JP6713093B1 - 蒸着ユニット及びこの蒸着ユニットを備える真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

汎用性が高く、メンテナンス性に優れた蒸着ユニットを提供する。蒸着物質Vmが収納される収容箱３と収容箱内の蒸着物質を加熱する加熱手段４とを備え、収容箱の一面に、加熱により昇華または気化した蒸着物質を放出する放出開口３４ｃが形成される本発明の蒸着ユニットＶＵは、一面を開口した格納チャンバ３０内に設けられ、格納チャンバの開口を向く方向を上として、この開口に放出開口の位相を一致させた姿勢で格納チャンバに設けられる蒸着ユニットを上下方向に進退する移動手段５を更に備える。

Description

本発明は、蒸着物質が収納される収容箱と収容箱内の蒸着物質を加熱する加熱手段とを備え、収容箱の一面に、加熱により昇華または気化した蒸着物質を放出する放出開口が形成される蒸着ユニット及びこの蒸着ユニットを備える真空蒸着装置に関し、特に、キャンローラに巻き掛けられたシート状の基材に対して成膜するのに適したものに関する。

例えば所定速度で移動（走行）する、比較的幅広のシート状の基材や基板などの被蒸着物に成膜する蒸着ユニットは例えば特許文献１で知られている。このものは、蒸着物質を収容する収容箱と、この収容箱内の蒸着物質を加熱する加熱手段とを備える。収容箱（上面）の蓋部には、筒状の放出開口が基材の幅方向に間隔を存して列設されている（所謂ラインソース）。そして、真空雰囲気の真空チャンバ（メインチャンバ）内にて収容箱を加熱することで、昇華または気化した蒸着物質が各放出開口から放出され、所定の余弦則に従ってその放出開口からドーム状に拡がりながら被蒸着物に向けて飛散し、蒸着される。

このような蒸着ユニットの収容箱は、通常、真空チャンバ内に固定配置される。このため、蒸着ユニットを組付けて真空蒸着装置を設計する場合、使用される蒸着物質の種類や、収容箱に対する単位時間当たりの加熱手段からの加熱量に応じた蒸着物質の飛散分布を考慮して、放出開口と被蒸着物との間の距離を設定することが一般的である。然し、同じ蒸着物質でもその加熱量（加熱温度）によっては、収容箱内で昇華または気化する蒸着物質の量が変わることで、その飛散分布も変わる一方で、異なる蒸着物質の場合、加熱量を適宜制御して収容箱内で昇華または気化する蒸着物質の量を一致させても、その種類によっては飛散分布が変わる。このため、収容箱を真空チャンバ内に固定配置するのでは、汎用性にかける。しかも、蒸着時、放出開口を含めて収容箱にも蒸着物質が付着、堆積するため、収容箱のクリーニングを含むメンテナンスを定期的に行うことになるが、これを複数の部品が設けられている真空チャンバ内で行うのでは、メンテンナンスの作業性が悪い。

特開２０１４−７７１９３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、汎用性が高く、メンテナンス性に優れた蒸着ユニット及びこの蒸着ユニットを備える真空蒸着装置を提供することをその目的とするものである。

上記課題を解決するために、蒸着物質が収納される収容箱と収容箱内の蒸着物質を加熱する加熱手段とを備え、収容箱の一面に、加熱により昇華または気化した蒸着物質を放出する放出開口が形成される本発明の蒸着ユニットは、一面を開口した格納チャンバ内に設けられ、格納チャンバ内で蒸着ユニットを上下方向に進退する移動手段を更に備え、前記収容箱は、上面を開口した外容器と、外容器の内壁面に固定の支持枠と、支持枠の内側に配置されて蒸着物質が収納される内容器と、外容器と内容器との上面の開口を覆う、放出開口が形成される蓋体とを備え、支持枠の所定位置にその内方に向けて突出する複数本の支持ピンが配置され、外容器内に内容器を格納したとき各支持ピンで内容器が支持されるように構成したことを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、上記蒸着ユニットを備える本発明の真空蒸着装置は、キャンローラを有する真空チャンバを備え、真空チャンバに開設された取付開口に前記格納チャンバがその開口側から装着され、前記収容箱の前記放出開口がキャンローラの軸線に対して直交する姿勢で前記蒸着ユニットがセットされるように構成したことを特徴とする。この場合、前記放出開口と、前記キャンローラに巻き掛けられるシート状の基材との距離を前記移動手段により蒸着ユニットの上下動のストロークの範囲内で変化させて前記収容箱内で昇華または気化した蒸着物質の飛散分布を調整自在とする構成を採用することができる。

