JPS591789B2 - 真空蒸着方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸着方法に関し、具体的には蒸着しようとする
基体（以下、被蒸着体という。

）を加熱制御せる状態において、蒸着物質を加熱蒸発せ
しめることにより前記被蒸着体表面に被膜を形成せしめ
得る真空蒸着法の改良に係る。蒸着方法を蒸着物質加熱
方法により大別すると３つの方法に分類することが出来
る。

第１の方法は、アノード側に被蒸着体を配するとともに
カソード側に蒸着物質を配置せしめた後、１０−１〜１
０−３Ｔｏｒｒ程度の蒸気圧力下において例えばグロー
放電を行わしめ、気体の電離により生ずる陽イオンをし
て前記カソードを攻撃（この時陽イオンは加速されてい
る。

）せしめた時に、二次電子ｅと共に飛び出す金属原子を
前記アノード側の被蒸着体に付着せしめる所謂カソード
・スパッタリングと称される方法がそれである。これは
、通常タングステンとかモリブデンの如き融点の高い物
質を蒸着する時用いられるもので、前述の如く飛び出し
た金属原子を霜囲気中の分子と反応させることなく被蒸
着体に付着せしめる方法と、前記霜囲気中に水素あるい
は酸素等の気体を注入せしめて前記蒸発金属を反応させ
、その反応生成物を被蒸着体に付着せしめる方法とがあ
る。第２の方法は、電子銃を用い、被蒸着体と対向配置
せしめたターゲット上の蒸着物質に１０−３Ｔｏｒｒ以
下の蒸気圧力下、加速電子ビームを浴びせて該蒸着物質
を蒸発せしめ前記被蒸着体に被膜を形成せしめる所謂電
子線蒸着である。

第３の方法は、タングステン、タンタル、モリブデン、
等から形成されるルツボ中に蒸着物質を配置せしめると
ともに、前記ルツボに直流または交流を印加せしめ、そ
の電気抵抗を利用して蒸着物質を蒸発せしめることによ
り対向配置せしめた被蒸着体表面に被膜を形成する通常
抵抗加熱法と呼ばれる真空蒸着方法である。

さて、スパツタリングにより蒸着を行う前記第１の方法
においては、真空度が比較的低いために蒸着物質の平均
自由行程が小さくなる。

即ちイオン攻撃により飛び出す蒸着物質の運動が霧囲気
中の気体分子との衝突によりランダムになるので被蒸着
体に対する膜厚を比較的一定に保ちやすいという利点は
存するものの、前記被蒸着体が貫通孔を有する薄材であ
る場合には前記の如く蒸着物質がランダムな運動を行い
得るがゆえにその貫通孔を通過して裏面に付着してしま
うという欠点を有している。また、電子ビームを用いる
前記第２番目の方法及び抵抗加熱法を用いる前記第３番
目の方法においては、第１番目の方法におけるよりも高
い真空度中で処理する為、蒸着物質の平均自由行程は大
となる。

即ち蒸着物質の運動はより直線的になるが、一方被蒸着
体表面に形成される膜厚は蒸着物質の設定位置と被蒸着
体との距離によつて著しく異るものであり、従つて膜厚
を一定にするためには例えば前記蒸着物質の設定位置と
被蒸着体表面との距離を均一に保持（例えば円弧状）し
たり、或いは被蒸着体と蒸着物質との間にスリツトを設
けておき被蒸着体を往復運動せしめたりしなければなら
ない。ましてや電子写真複写法の原理を利用する複写法
において静電荷を保持制御するように作用するスクリー
ン状感光板を製造する場合、スクリーン状の被蒸着体を
例えば円弧状に維持せしめることは困難である。前述の
如きスクリーン状被蒸着体或いは被蒸着面と反対側の面
が粗面である被蒸着体を装置内の温度制度基板に装着す
るに際し、夫々の被蒸着体に対して著しい効能を有する
手段の提案がなされていないのが現状である。

そして、スクリーン状被蒸着体の裏面への蒸着物質付着
を防止することについては手をこまねいているのが現状
である。本発明は前記第３の方法を改良し、形状がスク
リーン状の被蒸着体であつても、又被蒸着面と反対側の
面が粗面の被蒸着体であつてもその形状に関係なく、更
に何等かの理由で被蒸着体が前記温度制御基板と接触す
る面を有し得ない状態にもよく適合し、且つスクリーン
形状被蒸着体の場合、蒸着物質の裏まわりを完全に防止
し得る新規かつ有用なら真空蒸着方法に係る。そしてそ
の目的とするところは、被蒸着体を加熱制御している状
態下、蒸着物質を加熱蒸発せしめることにより前記被蒸
着体表面に被膜を形成せしめる真空蒸着方法において、
真空蒸着装置内に配設してある温度制御基板と接触し、
加熱初期に前記基板から生ずる熱を被蒸着体に伝導し得
る如く、又、その加熱制御中、前記両者のうちのいずれ
か１方から他方に熱伝導を行い得る如く易融合金を介在
せしめることを特徴とする真空蒸着方法を提供すること
にある。以下、本発明を図面を参照しつつ叙述する。

