JP6681524B1

JP6681524B1 - 真空蒸着装置

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Publication number: JP6681524B1
Application number: JP2020506372A
Authority: JP
Inventors: 修司齋藤; 礼寛横山
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2039-10-28
Also published as: US11345992B2; CN112368413B; US20210140034A1; CN112368413A; JPWO2020183777A1

Abstract

キャンローラに巻き掛けられたシート状の基材の部分に対して蒸着する際に、蒸着ユニットが設けられる蒸着室と、これに隣接するメインチャンバ内の隣接室とを確実に雰囲気分離することができるようにした真空蒸着装置を提供する。基材走行手段とキャンローラ２とを有するメインチャンバ１と、キャンローラに巻き掛けられたシート状の基材Ｓｗの部分に対して蒸着する蒸着ユニットＶｕとを備える。メインチャンバ内に、蒸着ユニットが格納される蒸着室を区画する第１隔壁７５と、第１隔壁に連設されて蒸着ユニットの周方向両側に位置するキャンローラの外筒部分を上記曲率で湾曲する第１間隙Ｇｐ１を介して覆う第２隔壁７ａ，７ｂとを更に備え、第１間隙を境界として蒸着室Ｖｓとこの蒸着室に隣接するメインチャンバ内の隣接室Ａｓとが互いに連通し、第２隔壁で蒸着室と隣接室との間のコンダクタンスが確定されるように構成した。

Description

本発明は、シート状の基材を走行させる基材走行手段とこの基材走行手段により走行されるシート状の基材が巻き掛けられるキャンローラとを有する真空雰囲気の形成が可能なメインチャンバと、キャンローラに巻き掛けられたシート状の基材の部分に対して蒸着する蒸着ユニットとを備える真空蒸着装置に関する。

この種の真空蒸着装置は例えば特許文献１で知られている。このものでは、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバ（メインチャンバ）内で、シート状の基材を基材走行手段の繰出ローラから連続的に繰り出し、この繰り出した基材を冷却用のキャンローラに巻き掛けながら、このキャンローラに対してその径方向に所定間隔を置いて設けた蒸着ユニットから蒸着物質を蒸着し、蒸着済みのシート状の基材を基材走行手段の巻取りローラで巻き取るようにしている。この場合、真空チャンバは、キャンローラの周囲に配置される仕切り板で２室に区画され、一方の室（蒸着室）に基材走行手段が、他方の室（隣接室）に蒸着ユニットが夫々配置されている。蒸着ユニットとしては、真空チャンバ内に固定配置されて蒸着物質を収容する坩堝と、坩堝内に収容した蒸着物質を加熱する抵抗加熱式、誘導加熱式、電子ビーム式などの加熱手段とを備えるものが利用され、加熱により坩堝内に収容した蒸着物質を昇華または気化させ、この昇華または気化した蒸着粒子をキャンローラに巻き掛けられたシート状の基材の部分に付着、堆積させて蒸着（成膜）される。

また、例えば所定速度で移動（走行）する、比較的幅広のシート状の基材や基板などの被蒸着物に蒸着する蒸着ユニットとして所謂ラインソースが一般に知られている（例えば特許文献２参照）。このものは、蒸着物質を収容する収容箱と、この収容箱内の蒸着物質を加熱する加熱手段とを備え、収容箱（上面）の蓋体には、筒状の放出開口が基材の幅方向に間隔を存して列設されている。このような蒸着ユニットでは、収容箱の加熱により昇華または気化した蒸着粒子が各放出開口から放出されるとき、所定の余弦則に従ってその放出開口からドーム状に拡がりながら被蒸着物に向けて飛散するが、各放出開口の開口径が小さいため、成膜レートを高めるには限界がある。そこで、収容箱の蓋体に、（各放出開口の開口径の総和より非常に大きい）大面積の放出開口を開設し、この放出開口から昇華または気化した蒸着粒子を放出させることで、成膜レートを高めることが考えられる。

