(57)【要約】【課題】成膜処理に際して、立体構造の被成膜部材に対しても、蒸着時あるいはスパッタリング時の熱源からの熱の影響を抑制して、高い品質による信頼性の高い膜の形成が可能な成膜方法を提供することにある。【解決手段】真空環境下において、蒸着法あるいはスパッタリング法により樹脂材料からなる被成膜部材１に成膜処理を施すに際し、成膜処理が施される被成膜部材１に対して第１のマスク１０を密着配置すると共に第１のマスク１０を覆うように該第１のマスク１０と所定の一定の間隔を置いて良好な熱反射性を有する第２のマスク２０を配置した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空環境下における成膜方法であって、
成膜処理が施される被成膜部材に開口を備えた第１のマスクを密着配置し、
前記第１のマスクを覆うように該第１のマスクと所定の一定の間隔を置いて熱反射性を有する、開口を備えた第２のマスクを配置し、
前記第１のマスクと前記第２のマスクによる二重のマスクの夫々の開口を介して前記被成膜部材に成膜処理が施されることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記間隔ｄは、０＜ｄ≦２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第１のマスクは金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記被成膜部材の成膜処理が施される面は、立体面を含む面であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法に関するものであり、詳しくは、樹脂部材の表面に成膜処理を施す成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の成膜方法としては、例えば、特許文献１に「薄膜形成方法」として、図６にあるような方法が開示されている。
【０００３】
それは、低真空雰囲気のチャンバ７０内で、複数の貫通孔７１を有する断熱マスク７２が薄膜形成面７３に密着配置されてなる被蒸着基板７４と、セラミックヒータ７５上にステージ７６を介して配置されると共にプレート７７の上面に薄膜材料（ＶＤＦオリゴマー）７８が配置されてなる蒸着源７９を対向配置し、互いに近接させて断熱マスク７２と蒸着源７９を面接触させる。
【０００４】
そして、断熱マスク７２と蒸着源７９が面接触を維持した状態でセラミックヒータ７５を加熱することにより、昇華した薄膜材料の気体分子が、断熱マスク７２の貫通孔７１と、該貫通孔７１の両端開口を塞ぐように配置された被蒸着基板７４の薄膜形成面７３及び蒸着源７９の薄膜材料供給面８０により形成された閉空間内において過飽和状態となり、被蒸着基板７４の薄膜形成面７３に蒸着堆積して薄膜が形成される。
【０００５】
また、特許文献２には「マスク治具」として、図７のようなマスク治具を用いる方法が開示されている。
【０００６】
それは、曲面を有する立体構造のランプユニット９０を象った鏡面形成用マスク治具９１を作製し、ランプユニット９０にマスク治具９１を取り付けた状態で、マスク治具９１の開口部９２を通してランプユニット９０の所望の鏡面形成領域９３に反射金属を真空蒸着して、鏡面反射面９４を有するランプユニット９０を得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４８８１７７４号公報
【特許文献２】特許第４０９６３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１の薄膜形成方法は、断熱マスクに石英又はセラミック等の断熱素材が用いられている。そのため、曲面を有する立体構造の車両用灯具に対しては、密着して配置する断熱マスクの形成が難しいという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２のマスク治具は、素材にＰＶＣ、アクリル、ポリプロピレン、エポキシ、ポリカーボネート、ＡＢＳ等の樹脂材料、あるいは亜鉛、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料が用いられている。
【００１０】
マスク治具に樹脂材料を用いた場合、蒸着時あるいはスパッタリング時における熱源からの熱を直接受けて加熱されたマスク治具からガス（主にＨ２Ｏ蒸気）が放出され、放出されたガスが金属反射膜の形成の際に金属反射膜に混入し、それによって金属反射膜が酸化して光反射率が低下する恐れがある。
【００１１】
一方、マスク治具に金属材料を用いた場合は、蒸着時あるいはスパッタリング時の熱を受けて加熱されたマスク治具の熱が、ランプユニットの、直接マスク治具が接触した樹脂部分を加熱して加熱された部分からガス（主にＨ２Ｏ蒸気）が放出され、上記同様に、放出されたガスが金属反射膜の形成の際に金属反射膜に混入し、それによって金属反射膜が酸化して光反射率が低下する恐れがある。
【００１２】
なお、金属材料を用いた立体構造のマスク治具は、例えば、電鋳法によって得られた電気メッキ層を用いる方法が考えられる。この場合、マスク治具が大きくなると、製造設備の大きさに対する処理能力あるいは生産性等を考慮して、複数の部分に分割してハンダ接合によって全体が組み上げられる。
【００１３】
その場合、蒸着時あるいはスパッタリング時の熱を直接受けて低融点であるハンダからガスが発生し、発生したガスが金属反射膜の形成の際に金属反射膜に混入し、それによって金属反射膜が酸化、あるいは黄変、くすみ等が発生して光反射率が低下する恐れがある。
