JP2007332433A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに種類の異なる複数の蒸着源の相互間での汚染の発生を防止した、有機化合物の薄膜を形成するための真空蒸着装置を提供する。
【解決手段】真空蒸着装置１００は、真空チャンバ１１０の底面壁上に、ルツボ１２１内に有機蒸着材料１２４が充填された第１の蒸着源１２０、およびルツボ１３１内に有機蒸着材料１３４が充填された第２の蒸着源１３０を収容した各防着容器１４０，１５０が配設され、モータ１６２が回転することで、一つのシャッタ１６０が、２個の第１の蒸着源１２０と第２の蒸着源１３０の内の一個の蒸着源を順次、開放し、基板ホルダ１７０に載置された多数の基板１０の表面に、有機蒸着材料１２４および有機蒸着材料１３４からなる有機薄膜を成膜する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着により有機化合物の薄膜を基板上に形成するための真空蒸着装置に関する。

従来、真空雰囲気中で、蒸着源より蒸着材料を蒸発させ、その蒸気を蒸着対象物の表面に付着させて薄膜を形成（成膜）する真空蒸着装置が知られている。例えば光学物品を製造する分野などでは、この真空蒸着装置により、例えばガラス基板などに反射防止膜、防汚性能を付与する防汚膜、あるいは光学フィルタ膜などが成膜される。
近年、蒸着源に用いられる蒸着材料の物質種が増加し、しかも物質種毎に最適な成膜条件が異なる。こうした成膜に対応するために、同一蒸着装置内に複数の蒸着源（通常２種）が配設され、使用物質に応じて蒸着源を切り換えて薄膜形成が行われている（例えば、特許文献１参照）。
また、一般的に浸漬法などの湿式法を用いて成膜されていた撥水性、撥油性などを付与する機能性有機被膜を、作業性の向上を目的に、湿式法に代えて真空蒸着法を用いて成膜する表面処理方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−１２４６６７号公報 特開平５−２３９２４３号公報

特許文献１に示されるような蒸着装置を用いて、２つの物質種（蒸着材料）の蒸着源を切り換えて薄膜を形成する場合には、蒸着源毎に設けられたシャッタを操作し、一方の物質種が蒸着されている間に、その蒸気が他方の加熱手段を含む蒸着源周辺の表面に付着する。そして、他方の蒸発物質に切り換えた際に、その加熱手段を含む蒸着源周辺に付着した別物質も蒸着されることになり、成膜される膜物質の純度が劣ることになる。特に、特許文献２に示されるような有機物質を蒸着する場合は、無機物質に比べて比較的低真空条件で蒸着することが多く、有機物質の蒸気が周辺へ拡散し易く、２つの蒸着源間に遮蔽板などを配置しても、加熱手段を含む蒸着源の汚染を防ぐことが難しかった。

そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、互いに種類の異なる複数の蒸着源の相互間での汚染の発生を防止した、有機化合物の薄膜を形成するための真空蒸着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の真空蒸着装置は、蒸着により複数種の有機化合物からなる薄膜を基板上に形成するための真空蒸着装置であって、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に、加熱手段を有し且つ互いに種類の異なる前記有機化合物を保持する複数の蒸着源と、前記複数の蒸着源と前記基板との間に前記蒸着源に保持された有機化合物の蒸気を開放および遮蔽するための一つのシャッタを備え、前記シャッタは、前記複数の蒸着源の内の一つを順次、開放することを特徴とする。

この構成によれば、真空蒸着装置は、真空チャンバと、真空チャンバ内に加熱手段を有する互いに種類の異なる複数の蒸着源と、複数の蒸着源と基板との間に蒸着源から放出される蒸気を開放および遮蔽するための一つのシャッタを備え、そのシャッタが、基板に対して加熱手段を有する互いに種類の異なる複数の蒸着源の内の一つを順次、開放することで、基板上に複数の有機化合物の薄膜を多層に形成する。これにより、シャッタが、加熱されて蒸気化した複数の蒸着源の内の一つの蒸着源を開放し、残りの他の蒸着源を遮蔽することにより、開放された蒸着源から放出され、周辺へ拡散し易い有機化合物の蒸気が、他の蒸着源に付着して汚染されるのを防ぐと共に、遮蔽された他の蒸着源の蒸気が、複数の蒸着源の相互間で汚染されるのを防ぐことができる。また、互いに種類の異なる複数の蒸着源を予め真空チャンバ内にセットし、その複数の蒸着源の内の一つを、順次、選択的に開放して蒸着することで、真空チャンバ内の真空状態を維持したまま、連続的に蒸着することが可能となり、蒸着工程の作業効率を向上することができる。

また、本発明の真空蒸着装置は、前記シャッタは、複数の蒸着源の内の一つの蒸着源を開放する開口領域を有すること特徴とする。

この構成によれば、一つのシャッタが、基板に対して加熱手段を有する互いに種類の異なる複数の蒸着源の内の一つの蒸着源を開放する開口領域を有することで、一つの蒸着源を開放し、残りの他の蒸着源を遮蔽することにより、開放された蒸着源から放出され、周辺へ拡散し易い有機化合物の蒸気が、他の蒸着源に付着する汚染を防ぐと共に、遮蔽された他の蒸着源の蒸気が、複数の蒸着源の相互間で付着して汚染されるのを防ぐことができる。また、互いに種類の異なる複数の蒸着源に対して、一つのシャッタが蒸着源の蒸気を開放および遮蔽するため、真空蒸着装置（真空チャンバ）を小型化することができる。

また、本発明の真空蒸着装置は、前記真空チャンバ内に、前記複数の蒸着源を蒸着源毎に収容する複数の防着容器をさらに備え、前記防着容器は、前記基板に対向する側に開口部を有し、前記シャッタが前記複数の防着容器の前記開口部を開放および遮蔽することを特徴とする。

