JPH06122969A - 電子ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法 - Google Patents
電子ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法Info
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- JPH06122969A JPH06122969A JP27206592A JP27206592A JPH06122969A JP H06122969 A JPH06122969 A JP H06122969A JP 27206592 A JP27206592 A JP 27206592A JP 27206592 A JP27206592 A JP 27206592A JP H06122969 A JPH06122969 A JP H06122969A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置構成を複雑化することなく金属蒸気と反
応性ガスとの反応効率を高め、蒸着フィルムの生産効率
を向上する。 【構成】 真空容器１と、電子ビーム１２を発生させる
電子ビーム発生機構と、蒸着材料８を保持する蒸着材料
保持部６と、回転駆動される冷却ドラム２と、フィルム
Ｆを走行させるフィルム走行手段３，４と、蒸気通過口
１８が形成された隔壁１６とを具備する。ノズル２０か
ら真空容器１内に反応性ガスを導入する反応性ガス導入
機構が設けられ、ノズル２０から噴出されたガス流２２
は、電子ビーム１２の流路と交差してイオン化され、次
いで蒸着材料８からの金属蒸気１４と接触してこれと結
合する。
応性ガスとの反応効率を高め、蒸着フィルムの生産効率
を向上する。 【構成】 真空容器１と、電子ビーム１２を発生させる
電子ビーム発生機構と、蒸着材料８を保持する蒸着材料
保持部６と、回転駆動される冷却ドラム２と、フィルム
Ｆを走行させるフィルム走行手段３，４と、蒸気通過口
１８が形成された隔壁１６とを具備する。ノズル２０か
ら真空容器１内に反応性ガスを導入する反応性ガス導入
機構が設けられ、ノズル２０から噴出されたガス流２２
は、電子ビーム１２の流路と交差してイオン化され、次
いで蒸着材料８からの金属蒸気１４と接触してこれと結
合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、長尺フィルムを走行さ
せつつ、その表面に金属酸化物等の金属化合物を蒸着形
成するための電子ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法
に関する。
せつつ、その表面に金属酸化物等の金属化合物を蒸着形
成するための電子ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ビームで蒸着材料を加熱し、基材に
その薄膜を形成する電子ビーム加熱式蒸着法は、他の蒸
着方法に比して高融点材料の大量蒸発が容易で、しかも
高純度の膜を安定して蒸着できる方式であることから、
近年、樹脂製フィルムへの金属やセラミックス等の蒸着
に多用され始めている。
その薄膜を形成する電子ビーム加熱式蒸着法は、他の蒸
着方法に比して高融点材料の大量蒸発が容易で、しかも
高純度の膜を安定して蒸着できる方式であることから、
近年、樹脂製フィルムへの金属やセラミックス等の蒸着
に多用され始めている。
【０００３】フィルム用の電子ビーム加熱式蒸着装置
は、一般に、電子ビームを発生する電子ビーム発生機構
と、電子ビームの照射位置に蒸着材料を保持する蒸着材
料保持部と、この蒸着材料保持部に対し外周面の一部を
対向させて設けられ、駆動機により回転駆動される冷却
ドラムと、この冷却ドラムの前記外周面の一部にフィル
ムを巻回した状態でフィルムを走行させるフィルム走行
手段と、冷却ドラムと蒸着材料保持部との間に配置さ
れ、冷却ドラムのフィルム巻回部分の蒸着領域と対向し
て蒸気通過口が形成された隔壁と、以上の各機構を収容
する真空容器とを具備するものである。
は、一般に、電子ビームを発生する電子ビーム発生機構
と、電子ビームの照射位置に蒸着材料を保持する蒸着材
料保持部と、この蒸着材料保持部に対し外周面の一部を
