JPH06228740A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸着源の上部に設けられたノズルに蒸着物質
が付着することを防いで、比較的長時間の蒸着を可能と
し、また形状の制御性良く蒸着を行い得る真空蒸着装置
を提供する。 【構成】 蒸着物質の入った蒸着源１を加熱して蒸着物
質を蒸発させることにより、真空中で被蒸着物に蒸着物
質を蒸着させる真空蒸着装置において、蒸着源１の上部
に蒸気流を噴出するノズル２を設け、蒸着源１及びノズ
ル２を同時または別々に加熱する加熱手段３を有する構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば蒸着テープ等の製
造に用いて好適な真空蒸着装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来の蒸着テープの製造装置等の真空蒸
着装置においては、電子ビーム加熱により蒸着源を加熱
しているので、蒸気流の広がりや方向性を制御すること
ができず、蒸発物質はテープ表面のみならず、蒸着面積
を規制するシャッターやその他の装置まわりに飛び散っ
て付着してしまう。

【０００３】このため、原料に対して有効に使用された
蒸着物質の量の割合、いわゆる原料の有効利用率が５％
程度と低く、コストの低減化をはかり難い。また、装置
内に付着した余分の蒸着物質を剥離するためのメンテナ
ンス作業が頻繁に必要となり、作業者の負担が大きいと
いう問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これに対し、蒸気流の
広がりや方向性を制御するノズルをるつぼなどの蒸着源
の上部に設ける構成が例えば本出願人の出願に係る特願
平４−１４９２２７号出願において提案されている。

【０００５】このようにノズルを設けることによって、
蒸気流が広範囲に拡散して不要な部分に蒸着物質が付着
することを格段に抑制することができる。しかしながら
この場合、短時間の蒸着では問題ないが、長時間蒸着を
継続するとノズルの内壁に蒸着物質が付着し、ノズルの
噴出口が狭められるなどの悪影響が生じ、蒸着領域に均
一に蒸着されなくなるとか、所望の形状に蒸着し難くな
る等の恐れがある。

【０００６】本発明は、このような蒸着源の上部に設け
られたノズルに蒸着物質が付着することを防いで、比較
的長時間の蒸着を可能とし、また形状の制御性良く蒸着
を行い得る真空蒸着装置を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、その一例の構
成を図１に示すように、蒸着物質の入った蒸着源１を加
熱して蒸着物質を蒸発させることにより、真空中で被蒸
着物に蒸着物質を蒸着させる真空蒸着装置において、蒸
着源１の上部に蒸気流を噴出するノズル２を設け、蒸着
源１及びノズル２を同時または別々に加熱する加熱手段
３を有する構成とする。

【０００８】また本発明は、上述の構成において、蒸着
源１とノズル２の加熱手段３として、高周波誘導加熱手
段を用いて構成する。更にまた本発明は、上述の構成に
おいて、図２に示すように、蒸着源１の加熱手段３₁ と
して電子ビーム加熱手段が用いられ、且つノズル２の加
熱手段３₂ として高周波誘導加熱手段を用いる構成とす
る。また本発明は、上述の構成において、図３Ａ〜Ｄに
模式的に示すように、ノズル２の形状を被蒸着物の蒸着
範囲に対応して変形した構成とする。

【０００９】更に本発明は、蒸着源１の上部に蒸気流を
噴出するノズル２を設けた真空蒸着装置において、ノズ
ル２の噴出口の形状を、被蒸着物の蒸着範囲に対応して
変形した構成とする。

【００１０】

【作用】上述したように本発明によれば、蒸着源１とこ
れの上部に設けるノズル２とを加熱する加熱手段３を設
けることから、ノズル２を蒸着物の融点以上に加熱する
ことによって、このノズル２の内側面や噴出口付近に蒸
着物が付着することを抑制できて、噴出口が狭められる
などの不都合を回避できる。

【００１１】従って蒸着物質の不要部分への付着量を減
少させることにより、蒸着物の原料の有効利用率を格段
に大とすることができ、コストの削減をはかることがで
きる。また、余分な蒸着物質が装置まわりに付着するこ
とを回避できて、原料の有効利用率を高めることがで
き、また付着物を剥離するメンテナンス作業の回数を減
らす等、簡略化することができる。

