蒸着方法及び蒸着装置
【課題】複数の基板に同時に蒸着するときに、複数の基板に均質な膜を成膜することができる真空蒸着方法及び蒸着装置を提供する。
【解決手段】この蒸着装置は、複数の基板３を保持する基板保持部材２と、基板３上に成膜される蒸着物質を保持する蒸着源４と、基板３面にガスイオンを放射するためのイオン銃５と、イオン銃５から照射されるガスイオンの放射方向Ｄ１を整流するための補正板６とを有している。そして、補正板６を調整することにより、基板保持部材２内のガスイオンの濃度分布を均一にすることができる。
【解決手段】この蒸着装置は、複数の基板３を保持する基板保持部材２と、基板３上に成膜される蒸着物質を保持する蒸着源４と、基板３面にガスイオンを放射するためのイオン銃５と、イオン銃５から照射されるガスイオンの放射方向Ｄ１を整流するための補正板６とを有している。そして、補正板６を調整することにより、基板保持部材２内のガスイオンの濃度分布を均一にすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンアシスト法を用いた蒸着方法及び蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡等に用いられる光学レンズには様々な機能が付与される。例えば、真空蒸着法により、基板（レンズ）表面に反射防止膜が成膜されることにより、反射防止機能を有する光学レンズが形成される。
【０００３】
ところで、従来用いられてきた真空蒸着法の一つに、イオン銃を用いたイオンアシスト法があり、下記特許文献１においても、イオンアシスト法を用いて反射防止膜が成膜されている。イオンアシスト法とは、光学レンズ等の基板面に蒸着物質を蒸着する際に、基板面にイオン銃でガスイオン（及び中和のための同量の電子）を照射し、その運動エネルギーにより、基板上に蒸着物質を緻密に成膜する方法である。
【０００４】
例えば、イオン銃から、プラズマ化された酸素（Ｏ２）やアルゴン（Ａｒ）等のガスイオンを、加速電極により加速させて基板面に放出することにより、蒸着物質が基板面に緻密に蒸着されるようになる。イオン銃から放出されるガスイオンの量は、基板の素材や蒸発源の材料により決定され、また、イオン銃の出力によっても決定される。
【特許文献１】特開２００２−３２８２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような真空蒸着法やイオンアシスト法を用いてレンズ等の基板表面に反射防止膜を蒸着する蒸着装置では、複数の基板が装着される大型のドームが真空容器内に配置されている。そして、ドーム内に装着された複数の基板に一度に蒸着膜が成膜される。大型のドーム内において、イオン銃でガスイオンを発生させる場合、ドームの内部でガスイオンの濃度の分布が異なる現象が生じる。そうすると、複数の基板を同時に蒸着する場合、それぞれの基板に蒸着される膜質は、ドーム内に配置された各基板の場所により、微妙に異なってくる。
【０００６】
また、イオンアシスト法を用いて、基板上に蒸着膜を成膜する場合、複数の基板に対して、蒸着物質が均一な厚さで成膜されるように蒸着するには、イオンガスの濃度分布をドーム内において均等にする必要がある。
【０００７】
また、従来、蒸着源から基板面に飛散する蒸着物質の量を調整する方法として、蒸着源に遮蔽板を設け、その遮蔽板の位置を調節することにより、蒸着物質の飛散する方向や量を調整する方法が用いられている。このように、蒸着源に遮蔽板が設けられた蒸着装置においてイオンアシスト法を用いる場合には、遮蔽板の位置によっても、ドーム内で放射されるガスイオンの濃度の分布が変わってきてしまうという問題もある。
【０００８】
眼鏡等に用いられるレンズ（基板）に設けられる反射防止膜は、蒸着膜の各層が薄く成膜されるので、蒸着膜の特性のバラツキというのは、大きな問題となる。
【０００９】
上述の点に鑑み、本発明は、複数の基板に同時に蒸着するときに、複数の基板に均質な膜を成膜することができる真空蒸着方法及び蒸着装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の蒸着方法は、複数の基板を基板保持部材に保持させる工程、イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板を調節する工程、蒸着物質を保持した蒸着源から蒸着物質を基板面に蒸着する工程、蒸着物質を基板面に蒸着させると同時に、イオン銃から基板面にガスイオンを放射する工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の蒸着方法では、イオン銃の放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板が調節されるので、基板保持部材内のガスイオンの濃度分布が均等にされる。
【００１２】
また、本発明の蒸着装置は、複数の基板を保持する基板保持部材と、基板上に成膜される蒸着物質を保持及び昇華させる蒸着源と、基板面にガスイオンを放射するためのイオン銃と、イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の蒸着装置では、補正板により、イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向が整流され、基板保持部材内のガスイオンの濃度分布が均等にされる。
また、本発明の蒸着装置では、補正板は、イオン銃の銃口付近に備えられる構成であることが好ましい。本発明において、銃口付近とは、銃口から放射されるガスイオンの放射方向に影響を及ぼすことができる程度の範囲内に定義されるものであり、銃口直上であって、銃口に近接する位置であってもよい。
また、本発明の蒸着装置では、補正板は可動式であることが好ましい。補正板を可動式とすることにより、補正板の位置を適宜調整することができる。
また、本発明の補正板は、非金属で構成されることが好ましく、特に、カーボンで構成されることが好ましい。補正板を非金属、特にカーボンで構成することにより、ガスイオン放射時に、補正板に由来するコンタミを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の基板に蒸着膜を同時に成膜する場合、蒸着膜の種類にかかわらず、その蒸着膜を均質な膜質とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１に、本発明の一実施形態に係る蒸着装置の概略構成を示す。本実施形態例に係る蒸着装置１は、複数の基板３を保持する基板保持部材２と、基板３上に成膜される蒸着物質を保持する蒸着源４と、基板３面にガスイオンを放射するためのイオン銃５と、イオン銃５から照射されるガスイオンの放射方向Ｄ１を整流する補正板６とが真空容器７内に配置されて構成されている。
【００１７】
まず、基板保持部材２は、例えばドーム型に構成され、そのドーム内部に、レンズ等の基板３を保持できる図示しないホルダが複数形成されている。図２は、基板保持部材２、蒸着源４、イオン銃５を上面から見たときの図である。本実施形態例における基板保持部材２においては、基板保持部材２中心部から外周部にかけて、基板３を保持できる位置が複数段、図１に示す例では５段に構成されている。そして、ドーム型の基板保持部材２は、ドーム型の凸面が上側となるように、真空容器７内上部に配置される。また、ドーム型の基板保持部材２の頂上部分には、駆動機構１４が設けられており、複数の基板３を保持した基板保持部材２が、蒸着時に頂上部分を軸として旋回されるように構成されている。
【００１８】
蒸着源４は、真空容器７内の下部に配置されており、基板保持部材２に保持された複数の基板３と対向するようになっている。なお、蒸着源４には所望の蒸着物質が１種あるいは必要に応じて数種類保持される。蒸着源４に保持された蒸着物質は、図示しない加熱機構によって昇華され、基板３面に向って飛散される。加熱機構としては、抵抗加熱や電子銃等が用いられる。また、本実施形態例においては、蒸着源４の直上に遮蔽膜９が形成されており、この遮蔽膜９により蒸着物質の飛散方向Ｄ２や、飛散する蒸着物質の量が調整されるようになっている。この遮蔽膜９は、例えば図２の矢印ａ２方向に移動可能な構成とされ、蒸着源４に保持された蒸着物質の材料に応じて、その遮蔽面積が調整される。この遮蔽膜９により、各基板３に蒸着される蒸着膜の膜厚分布を制御することができる。
