JPH09143723A - 連続真空蒸着装置および連続真空蒸着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被蒸着基板の巾の変動に対応しやすく、２元
蒸着を行なう場合に蒸着の品質の自由度が大きい連続真
空蒸着装置を提供する。 【解決手段】 本発明の連続真空蒸着装置は、真空チャ
ンバ内を連続走行する帯状の基板に基板の下方に配置さ
れたるつぼから蒸発した蒸発材料を連続的に蒸着させる
連続真空蒸着装置であって、略矩形状をしていて長手方
向が基板の走行方法と平行に、かつ基板の巾方向の両端
近傍に配置されたるつぼと、電子ビームの放射方向が基
板の走行方向と交叉するように、基板の両側に配置さ
れ、電子ビームの照射によりるつぼ内の蒸発材料を加熱
する電子銃と、るつぼの近傍に配置され、磁力線がるつ
ぼの長手方向に副って発生して電子ビームをるつぼ内の
蒸発材料に向けて偏向させる偏向磁石と、蒸発材料をる
つぼの長手方向の一端に供給する蒸発材料供給装置とか
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空蒸着装置およ
び連続真空蒸着方法に係り、特に真空中で連続走行する
鋼板やフィルムなどの帯状の基板にるつぼから蒸発させ
た蒸発材料を蒸着させる連続真空蒸着装置および連続真
空蒸着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の連続真空蒸着装置は、例えば、特
開昭６２─７０５７６号公報に開示されている。かかる
従来の装置は、図４の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）に示
すように、真空チャンバａ内に設けた長方形のるつぼｃ
に蒸発材料ｆを入れ、これに基板ｂの走行方向と直角方
向に伸びる壁面ｉに設けられた電子銃ｄより電子ビーム
ｅを照射して、蒸発材料を溶融・蒸発させ、連続的にガ
イドロールｈを介して供給される鋼板などの帯状の基板
ｂに蒸発材料を蒸着するようになっている。真空チャン
バａ内は真空排気装置（図示せず）により１０^-3〜１０
^-5Ｔｏｒｒに維持されている。

【０００３】電子銃ｄからほぼ水平に出された電子ビー
ムｅは、るつぼｃの上方近傍に設けられ、磁力線をるつ
ぼの長手方向に沿って発生させる偏向磁石（図示せず）
により、ほぼ９０°に曲げられ、るつぼに照射するよう
になっている。なお、蒸発材料ｆは図示しない蒸発材料
供給装置によりるつぼｃの一端に供給される。またｇは
蒸発材料ｆの蒸気である。

【０００４】図４（Ａ）に示すように電子ビームｅは照
射位置がるつぼの長手方向に往復移動するように照射
し、蒸気材料ｆが一様に加熱されるようにする。そうす
ると蒸発がるつぼｃの長手方向に一様に行われるが、そ
の場合基板ｂへの蒸着は巾方向の中央で厚く、両端部で
薄くなり品質的に問題となる。そのため電子ビームｅの
照射位置の移動をるつぼｃの長手方向の両端部で遅く、
中央部で速くするようにして、るつぼｃの両端部の蒸発
材料ｆの溶湯の温度がるつぼ中央部の溶湯の温度より高
くなるようにする。このようにすることにより基板ｂの
巾方向に一様な蒸着が達成される。

【０００５】図５は電子銃ｄを真空チャンバａの側面ｊ
に設けた例を示している。図５（Ａ）は平面図、（Ｂ）
は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。この場合には磁界の強
さの異なる複数の偏向磁石ｋがるつぼｃを基板ｂの走行
方向に挟むようにるつぼｃの長手方向に並んで設けられ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来例に
ついては次のような問題がある。先ず図４で説明した連
続真空蒸着装置の場合には電子銃が基板ｂの走行方向と
直角の方向に伸びる壁面ｉに、かつ、基板ｂの略中心下
方に設けられているので、るつぼｃを２個近接して設
け、電子銃ｄを対向する壁面に設ける場合には偏向磁石
の磁力線の向きが互いに反対向きになり、るつぼｃを接
近して設けると磁界が互に干渉する。従ってるつぼｃを
あまり接近して設けることができず、２元蒸着の場合の
蒸着膜の品質のコントロールの自由度が損なわれる。

