WO2021074952A1 - 真空蒸着方法及び真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

成膜室（２ａ）の内部に少なくとも蒸着材料と基板（Ｓ）を設置し、前記成膜室（２ａ）の内部の前記基板（Ｓ）を含む第１領域（Ａ）を０．５～１００Ｐａの雰囲気に設定し、前記成膜室（２ａ）の内部の前記蒸着材料を含む第２領域（Ｂ）を０．０５Ｐａ以下の雰囲気に設定し、この状態で真空蒸着法により前記基板（Ｓ）に前記蒸着材料を成膜する。

Description

真空蒸着方法及び真空蒸着装置

　本発明は、真空蒸着方法及び真空蒸着装置に関するものである。

　撮像素子として用いられるＣＣＤやＣＭＯＳは、銀塩写真フィルムに比べて表面での光反射が強いため、フレアやゴーストが発生し易い。また曲率半径の小さいレンズでは、光線の入射角度が位置によって大きく異なるため、レンズ表面の傾斜が大きな部分では低い反射率を保てない。さらに、ＬＣＤのような平面ディスプレイにおいては、ディスプレイ表面の光反射による外光の映り込みが問題になるので、アンチグレア処理が施されているが、ディスプレイの高密度化が進むと、液晶を透過した光がアンチグレア処理された表面で乱反射し、画像の高解像度化の妨げになる。このような基板表面の反射を低減するためには、低屈折率の表面層を成膜することが必要とされる（非特許文献１）。

反射低減技術の新展開（菊田久雄著，日本光学会会誌「光学」第４０巻第１号，２０１１年１月）

　屈折率が１．５のガラスに、屈折率が１．３８のフッ化マグネシウムのような低屈折材料を用いて表面層を形成することは知られている。しかしながら、１．３８の低屈折率材料を用いても、１．４％の反射が残る。現在のところ、１．１～１．２といった低屈折率の薄膜材料は存在しない。

　本発明が解決しようとする課題は、低屈折率の膜を形成できる真空蒸着方法及び真空蒸着装置を提供することである。

　本発明は、成膜室の内部に少なくとも蒸着材料と被蒸着物を設置し、前記成膜室の内部の前記被蒸着物を含む第１領域を０．５～１００Ｐａの雰囲気圧力に設定し、前記成膜室の内部の前記蒸着材料を含む第２領域を０．０５Ｐａ以下の雰囲気圧力に設定し、この状態で真空蒸着法により前記被蒸着物に前記蒸着材料を成膜する真空蒸着方法によって上記課題を解決する。

　また本発明は、少なくとも蒸着材料と被蒸着物とが設けられる成膜室を備える真空蒸着装置において、前記成膜室の内部の前記被蒸着物を含む第１領域の雰囲気圧力を０．５～１００Ｐａに設定する手段と、前記成膜室の内部の前記蒸着材料を含む第２領域の雰囲気圧力を０．０５Ｐａ以下に設定する手段と、を備える真空蒸着装置によって上記課題を解決する。

　本発明によれば、成膜室の内部の蒸着材料を含む第２領域を０．０５Ｐａ以下の雰囲気圧力に設定するので真空蒸着が可能となる一方、成膜室の内部の被蒸着物を含む第１領域を０．５～１００Ｐａの雰囲気圧力に設定するので、低屈折率の膜を形成することができる。

本発明に係る真空蒸着装置の第１実施形態を示す概略縦断面である。 本発明に係る真空蒸着装置の第２実施形態を示す概略縦断面である。 本発明に係る真空蒸着装置の第３実施形態を示す概略縦断面である。 本発明に係る真空蒸着装置の第４実施形態を示す概略縦断面である。 本発明に係る真空蒸着装置の第５実施形態を示す概略縦断面である。 本発明に係る真空蒸着装置の第６実施形態を示す概略縦断面である。 本発明に係る真空蒸着装置の第７実施形態を示す概略縦断面である。 図１～図７に示す第１領域Ａ及び第２領域Ｂの雰囲気圧並びに第１排気装置及び第２排気装置の設定圧力を示すグラフ（縦軸は圧力の対数）である。

《第１実施形態》
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る真空蒸着装置１の第１実施形態を示す概略縦断面である。本実施形態の真空蒸着装置１は、実質的に密閉空間となる成膜室２ａを構成する筐体２と、成膜室２ａの内部全体を減圧するための第１排気装置３と、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９と、を備える。

　本実施形態の真空蒸着装置１は、上面（天井面）、下面（底面）及び複数の側面を有する箱形、又は上面（天井面）、下面（底面）、曲面状の側面を有する筒形で構成された筐体２を有し、当該筐体２の内部が、実質的に密閉空間としての成膜室２ａを構成する。図１に示す真空蒸着装置１の姿勢において、筐体２の上側の面を上面、下側の面を下面、横側の面を側面と便宜的に称するが、これは単に筐体２と、当該筐体２に設けられる第１排気装置３、基板ホルダ５及び蒸着機構６との相対的な位置関係を説明するための便宜的な定義であり、実際に設置された真空蒸着装置１の姿勢を絶対的に定義するものではない。

　たとえば、図１に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置しているが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、基板ホルダ５と蒸着機構６とを左右方向（水平方向）や斜め方向に配置してもよい。また、図１に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置したため、そのレイアウトの関係で、第１排気装置３を筐体２の下面に配置したが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、第１排気装置３は適宜箇所に配置することができる。

　第１排気装置３は、図１に示すように、筐体２の下面に、すなわち蒸着機構６の近傍に、ゲートバルブ３ａを介して設けられている。ゲートバルブ３ａは、第１排気装置３と成膜室２ａとを開閉する気密バルブであり、成膜室２ａの内部を減圧する場合にはゲートバルブ３ａを開き、被蒸着物である基板Ｓを成膜室２ａに投入する場合や、成膜を終えた基板Ｓを成膜室２ａから取り出する場合など、それ以外の場合はゲートバルブ３ａを閉じる。第１排気装置３には、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）や定圧ポンプ（ＣＰ）が用いられ、成膜室２ａの内部を０．０１Ｐａ以下まで減圧できる定格能力を有する。

　成膜室２ａの内部には、板状の基板ホルダ５が回転軸５ｂにより懸架され、回転軸５ｂは筐体２の上面に回転可能に支持されている。そして、基板ホルダ５は、駆動部５ｃにより回転する回転軸５ｂを中心に回転可能とされている。基板ホルダ５の基板保持面５ａには、蒸着材料の蒸着対象となる基板（被蒸着物）Ｓが保持される。なお、基板ホルダ５に保持する基板Ｓの数量は何ら限定されず、１枚であっても複数枚であってもよい。また、駆動部５ｃを省略して非回転の基板ホルダ５としてもよい。図１に示す第１実施形態では、基板ホルダ５の基板保持面５ａに複数の基板Ｓが保持可能とされ、蒸着機構６の直上に複数の基板Ｓが位置するように基板ホルダ５が設けられている。