【００１９】
また、イオン銃５は、蒸着源４と同様に、真空容器７内の下部に配置されており、基板保持部材２に保持された基板３と対向する位置に、銃口５ａが真空容器７内に臨むように設置されている。イオン銃５には、酸素（Ｏ２）やアルゴン（Ａｒ）等の導入ガスをプラズマ化し、正イオンからなるガスイオンを発生するためのＲＦ電源１２と、ガスイオンを加速して放射するためのＤＣ電源１３とが接続されている。本実施形態例におけるイオン銃５は、例えば、銃口５ａの直径が約２５０ｍｍのものを用いる。
【００２０】
そして、イオン銃５から放射されるガスイオンの放射方向を整流する補正板６は、ガスイオンの放射軌道や放射角度に影響を及ぼすことのできる範囲内で、配置する位置やその形状が決定される。本実施形態例においては、補正板６は、銃口５ａの一部を覆うことができる程度の大きさの板で構成され、銃口５ａ付近、たとえば、銃口５ａの直上に１００〜１５０ｍｍの位置となるように構成される。また、本実施形態例の補正板６は可動式とされ、適宜、補正板６の位置を調整することにより、イオン銃５から放射されるガスイオンの放射方向Ｄ１を整流することができる。
【００２１】
ここで、本実施形態例に用いられる可動式の補正板６は、エアシリンダー１０の回転駆動力により可動される。本実施形態例において、補正板６は、支持部１１に回動可能に取り付けられており、支持部１１は、真空容器７の外側の大気圧領域にまで延長されている。支持部１１の下部は、補正板６の回転駆動力となるエアシリンダー１０に接続されている。そして、エアシリンダー１０には、制御駆動回路８が接続される。
本実施形態例では、この制御駆動回路８からの制御信号により、エアシリンダー１０が駆動され、補正板６が支持部に対して回動することにより、補正板６の位置が調節されるようになっている。
【００２２】
図３に、本実施形態例の補正板６を上面から見たとき概略構成を示すとともに、補正板６がエアシリンダー１０により駆動されたときの概略構成を破線で示す。本実施形態例では、エアシリンダー１０による回転駆動力によって、補正板６が支持部１１に対して、矢印ａ１で示すように回動し、補正板６の位置が調節される。
【００２３】
図３に示すように、補正板６の位置が調節されることにより、基板３面に向って露出されるイオン銃５の銃口５ａの面積が変化する。そして、このような補正板６を設けて、その位置を調整することにより、イオンガスの放射方向Ｄ１（図１参照）を制御し、ドーム内のイオンガス濃度の分布を均一にすることができる。
【００２４】
イオン銃５から放射されるガスイオンの濃度は、イオン銃５の銃口５ａ付近で最も高濃度となるが、ガスイオンが放射される部分、特に、イオン銃５の銃口５ａ付近に補正板６を備えることにより、ガスイオンの放射軌道、放射角で決定される放射方向Ｄ１の制御を容易に行うことができる。
【００２５】
また、補正板６の位置を調節して、ガスイオンの放射方向Ｄ１を整流することにより、基板保持部材２に保持された複数の基板３に選択的にガスイオンを放射することもできる。更に、イオン銃５の銃口５ａ付近に補正板６を備えることにより、補正板６をより小型化することができる。
また、銃口５ａ付近に補正板６を備える場合は、蒸着源４から飛散される蒸着物質の飛散行路を妨げることがない。
【００２６】
補正板６がアルミやステンレス等の金属で構成される場合、ガスイオンによるスパッタリング現象が生じ、蒸着物質以外の物質により、コンタミ（Contaminationの略：汚染物のこと）が発生してしまう。真空蒸着を行う場合、このように発生するコンタミは、蒸着膜の膜質が悪化する原因となる。
本実施形態例では、補正板６をイオン衝撃に対して強い非金属で構成することにより、スパッタリング現象の発生を効果的に抑制することができる。そしてこのように、補正板６を非金属で構成する例は、補正板６がガスイオンの放射強度が強い領域、例えばイオン銃５の銃口５ａに備えられている場合に特に効果的である。
【００２７】
また、補正板６を非金属で構成する例の中でも特に、カーボンにより構成することが好ましい。カーボンは、ガスイオンに対する耐性が極めて強い。このため、カーボンで補正板６を形成することにより、補正板６のスパッタリング現象をより確実に抑制することができる。
【００２８】
以上のような構成の蒸着装置１において、蒸着源４に保持された蒸着物質が加熱機構により昇華され、基板保持部材２に保持された複数の基板３面に蒸着膜が成膜される。そして、同時に、イオン銃５からガスイオンを基板３面に向って放射することにより、蒸着膜が複数の基板３面に緻密に成膜される。
本実施形態例では、遮蔽膜９を制御して、蒸着源４の遮蔽面積を調節することで、飛散される蒸着量を制御することができ、その結果、基板３に成膜される蒸着膜の膜厚を調整することができる。また、補正板６の位置を調節して、ガスイオンの放射方向Ｄ１を適宜整流することにより、基板保持部材内２のガスイオンの濃度分布を均一にすることができる。その結果、基板保持部材２に保持された複数の基板３に均質な蒸着膜を成膜することができる。
【００２９】
また、本実施形態例の蒸着装置１を用いて、眼鏡用の基板３上に反射防止膜を設ける場合は、例えば、低屈折率の蒸着物質として、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、硅素とアルミニウムの混合酸化物等を用い、高屈折率の蒸着物質として酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）等を用いることができる。
本実施形態例の蒸着装置１において、材料の異なる蒸着物質を用いて、順に蒸着膜を成膜する際は、その蒸着物質毎に、遮蔽膜９及び補正板６の位置を調節して、基板３上に蒸着膜を成膜するようにする。
【００３０】
以上の蒸着装置１を用いて、基板３上に蒸着膜を成膜したときの具体的な実験結果を、図４〜図８に示す。以下、図４〜図８に基づいて本実施形態例の蒸着装置１における補正板６の調整などについて説明する。
【００３１】
まず、図４〜図７に、以下の成膜条件による測定結果を示す。
［成膜条件］
蒸着物質：酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）
蒸着源の加熱機構：電子銃
補正板の材料：カーボン
イオン銃のＤＣ電源の出力：加速電圧４００Ｖ、加速電流４００ｍＡ、サプレッサ電圧４００Ｖ、バイアス電流１５００ｍＡ
ガス条件：酸素（Ｏ２）ガス
ここで、蒸着源４直上に配置された遮蔽膜９は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）用の配置とされる。すなわち、Ｔａ２Ｏ５の飛散特性に合わせて、蒸着源４の遮蔽面積が調整され、各基板３表面に成膜されるＴａ２Ｏ５膜の膜厚が制御されるように遮蔽膜９が配置される。
【００３２】
図４に、上述に成膜条件において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置したときと、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置したときの、イオン電流密度の測定結果及び、成膜されたＴａ２Ｏ５膜の屈折率の測定結果を示す。図４は、基板保持部材２中心からの距離に対するイオン電流密度と、基板保持部材２中心からのそれぞれの距離に保持された基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の屈折率を測定したものである。また、図４に示す屈折率は、波長４８０ｎｍに対する屈折率を測定したものである。図４において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合の測定値を実線で示し、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置した場合の測定値を破線で示している。
