JPS63199876A - 被膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は被膜形成方法、特に寸法精度が厳しく要求さ
れる光学部品などの被膜形成方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は１例えば金属表面技術第３０巻５号（１９７９
年発刊）に示された真空蒸着装置の構成図で、従来この
ような装置を用いて被膜形成を行なっていた。図におい
て、（１）は形成された膜、（２）は被加工物である基
板、（３）は蒸着用原料、（４）はるつぼ、（５）はヒ
ータ、（６）は排気系、（７）はチャンバである。

この装置を用いて被膜を形成するには、先ず排気系（６
）にてチャンバ（７）内を真空排気し、るつぼ（４）を
加熱し、蒸着用原料（３）を蒸発・蒸着させる。この時
、必要に応じてヒータ（５）にて被加工物である基板（
２）を加熱して、１Ｍ形成することもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述したような従来の被膜形成方法では
、被加工物の実際の使用温度を考慮せずに被膜形成を行
なっていたため、蒸着された時の被加工物の温度と、被
加工物の使用温度が異なった場合、膜（１）と被加工物
（２）の熱膨張のために、被膜形成された被加工物にそ
り、またはたわみといった形状変化が生じるという問題
点があった。このため寸法精度が厳しく要求される光学
部品や精密部品のコーティングとして用いるには、おの
ずと限界があった。

この発明は９以上のような問題点を解消するためになさ
れたもので９寸法変化や形状変化をほとんどひき起すこ
とのない被膜形成方法を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る被膜形成方法は、真空雰囲気中で、蒸着
用原料を蒸発させ、被加工物に上記原料を堆積させて膜
を形成するものにおいて、上記被加工物の温度を、被加
工物の使用温度以下に保持して上記蒸着用原料を被加工
物に堆積させて膜を形成する工程、及び上記被加工物の
温度を、被加工物の使用温度以下に保持して上記蒸着用
原料を被加工物に堆積させて膜を形成する工程を施すよ
うにしたものである。

〔作用〕

この発明の被膜形成方法においては、被加工物の実際の
使用温度以上の温度と、以下の温度とで被膜形成するの
で、被加工物と膜との熱膨張が逆方向に働き、形状変化
がほとんど無い被膜形成を実現できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図人、Ｂ、Ｃ，Ｄはこの発明の一実施例の被膜形成
方法を工程順に示し、被加工物である基板と、この基板
に形成される膜の部分を表わす側面図である。図におい
て、　（１ａ）は被加工物（２）上に蒸着用原料を堆積
させて形成された膜、　（１ｂ）ｐ膜（１ａ）上に蒸着
用原料を堆積させて形成された膜である。被膜形成のた
めの装置は従来と同様で、さらに排気及びるつぼの加熱
等は従来と同様の方法にて行なう。この後、被膜形成中
の被加工物（２）の温度につき、以下に示すような制御
を行なう。

ここでは、被加工物よりも膜の方が熱膨張係数が大きい
場合につき２図をもとに変形の様子を示しながら工程順
に説明する。

まず、第１図人に示したように、被加工物（２）の実際
の使用温度よシも高温に被加工物（２）の温度を保持し
て所望の膜厚の半分の膜厚まで［（１ａ）を形成する。

この状態では形状の変化は生じない。

次に第２の段階として、被加工物（２）の実際の使用温
度以下の温直にまで被加工物の温度を下げると、使用温
度では被加工物（２）よシもｌ１ｌｉ　（ｌａ）の方が
熱膨張係数が大きいので、膜（１ａ）の方が大きく収縮
し、変形を生ずる（第１図Ｂに示す。）。さらに、使用
温度よシ低温に膜（１ａ）を形成した被加工物（２）を
保持すると、変形はさらに大きくなるが。

この状態で最終膜厚まで膜（１ｂ）を形成する（第１図
Ｃに示す。）。最終的に低温から使用温度にまで被加工
物の温度を上昇すれば、今度は、膜（１）の方が被加工
物（２）よシも大きく熱膨張するため、実際の使用温度
では、被加工物（２）にはほとんど変形が生じない（第
１図りに示す。）。なお第１図Ｂ。

