JPH05263221A

JPH05263221A - 真空薄膜製造装置

Info

Publication number: JPH05263221A
Application number: JP9018692A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yasujima; 廣行安島
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1993-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】落下物が蒸発源に混入せず、成膜時の蒸発状
態の急変を防ぐ。基材に一様な成膜を実現する。【構成】チャンバ１１内の坩堝１２の直上に基材１４
を配設する。水平シャッタ板１５の開口部１５Ａを開閉
するシャッタ１６の下方で坩堝１２の上方に複数段の基
材加熱防止用の傾斜シールド部材２１、２２、２３、２
４を上下方向に沿って並設する。傾斜シールド部材２
１、２２、２３、２４を垂直面内でハの字形状をなして
対向する一対の板材で構成する。一対の板材の間に開口
部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａを画成し、上段の傾
斜シールド部材２１の開口部２１Ａの開口面積よりも下
段のそれ２２Ａ、さらにその下の段のそれ２３Ａ、さら
に最下段のそれ２４Ａの方を順番に小さく設定する。最
下段の傾斜シールド部材２４の傾斜下側のエッジ部分を
坩堝１２の外側の上方に位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えばスパッタリング装
置、真空蒸着装置等の真空薄膜製造装置、詳しくは基材
防熱用に設置されるシールドの構造に係り、特にセラミ
ックス材料の連続成膜時における蒸発安定性を向上させ
た蒸発技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、強度や透明性に優れた材料とし
て、プラスチックフィルムが各種包装材料として多く使
用されている。特に食品や医療品等の包装には、ガスバ
リヤ性や防湿性を与えるために、巻取り式真空蒸着法に
よるアルミニウム等の金属薄膜が使用されている。さら
に、内容物を透過視することができる機能を持ったフィ
ルムとして、酸化珪素等のセラミックス透明膜を蒸着し
たフィルムが使用されている。

【０００３】この蒸着基材フィルムとしては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等
の今日広く使用されている透明プラスチックフィルムが
使用されている。また、蒸発材料のセラミックスとして
は、酸化珪素、アルミナ、マグネシア等、無害、透明
性、ガスバリヤ性に優れたセラミックスが用いられてい
る。このセラミックス蒸発材料は、高い蒸発温度を必要
としたり、熱伝導率が低いため、蒸発方法として電子ビ
ーム加熱方式の真空蒸着法や、スパッタリング法により
成膜されることが多い。

【０００４】図３に示すように、この真空蒸着に使用さ
れる電子ビーム蒸着装置は、チャンバ３１内下方に設置
され、固形物である蒸発材料３２を保持する坩堝３３
と、この坩堝３３内の蒸発材料３２に対して数ＫｅＶ〜
数十ＫｅＶの高いエネルギの電子ビームを照射する照射
手段（図示していない）と、を備えている。また、チャ
ンバ３１で坩堝３３の直上には基材３４が配設され、こ
の基材３４の下方には防熱用のシールド板３５が設置さ
れている。このシールド板３５はほぼ水平に保持され、
坩堝３３の直上部分には開口部３５Ａが形成されてい
る。そして、このシールド板３５の下方にはその開口部
３５Ａを開閉自在にシャッタ３６が設けられている。ま
た、このシールド板３５は冷却用の配管により供給され
る冷却水によって冷却される構成である。３７は真空ポ
ンプである。したがって、電子ビーム照射によって加熱
された蒸発材料３２は、その表面層から蒸気を発生し、
この蒸気が坩堝３３の上方に配置した基材３４の表面に
付着することとなる。このとき、外方に向かって広がる
蒸発粒子による基材３４の加熱を上記シールド板３５に
より防止している。

【０００５】なお、この蒸発方法として、その他にも、
抵抗加熱方式や誘導加熱方式の蒸着法、または、スパッ
タリング法等がある。これらの方式にあっても、いずれ
も上記と同様なシールド板を使用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の真空蒸着装置にあっては、シールド板の表面
には蒸発粒子の再付着が避けられず、長い巻取り基材へ
の長時間の蒸着作業を行う場合には、シールド板上で成
長した固着物が剥がれ落ちる現象が発生する。この落下
物が蒸発中の坩堝等の加熱部分や蒸発部分に混入する
と、蒸発状態に急激な変化を与えることとなる。その結
果、この異常な蒸発により一様な膜質の製品を得ること
ができなくなっていた。このとき、金属等の再溶融し易
い材料の場合にあっては、落下物を蒸発材料として再利
用することも不可能ではない。しかしながら、セラミッ
クス材料の場合にあっては、その最高温度となる加熱部
分が限定され、蒸発性の場所依存性の高い材料であると
同時に、再付着物は原材料とは異なる組成物である場合
が多い。したがって、加熱部に異物が混入することによ
り、蒸発状態の大きな変化を生じることとなる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、蒸発粒子の再付
着物の蒸発源への落下を防止することにより、蒸発材料
の一様な蒸発状態を実現する真空蒸着装置を提供するこ
とを、その目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、蒸発源と、この蒸発源の上方に保持された基材と、
これらの蒸発源と基材との間に設けられ、開口部を有す
る基材防熱用のシールドと、を備え、この開口部を通っ
て蒸発源からの蒸発物質が基材表面に付着するようにし
た真空薄膜製造装置において、上記シールドを上下方向
に沿って並設された複数段のシールド部材で構成すると
ともに、これらのシールド部材にあって上段ものに比べ
て下段のものがその開口部の開口面積が小さいものであ
る。換言すると、真空薄膜製造装置にあって蒸発源と成
膜用の基材との間に設置されるシールド板を多段屋根型
とした真空薄膜製造装置である。

