(57)【要約】【課題】コーティングの厚さを正確にコントロールでき、基板上に二種類以上の所定の厚さのコーティング膜を形成するコーティング装置と方法を提供する。【解決手段】基板２上に二種類以上の所定の厚さのコーティング膜３を形成するコーティング装置であって、回転盤１１、遮断板１２及びコーティング源１３を備える。回転盤１１は規則的に回転し、遮断板１２はコーティング膜３の所定の厚さに対応して設計され、且つ基板２に近い位置に設置され、コーティング源１３は回転盤１１と対向して設置され、且つその両者の間に遮断板１２を設置する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に二種類以上の所定の厚さのコーティング膜を形成するコーティング装置であって、
規則的に回転する回転盤と、
コーティング膜の所定の厚さに対応して設計され、上記基板に近い位置に設置される遮断板と、
上記回転盤と対向して設置され、且つ上記回転盤との間に上記遮断板を設置するコーティング源と、を備えることを特徴とするコーティング装置。
【請求項２】
上記回転盤は一定の角速度で回転する請求項１に記載のコーティング装置。
【請求項３】
上記遮断板の形状は複数の同心円弧線から構成され、上記同心円弧線の孤度は上記コーティング膜の所定の厚さにより決められることを特徴とする請求項１に記載のコーティング装置。
【請求項４】
基板上に二種類以上の所定の厚さのコーティング膜を形成するコーティング方法であって、
上記基板を規則的に回転する上記回転盤上に設置するステップと、
コーティング膜の所定の厚さに対応して設計される遮断板を上記基板に近い位置に設置するステップと、
上記コーティング源によりコーティング膜を上記基板上にコーティングするステップと、を備えることを特徴とするコーティング方法。
【請求項５】
上記回転盤は一定の角速度で回転することを特徴とする請求項４に記載のコーティング方法。
【請求項６】
上記遮断板の形状は複数の同心円弧線から構成され、上記同心円弧線の孤度はコーティング膜の所定の厚さにより決められることを特徴とする請求項４に記載のコーティング方法。
【請求項７】
上記遮断板は上記コーティング源と上記回転盤の間に設置されることを特徴とする請求項４に記載のコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーティング装置及びコーティング方法に関るものであり、特に二種類以上の所定の厚さのコーティング膜を形成するコーティング装置及びコーティング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コーティング工程は工業界に極めて広く応用されており、一般的に金属加工業、半導体業や光電気産業等でよく応用されている。近年、半導体業と光電気産業の急速な発展により、コーティング技術は重大な進展を遂げている。
【０００３】
コーティング技術では、同一基板上に二種類以上の異なる厚さのコーティング膜、特に所定の傾斜率が漸進的に変化するにともなって漸進的に変化するコーティング膜をコーティングすることは一定の難易度を有する。従来の技術では、図１に示すように、コーティング装置４は、基座４１と、基座４１上に配置されるコーティング材４２と、コーティング材４２の上方に配置される基板４３とを備え、真空蒸着かスパッタリング法によりコーティングを行うものである。図１に示すように、基板４３の配置位置は基座４１に平行せず傾斜角度を呈し、即ち基板４３が基座４１の上方に斜めに配置されるのである。コーティング膜の厚さは約基座４１から基板４３までの距離の１．５から１．９乗に反比例する（機械によって異なる）ため、基板４３は基座４１に近ければ近いほどその厚さが厚くなっていく。一方、基板４３は基座４１から遠ければ遠いほどその厚さが薄くなっていく。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のコーティング装置と方法について、理論上、基板及びスパッタリング源の間の距離とコーティング膜の厚さは一定の関係があるが、実際業者は基板上の各部分のコーティング膜の厚さを正確にコントロールできず、ただ基板を傾ける方法により基板上のコーティング膜のある二点の厚さをコントロールするだけである。言い換えれば、この二点間でコーティング膜を任意にコントロールするか外面部分のコーティング膜の厚さを任意にコントロールすることができず、その結果コーティング装置及び方法の適用性が制限されて、日増しに精密となる規格の需要を満たすことができないということである。