然しながら、このような大面積の放出開口を持つ蒸着ユニットを上記従来例の真空蒸着装置に単純に適用すると、蒸発ユニットの放出開口から放出された粒子が蒸着室内で拡がり飛散するため、蒸着室を汚染するばかりか、キャンローラの周囲に巻き掛けられた基材への蒸着効率が低下してしまう。しかも、放出された粒子が、仕切り板と冷却用キャンローラとの間の隙間から漏出して隣接室まで回り込み、隣接室をも汚染してしまう。この場合、仕切り板とキャンローラとの間の隙間や、キャンローラと真空チャンバの内壁面との隙間にて蒸着室と隣接室の密閉度（即ち、蒸着室と隣接室を結ぶ抵抗成分であるコンダクタンス値）を担保することになるが、仕切り板とキャンローラとの間の隙間は、キャンローラの回転によりシート状の基材が通過する空間でもあるため、一定以上の隙間を確保する必要があり、このような構成では、蒸着室と隣接室の密閉度を高める（言い換えると、蒸着室から漏出した粒子の隣接室への回り込みを防止できるように蒸着室と隣接室とを雰囲気分離する）ことは難しい。

特開２０１０−１６３６９３号公報特開２０１４−７７１９３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、、キャンローラに巻き掛けられたシート状の基材の部分に対して蒸着する際に、蒸着室と隣接室とを確実に雰囲気分離することができるようにした真空蒸着装置を提供することをその課題とするものである。

上記課題を解決するために、シート状の基材を走行させる基材走行手段とこの基材走行手段により走行されるシート状の基材が巻き掛けられるキャンローラとを有する真空雰囲気の形成が可能なメインチャンバと、キャンローラに巻き掛けられたシート状の基材の部分に対して蒸着する蒸着ユニットとを備える本発明の真空蒸着装置は、メインチャンバ内に、蒸着ユニットが格納される蒸着室を区画する第１隔壁と、第１隔壁に連設されて蒸着ユニットの周方向両側に位置するキャンローラの外筒部分をキャンローラの外周面に一致する曲率で湾曲する第１間隙を介して覆う第２隔壁とを更に備え、第１間隙を境界として蒸着室とこの蒸着室に隣接するメインチャンバ内の隣接室とが互いに連通し、第２隔壁で蒸着室と隣接室との間のコンダクタンスが確定されるように構成し、前記第２隔壁の少なくとも一方が、前記蒸着ユニットに対向するキャンローラの部分を遮蔽する遮蔽位置と蒸着ユニットから周方向に離間した退避位置との間でキャンローラの回転軸を回転中心として回動自在に構成されることを特徴とする。

本発明によれば、キャンローラの外筒部分を覆う第２隔壁を設けて、この第２隔壁で蒸着室と隣接室との間のコンダクタンスが確定されるように構成したため、例えば、予め実験的に求めた隣接室の圧力と蒸着室の圧力との間の圧力差や、キャンローラの回転によるシート状の基材の通過にとって不回避的な第１間隙の大きさから、第１間隙におけるコンダクタンス値が所定値になるように第２隔壁の周方向の長さを適宜設定すれば、蒸着室と隣接室とを確実に雰囲気分離することができる。

また、本発明においては、前記蒸着ユニットが、蒸着物質を収容する収容箱と蒸着物質の加熱を可能とする加熱手段とを備え、前記キャンローラに対峙する収容箱の蓋体が、キャンローラの母線方向長さと同等以上の２本の横辺を持つと共に上記曲率で湾曲され、この蓋体に、加熱手段による加熱で昇華または気化した蒸着粒子を放出する放出開口が開設され、蓋体がキャンローラの外周面に上記曲率で湾曲した第２間隙を存して近接する蒸着位置と、蓋体がキャンローラの外周面から離間した離間位置との間で蒸着ユニットをキャンローラの径方向に進退させる移動手段を備え、前記第２隔壁の退避位置にて蒸着ユニットを蒸着位置に進入させると、蓋体の各横辺が第１隔壁に夫々当接または近接して、第２間隙で区画される蒸着空間が第１間隙を境界として隣接室に連通することが好ましい。

これによれば、基材走行手段によりシート状の基材を走行させながら、キャンローラに巻き掛けられたシート状の基材の部分に蒸着する場合、蒸着ユニットを収容箱の蓋体が第２間隙を存して近接する蒸着位置に移動し、加熱手段により蒸着物質を加熱すると、その蓋体に形成した放出開口から昇華または気化した蒸着粒子が放出される。このとき、第２間隙で区画される蒸着空間は、第１間隙を境界として隣接室に連通し、上述したように、第２隔壁で隣接空間とのコンダクタンスが確定されているため、蒸着空間が隣接室から確実に雰囲気分離される。即ち、放出開口から、蒸着空間を経て第１間隙を通して隣接室に至る経路の密閉度が高められる。その結果、極めて高い成膜レートを得るために放出開口の開口面積を比較的大きく設定していても、放出開口から放出される蒸着粒子は、広範囲に拡がる前に第２間隙としての蒸着空間を経てシート状の基材の部分に付着、堆積するようになる一方で、放出開口から第２間隙に放出された蒸着粒子のうち基材への蒸着に寄与しないものは、例えば収容箱に戻るようになる。その結果、メインチャンバ内の隣接室に回り込んで、シート状の基材以外の部分（部品）に着膜するといったことが可及的に抑制され、ひいては、蒸着物質の無駄を防止することが可能になる。なお、蒸着空間を含む蒸着室と隣接室とが確実に雰囲気分離されていれば、成膜前または成膜後のシート状の基材表面に対して、隣接室にて例えば所定のガスを利用して前処理や後処理を行うような場合には、当該ガスが蒸着室に流入するといったことも防止できる。

