(57)【要約】【課題】成膜工程中に、真空槽の外部からの操作で蒸発源位置を調整する機構を提供する。【解決手段】真空槽下部に設置されるシリンダー２５と、気密手段２６、２７を用いてシリンダー内部を気密に昇降駆動するピストン１３と、ピストンに嵌合しピストンと一体となって昇降駆動する回転ドラム１２とを備え、回転ドラムを回転駆動源２４に接続してピストンとは独立に気密に回転駆動させ、回転ドラム上部に蒸発源を配置することにより、ピストンの昇降駆動により蒸発源を昇降駆動させ、回転ドラムの回転駆動により蒸発源を回転駆動させている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発物質を蒸散する蒸発源と、該蒸発物質を堆積する成膜基板とを有する真空蒸着装置の蒸発源機構であって、
該蒸発源は、回転駆動源及び昇降駆動源に接続され、真空槽内部を気密に保持したまま回転駆動及び昇降駆動することを特徴とする真空蒸着装置の蒸発源移動機構。
【請求項２】
蒸発物質を蒸散する蒸発源と、該蒸発物質を堆積する成膜基板とを有する真空蒸着装置の蒸発源機構であって、
真空槽下部に設置されるシリンダーと、
シリンダー内部を気密に昇降駆動するピストンと、
該ピストンに嵌合し、該ピストンと一体となって昇降駆動する回転ドラムとを備え、
該回転ドラムは回転駆動源に接続され、ピストンとは独立して気密に回転駆動し、
該回転ドラム上部に蒸発源を配置することにより、
ピストンの昇降駆動により蒸発源を昇降駆動させ、
回転ドラムの回転駆動により蒸発源を回転駆動させることを特徴とする真空蒸着装置の蒸発源移動機構。
【請求項３】
前記回転ドラムは、前記ピストンを上下から挟み込むピストン押えを具備し、
該ピストン押えに前記ピストンを嵌合することにより、
前記ピストンの昇降駆動時、前記ピストンと前記回転ドラムとが一体となって前記シリンダー内部を気密に昇降駆動することを特徴とする請求項２記載の真空蒸着装置の蒸発源移動機構。
【請求項４】
前記ピストンと前記回転ドラムとの嵌合部にＯリングを配置し、前記回転ドラムの回転駆動時、該Ｏリングにより真空シールを行うことを特徴とする請求項２乃至３記載の真空蒸着装置の蒸発源移動機構。
【請求項５】
前記ピストンと前記シリンダーとの接触面にＯリングを配置し、前記ピストン及び前記回転ドラムの昇降駆動時、該Ｏリングにより真空シールを行うことを特徴とする請求項２乃至３記載の真空蒸着装置の蒸発源移動機構。
【請求項６】
前記ピストンにサポートを介して移動プレートを固定し、
該移動プレートにボールネジを接続し、
該ボールネジを回転駆動させることにより該移動プレートを昇降駆動させ、
該サポートを介して前記ピストンを昇降駆動させることを特徴とする請求項２乃至３記載の真空蒸着装置の蒸発源移動機構。
【請求項７】
前記蒸発源は円周部に蒸発物質を装填し、前記蒸発源の回転駆動時、該蒸発物質を円弧上に移動させることを特徴とする請求項１乃至６記載の真空蒸着装置の蒸発源移動機構。
【請求項８】
前記蒸発源は直線ガイド上に蒸発物質を設け、前記蒸発源の回転駆動時、該蒸発物質を直線上に移動させることを特徴とする請求項１乃至６記載の真空蒸着装置の蒸発源移動機構。
【請求項９】
前記蒸発源移動機構は、回転駆動及び昇降駆動を自動運転可能であり、かつ成膜プロセス中でも操作可能であることを特徴とする請求項１乃至８記載の真空蒸着装置の蒸発源移動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空蒸着による成膜装置の蒸発源機構に関し、特に光学薄膜製造装置の蒸発源機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に従来の光学薄膜製造装置の概略構成図を示す。
同図において、１は真空排気口１１とガス導入口２を備えた真空槽、３は成膜基板６を保持する基板ドーム、７は蒸発物質を装填する蒸発源、４はマッチングボックス５を介して基板ドーム３へ高周波電力を供給する高周波電源、８は蒸発物質を遮蔽するシャッターを示している。基板ドーム３は回転機構１０により回転可能に設置され、回転する基板ドーム３へ高周波電力を供給する高周波電力給電機構９が設けられる。
同図に示す装置は、高周波電力を直接基板ドームに印加することにより成膜基板表面に負の直流電界を自己誘起させ、その高いエネルギーで高充填密度な薄膜を形成させるものであり、その構成は特開２００１−７３１３６号公報に開示される。
成膜は、モニタ用の基板に堆積する光学薄膜を図示しない光学式膜厚計で観測制御しながら行い、所望の膜厚となった時点でシャッター８を閉じ終了させる。