【００３３】
本実施形態例において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置する場合は、エアシリンダー１０により支持部１１を回転させて、銃口５ａ上部の所定の位置に補正板６を移動させればよく、また、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置する場合は、エアシリンダー１０により支持部１１を回転させて、イオン銃５の銃口５ａ上に補正板６が重ならないように移動させればよい。補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合は、放射されるガスイオンが補正板６に遮られることがない。また、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合は、放射されるガスイオンが、所定の方向に放射されるように制御される。
この実験においては、イオンガスの濃度分布はイオン電流密度として測定した。
【００３４】
まず、この成膜条件において、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合についてみる。この場合、基板保持部材２のそれぞれの位置に保持された複数の基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の屈折率は、基板保持部材２外周部分、例えば、中心部から数えて４段目、５段目に保持された基板３において急激に大きくなっていることがわかる。すなわち、基板保持部材２の中心部分に保持された基板３表面よりも、外周部分に保持された基板３表面に成膜されたＴａ２Ｏ５膜のほうが大きな屈折率を有する結果となった。このときのイオン電流密度に関してみると、Ｔａ２Ｏ５膜の屈折率が大きくなった基板保持部材２の外周部分のイオン電流密度の方が、基板保持部材２中心部分のイオン電流密度よりも大きな値を有している。
【００３５】
次に、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合についてみる。この場合は、イオン電流密度は、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合に比べ全体的に減少しているが、基板保持部材２外周部分においても減少している。そして、基板保持部材２のそれぞれの位置に保持された複数の基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の屈折率分布は、それぞれほぼ一定の値を有している。
【００３６】
図５に、図４に示したグラフを基板保持部材２内のイオン電流密度とＴａ２Ｏ５膜の屈折率分布の関係に変換したグラフを示す。図５から、蒸着物質としてＴａ２Ｏ５を用いた場合は、イオン銃５の銃口５ａに補正板６を用いた場合において、基板保持部材２内のイオン電流密度の値のバラツキが小さく、かつ、複数の基板３上に成膜された蒸着膜の屈折率の分布がほぼ一定になることがわかる。これに対し、イオン銃５の銃口５ａに補正板６を用いなかった場合においては、基板保持部材２内のイオン電流密度の値のバラツキが大きく、かつ、屈折率の分布が安定していないことがわかる。
【００３７】
図６は、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合において、基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の反射率の測定結果を示したものであり、横軸に波長、縦軸に反射率を示す。また、図７は、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合において、基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の反射率の測定結果を示したものであり、横軸に波長、縦軸に反射率を示す。
【００３８】
図６及び図７においては、それぞれ基板保持部材２の中心部（以下、１段目）に保持された基板３の反射率ｒ１から、最外部（以下、５段目）に保持された基板３の反射率ｒ５までの段毎に反射率ｒ１〜ｒ５を測定しており、図６及び図７では、基板３が保持される設置位置による反射率の違いが読み取れる。
【００３９】
図６からわかるように、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合においては、基板保持部材２の５段目に保持された基板３の反射率ｒ５が全波長において最も高く、次いで４段目に保持された基板３の反射率ｒ４が高い。そして、１段目の基板３の反射率ｒ１が最も低い結果となっている。そして、基板３が保持された段、すなわち、基板保持部材２の中心からの距離によって、反射率ｒ１〜ｒ５でバラツキが見られる。
【００４０】
一方で、図７からわかるように、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合においては、１段目〜５段目に保持された基板３間の反射率ｒ１〜ｒ５のバラツキが、図６に示した場合に比較して抑制されている。すなわち、イオン銃５の銃口５ａ上部の所定の位置に補正板６を配置した場合には、１段目の基板３から５段目の基板３にかけて、その表面に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の反射率ｒ１〜ｒ５のバラツキが若干変化するものの、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合よりも、反射率ｒ１〜ｒ５のバラツキが顕著に改善されていることがわかる。
【００４１】
図４〜図７に示す結果から、基板３にＴａ２Ｏ５膜を形成する場合においては、補正板６を銃口５ａ付近の所定の位置に配置した場合に、イオン電流密度が基板保持部材２内で安定した値を有するようになることがわかる。そして、その結果、基板保持部材２に保持された複数の基板３に、同程度の屈折率を有する均質なＴａ２Ｏ５膜を成膜することができる。
【００４２】
次に、図６に、以下の成膜条件による測定結果を示す。
［成膜条件］
蒸着物質：二酸化珪素（ＳｉＯ２）
蒸着源の加熱機構：電子銃
補正板の材料：カーボン
イオン銃のＤＣ電源の出力：加速電圧４００Ｖ、加速電流４００ｍＡ、サプレッサ電圧４００Ｖ、バイアス電流１５００ｍＡ
ガス条件：酸素（Ｏ２）ガス
ここで、蒸着源４の直上に配置された遮蔽膜９は、ＳｉＯ２用の遮蔽膜である。すなわち、ＳｉＯ２の飛散特性に合わせて、蒸着源４の遮蔽面積が調整されており、各基板３表面に成膜されるＳｉＯ２膜の膜厚が制御されるように構成されている。
【００４３】
図８に、上述に成膜条件において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置したときと、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置したときの、イオン電流密度の測定結果を示す。図８は、基板保持部材２中心からの距離に対するイオン電流密度を測定したものであり、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合の測定値を実線で示し、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置した場合の測定値を破線で示している。
【００４４】