【００１４】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、成膜処理に際して、曲面を有する立体構造の被成膜部材に対しても、蒸着時あるいはスパッタリング時の熱の影響を抑制することにより、高い品質による信頼性の高い膜の形成が可能な成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、真空環境下における成膜方法であって、成膜処理が施される被成膜部材に開口を備えた第１のマスクを密着配置し、前記第１のマスクを覆うように該第１のマスクと所定の一定の間隔を置いて熱反射性を有する、開口を備えた第２のマスクを配置し、前記第１のマスクと前記第２のマスクによる二重のマスクの夫々の開口を介して前記被成膜部材に成膜処理が施されることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記間隔ｄは、０＜ｄ≦２ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記第１のマスクは金属材料で形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記被成膜部材の成膜処理が施される面は、立体面を含む面であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の成膜方法は、成膜処理が施される被成膜部材に開口を備えた第１のマスクを密着配置し、前記第１のマスクを覆うように該第１のマスクと所定の一定の間隔を置いて熱反射性を有する、開口を備えた第２のマスクを配置し、前記第１のマスクと前記第２のマスクによる二重のマスクの夫々の開口を介して前記被成膜部材に成膜処理を施すようにした。また、第２のマスクは具体的には、第１のマスク及び被成膜部材と接触しないよう熱的に分離させたチャンバ内の固定治具等に設置することにより第１のマスクとの一定の間隔を確保している。
【００２０】
これにより、成膜時における熱源からの熱が、被成膜部材に対して最外側に位置する第２のマスク２０（熱遮蔽マスク）及び第１のマスクと第２のマスクとの間に位置する隙間（真空断熱層）によって遮られ、これにより、被成膜部材に密着配置された第１のマスクが加熱から保護されて温度上昇が抑制されると同時に、第１のマスクが密着配置された被成膜部材の成膜面の温度上昇も抑制される。
【００２１】
その結果、被成膜部材に密着配置した第１のマスクの温度上昇に起因する成膜時の膜の不具合が防止され、高い品質による信頼性の高い膜の形成が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】成膜方法の工程説明図である。
【図２】同じく、成膜方法の工程説明図である。
【図３】同じく、成膜方法の工程説明図である。
【図４】同じく、成膜方法の工程説明図である。
【図５】同じく、成膜方法の工程説明図である。
【図６】従来例の説明図である。
【図７】同じく、従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図５を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００２４】
図１〜図５は、本発明の成膜方法の工程を模式的に示した図である。
【００２５】
本発明の成膜方向は、所定の真空度を有する真空環境下において、被成膜処理部材（以下、「被成膜部材」と略称する）に対して二重に配置したマスクを介して成膜処理を施すものである。
【００２６】
まず、図１に示すような被成膜部材１を準備する。被成膜部材１は、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ポリプロピレン、アクリル等の樹脂材料からなり、成膜処理を施す面（成膜面）２は立体面を含む面で構成されている。
【００２７】
次に、成膜処理に際し、図２に示すように、被成膜部材１の成膜面２に第１のマスク１０を密着して配置する。第１のマスク１０は金属マスクであり、例えば、電鋳法によって複数の部分に分割して得られた金属メッキ層をハンダによって接合することにより一体的に組み上げたものが用いられる。第１のマスク１０には、被成膜部材１の成膜面２に密着配置したときに、成膜面２における所望の成膜領域３に対応する領域に、厚み方向に貫通する開口１１が設けられている。
【００２８】
次に、図３に示すように、被成膜部材１の成膜面２に密着配置された第１のマスク１０の上方に該第１のマスク１０を覆うように、所定の一定の間隔ｄを置いて該第１のマスク１０の上面１２に沿った第２のマスク２０を配置する。第２のマスク２０は上述の第１のマスク１０と同様に、例えば、電鋳法によって複数の部分に分割して得られた金属メッキ層をハンダによって接合することにより一体的に組み上げたものが用いられる。第２のマスク２０には、第１のマスク１０の上方に配置したときに、第１のマスク１０における開口１１に対応する開口領域１３に、厚み方向に貫通する開口２１が設けられている。
【００２９】
次に、図４に示すように、被成膜部材１の成膜面２に第１のマスク１０を密着配置すると共に第１のマスク１０の上方に、所定の一定の間隔ｄを置いて該第１のマスク１０の上面に沿った第２のマスク２０を配置して保持した状態で、真空蒸着法における、蒸着源の加熱により蒸発した蒸着分子あるいは真空スパッタリング法における、ターゲットのスパッタリングにより放出された放出原子が、被成膜部材１に対して最外側に位置する第２のマスク２０に向けて飛翔し、第２のマスク２０に設けられた開口２１及び第２のマスク２０の下方において被成膜部材１に密着配置された第１のマスク１０の開口１１を順次通って被成膜部材１の成膜面２の所望の領域に付着し、成膜４０が施される（図５（成膜図）参照）。