【００１２】更に、ノズル２の噴出口の形状を、被蒸着
物の蒸着範囲に対応して変形することによって、効率良
く蒸着を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明による各実施例を図面を参照して
詳細に説明する。図１において１は例えば内径２５ｍｍ
程度のアルミナ、マグネシア、ジルコニア等より成る蒸
着源１いわゆるルツボを示し、これの上に、内径が１４
ｍｍ程度のボロンナイトライド等より成るノズル２が被
せられる。

【００１４】ノズル２は例えば図４に示すように、その
下部の蒸着源１の開口部を覆うキャップ部２ａと一体に
構成され、蒸着源１に入れられる蒸着物質が無駄なくノ
ズル２を通してその噴出口２ｃから拡散されるようにな
されている。

【００１５】そしてこの場合図１に示すように蒸着源１
及びノズル２を全体的に覆うように高周波誘導加熱によ
る加熱手段３即ち高周波コイルを設け、蒸着源１とノズ
ル２とが同時に加熱される構成とする。

【００１６】このような構成において、蒸着範囲の制御
性及びノズルへの付着の抑制効果を確認するため、被蒸
着物として２０ｃｍ角のガラス基板を用いてその表面に
対し蒸着を行った。

【００１７】この場合、蒸着物質として７７．５ｇのＮ
ｉ−Ｃｏ合金を用い、蒸着源１に入れてノズル２をかぶ
せ、４０ｋＨｚの高周波で５ｋＷのパワーを加熱手段３
即ち高周波コイルに印加して蒸着源１及びノズル２を加
熱した。高周波コイル内部は水により冷却され、装置内
は排気系により排気され２×１０^-4Ｐａの真空度に保持
される。そしてノズル２の先端から３０ｃｍ離れた位置
に２０ｃｍ角のガラス基板を配置して１０分間の蒸着を
行った。この結果、基板上に蒸着した膜は、ノズルの形
状に対応してほぼ円形となり、この円形の膜の直径は１
２０ｍｍ、膜厚は１μｍであった。

【００１８】これに対し、ノズル２を設けずに同様の条
件で蒸着する場合、ガラス基板全面に蒸着膜が付着し、
且つ真空装置内壁等にも付着してしまう。しかしながら
上述したようにノズル２を設けることによって、蒸気流
の広がりがしぼられ、蒸着面を限定することができ、更
に真空装置内壁への付着は全く生じなかった。

【００１９】更に本発明においては、加熱手段３をノズ
ル２の周囲に設けることによって、蒸着源１から蒸発し
た物質がノズル２に付着しても、融点以上にノズル２を
加熱することができるため、溶解して再び蒸着源１内に
落下するかまたは再蒸発させることができる。従ってノ
ズル２の内部に蒸着物質は付着せず、付着物が堆積して
ノズル２の内部を詰まらせることを回避できて、蒸着材
料の有効利用率を高めることができて、またノズル２の
付着物剥離等のメンテナンス作業の頻度を格段に低減化
する等、メンテナンス作業の簡略化をはかることができ
た。

【００２０】また従来の電子ビーム加熱に代えて高周波
誘導により蒸着源１をも加熱することによって、より均
一に蒸着物質を加熱することができるという利点をも有
する。

【００２１】次に、図２を参照して本発明の他の実施例
を説明する。この場合、蒸着源１の加熱手段３₁ として
電子ビーム加熱手段が用いられ、且つノズル２の加熱手
段３ ₂ として高周波誘導加熱手段を用いる構成とする。
即ちノズル２の周囲に上述の実施例と同様に高周波コイ
ルが設けられ、一方蒸着源１のるつぼには、その側面に
開口部１ｃが設けられて、ここに電子銃からの電子ビー
ムｅが例えば図示しないが所定の偏向手段によって偏向
され、図示の如く蒸着源１内に入れられた蒸着物質に照
射される構成とする。

【００２２】このようにすることによって、上述の実施
例と同様に蒸着物質の蒸気流の広がりがしぼられ、蒸着
面を限定することができ、更に真空装置内壁への付着を
殆ど回避することができる。更に、ノズル２を加熱する
ことによってノズル２の内部への蒸着物質の付着を抑制
し、ノズルが詰まる等の現象を回避できてメンテナンス
の簡略化をはかることができる。

【００２３】また本発明においては、ノズル２の噴出口
の形状を、被蒸着物の蒸着範囲に対応して変形した構成
とすることによって、より効率良く蒸着を行うことがで
きる。図３Ａ〜Ｄに模式的に示すように、ノズル２の断
面形状を被蒸着物の蒸着範囲に対応して変形することに
よって、被蒸着領域の形状を制御することができる。