本実施形態例において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置する場合は、エアシリンダー１０により支持部１１を回転させて、銃口５ａ上部の所定の位置に補正板６を移動させればよく、また、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置する場合は、エアシリンダー１０により支持部１１を回転させて、イオン銃５の銃口５ａ上に補正板６が重ならないように移動させればよい。補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合は、放射されるガスイオンが補正板６に遮られることがない。また、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合は、放射されるガスイオンが、所定の方向に放射されるように制御される。
この実験においては、イオンガスの濃度分布はイオン電流密度として測定した。
【００４５】
図８からわかるように、蒸着物質としてＳｉＯ２を用いた場合には、補正板６をイオン銃５の銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合よりも、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合のほうが、基板保持部材２内でのイオン電流密度の差異が小さいことがわかる。補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合、特に、基板保持部材２の下段部分において、イオン電流密度の落ち込みが大きくなっていることがわかる。
【００４６】
このように、蒸着物質としてＳｉＯ２を用いた場合には、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合のほうが、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合に比べて、基板保持部材２内のイオン電流密度の差異が小さくなることがわかった。この実験において、成膜されるＳｉＯ２膜の屈折率分布について測定されていないが、イオン電流密度の測定結果より、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合の方が、複数の基板３に、より均質なＳｉＯ２膜が成膜される。
【００４７】
以上の実験結果からわかるように、蒸着物質の材料により、基板保持部材２内のイオン電流密度（ガスイオンの濃度分布）が均一になるような補正板６の最適な位置は異なる。上述した実験結果では、蒸着物質にＴａ２Ｏ５を用いた場合では、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合において、イオン電流密度が均一になり、蒸着物質にＳｉＯ２を用いた場合では、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合、すなわち、補正板６を用いない場合の方が、イオン電流密度が均一になる。このような結果となるのは、蒸着物質の材料が異なることにより、蒸着源４に設置される遮蔽膜９の構成が異なることによるものであると考えられる。また、遮蔽膜９が用いられる場合に限らず、基板３の素材や、蒸着物質の材料により決定される必要なガスイオンの量、必要なガスイオンを放射するためのイオン銃５の出力の設定など、種々の条件によっても適当な補正板６の構成は変わるものである。すなわち、基板保持部材２内において、ガスイオンの濃度分布を均一にするために、用いられる蒸着物質や種々の条件とのバランスを取った上で、補正板６の位置を調整する必要がある。
【００４８】
また、上述の実験では、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置する場合と、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置する場合の、２通りの配置条件から、効果的な補正板６の配置条件を見たが、２通りの配置条件に限られるものではない。すなわち、補正板６が配置される位置は、基板保持部材２内のイオン電流密度、すなわちガスイオンの濃度分布が均一になるような位置であることが好ましく、その位置は適宜設定されるものである。本実施形態例の蒸着装置１では、補正板６は、支持部１１に回動可能に取り付けられているので、補正板６の位置を細かく制御することができ、基板保持部材２内のイオン電流密度がより均一になるような位置に、補正板６を配置することができる。
【００４９】
そして、本実施形態例の蒸着装置１では、制御駆動回路８からの制御信号により、適宜、補正板６の位置を調整することができる。このため、蒸着物質の材料を変えて蒸着膜を形成する場合においても、真空を保持した状態で補正板６の位置を調整することができ、成膜途中の基板３を大気に曝すことがない。
また、本実施形態例においては、蒸着源４直上に遮蔽膜９を構成する例を用いたが、遮蔽膜９が構成されない蒸着装置においても本発明の補正板を用いる構成は適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る蒸着装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る蒸着装置における基板保持部材を上面からみた図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る蒸着装置における補正板の部分を上面からみた図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その１）である。
【図５】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その２）である。
【図６】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その３）である。
【図７】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その４）である。
【図８】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その５）である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・蒸着装置、２・・基板保持部材、３・・基板、４・・蒸着源、５・・イオン銃、６・・補正板、８・・駆動制御回路、９・・遮蔽板、１０・・エアシリンダー、１１・・支持部、１２・・ＲＦ電源、１３・・ＤＣ電源、１４・・駆動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンアシスト法を用いた蒸着方法及び蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡等に用いられる光学レンズには様々な機能が付与される。例えば、真空蒸着法により、基板（レンズ）表面に反射防止膜が成膜されることにより、反射防止機能を有する光学レンズが形成される。
【０００３】
ところで、従来用いられてきた真空蒸着法の一つに、イオン銃を用いたイオンアシスト法があり、下記特許文献１においても、イオンアシスト法を用いて反射防止膜が成膜されている。イオンアシスト法とは、光学レンズ等の基板面に蒸着物質を蒸着する際に、基板面にイオン銃でガスイオン（及び中和のための同量の電子）を照射し、その運動エネルギーにより、基板上に蒸着物質を緻密に成膜する方法である。
【０００４】
例えば、イオン銃から、プラズマ化された酸素（Ｏ２）やアルゴン（Ａｒ）等のガスイオンを、加速電極により加速させて基板面に放出することにより、蒸着物質が基板面に緻密に蒸着されるようになる。イオン銃から放出されるガスイオンの量は、基板の素材や蒸発源の材料により決定され、また、イオン銃の出力によっても決定される。
【特許文献１】特開２００２−３２８２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような真空蒸着法やイオンアシスト法を用いてレンズ等の基板表面に反射防止膜を蒸着する蒸着装置では、複数の基板が装着される大型のドームが真空容器内に配置されている。そして、ドーム内に装着された複数の基板に一度に蒸着膜が成膜される。大型のドーム内において、イオン銃でガスイオンを発生させる場合、ドームの内部でガスイオンの濃度の分布が異なる現象が生じる。そうすると、複数の基板を同時に蒸着する場合、それぞれの基板に蒸着される膜質は、ドーム内に配置された各基板の場所により、微妙に異なってくる。
