JPH09217169A - 基板の加熱方法とそれを用いた真空蒸着装置 - Google Patents
基板の加熱方法とそれを用いた真空蒸着装置Info
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- JPH09217169A JPH09217169A JP8027499A JP2749996A JPH09217169A JP H09217169 A JPH09217169 A JP H09217169A JP 8027499 A JP8027499 A JP 8027499A JP 2749996 A JP2749996 A JP 2749996A JP H09217169 A JPH09217169 A JP H09217169A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板を効率的に加熱し、基板と基板ホルダー
との温度差、及び基板上面と基板下面との温度差を低減
する、すなわち基板を均一に加熱することができる真空
蒸着装置を提供する 【解決手段】 真空槽と、該真空槽内に配設された蒸発
源及び基板を保持する基板ホルダーと、該基板ホルダー
の上方に配設された基板加熱手段とを有する真空蒸着装
置において、前記基板加熱手段に取り外し可能な赤外線
放射体を近設したことを特徴とする真空蒸着装置。
との温度差、及び基板上面と基板下面との温度差を低減
する、すなわち基板を均一に加熱することができる真空
蒸着装置を提供する 【解決手段】 真空槽と、該真空槽内に配設された蒸発
源及び基板を保持する基板ホルダーと、該基板ホルダー
の上方に配設された基板加熱手段とを有する真空蒸着装
置において、前記基板加熱手段に取り外し可能な赤外線
放射体を近設したことを特徴とする真空蒸着装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板の加熱方法と
それを用いた真空蒸着装置に関する。
それを用いた真空蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板上に所望の分光特性を有する光学薄
膜を形成する際、薄膜の耐久性、例えば膜密着性、強
度、膜損失、特性の安定性、耐光性等を向上させるため
に基板を２００℃〜３００℃程度まで加熱し薄膜を形成
することが望ましい。そのため、真空蒸着装置には何ら
かの基板加熱手段が装備されているのが普通である。基
板加熱手段として最も広く採用されているものとして
は、ステンレス板にシーズ線を巻き付けたシーズヒータ
や石英管を用いたランプヒータがあり、主に基板はこれ
らのヒータから発せられる光のうち赤外線によって加熱
される。
膜を形成する際、薄膜の耐久性、例えば膜密着性、強
度、膜損失、特性の安定性、耐光性等を向上させるため
に基板を２００℃〜３００℃程度まで加熱し薄膜を形成
することが望ましい。そのため、真空蒸着装置には何ら
かの基板加熱手段が装備されているのが普通である。基
板加熱手段として最も広く採用されているものとして
は、ステンレス板にシーズ線を巻き付けたシーズヒータ
や石英管を用いたランプヒータがあり、主に基板はこれ
らのヒータから発せられる光のうち赤外線によって加熱
される。
【０００３】基板加熱用シーズヒータと基板間の距離が
２００ｍｍのとき、基板を２００℃〜３００℃程度まで
加熱するためにはシーズヒータ自身の温度を約３００℃
〜５００℃にする必要があり、エネルギーが膨大にかか
る。また、基板加熱用シーズヒータから発せられる光
は、３μｍ〜５μｍの波長範囲で放射強度にピークを持
つので、被加熱体である基板がＣａＦ2やＢａＦ2等の場
合は、ヒータから発する光を透過し、効率よく加熱でき
ないという問題点があった。
２００ｍｍのとき、基板を２００℃〜３００℃程度まで
加熱するためにはシーズヒータ自身の温度を約３００℃
〜５００℃にする必要があり、エネルギーが膨大にかか
る。また、基板加熱用シーズヒータから発せられる光
は、３μｍ〜５μｍの波長範囲で放射強度にピークを持
つので、被加熱体である基板がＣａＦ2やＢａＦ2等の場
合は、ヒータから発する光を透過し、効率よく加熱でき
ないという問題点があった。
【０００４】さらに、真空蒸着装置内では、基板は基板
ホルダー等にて保持されるが、基板ホルダーは基板加熱
用シーズヒータから発せられる光を吸収するため、基板
が赤外線を透過する場合には、基板ホルダーとの間で大
きな温度差が生じることになる。また、基板加熱シーズ
ヒータは基板の上方に設置されており、基板上面からの
み加熱することになり、基板上面と基板下面間に大きな
温度差が生じることになる。これらの温度差は基板を変
形させたり、場合によっては基板にクラックを生じさせ
るという問題点があった。
ホルダー等にて保持されるが、基板ホルダーは基板加熱
用シーズヒータから発せられる光を吸収するため、基板
