JP2825822B2 - 蒸着膜形成装置、蒸着膜形成方法及びこれらにより形成された基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、基板に形成される蒸着膜の膜厚分布を制御
するための蒸着装置の膜厚分布制御機構に関し、更に詳
しくは、その膜厚分布制御機構による蒸着膜形成装置、
蒸着膜形成方法及びこれらにより形成された基板に関す
る。

（従来の技術） 従来から、第13図に模式的に示すような蒸着装置が知
られている。この第13図において、１はベースプレー
ト、２はベルジャー、３はベースプレート１に設けられ
た蒸発源である。その蒸発源３は電子銃フィラメント４
と電子銃ルツボ５とから概略なっている。ベルジャー２
内には蒸発源３から離間させて、回転体６が設けられて
いる。この回転体６には蒸着膜形成用の基板７が載置さ
れるもので、回転体６の外周部には歯部８が形成されて
いる。この回転体６は歯車９によって回転され、10はそ
の歯車９の回転駆動源としてのモーターである。回転体
６と蒸発源３との間には膜厚分布制御用のハート形開口
12を有する固定マスク13が配置され、この固定マスク1
3、モータ10、回転体６、蒸発源３によって、蒸着装置
の膜厚分布制御機構が構成されている。

この従来の膜厚分布制御機構によれば、電子銃ルツボ
５の蒸発物質14を蒸発させつつ基板７を回転させれば、
ハート形開口12の形状が基板７の内周部側が広く外周部
側が狭く形成されているため、基板７の内周部側が厚く
蒸着されかつ外周部側が薄く蒸着され、第14図に示すよ
うに、基板７に膜厚等高線15が同心円形状の回転対称の
膜厚分布を有する蒸着膜が得られる。このようにして、
回転対称の膜厚分布を有する蒸着膜が形成された基板７
は、たとえば、光量補正フィルターとして用いられる。

なお、第13図において、16は膜厚計、17は水冷管、18
は基板７の加熱に用いる加熱コイル、19はシャッタ、20
は排気管である。

また、従来から、第15図に示すように、回転体６とし
ての湾状のレンズ取付け盤21に同心円状に複数個のレン
ズ22を取付け、蒸発源３としてのボート23とレンズ取り
付け盤21との間に補正マスク24を設け、レンズ取り付け
板21を回転させつつ、蒸発物質25を蒸発させてレンズ22
に蒸着膜を形成することにより、レンズ取り付け盤21の
内周側に取付けられたレンズ22に蒸着される蒸着膜と外
周側に取付けられたレンズ22との間での膜厚の均一化を
図った蒸着装置の膜厚分布制御機構もある。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来の蒸着装置の膜厚分布制御機構で
は、基板７に形成される蒸着膜の膜厚分布の形状が、た
とえば、回転対称、一様分布というふうに限られてお
り、特殊な形状の膜厚等高線を有する蒸着膜、たとえ
ば、第16図に示すように膜厚等高線15が楕円形状の蒸着
膜を有する基板７、基板７の回転方向に連続的に膜厚が
変化する蒸着膜を有する基板７を簡単に製作することが
困難であった。

（発明の目的） 本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その
目的とするところは、特殊な形状の膜厚等高線を有する
蒸着膜を簡単な構成で基板上に形成することのできる蒸
着装置の膜厚分布制御機構を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制御機構の特徴
は、上記の目的を達成するため、 蒸発物質の蒸発源と蒸着膜形成用の基板との間に設け
られて、前記基板に形成される蒸着膜の膜厚分布を制御
するマスク体と、 前記基板を少なくとも板厚方向の回転軸線回りに回転
させる基板回転機構と、 連続的に膜厚が変化する蒸着膜を形成するために、前
記マスク体を前記基板の回転軸線とは異なる向きの回転
軸線回りに前記基板回転軸機構と同期して回転させるマ
スク体回転機構と、 を備えている。

（作用） 本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制御機構は、蒸発
物質の蒸発源と蒸着膜形成用の基板との間に設けられた
マスク体を基板の回転軸線とは異なる向きの回転軸線回
りに前記基板回転軸機構と同期して回転させる構成とす
ることにより、連続的に膜厚が変化する蒸着膜を形成す
ることができる。これにより、膜厚等高線が特殊な形状
の蒸着膜を基板上に比較的簡単に形成することができ
る。

（実施例） 以下に、本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制御機構
を図面を参照しつつ説明する。

第１図ないし第４図は本発明に係わる蒸着装置の膜厚
分布制御機構の第１実施例を示す図であって、この第１
図において、30は蒸発源としてのボート、31は蒸発物
質、32は基板回転機構である。蒸発物質31はボート30に
通電することにより加熱されて蒸発される。基板回転機
構32は円筒状のマスク体33と、回転体34と、歯車35とか
ら大略構成されている。マスク体33はベルジャー内に固
定されており、マスク体33は第２図に示すように柱部3
6、マスク板部37を有する。