以上によれば、格納チャンバに蒸着ユニットを設けてモジュール化されているため、例えば、キャンローラを有して、このキャンローラに巻き掛けられたシート状の基材の部分に対して成膜が実施されるメインチャンバ（真空チャンバ）に開設された取付開口に、格納チャンバをその開口側から装着するだけで、収容箱の放出開口がキャンローラの軸線に対して直交する姿勢で蒸着ユニットをセットすることができる。そして、移動手段により蒸着ユニットを上下方向に移動させれば、放出開口がキャンローラ（ひいては、それに巻き掛けられたシート状の基材の部分）に対して近接または離間する、即ち、放出開口と被蒸着物との距離を蒸着ユニットの上下動のストロークの範囲内で任意に変化させることができる。その結果、例えば、蒸着物質の種類や加熱温度に応じて、昇華または気化した蒸着物質の飛散分布を調整することが可能になる。しかも、メンテナンス時には、メインチャンバの取付開口から格納チャンバごと、蒸着ユニットを取り外すことができるため、上記従来例のものよりメンテンナンスの作業性を向上させることができる。さらに、支持ピンで内容器を支持するため、伝熱による熱損失が小さくなって効率よく内容器を加熱することができる。この場合、外容器の内面を例えば電解研磨により鏡面仕上げしておけば、加熱手段で内容器を加熱するときに、外容器の内面が熱を反射するリフレクターとしての役割を果たし、輻射熱が加わってより一層効率よく内容器を加熱することができ、有利である。

本発明の真空蒸着装置において、前記キャンローラの軸線方向をＸ軸方向、上下方向をＺ軸方向、Ｘ軸及びＺ軸に直交する方向をＹ軸方向とし、前記蓋体がＸ軸方向に長手で且つ板状であり、前記蓋体のＹ軸方向への熱変形及びＺ軸回りの回転を許容しつつ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への変形を規制する規制手段を更に備えることが好ましい。この場合、前記規制手段は、前記蒸着ユニットの蒸着位置にてＸ軸方向中央領域で放出開口の外縁部に対峙させて位置する第１及び第２の両規制部と、Ｘ軸方向両端部で放出開口の外縁部に位置する第３の規制部とを備えるように構成することができる。

ところで、蒸着時、放出開口が形成される蓋体が冷却される場合があり、このような場合には、収容箱（内容器）に温度勾配が生じて、単位時間当たりの加熱手段からの加熱量に応じた、収容箱内で昇華または気化する蒸着物質の量が変化し、ひいては飛散分布が変化する場合がある。そこで、本発明において、前記加熱手段は、前記支持枠で保持されて前記内容器の外壁面に対向配置される複数本のシースヒータで構成され、前記内容器の外壁を複数の領域に分け、各領域に夫々対向配置されるシースヒータ毎に、所定電流値で通電可能とすることが好ましい。これによれば、領域毎に電流値を適宜設定してシースヒータからの加熱量を調整すれば、収容箱（内容器）に温度勾配が生じることを可及的に抑制でき、有利である。

本実施形態の蒸着ユニットを設けた真空蒸着装置をその蒸着ユニットの退避位置で模式的に示す断面図。 本実施形態の蒸着ユニットを設けた真空蒸着装置をその蒸着ユニットの蒸着位置で模式的に示す断面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分断面図。 加熱手段を一体に組み付けた蒸着ユニットの収容箱を示す斜視図。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図。 第２隔壁を移動させる機構をその遮蔽位置で示す部分分解斜視図。 第２隔壁を移動させる機構をその退避位置で示す部分分解斜視図。 蒸着ユニットの収容箱の変形例を示す斜視図。第２隔壁を移動させる機構をその退避位置で示す部分分解斜視図。

以下、図面を参照して、所謂巻取り式の真空蒸着装置に適用した場合を例に本発明の実施形態の蒸着ユニット及びこの蒸着ユニットを備える真空蒸着装置を説明する。以下においては、キャンローラの軸線方向が水平方向に一致する姿勢で当該キャンローラが、真空チャンバとしてのメインチャンバ内に収容されているものとし、軸線方向をＸ軸方向、同一の水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する鉛直方向をＺ軸方向とし、また、「上」「下」といった方向は図１を基準とする。