　成膜室２ａの内部の下面近傍には、蒸着機構６が設けられている。本実施形態の蒸着機構６は、電子ビーム蒸着源からなり、蒸着材料を充填する坩堝６ａと、坩堝６ａに充填された蒸着材料に電子ビームを照射する電子銃６ｂとを備える。また、坩堝６ａの上方には、当該坩堝６ａの上部開口を開閉するシャッタ６ｃが移動可能に設けられている。基板ホルダ５に保持された基板Ｓに対して成膜処理を行う場合には、電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。なお、図１に示す符号６ｄは、マイスナトラップの冷却管コイルであって、成膜室２ａの内部を真空排気したときに、基板Ｓから放出される水分を効率的に除去するものである。本実施形態の真空蒸着装置１にて用いられる蒸着材料としては、特に限定はされないが、ＳｉＯ_２，ＭｇＦ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２，Ｎｂ_２Ｏ_５又はＨｆＯ_２、などを用いることができる。

　本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに、所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９を備える。ガス供給源９は、成膜室２ａの内部の雰囲気ガス、たとえば不活性ガスなどを供給するための供給源である。図１には、１つのノズル８及びガス供給源９を示しているが、１つ又は複数のガス供給源９に複数のノズル８を接続し、当該複数のノズル８から第１領域Ａに向かって所定のガスを吹き付けるようにしてもよい。

　次に作用を説明する。
　本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法は、基板ホルダ５の基板保持面５ａに基板Ｓを装着し、筐体２を密閉したのち、ゲートバルブ３ａを開いて第１排気装置３を作動し、当該第１排気装置３の設定値をたとえば０．０１Ｐａに設定して成膜室２ａの内部を全体的に減圧する。なお、この時点で駆動部５ｃを駆動して基板ホルダ５の所定の回転速度で回転し始めてもよい。

　時間の経過とともに成膜室２ａの内部は、常圧から減圧されるが、第１排気装置３の近傍に設けられた蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて特に低圧となる。これに対して、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａには、ガス供給源９からのガスがノズル８を介して導入されるので、第１領域Ａの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて高圧となる。

　これら第１排気装置３と、ノズル８及びガス供給源９との作用により、好ましくは、第２領域Ｂの雰囲気圧力が０．０５Ｐａ以下、第１領域Ａの雰囲気圧力が０．５～１００Ｐａになったら、蒸着機構６の電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。

　図８は、第１領域Ａ及び第２領域Ｂの雰囲気圧並びに第１排気装置３の設定圧力を示すグラフであり、縦軸は圧力の対数を示す。同図に示すように、蒸着機構６を含む第２領域Ｂを０．０５Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が蒸発しないからである。一方、基板Ｓを含む第１領域Ａを０．５Ｐａ以上にするのは、これより雰囲気圧力が低いと低屈折率の薄膜が得られないからであり、１００Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が基板Ｓに届かず成膜できないからである。本実施形態では、蒸着機構６を含む第２領域Ｂが０．０５Ｐａ以下、基板Ｓを含む第１領域Ａが、０．５～１００Ｐａになればよいので、第１排気装置３の設定圧力と、ノズル８及びガス供給源９からのガス供給量は特に限定されない。

　以上のとおり、本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法によれば、蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力を蒸着が可能な圧力（好ましくは上限に近い範囲の圧力）に設定する一方で、基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は相対的に高圧にするので、真空蒸着法により低屈折率の薄膜を得ることができる。

　なお、上記基板Ｓが、本発明の被蒸着物に相当し、ノズル８及びガス供給源９が、本発明の第１雰囲気圧力設定手段、増圧手段、圧力調整手段に相当し、上記第１排気装置３が、本発明の第２雰囲気圧力設定手段に相当する。

《第２実施形態》
　図２は、本発明に係る真空蒸着装置１の第２実施形態を示す概略縦断面である。本実施形態の真空蒸着装置１は、実質的に密閉空間となる成膜室２ａを構成する筐体２と、成膜室２ａの内部全体を減圧するための第１排気装置３と、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る遮蔽部材７と、を備える。

　本実施形態の真空蒸着装置１は、上述した第１実施形態と同様、上面（天井面）、下面（底面）及び複数の側面を有する箱形、又は上面（天井面）、下面（底面）、曲面状の側面を有する筒形で構成された筐体２を有し、当該筐体２の内部が、実質的に密閉空間としての成膜室２ａを構成する。図２に示す真空蒸着装置１の姿勢において、筐体２の上側の面を上面、下側の面を下面、横側の面を側面と便宜的に称するが、これは単に筐体２と、当該筐体２に設けられる第１排気装置３、基板ホルダ５及び蒸着機構６との相対的な位置関係を説明するための便宜的な定義であり、実際に設置された真空蒸着装置１の姿勢を絶対的に定義するものではない。

　たとえば、図２に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置しているが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、基板ホルダ５と蒸着機構６とを左右方向（水平方向）や斜め方向に配置してもよい。また、図２に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置したため、そのレイアウトの関係で、第１排気装置３を筐体２の下面に配置したが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、第１排気装置３は適宜箇所に配置することができる。

　第１排気装置３は、図２に示すように、筐体２の下面に、すなわち蒸着機構６の近傍に、ゲートバルブ３ａを介して設けられている。ゲートバルブ３ａは、第１排気装置３と成膜室２ａとを開閉する気密バルブであり、成膜室２ａの内部を減圧する場合にはゲートバルブ３ａを開き、被蒸着物である基板Ｓを成膜室２ａに投入する場合や、成膜を終えた基板Ｓを成膜室２ａから取り出する場合など、それ以外の場合はゲートバルブ３ａを閉じる。第１排気装置３には、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）や定圧ポンプ（ＣＰ）が用いられ、成膜室２ａの内部を０．０１Ｐａ以下まで減圧できる定格能力を有する。

　成膜室２ａの内部には、板状の基板ホルダ５が回転軸５ｂにより懸架され、回転軸５ｂは筐体２の上面に回転可能に支持されている。そして、基板ホルダ５は、駆動部５ｃにより回転する回転軸５ｂを中心に回転可能とされている。基板ホルダ５の基板保持面５ａには、蒸着材料の蒸着対象となる基板（被蒸着物）Ｓが保持される。なお、基板ホルダ５に保持する基板Ｓの数量は何ら限定されず、１枚であっても複数枚であってもよい。また、駆動部５ｃを省略して非回転の基板ホルダ５としてもよい。図２に示す第２実施形態では、基板ホルダ５の基板保持面５ａに複数の基板Ｓが保持可能とされ、蒸着機構６の直上に複数の基板Ｓが位置するように基板ホルダ５が設けられている。

　成膜室２ａの内部の下面近傍には、蒸着機構６が設けられている。本実施形態の蒸着機構６は、電子ビーム蒸着源からなり、蒸着材料を充填する坩堝６ａと、坩堝６ａに充填された蒸着材料に電子ビームを照射する電子銃６ｂとを備える。また、坩堝６ａの上方には、当該坩堝６ａの上部開口を開閉するシャッタ６ｃが移動可能に設けられている。基板ホルダ５に保持された基板Ｓに対して成膜処理を行う場合には、電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。なお、図２に示す符号６ｄは、マイスナトラップの冷却管コイルであって、成膜室２ａの内部を真空排気したときに、基板Ｓから放出される水分を効率的に除去するものである。本実施形態の真空蒸着装置１にて用いられる蒸着材料としては、特に限定はされないが、ＳｉＯ_２，ＭｇＦ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２，Ｎｂ_２Ｏ_５又はＨｆＯ_２、などを用いることができる。