ところで、加熱手段によって蒸着物質を加熱するとき、その当初、収容箱内での蒸着物質の蒸着量が安定しない場合がある。このような状態でシート状の基材に蒸着すると、例えば膜厚が不均一になる等の不具合が生じる。本発明では、前記第２隔壁の少なくとも一方が前記蓋体の放出開口が臨むキャンローラの部分を遮蔽する遮蔽位置と、蒸着ユニットから周方向に離間した退避位置との間で回動自在に構成されているため、シート状の基材への蒸着開始に先立って、蒸着ユニットを離間位置に移動し、加熱手段により収容箱内の蒸着物質を加熱することができる。このとき、収容箱内で蒸着物質が昇華または気化し、加熱手段の加熱量に応じて次第にその蒸着量が安定するが、それまでの間、収容箱内で昇華または気化した蒸着粒子の一部は蓋体の放出開口からシート状の基材に向けて放出されてしまうので、収容箱内での蒸着物質の蒸着量が安定するまでの間、第２隔壁を遮蔽位置に移動させておけば、第２隔壁がシート状の基材の部分への蒸着を防止するシャッターとしての役割も果たす。このようにメインチャンバ（隣接室）と蒸着空間とを雰囲気分離する第２隔壁をシャッターとして兼用することで、部品点数を減らせるだけでなく、メインチャンバに別途シャッターを設けるものと比較してメインチャンバの容積も小さくでき、有利である。なお、第２隔壁をシャッターとして用いる場合、蒸着粒子が付着すると、その凝固潜熱で第２隔壁が加熱され、この加熱されたシャッターからの輻射熱でキャンローラやこれに巻き掛けられたシート状の基材が加熱されて損傷する虞がある。このため、例えば、第２隔壁に冷媒を循環させる冷媒循環路を形成し、第２隔壁を遮蔽位置に移動させた後、当該第２隔壁を冷却できるように構成することが好ましい。

更に、本発明においては、前記第２隔壁の周方向両端に、キャンローラの母線方向長さと同等以上の長さを持つ隔壁板が夫々取り付けられ、第２隔壁を遮蔽位置または退避位置に移動すると、いずれか一方の隔壁板とこの隔壁板と同等の長さを持つメインチャンバに固定の固定隔壁とが当接または近接して第１隔壁を構成するようにしておけば、更に部品点数を減らすことができる。

本発明の実施形態の真空蒸着装置を蒸着ユニットの退避位置で模式的に示す断面図。本発明の実施形態の真空蒸着装置を蒸着ユニットの蒸着位置で模式的に示す断面図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分断面図。加熱手段を一体に組み付けた蒸着ユニットの収容箱を示す斜視図。図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図。第２隔壁を移動させる機構をその遮蔽位置で示す部分分解斜視図。第２隔壁を移動させる機構をその退避位置で示す部分分解斜視図。

以下、図面を参照して、キャンローラの周囲に２個の蒸着ユニットを設けてシート状の基材Ｓｗに蒸着（成膜）する場合を例に本発明の真空蒸着装置の実施形態を説明する。以下においては、キャンローラの軸線方向が水平方向に一致する姿勢で当該キャンローラがメインチャンバ内に収容されているものとし、軸線方向をＸ軸方向、同一の水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する鉛直方向をＺ軸方向とし、また、「上」「下」といった方向は図１を基準とする。

図１〜図３を参照して、本実施形態の真空蒸着装置ＣＭは、メインチャンバ１を備える。メインチャンバ１には、図示省略のターボ分子ポンプ、ロータリーポンプ等で構成される真空ポンプが接続されて、真空雰囲気の形成（例えば、１０^−５Ｐａ）が可能になっている。メインチャンバ１の下面中央には、図１に示す断面視にて半正六角形の輪郭を持つ、下方に突出する突出部１１が形成されている。Ｘ軸方向にのびる突出部１１の各平坦面１２には、後述のキャンローラ２を臨む取付開口１３が形成され、取付開口１３を介して後述の蒸着ユニットＶｕが着脱自在に装着できるようになっている。

