(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発源として使用されるボートの上面部に設けられたキャビティー部に、蒸着用金属を連続的に送り込んで蒸発させるようにした真空蒸着法において、上記ボートの上面部に設けられたキャビティー部の少くとも一つの側面の上部に、上方に広がるように傾斜させた、溶融金属が漏れ出すのを防止するテーパ部を設け、上記キャビティー部に蒸着用金属が蒸発量より過剰に供給された際には、蒸着用金属の蒸発量の増加に起因する膜厚の増加を検出し、蒸着用金属の送り速さを小さくすることを特徴とする真空蒸着法。
【請求項２】
蒸発源として使用されるボートを、直接通電される抵抗加熱型の蒸発源として構成したことを特徴と請求項１記載の真空蒸着法。
【請求項３】
蒸発源として使用されるボートを、傍熱型のヒータによって間接的に加熱されるルツボを用いて構成したことを特徴とする請求項１記載の真空蒸着法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アルミニウム、銅、銀、亜鉛等金属の連続式真空蒸着用蒸発源に使用されるボート（金属を融点以上の高温度に加熱して蒸発させるために用いられるセラミック等の容器）を用いた真空蒸着法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されている連続式真空蒸着装置の一例は、図３に示すように、蒸発源１に対向して、フィルムを冷却しながら送るようにクーリングローラ２が設けられており、巻出しローラ３から送られて来たフィルム４を、上記クーリングローラ２の周面上を該ローラ２と同一速度で進行させ、該フィルム４をローラ２と密着状態で冷却しながら蒸着物質をコーティングし、巻取りローラ５によって巻取るように構成されており、未コーティングのフィルムを巻いた巻出しローラ３とクーリングローラ２との間に、可変温度に冷却されたサブクーリングローラ６が、また巻取りローラ５とクーリングローラ２との間に、同じく可変温度に冷却されたサブクーリングローラ７がそれぞれ配設されており、これらの両ローラ６，７は、それぞれ周速度が可変に構成されている。従って、両ローラ６，７の周速度の違いを変化させることによって、コーティング時のフィルム４の張力及びクーリングローラ２とフィルム４との密着力を制御して、フィルム４のしわやコーティングムラ等を減少させるようになっている。（特公平２−５１９８２号公報参照）
【０００３】
上記したような従来の連続式真空蒸着装置に用いられるアルミニウム、銅、銀等金属の連続式真空蒸着用抵抗加熱蒸発源としては、図２に示すような形状の窒化ホウ素コンポジット（ＢＮ−ＴｉＢ2 −ＡｌＮ）ボートが使用される。このものは、同図（ａ）（ｂ）に示すように、直方体状に形成されたボート１１の上面部に、金属が溶融するキャビティー部（凹部）１２が設けられており、該キャビティー部１２は、側面１２ａが底面１２ｂに対して垂直に形成されている。
【０００４】
上記した窒化ホウ素コンポジットボート１１は、カーボン素材のボートに比べて溶融金属との反応性が小さいため、耐侵食性に優れ、真空蒸着用抵抗加熱蒸発源として使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の窒化ホウ素コンポジットボート１１では、そのキャビティー部１２の側面１２ａの形状が、図２に示すように、底面１２ｂに対して垂直に形成されているが、このようなボート１１を用い、例えば、アルミニウムの連続蒸着を行なう場合、アルミニウムの供給は、通常、リールに巻かれたアルミニウム線をアルミニウム蒸発量に応じた送り速さで、一定温度に保たれたキャビティー部１２内に導くようになっている。
【０００６】
ここで、送り速さが小さい場合、アルミニウムの溶融面積は不変のまま蒸発が続き、時間と共に湯面が下って遂には、溶融面積が小さくなり、それに従ってアルミニウムの蒸発量が少なくなる。これに対応して膜厚は薄くなる。これは光学式膜厚モニタにより明確に観測される。この時、送り速さを少し大きくすれば、溶融面積は大きくなって元の大きさに回復し、アルミニウムの蒸発量も元に戻って膜厚も当初の厚さに回復する。
【０００７】