この構成によれば、加熱手段を有する互いに種類の異なる複数の蒸着源を、おのおの、基板に対向する側に開口部を有する防着容器に収容し、その防着容器の開口部をシャッタが開放および遮蔽する。これにより、加熱手段を有する複数の蒸着源の加熱手段を含み、各蒸着源の有機化合物の蒸気が、相互間で付着して汚染されるのを防ぐことができる。

また、本発明の真空蒸着装置は、前記シャッタは、前記防着容器の前記開口部を遮蔽する遮蔽部及び前記開口部の全周側面に沿って前記防着容器底面方向へ延伸する縁部を有する蓋部材を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、複数の防着容器の開口部を開放および遮蔽するシャッタが、防着容器の開口部を遮蔽する遮蔽部及び開口部の全周側面に沿って延伸する縁部を有する蓋部材を備える。これにより、シャッタの蓋部材が、防着容器の開口部を上部および側面から覆う（遮蔽する）ことで、各防着容器内に収容され加熱された複数の蒸着源の蒸気は、防着容器内に留まって真空チャンバ内に放出されることはなく、各蒸着源の蒸気が相互間で付着して汚染されるのを防ぐことができる。また、防着容器の開口部が開放され、基板を蒸着する蒸着源から真空チャンバ内に放出された有機化合物の蒸気が、シャッタの蓋部材により遮蔽された他の蒸着源に付着して汚染されるのを防ぐことができる。

また、本発明の真空蒸着装置は、前記シャッタは回動手段により回転し、前記複数の蒸着源が、前記シャッタの回転中心に対して略等角度の位置に配設されたことを特徴とする。
この構成によれば、加熱手段を有する互いに種類の異なる複数の蒸着源、あるいは加熱手段を有する互いに種類の異なる複数の蒸着源を収容する各防着容器が、回動手段により回転するシャッタの回転中心に対して略等角度の位置に配設されることにより、真空チャンバ内に複数（多数）の蒸着源を配設し、しかも複数の蒸着源の内の一つの蒸着源を開放する開口領域を有する一つのシャッタにより、互いに種類の異なる複数の有機化合物の薄膜を基板上に形成することができる。

以下、本発明の真空蒸着装置に係わる実施形態を図面に従って説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明を適用した真空蒸着装置の概略を示す断面側面図であり、図２は、図１における真空蒸着装置のＡ−Ａ線に沿った断面の矢視図である。

図１および図２において、真空蒸着装置１００は、真空チャンバ１１０内に、加熱装置を含む第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０、防着容器１４０，１５０、シャッタ１６０、蒸着される多数の基板１０を保持する基板ホルダ１７０を備えている。
第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０は、真空チャンバ１１０内の底面側に設けられ、基板ホルダ１７０は天井側に設けられている。また、シャッタ１６０は、第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０と基板ホルダ１７０との間に配設されている。

真空チャンバ１１０は、側壁に排気口１１１が形成されている。排気口１１１には、図示しないドライポンプとターボ分子ポンプを組み合わせた真空ポンプが連結している。この真空ポンプを作動して真空チャンバ１１０内の排気が行われることで所定の真空状態が確保される。なお、真空ポンプは図示しない制御部に接続し、この制御部により制御される。

第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０は、共に同一構造を有し、それぞれ、有機化合物としての有機蒸着材料が充填されたルツボ１２１，１３１、ヒータ１２２，１３２、ルツボ１２１，１３１を保持する保持容器１２３，１３３を備えている。

ルツボ１２１，１３１は、アルミナ（Ａｌ₂０₃）あるいはベリリア（ＢｅＯ）などの高融点酸化物からなり、内部に第１の有機蒸着材料１２４、および第２の有機蒸着材料１３４が充填されている。また、それぞれのルツボ１２１，１３１の外周部には、ヒータ１２２，１３２が巻き回されて、ルツボ１２１，１３１とヒータ１２２，１３２は、共に保持容器１２３，１３３内に収容、保持されている。
なお、本実施形態において、ヒータ１２２と保持容器１２３、およびヒータ１３２と保持容器１３３とで加熱手段を構成している。

ヒータ１２２，１３２は、図示しない制御部を介して電源に接続し、制御部の制御により通電して、ルツボ１２１，１３１を加熱し、ルツボ１２１，１３１内に充填された第１の有機蒸着材料１２４、あるいは第２の有機蒸着材料１３４を加熱する。
このように構成された第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０は、それぞれ、防着容器１４０，１５０内に収容されている。

防着容器１４０，１５０は、共に同一構造の容器であり、真空チャンバ１１０の天井に向かって開口する開口部１４１，１５１を有し、例えばステンレス鋼から形成されている。この防着容器１４０，１５０は、第１の蒸着源１２０あるいは第２の蒸着源１３０のルツボ１２１，１３１内に充填された各有機蒸着材料１２４，１３４の蒸気を基板１０に蒸着する際に、２個の蒸着源１２０，１３０の内の一方の蒸着源から放出される有機蒸発物質が、他方の蒸着源に付着して汚染されるのを相互間で防止する機能を有する。
また、第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０が収納された防着容器１４０，１５０は、真空チャンバ１１０の底面上に、後述するシャッタ１６０の回転軸１６１に対して互いに対向する位置に配設されている（図２参照）。

図１および図２において、シャッタ１６０は、回転軸１６１に固着され、真空チャンバ１１０の底面の中央部に、回転可能に支持されている。
回転軸１６１は、真空チャンバ１１０の底面壁を貫通して外部に延出し、端部には回転軸１６１を回転駆動する、すなわちシャッタ１６０を回転するためのモータ１６２が接続されている。