　本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａと、蒸着機構６を含む第２領域Ｂとの間に、遮蔽部材７が固定されている。本実施形態の遮蔽部材７は、中央が円形、楕円形又は矩形などに開口した円盤状平板で構成され、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る機能を司る。すなわち、図２に示すように、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む領域を第１領域Ａとしたときに、第１排気装置３により成膜室２ａの内部の気体が排気される際に当該第１領域Ａのガスの排気を部分的に遮蔽することで、第１領域Ａの減圧効果を低減する。

　次に作用を説明する。
　本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法は、基板ホルダ５の基板保持面５ａに基板Ｓを装着し、筐体２を密閉したのち、ゲートバルブ３ａを開いて第１排気装置３を作動し、当該第１排気装置３の設定値をたとえば０．０１Ｐａに設定して成膜室２ａの内部を全体的に減圧する。なお、この時点で駆動部５ｃを駆動して基板ホルダ５の所定の回転速度で回転し始めてもよい。

　時間の経過とともに成膜室２ａの内部は、常圧から減圧されるが、第１排気装置３の近傍に設けられた蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて特に低圧となる。これに対して、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａは、遮蔽部材７により第１排気装置３による全体的な排気の一部が遮られるので、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて高圧となる。

　これら第１排気装置３と遮蔽部材７との作用により、好ましくは、第２領域Ｂの雰囲気圧力が０．０５Ｐａ以下、第１領域Ａの雰囲気圧力が０．５～１００Ｐａになったら、蒸着機構６の電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。

　図８は、第１領域Ａ及び第２領域Ｂの雰囲気圧並びに第１排気装置３の設定圧力を示すグラフであり、縦軸は圧力の対数を示す。同図に示すように、蒸着機構６を含む第２領域Ｂを０．０５Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が蒸発しないからである。一方、基板Ｓを含む第１領域Ａを０．５Ｐａ以上にするのは、これより雰囲気圧力が低いと低屈折率の薄膜が得られないからであり、１００Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が基板Ｓに届かず成膜できないからである。本実施形態では、蒸着機構６を含む第２領域Ｂが０．０５Ｐａ以下、基板Ｓを含む第１領域Ａが、０．５～１００Ｐａになればよいので、第１排気装置３の設定圧力と、遮蔽部材７の構造（たとえば開口の形状や面積）は特に限定されない。

　以上のとおり、本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法によれば、蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力を蒸着が可能な圧力（好ましくは上限に近い範囲の圧力）に設定する一方で、基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は相対的に高圧にするので、真空蒸着法により低屈折率の薄膜を得ることができる。

　なお、上記基板Ｓが、本発明の被蒸着物に相当し、遮蔽部材７が、本発明の第１雰囲気圧力設定手段、増圧手段、圧力調整手段に相当し、上記第１排気装置３が、本発明の第２雰囲気圧力設定手段に相当する。

《第３実施形態》
　図３は、本発明に係る真空蒸着装置１の第３実施形態を示す概略縦断面である。本実施形態の真空蒸着装置１は、上述した第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせた実施形態であり、実質的に密閉空間となる成膜室２ａを構成する筐体２と、成膜室２ａの内部全体を減圧するための第１排気装置３と、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９と、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る遮蔽部材７と、を備える。

　本実施形態の真空蒸着装置１は、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同様、上面（天井面）、下面（底面）及び複数の側面を有する箱形、又は上面（天井面）、下面（底面）、曲面状の側面を有する筒形で構成された筐体２を有し、当該筐体２の内部が、実質的に密閉空間としての成膜室２ａを構成する。図３に示す真空蒸着装置１の姿勢において、筐体２の上側の面を上面、下側の面を下面、横側の面を側面と便宜的に称するが、これは単に筐体２と、当該筐体２に設けられる第１排気装置３、基板ホルダ５及び蒸着機構６との相対的な位置関係を説明するための便宜的な定義であり、実際に設置された真空蒸着装置１の姿勢を絶対的に定義するものではない。

　たとえば、図３に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置しているが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、基板ホルダ５と蒸着機構６とを左右方向（水平方向）や斜め方向に配置してもよい。また、図３に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置したため、そのレイアウトの関係で、第１排気装置３を筐体２の下面に配置したが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、第１排気装置３は適宜箇所に配置することができる。

　第１排気装置３は、図３に示すように、筐体２の下面に、すなわち蒸着機構６の近傍に、ゲートバルブ３ａを介して設けられている。ゲートバルブ３ａは、第１排気装置３と成膜室２ａとを開閉する気密バルブであり、成膜室２ａの内部を減圧する場合にはゲートバルブ３ａを開き、被蒸着物である基板Ｓを成膜室２ａに投入する場合や、成膜を終えた基板Ｓを成膜室２ａから取り出する場合など、それ以外の場合はゲートバルブ３ａを閉じる。第１排気装置３には、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）や定圧ポンプ（ＣＰ）が用いられ、成膜室２ａの内部を０．０１Ｐａ以下まで減圧できる定格能力を有する。

　成膜室２ａの内部には、板状の基板ホルダ５が回転軸５ｂにより懸架され、回転軸５ｂは筐体２の上面に回転可能に支持されている。そして、基板ホルダ５は、駆動部５ｃにより回転する回転軸５ｂを中心に回転可能とされている。基板ホルダ５の基板保持面５ａには、蒸着材料の蒸着対象となる基板（被蒸着物）Ｓが保持される。なお、基板ホルダ５に保持する基板Ｓの数量は何ら限定されず、１枚であっても複数枚であってもよい。また、駆動部５ｃを省略して非回転の基板ホルダ５としてもよい。図３に示す第３実施形態では、基板ホルダ５の基板保持面５ａに複数の基板Ｓが保持可能とされ、蒸着機構６の直上に複数の基板Ｓが位置するように基板ホルダ５が設けられている。

　成膜室２ａの内部の下面近傍には、蒸着機構６が設けられている。本実施形態の蒸着機構６は、電子ビーム蒸着源からなり、蒸着材料を充填する坩堝６ａと、坩堝６ａに充填された蒸着材料に電子ビームを照射する電子銃６ｂとを備える。また、坩堝６ａの上方には、当該坩堝６ａの上部開口を開閉するシャッタ６ｃが移動可能に設けられている。基板ホルダ５に保持された基板Ｓに対して成膜処理を行う場合には、電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。なお、図３に示す符号６ｄは、マイスナトラップの冷却管コイルであって、成膜室２ａの内部を真空排気したときに、基板Ｓから放出される水分を効率的に除去するものである。本実施形態の真空蒸着装置１にて用いられる蒸着材料としては、特に限定はされないが、ＳｉＯ_２，ＭｇＦ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２，Ｎｂ_２Ｏ_５又はＨｆＯ_２、などを用いることができる。

　本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに、所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９を備える。ガス供給源９は、成膜室２ａの内部の雰囲気ガス、たとえば不活性ガスなどを供給するための供給源である。図３には、１つのノズル８及びガス供給源９を示しているが、１つ又は複数のガス供給源９に複数のノズル８を接続し、当該複数のノズル８から第１領域Ａに向かって所定のガスを吹き付けるようにしてもよい。

　また本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａと、蒸着機構６を含む第２領域Ｂとの間に、遮蔽部材７が固定されている。本実施形態の遮蔽部材７は、中央が円形、楕円形又は矩形などに開口した円盤状平板で構成され、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る機能を司る。すなわち、図３に示すように、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む領域を第１領域Ａとしたときに、第１排気装置３により成膜室２ａの内部の気体が排気される際に当該第１領域Ａのガスの排気を部分的に遮蔽することで、第１領域Ａの減圧効果を低減する。