図１〜図３を参照して、本実施形態の真空蒸着装置Ｃｍは、メインチャンバ１を備える。メインチャンバ１には、図示省略のターボ分子ポンプ、ロータリーポンプ等で構成される真空ポンプが接続されて、真空雰囲気の形成（例えば、１０^−５Ｐａ）が可能になっている。メインチャンバ１の下面中央には、図１に示す断面視にて半正六角形の輪郭を持つ、下方に突出する突出部１１が形成されている。Ｘ軸方向にのびる突出部１１の各平坦面１２には、後述のキャンローラ２を臨む取付開口１３が形成され、取付開口１３を介して本実施形態の蒸着ユニットＶＵが着脱自在に装着できるようになっている。

メインチャンバ１の上部空間には、図外の繰出ローラから移送されるシート状の基材Ｓｗをキャンローラ２へと案内し、キャンローラ２を周回したシート状の基材Ｓｗを図外の巻取ローラへと移送するために、複数個のガイドローラＧｒが配置されている。なお、特に図示して説明しないが、メインチャンバ１には、上流側チャンバと下流側チャンバとが連設され、上流側チャンバにはシート状の基材Ｓｗが巻回され、一定の速度でこのシート状の基材Ｓｗを繰り出す繰出ローラが設けられ、下流側チャンバにはメインチャンバ１にてキャンローラ２の周囲を周回することで成膜された成膜済みのシート状の基材Ｓｗを巻き取る巻取ローラが設けられている。シート状の基材Ｓｗを繰り出して巻き取るまでの機構としては、公知のものが利用できるため、これ以上の詳細な説明を省略する。

キャンローラ２は回転軸２１を備え、回転軸２１がメインチャンバ１内でＸ軸方向（軸線方向）に間隔を置いて配置される２個の軸受装置Ｂｍで軸支され、メインチャンバ１外に配置されるモータＭ１により所定の回転速度で回転駆動されるようになっている。軸受装置Ｂｍは、特に詳細に図示していないが、枠体に径方向内側の内軸受と径方向外側の外軸受とを一体に組み付けたものであり、内軸受が回転軸２１を軸支すると共に、外軸受が後述の第２隔壁の回動アームを回動自在に支持するようになっている。特に図示して説明しないが、キャンローラ２には、公知の方法でシート状の基材Ｓｗを加熱または冷却する機構が内蔵されている。

各蒸着ユニットＶＵは、同一の構造を有し、連通開口３０ａが形成されるように一面を開口した格納チャンバ３０を備え、格納チャンバ３０が、取付開口１３を囲うようにしてメインチャンバ１の平坦面１２にその外側から夫々装着されるようになっている。格納チャンバ３０には、連通開口３０ａに後述の放出開口３４ｃの位相を一致させた姿勢で格納される収容箱３が設けられ、収容箱３には、その内部の蒸着物質Ｖｍを加熱する加熱手段４が一体に組み付けられている。蒸着物質Ｖｍとしては、シート状の基材Ｓｗに形成しようとする薄膜に応じて金属材料や有機材料が用いられる。本実施形態では、鉛直方向下方に位置する一方の平坦面１２（図１中、右側）と、水平面に対して傾斜した他方の平坦面１２（図１中、左側）とに２個の蒸着ユニットＶＵが夫々装着されたものを例に説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、全ての平坦面１２に蒸着ユニットＶＵを装着し、または、鉛直方向下方に位置する平坦面１２にのみ蒸着ユニットＶＵを装着することもできる。この場合、蒸着ユニットＶＵが装着されない取付開口１３には、これを塞ぐ蓋体（図１及び図２では、これを省略している）が装着される。

図４及び図５も参照して、収容箱３は、鉛直方向下方に位置する平坦面１２に装着されるものを例に説明すると、例えばステンレス製であり、上面（キャンローラ２との対峙面）を開口した外容器３１と、上面を除く外容器３１の内壁面を覆うように、板状部材３２ａ，３２ｂを格子状に組み付けてなる外容器３１に固定の支持枠３２と、支持枠３２の内側に配置されて蒸着物質Ｖｍが収納される内容器３３と、外容器３１と内容器３３との上面の開口を覆う蓋体３４とから構成されている。外容器３１と内容器３３とは、図１に示す断面視にて互いに相似な有底直方体状の輪郭を有し、外容器３１と内容器３３のＸ軸方向長さは、キャンローラ２の母線（Ｘ軸方向）長さと同等以上に設定されている（図３参照）。外容器３１と内容器３３のＹ軸方向長さ（幅）は、シート状の基材Ｓｗの横幅（具体的には、基材Ｓｗに対するＸ軸方向の蒸着範囲）や蒸着レート等を考慮して適宜設定される。