が赤外線を透過する場合には、基板ホルダーとの間で大
きな温度差が生じることになる。また、基板加熱シーズ
ヒータは基板の上方に設置されており、基板上面からの
み加熱することになり、基板上面と基板下面間に大きな
温度差が生じることになる。これらの温度差は基板を変
形させたり、場合によっては基板にクラックを生じさせ
るという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点に鑑みてなさせたものであり、基板を効率的
に加熱し、基板と基板ホルダーとの温度差、及び基板上
面と基板下面との温度差を低減する、すなわち基板を均
一に加熱することができる真空蒸着装置を提供すること
を目的とする。
術の問題点に鑑みてなさせたものであり、基板を効率的
に加熱し、基板と基板ホルダーとの温度差、及び基板上
面と基板下面との温度差を低減する、すなわち基板を均
一に加熱することができる真空蒸着装置を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明は第１に「基板加熱
手段から発せられる可視及び赤外光が有する赤外域の強
度よりも放射強度変換によって、赤外域の放射強度が増
幅された赤外線を用いて基板を加熱する方法（請求項
１）」を提供する。また、本発明は第２に「真空槽と、
該真空槽内に配設された蒸発源及び基板を保持する基板
ホルダーと、該基板ホルダーの上方に配設された基板加
熱手段とを有する真空蒸着装置において、前記基板加熱
手段に取り外し可能な赤外線放射体を近設したことを特
徴とする真空蒸着装置（請求項２）」を提供する。
手段から発せられる可視及び赤外光が有する赤外域の強
度よりも放射強度変換によって、赤外域の放射強度が増
幅された赤外線を用いて基板を加熱する方法（請求項
１）」を提供する。また、本発明は第２に「真空槽と、
該真空槽内に配設された蒸発源及び基板を保持する基板
ホルダーと、該基板ホルダーの上方に配設された基板加
熱手段とを有する真空蒸着装置において、前記基板加熱
手段に取り外し可能な赤外線放射体を近設したことを特
徴とする真空蒸着装置（請求項２）」を提供する。
【０００７】また、本発明は第３に「真空槽と、該真空
槽内に配設された蒸発源及び基板を保持する基板ホルダ
ーと、該基板ホルダーの上方に配設された基板加熱手段
と、前記基板ホルダー及び前記蒸発源との間に設置され
た膜厚分布補正板とを有する真空蒸着装置において、前
記膜厚分布補正板の表面の一部又は全部が、前記基板加
熱手段が発する光で加熱することにより、赤外線を放射
する材料からなることを特徴とする真空蒸着装置（請求
項３）」を提供する。
槽内に配設された蒸発源及び基板を保持する基板ホルダ
ーと、該基板ホルダーの上方に配設された基板加熱手段
と、前記基板ホルダー及び前記蒸発源との間に設置され
た膜厚分布補正板とを有する真空蒸着装置において、前
記膜厚分布補正板の表面の一部又は全部が、前記基板加
熱手段が発する光で加熱することにより、赤外線を放射
する材料からなることを特徴とする真空蒸着装置（請求
項３）」を提供する。
【０００８】また、本発明は第４に「前記蒸発源から前
記基板に向かって発生させる蒸発粒子の通路を除いて、
前記蒸発源と前記基板ホルダーとの間で前記真空槽の側
面に取り外し可能な赤外線放射体を近設させた基板加熱
手段をさらに設けたことを特徴とする請求項２又は３記
載の真空蒸着装置（請求項４）」を提供する。また、本
発明は第５に「前記赤外線放射体又は前記膜厚分布補正
板が金属母材上に酸化物系セラミックス皮膜をプラズマ
溶射により形成してなることを特徴とする請求項２〜４
記載の真空蒸着装置（請求項５）」を提供する。
記基板に向かって発生させる蒸発粒子の通路を除いて、
前記蒸発源と前記基板ホルダーとの間で前記真空槽の側
面に取り外し可能な赤外線放射体を近設させた基板加熱
手段をさらに設けたことを特徴とする請求項２又は３記
載の真空蒸着装置（請求項４）」を提供する。また、本
発明は第５に「前記赤外線放射体又は前記膜厚分布補正
板が金属母材上に酸化物系セラミックス皮膜をプラズマ
溶射により形成してなることを特徴とする請求項２〜４
記載の真空蒸着装置（請求項５）」を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態とし
ての真空蒸着装置を図面を参照しながら説明する。図１
には、第１の実施形態の真空蒸着装置が示されている。
真空蒸着装置は、図示しない排気ポンプに接続される排
気口１８を持つ真空槽１１と、真空槽１１の上部に設置
された基板加熱用シーズヒータ１３（基板加熱用シーズ
ヒータ１３が断熱用ステンレスプレート１２に近接して
設置されている）と、基板加熱用シーズヒータ１３に密
着して設置された赤外線放射体１４と、真空槽１１の上
部に設置された図示しない回転駆動手段により回転され
る基板ホルダー１５と、真空槽１１の下部に設置された
