(57)【要約】【課題】繰返し膜を形成する場合であっても、膜質が高い膜を形成することができるとともに、フィルタに付着した異物を容易に除去できる真空蒸着装置および真空蒸着方法を提供する。【解決手段】本発明の真空蒸着装置は、真空容器内で蒸着により基板の表面に膜を形成するものであって、真空容器内を排気する真空排気手段と、真空容器内の上部に設けられ、基板を保持する基板保持手段と、この基板保持手段に対向して真空容器内の下部に設けられ、膜の成膜材料を加熱し、蒸発させる蒸発源と、この蒸発源の上方に設けられたフィルタ板とを有する。フィルタ板は、平板に複数の開口部が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内で蒸着により基板の表面に膜を形成する真空蒸着装置であって、
前記真空容器内を排気する真空排気手段と、
前記真空容器内の上部に設けられ、前記基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に対向して前記真空容器内の下部に設けられ、前記膜となる成膜材料を加熱し、蒸発させる蒸発源と、
前記蒸発源の上方に設けられたフィルタ板とを有し、
前記フィルタ板は、平板に複数の開口部が形成されたものであることを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項２】
前記成膜材料は、セレンを主成分とするものである請求項１に記載の真空蒸着装置。
【請求項３】
前記膜が形成された前記基板は、放射線画像検出器に用いられる請求項１または２に記載の真空蒸着装置。
【請求項４】
真空容器内で蒸着により基板の表面に膜を形成する真空蒸着方法であって、
前記蒸着により基板に膜を形成するに際して、前記膜となる成膜材料を加熱し、蒸発させる蒸発源の上方に、平板に複数の開口部が形成されてなるフィルタ板を配置することを特徴とする真空蒸着方法。
【請求項５】
前記成膜材料は、セレンを主成分とするものである請求項４に記載の真空蒸着方法。
【請求項６】
前記膜が形成された前記基板は、放射線画像検出器に用いられる請求項４または５に記載の真空蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着により基板に膜を形成するに真空蒸着装置および真空蒸着方法に関し、特に、各基板への膜の形成を繰返し行う場合であっても、各基板に膜質が高い膜を形成することができる真空蒸着装置および真空蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療用の診断画像の撮影または工業用の非破壊検査などに、被写体を透過した放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を電気的な信号として取り出すことにより放射線画像を撮影する、放射線画像検出器が利用されている。
この放射線画像検出器としては、放射線を電気的な画像信号として取り出すパネル状の放射線画像検出器（いわゆる「Flat Panel Detector」  以下、ＦＰＤという）および放射線像を可視像として取り出すＸ線イメージ管などがある。
【０００３】
また、ＦＰＤには、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）などの光導電膜（光電変換膜（層））とＴＦＴ(Thin Film Transistor)等を用い、放射線の入射によって光導電膜が発した電子−正孔対（ｅ−ｈペア）を収集してＴＦＴによって電化信号として読み出す、いわば放射線を直接的に電気信号に変換する直接方式と、放射線の入射によって発光（蛍光）する蛍光体で形成された蛍光体層（シンチレータ層）を有し、この蛍光体層によって放射線を可視光に変換し、この可視光を光電変換素子で読み出す、いわば放射線を可視光として電気信号に変換する間接方式との、２つの方式がある。
【０００４】
直接方式のＦＰＤにおいて、アモルファスセレンなどの光導電膜は、例えば、真空蒸着法によって形成される。ここで、ＦＰＤの光導電膜は、数百μｍ以上の膜厚を有するのが通常であり、厚い場合には、１０００μｍ程度の厚さとなる。
また、間接方式のＦＰＤでも、蛍光体層を真空蒸着法で形成することがあり、蛍光体層の厚さは、直接方式のＦＰＤと同程度となる場合もある。
真空蒸着における成膜材料の加熱方法としては、蒸発源の周囲に配置した電熱線などのヒータを用いる方法、蒸発源自身を発熱させる抵抗加熱による方法、および電子線によって成膜材料を加熱（ＥＢ加熱）する方法が知られている。