また、支持枠３２の所定位置には、その内方に向けて突出する複数本の支持ピンとしてのボルト３５が立設され、外容器３１の内側に内容器３３を挿入すると、各ボルト３５の頭部のみで内容器３３が支持されるようにしている。キャンローラ２の外周面に対峙する蓋体３４は、夫々が互いに平行な２本の横辺３４ａと縦辺３４ｂからなる板材をキャンローラ２の外周面に一致する曲率で湾曲させて構成され、その中央には、内容器３３の上面の開口に合致する単一の放出開口３４ｃが開設されている。放出開口３４ｃの内縁部が内容器３３の上端に固定され、内容器３３と蓋体３４とが一体化されている。そして、図４に仮想線で示す蓋体３４が一体の内容器３３を外容器３１にその上面開口側から挿入すると、この外容器３１の上面の開口が蓋体３４で閉塞される。また、格納チャンバ３０の外壁面には、直動モータやエアシリンダで構成される移動手段５が設けられ、その外壁面を貫通してその内部にのびる移動手段５の駆動軸５１が収容箱３に連結されている。これにより、移動手段５によって蒸着ユニットＶＵの収容箱３が上下方向（即ち、蓋体３４の放出開口３４ｃの孔軸がキャンローラ２の軸線に対して直交する方向）に進退する。

加熱手段４は、内容器３３のＸ軸方向の両外側壁面、Ｙ軸方向の両外側壁面並びに内容器３３の下外壁の全体を覆うように配設した複数本のシースヒータ４１で構成され、支持枠３２で固定されている。そして、真空雰囲気中で蒸着物質Ｖｍが収納された内容器３３を外容器３１に挿入した状態で加熱手段４の各シースヒータ４１で加熱すると、蒸着物質Ｖｍが内容器３３内で昇華または気化し、この昇華または気化した蒸着物質が放出開口３４ｃから放出される。ここで、キャンローラ２に内蔵した冷却機構によってシート状の基材Ｓｗを冷却しながら、蒸着するような場合、放射冷却により蓋体３４が冷却されることで、内容器３３に上下方向の温度勾配が生じる虞がある。本実施形態では、内容器３３の外壁のうち、内容器３３のＹ軸方向の両外側壁の上部と、内容器３３のＹ軸方向の両外側壁の中央部と、内容器３３のＹ軸方向の両外側壁の下部及び内容器３３の下外壁と、内容器３３のＸ軸方向の両外側壁との４つの領域に分け、各領域に対向するシースヒータを第１〜第４の各シースヒータ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄとし、第１〜第４の各シースヒータ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを第１〜第４の各電源装置Ｐｓ１、Ｐｓ２，Ｐｓ３，Ｐｓ４に夫々接続した。そして、第１〜第４の各電源装置Ｐｓ１、Ｐｓ２，Ｐｓ３，Ｐｓ４によって第１〜第４の各シースヒータ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄに通電するのに際しては、シースヒータ毎に異なる電流値で通電できるようにしている。これにより、領域毎に電流値を適宜設定して第１〜第４の各シースヒータ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄからの加熱量を調整すれば、内容器３３に温度勾配が生じることを可及的に抑制でき、有利である。

上記実施形態によれば、格納チャンバ３０に蒸着ユニットＶＵを設けてモジュール化されているため、メインチャンバ１の取付開口１３に格納チャンバ３０を装着するだけで、蒸着ユニットＶＵが、その放出開口３４ｃをキャンローラ２に巻き掛けられたシート状の基材Ｓｗに向けた姿勢でセットされる。また、各ボルト３５の頭部で内容器３３が支持されるため、伝熱による熱損失が小さくなって効率よく内容器３３を加熱することができる。この場合、外容器３１の内面を例えば電解研磨により鏡面仕上げしておけば、各シースヒータ４１で内容器３３を加熱するときに、外容器３１の内面が熱を反射するリフレクターとしての役割を果たし、輻射熱が加わってより一層効率よく内容器３３を加熱することができる。収容箱３の内容器３３に対する蒸着物質Ｖｍの充填率は、例えば、蒸着物質Ｖｍの種類や、収容箱３に充填された蒸着物質Ｖｍの全てを昇華または気化させるまでの間における内容器３３の内圧の変動に伴う蒸着レートの変化量を考慮して、２０〜４０％の範囲で適宜設定される。