対向させて設けられ、駆動機により回転駆動される冷却
ドラムと、この冷却ドラムの前記外周面の一部にフィル
ムを巻回した状態でフィルムを走行させるフィルム走行
手段と、冷却ドラムと蒸着材料保持部との間に配置さ
れ、冷却ドラムのフィルム巻回部分の蒸着領域と対向し
て蒸気通過口が形成された隔壁と、以上の各機構を収容
する真空容器とを具備するものである。
【０００４】ところで、近年、フィルムの耐食性やガス
不透過性等機能性を向上する等の目的で、フィルム上に
ＴｉＯ2，ＳｉＯ2，ＺｒＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，Ｙ2
Ｏ3などの金属酸化物や、金属窒化物、金属フッ化物を
蒸着することがしばしば行われている。このような金属
化合物を上記装置により蒸着するには２通りの方法が可
能である。
不透過性等機能性を向上する等の目的で、フィルム上に
ＴｉＯ2，ＳｉＯ2，ＺｒＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，Ｙ2
Ｏ3などの金属酸化物や、金属窒化物、金属フッ化物を
蒸着することがしばしば行われている。このような金属
化合物を上記装置により蒸着するには２通りの方法が可
能である。
【０００５】第１は、蒸着すべき金属化合物そのものを
蒸着材料として使用する方法であるが、上述した金属化
合物の高純度品は一般にきわめて高価であるうえ、金属
単体に比して融点が高いため、投入エネルギーが大き
く、フィルムへの輻射熱の問題や分解ガスによるスプラ
ッシュ（飛沫発生）等の問題があった。
蒸着材料として使用する方法であるが、上述した金属化
合物の高純度品は一般にきわめて高価であるうえ、金属
単体に比して融点が高いため、投入エネルギーが大き
く、フィルムへの輻射熱の問題や分解ガスによるスプラ
ッシュ（飛沫発生）等の問題があった。
【０００６】第２の方法は、第１の方法の欠点を改善し
たもので、蒸着材料として金属化合物を構成する金属を
使用する一方、真空容器内に金属と結合させるべき反応
性ガスを一定の圧力、例えば１×１０-2〜１Ｐａで導入
しておく。こうすれば、蒸着材料から放射された金属蒸
気が反応性ガスに触れ、結合したのちフィルムに蒸着す
る。
たもので、蒸着材料として金属化合物を構成する金属を
使用する一方、真空容器内に金属と結合させるべき反応
性ガスを一定の圧力、例えば１×１０-2〜１Ｐａで導入
しておく。こうすれば、蒸着材料から放射された金属蒸
気が反応性ガスに触れ、結合したのちフィルムに蒸着す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、第２の金属蒸
気を反応性ガスと反応させる方法では、真空容器内の反
応性ガス圧力が希薄で、反応性ガスと金属蒸気との反応
速度が小さいため、金属蒸気の発生量を高めると未反応
の金属蒸気が残存し、金属化合物に金属が混在した状態
でフィルムに蒸着されるおそれがある。したがって、蒸
着フィルムの生産効率が高めにくいという問題があっ
た。
気を反応性ガスと反応させる方法では、真空容器内の反
応性ガス圧力が希薄で、反応性ガスと金属蒸気との反応
速度が小さいため、金属蒸気の発生量を高めると未反応
の金属蒸気が残存し、金属化合物に金属が混在した状態
でフィルムに蒸着されるおそれがある。したがって、蒸
着フィルムの生産効率が高めにくいという問題があっ
た。
【０００８】なお、真空容器内に導入する反応性ガスを
予め放電や電子線照射により電離させ、反応性ガスイオ
ンを発生させてから金属蒸気と反応させることも考えら
れるが、その場合には、装置が複雑化し、設備コストの
大幅な上昇を招く欠点がある。
予め放電や電子線照射により電離させ、反応性ガスイオ
ンを発生させてから金属蒸気と反応させることも考えら
れるが、その場合には、装置が複雑化し、設備コストの
大幅な上昇を招く欠点がある。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、装置構成を複雑化することなく金属蒸気と反応性ガ
スとの反応効率を高め、蒸着フィルムの生産効率を向上
することを課題としている。
で、装置構成を複雑化することなく金属蒸気と反応性ガ
スとの反応効率を高め、蒸着フィルムの生産効率を向上
することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子ビーム
加熱式蒸着装置は、真空容器内に開口するノズルを備え
このノズルから真空容器内に反応性ガスを導入し得る反
応性ガス導入機構が設けられるとともに、前記ノズルは
ここから噴出されたガス流が前記蒸着材料へ至る電子ビ
ームの流路と交差し次いで蒸着材料からフィルムへと流
れる蒸気流と交差するように構成されていることを特徴
とする。
加熱式蒸着装置は、真空容器内に開口するノズルを備え
このノズルから真空容器内に反応性ガスを導入し得る反
応性ガス導入機構が設けられるとともに、前記ノズルは
ここから噴出されたガス流が前記蒸着材料へ至る電子ビ
ームの流路と交差し次いで蒸着材料からフィルムへと流
れる蒸気流と交差するように構成されていることを特徴
とする。
【００１１】一方、本発明に係る電子ビーム加熱式蒸着
方法は、真空容器中において冷却ドラムの外周面の一部
にフィルムを巻回した状態でフィルムを走行させつつ、
フィルム巻回部分と対向配置された蒸着材料に電子ビー
ムを照射し、蒸着材料から金属蒸気を発生させるととも
に、真空容器内に配置されたノズルから反応性ガスを１
×１０-2〜１Ｐａの圧力で導入し、この反応性ガス流を
前記蒸着材料へ至る前記電子ビームの流路と交差させた
後、さらにこの反応性ガスを、蒸着材料からフィルムへ
向かう蒸気流と交差させることにより、前記金属蒸気と
反応性ガスを反応させてフィルム表面に金属化合物膜を
形成することを特徴とする。
方法は、真空容器中において冷却ドラムの外周面の一部
にフィルムを巻回した状態でフィルムを走行させつつ、
フィルム巻回部分と対向配置された蒸着材料に電子ビー
ムを照射し、蒸着材料から金属蒸気を発生させるととも
に、真空容器内に配置されたノズルから反応性ガスを１
×１０-2〜１Ｐａの圧力で導入し、この反応性ガス流を
前記蒸着材料へ至る前記電子ビームの流路と交差させた
後、さらにこの反応性ガスを、蒸着材料からフィルムへ
向かう蒸気流と交差させることにより、前記金属蒸気と
反応性ガスを反応させてフィルム表面に金属化合物膜を
形成することを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明に係る電子ビーム加熱式蒸着装置および
蒸着方法では、ノズルから真空容器内に放出された反応
性ガスが、まず、蒸着材料加熱用の電子ビームと接触し
て電離し高活性の反応性ガスイオンを生じる。蒸着材料
加熱用の電子ビームは高出力で、しかもフィルムの幅寸
法に対応してその照射幅が設定されているので、フィル
ムの全幅に対応して反応性ガスを供給したとしても、反
応性ガスを効率よくかつ均一に電離させることが可能で
ある。電離により生じた反応性ガスイオンは金属蒸気に
対して高活性を有するから、次いで金属蒸気と接触する
と直ちにこれと結合し、生じた金属化合物蒸気がフィル
ム表面に蒸着され、均一な金属化合物膜が形成される。
蒸着方法では、ノズルから真空容器内に放出された反応
性ガスが、まず、蒸着材料加熱用の電子ビームと接触し
て電離し高活性の反応性ガスイオンを生じる。蒸着材料
加熱用の電子ビームは高出力で、しかもフィルムの幅寸
法に対応してその照射幅が設定されているので、フィル
ムの全幅に対応して反応性ガスを供給したとしても、反
応性ガスを効率よくかつ均一に電離させることが可能で
ある。電離により生じた反応性ガスイオンは金属蒸気に
対して高活性を有するから、次いで金属蒸気と接触する
と直ちにこれと結合し、生じた金属化合物蒸気がフィル
ム表面に蒸着され、均一な金属化合物膜が形成される。
【００１３】なお、反応性ガスの導入圧力が１×１０-2
Ｐａ未満では十分な反応効率が得られず、１Ｐａより高
いと、導入ガスのため蒸着材料から発生する蒸気の平均
自由行程が短くなり、緻密な蒸着膜が形成できなくな
る。
Ｐａ未満では十分な反応効率が得られず、１Ｐａより高
いと、導入ガスのため蒸着材料から発生する蒸気の平均
自由行程が短くなり、緻密な蒸着膜が形成できなくな
る。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明に係る電子ビーム加熱式蒸着
装置の一実施例を示す概略図である。図中符号１は真空
容器であり、図示しない真空ポンプにより内部が減圧さ
