JPH10143864A - 蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 融点１，０００℃以上の蒸着材料を使用する
蒸着装置において、マスク周縁に蒸発材料が付着し、落
下の発生や材料の利用効率の低下などを招くため、定期
的に装置内の真空を解除し、付着物を除去する作業が必
要であり、装置の稼働率や生産性が著しく低下する。 【解決手段】 マスク７の開口７ｅ周縁部に耐熱性に優
れた金属若しくは金属／高分子複合材料よりなる帯状の
防着材を走行させる機構を設けることにより、付着物を
滞留させることなく、搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蒸着装置に関し、特
に、フィルム状基材に高融点の蒸着材料を付着させるた
めの蒸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基材表面に、これとは別種の材料を付着
させる手段として、蒸着工程が広く使用されている。基
材としては、ガラス板など板状のものを使用する場合も
あるが、例えば、包装材料、磁気記録媒体などの分野で
は、高分子フィルムを基材として蒸着が行われている。
高分子フィルムに蒸着を行う場合、基材となるフィルム
は、数千〜数万ｍの長さのものがロール状に巻かれたも
のであり、このロールを装置内にセットし、１ロールの
蒸着を連続して行うことが一般的である。

【０００３】図３及び図４は、従来の蒸着装置の主要部
の構成を示す図であり、図３は後述する冷却ロール３の
端面方向から見た図、また、図４は図３の冷却ロール３
の斜視図である。図３において、真空槽（図示せず）内
に、基材用巻出しロール、基材用巻取りロール（共に図
示せず）、基材用ガイドロール１、２及び冷却ロール３
が各々配置され、これらのロール間に基材であるフィル
ム４が巻回され、図に矢印で示された方向に走行する。
冷却ロール３の下方には蒸着材料５を収容するルツボ６
が配置されており、ルツボ６を図示しない加熱装置によ
り加熱して、蒸着材料５を溶融、蒸発させることにより
フィルム４へ蒸着材料５を付着させる。そして、ルツボ
６の周囲は、蒸着材料５の装置内での飛散を防ぐため、
防着板（図示せず）で囲まれている。ところで、磁気記
録媒体などを製造するために、１，０００℃を超える高
い融点を持つ材料の蒸着を行う場合、このようなフィル
ム４、例えば高分子フィルムは耐熱性が十分でないこと
が多いため、冷却ロール３の内部には、例えば、冷却さ
れた冷媒（図示せず）が設けられ、上記フィルム４への
蒸着時に、温度上昇によるこのフィルム４の変形などを
防止している。したがって、蒸着領域においては、フィ
ルム４を冷却ロール３に密着させる必要がある。また、
一般に、図２に示すように、フィルム４の幅は冷却ロー
ル３のは幅よりも小さいため、冷却ロール３の外周面両
端部は露出した状態となっている。

【０００４】このような構成の装置においては、冷却ロ
ール３に蒸発した材料が付着するのを防止するために、
冷却ロール３の外周面両端部を覆うことが必要である。
また、例えば、磁気記録媒体を作製する場合には、電磁
変換特性上の要求から、フィルム４の表面における材料
の付着、成長方向を制御する必要があるため、不適切な
領域に蒸着が行われることを防ぐことが要求される。そ
のため、これらの不適切な領域を覆うために、マスク７
が配設されている。図４に示すように、マスク７は、冷
却ロール３の外周面に対向する湾曲面７ｆと、冷却ロー
ルの両端面を覆う平面７ｇ、７ｈから構成されており、
湾曲面には、フィルム４への蒸着領域に対応する開口７
ｅが形成されており、この開口７ｅの周縁部は、上述し
たフィルム４の端部と冷却ロール３の端部との間を覆う
領域７ａ、７ｂ、並びに、蒸発材料５のフィルム４面へ
の入射、成長角度を規制するための領域７ｃ、７ｄとな
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような冷却ロー
ル３及びマスク７を備えた蒸着装置においては、蒸着工
程中、ルツボ６から蒸発した蒸着材料５はフィルム４上
に付着するとともに、このマスク７の開口周縁部７ａ、
７ｂ、７ｃ及び７ｄにも付着する。例えば、連続して長
尺フィルムへ蒸着を実施すると、マスク７への付着物の
量が増加してしまい、極端な場合には、開口７ｅの内側
へ成長して開口面積を狭めることにより材料の利用効率
が低下する。さらに、付着物の塊が落下することによる
ダストの発生、同じく付着物の塊のルツボ６内への落下
による蒸着材料５の飛散などの不具合が発生するため、
連続的に蒸着を行えるフィルムの長さには限界があっ
た。そこで、従来は、蒸着工程において、マスク７への
付着物量が増加すると、いったん、装置内の真空を解除
し、常圧に戻し、また、ルツボ６の加熱も中断してから
真空槽を解放して付着物の除去を行っていた。このよう
な操作を定期的に行う必要があるため、その都度、真空
及び加熱の停止・再開を繰り返さねばならなかった。こ
れらの作業には多大の手間と時間が掛かり、その結果、
装置の稼働率、生産性の著しい低下を招いていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解消し、装置の稼働率及び生産性の向上を達成する
ために種々検討を重ねた結果、従来のマスクの開口部周
縁に、帯状の防着材を走行させ、この走行する防着材に
蒸発材料を付着させれば、付着物は順次移動して行くた
め、一箇所で成長してマスクの開口面積を狭めたり、落
下することが防止されるとの着想を得た。また、融点が
１，０００℃以上の蒸着材料に対応するために、帯状の
防着材の材料を耐熱性の優れたものとした。

