JP2017190513A - 蒸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水晶音叉に効率良くＡｕを成膜することのできる蒸着装置を提供する。【解決手段】本発明の蒸着装置は、蒸着対象の複数の水晶音叉が取り付けられる複数のプラネタリ基板１と、複数のプラネタリ基板１を１つの公転軸の周りに回転させると共に、複数のプラネタリ基板１の各々をその自転軸の周りに回転させる自公転駆動機構２と、抵抗加熱によりＡｕを蒸発させる抵抗加熱蒸発源３と、Ａｕの蒸発量を監視する水晶モニタ４とを備え、抵抗加熱蒸発源３は、それぞれがＡｕを蒸発させる複数の加熱部を有し、複数の加熱部を順次所定の蒸発実行位置に移動させる加熱部移動機構８と、水晶モニタ４の観測したＡｕの蒸発量に応じて、蒸発実行位置でひとつの加熱部からのＡｕの蒸発が終了した後に、次の加熱部を蒸発実行位置に移動させるように、加熱部移動機構３を駆動制御する駆動部９とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着装置に関する。特に、水晶音叉にＡｕを蒸着する蒸着装置に関する。

小型の水晶振動子として、従来から、音叉型振動子が用いられている。音叉型水晶振動子は、水晶板が音叉の形状に加工されたもの（以下、「水晶音叉」または単に「音叉」という）であり、圧電効果により、その２本の腕に共振周波数が生じる。この共振周波数を取り出すことで、正確な基準周波数（例えば３２．７６８ｋＨｚ）を得ることができる。共振周波数は、音叉の腕の長さと幅、および腕の先端部の重さで決まる。先端部を重くするため、Ａｕ膜が用いられる。

水晶音叉にＡｕを成膜する方法としては、所定の軸の周りに自公転するプラネタリ基板に音叉を取り付け、抵抗加熱蒸発源からＡｕを蒸着する方法が利用されている。

従来の水晶音叉へのＡｕ成膜では、蒸発源のフィラメント電極に印加するパワーを設定し、時間制御でＡｕを飛ばしきって蒸着していた。しかし、この方法では、時間制御であるため、タクトを優先すると、Ａｕが蒸発しきらずに残ってしまうことになる。Ａｕは高価で貴重であるため、効率良く成膜することが望ましいが、Ａｕを完全に蒸発するために時間に余裕をもたせると、タクトが低下してしまう。また、Ａｕを厚く成膜する必要がある場合、抵抗加熱蒸発では保持できる成膜材料の量に限界がある。

本発明は、このような課題を解決し、水晶音叉に効率良くＡｕを成膜することのできる蒸着装置を提供することを目的とする。

本発明の蒸着装置は、蒸着対象の複数の水晶音叉が取り付けられる複数のプラネタリ基板と、これらのプラネタリ基板を１つの公転軸の周りに回転させると共に、プラネタリ基板の各々をその自転軸の周りに回転させる自公転駆動機構と、抵抗加熱によりＡｕを蒸発させる抵抗加熱蒸発源と、Ａｕの蒸発量を監視する水晶モニタとを備え、抵抗加熱蒸発源は、それぞれがＡｕを蒸発させる複数の加熱部を有し、これらの複数の加熱部を順次所定の蒸発実行位置に移動させる加熱部移動機構と、水晶モニタの観測したＡｕの蒸発量に応じて、蒸発実行位置でひとつの加熱部からのＡｕの蒸発が終了した後に、次の加熱部を蒸発実行位置に移動させるように、加熱部移動機構を駆動制御する駆動部とを備えることを特徴とする。

加熱部移動機構は、複数の加熱部が配置された面で、その面と垂直な軸の周りに蒸着用加熱部を回転させる構造であることが望ましい。また、蒸発実行位置以外の位置で加熱部から蒸発するＡｕを遮断するシャッタを備えることが望ましい。この場合、加熱部移動機構は、蒸発するＡｕがシャッタにより遮断される位置、すなわちシャッタ下、への加熱部の移動も行うことが望ましい。抵抗加熱蒸発源は、シャッタ下で、加熱部に置かれたＡｕの溶かし込みを行うことが望ましい。