また、格納チャンバ３０の外壁面に移動手段５を設けたため、取付開口１３への格納チャンバ３０の装着後には、移動手段５によって、蒸着ユニットＶＵの収容箱３が、図１に示す、蓋体３４がキャンローラ２の外周面から離間した離間位置と、図２に示す、蓋体３４がキャンローラ２の外周面に上記曲率で湾曲した間隙（以下、これを「第２間隙Ｇｐ２」とする）を存して近接する蒸着位置との間で移動自在となり、このとき、移動手段５のストロークの範囲内で放出開口３４ｃとキャンローラ２に巻き掛けられたシート状の基材Ｓｗの距離（即ち、第２間隙Ｇｐ２の大きさ）を任意に変化させることができる。第２間隙Ｇｐ２が、蓋体３４とこれに対峙するキャンローラ２の部分とで区画される蒸着空間となる。

メインチャンバ１内には、キャンローラ２の周囲に位置させて、メインチャンバ１の内側壁に固定されたＸ軸方向にのびる固定隔壁６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが夫々設けられ、固定隔壁６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによって、格納チャンバ３０に通じる、蒸着ユニットＶＵが格納される蒸着室Ｖｓがメインチャンバ１内に夫々区画される。この場合、特に図示して説明しないが、メインチャンバ１と別に蒸着室Ｖｓ内を真空排気できるように構成することが望ましい。メインチャンバ１内には更に、キャンローラ２の外筒部分を上記曲率で湾曲する間隙（以下、これを「第１間隙Ｇｐ１」とする）を介して覆う第２隔壁７ａ，７ｂが夫々設けられ（図２参照）、第１間隙Ｇｐ１を境界として蒸着室Ｖｓとこの蒸着室Ｖｓに隣接するメインチャンバ１内の隣接室Ａｓ（例えば、シート状の基材Ｓｗの搬送空間）とが互いに連通し、第２隔壁７ａ，７ｂで蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓと間のコンダクタンス値が確定されるように構成している。

図６及び図７も参照して、第２隔壁７ａ，７ｂは、例えばステンレス製の板材を上記曲率で湾曲させて構成され、Ｘ軸方向に間隔を置いて配置される各軸受装置Ｂｍの外軸受（図示せず）で回動自在に夫々支持される各回動アーム７１，７２の先端間に夫々架設されている。各軸受装置Ｂｍの外周面には、歯７３ａ，７３ｂが所定ピッチで夫々形成され、各歯７３ａ，７３ｂには、図外のモータで駆動されるラック７４ａ，７４ｂが噛み合っている（図３参照）。モータによりラック７４ａ，７４ｂをＹ軸方向に移動させると、第２隔壁７ａ，７ｂが、キャンローラ２の外周面に沿って相反する方向に回動する。この場合、各回動アーム７１，７２の互いに向かい合う面にはザグリ加工が施され、第１間隙部Ｓ１を存してザグリ加工面７１ａ，７１ｂを重ねることで、両第２隔壁７ａ，７ｂがキャンローラ２の周囲で第１間隙Ｇｐ１を保持したまま夫々移動できるようにしている。これにより、第２隔壁７ａ，７ｂが、蓋体３４の放出開口３４ａが臨むキャンローラ２の部分を遮蔽する遮蔽位置と蒸着ユニットＶＵから周方向に離間した退避位置との間でキャンローラ２の回転軸２１を回転中心として回動自在となる。この場合、第２隔壁７ａ，７ｂの遮蔽位置及び退避位置を含む第２隔壁７ａ，７ｂの回動経路にて、各第２隔壁７ａ，７ｂのＸ軸方向（軸線方向）の端面とこれに対峙するメインチャンバ１の内壁面との間に第２間隙部Ｓ２が形成されると共に、各第２隔壁７ａ，７ｂの外周面とメインチャンバ１の内壁面との間に第３間隙部Ｓ３が形成されるようにメインチャンバ１の内壁面が形成されている。

