JP2001192827A - 真空蒸着装置 - Google Patents
真空蒸着装置Info
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- JP2001192827A JP2001192827A JP2000000826A JP2000000826A JP2001192827A JP 2001192827 A JP2001192827 A JP 2001192827A JP 2000000826 A JP2000000826 A JP 2000000826A JP 2000000826 A JP2000000826 A JP 2000000826A JP 2001192827 A JP2001192827 A JP 2001192827A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 長時間連続して、複数の元素からなる混合膜
を、組成比が被蒸着物の走行方向、直行方向及び膜方向
に均一に、かつ、厚みが走行方向及び直行方向に一定と
なるように形成可能にする。 【解決手段】 真空槽内で走行する被蒸着物の少なくと
も片面に異なる元素からなる混合膜を形成可能な真空蒸
着装置であって、被蒸着物の走行方向（以降、シート幅
方向と呼ぶ）に分割された領域に組成の異なる複数の蒸
着材料が交互に充填された坩堝（以降、個々の蒸発源と
呼ぶ）と、蒸着材料を加熱するための電子銃を備えた蒸
着装置において、温度測定手段と、蒸発速度推定手段
と、投入エネルギー決定手段と、制御量演算手段と、の
比率を基に個々の蒸発源の、電子銃制御手段を備える。
を、組成比が被蒸着物の走行方向、直行方向及び膜方向
に均一に、かつ、厚みが走行方向及び直行方向に一定と
なるように形成可能にする。 【解決手段】 真空槽内で走行する被蒸着物の少なくと
も片面に異なる元素からなる混合膜を形成可能な真空蒸
着装置であって、被蒸着物の走行方向（以降、シート幅
方向と呼ぶ）に分割された領域に組成の異なる複数の蒸
着材料が交互に充填された坩堝（以降、個々の蒸発源と
呼ぶ）と、蒸着材料を加熱するための電子銃を備えた蒸
着装置において、温度測定手段と、蒸発速度推定手段
と、投入エネルギー決定手段と、制御量演算手段と、の
比率を基に個々の蒸発源の、電子銃制御手段を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、詳しくは、真空槽
内で走行する被蒸着物に蒸着薄膜を形成するための真空
蒸着装置に関する。
内で走行する被蒸着物に蒸着薄膜を形成するための真空
蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、真空槽中で走行する被蒸着物に蒸
着薄膜を蒸着する真空蒸着装置として、例えば特開平２
−２３６２７３号公報に記載されている装置がある。こ
の装置においては、長方形の蒸発源が、長手方向がフィ
ルムの走行方向と直行方向になるように配置された（フ
ィルムの幅より長い）ている。この蒸着源に、無走査電
子銃から電子線を照射して加熱し、フィルム上に薄膜を
形成させる。そして、電子銃から電子線を照射する際、
電子線が蒸発源の各位置で同じ入射角になるように磁界
を制御して行うようになっている。
着薄膜を蒸着する真空蒸着装置として、例えば特開平２
−２３６２７３号公報に記載されている装置がある。こ
の装置においては、長方形の蒸発源が、長手方向がフィ
ルムの走行方向と直行方向になるように配置された（フ
ィルムの幅より長い）ている。この蒸着源に、無走査電
子銃から電子線を照射して加熱し、フィルム上に薄膜を
形成させる。そして、電子銃から電子線を照射する際、
電子線が蒸発源の各位置で同じ入射角になるように磁界
を制御して行うようになっている。
【０００３】しかしながら、この装置では蒸着した薄膜
の厚みを制御する手段が無い。そのため、例えば、 真
空槽内の真空度が変化したり、蒸着材料の表面形状が変
化することにより蒸着速度が変化した場合には、薄膜の
厚みがフィルムの走行方向およびその直行方向に対し
て、変動するという問題があった。さらに、この装置
は、複数の蒸着材料を同時に蒸着させることができず、
これらの混合膜をフィルム上に形成できないという問題
があった。
の厚みを制御する手段が無い。そのため、例えば、 真
空槽内の真空度が変化したり、蒸着材料の表面形状が変
化することにより蒸着速度が変化した場合には、薄膜の
厚みがフィルムの走行方向およびその直行方向に対し
て、変動するという問題があった。さらに、この装置
は、複数の蒸着材料を同時に蒸着させることができず、
これらの混合膜をフィルム上に形成できないという問題
があった。
【０００４】かかる問題を解決するために発明された真
空蒸着装置として、例えば、真空槽内の蒸発源を電子銃
