薄膜成膜装置および薄膜成膜方法
【課題】薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを簡単に低減することができ、気流発生装置を不要とした簡単な構造の薄膜形成装置を提供する。
【解決手段】被成膜体７を保持した状態で回転するホルダ２と、被成膜体７の被成膜面７ａに液状の薄膜形成材料９を供給する材料供給部８と、ホルダ２に立ち上がり状に設けられて被成膜体７の周囲に配置され、ホルダ２の回転と一体回転して被成膜体７の周囲に負圧を生じさせる複数の羽根体３とを備える。
【解決手段】被成膜体７を保持した状態で回転するホルダ２と、被成膜体７の被成膜面７ａに液状の薄膜形成材料９を供給する材料供給部８と、ホルダ２に立ち上がり状に設けられて被成膜体７の周囲に配置され、ホルダ２の回転と一体回転して被成膜体７の周囲に負圧を生じさせる複数の羽根体３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被成膜体に対し湿式法によって薄膜を成膜する薄膜成膜装置および薄膜成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被成膜体に薄膜を形成する方法として、真空蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスがある。しかし、ドライプロセスでは、レンズなど有限の曲率を有した被成膜体に対して薄膜を形成する場合、薄膜を形成する薄膜形成粒子の入射角度が被成膜体の被成膜面の曲率によって変化してしまう場合がある。このため、膜厚が均一な薄膜を形成することが難しく、減圧雰囲気下で成膜するための真空チャンバーなどが必要となり、装置が大型化するという問題がある。
【０００３】
これに対し、湿式法（ウエットプロセス）は有限の曲率を有する被成膜面や大面積の被成膜面に対しても膜厚の均一性が得られやすく、大気雰囲気でも成膜が可能である。このため、ウエットプロセスは、レンズ等の被成膜体への薄膜成膜方法として用いられている。ウエットプロセスとは、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法などによって液状の成膜形成材料を被成膜体に塗布して乾燥・熱処理することにより成膜する方法である。この内、スピンコート法は、液状の薄膜形成材料を被成膜体上に滴下し、被成膜体を高速回転させて成膜する方法である。滴下された薄膜形成材料は、遠心力によって短時間のうちに被成膜体に沿って拡がり、均一膜厚の薄膜となる。この膜厚は、被成膜体の回転数、薄膜形成材料の種類、濃度、粘度、滴下量、温湿度環境等によって決定される。
【０００４】
スピンコート法においては、被成膜体の回転速度や被成膜体の外径が小さすぎる場合に、薄膜形成材料を被成膜面上に止める力を超える大きさに遠心力が達しないことがある。この場合には、薄膜形成材料が被成膜体の外縁部で滞留して盛り上がり、被成膜体外縁部での膜厚が厚くなって厚肉部が生じる問題がある。このため特許文献１には、被成膜体の外縁部に形成された薄膜形成材料の厚肉部に対し気流を吹き付ける吹き付けノズルを備えた構造が開示されている。吹き付けノズルは、被成膜体の外縁部の薄膜形成材料膜に対して、被成膜体に対して所定の角度を有して斜めに配置されている。この配置によって、被成膜体の内方から外方に向けて所定の流量の気流が吹き付けノズルにより厚肉部に吹き付けられる。
【０００５】
また、特許文献２には、被成膜体の外縁部に形成された薄膜形成材料膜の厚肉部に対して、被成膜体裏面側から気流を吹き付ける吹き付けノズルを備えた構造が開示されている。吹き付けノズルは、被成膜体の裏面側に所定の角度を有して斜めに配置されており、被成膜体の外縁部に対し所定の流量の気流を被成膜体裏面の内方から外方に向けて吹き付けるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６４８７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１６４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および２に記載の技術によれば、気流の流量や吹き付けの方向によって薄膜形成材料の膜厚が変化するため、気流の流量や吹き付けの方向の条件設定が必要となる。例えば、薄膜形成材料の膜がレジスト膜であって被成膜体の形状も平板の場合には、薄膜形成のための条件設定の手間が少ない。しかしながら、光学素子のように、被成膜面の形状が種々の曲面からなる場合や、薄膜の膜厚許容誤差が小さい場合には、成膜対象の個々の条件に合わせた気流の流量や吹き付けの方向に対して高精度な実験を行って条件設定を行う必要が生じる。このため、条件設定に要する作業時間が膨大となるとともに、ノズルを始めとした気流発生装置も高精度な制御特性が要求される。
このように、特許文献１および２に記載の技術は、条件設定が面倒であり、気流発生装置を要する複雑な構造の薄膜形成装置となってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被成膜体の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを簡単に低減することができ、しかも気流発生装置を不要とした簡単な構造の薄膜形成装置およびこの薄膜形成装置を用いた薄膜成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を採用した。
すなわち本発明の薄膜形成装置は、被成膜体を保持した状態で回転するホルダと、前記被成膜体の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給する材料供給部と、前記ホルダに立ち上がり状に設けられて前記被成膜体の周囲に配置され、前記ホルダの回転と一体回転して被成膜体の周囲に負圧を生じさせる複数の羽根体とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記羽根体は内端部が前記被成膜体に臨み、外端部が前記ホルダの外周側に位置して直線状に延びており、前記ホルダの回転中心を囲む放射状に前記ホルダに設けられていることが好ましい。
【００１１】
この場合、前記羽根体は内端部が前記被成膜体に臨み、外端部が前記ホルダの外周側に位置して弧状に延び、前記内端部の翼入口角が前記外端部の翼入口角よりも大きくなった状態で、前記ホルダの回転中心を囲む放射状に前記ホルダに設けられていることが好ましい。
【００１２】
また、前記ホルダは前記羽根体が設けられる取付面を有し、前記取付面は前記被成膜体の回転面に対し−４５°以上−１３５°以下の範囲内の角度で傾斜していることが好ましい。
【００１３】
また、前記羽根体の内端部が前記被成膜体の外縁部から５ｍｍ以内に位置していることが好ましい。
【００１４】
また、前記羽根体が前記ホルダから５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲の高さで立ち上がっていることが好ましい。
【００１５】
また、前記羽根体が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲の長さで延びていることが好ましい。
【００１６】
また、前記羽根体が２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲の厚さとなっていることが好ましい。
【００１７】
また、前記羽根体が前記ホルダに対して３枚以上２０枚以下の範囲で設けられていることが好ましい。
【００１８】
本発明の薄膜成膜方法は、上気したいずれかの薄膜成膜装置を用いて被成膜体の被成膜面に薄膜を成膜する方法であって、前記材料供給部から前記被成膜体の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給する段階と、前記ホルダを回転させることによって前記薄膜形成材料を前記被成膜面に拡散させると共に前記羽根体によって被成膜体の周囲に負圧を生じさせる段階とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の他の薄膜成膜方法は、被成膜体の被成膜面に薄膜を成膜する方法であって、前記薄膜の材料となる流動体を前記被成膜面上に供給する段階と、前記流動体が載せられた前記被成膜体を、所定の軸線を回転中心として前記回転中心回りに回転させる段階と、を備え、前記被成膜体を回転させている間、前記軸線と直交する方向であって前記軸線から離れる方向へ前記被成膜体の周囲雰囲気を移動させることを特徴とする。
【００２０】
また、前記被成膜体の回転は、器具の回転運動を利用して行い、前記被成膜体を回転させる器具の回転運動を利用して羽部を回転させることで前記周囲雰囲気の移動を発生させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の薄膜成膜装置によれば、簡単な構造で膜厚ばらつきを低減できる薄膜成膜装置とすることができる。
本発明の薄膜形成方法によれば、気流を用いる必要がなく、気流に対する高精度な条件設定が不要で、しかも被成膜体の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを簡単に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第1実施形態の薄膜成膜装置を示す全体断面図である。
【図２】（ａ）は第1実施形態の薄膜成膜装置の平面図、（ｂ）は被成膜体の正面図である。
【図３】（ａ）は第1実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダの縦断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は羽根体を示す部分斜視図である。
【図４】第1実施形態によって成膜された薄膜の分光反射率特性を示すグラフである。
【図５】（ａ），（ｂ）は第1実施形態による薄膜の成膜を工程順に示す平面図である。
【図６】（ａ）は第1実施形態による薄膜の成膜の最終工程を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１線断面図である。
【図７】（ａ）は第1実施形態に対する比較例の平面図、（ｂ）は比較例の成膜時の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の薄膜成膜装置を示す部分平面図である。
【図９】第２実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の薄膜成膜装置を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の薄膜成膜装置を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態の薄膜成膜装置を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１４】第６実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１５】本発明の第７実施形態の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１６】第７実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１７】本発明の第８実施形態の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１８】第８実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１９】本発明の第９実施形態の薄膜成膜装置を示す部分平面図である。
【図２０】第９実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分平面図である。
【図２１】本発明の第１０実施形態の薄膜成膜装置を示す平面図である。
【図２２】第１０実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す平面図である。
【図２３】第１１実施形態の薄膜成膜装置を示す平面図である。
【図２４】第１１実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態において同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００２４】
［第１実施形態］
図１から図６は、本発明の第1実施形態の薄膜成膜装置１を示している。図１は全体の縦断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）は薄膜成膜装置１の平面図及び被成膜体の正面図である。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はホルダの縦断面図、平面図及び部分斜視図である。図４は成膜された薄膜の分光反射率特性のグラフである。図５（ａ），（ｂ）は薄膜の成膜を工程順に示す平面図である。図６（ａ）は薄膜成膜の最終工程を示す平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ１−Ｂ１線断面図である。
【００２５】
薄膜成膜装置１はホルダ２と、羽根体３と、回転軸４と、材料供給部８と、ホルダ２を回転可能に支持する支持台部１１とを備えている。
【００２６】
ホルダ２は複数の羽根体３が設けられると共に被成膜体７を保持する部材であり、図２（ａ）で示すように平面視において円形の板状に形成されている。ホルダ２は上面が平坦状の取付面２ａとなっており、この取付面２ａに複数の羽根体３が立ち上がり状に設けられると共に、被成膜体７が着脱自在に保持される。なお、本明細書において、立ち上がり状とは、取付面２ａに対して複数の羽根体３が垂直に立てられていることには限られない。例えば、取付面２ａと交差する方向へ羽根体３が延びている場合については、本明細書でいう立ち上がり状に含まれる。
【００２７】
