式電子銃は電子ビームの密度が高く、電子ビームの輸送性に優れている。また、電子銃に差動排気系を設置できるため、蒸着に酸素を導入するケースや酸化物を蒸着するケースでもビーム発生部の雰囲気を安定に保つことができ、電子ビームが安定する。加えて、電子銃と蒸発室とを分離する仕切弁が設置されてもよい。この場合い、蒸発室を大気に開放しても電子銃の内部を真空に保持できるため、ビーム発生部の雰囲気を安定に保つことができる。

【0030】

なお電子銃は、ピアス式電子銃に限られず、トランスバース型電子銃であってもよい。この場合、電子銃は、例えば容器１７に隣接するようにチャンバ１１の底部に設置される。トランスバース型電子銃は、ピアス式電子銃に比べ連続稼動時間は短いが、安価であるといる利点を有する。

【0031】

偏向コイル１８は、容器１７の近傍に配置され、電子ビームｅを偏向する磁場を形成する。偏向コイル１８は、電子銃１６から出射した電子ビームｅを側壁１１ａ側に折り返すように偏向させる。このように電子ビーム形成機構１５は、マスク１９側から容器１７へ向かう方向（第２の方向）より、電子ビームｅが蒸着材料Ｍの蒸発ポイントＰへ入射するビームラインを形成する。

【0032】

なお、電子ビームｅを偏向するための磁場は、容器１７の近傍に設置された永久磁石により形成されてもよい。また、偏向コイル１８や永久磁石は、容器１７の近傍であれば、チャンバ１１の外側に設置されてもよい。

【0033】

次に、マスク１９は、支持部材１３と容器１７との間に配置される。マスク１９は、ＹＺ平面に平行な板部材で形成されており、チャンバ１１の内部に、基板Ｓを搬送する搬送室Ｒ１と、容器１７が設置される蒸発室Ｒ２とをそれぞれ形成する。

【0034】

マスク１９は、蒸発室Ｒ２から搬送室Ｒ１への蒸発粒子ＭＰの入射を制限する開口部１９ａ（第１の開口部）を有している。開口部１９ａは、Ｙ軸方向に幅方向、Ｚ軸方向に長さ方向を有する矩形のスリット形状を有する。開口部１９ａは、搬送室Ｒ１において支持部材１３に支持された基板Ｓの成膜領域を規定し、容器１７から基板Ｓの表面へ入射する蒸発粒子ＭＰの入射角を所定の角度範囲に制限する。開口部１９ａの形成位置は特に限定されないが、本実施形態では容器１７よりも基板搬送方向の下流側に設けられる。

【0035】

開口部１９ａを通過する蒸発粒子ＭＰの基板Ｓに対する入射角は、基板Ｓ上への成膜厚みの均一性が得られる角度範囲に適宜設定される。ここで、入射角とは、基板表面の垂線に対する蒸発粒子ＭＰの入射角をいい、例えば６０度以上、９０度未満である。基板Ｓに対する蒸発粒子ＭＰの入射角は、例えば、マスク１９と容器１７との間の対向距離、開口部１９ａと容器１７との間の高さ、蒸着材料Ｍに対する電子ビームｅの入射方向等によって定められる。

【0036】

なお、マスク１９は、開口部１９ａを開閉可能なシャッタ１９ｂを有する。図示の例では、シャッタ１９ｂは、マスク１９の蒸発室Ｒ２側に設置されるが、搬送室Ｒ１側に設置されてもよい。

【0037】

また、本実施形態の電子ビーム蒸着装置１０は、図示しない制御ユニットを有する。上記制御ユニットは、例えばコンピュータによって構成されており、搬送機構１２の駆動部１４、電子銃１６、偏向コイル１８、シャッタ１９ｂ、真空ポンプ５等の各動作を制御する。