メインチャンバ１内の上部空間には、図外の繰出ローラから移送されるシート状の基材Ｓｗをキャンローラ２へと案内し、キャンローラ２を周回したシート状の基材Ｓｗを図外の巻取ローラへと移送するために、本実施形態の基材走行手段の構成要素としての複数個のガイドローラＧｒが配置されている。なお、特に図示して説明しないが、メインチャンバ１には、上流側チャンバと下流側チャンバとが連設され、上流側チャンバにはシート状の基材Ｓｗが巻回され、一定の速度でこのシート状の基材Ｓｗを繰り出す基材走行手段の繰出ローラが設けられ、下流側チャンバにはメインチャンバ１にてキャンローラ２の周囲を周回することで成膜された成膜済みのシート状の基材Ｓｗを巻き取る基材走行手段の巻取ローラが設けられている。シート状の基材Ｓｗを繰り出して巻き取るまでの機構としては、公知のものが利用できるため、これ以上の詳細な説明を省略する。

キャンローラ２は回転軸２１を備え、回転軸２１がメインチャンバ１内でＸ軸方向（軸線方向）に間隔を置いて配置される２個の軸受装置Ｂｍで軸支され、メインチャンバ１外に配置されるモータＭ１により所定の回転速度で回転駆動されるようになっている。軸受装置Ｂｍは、特に詳細に図示していないが、枠体に径方向内側の内軸受と径方向外側の外軸受とを一体に組み付けたものであり、内軸受が回転軸２１を軸支すると共に、外軸受が後述の第２隔壁の回動アームを回動自在に支持するようになっている。なお、キャンローラ２には、公知の方法でシート状の基材Ｓｗを加熱または冷却する機構を内蔵するようにしてもよい。

各蒸着ユニットＶｕは、同一の構造を有し、取付開口１３を囲うようにしてメインチャンバ１の平坦面１２にその外側から夫々装着される格納チャンバ３０を備える。本実施形態では、鉛直方向に位置する一方の平坦面１２（図１中、中央）と、水平面に対して傾斜した他方の平坦面１２（図１中、左側）とに２個の蒸着ユニットＶｕが夫々装着されたものを例に説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、全ての平坦面１２に蒸着ユニットＶｕを装着し、または、鉛直方向に位置する平坦面１２にのみ蒸着ユニットＶｕを装着することもできる。この場合、蒸着ユニットＶｕが装着されない取付開口１３には、これを塞ぐ蓋体（図１及び図２では、これを省略している）が装着される。鉛直方向に位置する平坦面１２に装着されるものを例に説明すると、格納チャンバ３０には、蒸着物質Ｖｍが収納される収容箱３と収容箱３に一体に組み付けられて蒸着物質Ｖｍを加熱する加熱手段４とが設けられる。蒸着物質Ｖｍとしては、シート状の基材Ｓｗに形成しようとする薄膜に応じて金属材料や有機材料が用いられる。

図４及び図５も参照して、収容箱３は、例えばステンレス製であり、上面（キャンローラ２との対峙面）を開口した外容器３１と、上面を除く外容器３１の内壁面を覆うように、板状部材３２ａ，３２ｂを格子状に組み付けてなる外容器３１に固定の支持枠３２と、支持枠３２の内側に配置されて蒸着物質Ｖｍが収納される内容器３３と、外容器３１と内容器３３との上面の開口を覆う蓋体３４とから構成されている。外容器３１と内容器３３とは、図１に示す断面視にて互いに相似な有底直方体状の輪郭を有し、外容器３１と内容器３３のＸ軸方向長さは、キャンローラ２の母線（Ｘ軸方向）長さと同等以上に設定されている（図３参照）。外容器３１と内容器３３とのＹ軸方向長さ（幅）は、シート状の基材Ｓｗの横幅（具体的には、基材Ｓｗに対するＸ軸方向の蒸着範囲）や蒸着レート等を考慮して適宜設定される。