　次に作用を説明する。
　本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法は、基板ホルダ５の基板保持面５ａに基板Ｓを装着し、筐体２を密閉したのち、ゲートバルブ３ａを開いて第１排気装置３を作動し、当該第１排気装置３の設定値をたとえば０．０１Ｐａに設定して成膜室２ａの内部を全体的に減圧する。なお、この時点で駆動部５ｃを駆動して基板ホルダ５の所定の回転速度で回転し始めてもよい。

　時間の経過とともに成膜室２ａの内部は、常圧から減圧されるが、第１排気装置３の近傍に設けられた蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて特に低圧となる。これに対して、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａは、遮蔽部材７により第１排気装置３による全体的な排気の一部が遮られるのと同時に、ガス供給源９からのガスがノズル８を介して導入されるので、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて高圧となる。

　これら第１排気装置３と遮蔽部材７との作用により、好ましくは、第２領域Ｂの雰囲気圧力が０．０５Ｐａ以下、第１領域Ａの雰囲気圧力が０．５～１００Ｐａになったら、蒸着機構６の電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。

　図８は、第１領域Ａ及び第２領域Ｂの雰囲気圧並びに第１排気装置３の設定圧力を示すグラフであり、縦軸は圧力の対数を示す。同図に示すように、蒸着機構６を含む第２領域Ｂを０．０５Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が蒸発しないからである。一方、基板Ｓを含む第１領域Ａを０．５Ｐａ以上にするのは、これより雰囲気圧力が低いと低屈折率の薄膜が得られないからであり、１００Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が基板Ｓに届かず成膜できないからである。本実施形態では、蒸着機構６を含む第２領域Ｂが０．０５Ｐａ以下、基板Ｓを含む第１領域Ａが、０．５～１００Ｐａになればよいので、第１排気装置３の設定圧力と、ノズル８及びガス供給源９からのガス供給量と、遮蔽部材７の構造（たとえば開口の形状や面積）は特に限定されない。

　以上のとおり、本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法によれば、蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力を蒸着が可能な圧力（好ましくは上限に近い範囲の圧力）に設定する一方で、基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は相対的に高圧にするので、真空蒸着法により低屈折率の薄膜を得ることができる。

　なお、上記基板Ｓが、本発明の被蒸着物に相当し、遮蔽部材７並びにノズル８及びガス供給源９が、本発明の第１雰囲気圧力設定手段、増圧手段、圧力調整手段に相当し、上記第１排気装置３が、本発明の第２雰囲気圧力設定手段に相当する。

《第４実施形態》
　図４は、本発明に係る真空蒸着装置１の第４実施形態を示す概略縦断面である。本実施形態の真空蒸着装置１は、実質的に密閉空間となる成膜室２ａを構成する筐体２と、成膜室２ａの内部全体を減圧するための第１排気装置３と、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９と、を備える。上述した第１実施形態と異なる点は、第１排気装置３を筐体２の側面に設けたことにあり、その他の構成はほぼ同じである。

　本実施形態の真空蒸着装置１は、上面（天井面）、下面（底面）及び複数の側面を有する箱形、又は上面（天井面）、下面（底面）、曲面状の側面を有する筒形で構成された筐体２を有し、当該筐体２の内部が、実質的に密閉空間としての成膜室２ａを構成する。図４に示す真空蒸着装置１の姿勢において、筐体２の上側の面を上面、下側の面を下面、横側の面を側面と便宜的に称するが、これは単に筐体２と、当該筐体２に設けられる第１排気装置３、基板ホルダ５及び蒸着機構６との相対的な位置関係を説明するための便宜的な定義であり、実際に設置された真空蒸着装置１の姿勢を絶対的に定義するものではない。

　たとえば、図４に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置しているが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、基板ホルダ５と蒸着機構６とを左右方向（水平方向）や斜め方向に配置してもよい。また、図４に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置したため、そのレイアウトの関係で、第１排気装置３を筐体２の側面に配置したが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、第１排気装置３は適宜箇所に配置することができる。

　第１排気装置３は、図４に示すように、筐体２の側面の比較的下側に、すなわち蒸着機構６の近傍に、ゲートバルブ３ａを介して設けられている。ゲートバルブ３ａは、第１排気装置３と成膜室２ａとを開閉する気密バルブであり、成膜室２ａの内部を減圧する場合にはゲートバルブ３ａを開き、被蒸着物である基板Ｓを成膜室２ａに投入する場合や、成膜を終えた基板Ｓを成膜室２ａから取り出する場合など、それ以外の場合はゲートバルブ３ａを閉じる。第１排気装置３には、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）や定圧ポンプ（ＣＰ）が用いられ、成膜室２ａの内部を０．０１Ｐａ以下まで減圧できる定格能力を有する。

　成膜室２ａの内部には、板状の基板ホルダ５が回転軸５ｂにより懸架され、回転軸５ｂは筐体２の上面に回転可能に支持されている。そして、基板ホルダ５は、駆動部５ｃにより回転する回転軸５ｂを中心に回転可能とされている。基板ホルダ５の基板保持面５ａには、蒸着材料の蒸着対象となる基板（被蒸着物）Ｓが保持される。なお、基板ホルダ５に保持する基板Ｓの数量は何ら限定されず、１枚であっても複数枚であってもよい。また、駆動部５ｃを省略して非回転の基板ホルダ５としてもよい。図４に示す第１実施形態では、基板ホルダ５の基板保持面５ａに複数の基板Ｓが保持可能とされ、蒸着機構６の直上に複数の基板Ｓが位置するように基板ホルダ５が設けられている。

　成膜室２ａの内部の下面近傍には、蒸着機構６が設けられている。本実施形態の蒸着機構６は、電子ビーム蒸着源からなり、蒸着材料を充填する坩堝６ａと、坩堝６ａに充填された蒸着材料に電子ビームを照射する電子銃６ｂとを備える。また、坩堝６ａの上方には、当該坩堝６ａの上部開口を開閉するシャッタ６ｃが移動可能に設けられている。基板ホルダ５に保持された基板Ｓに対して成膜処理を行う場合には、電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。なお、図４に示す符号６ｄは、マイスナトラップの冷却管コイルであって、成膜室２ａの内部を真空排気したときに、基板Ｓから放出される水分を効率的に除去するものである。本実施形態の真空蒸着装置１にて用いられる蒸着材料としては、特に限定はされないが、ＳｉＯ_２，ＭｇＦ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２，Ｎｂ_２Ｏ_５又はＨｆＯ_２、などを用いることができる。

　本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに、所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９を備える。ガス供給源９は、成膜室２ａの内部の雰囲気ガス、たとえば不活性ガスなどを供給するための供給源である。図４には、１つのノズル８及びガス供給源９を示しているが、１つ又は複数のガス供給源９に複数のノズル８を接続し、当該複数のノズル８から第１領域Ａに向かって所定のガスを吹き付けるようにしてもよい。

　次に作用を説明する。
　本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法は、基板ホルダ５の基板保持面５ａに基板Ｓを装着し、筐体２を密閉したのち、ゲートバルブ３ａを開いて第１排気装置３を作動し、当該第１排気装置３の設定値をたとえば０．０１Ｐａに設定して成膜室２ａの内部を全体的に減圧する。なお、この時点で駆動部５ｃを駆動して基板ホルダ５の所定の回転速度で回転し始めてもよい。