【0038】

以上のように構成される電子ビーム蒸着装置１０において、基板Ｓは被成膜面をマスク１９側に向けて支持部材１３の基板支持部１３ａに支持される。容器１７には蒸着材料Ｍが収容される。そして、チャンバ１１の内部が真空ポンプ５の駆動により所定の減圧雰囲気（例えば１０⁻⁴Ｐａ）に排気された後、基板Ｓに対する成膜処理が実行される。

【0039】

成膜処理では最初、マスク１９の開口部１９ａがシャッタ１９ｂによって閉塞される。電子ビーム形成機構１５は、電子銃１６から出射した電子ビームｅを出射させ、偏向コイル１８により電子ビームｅを偏向させることで、マスク１９側から容器１７側へ向かう方向より電子ビームｅを蒸着材料Ｍへ入射させるビームラインを形成する。これにより、蒸着材料Ｍの蒸発粒子ＭＰが生成され、容器１７から蒸発粒子ＭＰが飛散する。

【0040】

図２は、容器１７に対する電子ビームｅの入射方向と、蒸発粒子ＭＰの出射方向（蒸気流密度の方向）との関係を示す概略図である。電子ビームｅが照射される蒸着材料Ｍの蒸発ポイントＰでは、電子ビームｅの入射方向に対応する主軸方向を有する窪みＭａが形成される。一方、蒸着材料Ｍの蒸発粒子ＭＰは、窪みＭａの主軸方向に沿って飛散する。その結果、本実施形態では、電子ビーム形成機構１５によって蒸発粒子ＭＰはマスク１９の開口部１９ａ側に向かう指向性をもって飛来することになる。

【0041】

成膜処理では更に、搬送室Ｒ１において、駆動部１４により基板Ｓが支持部材１３とともにＺ方向に搬送される。基板Ｓの搬送速度は特に限定されず、例えば、0.6〜2.6m/minである。基板Ｓの被成膜面がマスク１９の開口部１９ａに接近すると、シャッタ１９ｂが開放される。そして、容器１７から飛散した蒸発粒子ＭＰが開口部１９ａを介して基板Ｓの被成膜面へ入射し、堆積する。開口部１９ａは、基板Ｓに対する蒸発粒子ＭＰの入射角を制限することで、基板Ｓ上の成膜領域を規制する。基板Ｓは搬送機構１２により連続的に搬送され、これにより上記成膜領域は基板Ｓの搬送方向とは反対の方向へ移動する。基板Ｓが開口部１９ａを通過すると、開口部１９ａはシャッタ１９ｂによって再び閉塞される。

【0042】

以上のようにして、基板Ｓの全面に蒸着材料Ｍが均一に成膜される。成膜された基板Ｓはチャンバ１１から搬出されるとともに、成膜すべき新たな基板はチャンバ１１へ搬入されて支持部材１３の基板支持部１３ａに支持される。そして、上述と同様にして当該基板に対して成膜処理が実施される。

【0043】

また、マスク１９は、搬送室Ｒ１の内壁面への蒸着材料Ｍの付着を防止する防着板としての機能をも有する。これにより、搬送室Ｒ１を搬送される基板上へのパーティクルの付着を抑制することができる。

【0044】

本実施形態の電子ビーム蒸着装置１０においては、容器１７に対して電子ビームｅをマスク１９側から入射させる電子ビーム形成機構１５が設けられている。したがって蒸着材料Ｍの蒸発粒子ＭＰは、電子ビームｅの照射ポイントからマスク１９側へ向かう方向（電子ビームｅの入射方向とは反対方向）に出射される。これにより容器１７からマスク１９へ向かう蒸発粒子ＭＰの出射比率（蒸気流密度）が高まるため、蒸着材料Ｍの使用効率が高められる。

【0045】

また、容器１７に対する電子ビームｅの入射方向は、マスク１９の開口部１９ａから容器１７に向かう方向であってもよく、このようなビームラインを電子ビーム形成機構１５によって形成することで、蒸着材料Ｍの使用効率を更に高めることができる。