シャッタ１６０は、少なくとも、第１の蒸着源１２０あるいは第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１４０，１５０の少なくとも開口部１４１，１５１の一方の開口部を被う大きさを有し、防着容器１４０，１５０の上部に近接して配置されている。この防着容器１４０，１５０の上部（各開口部１４１，１５１）とシャッタ１６０との間隔α（図１参照）は、小さい程好ましいが、シャッタ１６０の確実な作動を確保すると共に、蒸着源１２０または蒸着源１３０から放出される蒸気の回り込みを防ぐためには、１ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲が好ましい。

回転軸１６１を回転駆動するモータ１６２は、モータ１６２の回転位置（すなわち、回転軸１６１およびシャッタ１６０の位置）を検出するためのエンコーダ（図示せず）が取り付けられており、エンコーダの検出位置に基づいてモータ１６２が回転制御される。なお、モータ１６２およびエンコーダは図示しない制御部に接続し、制御部によって制御される。

このモータ１６２が回転駆動することで回転軸１６１が回転すると共に、回転軸１６１に固着されたシャッタ１６０が回転する。これにより、シャッタ１６０は、防着容器１４０の開口部１４１と防着容器１５０の開口部１５１のどちらか一方の開口部を開放状態にすると共に、他方の開口部を遮蔽状態にする。
図２に示すシャッタ１６０は、防着容器１４０の開口部１４１（第１の蒸着源１２０）が開放状態にあり、防着容器１５０の開口部１５１（第２の蒸着源１３０）が遮蔽状態の態様を示している。また、二点鎖線で示すシャッタ１６０Ａは、回転軸１６１が防着容器１５０の開口部１５１の遮蔽状態から略１８０°回転して、シャッタ１６０Ａが防着容器１４０の開口部１４１を遮蔽し、防着容器１５０の開口部１５１を開放した状態を示す。

基板ホルダ１７０はドーム状に形成された保持具であり、多数の開口が形成され、この多数の開口に各有機蒸着材料からなる薄膜が蒸着される基板１０が保持されている。また、基板ホルダ１７０は、ドーム状の上面中央部が回転軸１７１に取り外し可能に構成され、真空チャンバ１１０の天井壁の中央部に回転可能に支持された回転軸１７１に保持固定されている。すなわち、基板ホルダ１７０は、第１の蒸着源１２０あるいは第２の蒸着源１３０に向けて配置されている。

基板ホルダ１７０が保持固定された回転軸１７１は、真空チャンバ１１０の天井壁を貫通して外部に延出し、端部には、基板ホルダ１７０の多数の開口に載置されて有機蒸着物質が蒸着される基板間での成膜厚さを平均化するために、回転軸１７１（すなわち、基板ホルダ１７０）を回転するモータ１７２が接続されている。

次に、このように構成された真空蒸着装置１００を用いて、基板１０の表面に有機化合物としての第１の有機蒸着材料１２４および第２の有機蒸着材料１３４の薄膜（有機系薄膜）を形成する真空蒸着方法を説明する。

有機系薄膜を形成する基板１０としては、眼鏡レンズ、光学機器用のレンズおよびハイブリットレンズ、ミラーなどの光学物品、あるいは、腕時計のカバーガラス、携帯電話の表示板、各種ディスプレイのカバー、さらに、ＣＤ（Compact Disc）などの記録媒体、その他の光学素子、例えば、レンズアレイ、プリズムなどが挙げられる。また、基材の材質は、特に限定されず、ガラス、プラスチックの何れであっても良い。

本実施形態は、基板１０としてプラスチックレンズを用い、そのプラスチックレンズ上に、撥水性有機薄膜と撥油性有機薄膜を形成する場合を例示する。以後、プラスチックレンズを、基板１０に代えてプラスチックレンズ１０と表す。
プラスチックレンズ１０上に形成される撥水性有機薄膜および撥油性有機薄膜は、レンズを使用するに際し、レンズ面に手垢、汗、化粧料等による汚れが付着し難く、しかも汚れを拭き取りやすくするための防汚性能を付与する機能を有する。

撥水性有機薄膜を形成するのに用いる第１の有機蒸着材料１２４として、下記一般式（１）に表されるフッ素含有シラン化合物を準備した。この具体例としては、「ＫＰ−８０１Ｍ」（商品名、信越化学工業（株）製）が挙げられる。

但し、式中、Ｒｆ¹は、パーフルオロアルキル基を表す。Ｚは、フッ素またはトリフルオロメチル基を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、それぞれ独立して、０または１以上の整数を表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅは、少なくとも１以上であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅで括られた各繰り返し単位の存在順序は、式中において限定されない。Ｙは、水素または炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ｘ¹は、水素、臭素またはヨウ素を表す。Ｒ¹は、水酸基または加水分解可能な置換基を表す。Ｒ²は、水素または１価の炭化水素基を表す。ｈは、０、１または２の何れかを表す。ｍは１、２または３の何れかを表す。ｎは、１以上の整数を表す。

また、撥油性有機薄膜を形成するのに用いる第２の有機蒸着材料１３４として、下記一般式（２）に表されるフッ素含有シラン化合物（パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シラン）を準備した。この具体例としては、「ＫＹ−１３０」（商品名、信越化学工業（株）製）が挙げられる。

但し、式中、Ｒｆ²は、式：「−（Ｃ_kＦ_2k）Ｏ−」（式中、ｋは１〜６の整数である）で表される単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する２価の基を表す。Ｒ³は炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｘ²は加水分解性基またはハロゲン原子を表す。ｓは０、１または２の何れかを表す。ｔは１〜５の整数を表す。ｈおよびｉは２または３を表す。

