(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の幅方向における膜厚のバラつきを低減する技術を提供する。【解決手段】蒸着装置は、基板搬送機構及び蒸発容器１０を備えている。蒸発容器１０の開口部には開口部を複数の分割通路７ａ〜７ｄに分割する複数の隔壁６が設けられている。複数の隔壁６は、基板搬送機構における基板の搬送方向ＬＤ及び搬送方向ＬＤに直交する方向の両方向に対して傾いた特定方向ＡＤに互いに平行に配列されている。特定方向ＡＤにおいて複数の分割通路７ａ〜７ｄの幅ｄ１〜ｄ４を互いに比較したとき、蒸発容器２の開口部の中心位置Ｏから相対的に遠い位置にある分割通路の幅は、蒸発容器２の開口部の中心位置Ｏに相対的に近い位置にある分割通路の幅よりも広い。【選択図】図２Ｂ
2014132102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を搬送する基板搬送機構と、
前記基板に蒸着するべき材料を保持する蒸発容器と、
を備え、
前記蒸発容器の開口部には前記開口部を複数の分割通路に分割する複数の隔壁が設けられ、
前記複数の隔壁は、前記基板搬送機構における前記基板の搬送方向及び前記搬送方向に直交する方向の両方向に対して傾いた特定方向に沿って互いに平行に配列されており、
前記特定方向における前記複数の分割通路の幅を互いに比較したとき、前記蒸発容器の前記開口部の中心位置から相対的に遠い位置にある前記分割通路の幅は、前記蒸発容器の前記開口部の前記中心位置に相対的に近い位置にある前記分割通路の幅よりも広い、蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸発容器の深さ方向における前記複数の隔壁の各長さは、前記特定方向における前記蒸発容器の前記開口部の前記中心位置から最も離れた位置にある前記分割通路の幅よりも大きい、請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記複数の隔壁の上端から前記基板の搬送経路までの各最短距離は、前記蒸発容器の開口端面から前記基板の搬送経路までの最短距離よりも大きい、請求項１又は２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記蒸発容器の前記開口部の前記中心位置に最も近い位置にある前記分割通路の幅は、前記特定方向における前記複数の隔壁の各厚さよりも大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記複数の隔壁のそれぞれが前記蒸発容器の側壁部に固定されており、
前記蒸発容器の前記側壁部がヒータを有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記複数の隔壁から選ばれる少なくとも１つがヒータを有している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記特定方向と前記基板の前記搬送方向とのなす角度が１０〜６０度の範囲にある、請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイスの高性能化及び小型化に薄膜技術が幅広く展開されている。デバイスの薄膜化はユーザーの直接メリットに留まらず、地球資源の保護、消費電力の低減といった環境側面からも重要な役割を果たしている。
【０００３】
薄膜技術の進展には、薄膜製造方法の高効率化、安定化、高生産性化、低コスト化といった産業利用面からの要請に応えることが必要不可欠であり、これに向けた努力が続けられている。
【０００４】
薄膜の生産性を高めるには、高堆積速度の成膜技術が必須である。真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition Method）などの薄膜製造方法において、堆積速度の高速化が進められている。また、薄膜を連続的に大量に形成する方法として、巻き取り式の薄膜製造方法が用いられる。巻き取り式の薄膜製造方法は、ロール状に巻かれた長尺の基板を巻き出しローラから巻き出し、搬送経路に沿って搬送中に基板上に薄膜を形成し、しかる後に巻き取りローラに基板を巻き取る方法である。例えば、電子ビームを用いた真空蒸着源のような高堆積速度の成膜源と巻き取り式の薄膜製造方法とを組み合わせることによって、薄膜を生産性よく形成することができる。
【０００５】
薄膜の製造には、様々な成膜源が使用されている。特許文献１には、集電体の上に形成された活物質層に対して、真空蒸着法によってリチウムを付与するために使用される蒸発源が記載されている。特許文献２には、２００〜４００℃の比較的低い温度で蒸発する低分子の有機物を蒸着するための蒸発源として、貯蔵部と、貯蔵部に連結されたノズル部と、貯蔵部を取り囲む加熱部とを備えた蒸発源が記載されている。特許文献３には、アルミニウム、銅、銀、亜鉛などの金属の蒸発源として、ルツボと、ルツボの底面に接触するように配置された傍熱型ヒータとを備えた蒸発源が記載されている。特許文献４には、高温の溶融金属を保持する箱型状の内貼材と、ルツボ本体と、内貼材とルツボ本体との間に介在するスペーサーとを備え、内貼材とルツボ本体との間の空間部に液状熱媒体を充填したルツボが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２８６５８号公報