れる。真空容器１の内部中央には、金属等からなる円筒
状の冷却ドラム２が配置され、図示しない駆動装置によ
り回転駆動される。
装置の一実施例を示す概略図である。図中符号１は真空
容器であり、図示しない真空ポンプにより内部が減圧さ
れる。真空容器１の内部中央には、金属等からなる円筒
状の冷却ドラム２が配置され、図示しない駆動装置によ
り回転駆動される。
【００１５】冷却ドラム２の外周面の一部には、長尺の
フィルムＦがドラム周方向に向けて巻回され、アンコイ
ラ３およびリコイラ４の間で連続走行されるようになっ
ている。冷却ドラム２のフィルム巻回部と対向して蒸着
材料保持部６が配置され、その内部には、蒸着すべき金
属化合物を構成する金属の蒸着材料８が収容されてい
る。この蒸着材料８は必ずしも金属単体とは限らず、合
金であっても、一部が既に化合物化されていてもよい。
フィルムＦがドラム周方向に向けて巻回され、アンコイ
ラ３およびリコイラ４の間で連続走行されるようになっ
ている。冷却ドラム２のフィルム巻回部と対向して蒸着
材料保持部６が配置され、その内部には、蒸着すべき金
属化合物を構成する金属の蒸着材料８が収容されてい
る。この蒸着材料８は必ずしも金属単体とは限らず、合
金であっても、一部が既に化合物化されていてもよい。
【００１６】蒸着材料保持部６の側方には、電子銃等の
電子ビーム発生機構（図示略）が配置され、この電子ビ
ーム発生機構から電子ビーム１２が発生される。この電
子ビーム１２は、蒸着材料保持部６の反対側に設置され
た磁界発生機構１０が発生する磁界により曲げられて蒸
着材料８に照射され、電子ビーム１２により蒸着材料８
が加熱され、その蒸気１４が冷却ドラム２に向けて放射
される。
電子ビーム発生機構（図示略）が配置され、この電子ビ
ーム発生機構から電子ビーム１２が発生される。この電
子ビーム１２は、蒸着材料保持部６の反対側に設置され
た磁界発生機構１０が発生する磁界により曲げられて蒸
着材料８に照射され、電子ビーム１２により蒸着材料８
が加熱され、その蒸気１４が冷却ドラム２に向けて放射
される。
【００１７】なお、形成すべき蒸着膜の幅が大きけれ
ば、電子ビーム発生機構をフィルムＦの幅方向へ走査さ
せる走査機構を設けてもよい。また、電子ビーム発生機
構は図示の位置に限定されるものではなく、電子ビーム
１２を磁界により適宜曲げて蒸着材料８に照射できれ
ば、設置位置は任意に変更してよい。
ば、電子ビーム発生機構をフィルムＦの幅方向へ走査さ
せる走査機構を設けてもよい。また、電子ビーム発生機
構は図示の位置に限定されるものではなく、電子ビーム
１２を磁界により適宜曲げて蒸着材料８に照射できれ
ば、設置位置は任意に変更してよい。
【００１８】冷却ドラム２と蒸着材料保持部６との間に
は、蒸着範囲を規制するための隔壁１６が設けられてい
る。この隔壁１６は、冷却ドラム２を収容する半円筒状
部分１６Ａを有し、この半円筒状部分１６Ａの内周面
と、冷却ドラム２のフィルム巻回部の外周面との間には
一定の間隙が形成されている。半円筒状部分１６Ａに
は、蒸着材料保持部６と対向する位置に、長方形状の蒸
気通過口１８が冷却ドラム２の軸線方向へ向けて形成さ
れている。この蒸気通過口１８はフィルムＦの蒸着幅と
同じ全長を有する。
は、蒸着範囲を規制するための隔壁１６が設けられてい
る。この隔壁１６は、冷却ドラム２を収容する半円筒状
部分１６Ａを有し、この半円筒状部分１６Ａの内周面
と、冷却ドラム２のフィルム巻回部の外周面との間には
一定の間隙が形成されている。半円筒状部分１６Ａに
は、蒸着材料保持部６と対向する位置に、長方形状の蒸
気通過口１８が冷却ドラム２の軸線方向へ向けて形成さ
れている。この蒸気通過口１８はフィルムＦの蒸着幅と
同じ全長を有する。
【００１９】また、電子ビーム発生機構と同じ側には、
ガス導入機構（図示略）のノズル２０が配置され、この
ノズル２０から真空容器１内に反応性ガスが導入される
ようになっている。ノズル２０は、フィルムＦの蒸着幅
程度の幅を有する帯状にガスを噴出するものであっても
よいし、あるいはフィルムＦの幅方法一列に並んだ複数
の噴出口を有し、これら噴出口からガスを一斉に噴出す
るものであってもよい。反応性ガスとしては、Ａｒ，Ｎ
ｅ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｈｅ，Ｈ2，Ｎ2，Ｏ2，Ｆ2から選択さ