【０００６】
また、イオンアシスト法を用いて、基板上に蒸着膜を成膜する場合、複数の基板に対して、蒸着物質が均一な厚さで成膜されるように蒸着するには、イオンガスの濃度分布をドーム内において均等にする必要がある。
【０００７】
また、従来、蒸着源から基板面に飛散する蒸着物質の量を調整する方法として、蒸着源に遮蔽板を設け、その遮蔽板の位置を調節することにより、蒸着物質の飛散する方向や量を調整する方法が用いられている。このように、蒸着源に遮蔽板が設けられた蒸着装置においてイオンアシスト法を用いる場合には、遮蔽板の位置によっても、ドーム内で放射されるガスイオンの濃度の分布が変わってきてしまうという問題もある。
【０００８】
眼鏡等に用いられるレンズ（基板）に設けられる反射防止膜は、蒸着膜の各層が薄く成膜されるので、蒸着膜の特性のバラツキというのは、大きな問題となる。
【０００９】
上述の点に鑑み、本発明は、複数の基板に同時に蒸着するときに、複数の基板に均質な膜を成膜することができる真空蒸着方法及び蒸着装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の蒸着方法は、複数の基板を基板保持部材に保持させる工程、イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板を調節する工程、蒸着物質を保持した蒸着源から蒸着物質を基板面に蒸着する工程、蒸着物質を基板面に蒸着させると同時に、イオン銃から基板面にガスイオンを放射する工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の蒸着方法では、イオン銃の放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板が調節されるので、基板保持部材内のガスイオンの濃度分布が均等にされる。
【００１２】
また、本発明の蒸着装置は、複数の基板を保持する基板保持部材と、基板上に成膜される蒸着物質を保持及び昇華させる蒸着源と、基板面にガスイオンを放射するためのイオン銃と、イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の蒸着装置では、補正板により、イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向が整流され、基板保持部材内のガスイオンの濃度分布が均等にされる。
また、本発明の蒸着装置では、補正板は、イオン銃の銃口付近に備えられる構成であることが好ましい。本発明において、銃口付近とは、銃口から放射されるガスイオンの放射方向に影響を及ぼすことができる程度の範囲内に定義されるものであり、銃口直上であって、銃口に近接する位置であってもよい。
また、本発明の蒸着装置では、補正板は可動式であることが好ましい。補正板を可動式とすることにより、補正板の位置を適宜調整することができる。
また、本発明の補正板は、非金属で構成されることが好ましく、特に、カーボンで構成されることが好ましい。補正板を非金属、特にカーボンで構成することにより、ガスイオン放射時に、補正板に由来するコンタミを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の基板に蒸着膜を同時に成膜する場合、蒸着膜の種類にかかわらず、その蒸着膜を均質な膜質とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１に、本発明の一実施形態に係る蒸着装置の概略構成を示す。本実施形態例に係る蒸着装置１は、複数の基板３を保持する基板保持部材２と、基板３上に成膜される蒸着物質を保持する蒸着源４と、基板３面にガスイオンを放射するためのイオン銃５と、イオン銃５から照射されるガスイオンの放射方向Ｄ１を整流する補正板６とが真空容器７内に配置されて構成されている。
【００１７】
まず、基板保持部材２は、例えばドーム型に構成され、そのドーム内部に、レンズ等の基板３を保持できる図示しないホルダが複数形成されている。図２は、基板保持部材２、蒸着源４、イオン銃５を上面から見たときの図である。本実施形態例における基板保持部材２においては、基板保持部材２中心部から外周部にかけて、基板３を保持できる位置が複数段、図１に示す例では５段に構成されている。そして、ドーム型の基板保持部材２は、ドーム型の凸面が上側となるように、真空容器７内上部に配置される。また、ドーム型の基板保持部材２の頂上部分には、駆動機構１４が設けられており、複数の基板３を保持した基板保持部材２が、蒸着時に頂上部分を軸として旋回されるように構成されている。
【００１８】
蒸着源４は、真空容器７内の下部に配置されており、基板保持部材２に保持された複数の基板３と対向するようになっている。なお、蒸着源４には所望の蒸着物質が１種あるいは必要に応じて数種類保持される。蒸着源４に保持された蒸着物質は、図示しない加熱機構によって昇華され、基板３面に向って飛散される。加熱機構としては、抵抗加熱や電子銃等が用いられる。また、本実施形態例においては、蒸着源４の直上に遮蔽膜９が形成されており、この遮蔽膜９により蒸着物質の飛散方向Ｄ２や、飛散する蒸着物質の量が調整されるようになっている。この遮蔽膜９は、例えば図２の矢印ａ２方向に移動可能な構成とされ、蒸着源４に保持された蒸着物質の材料に応じて、その遮蔽面積が調整される。この遮蔽膜９により、各基板３に蒸着される蒸着膜の膜厚分布を制御することができる。
【００１９】
また、イオン銃５は、蒸着源４と同様に、真空容器７内の下部に配置されており、基板保持部材２に保持された基板３と対向する位置に、銃口５ａが真空容器７内に臨むように設置されている。イオン銃５には、酸素（Ｏ２）やアルゴン（Ａｒ）等の導入ガスをプラズマ化し、正イオンからなるガスイオンを発生するためのＲＦ電源１２と、ガスイオンを加速して放射するためのＤＣ電源１３とが接続されている。本実施形態例におけるイオン銃５は、例えば、銃口５ａの直径が約２５０ｍｍのものを用いる。
【００２０】
そして、イオン銃５から放射されるガスイオンの放射方向を整流する補正板６は、ガスイオンの放射軌道や放射角度に影響を及ぼすことのできる範囲内で、配置する位置やその形状が決定される。本実施形態例においては、補正板６は、銃口５ａの一部を覆うことができる程度の大きさの板で構成され、銃口５ａ付近、たとえば、銃口５ａの直上に１００〜１５０ｍｍの位置となるように構成される。また、本実施形態例の補正板６は可動式とされ、適宜、補正板６の位置を調整することにより、イオン銃５から放射されるガスイオンの放射方向Ｄ１を整流することができる。
【００２１】
ここで、本実施形態例に用いられる可動式の補正板６は、エアシリンダー１０の回転駆動力により可動される。本実施形態例において、補正板６は、支持部１１に回動可能に取り付けられており、支持部１１は、真空容器７の外側の大気圧領域にまで延長されている。支持部１１の下部は、補正板６の回転駆動力となるエアシリンダー１０に接続されている。そして、エアシリンダー１０には、制御駆動回路８が接続される。
本実施形態例では、この制御駆動回路８からの制御信号により、エアシリンダー１０が駆動され、補正板６が支持部に対して回動することにより、補正板６の位置が調節されるようになっている。
【００２２】
図３に、本実施形態例の補正板６を上面から見たとき概略構成を示すとともに、補正板６がエアシリンダー１０により駆動されたときの概略構成を破線で示す。本実施形態例では、エアシリンダー１０による回転駆動力によって、補正板６が支持部１１に対して、矢印ａ１で示すように回動し、補正板６の位置が調節される。
【００２３】
