JP4701524B2

JP4701524B2 - 蒸着装置及び方法

Info

Publication number: JP4701524B2
Application number: JP2001091988A
Authority: JP
Inventors: 貴博滝澤; 壮一長沼; 康司新井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-03-28
Also published as: JP2002285324A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子工業におけるコンデンサや整流器の製作のため、蒸着を行う蒸着装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蒸着は、真空の反応容器（チャンバー）内で被加熱物を熱板や電子ビーム等を用いて蒸発させ、基板上に膜を堆積させる技術である。蒸発は熱を用いているために、いったん反応容器内の真空を大気解放してしまうとヒータ酸化防止のため温度を下げたり、再立ち上げの真空引きを行ったりすることに多大な時間を費やしてしまう。そこで従来では基板が設けられた反応容器内の本体チャンバーと、蒸発源が設けられたチャンバーとの間に仕切り弁（ゲートバルブ）を配置していた。成膜や大気開放といった必要な状況に応じて仕切り弁を開閉することによって、蒸発源は真空状態で立下げることなく、成膜後の基板を大気中に取り出すような方式が多く用いられてきた。
【０００３】
以下に従来の蒸着についてドラム回転型のコンデンサ製造装置を例に取り図３、図４を用いて説明する。
【０００４】
図３にドラム回転型のコンデンサ製造装置の全体図を示す。図３において、チャンバー１内には回転可能なドラム２（これが基板面となる）と、そのまわりに工程順に配置された各ユニット（樹脂蒸着ユニット３Ａ、樹脂硬化ユニット３Ｂ、オイルマスキングユニット３Ｃやアルミ蒸着ユニット３Ｄ）が配置されている。また、チャンバー１には排気系４が接続されている。
【０００５】
樹脂蒸発ユニット３Ａには、ヒータ等により加熱の行える傾斜板５が配置されている。傾斜板５の上方には、連続的に樹脂６を送るための供給ユニット７が、また傾斜板５とドラム２の間にはゲートバルブ８が取り付けられている。
【０００６】
排気系４により、チャンバー１内を所定の真空度まで排気しながら、傾斜板５の加熱を始めて樹脂蒸着ユニット３Ａを立ち上げる。加熱途中は、蒸発が不安定で膜質がよくないため、回転や揺動といった動作によって開閉を行う仕切り弁８を閉じて、ドラム２に膜がつかないようにしておく。蒸発の状態が安定した後、仕切り弁８を開けて、ドラム２表面に成膜を行う。この工程を所定の順で所定の層数まで行って、製品が作成される。その後、チャンバー１を大気開放して完成した製品を取り出し、プレス、電極形成などの工程を経て最終的に製品となる。
【０００７】
図４に樹脂蒸着ユニットの状態を示すもので、図４（ａ）が待機状態、図４（ｂ）が成膜状態を示している。樹脂の蒸着ユニットは、常温で真空を保持するための外壁９と、蒸気を案内するために加熱された内壁１０の、二重管構造となっている。傾斜板５から発生した蒸気を、加熱された内壁１０の内側を通すことによって、壁面への膜の付着が抑制される。さらに、内壁１０をドラムの直前まで延ばすことによって、蒸気をドラムの表面まで案内することにより、付着効率が高いまま維持できる。
【０００８】
ところで、成膜を行ったり（成膜状態）、停止したり（待機状態）するため、常温の仕切り弁８が内壁１０の途中に配置されている。仕切り弁８を閉じたとき、内壁１０と仕切り弁８の干渉を避けるため、内壁１０は、いずれも加熱された固定ノズル１１と可動ノズル１２の２つから構成され、ちょうど２つのノズルの分割された位置を仕切り弁が通過する構造になっている。
【０００９】
成膜状態のときは、ゲートバルブ８を紙面奥方向に退避させて、可動ノズル１２を前進させる。反対に待機状態のときは、可動ノズル１２をゲートバルブ８よりも後退させてゲートバルブ８を閉じる。可動ノズル１２やゲートバルブ８は、シリンダ１３等によって駆動される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、可動ノズル１２は、固定ノズル１１に対し前後運動するため、互いの間にわずかな隙間が必要である。蒸気がこの隙間近くを通過するとき、蒸気がこの部分から漏れ出し、外壁９や仕切り弁８などの低温部に膜となって堆積していた。この結果、膜の付着効率が低下したり、仕切り弁８の動作や、仕切り弁８の真空シールなどの信頼性を損なったり、メンテナンス頻度が増加したりするなどの欠点を有していた。
【００１１】
本発明は、内壁より蒸着面まで樹脂蒸気を漏らすことなく成膜状態、待機状態を切り替えることのできる仕切りを行う蒸着を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明は、真空状態で蒸着を行う反応容器において、蒸発部Ａ室と案内部Ｂ室を備え、該蒸発部Ａ室と案内部Ｂ室は一体の内壁により内側と外側の領域に分け、蒸発部Ａ室は、樹脂を蒸発させる傾斜板を配置させ、案内部Ｂ室は、助走部（蒸気の整流区間）と、バルブ部と、排気部の領域に分かれ、該バルブ部は開閉バルブが配置され、該開閉バルブにより蒸発部Ａ室で蒸発させた蒸気を排気部または助走部に流れるように切り替えるようにした構造としたものである。