上記一般式（１）あるいは一般式（２）に表されるフッ素含有シラン化合物を用いて形成される撥水性有機薄膜や撥油性有機薄膜は、高い防汚性能を有すると共に、耐擦傷性、拭き取り性、耐薬品性等の耐久品質が向上した防汚性能を得ることが可能であり、一般式（１）あるいは一般式（２）に表されるフッ素含有シラン化合物を防汚性有機化合物として好ましく用いることができる。なお、一般式（１）あるいは一般式（２）に表される有機化合物の薄膜を形成する基材の材質がプラスチックの場合には、形成する有機系薄膜の下層に無機物質層が形成されているのが好ましい。

プラスチックレンズ１０への真空蒸着方法は、先ず、レンズ基材の表面に無機反射防止膜が成膜されたプラスチックレンズ１０を準備した。そして、準備したプラスチックレンズ１０を、予め真空蒸着装置１００の回転軸１７１から取り外された基板ホルダ１７０の多数の開口に、おのおのプラスチックレンズ１０を載置した。そして、プラスチックレンズ１０が載置された基板ホルダ１７０を、真空チャンバ１１０内に投入し、回転軸１７１に取り付けた。

一方、第１の有機蒸着材料１２４として、撥水性有機薄膜を成膜するための、例えば、「ＫＰ−８０１Ｍ」（商品名、信越化学工業（株）製）を、防着容器１４０内に収納された第１の蒸着源１２０のルツボ１２１内に充填した。また、第２の有機蒸着材料１３４として撥油性有機薄膜を成膜するための、例えば、「ＫＹ−１３０」（商品名、信越化学工業（株）製）を、防着容器１５０内に収納された第２の蒸着源１３０のルツボ１３１内に充填した。

第１の有機蒸着材料１２４および第２の有機蒸着材料１３４が、各蒸着源のルツボ内に充填された後、シャッタ１６０を、第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１５０の開口部１５１を遮蔽する位置に回転する。これにより、第１の蒸着源１２０が収容された防着容器１４０の開口部１４１は、開放状態にある。

そして、ドライポンプとターボ分子ポンプを組み合わせた真空ポンプを起動し、真空チャンバ１１０の側壁に形成された排気口１１１を通じて、真空チャンバ１１０内を８．０×１０^-3Ｐａ程度の到達圧力まで排気する。
そして、モータ１７２を起動し、多数のプラスチックレンズ１０が載置された基板ホルダ１７０を回転すると共に、第１の蒸着源１２０のヒータ１２２、および第２の蒸着源１３０のヒータ１３２に給電し、ルツボ１２１内に充填された第１の有機蒸着材料１２４、およびルツボ１３１内に充填された第２の有機蒸着材料１３４を、８０℃〜９０℃程度の温度まで加熱する。

これにより、ルツボ１２１内に充填された第１の有機蒸着材料１２４の蒸気が真空チャンバ１１０内を上昇し、基板ホルダ１７０の開口を通じて基板ホルダ１７０に載置された各プラスチックレンズ１０の表面に付着し、第１の有機蒸着材料１２４のフッ素含有シラン化合物からなる撥水性有機薄膜が成膜される。
この第１の有機蒸着材料１２４の成膜の際に、第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１５０の開口部１５１は、シャッタ１６０により遮蔽されているので、第２の有機蒸着材料１３４の蒸気は防着容器１５０に留まって、真空チャンバ１１０内に放出されることはなく、第１の蒸着源１２０が汚染されることを防ぐことができる。また、第１の蒸着源１２０から放出される第１の有機蒸着材料１２４の蒸気が、第２の蒸着源１３０を汚染することはない。

そして、第１の有機蒸着材料１２４の成膜が終了した後、真空ポンプを起動して真空チャンバ１１０内を１．０×１０^-1Ｐａ程度の到達圧力まで排気する。
そして、モータ１６２に給電し、回転軸１６１を介してシャッタ１６０が、第１の蒸着源１２０の収容された防着容器１４０の開口部１４１を遮蔽する位置まで、略１８０°回転する。これにより第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１５０の開口部１５１が開放状態となり、第２の蒸着源１３０のルツボ１３１内に充填された第２の有機蒸着材料１３４の蒸気が真空チャンバ１１０内に放出される。

第２の蒸着源１３０から放出された第２の有機蒸着材料１３４の蒸気は、真空チャンバ１１０内を上昇し、基板ホルダ１７０の開口を通じて、基板ホルダ１７０に載置され各プラスチックレンズ１０の表面に形成された第１の有機蒸着材料１２４からなる撥水性有機薄膜上に付着し、第２の有機蒸着材料１２４のフッ素含有シラン化合物からなる撥油性有機薄膜が成膜される。

この第２の有機蒸着材料１３４の成膜の際に、第１の蒸着源１２０が収容された防着容器１４０の開口部１４１は、シャッタ１６０により遮蔽されているので、第１の有機蒸着材料１２４の蒸気は防着容器１４０内に留まって、真空チャンバ１１０内に放出されることはない。また、第２の蒸着源１３０から放出される第２の有機蒸着材料１３４の蒸気が、第１の蒸着源１２０を汚染することはない。

なお、成膜される撥水性有機薄膜および撥油性有機薄膜の膜厚は、シャッタ１６０の開放時間、すなわち蒸着時間を制御することにより、所望の膜厚が得られる。
そして、第２の有機蒸着材料１３４の蒸着が終了した後、第１の蒸着源１２０のヒータ１２２、および第２の蒸着源１３０のヒータ１３２の給電を停止すると共に、真空チャンバ１１０内を大気開放し、大気圧に戻す。

そして、プラスチックレンズ１０が載置された基板ホルダ１７０が、真空チャンバ１１０内から取り出されて、一方のレンズ面に、撥水性有機薄膜および撥油性有機薄膜の薄膜が成膜されたプラスチックレンズ１０が得られる。