【００２４】例えば図３Ａに示すように内側面の断面を
ほぼ円形とするとか、或いは図３Ｂに示すように断面ほ
ぼ正方形、図３Ｃに示すように断面楕円形、図３Ｄに示
すように断面長方形とするなど、各種形状とすることに
よって、これら噴出口の形状に対応した形状として蒸着
材料を被着することができる。またノズル２の噴出口の
上にこのような各種形状のマスクを被覆することもでき
る。

【００２５】更に図５Ａ及びＢに示すように、ノズル形
状を外径及び内径共に断面長方形とするとか、またその
長方形の噴出口２ｃを区切るようにスリット２ｓを設け
ることもできる。このようにすることによって、一度に
大面積の蒸着領域に蒸着することができる。また特にス
リット２ｓを設ける場合、各スリット２ｓ毎に蒸気流が
拡散することから、より均一に被蒸着物に蒸着させるこ
とができる。そして、これらノズル２を加熱手段によっ
て加熱することによって、ノズル２内、開口部２ｃやま
たスリット２ｓにも蒸着物が付着することを抑制でき
て、メンテナンスの簡略化をはかることができる。

【００２６】図６Ａ及びＢに示す例では、ノズル２を複
数設けて一例に配置することによってより幅広の面積に
対して一度に蒸着を行うことができるようにした場合を
示す。ノズル２の各噴出口２ｃはそれぞれ断面円形とさ
れ、下部のキャップ部２ａが共通に一体に設けられて、
開口部が長方形とされた蒸着源１の上部を覆うようにな
されている。そしてこれら蒸着源１及びノズル２を全体
的に取り巻くように高周波コイルによる加熱手段３が設
けられる。

【００２７】このような構成においては、複数のノズル
２を設けることによって、不要な装置内の付着を抑制し
つつ比較的広範囲の被着面積に対して一度に蒸着するこ
とができる。そして更にノズル２をも加熱することによ
って、ノズル２の内部や噴出口２ｃに蒸着物質が付着す
ることを回避できて、蒸着材料の有効利用率を高めると
共に、メンテナンスの簡略化をはかることができた。

【００２８】また図７Ａ及びＢに示す例においては、ノ
ズル２の噴出口２ｃを断面長方形とした場合を示す。図
７において、図６に対応する部分には同一符号を付して
重複説明を省略する。この例においても、不要な装置内
の付着を抑制しつつ比較的広範囲の被着面積に対して一
度に蒸着することができる。そして更にノズル２をも加
熱することによって、ノズル２の内部や噴出口２ｃに蒸
着物質が付着することを回避できて、蒸着物質の有効利
用率を高めると共に、メンテナンスの簡略化をはかるこ
とができた。

【００２９】次に、上述の図１において説明した構成
を、蒸着テープの製造装置に適用した例を図８を参照し
て説明する。図８に示すように、装置内において蒸着テ
ープのテープベース２０が供給ロール１３から供給され
てガイドロール１２ａを介して冷却キャン１１に巻き付
けられ、ガイドロール１２ｂを介して巻取ロール１４に
巻き取られる。矢印ａ、ｂ、ｃはそれぞれ供給ロール１
３、巻取ロール１４及び冷却キャン１１の回転方向を示
す。また、冷却キャン１１は図示しないが、その内部に
冷却手段を有し、テープベース２０の温度上昇による変
形等を抑制し得るようになされている。

【００３０】そして冷却キャン１１の外周部を部分的に
覆うように遮蔽手段５が設けられ、その開口部の真下に
蒸着源１及びノズル２が配置されてノズル２から蒸着物
質がテープベース２に蒸着されるようになされている。
領域Ａは蒸着範囲を模式的に示したものである。

【００３１】このような構成において、蒸着源１の内部
の蒸着物質を加熱手段３により所定温度に加熱して、ノ
ズル２によって蒸着物質の蒸気流を指向性をもってこの
場合上部に噴出させる。そして蒸着物質を、冷却キャン
１１上を走行するテープベース２０上の遮蔽手段５の開
口部の範囲に蒸着させる。

【００３２】この場合、ノズル２の高さは冷却キャン１
１の表面との距離、蒸気流の広がり、遮蔽手段５の開口
部の形状等を考慮して選定する。また、遮蔽手段５の開
口部の形状は、装置内の周辺部に蒸着物質が付着しない
ように開口度を調整することによって、周辺部への蒸着
原料の不要な拡散を低減化することができる。