Ｄに示した矢印は、熱膨張及び熱収縮の方向と。

相対的な大きさを示している。

以下、上述した実施例について具体例を挙げて理論的に
詳述する。

この場合、被加工物（２）への膜の形成は張シで行なっ
た。

ここで、第２図を用いて、張りの場合のたわみについて
一般的Ｋ１１５！明する。＠２図人において。

Ｑυ−りはそれぞれ第１の材料、、＠２の材料で、張り
合わされておシそのそれぞれの板厚は”Ａｅ　ｈ／！ｒ
機膨張機敏張係数れぞれα１．α２とする。１は第１゜
第２の材料（１カ、　ａａの長さである。第２図Ｂは第
２図人に示したものを温度差ｔで放置した後の九わんだ
状態を示している。図におφて、ｒは曲率半径、Ｗはた
わみである。一般に９曲率半径をｒとすると、１．３（
ｄに”ｌ’　、　ｗ　−ｒ（１−ａｓ　−）でｒ　　　
　　　　２ｈ　　　　　　　　　　　　　　　　　２ｒ
与えられる。例えば、第１の材料Ｉ、第２の材料住りを
それぞれ人１９人Ｕとし、総厚みｈを５ｍ、長さ１は１
００　ｘｗ、とする。ム１．ムＵの線膨張係数、即ち熱
膨張係数は、それぞれ１４．２　ｘ　１０　　／ｄｅｇ
　。

２５．９　Ｘ　１０　　／ｄｅｇである。温度差ｔを一
１００℃とすると、上記式に代入して。

ｗ　＝　５４３０　ｘ（１−ｃｏｓ（１００／２　ｘ３
４３０））−ａ、ｓ６ａ　　（ｎｍ） という結果が得られる。これは即ち、　Ａｌと人Ｕを張
り合わせたものが一１００℃温度変化すると、その中央
部で０．３６４ｍｍたわみを生ずるということである。

即ち、ここでＡｕを被加工物（２）２人１を膜（１ａ）
とすると、被膜形成した被加工物（２）に０．３６４ｒ
ｎｒＩしたわみが生ずるということである。同様に考え
て、たわみを生じた被加工物（２）にさらにＡ１で！（
１ｂ）を形成して、今度はプラスの温度差１例えば温度
差１００℃で放置した場合、逆方向のたわみが発生する
。その結果、第１，１１ｇ２の膜形成時に生じる互いの
たわみが相殺して、たわみの少ない膜が形成される。

なお２以上のことから、被加工物の使用温度以上の温度
に保持して膜を形成する被加工物の温度と被加工物の使
用温度との温度差と、被加工物の使用温度以下の＠度に
保持して膜を形成する被加工物の温度と被加工物の使用
温度との温度差が等しく、かつそれぞれの場合に形成さ
れた膜の膜厚が等しいことが望ましい。

また上記実施例では１ｇの方が被加工物よシ熱膨張係数
が大きい場合につき説明したが、これとは逆の組み合わ
せで、膜の方が熱膨張係数が小さい場仕にも、プロセス
の途中での変形の方向は逆になるが、最終的には変形は
ほとんど生じないということは明らかである。

また、さらに上記実施例では被加工物の温ばを被刀ロエ
物の使用温度以下に保持して被加工物に膜を形成した後
、被加工物の温度を被加工物の使用温度風Ｆに保持して
膜を形成したが、工程の順序を逆にしても同様の幼果が
得られる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、被刀Ｉ工物の温度を
、被加工物の使用温度以上に保持して蒸着用原料を被加
工物に堆積させて膜を形成する工程。

及び被加工物の温度を、被加工物の使用温度以下に保持
して上記蒸着用原料を被〃ロエ物に堆積させて膜を形成
する工程を施すようにしたので２寸法ｎ１度良く、また
形状の変形の極めて少ない膜の形成が５Ｔ能な被膜形成
方法が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図人、Ｂ、Ｃ，Ｄはこの発明の一実施例の被膜形成
方法を工程順に示すための被加工物と被膜の側面図、第
２図はこの発明の一実施例に係シ。 張り合わせの場合のたわみの量を求めるだめの説明図、
第３図は一般的な被膜形成に用いられる真空蒸着装置の
構成図である。 （１）、　（１ａ）　、　（１ｂ）・・・膜、　　＋２
１−・・被刀ロエ吻、　　（３１・・・蒸着用原料。 なお１図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空雰囲気中で、蒸着用原料を蒸発させ、被加工
   物に上記原料を堆積させて膜を形成するものにおいて、
   上記被加工物の温度を、被加工物の使用温度以上に保持
   して上記蒸着用原料を被加工物に堆積させて膜を形成す
   る工程、及び上記被加工物の温度を、被加工物の使用温
   度以下に保持して上記蒸着用原料を被加工物に堆積させ
   て膜を形成する工程を施すようにした被膜形成方法。
2. （２）被加工物の使用温度以上の温度に保持した被加工
   物の温度と被加工物の使用温度との温度差と、被加工物
   の使用温度以下の温度に保持した被加工物の温度と被加
   工物の使用温度との温度差が等しく、かつ、それぞれの
   場合に形成された膜の膜厚が等しい特許請求の範囲第１
   項記載の被膜形成方法。