なお、必要に応じて、前述に示したと同様の操作方法により、プラスチックレンズ１０の他方のレンズ面に、撥水性有機薄膜および撥油性有機薄膜の薄膜を行うことができる。 また、薄膜の成膜後に、アニール処理を行うのが好ましい。アニール処理は、例えば、常温環境下に８時間以上放置することで行われる。より好ましくは、温度が４０℃〜９０℃、相対湿度が４０％〜９０％の範囲に設定された恒温恒湿槽内に、１時間〜２時間程度投入して行う。これにより撥水性能および撥油性能の耐久性を増加させることができる。

以上の実施形態１において、第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０を収納する防着容器１４０，１５０の開口部１４１，１５１の内のどちらか一方の開口部を開放および遮蔽するシャッタ１６０は、シャッタ１６０に代えて、以下のように構成することができる。

図３は、別のシャッタ構成および動作を示すシャッタ部の模式図であり、（ａ）は第１の蒸着源の蒸着状態を示す部分断面図であり、（ｂ）はシャッタが上昇して第２の蒸着源の防着容器の開口部から離間した態様を示す部分断面図である。（ｃ）はシャッタが第１の蒸着源の防着容器の開口部上に回転した態様を示す部分断面図であり、（ｄ）は第２の蒸着源の蒸着状態を示す部分断面図である。

先ず、図３（ａ）を参照して、シャッタ１６４の構成を説明する。
シャッタ１６４は、シャッタ体１６５と、シャッタ体１６５に固着された蓋部材としての遮蔽蓋１６６を備え、シャッタ体１６５が回転軸１６１に固着され、真空チャンバ１１０の底面壁の中央部に、回転可能に支持されている。

回転軸１６１は、真空チャンバ１１０の底面壁を貫通して外部に延出し、端部には回転軸１６１を回転駆動する、すなわちシャッタ１６４を回転するためのモータ１６２が接続されている。また、モータ１６２は、蒸着されるプラスチックレンズ１０が保持された基板ホルダ１７０の方向に昇降するリフト装置１８０に載置されている。
なお、モータ１６２、およびリフト装置１８０は、図示しない制御部に接続し、制御部によって制御される。

遮蔽蓋１６６は、第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１５０の開口部１５１を遮蔽する遮蔽部と、遮蔽部端部から防着容器１５０の側壁に沿って容器底面方向に延伸する縁（ふち）部を有し、開口部１５１上部を覆う（遮蔽する）と共に、開口部１５１の周りを側壁外側からぐるりと囲んで覆う機能を有する。縁部の長さは、１０ｍｍ程度以上が好ましい。また、遮蔽蓋１６６は、シャッタ体１６５に固着され、回転軸１６１の回転により、シャッタ体１６５と共に回転する。なお、遮蔽蓋１６６は、防着容器１５０と同様に、例えば、ステンレス鋼から形成されている。

こうした遮蔽蓋１６６は、防着容器１５０の開口部１５１上部に近接して配置され、防着容器１５０の開口部１５１との間隔α、および、防着容器１５１の側壁と縁部との間隔γは、１ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲に設定されている。
なお、シャッタ１６４が回転し、シャッタ１６４が第１の蒸着源１２０が収容された防着容器１４０の開口部１４１を覆う場合についても、防着容器１５０（第２の蒸着源１３０）の場合と同様である。

次に、このように構成されたシャッタ１６４の動作を説明する。
図３（ａ）は、第１の蒸着源１２０を蒸着（成膜）する態様を示し、シャッタ１６４が、第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１５０上に位置し、遮蔽蓋１６６が第２の蒸着源１３０を収容する防着容器１５０の開口部１５１を遮蔽している。すなわち、第１の蒸着源１２０が収容された防着容器１４０の開口部１４１が開放され、第１の蒸着源１２０のルツボ１２１内に充填された第１の有機蒸着材料１２４の蒸気が真空チャンバ１１０内を上昇し、基板ホルダ１７０に載置されたプラスチックレンズ１０（図１参照）の表面に、第１の有機蒸着材料１２４からなる撥水性有機薄膜が成膜される。

この第１の有機蒸着材料１２４の蒸着の際に、シャッタ１６４の遮蔽蓋１６６が、第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１５０の開口部１５１上部および開口部１５１の周りを側壁外側からぐるりと囲んで覆われていることにより、第２の蒸着源１３０が加熱されて蒸気化した第２の有機蒸着材料１３４の蒸気を、防着容器１５０内に留めると共に、第１の蒸着源１２０から真空チャンバ１１０内に放出され、プラスチックレンズ１０の表面に撥水性有機薄膜を成膜する第１の有機蒸着材料１２４の蒸気が第２の蒸着源１３０に付着する汚染を防ぐことができる。

そして、第１の有機蒸着材料１２４からなる撥水性有機薄膜の成膜が終了した後、図３（ｂ）に示すように、リフト装置１８０が作動し、リフト装置１８０に載置されたモータ１６２、回転軸１６１およびシャッタ１６４が、プラスチックレンズ１０が保持された基板ホルダ１７０の方向に上昇した後に停止する。シャッタ１６４の停止位置は、シャッタ１６４が回転可能であれば良く、例えば、遮蔽蓋１６６の縁部端面と防着容器１５０の側壁端部との間隔が、１ｍｍ程度以上離れた位置である。

そして、基板ホルダ１７０の方向に上昇し、停止したシャッタ１６４は、図３（ｃ）に示すように、モータ１６２が作動し、回転軸１６１が略１８０°回転して、真空チャンバ１１０の底面上に回転軸１６１に対して互いに対向する位置に配設された、第１の蒸着源１２０を収容する防着容器１４０の開口部１４１上に停止する。