【特許文献２】特許第４５５７１７０号明細書
【特許文献３】特開平８−３１１６３８号公報
【特許文献４】特開平２−９３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
薄膜の重要な品質の１つとして、膜厚の均一性が挙げられる。特許文献１〜４に記載されているような蒸発源を使用すれば、基板を搬送しながら連続的に薄膜を形成できるものの、基板の幅方向において膜厚のバラつきが大きくなりがちである。
【０００８】
本発明の目的は、基板の幅方向における膜厚のバラつきを低減する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本開示は、
基板を搬送する基板搬送機構と、
前記基板に蒸着するべき材料を保持する蒸発容器と、
を備え、
前記蒸発容器の開口部には前記開口部を複数の分割通路に分割する複数の隔壁が設けられ、
前記複数の隔壁は、前記基板搬送機構における前記基板の搬送方向及び前記搬送方向に直交する方向の両方向に対して傾いた特定方向に沿って互いに平行に配列されており、
前記特定方向における前記複数の分割通路の幅を互いに比較したとき、前記蒸発容器の前記開口部の中心位置から相対的に遠い位置にある前記分割通路の幅は、前記蒸発容器の前記開口部の前記中心位置に相対的に近い位置にある前記分割通路の幅よりも広い、蒸着装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
上記の蒸着装置を使用すれば、基板の幅方向における膜厚のバラつきの小さい膜を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る蒸着装置の構成図
【図２Ａ】図１に示す蒸着装置の蒸発源の斜視図
【図２Ｂ】蒸発源の平面図
【図２Ｃ】蒸発源のIIC-IIC線に沿った断面図
【図２Ｄ】図２Ｃの部分拡大図
【図３】ヒータの断面図
【図４Ａ】変形例１に係る蒸発源の断面図
【図４Ｂ】図４Ａに示す蒸発源を図１に示す蒸着装置に用いた場合における、基板と蒸発源との位置関係を示す断面図
【図５】変形例２に係る基板搬送機構を用いた蒸着装置の部分構成図
【図６】変形例３に係る蒸発源と円筒状キャンとの位置関係を示す断面図
【図７】変形例４に係る蒸発源と円筒状キャンとの位置関係を示す断面図
【図８】変形例５に係る蒸発源を用いた蒸着装置の部分構成図
【図９】実施例１の結果を示すグラフ
【図１０】実施例２の結果を示すグラフ
【図１１】比較例に係る蒸発源の斜視図
【図１２】比較例の結果を示すグラフ
【図１３Ａ】参照例１に係る蒸発源の平面図
【図１３Ｂ】参照例１に係る蒸発源のA-A線に沿った断面図
【図１４】参照例１の結果を示すグラフ
【図１５Ａ】参照例２に係る蒸発源の平面図
【図１５Ｂ】参照例２に係る蒸発源のB-B線に沿った断面図
【図１６】参照例２の結果を示すグラフ
【図１７Ａ】参照例３に係る蒸発源の平面図
【図１７Ｂ】参照例３に係る蒸発源のC-C線に沿った断面図
【図１８】参照例３の結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ノズル型の蒸発源を備えた蒸着装置を使用し、基板を搬送しながら連続成膜を行った場合、基板の幅方向において膜厚のバラつきが大きくなりがちである。具体的には、基板の中央部に厚い膜が形成され、基板の両端部に薄い膜が形成される。ときには、基板の両端部を切断及び廃棄しなければ製品として使用できないほどの膜厚の差が生じる。こうした事情に鑑み、本発明者らは、以下を開示する。
【００１３】
本開示の第１態様は、
基板を搬送する基板搬送機構と、
前記基板に蒸着するべき材料を保持する蒸発容器と、
を備え、
前記蒸発容器の開口部には前記開口部を複数の分割通路に分割する複数の隔壁が設けられ、
前記複数の隔壁は、前記基板搬送機構における前記基板の搬送方向及び前記搬送方向に直交する方向の両方向に対して傾いた特定方向に沿って互いに平行に配列されており、
前記特定方向における前記複数の分割通路の幅を互いに比較したとき、前記蒸発容器の前記開口部の中心位置から相対的に遠い位置にある前記分割通路の幅は、前記蒸発容器の前記開口部の前記中心位置に相対的に近い位置にある前記分割通路の幅よりも広い、蒸着装置を提供する。
【００１４】
分割通路は、各通路の物理的形状に基づいたコンダクタンスを有する。分割通路の単位断面積あたりの蒸気通過密度は、各通路の物理的形状によって決まるコンダクタンスに依存する。すなわち、単位断面積あたりのコンダクタンスが大きい分割通路は、より多くの材料の蒸気を基板に向けて通過させることができる。従って、分割通路の幅が上記した関係を有していることにより、蒸発源を用いた成膜において、基板の幅方向における膜厚のバラつきを低減できる。すなわち、基板の両端部で膜が相対的に薄くなり、基板の中央部で膜が相対的に厚くなることを抑制できる。