尚、説明の便宜上、光導電性スクリーンの製作を例とし
て論を進める。真空蒸着法により、セレン、セレン−テ
ルル合金またはセレンーヒ素合金等の光導電性絶縁被膜
を被蒸着体（導電性スクリーン）表面に形成せしめて感
光体を得ようとする場合、感光特性を良好に保つべく被
蒸着体の温度を適温に維持することが望ましいことはよ
く知られている。

これは暗減衰速度を遅くし、且つ残留電位を少なくする
、すなわち感光体の表面電位特性曲線を示す第１図にお
いて、受容電位Ｖ１と初期電位Ｖ２との差を小さくし、
初期電位Ｖ２と残留電位Ｖ３にわたる画像形成に有効な
電位範囲を広く保たしめ、結果として階調性をよくする
上に必要な手段である。しかし乍ら、被蒸着体としてス
クリーン形状のものを用いた場合には、例えば平板に比
して前記被蒸着体の熱容量は小さく、また真空蒸着装置
内に配設してある温度制御基板との接触を充分になしえ
ない為に被蒸着体を適切な温度に保つことが極めて困難
であつた。

本願発明者等はその点に着目し、前記真空蒸着装置内の
温度制御基板と被蒸着体との間に易融合金を介在せしめ
ることによつて容易に被蒸着体の加熱を制御し得ること
に成功した。

第２図は液体合金をスクリーン状被蒸着体（以下、スク
リーンもしくはスクリーン本体という。）上に展する具
体的な一実施例を示す。図中１は接着剤を用いて張り枠
２（第３図参照）上に緊張固設してある例えばステンレ
ススチールの如き導電性材質から成るスクリーンである
。スクリーン微細開口は例えばスクリーン本体１上に予
めイオンエツチレジストをつけておき、全面をイオン衝
撃せしめることにより得られる。３は液体合金注入口３
′を有するカバーでその周囲には前記張り枠２をボルト
・ナツト４及び５により係止し得る如く適宜数の貫通孔
を設けてある。

６は前記注入口３′内で往復運動を行うピストン、７は
易融合金である。

斯様な構成にしてあるのでスクリーン本体１をカバー６
に装着し、且つ注入口３′から溶融状態にある易融合金
７を注入せしめた後、ピストン６で適当な圧力を加える
と、易融合金７は除々にスクリーン１の微細開口０内に
入りこむ（第４図参照）。しかる後徐冷を行つて易融合
金を固体化せしめると、ここに易融合金７とスクリーン
１とから成る構体が得られる。このようにして得た成形
体付きスクリーンを第５図に示す真空蒸着装置内の温度
制御基板８に装着する。成形体となつた易融合金７の前
記基板８に接触する側の面は前記工程により良好な平面
となつているので該基板とよく適合し、熱伝導媒体とし
て作用し得る。９はタングステン、モリブデン、グラフ
アイトまたは陶磁性材料から成るルツボで、抵抗加熱に
よりセレン、セレン−テルル合金またはセレンーヒ素合
金等の蒸着物質１０を溶融蒸発せしめるようになつてい
る。

勿論、加熱ヒータを蒸着物質に埋め込んでおき、蒸着時
該ヒータに通電して蒸着物質を溶融蒸発せしめることも
可能であり、その構成は自由である。全ての手段を前記
図の如く配置せしめ、装置内の蒸気圧を１０−３Ｔ０ｒ
ｒ以下に保つとともに温度制御基板８の熱を易融合金７
を介してスクリーン本体１に伝導せしめ、約６０〜７０
′Ｃに保つてから蒸着物質を溶融蒸発せしめると、スク
リーンの片面に光導電性絶縁被膜が形成される。スクリ
ーンを加熱する初期状態においては、前記易融合金７は
基板８からスクリーン１に熱を伝導する役割りを果すの
みであるが、その制御中、スクリーンの方が基板の温度
よりも高くなつた時には前記と逆の熱伝導媒体として作
用する。所望の被膜厚を得たのち前記温度制御基板８か
ら成形体付スクリーンを離脱し、更に外力を加えて成形
体たる易融合金７とスクリーン１とを分離すれば、光導
電性スクリーイが得られる。また蒸着物質が熱的に安定
している場合には、蒸着後再び融点以上に加熱して易融
合金を液体とすればよい。本発明の目的を達成するのに
有効な易融合金としては、ニユートン合金、ダルセ一合
金、ローズ合金、オニオン合金、ウツド合金、リポヴイ
ツツ合金、ブラント合金、アナトミカル合金またはハン
ダ合金等が挙げられる。