そして、図３（ｄ）に示すように、リフト装置１８０が作動し、リフト装置１８０に載置されたモータ１６２、回転軸１６１およびシャッタ１６４が、真空チャンバ１１０の底面方向に下降した後に停止する。シャッタ１６４が停止する位置は、遮蔽蓋１６６と防着容器１４０の開口部１４１との間隔α（図３（ａ）参照）が、１ｍｍ〜５ｍｍ程度の位置である。

これにより、シャッタ１６４の遮蔽蓋１６６が第１の蒸着源１２０を収容する防着容器１４０の開口部１４１を遮蔽する。すなわち、第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１５０の開口部１５１が開放され、第２の蒸着源１３０のルツボ１３１内に充填された第２の有機蒸着材料１３４の蒸気が真空チャンバ１１０内を上昇し、基板ホルダ１７０に載置され、撥水性有機薄膜が成膜されたプラスチックレンズ１０の表面に、第２の有機蒸着材料１３４からなる撥油性有機薄膜が成膜される。

以上の実施形態において、蒸着源１２０，１３０を収容した各防着容器１４０，１５０は、真空チャンバ１１０の底面上に、回転軸１６１に対して互いに対向する（略１８０°離れた）位置に、しかも回転軸１６１から略等距離の位置に配設された場合で説明したが、有機蒸着材料を蒸着する際のシャッタ１６０の遮蔽領域は、２個の防着容器の開口部の内のどちらか一方の開口部を順次、遮蔽すれば良く、防着容器は、回転軸１６１の中心から略等距離にある必要はなく、異なる距離に配置された場合であっても良い。

また、シャッタ１６０は、少なくとも、第１の蒸着源１２０あるいは第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１４０，１５０の少なくとも開口部１４１，１５１の内の一方の開口部を被う大きさを有し、防着容器１４０，１５０の上部に近接して配置された場合で説明したが、シャッタ１６０は、少なくとも、第１の蒸着源１２０あるいは第２の蒸着源１３０が収容された防着容器１４０，１５０の少なくとも開口部１４１，１５１の内の一方の開口部を開放する開口領域を有する場合であっても良い。

さらに、第１の蒸着源１２０あるいは第２の蒸着源１３０収容する各防着容器１４０，１５０を配設しない場合であっても良い。その場合には、シャッタ１６０が少なくとも第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０の有機蒸着材料が充填されたルツボ１２１，１３１の一方の開口部を被う大きさ、あるいはルツボ１２１，１３１の一方の開口部を開放する開口領域を有し、ルツボ１２１，１３１の開口部の上部に近接して配置される。

また、第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０の加熱装置として、各ルツボ１２１，１３１の外周側面をヒータで加熱する間接抵抗加熱方式を用いた場合で説明したが、どんな抵抗加熱方式であっても良いし、ハロゲンランプなどを用いたランプ加熱方式であっても良い。
また、真空チャンバ１１０内の第１の蒸着源１２０および第２の蒸着源１３０と、成膜されるプラスチックレンズ１０が載置された基板ホルダ１７０との間に、基板ホルダ１７０と略平行に、蒸着膜厚の分布を補正するための補正板を配設しても良いし、成膜される有機薄膜の膜厚を検出する膜厚検出装置などを配設することができる。

以上の実施形態１によれば、真空蒸着装置１００は、真空チャンバ１１０内に配設された互いに種類の異なる２個の蒸着源１２０，１３０を、２個の蒸着源１２０，１３０の内の一つの蒸着源を開放する開口領域を有する一つのシャッタ１６０が、順次、開放することで、開放された一方の蒸着源１２０から放出された第１の有機蒸着材料１２４の蒸気が、他方の蒸着源１３０に付着して汚染されるのを防ぐと共に、遮蔽された他方の蒸着源１３０の有機蒸着材料１３４の蒸気が、蒸着源１２０を汚染するのを防ぐことができる。また、シャッタ１６０が、２個の蒸着源１２０，１３０を順次、選択的に開放して蒸着することで、真空チャンバ１１０内の真空状態を維持したまま、連続的に基板１０上に有機化合物の薄膜を形成することが可能となり、蒸着工程の作業効率を向上することができる。

また、加熱手段を有する互いに種類の異なる２個の蒸着源１２０，１３０が、基板１０に対向する側に開口部１４１，１５１を有する各防着容器１４０，１５０内に収容され、その開口部１４１，１５１をシャッタ１６０が開放および遮蔽する。さらに２個の防着容器１４０，１５０の開口部１４１，１５１を開放および遮蔽するシャッタ（１６４）が、防着容器１４０，１５０の開口部１４１，１５１及び開口部１４１，１５１の全周側面に沿って延伸する縁部を有する遮蔽蓋１６６を備えることで、シャッタ１６０，１６４に遮蔽された他方の蒸着源１３０の有機化合物の蒸気が、防着容器１５０内に留まって、真空チャンバ１１０内に放出されることはなく、基板１０を蒸着する一方の蒸着源１２０から放出された有機化合物の蒸気が、他方の蒸着源１３０に付着することもない。したがって、２個の蒸着源１２０，１３０の相互間の汚染を防ぐことができる。

（実施形態２）
実施形態１において、真空蒸着装置１００は、真空チャンバ１１０内に、防着容器１４０に収容された加熱装置を含む第１の蒸着源１２０と、防着容器１５０に収容された加熱装置を含む第２の蒸着源１３０との２個の蒸着源を配置した構成であるが、本実施形態２の真空蒸着装置２００は、真空チャンバ１１０内に、４個の加熱装置を含む蒸着源を配置した構成である。したがって、防着容器内に収容された４個の加熱装置を含む蒸着源と、それに対応するシャッタを配置したことを除いては実施形態１と同様の基本構成を有し、実施形態１と異なる構成要素以外の説明は省略する。また、各構成要素の動作についても同様であり、その詳細説明も省略する。