　時間の経過とともに成膜室２ａの内部は、常圧から減圧されるが、第１排気装置３の近傍に設けられた蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて特に低圧となる。これに対して、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａには、ガス供給源９からのガスがノズル８を介して導入されるので、第１領域Ａの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて高圧となる。

　これら第１排気装置３と、ノズル８及びガス供給源９との作用により、好ましくは、第２領域Ｂの雰囲気圧力が０．０５Ｐａ以下、第１領域Ａの雰囲気圧力が０．５～１００Ｐａになったら、蒸着機構６の電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。

　図８は、第１領域Ａ及び第２領域Ｂの雰囲気圧並びに第１排気装置３の設定圧力を示すグラフであり、縦軸は圧力の対数を示す。同図に示すように、蒸着機構６を含む第２領域Ｂを０．０５Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が蒸発しないからである。一方、基板Ｓを含む第１領域Ａを０．５Ｐａ以上にするのは、これより雰囲気圧力が低いと低屈折率の薄膜が得られないからであり、１００Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が基板Ｓに届かず成膜できないからである。本実施形態では、蒸着機構６を含む第２領域Ｂが０．０５Ｐａ以下、基板Ｓを含む第１領域Ａが、０．５～１００Ｐａになればよいので、第１排気装置３の設定圧力と、ノズル８及びガス供給源９からのガス供給量は特に限定されない。

　以上のとおり、本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法によれば、蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力を蒸着が可能な圧力（好ましくは上限に近い範囲の圧力）に設定する一方で、基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は相対的に高圧にするので、真空蒸着法により低屈折率の薄膜を得ることができる。

　なお、上記基板Ｓが、本発明の被蒸着物に相当し、ノズル８及びガス供給源９が、本発明の第１雰囲気圧力設定手段、増圧手段、圧力調整手段に相当し、上記第１排気装置３が、本発明の第２雰囲気圧力設定手段に相当する。

《第５実施形態》
　図５は、本発明に係る真空蒸着装置１の第５実施形態を示す概略縦断面である。本実施形態の真空蒸着装置１は、実質的に密閉空間となる成膜室２ａを構成する筐体２と、成膜室２ａの内部全体を減圧するための第１排気装置３と、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る遮蔽部材７と、を備える。上述した第２実施形態と異なる点は、第１排気装置３を筐体２の側面に設けたことと、遮蔽部材７の形状にあり、その他の構成はほぼ同じである。

　本実施形態の真空蒸着装置１は、上述した第２実施形態と同様、上面（天井面）、下面（底面）及び複数の側面を有する箱形、又は上面（天井面）、下面（底面）、曲面状の側面を有する筒形で構成された筐体２を有し、当該筐体２の内部が、実質的に密閉空間としての成膜室２ａを構成する。図５に示す真空蒸着装置１の姿勢において、筐体２の上側の面を上面、下側の面を下面、横側の面を側面と便宜的に称するが、これは単に筐体２と、当該筐体２に設けられる第１排気装置３、基板ホルダ５及び蒸着機構６との相対的な位置関係を説明するための便宜的な定義であり、実際に設置された真空蒸着装置１の姿勢を絶対的に定義するものではない。

　たとえば、図５に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置しているが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、基板ホルダ５と蒸着機構６とを左右方向（水平方向）や斜め方向に配置してもよい。また、図５に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置したため、そのレイアウトの関係で、第１排気装置３を筐体２の下面に配置したが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、第１排気装置３は適宜箇所に配置することができる。

　第１排気装置３は、図５に示すように、筐体２の側面のほぼ中央に、ゲートバルブ３ａを介して設けられている。ゲートバルブ３ａは、第１排気装置３と成膜室２ａとを開閉する気密バルブであり、成膜室２ａの内部を減圧する場合にはゲートバルブ３ａを開き、被蒸着物である基板Ｓを成膜室２ａに投入する場合や、成膜を終えた基板Ｓを成膜室２ａから取り出する場合など、それ以外の場合はゲートバルブ３ａを閉じる。第１排気装置３には、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）や定圧ポンプ（ＣＰ）が用いられ、成膜室２ａの内部を０．０１Ｐａ以下まで減圧できる定格能力を有する。

　成膜室２ａの内部には、板状の基板ホルダ５が回転軸５ｂにより懸架され、回転軸５ｂは筐体２の上面に回転可能に支持されている。そして、基板ホルダ５は、駆動部５ｃにより回転する回転軸５ｂを中心に回転可能とされている。基板ホルダ５の基板保持面５ａには、蒸着材料の蒸着対象となる基板（被蒸着物）Ｓが保持される。なお、基板ホルダ５に保持する基板Ｓの数量は何ら限定されず、１枚であっても複数枚であってもよい。また、駆動部５ｃを省略して非回転の基板ホルダ５としてもよい。図５に示す第５実施形態では、基板ホルダ５の基板保持面５ａに複数の基板Ｓが保持可能とされ、蒸着機構６の直上に複数の基板Ｓが位置するように基板ホルダ５が設けられている。

　成膜室２ａの内部の下面近傍には、蒸着機構６が設けられている。本実施形態の蒸着機構６は、電子ビーム蒸着源からなり、蒸着材料を充填する坩堝６ａと、坩堝６ａに充填された蒸着材料に電子ビームを照射する電子銃６ｂとを備える。また、坩堝６ａの上方には、当該坩堝６ａの上部開口を開閉するシャッタ６ｃが移動可能に設けられている。基板ホルダ５に保持された基板Ｓに対して成膜処理を行う場合には、電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。なお、図５に示す符号６ｄは、マイスナトラップの冷却管コイルであって、成膜室２ａの内部を真空排気したときに、基板Ｓから放出される水分を効率的に除去するものである。本実施形態の真空蒸着装置１にて用いられる蒸着材料としては、特に限定はされないが、ＳｉＯ_２，ＭｇＦ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２，Ｎｂ_２Ｏ_５又はＨｆＯ_２、などを用いることができる。

　本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを、当該基板ホルダ５を含めて囲む位置に、遮蔽部材７が固定されている。本実施形態の遮蔽部材７は、上面及び下面が開口した筒状（断面は、円形、楕円形、矩形のいずれでもよく、基板ホルダ５の形状に応じて設定してもよい。）に形成され、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る機能を司る。すなわち、図５に示すように、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む領域を第１領域Ａとしたときに、第１排気装置３により成膜室２ａの内部の気体が排気される際に当該第１領域Ａのガスの排気を部分的に遮蔽することで、第１領域Ａの減圧効果を低減する。

　次に作用を説明する。
　本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法は、基板ホルダ５の基板保持面５ａに基板Ｓを装着し、筐体２を密閉したのち、ゲートバルブ３ａを開いて第１排気装置３を作動し、当該第１排気装置３の設定値をたとえば０．０１Ｐａに設定して成膜室２ａの内部を全体的に減圧する。なお、この時点で駆動部５ｃを駆動して基板ホルダ５の所定の回転速度で回転し始めてもよい。

　時間の経過とともに成膜室２ａの内部は、常圧から減圧されるが、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａは、遮蔽部材７により第１排気装置３による全体的な排気の一部が遮られるので、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて高圧となる。これに対して、遮蔽部材７による減圧抑制効果が及ばない蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域とほぼ同圧となる。