【０００７】すなわち、本発明によれば、基材への蒸着
領域を限定する開口を有するマスクを備え、融点が１，
０００℃以上の蒸着材料を蒸着するための蒸着装置の、
前記マスクの開口周縁部を覆うように、金属若しくは金
属と高分子との複合材料よりなる帯状の防着材を走行さ
せる機構を設けたものが提供される。また、帯状の防着
材の表面に、エンボス加工が施されていることとすれ
ば、付着物の落下をより有効に防止することができる。
さらに、この帯状の防着材の厚さが、０．０１〜１．０
ｍｍであれば、耐久性が一層向上する。

【０００８】

【発明の実施の形態】上記の蒸着装置の構成の一例を図
１及び図２に示す。この蒸着装置は、磁気記録媒体の製
造工程のように、融点が１，０００℃以上の蒸着材料を
使用する装置である。なお、図中、図３及び図４と同一
の構成要素には同一の符号を付してある。

【０００９】マスク７の開口７ｅの左右両側縁部７ａ、
７ｂ（図４）には、これらの面に密着しながら帯状の防
着材、例えば、防着テープ１０、１１が走行する。具体
的には、巻出しロール１２、１３（ロール１３のみ図
示）からガイドロール１４、１５、ガイドロール１６、
１７を経て、巻取りロール１８、１９（ロール１９のみ
図示）へ巻回された防着テープ１０、１１がそれぞれ図
中上から下へ走行する。一方、マスク７の開口７ｅの上
縁７ｃに沿う部分には、巻出しロール２０及び巻取りロ
ール２１の間を防着テープ２２が、図中、左から右へ走
行し、同じく開口７ｅの下縁７ｄに沿う部分には、巻出
しロール２３及び巻取りロール２４の間を防着テープ２
５が、図中、左から右へ走行する。そして、これらの４
本の防着テープ１０、１１、２２及び２５によって囲ま
れた領域（図２の斜線で示した領域）は、上述したマス
ク７の開口７ｅに略相当する。すなわち、これらの４本
の防着テープにより蒸発材料５のフィルム４面への入射
角度、成長角度が規制されている。

【００１０】ここで、上述したように、蒸発材料５は融
点が１，０００℃以上のものであるから、防着テープ１
０、１１、２２及び２５の材料としては、金属若しくは
金属と高分子の複合材を使用する必要がある。ここで、
金属としては、銅、ステンレス、アルミ、鉛、コバル
ト、鉄をあげることができ、また、金属／高分子複合材
としては、ポリイミド、アラミド、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレンナフタレートなどのフィルムに
前述した金属を蒸着したものなどがあげられる。

【００１１】また、蒸着条件、装置の構造上、防着テー
プ１０、１１、２２及び２５に比較的厚く、例えば３ｍ
ｍ以上の蒸発材料を付着させることが可能な場合、これ
らの防着テープ表面にエンボス加工を施すと、防着テー
プからの付着物の落下によるダスト発生、ルツボ６内へ
の落下による溶融材料の飛散などを防止することが可能
となる。