蒸発源１６と、基板ホルダー１５と蒸発源１６との間に
設置された膜厚分布補正板１７とを備えている。なお、
ヒータ表面温度は常にモニターされており、温度制御は
真空槽１１の外部に取り付けられた図示しない高精度プ
ログラム温調計（ＰＩＤ制御）によってなされる。
ての真空蒸着装置を図面を参照しながら説明する。図１
には、第１の実施形態の真空蒸着装置が示されている。
真空蒸着装置は、図示しない排気ポンプに接続される排
気口１８を持つ真空槽１１と、真空槽１１の上部に設置
された基板加熱用シーズヒータ１３（基板加熱用シーズ
ヒータ１３が断熱用ステンレスプレート１２に近接して
設置されている）と、基板加熱用シーズヒータ１３に密
着して設置された赤外線放射体１４と、真空槽１１の上
部に設置された図示しない回転駆動手段により回転され
る基板ホルダー１５と、真空槽１１の下部に設置された
蒸発源１６と、基板ホルダー１５と蒸発源１６との間に
設置された膜厚分布補正板１７とを備えている。なお、
ヒータ表面温度は常にモニターされており、温度制御は
真空槽１１の外部に取り付けられた図示しない高精度プ
ログラム温調計（ＰＩＤ制御）によってなされる。
【００１０】図２にＣａＦ2の赤外波長域における分光
透過率特性を示す。この図からわかる様に、ＣａＦ2は
約９μｍまでの赤外線を透過し、赤外域ではわずかな吸
収率しかないので、基板加熱用シーズヒータから発する
光のみで基板を十分に加熱しようとすると、膨大なエネ
ルギーを要するが、基板加熱用シーズヒータに赤外線放
射体を近設させると、基板加熱用ヒータから発せられた
光によって、赤外線放射体が加熱され、赤外線放射体か
らは、基板加熱シーズヒータから発せられる可視及び赤
外光が有する赤外域の放射強度に比べて増幅された赤外
線を放射するので、ＣａＦ2を効率よく加熱することが
できる。
透過率特性を示す。この図からわかる様に、ＣａＦ2は
約９μｍまでの赤外線を透過し、赤外域ではわずかな吸
収率しかないので、基板加熱用シーズヒータから発する
光のみで基板を十分に加熱しようとすると、膨大なエネ
ルギーを要するが、基板加熱用シーズヒータに赤外線放
射体を近設させると、基板加熱用ヒータから発せられた
光によって、赤外線放射体が加熱され、赤外線放射体か
らは、基板加熱シーズヒータから発せられる可視及び赤
外光が有する赤外域の放射強度に比べて増幅された赤外
線を放射するので、ＣａＦ2を効率よく加熱することが
できる。
【００１１】基板加熱用シーズヒータから発せられる可
視及び赤外光の赤外域の放射強度と、基板加熱用ヒータ
から発せられる可視及び赤外光によって、赤外線放射体
を４００℃に加熱した場合に発生する赤外線の放射強度
を図３及び図４に示す。基板加熱用シーズヒータから発
せられる光によって赤外線放射体を４００℃に加熱した
場合に発生する赤外線放射強度は、基板加熱用シーズヒ
ータが４００℃の場合に発する可視及び赤外光が有する
赤外域の放射強度の約２倍である。この時、赤外線放射
体を４００℃に加熱するために必要な電力と、基板加熱
用シーズヒータが４００℃の場合の消費電力は、ほぼ同
じである。
視及び赤外光の赤外域の放射強度と、基板加熱用ヒータ
から発せられる可視及び赤外光によって、赤外線放射体
を４００℃に加熱した場合に発生する赤外線の放射強度
を図３及び図４に示す。基板加熱用シーズヒータから発
せられる光によって赤外線放射体を４００℃に加熱した
場合に発生する赤外線放射強度は、基板加熱用シーズヒ
ータが４００℃の場合に発する可視及び赤外光が有する
赤外域の放射強度の約２倍である。この時、赤外線放射
体を４００℃に加熱するために必要な電力と、基板加熱
用シーズヒータが４００℃の場合の消費電力は、ほぼ同
じである。
【００１２】赤外線放射体について説明する。本発明に
かかる赤外線放射体は、真空中にて使用される、加熱お
よび冷却が繰り返されること等から、まず第１に真空中
における脱ガス量が少ないこと、第２に加熱および冷却
により赤外線放射特性が劣化しないこと、第３に加熱お
よび冷却により破壊されないことが必要である。従っ
て、酸化物系セラミックス皮膜をプラズマ溶射にてステ
ンレス板上に形成したものが安定して使用できる。その
中でも特に、ＺｒＯ2およびＳｉＯ2の混合物が好まし
い。本発明にかかる赤外線放射体の材料は、基板加熱用
シーズヒータから発せられる可視及び赤外光によって加
熱された場合に、放射強度変換により所望の強度の赤外
線を発生し、かつ前記基準を満たすものであればよく、
酸化物系セラミックスに限定されるものではない。ま
た、金属板はステンレスを使用したが、プラズマ溶射が
可能であり、かつ真空中で使用可能な材質であれば、こ
れに限定されるものではない。
かかる赤外線放射体は、真空中にて使用される、加熱お
よび冷却が繰り返されること等から、まず第１に真空中
における脱ガス量が少ないこと、第２に加熱および冷却