　これら第１排気装置３と遮蔽部材７との作用により、好ましくは、第２領域Ｂの雰囲気圧力が０．０５Ｐａ以下、第１領域Ａの雰囲気圧力が０．５～１００Ｐａになったら、蒸着機構６の電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。

　図８は、第１領域Ａ及び第２領域Ｂの雰囲気圧並びに第１排気装置３の設定圧力を示すグラフであり、縦軸は圧力の対数を示す。同図に示すように、蒸着機構６を含む第２領域Ｂを０．０５Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が蒸発しないからである。一方、基板Ｓを含む第１領域Ａを０．５Ｐａ以上にするのは、これより雰囲気圧力が低いと低屈折率の薄膜が得られないからであり、１００Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が基板Ｓに届かず成膜できないからである。本実施形態では、蒸着機構６を含む第２領域Ｂが０．０５Ｐａ以下、基板Ｓを含む第１領域Ａが、０．５～１００Ｐａになればよいので、第１排気装置３の設定圧力と、遮蔽部材７の構造（たとえば開口の形状、面積、遮蔽部材７の縦方向の長さ）は特に限定されない。

　以上のとおり、本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法によれば、蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力を蒸着が可能な圧力（好ましくは上限に近い範囲の圧力）に設定する一方で、基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は相対的に高圧にするので、真空蒸着法により低屈折率の薄膜を得ることができる。

　なお、上記基板Ｓが、本発明の被蒸着物に相当し、遮蔽部材７が、本発明の第１雰囲気圧力設定手段、増圧手段、圧力調整手段に相当し、上記第１排気装置３が、本発明の第２雰囲気圧力設定手段に相当する。

《第６実施形態》
　図６は、本発明に係る真空蒸着装置１の第６実施形態を示す概略縦断面である。本実施形態の真空蒸着装置１は、上述した第４実施形態と第５実施形態とを組み合わせた実施形態であり、実質的に密閉空間となる成膜室２ａを構成する筐体２と、成膜室２ａの内部全体を減圧するための第１排気装置３と、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９と、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る遮蔽部材７と、を備える。

　本実施形態の真空蒸着装置１は、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同様、上面（天井面）、下面（底面）及び複数の側面を有する箱形、又は上面（天井面）、下面（底面）、曲面状の側面を有する筒形で構成された筐体２を有し、当該筐体２の内部が、実質的に密閉空間としての成膜室２ａを構成する。図６に示す真空蒸着装置１の姿勢において、筐体２の上側の面を上面、下側の面を下面、横側の面を側面と便宜的に称するが、これは単に筐体２と、当該筐体２に設けられる第１排気装置３、基板ホルダ５及び蒸着機構６との相対的な位置関係を説明するための便宜的な定義であり、実際に設置された真空蒸着装置１の姿勢を絶対的に定義するものではない。

　たとえば、図６に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置しているが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、基板ホルダ５と蒸着機構６とを左右方向（水平方向）や斜め方向に配置してもよい。また、図６に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置したため、そのレイアウトの関係で、第１排気装置３を筐体２の下面に配置したが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、第１排気装置３は適宜箇所に配置することができる。

　第１排気装置３は、図６に示すように、筐体２の側面のほぼ中央に、ゲートバルブ３ａを介して設けられている。ゲートバルブ３ａは、第１排気装置３と成膜室２ａとを開閉する気密バルブであり、成膜室２ａの内部を減圧する場合にはゲートバルブ３ａを開き、被蒸着物である基板Ｓを成膜室２ａに投入する場合や、成膜を終えた基板Ｓを成膜室２ａから取り出する場合など、それ以外の場合はゲートバルブ３ａを閉じる。第１排気装置３には、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）や定圧ポンプ（ＣＰ）が用いられ、成膜室２ａの内部を０．０１Ｐａ以下まで減圧できる定格能力を有する。

　成膜室２ａの内部には、板状の基板ホルダ５が回転軸５ｂにより懸架され、回転軸５ｂは筐体２の上面に回転可能に支持されている。そして、基板ホルダ５は、駆動部５ｃにより回転する回転軸５ｂを中心に回転可能とされている。基板ホルダ５の基板保持面５ａには、蒸着材料の蒸着対象となる基板（被蒸着物）Ｓが保持される。なお、基板ホルダ５に保持する基板Ｓの数量は何ら限定されず、１枚であっても複数枚であってもよい。また、駆動部５ｃを省略して非回転の基板ホルダ５としてもよい。図６に示す第６実施形態では、基板ホルダ５の基板保持面５ａに複数の基板Ｓが保持可能とされ、蒸着機構６の直上に複数の基板Ｓが位置するように基板ホルダ５が設けられている。

　成膜室２ａの内部の下面近傍には、蒸着機構６が設けられている。本実施形態の蒸着機構６は、電子ビーム蒸着源からなり、蒸着材料を充填する坩堝６ａと、坩堝６ａに充填された蒸着材料に電子ビームを照射する電子銃６ｂとを備える。また、坩堝６ａの上方には、当該坩堝６ａの上部開口を開閉するシャッタ６ｃが移動可能に設けられている。基板ホルダ５に保持された基板Ｓに対して成膜処理を行う場合には、電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。なお、図６に示す符号６ｄは、マイスナトラップの冷却管コイルであって、成膜室２ａの内部を真空排気したときに、基板Ｓから放出される水分を効率的に除去するものである。本実施形態の真空蒸着装置１にて用いられる蒸着材料としては、特に限定はされないが、ＳｉＯ_２，ＭｇＦ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２，Ｎｂ_２Ｏ_５又はＨｆＯ_２、などを用いることができる。

　本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを、当該基板ホルダ５を含めて囲む位置に、遮蔽部材７が固定されている。本実施形態の遮蔽部材７は、上面及び下面が開口した筒状（断面は、円形、楕円形、矩形のいずれでもよく、基板ホルダ５の形状に応じて設定してもよい。）に形成され、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る機能を司る。すなわち、図６に示すように、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む領域を第１領域Ａとしたときに、第１排気装置３により成膜室２ａの内部の気体が排気される際に当該第１領域Ａのガスの排気を部分的に遮蔽することで、第１領域Ａの減圧効果を低減する。

　また本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに、所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９を備える。ノズル８は、図６に示すように、たとえば遮蔽部材７を貫通して固定してもよい。ガス供給源９は、成膜室２ａの内部の雰囲気ガス、たとえば不活性ガスなどを供給するための供給源である。図６には、１つのノズル８及びガス供給源９を示しているが、１つ又は複数のガス供給源９に複数のノズル８を接続し、当該複数のノズル８から第１領域Ａに向かって所定のガスを吹き付けるようにしてもよい。

　次に作用を説明する。
　本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法は、基板ホルダ５の基板保持面５ａに基板Ｓを装着し、筐体２を密閉したのち、ゲートバルブ３ａを開いて第１排気装置３を作動し、当該第１排気装置３の設定値をたとえば０．０１Ｐａに設定して成膜室２ａの内部を全体的に減圧する。なお、この時点で駆動部５ｃを駆動して基板ホルダ５の所定の回転速度で回転し始めてもよい。

　時間の経過とともに成膜室２ａの内部は、常圧から減圧されるが、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａは、遮蔽部材７により第１排気装置３による全体的な排気の一部が遮られると同時に、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａには、ガス供給源９からのガスがノズル８を介して導入されるので、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて高圧となる。これに対して、遮蔽部材７による減圧抑制効果が及ばない蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域とほぼ同圧となる。