【００１５】
本開示の第２態様は、第１態様に加え、前記蒸発容器の深さ方向における前記複数の隔壁の各長さは、前記特定方向における前記蒸発容器の前記開口部の前記中心位置から最も離れた位置にある前記分割通路の幅よりも大きい、蒸着装置を提供する。このような構成によれば、複数の分割通路のコンダクタンスがこれら分割通路の幅に強く依存する。そのため、分割通路の幅を適切に設計することによって、基板への材料の蒸着量を制御することが容易となる。
【００１６】
本開示の第３態様は、第１又は第２態様に加え、前記複数の隔壁の上端から前記基板の搬送経路までの各最短距離は、前記蒸発容器の開口端面から前記基板の搬送経路までの最短距離よりも大きい、蒸着装置を提供する。第３態様によれば、隔壁の影によって、蒸着量が低下したり、膜厚のバラつきを低減する効果が損なわれたりすることを抑制できる。また、蒸発容器の開口端面と基板との最短距離を短くすることは、成膜領域以外の場所に材料の蒸気が散乱することを防止するのに有効である。さらに、蒸着時には隔壁が高温を帯びているので、隔壁が基板に近ければ近いほど、隔壁から基板への輻射熱が増える。隔壁を基板から適度に離れた位置に配置することによって、隔壁から基板への輻射熱を減らすことができるので、熱によって基板がダメージを受けにくい。
【００１７】
本開示の第４態様は、第１〜第３態様のいずれか１つに加え、前記蒸発容器の前記開口部の前記中心位置に最も近い位置にある前記分割通路の幅は、前記特定方向における前記複数の隔壁の各厚さよりも大きい、蒸着装置を提供する。隔壁の厚さを適度に制限し、分割通路の幅を十分に確保することによって、材料の蒸気の強度（量）を大幅に増やすことなく、十分な蒸着レートで所望の厚さの蒸着膜を形成できる。
【００１８】
本開示の第５態様は、第１〜第４態様のいずれか１つに加え、前記複数の隔壁のそれぞれが前記蒸発容器の側壁部に固定されており、前記蒸発容器の前記側壁部がヒータを有している、蒸着装置を提供する。第５態様によれば、蒸発容器から隔壁に熱が伝わり、隔壁も十分に高い温度を帯びる。これにより、蒸発容器の内壁面及び隔壁への材料の堆積を防止し、ひいては分割通路の幅が変化することを防止できる。
【００１９】
本開示の第６態様は、第１〜第５態様のいずれか１つに加え、前記複数の隔壁から選ばれる少なくとも１つにヒータが内蔵されている、蒸着装置を提供する。第６態様によれば、隔壁への材料の堆積をより確実に防止できる。
【００２０】
本開示の第７態様は、第１〜第６態様のいずれか１つに加え、前記特定方向と前記基板の前記搬送方向とのなす角度が１０〜６０度の範囲にある、蒸着装置を提供する。特定方向と基板の搬送方向とのなす角度が適切な範囲に調整されていると、基板の幅方向における膜厚のバラつきを低減する効果が十分に得られる。また、分割通路のコンダクタンスを調整することに基づく膜厚のバラつきを低減する効果が高まる。さらに、隔壁の厚さを適度に確保することが可能であり、隔壁の変形などの不具合が起こることを防止できる。
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る蒸着装置１００は、蒸発源１０、基板搬送機構２０、真空槽２４及び真空ポンプ２５を備えている。すなわち、蒸着装置１００は、真空蒸着装置である。蒸発源１０及び基板搬送機構２０は真空槽２４の内部に配置されている。
【００２３】
基板搬送機構２０は、巻き出しロール２１、搬送ロール２２ａ〜２２ｄ及び巻き取りロール２３を備えている。長尺の基板２８は、巻き出しロール２１に準備されており、搬送ロール２２ａに向かって送り出される。基板２８は、さらに、搬送ロール２２ｂ、搬送ロール２２ｃ及び搬送ロール２２ｄに沿って搬送され、巻き取りロール２３に巻き取られる。すなわち、蒸着装置１００は、いわゆるロールツーロール（roll-to-roll）方式の蒸着装置である。
【００２４】
蒸発源１０は、基板搬送機構２０における基板２８の搬送経路に向かい合う位置に配置されている。詳細には、蒸発源１０は、搬送ロール２２ｂから搬送ロール２２ｃへの基板２８の搬送経路に向かい合っている。基板２８の搬送経路は、蒸発源１０に十分に近い位置に設定されている。搬送ロール２２ｂから搬送ロール２２ｃに向かって基板２８が搬送されているとき、蒸発源１０から蒸発した材料１２が基板２８の上に堆積する。これにより、基板２８の上に材料１２を含む薄膜（蒸着膜）が形成される。蒸着時において、真空槽２４の内部は、真空ポンプ２５の働きによって蒸着膜の製造に適した圧力に保たれる。真空槽２４の内部の真空度は特に限定されず、例えば１０-1〜１０-4Ｐａの範囲にある。