真空蒸着法においては、成膜材料を蒸発させるに際して、成膜材料を安定して蒸発させるために種々の提案がされている（特許文献１〜３参照）。
【０００５】
特許文献１には、真空中で蒸着物質を抵抗加熱して、その蒸気圧を上げ被着物に堆積させる際に用いられる蒸着ボートが開示されている。この特許文献１の蒸着ボートは、蒸発槽部と、この蒸発槽部の開口端部に設けられ蒸発口を有する外蓋と、この外蓋の内側に所定の間隔をもって取り付けられたメッシュ部とからなるものである。このメッシュ部は、蒸発槽部に配された蒸発物質の蒸発気体のみを選択的に通過させ、蒸発物質の突沸により発生する蒸発物質の粗大粒子の通過を規制するものである。
【０００６】
特許文献２には、分子線蒸発源原料に固体原料を用いた分子線エピタキシャル成長装置の分子線蒸発源セルが開示されており、この分子線蒸発源セルの分子線の噴出口に粒子の飛散を防止のメッシュが設けられている。また、特許文献２においては、必要に応じて、メッシュの目詰まりを防止するため、メッシュを単独で加熱できる機構が設けられる。
【０００７】
また、特許文献３には、原材料を仕込こんだ坩堝をヒータにより加熱し、またその坩堝とヒータとの間に金属メッシュからなるメッシュ部材を挿入しておき、このメッシュ部材により、原材料の分解等で生じた生成物を吸着・捕捉（トラップ）し、蒸発源外への放出を防止する蒸着装置が開示されている。この特許文献３においては、メッシュ部材もヒータにより加熱し、目的となる蒸発材料がメッシュ部材に捕捉・凝縮されることなく、メッシュを通り抜けて上方に到達できるようにされており、メッシュ部材の配置は、原材料の蒸発面側で良いが、できるだけ坩堝の開口部（蒸発物が放出する出口）を完全に覆う構造としている。
【０００８】
【特許文献１】実開平２−６９９６１号公報
【特許文献２】特開平９−１１５８３４号公報
【特許文献３】特開２００４−３１５９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜３に開示されているように、成膜材料が蒸発した蒸気が通過する開口部にメッシュを設けることにより、粗大粒の通過を規制し、突沸を抑制でき、安定した成膜をすることができる。
しかしながら、メッシュは、一般的に織物のように形成されており、織目がある。この織目で、成膜材料の蒸気が凝集し、冷えると成膜材料が蒸着カスとして、織目に生じる。このように、織目には蒸着カスが溜まりやすい。
蒸着カスは、次に、蒸着するときなどに加熱された場合、その後、予期しない時期に蒸着カスが成膜面に飛んでいき、成膜中に基板または成膜面に付着することがある。この場合には、付着した蒸着カスが起点となり異常成長などが生じ、成膜欠陥の原因となる。
【００１０】
蒸着カスを取り除く方法としては、例えば、メッシュを加熱する方法があるものの、成膜材料を全て蒸発させた後でないと蒸着カスの除去ができない。しかも、蒸着カスの除去を加熱して取り除く場合には、時間がかかり、生産性が低下する。
成膜材料の融点が、メッシュの構成材料の融点と変わらない場合には、蒸着カスを取り除くために加熱した場合、メッシュが変形または損傷してしまい、十分な機能を果たせなくなる虞もある。
【００１１】
さらには、織目にできた蒸着カスは、メッシュを加熱しただけでは完全に取り除くことができない場合には、例えば、加熱により蒸着カスを取り除く方法以外に、メッシュをブラシで擦るなどして物理的に除去するか、または有機溶媒、または酸もしくはアルカリ溶液を用いて取り除く。これらの方法では、メッシュを取り外す必要があり、蒸着カスの除去に時間がかかり、生産性が低下する。
【００１２】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、各基板への膜の形成を繰返し行う場合であっても、各基板に膜質が高い膜を形成することができる真空蒸着装置および真空蒸着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、真空容器内で蒸着により基板の表面に膜を形成する真空蒸着装置であって、前記真空容器内を排気する真空排気手段と、前記真空容器内の上部に設けられ、前記基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に対向して前記真空容器内の下部に設けられ、前記膜となる成膜材料を加熱し、蒸発させる蒸発源と、前記蒸発源の上方に設けられたフィルタ板とを有し、前記フィルタ板は、平板に複数の開口部が形成されたものであることを特徴とする真空蒸着装置を提供するものである。
【００１４】