図３は羽根体３がホルダ２の取付面２ａに設けられた状態を示す。ホルダ２には保持凹部２ｂおよび吸引孔部２ｃが形成されている。保持凹部２ｂはホルダ２の取付面２ａの中央部分に凹み状に形成されている。保持凹部２ｂは被成膜体７が嵌め込まれることにより被成膜体７を保持するものである。保持凹部２ｂの深さは被成膜体７の側面部７ｂの厚さよりも小さくなるように設定されている。また、保持凹部２ｂはホルダ２の回転中心２０とその中心が位置するように取付面２ａの中央部分に形成されている。吸引孔部２ｃは保持凹部２ｂと連通しており、保持凹部２ｂに嵌め込まれた被成膜体７を吸引により固定するように作用する。
【００２８】
複数の羽根体３は、ホルダ２の保持凹部２ｂの周囲（すなわち被成膜体７の周囲）に位置するように取付面２ａ上に立ち上がり状に設けられている。羽根体３は被成膜体７側に位置する内端部３ａと、ホルダ２の外周側に位置する外端部３ｂとを両端部に有した平板状に形成されている。複数の羽根体３はホルダ２の回転中心２０を囲むようにホルダ２の取付面２ａに放射状に設けられている。この実施形態では８枚の羽根体３が取付面２ａに対して垂直に立ち上げられている。それぞれの羽根体３の内端部３ａにおける翼入口角α１は４５°に設定されている。翼入口角α１はホルダ２の回転によって発生する遠心力の方向と交差する角度である。なお、羽根体３はホルダ２と一体的に形成されていても良く、ホルダ２の取付面２ａに接着、溶着等の手段により取り付けても良い。
【００２９】
被成膜体７は全体が凹面形状、凸面形状または平板形状であっても良いが、この実施形態では凸面形状の被成膜体７が用いられている。この被成膜体７は図２（ｂ）で示すように、凸面となっている上面部７ａと、外面が円筒面となっている側面部７ｂと、平面となっている下面部７ｃとによって形成されている。被成膜体７はその光軸がホルダ２の回転中心２０と一致するようにホルダ２に保持される。この保持状態においては、下面部７ｃは回転中心２０（光軸）と直交した平面となる。被成膜体７は上面部７ａが被成膜面となってホルダ２に保持される。薄膜成膜装置１は被成膜面となっている被成膜体７の上面部７ａに一定の厚さの光学薄膜を成膜することにより屈折率が調整された光学素子を製造するものである。光学素子のレンズ有効領域は上面部（被成膜面）７ａの中心部の円状領域に限定しても良く、上面部７ａの全体に限定しても良く、この実施形態ではレンズ有効領域は上面部７ａの全体となっている。光学素子のレンズ有効径は上面部７ａの外径により設定される。この実施形態では、小径のレンズ有効径を有した光学素子の製造に好適に用いることができる。
【００３０】
図１に示すように回転軸４は、ホルダ２の下面部２ｄから回転中心２０と同軸となるように下方に延びている。ホルダ２は回転軸４に対して着脱可能となっており、回転軸４への装着によりホルダ２は回転軸４と一体回転する。回転軸４は箱状に形成された支持台部１１の内部に回転可能に支持されるものであり、支持台部１１には回転軸４を回転可能に支持する軸受１２の内輪が固定されている。軸受１２の外輪は支持台部１１に固定される。回転軸４の下端部は支持台部１１内に設けられた駆動モータ５に連結されている。従って、回転軸４は駆動モータ５が駆動することにより回転し、この回転によりホルダ２が回転中心２０を中心に回転する。駆動モータの回転数としては、２０００ｒｐｍ以上８０００ｒｐｍ以下の範囲で適宜、選定することができる。
【００３１】
この実施形態の回転軸４は吸引通路４ａが軸方向に貫通した中空状軸体となっている。吸引通路４ａの上端部はホルダ２の吸引孔部２ｃと連通する。また吸引通路４ａの下端部には吸引部６が連結されている。吸引部６は回転ジョイント６ａを介して回転軸４の下端部に連結されている。吸引部６は図示を省略した吸引装置に連結されており、吸引装置の駆動によって回転軸４の吸引通路４ａおよびホルダ２の吸引孔部２ｃ内の空気を下方に吸引する。吸引部６による吸引により、ホルダ２の保持凹部２ｂに載置された被成膜体７を保持凹部２ｂの底面に吸着して固定することができる。
【００３２】
材料供給部８はホルダ２に保持された状態の被成膜体７の成膜面（上面部）７ａに対して流動体状の薄膜形成材料９を供給する。材料供給部８は被成膜体７の成膜面７ａの中心に対して薄膜形成材料９を供給するものであり、その供給口８ａが被成膜体７の成膜面７ａに臨んだ状態となっている。この場合、供給口８ａの中心はホルダ２の回転中心２０に一致するように設けられる。材料供給部８は図示を省略した薄膜形成材料貯留部に連結されており、薄膜形成材料貯留部から供給された薄膜形成材料９の一定量を被成膜体７の成膜面７ａに滴下する。なお、この実施形態では被成膜体７は凸状の上面部７ａが成膜面となっているが、平面状の下面部７ｃを成膜面としても良い。この場合には、被成膜体７は下面部７ｃを上方に位置させた状態でホルダ２に保持される。
【００３３】
次に、この実施形態の寸法および材質を説明する。羽根体３は高さ（取付面２ａからの立ち上がり寸法）５ｍｍ、長さ（取付面２ａの面方向に沿った長手寸法）１０ｍｍ、厚さ（取付面２ａの面方向に沿った短手寸法）２ｍｍである。羽根体３の内端部３ａと被成膜体７の外縁部との距離は１ｍｍである。羽根体３はホルダ２に８枚設けられており、各羽根体３は放射状に配置されている。羽根体３およびホルダ２の材質としては、ポリアセタール樹脂を用いることができる。被成膜体７は上面部７ａの外径１０ｍｍ、曲率半径３０ｍｍ、側面部７ｂの厚さ１ｍｍのものが用いられる。被成膜体７の材質としては、ガラス材料を切削、研磨もしくは成形して用いることができるが、樹脂材料を用いることも可能である。樹脂材料としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の光学レンズに用いるものであれば特に限定されない。この実施形態では屈折率ｎｄ＝１．５３１のシクロオレフィンポリマーが用いられる。ｎｄはｄ線における屈折率である。
【００３４】
薄膜形成材料９を被成膜体７の上面部７ａに成膜することにより得られる光学薄膜は、上面部７ａまたは下面部７ｃに必要な光学特性に応じて適宜の膜構成を選択することができる。この実施形態では波長５２０ｎｍにおける屈折率が１．２６のシリカゾルが膜厚１０３ｎｍとなるように成膜される。図４はこのように成膜された光学薄膜の分光特性を示している。図４に示すように、波長３５０ｎｍにおける反射率は約２．３％である。波長が３５０ｎｍから増大するにつれて反射率は減少し、波長５２０ｎｍの反射率が約０．０４％となる。波長が５２０ｎｍを超えると、波長が増大するにつれて反射率が漸増し、波長７５０ｎｍの反射率は約０．９９％となる。波長３５０ｎｍから波長７５０ｎｍまでの間におけるこの光学薄膜の反射率は、波長５２０ｎｍにおいて最小となる。この光学薄膜は、可視領域での透過率を改善する反射防止膜として用いられる。
【００３５】
次に、この実施形態により被成膜体７に対して薄膜を成膜する方法を説明する。図５および図６は薄膜成膜を工程順に示している。
【００３６】
駆動モータ５が駆動を停止した状態で、上面部７ａを上方に向けて成膜体７をホルダ２の保持凹部２ｂに載置する。その後、吸引部６による吸引を行って被成膜体７を吸着し、保持凹部２ｂ内における被成膜体７の位置を固定する。これにより被成膜体７は上面部７ａがホルダ２の取付面２ａよりも突出した状態で保持される。かかる成膜体７のセットは、作業者の手作業で行っても良く、ロボットハンドを用いて行っても良い。これはこの実施形態の薄膜成膜装置１の成膜雰囲気を大気雰囲気中で行うことができるためである。
【００３７】
次に、材料供給部８の供給口８ａから成膜に必要な一定量の薄膜形成材料９を滴下する。図１に示すように、滴下された薄膜形成材料９は被成膜体７の上面部７ａの中心部分に液滴として供給される。本実施形態において被成膜体７に供給される薄膜形成材料９の量は５μＬである。
【００３８】
薄膜形成材料９の滴下の後、駆動モータ５を駆動してホルダ２を回転させる。この実施形態ではホルダ２は３０００ｒｐｍの回転数で回転駆動される。ホルダ２の回転により被成膜体７の上面部７ａの薄膜形成材料９に対して遠心力が作用する。これにより図５（ａ）で示すように、薄膜形成材料９は回転中心２０から矢印Ｄで示すように外周側に移動し、被成膜体７の上面部７ａで円状に拡がって薄層化され、塗布膜９ａが形成される。ホルダ２の回転をさらに継続することにより、図５（ｂ）で示すように、塗布膜９ａは被成膜体７の上面部７ａの全体を覆う範囲に塗り拡げられ、塗布膜先端９ｂが被成膜体７の外縁部に達する。このとき、この実施形態における被成膜体７の上面部７ａの外径（１０ｍｍ）とホルダ２の回転数（３０００ｒｐｍ）の条件では、被成膜体７の外縁部に達した塗布膜先端９ｂに作用する遠心力は、塗布膜９ａを上面部７ａに止める力、すなわち塗布膜９ａの表面張力等を超えない。
【００３９】
これに対し、この実施形態では被成膜体７の外縁部に羽根体３が近接するように設けられており、この羽根体３がホルダ２と共に回転することにより被成膜体７の周囲に気流が発生する。これにより、被成膜体７と一体に羽根体３が回転すると、被成膜体７の外縁部に負圧が生じる。このため被成膜体７の外縁部では塗布膜９ａに径方向外側への力が作用し、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、飛散体９ｃとして被成膜体７の外縁部の外方に飛散させることができる。これにより被成膜体７の上面部７ａに対して均一の膜圧の塗布膜９ａを成膜することができる。
【００４０】
以上のように、駆動モータ５によって被成膜体７を３０００ｒｐｍで１０秒間回転させた後、駆動モータ５の駆動を停止する。これにより膜厚１０３ｎｍの光学薄膜を被成膜体７の上面部７ａに成膜することができる。かかる成膜においては、被成膜体７の外縁部に形成される厚肉部９ｄの幅ｗ１を０．１０ｍｍとすることができる。その後、吸引部６による吸引を停止し、被成膜体７をホルダ２から取り外し、予め８０℃に加熱してある図示省略の乾燥炉に投入して１０分間加熱し、塗布膜９ａを硬化させる。
【００４１】
このような実施形態では、被成膜体７の周囲に羽根体３を設け、羽根体３をホルダ２と共に回転させることにより、被成膜体７の外縁部に負圧が発生する。このため、薄膜形成材料９に径方向外側への力が作用して薄膜形成材料９を被成膜体７の外側に飛散させることができる。これにより被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留を低減することができ、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の膜厚バラツキを低減することができる。従って、薄膜形成材料９の膜厚バラツキを低減するために従来のように吹き付けノズルによって気流を吹き付ける必要がないため、気流発生装置を別途設ける必要がなく、簡単な構造とすることができる。また気流を用いないため、気流に対する高精度な条件設定が不要となり、成膜形成が容易となる。
【００４２】
図７は、以上の第１実施形態に対する比較例であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ２−Ｂ２線断面図である。この比較例においては、ホルダ２の取付面２ａに羽根体３が設けられていない。この比較例によって、第1実施形態と同様にホルダ２を回転すると薄膜形成材料９は被成膜体７の上面部７ａの全体を覆う範囲に塗り拡げられ、塗布膜９ａが被成膜体７の外縁部に到達する。このとき、第１実施形態と同様の被成膜体７の上面部７ａの外径（１０ｍｍ）とホルダ２の回転数（３０００ｒｐｍ）の条件では、被成膜体７の外縁部に達した塗布膜先端９ｂに作用する遠心力は、塗布膜９ａを上面部７ａに止める力、すなわち塗布膜９ａの表面張力等を超えない。しかも被成膜体７の周囲に羽根体３が設けられていないため、被成膜体７の外縁部の薄膜形成材料９に対して径方向外側の力が作用することがなく、塗布膜９ａが被成膜体７の外縁部から外側に飛散することがない。このため塗布膜９ａの先端近傍で薄膜形成材料９が滞留し、厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅ｗ２は０．９５ｍｍであり、上記第１実施形態の薄膜成膜装置によって製造された場合の厚肉部９ｄの幅ｗ１（０．１０ｍｍ）よりも大きい。
このように、第１実施形態の薄膜成膜装置によれば、羽根体３が設けられていることによって、羽根体３が設けられていない場合よりも厚肉部９ｄの幅を狭くし、より均一な膜厚を有する薄膜を成膜することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
図８は本発明の第２実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダ２の平面図である。ホルダ２の上面の取付面２ａには、弧状の羽根体３１が設けられており、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４４】
この実施形態の羽根体３１は内端部３１ａがホルダ２に保持された被成膜体７の外縁部と所定間隔（例えば、１ｍｍ）を有して臨み、外端部３１ｂがホルダ２の外周側に位置している。さらに、羽根体３１は、これらの内端部３１ａと外端部３１ｂとの間が平面視において弧状に湾曲された曲線形状となっている。羽根体３１はこの状態で複数がホルダ２の取付面２ａに放射状に設けられている。羽根体３１は内端部３１ａの翼入口角α１が外端部３１ｂの翼出口角α２よりも大きくなるように設定される。これらの角度は羽根体３１の回転数と羽根体３１の回転中心２０からの距離に応じて負圧が発生する角度に設定される。この実施形態では、翼入口角α１が８０°、翼出口角α２が４０°となるように設定される。
【００４５】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、図８に示すように被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根部３１が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により塗布膜９ａに径方向外側の力が作用し、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散させることができる。このため第１実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．０５ｍｍとすることができた。
【００４６】