【0046】

さらに、電子ビームｅのエネルギー（パワー密度）を調整することによって、蒸発ポイントＰから飛散する蒸発粒子ＭＰの拡散角（蒸発粒子の蒸気流密度）を調整することも可能である。図３（Ａ），（Ｂ）は、電子ビームｅの入射エネルギーと蒸発粒子ＭＰの拡散角との関係を説明する模式図である。図３（Ａ）は第１のエネルギーで電子ビームを垂直方向から蒸着材料Ｍへ入射させたときの例を示し、図３（Ｂ）は、第１のエネルギーよりも高い第２のエネルギーで電子ビームを垂直方向から蒸着材料Ｍへ入射させたときの例を示す。電子ビームの入射エネルギーが高いほど、蒸発粒子ＭＰの拡散角を小さくすることができる。したがって電子ビームの入射エネルギーは、要求される成膜レート等によっても適宜設定される。

【0047】

以上のように、本実施形態の電子ビーム蒸着装置１０によれば、蒸着膜を均一な厚み及び均一な膜質で成膜しつつ、蒸着材料の使用効率を向上させることができる。また、本実施形態の電子ビーム蒸着装置１０は、液晶基板用の配向膜のような斜め蒸着により形成される蒸着膜を形成する工程のほか、基板表面に形成された三次元的な構造体の上面に蒸着材料を選択的に形成する工程等にも適用可能である。

【0048】

＜第２の実施形態＞
図４及び図５は、本発明の第２の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置を示す概略断面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0049】

本実施形態の電子ビーム蒸着装置２０Ａにおいては、基板Ｓを支持する支持部材１３が複数の基板支持部１３ａ，１３ｂを有している。基板支持部１３ａ，１３ｂの各々は、搬送室Ｒ１における基板Ｓの搬送方向に沿って所定の間隔をおいて配列されている。本実施形態において支持部材１３は、２つの基板支持部１３ａ，１３ｂを有するが、勿論これに限られず、３以上の基板支持部を有してもよい。

【0050】

本実施形態の電子ビーム蒸着装置２０Ａにおいても、上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また本実施形態によれば、複数枚の基板Ｓに対して連続的な成膜処理が可能となるため、処理量を向上させることができる。この場合、基板Ｓの搬送方向に沿ってロード室およびアンロード室をチャンバ１１に隣接させた、インライン式電子ビーム蒸着装置が構成されてもよい。

【0051】

図５は、上記インライン式電子ビーム蒸着装置の一構成例を示す概略断面図である。図示するインライン式電子ビーム蒸着装置２０Ｂは、ロード室１０１と、アンロード室１０２とを有する。

【0052】

ロード室１０１は、基板Ｓを仕込むための室で、内部が大気圧と真空雰囲気との間で繰り返し切り替えられる。基板支持部１３ａへ基板Ｓをセットするとき、ロード室１０１内は大気圧とされる。その後、真空排気系１３１によりロード室１０１内が真空排気され、第１の仕切りバルブ１２１を介して、基板Ｓがチャンバ１１内に搬送される。第１の仕切りバルブ１２１は、真空排気系１３２によってバルブ内部を真空排気できる第１の中間室１１１に設置される。これにより、第１の仕切りバルブ１２１の閉時に搬送機構１２をシールするにあたり、ロード室１０１とチャンバ１１の真空シール性を確実にすることができる。

【0053】

一方、アンロード室１０２は、基板Ｓを大気圧に取り出すための室で、内部が大気圧と真空雰囲気との間で繰り返し切り替えられる。基板Ｓの取り出し時、アンロード室１０２内は大気圧とされる。その後、真空排気系１３４によりアンロード室１０２内が真空排気され、第２の仕切りバルブ１２２を介して、基板Ｓがチャンバ１１内からアンロード室１０２内に搬送される。第２の仕切りバルブ１２２は、真空排気系１３３によってバルブ内部を真空排気できる第２の中間室１１２に設置される。図５では、ロード室１０１側の第１の仕切りバルブ１２１は開状態であるときを示し、アンロード室１０２側の第２の仕切りバルブ１２２は閉状態であるときを示す。

