JPH069013Y2 - 真空蒸着装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、反転式の基板ホルダを備えている真空蒸着
装置に関し、蒸着対象の膜厚を均一化するための膜厚補
正手段の改良を図ったものである。

（従来の技術） 板状の基板ホルダに一群の蒸着対象を支持し、基板ホル
ダを表裏反転させて、蒸着対象の表裏両面に蒸着を行う
形態の蒸着装置は、例えば特開昭６３−３０７２６０号
公報に公知である。この種の蒸着装置は、蒸着対象の基
板ホルダに対する装着位置の違いによって、蒸着膜厚に
若干の差が生じてしまう。例えば、基板ホルダの長手方
向の中央付近では膜厚が厚く、長手方向の両端付近では
膜厚が薄くなる。

こうした膜厚のばらつきを解消するために、従来は、蒸
発源と基板ホルダとの間に膜厚補正手段を設け、この補
正手段で膜厚が厚くなる領域に向って飛翔する蒸着物質
を遮り、膜厚の均一化を図っていた。

（考案が解決しようとする課題） 膜厚のばらつきは、蒸着対象の表裏の表面形状の違いに
よっても生じる。例えば、光学レンズのように表裏が凸
弧面と凹弧面であったり、表裏で曲率が異なるような場
合等に、個々の蒸着対象で膜厚にばらつきを生じるので
ある。そのため、従来は、片面側の蒸着が終了した後膜
厚補正手段を交換し、残る片面側の蒸着を行っていた。

しかし、膜厚補正手段の交換を行うには、真空室を開放
してその着脱等を行わねばならず、交換時に真空室内に
入り込む塵埃によって蒸着対象が汚損される不具合があ
った。また、膜厚補正手段の交換を行う間、蒸着対象を
停止しなければならず、その分だけ蒸着処理に要する時
間が長びく不利もあった。

この考案は上記に鑑み提案されたものであって、蒸着対
象の表裏の表面形状が異なる場合でも、表裏の蒸着処理
を膜厚にばらつきを生じることなく連続的に行えるよう
にし、塵埃の付着による膜品質の低下を解消するととも
に、蒸着装置の生産性を向上することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この考案では、蒸発源と基板ホルダとの間の蒸発物質の
飛翔経路中に、基板ホルダにおける面方向の膜厚不整を
補正する第１膜厚補正手段と、蒸着対象の表裏の表面形
状の違いに基づく膜厚不整を補正する第２膜厚補正手段
とをそれぞれ配置し、両膜厚補正手段のそれぞれを、蒸
着物質の飛翔経路の一部を遮る使用姿勢と、蒸着物質の
飛翔を防げない不使用姿勢とに、姿勢切換自在に構成
し、蒸着対象の表裏の成膜を連続して行えるようにす
る。

（作用） 第１膜厚補正手段で蒸発物質の飛翔経路の一部を遮って
蒸着を行うことにより、蒸着対象の例えば表面側の基板
ホルダを反転し、さらに、第２膜厚補正手段を使用姿勢
に切換えて蒸着を行うことにより、個々の蒸着対象にお
ける膜厚を均一化することができる。つまり、基板ホル
ダの反転姿勢に応じて、第１，第２の各膜厚補正手段を
択一的に使い分けることにより、蒸着対象の表裏の蒸着
を、膜厚にばらつきを生じることなく連続して行うこと
ができる。

（実施例） 第１図ないし第４図はこの考案の実施例を示す。

第１図において、真空蒸着装置は電子ビーム蒸着方式に
よって蒸着を行うものであって、隔壁１で区画された真
空室２の内部に、反転式の基板ホルダ３の一群を配置
し、その下方に蒸発源４やシャッタ５を設けている。基
板ホルダの上方に設けられるヒータパネル、及び真空室
２内の空気を排出する掃気手段等の付帯設備は図示して
いない。

一群の基板ホルダ３を周回駆動するためにベッド６を設
け、これをリングギヤ７を介して基台８で支持してい
る。基台８はリング状に形成されており、その周側面の
複数個所に設けた旋回ローラ９と、その上面の複数個所
に設けた規制ローラ１０を介して、リングギヤ７を回転
自在に支持している。リングギヤ７は、隔壁１の外面に
設けたモータ１１で、一組の伝動ギヤ１２，１３を介し
て回転駆動される。