図９は図８の第２実施形態に対する別の構成例である。図９において、羽根体３１は弧状となってホルダ２の取付面２ａに放射状に設けられている。図９においては、羽根体３１の内端部３１ａの翼入口角α１が外端部３１ｂの翼出口角α２よりも小さくなっている。例えば、翼入口角α１が４０度であるのに対し、翼出口角α２が８０度となっている。このように翼入口角α１が翼出口角α２よりも小さい場合には、羽根体３１が回転しても効率的に気流を発生させることができず、被成膜体７の外縁部の減圧が第２実施形態と比較すると弱くなり、余分な塗布材料を飛散させる効果が低下する。本構成例の場合、被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。また、この構成例では、厚肉部９ｄの幅は０．４０ｍｍとなり、上記第２実施形態の薄膜成膜装置によって成膜された薄膜の厚肉部の幅（０．０５ｍｍ）より大きい。
【００４７】
これに対し、第２実施形態では、羽根体３１の翼入口角α１が翼出口角α２よりも大きいため、羽根体３１が回転する時に効率的に気流を発生させることができ、これにより被成膜体７の外縁部に強力な負圧が発生するため、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００４８】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第２実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．４０ｍｍ）との比較によれば、翼入口角α１と翼出口角α２との関係が最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００４９】
［第３実施形態］
図１０は本発明の第３実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダ２１の断面図である。この実施形態では、第１実施形態に対しホルダ２１が変更されるものであり、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５０】
ホルダ２１は上面部２１ｅおよび下面部２１ｄが平行となった断面台形形状となっている。上面部２１ｅには、被成膜体７が嵌め込みによって載置される保持凹部２１ｂが形成されており、下面部２１ｄは回転軸４に着脱自在に取り付けられる。台形形状の中央部分には、被成膜体７を吸引によって固定するための吸引孔部２１ｃが軸方向に貫通している。ホルダ２１における側面部はホルダ２１の外側に向かうにつれて徐々に低くなる傾斜面となっており、この側面部が羽根体３が立ち上がり状に設けられる取付面２１ａとなっている。このように傾斜している側面部が羽根体３の取付面２１ａとなっていることにより、羽根体３は斜め状態となってホルダ２１に設けられる。取付面２１ａの傾斜角は回転数に応じて負圧が発生する角度に設定されるものであり、この実施形態では４５°に設定されている。このような取付面２１ａは被成膜体７の回転面（被成膜体７の下面部７ｃ）に対して下側に向かって−４５°の角度で傾斜するものである。
【００５１】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根部３が回転することにより気流Ｋが発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．１０ｍｍとすることができた。
【００５２】
［第４実施形態］
図１１は本発明の第４実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダ２１の断面図である。この実施形態においても、第１実施形態に対しホルダ２１が変更されるものであり、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５３】
ホルダ２１は全体が円筒形状に形成されており、上面部２１ｅおよび下面部２１ｄが側面部分によって連設された状態となっている。上面部２１ｅには、被成膜体７が嵌め込みによって載置される保持凹部２１ｂが形成されており、下面部２１ｄは回転軸４に着脱自在に取り付けられる。円筒形状の中央部分には、被成膜体７を吸引によって固定するための吸引孔部２１ｃが軸方向に貫通している。ホルダ２１における側面部分は回転中心２０と同じ方向（上下方向）に延びており、羽根体３が立ち上がり状に設けられる取付面２１ａとなっている。このように上下方向に延びている側面部分が羽根体３の取付面２１ａとなっていることにより、羽根体３は回転中心２０の軸方向に沿って上下方向に延びた状態となっている。これにより羽根体３は被成膜体７の回転面（下面部７ｃ）に対して−９０°の角度で傾斜している。
【００５４】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根部３が回転することにより気流Ｋが発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．１５ｍｍとすることができた。
【００５５】
［第５実施形態］
図１２は本発明の第５実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダ２１の断面図である。この実施形態においても、第１実施形態に対しホルダ２１が変更されるものであり、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５６】
ホルダ２１は上面部２１ｅおよび下面部２１ｄが平行となった断面台形状となっている。この場合、上面部２１ｅが長く、下面部２１ｄが短くなっており、ホルダ２１の全体は下方に向かって漸次細くなる逆台形形状となっている。そして、上面部２１ｅには、被成膜体７が嵌め込みによって載置される保持凹部２１ｂが形成されており、下面部２１ｄは回転軸４に着脱自在に取り付けられる。ホルダ２１の中央部分には、被成膜体７を吸引によって固定するための吸引孔部２１ｃが軸方向に貫通している。ホルダ２１における側面部はホルダ２１の外側に向かうにつれて徐々に低くなる傾斜面となっており、この側面部が羽根体３が立ち上がり状に設けられる取付面２１ａとなっている。取付面２１ａは−９０°よりもさらに大きい角度で傾斜しており、この取付面２１ａに羽根体３が設けられることにより、羽根体３は斜め状態となってホルダ２１に設けられる。取付面２１ａの傾斜角は回転数に応じて負圧が発生する角度に設定されるものであり、この実施形態では１３５°に設定されている。このような取付面２１ａは被成膜体７の回転面（被成膜体７の下面部７ｃ）に対して下側に向かって−１３５°の角度で傾斜するものである。
【００５７】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根部３が回転することにより気流Ｋが発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２０ｍｍとすることができた。
【００５８】
以上の第３実施形態ないし第５実施形態に示すように、羽根体３が設けられるホルダ２１の取付面２１ａは、回転によって被成膜体７の周囲に負圧を発生させる角度となるように設定されるものである。本発明ではホルダ２１の取付面２１ａは被成膜体７の回転面に対して−４５°以上１３５°以下の範囲の角度で適宜設定することが好ましい。
【００５９】
［第６実施形態］
図１３は本発明の第６実施形態の薄膜成膜装置を示す。この実施形態においては、羽根体３２と被成膜体７の外縁部との距離を変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００６０】
羽根体３２は第１実施形態と同様に内端部３２ａが被成膜体７に臨み、外端部３２ｂがホルダ２の外周側に位置した平板状となっている。羽根体３２は内端部３２ａと被成膜体７の外縁部との距離ｄが５ｍｍとなるようにホルダ２の取付面２ａに設けられている。羽根体３２と被成膜体７の外縁部との距離ｄは、回転数に応じて被成膜体７の周囲に負圧が発生する距離に設定される。被成膜体７の外縁部と羽根体３２の内端部３２ａとの距離ｄは、ホルダ２と被成膜体７とを一体回転させたときに羽根体３２から塗布膜９ａに作用する力に影響する。かかる被成膜体７の外縁部と羽根体３２の内端部３２ａとの距離は５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６１】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３２が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．３５ｍｍとすることができた。
【００６２】
図１４は第６実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３２の内端部３２ａと被成膜体７の外縁部との距離ｄが１０ｍｍであり、第６実施形態よりも大きな距離となっている。このような大きな距離では、負圧を発生させる羽根体３２と被成膜体７の外縁部が必要以上に離れた状態なる。この結果、第６実施形態と比較すると塗布膜９ａに発生させられる負圧が弱くなり薄膜形成材料の飛散量が減る。このため、被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．８５ｍｍとなる。
【００６３】
これに対して、第６実施形態においては、羽根体３２が被成膜体７の外縁部と近接しているため、被成膜体７の外縁部に強く負圧が作用し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００６４】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第６実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．８５ｍｍ）との比較によれば、羽根体３２と被成膜体７との間の距離が
最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００６５】
［第７実施形態］
図１５は本発明の第７実施形態の薄膜成膜装置を示す。この実施形態においては、羽根体３３のホルダ２の取付面２ａからの高さを変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００６６】
羽根体３３は内端部３３ａが被成膜体７に臨み、外端部３３ｂがホルダ２の外周側に位置した平板状となった状態でホルダ２の取付面２ａに立ち上がり状に設けられている。羽根体３３はホルダ２の取付面２ａからの高さｈが５ｍｍとなっている。羽根体３３の取付面２ａからの高さｈは、回転数に応じて被成膜体７の周囲に負圧が発生する寸法に設定する。羽根体３３の高さｈは回転時に発生する負圧の大きさに影響であり、５ｍｍ以上であることが好ましい。また、羽根体３３は被成膜体７を保持するホルダ２の保持凹部２ｂの周囲に配置されているため、羽根体３３が必要以上に高くなると、保持凹部２ｂに対して被成膜体７を設置する際、羽根体３３が妨げとなる。このため、ホルダ２の取付面２ａからの羽根体３３の高さｈは５０ｍｍ以下が望ましい。
【００６７】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３３が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２０ｍｍとすることができた。
【００６８】
図１６は第７実施形態に対する別の構成例であり、ホルダ２の取付面２ａからの羽根体３３の高さｈが２ｍｍであり、第７実施形態よりも低くなっている。このように羽根体３３の高さが低い場合には、負圧を発生させる羽根体３３が必要以上に小さくなる。このように羽根体３３が小さくなることにより、被成膜体７の外縁部発生する負圧は、第７実施形態に比較すると弱くなる。そのため、余分な薄膜形成材料の飛散量が少なくなる。このため、被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．７０ｍｍとなる。
【００６９】
これに対して、第７実施形態においては、羽根体３３が十分大きいため、被成膜体７の外縁部に強く負圧が作用し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。また、ホルダ２の取付面２ａからの羽根体３３の高さｈを５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることにより被成膜体７をホルダに設置する際の障害となることがない。
【００７０】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第７実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．７０ｍｍ）との比較によれば、羽根体３３の高さが最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００７１】
［第８実施形態］
図１７は本発明の第８実施形態の薄膜成膜装置を示す。この実施形態においては、羽根体３４の長さｍを変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７２】
羽根体３４は第１実施形態と同様に内端部３４ａが被成膜体７に臨み、外端部３４ｂがホルダ２の外周側に位置した平板状となっている。羽根体３４においては、内端部３４ａから外端部３４ｂに達する全体の長さｍが１０ｍｍとなるように設定されている。羽根体３４の長さｍは、回転数に応じて被成膜体７の周囲に負圧が発生する寸法に設定される。羽根体３４の長さｍは塗布膜９ａに作用する力に影響するため、羽根体３４の長さｍは１０ｍｍ以上であることが好ましい。また、羽根体３４が必要以上に長くなると、ホルダ２の外径が大きくなり、小さなスペースの薄膜成膜装置に設置できなくなる。このため羽根体３４の長さｍは、１００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００７３】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３４が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２５ｍｍとすることができた。
【００７４】