【0054】

上記構成によれば、チャンバ１１を常時真空に保持できるため、蒸着材料Ｍを大気に曝す必要がない。これにより、安定した蒸着が可能になる。

【0055】

＜第３の実施形態＞
図６は、本発明の第３の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置を示す概略断面図である。以下、第１及び第２の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0056】

本実施形態の電子ビーム蒸着装置３０は、チャンバ１１と、搬送機構１２と、第１の容器１７と、第２の容器２７と、第１のマスク１９と、第２のマスク２９と、第１の電子ビーム形成機構１５と、第２の電子ビーム形成機構２５とを有する。

【0057】

第１の電子ビーム形成機構１５は、ピアス式の電子銃１６と、偏向コイル１８とを有する。電子銃１６は、チャンバ１１の側壁１１ａに設置され、マスク１９側に向けて電子ビームｅ１を出射する。第１の容器１７はチャンバ１１の内部に配置され、第１の蒸着材料Ｍ１を収容する。偏向コイル１８は、電子ビームｅ１がマスク１９（例えば第１の開口部１９ａ）側から第１の容器１７側へ向かう方向より入射するように、電子ビームｅ１を偏向する。第１の蒸着材料Ｍ１に第１の電子ビームｅ１が照射されることで、蒸発粒子ＭＰ１が生成される。

【0058】

第２の電子ビーム形成機構２５は、第１の電子ビーム形成機構１５と同一の構成を有しており、ピアス式の電子銃２６と、偏向コイル２８とを有する。電子銃２６は、チャンバ１１の側壁１１ａに設置され、マスク１９側に向けて電子ビームｅ２を出射する。第２の容器２７は、チャンバ１１の内部において第１の容器１７よりも上方に配置され、第２の蒸着材料Ｍ２を収容する。偏向コイル２８は、電子ビームｅ２がマスク２９（例えば第２の開口部２９ａ）側から第２の容器２７側へ向かう方向より入射するように、電子ビームｅ２を偏向する。第２の蒸着材料Ｍ２に第２の電子ビームｅ２が照射されることで、蒸発粒子ＭＰ２が生成される。

【0059】

第１のマスク１９及び第２のマスク２９はそれぞれ、第１の開口部１９ａ及び第２の開口部１９ｂを有する。第１のマスク１９及び第２のマスク２９は、Ｚ軸方向に整列して配列されることで、チャンバ１１の内部を搬送室Ｒ１と蒸発室Ｒ２とに区画する。

【0060】

第１の開口部１９ａは、Ｙ軸方向に幅方向、Ｚ軸方向に長さ方向を有する矩形のスリット形状を有する。第１の開口部１９ａは、搬送室Ｒ１において支持部材１３に支持された基板Ｓの成膜領域を規定し、第１の容器１７から基板Ｓの表面へ入射する蒸発粒子ＭＰ１の入射角を所定の角度範囲に制限する。第１の開口部１９ａの形成位置は特に限定されないが、本実施形態では第１の容器１７よりも基板搬送方向の下流側に設けられる。

【0061】

第２の開口部２９ａも同様に、Ｙ軸方向に幅方向、Ｚ軸方向に長さ方向を有する矩形のスリット形状を有する。第２の開口部２９ａは、搬送室Ｒ１において支持部材１３に支持された基板Ｓの成膜領域を規定し、第２の容器２７から基板Ｓの表面へ入射する蒸発粒子ＭＰ２の入射角を所定の角度範囲に制限する。第２の開口部１９ａの形成位置は特に限定されないが、本実施形態では第２の容器２７よりも基板搬送方向の下流側に設けられる。また、第１の開口部１９ａと第２の開口部２９ａの幅方向の寸法及び長さ方向の寸法は、蒸着材料の種類によってそれぞれ最適化される。