で加熱した際の蒸発量の一部を検出する検出器と、この
検出器での検出値に基づいて前記蒸発源の出力を制御す
る手段とを備えた構造のものがある。この方式の検出器
は水晶振動子を備えていて、水晶振動子に蒸着膜が付着
すると、膜厚に依存して振動周波数が変動する原理を利
用している。この真空蒸着装置は、蒸発源からの蒸発量
の一部を制御指標としてフィルム上に製膜された薄膜の
厚みを間接的に制御することができる。
空蒸着装置として、例えば、真空槽内の蒸発源を電子銃
で加熱した際の蒸発量の一部を検出する検出器と、この
検出器での検出値に基づいて前記蒸発源の出力を制御す
る手段とを備えた構造のものがある。この方式の検出器
は水晶振動子を備えていて、水晶振動子に蒸着膜が付着
すると、膜厚に依存して振動周波数が変動する原理を利
用している。この真空蒸着装置は、蒸発源からの蒸発量
の一部を制御指標としてフィルム上に製膜された薄膜の
厚みを間接的に制御することができる。
【０００５】しかしながら、上述した検出器は化学組成
の異なる複数の蒸着材料を同時に蒸着させる場合には、
検出した信号を各々の成分情報に分解することができな
い。その結果、組成比及び厚みの制御の精度が著しく低
下するという問題があった。さらに、間接制御を行って
いるために、例えば蒸着時の電子線の方向が変わった場
合には、検出器の付着量の測定値と実際の薄膜の付着量
が異なることもある。また、さらに、上記検出器は検出
器への総蒸着量の制限から、長時間の連続計測を行う場
合に、計測途中で検出器を切り替える等の対策が必要と
なり、計測の信頼性にも問題があった。
の異なる複数の蒸着材料を同時に蒸着させる場合には、
検出した信号を各々の成分情報に分解することができな
い。その結果、組成比及び厚みの制御の精度が著しく低
下するという問題があった。さらに、間接制御を行って
いるために、例えば蒸着時の電子線の方向が変わった場
合には、検出器の付着量の測定値と実際の薄膜の付着量
が異なることもある。また、さらに、上記検出器は検出
器への総蒸着量の制限から、長時間の連続計測を行う場
合に、計測途中で検出器を切り替える等の対策が必要と
なり、計測の信頼性にも問題があった。
【０００６】かかる問題を解決した装置として、例えば
特開平１−２０８４６５号公報に記載された装置があ
る。この装置は、蒸着後の基板上の蒸着膜に電子線を鋭
角に入射して特性Ｘ線を励起させるための電子銃と、こ
の特性Ｘ線強度を測定する検出器と、この検出器での検
出値に基づいて個々の蒸発源の出力を制御する手段とを
備える。この装置では、蒸着薄膜の直接計測が可能なた
め、上述した装置に比べて生産効率は向上する。
特開平１−２０８４６５号公報に記載された装置があ
る。この装置は、蒸着後の基板上の蒸着膜に電子線を鋭
角に入射して特性Ｘ線を励起させるための電子銃と、こ
の特性Ｘ線強度を測定する検出器と、この検出器での検
出値に基づいて個々の蒸発源の出力を制御する手段とを
備える。この装置では、蒸着薄膜の直接計測が可能なた
め、上述した装置に比べて生産効率は向上する。
【０００７】しかしながら、上記電子銃は高エネルギー
電子線（ＲＨＥＥＤ）を蒸着膜に鋭角に入射するため、
励起された特性Ｘ線からは、蒸着薄膜のごく表層の情報
しか得ることができない。そのため、厚みを一定にする
ために必要な蒸着薄膜の膜方向全体の情報が得られず問
題であった。さらに、高エネルギー電子線が照射された
部分の蒸着薄膜表面が損傷するという問題もあった。
電子線（ＲＨＥＥＤ）を蒸着膜に鋭角に入射するため、
励起された特性Ｘ線からは、蒸着薄膜のごく表層の情報
しか得ることができない。そのため、厚みを一定にする
ために必要な蒸着薄膜の膜方向全体の情報が得られず問
題であった。さらに、高エネルギー電子線が照射された
部分の蒸着薄膜表面が損傷するという問題もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、長時間連続
して、複数の元素からなる混合膜を、組成比が被蒸着物
の走行方向、直行方向及び膜方向に均一に、かつ、厚み
が走行方向及び直行方向に一定となるように形成するこ
とである。
は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、長時間連続
して、複数の元素からなる混合膜を、組成比が被蒸着物
の走行方向、直行方向及び膜方向に均一に、かつ、厚み
が走行方向及び直行方向に一定となるように形成するこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項記載
の発明により達成される。すなわち、本発明に関わる蒸
着装置は、真空槽内で走行する被蒸着物の少なくとも片
面に異なる元素からなる混合膜を形成可能な真空蒸着装
置であって、被蒸着物の走行方向（以降、シート幅方向
と呼ぶ）に分割された領域に組成の異なる複数の蒸着材