しかし、アルミニウム線の送り速さが大きい場合、アルミニウムの溶融面積が不変のまま蒸発が続くが、時間の経過と共に湯面が上って遂には、キャビティー部１２から溢れ出る。そしてそのまま続行すれば、該キャビティー部１２から溢れ出たアルミニウムがボート１１の下部に堆積して、蒸着作業に支障をきたす。この状態を膜厚モニタで観測した場合、アルミニウムの溶湯面の上昇中は膜厚一定である。更にアルミニウム溶融量が多くなってキャビティー部から溢れ出るようになっても、溶湯面積に大きな変化がないため、膜厚モニタでの検出は極めて困難である。そのため、溶融アルミニウムはキャビティー部１２から溢れ続け、非常に危険な状態になるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するもので、金属の連続蒸着において蒸発材料の供給量を多くしても、キャビティー部から溶融金属が溢れ出ることがないような構造を備えた真空蒸着用蒸発源ボートを用いた真空蒸着法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、蒸発源として使用されるボートの上面部に設けられたキャビティー部に、蒸着用金属を連続的に送り込んで蒸発させるようにした真空蒸着法において、上記ボートの上面部に設けられたキャビティー部の少くとも一つの側面の上部に、上方に広がるように傾斜させた、溶融金属が漏れ出すのを防止するテーパ部を設け、上記キャビティー部に蒸着用金属が蒸発量より過剰に供給された際には、蒸着用金属の蒸発量の増加に起因する膜厚の増加を検出し、蒸着用金属の送り速さを小さくすることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２の発明は、蒸発源として使用されるボートを、直接通電される抵抗加熱型の蒸発源として構成したことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３の発明は、蒸発源として使用されるボートを、傍熱型のヒータによって間接的に加熱されるルツボを用いて構成したことを特徴としている。
【００１２】
【作用】
本発明は上記のように構成されているので、請求項１の発明によれば、次の作用を生ずる。
即ち、蒸発源として使用されるボートの上面部に設けられたキャビティー部に、蒸着用金属として、例えばアルミニウム線を連続して送り込む場合、アルミニウム線供給速さが大きくなってアルミニウム蒸発量よりアルミニウム供給量が多くなった場合は、テーパ部を設けたことにより、蒸発面積が増加し、これによりアルミニウム蒸発量が増大する。このことは、膜厚モニタにおいて膜厚の増加として明確に検出されるので、この時アルミニウム線の送り速さを少し小さくすることにより、適切な元の蒸発量、即ち膜厚に戻すことができ、その結果、溶融アルミニウムがボートから溢れ出ることを防ぐことができる。
【００１３】
請求項２及び請求項３の発明についても、同様の作用が行われるが、更に請求項２の発明においては、蒸発源として使用されるボートを、直接通電される抵抗加熱型の蒸発源として構成しているので、蒸発部として使用されるボート内の蒸着用金属に直接電流が流れるため、傍熱型に比べ電流制御性に劣るが、熱的には効率よく加熱される。
【００１４】
また、請求項３の発明においては、蒸発源として使用されるボートを、傍熱型のヒータによって間接的に加熱されるルツボを用いて構成しているので、該ルツボ内の溶融金属には直接電流が流れないため、電流変化もなく、制御性に優れている。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明の方法を実施する実施装置を図面と共に説明する。
図１は、本発明の一実施装置を示す真空蒸着用蒸発源ボートの、図（ａ）は図（ｂ）のＩ−Ｉ線による縦断面図、図（ｂ）は図（ａ）のＩ−Ｉ線による横断面図である。
【００１６】
図において、２１は窒化ホウ素コンポジットボートで、該ボート２１の上面部に設けられたキャビティー部２２の四つの側面には、それぞれ、底面２２ｂに対して垂直な垂直部２２ａと、該垂直部２２ａに接続され上方に広がるように傾斜させたテーパ部２２ｃとが形成されている。
【００１７】
上記のように構成された本実施装置のボート２１を用いて、アルミニウムの連続蒸着を行なった実験結果について説明する。なお、比較のため、図２に示す従来型のボート１１についても試験を行った。このときの図１（ａ）の垂直な側面２２ａと底面２２ｂとによって囲まれた部分と、図２（ａ）の垂直な側面１２ａと底面１２ｂとによって囲まれた部分とは、同一形状にしている。
【００１８】
実験は、窒化ホウ素コンポジットボート２１を、１４５０〜１５００℃に加熱し、アルミニウム線の送り速さを種々変化させながら、２５μｍのＰＥＴフィルム上に、アルミニウム薄膜を蒸着させた。なお、蒸着条件は、通常の装飾用アルミニウム連続式真空蒸着と同様で、操作圧力は３×１０-2Ｐａ，ＰＥＴフィルムの走行速さは３００ｍ／ｍｉｎである。また、アルミニウム線の外径は２ｍｍのものを用いた。
【００１９】
実験結果は、以下の通りである。