【００３３】そして特に本発明においては、加熱手段３
をノズル２の周囲に設けることによって、蒸着源１から
蒸発した物質がノズル２に付着しても、融点以上にノズ
ル２を加熱することができるため、溶解して再び蒸着源
１内に落下するかまたは再蒸発させることができる。従
って付着物が堆積してノズル１の内部を詰まらせること
を回避できる。

【００３４】従って、蒸着材料の有効利用率を格段に高
めることができると共に、ノズル２に付着した蒸着物質
の剥離等メンテナンスの簡略化をはかることができる。

【００３５】上述の構成は、高周波コイルによる加熱手
段３を備えているほかは従来の蒸着テープの製造装置を
そのまま流用できる。即ち供給ロール及び巻取ロール、
冷却キャン及び遮蔽手段、更に図示しないが真空排気系
などはその構成を変更せずそのまま使用することができ
る。

【００３６】尚、本発明は上述の各例に限定されること
なく、その他種々のノズル形状を採るとかまたは各種の
被蒸着物に対して用いることができる等、種々の変形変
更が可能であることはいうまでもない。

【００３７】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、蒸着源
の上部に設けたノズルによって、蒸着源からでる蒸気流
の広がりと方向性を制御することができると共に、ノズ
ルを蒸着物質の融点以上に加熱することによって、ノズ
ルの内壁や噴出口に蒸着物質が付着することを防止でき
る。

【００３８】これにより余分な蒸着物質が装置内に付着
しないので、蒸着原料の有効利用率を飛躍的に高めるこ
とができ、例えば蒸着テープの製造装置に本発明を適用
することによって、蒸着テープの生産コストの削減に大
きな効果をもたらす。

【００３９】また、不要な蒸着物質の付着を防止できる
ことから、このような付着物を剥離するメンテナンス作
業を簡略化することができ、作業性の向上をはかること
ができる。またノズル自体に蒸着物質が詰まることがな
いので、蒸着源及びノズルのメンテナンス作業の負担が
軽減され、蒸着源及びノズルの寿命の長期化をはかるこ
とができる。

【００４０】更に、高周波誘導加熱手段を用いる場合
は、蒸着源のるつぼや、ノズルの形状を種々変更するこ
とができる。これにより、被蒸着物の形状に合わせてノ
ズルの噴出口の形状を変形することによって、より効率
良く蒸着することができる。

【００４１】また、高周波誘導加熱により蒸着源をも加
熱する場合は、電子ビーム加熱を用いる場合に比べより
電源が安定し、蒸着むらなどを生じにくくし、より均一
な成膜が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の要部側面図である。

【図２】本発明実施例の要部構成図である。

【図３】ノズル形状の説明図である。

【図４】ノズル形状の説明図である。

【図５】ノズル形状の説明図である。

【図６】本発明実施例の構成図である。

【図７】本発明実施例の構成図である。

【図８】真空蒸着装置の一例の構成図である。

【符号の説明】 １ 蒸着源 ２ ノズル ２ａ キャップ部 ２ｃ 噴出口 ３ 加熱手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸着物質の入った蒸着源を加熱して蒸着
   物質を蒸発させることにより、真空中で被蒸着物に蒸着
   物質を蒸着させる真空蒸着装置において、 上記蒸着源の上部に蒸気流を噴出するノズルが設けら
   れ、 上記蒸着源及び上記ノズルを同時または別々に加熱する
   加熱手段を有することを特徴とする真空蒸着装置。
2. 【請求項２】 上記蒸着源と上記ノズルの加熱手段とし
   て高周波誘導加熱手段が用いられて成ることを特徴とす
   る上記請求項１に記載の真空蒸着装置。
3. 【請求項３】 上記蒸着源の加熱手段として電子ビーム
   加熱手段が用いられ、且つ上記ノズルの加熱手段として
   高周波誘導加熱手段が用いられたことを特徴とする上記
   請求項１に記載の真空蒸着装置。
4. 【請求項４】 上記ノズルの形状被蒸着物の蒸着範囲に
   対応して変形されて成ることを特徴とする上記請求項１
   に記載の真空蒸着装置。
5. 【請求項５】 蒸着源の上部に蒸気流を噴出するノズル
   を設けた真空蒸着装置において、 上記ノズルの噴出口の形状が、被蒸着物の蒸着範囲に対
   応して変形されて成ることを特徴とする真空蒸着装置。