により赤外線放射特性が劣化しないこと、第３に加熱お
よび冷却により破壊されないことが必要である。従っ
て、酸化物系セラミックス皮膜をプラズマ溶射にてステ
ンレス板上に形成したものが安定して使用できる。その
中でも特に、ＺｒＯ2およびＳｉＯ2の混合物が好まし
い。本発明にかかる赤外線放射体の材料は、基板加熱用
シーズヒータから発せられる可視及び赤外光によって加
熱された場合に、放射強度変換により所望の強度の赤外
線を発生し、かつ前記基準を満たすものであればよく、
酸化物系セラミックスに限定されるものではない。ま
た、金属板はステンレスを使用したが、プラズマ溶射が
可能であり、かつ真空中で使用可能な材質であれば、こ
れに限定されるものではない。
【００１３】基板を以下に示すような条件のもとで、基
板加熱用シーズヒータと、赤外線放射体を近設させた基
板加熱用シーズヒータを用いて加熱した場合について示
す。赤外線放射体１４と真空槽１１底部との距離は１２
４５ｍｍ、基板ホルダー１５と真空槽１１底部との距離
は９９５ｍｍ、膜厚分布補正板１７と真空槽１１底部と
の距離は９４５ｍｍ、の位置に配置されている。成膜前
の基板加熱時には基板ホルダー１５は自転運動をしなが
ら２ｒｐｍの速度で公転運動をする。 膜厚分布補正板
は基板上の膜厚分布が均一になるよう形状を設定した。
図５には真空槽１１上部から基板１８および膜厚分布補
正板１７を見た透視図を示す。
板加熱用シーズヒータと、赤外線放射体を近設させた基
板加熱用シーズヒータを用いて加熱した場合について示
す。赤外線放射体１４と真空槽１１底部との距離は１２
４５ｍｍ、基板ホルダー１５と真空槽１１底部との距離
は９９５ｍｍ、膜厚分布補正板１７と真空槽１１底部と
の距離は９４５ｍｍ、の位置に配置されている。成膜前
の基板加熱時には基板ホルダー１５は自転運動をしなが
ら２ｒｐｍの速度で公転運動をする。 膜厚分布補正板
は基板上の膜厚分布が均一になるよう形状を設定した。
図５には真空槽１１上部から基板１８および膜厚分布補
正板１７を見た透視図を示す。
【００１４】基板ホルダー上に設置された直径１３５ｍ
ｍ、厚さ５０ｍｍのＣａＦ2を第１の実施形態としての
真空蒸着装置内で加熱した場合の温度−時間特性を図６
に示す。比較として、他の条件は同じで、従来の真空蒸
着装置内で加熱した場合の温度−時間特性を図７に示
す。加熱条件は基板加熱用シーズヒータの表面温度が室
温から４００℃まで、１時間で到達するよう設定した。
図６および図７からＣａＦ2の成膜面（基板下面）の温
度が２５０℃になるまでに要する時間を読みとると、第
１の実施形態の真空蒸着装置内で加熱した場合は、２時
間５０分であり、従来の真空蒸着装置内で加熱した場合
は、３時間４０分であり、５０分の時間短縮になった。
ｍ、厚さ５０ｍｍのＣａＦ2を第１の実施形態としての
真空蒸着装置内で加熱した場合の温度−時間特性を図６
に示す。比較として、他の条件は同じで、従来の真空蒸
着装置内で加熱した場合の温度−時間特性を図７に示
す。加熱条件は基板加熱用シーズヒータの表面温度が室
温から４００℃まで、１時間で到達するよう設定した。
図６および図７からＣａＦ2の成膜面（基板下面）の温
度が２５０℃になるまでに要する時間を読みとると、第
１の実施形態の真空蒸着装置内で加熱した場合は、２時
間５０分であり、従来の真空蒸着装置内で加熱した場合
は、３時間４０分であり、５０分の時間短縮になった。
【００１５】さらに、基板の変形やクラック発生の原因
となる基板ホルダーの昇温過程と基板の昇温過程との間
の最大温度差は、第１の実施形態の真空蒸着装置内で加
熱した場合は４５℃であり、従来の真空蒸着装置内で加
熱した場合は６０℃であり、基板ホルダーと基板との温
度差を１５℃低減することができた。また、基板上面と
下面の最大温度差は従来の真空蒸着装置内で加熱した場
合は、２９℃であったが、第１の実施形態の真空蒸着装
置内で加熱することにより１６℃と約１／２にすること
ができた。この結果、頻繁に発生していた基板の変形や
クラックはほとんど発生しなくなった。
となる基板ホルダーの昇温過程と基板の昇温過程との間
の最大温度差は、第１の実施形態の真空蒸着装置内で加
熱した場合は４５℃であり、従来の真空蒸着装置内で加
熱した場合は６０℃であり、基板ホルダーと基板との温
度差を１５℃低減することができた。また、基板上面と
下面の最大温度差は従来の真空蒸着装置内で加熱した場
合は、２９℃であったが、第１の実施形態の真空蒸着装
置内で加熱することにより１６℃と約１／２にすること
ができた。この結果、頻繁に発生していた基板の変形や
クラックはほとんど発生しなくなった。
【００１６】第２の実施形態の真空蒸着装置は、加熱に
より所望の強度の赤外線を放射する材料を、基板ホルダ
ーと蒸発源との間に設ける膜厚分布補正板の表面の一部
又は全部に形成した膜厚分布補正板を用いた。基板は基
板加熱用シーズヒータが発する光を透過してしまうが、