例えば、コーティングを投影機の漸進変化式光学フィルター中に適用する場合、光学分光膜は光線を正確に三原色に分離させることができないだけでなく、投影機の色彩をぼけさせ、光利用率を低下させてしまうという問題点を有する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の欠点を鑑みてなされたものであり、コーティングの厚さを正確にコントロールでき、基板上に二種類以上の所定の厚さのコーティング膜を形成するコーティング装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明によるコーティング装置は、回転盤、遮断板及びコーティング源を備えるものであり、回転盤は規則的に回転し、遮断板はコーティング膜の所定の厚さに対応して設計され、且つ基板に近い位置に設置され、コーティング源は回転盤と対向して設置され、且つその両者の間に遮断板を設置する。また本発明は基板上に二種類以上の所定の厚さのコーティング膜を形成するコーティング方法を提供するものでもあって、基板を規則的に回転する回転盤上に設置するステップと、コーティング膜の所定の厚さに対応して設計される遮断板を基板に近い位置に設置するステップと、コーティング源によりコーティング膜を基板上にコーティングするステップと、を備える。
【０００７】
従来の方法に対して、本発明は、コーティング膜のすべての位置の厚さを精密にコントロールできるコーティング装置及びコーティング方法を提供する。本方法は、正確な計算により設計される遮断板を利用してコーティング膜のすべての位置の厚さをコントロールする。つまり、必要なコーティング膜の厚さにより遮断板の形状を変えることが可能である。また更に、膜の厚さの変更によりそのスペクトルの特性を変化させることも可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下は本発明の実施の形態に係わるコーティング装置及びコーティング方法について図面を参照して説明する。なお、説明の便宜を図り、共通の部分は同様の参照符号で説明する。
【０００９】
図２において、本発明の実施例によるコーティング装置１は、基板２上に二種類以上の所定の厚さのコーティング膜３を形成するものであり、コーティング装置１は、回転盤１１、遮断板１２及びコーティング源１３を備えるものであり、回転盤１１は規則的に回転し、遮断板１２はコーティング膜３の所定の厚さに対応して設計され、且つ基板２に近い位置に設置され、コーティング源１３は回転盤１１と対向して設置され、且つその両者の間に遮断板１２を設置する。
【００１０】
本実施の形態中で、回転盤１１は一定の角速度で回転する。これは言い換えれば、角度が距離に、周期が時間となり、毎一周するのに費やす時間が同じになるということである。
【００１１】
また、遮断板１２の形状はコーティング膜３の所定の厚さにより設計され、詳しくは遮断板１２の形状は複数の同心円弧線から構成されるということであり、同心円弧線の弧度は、コーティング膜３の所定の厚さにより決められる。遮断板１２の形状とコーティング膜３の所定の厚さは下記の方程式により示され、図３〜図１０において追加説明する。
【式１】
2004003016.tif 000003
【００１２】
Ｔｎは遮断板１２の第ｎ本目の弧線が形成するコーティング膜３の厚さを示し、Ｔは遮断板が無い時に回転盤１１が一周回転して形成するコーティング膜３の厚さを示し、θｎは、第ｎ個目の同心円が遮断板１２の覆う弧線に対応する角の角度を示す。
【００１３】
図３に示すように、基板２は回転盤１１上に設置され、遮断板１２は基板２に近い位置に設置されるが、ここでの遮断板１２の形状は図３において示す。遮断板１２において、Ａ点の弧線の対応する角度は０°であり、方程式の計算によるとＡ点のコーティング膜３の厚さはＴとなる。また、Ｂ点の弧線の対応する角度は９０°であり、方程式の計算によるとＢ点のコーティング膜３の厚さは３／４Ｔとなる。また、Ｃ点の弧線の対応する角度は０°であるため、Ｃ点のコーティング膜３の厚さはＴとなる。Ｔの厚さはコーティング源１３によりコーティングされるコーティングの量により決まる。また、図４に示すように、遮断板１２を利用してコーティングされたコーティング膜３は両縁部が厚く、中間が比較的薄い漸進変化式膜である。
【００１４】
図５に示すように、遮断板１２において、Ａ点の弧線の対応する角度は９０°であり、方程式の計算によるとＡ点のコーティング膜３の厚さは３／４Ｔとなる。また、Ｂ点の弧線の対応する角度は０°であり、方程式の計算によるとＢ点のコーティング膜３の厚さはＴとなる。また、Ｃ点の弧線の対応する角度は９０°であるため、Ｃ点のコーティング膜３の厚さは３／４Ｔとなる。また、図６に示すように、遮断板１２を利用してコーティングされたコーティング膜３は両縁部が薄く、中間が比較的厚い漸進変化式膜である。
【００１５】
図７に示すように、遮断板１２中において、Ａ点の弧線の対応する角度は０°であり、方程式の計算によるとＡ点のコーティング膜３の厚さはＴとなる。Ｂ点の弧線の対応する角度は４５°であり、方程式の計算によるとＢ点のコーティング膜３の厚さは７／８Ｔとなる。また、Ｃ点の弧線の対応する角度は９０°あるため、Ｃ点のコーティング膜３の厚さは３／４Ｔとなる。また、図８に示すように、遮断板１２を利用してコーティングされたコーティング膜３は、Ａ点からＣ点までの膜の厚さが漸減する漸進変化式膜である。