本発明において、前記成膜材料は、セレンを主成分とするものであることが好ましい。
また、本発明において、前記膜が形成された前記基板は、放射線画像検出器に用いられることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の第２の態様は、真空容器内で蒸着により基板の表面に膜を形成する真空蒸着方法であって、前記蒸着により基板に膜を形成するに際して、前記膜となる成膜材料を加熱し、蒸発させる蒸発源の上方に、平板に複数の開口部が形成されてなるフィルタ板を配置することを特徴とする真空蒸着方法を提供するものである。
【００１６】
本発明において、前記成膜材料は、セレンを主成分とするものであることが好ましい。
また、本発明において、前記膜が形成された前記基板は、放射線画像検出器に用いられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の真空蒸着装置および真空蒸着方法によれば、平板に複数の開口部が形成されたフィルタ板を、蒸発源の上方に設けることにより、通常のメッシュのように織目がないため、織目に蒸発源からの成膜材料の蒸気が凝集して、網目に蒸着カスが生じることがない。これにより、予期しない時期に蒸着カスが基板の表面または成膜中の成膜面に飛んでいき、付着することがなく、成膜欠陥が抑制されて品質の良い膜を形成することができる。  さらに、繰返し成膜を基板に行っても、予期しない時期に蒸着カスが基板の表面または成膜中の成膜面に付着することがないことから、各基板への膜の形成を繰返し行う場合であっても、各基板に膜質が高い膜を形成することができる。よって、最終的に得られる製品の歩留まりも高めることができる。
【００１８】
また、本発明の真空蒸着装置および真空蒸着方法によれば、網目に蒸着カスが生じて詰まることがないため、フィルタ板のクリーニングが不要であり、メンテナンスが容易になる。このため、メンテナンス時間に要する時間を短くすることができるため、稼働率を高めることができ、最終的に得られる製品の生産効率を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の真空蒸着装置および真空蒸着方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る真空蒸着装置を示す模式図である。
【００２０】
図１に示すように、真空蒸着装置１０は、基板Ｓの表面（被成膜面）Ｓｆに真空蒸着法によって成膜するものである。
この真空蒸着装置１０は、真空チャンバ（真空容器）１２と、真空排気部（真空排気手段）１４と、基板保持手段１６と、蒸発源１８と、制御部２０とを有するものであり、基板回転型の真空蒸着装置である。
制御部２０は、真空排気部１４、基板保持手段１６（モータ２２）および蒸発源１８（温度調節部３４、温度センサ３６ａ〜３６ｄ）に接続されており、これらを制御するものである。
【００２１】
本発明において、使用する基板Ｓには、特に限定はなく、ガラス板、プラスチック（樹脂）製のフィルムや板、金属板等、製造する製品に応じたものを用いればよい。
また、基板Ｓに成膜（形成）する膜にも、特に限定はなく、真空蒸着法によって成膜可能なものが全て利用可能である。
【００２２】
真空チャンバ１２は、鉄、ステンレス、アルミニウム合金等で形成される気密性が高い容器である。この真空チャンバ１２は、一般的に真空蒸着装置で利用される公知の真空チャンバ（ベルジャー、真空槽）である。
真空チャンバ１２には、真空排気部１４が配管１４ａを介して接続されている。
【００２３】
真空排気部１４は、特に限定はなく、必要な到達真空度を達成できるものであれば、真空蒸着装置で利用されている各種のものが利用可能である。例えば、油拡散ポンプ、クライオポンプ、またはターボモレキュラポンプ等を利用すればよい。また、補助として、クライオコイル等を併用してもよい。なお、本実施形態の真空蒸着装置１０においては、真空チャンバ１２内の到達真空度は、３×１０−３Ｐａ以下であることが好ましい。
また、真空チャンバ１２には、真空度調整用のアルゴンガスの導入などを行うための、ガス導入手段が設けられてもよい。ガス導入手段は、ボンベ等との接続手段またはガス流量の調整手段等を有するか、またはこれらに接続されるものである。ガス導入手段は、真空蒸着装置で用いられる公知のものが用いられる。
【００２４】
基板保持手段１６は、基板Ｓを保持するとともに、回転させることができるものである。この基板保持手段１６は、モータ２２と、回転軸２４と、基板装着部２６と、基板ホルダ２８とを有し、回転軸２４および基板装着部２６は、真空チャンバ１２の内部１２ａの上部に設けられている。