透過した光は膜厚分布補正板まで到達し、加熱され、赤
外線を放射する。前記第１実施形態で説明したように、
膜厚分布補正板から発する赤外線は、放射強度変換によ
り赤外域の強度が増幅されているので、基板を効率よく
加熱することができる。
より所望の強度の赤外線を放射する材料を、基板ホルダ
ーと蒸発源との間に設ける膜厚分布補正板の表面の一部
又は全部に形成した膜厚分布補正板を用いた。基板は基
板加熱用シーズヒータが発する光を透過してしまうが、
透過した光は膜厚分布補正板まで到達し、加熱され、赤
外線を放射する。前記第１実施形態で説明したように、
膜厚分布補正板から発する赤外線は、放射強度変換によ
り赤外域の強度が増幅されているので、基板を効率よく
加熱することができる。
【００１７】前記膜厚分布補正板の表面の一部とは、基
板ホルダーが回転した場合に、基板の有効径をカバーす
るのに十分な部分をいう。さらに、膜厚分布補正板は保
持するための架台からの熱伝導によっても加熱され、同
様な効果が得られる。基板上面に取り付けられた基板加
熱用シーズヒータ表面温度が４００℃のとき、膜厚分布
補正板は、基板加熱用シーズヒータから発せられる光と
膜厚分布補正板を保持する金属製架台からの熱伝導によ
って加熱され、放射強度が増幅された赤外線を発生する
ので、板を２５０℃〜２７０℃まで加熱することができ
る。
板ホルダーが回転した場合に、基板の有効径をカバーす
るのに十分な部分をいう。さらに、膜厚分布補正板は保
持するための架台からの熱伝導によっても加熱され、同
様な効果が得られる。基板上面に取り付けられた基板加
熱用シーズヒータ表面温度が４００℃のとき、膜厚分布
補正板は、基板加熱用シーズヒータから発せられる光と
膜厚分布補正板を保持する金属製架台からの熱伝導によ
って加熱され、放射強度が増幅された赤外線を発生する
ので、板を２５０℃〜２７０℃まで加熱することができ
る。
【００１８】また、膜厚分布補正板は直径１３５ｍｍ平
面基板上に膜を形成した場合に、この膜厚分布が均一に
なるような形状を設定したが、このとき膜厚分布補正板
の形状が小さすぎると加熱効果が期待できないため、膜
厚分布補正板の全面積が直径１３５ｍｍの基板が1回公
転する時に描く面積の１／４となるように設定した。な
お、膜厚分布補正板の全面積は基板形状、成膜時間およ
び加熱効率を考慮して決定されるため本実施例で作成さ
れた形状、面積に限定されるものではない。
面基板上に膜を形成した場合に、この膜厚分布が均一に
なるような形状を設定したが、このとき膜厚分布補正板
の形状が小さすぎると加熱効果が期待できないため、膜
厚分布補正板の全面積が直径１３５ｍｍの基板が1回公
転する時に描く面積の１／４となるように設定した。な
お、膜厚分布補正板の全面積は基板形状、成膜時間およ
び加熱効率を考慮して決定されるため本実施例で作成さ
れた形状、面積に限定されるものではない。
【００１９】基板ホルダー上に設置された直径１３５ｍ
ｍ、厚さ５０ｍｍのＣａＦ2基板を第２の実施形態の真
空蒸着装置内で加熱した場合の温度−時間特性を図８に
示す。図８からＣａＦ2の成膜面（蒸発源側の面）の温
度が２５０℃になる時間を読みとると２時間４０分であ
った。
ｍ、厚さ５０ｍｍのＣａＦ2基板を第２の実施形態の真
空蒸着装置内で加熱した場合の温度−時間特性を図８に
示す。図８からＣａＦ2の成膜面（蒸発源側の面）の温
度が２５０℃になる時間を読みとると２時間４０分であ
った。
【００２０】また、第１の実施形態に示した様に、赤外
線放射体を近設させた基板加熱用シーズヒータは、基板
の上方に配設されており（基板上面側）、基板上面のみ
から加熱されるため、直径１３５ｍｍ、厚さ５０ｍｍの
ＣａＦ2基板の場合、基板上面と下面の間で約１６℃の
温度差が生じるが、加熱されると赤外線を放射する材料
を用いて作製された膜厚分布補正板を、基板から５０ｍ
ｍ下の位置に配設することによって、上面からは基板加
熱用ヒータで加熱し、下面からは基板を透過した光によ
り加熱された前記膜厚分布補正板から発生する赤外線に
よって加熱を行うことができる。
線放射体を近設させた基板加熱用シーズヒータは、基板
の上方に配設されており（基板上面側）、基板上面のみ
から加熱されるため、直径１３５ｍｍ、厚さ５０ｍｍの
ＣａＦ2基板の場合、基板上面と下面の間で約１６℃の
温度差が生じるが、加熱されると赤外線を放射する材料
を用いて作製された膜厚分布補正板を、基板から５０ｍ
ｍ下の位置に配設することによって、上面からは基板加
熱用ヒータで加熱し、下面からは基板を透過した光によ
り加熱された前記膜厚分布補正板から発生する赤外線に
よって加熱を行うことができる。
【００２１】従って、第２の実施形態の真空蒸着装置で
加熱した場合の基板上面と下面の最大温度差は約１１℃
であり、従来の真空蒸着装置内で加熱した場合に生じる
温度差２９℃に比べて１８℃、第１の実施形態の真空蒸