又、代表的なものの融点（Ｍｐ）および組成（Ｗｔ％）
を示すと、ニユートン合金（Ｍｐ＝９５℃） Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｎ＝５０：３１：１９ ダルセ一合金（Ｍｐ＝９５〜１０００Ｃ）Ｂｉ：Ｐｂ：
Ｓｎ＝５０：２５：２５ ローズ合金（Ｍｐ＝１０『Ｃ） Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｎ＝５０：２８：２２ オニオン合金（Ｍｐ＝９５〜１０『Ｃ） Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｎ＝５０：３０：２０ ウツド合金（Ｍｐ＝７００Ｃ） Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｎ：Ｃｄ＝５０：２４：１４：１２リポ
ヴイツツ合金（Ｍｐ＝７０：Ｃ）Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｎ：Ｃ
ｄ＝５０：２７：１３：１０ブラント合金（Ｍｐ＝３８
℃）Ｂｉ：Ｐｂ；Ｓｎ：Ｈｇ＝４８：２３：２３：６ア
ナトミカル合金（Ｍｐ＝６０〜７６℃）Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓ
ｎ：Ｈｇ ＝５３．５：１７０：１９．０：１０．５尚、組成およ
び融点は必ずしも前記に限定されるものではなく、その
割合をかえるか、又は異種金属を添加せしめることによ
つて変えられ得るものであり目的に応じて適宜決定すれ
ばよい。

前記合金の他には、Ｐｂ−Ｓｎ系ハンダ合金、Ｐｂ−Ｓ
ｂ合金、Ｂｉ−Ｐｂ合金、Ｂｉ−Ｓｎ合金、Ｂｉ一Ｐｂ
−Ｓｎ−Ｓｂ合金および前記全ての合金に、Ａｇ，Ｚｎ
またはＩｎのうちの少なくとも１種以上を加えたことか
ら成る合金等が好ましい。

但し、易融合金はその融点が蒸着時における被蒸着体の
管理温度より高く、且つ被蒸着体を構成する材料、例え
ばそれが金融である場合にはその融点、高分子化合物で
ある場合にはその軟化点より低いものを選択しなければ
ならないこと言うまでもない。以上、本発明に係る真空
蒸着方法の有用性を温度制御下における光導電性スクリ
ーン製造を基に説明してきたが、本方法を用いれば、比
較的真空度の低い動作圧力によりポリパラキシリレンの
如く比較的分子量の大きい物質をスクリーン等の多孔性
基体表面に蒸着せしめる場合にも、蒸着物質の裏面付着
を完全に防止し得るものである。更に、その形状に関係
なく、例えば温度制御を必要とする被蒸着体であつて、
蒸着面と反対側の面、すなわち温度制御基板と接触する
面が粗面である被蒸着体でもよく適合し、更に凹レンズ
の如く熱伝導を均一に行うことが難しい被蒸着体にもよ
く適合する。このように本発明に係る真空蒸着方法は温
度制御基板と被蒸着体との間の熱交換を容易になし得る
とともに、被蒸着体の形状によつては蒸着物質の裏面付
着を防止し得る新規かつ有用なる発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は感光体の表面電位特性曲線を示す図である。 第２図は液体合金をスクリーン状被蒸着体上に展する一
実施例を示す図である。第３図は張り枠に緊設されたス
タリーン本体を示す図である。第４図はスクリーン本体
の一部拡大図で易融合金が開口に侵入している所を示す
図である。第５図は蒸着時の概略を示す図である。１は
スクリーン本体、２は張り枠、３はカバー、３′は液体
合金注入口、４はボルト、５はナツト、６はピストン、
７は易融合金、８は真空蒸着装置内の温度制御基板、９
はルツボ、１０は蒸着物質、０はスクリーン開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の開口を有してなる被蒸着体の前記開口内に易
   融合金を介在させた後、被蒸着体に対して前記開口と反
   対側に作られる易融合金の一方の面を、真空装置内に配
   設してある温度制御基板と接触せしめ、加熱制御のもと
   で蒸着を行うようになした多孔性基体に対する真空蒸着
   方法。 ２ 易融合金がニュートン合金、ダルセー合金、ローズ
   合金、オニオン合金、ウッド合金、リポヴイツツ合金、
   ブラント合金、アナトミカル合金またはハンダ合金であ
   る特許請求の範囲第１項記載の真空蒸着方法。 ３ 易融合金がニュートン合金、ダルセー合金、ローズ
   合金、オニオン合金、ウッド合金、リポヴイツツ合金、
   ブラント合金、アナトミカル合金またはハンダ合金に、
   Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｓｂのうちの少くとも
   １種以上を加えたものである特許請求の範囲第１項記載
   の真空蒸着方法。