【００２５】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、蒸発源１０は、蒸発容器２、複数の隔壁６及び複数のヒータ３によって構成されている。蒸発源１０は、いわゆるノズル型の蒸発源である。「ノズル型の蒸発源」とは、一般には、蒸気が飛散することを防止するための取り囲み機構（例えば周囲壁）が材料の蒸発面の近傍から基板の近傍まで配置されている蒸発源を意味する。周囲壁は、蒸発面から基板の表面までの直線経路を法線とする平面の周囲に、その平面の伸展を制限するように設けられている。なお、図２Ａと図２Ｂ（又は図２Ｃ）とでヒータ３の数が相違しているが、これは図面の簡略化のためである。ヒータ３の数は特に限定されない。
【００２６】
蒸発容器２は、基板２８に蒸着するべき材料１２を保持するルツボである。蒸発容器２は、ステンレス、銅、カーボンなどの耐熱材料によって作られている。本実施形態において、蒸発容器２は平面視で矩形の升の形を有している。蒸発容器２を平面視したとき、蒸発容器２の１組の平行な辺が基板２８の幅方向ＷＤに平行であり、蒸発容器２の他の１組の平行な辺が基板２８の搬送方向ＬＤに平行である。ただし、蒸発容器２の形状、寸法などは特に限定されない。
【００２７】
蒸発容器２の底部及び側壁部には、複数の挿入孔が形成されている。複数の挿入孔のそれぞれに円柱状のヒータ３が嵌め込まれている。複数の挿入孔は、それぞれ、幅方向ＷＤに平行に延びて、蒸発容器２を貫通している。挿入孔の内径は、ヒータ３を挿入孔に容易に差し込めるだけでなく、繰り返しの使用後にもヒータ３を挿入孔から容易に抜くことができるように調整されている。例えば、ヒータ３が５〜１５ｍｍの外径を有しているとき、挿入孔の内径とヒータ３の外径との差が０．０５〜０．５ｍｍの範囲に収まるように、挿入孔の内径が調整されている。ただし、蒸発容器２の加熱を容易にするために、ヒータ３の抜き差しが容易である限り、挿入孔の内径とヒータ３の外径との差はなるべく小さいことが望ましい。また、挿入孔が蒸発容器２を貫通していなくてもよい。
【００２８】
ヒータ３に電流を流すことによって蒸発容器２が加熱される。これにより、蒸発容器２に保持された材料１２が間接的に加熱され、溶融及び蒸発する。蒸発容器２の開口部から材料１２の蒸気が排出され、基板２８の上に材料１２の蒸着膜が形成される。
【００２９】
図３に示すように、ヒータ３（カートリッジヒータ）は、ヒータ本体３１、リード部３２及び接続部３３によって構成されている。ヒータ本体３１は、接続部３３を介してリード部３２に接続されている。ヒータ本体３１は、発熱体３４、絶縁体３５ａ及び外筒３６を有する。リード部３２は、１対のリード線３８及び絶縁被覆３９を有する。接続部３３は、絶縁体３５ｂ、外筒３６及び１対のヒータ線端部３７を有する。リード線３８を発熱体３４に電気的に接続するようにリード部３２とヒータ本体３１との間に接続部３３が設けられている。リード線３８を通じて発熱体３４に電力が供給される。外筒３６は、ヒータ本体３１と接続部３３とに共用されていてもよい。
【００３０】
発熱体３４は、例えば、タングステンなどの金属線を捲回することによって形成されており、外筒３６によって覆われている。発熱体３４と外筒３６との間に絶縁体３５ａが充填されている。絶縁被覆３９は、リード線３８を被覆するように設けられている。絶縁被覆３９は、ガラス繊維、セラミックなどで作られている。接続部３３の接続点４１において、リード線３８はヒータ線端部３７に接続されている。接続部３３において、リード線３８、ヒータ線端部３７及び接続点４１によって通電部が形成されている。通電部と外筒３６との間には絶縁体３５ｂが充填されている。
【００３１】
通電部が絶縁されている限りにおいて、接続部３３は、外筒３６及び絶縁体３５ｂを有している必要はない。ただし、外筒３６及び絶縁体３５ｂが接続部３３に設けられていると、接続点４１の近傍の機械的な堅牢性を高めることができる。そのため、応力の集中による断線を防止できる。また、接続部３３の外筒３６がヒータ部３１の外筒３６の外径と同一の外径を有していると、ヒータ３の取り扱いが容易になる。
【００３２】
接続点４１及びリード線３８の温度が上がりすぎないように、接続部３３は蒸発容器２の挿入孔の外に位置していることが好ましい。これにより、ヒータ３の寿命を延ばすことができる。なお、図３に示すヒータ３は一例にすぎず、ヒータ３の種類は特に限定されない。例えば、面状のヒータを使用できる。さらに、蒸発容器２の加熱方法はヒータ３を用いた方法に限定されず、光加熱、誘導加熱などの種々の加熱方法を採用できる。
【００３３】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、蒸発容器２の開口部には、材料１２の蒸気の通路としての開口部を複数の分割通路７ａ〜７ｄに分割する複数の隔壁６が設けられている。隔壁６は、板状の部材であり、隔壁６の２つの主面は蒸発容器２の深さ方向に平行である。蒸発容器２の深さ方向とは、蒸発容器２の中から外への材料１２の移動方向を意味する。分割通路７ａ〜７ｃは、それぞれ、互いに隣り合う隔壁６と隔壁６との間に形成されており、平面視でスリットの形状を有している。蒸発容器２の開口部の中心位置Ｏから最も遠い位置にある分割通路７ｄは、隔壁６と蒸発容器２の内壁面との間に形成されている。複数の隔壁６は、基板搬送機構２０における基板２８の搬送方向ＬＤ及び搬送方向ＬＤに直交する方向の両方向に対して傾いた特定方向ＡＤに沿って互いに平行に配列されている。つまり、蒸発容器２を平面視したとき、複数の隔壁６は、蒸発容器２の一の内壁面と別の内壁面とを橋渡しするように特定方向ＡＤに直交する方向に延びている。従って、分割通路７ａ〜７ｃも特定方向ＡＤに直交する方向に延びている。