着装置内で加熱した場合に生じる温度差１６℃に比べて
約５℃の改善効果が認められた。さらに、第２実施形態
の真空蒸装置で加熱した場合の基板ホルダーの昇温過程
と基板の昇温過程との間の最大温度差は４０℃であり、
従来の真空蒸着装置内で加熱した場合に比べて温度差を
２０℃低減することができた。
加熱した場合の基板上面と下面の最大温度差は約１１℃
であり、従来の真空蒸着装置内で加熱した場合に生じる
温度差２９℃に比べて１８℃、第１の実施形態の真空蒸
着装置内で加熱した場合に生じる温度差１６℃に比べて
約５℃の改善効果が認められた。さらに、第２実施形態
の真空蒸装置で加熱した場合の基板ホルダーの昇温過程
と基板の昇温過程との間の最大温度差は４０℃であり、
従来の真空蒸着装置内で加熱した場合に比べて温度差を
２０℃低減することができた。
【００２２】図９には、第３の実施形態の真空蒸着装置
が示されている。図９の真空蒸着装置は、図示しない排
気ポンプに接続される排気口３８を持つ真空槽３１と、
真空槽３１の上部に設置された基板加熱用シーズヒータ
３３（基板加熱用シーズヒータ３３が断熱用ステンレス
プレート３２に近接して設置されている）と、基板加熱
用シーズヒータ３３に密着して設置された赤外線放射体
３４と、真空槽３１の上部に設置された図示しない回転
駆動手段により回転される基板ホルダー３５と、真空槽
３１の下部に設置された蒸発源３６と、基板ホルダー３
５と蒸発源３６との間に設置された膜厚分布補正板３７
と、基板ホルダー３５と蒸発源３６との間で真空槽３１
側面に基板に成膜される蒸発粒子を遮蔽することのない
よう設置された基板加熱用シーズヒータ３９（基板加熱
用シーズヒータ３９が断熱用ステンレスプレート３８に
近接して設置されている）と、基板加熱用シーズヒータ
３９に密着して設置された赤外線放射体４０とを備えて
いる。なお、ヒータ表面温度は常にモニターされてお
り、温度制御は真空槽２１の外部に取り付けられた図示
しない高精度プログラム温調計（ＰＩＤ制御）によって
なされる。
が示されている。図９の真空蒸着装置は、図示しない排
気ポンプに接続される排気口３８を持つ真空槽３１と、
真空槽３１の上部に設置された基板加熱用シーズヒータ
３３（基板加熱用シーズヒータ３３が断熱用ステンレス
プレート３２に近接して設置されている）と、基板加熱
用シーズヒータ３３に密着して設置された赤外線放射体
３４と、真空槽３１の上部に設置された図示しない回転
駆動手段により回転される基板ホルダー３５と、真空槽
３１の下部に設置された蒸発源３６と、基板ホルダー３
５と蒸発源３６との間に設置された膜厚分布補正板３７
と、基板ホルダー３５と蒸発源３６との間で真空槽３１
側面に基板に成膜される蒸発粒子を遮蔽することのない
よう設置された基板加熱用シーズヒータ３９（基板加熱
用シーズヒータ３９が断熱用ステンレスプレート３８に
近接して設置されている）と、基板加熱用シーズヒータ
３９に密着して設置された赤外線放射体４０とを備えて
いる。なお、ヒータ表面温度は常にモニターされてお
り、温度制御は真空槽２１の外部に取り付けられた図示
しない高精度プログラム温調計（ＰＩＤ制御）によって
なされる。
【００２３】基板の上方と、蒸発源から基板に向かって
発生させる蒸発粒子の通路を除いて蒸発源と基板ホルダ
ーとの間で真空槽の側面に、赤外線放射体を近設させた
基板加熱用シーズヒータを設けることにより、さらに加
熱効率を向上させることができる。また、基板と基板ホ
ルダー間および基板上面と基板下面間の温度差を解消す
る、すなわち基板を均一に加熱することができる。
発生させる蒸発粒子の通路を除いて蒸発源と基板ホルダ
ーとの間で真空槽の側面に、赤外線放射体を近設させた
基板加熱用シーズヒータを設けることにより、さらに加
熱効率を向上させることができる。また、基板と基板ホ
ルダー間および基板上面と基板下面間の温度差を解消す
る、すなわち基板を均一に加熱することができる。
【００２４】基板ホルダー上に設置された直径１３５ｍ
ｍ、厚さ５０ｍｍのＣａＦ2基板を第３の実施形態の真
空蒸着装置内で加熱した場合の温度−時間特性を図１０
に示す。図１０からＣａＦ2の成膜面（蒸発源側の面）
の温度が２５０℃になる時間を読みとると２時間であ
り、従来の真空蒸着装置内で加熱した場合に比べて１時
間４０分の時間短縮になった。
ｍ、厚さ５０ｍｍのＣａＦ2基板を第３の実施形態の真
空蒸着装置内で加熱した場合の温度−時間特性を図１０
に示す。図１０からＣａＦ2の成膜面（蒸発源側の面）
の温度が２５０℃になる時間を読みとると２時間であ
り、従来の真空蒸着装置内で加熱した場合に比べて１時
間４０分の時間短縮になった。
【００２５】また、第３の実施形態の真空蒸着装置内で
加熱した場合は、基板上面と下面の温度差がほぼ解消さ
れ、基板全体を均一に加熱できるようになり、温度差に
起因した基板の変形やクラックを防止することができ
る。さらに、第３の実施形態の真空蒸着装置内で加熱し