柱部36には第３図に示すように４個のボール38がその
周回り方向に等間隔を配置され、マスク板部37には蒸発
物質通過用の長方形状の開口39が形成されている。回転
体34はそのマスク体33に回転可能に載置されるもので、
回転体34の外周部には歯部40が形成され、その下部には
ボール38が摺接される環状溝41が形成されている。歯部
40は歯車35に噛合されており、歯車35を第１図に示す矢
印Ａ方向に回転させると、回転体34はその板厚方向の回
転軸線42を中心に矢印Ｂ方向に回転される。

回転体34には蒸発物質31が蒸着されて蒸着膜が形成さ
れる複数個の長方形状の基板43がセットされるもので、
回転体34と蒸発源30との間には回転マスク体44が設けら
れている。この回転マスク体44は、第４図に示すように
断面が半ハート形状に形成されており、回転軸45を中心
に回転され、その回転軸45の向きは回転軸線42の向きと
異なっており、回転マスク体44はマスク体回転機構の一
部を構成している。

この回転マスク体44は、回転体34に同期して回転さ
れ、ここでは、回転体34の１回転につき３回転されるも
のであり、このように回転体34に同期させつつマスク体
44を回転させるとき、基板43の回転方向先方部分43aが
ボート30の真上を横切るに伴って開口39の開口面積が大
きくなると共に、回転方向後方部分が43bがボート30の
真上に近づくに伴って開口39の開口面積が狭くなるよう
にマスク体44の回転を制御すれば、第５図に示すように
基板43の回転方向先方部43aから回転方向後方部分43bに
向かうに伴って蒸着膜46の膜厚が連続的に変化する基板
43を制作することができ、このようにして制作された基
板43は使用位置によって中心波長を異にしたナローバン
ドパスフィルターとして用いることができる。なお、そ
の第５図において、縦軸は透過率であり、横軸は光の波
長である。

第６図は本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制御機構
の第２実施例を示す図であって、この第６図において、
50は蒸発源としての電子銃ルツボ、51は回転体であり、
回転体51がマスク体52に回転可能に載置されているこ
と、回転体51の外周部に歯車35に噛合される歯部53が形
成されていること、マスク体52と電子銃ルツボ50との間
に回転マスク体54が配置されていること、マスク体54が
回転軸55を回転軸線として回転可能であることは、第１
実施例と同様であるが、下記の点で第１実施例のものと
その構成が異なっている。

すなわち、この第２実施例では、基板43は円板状とさ
れ、開口39は基板43の中心部分に対応する箇所の開口幅
が広くかつ外周に向かうに伴って狭くなるハート形とさ
れ、回転マスク体54は先端が先細で基部に向かうに伴っ
て末広がりの三角形状とされている。

この第２実施例について第16図を参照しつつ説明する
ことにすれば、開口39に対して回転マスク体54が平行に
なっているときには、蒸発物質31が開口39を通過する通
過面積が狭くなり、開口39に対して回転マスク体54が垂
直になっているときには、蒸発物質31が開口39を通過す
る面積が広くなるので、膜厚等高線15が楕円形状の蒸着
膜を基板43に形成することができる。この基板43はカラ
ーブラウン管用の光量補正フィルターとして用いられ、
ブラウン管の大型化、フラットパネル化に伴って要請さ
れる光量調節に対処できる光量補正フィルターの制作が
可能となる。

第７図ないし第10図は本発明に係わる蒸着装置の膜厚
分布の制御機構の第３実施例を示す図であって、第７図
に示すような軸はずし放物面鏡60を制作する場合には、
その基板61を近似球面研磨手段により研磨して近似球面
62を基板61に形成し、第８図に示すような膜厚等高線15
が得られるように、基板61に蒸着膜を蒸着させていた。
このような膜厚等高線15が得られるような蒸着膜は、従
来の蒸着装置の膜厚分布制御機構の回転体６に、基板61
を図に示すように配置しても得ることができるが、従来
の蒸着装置の膜厚分布制御機構は、基板61に回転対称の
膜厚等高線15を有する蒸着膜しか形成できないので、膜
厚分布制御機構が大型化する不都合を生じる。これに対
し、本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制御機構によれ
ば、第10図に示すように、回転マスク体54の回転によっ
て蒸着膜の膜圧を適宜に制御できるので、小型の膜厚分
布制御機構によって、軸はずしの放物面鏡の制作が容易
となる。なお、第９図、第10図において、64は膜厚モニ
ター用の基板である。

第11図、第12図は本発明に係わる膜厚分布制御機構の
第４実施例を示す図であって、この図において、70は固
定歯車、71は回転リングである。回転リング71は固定台
72に回転可能に載置され、回転リング71の外周部には歯
部73が形成され、歯部73は歯車74に歯合され、回転リン
グ71はその歯車73によって回転軸線75を中心に回転され
る。その回転リング71の上部には斜めに支持体76が固定
されている。支持体76の上部には第１実施例と同様にボ
ール77が取り付けられ、その下部にはマスク体としての
マスク板78が取り付けられている。そのマスク板78には
開口79が形成され、開口79の形状は、第２実施例と同様
にハート形である。支持体76には回転可能に回転体80が
支承されるもので、回転体80の下部には第１実施例と同
様にボール77が摺接する環状溝81が形成され、回転体80
の上部には円板形状の基板82を載置する載置部83が形成
され、回転体81の外周部には固定歯車70の歯部84と歯合
される歯部85が形成されている。