また、支持枠３２の所定位置には、その内方に向けて突出する複数本の支持ピンとしてのボルト３５が立設され、外容器３１の内側に内容器３３を挿入すると、各ボルト３５の頭部のみで内容器３３が支持されるようにしている。キャンローラ２の外周面に対峙する蓋体３４は、夫々が互いに平行な２本の横辺３４ａと縦辺３４ｂからなる板材をキャンローラ２の外周面に一致する曲率で湾曲させて構成され、その中央には、内容器３３の上面の開口に合致する単一の放出開口３４ｃが開設されている。放出開口３４ｃの内縁部が内容器３３の上端に固定され、内容器３３と蓋体３４とが一体化されている。そして、図４に仮想線で示す蓋体３４が一体の内容器３３を外容器３１にその上面開口側から挿入すると、この外容器３１の上面の開口が蓋体３４で閉塞される。

加熱手段４は、複数本のシースヒータ４１で構成されている。各シースヒータ４１は、支持枠３２に固定され、図外の電源装置から通電できるようになっている。ここで、キャンローラ２に内蔵した冷却機構によってシート状の基材Ｓｗを冷却しながら、蒸着するような場合、放射冷却により蓋体３４が冷却されることで、内容器３３に上下方向の温度勾配が生じる虞がある。このため、各シースヒータ４１に通電する経路を内容器３３の上下方向で複数のブロックに分け、ブロック毎に通電電流を変えるように構成してもよい。そして、真空雰囲気中で蒸着物質Ｖｍが収納された内容器３３を外容器３１に挿入した状態で加熱手段４の各シースヒータ４１で加熱すると、蒸着物質Ｖｍが内容器３３内で昇華または気化し、この昇華または気化した蒸着粒子が放出開口３４ｃから放出される。

以上のように、各ボルト３５の頭部で内容器３３を支持する構造を採用すれば、伝熱による熱損失が小さくなって効率よく内容器３３を加熱することができる。この場合、外容器３１の内面を例えば電解研磨による鏡面仕上げをしておけば、各シースヒータ４１で内容器３３を加熱するときに、外容器３１の内面が熱を反射するリフレクターとしての役割を果たし、輻射熱が加わってより一層効率よく内容器３３を加熱することができる。収容箱３の内容器３３に対する蒸着物質Ｖｍの充填率は、例えば、蒸着物質Ｖｍの種類や、収容箱３に充填された蒸着物質Ｖｍの全てを昇華または気化させるまでの間における内容器３３の内圧の変動に伴う蒸着レートの変化量を考慮して、２０〜４０％の範囲で適宜設定される。

格納チャンバ３０の外壁面には、移動手段としてのエアシリンダ５が設けられ、その外壁面を貫通してその内部にのびるエアシリンダ５の駆動軸５１が収容箱３に連結されている。エアシリンダ５によって、蒸着ユニットＶｕの収容箱３は、図１に示す、蓋体３４がキャンローラ２の外周面から離間した離間位置と、図２に示す、蓋体３４がキャンローラ２の外周面に上記曲率で湾曲した間隙（以下、これを「第２間隙Ｇｐ２」とする）を存して近接する蒸着位置との間で移動自在となり、第２間隙Ｇｐ２が、蓋体３４とこれに対峙するキャンローラ２の部分とで区画される蒸着空間となる。メインチャンバ１内には、キャンローラ２の周囲に位置させて、メインチャンバ１の内側壁に固定されたＸ軸方向にのびる固定隔壁６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが夫々設けられ、固定隔壁６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによって、格納チャンバ３０に通じる、蒸着ユニットＶｕが格納される蒸着室Ｖｓがメインチャンバ１内に夫々区画される。この場合、特に図示して説明しないが、メインチャンバ１と別に蒸着室Ｖｓ内を真空排気できるように構成することが望ましい。メインチャンバ１内には更に、キャンローラ２の外筒部分を上記曲率で湾曲する間隙（以下、これを「第１間隙Ｇｐ１」とする）を介して覆う第２隔壁７ａ，７ｂが夫々設けられ（図２参照）、第１間隙Ｇｐ１を境界として蒸着室Ｖｓとこの蒸着室Ｖｓに隣接するメインチャンバ１内の隣接室Ａｓ（例えば、シート状の基材Ｓｗの搬送空間）とが互いに連通し、第２隔壁７ａ，７ｂで蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとの間のコンダクタンス値が確定されるように構成している。