【００１３】
本発明によれば、蒸気の通路はいずれも加熱された内壁、バルブのみで構成され、かつ温度的にも空間的にも蒸気の通路の不連続な部分をなくすことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１、２を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る蒸着装置を示し、図１（ａ）が待機状態、図１（ｂ）が成膜状態を示している。樹脂の蒸着ユニットは、蒸発部Ａ室１４と案内部Ｂ室１５から構成されている。またＡ室１４、Ｂ室１５ともに加熱された一体の内壁１０によって、内側１６と外側１７の領域に分けられる。内側１６の領域は、さらに助走部（蒸気の整流区間）１８、バルブ部１９、排気部２０という３つの領域に分かれる。従来と同じく蒸気は、内側１６の領域を通りドラム近傍に到達する。加熱された開閉バルブ２１は、バルブ部１９に配置されており、蒸気の流れ方向に対して平行にシリンダ（図示せず）によって摺動する。バルブには、Оリング２２が取り付けられ、バルブの両側にあるシール面２３に押し付けられることによって、蒸気をシールする。
【００１６】
助走部１８側のシール面２３に、開閉バルブ２１がある場合は、Ａ室１４とＢ室１５が遮断され、ドラムには成膜されない（待機状態）。
【００１７】
排気部２０側のシール面２３に開閉バルブ２１がある時は、Ａ室１４とＢ室１５が接続され、ドラムに成膜が行われる（成膜状態）。
【００１８】
所定の温度に加熱されたＡ室１４の傾斜板５の上に樹脂を滴下すると、樹脂が蒸発し上方へ流れていく。しかし、蒸着の初期においては、従来と同様にドラムに蒸着させないことが必要になるが、この時は開閉バルブ２１を助走部１８側のシール面２３に移動させ、Ｂ室１５に取り付けた圧力計２４が一定になるまで、排気部２０より蒸気を排気する。圧力が一定になったら、開閉バルブ２１を排気部２０側のシール面２３に移動させ、Ａ室１４とＢ室１５を接続し、成膜を開始する。この後、蒸気は助走部１８で整流され、ドラムに蒸着が行われる。成膜を中止する時は、再び開閉バルブ２１を助走部１８側のシール面２３に移動すればよい。これにより、隙間からの不要な蒸気の漏れを防ぎ、かつ蒸気の通路内に低温部が発生させなくすることができる。
【００１９】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る蒸着装置の構造の詳細を示すもので、真空状態を保持できるハウジング２５によって、開閉バルブ２１のシャフトはシールされている。さらに、このハウジング２５はバルブシール面２３を１つ持ち、排気部２０を形成している。これらはバルブユニット２６として組み立てられ、一体でＢ室１５の内壁１０より外すことが可能である。バルブユニット２６をＢ室１５の内壁１０に取り付け、バルブユニット外側のОリング２２で、内側１６と外側１７の領域を遮断する。また、例えばＢ室１５の内壁１９の下に平面シールのリング２７を配置することで、Ａ室１４の外側１７とＢ室の外側１７の領域をシールすることができる。
【００２０】
これにより、内側１６と外側１７の領域は、内壁１０とバルブユニット２６によって常にシールされていることになる。つまり、Ｂ室１５のバルブ２１の動作のみで内壁の内側、外側とも同時に仕切ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、蒸気を案内する通路の隙間からの不要な蒸気の漏れを防ぐことができ、膜が効率よくドラムに供給されることになり、膜の付着効率やゲートバルブの動作やシールなどの信頼性を向上できる上、メンテナンス頻度を低減できる。また、本体チャンバーを大気解放しなくても蒸発ユニットのメンテナンスが行えるので、設備の立ち上げ、立ち下げが速められ設備の稼動率を向上することができる。
【００２２】
さらに、成膜状態、待機状態を切り替えることができ、待機状態においても蒸発源を成膜状態に維持できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る蒸着装置の構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る蒸着装置の構成図
【図３】従来の蒸着装置を用いたコンデンサ製造装置の全体構成図
【図４】従来の蒸着装置の構成図
【符号の説明】
９外壁
１０内壁
１８助走部
１９バルブ部
２１開閉バルブ
２３シール面
２７リング

Claims

真空で蒸着を行う反応容器が、蒸発部Ａ室と案内部Ｂ室を備え、該蒸発部Ａ室と案内部Ｂ室は一体の内壁により内側と外側の領域に分け、前記蒸発部Ａ室は、樹脂を蒸発させる傾斜板を配置させ、前記案内部Ｂ室は、助走部（蒸気の整流区間）と、バルブ部と、排気部の領域に分かれ、前記バルブ部は開閉バルブが配置され、該開閉バルブにより前記蒸発部Ａ室で蒸発させた蒸気を前記排気部または前記助走部に流れるようにする切り替え手段を有したことを特徴とする蒸着装置。
真空中でドラム上に樹脂膜を形成する方法において、樹脂を蒸発させる傾斜板を配置した蒸発部Ａ室及び、助走部（蒸気の整流区間）とバルブ部と排気部とを備えた案内部Ｂ室が一体の内壁により内側と外側の領域に分けられ、前記蒸発部Ａ室で蒸発させた蒸気を、前記ドラム上に成膜しない待機状態では前記排気部に流れるように、前記ドラム上に成膜する成膜状態では前記助走部に流れるように、上記バルブ部に配置した開閉バルブにより切り替えることを特徴とする蒸着方法。