モータ２２は、真空チャンバ１２の外部に設けられており、回転軸２４を介して基板装着部２６に接続されている。基板装着部２６は、回転軸２４に軸支され、この回転軸２４は、モータ２２により回転される。これによって、モータ２２により基板装着部２６が回転される。
【００２５】
基板装着部２６は、その表面２６ａに基板Ｓが載置され、基板ホルダ２８により基板Ｓが保持されるものである。
基板ホルダ２８は、基板Ｓにおける成膜領域、例えば、表面Ｓｆを蒸発源１８に向けて開放した状態で、基板Ｓを保持するものである。基板ホルダ２８としては、基板Ｓの周縁を保持する枠体、成膜領域に対応する部分が開放する基板Ｓを収容する筐体等、および真空蒸着装置等の真空成膜装置で利用されている各種の基板ホルダが全て利用可能である。また、基板ホルダ２８が、基板Ｓの成膜面における成膜領域を規制するマスクを兼ねてもよいし、また、基板Ｓの成膜面における成膜領域を規制するマスクを別途設けてもよい。
基板ホルダ２８は、嵌合部材または係合部材を用いる方法等、公知の手段で、基板装着部２６の所定の位置に、基板Ｓが着脱可能にされる。
【００２６】
本実施形態の真空蒸着装置１０において、基板装着部２６には、基板ホルダ２８により取り付けた基板Ｓを加熱するための加熱手段、および加熱手段による熱をムラなく均一に基板Ｓに伝えるための熱伝導性シート等が設けられていてもよい。
さらに、基板ホルダ２８の内面にも、基板Ｓの裏面（成膜面の逆面）に密着して、基板装着部２６が有する加熱手段による熱をムラなく均一に基板Ｓに伝えるための熱伝導性シート等が設けられていてもよい。
【００２７】
なお、本実施形態の真空蒸着装置１０は、基板Ｓを回転しつつ成膜を行う装置に限定はされず、例えば、基板Ｓを固定した状態で成膜を行うもの、または基板Ｓを直線状に往復搬送しつつ成膜を行するものであってもよい。
【００２８】
蒸発源１８は、膜となる成膜材料Ｍを加熱し、蒸発させるものであり、基板保持手段１６に対向して真空チャンバ１２内の下部に設けられている。
この蒸発源１８は、加熱容器３０と、ヒータ３２ａ〜３２ｃと、温度調節部３４と、温度センサ３６ａ〜３６ｄと、フィルタ板３８と、シャッタ部４０とを有する。
【００２９】
加熱容器３０は、上面が開放する中空の容器であり、例えば、矩形状の筐体の中央部に円筒状の凸部３１が設けられている。
加熱容器３０は、内部３０ａにおいて、この凸部３１と壁面３０ｂとによるできる隙間に、成膜材料Ｍがペレットまたはショット等の形態で充填される。
本実施形態において、成膜材料Ｍとしては、例えば、Ｓｅ、またはＳｅを主成分とするものが用いられる。このＳｅを主成分とするものとしては、例えば、ＮａドープＳｅである。このＮａの量は、Ｓｅに対して０．２〜３００モルｐｐｍである。
本実施形態においては、上記Ｓｅ、またはＳｅを主成分とするもの以外にも、金属または合金をペレットの形態で加熱容器３０の内部３０ａに充填し、溶融させて成膜することもできる。さらには、複数種類の金属または合金を、それぞれ単体で加熱容器３０の内部３０ａにペレットの形態で充填し、溶融させて成膜することもできる。
【００３０】
加熱容器３０は、電熱線等の外部からの加熱手段を用いる真空蒸着用のルツボと同様に、成膜材料Ｍと反応せず、かつ十分な耐熱性を有し、かつ熱伝導性の良好な材料で形成すればよく、例えば、各種の金属もしくは合金または各種のセラミックスで形成される。なお、加熱容器３０は、成膜材料Ｍの融点などに応じて適宜材質が選択されるものであり、例えば、融点が２２０℃のセレンでは、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼を用いることができる。
また、加熱容器３０の形状に、特に限定はなく、各種の形状の容器が利用可能である。
加熱容器３０は、円筒状、四角筒状などの角筒状のように、筒の上下方向と直交する方向の断面の変動が無い形状であることが好ましい。加熱容器３０を、このような筒状とすることにより、充填する成膜材料が蒸発して液面（蒸発面）が下降しても、蒸発面の面積が変化しないので、成膜材料の蒸発量すなわち成膜レートの安定化、および成膜材料蒸気の指向性の安定化等の点で好ましい。
【００３１】
ヒータ３２ａ〜３２ｃは、加熱容器３０の内部３０ａの成膜材料Ｍを溶融させるものである。加熱容器３０の開口部３０ｄを除いて周囲を囲むようにしてヒータ３２ａ〜３２ｃが設けられている。
本実施形態においては、例えば、加熱容器３０の高さ方向に領域を、上部、中部および下部に３分割し、各領域に対して、それぞれヒータ３２ａ〜３２ｃが設けられている。