れる１種または２種以上のガスが使用可能である。
ガス導入機構（図示略）のノズル２０が配置され、この
ノズル２０から真空容器１内に反応性ガスが導入される
ようになっている。ノズル２０は、フィルムＦの蒸着幅
程度の幅を有する帯状にガスを噴出するものであっても
よいし、あるいはフィルムＦの幅方法一列に並んだ複数
の噴出口を有し、これら噴出口からガスを一斉に噴出す
るものであってもよい。反応性ガスとしては、Ａｒ，Ｎ
ｅ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｈｅ，Ｈ2，Ｎ2，Ｏ2，Ｆ2から選択さ
れる１種または２種以上のガスが使用可能である。
【００２０】ノズル２０から放出された反応性ガス２２
は、初めに電子ビーム１２の進路と交差したうえ、次に
蒸着材料８から放出された金属蒸気１４の流路と交差す
るように進路を設定されている（図２参照）。このよう
に進路を設定することにより、反応性ガス２２は電子ビ
ーム１２により少なくとも一部がイオン化され、金属蒸
気１４と接触して金属蒸気１４と結合する。
は、初めに電子ビーム１２の進路と交差したうえ、次に
蒸着材料８から放出された金属蒸気１４の流路と交差す
るように進路を設定されている（図２参照）。このよう
に進路を設定することにより、反応性ガス２２は電子ビ
ーム１２により少なくとも一部がイオン化され、金属蒸
気１４と接触して金属蒸気１４と結合する。
【００２１】次に、上記装置を用いた蒸着方法を説明す
る。真空容器１内を減圧しつつ、ノズル２０から一定流
量で反応性ガス２２を噴出させ、真空容器１内の圧力を
１×１０-2〜１Ｐａ、より好ましくは５×１０-2〜５×
１０-1Ｐａで平衡させる。真空容器１内の平衡圧力が１
×１０-2Ｐａ未満では反応性ガスイオン濃度が希薄にな
って反応効率が不十分になり、１Ｐａより高いと、蒸着
材料８から発生する金属蒸気１４がガス分子２２により
平均自由行程が短くなり、緻密な蒸着膜が形成できなく
なる。
る。真空容器１内を減圧しつつ、ノズル２０から一定流
量で反応性ガス２２を噴出させ、真空容器１内の圧力を
１×１０-2〜１Ｐａ、より好ましくは５×１０-2〜５×
１０-1Ｐａで平衡させる。真空容器１内の平衡圧力が１
×１０-2Ｐａ未満では反応性ガスイオン濃度が希薄にな
って反応効率が不十分になり、１Ｐａより高いと、蒸着
材料８から発生する金属蒸気１４がガス分子２２により
平均自由行程が短くなり、緻密な蒸着膜が形成できなく
なる。
【００２２】一方、電子ビーム発生機構および磁界発生
機構１０を作動させ、蒸着材料８に電子ビーム１２を照
射して加熱し、ここから連続的に蒸気１４を発生させる
とともに、アンコイラ３からリコイラ４へとフィルムＦ
を走行させる。
機構１０を作動させ、蒸着材料８に電子ビーム１２を照
射して加熱し、ここから連続的に蒸気１４を発生させる
とともに、アンコイラ３からリコイラ４へとフィルムＦ
を走行させる。
【００２３】すると、ノズル２０から噴出した反応性ガ
ス２２は、初めに電子ビーム１２と接触して電離し、反
応性ガスイオンを含むガス流となったうえ、蒸着材料８
から放射状に放出された金属蒸気１４と接触する。反応
性ガスイオンは高活性を有し、反応性に富むため、接触
した金属蒸気１４と直ちに結合し、金属蒸気１４は金属
化合物の蒸気となってフィルムＦに蒸着される。
ス２２は、初めに電子ビーム１２と接触して電離し、反
応性ガスイオンを含むガス流となったうえ、蒸着材料８
から放射状に放出された金属蒸気１４と接触する。反応
性ガスイオンは高活性を有し、反応性に富むため、接触
した金属蒸気１４と直ちに結合し、金属蒸気１４は金属
化合物の蒸気となってフィルムＦに蒸着される。
【００２４】このように、この電子ビーム加熱式蒸着装
置および方法では、ノズルから噴出させた反応性ガス
を、まず蒸着材料加熱用の電子ビーム１２と接触させて
高活性の反応性ガスイオンを生成させたうえ、この反応
性ガスイオンを金属蒸気１４と接触させるので、反応性
ガス２２の導入圧力が低くとも、金属蒸気１４と反応性
ガスとの反応効率が高く、均一な金属化合物膜の形成が
可能で、フィルムＦの処理効率が向上できる。
置および方法では、ノズルから噴出させた反応性ガス
を、まず蒸着材料加熱用の電子ビーム１２と接触させて