料が交互に充填された坩堝（以降、個々の蒸発源と呼
ぶ）と、蒸着材料を加熱するための電子銃を備えた蒸着
装置において、個々の蒸発源の温度を非接触で測定する
温度測定手段と、計測された温度データを基に個々の蒸
発源の蒸発速度を推定する蒸発速度推定手段と、個々の
蒸発源の蒸発速度と予め個々の蒸発源に対応して設定さ
れた基準値を比較し、比較した結果に基づいて個々の蒸
発源に投入するエネルギー量を決定する投入エネルギー
決定手段と、個々の投入エネルギー量の総和値を基に電
子銃の出力を決定する第１の制御量演算手段と、個々の
投入するエネルギー量の比率を基に個々の蒸発源の電子
線照射時間を決定する第２の制御量演算手段と、前記第
１、第２の制御量を電子銃に与えて個々の蒸発源の加熱
を制御する電子銃制御手段を備えることにある。
の発明により達成される。すなわち、本発明に関わる蒸
着装置は、真空槽内で走行する被蒸着物の少なくとも片
面に異なる元素からなる混合膜を形成可能な真空蒸着装
置であって、被蒸着物の走行方向（以降、シート幅方向
と呼ぶ）に分割された領域に組成の異なる複数の蒸着材
料が交互に充填された坩堝（以降、個々の蒸発源と呼
ぶ）と、蒸着材料を加熱するための電子銃を備えた蒸着
装置において、個々の蒸発源の温度を非接触で測定する
温度測定手段と、計測された温度データを基に個々の蒸
発源の蒸発速度を推定する蒸発速度推定手段と、個々の
蒸発源の蒸発速度と予め個々の蒸発源に対応して設定さ
れた基準値を比較し、比較した結果に基づいて個々の蒸
発源に投入するエネルギー量を決定する投入エネルギー
決定手段と、個々の投入エネルギー量の総和値を基に電
子銃の出力を決定する第１の制御量演算手段と、個々の
投入するエネルギー量の比率を基に個々の蒸発源の電子
線照射時間を決定する第２の制御量演算手段と、前記第
１、第２の制御量を電子銃に与えて個々の蒸発源の加熱
を制御する電子銃制御手段を備えることにある。
【００１０】この構成によれば、個々の蒸発源の表面温
度が経時的に測定できるので、かかる測定値からその時
の各々の蒸着源からの蒸発速度にを得ることができる。
さらに、これらの蒸発速度を基に、個々の蒸発源に投入
するエネルギー量を高精度に演算して電子銃を自動で制
御できるため、長時間連続して、複数の元素からなる混
合膜を、組成比が被蒸着物の走行方向、直行方向及び膜
方向に均一に、かつ、厚みが走行方向及び直行方向に一
定となるように形成することができる。したがって、目
標の組成比、目標の厚み及び膜方向に均一な組成を有す
る混合膜を、シートの全幅で、かつ、連続的に形成でき
る。
度が経時的に測定できるので、かかる測定値からその時
の各々の蒸着源からの蒸発速度にを得ることができる。
さらに、これらの蒸発速度を基に、個々の蒸発源に投入
するエネルギー量を高精度に演算して電子銃を自動で制
御できるため、長時間連続して、複数の元素からなる混
合膜を、組成比が被蒸着物の走行方向、直行方向及び膜
方向に均一に、かつ、厚みが走行方向及び直行方向に一
定となるように形成することができる。したがって、目
標の組成比、目標の厚み及び膜方向に均一な組成を有す
る混合膜を、シートの全幅で、かつ、連続的に形成でき
る。
【００１１】
【実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参照して
詳細に説明する。図１は、本実施形態における真空蒸着
装置の概略構造を示す。この真空蒸着装置は、被蒸着物
として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの
フィルムを例に用いた。尚、被蒸着物の材料は特に限定
されるものではない。真空槽６の巻き出しロール１にセ
ットされたフィルム１７は冷却ロール３上を走行し、ニ
アロール５を通り、巻き取りロール２で巻き取られる。
真空槽６内の真空度は油拡散ポンプ（図示略）等から
なる排気系１０により所定の真空度に維持される。
詳細に説明する。図１は、本実施形態における真空蒸着
装置の概略構造を示す。この真空蒸着装置は、被蒸着物
として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの
フィルムを例に用いた。尚、被蒸着物の材料は特に限定
されるものではない。真空槽６の巻き出しロール１にセ
ットされたフィルム１７は冷却ロール３上を走行し、ニ
アロール５を通り、巻き取りロール２で巻き取られる。
真空槽６内の真空度は油拡散ポンプ（図示略）等から
なる排気系１０により所定の真空度に維持される。
【００１２】真空槽６の底部に蒸着材料１６を保持する
保持手段の一例である坩堝９が、その内側に収納されて
いる蒸着材料を照射する電子線の照射条件（電子銃と電
子材料との距離など）ができるだけ一定になるように配
置されている。さらに、坩堝９は移動するフィルム１７
の被蒸着面に対して蒸着条件が一定に保つことができる