図６及び図７も参照して、第２隔壁７ａ，７ｂは、例えばステンレス製の板材を上記曲率で湾曲させて構成され、Ｘ軸方向に間隔を置いて配置される各軸受装置Ｂｍの外軸受（図示せず）で回動自在に夫々支持される各回動アーム７１，７２の先端間に夫々架設されている。各軸受装置Ｂｍの外周面には、歯７３ａ，７３ｂが所定ピッチで夫々形成され、各歯７３ａ，７３ｂには、図外のモータで駆動されるラック７４ａ，７４ｂが噛み合っている。モータによりラック７４ａ，７４ｂをＹ軸方向に移動させると、第２隔壁７ａ，７ｂが、キャンローラ２の外周面に沿って相反する方向に回動する。この場合、各回動アーム７１，７２の互いに向かい合う面にはザグリ加工が施され、第１間隙部Ｓ１を存してザグリ加工面７１ａ，７１ｂを重ねることで、両第２隔壁７ａ，７ｂがキャンローラ２の周囲で第１間隙Ｇｐ１を保持したまま夫々移動できるようにしている。これにより、第２隔壁７ａ，７ｂが、蓋体３４の放出開口３４ｃが臨むキャンローラ２の部分を遮蔽する遮蔽位置と蒸着ユニットＶｕから周方向に離間した退避位置との間でキャンローラ２の回転軸２１を回転中心として回動自在となる。この場合、第２隔壁７ａ，７ｂの遮蔽位置及び退避位置を含む第２隔壁７ａ，７ｂの回動経路にて、各第２隔壁７ａ，７ｂのＸ軸方向（軸線方向）の端面とこれに対峙するメインチャンバ１の内壁面との間に第２間隙部Ｓ２が形成されると共に、各第２隔壁７ａ，７ｂの外周面とメインチャンバ１の内壁面との間に第３間隙部Ｓ３が形成されるようにメインチャンバ１の内壁面が形成されている。

図１に示す、蒸着ユニットＶｕが離間位置、第２隔壁７ａ，７ｂが遮蔽位置に夫々あるとき、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとは、第１間隙部Ｓ１〜第３間隙部Ｓ３のみを通じて連通するが（図７参照）、装置の構成上不回避的な第２間隙部Ｓ２及び第３間隙部Ｓ３の大きさや、予め実験的に求められる隣接室Ａｓの圧力と蒸着室Ｖｓの圧力との間の圧力差から、第１間隙部Ｓ１におけるコンダクタンス値が所定値になるように、例えばザグリ加工面７１ａ，７１ｂの面積を適宜設定すれば、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとを確実に雰囲気分離できる。一方、図１に示す状態から、第２隔壁７ａ，７ｂを退避位置に移動させた状態では、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとが、第１間隙部Ｓ１〜第３間隙部Ｓ３に加えて第２間隙Ｇｐ２を通じて互いに連通するが、上記同様、隣接室Ａｓの圧力と蒸着室Ｖｓの圧力との間の圧力差や、キャンローラ２の回転によるシート状の基材Ｓｗの通過にとって不回避的な第１間隙Ｇｐ１の大きさから、この第１間隙Ｇｐ１におけるコンダクタンス値が所定値になるように、第２隔壁７ａ，７ｂの周方向の長さを適宜設定すれば、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとを確実に雰囲気分離できる。そして、図２に示す、蒸着ユニットＶｕが蒸着位置、第２隔壁７ａ，７ｂが退避位置に夫々移動させても、蒸着空間としての第２間隙Ｇｐ２は、隣接室Ａｓと互いに雰囲気分離された状態を維持する。なお、特に図示して説明しないが、第２隔壁７ａ，７ｂ内に、冷媒を循環させる冷媒循環路を形成し、第２隔壁７ａ，７ｂを遮蔽位置に移動させた後、軸受装置Ｂｍを介して冷媒循環路に冷媒を循環させて第２隔壁７ａ，７ｂを所定温度に冷却できるように構成することができる。

また、第２隔壁７ａ，７ｂの周方向の端面には、キャンローラ２の母線方向長さと同等以上の長さを持つ隔壁板７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄが夫々取り付けられている。図１に示す第２隔壁７ａ，７ｂの遮蔽位置では、各隔壁板７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄが固定隔壁６ａ，６ｂ，６ｃの径方向内端面に夫々当接する一方で、第２隔壁７ａ，７ｂを互いに相反する方向に回動させた、図２に示す第２隔壁７ａ，７ｂの退避位置では、一方の第２隔壁７ａの隔壁板７５ｂが固定隔壁６ａに、他方の第２隔壁７ｂの隔壁板７５ｃが固定隔壁６ｃに夫々当接する。そして、第２隔壁７ａ，７ｂの退避位置にて蒸着ユニットＶｕの収容箱３を蒸着位置に進入させると、蓋体３４の各横辺３４ａ，３４ａが、各第２隔壁７ａ，７ｂの各隔壁板７５ａ，７５ｄに夫々当接し、キャンローラ２の周囲において第１間隙Ｇｐ１と第２間隙Ｇｐ２とが互いに連通するようになっている（図２参照）。この場合、各隔壁板７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄと固定隔壁６ａ，６ｂ，６ｃとで本実施形態の第１隔壁が構成される。