図１に示す、蒸着ユニットＶＵが離間位置、第２隔壁７ａ，７ｂが遮蔽位置に夫々あるとき、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとは、第１間隙部Ｓ１〜第３間隙部Ｓ３のみを通じて連通するが（図７参照）、装置の構成上不回避的な第２間隙部Ｓ２及び第３間隙部Ｓ３の大きさや、予め実験的に求められる隣接室Ａｓの圧力と蒸着室Ｖｓの圧力との間の圧力差から、第１間隙部Ｓ１におけるコンダクタンス値が所定値になるように、例えばザグリ加工面７１ａ，７１ｂの面積を適宜設定すれば、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとを確実に雰囲気分離できる。一方、図１に示す状態から、第２隔壁７ａ，７ｂを退避位置に移動させた状態では、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとが、第１間隙部Ｓ１〜第３間隙部Ｓ３に加えて第１間隙Ｇｐ１を通じて互いに連通するが、上記同様、隣接室Ａｓの圧力と蒸着室Ｖｓの圧力と圧力差や、キャンローラ２の回転によるシート状の基材Ｓｗの通過にとって不回避的な第１間隙Ｇｐ１の大きさから、この第１間隙Ｇｐ１におけるコンダクタンス値が所定値になるように、第２隔壁７ａ，７ｂの周方向の長さを適宜設定すれば、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとを確実に雰囲気分離できる。そして、図２に示す、蒸着ユニットＶＵが蒸着位置、第２隔壁７ａ，７ｂが退避位置に夫々移動させても、蒸着空間としての第２間隙Ｇｐ２は、隣接室Ａｓと互いに雰囲気分離された状態を維持する。なお、特に図示して説明しないが、第２隔壁７ａ，７ｂ内に、冷媒を循環させる冷媒循環路を形成し、第２隔壁７ａ，７ｂを遮蔽位置に移動させた後、軸受装置Ｂｍを介して冷媒循環路に冷媒を循環させて第２隔壁７ａ，７ｂを所定温度に冷却できるように構成することもできる。

また、第２隔壁７ａ，７ｂの周方向の端面には、キャンローラ２の母線方向長さと同等以上の長さを持つ隔壁板７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄが夫々取り付けられている。図１に示す第２隔壁７ａ，７ｂの遮蔽位置では、各隔壁板７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄが固定隔壁６ａ，６ｂ，６ｃの径方向内端面に夫々当接する一方で、第２隔壁７ａ，７ｂを互いに相反する方向に回動させた、図２に示す第２隔壁７ａ，７ｂの退避位置では、一方の第２隔壁７ａの隔壁板７５ｂが固定隔壁６ａに、他方の第２隔壁７ｂの隔壁板７５ｃが固定隔壁６ｃに夫々当接する。そして、第２隔壁７ａ，７ｂの退避位置にて蒸着ユニットＶＵの収容箱３を蒸着位置に進入させると、蓋体３４の各横辺３４ａ，３４ａが、各第２隔壁７ａ，７ｂの各隔壁板７５ａ，７５ｄに夫々当接し、キャンローラ２の周囲において第１間隙Ｇｐ１と第２間隙Ｇｐ２とが互いに連通するようになっている（図２参照）。

上記真空蒸着装置Ｃｍにて、シート状の基材Ｓｗを走行させながら、キャンローラ２に巻き掛けられたシート状の基材Ｓｗの部分に蒸着する場合、先ず、メインチャンバ１の取付開口に１３にその外側から、蒸着ユニットＶＵが内蔵された格納チャンバ３０を装着する。そして、蒸着室Ｖｓを含むメインチャンバ１を所定圧力まで真空排気する。このとき、蒸着ユニットＶＵの収容箱３を離間位置に、各第２隔壁７ａ，７ｂを遮蔽位置に夫々移動させる。この状態で加熱手段４により蒸着物質Ｖｍを加熱する。すると、収容箱３内で蒸着物質Ｖｍが昇華または気化し、加熱手段４の加熱量に応じて次第にその蒸着量が安定するが、それまでの間、収容箱３内で昇華または気化した蒸着物質の一部が蓋体３４の放出開口３４ｃからシート状の基材Ｓｗに向けて放出され、第２隔壁７ａ，７ｂに夫々付着する。次に、収容箱３内での蒸着物質Ｖｍの蒸着量が安定すると、各第２隔壁７ａ，７ｂを退避位置にそれ夫々移動させ、その後、蒸着ユニットＶＵの収容箱３を蒸着位置に移動する。これにより、蒸着空間がメインチャンバ１内に形成され、基材走行手段によりシート状の基材Ｓｗを走行させると、キャンローラ２に巻き掛けられたシート状の基材Ｓｗの部分に、放出開口３４ｃから放出される蒸着物質が付着、堆積して連続的に蒸着される。