ように、図１の電子銃４に対して接近又は離間すること
ができる。電子銃４は坩堝９に収納された蒸着材料１６
に対して電子線１８を照射する。また、電子線１８によ
り加熱・蒸発された蒸着材料の一部は冷却ロール３上を
走行するフィルム１７の被蒸着面に蒸着される。なお、
坩堝９に投入する総エネルギ−量が１台で確保できない
場合や広幅のフィルムを蒸着する場合などでは、複数の
電子銃を使用して、蒸着領域を分割する方法を採用して
もよく、電子銃の設置台数は特に限定されない。
保持手段の一例である坩堝９が、その内側に収納されて
いる蒸着材料を照射する電子線の照射条件（電子銃と電
子材料との距離など）ができるだけ一定になるように配
置されている。さらに、坩堝９は移動するフィルム１７
の被蒸着面に対して蒸着条件が一定に保つことができる
ように、図１の電子銃４に対して接近又は離間すること
ができる。電子銃４は坩堝９に収納された蒸着材料１６
に対して電子線１８を照射する。また、電子線１８によ
り加熱・蒸発された蒸着材料の一部は冷却ロール３上を
走行するフィルム１７の被蒸着面に蒸着される。なお、
坩堝９に投入する総エネルギ−量が１台で確保できない
場合や広幅のフィルムを蒸着する場合などでは、複数の
電子銃を使用して、蒸着領域を分割する方法を採用して
もよく、電子銃の設置台数は特に限定されない。
【００１３】次に、 個々の蒸発源の温度を測定するた
めの赤外線センサ−７について説明する。赤外線センサ
−を真空槽６外の大気中に設置し、石英製のガラス窓１
１を介して各蒸着材料から発する赤外線が確実に採れる
ようにフィルム幅方向の直線上に１００ｍｍ間隔で配置
している。図６（ａ）に配置例を示す。なお、配置の間
隔、配列数及び台数は蒸発源の数、間隔に応じて決定す
れば良く、特に限定するものではない。又、センサ−ヘ
ッドの気密性が確保できる場合は、真空槽６内に入れて
温度を測定しても良く、特に限定しない。この赤外線セ
ンサ−の赤外線エネルギ−検出素子７ａは半導体（Ｓ
ｉ）の検出器であり、検出波長は0.9〜1.0μｍである。
個々の蒸発源から発する赤外線をレンズにて集光されて
検出素子７ａに導かれ、コントロ−ラ７ｂにて電気信号
に変換され、温度に換算した信号を蒸発速度演算器１２
に送る。この信号は図４（ｂ）に示す予め実験で設定し
た温度と蒸発速度との関係式を基に個々の蒸発源の蒸発
速度に変換された後、制御演算器１３に送られる。
めの赤外線センサ−７について説明する。赤外線センサ
−を真空槽６外の大気中に設置し、石英製のガラス窓１
１を介して各蒸着材料から発する赤外線が確実に採れる
ようにフィルム幅方向の直線上に１００ｍｍ間隔で配置
している。図６（ａ）に配置例を示す。なお、配置の間
隔、配列数及び台数は蒸発源の数、間隔に応じて決定す
れば良く、特に限定するものではない。又、センサ−ヘ
ッドの気密性が確保できる場合は、真空槽６内に入れて
温度を測定しても良く、特に限定しない。この赤外線セ
ンサ−の赤外線エネルギ−検出素子７ａは半導体（Ｓ
ｉ）の検出器であり、検出波長は0.9〜1.0μｍである。
個々の蒸発源から発する赤外線をレンズにて集光されて
検出素子７ａに導かれ、コントロ−ラ７ｂにて電気信号
に変換され、温度に換算した信号を蒸発速度演算器１２
に送る。この信号は図４（ｂ）に示す予め実験で設定し
た温度と蒸発速度との関係式を基に個々の蒸発源の蒸発
速度に変換された後、制御演算器１３に送られる。
【００１４】ここに前記赤外線センサ−７、蒸発速度演
算器１２はオンラインモニタ手段を構成する。制御量演
算器１３は、個々の蒸発源の蒸発速度デ−タを集める。
そして予め設定された蒸発速度と投入エネルギ−量の関
係式を基に個々の蒸発源の投入エネルギ−量を求める。
算器１２はオンラインモニタ手段を構成する。制御量演
算器１３は、個々の蒸発源の蒸発速度デ−タを集める。
そして予め設定された蒸発速度と投入エネルギ−量の関
係式を基に個々の蒸発源の投入エネルギ−量を求める。
【００１５】さらに、予め個々の蒸発源の蒸発速度毎に
設定された基準値と計算された値とを比較し、偏差量を
求め、その偏差量を基に制御用ＰＩＤ（比例動作Propor
tinal、積分動作lntegral、微分動作Derivative）演算
を行い、蒸着膜を均一に保つために個々の蒸発源に投入
するエネルギー量を補正する。制御量演算器１３は個々
の蒸発源のエネルギー量総和値から、電子銃のパワー
（電力）を決定し、さらに個々の蒸発源のエネルギー量
比率から、個々の蒸発源に電子線を照射する時間を以下
の方法で決定する。個々の蒸発源に投入されるエネルギ
ーは、同じ電子銃４から照射される電子線１８が源であ
るために、実際は電子線の照射時間を各々の蒸発源に対
して変化させることにより各材料へ投入されるエネルギ
ーを分配できる。これらの関係式を数式１に示す。
設定された基準値と計算された値とを比較し、偏差量を