【０００９】

【作用】本発明に係る真空薄膜製造装置にあっては、上
段からの落下物は下段のシールド部材で受け、最下段か
らの落下物は蒸発源の周囲に落下させるものである。こ
の結果、シールド部材にいったん付着してこれから落下
する落下物が蒸発源に混入することがなく、連続成膜時
に蒸発状態が急激に変化することはない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る装置の実施例を図面を参
照して説明する。図１〜図２は本発明に係る真空蒸着装
置の一実施例を示している。

【００１１】これらの図にあって、１１はチャンバであ
って、その内部下方（床面上）には坩堝１２が設置され
ている。坩堝１２内には蒸発材料１３が保持されてい
る。そして、この蒸発材料１３を加熱する手段、例えば
電子ビーム照射手段が図示していないがチャンバ１１内
に設けられている。坩堝１２の直上には所定面積の水平
な板状材である基材１４が配設されており、この基材１
４としては例えば各種のフィルムを設置することもでき
る。基材１４の直下には所定面積の矩形の開口部１５Ａ
を有する水平シールド板１５が固設されており、この水
平シールド板１５は例えば銅、ステンレス等で形成して
いる。そして、この開口部１５Ａを開閉可能にシャッタ
１６が水平シールド板１５の直下に近接して配設されて
いる。このシャッタ１６は水平アーム１７を介して垂直
ポール１８の上端部に支持されている。

【００１２】図１に詳示するように、このシャッタ１６
の下方で上記坩堝１２の上方には複数段からなる基材加
熱防止用の傾斜シールド部材２１、２２、２３、２４が
上下方向に沿って並設されている。これらの傾斜シール
ド部材２１、２２、２３、２４はいずれも水平面に対し
て所定角度だけ傾斜してその外側部分が内側部分よりも
下方に位置するように設置されている。図２に示すよう
に、傾斜シールド部材２１〜２４はいずれも垂直面内で
ハの字形状をなして対向する一対の板材で構成されてい
る。そして、これらの一対の板材の間には所定の開口面
積を有する開口部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａが画
成されており、上段の傾斜シールド部材２１の開口部２
１Ａの開口面積よりも下段のそれ２２Ａ、さらにその下
の段のそれ２３Ａ、さらに最下段のそれ２４Ａの方が小
さく設定されている。そして、これらの開口部２１Ａ〜
２４Ａはすべて矩形であってその中心が、上記坩堝１２
の中心と上記水平シールド板１５の開口部１５Ａの中心
とを結ぶ仮想線の線上に位置するようにセットされてい
る。さらにまた、最下段の傾斜シールド部材２４の開口
部２４Ａの開口面積は上記坩堝１２の開口面積よりも大
きく設定されている（坩堝１２の開口面積よりも小さく
してもよい）。そして、最下段の傾斜シールド部材２４
の傾斜下側のエッジ部分は坩堝１２の外側の上方に位置
するように形成されている。

【００１３】なお、２５はチャンバ１１内部を真空にす
ることができる真空ポンプである。また、上記傾斜シー
ルド部材２１〜２４のそれぞれについては、その下端側
エッジを上に向かって反らせる形状としてもよい。この
ようにすると上段からの落下物を確実に受け取ることが
できる。また、防熱効果を高めるために、その傾斜シー
ルド部材２１〜２４の傾斜角度を緩くしてもよい。ま
た、上記各傾斜シールド部材２１〜２４は水平シールド
板１４に垂下された支柱２６により吊り下げられてい
る。なお、これらのシールド部材１４、２１〜２４は図
示していないが冷却水パイプ等により冷却される構成で
もある。もちろん、シールド部材の形状は図１のような
矩形に限定されず、たとえば円形傘形であってもよい。

【００１４】以上のように基材防熱用のシールドを多段
屋根型としたため、坩堝１２内の蒸発材料１３（例えば
セラミックス材料であるＳｉＯ）に電子ビームを照射す
ると、この蒸発材料が融点以上に加熱され、蒸発して基
材１４（０．５ｍｍのガラス基板または１２μｍのポリ
エステルフィルム）表面に付着する。この場合、２００
０オングストロームの膜厚のＳｉＯ膜を形成するための
加熱を１０回繰り返したとすると、水平シールド板１４
等からの落下物が生じる。ところが、この落下物である
セラミックス組成物は上記多段屋根傾斜シールド部材２
１〜２４の上面に落下し、坩堝１２内に混入することは
ない。すべての落下物は坩堝１２の周囲のチャンバの床
面に落下するものである。これらの結果、常に良好な成
膜を得ることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、落下物が蒸発源に混入することがなく、成膜時の蒸
発状態の急変を防ぐことができる。この結果、基材に一
様な成膜を実現することができる。これは大量の蒸発に
より成膜する場合に特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る真空蒸着装置をその一
部を破断して示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例に係る真空蒸着装置を示す断
面図である。

【図３】従来の真空蒸着装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１２坩堝１３蒸発材料１４基材１５水平シールド板１５Ａ開口部２１〜２４傾斜シールド部材２１Ａ〜２４Ａ開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発源と、この蒸発源の上方に保持された基材と、これらの蒸発源と基材との間に設けられ、開口部を有す
る基材防熱用のシールドと、を備え、この開口部を通っ
て蒸発源からの蒸発物質が基材表面に付着するようにし
た真空薄膜製造装置において、上記シールドを上下方向に沿って並設された複数段のシ
ールド部材で構成するとともに、これらのシールド部材
にあって上段ものに比べて下段のものがその開口部の開
口面積が小さいことを特徴とする真空薄膜製造装置。