ベッド６は、リングギヤ７に固定される下枠１５と、上
部中央の上枠１６とを有し、両枠１５，１６間に一群の
基板ホルダ３が上下反転自在に支持されている。基板ホ
ルダ３は、上枠１６に向って緩やかな上り傾斜姿勢で支
持されており、ベッド６が回転駆動されるとき、偏平な
円錐面に沿って周回移動する。この周回動作を利用して
基板ホルダ３を反転操作するために、基板ホルダ３の下
枠１５側の軸端に十文字状のアーム１７を固定し、さら
に、このアーム１７と対向する壁面にアーム操作具１８
を設けている。アーム操作具１８は、ソレノイドの先端
にロッド１９を固定したものであり、ロッド１９をアー
ム１７の周回軌跡内に突出することにより、第１図に示
すように基板ホルダ３を９０度ずつ回転変位させる。つ
まり、ロッド１９を突出した状態で、リングギヤ７を２
回転させると、基板ホルダ３を１８０度反転操作でき
る。

基板ホルダ３は花弁形の板状体からなり、第３図に示す
ように、その板面に形成した装着穴２１に蒸着対象２２
を嵌め込み、押え板２３で挟み固定して、一群の蒸着対
象２２を保持している。蒸着対象２２は、表裏両面に蒸
着膜が形成される部材、例えば光学レンズや理科学用鏡
であるが、半導体ウェーハのように、片面に限って蒸着
を行うものであってもよい。但し、この場合は、基板ホ
ルダ３の表裏のそれぞれに蒸着対象２２を装着する。

この考案は、上記のような真空蒸着装置において、膜厚
のばらつきを補正する第１・第２の膜厚補正手段２５，
２６を、蒸発物質の飛翔経路中に設ける点に特徴を有す
る。

既に説明したように、基板ホルダ３は偏平な円錐面に沿
って、緩やかに傾斜した姿勢で周回移動し、この間に成
膜が行われる。しかし、各蒸着対象２２における膜厚
は、基板ホルダ３にどの部分に蒸着対象２２が装着され
ているかでばらつきを生じる。こうした、基板ホルダ３
における面方向の膜厚不整を補正するために、第１膜厚
補正手段２５が設けられている。

また、第２膜厚補正手段２６は、第３図及び第４図に示
すように、基板ホルダ３を反転操作したときの、蒸着対
象２２の表裏の表面形状の違いに基づく膜厚不整を補正
するために設けられている。

両補正手段２５，２６は、それぞれ隔壁１を内外に貫通
するケース２７と、このケース２７に回転自在に支持さ
れる軸２８と、軸２８の内突端に固定される補正体２
９、及びケース２９の外端に設けられる操作部材３０な
どで構成されており、それぞれの補正体２９，２９が蒸
着物質の飛翔経路を遮る傾斜姿勢で、正対状に配置され
ている。第２図に示すように、両補正手段２５，２６
は、蒸発源４に対して左右対称位置に設けられている。

各補正手段２５，２６の補正体２９，２９は、スタンレ
ス板材を細長い木の葉形状に形成したものであるが、そ
れぞれの補正目的に対応して外形形状が異ならせてあ
る。場合によっては、板面に通口を開口し、あるいは網
体を付加するなどの微調整が施される。

両補正体２９を基板ホルダ３の反転姿勢に対応して、使
用姿勢と不使用姿勢に切換え操作するために操作部材３
０が設けられている。操作部材３０は、手動用のハンド
ル、あるいは軸２８を９０度ずつ回転操作するモータ等
のアクチュエータのいずれであってもよく、双方を備え
ていてもよい。

次に両膜厚補正手段２５，２６の使用態様を説明する。

例えば、第３図に示すように蒸着対象２２の凹弧面側を
蒸着するとき、第１膜厚補正手段２５の補正体２９を使
用姿勢に切換えて、その板面が蒸着物質の飛翔経路の一
部を遮るようにする。このとき、第２膜厚補正手段２６
は、第１図に示すようにその補正体２９が飛翔方向と平
行となって蒸着物質の飛翔を防げない不使用に切換えて
おく。この状態で、一群の基板ホルダ３を周回させなが
ら成膜を行う。