蒸発源７は、基板ドーム３と対向する位置に固定配置されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光学薄膜製造装置は、その光学的仕様を満たすために高精度の成膜が要求される。成膜に影響を与える要因は様々であるが、蒸発源位置による影響は大きく、従来から最適な蒸発源位置を得るためのシミュレーション等が行われている。シミュレーションは、蒸発物質の材料等から蒸発係数を算出し、成膜基板面内における蒸発物質密度が均一になる蒸発源位置を見つけ出すためのものである。従来装置では、シミュレーション結果の他にも過去のデータ等を加味して最適な蒸発源位置を決定し、その位置に蒸発源を固定配置して成膜を行っていた。
【０００４】
しかし、実際の成膜工程において、電子ビーム蒸発源のビーム幅や位置、蒸発物質溶解面の形状や高さの違い等により蒸発係数が変化するため、成膜の過程で最適な蒸発源位置が変化し、歩留まりが低下するという問題が生じていた。
更に従来装置では蒸発源位置を仕様に合わせて固定していたため、仕様を変更するには装置を製作し直さなくてはならないという問題もあった。そのため、蒸発源の固定位置を変更可能に設計された装置もあるが、そのような装置を用いても、一度真空引きをしてしまった後では蒸発源の位置を変更することが出来ず、蒸発源の位置を変更するためには、真空槽を開放し、真空引きをやり直さなければならないという不都合があった。
また、蒸発物質の材料等成膜条件を変更する度に蒸発源位置を変更しなくてはならない為、その都度固定を外して配置し直すという手間もあった。
【０００５】
本発明は上記のような従来装置の問題点を解決するもので、成膜工程中に外部操作により蒸発源位置を微調整することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
課題解決のため本発明は、蒸発源を回転駆動源及び昇降駆動源に接続し、真空槽内部を気密に保持したまま回転駆動及び昇降駆動させることにより、真空雰囲気を保ったまま蒸発源の位置を可変に設定できる蒸発源機構を提供するものである。
具体的には、真空槽下部に設置されるシリンダーと、シリンダー内部を気密に昇降駆動するピストンと、ピストンに嵌合しピストンと一体となって昇降駆動する回転ドラムとを備え、回転ドラムを回転駆動源に接続してピストンとは独立に気密に回転駆動させ、回転ドラム上部に蒸発源を配置することにより、ピストンの昇降駆動により蒸発源を昇降駆動させ、回転ドラムの回転駆動により蒸発源を回転駆動させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（１）実施例の構成の説明
図２及び図３を参照に本発明実施例を説明する。
図２は本発明蒸発源機構の概略図であり、図３は本発明の真空シール部を説明する概略図である。
蒸発物質を装填する蒸発源２８は旋回自在かつ昇降自在に設置された回転ドラム１２上部に取り付けられる。回転ドラム１２は真空槽下部に設けられたシリンダー２５の内部に位置し、シリンダー２５と回転ドラム１２との間にはピストン１３が配される。
【０００８】
ピストン１３には回転ドラム１２との接触面にベアリング１４が上下に２つ固定される。また、ピストン１３の内周及び外周にはそれぞれＯリング２６，２７が配される。ベアリングの数及びＯリングの数は任意に設定すればよい。ピストン内周のＯリング２６は回転ドラム１２との接触面を真空シールし、外周のＯリング２７はシリンダー２５との接触面を真空シールする。下方のベアリング１４は回転ドラム１２に固定されたピストン押え１５に支持され、ピストン１３が抜けない構造になっている。回転ドラム１２には、ピストン押え１５の上方にもうひとつのピストン押え１６を設け、２つのピストン押え１５，１６の間にピストン１３を嵌合する。これにより、ピストン１３が上下どちらに移動しても、上下に配したピストン押え１５，１６を介してピストン１４と回転ドラム１２とが一体となって移動する構成となっている。ピストン押え１５，１６は、ピストン１３を上下から挟み込む形状であればよく、回転ドラム１２に突出部を設けても、独立した押え部材をねじ等により回転ドラム１２に固定してもよい。あるいは回転ドラム１２にピストン１３を嵌合する溝を設けてもよい。
【０００９】
回転ドラム１２に固定された下方のピストン押え１５には平歯車１７が取り付けられ、平歯車１７はＡＣサーボモーター２４に接続される。ＡＣサーボモーター２４により平歯車１７を回転させると、平歯車１７に固定されたピストン押え１５及び回転ドラム１２が回転し、回転ドラム１２上部の蒸発源２８が旋回する構成となっている。ピストン押え１５を回転ドラム１２と一体化した場合は、平歯車１７を直接回転ドラム１２に固定すればよい。
回転ドラム１２の旋回時、真空槽のシールはピストン１３内周に配されたＯリング２６により行う。
【００１０】
図４に蒸発源２８の概略平面図を示す。