高活性の反応性ガスイオンを生成させたうえ、この反応
性ガスイオンを金属蒸気１４と接触させるので、反応性
ガス２２の導入圧力が低くとも、金属蒸気１４と反応性
ガスとの反応効率が高く、均一な金属化合物膜の形成が
可能で、フィルムＦの処理効率が向上できる。
【００２５】また、蒸着材料加熱用の電子ビーム１２は
高出力で、かつフィルムＦの幅寸法に対応してその照射
幅が設定されているから、フィルムＦの全幅に対応して
反応性ガス２２を供給したとしても、この反応性ガス２
２を効率よく均一に電離させることが可能であるうえ、
装置の構成も簡単で済む。
高出力で、かつフィルムＦの幅寸法に対応してその照射
幅が設定されているから、フィルムＦの全幅に対応して
反応性ガス２２を供給したとしても、この反応性ガス２
２を効率よく均一に電離させることが可能であるうえ、
装置の構成も簡単で済む。
【００２６】なお、本発明は上記各実施例のみに限定さ
れるものではなく、必要に応じて新たな構成を追加して
もよい。例えば、電子ビーム発生機構をフィルムＦの幅
方向へ走査する場合、ガス供給機構のノズル２０も電子
ビーム発生機構に追従して走査し、反応性ガス２２が常
に電子ビーム１２と交差するようにして、イオン化効率
を高めてもよい。また、電子ビーム発生機構と反応性ガ
ス噴出ノズルを一体化する構成も可能である。
れるものではなく、必要に応じて新たな構成を追加して
もよい。例えば、電子ビーム発生機構をフィルムＦの幅
方向へ走査する場合、ガス供給機構のノズル２０も電子
ビーム発生機構に追従して走査し、反応性ガス２２が常
に電子ビーム１２と交差するようにして、イオン化効率
を高めてもよい。また、電子ビーム発生機構と反応性ガ
ス噴出ノズルを一体化する構成も可能である。
【００２７】
【実験例】次に、実験例を挙げて本発明の効果を実証す
る。図１に示す電子ビーム加熱式蒸着装置を作成し、反
応性ガス噴出ノズルの位置を図２に示すように５通りに
変更してそれぞれ蒸着フィルムを作成し、蒸着膜の品質
を比較した。すなわち、実験例では図示のノズル２０か
ら反応性ガスとして酸素ガス２２を噴出し、まず電子ビ
ーム１２、次に金属蒸気１４と交差させた。
る。図１に示す電子ビーム加熱式蒸着装置を作成し、反
応性ガス噴出ノズルの位置を図２に示すように５通りに
変更してそれぞれ蒸着フィルムを作成し、蒸着膜の品質
を比較した。すなわち、実験例では図示のノズル２０か
ら反応性ガスとして酸素ガス２２を噴出し、まず電子ビ
ーム１２、次に金属蒸気１４と交差させた。
【００２８】これに対し、比較例１〜４では、ノズル２
０とは反対側に設置したノズル３０から、図示ａ〜ｄの
各方向へ向けてそれぞれ酸素ガス２２を噴出させた。す
なわち、ａは蒸気通過口１８に向かう方向、ｂは金属蒸
気１４と直交する方向、ｃはまず金属蒸気１４と交差し
次に電子ビーム１２と交差する方向、ｄは蒸着材料８に
向かう方向である。
０とは反対側に設置したノズル３０から、図示ａ〜ｄの
各方向へ向けてそれぞれ酸素ガス２２を噴出させた。す
なわち、ａは蒸気通過口１８に向かう方向、ｂは金属蒸
気１４と直交する方向、ｃはまず金属蒸気１４と交差し
次に電子ビーム１２と交差する方向、ｄは蒸着材料８に
向かう方向である。
【００２９】いずれの場合も、実験条件は以下の通りに
統一した。 フィルムＦ：厚さ２５μｍ、幅５００ｍｍ、ＰＥＴ製 蒸着材料８：Ｔｉ 蒸着膜厚：１０００オングストローム 酸素導入圧力：１×１０-1Ｐａ 電子ビーム発生機構：電子衝撃陰極式自己加速型電子銃
（９０゜偏向） 加速電圧：３０ｋＶ エミッション電流：２Ａ 電子銃のスキャン幅：５００ｍｍ 蒸着材料保持部６とフィルムＦ間の距離：２５０ｍｍ 冷却ドラム２の外径：４００ｍｍ フィルムＦの走行速度：１０ｍ／分
統一した。 フィルムＦ：厚さ２５μｍ、幅５００ｍｍ、ＰＥＴ製 蒸着材料８：Ｔｉ 蒸着膜厚：１０００オングストローム 酸素導入圧力：１×１０-1Ｐａ 電子ビーム発生機構：電子衝撃陰極式自己加速型電子銃
（９０゜偏向） 加速電圧：３０ｋＶ エミッション電流：２Ａ 電子銃のスキャン幅：５００ｍｍ 蒸着材料保持部６とフィルムＦ間の距離：２５０ｍｍ 冷却ドラム２の外径：４００ｍｍ フィルムＦの走行速度：１０ｍ／分
【００３０】一方、従来例として、真空容器１内に単に
酸素ガスを１×１０-1Ｐａの圧力で導入しながら、フィ