図１８は第８実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３４の長さｍが５ｍｍであり、第８実施形態よりも短くなっている。このように羽根体３４の長さｍが短い場合には、負圧を発生させる羽根体３４が必要以上に小さくなる。このように羽根体３４が小さくなることにより、被成膜体７の外縁部に発生する負圧が、第８実施形態に比較して小さくなり、余分な薄膜形成材料の飛散量が少なくなる。このため、被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．７５ｍｍとなる。
【００７５】
これに対して、第８実施形態においては、羽根体３４が十分に大きいため、被成膜体７の外縁部に強く負圧が作用し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。また、羽根体３４の長さを１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲に設定することにより小さなスペースの薄膜成膜装置に対しても組み込むことができる。
【００７６】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第８実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．７５ｍｍ）との比較によれば、羽根体の長さが最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００７７】
［第９実施形態］
図１９は本発明の第９実施形態の薄膜成膜装置を示す平面図である。この実施形態においては、羽根体３５の厚さｎを変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７８】
羽根体３５は第１実施形態と同様に内端部３５ａが被成膜体７に臨み、外端部３５ｂがホルダ２の外周側に位置した平板状となっており、ホルダ２の回転中心２０を囲む状態で複数がホルダ２に放射状に設けられている。羽根体３５においては、厚さｎが５ｍｍに設定されるものである。羽根体３５の厚さｎは、回転数に応じて被成膜体７の周囲に負圧が発生する寸法に設定される。羽根体３５が必要以上に厚い場合には、羽根体３５が相互に干渉してホルダ２に設けることができなくなることから羽根体３５の厚さｎは５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、羽根体３５およびホルダ２がポリアセタール樹脂の場合には、羽根体３５の厚さは２ｍｍ以上であることが強度上望ましい。
【００７９】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３５が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．３０ｍｍとすることができる。
【００８０】
図２０は第９実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３５の厚さｎが１０ｍｍであり、第９実施形態よりも厚くなっている。このように羽根体３が必要以上に厚い場合には、羽根体３５の間の流路が狭くなり、第９実施形態に比較して、気流の発生が弱くなる。そのため、被成膜体７の外縁部に発生する負圧が第９実施形態に比較して弱くなる。このため、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．８０ｍｍとなる。
【００８１】
これに対して、この実施形態においては、羽根体３５の厚さｎが２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲であり、羽根体３５の間に十分な気流の流路を確保することができ、効率的に気流を発生させることができる。これにより被成膜体７の外縁部に強く負圧が発生し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００８２】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第９実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．８０ｍｍ）との比較によれば、羽根体の厚さが最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００８３】
［第１０実施形態］
図２１は本発明の第１０実施形態の薄膜成膜装置における平面図を示す。この実施形態では、第１実施形態に対し羽根体３の数を３枚に変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００８４】
３枚の羽根体３はホルダ２の取付面２ａに立ち上がり状に設けられている。それぞれの羽根体３は、内端部３ａが被成膜体７に臨み、外端部３ｂがホルダ２の外周面に位置して直線状に延びている。３枚の羽根体３は、この状態でホルダ２の回転中心を囲むように放射状に設けられている。羽根体３の数は、回転時に発生する負圧の大きさに影響することから３枚以上設けることが好ましい。
【００８５】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２５ｍｍとすることができた。
【００８６】
図２２は第１０実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３がホルダ２の取付面２ａに対し１枚設けられている。羽根体３は内端部３ａが被成膜体７に臨み、外端部３ｂがホルダ２の外周面に位置した状態でホルダ２の取付面２ａに直線状に立ち上がって設けられている。このように羽根体３が１枚の場合には羽根体３が少なく、第１０実施形態に比較すると弱い気流しか発生させることができない。このため、被成膜体７の外縁部に発生する負圧は第１０実施形態に比較して弱くなり、余分な薄膜形成材料の飛散量が減る。このため被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。
【００８７】
これに対し第１０実施形態においては、羽根体３の数が３枚であるため、回転時に十分な気流を発生させることができる。これにより被成膜体７の外縁部に強く負圧が発生し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。その結果、均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００８８】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第１０実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅との比較によれば、羽根体の枚数が最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００８９】
［第１１実施形態］
図２３は本発明の第１１実施形態における薄膜形成装置の平面図を示す。この実施形態では、第１実施形態に対し羽根体３の数を２０枚に変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００９０】
２０枚の羽根体３はホルダ２の取付面２ａに立ち上がり状に設けられている。それぞれの羽根体３は、内端部３ａが被成膜体７に臨み、外端部３ｂがホルダ２の外周面に位置して直線状に延びている。２０枚の羽根体３は、この状態でホルダ２の回転中心を囲むように放射状に設けられている。羽根体３の数が増えると、気流の流路が狭くなって十分な気流を発生させることができない。このため、羽根体３の数は２０枚以下とすることが好ましい。
【００９１】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２５ｍｍとすることができた。
【００９２】
図２４は第１１実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３がホルダ２の取付面２ａに対し３０枚設けられている。羽根体３は内端部３ａが被成膜体７に臨み、外端部３ｂがホルダ２の外周面に位置した状態でホルダ２の取付面２ａに直線状に立ち上がって設けられている。このように羽根体３が３０枚の場合には羽根体３が過密状態となって気流の流路が狭くなり、第１１実施形態に比較すると発生する気流が弱くなる。このため被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．７０ｍｍとなる。
【００９３】
これに対し第１１実施形態においては、羽根体３の数が２０枚であり、回転時に十分な気流を発生させることができる。これにより被成膜体７の外縁部に強く負圧が発生し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。その結果、均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００９４】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第１１実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．７０ｍｍ）との比較によれば、羽根体の枚数が最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００９５】
以上の第１０実施形態および第１１実施形態に示すように、ホルダ２に立ち上がり状に設けられる羽根体３の数は、回転によって気流の流路を十分に確保するように設定されることが望ましく、本発明では３枚以上２０枚以下の範囲で適宜設定することが望ましい。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００９７】
例えば、羽根体の形状は、厚さが均一な板状には限られず、各羽根体が翼状形状を有していてもよい。
【００９８】
また、上述の各実施形態において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１ 薄膜成膜装置
２、２１ ホルダ
２ａ、２１ａ 取付面
３、３１、３２、３３、３４、３５ 羽根体
３ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ 内端部
３ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ 外端部
４ 回転軸
７ 被成膜体
８ 材料供給部
９ 薄膜形成材料
２０ 回転中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被成膜体に対し湿式法によって薄膜を成膜する薄膜成膜装置および薄膜成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被成膜体に薄膜を形成する方法として、真空蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスがある。しかし、ドライプロセスでは、レンズなど有限の曲率を有した被成膜体に対して薄膜を形成する場合、薄膜を形成する薄膜形成粒子の入射角度が被成膜体の被成膜面の曲率によって変化してしまう場合がある。このため、膜厚が均一な薄膜を形成することが難しく、減圧雰囲気下で成膜するための真空チャンバーなどが必要となり、装置が大型化するという問題がある。
【０００３】
これに対し、湿式法（ウエットプロセス）は有限の曲率を有する被成膜面や大面積の被成膜面に対しても膜厚の均一性が得られやすく、大気雰囲気でも成膜が可能である。このため、ウエットプロセスは、レンズ等の被成膜体への薄膜成膜方法として用いられている。ウエットプロセスとは、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法などによって液状の成膜形成材料を被成膜体に塗布して乾燥・熱処理することにより成膜する方法である。この内、スピンコート法は、液状の薄膜形成材料を被成膜体上に滴下し、被成膜体を高速回転させて成膜する方法である。滴下された薄膜形成材料は、遠心力によって短時間のうちに被成膜体に沿って拡がり、均一膜厚の薄膜となる。この膜厚は、被成膜体の回転数、薄膜形成材料の種類、濃度、粘度、滴下量、温湿度環境等によって決定される。
【０００４】
スピンコート法においては、被成膜体の回転速度や被成膜体の外径が小さすぎる場合に、薄膜形成材料を被成膜面上に止める力を超える大きさに遠心力が達しないことがある。この場合には、薄膜形成材料が被成膜体の外縁部で滞留して盛り上がり、被成膜体外縁部での膜厚が厚くなって厚肉部が生じる問題がある。このため特許文献１には、被成膜体の外縁部に形成された薄膜形成材料の厚肉部に対し気流を吹き付ける吹き付けノズルを備えた構造が開示されている。吹き付けノズルは、被成膜体の外縁部の薄膜形成材料膜に対して、被成膜体に対して所定の角度を有して斜めに配置されている。この配置によって、被成膜体の内方から外方に向けて所定の流量の気流が吹き付けノズルにより厚肉部に吹き付けられる。
【０００５】
また、特許文献２には、被成膜体の外縁部に形成された薄膜形成材料膜の厚肉部に対して、被成膜体裏面側から気流を吹き付ける吹き付けノズルを備えた構造が開示されている。吹き付けノズルは、被成膜体の裏面側に所定の角度を有して斜めに配置されており、被成膜体の外縁部に対し所定の流量の気流を被成膜体裏面の内方から外方に向けて吹き付けるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６４８７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１６４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および２に記載の技術によれば、気流の流量や吹き付けの方向によって薄膜形成材料の膜厚が変化するため、気流の流量や吹き付けの方向の条件設定が必要となる。例えば、薄膜形成材料の膜がレジスト膜であって被成膜体の形状も平板の場合には、薄膜形成のための条件設定の手間が少ない。しかしながら、光学素子のように、被成膜面の形状が種々の曲面からなる場合や、薄膜の膜厚許容誤差が小さい場合には、成膜対象の個々の条件に合わせた気流の流量や吹き付けの方向に対して高精度な実験を行って条件設定を行う必要が生じる。このため、条件設定に要する作業時間が膨大となるとともに、ノズルを始めとした気流発生装置も高精度な制御特性が要求される。