上記真空蒸着装置ＣＭにて、基材走行手段によりシート状の基材Ｓｗを走行させながら、キャンローラ２に巻き掛けられたシート状の基材Ｓｗの部分に蒸着する場合、先ず、蒸着ユニットＶｕの収容箱３を離間位置に、各第２隔壁７ａ，７ｂを遮蔽位置に夫々移動させる。この状態で加熱手段４により蒸着物質Ｖｍを加熱する。すると、収容箱３内で蒸着物質Ｖｍが昇華または気化し、加熱手段４の加熱量に応じて次第にその蒸着量が安定するが、それまでの間、収容箱３内で昇華または気化した蒸着粒子の一部が蓋体３４の放出開口３４ｃからシート状の基材Ｓｗに向けて放出され、第２隔壁７ａ，７ｂに夫々付着する。次に、収容箱３内での蒸着物質Ｖｍの蒸着量が安定すると、各第２隔壁７ａ，７ｂを退避位置に夫々移動させ、その後、蒸着ユニットＶｕの収容箱３を蒸着位置に移動する。これにより、蒸着空間がメインチャンバ１内に形成され、基材走行手段によりシート状の基材Ｓｗを走行させると、キャンローラ２に巻き掛けられたシート状の基材Ｓｗの部分に、放出開口３４ｃから放出される蒸着粒子が付着、堆積して連続的に蒸着される。

本実施形態によれば、常時、蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとを確実に雰囲気分離することができる。そして、図２に示す、蒸着ユニットＶｕが蒸着位置、第２隔壁７ａ，７ｂが退避位置にあるときには、放出開口３４ｃから、蒸着空間としての第２間隙Ｇｐ２を経て第１間隙Ｇｐ１を通して隣接室Ａｓに至る経路の密閉度が高められる。その結果、極めて高い成膜レートを得るために放出開口３４ｃの開口面積を比較的大きく設定していても、放出開口３４ｃから放出される蒸着粒子は、広範囲に拡がる前に第２間隙Ｇｐ２を経てシート状の基材Ｓｗの部分に付着、堆積するようになる一方で、放出開口３４ｃから第２間隙Ｇｐ２に放出された蒸着粒子のうち基材Ｓｗへの蒸着に寄与しないものは、内容器３３に戻るようになる。これにより、隣接室Ａｓを含むメインチャンバ１内に回り込んで、シート状の基材Ｓｗ以外の部分（部品）に着膜するといったことが可及的に抑制され、ひいては、蒸着物質Ｖｍの無駄を防止することが可能になる。なお、蒸着空間を含む蒸着室Ｖｓと隣接室Ａｓとが雰囲気分離されるため、成膜前または成膜後のシート状の基材Ｓｗ表面に対して、隣接室Ａｓにて例えば所定のガスを利用して前処理や後処理を行うような場合には、当該ガスが蒸着室Ｖｓに流入するといったことも防止できる。また、第２隔壁７ａ，７ｂがシート状の基材Ｓｗの部分への蒸着を防止するシャッターとしての役割も果たす。このようにメインチャンバ１内の隣接室Ａｓと蒸着室Ｖｓとを雰囲気分離する第２隔壁７ａ，７ｂをシャッターとして兼用することで、部品点数を減らせるだけでなく、メインチャンバ１に別途シャッターを設けるものと比較してメインチャンバ１の容積も小さくでき、有利である。更に、各隔壁板７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄと固定隔壁６ａ，６ｂ，６ｃとで第１隔壁を構成するようにしたため、更に部品点数を減らせることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。上記実施形態では、蒸着ユニットＶｕが収容箱３を内包する格納チャンバ３０を備え、メインチャンバ１に着脱自在に装着されるものを例に説明したが、これに限定されものではなく、格納チャンバを省略して収容箱３をメインチャンバ１内に直接設けるようにしてもよい。また、上記実施形態では、２個の第２隔壁７ａ，７ｂが、キャンローラ２の外周面に沿って回動自在なものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、メインチャンバ１に単一の蒸着ユニットＶｕの収容箱３を設けるような場合、収容箱３の周方向の一方に位置する第２隔壁を固定配置することもできる。