求め、その偏差量を基に制御用ＰＩＤ（比例動作Propor
tinal、積分動作lntegral、微分動作Derivative）演算
を行い、蒸着膜を均一に保つために個々の蒸発源に投入
するエネルギー量を補正する。制御量演算器１３は個々
の蒸発源のエネルギー量総和値から、電子銃のパワー
（電力）を決定し、さらに個々の蒸発源のエネルギー量
比率から、個々の蒸発源に電子線を照射する時間を以下
の方法で決定する。個々の蒸発源に投入されるエネルギ
ーは、同じ電子銃４から照射される電子線１８が源であ
るために、実際は電子線の照射時間を各々の蒸発源に対
して変化させることにより各材料へ投入されるエネルギ
ーを分配できる。これらの関係式を数式１に示す。
【００１６】ｔａn＝Ｐａn／（ΣＰａ＋ΣＰｓ）× t0 上記の数式において、ｔａn は酸化アルミニウムのブロ
ックｎでの電子線走査時間、Ｐａn は酸化アルミニウム
・ブロックｎに投入するエネルギー量、ΣＰａは計４ブ
ロックの酸化アルミニウムに投入する総エネルギー量、
ΣＰＳは計４ブロックの酸化珪素に投入する総エネルギ
ー量、t0はハードウェアーに依存する時間定数（ｍｓ）
である。
ックｎでの電子線走査時間、Ｐａn は酸化アルミニウム
・ブロックｎに投入するエネルギー量、ΣＰａは計４ブ
ロックの酸化アルミニウムに投入する総エネルギー量、
ΣＰＳは計４ブロックの酸化珪素に投入する総エネルギ
ー量、t0はハードウェアーに依存する時間定数（ｍｓ）
である。
【００１７】この制御データ（電子銃のパワーと、電子
線照射時間）は、電子銃制御装置１４に送られる。電子
銃制御装置１４は、入力された制御データに従って電子
銃４の投入電力と電子線の照射時間を制御する。ここに
制御量演算器１３、電子銃制御装置１４は制御手段を構
成する。
線照射時間）は、電子銃制御装置１４に送られる。電子
銃制御装置１４は、入力された制御データに従って電子
銃４の投入電力と電子線の照射時間を制御する。ここに
制御量演算器１３、電子銃制御装置１４は制御手段を構
成する。
【００１８】なお、複数の赤外線センサ−はオンライン
モニタ手段の部分が独立に構成され（図示略）、制御手
段の部分が共通に構成される。本発明では、個々の蒸発
源の温度を測定する手段として半導体検出器がＳｉであ
る赤外線センサ−を用いたが、半導体検出器がＩｎＧａ
Ａｓの赤外線センサ−でも良く、例として光ファイバ−
にレ−ザ−パルスを放射して散乱光強度から温度を測定
する方法や図６（ｂ）に示すような赤外線カメラ１台で
個々の蒸着源の温度分布を測定する方法でも良く特に限
定するもではない。また、個々の蒸発源の投入エネルギ
−を検量線から算出する方法及び個々の蒸発源に電子銃
のエネルギーを分配する前記計算式も特に限定するもの
ではない。
モニタ手段の部分が独立に構成され（図示略）、制御手
段の部分が共通に構成される。本発明では、個々の蒸発
源の温度を測定する手段として半導体検出器がＳｉであ
る赤外線センサ−を用いたが、半導体検出器がＩｎＧａ
Ａｓの赤外線センサ−でも良く、例として光ファイバ−
にレ−ザ−パルスを放射して散乱光強度から温度を測定
する方法や図６（ｂ）に示すような赤外線カメラ１台で
個々の蒸着源の温度分布を測定する方法でも良く特に限
定するもではない。また、個々の蒸発源の投入エネルギ
−を検量線から算出する方法及び個々の蒸発源に電子銃
のエネルギーを分配する前記計算式も特に限定するもの
ではない。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の態様を実施例をもって説明す
るが、これによって限定されるものではない。 （実施例１）蒸着されるシート１７として、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡績（株）
製、Ｅ５１００：商品名）を用いた。
るが、これによって限定されるものではない。 （実施例１）蒸着されるシート１７として、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡績（株）
製、Ｅ５１００：商品名）を用いた。
【００２０】蒸着材料（蒸発源）として３〜５ｍｍ程度
の大きさの粒子状をした酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ
３、純度９９．５％）と酸化珪素（ＳｉＯ２、純度９
９．９％）を用いた。これらの材料を保持する一個の坩
堝は銅製であり、底部に外形２０ｍｍΦの冷却用水冷管
２０を設けた構造とした。冷却水の流量は略４ｍ3／ｈ
である。
の大きさの粒子状をした酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ
３、純度９９．５％）と酸化珪素（ＳｉＯ２、純度９
９．９％）を用いた。これらの材料を保持する一個の坩
