JP3091573B2 - 真空蒸着装置 - Google Patents

真空蒸着装置

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JP3091573B2
JP3091573B2 JP04175905A JP17590592A JP3091573B2 JP 3091573 B2 JP3091573 B2 JP 3091573B2 JP 04175905 A JP04175905 A JP 04175905A JP 17590592 A JP17590592 A JP 17590592A JP 3091573 B2 JP3091573 B2 JP 3091573B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属の蒸着装置に関し、
特にCoまたはCo合金の蒸着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】真空室内において、電子銃から電子ビー
ムを発生させ、これをレンズにより絞ってスポットと
し、るつぼ内に収容された蒸発すべき金属に衝突させ
れを溶解させ、溶解した高温度金属から金属蒸気を蒸
発させて基体に蒸着させる方法が行われている。このよ
うな技術は特公平3−41897号、特公平3−383
40号、特開昭59−178626、特開平3−126
823号等に記載されている。
【0003】このような電子銃を使用する真空蒸着装置
では、電子銃から出た高エネルギー電子ビームをるつぼ
に向けて直進させる。るつぼは通常基体の幅方向に細長
く延びた長方形をしており、電子ビームはるつぼの金属
表面をほぼ均一に加熱する目的で偏向磁界または電界の
作用下にるつぼの長さ方向に走査される。例えば、斜め
配向型の蒸着金属磁気記録媒体を製造する場合には、C
oまたはCo合金金属を高純度マグネシア(MgO)製
のるつぼ(ボート)に収容し、電子銃から最大30kV
程度の加速電圧で電子ビームをるつぼに向けて直進させ
て金属に衝突させる。その際に、電子ビームをるつぼの
長さ方向に(場合により更に幅方向にも)走査させて金
属を均一に加熱する(特公平3−41897号)。
【0004】上記の従来の蒸着方法では、蒸着金属の基
体への十分な接着強度が確保できず、十分な耐久性のあ
る蒸着膜を提供できない。その原因は、電子ビームの電
力を約120〜150kW(30kVで4〜5A程度)
以上にすると、溶融金属表面から金属蒸気と共に飛び出
す電子と電子銃からの電子が互いに反発して電子の収束
ができず、実効電力を約100kW以上には出来ず、蒸
気速度を十分に向上させることができなかったからであ
る。なおここに実効電力とは蒸発速度が電子銃の電力に
依存して変化する範囲の電力である(例えば、100〜
150kW加えても蒸発速度が変化しない場合、最大実
効電力は100kWである)
【0005】電子銃の実効電力は、電子銃が放出する電
子ビームの軸線を前記長方形るつぼの中心と前記開口の
中心を結ぶ軸線とをほぼ直角に交差して配置し、前記電
子ビームを磁界によりほぼ直角に偏向して前記るつぼ内
に結像させるとことにより大幅に増大できることがわか
った。
【0006】このような装置は、より具体的には、蒸発
すべき金属を収容する細長いるつぼ、前記るつぼ内に指
向する電子ビームを発生させるための電子銃、前記るつ
ぼに対向して設けられた回転ドラム、前記回転ドラムの
面に沿ってプラスチック基体を送るための供給及び巻取
り手段、前記回転ドラムの面に沿って設けられ一部が前
記るつぼに対向した開口を有するマスク、及び前記マス
クを開閉するためのシャッタ部材よりなる真空蒸着装置
において実現できる。このような蒸着装置は、例えばC
oまたはCo合金をポリエステル(PET等)に斜め蒸
着して斜めの異方性を有する磁気記録媒体を製造するの
に使用できる。その際に、磁気特性を調整する目的で蒸
着中に酸素、二酸化炭素、窒素、アンモニア、スチレン
等のガス、特に酸素を導入することが行われている(特
3−41897号)。すなわち、ガスはスリット状
の出口を有する供給ノズルから放出される。放出される
ガスの流量分布を一定に保持するためにガス供給源とノ