【００３４】
本実施形態において、蒸発容器２の開口部は平面視で矩形の形状を有する。従って、中心位置Ｏは、蒸発容器２の平面図において開口部の対角線の交点に一致している。
【００３５】
特定方向ＡＤにおける分割通路７ａ〜７ｄの幅ｄ１〜ｄ４を互いに比較したとき、蒸発容器２の開口部の中心位置Ｏから相対的に遠い位置にある分割通路の幅は、蒸発容器２の開口部の中心位置Ｏに相対的に近い位置にある分割通路の幅よりも広い。例えば、分割通路７ｃの幅ｄ３は、分割通路７ｂの幅ｄ２及び分割通路７ａの幅ｄ１よりも広い。分割通路７ｂの幅ｄ２は、分割通路７ａの幅ｄ１よりも広い。中心位置Ｏに近ければ近いほど、分割通路７ａ〜７ｄの幅ｄ１〜ｄ４は狭い。
【００３６】
分割通路７ａ〜７ｄは、各通路の物理的形状に基づいたコンダクタンスを有する。分割通路７ａ〜７ｄの単位断面積あたりの蒸気通過密度は、各通路の物理的形状によって決まるコンダクタンスに依存する。すなわち、単位断面積あたりのコンダクタンスが大きい分割通路は、より多くの材料１２の蒸気を基板２８に向けて通過させることができる。従って、分割通路７ａ〜７ｄの幅ｄ１〜ｄ４が上記した関係を有していることにより、基板２８の幅方向ＷＤにおける膜厚のバラつきを低減できる。すなわち、基板２８の両端部で膜が相対的に薄くなり、基板２８の中央部で膜が相対的に厚くなることを抑制できる。これにより、材料１２を高効率で蒸着することができるというノズル型の蒸発源１０の特徴を生かしつつ、幅方向ＷＤで厚さのバラつきが小さい蒸着膜を基板２８の上に形成できる。
【００３７】
隔壁６は、材料１２の蒸気の通路の断面積を減少させる。従って、蒸発容器２の開口部において隔壁６が占有する面積は小さいことが望ましい。具体的には、蒸発容器２の中心位置Ｏに最も近い位置にある分割通路７ａの幅ｄ１は、特定方向ＡＤにおける複数の隔壁６の厚さｔよりも大きい。つまり、複数の分割通路７ａ〜７ｄの各幅ｄ１〜ｄ４は、特定方向ＡＤにおける複数の隔壁６の厚さｔよりも大きい。本実施形態では、複数の隔壁６は一定の厚さｔを有する。しかし、複数の隔壁６の厚さは互いに異なっていてもよい。この場合、分割通路７ａの幅ｄ１は、複数の隔壁６の厚さのどれよりも大きいことが望ましい。隔壁６の厚さｔを適度に制限し、分割通路７ａ〜７ｄの幅を十分に確保することによって、材料１２の蒸気の強度（量）を大幅に増やすことなく、十分な蒸着レートで所望の厚さの蒸着膜を形成できる。
【００３８】
具体的には、分割経路７ａ〜７ｄの合計の幅Ｄ（＝ｄ１＋２＊ｄ２＋２＊ｄ３＋２＊ｄ４）は、隔壁６の合計の厚さＴ（＝６＊ｔ）よりも大きい。望ましくは、隔壁６の合計の厚さＴに対する分割経路７ａ〜７ｄの合計の厚さＤの比率（Ｄ／Ｔ）が４以上である。例えば、比率（Ｄ／Ｔ）が４のとき、蒸発容器２の開口部における隔壁６の占有面積は、蒸発容器２の開口部の開口面積の概ね２０％である。この場合、隔壁６が設けられていない場合と比べて、材料１２の蒸気の強度（量）を約１２５％以上に増やすことによって、隔壁６に起因する陰効果を相殺することができる。材料１２としてどのような材料が使用されていたとしても、蒸発容器２の温度を１０℃程度高く設定することで材料１２の蒸気の強度を１２５％以上にすることができる。従って、比率（Ｄ／Ｔ）が適切な範囲に設定されていると、本明細書に開示された技術によってもたらされる効果を十分に得ることができる。
【００３９】
隔壁６の厚さｔは特に制限されず、蒸発容器２の開口部の開口面積などに応じて適宜設定することができる。隔壁６の厚さｔは、例えば、０．５〜１０ｍｍの範囲にある。隔壁６の厚さｔが適切な範囲にあると、繰り返しの加熱及びメンテナンスによって隔壁６の変形及び破損が起こりにくい。さらに、有効な開口部の開口面積を十分に確保できるので、十分な蒸着レートを確保できるだけでなく、隔壁６の厚さｔに起因する膜厚のバラつきも抑制できる。
【００４０】
蒸発容器２の深さ方向において、隔壁６の下端は、蒸発容器２に保持された材料１２の上方に位置している。蒸発容器２の深さ方向において、隔壁６の上端は、蒸発容器２の開口端面２ｐと同じ位置にある。蒸発容器２の深さ方向における複数の隔壁６の各長さＬは、特定方向ＡＤにおける蒸発容器２の開口部の中心位置Ｏから最も離れた位置にある分割通路７ｄの幅ｄ４よりも大きい。分割通路７ｄの幅ｄ４に対する隔壁の長さＬの比率（ｄ４／Ｌ）は、例えば、１／２〜１／１０の範囲にある。もちろん、隔壁６の長さＬは、分割通路７ａ〜７ｃの幅ｄ１〜ｄ３よりも大きい。このような構成によれば、分割通路７ａ〜７ｄのコンダクタンスがこれら分割通路７ａ〜７ｄの幅ｄ１〜ｄ４に強く依存する。そのため、分割通路７ａ〜７ｄの幅ｄ１〜ｄ４を適切に設計することによって、基板２８への材料１２の蒸着量を制御することが容易となる。