凹弧面側の膜厚が所定値に達したら、シャッタ５を水平
回動させて蒸発源４の上方を覆い、蒸発物質の供給を一
時停止する。次いでアーム操作具１８によって基板ホル
ダ３を反転操作し、同時に第１膜厚補正手段２５を不使
用姿勢に切換え操作するとともに、第２膜厚補正手段２
６を使用姿勢に切換える。この状態でシャッタ５を元の
待機位置に戻し、再び蒸着物質を供給して、凸弧面側の
成膜を行う。

以上のようにした真空蒸着装置によれば、蒸着対象２２
の表裏両面に均一厚みの蒸着膜を形成できる。また、第
１，第２の各膜厚補正手段２５，２６を切換えて表裏に
応じた膜厚補正を行うことにより、表裏の成膜を連続し
て行うことができる。また、成膜開始から成膜終了ま
で、真空室２内を密閉状態のまま維持できるので、塵埃
等による膜面の汚損等も解消できる。

（変形例） 上記の実施例では、補正体２９が軸２８の回りに回転す
ることで姿勢切換えを行うようにしたが、その必要はな
い。例えば、軸２８の軸中心に沿って補正体２９を進退
移動させ、その姿勢切換えを行うこともできる。また、
シャッタ５と同様に、不使用姿勢において補正体２９が
蒸着物質の飛翔領域から完全に退避するようにすること
もできる。

補正体２９の形状は、蒸着物質の飛翔特性や蒸着対象の
表面形状、あるいは基板ホルダ３の傾斜度合等に応じて
決定すべきであるので、その外形形状は実施例で説明し
た形状には限定しない。また、補正体２９はルーバー構
造や格子構造等の板状以外の構造とすることもできる。

（考案の効果） 以上説明したように、この考案では、蒸着物質の飛翔経
路中に第１，第２の膜厚補正手段を設け、両補正手段を
基板ホルダの反転姿勢に応じて使用姿勢と不使用姿勢と
に切換え使用できるようにしたので、蒸着物質の表裏に
ばらつきのない均一厚みの蒸着膜を形成でき、しかも表
裏の成膜を連続して行うことができる。これにより、従
来装置において不可欠であった膜厚補正手段の交換作業
を省略することができ、その分だけ蒸着装置の稼動率を
向上し、生産性を向上できることとなった。また、前記
交換作業時に、外部から空気と共に入り込んだ塵埃で蒸
着対象が汚損されることを解消して、膜品質を高品位に
保つことができ、表裏の膜厚を均一化できることと相俟
って、蒸着対象の品質を向上できる点で有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの考案の実施例を示し、第１図
は真空蒸着装置の概略縦断面図、第２図は第１図におけ
るＢ−Ｂ線断面図、第３図は蒸着対象とその取付構造を
示す断面図、第４図は基板ホルダを反転した状態の第３
図と同等の断面図である。 ２……真空室、３……基板ホルダ、４……蒸発源、２２
……蒸着対象、２５……第１膜厚補正手段、２６……第
２膜厚補正手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】真空室の内部に蒸発源と、蒸着対象を保持
   する一群の基板ホルダとを有し、基板ホルダを偏平な円
   錘面に沿って回転駆動し、かつ基板ホルダの表裏を反転
   して蒸着対象の表裏に蒸着膜を形成する反転式の真空蒸
   着装置であって、 蒸発源と基板ホルダとの間の蒸発物質の飛翔経路中に、 基板ホルダにおける面方向の膜厚不整を補正する第１膜
   厚補正手段と、 蒸着対象の表裏の表面形状の違いに基づく膜厚不整を補
   正する第２膜厚補正手段とをそれぞれ配置し、 両膜厚補正手段のそれぞれが、蒸着物質の飛翔経路の一
   部を遮る使用姿勢と、蒸着物質の飛翔を妨げない不使用
   姿勢とに、姿勢切換自在に構成されている真空蒸着装
   置。