ズルの間に均圧タンクを使用することもある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】電子銃を大電力化する
と、シャッタまたはマスクのうちの前記るつぼ側にある
部材に蒸着金属が高温度のまま付着してノズルの温度を
上昇させ、熱応力によりスリット状出口の周りの壁を変
形させる。ノズル出口の短辺方向の寸法を高さ、長辺方
向の寸法を幅と定義すると、高さが熱変形により変わ
り、そのため流量が幅方向で不均一になり、ひいては蒸
着膜の特性、例えば垂直配向が他の磁気記録媒体の場合
には製品の磁気特性が幅方向に場所ごとに変動する。従
って、ガス供給ノズルの幅方向の流量分布を一定にでき
る手段が必要となる。
【0008】他の問題は、スリット状出口の高さ一定
にしても、供給源から流れてくるガスが幅方向に変動す
る可能性が大きく、均圧タンクを使用してもその下流側
で流量が変動する可能性があり、ドラム(キャン)との
距離をできるだけ小さくしないと変動の影響が目立って
くる。しかし、高熱の影響を回避してノズルの寿命を延
ばすにはノズルをドラムからできるだけ引き離す必要が
ある。従って、ドラムとノズルの距離を大きくしても幅
方向の流量分布を一定にできる手段が必要となる。
【0009】更に、ノズルが固定箇所にあると、金属蒸
気の入射角度を調節するためにシャッタを開閉してもガ
ス供給位置がそれに伴って連動しないため適正なガス供
給ができなくなる。従って、本発明は入射角度の調節の
際にも適正なガス供給ができる手段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】本発明の真空蒸着装は、
蒸発すべき金属を収容するるつぼ、前記るつぼ内に指向
する電子ビームを発生させるための電子銃、前記るつぼ
に対向して設けられた回転ドラム、前記回転ドラムの面
に沿ってプラスチック基体を送るための供給及び巻取り
手段、前記回転ドラムの面に沿って設けられ一部が前記
るつぼに対向した開口を有するマスク、前記マスクを開
閉するためのシャッタ部材、及び前記開口から前記ドラ
ムに向けて指向するガスを放出するように配置されたガ
ス供給ノズルよりなり、特徴として、供給ノズルは、対
向した壁面によって形成される所定の高さ、幅及び奥行
きの出口スリットを有し、前記スリットにはその方向
に所定の間隔で前記対向した壁面の間の高さ方向に差し
渡された補強リブを有する。別の態様によれば、供給ノ
ズルは、前記シャッタ部材の前記開口側の縁部に取りつ
けられていることを特徴とする。更に別の態様によれ
ば、供給ノズルは、対向した壁面によって形成される
定の高さ、幅及び奥行きの出口スリットを有し、該出口
スリットの奥行きはスリットの高さの3倍以上であり、
前記出口スリットの上流側には更に均圧タンクを設けた
ことを特徴とする。
【0011】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳しく
説明する。図1は本発明の蒸着装置1を示す。ただし図
示の部分は図示しない真空チャンバーに収容されてお
り、所定の排気装置を有するものとする。3は矢印の方
向(またはその逆方向)に回転する回転ドラムで、蒸着
基体を構成するポリエステル等の基体フィルム5がその
周りにかけ通され、繰り出しロール9ら回転ドラム
3の周面を通って巻き取りロール7に巻き取られる。回
転ドラム3に近接して一部が開口したマスク11が設け
てあり、蒸着金属が所定の角度以外ではフィルム5に蒸
着しないようにしている。マスク11の外面(または内
面)に沿ってシャッタ13が設けてあり、蒸着の初期及
び終期に矢印の方向にスライドしてマスク11の開口を
遮蔽することにより不要な蒸着を防止する。マスク11
の開口の寸法は、回転ドラム3の軸線方向にはフィルム
5上に所定の蒸着幅が得られるように、回転ドラムの周
方向にはフィルム上に所定の蒸着角度θが得られるよう
に選択する。酸素等のガスを導入するためにガス供給ノ
ズル25をシャッタ13とマスク11の間に配置する。
【0012】マスク11の開口に対向して高純度マグネ
シア(MgO)製等のるつぼ15が配置され、その内部
に蒸着すべき原料金属17が装入されている。るつぼ1
5は必要な蒸着幅を得るのに十分なだけ回転ドラム3の