堝は銅製であり、底部に外形２０ｍｍΦの冷却用水冷管
２０を設けた構造とした。冷却水の流量は略４ｍ3／ｈ
である。
【００２１】この坩堝９内には、蒸着材料をフィルム幅
方向に対向して交互１列に配置させるために、２ｍｍ厚
みのカーボン製しきり板１９を幅方向１００ｍｍ間隔で
配置させ、計８ブロックの材料を収納できる構造とし
た。このしきり板１９は、後述する電子銃４の電子線１
８が各蒸着材料に入射される角度と略等しい角度に傾斜
して配置されている。しきり板１９で確保された各ブロ
ックには、前記２種類の蒸着材料を交互に均一に収容し
た。図２、３に、本実施例で用いた坩堝９の概略構造を
示す。
方向に対向して交互１列に配置させるために、２ｍｍ厚
みのカーボン製しきり板１９を幅方向１００ｍｍ間隔で
配置させ、計８ブロックの材料を収納できる構造とし
た。このしきり板１９は、後述する電子銃４の電子線１
８が各蒸着材料に入射される角度と略等しい角度に傾斜
して配置されている。しきり板１９で確保された各ブロ
ックには、前記２種類の蒸着材料を交互に均一に収容し
た。図２、３に、本実施例で用いた坩堝９の概略構造を
示す。
【００２２】電子銃４として、２５０ｋＷのもの１台を
フィルム幅方向の中央の位置に配置した。この電子銃４
により、坩堝内に交互配置されたＳｉＯ2が４ブロッ
ク、Ａｌ2Ｏ3が４ブロックの計８ブロックの蒸着材料を
蒸着させる仕様とした。
フィルム幅方向の中央の位置に配置した。この電子銃４
により、坩堝内に交互配置されたＳｉＯ2が４ブロッ
ク、Ａｌ2Ｏ3が４ブロックの計８ブロックの蒸着材料を
蒸着させる仕様とした。
【００２３】蒸着中の真空槽内圧力は４×１０-4Ｐａ以
下を常時確保できるような排気系とした。具体的には、
５００００Ｌ／秒の油拡散ポンプを真空槽底部に直接接
続する構造にした。
下を常時確保できるような排気系とした。具体的には、
５００００Ｌ／秒の油拡散ポンプを真空槽底部に直接接
続する構造にした。
【００２４】個々の蒸着源の温度測定用の赤外線センサ
−７は、検出素子がＳｉ、測定波長が0.9μｍ、スポッ
ト径φ１２ｍｍ（距離１０００ｍｍ）仕様のセンサ−を
用い、真空槽６外のフィルム１７の幅方向に１００ｍｍ
の等間隔で計８台を配置し、個々の蒸発源との距離は、
９８０mmとして連続的に温度の測定を行った。
−７は、検出素子がＳｉ、測定波長が0.9μｍ、スポッ
ト径φ１２ｍｍ（距離１０００ｍｍ）仕様のセンサ−を
用い、真空槽６外のフィルム１７の幅方向に１００ｍｍ
の等間隔で計８台を配置し、個々の蒸発源との距離は、
９８０mmとして連続的に温度の測定を行った。
【００２５】各蒸着ブロックから蒸発するガスの分布は
坩堝中の各蒸着材料の蒸発特性を示す図５の３１（酸化
珪素・ブロックからの蒸発成分）、３２（酸化アルミニ
ューム・ブロックからの蒸発成分）に示すように、真上
が最も強度が高く、横に広がる程、強度が低下する分布
を示す。この分布強度及び形状は、電子ビームの強度、
電子線が入射される角度、電子銃と坩堝までの距離およ
び蒸発面積に主に依存する。従って、組成比が被蒸着物
の走行方向、直行方向及び膜方向に均一に、かつ、厚み
が走行方向及び直行方向に一定となるように薄膜を形成
させるためには、蒸着材料の配置は重要である。
坩堝中の各蒸着材料の蒸発特性を示す図５の３１（酸化
珪素・ブロックからの蒸発成分）、３２（酸化アルミニ
ューム・ブロックからの蒸発成分）に示すように、真上
が最も強度が高く、横に広がる程、強度が低下する分布
を示す。この分布強度及び形状は、電子ビームの強度、
電子線が入射される角度、電子銃と坩堝までの距離およ
び蒸発面積に主に依存する。従って、組成比が被蒸着物
の走行方向、直行方向及び膜方向に均一に、かつ、厚み
が走行方向及び直行方向に一定となるように薄膜を形成
させるためには、蒸着材料の配置は重要である。
【００２６】本実施例における材料の配置は、図２、３
に示す通りであり、電子銃と最も近い坩堝表面までの距
離を１０００ｍｍとした。図中Ａ、Ｓは夫々Ａｌ2Ｏ3、
ＳｉＯ2が収納されていることを示す。なお、蒸着材料
は図３に示す薄いしきり板で材料を分割して配置した。
に示す通りであり、電子銃と最も近い坩堝表面までの距
離を１０００ｍｍとした。図中Ａ、Ｓは夫々Ａｌ2Ｏ3、
ＳｉＯ2が収納されていることを示す。なお、蒸着材料
は図３に示す薄いしきり板で材料を分割して配置した。
【００２７】前述した条件にてフィルム１７の蒸着を行
った。フィルムの走行速度は３００ｍ／分で計４０、０
００ｍを蒸着した。坩堝は電子銃方向に向かって２ｍｍ
／分の速度で移動させた（駆動装置は図示略）。自動制
御の効果を確認するために自動制御を行った場合と、自
動制御を行わない場合とを比較した。その結果を表１に
示す。尚、比較対象の蒸着厚みデ−タはオフラインで蛍
光Ｘ線式の厚み測定器を用いて測定した。自動制御を行