このように、特許文献１および２に記載の技術は、条件設定が面倒であり、気流発生装置を要する複雑な構造の薄膜形成装置となってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被成膜体の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを簡単に低減することができ、しかも気流発生装置を不要とした簡単な構造の薄膜形成装置およびこの薄膜形成装置を用いた薄膜成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を採用した。
すなわち本発明の薄膜形成装置は、被成膜体を保持した状態で回転するホルダと、前記被成膜体の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給する材料供給部と、前記ホルダに立ち上がり状に設けられて前記被成膜体の周囲に配置され、前記ホルダの回転と一体回転して被成膜体の周囲に負圧を生じさせる複数の羽根体とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記羽根体は内端部が前記被成膜体に臨み、外端部が前記ホルダの外周側に位置して直線状に延びており、前記ホルダの回転中心を囲む放射状に前記ホルダに設けられていることが好ましい。
【００１１】
この場合、前記羽根体は内端部が前記被成膜体に臨み、外端部が前記ホルダの外周側に位置して弧状に延び、前記内端部の翼入口角が前記外端部の翼入口角よりも大きくなった状態で、前記ホルダの回転中心を囲む放射状に前記ホルダに設けられていることが好ましい。
【００１２】
また、前記ホルダは前記羽根体が設けられる取付面を有し、前記取付面は前記被成膜体の回転面に対し−４５°以上−１３５°以下の範囲内の角度で傾斜していることが好ましい。
【００１３】
また、前記羽根体の内端部が前記被成膜体の外縁部から５ｍｍ以内に位置していることが好ましい。
【００１４】
また、前記羽根体が前記ホルダから５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲の高さで立ち上がっていることが好ましい。
【００１５】
また、前記羽根体が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲の長さで延びていることが好ましい。
【００１６】
また、前記羽根体が２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲の厚さとなっていることが好ましい。
【００１７】
また、前記羽根体が前記ホルダに対して３枚以上２０枚以下の範囲で設けられていることが好ましい。
【００１８】
本発明の薄膜成膜方法は、上気したいずれかの薄膜成膜装置を用いて被成膜体の被成膜面に薄膜を成膜する方法であって、前記材料供給部から前記被成膜体の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給する段階と、前記ホルダを回転させることによって前記薄膜形成材料を前記被成膜面に拡散させると共に前記羽根体によって被成膜体の周囲に負圧を生じさせる段階とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の他の薄膜成膜方法は、被成膜体の被成膜面に薄膜を成膜する方法であって、前記薄膜の材料となる流動体を前記被成膜面上に供給する段階と、前記流動体が載せられた前記被成膜体を、所定の軸線を回転中心として前記回転中心回りに回転させる段階と、を備え、前記被成膜体を回転させている間、前記軸線と直交する方向であって前記軸線から離れる方向へ前記被成膜体の周囲雰囲気を移動させることを特徴とする。
【００２０】
また、前記被成膜体の回転は、器具の回転運動を利用して行い、前記被成膜体を回転させる器具の回転運動を利用して羽部を回転させることで前記周囲雰囲気の移動を発生させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の薄膜成膜装置によれば、簡単な構造で膜厚ばらつきを低減できる薄膜成膜装置とすることができる。
本発明の薄膜形成方法によれば、気流を用いる必要がなく、気流に対する高精度な条件設定が不要で、しかも被成膜体の外縁部における薄膜形成材料の滞留による膜厚ばらつきを簡単に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第1実施形態の薄膜成膜装置を示す全体断面図である。
【図２】（ａ）は第1実施形態の薄膜成膜装置の平面図、（ｂ）は被成膜体の正面図である。
【図３】（ａ）は第1実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダの縦断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は羽根体を示す部分斜視図である。
【図４】第1実施形態によって成膜された薄膜の分光反射率特性を示すグラフである。
【図５】（ａ），（ｂ）は第1実施形態による薄膜の成膜を工程順に示す平面図である。
【図６】（ａ）は第1実施形態による薄膜の成膜の最終工程を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１線断面図である。
【図７】（ａ）は第1実施形態に対する比較例の平面図、（ｂ）は比較例の成膜時の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の薄膜成膜装置を示す部分平面図である。
【図９】第２実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の薄膜成膜装置を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の薄膜成膜装置を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態の薄膜成膜装置を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１４】第６実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１５】本発明の第７実施形態の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１６】第７実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１７】本発明の第８実施形態の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１８】第８実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分縦断面図である。
【図１９】本発明の第９実施形態の薄膜成膜装置を示す部分平面図である。
【図２０】第９実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す部分平面図である。
【図２１】本発明の第１０実施形態の薄膜成膜装置を示す平面図である。
【図２２】第１０実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す平面図である。
【図２３】第１１実施形態の薄膜成膜装置を示す平面図である。
【図２４】第１１実施形態に対する別の構成例の薄膜成膜装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態において同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００２４】
［第１実施形態］
図１から図６は、本発明の第1実施形態の薄膜成膜装置１を示している。図１は全体の縦断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）は薄膜成膜装置１の平面図及び被成膜体の正面図である。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はホルダの縦断面図、平面図及び部分斜視図である。図４は成膜された薄膜の分光反射率特性のグラフである。図５（ａ），（ｂ）は薄膜の成膜を工程順に示す平面図である。図６（ａ）は薄膜成膜の最終工程を示す平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ１−Ｂ１線断面図である。
【００２５】
薄膜成膜装置１はホルダ２と、羽根体３と、回転軸４と、材料供給部８と、ホルダ２を回転可能に支持する支持台部１１とを備えている。
【００２６】
ホルダ２は複数の羽根体３が設けられると共に被成膜体７を保持する部材であり、図２（ａ）で示すように平面視において円形の板状に形成されている。ホルダ２は上面が平坦状の取付面２ａとなっており、この取付面２ａに複数の羽根体３が立ち上がり状に設けられると共に、被成膜体７が着脱自在に保持される。なお、本明細書において、立ち上がり状とは、取付面２ａに対して複数の羽根体３が垂直に立てられていることには限られない。例えば、取付面２ａと交差する方向へ羽根体３が延びている場合については、本明細書でいう立ち上がり状に含まれる。
【００２７】
図３は羽根体３がホルダ２の取付面２ａに設けられた状態を示す。ホルダ２には保持凹部２ｂおよび吸引孔部２ｃが形成されている。保持凹部２ｂはホルダ２の取付面２ａの中央部分に凹み状に形成されている。保持凹部２ｂは被成膜体７が嵌め込まれることにより被成膜体７を保持するものである。保持凹部２ｂの深さは被成膜体７の側面部７ｂの厚さよりも小さくなるように設定されている。また、保持凹部２ｂはホルダ２の回転中心２０とその中心が位置するように取付面２ａの中央部分に形成されている。吸引孔部２ｃは保持凹部２ｂと連通しており、保持凹部２ｂに嵌め込まれた被成膜体７を吸引により固定するように作用する。
【００２８】
複数の羽根体３は、ホルダ２の保持凹部２ｂの周囲（すなわち被成膜体７の周囲）に位置するように取付面２ａ上に立ち上がり状に設けられている。羽根体３は被成膜体７側に位置する内端部３ａと、ホルダ２の外周側に位置する外端部３ｂとを両端部に有した平板状に形成されている。複数の羽根体３はホルダ２の回転中心２０を囲むようにホルダ２の取付面２ａに放射状に設けられている。この実施形態では８枚の羽根体３が取付面２ａに対して垂直に立ち上げられている。それぞれの羽根体３の内端部３ａにおける翼入口角α１は４５°に設定されている。翼入口角α１はホルダ２の回転によって発生する遠心力の方向と交差する角度である。なお、羽根体３はホルダ２と一体的に形成されていても良く、ホルダ２の取付面２ａに接着、溶着等の手段により取り付けても良い。
【００２９】
被成膜体７は全体が凹面形状、凸面形状または平板形状であっても良いが、この実施形態では凸面形状の被成膜体７が用いられている。この被成膜体７は図２（ｂ）で示すように、凸面となっている上面部７ａと、外面が円筒面となっている側面部７ｂと、平面となっている下面部７ｃとによって形成されている。被成膜体７はその光軸がホルダ２の回転中心２０と一致するようにホルダ２に保持される。この保持状態においては、下面部７ｃは回転中心２０（光軸）と直交した平面となる。被成膜体７は上面部７ａが被成膜面となってホルダ２に保持される。薄膜成膜装置１は被成膜面となっている被成膜体７の上面部７ａに一定の厚さの光学薄膜を成膜することにより屈折率が調整された光学素子を製造するものである。光学素子のレンズ有効領域は上面部（被成膜面）７ａの中心部の円状領域に限定しても良く、上面部７ａの全体に限定しても良く、この実施形態ではレンズ有効領域は上面部７ａの全体となっている。光学素子のレンズ有効径は上面部７ａの外径により設定される。この実施形態では、小径のレンズ有効径を有した光学素子の製造に好適に用いることができる。
【００３０】
図１に示すように回転軸４は、ホルダ２の下面部２ｄから回転中心２０と同軸となるように下方に延びている。ホルダ２は回転軸４に対して着脱可能となっており、回転軸４への装着によりホルダ２は回転軸４と一体回転する。回転軸４は箱状に形成された支持台部１１の内部に回転可能に支持されるものであり、支持台部１１には回転軸４を回転可能に支持する軸受１２の内輪が固定されている。軸受１２の外輪は支持台部１１に固定される。回転軸４の下端部は支持台部１１内に設けられた駆動モータ５に連結されている。従って、回転軸４は駆動モータ５が駆動することにより回転し、この回転によりホルダ２が回転中心２０を中心に回転する。駆動モータの回転数としては、２０００ｒｐｍ以上８０００ｒｐｍ以下の範囲で適宜、選定することができる。
【００３１】
この実施形態の回転軸４は吸引通路４ａが軸方向に貫通した中空状軸体となっている。吸引通路４ａの上端部はホルダ２の吸引孔部２ｃと連通する。また吸引通路４ａの下端部には吸引部６が連結されている。吸引部６は回転ジョイント６ａを介して回転軸４の下端部に連結されている。吸引部６は図示を省略した吸引装置に連結されており、吸引装置の駆動によって回転軸４の吸引通路４ａおよびホルダ２の吸引孔部２ｃ内の空気を下方に吸引する。吸引部６による吸引により、ホルダ２の保持凹部２ｂに載置された被成膜体７を保持凹部２ｂの底面に吸着して固定することができる。
【００３２】
材料供給部８はホルダ２に保持された状態の被成膜体７の成膜面（上面部）７ａに対して流動体状の薄膜形成材料９を供給する。材料供給部８は被成膜体７の成膜面７ａの中心に対して薄膜形成材料９を供給するものであり、その供給口８ａが被成膜体７の成膜面７ａに臨んだ状態となっている。この場合、供給口８ａの中心はホルダ２の回転中心２０に一致するように設けられる。材料供給部８は図示を省略した薄膜形成材料貯留部に連結されており、薄膜形成材料貯留部から供給された薄膜形成材料９の一定量を被成膜体７の成膜面７ａに滴下する。なお、この実施形態では被成膜体７は凸状の上面部７ａが成膜面となっているが、平面状の下面部７ｃを成膜面としても良い。この場合には、被成膜体７は下面部７ｃを上方に位置させた状態でホルダ２に保持される。
【００３３】