ルムＦの走行速度を２ｍ／分、エミッション電流を１．
２Ａに変え、他は上記と同一条件で蒸着を行った。走行
速度およびエミッション電流を低下させたのは、この場
合、これらの値を上昇させるとＴｉ蒸気が十分に酸化さ
れなくなるためである。
酸素ガスを１×１０-1Ｐａの圧力で導入しながら、フィ
ルムＦの走行速度を２ｍ／分、エミッション電流を１．
２Ａに変え、他は上記と同一条件で蒸着を行った。走行
速度およびエミッション電流を低下させたのは、この場
合、これらの値を上昇させるとＴｉ蒸気が十分に酸化さ
れなくなるためである。
【００３１】次に、得られた６種類の蒸着フィルムに対
し、自記分光光度計を使用し、波長５５０ｎｍでの反射
率（％）と透過率（％）をそれぞれ測定した。金属Ｔｉ
は５５０ｎｍの光を吸収するため、蒸着膜中に金属Ｔｉ
が残存していれば、反射率と透過率の合計が１００％に
ならない。その結果を表１に示す。なお、ノズル位置は
図２中のノズル符号および噴出方向で表わしている。
し、自記分光光度計を使用し、波長５５０ｎｍでの反射
率（％）と透過率（％）をそれぞれ測定した。金属Ｔｉ
は５５０ｎｍの光を吸収するため、蒸着膜中に金属Ｔｉ
が残存していれば、反射率と透過率の合計が１００％に
ならない。その結果を表１に示す。なお、ノズル位置は
図２中のノズル符号および噴出方向で表わしている。
【００３２】
【表１】
【００３３】上表から明らかなように、実験例ではＴｉ
の酸化効率が良好で、高純度のＴｉＯ2からなる蒸着膜
が形成できた。また、従来例に比してフィルムの処理効
率が５倍になった。一方、ノズルの向きが異なる比較例
１〜４では、いずれも実験例に比して酸化効率が低下
し、蒸着膜中に金属Ｔｉが残存しており、ＴｉＯ2膜と
しての性能が得られないことが明かである。
の酸化効率が良好で、高純度のＴｉＯ2からなる蒸着膜
が形成できた。また、従来例に比してフィルムの処理効
率が５倍になった。一方、ノズルの向きが異なる比較例
１〜４では、いずれも実験例に比して酸化効率が低下
し、蒸着膜中に金属Ｔｉが残存しており、ＴｉＯ2膜と
しての性能が得られないことが明かである。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子
ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法によれば、ノズル
から噴出させた反応性ガスをまず蒸着材料加熱用の電子
ビームと接触させて高活性の反応性ガスイオンを生成さ
せたうえ、この反応性ガスイオンを金属蒸気と接触させ
るので、反応性ガスの供給圧力が低くても、金属蒸気の
反応効率を十分に高め、均一な金属化合物膜の形成が可
能であるとともに、フィルムの処理効率を向上すること
ができる。
ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法によれば、ノズル
から噴出させた反応性ガスをまず蒸着材料加熱用の電子
ビームと接触させて高活性の反応性ガスイオンを生成さ
せたうえ、この反応性ガスイオンを金属蒸気と接触させ
るので、反応性ガスの供給圧力が低くても、金属蒸気の
反応効率を十分に高め、均一な金属化合物膜の形成が可
能であるとともに、フィルムの処理効率を向上すること
ができる。
【００３５】また、蒸着材料加熱用の電子ビームは高出
力で、かつフィルムの幅寸法に対応してその照射幅が設
定されているから、フィルムの全幅に対応して反応性ガ
スを供給したとしても、反応性ガスを効率よく均一に電
離させることが可能で、装置の構成も簡単で済む。
力で、かつフィルムの幅寸法に対応してその照射幅が設
定されているから、フィルムの全幅に対応して反応性ガ
スを供給したとしても、反応性ガスを効率よく均一に電
離させることが可能で、装置の構成も簡単で済む。
【図１】本発明に係る電子ビーム加熱式蒸着装置の一実
施例を示す縦断面図である。
施例を示す縦断面図である。
【図２】実験例および比較例の装置を示す要部の断面図
である。
である。
Ｆ フィルム １ 真空容器 ２ 冷却ドラム ３ アンコイラ（フィルム走行手段） ４ リコイラ（フィルム走行手段） ６ 蒸着材料保持部 ８ 蒸着材料 １２ 電子ビーム １４ 金属蒸気 １６ 隔壁 １８ 蒸気通過口 ２０ ノズル ２２ 反応性ガス流 ３０ 比較例のノズル
Claims (2)