【００１２】さらに、防着テープの厚さは、材質によら
ず０．０１〜１．０ｍｍの範囲が好適である。厚さが
０．０１ｍｍを下回る場合はテープの切れが発生する可
能性が高く、一方、厚さが１．０ｍｍを超えると走行性
が低下する場合がある。このような防着テープの走行速
度については、蒸着工程における基材、すなわちフィル
ム４の走行速度、フィルム４へ成膜される蒸着材料の膜
厚を決定するルツボからの材料の蒸発量、防着テープが
許容する付着物量、あるいは蒸着装置の構成などにより
決定されるものであり、特に限定されるものではない。

【００１３】かかる蒸着装置において、図示しない加熱
装置によりルツボ６内の蒸着材料５が溶融、蒸発してフ
ィルム４上に成膜されるとともに、各防着テープ１０、
１１、２２及び２５がそれぞれ所定の速度で走行し、従
来、マスク７の開口７ｅ周縁に付着していた蒸着材料
が、これらの防着テープの表面に付着する。マスク７の
開口周縁での防着テープの滞在時間は限られたものとな
るため、付着物が大きく成長したり、その結果落下した
りすることが防止される。

【００１４】なお、ここでは、マスク７の開口周縁部に
沿って４本の防着テープを走行させる機構を有する蒸着
装置について述べたが、本発明の構成はこれに限定され
るものではなく、例えば、蒸着材料の種類、装置の構
成、蒸着条件などにより、防着テープの本数や、防着テ
ープを設置する箇所などを適宜決定すればよい。

【００１５】

【実施例】以下に示す実施例により、本発明を具体的に
説明する。図１、２に示した蒸着装置において、直径６
００ｍｍ、幅３００ｍｍの冷却ロール３、幅２５０ｍｍ
のフィルム４、幅３００ｍｍのルツボ６を用い、フィル
ム４への成膜幅を２５０ｍｍとし、ルツボ６内の蒸着材
料５の溶融、蒸発は出力８０ｋｗ、９０°偏向の電子銃
を使用し、ルツボ６付近には偏向用マグネットを設置し
た。この装置を用いて以下の実験を行った。

【００１６】＜実験１＞フィルム４として、厚さ５ミク
ロンのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム
を、蒸着材料としてＣｏ（コバルト）を用い、フィルム
の走行速度１００ｍ／ｍｉｎ、成膜厚さ０．４ミクロン
の条件で成膜を行った。この初期条件に基づいて材料を
蒸発させるために、ルツボ直上の材料蒸気濃度を原子吸
光式モニターで監視し、蒸発量を一定に保持した。この
条件で、従来の固定マスクのみの場合と、マスク開口周
縁に防着テープを走行させた場合とで、成膜を連続的に
行い、マスク周縁部を観察した。なお、防着テープ１
０、１１、２２及び２５には、厚さ５０ミクロンのステ
ンレスを用い、これらの走行速度は０．１ｍ／ｍｉｎと
した。

【００１７】観察結果をまとめると次のようになった。
まず、固定マスクのみを用いたものは、開口７ｅの下縁
付近への付着物が多量であり、フィルム４を５，０００
ｍ処理した時点でその厚さは３〜７ｃｍに達した。その
ため、見かけ上マスク開口部が狭くなった。さらに、成
膜後のＰＥＴフィルム４のＣｏ膜の厚さを測定したとこ
ろ、処理当初のＣｏ膜の厚さは０．４０ミクロンと設定
どおりであったが、５，０００ｍの箇所では０．２９ミ
クロンであった。これは、マスクの開口部が狭くなり、
材料の利用効率が低下したためと考えられる。

【００１８】一方、防着テープ１０、１１、２２及び２
５を用いたものは防着テープ１０、１１への付着物の厚
さが０．８ｍｍ、防着テープ２２への付着物の厚さが
０．３ｍｍ、防着テープ２５の付着物の厚さが１．４ｍ
ｍであり、巻出し、巻取りいずれも設定どおりに動作し
た。また、成膜後のＣｏ膜の厚さもＰＥＴフィルム４全
長にわたり設定どおりの０．４ミクロンであった。

【００１９】＜実験２＞防着テープ２５を実験対象と
し、蒸着材料、防着テープの材質として下記の表１のも
のを用いた点以外は、上記の実験１と同様に成膜を行
い、防着テープの送り速度を０．１ｍ／ｍｉｎ及び１．
０ｍ／ｍｉｎの２種類とし、テープが切れるか否かを観
察し、切れなかったものを○、切れたものを×として、
結果を表２及び表３に示した。

