JPH06228743A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高価な高融点蒸着材料を有効に活用し、機能
性素子の製造コストの低下が図れる真空蒸着装置を提供
する。 【構成】 レーザー発振器１３で発生したレーザービー
ムを石英窓１４を通して蒸着材料７に照射し、指向性の
強い蒸発方向分布特性をもった蒸気を発生させ、効率良
く蒸気を高分子フィルム４に付着させる。このとき、補
助加熱源１５を併用すると、より広範な蒸着条件の選択
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜製造用の真空蒸着
装置、特に蒸着材料を有効に利用する蒸発源からなる真
空蒸着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空蒸着は、大面積・高速の薄膜製造方
法として一般に広く利用されている。この真空蒸着によ
る薄膜製造では、蒸発した蒸着材料をいかに有効に活用
するかということが、製造コスト低減の観点から重要と
なっている。

【０００３】そのために従来では、低融点材料を中心と
した蒸着において、（１）ルツボに蒸着材料を収納し、
誘導加熱や抵抗加熱で材料を蒸発させ、そのルツボをで
きるだけ基板に近づけること、（２）ルツボの上に筒状
の回収壁を設けることなどにより蒸着材料の有効活用化
を図ってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
開発が活発になってきた金属薄膜型の高密度磁気記録媒
体の薄膜製造においては、次の２点が新たな課題として
出てきた。

【０００５】（１）蒸着材料として高融点材料を使用す
るために、エネルギー密度の高い電子ビーム加熱を採用
しなければならず、このためビームが通過するスペース
が必要となり、ルツボを基板に接近させることや筒状の
回収壁を設置することができなくなったこと。

【０００６】（２）良好な磁気特性を得るために、一般
に斜方蒸着法を用いるが、この方法では蒸気の一部しか
薄膜製造に使用せず、蒸着材料の有効利用率が著しく低
下すること。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、比較的高価な蒸着磁性材料を有効に利用し、かつ優
れた磁気特性が得られる真空蒸着装置を提供することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の真空蒸着装置は、蒸着材料の加熱蒸発手法と
してレーザービームを利用する機構を、さらには抵抗加
熱，誘導加熱，電子ビーム加熱などと併用した加熱機構
を設けた構成を有している。

【０００９】

【作用】レーザービームによる加熱蒸発では、他の加熱
法と比較して、蒸発源の蒸発方向分布特性が最もシャー
プな指向性を示すことから、周辺に飛散する比率が少な
く、特にルツボを基板に極端に近づけたり回収壁を設け
なくても、蒸気を製品自体の製造に有効に活用できる。
一方、レーザービームでは蒸発レートの低い蒸着材料に
関しても、他の加熱法と併用することにより蒸発レート
が高く、指向性の優れた蒸発源特性が得ることができ、
蒸気を同様に有効に活用できる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１，図２はそれぞれ本発明の実施
例に用いた真空蒸着装置の基本構成図と蒸発源の蒸発方
向分布特性である。

【００１１】図１において、真空蒸着装置は、真空排気
系９により１０^-3〜１０^-6ｔｏｒｒまで排気された真空
容器１０内に１）巻出ロール１，クーリングキャン２，
巻取りロール３からなる基板搬送系や２）斜方蒸着用し
ゃへい板６，ガス導入ノズル５からなる磁気特性制御
系、３）蒸着材料７を収納したハースあるいはルツボ６
とその補助加熱源１５からなる蒸発源などが組み込まれ
ており、また真空容器１０の外にはレンズ１１，ミラー
１２，レーザー発振器１３からなるレーザービーム加熱
源が、さらにそのレーザービームを蒸着材料７に照射で
きるように真空容器１０に石英窓１４を設けた構成とな
っている。