蒸着時、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとは雰囲気分離されているため、放出開口３４ｃから、蒸着空間としての第２間隙Ｇｐ２を経て第１間隙Ｇｐ１を通して隣接空間Ａｓに至る経路の密閉度が高められる。その結果、極めて高い成膜レートを得るために放出開口３４ｃの開口面積を比較的大きく設定していても、放出開口３４ｃから放出される蒸着物質は、広範囲に拡がる前に第２間隙Ｇｐ２を経てシート状の基材Ｓｗの部分に付着、堆積するようになる一方で、放出開口３４ｃから第２間隙Ｇｐ２に放出された蒸着物質のうち基材Ｓｗへの蒸着に寄与しないものは、内容器３３に戻るようになる。これにより、隣接室Ａｓを含むメインチャンバ１内に回り込んで、シート状の基材Ｓｗ以外の部分（部品）に着膜するといったことが可及的に抑制され、ひいては、蒸着物質Ｖｍの無駄を防止することが可能になる。最後に、メンテナンス時には、メインチャンバ１の取付開口１３から格納チャンバ３０を取り外した状態でメンテナンスが実施される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。上記実施形態では、直動モータやエアシリンダ等の移動手段５で蒸着ユニットＶＵの収容箱３をキャンローラ２の外周面に対して直接進退させているが、その移動をガイドする公知のガイド機構を格納チャンバ３０内に設けるようにしてもよい。また、蒸着ユニットＶＵの収容箱３が上下方向、即ち、蓋体３４の放出開口３４ｃの孔軸がキャンローラ２の軸線に対して直交する方向に進退させているが、これに限定されるものではなく、例えば放出開口３４ｃから放出される蒸着物質Ｖｍの飛散分布を考慮して、適宜変更することができる。

また、上記実施形態では、単一の放出開口３４ｃを設けるものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、筒状の放出開口の複数個をシート状の基材Ｓｗの幅方向に所定間隔で列設したものでもよい。この場合、筒状の各放出開口の孔軸がキャンローラ２の軸線に対して直交するだけでなく、所定の角度で傾斜するように各放出開口が蓋体に形成される場合があるので、これに応じて、格納チャンバ内での蒸着ユニットの姿勢や、格納チャンバ内での蒸着ユニットの移動方向を適宜変更することができる。更に、上記実施形態では、キャンローラ２を有してこれに巻き掛けられたシート状の基材Ｓｗの部分に対して成膜が実施されるメインチャンバ１に開設された取付開口に取り付ける場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、被蒸着物を矩形の基板とし、複数枚の基板を順次搬送する搬送機構を備える真空蒸着装置にも本発明は適用でき、このとき、例えば収容箱の放出開口が基板の成膜面に対して直交する姿勢で蒸着ユニットが格納チャンバ内にセットされる。

ところで、上記実施形態では、蒸着ユニットＶＵの収容箱３を蒸着位置に移動し、放出開口３４ｃから蒸着物質Ｖｍを放出させて、キャンローラ２に巻き掛けられたシート状の基材Ｓｗの部分に蒸着するとき、蓋体３４自体がシート状の基材Ｓｗの部分に対する蒸着範囲を規定するマスクとしての役割も果たす。一方、蓋体３４は、放射冷却で冷却されているといっても、加熱される内容器３３の上端に固定されて一体化されているため、熱変形（膨張）する場合がある。このとき、蓋体３４は、キャンローラ２の母線（Ｘ軸方向）長さと同等以上に設定される関係でＸ軸方向に長手なものであるため、そのときの温度条件によりY軸方向より顕著にX軸方向に熱変形する。

変形例に係るものでは、図８に示すように、蓋体３４のＹ軸方向への変位（熱変形）及びＺ軸回りの回転は許容するが、Ｘ軸方向及びＺ軸方向への変形は許容しないように規制手段が設けられている。規制手段は、例えば、Ｘ軸方向中央領域で放出開口３４の外縁部に対峙させて設けた第１及び第２の両規制部８ａ，８ｂと、Ｘ軸方向両端部で放出開口３４の外縁部に設けた一対の第３の規制部８ｃと、を備える。第１及び第２の各規制部８ａは、放出開口３４上面の所定位置に設けた柱状の突片８１ａ，８２ａと、各突片８１ａ，８２ａに対応させてメインチャンバ（図示せず）に固定配置された、各突片８１ａ，８２ａを夫々受け入れる受入孔８２１，８２２を有する受入部材８２ａ，８２ｂと、を備える。