わない場合には総厚み変動及び組成比変動が大きいのに
対して、自動制御を行うと、非常に安定な膜が形成され
ることが判る。
った。フィルムの走行速度は３００ｍ／分で計４０、０
００ｍを蒸着した。坩堝は電子銃方向に向かって２ｍｍ
／分の速度で移動させた（駆動装置は図示略）。自動制
御の効果を確認するために自動制御を行った場合と、自
動制御を行わない場合とを比較した。その結果を表１に
示す。尚、比較対象の蒸着厚みデ−タはオフラインで蛍
光Ｘ線式の厚み測定器を用いて測定した。自動制御を行
わない場合には総厚み変動及び組成比変動が大きいのに
対して、自動制御を行うと、非常に安定な膜が形成され
ることが判る。
【００２８】
【表１】 〔別実施の形態〕 （１）上記実施形態では、真空槽としていわゆる１チャ
ンバー式を用いた例を示たが 、シートの被蒸着材
料を走行する室と蒸着材料を加熱する室とを異なる減圧
状 態にして真空蒸着を行う、いわゆる２チャンバ
ー式の装置にも、本発明を適用 できる。
ンバー式を用いた例を示たが 、シートの被蒸着材
料を走行する室と蒸着材料を加熱する室とを異なる減圧
状 態にして真空蒸着を行う、いわゆる２チャンバ
ー式の装置にも、本発明を適用 できる。
【００２９】（２）上記実施形態では、被蒸着材料の巻
き出しロール及び巻き取りロールを真空槽内に配置した
例を示したが、巻き出しロール及び巻き取りロールを蒸
着する真空槽外に配置し、蒸着を高真空槽内で行う連続
方式の装置にも適用できる。
き出しロール及び巻き取りロールを真空槽内に配置した
例を示したが、巻き出しロール及び巻き取りロールを蒸
着する真空槽外に配置し、蒸着を高真空槽内で行う連続
方式の装置にも適用できる。
【００３０】（３）上記実施形態では、シート状の被蒸
着材料としてフィルムを例に挙げたが、被蒸着材料とし
ては紙、布、樹脂、金属、無機材などでもよい。又、蒸
着材料として、上記した酸化アルミニュームと酸化珪素
以外に、種々の元素、化合物を使用することができ、更
に２種以上の蒸着材料を用いて２種以上の元素または成
分からなる混合膜を形成するようにしても良い。
着材料としてフィルムを例に挙げたが、被蒸着材料とし
ては紙、布、樹脂、金属、無機材などでもよい。又、蒸
着材料として、上記した酸化アルミニュームと酸化珪素
以外に、種々の元素、化合物を使用することができ、更
に２種以上の蒸着材料を用いて２種以上の元素または成
分からなる混合膜を形成するようにしても良い。
【００３１】（４）上記実施形態では加熱手段を電子銃
としたが、坩堝を誘導加熱コイルにより加熱する蒸着装
置にも適用できる。
としたが、坩堝を誘導加熱コイルにより加熱する蒸着装
置にも適用できる。
【００３２】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、長時
間連続して、複数の元素からなる混合膜を、組成比が被
蒸着物の走行方向、直行方向及び膜方向に均一に、か
つ、厚みが走行方向及び直行方向に一定となるように形
成できる真空蒸着装置を提供できた。
間連続して、複数の元素からなる混合膜を、組成比が被
蒸着物の走行方向、直行方向及び膜方向に均一に、か
つ、厚みが走行方向及び直行方向に一定となるように形
成できる真空蒸着装置を提供できた。
【図１】発明の一実施形態に係わる真空蒸着装置の概略
全体構成図
全体構成図
【図２】発明の一実施形態に係わる真空蒸着装置に用い
る坩堝とその配置を説明する図
る坩堝とその配置を説明する図
【図３】図２の坩堝の構造を説明する図
【図４】坩堝投入エネルギー量とフィルム蒸着速度との
関係を説明するグラフと蒸発源の表面温度とフィルム蒸
着速度との関係を説明するグラフ
関係を説明するグラフと蒸発源の表面温度とフィルム蒸
着速度との関係を説明するグラフ
【図５】各蒸着材料ブロックの蒸着特性を説明するグラ
フ
フ
【図６】赤外線センサ−の配置方法を説明する図
４ 加熱手段 ７ａ 検出素子（Ｓｉ） ７ｂ コントロ−ラ ８ 保持手段(坩堝) ９ 蒸着材料 １０ 電子線 １９ しきり板
Claims (1)
- 【請求項１】 真空槽内で走行する被蒸着物の少なくと
も片面に異なる元素からなる混合膜を形成可能な真空蒸
着装置であって、被蒸着物の走行方向（以降、シート幅
方向と呼ぶ）に分割された領域に組成の異なる複数の蒸
着材料が交互に充填された坩堝（以降、個々の蒸発源と
呼ぶ）と、蒸着材料を加熱するための電子銃を備えた蒸
着装置において、個々の蒸着源の温度を非接触で測定す
る温度測定手段と、計測された温度データを基に個々の
蒸発源の蒸発速度を推定する蒸発速度推定手段と、個々
の蒸発源の蒸発速度と予め個々の蒸発源に対応して設定
された基準値を比較し、比較した結果に基づいて個々の
蒸発源に投入するエネルギー量を決定する投入エネルギ
ー決定手段と、個々の投入エネルギー量の総和値を基に
電子銃の出力を決定する第１の制御量演算手段と、個々