また、各ヒータ３２ａ〜３２ｃは、温度調節部３４に接続されている。
温度調節部３４は、加熱する温度、すなわち、設定温度に応じて、各ヒータ３２ａ〜３２ｃに印加する電圧、電流または電力などを調節するものである。この温度調節部３４は、制御部２０に接続されている。
【００３２】
加熱容器３０の内部３０ａには、各ヒータ３２ａ〜３２ｃが設けられる領域に対応して、温度センサ３６ａ〜３６ｃが設けられている。また、加熱容器３０の底部３０ｃにも温度センサ３６ｄが設けられている。
各温度センサ３６ａ〜３６ｄは、制御部２０に接続されており、各温度センサ３６ａ〜３６ｄは、例えば、熱電対である。
制御部２０は、設定温度と、温度センサ３６ａ〜３６ｄによる測定温度とに応じて、例えば、フィードバック制御により加熱容器３０内の温度を設定温度となるように、各ヒータ３２ａ〜３２ｃに供給する電圧、電流または電力を制御する。
【００３３】
ヒータ３２ａ〜３２ｃは、その構成は、特に限定されるものではない。電熱線、導体などの抵抗体ヒータ、シースヒータなど各種のものが利用可能であり、成膜材料Ｍの融点などに応じて適宜選択されるものである。
【００３４】
フィルタ板３８は、成膜時に発生する成膜材料Ｍの蒸気を通過させるとともに、外部から加熱容器３０の内部３０ａに異物が進入することを防ぐものである。フィルタ板３８を通過した成膜材料Ｍの蒸気は基板装着部２６（基板Ｓ）に到達する。
このフィルタ板３８は、加熱容器３０の開口部３０ｄに設けられている。フィルタ板３８は、図２に示すように、平板に複数の開口部３８ａが形成されたものである。図２に示すフィルタ板３８は、板厚が５０μｍ、開口部３８ａの形状が六角形であり、その大きさが２００μｍ、隣接する開口部３８の間の隙間３８ｂにおいて最も狭いところが５０μｍであり、開口率が６０％である。
【００３５】
フィルタ板３８においては、開口部３８ａの形状は、特に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形、六角形以外の多角形などである。
また、開口部３８ａの大きさは、特に限定されるものではなく、例えば、直径（円の場合）または相当直径（楕円または多角形等の場合）は、２５〜５００μｍであることが好ましく、６０〜４００μｍがより好ましい。
なお、相当直径とは「４×面積／総辺長（または全周長）」で表わされる長さのことである。
【００３６】
また、フィルタ板３８においては、フィルタ板３８において、開口部３８ａの開口率は、２５〜８０％であることが好ましく、４０〜６０％がより好ましい。
【００３７】
また、フィルタ板３８において、開口部３８ａは、例えば、レーザ加工、フォトリソグラフィ法とエッチングとを組み合せた加工、またはプレスなどの機械加工により形成される。このフィルタ板３８の組成は、成膜時に発生する成膜材料Ｍの蒸気を通過させるとともに、外部から加熱容器３０の内部３０ａに異物が進入することを防ぐことができ、成膜時の熱に対して、変形などが生じなければ、特に限定されるものではない。フィルタ板３８としては、例えば、ステンレスなどが用いられる。
【００３８】
本実施形態のフィルタ板３８により、成膜材料Ｍの蒸気を通過させるとともに、外部から加熱容器３０の内部３０ａに異物が進入することを防ぐことができる。さらには、このフィルタ板３８は、平板により構成されており、通常のメッシュのように織目がないため、蒸発源１８からの成膜材料Ｍの蒸気が凝集して、蒸着カスが生じることがなく、この蒸着カスが詰まることもない。これにより、予期しない時期に蒸着カスが基板Ｓの表面Ｓｆまたは成膜中の成膜面に飛んでいき、付着することを抑制することができるため、成膜欠陥の発生を抑制することができる。
【００３９】
本実施形態の真空蒸着装置１０においては、蒸発源１８のフィルタ板３８を通過する成膜材料Ｍの蒸気を遮るシャッタ部４０（シャッタ板４２）が設けられている。
シャッタ部４０は、回転支持軸４４と、シャッタ板４２と、駆動部４６とを有する。
シャッタ板４２はフィルタ板３８を通過する成膜材料Ｍの蒸気を遮る板状部材である。
回転支持軸４４は、シャッタ板４２をフィルタ板３８の上方に保持するとともに、シャッタ板４２を水平面において回転可能に回転支持するものであり、軸方向を真空チャンバ１２の底部に対して垂直にして配置されている。
【００４０】
駆動部４６は、回転支持軸４４を回転させるものであり、この駆動部４６により、シャッタ板４２が回転されて、フィルタ板３８の上方に配置されて、フィルタ板３８を通過する成膜材料Ｍの蒸気を遮ることができる。この状態を、シャッタ板４２を閉めるという。