た場合は、基板ホルダーの昇温過程と基板の昇温過程と
の間の最大温度差は３０℃であり、従来の真空蒸着装置
内で加熱した場合に比べて温度差を３０℃低減すること
ができた。
加熱した場合は、基板上面と下面の温度差がほぼ解消さ
れ、基板全体を均一に加熱できるようになり、温度差に
起因した基板の変形やクラックを防止することができ
る。さらに、第３の実施形態の真空蒸着装置内で加熱し
た場合は、基板ホルダーの昇温過程と基板の昇温過程と
の間の最大温度差は３０℃であり、従来の真空蒸着装置
内で加熱した場合に比べて温度差を３０℃低減すること
ができた。
【００２６】なお、本発明の第１〜３の実施形態では、
直径１３５ｍｍ、厚さ５０ｍｍのＣａＦ2基板を用いて
説明したが、基板材料および形状はこれに限定されるも
のではない。
直径１３５ｍｍ、厚さ５０ｍｍのＣａＦ2基板を用いて
説明したが、基板材料および形状はこれに限定されるも
のではない。
【００２７】
【発明の効果】 基板加熱用シーズヒータに赤外線放射
体を近設させると、基板加熱用シーズヒータから発せら
れた光によって、赤外線放射体が加熱され、赤外線放射
体からは、基板加熱シーズヒータから発せられる光が有
する赤外域の放射強度に比べて増幅された赤外線を放射
するので、基板を効率よく加熱することができる。
体を近設させると、基板加熱用シーズヒータから発せら
れた光によって、赤外線放射体が加熱され、赤外線放射
体からは、基板加熱シーズヒータから発せられる光が有
する赤外域の放射強度に比べて増幅された赤外線を放射
するので、基板を効率よく加熱することができる。
【００２８】また、基板上面と下面の温度差及び基板と
基板ホルダーの温度差を低減することができ、即ち基板
を均一に加熱することができるので基板の変形やクラッ
クを防止することができる。
基板ホルダーの温度差を低減することができ、即ち基板
を均一に加熱することができるので基板の変形やクラッ
クを防止することができる。
【図１】本発明にかかる第１の実施形態としての真空蒸
着装置の断面図である。
着装置の断面図である。
【図２】ＣａＦ2基板の赤外域の分光透過率特性を示す
図である。
図である。
【図３】従来の基板加熱用シーズヒータが４００℃の場
合に発せられる光の赤外域の放射強度を示す図である。
合に発せられる光の赤外域の放射強度を示す図である。
【図４】基板加熱用シーズヒータから発せられる光によ
って赤外線放射体を４００℃に加熱したときに発せられ
る赤外線の放射強度を示す図である。
って赤外線放射体を４００℃に加熱したときに発せられ
る赤外線の放射強度を示す図である。
【図５】本発明にかかる第１〜３の実施形態としての真
空蒸着装置に用いられる基板及び膜厚分布補正板を上側
からみた図である。
空蒸着装置に用いられる基板及び膜厚分布補正板を上側
からみた図である。
【図６】本発明にかかる第１の実施形態としての真空蒸
着装置内でＣａＦ2基板を加熱した場合の温度ー時間特
性を示す図である。
着装置内でＣａＦ2基板を加熱した場合の温度ー時間特
性を示す図である。
【図７】従来の真空蒸着装置内でＣａＦ2基板加熱した
場合の温度ー時間特性を示す図である。
場合の温度ー時間特性を示す図である。
【図８】本発明にかかる第２の実施形態としての真空蒸
着装置内でＣａＦ2基板を加熱した場合の温度ー時間特
性を示す図である。
着装置内でＣａＦ2基板を加熱した場合の温度ー時間特
性を示す図である。
【図９】本発明にかかる第３の実施形態としての真空蒸
着装置の断面図である。
着装置の断面図である。
【図１０】本発明にかかる第３の実施形態としての真空
蒸着装置内でＣａＦ2基板を加熱した場合の温度ー時間
特性を示す図である。
蒸着装置内でＣａＦ2基板を加熱した場合の温度ー時間
特性を示す図である。
１１、３１ 真空槽 １２、３２、３８ 断熱用ステンレスプレート １３、３３、３９ 基板加熱用シーズヒータ １４、３４、４０ 赤外線放射体 １５、３５ 基板ホルダー １６、３６ 蒸発源 １７、３７ 膜厚分布補正板 １８ 基板
Claims (5)
- 【請求項１】 基板加熱手段から発せられる可視及び赤
外光が有する赤外域の強度よりも放射強度変換によっ
て、赤外域の放射強度が増幅された赤外線を用いて基板
を加熱する方法。 - 【請求項２】 真空槽と、該真空槽内に配設された蒸発
源及び基板を保持する基板ホルダーと、該基板ホルダー
の上方に配設された基板加熱手段とを有する真空蒸着装
置において、前記基板加熱手段に取り外し可能な赤外線
放射体を近設したことを特徴とする真空蒸着装置。 - 【請求項３】 真空槽と、該真空槽内に配設された蒸発
源及び基板を保持する基板ホルダーと、該基板ホルダー
の上方に配設された基板加熱手段と、前記基板ホルダー
及び前記蒸発源との間に設置された膜厚分布補正板とを
有する真空蒸着装置において、前記膜厚分布補正板の表
面の一部又は全部が、前記基板加熱手段が発する光で加