【0062】

なお第１のマスク１９及び第２のマスク２９は、一体的に構成されていてもよい。また、第１のマスク１９及び第２のマスク２９は、第１の開口部１９ａ及び第２の開口部２９ａを開閉可能なシャッタをそれぞれ有してもよい。また、第１の蒸着材料Ｍ１の蒸発粒子ＭＰ１が第２の開口部２９ａへ到達することを防止するために、第１のマスク１９と第２のマスク２９との間に仕切り板３１が設置されてもよい。

【0063】

第１の蒸着材料Ｍ１及び第２の蒸着材料Ｍ２は、それぞれ同種の材料でもよいし、異種の材料でもよい。第１の蒸着材料Ｍ１と第２の蒸着材料Ｍ２とが同種の材料で構成される場合、基板Ｓ上に比較的厚みの大きな蒸着膜を容易に形成することができる。一方、第１の蒸着材料Ｍ１と第２の蒸着材料Ｍ２とが異種の材料で構成される場合、基板Ｓ上に異種の蒸着膜からなる多層膜を容易に形成することができる。

【0064】

本実施形態の電子ビーム蒸着装置３０によれば、基板Ｓの搬送過程において、第１の蒸着材料Ｍ１による成膜処理と第２の蒸着材料Ｍ２による成膜処理とを連続して行うことができる。また、図示するように支持部材１３に複数の基板支持部１３ａ，１３ｂを設けることで、処理量を高めることができる。これにより、生産性の向上を図ることが可能となる。

【0065】

なお、前述のように本実施形態において電子銃はトランスバース式の電子銃を使用してもよい。具体的には、第１の蒸着材料Ｍ１に低融点金属ないしは昇華性の材料を使用する場合、第１の蒸着材料Ｍ１の蒸着にトランスバース式電子銃を使用してもよい。あるいは、第２の蒸着材料Ｍ２に低融点金属ないしは昇華性の材料を使用する場合、第２の蒸着材料Ｍ２の蒸着にトランスバース式電子銃を使用してもよい。

【0066】

本実施形態において、蒸着材料Ｍは、２つの蒸着材料Ｍ１，Ｍ２としたが、勿論これに限定されず、３以上の蒸着材料と容器、マスク、電子ビーム形成機構を具備してもよい。また、本実施形態において第２の実施形態で述べたようにロード室及びアンロード室をチャンバ１１に隣接させたインライン式電子ビーム蒸着装置が構成されてもよい。

【0067】

＜第４の実施形態＞
図７は、本発明の第４の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置を示す概略断面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0068】

本実施形態の電子ビーム蒸着装置４０は、基板Ｓをチャンバ１１の横方向に搬送しながら基板Ｓ上に蒸着材料Ｍを成膜する。チャンバ１１の内部には、搬送室Ｒ１と蒸発室Ｒ２とを区画するマスク３９が水平に配置されている。

【0069】

基板Ｓは、搬送室Ｒ１においてガイドレール４３上を走行するトレイ４４により支持される。トレイ４４は、底部が開口された枠体であり、基板Ｓの周縁部を支持した状態で、図示しない駆動部によってガイドレール４３上をＸ軸方向に搬送される。駆動部には、ベルトコンベヤやチェーンコンベア等が用いられてもよい。また、トレイ４４は、ガイドレール４３上に基板Ｓの搬送方向に沿って複数配置されてもよい。

【0070】

マスク３９は、開口部３９ａを有する。開口部３９ａは、Ｘ軸方向に長さ方向、Ｙ軸方向に幅方向を有する矩形のスリット形状を有する。開口部３９ａは、搬送室Ｒ１においてトレイ４４に支持された基板Ｓの成膜領域を規定し、容器１７から基板Ｓの表面へ入射する蒸発粒子ＭＰの入射角を所定の角度範囲に制限する。開口部３９ａの形成位置は特に限定されないが、本実施形態では容器１７よりも基板搬送方向の下流側に設けられる。