【０００７】また図５で説明した連続真空蒸着装置の場
合にはるつぼｃの長手方向に沿って磁界の強さの異なる
複数の偏向磁石ｋを設けねばならず、設備費が高く付
く。

【０００８】また以上述べた２つの従来例の共通の問題
として、 （１）基板ｂの巾が広い場合には、長いるつぼｃを用意
せねばならず、また蒸発がほとんど行われないるつぼｃ
の中央部分も加熱せねばならないのでエネルギーの無駄
になる。 （２）蒸発材料ｆはるつぼｃの長手方向の端部に供給さ
れるが、この部分は蒸発材料ｆの溶湯の温度が高いの
で、新しく供給される蒸発材料ｆに付着している空気等
により溶湯が飛び跳ねるスプラッシュ現象を起しやす
い。スプラッシュを少くするために溶湯の温度の低いる
つぼｃの中央部付近に蒸発材料ｆを供給すればよいが、
そうすると蒸発材料供給装置が複雑になる。

【０００９】本発明は以上述べた問題点に鑑み案出され
たもので異種の複数の蒸発材料をそれぞれ収容するるつ
ぼを基板の走行方向に複数並べることが容易であり、ス
プラッシュの発生が少く、基板が巾広の場合でもるつぼ
の長さを短くできると共に電子ビームの加熱エネルギー
の節約ができる連続真空蒸着装置および連続真空蒸着方
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第１発明の連続真空蒸着装置は、真空チャンバ内を
連続走行する帯状の基板に基板の下方に配置されたるつ
ぼから蒸発した蒸発材料を連続的に蒸着させる連続真空
蒸着装置であって、略矩形状をしていて長手方向が基板
の走行方法と平行に、かつ基板の巾方向の両端近傍に配
置されたるつぼと、電子ビームの放射方向が基板の走行
方向と交叉するように、基板の両側に配置され、電子ビ
ームの照射によりるつぼ内の蒸発材料を加熱する電子銃
と、るつぼの近傍に配置され、磁力線がるつぼの長手方
向に副って発生して電子ビームをるつぼ内の蒸発材料に
向けて偏向させる偏向磁石と、蒸発材料をるつぼの長手
方向の一端に供給する蒸発材料供給装置とからなる。

【００１１】また、基板の巾が大きい場合においては、
るつぼは長手方向が基板の走行方向と平行になっている
のに代えて、走行方向に対して斜めにハの字状に配置す
るのがよい。

【００１２】さらに、真空チャンバ内に、るつぼと、電
子銃と、偏向磁石と、蒸発材料供給装置の組が、基板の
走行方向に２組以上並んで配置されていてもよい。

【００１３】本願第２の発明の連続真空蒸着方法は、本
願第１発明の連続真空蒸着装置を用いて基板に蒸発材料
を蒸着させる連続真空蒸着方法であって、電子ビームの
蒸発材料への照射位置をるつぼの長手方向に往復移動さ
せるとともに、往復移動の仕方を蒸発材料を投入するる
つぼの一端側を早く、るつぼの他端側を遅く移動させる
ことにより、るつぼ内の蒸発材料の溶湯の温度を一端側
を低く他端側を高くする温度勾配を持たせるようにした
ものである。

【００１４】次に作用を説明する。るつぼが基板の巾方
向の両端近傍に設けられ、両端近傍で蒸発が活発に行わ
れるので基板への蒸着の厚さは巾方向に均一になる。し
かもるつぼ内の溶湯の温度は蒸発材料が供給されるるつ
ぼの一端側で低く、蒸発が活発に行われるるつぼの他端
側で高いので、蒸発材料を投入したときに蒸発材料に吸
着した空気などは徐々に放出され、スプラッシュが起る
ことがない。また基板の巾が広い場合、るつぼの巾を広
くしたり、るつぼを斜めに、ハの字状に配置することに
より、蒸発の領域を基板の巾方向に広げることができ、
巾広い基板に対応することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき図
面を参照しつつ説明する。図１は本発明の連続真空蒸着
装置の平面図であり、るつぼと、電子銃と、偏向磁石
と、蒸発材料供給装置の組みが基板の走行方向に２組並
んで配置され、例えば上流側の組でアルミニウムを、下
流側の組でアルミマンガンを蒸着させる連続真空蒸着装
置を示している。図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。以
下２組の内の１組分につき詳細に説明する。