移動手段５によって蒸着ユニットＶＵの収容箱３を蒸着位置に移動すると、各受入孔８２１，８２２に各突片８１ａ，８１ｂが夫々嵌挿されるようになっている。この場合、受入孔８２１は、Ｙ軸方向への変位は許容するが、Ｘ軸方向への変形は許容しないように、Ｙ軸方向に長手の長円状の輪郭を有し、また、受入孔８２２は、Ｚ軸回りの回転は許容するが、Ｚ軸方向への変位は許容しないように、受入れ孔８２ａは円形の輪郭を有する。また、第３規制部８ｃは、蓋体３４に一致する曲率で湾曲させた押圧片で構成され、移動手段５によって蒸着ユニットＶＵの収容箱３を蒸着位置に移動すると、蓋体３４に当接して、蓋体３４のＺ軸方向への変位を規制する。なお、規制手段は、蓋体３４の下面と支持枠３２と上面の間に設けることもできる。

Ｓｗ…シート状の基材（被蒸着物）、Ｖｍ…蒸着物質、ＶＵ…蒸着ユニット、１…メインチャンバ（真空チャンバ）、１３…取付開口、３…収容箱、３０…格納チャンバ、３０ａ…連通開口、３１…外容器、３２支持枠、３３…内容器、３４…蓋体、３４ｃ…放出開口、３５…ボルト（支持ピン）、４…加熱手段、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ…シースヒータ、５…移動手段。

Claims (6)

1. 蒸着物質が収納される収容箱と収容箱内の蒸着物質を加熱する加熱手段とを備え、収容箱の一面に、加熱により昇華または気化した蒸着物質を放出する放出開口が形成される蒸着ユニットにおいて、
   蒸着ユニットが、一面を開口した格納チャンバ内に設けられ、格納チャンバの開口を向く方向を上として、格納チャンバ内で蒸着ユニットを上下方向に進退する移動手段を更に備え、
   前記収容箱は、上面を開口した外容器と、外容器の内壁面に固定の支持枠と、支持枠の内側に配置されて蒸着物質が収納される内容器と、外容器と内容器との上面の開口を覆う、放出開口が形成される蓋体とを備え、支持枠の所定位置にその内方に向けて突出する複数本の支持ピンが配置され、外容器内に内容器を格納したとき各支持ピンで内容器が支持されるように構成したことを特徴とする蒸着ユニット。
2. 前記加熱手段は、前記支持枠で保持されて前記内容器の外壁面に対向配置される複数本のシースヒータで構成され、前記内容器の外壁を複数の領域に分け、各領域に夫々対向配置されるシースヒータ毎に、所定電流値で通電可能としたことを特徴とする請求項１記載の蒸着ユニット。
3. 請求項１または請求項２記載の蒸着ユニットを備える真空蒸着装置において、
   キャンローラを有する真空チャンバを備え、真空チャンバに開設された取付開口に前記格納チャンバがその開口側から装着され、前記収容箱の前記放出開口がキャンローラの軸線に対して直交する姿勢で前記蒸着ユニットがセットされるように構成したことを特徴とする真空蒸着装置。
4. 前記放出開口と、前記キャンローラに巻き掛けられるシート状の基材との距離を前記移動手段により蒸着ユニットの上下動のストロークの範囲内で変化させて前記収容箱内で昇華または気化した蒸着物質の飛散分布を調整自在としたことを特徴とする請求項３記載の真空蒸着装置。
5. 請求項３または請求項４記載の真空蒸着装置であって、前記キャンローラの軸線方向をＸ軸方向、上下方向をＺ軸方向、Ｘ軸及びＺ軸に直交する方向をＹ軸方向とし、前記蓋体がＸ軸方向に長手で且つ板状であるものにおいて、
   前記蓋体のＹ軸方向への熱変形及びＺ軸回りの回転を許容しつつ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への変形を規制する規制手段を更に備えることを特徴とする真空蒸着装置。
6. 前記規制手段は、前記蒸着ユニットの蒸着位置にてＸ軸方向中央領域で放出開口の外縁部に対峙させて位置する第１及び第２の両規制部と、Ｘ軸方向両端部で放出開口の外縁部に位置する第３の規制部とを備えることを特徴とする請求項５記載の真空蒸着装置。

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