- 【請求項１】電子ビームを発生させる電子ビーム発生機
構と、前記電子ビームの照射位置に蒸着材料を保持する
蒸着材料保持部と、この蒸着材料保持部に対し外周面の
一部を対向して設けられ、駆動機により回転駆動される
冷却ドラムと、この冷却ドラムの前記外周面の一部にフ
ィルムを巻回した状態でフィルムを走行させるフィルム
走行手段と、以上の各機構を収容する真空容器とを具備
する電子ビーム加熱式蒸着装置において、 前記真空容器内に開口するノズルを備えこのノズルから
真空容器内に反応性ガスを導入し得るガス導入機構が設
けられるとともに、前記ノズルは、ここから噴出された
反応性ガスの流路が前記蒸着材料へ至る前記電子ビーム
の流路と交差し、次いで蒸着材料から放出された蒸気流
と交差するように構成されていることを特徴とする電子
ビーム加熱式蒸着装置。 - 【請求項２】真空容器中において冷却ドラムの外周面の
一部にフィルムを巻回した状態でフィルムを走行させつ
つ、フィルム巻回部分と対向配置された蒸着材料に電子
ビームを照射し、蒸着材料から金属蒸気を発生させると
ともに、真空容器内に配置されたノズルから反応性ガス
を１×１０-2〜１Ｐａの圧力で導入し、この反応性ガス
流を前記蒸着材料へ至る前記電子ビームの流路と交差さ
せた後、さらにこの反応性ガスを、蒸着材料からフィル
ムへ向かう蒸気流と交差させることにより、前記金属蒸
気と反応性ガスイオンを結合させてフィルム表面に金属
化合物膜を形成することを特徴とする電子ビーム加熱式
蒸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27206592A JP3416173B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 電子ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27206592A JP3416173B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 電子ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122969A true JPH06122969A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3416173B2 JP3416173B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=17508609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27206592A Expired - Lifetime JP3416173B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 電子ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416173B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003080890A1 (fr) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede et dispositif de production de couches minces |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP27206592A patent/JP3416173B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003080890A1 (fr) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede et dispositif de production de couches minces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3416173B2 (ja) | 2003-06-16 |
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