次に、この実施形態の寸法および材質を説明する。羽根体３は高さ（取付面２ａからの立ち上がり寸法）５ｍｍ、長さ（取付面２ａの面方向に沿った長手寸法）１０ｍｍ、厚さ（取付面２ａの面方向に沿った短手寸法）２ｍｍである。羽根体３の内端部３ａと被成膜体７の外縁部との距離は１ｍｍである。羽根体３はホルダ２に８枚設けられており、各羽根体３は放射状に配置されている。羽根体３およびホルダ２の材質としては、ポリアセタール樹脂を用いることができる。被成膜体７は上面部７ａの外径１０ｍｍ、曲率半径３０ｍｍ、側面部７ｂの厚さ１ｍｍのものが用いられる。被成膜体７の材質としては、ガラス材料を切削、研磨もしくは成形して用いることができるが、樹脂材料を用いることも可能である。樹脂材料としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の光学レンズに用いるものであれば特に限定されない。この実施形態では屈折率ｎｄ＝１．５３１のシクロオレフィンポリマーが用いられる。ｎｄはｄ線における屈折率である。
【００３４】
薄膜形成材料９を被成膜体７の上面部７ａに成膜することにより得られる光学薄膜は、上面部７ａまたは下面部７ｃに必要な光学特性に応じて適宜の膜構成を選択することができる。この実施形態では波長５２０ｎｍにおける屈折率が１．２６のシリカゾルが膜厚１０３ｎｍとなるように成膜される。図４はこのように成膜された光学薄膜の分光特性を示している。図４に示すように、波長３５０ｎｍにおける反射率は約２．３％である。波長が３５０ｎｍから増大するにつれて反射率は減少し、波長５２０ｎｍの反射率が約０．０４％となる。波長が５２０ｎｍを超えると、波長が増大するにつれて反射率が漸増し、波長７５０ｎｍの反射率は約０．９９％となる。波長３５０ｎｍから波長７５０ｎｍまでの間におけるこの光学薄膜の反射率は、波長５２０ｎｍにおいて最小となる。この光学薄膜は、可視領域での透過率を改善する反射防止膜として用いられる。
【００３５】
次に、この実施形態により被成膜体７に対して薄膜を成膜する方法を説明する。図５および図６は薄膜成膜を工程順に示している。
【００３６】
駆動モータ５が駆動を停止した状態で、上面部７ａを上方に向けて成膜体７をホルダ２の保持凹部２ｂに載置する。その後、吸引部６による吸引を行って被成膜体７を吸着し、保持凹部２ｂ内における被成膜体７の位置を固定する。これにより被成膜体７は上面部７ａがホルダ２の取付面２ａよりも突出した状態で保持される。かかる成膜体７のセットは、作業者の手作業で行っても良く、ロボットハンドを用いて行っても良い。これはこの実施形態の薄膜成膜装置１の成膜雰囲気を大気雰囲気中で行うことができるためである。
【００３７】
次に、材料供給部８の供給口８ａから成膜に必要な一定量の薄膜形成材料９を滴下する。図１に示すように、滴下された薄膜形成材料９は被成膜体７の上面部７ａの中心部分に液滴として供給される。本実施形態において被成膜体７に供給される薄膜形成材料９の量は５μＬである。
【００３８】
薄膜形成材料９の滴下の後、駆動モータ５を駆動してホルダ２を回転させる。この実施形態ではホルダ２は３０００ｒｐｍの回転数で回転駆動される。ホルダ２の回転により被成膜体７の上面部７ａの薄膜形成材料９に対して遠心力が作用する。これにより図５（ａ）で示すように、薄膜形成材料９は回転中心２０から矢印Ｄで示すように外周側に移動し、被成膜体７の上面部７ａで円状に拡がって薄層化され、塗布膜９ａが形成される。ホルダ２の回転をさらに継続することにより、図５（ｂ）で示すように、塗布膜９ａは被成膜体７の上面部７ａの全体を覆う範囲に塗り拡げられ、塗布膜先端９ｂが被成膜体７の外縁部に達する。このとき、この実施形態における被成膜体７の上面部７ａの外径（１０ｍｍ）とホルダ２の回転数（３０００ｒｐｍ）の条件では、被成膜体７の外縁部に達した塗布膜先端９ｂに作用する遠心力は、塗布膜９ａを上面部７ａに止める力、すなわち塗布膜９ａの表面張力等を超えない。
【００３９】
これに対し、この実施形態では被成膜体７の外縁部に羽根体３が近接するように設けられており、この羽根体３がホルダ２と共に回転することにより被成膜体７の周囲に気流が発生する。これにより、被成膜体７と一体に羽根体３が回転すると、被成膜体７の外縁部に負圧が生じる。このため被成膜体７の外縁部では塗布膜９ａに径方向外側への力が作用し、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、飛散体９ｃとして被成膜体７の外縁部の外方に飛散させることができる。これにより被成膜体７の上面部７ａに対して均一の膜圧の塗布膜９ａを成膜することができる。
【００４０】
以上のように、駆動モータ５によって被成膜体７を３０００ｒｐｍで１０秒間回転させた後、駆動モータ５の駆動を停止する。これにより膜厚１０３ｎｍの光学薄膜を被成膜体７の上面部７ａに成膜することができる。かかる成膜においては、被成膜体７の外縁部に形成される厚肉部９ｄの幅ｗ１を０．１０ｍｍとすることができる。その後、吸引部６による吸引を停止し、被成膜体７をホルダ２から取り外し、予め８０℃に加熱してある図示省略の乾燥炉に投入して１０分間加熱し、塗布膜９ａを硬化させる。
【００４１】
このような実施形態では、被成膜体７の周囲に羽根体３を設け、羽根体３をホルダ２と共に回転させることにより、被成膜体７の外縁部に負圧が発生する。このため、薄膜形成材料９に径方向外側への力が作用して薄膜形成材料９を被成膜体７の外側に飛散させることができる。これにより被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留を低減することができ、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の膜厚バラツキを低減することができる。従って、薄膜形成材料９の膜厚バラツキを低減するために従来のように吹き付けノズルによって気流を吹き付ける必要がないため、気流発生装置を別途設ける必要がなく、簡単な構造とすることができる。また気流を用いないため、気流に対する高精度な条件設定が不要となり、成膜形成が容易となる。
【００４２】
図７は、以上の第１実施形態に対する比較例であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ２−Ｂ２線断面図である。この比較例においては、ホルダ２の取付面２ａに羽根体３が設けられていない。この比較例によって、第1実施形態と同様にホルダ２を回転すると薄膜形成材料９は被成膜体７の上面部７ａの全体を覆う範囲に塗り拡げられ、塗布膜９ａが被成膜体７の外縁部に到達する。このとき、第１実施形態と同様の被成膜体７の上面部７ａの外径（１０ｍｍ）とホルダ２の回転数（３０００ｒｐｍ）の条件では、被成膜体７の外縁部に達した塗布膜先端９ｂに作用する遠心力は、塗布膜９ａを上面部７ａに止める力、すなわち塗布膜９ａの表面張力等を超えない。しかも被成膜体７の周囲に羽根体３が設けられていないため、被成膜体７の外縁部の薄膜形成材料９に対して径方向外側の力が作用することがなく、塗布膜９ａが被成膜体７の外縁部から外側に飛散することがない。このため塗布膜９ａの先端近傍で薄膜形成材料９が滞留し、厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅ｗ２は０．９５ｍｍであり、上記第１実施形態の薄膜成膜装置によって製造された場合の厚肉部９ｄの幅ｗ１（０．１０ｍｍ）よりも大きい。
このように、第１実施形態の薄膜成膜装置によれば、羽根体３が設けられていることによって、羽根体３が設けられていない場合よりも厚肉部９ｄの幅を狭くし、より均一な膜厚を有する薄膜を成膜することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
図８は本発明の第２実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダ２の平面図である。ホルダ２の上面の取付面２ａには、弧状の羽根体３１が設けられており、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４４】
この実施形態の羽根体３１は内端部３１ａがホルダ２に保持された被成膜体７の外縁部と所定間隔（例えば、１ｍｍ）を有して臨み、外端部３１ｂがホルダ２の外周側に位置している。さらに、羽根体３１は、これらの内端部３１ａと外端部３１ｂとの間が平面視において弧状に湾曲された曲線形状となっている。羽根体３１はこの状態で複数がホルダ２の取付面２ａに放射状に設けられている。羽根体３１は内端部３１ａの翼入口角α１が外端部３１ｂの翼出口角α２よりも大きくなるように設定される。これらの角度は羽根体３１の回転数と羽根体３１の回転中心２０からの距離に応じて負圧が発生する角度に設定される。この実施形態では、翼入口角α１が８０°、翼出口角α２が４０°となるように設定される。
【００４５】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、図８に示すように被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根部３１が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により塗布膜９ａに径方向外側の力が作用し、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散させることができる。このため第１実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．０５ｍｍとすることができた。
【００４６】
図９は図８の第２実施形態に対する別の構成例である。図９において、羽根体３１は弧状となってホルダ２の取付面２ａに放射状に設けられている。図９においては、羽根体３１の内端部３１ａの翼入口角α１が外端部３１ｂの翼出口角α２よりも小さくなっている。例えば、翼入口角α１が４０度であるのに対し、翼出口角α２が８０度となっている。このように翼入口角α１が翼出口角α２よりも小さい場合には、羽根体３１が回転しても効率的に気流を発生させることができず、被成膜体７の外縁部の減圧が第２実施形態と比較すると弱くなり、余分な塗布材料を飛散させる効果が低下する。本構成例の場合、被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。また、この構成例では、厚肉部９ｄの幅は０．４０ｍｍとなり、上記第２実施形態の薄膜成膜装置によって成膜された薄膜の厚肉部の幅（０．０５ｍｍ）より大きい。
【００４７】
これに対し、第２実施形態では、羽根体３１の翼入口角α１が翼出口角α２よりも大きいため、羽根体３１が回転する時に効率的に気流を発生させることができ、これにより被成膜体７の外縁部に強力な負圧が発生するため、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００４８】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第２実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．４０ｍｍ）との比較によれば、翼入口角α１と翼出口角α２との関係が最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００４９】
［第３実施形態］
図１０は本発明の第３実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダ２１の断面図である。この実施形態では、第１実施形態に対しホルダ２１が変更されるものであり、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５０】
ホルダ２１は上面部２１ｅおよび下面部２１ｄが平行となった断面台形形状となっている。上面部２１ｅには、被成膜体７が嵌め込みによって載置される保持凹部２１ｂが形成されており、下面部２１ｄは回転軸４に着脱自在に取り付けられる。台形形状の中央部分には、被成膜体７を吸引によって固定するための吸引孔部２１ｃが軸方向に貫通している。ホルダ２１における側面部はホルダ２１の外側に向かうにつれて徐々に低くなる傾斜面となっており、この側面部が羽根体３が立ち上がり状に設けられる取付面２１ａとなっている。このように傾斜している側面部が羽根体３の取付面２１ａとなっていることにより、羽根体３は斜め状態となってホルダ２１に設けられる。取付面２１ａの傾斜角は回転数に応じて負圧が発生する角度に設定されるものであり、この実施形態では４５°に設定されている。このような取付面２１ａは被成膜体７の回転面（被成膜体７の下面部７ｃ）に対して下側に向かって−４５°の角度で傾斜するものである。
【００５１】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根部３が回転することにより気流Ｋが発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．１０ｍｍとすることができた。
【００５２】
［第４実施形態］
図１１は本発明の第４実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダ２１の断面図である。この実施形態においても、第１実施形態に対しホルダ２１が変更されるものであり、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５３】
ホルダ２１は全体が円筒形状に形成されており、上面部２１ｅおよび下面部２１ｄが側面部分によって連設された状態となっている。上面部２１ｅには、被成膜体７が嵌め込みによって載置される保持凹部２１ｂが形成されており、下面部２１ｄは回転軸４に着脱自在に取り付けられる。円筒形状の中央部分には、被成膜体７を吸引によって固定するための吸引孔部２１ｃが軸方向に貫通している。ホルダ２１における側面部分は回転中心２０と同じ方向（上下方向）に延びており、羽根体３が立ち上がり状に設けられる取付面２１ａとなっている。このように上下方向に延びている側面部分が羽根体３の取付面２１ａとなっていることにより、羽根体３は回転中心２０の軸方向に沿って上下方向に延びた状態となっている。これにより羽根体３は被成膜体７の回転面（下面部７ｃ）に対して−９０°の角度で傾斜している。
【００５４】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根部３が回転することにより気流Ｋが発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．１５ｍｍとすることができた。