【００１６】
また、段階式変化膜もコーティングすることができる。図９に示すように、遮断板１２中で、Ａ区間の弧線の対応する角度は０°であり、方程式の計算によるとＡ区間のコーティング膜３の厚さはＴとなる。Ｂ区間の弧線の対応する角度は４５°であり、方程式の計算によるとＡ区間のコーティング膜３の厚さは７／８Ｔとなる。しかし、Ｃ区間の弧線の対応する角度は９０°であるため、Ｃ区間のコーティング膜３の厚さは３／４Ｔとなる。また、図１０に示すように、遮断板１２を利用してコーティングされたコーティング膜３は、段階式変化膜である。
【００１７】
上記の例のとおり、遮断板１２を利用してコーティングされたコーティング膜３は、いかなる形式にも制限されることは無く、漸進変化式膜、急変化式膜、段階変化式膜のすべてをこの方法で実行することができる。
【００１８】
また、本発明の実施例によるコーティング源１３は異なる需要により変更できる。真空蒸着法を利用する場合、コーティング源１３は高温るつぼ（Ｃｒｕｃｉｂｌｅ）に装着される蒸気コーティング源（Ｓｏｕｒｃｅ）でも、電子ビーム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂｅａｍ）により加熱する蒸気コーティング源でも可能である。スパッタリング法を利用する場合、コーティング源１３は直流プラズマ（ＤＣ　Ｐｌａｓｍａ）における陰極部材でも可能である。もちろん、コーティング源１３はコーティング材を装填する射出器でも可能である。
【００１９】
図１１に示すように、本発明のもう一つの実施例によるコーティング方法は、基板２上に二種類以上の所定の厚さのコーティング膜３を形成するものであって、基板を規則的に回転する回転盤１１上に設置するステップ（Ｓ０１）と、コーティング膜３の所定の厚さに対応して設計される遮断板１２を基板２に近い位置に設置するステップ（Ｓ０２）と、コーティング源１３によりコーティング膜３を基板２上にコーティングするステップ（Ｓ０３）と、を備える。
【００２０】
本実施例はすべての部品及びその特徴がすべて前記実施例と同じであって、基板上に前記実施例によるコーティング装置を利用して異なる厚さのコーティング膜をコーティングする方法である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の提供するコーティング装置及びコーティング方法は、遮断板を利用してコーティング膜のすべての位置の厚さをコントロールし、遮断板が方程式の正確な計算により得られる、即ち遮断板の形状が必要なコーティング膜の厚さにより設計されるものである。従来の技術と比較して、本発明はコーティング膜上のすべての位置の厚さを正確にコントロールかつ定義することができる。つまり、二種類以上の異なる厚さを定義することによって、漸進変化式、急変化式、段階変化式等の厚さのコントロールが可能な膜を作り出すことができ、工業上の応用実用器具として相当な価値を有する。
【００２２】
上述はわずかの例にすぎず、これに限られない。いかなるものも本発明の精神と範囲から離れることはなく、本発明に対して行われる修正或いは変更は、すべて本発明の申請する特許の範囲に含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のコーティング装置を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態のコーティング装置を示す構成図である。
【図３】本実施の形態の回転盤と遮断板を示す構成図である。
【図４】上記遮断板を用いたときのコーティング膜の説明図である。
【図５】本実施の形態の回転盤と遮断板を示す構成図である。
【図６】上記遮断板を用いたときのコーティング膜の説明図である。
【図７】本実施の形態の回転盤と遮断板を示す構成図である。
【図８】上記遮断板を用いたときのコーティング膜の説明図である。
【図９】本実施の形態の回転盤と遮断板を示す構成図である。
【図１０】上記遮断板を用いたときのコーティング膜の説明図である。
【図１１】本発明のコーティング方法を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１　　コーティング装置
１１　回転盤
１２　遮断板
１３　コーティング源
２　　基板
３　　コーティング膜
【図１】
2004003016.tif 000004
【図２】
2004003016.tif 000005
【図３】
2004003016.tif 000006
【図４】
2004003016.tif 000007
【図５】
2004003016.tif 000008
【図６】
2004003016.tif 000009
【図７】
2004003016.tif 000010
【図８】
2004003016.tif 000011
【図９】
2004003016.tif 000012
【図１０】
2004003016.tif 000013
【図１１】
2004003016.tif 000014