【００４１】
なお、「隔壁６の上端」は、基板２８の搬送経路に近い側の隔壁６の端を意味し、「隔壁６の下端」は、基板２８の搬送経路から遠い側の隔壁６の端を意味する。
【００４２】
本実施形態において、特定方向ＡＤと基板２８の搬送方向ＬＤとのなす角度θが１０〜６０度の範囲にある。角度θが適切な範囲に調整されていると、基板２８の幅方向ＷＤにおける膜厚のバラつきを低減する効果が十分に得られる。また、分割通路７ａ〜７ｄのコンダクタンスを調整することに基づく膜厚のバラつきを低減する効果が高まる。さらに、隔壁６の厚さｔを適度に確保することが可能であり、隔壁６の変形などの不具合が起こることを防止できる。なお、角度θは、特定方向ＡＤと基板２８の搬送方向ＬＤとのなす角度のうち、鋭角側の角度である。
【００４３】
本実施形態において、隔壁６は、蒸発容器２と同じ材料で作られている。ただし、加工性、作業性、その他の理由によって、隔壁６の材料を蒸発容器２の材料と異ならせることも可能である。
【００４４】
蒸発容器２の内壁面及び隔壁６は、材料１２が殆ど堆積しない程度に熱を帯びていることが望ましい。蒸発容器２がヒータ３を有しているので、蒸発容器２の内壁面の表面温度は十分に高い。また、隔壁６は蒸発容器２の側壁部に接しているので、蒸発容器２の熱は隔壁６に容易に伝わる。具体的には、複数の隔壁６のそれぞれが蒸発容器２の側壁部に固定されており、蒸発容器２の側壁部がヒータ３を有している。本実施形態では、蒸発容器２の底部及び側壁部に形成された複数の挿通孔のそれぞれにヒータ３が嵌められている。言い換えれば、蒸発容器２にヒータ３が内蔵されている。従って、蒸発容器２から隔壁６に熱が伝わり、隔壁６も十分に高い温度を帯びる。これにより、蒸発容器２の内壁面及び隔壁６への材料の堆積を防止し、ひいては分割通路７ａ〜７ｄの幅ｄ１〜ｄ４が変化することを防止できる。
【００４５】
蒸発容器２及び隔壁６は、個別の加熱機構を有していてもよい。このことは、蒸発容器２の内壁面及び隔壁６への材料１２の堆積を防止するのに有効であるだけでなく、基板２８が受ける輻射熱を基板２８の幅方向ＷＤで調整又は均一化することにも有効である。基板２８が受ける輻射熱を幅方向ＷＤで調整又は均一化することは、膜厚の均一化に有利に働く。具体的には、図２Ｄに示すように、隔壁６がヒータ８を有していてもよい。ヒータ８によって、隔壁６を直接的に加熱することができる。ヒータ８は、例えば面状のヒータである。ヒータ８は、耐久性の観点から隔壁６に内蔵されていることが望ましい。ヒータ８の配線は、蒸発容器２に形成された配線孔（図示せず）を通じて蒸発容器２の外部に延び、電源に接続されうる。
【００４６】
また、全ての隔壁６にヒータ８が内蔵されていることは必須ではない。複数の隔壁６から選ばれる少なくとも１つにヒータ８が内蔵されているだけでも、上記した効果は得られる。例えば、蒸発容器２の開口部の中心位置Ｏに最も近い位置に配置された隔壁６にのみヒータ８が内蔵されていてもよい。中心位置Ｏに最も近い位置に配置された隔壁６は、比較的大きい面積を有しているため、蒸発容器２の熱が最も伝わりにくい。従って、そのような隔壁６にヒータ８が内蔵されていることは、上記した効果を十分に得る観点で望ましい。
【００４７】
ヒータ８の種類は特に限定されない。ヒータ８として、抵抗加熱方式のヒータ、誘導加熱方式のヒータなどを使用できる。場合によっては、図３を参照して説明した円柱状のヒータ３も使用できる。さらに、隔壁６の加熱方法はヒータ８を用いた方法に限定されず、光加熱、誘導加熱などの種々の加熱方法を採用できる。
【００４８】
以下、蒸発源及び基板搬送機構のいくつかの変形例を説明する。図２Ａ〜２Ｄに示す蒸発源１０と各変形例とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略する。すなわち、蒸発源１０に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、以下の変形例にも適用されうる。このことは、基板搬送機構の変形例についてもあてはまる。
【００４９】
（変形例１）
図４Ａに示すように、変形例１に係る蒸発源１０Ａは、蒸発容器２の深さ方向における複数の隔壁６の位置を除き、先に説明した蒸発源１０と同じ構造を有する。具体的には、蒸発源１０Ａにおいて、複数の隔壁６の上端６ｐが蒸発容器２の開口端面２ｐから蒸発容器２の底部側に引き下がった位置にある。蒸発容器２の深さ方向において、複数の隔壁６の上端６ｐの位置は互いに一致している。このような蒸発源１０Ａを図１の蒸着装置１００に使用すると、基板２８と蒸発源１０Ａとの位置関係は、図４Ｂに示すような位置関係となる。すなわち、複数の隔壁６の上端６ｐから基板２８（又は基板２８の搬送経路）までの各最短距離Ｚ２は、蒸発容器２の開口端面２ｐから基板２８の搬送経路までの最短距離Ｚ１よりも大きい。
【００５０】