熱することにより、赤外線を放射する材料からなること
を特徴とする真空蒸着装置。 - 【請求項４】 前記蒸発源から前記基板に向かって発生
させる蒸発粒子の通路を除いて、前記蒸発源と前記基板
ホルダーとの間で前記真空槽の側面に取り外し可能な赤
外線放射体を近設させた基板加熱手段をさらに設けたこ
とを特徴とする請求項２又は３記載の真空蒸着装置。 - 【請求項５】 前記赤外線放射体又は前記膜厚分布補正
板が金属母材上に酸化物系セラミックス皮膜をプラズマ
溶射により形成してなることを特徴とする請求項２〜４
記載の真空蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8027499A JPH09217169A (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 基板の加熱方法とそれを用いた真空蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8027499A JPH09217169A (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 基板の加熱方法とそれを用いた真空蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09217169A true JPH09217169A (ja) | 1997-08-19 |
Family
ID=12222843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8027499A Pending JPH09217169A (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 基板の加熱方法とそれを用いた真空蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09217169A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7521268B2 (en) | 2004-09-14 | 2009-04-21 | Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. | Method and apparatus for manufacturing display |
| CN114318281A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 布劳恩惰性气体系统（上海）有限公司 | 加热样品台及具有其的真空镀膜系统 |
| CN115386841A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-11-25 | 上饶市豪杰光学有限公司 | 一种用于光学镜片镀膜的装置 |
-
1996
- 1996-02-15 JP JP8027499A patent/JPH09217169A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7521268B2 (en) | 2004-09-14 | 2009-04-21 | Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. | Method and apparatus for manufacturing display |
| CN114318281A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 布劳恩惰性气体系统（上海）有限公司 | 加热样品台及具有其的真空镀膜系统 |
| CN114318281B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-12-15 | 布劳恩惰性气体系统（上海）有限公司 | 加热样品台及具有其的真空镀膜系统 |
| CN115386841A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-11-25 | 上饶市豪杰光学有限公司 | 一种用于光学镜片镀膜的装置 |
| CN115386841B (zh) * | 2022-09-19 | 2023-10-03 | 上饶市豪杰光学有限公司 | 一种用于光学镜片镀膜的装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050719 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050802 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051129 |