軸線方向に細長く伸びている。るつぼ15は所定の蒸着
角度θ(マスクの開口内の位置により若干変動する)が
得られるように配置される。るつぼ15に装入した原料
金属17は電子銃19から放出される電子ビーム21に
より加熱される。本発明では電子銃19の電子ビーム2
1の放出方向はるつぼ15とマスク11の開口を結ぶ線
に対してほぼ90度をなす方向に電子ビーム21を放出
する。この電子ビームは図示しない適当なコンデンサレ
ンズ、収束レンズ、及び偏向コイルによる磁界23の作
用により約90度曲げられると同時に小スポット状に収
束されて原料金属17に衝突する。実験によると、図1
の鎖線位置に配置された従来の直進型電子銃19’に比
較して、大幅な電力増大が達成できることが分かった。
【0013】最小入射角度θminは用途により最適角
度は異なるが、特に磁気記録媒体としてCo、またはC
o−Ni合金をポリエチレンテレフタレート等のポリエ
ステルの基体フィルムに斜め蒸着して、磁化容易方向を
基体に対して斜めにしたい場合には、最小入射角θmi
nを10゜〜60゜、好ましくは20゜〜50゜とす
る。Co合金としては特公平3−41897号等に記載
されたものがある。
【0014】図1の装置の具体的な動作例を挙げると次
の通りである。平均の最小入射角θminを30度、る
つぼの液面と回転ドラム3の蒸着面の平均距離を約30
0mm、マスクの開口幅を500mmとし、真空チャン
バーを1×10−5Torrに排気し、厚さ7μmのポ
リエチレンテレフタレートフィルム(PET)を100
〜250m/minで走行させ、Co−Ni合金(8
0:20)のペレットをるつぼ15に間欠供給しなが
ら、電子銃19の駆動電力40kV×(3〜5A)=1
20〜200kWで溶解し、蒸着を行う。電子銃電力を
一定に保ちながらフィルム搬送速度を調整して蒸着膜厚
を約1800Åとする。また蒸着時にガス供給ノズル2
から導入する酸素主成分のガス量も適宜調整して同等
の磁気特性が得られるように成膜する。次にガス供給ノ
ズル25の具体的な実施例を次に説明する。
【0015】図2は本発明のガス供給ノズルの斜視図で
あり、供給パイプ27から均圧タンク29にガスが導入
される。均圧タンク29は導入されたガスを拡散し全体
を一定の圧力に調整し、次いで内面寸法が高さh、幅w
及び奥行き(長さ)tのスリット部31に送る。これら
の寸法はあらかじめ使用目的に応じて設計されており、
流量の調整は供給圧力により行う。高さhは一定であ
り、wは少なくとも蒸着幅であり、tはガス流を均一の
ままできるだけ遠方に指向させるために設計に支障のな
い限りできるだけ長くする。好ましくはスリット高さの
5倍にすると所望の効果が得られる。スリット部31に
は少なくとも出口側に好ましくは流線型の前端及び後端
を有する補強リブ35が、スリットの幅方向に一定間隔
で、かつスリットの対向する平行な壁の間を差し渡すよ
うに設けてある。この補強リブは熱歪みによるスリット
高さhの変動の抑制を行うためのものである。またtが
特に考慮されていない従来のノズルに対して、tがスリ
ット高さの3倍以上であると、ノズルとドラムの間隔が
従来の5cmであるのに対して、本発明の場合10cm
間隔をあけても同等の拡散状態となる。
【0016】図4はシャッタ13の面に固定されたノズ
ルを示す。ノズル25はマスクの開口側縁37よりは後
方に位置付けて蒸発金属の影響を回避する。ノズルはシ
ャッタと一緒に移動できるので入射角度の変更に対応で
きる。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、供給ガ
スの流量分布が一様で、遠くに指向でき、あるいは金属
蒸気の入射角度の変更に容易に対応できるガス供給ノズ
ルが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸着装置の実施例を示す図である。
【図2】本発明のガス供給ノズルの斜視図である。
【図3】本発明のガス供給ノズルの部分断面平面図であ
る。
【図4】本発明のガス供給ノズルとシャッタの関係を示
す図である。
【符号の説明】