【００１６】これらの図において１は図示しない真空排
気装置により１０^-3〜１０^-5Ｔｏｒｒに維持された真空
チャンバである。該真空チャンバ１内を鋼板などの帯状
の基板２が走行している。３はるつぼで、アルミニウム
やアルミマンガンなどの蒸発材料を収容しており、るつ
ぼ３から蒸発した蒸発材料８が基板２に蒸着することに
より連続真空蒸着が行われる。るつぼ３は略矩形状をし
ており、るつぼ３の長手方向は基板２の走行方向９と平
行になっている。るつぼ３は基板２の巾方向の両端近傍
にそれぞれ設けられている。４は電子銃で電子ビーム５
を放射する。電子ビーム５の放射方向は基板９の走行方
向と交叉する方向であり、真空チャンバ１の側壁１ａに
設けられ、走行する基板２の両側に配置されている。６
は傾向磁石であり、るつぼ３の外側近傍に配置されてお
り、図１，図２に示すように磁力線６ａをるつぼ３の外
側斜め上方でるつぼ３の長手方向に副って発生させるよ
うになっている。

【００１７】７は蒸発材料供給装置である。蒸発材料８
は線状、ペレット状または粉状で供給される。ペレット
状の蒸発材料８の場合には例えば本願出願人の出願にか
かる特願平５─２９５８１８号や特願平６─２１４４６
１号に開示されたような装置を用いればよい。蒸発材料
８はるつぼ３の長手方向の一端部８ｂ（図１で三角形で
示す）に供給される。

【００１８】次に本発明の連続真空蒸着装置を用いた連
続真空蒸着方法について説明する。電子銃４からの電子
ビーム５は図１で実線と破線で示すように左右に振れて
放射され、偏向磁石６による磁界により下方に曲げられ
て、るつぼ３内の蒸発材料８の溶湯の表面に略直角に照
射される。従って電子ビーム５の照射位置はるつぼ３の
長手方向に往復移動する。往復移動の仕方は蒸発材料８
が投入されるるつぼ３の一端３ｂ側で速く移動させ（す
なわち滞在時間を短くする）、他端３ａ側で遅く移動さ
せる（すなわち滞在時間を長くする）。

【００１９】そうするとるつぼの他端３ａ側では蒸発材
料８の溶湯の温度が高く、蒸発材料８の投入されるるつ
ぼの一端側３ｅでは溶湯の温度が低くなり、一端３ｂ側
から他端３ａ側に温度匂配ができる。温度の高い他端３
ａ側で活発な蒸発がなされ（蒸発ゾーンとしてハッチン
グで示す）、温度の低い一端３ｂ側ではほとんど蒸発が
行われない。例えば蒸発材料８としてアルミニウムを使
用する場合には一端３ｂ側で１２００°Ｃ，他端３ａ側
で１５００°Ｃ程度とし、温度差を３００°Ｃ程度に保
たせるのが好ましい。

【００２０】このようにるつぼ３内で温度勾配を持って
おり、蒸発材料８は温度の低いるつぼの一端３ｂ側に供
給されるので、例え蒸発材料に気体が吸着されていて
も、るつぼ３内で徐々に放出されスプラッシュを起すこ
とはない。気体が放出された後蒸発材料８はるつぼ３の
他端３ａ側に流れ、ここで蒸発する。