本変形例によれば、隔壁６が基板２８から適度に離れた位置に配置されている。そのため、隔壁６の影によって、蒸着量が低下したり、膜厚のバラつきを低減する効果が損なわれたりすることを抑制できる。また、蒸発容器２の開口端面２ｐと基板２８との最短距離Ｚ１を短くすることは、成膜領域以外の場所に材料の蒸気が散乱することを防止するのに有効である。さらに、蒸着時には隔壁６が高温を帯びているので、隔壁６が基板２８に近ければ近いほど、隔壁６から基板２８への輻射熱が増える。本変形例のように、隔壁６を基板２８から適度に離れた位置に配置することによって、隔壁６から基板２８への輻射熱を減らすことができるので、熱によって基板２８がダメージを受けにくい。
【００５１】
隔壁６の上端６ｐの位置は、上記した効果が十分に得られるように調整される。一例において、最短距離Ｚ１に対する最短距離Ｚ２の比率（Ｚ２／Ｚ１）が２≦（Ｚ２／Ｚ１）≦１０を満たすように、隔壁６の上端６ｐの位置を決めることができる。
【００５２】
（変形例２）
図５に示すように、本変形例に係る基板搬送機構２０Ａは、円筒状キャン２６を有している。基板２８は、円筒状キャン２６に沿って搬送される。蒸発源１０Ａは、円筒状キャン２６に十分に近い位置に配置されている。詳細には、円筒状キャン２６の一部が蒸発容器２の開口部に入り込むように、円筒状キャン２６と蒸発源１０Ａとの位置関係が設定されている。円筒状キャン２６に沿って基板２８が蒸発源１０Ａの上方を通過しているとき、基板２８の上に材料１２が堆積する。高速成膜を行うためには蒸発容器２の温度を上げる必要があるものの、基板２８の熱損傷が懸念される。本変形例によれば、基板２８の熱を円筒状キャン２６に逃がすことができるので、高速成膜に有利である。なお、蒸発源１０Ａに代えて、図２Ａ〜図２Ｄを参照して説明した蒸発源１０を使用することも可能である。
【００５３】
なお、円筒状キャン２６を使用した場合における基板２８の搬送方向は、円筒状キャン２６を展開した場合における基板２８の搬送方向（基板２８の長手方向）に一致するものとする。
【００５４】
（変形例３）
図６に示すように、本変形例に係る蒸発源１０Ｂは、蒸発容器２の深さ方向における複数の隔壁６の位置を除き、先に説明した蒸発源１０Ａと同じ構造を有する。具体的には、蒸発源１０Ｂにおいて、複数の隔壁６の上端６ｐが蒸発容器２の開口端面２ｐから蒸発容器２の底部側に引き下がった位置にある。隔壁６の上端６ｐから基板２８までの最短距離Ｚ４が一定となるように、蒸発容器２の深さ方向における複数の隔壁６の位置及び寸法が調整されている。具体的には、蒸発源１０Ｂは、円筒状キャン２６を有する基板搬送機構２０Ａとともに使用される。このような構成によれば、隔壁６の上端６ｐから基板２８までの最短距離の違いに基づく膜厚のバラつきを抑制できる。隔壁６の上端６ｐから基板２８までの最短距離Ｚ４を一定とするために、隔壁６の上端面が円弧の形状を有していてもよい。なお、本変形例では、最短距離Ｚ４は、蒸発容器２の開口端面２ｐから基板２８の搬送経路までの最短距離Ｚ３にほぼ等しい。
【００５５】
（変形例４）
図７に示すように、本変形例に係る蒸発源１０Ｃは、蒸発容器２の深さ方向における複数の隔壁６の位置を除き、先に説明した蒸発源１０Ｂと同じ構造を有する。具体的には、蒸発源１０Ｃにおいて、複数の隔壁６の上端６ｐが蒸発容器２の開口端面２ｐから蒸発容器２の底部側に引き下がった位置にある。隔壁６の上端６ｐから基板２８までの最短距離Ｚ４が一定となるように、蒸発容器２の深さ方向における複数の隔壁６の位置及び寸法が調整されている。ただし、複数の隔壁６の上端６ｐから基板２８の搬送経路までの各最短距離Ｚ４が、蒸発容器２の開口端面２ｐから基板２８の搬送経路までの最短距離Ｚ３よりも大きい。最短距離Ｚ３に対する最短距離Ｚ４の比率（Ｚ４／Ｚ３）は、例えば、先に説明した比率（Ｚ２／Ｚ１）の範囲と同じ範囲で調整されうる。
【００５６】
本変形例に係る蒸発源１０Ｃと円筒状キャン２６とを組み合わせて使用すれば、図４Ｂを参照して説明した蒸発源１０Ａによって得られる効果と同じ効果が得られる。すなわち、隔壁６の影によって、蒸着量が低下したり、膜厚のバラつきを低減する効果が損なわれたりすることを抑制できる。材料１２の蒸気が成膜領域以外の場所に材料１２の蒸気が散乱することを防止できる。熱によって基板２８がダメージを受けにくい。
【００５７】
（変形例５）
図８に示すように、本変形例に係る蒸発源１０Ｄは、水平方向を向いた開口部を持った蒸発容器２Ａを有する。すなわち、図１に示す蒸着装置１００のように、蒸発容器２の開口部が鉛直方向における上方を向いていることは必須ではない。開口部が水平方向又は斜め方向を向いている場合にも、隔壁６によって膜厚のバラつきを低減する効果が得られる。
【００５８】
（その他の変形例）