同図に示す蒸発源２８は、蒸発物質２９を円周部に装填し、図示しない電子ビーム等により蒸発物質２９を蒸散させるものである。回転ドラム１２により蒸発源２８を回転させると、蒸発物質２９の位置が円弧上に移動する構成となっている。蒸発源２８は、図５に示すように蒸発物質２９を直線ガイド３０上に設け、回転運動を直線運動に変換し蒸発物質２９を直線上に移動させてもよい。
【００１１】
次に、回転ドラム１２昇降の構成について説明する。
ピストン１３の下方にはサポート１８を介して移動プレート１９が固定される。移動プレート１９は、４本のボールネジ２０に取り付けられ、ボールネジ２０には駆動プーリー２１及びＰＸベルト２２が接続される。ＡＣサーボモーター２３により１点のボールネジ２０を回転させると、ＰＸベルト２２を介して４本のボールネジ２０が回転し、移動プレート１９が垂直方向に駆動する。移動プレート１９の昇降に連動してピストン１３及び回転ドラムが１２一体となって昇降し、回転ドラム１２上部の蒸発源２８が垂直方向に駆動する構成となっている。
回転ドラム１２の昇降時、真空槽のシールはピストン外周に配されたＯリング２７により行う。
【００１２】
本発明の蒸発源機構は、昇降駆動時は回転ドラム１２がピストン１３と一体になって駆動し、回転駆動時は回転ドラム１２のみがピストン１３とは独立して駆動することにより、上下方向、旋回方向への単独移動が可能となっている。更に、本発明で真空槽のシールを行うことにより、圧力変動なく蒸発源２８の位置を変化させることが可能となる。
【００１３】
上記実施例では回転駆動源にＡＣサーボモーター２３，２４を用いたが他の駆動源を用いてもよい。また、移動プレート１９の昇降駆動もボールネジ２０を用いた構成に限られるものではない。本発明の駆動源及び駆動機構は真空槽外部に設置されるため、昇降駆動、回転駆動する機構であれば自由に選択可能である。
【００１４】
（２）実施例の作用・動作の説明
図６に本発明蒸発源機構を搭載した光学薄膜製造装置の実施例を示す。従来装置と同様のものには同一符号を付し説明を省略する。
本発明による蒸発源の旋回及び昇降の位置設定は、操作盤３１により行う。成膜開始前、シミュレーション等により得た最適な蒸発源位置に蒸発源２８を配置することは従来と同様である。成膜開始後、操作盤３１により良好な配置へ蒸発源２８を旋回、昇降し微調整を行う。
本発明により、蒸発源位置を真空槽外部から操作可能となったため、成膜工程中に真空雰囲気を壊さずに蒸発源２８の位置を調整することができるようになった。蒸発源位置の微調整は、成膜中に操作しても、いったん成膜を停止し蒸発源位置を操作した後補正成膜として再び成膜を開始してもどちらでもよい。
【００１５】
蒸発源位置の操作は、例えば、蒸発物質２９の量に応じて変化させればよい。成膜開始から時間が経過すると蒸発物質２９の量が減少し、蒸散が変化するが、成膜中に蒸発源位置を操作することにより、一定の成膜条件を保つことが可能となる。
【００１６】
（３）他の実施例の説明、他の用途への転用例の説明
上記実施例では光学薄膜製造装置を用いたが、光学薄膜以外の真空蒸着装置を用いてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により真空状態を保持したまま蒸発源位置を可変に設定することができるようになったため、成膜工程中に蒸発源を良好な位置へ微調整することが可能となり、高精度な成膜を行うことが可能となった。更に蒸発材料等に合わせて蒸発源の位置を容易に変化させることが可能な為、任意の成膜条件に対応可能な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光学薄膜製造装置概略図
【図２】本発明の蒸発源機構概略図
【図３】本発明の真空シール説明図
【図４】蒸発源概略平面図
【図５】直線ガイドを設けた蒸発源概略平面図
【図６】本発明の光学薄膜製造装置
【符号の説明】
１  真空槽
２  ガス導入口
３  基板ドーム
４  高周波電源
５  マッチングボックス
６  成膜基板
７  蒸発源
８  シャッター
９  高周波電力給電機構
１０  基板ドーム回転機構
１１  真空排気口
１２  回転ドラム
１３  ピストン
１４  ベアリング
１５  ピストン押え
１６  ピストン押え部
１７  平歯車
１８  サポート
１９  移動プレート
２０  ボールネジ
２１  駆動プーリー
２２  ＰＸベルト
２３  ＡＣサーボモーター
２４  ＡＣサーボモーター
２５  シリンダー
２６  内周Ｏリング
２７  外周Ｏリング
２８  蒸発源
２９  蒸発物質
３０  直線ガイド
３１  操作盤
【図１】
2005029837.tif 000003
【図２】
2005029837.tif 000004
【図３】
2005029837.tif 000005
【図４】
2005029837.tif 000006
【図５】
2005029837.tif 000007
【図６】
2005029837.tif 000008