更に、上記実施形態では、蒸着ユニットＶｕの収容箱３をキャンローラ２の外周面に対して進退させる移動手段として、格納チャンバ３０の外壁面に設けたエアシリンダ５を例に説明したが、これに限定されるものではなく、モータなどの他の駆動源を用いることができ、また、蒸着ユニットＶｕの収容箱３を進退させるとき、その移動をガイドする公知のガイド機構を格納チャンバ３０内に設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、第２隔壁７ａ，７ｂ及び収容箱３を移動させたとき、各隔壁板７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄが固定隔壁６ａ，６ｂ，６ｃの径方向内端面に夫々当接し、蓋体３４の各横辺３４ａ，３４ａが各隔壁板７５ａ，７５ｄに夫々当接するものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、放出開口３４ｃから第２間隙Ｇｐ２に放出された蒸着粒子がメインチャンバ１に漏れ出ない範囲の間隙をもって近接するように構成することもできる。この場合、第２隔壁の回動範囲を適宜制限するストッパを設けておくことが望ましい。

ＣＭ…真空蒸着装置、Ｇｒ…ガイドローラ（基材走行手段）、Ｓｗ…シート状の基材、Ｖｕ…蒸着ユニット、１…メインチャンバ、２…キャンローラ、３…収容箱、３４…収容箱の蓋体、３４ａ…横辺、３４ｃ…放出開口、４…加熱手段、５…エアシリンダ（移動手段）、７ａ，７ｂ…第２隔壁、７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ…隔壁板（第１隔壁）、６ａ，６ｂ，６ｃ…固定隔壁（第１隔壁）、Ａｓ…隣接室、Ｇｐ１…第１間隙（蒸着空間）、Ｇｐ２…第２間隙、Ｓ１…第１間隙部、Ｓ２…第２間隙部、Ｓ３…第３間隙部。

Claims

シート状の基材を走行させる基材走行手段とこの基材走行手段により走行されるシート状の基材が巻き掛けられるキャンローラとを有する真空雰囲気の形成が可能なメインチャンバと、キャンローラに巻き掛けられたシート状の基材の部分に対して蒸着する蒸着ユニットとを備える真空蒸着装置において、
メインチャンバ内に、蒸着ユニットが格納される蒸着室を区画する第１隔壁と、第１隔壁に連設されて蒸着ユニットの周方向両側に位置するキャンローラの外筒部分をキャンローラの外周面に一致する曲率で湾曲する第１間隙を介して覆う第２隔壁とを更に備え、第１間隙を境界として蒸着室とこの蒸着室に隣接するメインチャンバ内の隣接室とが互いに連通し、第２隔壁で蒸着室と隣接室との間のコンダクタンスが確定されるように構成し、
前記第２隔壁の少なくとも一方が、前記蒸着ユニットに対向するキャンローラの部分を遮蔽する遮蔽位置と蒸着ユニットから周方向に離間した退避位置との間でキャンローラの回転軸を回転中心として回動自在に構成されることを特徴とする真空蒸着装置。
前記蒸着ユニットが、蒸着物質を収容する収容箱と蒸着物質の加熱を可能とする加熱手段とを備え、前記キャンローラに対峙する収容箱の蓋体が、キャンローラの母線方向長さと同等以上の２本の横辺を持つと共に上記曲率で湾曲され、この蓋体に、加熱手段による加熱で昇華または気化した蒸着粒子を放出する放出開口が開設され、
蓋体がキャンローラの外周面に上記曲率で湾曲した第２間隙を存して近接する蒸着位置と、蓋体がキャンローラの外周面から離間した離間位置との間で蒸着ユニットをキャンローラの径方向に進退させる移動手段を備え、
前記第２隔壁の退避位置にて蒸着ユニットを蒸着位置に進入させると、蓋体の各横辺が第１隔壁に夫々当接または近接して、第２間隙で区画される蒸着空間が第１間隙を境界として隣接室に連通することを特徴とする請求項１記載の真空蒸着装置。
前記第２隔壁の周方向の両端に、キャンローラの母線方向長さと同等以上の長さを持つ隔壁板が夫々取り付けられ、第２隔壁を遮蔽位置または退避位置に移動すると、いずれか一方の隔壁板とこの隔壁板と同等の長さを持つメインチャンバに固定の固定隔壁とが当接または近接して第１隔壁を構成するようにしたことを特徴とする請求項２記載の真空蒸着装置。