【００３０】
この場合、成膜材料は、例えばアルミニウムが用いられ、成膜はアルミ反射膜として形成される。
【００３１】
このとき、真空蒸着法における、蒸着源を加熱蒸発させる加熱源からの輻射熱あるいは真空スパッタリング法における、ターゲットをスパッタリングするプラズマからの輻射熱が直接第２のマスク２０に放射される。このとき、第２のマスク２０は、例えば上述のような金属材料等による、熱を反射する材料で形成されており、熱源から第２のマスク２０に向かって放射された輻射熱はその多くが該第２のマスク２０で反射されて下方（第１のマスク１０側）への放射が遮蔽される。そのため、第２のマスク２０は、第１のマスク１０が熱源からの輻射熱で加熱されて温度上昇するのを抑制する、熱遮蔽体としての機能を有する。
【００３２】
また、第２のマスク２０において、反射されることなく輻射熱の吸収によって受熱した熱は、第１のマスク１０との間に設けられた間隔ｄの隙間３０が真空状態で熱伝達媒体（空気）がほとんど存在しないために真空断熱層として機能し、よって、第１のマスク１０にはほとんど伝達されることがなく、第１のマスク１０の温度上昇が抑制される。
【００３３】
ところで、第１のマスク１０と第２のマスク２０との間に設けられた隙間３０の間隔（距離）ｄは、特に、真空スパッタリング法による成膜においては、プラズマのデバイ長に基づいて設定される。
【００３４】
具体的には、真空スパッタリング法において、第１のマスク１０と第２のマスク２０との間（マスク間）にプラズマという低インピーダンスの媒質が入るとマスクには短絡電流が流れて加熱される。この加熱を防ぐためには、マスク間にプラズマが浸入しないようにする必要がある。プラズマ中に置かれた壁の最表面はイオンシースで覆われていて、イオンシースより離れた領域にプラズマが存在する。したがって、イオンシースの厚みよりマスク間のギャップを小さくすれば、マスク間にプラズマの浸入はない。また、発明者の知見において、イオンシースの厚さはデバイ長の数倍から数十倍程度であり、イオンシースの厚さとデバイ長λＤより実質的なマスク間隔ｄを設定することが可能である。
【００３５】
以下に、マスク間隔ｄの算出を示す。
λＤ（ｃｍ）＝６．９｛Ｔｅ（Ｋ）／Ｎｅ（ｃｍ−３）｝１／２
Ｔｅ：電子温度、Ｎｅ：電子密度
電子温度及び電子密度は、各々Ｔｅ＝１０００００（Ｋ）、Ｎｅ＝１０９（ｃｍ−３）であり、これらよりデバイ長を求めると、
λＤ＝６．９−２ｃｍとなる。
イオンシースは０．６９ｍｍの数倍から数十倍程度であり、イオンシースの幅が大きいため安全を見て３倍程度のイオンシースとすると２．０７ｍｍとなる。したがって、マスク間隔ｄは２ｍｍ以下にしておけば、プラズマは入らない。また、第２のマスク２０の熱が第１のマスク１０へ伝導しないようにするためには、マスク間隔ｄはｄ＞０である必要がある。
【００３６】
その結果、第１のマスク１０と第２のマスク２０との間に設けられた隙間３０の間隔（距離）ｄを、０＜ｄ≦２の範囲に設定することにより、隙間３０に対するプラズマの回り込みを抑制することができ、第１のマスク１０が熱源からの輻射熱を直接受けることが避けられて第１のマスク１０の温度上昇を防ぐことができる。
【００３７】
以上のように、本発明の成膜方法は、真空環境下において蒸着法あるいはスパッタリング法によって成膜処理を施すに際し、成膜処理が施される被成膜部材１に対して第１のマスク１０を密着配置すると共に第１のマスク１０と所定の一定の間隔を置いて良好な熱反射性を有する例えば金属材料からなる第２のマスク２０を配置した。
【００３８】
このように、マスクを二重に配置することにより、蒸着時あるいはスパッタリング時における熱源からの熱が、被成膜部材１に対して最外側に位置する第２のマスク２０（熱遮蔽マスク）及び第１のマスク１０と第２のマスク２０との間に位置する隙間（真空断熱層）によって遮られ、これにより、被成膜部材１に密着配置された第１のマスク１０が加熱から保護されて温度上昇が抑制されると同時に、第１のマスク１０が密着配置された被成膜部材１の成膜面の温度上昇も抑制される。
【００３９】
その結果、成膜面が、例えば立体面を含む面で構成されてなる被成膜部材に成膜処理を施す場合、立体面を含む面からなる成膜面に密着配置するマスクを、立体面を含む面の形成が容易な金属材料で構成することが可能となり、高い品質による信頼性の高い膜を形成することができる。
【００４０】
つまり、複数の部分に分割して得られた金属部材をハンダによって接合することにより一体的に組み上げられたマスクを被成膜部材に密着配置したとしても低融点のハンダからガスが発生することはなく、成膜された金属反射膜が酸化、あるいは黄変、くすみ等が発生して光反射率が低下するといったような問題が生じることはない。
【００４１】
また、樹脂材料からなる被成膜部材の第１のマスクが密着配置された部分からのガス（主にＨ２Ｏ蒸気）の放出がなく、金属反射膜を酸化して光反射率を低下させるような問題も生じることがない。
【符号の説明】
【００４２】
１…  被成膜処理部材
２…  成膜面
３…  成膜領域
１０…  第１のマスク
１１…  開口
１２…  上面
１３…  開口領域
２０…  第２のマスク
２１…  開口
３０…  隙間
４０…  成膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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