【００２０】

【表１】 蒸着材料 鉛（融点 ３２７℃） 〃 アルミニウム（融点 ６６０℃） 〃 銀（融点 ９６１℃） 〃 銅（融点 １，０８３℃） 〃 コバルト（融点 １，４９２℃） 防着テープ材Ａ 厚さ５０ミクロンのポリイミド 〃 Ｂ 厚さ２００ミクロンのポリイミド 〃 Ｃ 厚さ３５ミクロンのポリイミドフィルムに厚さ１０ミクロン の銅を蒸着したもの 〃 Ｄ 厚さ５０ミクロンの銅 〃 Ｅ 厚さ５０ミクロンのステンレス なお、蒸着材料は上記の５種を用いたが、成膜レートを
一定にするために、電子ビームのパワーを調整した。

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】表２及び表３の結果から、防着テープの送
り速度により結果に幾分変化はあるが、蒸着材料の融点
が１，０００℃以上の場合は、テープ材Ａ及びＢのよう
に高分子材料単独で形成されたフィルムの使用は困難で
あり、テープ材Ｃ〜Ｅのような金属若しくは金属／高分
子複合材よりなるフィルムを使用することが必要である
ことが確認された。

【００２４】＜実験３＞付着物の量が最も多い防着テー
プ２５について、表面にエンボス加工を施すことによる
効果を調べた。蒸着材料はコバルト、防着テープ２５と
しては厚さ０．５ｍｍ及び１．０ｍｍの銅を使用し、送
り速度０．０３ｍ／ｍｉｎで走行させながら上記実験１
と同様にして蒸着を行った。このとき、エンボス加工を
施していないものについては、厚さ０．５ｍｍの防着テ
ープは溶解してしまい、付着物とともに落下してしまっ
た。また、１．０ｍｍのものは、溶解や切れは発生しな
かったが、付着物の落下が見られた。

【００２５】一方、厚さ１．０ｍｍの防着テープに、５
ｍｍ間隔で直径２ｍｍ、深さ１ｍｍの穴をプレス機によ
って形成し、この防着テープを蒸着工程に使用したとこ
ろ、付着物の落下は全く発生しなかった。そして、この
ときの付着物の量は、厚さ１．５ｃｍ程度であった。こ
のように付着物が厚いため、付着後のテープを巻き取る
ことはできなかったが、フィルム４に５，０００ｍの長
さで成膜する間に防着テープ２５は１．５ｍ走行する程
度であるので、容易に収納スペースを確保することがで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したとおり、本発明によ
れば、融点が１，０００℃以上の蒸着材料を蒸着するに
あたり、マスク開口周縁を覆って、金属若しくは金属／
高分子複合材料よりなる帯状の防着材を走行させること
により、蒸着時の望ましくない付着物を一箇所に滞留さ
せることなく搬送できるため、従来のように、装置内の
真空を解除して付着物を除去するなどの繁雑な作業を必
要とせず、所定の特性を有する製品を長時間にわたって
製造できるため、装置の稼働率及び生産性を大幅に向上
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蒸着装置を冷却ロールの端面方向から
見た概念的構成図である。

【図２】図１の蒸着装置を冷却ロールの外周面の正面か
ら見た図である。

【図３】従来の蒸着装置を冷却ロールの端面方向から見
た概念的構成図である。

【図４】図３における冷却ロール及びマスクの斜視図で
ある。

【符号の説明】

１、２、１４、１５、１６、１７ ガイドロール ３ 冷却ロール ４ 基材（フィルム） ５ 蒸着材料 ６ ルツボ ７ マスク ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 開口周縁 ７ｅ 開口 １０、１１、２２、２５ 帯状の防着材（防着テープ） １２、１３、２０、２３ 巻出しロール １８、１９、２１、２４ 巻取りロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松林 芳輝 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 中川 萬先充 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材への蒸着領域を限定する開口を有す
   るマスクを備え、融点が１，０００℃以上の蒸着材料を
   蒸着するための蒸着装置において、 前記マスクの開口周縁部を覆うように、金属若しくは金
   属と高分子との複合材料よりなる帯状の防着材を走行さ
   せる機構を設けたことを特徴とする蒸着装置。
2. 【請求項２】 前記帯状の防着材の表面に、エンボス加
   工が施されている請求項１の蒸着装置。
3. 【請求項３】 前記帯状の防着材の厚さが、０．０１〜
   １．０ｍｍである請求項１又は２記載の蒸着装置。