　これら第１排気装置３と遮蔽部材７とノズル８及びガス供給源９との作用により、好ましくは、第２領域Ｂの雰囲気圧力が０．０５Ｐａ以下、第１領域Ａの雰囲気圧力が０．５～１００Ｐａになったら、蒸着機構６の電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。

　図８は、第１領域Ａ及び第２領域Ｂの雰囲気圧並びに第１排気装置３の設定圧力を示すグラフであり、縦軸は圧力の対数を示す。同図に示すように、蒸着機構６を含む第２領域Ｂを０．０５Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が蒸発しないからである。一方、基板Ｓを含む第１領域Ａを０．５Ｐａ以上にするのは、これより雰囲気圧力が低いと低屈折率の薄膜が得られないからであり、１００Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が基板Ｓに届かず成膜できないからである。本実施形態では、蒸着機構６を含む第２領域Ｂが０．０５Ｐａ以下、基板Ｓを含む第１領域Ａが、０．５～１００Ｐａになればよいので、第１排気装置３の設定圧力と、ノズル８及びガス供給源９からのガス供給量と、遮蔽部材７の構造（たとえば開口の形状や面積）は特に限定されない。

　以上のとおり、本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法によれば、蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力を蒸着が可能な圧力（好ましくは上限に近い範囲の圧力）に設定する一方で、基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は相対的に高圧にするので、真空蒸着法により低屈折率の薄膜を得ることができる。

　なお、上記基板Ｓが、本発明の被蒸着物に相当し、遮蔽部材７並びにノズル８及びガス供給源９が、本発明の第１雰囲気圧力設定手段、増圧手段、圧力調整手段に相当し、上記第１排気装置３が、本発明の第２雰囲気圧力設定手段に相当する。

《第７実施形態》
　図７は、本発明に係る真空蒸着装置１の第７実施形態を示す概略縦断面である。本実施形態の真空蒸着装置１は、上述した第６実施形態に第２排気装置４及びゲートバルブ４ａを付加した実施形態であり、実質的に密閉空間となる成膜室２ａを構成する筐体２と、成膜室２ａの内部全体を減圧するための第１排気装置３と、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９と、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る遮蔽部材７と、第２排気装置４及びゲートバルブ４ａと、を備える。

　本実施形態の真空蒸着装置１は、上述した第１～第６実施形態と同様、上面（天井面）、下面（底面）及び複数の側面を有する箱形、又は上面（天井面）、下面（底面）、曲面状の側面を有する筒形で構成された筐体２を有し、当該筐体２の内部が、実質的に密閉空間としての成膜室２ａを構成する。図７に示す真空蒸着装置１の姿勢において、筐体２の上側の面を上面、下側の面を下面、横側の面を側面と便宜的に称するが、これは単に筐体２と、当該筐体２に設けられる第１排気装置３、基板ホルダ５及び蒸着機構６との相対的な位置関係を説明するための便宜的な定義であり、実際に設置された真空蒸着装置１の姿勢を絶対的に定義するものではない。

　たとえば、図７に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置しているが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、基板ホルダ５と蒸着機構６とを左右方向（水平方向）や斜め方向に配置してもよい。また、図７に示す実施形態の真空蒸着装置１は、基板ホルダ５と蒸着機構６とを上下方向（鉛直方向）に配置したため、そのレイアウトの関係で、第１排気装置３を筐体２の下面に配置したが、本発明の真空蒸着方法及び真空蒸着装置はこの配置に何ら限定されず、第１排気装置３は適宜箇所に配置することができる。

　第１排気装置３は、図７に示すように、筐体２の側面のほぼ中央に、ゲートバルブ３ａを介して設けられている。ゲートバルブ３ａは、第１排気装置３と成膜室２ａとを開閉する気密バルブであり、成膜室２ａの内部を減圧する場合にはゲートバルブ３ａを開き、被蒸着物である基板Ｓを成膜室２ａに投入する場合や、成膜を終えた基板Ｓを成膜室２ａから取り出する場合など、それ以外の場合はゲートバルブ３ａを閉じる。第１排気装置３には、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）や定圧ポンプ（ＣＰ）が用いられ、成膜室２ａの内部を０．０１Ｐａ以下まで減圧できる定格能力を有する。
１Ｐａ以下まで減圧できる定格能力を有する。

　第２排気装置４は、図７に示すように、筐体２の下面であって蒸着機構６の直下に、ゲートバルブ４ａを介して設けられている。ゲートバルブ４ａは、第２排気装置４と成膜室２ａとを開閉する気密バルブであり、成膜室２ａの内部を減圧する場合にはゲートバルブ４ａを開き、被蒸着物である基板Ｓを成膜室２ａに投入する場合や、成膜を終えた基板Ｓを成膜室２ａから取り出する場合など、それ以外の場合はゲートバルブ４ａを閉じる。第２排気装置４には、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）や定圧ポンプ（ＣＰ）が用いられ、成膜室２ａの内部のうち蒸着機構６を含む第２領域Ｂを０．０１Ｐａ以下まで減圧できる定格能力を有する。

　成膜室２ａの内部には、板状の基板ホルダ５が回転軸５ｂにより懸架され、回転軸５ｂは筐体２の上面に回転可能に支持されている。そして、基板ホルダ５は、駆動部５ｃにより回転する回転軸５ｂを中心に回転可能とされている。基板ホルダ５の基板保持面５ａには、蒸着材料の蒸着対象となる基板（被蒸着物）Ｓが保持される。なお、基板ホルダ５に保持する基板Ｓの数量は何ら限定されず、１枚であっても複数枚であってもよい。また、駆動部５ｃを省略して非回転の基板ホルダ５としてもよい。図７に示す第７実施形態では、基板ホルダ５の基板保持面５ａに複数の基板Ｓが保持可能とされ、蒸着機構６の直上に複数の基板Ｓが位置するように基板ホルダ５が設けられている。

　成膜室２ａの内部の下面近傍には、蒸着機構６が設けられている。本実施形態の蒸着機構６は、電子ビーム蒸着源からなり、蒸着材料を充填する坩堝６ａと、坩堝６ａに充填された蒸着材料に電子ビームを照射する電子銃６ｂとを備える。また、坩堝６ａの上方には、当該坩堝６ａの上部開口を開閉するシャッタ６ｃが移動可能に設けられている。基板ホルダ５に保持された基板Ｓに対して成膜処理を行う場合には、電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。なお、図７に示す符号６ｄは、マイスナトラップの冷却管コイルであって、成膜室２ａの内部を真空排気したときに、基板Ｓから放出される水分を効率的に除去するものである。本実施形態の真空蒸着装置１にて用いられる蒸着材料としては、特に限定はされないが、ＳｉＯ_２，ＭｇＦ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２，Ｎｂ_２Ｏ_５又はＨｆＯ_２、などを用いることができる。

　本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを、当該基板ホルダ５を含めて囲む位置に、遮蔽部材７が固定されている。本実施形態の遮蔽部材７は、上面及び下面が開口した筒状（断面は、円形、楕円形、矩形のいずれでもよく、基板ホルダ５の形状に応じて設定してもよい。）に形成され、第１排気装置３による成膜室２ａの一部の排気を遮る機能を司る。すなわち、図７に示すように、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む領域を第１領域Ａとしたときに、第１排気装置３により成膜室２ａの内部の気体が排気される際に当該第１領域Ａのガスの排気を部分的に遮蔽することで、第１領域Ａの減圧効果を低減する。