図４は、実施形態２に係わる真空蒸着装置のシャッタ部における部分平面図である。
図４において、真空蒸着装置２００は、真空チャンバ１１０内に、４個の加熱装置を含む蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０と、各蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０を内部に収容する防着容器２５０，２６０，２７０，２８０と、一つのシャッタ２９０を備え、基板としてのプラスチックレンズ１０の表面に４種類の互いに異なる有機蒸着材料の薄膜を成膜することできる。

４個の加熱装置を含む蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０は、共に同一構造の容器であり、上記実施形態１と同様に、それぞれ、有機蒸着材料２１４，２２４，２３４，２４４が充填されたルツボ２１１，２２１，２３１，２４１と、加熱装置としてのヒータと、ルツボを保持する保持容器を備え、それぞれ、防着容器２５０，２６０，２７０，２８０内に収容されている。

これらの蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０を収容した防着容器２５０，２６０，２７０，２８０は、真空チャンバ１１０の底面上に、回転軸１６１を中心とする略等距離の位置に、しかも回転中心に対して略等角度（回転軸１６１に対する中心角βが略同一、すなわちβ＝９０°）の位置に配設されている。

シャッタ２９０は、回転軸１６１に固着され、真空チャンバ１１０の底面壁の中央部に、回転可能に支持されている（図１参照）。
回転軸１６１は、真空チャンバ１１０の底面壁を貫通して外部に延出し、端部には回転軸１６１を回転駆動する、すなわちシャッタ２９０を回転するためのモータ１６２が接続されている。

また、シャッタ２９０は、少なくとも、加熱装置を含む蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０が収容された防着容器２５０，２６０，２７０，２８０の内の３個の防着容器、例えば、防着容器２６０，２７０，２８０の少なくとも開口部２６１，２７１，２８１の領域を被う大きさを有している。すなわち、防着容器２５０，２６０，２７０，２８０の内の１個の防着容器の開口部、例えば開口部２５１を開放する開口領域を有し、防着容器２６０，２７０，２８０の上部に近接して配置されている。
図４において、蒸着源２１０が収容された防着容器２５０の開口部２５１が開放され、防着容器２５０以外の蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０を収容した３個の防着容器２６０，２７０，２８０の開口部２６１，２７１，２８１は、遮蔽されている。

このように構成された真空蒸着装置２００は、ドライポンプとターボ分子ポンプを組み合わせた真空ポンプを起動し、真空チャンバ１１０の側壁に形成された排気口１１１を通じて、先ずプラスチックレンズ１０上に蒸着する有機蒸着材料２１４に対応した所定の到達圧力まで、真空チャンバ１１０内を排気する。

そして、モータ１７２を起動し、多数のプラスチックレンズ１０が載置された基板ホルダ１７０を回転させると共に、防着容器２５０，２６０，２７０，２８０内に収容された蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０の各ヒータに給電し、ルツボ２１１，２２１，２３１，２４１内に充填された有機蒸着材料２１４，２２４，２３４，２４４を、それぞれ所定温度まで加熱する。

これにより、ルツボ２１１に充填された有機蒸着材料２１４の蒸気が真空チャンバ１１０内を上昇し、基板ホルダ１７０の開口を通じて基板ホルダ１７０に載置された各プラスチックレンズ１０の表面に付着し、有機蒸着材料２１４の有機薄膜が成膜される。
そして、プラスチックレンズ１０上に有機蒸着材料２１４の薄膜が成膜された後、蒸着源２１０を加熱しているヒータの給電を停止すると共に、真空ポンプを起動して、次にプラスチックレンズ１０上に成膜する、例えば、有機蒸着材料２２４に対応した所定の到達圧力まで、真空チャンバ１１０内を排気する。

そして、モータ１６２を作動し、回転軸１６１を介して、シャッタ２９０を真空チャンバ１１０の底面壁に向かって略９０°左回転する。この回転により、今まで開放状態にあった蒸着源２１０が収容された防着容器２５０の開口部２５１が、シャッタ２９０で遮蔽されると共に、蒸着源２２０が収容された防着容器２６０の開口部２６１が開放される。したがって、防着容器２７０，２８０の開口部２７１，２８１は、引き続き遮蔽状態にある。

そして、防着容器２５０の開口部２５１が開放されたルツボ２２１に充填された有機蒸着材料２２４の蒸気が真空チャンバ１１０内を上昇し、基板ホルダ１７０の開口を通じて基板ホルダ１７０に載置された各プラスチックレンズ１０の表面に付着し、有機蒸着材料２１４からなる有機薄膜上に、有機蒸着材料２２４の有機薄膜が成膜される。
以後、同様にシャッタ２９０（モータ１６２）、真空ポンプおよび蒸着源のヒータが作動して、プラスチックレンズ１０上に、互いに異なる有機蒸着材料からなる４層の有機薄膜が成膜される。

なお、４個の加熱装置を含む蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０の各ルツボ２１１，２２１，２３１，２４１に充填される４種類の互いに異なる有機蒸着材料としては、例えば、前記実施形態１の一般式（１）に表される撥水性有機物質、一般式（２）に表される撥油性有機物質、これらの撥水性有機物質と撥油性有機物質の混合化合物、防曇処理の前処理コーティング化合物などが挙げられる。

防曇処理の前処理コーティング化合物としては、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのチオール基を有するシランカップリング剤を、単独またはこれらの内の２種以上を混合したものが例示される。

こうした真空蒸着装置２００は、４種類の互いに異なる有機蒸着材料の蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０が、それぞれ、防着容器２５０，２６０，２７０，２８０内に収容されている。そして、プラスチックレンズ１０上に、４種類のうちの一つの有機蒸着材料からなる薄膜が成膜される際に、他の３種類の有機蒸着材料が収容された防着容器の開口部が、シャッタ１６０により遮蔽されているので、成膜している蒸着源の蒸気が、他の３個の蒸着源を汚染することはなく、他の３個の蒸着源が成膜している蒸着源を汚染することもない。すなわち、成膜する４個の互いに異なる蒸着源の相互間の汚染を防ぐことができる。