【００２１】基板２の巾が広い場合にはるつぼ３の巾を
広くして対応すればよいが、さらに巾が広い場合には図
３に他の実施形態として示すようにするのがよい。すな
わちるつぼ３の長手方向を図１では基板２の走行方向９
と平行に設けているが図３の場合には走行方向９に対し
て斜めになっていて、蒸発が行われる他端３ａを内側と
し、蒸発材料の投入が行われる一端３ｂを外側とし、ハ
の字形状に配置されている。このようにるつぼ３を斜め
に配置し蒸発ゾーン３ａを長くすることにより巾の広い
基板２に対応することができる。なお、その他の部分に
ついては図１と図３は同じなので説明を省略する。

【００２２】本発明は以上述べた実施の形態に限定され
るものではなく、特許請求の範囲内で種々変更が可能で
ある。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の連続真空蒸
着装置および方法は帯状の基板の両側にるつぼを置き、
るつぼ内の溶湯の温度に勾配を持たせ、温度の低い側に
蒸発材料を供給し、高い側を蒸発ゾーンとしたので次の
ような効果がある。 （１）基板の巾に応じてるつぼを置く位置を変えてやれ
ばよいので巾の変化に対する対応が容易である。 （２）磁界の干渉がないのでるつぼを基板の走行方向に
近接して設け、かつ蒸発ゾーン同志が隣接するように配
置すれば２元蒸着の混合ゾーンの厚さを厚くすることが
できるし、またるつぼを互に離してやれば混合ゾーンの
厚さを薄くすることができるなど蒸着膜の品質の自由度
が大きい。 （３）電子銃を真空チャンバの側壁に設けることができ
るので２元以上の蒸着の場合に真空チャンバをコンパク
トにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の連続真空蒸着装置の平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】本発明の他の実施形態の平面図である。

【図４】従来の連続真空蒸着装置の概要図であり、図４
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。

【図５】従来の連続真空蒸着装置の他の例を示す概要図
であり、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）
のＢ−Ｂ矢視図である。

【符号の説明】

１ 真空チャンバ ２ 基板 ３ るつぼ ４ 電子銃 ６ 傾向磁石 ７ 蒸発材料供給装置 ８ 蒸発材料 ９ 基板の走行方向

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバ内を連続走行する帯状の基
   板に基板の下方に配置されたるつぼから蒸発した蒸発材
   料を連続的に蒸着させる連続真空蒸着装置であって、略
   矩形状をしていて長手方向が基板の走行方法と平行に、
   かつ基板の巾方向の両端近傍に配置されたるつぼと、電
   子ビームの放射方向が基板の走行方向と交叉するよう
   に、基板の両側に配置され、電子ビームの照射によりる
   つぼ内の蒸発材料を加熱する電子銃と、るつぼの近傍に
   配置され、磁力線がるつぼの長手方向に副って発生して
   電子ビームをるつぼ内の蒸発材料に向けて偏向させる偏
   向磁石と、蒸発材料をるつぼの長手方向の一端に供給す
   る蒸発材料供給装置とからなることを特徴とする連続真
   空蒸着装置。
2. 【請求項２】 基板の巾が大きい場合において、るつぼ
   は長手方向が基板の走行方向と平行になっているのに代
   えて、走行方向に対して斜めにハの字状に配置されてい
   る請求項１記載の連続真空蒸着装置。
3. 【請求項３】 真空チャンバ内に、るつぼと、電子銃と
   偏向磁石と蒸発材料供給装置の組が、基板の走行方向に
   ２組以上並んで配置されている請求項１または請求項２
   記載の連続真空蒸着装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３に記載した連続
   真空蒸着装置を用いて基板に蒸発材料を蒸着させる連続
   真空蒸着方法であって、電子ビームの蒸発材料への照射
   位置をるつぼの長手方向に往復移動させるとともに、往
   復移動の仕方を蒸発材料を投入するるつぼの一端側を早
   く、るつぼの他端側を遅く移動させることにより、るつ
   ぼ内の蒸発材料の溶湯の温度を一端側を低く他端側を高
   くする温度勾配を持たせるようにしたことを特徴とする
   連続真空蒸着方法。