1 蒸着装置 3 回転ドラム 5 基体フィルム 7 巻き取りロール 9 繰り出しロール 11 マスク 13 シャッタ 15 るつぼ 17 原料金属 19 電子銃 21 電子ビーム 23 偏向磁界 25 ガス供給ノズル 27 供給パイプ 29 均圧タンク 31 スリット部 33 出口 35 補強リブ
フロントページの続き (72)発明者 大塚 俊幸 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 宮崎 真司 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティ ーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−213118(JP,A) 特開 昭63−24057(JP,A) 特開 昭61−214136(JP,A) 特開 昭62−287426(JP,A) 実開 平4−63114(JP,U) 特公 昭60−37531(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸発すべき金属を収容するるつぼ、前記
    るつぼ内に指向する電子ビームを発生させるための電子
    銃、前記るつぼに対向して設けられた回転ドラム、前記
    回転ドラムの面に沿ってプラスチック基体を送るための
    供給及び巻取り手段、前記回転ドラムの面に沿って設け
    られ一部が前記るつぼに対向した開口を有するマスク、
    前記マスクを開閉するためのシャッタ部材、及び前記開
    口から前記ドラムに向けて指向するガスを放出するよう
    に配置されたガス供給ノズルよりなる真空蒸着装置にお
    いて、前記供給ノズルは、対向した壁面によって形成さ
    れる所定の高さ、幅及び奥行きの出口スリットを有し、
    前記出口スリットは、前記出口スリットの幅方向に所定
    の間隔で前記対向した壁面の間で高さ方向に差し渡さ
    奥行き方向に延びる補強リブを有することを特徴とす
    る真空蒸着装置。
  2. 【請求項2】 蒸発すべき金属を収容するるつぼ、前記
    るつぼ内に指向する電子ビームを発生させるための電子
    銃、前記るつぼに対向して設けられた回転ドラム、前記
    回転ドラムの面に沿ってプラスチック基体を送るための
    供給及び巻取り手段、前記回転ドラムの面に沿って設け
    られ一部が前記るつぼに対向した開口を有するマスク、
    前記マスクを開閉するためのシャッタ部材、及び前記開
    口から前記ドラムに向けて指向するガスを放出するよう
    に配置されたガス供給ノズルよりなる真空蒸着装置にお
    いて、前記供給ノズルは、前記シャッタ部材の前記開口
    側の縁部に取りつけられていることを特徴とする真空蒸
    着装置。
  3. 【請求項3】 蒸発すべき金属を収容するるつぼ、前記
    るつぼ内に指向する電子ビームを発生させるための電子
    銃、前記るつぼに対向して設けられた回転ドラム、前記
    回転ドラムの面に沿ってプラスチック基体を送るための
    供給及び巻取り手段、前記回転ドラムの面に沿って設け
    られ一部が前記るつぼに対向した開口を有するマスク、
    前記マスクを開閉するためのシャッタ部材、及び前記開
    口から前記ドラムに向けて指向するガスを放出するよう
    に配置されたガス供給ノズルよりなる真空蒸着装置にお
    いて、前記供給ノズルは、対向した壁面によって形成さ
    れる所定の高さ、幅及び奥行きの出口スリットを有し、
    該出口スリットの奥行きは前記出口スリットの高さの3
    倍以上であり、前記出口スリットの上流側には更に均圧
    タンクを設けたことを特徴とする真空蒸着装置。
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KR100490537B1 (ko) * 2002-07-23 2005-05-17 삼성에스디아이 주식회사 가열용기와 이를 이용한 증착장치
KR101222310B1 (ko) * 2011-02-18 2013-01-15 삼성에스디아이 주식회사 연속 증착 장치

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