の投入するエネルギー量の比率を基に個々の蒸発源の電
子線照射時間を決定する第２の制御量演算手段と、前記
第１、第２の制御量を電子銃に与えて個々の蒸発源の加
熱を制御する電子銃制御手段を備えた真空蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000000826A JP2001192827A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | 真空蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000000826A JP2001192827A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | 真空蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001192827A true JP2001192827A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=18530119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000000826A Pending JP2001192827A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | 真空蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001192827A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007077413A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 成膜制御方法及び成膜制御装置並びに成膜装置 |
| JP2010229531A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Toppan Printing Co Ltd | 蒸着装置 |
| KR101074630B1 (ko) | 2008-10-24 | 2011-10-17 | 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 유기박막 형성장치 |
| CN113348264A (zh) * | 2018-11-20 | 2021-09-03 | 博斯特曼彻斯特有限公司 | 蒸发器皿控制***、pvd机器以及操作pvd机器的方法 |
-
2000
- 2000-01-06 JP JP2000000826A patent/JP2001192827A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007077413A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 成膜制御方法及び成膜制御装置並びに成膜装置 |
| JP4701937B2 (ja) * | 2005-09-09 | 2011-06-15 | 住友電気工業株式会社 | 成膜装置 |
| KR101074630B1 (ko) | 2008-10-24 | 2011-10-17 | 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 유기박막 형성장치 |
| JP2010229531A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Toppan Printing Co Ltd | 蒸着装置 |
| CN113348264A (zh) * | 2018-11-20 | 2021-09-03 | 博斯特曼彻斯特有限公司 | 蒸发器皿控制***、pvd机器以及操作pvd机器的方法 |
| JP2022507610A (ja) * | 2018-11-20 | 2022-01-18 | ボブスト マンチェスター リミテッド | 蒸発器ボート制御システム、ｐｖｄ装置、及びｐｖｄ装置を作動させる方法 |
| JP7395588B2 (ja) | 2018-11-20 | 2023-12-11 | ボブスト マンチェスター リミテッド | 蒸発器ボート制御システム、ｐｖｄ装置、及びｐｖｄ装置を作動させる方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061208 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090730 |
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