　また本実施形態の真空蒸着装置１では、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａに、所定のガスを導入するノズル８及びガス供給源９を備える。ノズル８は、図７に示すように、たとえば遮蔽部材７を貫通して固定してもよい。ガス供給源９は、成膜室２ａの内部の雰囲気ガス、たとえば不活性ガスなどを供給するための供給源である。図７には、１つのノズル８及びガス供給源９を示しているが、１つ又は複数のガス供給源９に複数のノズル８を接続し、当該複数のノズル８から第１領域Ａに向かって所定のガスを吹き付けるようにしてもよい。

　次に作用を説明する。
　本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法は、基板ホルダ５の基板保持面５ａに基板Ｓを装着し、筐体２を密閉したのち、ゲートバルブ３ａを開いて第１排気装置３を作動し、当該第１排気装置３の設定値をたとえば０．０１Ｐａに設定して成膜室２ａの内部を全体的に減圧する。これと相前後してゲートバルブ４ａを開いて第２排気装置４を作動し、当該第２排気装置４の設定値をたとえば０．０１Ｐａに設定して蒸着機構６を含む第２領域Ｂを局所的に減圧する。なお、この時点で駆動部５ｃを駆動して基板ホルダ５の所定の回転速度で回転し始めてもよい。

　時間の経過とともに成膜室２ａの内部は、常圧から減圧されるが、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａは、遮蔽部材７により第１排気装置３による全体的な排気の一部が遮られると同時に、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａには、ガス供給源９からのガスがノズル８を介して導入されるので、基板ホルダ５に保持された基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は、成膜室２ａの内部の一般領域に比べて高圧となる。これに対して、遮蔽部材７による減圧抑制効果が及ばない蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力は、第２排気装置４により局所的な排気が行われるため、成膜室２ａの内部の一般領域よりも低圧となる。

　これら第１排気装置３と第２排気装置４と遮蔽部材７とノズル８及びガス供給源９との作用により、好ましくは、第２領域Ｂの雰囲気圧力が０．０５Ｐａ以下、第１領域Ａの雰囲気圧力が０．５～１００Ｐａになったら、蒸着機構６の電子銃６ｂを作動して坩堝６ａに充填された蒸着材料を加熱蒸発させるとともにシャッタ６ｃを開いて、蒸発した蒸着材料を基板Ｓに付着させる。

　図８は、第１領域Ａ及び第２領域Ｂの雰囲気圧並びに第１排気装置３及び第２排気装置４の設定圧力を示すグラフであり、縦軸は圧力の対数を示す。同図に示すように、蒸着機構６を含む第２領域Ｂを０．０５Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が蒸発しないからである。一方、基板Ｓを含む第１領域Ａを０．５Ｐａ以上にするのは、これより雰囲気圧力が低いと低屈折率の薄膜が得られないからであり、１００Ｐａ以下にするのは、これより雰囲気圧力が高いと蒸着材料が基板Ｓに届かず成膜できないからである。本実施形態では、蒸着機構６を含む第２領域Ｂが０．０５Ｐａ以下、基板Ｓを含む第１領域Ａが、０．５～１００Ｐａになればよいので、第１排気装置３及び第２排気装置の設定圧力と、ノズル８及びガス供給源９からのガス供給量と、遮蔽部材７の構造（たとえば開口の形状や面積）は特に限定されない。

　以上のとおり、本実施形態の真空蒸着装置１及びこれを用いた真空蒸着方法によれば、蒸着機構６を含む第２領域Ｂの雰囲気圧力を蒸着が可能な圧力（好ましくは上限に近い範囲の圧力）に設定する一方で、基板Ｓを含む第１領域Ａの雰囲気圧力は相対的に高圧にするので、真空蒸着法により低屈折率の薄膜を得ることができる。

　なお、上記基板Ｓが、本発明の被蒸着物に相当し、遮蔽部材７並びにノズル８及びガス供給源９が、本発明の第１雰囲気圧力設定手段、増圧手段、圧力調整手段に相当し、上記第１排気装置３及び第２排気装置４が、本発明の第２雰囲気圧力設定手段に相当する。

１…真空蒸着装置
２…筐体
　２ａ…成膜室
３…第１排気装置
　３ａ…ゲートバルブ
４…第２排気装置
５…基板ホルダ
　５ａ…基板保持面
　５ｂ…回転軸
　５ｃ…駆動部
６…蒸着機構
　６ａ…坩堝
　６ｂ…電子銃
　６ｃ…シャッタ
　６ｄ…マイスナトラップ
７…遮蔽部材
８…ノズル
９…ガス供給源
Ａ…第１領域
Ｂ…第２領域

Claims (7)

1. 　成膜室の内部に少なくとも蒸着材料と被蒸着物を設置し、
   　前記成膜室の内部の前記被蒸着物を含む第１領域を０．５～１００Ｐａの雰囲気に設定し、
   　前記成膜室の内部の前記蒸着材料を含む第２領域を０．０５Ｐａ以下の雰囲気に設定し、
   　この状態で真空蒸着法により前記被蒸着物に前記蒸着材料を成膜する真空蒸着方法。
2. 　少なくとも蒸着材料と被蒸着物とが設けられる成膜室を備える真空蒸着装置において、
   　前記成膜室の内部の前記被蒸着物を含む第１領域の雰囲気圧力を０．５～１００Ｐａに設定する第１雰囲気圧力設定手段と、
   　前記成膜室の内部の前記蒸着材料を含む第２領域の雰囲気圧力を０．０５Ｐａ以下に設定する第２雰囲気圧力設定手段と、を備える真空蒸着装置。
3. 　少なくとも蒸着材料と被蒸着物とが設けられる成膜室を構成する筐体と、
   　前記成膜室の内部の全体を蒸着可能な雰囲気圧力に減圧する第１排気装置と、
   　前記成膜室の内部の前記被蒸着物を含む第１領域の雰囲気圧力を、前記成膜室の内部の雰囲気圧力に対して局所的に増圧する増圧手段と、を備える真空蒸着装置。
4. 　前記増圧手段は、
   　前記成膜室の内部の前記第１領域にガスを導入する圧力調整手段を含む請求項３に記載の真空蒸着装置。
5. 　前記増圧手段は、
   　前記第１排気装置による前記第１領域の減圧の一部を遮る遮蔽部材を含む請求項３又は４に記載の真空蒸着装置。
6. 　少なくとも蒸着材料と被蒸着物とが設けられる成膜室を構成する筐体と、
   　前記成膜室の内部の全体を蒸着可能な雰囲気圧力より高い圧力に減圧する第１排気装置と、
   　前記成膜室の内部の前記蒸着材料を含む第２領域を蒸着可能な圧力に局所的に減圧する第２排気装置と、を備える真空蒸着装置。
7. 　前記成膜室の内部の前記被蒸着物を含む第１領域を０．５～１００Ｐａの雰囲気に設定し、
   　前記成膜室の内部の前記蒸着材料を含む第２領域を０．０５Ｐａ以下の雰囲気に設定する請求項３～６のいずれか一項に記載の真空蒸着装置。

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