本発明によると、水晶音叉に効率良くＡｕを成膜することのできる蒸着装置が提供される。

図１は、本発明の一実施形態の蒸着装置の概略構成を示す図である。 図２は、抵抗加熱蒸発源の詳細を示す平面図である。

図１は、本発明の一実施形態の蒸着装置の概略構成を示す図である。この蒸着装置は、蒸着対象の複数の水晶音叉が取り付けられる複数のプラネタリ基板１と、これらのプラネタリ基板１を１つの公転軸の周りに回転させると共に、プラネタリ基板１の各々をその自転軸の周りに回転させる自公転駆動機構２と、抵抗加熱によりＡｕを蒸発させる抵抗加熱蒸発源３と、Ａｕの蒸発量を監視する水晶モニタ４とを、真空容器５内に備える。自公転駆動機構２は、真空容器５外の制御部６の制御により、同じく真空容器５外のプラネタリ基板回転駆動部７により駆動される。水晶モニタ４は、水晶板への蒸着膜形成により変化する共振周波数の変化により膜厚を測定する素子であり、測定される膜厚により、Ａｕの蒸発量を測定することができる。

抵抗加熱蒸発源３は、それぞれがＡｕを蒸発させる複数の加熱部３１，３２（図２参照）を有する。そして、この実施形態に係る蒸着装置は、抵抗加熱蒸発源３の複数の加熱部３１，３２を順次所定の蒸発実行位置（望ましくはプラネタリ基板１の自公転の中心）に移動させる加熱部移動機構８を備え、水晶モニタ４の観測したＡｕの蒸発量に応じて、蒸発実行位置でひとつの加熱部（例えば加熱部３１）からのＡｕの蒸発が終了した後に、次の加熱部（例えば加熱部３２）を蒸発実行位置に移動させるように加熱部移動機構８を駆動制御する駆動部として、制御部６および蒸発源回転駆動部９を備える。また、この実施形態に係る蒸着装置は、蒸発実行位置以外の位置で加熱部３１，３２から蒸発するＡｕを遮断するシャッタ１０を備える。

図２は、抵抗加熱蒸発源３の詳細を示す平面図であり、図１における上から見た図である。抵抗加熱蒸発源３より上にあるシャッタ１０については、説明のため、破線で示す。この抵抗加熱蒸発源３は、それぞれがＡｕを蒸発させる複数（この例では２つ）の加熱部３１，３２を有し、加熱部移動機構８は、加熱部３１，３２が配置された面で、その面と垂直な回転軸８１の周りに加熱部３１，３２を回転させる構造である。加熱部３１，３２としては、フィラメントまたはボートが用いられる。本実施形態では抵抗加熱ボートを用いる。

図２に示す抵抗加熱蒸発源３を用い、図１に示す蒸着装置で水晶音叉にＡｕを蒸着する方法について説明する。プラネタリ基板１には、蒸着対象の水晶音叉を取り付けておく。抵抗加熱蒸発源３の各加熱部３１，３２には、Ａｕを載せておく。蒸発源回転駆動部９により移動機構８を駆動し、抵抗加熱蒸発源３の各加熱部３１，３２を、図２に二点鎖線で示すように、シャッタ１０の直下に配置する。真空容器５内を真空排気した後、加熱部３１および加熱部３２に通電し、抵抗加熱ボートに載置したＡｕの溶かし込みを行う。溶かし込みの際に蒸発するＡｕはシャッタ１０により遮蔽され、プラネタリ基板１に溶かし込み時の膜が堆積することを防止する。溶かし込み完了後、蒸発源回転駆動部９により移動機構８を駆動して、最初の加熱部３１を蒸発実行位置（図２において抵抗加熱蒸発源３を実線で示す位置）に配置する。本実施形態では、蒸発実行位置をプラネタリ基板１の自公転の中心とすることで、プラネタリ基板１に搭載される複数の水晶音叉全体に均等に膜を堆積させることができる。プラネタリ基板１を自公転させ、最初の加熱部３１が所定の蒸発実行位置に配置された状態で加熱部３１に通電し、水晶音叉への蒸着が行われる。水晶モニタ４によりＡｕの蒸発量を監視し、加熱部３１からのＡｕの蒸発が終了と判断されると、蒸発源回転駆動部９により移動機構８を駆動して、次の加熱部３２を蒸発実行位置に配置する。最初の加熱部３１と次の加熱部３２の蒸発実行位置は同じであり、最初の加熱部３１と次の加熱部３２を同じ条件で成膜することができる。加熱部３２がプラネタリ基板１の自公転の中心に配置された状態で、加熱部３２に通電し、これにより、水晶音叉への蒸着が継続される。以上の動作は、制御部６の制御の下に行われる。