図３に示すように、補正板６の位置が調節されることにより、基板３面に向って露出されるイオン銃５の銃口５ａの面積が変化する。そして、このような補正板６を設けて、その位置を調整することにより、イオンガスの放射方向Ｄ１（図１参照）を制御し、ドーム内のイオンガス濃度の分布を均一にすることができる。
【００２４】
イオン銃５から放射されるガスイオンの濃度は、イオン銃５の銃口５ａ付近で最も高濃度となるが、ガスイオンが放射される部分、特に、イオン銃５の銃口５ａ付近に補正板６を備えることにより、ガスイオンの放射軌道、放射角で決定される放射方向Ｄ１の制御を容易に行うことができる。
【００２５】
また、補正板６の位置を調節して、ガスイオンの放射方向Ｄ１を整流することにより、基板保持部材２に保持された複数の基板３に選択的にガスイオンを放射することもできる。更に、イオン銃５の銃口５ａ付近に補正板６を備えることにより、補正板６をより小型化することができる。
また、銃口５ａ付近に補正板６を備える場合は、蒸着源４から飛散される蒸着物質の飛散行路を妨げることがない。
【００２６】
補正板６がアルミやステンレス等の金属で構成される場合、ガスイオンによるスパッタリング現象が生じ、蒸着物質以外の物質により、コンタミ（Contaminationの略：汚染物のこと）が発生してしまう。真空蒸着を行う場合、このように発生するコンタミは、蒸着膜の膜質が悪化する原因となる。
本実施形態例では、補正板６をイオン衝撃に対して強い非金属で構成することにより、スパッタリング現象の発生を効果的に抑制することができる。そしてこのように、補正板６を非金属で構成する例は、補正板６がガスイオンの放射強度が強い領域、例えばイオン銃５の銃口５ａに備えられている場合に特に効果的である。
【００２７】
また、補正板６を非金属で構成する例の中でも特に、カーボンにより構成することが好ましい。カーボンは、ガスイオンに対する耐性が極めて強い。このため、カーボンで補正板６を形成することにより、補正板６のスパッタリング現象をより確実に抑制することができる。
【００２８】
以上のような構成の蒸着装置１において、蒸着源４に保持された蒸着物質が加熱機構により昇華され、基板保持部材２に保持された複数の基板３面に蒸着膜が成膜される。そして、同時に、イオン銃５からガスイオンを基板３面に向って放射することにより、蒸着膜が複数の基板３面に緻密に成膜される。
本実施形態例では、遮蔽膜９を制御して、蒸着源４の遮蔽面積を調節することで、飛散される蒸着量を制御することができ、その結果、基板３に成膜される蒸着膜の膜厚を調整することができる。また、補正板６の位置を調節して、ガスイオンの放射方向Ｄ１を適宜整流することにより、基板保持部材内２のガスイオンの濃度分布を均一にすることができる。その結果、基板保持部材２に保持された複数の基板３に均質な蒸着膜を成膜することができる。
【００２９】
また、本実施形態例の蒸着装置１を用いて、眼鏡用の基板３上に反射防止膜を設ける場合は、例えば、低屈折率の蒸着物質として、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、硅素とアルミニウムの混合酸化物等を用い、高屈折率の蒸着物質として酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）等を用いることができる。
本実施形態例の蒸着装置１において、材料の異なる蒸着物質を用いて、順に蒸着膜を成膜する際は、その蒸着物質毎に、遮蔽膜９及び補正板６の位置を調節して、基板３上に蒸着膜を成膜するようにする。
【００３０】
以上の蒸着装置１を用いて、基板３上に蒸着膜を成膜したときの具体的な実験結果を、図４〜図８に示す。以下、図４〜図８に基づいて本実施形態例の蒸着装置１における補正板６の調整などについて説明する。
【００３１】
まず、図４〜図７に、以下の成膜条件による測定結果を示す。
［成膜条件］
蒸着物質：酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）
蒸着源の加熱機構：電子銃
補正板の材料：カーボン
イオン銃のＤＣ電源の出力：加速電圧４００Ｖ、加速電流４００ｍＡ、サプレッサ電圧４００Ｖ、バイアス電流１５００ｍＡ
ガス条件：酸素（Ｏ２）ガス
ここで、蒸着源４直上に配置された遮蔽膜９は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）用の配置とされる。すなわち、Ｔａ２Ｏ５の飛散特性に合わせて、蒸着源４の遮蔽面積が調整され、各基板３表面に成膜されるＴａ２Ｏ５膜の膜厚が制御されるように遮蔽膜９が配置される。
【００３２】
図４に、上述に成膜条件において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置したときと、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置したときの、イオン電流密度の測定結果及び、成膜されたＴａ２Ｏ５膜の屈折率の測定結果を示す。図４は、基板保持部材２中心からの距離に対するイオン電流密度と、基板保持部材２中心からのそれぞれの距離に保持された基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の屈折率を測定したものである。また、図４に示す屈折率は、波長４８０ｎｍに対する屈折率を測定したものである。図４において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合の測定値を実線で示し、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置した場合の測定値を破線で示している。
【００３３】
本実施形態例において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置する場合は、エアシリンダー１０により支持部１１を回転させて、銃口５ａ上部の所定の位置に補正板６を移動させればよく、また、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置する場合は、エアシリンダー１０により支持部１１を回転させて、イオン銃５の銃口５ａ上に補正板６が重ならないように移動させればよい。補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合は、放射されるガスイオンが補正板６に遮られることがない。また、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合は、放射されるガスイオンが、所定の方向に放射されるように制御される。
この実験においては、イオンガスの濃度分布はイオン電流密度として測定した。
【００３４】
まず、この成膜条件において、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合についてみる。この場合、基板保持部材２のそれぞれの位置に保持された複数の基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の屈折率は、基板保持部材２外周部分、例えば、中心部から数えて４段目、５段目に保持された基板３において急激に大きくなっていることがわかる。すなわち、基板保持部材２の中心部分に保持された基板３表面よりも、外周部分に保持された基板３表面に成膜されたＴａ２Ｏ５膜のほうが大きな屈折率を有する結果となった。このときのイオン電流密度に関してみると、Ｔａ２Ｏ５膜の屈折率が大きくなった基板保持部材２の外周部分のイオン電流密度の方が、基板保持部材２中心部分のイオン電流密度よりも大きな値を有している。
【００３５】
次に、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合についてみる。この場合は、イオン電流密度は、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合に比べ全体的に減少しているが、基板保持部材２外周部分においても減少している。そして、基板保持部材２のそれぞれの位置に保持された複数の基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の屈折率分布は、それぞれほぼ一定の値を有している。