駆動部４６は、制御部２０に接続されており、このシャッタ板４２による成膜材料Ｍの蒸気の遮断、すなわち、シャッタ板４２の移動は、制御部２０により制御される。
駆動部４６は、回転支持軸４４を回転させることができれば、その構成は特に限定されるものではなく、例えば、モータが用いられる。
【００４１】
本実施形態の真空蒸着装置１０は、蒸発源１８（加熱容器３０）を１つ有するものであるが、本発明は、これに限定はされず、複数の蒸発源１８（加熱容器３０）を有するものであってもよい。この場合には、各蒸発源１８は、１箇所に集中して配置してもよく、分散して配置してもよい。さらには、各蒸発源１８に異なる成膜材料を充填する、多元の真空蒸着を行ってもよい。
本発明において、加熱容器３０の数は、１回の成膜で使用する成膜材料の量、基板Ｓの大きさ、要求される成膜材料溶融の均一性または溶融速度、使用する電源等に応じて、適宜、設定すればよい。
【００４２】
また、蒸発源１８においては、加熱容器３０内の成膜材料Ｍの量を測定する手段を有してもよい。
なお、本発明の蒸発源１８において、成膜材料Ｍの加熱手段は、ヒータ３２ａ〜３２ｃを利用するものに限定はされるものではなく、カーボンなどの誘導加熱体からなる加熱容器と誘導加熱用コイルと高周波電源等を用いる誘導加熱を利用するものでもよい。
また、加熱容器３０として、通電によって自身が発熱する抵抗加熱体を用いる、いわゆる抵抗加熱によるものであってもよい。
【００４３】
本実施形態の真空蒸着装置１０は、厚膜の成膜に好適であり、１００〜１１００μｍ程度の膜厚が必要な、アモルファスセレンによる光導電層（光電変換膜）など、直接方式の放射線画像検出器（フラットパネル検出器（ＦＰＤ（Flat Panel Detector））の光導電層の形成（成膜）に用いることができる。
ここで、ＦＰＤにおいては、アモルファスセレン等の光導電膜とＴＦＴ(Thin Film Transistor)等を用い、放射線の入射によって光導電膜が発した電子−正孔対（ｅ−ｈペア）を収集して、ＴＦＴのスイッチングを行った個所から電流として感知することで放射線画像を得ている。このことから、本実施形態の真空蒸着装置１０をＦＰＤの製造に利用する場合には、電気読取方式のＦＰＤの製造工程における、光導電膜の形成に利用することができる。
【００４４】
また、上記以外にも、記録用光導電層および読取用光導電層と、両導電層の間に形成されるＡｓ2Ｓｅ3等から形成される電荷蓄積層とを有し、放射線の照射によって潜像電荷を蓄積し、読取光の照射によって潜像電荷を流して電流として感知することで放射線画像を得る光読取方式のＦＰＤの製造に本実施形態の真空蒸着装置１０を利用することができる。
この場合、光読取方式のＦＰＤの製造において、記録用光導電層および／または読取用光導電層の形成にも、好適に利用可能である。記録用光導電層は、電磁波を吸収して電荷を発生する光導電性物質で形成されるものである。読取用光導電層は、電磁波、特に可視光を吸収して電荷を発生する光導電性物質で形成されるものである。記録用光導電層および読取用光導電層は、いずれもアモルファスセレンやアモルファスセレン化合物等で形成される。
上述の電気読取方式のＦＰＤの製造工程または光読取方式のＦＰＤの製造工程においては、光導電膜を形成するもの（光導電膜が形成される基材）が基板Ｓとなる。
【００４５】
次に、本実施形態の真空蒸着装置１０による真空蒸着方法について説明する。
本実施形態の真空蒸着装置１０によって、基板Ｓの表面Ｓｆに膜を形成する際には、先ず、真空チャンバ１２を開放して、蒸発源１８の加熱容器３０に所定量の成膜材料Ｍ、例えば、ＮａドープＳｅを充填する。なお、Ｎａの量は、例えば、Ｓｅに対して０．２〜３００モルｐｐｍである。
そして、基板Ｓを基板ホルダ２８により基板装着部２６の所定の位置に基板Ｓを固定し、真空チャンバ１２を閉塞する。
その後、真空排気部１４を駆動して真空チャンバ１２の減圧を開始し、さらに、蒸発源１８のヒータ３２ａ〜３２ｃに温度調節部３４により電力を供給して成膜材料Ｍの加熱を開始する。
【００４６】
真空チャンバ１２内が所定の真空度となった時点で、必要に応じてモータ２２によって基板Ｓを回転させる。成膜材料Ｍ（加熱容器３０）の温度が所定の設定温度になった時点で、駆動部４６により回転支持軸４４を回転させてシャッタ板４２を回転させて、フィルタ板３８の上方を開放する。これにより、成膜材料Ｍの蒸気は、フィルタ板３８を通過し、基板装着部２６に取り付けられた基板Ｓに到達し、基板Ｓヘの成膜が開始される。
【００４７】