以上の実施形態２において、蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０を収容した防着容器２５０，２６０，２７０，２８０は、真空チャンバ１１０の底面上に、回転軸１６１を中心とする略等距離の位置に、しかも等間隔に配設された場合で説明したが、有機蒸着材料を蒸着する際のシャッタ２９０の遮蔽領域は、防着容器２５０，２６０，２７０，２８０の開口部の内の３個の開口部を順次、遮蔽すれば良く、防着容器は、回転軸１６１の中心から略等距離にある必要はなく、異なる距離に配置された場合であっても良い。

また、真空チャンバ１１０内に４個の蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０（防着容器２５０，２６０，２７０，２８０）を配設した場合で説明したが、真空チャンバ１１０の底面壁の面積が広い場合には、蒸着源を４個以上配置することができる。
また、有機蒸着材料を蒸着する際に、シャッタ２９０が真空チャンバ１１０の底面壁に向かって略９０°左回転して、蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０に充填された４種類の有機蒸着材料を順次蒸着する場合で説明したが、どんな蒸着順序であっても良い。その場合の蒸着順序は、図示しない制御部に設定されたモータ１６２（すなわち、回転軸１６１およびシャッタ１６０）の回転動作により制御される。

以上の実施形態２に係わる真空蒸着装置２００は、実施形態１における効果の他に、以下の効果を得ることができる。
加熱手段を有する互いに種類の異なる４個の蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０、あるいは蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０を収容する各防着容器２５０，２６０，２７０，２８０が、モータ１６２により回転するシャッタ２９０の回転中心に対して、略等角度（回転軸１６１に対する中心角βが略同一、すなわちβ＝９０°）の位置に配設されていることにより、真空チャンバ１１０内に多数（４個）の蒸着源を配設し、しかも多数の蒸着源の内の一つの蒸着源を開放する開口領域を有する一つのシャッタ２９０により、基板１０上に、互いに種類の異なる複数の有機化合物の多層薄膜を形成することができる。また、４個の蒸着源２１０，２２０，２３０，２４０に対して、一つのシャッタ２９０で構成されることで、真空蒸着装置２００（真空チャンバ１１０）を小型化することができる。なお、蒸着源、あるいは蒸着源を収容する防着容器は、真空チャンバ１１０に配設することが可能であれば４個以上の場合であっても良い。

本発明の実施形態１に係わる真空蒸着装置の概略を示す断面側面図。 図１における真空蒸着装置のＡ−Ａ線に沿った断面の矢視図。 別のシャッタ構成および動作を示すシャッタ部の模式図であり、（ａ）は第１の蒸着源の蒸着状態を示す部分断面図。（ｂ）はシャッタが上昇して第２の蒸着源の防着容器の開口部から離間した態様を示す部分断面図。（ｃ）はシャッタが第１の蒸着源の防着容器の開口部上に回転した態様を示す部分断面図。（ｄ）は第２の蒸着源の蒸着状態を示す部分断面図。 本発明の実施形態２に係わる真空蒸着装置のシャッタ部における部分平面図。

符号の説明

１０…基板としてのプラスチックレンズ、１００，２００…真空蒸着装置、１１０…真空チャンバ、１２０，１３０，２１０，２２０，２３０，２４０…蒸着源、１２１，１３１，２１１，２２１，２３１，２４１…ルツボ、１２２，１３２…加熱手段としてのヒータ、１２３，１３３…保持容器、１２４，１３４，２１４，２２４，２３４，２４４…有機化合物としての有機蒸着材料、１４０，１５０，２５０，２６０，２７０，２８０…防着容器、１４１，１５１，２５１，２６１，２７１，２８１…開口部、１６０，１６０Ａ，１６４，２９０…シャッタ、１６１…回転軸、１６２…回動手段としてのモータ、１６５…シャッタ体、１６６…蓋部材としての遮蔽蓋、１７０…基板ホルダ、１８０…リフト装置。

Claims (5)

1. 蒸着により複数種の有機化合物からなる薄膜を基板上に形成するための真空蒸着装置であって、
   真空チャンバと、前記真空チャンバ内に、加熱手段を有し且つ互いに種類の異なる前記有機化合物を保持する複数の蒸着源と、前記複数の蒸着源と前記基板との間に前記蒸着源に保持された有機化合物の蒸気を開放および遮蔽するための一つのシャッタを備え、
   前記シャッタは、前記複数の蒸着源の内の一つを順次、開放することを特徴とする真空蒸着装置。
2. 請求項１に記載の真空蒸着装置において、
   前記シャッタは、前記複数の蒸着源の内の一つの蒸着源を開放する開口領域を有すること特徴とする真空蒸着装置。
3. 請求項１または２に記載の真空蒸着装置において、
   前記真空チャンバ内に、前記複数の蒸着源を蒸着源毎に収容する複数の防着容器をさらに備え、
   前記防着容器は、前記基板に対向する側に開口部を有し、
   前記シャッタが前記複数の防着容器の前記開口部を開放および遮蔽することを特徴とする真空蒸着装置。
4. 請求項３に記載の真空蒸着装置において、
   前記シャッタは、
   前記防着容器の前記開口部を遮蔽する遮蔽部及び前記開口部の全周側面に沿って前記防着容器底面方向へ延伸する縁部を有する蓋部材を備えたことを特徴とする真空蒸着装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の真空蒸着装置において、
   前記シャッタは回動手段により回転し、
   前記複数の蒸着源が、前記シャッタの回転中心に対して略等角度の位置に配設されたことを特徴とする真空蒸着装置。
   

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