本実施形態では、蒸発実行位置とは異なる位置に固定のシャッタ１０を配置し、固定シャッタ１０の下の遮蔽位置と、蒸発実行位置との間を蒸発源回転駆動部９により移動させる構成であるため、装置を複雑化せず、一つの駆動源でシャッタ開閉制御と加熱部の位置制御を行うことができる。本実施形態では固定シャッタ１０を溶かし込み時のシャッタとして用いているが、成膜時のシャッタとして用いても良い。例えば水晶モニタ４により水晶音叉に堆積する膜の厚みをモニタリングし、所望の膜厚となった時点で蒸発源回転駆動部９を駆動制御し、加熱部を固定シャッタ１０の下に移動させて成膜を終了させてもよい。

本実施形態では固定シャッタを用いるが、蒸発実行位置に可動シャッタを配置してもよい。シャッタ閉の状態で加熱部を蒸発実行位置に配置し、溶かし込み実施後にシャッタ開として水晶音叉への蒸着を開始すればよい。

以上説明した実施形態では、複数の加熱部３１，３２を常に最適な蒸発位置に配置することができるため貴重な材料でも、無駄なく成膜することができる。また、立体形状の水晶音叉の側面にも付き回りよく膜を堆積させることができる。さらに、水晶モニタ４により蒸発量を監視することで、タクトを短縮しながらも、蒸着材料を完全に飛ばしきることができる。また、Ａｕの蒸発速度を管理でき、安定かつ高品質の成膜が可能となる。

１ プラネタリ基板
２ 自公転駆動機構
３ 抵抗加熱蒸発源
４ 水晶モニタ
５ 真空容器
６ 制御部
７ プラネタリ基板回転駆動部
８ 加熱部移動機構
９ 蒸発源回転駆動部
１０ シャッタ
３１，３２ 加熱部
８１ 回転軸

Claims (5)

1. 蒸着対象の複数の水晶音叉が取り付けられる複数のプラネタリ基板と、
   前記複数のプラネタリ基板を１つの公転軸の周りに回転させると共に、前記複数のプラネタリ基板の各々をその自転軸の周りに回転させる自公転駆動機構と、
   抵抗加熱によりＡｕを蒸発させる抵抗加熱蒸発源と、
   Ａｕの蒸発量を監視する水晶モニタと
   を備え、
   前記抵抗加熱蒸発源は、それぞれがＡｕを蒸発させる複数の加熱部を有し、
   前記複数の加熱部を順次所定の蒸発実行位置に移動させる加熱部移動機構と、
   前記水晶モニタの出力に応じて、前記蒸発実行位置でひとつの加熱部からのＡｕの蒸発が終了した後に、次の加熱部を前記蒸発実行位置に移動させるように、前記加熱部移動機構を駆動制御する駆動部と
   を備える
   蒸着装置。
2. 請求項１に記載の蒸着装置において、前記加熱部移動機構は、前記複数の加熱部が配置された面で、その面と垂直な軸の周りに前記複数の加熱部を回転させる構造である蒸着装置。
3. 請求項１または２に記載の蒸着装置において、前記蒸発実行位置以外の位置で前記加熱部から蒸発するＡｕを遮断するシャッタを備える蒸着装置。
4. 請求項３に記載の蒸着装置において、前記加熱部移動機構は、蒸発するＡｕが前記シャッタにより遮断される位置への前記複数の加熱部の移動も行う蒸着装置。
5. 請求項４または５に記載の蒸着装置において、前記抵抗加熱蒸発源は、前記蒸発するＡｕが前記シャッタにより遮断される位置で、前記複数の加熱部に置かれたＡｕの溶かし込みを行う蒸着装置。
   
   

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