基板Ｓの表面Ｓｆに所定の膜厚の膜が成膜されると、温度調節部３４からのヒータ３２ａ〜３２ｃへの電力供給を停止して成膜材料Ｍの加熱を停止し、シャッタ板４２を回転させてシャッタ板４２を閉めて、モータ２２による基板Ｓの回転も停止する。このようにして、例えば、基板Ｓの表面Ｓｆにアモルファスセレン膜を形成する。
その後、真空チャンバ１２を大気開放し、成膜を終了した基板Ｓの基板ホルダ２８による固定を解除し、基板装着部２６から基板Ｓを取り外し、次の工程に供給する。
【００４８】
なお、成膜した基板Ｓを取り出した後、成膜材料Ｍが加熱容器３０内にない状態で、真空チャンバ１２を閉塞して、内部１２ａを所定の真空度（圧力）にした後、ヒータ３２ａ〜３２ｃにより、成膜材料Ｍに応じた所定の温度に加熱し、所定の時間保持した後、温度を下げる。このようにして、フィルタ板３８を加熱してもよく、成膜材料Ｍがセレンであれば、例えば、４１０℃の温度に３０分間保持する。これにより、フィルタ板３８に、ＮａドープＳｅの蒸気が凝集して付着したものについて確実に除去される。これにより、更に一層成膜欠陥の原因を抑制することができ、品質の良い膜を形成することができる。
【００４９】
また、真空蒸着方法において、成膜時に突沸が発生すると、成膜した膜の品質劣化、成膜材料の利用効率の低下、または装置内部の汚染が生じることがある。このため、フィルタ板３８を設けて突沸を抑制しているが、これ以外の方法でも突沸を抑制することが好ましい。
突沸の原因は、溶融した成膜材料Ｍの中（中心部または下部）において優先的に蒸発が生じて気泡が発生し、それが溶融液内または溶融液表面で弾けることによる場合が多い。
このことから、加熱容器３０の上部の温度が下部（底部）の温度よりも高温になるような加熱条件とすることにより、溶融液面における蒸発が、溶融液内部における蒸発よりも優先する状態を好適に生成できる。このように、加熱容器３０の上部の温度を下部（底部）の温度より高くすることにより突沸を防止できる。
本発明において、加熱容器３０の上部の温度を下部（底部）の温度より高する方法としては、例えば、ヒータ３２ａに供給する電流、電圧、電力などをヒータ３２ｃよりも多くすることが挙げられる。
【００５０】
本実施形態の真空蒸着装置１０およびこの装置を用いた真空蒸着方法においては、平板に複数の開口部３８ａが形成されたフィルタ板３８を、蒸発源１８の上方に設けることにより、通常のメッシュのように織目がないため、蒸発源１８からの成膜材料Ｍの蒸気が凝集して、網目に蒸着カスが生じることがない。これにより、予期しない時期に蒸着カスが基板Ｓの表面Ｓｆまたは成膜中の成膜面に飛んでいき、付着することがなく、成膜欠陥が抑制されて品質の良い膜を形成することができる。
さらには、フィルタ板３８に予期しない時期に蒸着カスが基板Ｓの表面Ｓｆまたは成膜中の成膜面に付着することがないことから、各基板Ｓへの膜の形成を繰返し行う場合であっても、各基板Ｓに膜質が高い膜を形成することができる。よって、最終的に得られる製品の歩留まりも高めることができる。
【００５１】
また、本実施形態の真空蒸着装置１０およびこの装置を用いた真空蒸着方法によれば、フィルタ板３８を用いているため、網目に蒸着カスが生じて詰まることがない。このため、フィルタ板３８を取り外して擦って蒸着カスを取り除くこと、有機溶媒または酸もしくはアルカリ溶液を用いて蒸着カスを取り除くことが不要であり、すなわち、クリーニングが不要であり、メンテナンスが容易になる。このことから、メンテナンス時間に要する時間を短くすることができ、真空蒸着装置１０の稼働率を高めることができ、最終的に得られる製品の生産効率を高くすることができる。
【００５２】
以上、本発明の真空蒸着装置および真空蒸着方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明について、より詳細に説明する。
【００５４】
［実施例１］
図１に示す真空蒸着装置１０を用いて、２枚のガラス基板について、各基板の表面にアモルファスセレン膜を形成し、合計２回の成膜を行った。各回毎に、形成されたアモルファスセレン膜をデジタルマイクロスコープにて、欠陥サイズが１００μｍ以上の欠陥の個数を測定し、アモルファスセレン膜の単位面積当りの欠陥数を求めた。
【００５５】
真空蒸着装置１０において、蒸発源１８の加熱容器３０には、開口部３０ｄを１辺が１２０ｍｍの正方形とし、高さが１１０ｍｍのステンレス製の容器を用いた。
基板Ｓは、４００ｍｍ×４００ｍｍのガラス基板を用い、加熱容器３０の開口部３０ｄから４００ｍｍ上方の位置に配置した。
【００５６】