【0071】

本実施形態の電子ビーム形成機構３５は、ピアス式の電子銃３６と、偏向コイル３８とを有する。電子銃３６は、基板搬送方向下流側に位置するチャンバ１１の側壁１１ｂに設置され、電子ビームｅを出射する。容器１７はチャンバ１１の内部に配置され、蒸着材料Ｍを収容する。偏向コイル３８は、電子ビームｅがマスク３９（例えば開口部３９ａ）側から容器１７側へ向かう方向より入射するように、電子ビームｅを偏向する。蒸着材料Ｍに電子ビームｅが照射されることで、蒸発粒子ＭＰが生成される。

【0072】

以上のように構成される本実施形態の電子ビーム蒸着装置４０においても、上述の各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0073】

＜第５の実施形態＞
図８は、本発明の第５の実施形態に係る電子ビーム蒸着装置を示す概略断面図である。以下、第１及び第２の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0074】

本実施形態の電子ビーム蒸着装置５０において、基板Ｓは、搬送室Ｒ１において、水平面に対して所定角度（例えば６０度以上９０度以下）に配置され、その表面に平行な方向に沿って上方へ搬送される。基板Ｓを支持する支持部材１３は、複数の基板支持部１３ａ，１３ｂを有し、上記所定角度を維持して基板Ｓを搬送可能に構成されている。

【0075】

マスク４９は、天面に開口部４９ａを有する。開口部４９ａは、Ｙ軸方向に幅方向、Ｚ軸方向に長さ方向を有する矩形のスリット形状を有する。開口部４９ａは、搬送室Ｒ１において支持部材１３に支持された基板Ｓの成膜領域を規定し、容器１７から基板Ｓの表面へ入射する蒸発粒子ＭＰの入射角を所定の角度範囲に制限する。開口部４９ａの形成位置は特に限定されないが、本実施形態では容器１７の直上に設けられる。マスク４９は、開口部４９ａを開閉可能なシャッタ４９ｂを有する。

【0076】

本実施形態の電子ビーム形成機構４５は、ピアス式の電子銃４６と、偏向コイル４８とを有する。電子銃４６は、チャンバ１１の側壁１１ａに設置され、電子ビームｅを出射する。容器１７はチャンバ１１の内部に配置され、蒸着材料Ｍを収容する。偏向コイル４８は、電子ビームｅがマスク４９（例えば開口部４９ａ）側から容器１７側へ向かう方向より入射するように、電子ビームｅを偏向する。蒸着材料Ｍに電子ビームｅが照射されることで、蒸発粒子ＭＰが生成される。

【0077】

以上のように構成される本実施形態の電子ビーム蒸着装置５０においても、上述の各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0078】

以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【0079】

例えば以上の実施形態では、電子銃をマスクと対向する側のチャンバの側壁に設置したが、電子銃の設置場所は特に限定されず、マスク側から容器（蒸着材料）側へ入射する電子ビームのビームラインが形成できればどの位置に設置されてもよい。

【0080】

また以上の実施形態では、蒸着材料を収容する容器から見て、マスクの開口部を基板搬送方向の下流側に設置したが、これに代えて、マスクの開口部が基板搬送方向の上流側になるよう搬送してもよい。すなわち、例えば図８の構成において、基板搬送方向が図中の矢印方向になるように駆動部１４を順方向に駆動させて基板Ｓに１回成膜したのち駆動部１４を逆方向に駆動させながら再度基板Ｓに成膜するというように、駆動部を往復動させることで１枚の基板に複数回成膜できるように搬送してもよい。

【符号の説明】

【0081】

１０，２０，３０，４０，５０…電子ビーム蒸着装置
１１…チャンバ
１２…搬送機構
１３…支持部材
１３ａ，１３ｂ…基板支持部
１４…駆動部
１５，２５，３５，４５…電子ビーム形成機構
１６，２６，３６，４６…電子銃
１７，２７…容器
１９，２９，３９，４９…マスク
１９ａ，２９ａ，３９ａ，４９ａ…開口部
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２…蒸着材料
ＭＰ，ＭＰ１，ＭＰ２…蒸発粒子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】