【００５５】
［第５実施形態］
図１２は本発明の第５実施形態の薄膜成膜装置におけるホルダ２１の断面図である。この実施形態においても、第１実施形態に対しホルダ２１が変更されるものであり、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５６】
ホルダ２１は上面部２１ｅおよび下面部２１ｄが平行となった断面台形状となっている。この場合、上面部２１ｅが長く、下面部２１ｄが短くなっており、ホルダ２１の全体は下方に向かって漸次細くなる逆台形形状となっている。そして、上面部２１ｅには、被成膜体７が嵌め込みによって載置される保持凹部２１ｂが形成されており、下面部２１ｄは回転軸４に着脱自在に取り付けられる。ホルダ２１の中央部分には、被成膜体７を吸引によって固定するための吸引孔部２１ｃが軸方向に貫通している。ホルダ２１における側面部はホルダ２１の外側に向かうにつれて徐々に低くなる傾斜面となっており、この側面部が羽根体３が立ち上がり状に設けられる取付面２１ａとなっている。取付面２１ａは−９０°よりもさらに大きい角度で傾斜しており、この取付面２１ａに羽根体３が設けられることにより、羽根体３は斜め状態となってホルダ２１に設けられる。取付面２１ａの傾斜角は回転数に応じて負圧が発生する角度に設定されるものであり、この実施形態では１３５°に設定されている。このような取付面２１ａは被成膜体７の回転面（被成膜体７の下面部７ｃ）に対して下側に向かって−１３５°の角度で傾斜するものである。
【００５７】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根部３が回転することにより気流Ｋが発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２０ｍｍとすることができた。
【００５８】
以上の第３実施形態ないし第５実施形態に示すように、羽根体３が設けられるホルダ２１の取付面２１ａは、回転によって被成膜体７の周囲に負圧を発生させる角度となるように設定されるものである。本発明ではホルダ２１の取付面２１ａは被成膜体７の回転面に対して−４５°以上１３５°以下の範囲の角度で適宜設定することが好ましい。
【００５９】
［第６実施形態］
図１３は本発明の第６実施形態の薄膜成膜装置を示す。この実施形態においては、羽根体３２と被成膜体７の外縁部との距離を変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００６０】
羽根体３２は第１実施形態と同様に内端部３２ａが被成膜体７に臨み、外端部３２ｂがホルダ２の外周側に位置した平板状となっている。羽根体３２は内端部３２ａと被成膜体７の外縁部との距離ｄが５ｍｍとなるようにホルダ２の取付面２ａに設けられている。羽根体３２と被成膜体７の外縁部との距離ｄは、回転数に応じて被成膜体７の周囲に負圧が発生する距離に設定される。被成膜体７の外縁部と羽根体３２の内端部３２ａとの距離ｄは、ホルダ２と被成膜体７とを一体回転させたときに羽根体３２から塗布膜９ａに作用する力に影響する。かかる被成膜体７の外縁部と羽根体３２の内端部３２ａとの距離は５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６１】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３２が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．３５ｍｍとすることができた。
【００６２】
図１４は第６実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３２の内端部３２ａと被成膜体７の外縁部との距離ｄが１０ｍｍであり、第６実施形態よりも大きな距離となっている。このような大きな距離では、負圧を発生させる羽根体３２と被成膜体７の外縁部が必要以上に離れた状態なる。この結果、第６実施形態と比較すると塗布膜９ａに発生させられる負圧が弱くなり薄膜形成材料の飛散量が減る。このため、被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．８５ｍｍとなる。
【００６３】
これに対して、第６実施形態においては、羽根体３２が被成膜体７の外縁部と近接しているため、被成膜体７の外縁部に強く負圧が作用し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００６４】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第６実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．８５ｍｍ）との比較によれば、羽根体３２と被成膜体７との間の距離が
最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００６５】
［第７実施形態］
図１５は本発明の第７実施形態の薄膜成膜装置を示す。この実施形態においては、羽根体３３のホルダ２の取付面２ａからの高さを変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００６６】
羽根体３３は内端部３３ａが被成膜体７に臨み、外端部３３ｂがホルダ２の外周側に位置した平板状となった状態でホルダ２の取付面２ａに立ち上がり状に設けられている。羽根体３３はホルダ２の取付面２ａからの高さｈが５ｍｍとなっている。羽根体３３の取付面２ａからの高さｈは、回転数に応じて被成膜体７の周囲に負圧が発生する寸法に設定する。羽根体３３の高さｈは回転時に発生する負圧の大きさに影響であり、５ｍｍ以上であることが好ましい。また、羽根体３３は被成膜体７を保持するホルダ２の保持凹部２ｂの周囲に配置されているため、羽根体３３が必要以上に高くなると、保持凹部２ｂに対して被成膜体７を設置する際、羽根体３３が妨げとなる。このため、ホルダ２の取付面２ａからの羽根体３３の高さｈは５０ｍｍ以下が望ましい。
【００６７】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３３が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２０ｍｍとすることができた。
【００６８】
図１６は第７実施形態に対する別の構成例であり、ホルダ２の取付面２ａからの羽根体３３の高さｈが２ｍｍであり、第７実施形態よりも低くなっている。このように羽根体３３の高さが低い場合には、負圧を発生させる羽根体３３が必要以上に小さくなる。このように羽根体３３が小さくなることにより、被成膜体７の外縁部発生する負圧は、第７実施形態に比較すると弱くなる。そのため、余分な薄膜形成材料の飛散量が少なくなる。このため、被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．７０ｍｍとなる。
【００６９】
これに対して、第７実施形態においては、羽根体３３が十分大きいため、被成膜体７の外縁部に強く負圧が作用し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。また、ホルダ２の取付面２ａからの羽根体３３の高さｈを５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることにより被成膜体７をホルダに設置する際の障害となることがない。
【００７０】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第７実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．７０ｍｍ）との比較によれば、羽根体３３の高さが最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００７１】
［第８実施形態］
図１７は本発明の第８実施形態の薄膜成膜装置を示す。この実施形態においては、羽根体３４の長さｍを変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７２】
羽根体３４は第１実施形態と同様に内端部３４ａが被成膜体７に臨み、外端部３４ｂがホルダ２の外周側に位置した平板状となっている。羽根体３４においては、内端部３４ａから外端部３４ｂに達する全体の長さｍが１０ｍｍとなるように設定されている。羽根体３４の長さｍは、回転数に応じて被成膜体７の周囲に負圧が発生する寸法に設定される。羽根体３４の長さｍは塗布膜９ａに作用する力に影響するため、羽根体３４の長さｍは１０ｍｍ以上であることが好ましい。また、羽根体３４が必要以上に長くなると、ホルダ２の外径が大きくなり、小さなスペースの薄膜成膜装置に設置できなくなる。このため羽根体３４の長さｍは、１００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００７３】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３４が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２５ｍｍとすることができた。
【００７４】
図１８は第８実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３４の長さｍが５ｍｍであり、第８実施形態よりも短くなっている。このように羽根体３４の長さｍが短い場合には、負圧を発生させる羽根体３４が必要以上に小さくなる。このように羽根体３４が小さくなることにより、被成膜体７の外縁部に発生する負圧が、第８実施形態に比較して小さくなり、余分な薄膜形成材料の飛散量が少なくなる。このため、被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．７５ｍｍとなる。
【００７５】
これに対して、第８実施形態においては、羽根体３４が十分に大きいため、被成膜体７の外縁部に強く負圧が作用し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。また、羽根体３４の長さを１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲に設定することにより小さなスペースの薄膜成膜装置に対しても組み込むことができる。
【００７６】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第８実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．７５ｍｍ）との比較によれば、羽根体の長さが最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００７７】
［第９実施形態］
図１９は本発明の第９実施形態の薄膜成膜装置を示す平面図である。この実施形態においては、羽根体３５の厚さｎを変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７８】
羽根体３５は第１実施形態と同様に内端部３５ａが被成膜体７に臨み、外端部３５ｂがホルダ２の外周側に位置した平板状となっており、ホルダ２の回転中心２０を囲む状態で複数がホルダ２に放射状に設けられている。羽根体３５においては、厚さｎが５ｍｍに設定されるものである。羽根体３５の厚さｎは、回転数に応じて被成膜体７の周囲に負圧が発生する寸法に設定される。羽根体３５が必要以上に厚い場合には、羽根体３５が相互に干渉してホルダ２に設けることができなくなることから羽根体３５の厚さｎは５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、羽根体３５およびホルダ２がポリアセタール樹脂の場合には、羽根体３５の厚さは２ｍｍ以上であることが強度上望ましい。
【００７９】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３５が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．３０ｍｍとすることができる。
【００８０】
図２０は第９実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３５の厚さｎが１０ｍｍであり、第９実施形態よりも厚くなっている。このように羽根体３が必要以上に厚い場合には、羽根体３５の間の流路が狭くなり、第９実施形態に比較して、気流の発生が弱くなる。そのため、被成膜体７の外縁部に発生する負圧が第９実施形態に比較して弱くなる。このため、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して、必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．８０ｍｍとなる。
【００８１】
これに対して、この実施形態においては、羽根体３５の厚さｎが２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲であり、羽根体３５の間に十分な気流の流路を確保することができ、効率的に気流を発生させることができる。これにより被成膜体７の外縁部に強く負圧が発生し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。これにより均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００８２】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第９実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．８０ｍｍ）との比較によれば、羽根体の厚さが最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００８３】
［第１０実施形態］
図２１は本発明の第１０実施形態の薄膜成膜装置における平面図を示す。この実施形態では、第１実施形態に対し羽根体３の数を３枚に変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００８４】