フィルタ板３８には、厚さが５０μｍのＳＵＳ３０４の平板を用いた。この平板に、フォトリソグラフィ法とエッチングにより、六角形の開口部３８ａを、開口径２００μｍ、隙間３８ｂを５０μｍ、開口率６０％で形成したフィルタ板３８を用いた。
成膜材料ＭにはＮａドープＳｅを用いた。これらのＮａドープＳｅの質量は６００ｇである。なお、Ｎａの量は、セレンに対して１０モルｐｐｍとした。
【００５７】
成膜条件は、真空チャンバ１２内を３×１０−３Ｐａとした。また、蒸発源１８において、加熱容器３０内の底部（温度センサ３６ｄの位置）の温度を２６５℃に設定し、加熱容器３０内の上部（温度センサ３６ａの位置）の温度を２７０℃に設定した。各設定温度になるようにフィードバック制御により各ヒータ３２ａ〜３２ｃを制御した。
なお、温度センサ３６ａ〜３６ｄには、Ｋ型熱電対を用いた。
【００５８】
成膜に際しては、基板Ｓを回転させることなく、停止した状態で成膜した以外は、上述の図１に示す真空蒸着装置１０による真空蒸着方法と同様の方法によりガラス基板の表面にアモルファスセレン膜を形成した。
１枚目のガラス基板の成膜が終了した後、ガラス基板を取り出す。そして、ガラス基板を設置することなく、成膜材料Ｍが加熱容器３０内にない状態で真空チャンバ１２を閉塞し、その内部１２ａを３×１０−３Ｐａとした後、加熱容器３０の設定温度を４１０℃とし、４１０℃の温度に達した後、３０分間保持した。このように、フィルタ板３８を加熱処理した。そして、真空チャンバ１２の内部１２ａが室温に戻った後、真空チャンバ１２を開放して、２枚目のガラス基板を真空チャンバ１２内に設置し、１枚目のガラス基板と同様にアモルファスセレン膜の成膜を行った。
【００５９】
［比較例１］
比較例１は、上記実施例１に比して、フィルタ板の構成が異なるだけで、それ以外については、上記実施例１と全く同様にして基板Ｓにアモルファスセレン膜を形成し、欠陥数を求めた。
比較例１においては、フィルタ板として、印刷用メッシュを用いた。この印刷用メッシュは、平織りのメッシュであり、開口率が４２％、開口径が５４μｍ、線径は３０μｍ、メッシュの厚さが６７μｍであった。
【００６０】
上記実施例１および比較例１の欠陥数の結果を下記表１に示す。
【００６１】
【表１】
2009203515.tif 000003
【００６２】
上記表１に示すように、実施例１においては、１枚目のガラス基板にアモルファスセレン膜を形成したものには欠陥がなく、２枚目のガラス基板にアモルファスセレン膜を形成したものにも欠陥がなかった。
一方、比較例１においては、１枚目のガラス基板にアモルファスセレン膜を形成したものには欠陥がないものの、２枚目のガラス基板にアモルファスセレン膜を形成したものには欠陥があった。
【００６３】
この比較例１の平織りのメッシュについて、図３（ａ）に示す蒸着に使用していない新品の平織りのメッシュ１００を用いて、実施例１と同様に１回成膜を行った。次に、成膜後、実施例１のフィルタ板３８を加熱処理と同じ条件で、平織りのメッシュ１００に加熱処理を施した。この結果、図３（ｂ）に示す平織りのメッシュ１００の領域αにあるように、蒸着カスが織目に固着していた。加熱処理によって織目から取り除けていない蒸着カスが、次のガラス基板の成膜時に、ガラス基板に飛んでいき、比較例１においては、成膜欠陥を引き起こしたといえる。
このように、上記表１に示されるように、本発明によれば、基板への成膜を繰返し行っても、欠陥を生じさせることがなく、欠陥数を大幅に低減できた。以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係る真空蒸着装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る真空蒸着装置に用いられるフィルタ板を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、蒸着に使用していない新品の平織りのメッシュを示す模式図であり、（ｂ）は、蒸着後、加熱により蒸着カスの除去を施した平織りメッシュを示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  真空蒸着装置
１２  真空チャンバ
１４  真空排気部
１６  基板保持手段
１８  蒸発源
２０  制御部
３０  加熱容器
３２ａ〜３２ｃ  ヒータ
３４  温度調節部
３６ａ〜３６ｄ  温度センサ
３８  フィルタ板
３８ａ  開口部
４０  シャッタ部
４２  シャッタ板
【図１】
2009203515.tif 000004
【図２】
2009203515.tif 000005
【図３】
2009203515.tif 000006