【００３６】
図５に、図４に示したグラフを基板保持部材２内のイオン電流密度とＴａ２Ｏ５膜の屈折率分布の関係に変換したグラフを示す。図５から、蒸着物質としてＴａ２Ｏ５を用いた場合は、イオン銃５の銃口５ａに補正板６を用いた場合において、基板保持部材２内のイオン電流密度の値のバラツキが小さく、かつ、複数の基板３上に成膜された蒸着膜の屈折率の分布がほぼ一定になることがわかる。これに対し、イオン銃５の銃口５ａに補正板６を用いなかった場合においては、基板保持部材２内のイオン電流密度の値のバラツキが大きく、かつ、屈折率の分布が安定していないことがわかる。
【００３７】
図６は、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合において、基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の反射率の測定結果を示したものであり、横軸に波長、縦軸に反射率を示す。また、図７は、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合において、基板３に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の反射率の測定結果を示したものであり、横軸に波長、縦軸に反射率を示す。
【００３８】
図６及び図７においては、それぞれ基板保持部材２の中心部（以下、１段目）に保持された基板３の反射率ｒ１から、最外部（以下、５段目）に保持された基板３の反射率ｒ５までの段毎に反射率ｒ１〜ｒ５を測定しており、図６及び図７では、基板３が保持される設置位置による反射率の違いが読み取れる。
【００３９】
図６からわかるように、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合においては、基板保持部材２の５段目に保持された基板３の反射率ｒ５が全波長において最も高く、次いで４段目に保持された基板３の反射率ｒ４が高い。そして、１段目の基板３の反射率ｒ１が最も低い結果となっている。そして、基板３が保持された段、すなわち、基板保持部材２の中心からの距離によって、反射率ｒ１〜ｒ５でバラツキが見られる。
【００４０】
一方で、図７からわかるように、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合においては、１段目〜５段目に保持された基板３間の反射率ｒ１〜ｒ５のバラツキが、図６に示した場合に比較して抑制されている。すなわち、イオン銃５の銃口５ａ上部の所定の位置に補正板６を配置した場合には、１段目の基板３から５段目の基板３にかけて、その表面に成膜されたＴａ２Ｏ５膜の反射率ｒ１〜ｒ５のバラツキが若干変化するものの、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合よりも、反射率ｒ１〜ｒ５のバラツキが顕著に改善されていることがわかる。
【００４１】
図４〜図７に示す結果から、基板３にＴａ２Ｏ５膜を形成する場合においては、補正板６を銃口５ａ付近の所定の位置に配置した場合に、イオン電流密度が基板保持部材２内で安定した値を有するようになることがわかる。そして、その結果、基板保持部材２に保持された複数の基板３に、同程度の屈折率を有する均質なＴａ２Ｏ５膜を成膜することができる。
【００４２】
次に、図６に、以下の成膜条件による測定結果を示す。
［成膜条件］
蒸着物質：二酸化珪素（ＳｉＯ２）
蒸着源の加熱機構：電子銃
補正板の材料：カーボン
イオン銃のＤＣ電源の出力：加速電圧４００Ｖ、加速電流４００ｍＡ、サプレッサ電圧４００Ｖ、バイアス電流１５００ｍＡ
ガス条件：酸素（Ｏ２）ガス
ここで、蒸着源４の直上に配置された遮蔽膜９は、ＳｉＯ２用の遮蔽膜である。すなわち、ＳｉＯ２の飛散特性に合わせて、蒸着源４の遮蔽面積が調整されており、各基板３表面に成膜されるＳｉＯ２膜の膜厚が制御されるように構成されている。
【００４３】
図８に、上述に成膜条件において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置したときと、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置したときの、イオン電流密度の測定結果を示す。図８は、基板保持部材２中心からの距離に対するイオン電流密度を測定したものであり、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合の測定値を実線で示し、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置した場合の測定値を破線で示している。
【００４４】
本実施形態例において、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置する場合は、エアシリンダー１０により支持部１１を回転させて、銃口５ａ上部の所定の位置に補正板６を移動させればよく、また、補正板６を銃口５ａ上部から外れる位置に配置する場合は、エアシリンダー１０により支持部１１を回転させて、イオン銃５の銃口５ａ上に補正板６が重ならないように移動させればよい。補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合は、放射されるガスイオンが補正板６に遮られることがない。また、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合は、放射されるガスイオンが、所定の方向に放射されるように制御される。
この実験においては、イオンガスの濃度分布はイオン電流密度として測定した。
【００４５】
図８からわかるように、蒸着物質としてＳｉＯ２を用いた場合には、補正板６をイオン銃５の銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合よりも、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合のほうが、基板保持部材２内でのイオン電流密度の差異が小さいことがわかる。補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合、特に、基板保持部材２の下段部分において、イオン電流密度の落ち込みが大きくなっていることがわかる。
【００４６】
このように、蒸着物質としてＳｉＯ２を用いた場合には、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合のほうが、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合に比べて、基板保持部材２内のイオン電流密度の差異が小さくなることがわかった。この実験において、成膜されるＳｉＯ２膜の屈折率分布について測定されていないが、イオン電流密度の測定結果より、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合の方が、複数の基板３に、より均質なＳｉＯ２膜が成膜される。
【００４７】
以上の実験結果からわかるように、蒸着物質の材料により、基板保持部材２内のイオン電流密度（ガスイオンの濃度分布）が均一になるような補正板６の最適な位置は異なる。上述した実験結果では、蒸着物質にＴａ２Ｏ５を用いた場合では、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置した場合において、イオン電流密度が均一になり、蒸着物質にＳｉＯ２を用いた場合では、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置した場合、すなわち、補正板６を用いない場合の方が、イオン電流密度が均一になる。このような結果となるのは、蒸着物質の材料が異なることにより、蒸着源４に設置される遮蔽膜９の構成が異なることによるものであると考えられる。また、遮蔽膜９が用いられる場合に限らず、基板３の素材や、蒸着物質の材料により決定される必要なガスイオンの量、必要なガスイオンを放射するためのイオン銃５の出力の設定など、種々の条件によっても適当な補正板６の構成は変わるものである。すなわち、基板保持部材２内において、ガスイオンの濃度分布を均一にするために、用いられる蒸着物質や種々の条件とのバランスを取った上で、補正板６の位置を調整する必要がある。