その回転体80は回転リング71が矢印Ｄ方向に回転され
ると、その回転リング71の回転方向と同方向にいわゆる
公転されると共に固定歯車70の歯部84と回転体80の歯部
85との歯合により回転軸線86を中心に矢印Ｅ方向にいわ
る自転される。回転リング71の下部には、軸受け87が取
り付けられており、軸受け87は第２実施例と同様の回転
マスク体88の回転軸89を支持し、回転マスク体88は、こ
こでは、固定台72に円周状に取り付けられて歯部90に回
転軸89に取り付けられた歯車91が歯合することによって
回転軸89の回転軸線を中心に回転体80と同期回転され
る。

この第４実施例に係わる蒸着装置の膜厚分布制御機構
によれば、第２実施例と同様の膜厚等高線15を有する蒸
着膜を基板上に形成することができる。

以上、実施例について説明したが、本発明に係わる蒸
着装置の膜厚分布制御機構によれば、回転体の回転数と
回転マスク体との回転比、回転マスク体の形状、回転マ
スク体と固定マスク体との位置関係、固定マスク体の開
口の形状を適宜設定することにより、特殊な膜厚等高線
を有する蒸着膜を基板上に比較的簡単な構成で得ること
ができる。

（発明の効果） 本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制御機構は、以上
説明したように構成したので、特殊な膜厚等高線を有す
る蒸着膜を基板上に比較的簡単な構成で得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係わる蒸着装置の膜厚分
布制御機構の第１実施例を示す図であって、 第１図はその概略構成を示す斜視図、 第２図は第１図に示したマスク体と回転体との断面図、 第３図はそのマスク体の概略構成を示す斜視図、 第４図、第５図は第１図に示す回転マスク体の作用を説
明するための説明図、 第６図は本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制御機構の
第２実施例の概略構成を示す斜視図、 第７図〜第10図は本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制
御機構の第３実施例を説明するために使用する図であっ
て、 第７図は軸はずしの放物面鏡の説明図、 第８図は第７図に示す基板に蒸着された蒸着膜の膜厚等
高線の説明図、 第９図は従来の蒸着装置の膜厚分布制御機構を用いて第
８図に示す膜厚等高線を有する蒸着膜を基板に形成する
ための説明図、 第10図は本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制御機構を
用いに第８図に示す膜厚等高線を有する蒸着膜を基板に
形成するための説明図、 第11図、第12図は本発明に係わる蒸着装置の膜厚分布制
御機構の第４実施例を示す図であって、 第11図はその概略構成を示す斜視図、 第12図はその縦断面図、 第13図は従来の蒸着装置の膜厚分布制御機構の概略構成
を示す図、 第14図は第13図に示す膜厚分布制御機構によって基板上
に得られる蒸着膜の膜厚等高線の形状を説明するための
説明図、 第15図は従来の蒸着装置の膜厚分布制御機構の他の例の
概略構成を示す図、 第16図は従来の蒸着装置の膜厚分布制御機構の不具合を
説明するために使用する図であって、膜厚等高線の形状
が楕円である蒸着膜を有する基板の平面図、 である。 ３……蒸発源 ６、51、80……回転体 ７、43、61、82……基板 14、31……蒸発物質 32……基板回転機構 35、74……歯車 42……回転軸線 44、54、88……回転マスク体 70……固定歯車

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸発物質の蒸発源と蒸着膜形成用の基板と
   の間に設けられて、前記基板に形成される蒸着膜の膜厚
   分布を制御するマスク体と、 前記基板を少なくとも板厚方向の回転軸線回りに回転さ
   せる基板回転機構と、 前記基板の回転方向へ連続的に膜厚が変化する蒸着膜を
   形成するために、前記マスク体を前記基板の回転軸線と
   は異なる向きの回転軸線回りに前記基板回転軸機構と同
   期させて回転させるマスク体回転機構と、 を有する蒸着膜形成装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の蒸着膜形成装置を用い、 前記基板を少なくとも板厚方向の回転軸線回りに回転さ
   せると共に、 前記マスク体を前記基板の回転軸とは異なる向きの回転
   軸線回りに前記基板回転軸機構と同期させて回転させ、 前記蒸発源より前記蒸発物質を前記基板に蒸着させるこ
   とにより、該基板の回転方向へ連続的に膜厚が変化する
   蒸着膜を形成するように構成したことを特徴とする蒸着
   膜の形成方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載の蒸着膜形成装置又は請求
   項２に記載の蒸着膜の形成方法により、基板の回転方向
   へ連続的に膜厚が変化する蒸着膜が形成された基板。