【００１２】真空蒸着は、先ず巻出しロール１に捲回さ
れた５〜２０μｍの高分子フィルム４（主に材質はポリ
エチレンテレフタレート）が供出され、続いてクーリン
グキャン２に沿って走行しながら、その下方に位置する
蒸発源からＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ等の強磁性金属からなる蒸
着材料７の蒸気の入射を受けて磁性層が形成され、その
後、巻取りロール３に巻取られて完了する。このとき磁
気特性は斜方蒸着のためのしゃへい板６の位置や多孔性
のノズル５から供給するガスの種類や流量でコントロー
ルする。蒸着材料７の加熱蒸発はレーザー発振器１３か
ら出たパルス幅２５〜２７ｎｓ、繰り返し数１５Ｈｚ、
パルス・エネルギー１００〜１０００ｍＪの波長２４８
ｎｍのＫｒＦや１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーの
ビームをミラー１２でレンズ１１まで誘導し、レンズ１
１によって集光した後、合成石英製の石英窓１４を通し
て照射することによりなされる。このとき、蒸着材料７
を抵抗加熱，誘導加熱，電子ビーム加熱などからなる補
助加熱源１５で併用加熱すると材料の種類にもよるが、
高い蒸発レートと優れた蒸発源指向特性が得られるもの
もある。

【００１３】次に図２を中心にレーザービームで加熱し
たときの蒸着源の蒸発方向分布特性について説明する。
この特性を得るために、先ず、蒸発源（ルツボ８）から
一定の距離Ｒに、蒸発源の真上の位置から左右１０°ご
とにガラス基板１６を置き、蒸着材料７を加熱蒸発させ
ガラス基板１６上に付着させる。その後、付着した蒸発
材料の膜厚を測定し、真上の位置の試料の膜厚によりそ
の他の位置の試料の膜厚を規格化し、その方向（角度）
の蒸発強度として表す。このグラフでＡは抵抗加熱や誘
導加熱、電子ビーム加熱で蒸発させた場合の分布特性、
Ｂはレーザービームで蒸発させた場合の分布特性であ
る。この図から明らかなように、レーザービームで加熱
した場合は、真上方向への蒸発が強いよりシャープな指
向特性が得られている。このことは斜め蒸着時において
利用できる蒸発角θが規定された場合は、周辺に飛散す
る比率が減少し蒸発蒸気が効率よく製品に活用できるこ
とを示している。

【００１４】今回検討したレーザー条件では、どの条件
においても分布特性は他の加熱方法と比較して指向性が
優れていた。

【００１５】一例として、従来の金属薄膜型磁気記録媒
体用の真空蒸着機では約１０〜２０％の蒸気利用効率で
あったが、本発明ではそれが３０〜５０％へと大幅な改
善効果が得られている。

【００１６】また、その効果は蒸着材料が高融点金属に
限定されるものではないし、蒸気入射角規制（例えば斜
め入射）の蒸着に限定されるものではない。

【００１７】さらに、従来対策と併用することによっ
て、より効果が期待できることはいうまでもない。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明は、蒸着材料の加熱
蒸発のためにレーザービームによる加熱機構を、さらに
は抵抗加熱や誘導加熱、電子ビーム加熱と併用した加熱
機構を設けることにより、高融点材料の蒸着や斜方蒸着
においても高価な材料を無駄にすることなく、効率良く
利用することができ、その結果、製造コストの大幅な低
下が可能となる優れた真空蒸着機を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空蒸着装置の一実施例の要部の基本
構成図

【図２】同装置における蒸発源の蒸発方向分布特性

【符号の説明】

２ クーリングキャン ４ 高分子フィルム ６ しゃへい板 ７ 蒸着材料 ８ ルツボ １３ レーザー発振器 １４ 石英窓 １５ 補助加熱源 １６ ガラス基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フイルム状の基板の上に蒸発源から発生
   させた蒸気を連続的に付着させて薄膜を製造する装置に
   おいて、レーザービームにより蒸着材料を加熱し蒸発さ
   せる機構を備えたことを特徴とする真空蒸着装置。
2. 【請求項２】 蒸発源の補助加熱として抵抗加熱、ある
   いは誘導加熱、あるいは電子ビーム加熱の機構を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の真空蒸着装置。
3. 【請求項３】 フィルム状の基板に入射する蒸気の入射
   角を規制するしゃへい板を備えたことを特徴とする請求
   項１、請求項２記載の真空蒸着装置。