【００４８】
また、上述の実験では、補正板６を銃口５ａ上部の所定の位置に配置する場合と、補正板６を銃口５ａ上部から外れた位置に配置する場合の、２通りの配置条件から、効果的な補正板６の配置条件を見たが、２通りの配置条件に限られるものではない。すなわち、補正板６が配置される位置は、基板保持部材２内のイオン電流密度、すなわちガスイオンの濃度分布が均一になるような位置であることが好ましく、その位置は適宜設定されるものである。本実施形態例の蒸着装置１では、補正板６は、支持部１１に回動可能に取り付けられているので、補正板６の位置を細かく制御することができ、基板保持部材２内のイオン電流密度がより均一になるような位置に、補正板６を配置することができる。
【００４９】
そして、本実施形態例の蒸着装置１では、制御駆動回路８からの制御信号により、適宜、補正板６の位置を調整することができる。このため、蒸着物質の材料を変えて蒸着膜を形成する場合においても、真空を保持した状態で補正板６の位置を調整することができ、成膜途中の基板３を大気に曝すことがない。
また、本実施形態例においては、蒸着源４直上に遮蔽膜９を構成する例を用いたが、遮蔽膜９が構成されない蒸着装置においても本発明の補正板を用いる構成は適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る蒸着装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る蒸着装置における基板保持部材を上面からみた図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る蒸着装置における補正板の部分を上面からみた図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その１）である。
【図５】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その２）である。
【図６】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その３）である。
【図７】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その４）である。
【図８】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を用いた実験結果（その５）である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・蒸着装置、２・・基板保持部材、３・・基板、４・・蒸着源、５・・イオン銃、６・・補正板、８・・駆動制御回路、９・・遮蔽板、１０・・エアシリンダー、１１・・支持部、１２・・ＲＦ電源、１３・・ＤＣ電源、１４・・駆動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を基板保持部材に保持させる工程と、
イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板を調節する工程と、
蒸着物質を保持した蒸着源から蒸着物質を前記基板面に蒸着する工程と、
前記蒸着物質を前記基板面に蒸着すると同時に、イオン銃から基板面にガスイオンを放射する工程と、
を含むことを特徴とする蒸着方法。
【請求項２】
更に、前記基板面に蒸着する蒸着物質の蒸着量を調整するための遮蔽膜を調節する工程
を有することを特徴とする請求項１記載の蒸着方法。
【請求項３】
複数の基板を保持する基板保持部材と、
前記基板上に成膜される蒸着物質を保持する蒸着源と、
前記基板面にガスイオンを放射するためのイオン銃と、
前記イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板と、
を備えることを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
前記補正板は、前記イオン銃の銃口付近に備えられている
ことを特徴とする請求項３記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記補正板は、可動式である
ことを特徴とする請求項３又は４記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記補正板は、非金属で構成されている
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記補正板は、カーボンで構成されている
ことを特徴とする請求項６記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記蒸着源には、基板上に成膜される蒸着物質の蒸着量を調整する遮蔽膜が設けられている
ことを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項１】
複数の基板を基板保持部材に保持させる工程と、
イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板を調節する工程と、
蒸着物質を保持した蒸着源から蒸着物質を前記基板面に蒸着する工程と、
前記蒸着物質を前記基板面に蒸着すると同時に、イオン銃から基板面にガスイオンを放射する工程と、
を含むことを特徴とする蒸着方法。
【請求項２】
更に、前記基板面に蒸着する蒸着物質の蒸着量を調整するための遮蔽膜を調節する工程
を有することを特徴とする請求項１記載の蒸着方法。
【請求項３】
複数の基板を保持する基板保持部材と、
前記基板上に成膜される蒸着物質を保持する蒸着源と、
前記基板面にガスイオンを放射するためのイオン銃と、
前記イオン銃から放射されるガスイオンの放射方向を整流するための補正板と、
を備えることを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
前記補正板は、前記イオン銃の銃口付近に備えられている
ことを特徴とする請求項３記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記補正板は、可動式である
ことを特徴とする請求項３又は４記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記補正板は、非金属で構成されている
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記補正板は、カーボンで構成されている
ことを特徴とする請求項６記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記蒸着源には、基板上に成膜される蒸着物質の蒸着量を調整する遮蔽膜が設けられている
ことを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項記載の蒸着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１７９８２８（Ｐ２００９−１７９８２８Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７８２２（Ｐ２００８−１７８２２）
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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