３枚の羽根体３はホルダ２の取付面２ａに立ち上がり状に設けられている。それぞれの羽根体３は、内端部３ａが被成膜体７に臨み、外端部３ｂがホルダ２の外周面に位置して直線状に延びている。３枚の羽根体３は、この状態でホルダ２の回転中心を囲むように放射状に設けられている。羽根体３の数は、回転時に発生する負圧の大きさに影響することから３枚以上設けることが好ましい。
【００８５】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２５ｍｍとすることができた。
【００８６】
図２２は第１０実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３がホルダ２の取付面２ａに対し１枚設けられている。羽根体３は内端部３ａが被成膜体７に臨み、外端部３ｂがホルダ２の外周面に位置した状態でホルダ２の取付面２ａに直線状に立ち上がって設けられている。このように羽根体３が１枚の場合には羽根体３が少なく、第１０実施形態に比較すると弱い気流しか発生させることができない。このため、被成膜体７の外縁部に発生する負圧は第１０実施形態に比較して弱くなり、余分な薄膜形成材料の飛散量が減る。このため被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。
【００８７】
これに対し第１０実施形態においては、羽根体３の数が３枚であるため、回転時に十分な気流を発生させることができる。これにより被成膜体７の外縁部に強く負圧が発生し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。その結果、均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００８８】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第１０実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅との比較によれば、羽根体の枚数が最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００８９】
［第１１実施形態］
図２３は本発明の第１１実施形態における薄膜形成装置の平面図を示す。この実施形態では、第１実施形態に対し羽根体３の数を２０枚に変更するものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００９０】
２０枚の羽根体３はホルダ２の取付面２ａに立ち上がり状に設けられている。それぞれの羽根体３は、内端部３ａが被成膜体７に臨み、外端部３ｂがホルダ２の外周面に位置して直線状に延びている。２０枚の羽根体３は、この状態でホルダ２の回転中心を囲むように放射状に設けられている。羽根体３の数が増えると、気流の流路が狭くなって十分な気流を発生させることができない。このため、羽根体３の数は２０枚以下とすることが好ましい。
【００９１】
本実施形態の薄膜成膜装置を用いて被成膜体７を回転させると、被成膜体７の上面部７ａ上に塗り拡げられる塗布膜９ａの塗布膜先端９ｂが遠心力によって被成膜体７の外縁部に到達する。そして、羽根体３が回転することにより気流が発生し、それにより負圧が被成膜体７の周囲に発生する。発生した負圧により、塗布膜９ａに径方向外側の力が作用するため、薄膜形成材料９は飛散体９ｃとなって被成膜体７の外縁部の外方に飛散する。このため第１の実施形態と同様に、被成膜体７の外縁部における薄膜形成材料９の滞留による膜厚ばらつきを容易に低減することができる。この実施形態においては、被成膜体７の外縁部に形成される薄膜形成材料９の厚肉部９ｄの幅を０．２５ｍｍとすることができた。
【００９２】
図２４は第１１実施形態に対する別の構成例であり、羽根体３がホルダ２の取付面２ａに対し３０枚設けられている。羽根体３は内端部３ａが被成膜体７に臨み、外端部３ｂがホルダ２の外周面に位置した状態でホルダ２の取付面２ａに直線状に立ち上がって設けられている。このように羽根体３が３０枚の場合には羽根体３が過密状態となって気流の流路が狭くなり、第１１実施形態に比較すると発生する気流が弱くなる。このため被成膜体７の外縁部には、塗布膜先端９ｂの近傍に薄膜形成材料９が滞留して必要な膜厚よりも厚い厚肉部９ｄが形成される。この厚肉部９ｄの幅は０．７０ｍｍとなる。
【００９３】
これに対し第１１実施形態においては、羽根体３の数が２０枚であり、回転時に十分な気流を発生させることができる。これにより被成膜体７の外縁部に強く負圧が発生し、被成膜体７の外縁部から効率的に飛散体９ｃを飛散させることができる。その結果、均一な膜厚の薄膜を被成膜体７の上面部７ａに形成することができる。
【００９４】
なお、上記第１実施形態に対する比較例における厚肉部の幅（０．９５ｍｍ）と上記第１１実施形態に対する別の構成例における厚肉部の幅（０．７０ｍｍ）との比較によれば、羽根体の枚数が最適化されていなくても、羽根体が設けられていない場合に対しては顕著に優れた効果を奏している。
【００９５】
以上の第１０実施形態および第１１実施形態に示すように、ホルダ２に立ち上がり状に設けられる羽根体３の数は、回転によって気流の流路を十分に確保するように設定されることが望ましく、本発明では３枚以上２０枚以下の範囲で適宜設定することが望ましい。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００９７】
例えば、羽根体の形状は、厚さが均一な板状には限られず、各羽根体が翼状形状を有していてもよい。
【００９８】
また、上述の各実施形態において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１ 薄膜成膜装置
２、２１ ホルダ
２ａ、２１ａ 取付面
３、３１、３２、３３、３４、３５ 羽根体
３ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ 内端部
３ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ 外端部
４ 回転軸
７ 被成膜体
８ 材料供給部
９ 薄膜形成材料
２０ 回転中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜体を保持した状態で回転するホルダと、
前記被成膜体の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給する材料供給部と、
前記ホルダに立ち上がり状に設けられて前記被成膜体の周囲に配置され、前記ホルダの回転と一体回転して被成膜体の周囲に負圧を生じさせる複数の羽根体とを備えていることを特徴とする薄膜成膜装置。
【請求項２】
前記羽根体は内端部が前記被成膜体に臨み、外端部が前記ホルダの外周側に位置して直線状に延びており、前記ホルダの回転中心を囲む放射状に前記ホルダに設けられていることを特徴とする請求項１記載の薄膜成膜装置。
【請求項３】
前記羽根体は内端部が前記被成膜体に臨み、外端部が前記ホルダの外周側に位置して弧状に延び、前記内端部の翼入口角が前記外端部の翼入口角よりも大きくなった状態で、前記ホルダの回転中心を囲む放射状に前記ホルダに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜成膜装置。
【請求項４】
前記ホルダは前記羽根体が設けられる取付面を有し、前記取付面は前記被成膜体の回転面に対し−４５°以上−１３５°以下の範囲内の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項５】
前記羽根体の内端部が前記被成膜体の外縁部から５ｍｍ以内に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項６】
前記羽根体が前記ホルダから５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲の高さで立ち上がっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項７】
前記羽根体が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲の長さで延びていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項８】
前記羽根体が２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲の厚さとなっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項９】
前記羽根体が前記ホルダに対して３枚以上２０枚以下の範囲で設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置を用いて被成膜体の被成膜面に薄膜を成膜する方法であって、
前記材料供給部から前記被成膜体の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給する段階と、
前記ホルダを回転させることによって前記薄膜形成材料を前記被成膜面に拡散させると共に前記羽根体によって被成膜体の周囲に負圧を生じさせる段階とを備えていることを特徴とする薄膜成膜方法。
【請求項１１】
被成膜体の被成膜面に薄膜を成膜する方法であって、
前記薄膜の材料となる流動体を前記被成膜面上に供給する段階と、
前記流動体が載せられた前記被成膜体を、所定の軸線を回転中心として前記回転中心回りに回転させる段階と、
を備え、
前記被成膜体を回転させている間、前記軸線と直交する方向であって前記軸線から離れる方向へ前記被成膜体の周囲雰囲気を移動させることを特徴とする薄膜成膜方法。
【請求項１２】
前記被成膜体の回転は、器具の回転運動を利用して行い、前記被成膜体を回転させる器具の回転運動を利用して羽部を回転させることで前記周囲雰囲気の移動を発生させることを特徴とする請求項１１記載の薄膜成膜方法。
【請求項１】
被成膜体を保持した状態で回転するホルダと、
前記被成膜体の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給する材料供給部と、
前記ホルダに立ち上がり状に設けられて前記被成膜体の周囲に配置され、前記ホルダの回転と一体回転して被成膜体の周囲に負圧を生じさせる複数の羽根体とを備えていることを特徴とする薄膜成膜装置。
【請求項２】
前記羽根体は内端部が前記被成膜体に臨み、外端部が前記ホルダの外周側に位置して直線状に延びており、前記ホルダの回転中心を囲む放射状に前記ホルダに設けられていることを特徴とする請求項１記載の薄膜成膜装置。
【請求項３】
前記羽根体は内端部が前記被成膜体に臨み、外端部が前記ホルダの外周側に位置して弧状に延び、前記内端部の翼入口角が前記外端部の翼入口角よりも大きくなった状態で、前記ホルダの回転中心を囲む放射状に前記ホルダに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜成膜装置。
【請求項４】
前記ホルダは前記羽根体が設けられる取付面を有し、前記取付面は前記被成膜体の回転面に対し−４５°以上−１３５°以下の範囲内の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項５】
前記羽根体の内端部が前記被成膜体の外縁部から５ｍｍ以内に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項６】
前記羽根体が前記ホルダから５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲の高さで立ち上がっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項７】
前記羽根体が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲の長さで延びていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項８】
前記羽根体が２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲の厚さとなっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項９】
前記羽根体が前記ホルダに対して３枚以上２０枚以下の範囲で設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の薄膜成膜装置を用いて被成膜体の被成膜面に薄膜を成膜する方法であって、
前記材料供給部から前記被成膜体の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給する段階と、
前記ホルダを回転させることによって前記薄膜形成材料を前記被成膜面に拡散させると共に前記羽根体によって被成膜体の周囲に負圧を生じさせる段階とを備えていることを特徴とする薄膜成膜方法。
【請求項１１】
被成膜体の被成膜面に薄膜を成膜する方法であって、
前記薄膜の材料となる流動体を前記被成膜面上に供給する段階と、
前記流動体が載せられた前記被成膜体を、所定の軸線を回転中心として前記回転中心回りに回転させる段階と、
を備え、
前記被成膜体を回転させている間、前記軸線と直交する方向であって前記軸線から離れる方向へ前記被成膜体の周囲雰囲気を移動させることを特徴とする薄膜成膜方法。
【請求項１２】
前記被成膜体の回転は、器具の回転運動を利用して行い、前記被成膜体を回転させる器具の回転運動を利用して羽部を回転させることで前記周囲雰囲気の移動を発生させることを特徴とする請求項１１記載の薄膜成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１３−１１１５１０（Ｐ２０１３−１１１５１０Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８６８３（Ｐ２０１１−２５８６８３）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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