先ず、図２のような従来型ボートの場合は、アルミニウム線の送り速さを０．６及び０．７ｍ／ｍｉｎにした時には、蒸着アルミニウム薄膜の厚さは約４００Å及び約４８０Åにすることができた。実験後、何れの場合も、溶融アルミニウムはボートから溢れることなく、蒸発源周囲は健全であることが認められた。
【００２０】
一方、送り速さが大きい場合、即ち、０．８ｍ／ｍｉｎにした時においても、膜厚モニタによれば、約５２０Åの膜厚を示したままで、特別な顕著な膜厚の増大は認められなかった。しかし、溶融アルミニウムはボートから溢れ出し、蒸着室のベースプレートに垂れ落ちた状態になった。
【００２１】
これに対し、図１に示す本発明によるキャビティー部にテーパ部を有するボート２１の場合は、０．６及び０．７ｍ／ｍｉｎのアルミニウム線の送り速さの時には、従来品の場合と同程度の約４２０及び約４９０Åの膜厚が得られ、長時間蒸着後においても、溶融アルミニウムはボートから溢れ出ることなく、蒸発源周囲は健全であった。また、送り速さが大きい０．８ｍ／ｍｉｎの時には、一定時間、約５４０Åの膜厚で従来品の場合と同程度であるが、その後時間経過と共に、膜厚が増大するのが明らかに確められた。この状態で蒸着操作を停止しボートを観察した結果、溶融アルミニウムはボート２１から溢れ出ることなく、キャビティー部２２のテーパ部２２ｃで凝固していた。
【００２２】
次に、本発明品によるボート２１を使用して、アルミニウム線の送り速さをより大きくして０．９ｍ／ｍｉｎで供給し、一定時間の間観測される約５４０Åの膜厚からの増大が生じた時に、送り速さを減少させ、膜厚が約５４０Åに戻るようにし、また、約５４０Åより小さくなりそうな時には、送り速さを増大させた。
【００２３】
このような操作を繰り返しながら、長時間の蒸着を行なった。実験後のボートの観察結果から、溶解アルミニウムはボートから溢れ出ることなく、蒸発源囲りは健全であることが確められた。
【００２４】
なお、上記した実施装置では、金属蒸着用ボートとして、両端に直接通電する直接通電加熱型の蒸発源を用いた構造について説明したが、傍熱型のヒータを用い、金属の溶融は、該ヒータにより間接的に加熱される窒化アルミニウム製等のルツボを用いてもよい。この場合、該ルツボの形状は、通常直接加熱されるカーボン等のヒータ部に嵌まり込むように形成される。
【００２５】
また、ボートの上面部に設けられるキャビティー部は、図１においてはテーパ部を四つの側面総べてについて施こした構造について説明したが、一つの面だけに施こしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、請求項１の発明においては、蒸発源として使用されるボートの上面部に設けられたキャビティー部に、蒸着用金属を連続的に送り込んで蒸発させるようにした真空蒸着法において、上記ボートの上面部に設けられたキャビティー部の少くとも一つの側面の上部に、上方に広がるように傾斜させた、溶融金属が漏れ出すのを防止するテーパ部を設け、上記キャビティー部に蒸着用金属が蒸発量より過剰に供給された際には、蒸着用金属の蒸発量の増加に起因する膜厚の増加を検出し、蒸着用金属の送り速さを小さくするようにしたことにより、蒸着用金属が上記キャビティー部に蒸発量よりも過剰に供給されても、溶融金属は、テーパ部に広がるため、ボートから溶融金属が溢れ出ることはない。また、このような状態では、蒸発面積が増大し、それに伴う蒸発量の増大が膜厚モニタにより容易に感知することができるので、このような時には、蒸発金属材料の供給量を減少させ、膜厚を元に戻して一定に保つようにすると共に、溶融金属がボートから流出するのを未然に防ぐことが可能である。
【００２７】
また、請求項２の発明においては、蒸発源として使用されるボートを、直接通電される抵抗加熱型の蒸発源として構成したことにより、蒸発源として使用されるボート内の蒸着用金属に直接電流が流れるため、傍熱型に比べ電流制御性に劣るが、熱的には効率よく加熱される。
【００２８】
また、請求項３の発明においては、蒸発源として使用されるボートを、傍熱型のヒータによって間接的に加熱されるルツボを用いて構成したことにより、間接加熱されるルツボ内の溶融金属には直接電流が流れないので、電流変化もなく、制御性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施装置を示す蒸発源ボートで、（ａ）は図（ｂ）のＩ−Ｉ線による縦断面図、（ｂ）は図（ａ）のＩ−Ｉ線による横断面図である。
【図２】  従来例を示し、（ａ）は図（ｂ）のII−II線による縦断面図、（ｂ）は図（ａ）のII−II線による横断面図である。
【図３】  従来の連続真空蒸着装置の説明図である。
【図１】
0003699747.tif 000002
【図２】
0003699747.tif 000003
【図３】
0003699747.tif 000004