蒸発容器は平面視で矩形の開口部を有しているものに限定されない。例えば、平面視で円形、楕円形、菱形、台形などの他の形状の開口部を有する蒸発容器を使用できる。また、本明細書に開示された技術は、長尺の基板２８の上に連続的に蒸着膜を形成する方法だけでなく、平板状の基板（ディスクリート基板）の上に順次的に蒸着膜を形成する方法にも適用できる。後者の方法において、平板状の基板は、蒸発源１０（又は１０Ａ〜１０Ｄ）の開口部と向かい合う成膜領域に搬送される。複数の平板状の基板を蒸発源１０の開口部と向かい合う成膜領域に順次搬送し、かつ成膜領域から順次退避させることによって、生産性良く蒸着膜を形成できる。
【実施例】
【００５９】
（実施例１）
図２Ａ〜図２Ｄを参照して説明した蒸発源を備えた蒸着装置を使用し、長尺の基板の上に蒸着膜を連続的に形成した場合における蒸着膜の膜厚分布を計算機シミュレーションで調べた。すなわち、蒸着膜の厚さを基板の幅方向における複数の位置で計算した。シミュレーションに使用した条件は以下の通りである。なお、図１１に示す蒸発源を備えた実際の蒸着装置を用いた予備実験により、実際の実験結果と計算機シミュレーションの結果とが概ね一致することを確かめた。
【００６０】
基板として、幅２００ｍｍの銅箔を使用した。蒸着するべき材料として、リチウム金属を使用した。材料としてのリチウム金属の蒸気圧線図から真空下での蒸発温度を予測して、ヒータの温度を設定した。蒸発容器の開口部は、１２０ｍｍ（搬送方向ＬＤ）×１６０ｍｍ（幅方向ＷＤ）の寸法を有していた。隔壁の厚さは７ｍｍであった。隔壁の配列方向（特定方向）と基板の搬送方向ＬＤとのなす角度は５５度であった。蒸発容器の開口端面と基板との距離は１５ｍｍであった。蒸着膜の目標膜厚を３μｍに設定し、５０ｎｍ／秒のレートで基板の上にリチウムが堆積するように、基板の搬送速度を調整した。結果を図９に示す。
【００６１】
（実施例２）
図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明した蒸発源１０Ａを用いたことを除き、実施例１と同じ条件でシミュレーションを行った。比率（Ｚ２／Ｚ１）は２であった。結果を図１０に示す。
【００６２】
（比較例）
図１１に示す蒸発源５０を用いたことを除き、実施例１と同じ条件でシミュレーションを行った。蒸発源５０は、開口部に隔壁６が設けられていないことを除き、実施例１の蒸発源１０と同じ寸法を有する。結果を図１２に示す。
【００６３】
（参照例１）
図１３Ａ及び図１３Ｂに示す蒸発源５２を用いたことを除き、実施例１と同じ条件でシミュレーションを行った。蒸発源５２は、複数の隔壁６のそれぞれが基板の搬送方向に垂直かつ基板の幅方向に平行であることを除き、実施例１の蒸発源１０と同じ寸法を有する。結果を図１４に示す。
【００６４】
（参照例２）
図１５Ａ及び図１５Ｂに示す蒸発源５４を用いたことを除き、実施例１と同じ条件でシミュレーションを行った。蒸発源５４は、複数の隔壁６のそれぞれが基板の搬送方向に平行かつ基板の幅方向に垂直であることを除き、実施例１の蒸発源１０と同じ寸法を有する。結果を図１６に示す。
【００６５】
（参照例３）
図１７Ａ及び図１７Ｂに示す蒸発源５６を用いたことを除き、実施例１と同じ条件でシミュレーションを行った。蒸発源５６において、複数の隔壁６は、基板の搬送方向及び搬送方向に直交する方向の両方向に対して傾いた特定方向ＡＤに沿って互いに平行に配列されている。しかし、隔壁６と隔壁６との間隔Ｄは一定である。このことを除き、蒸発源５６は、実施例１の蒸発源１０と同じ寸法を有する。結果を図１８に示す。
【００６６】
（結果の考察）
図９、１０、１２、１４、１６及び１８のグラフにおいて、横軸は、幅方向における基板の中心からの距離を表している。縦軸は、基板の中心での膜厚に対する各位置での膜厚の比率を表している。
【００６７】
図１２に示すように、比較例の蒸発源を使用して作製された蒸着膜の膜厚のバラつきは大きかった。特に、基板の両端部で膜厚が小さかった。また、図１４に示すように、基板の幅方向に平行となるように蒸発容器の開口部に隔壁を配置しても、膜厚のバラつきは改善しなかった。さらに、図１６に示すように、基板の搬送方向に平行に隔壁を配置すると、隔壁の近傍で顕著な膜厚の低下が起きた。このように、基板の幅方向に平行又は基板の搬送方向に平行に隔壁を配置しても、基板の幅方向における膜厚のバラつきを低減することはできなかった。
【００６８】
次に、図１８に示すように、複数の隔壁６が特定方向ＡＤに沿って互いに平行に配列されている場合、隔壁６の近傍での膜厚の低下は殆ど確認できなかった。しかし、基板の幅方向における膜厚のバラつきは、比較例（図１２）から殆ど改善しなかった。
【００６９】
これに対し、図９に示すように、実施例１の蒸発源を使用することによって、基板の幅方向における膜厚のバラつきを大幅に低減できた。すなわち、隔壁の間隔を一定とせず、特定方向に沿って変化させることによって、材料の蒸気の通過のコンダクタンスが適切に調整され、これにより、基板の幅方向における膜厚のバラつきを低減できた。また、基板の搬送方向及び幅方向の両方向に対して傾いた特定方向に沿って隔壁が配列しているので、隔壁の影による膜厚の低下の影響をほぼ無くすことができた。
【００７０】
さらに、図９（実施例１）と図１０（実施例２）との対比から明らかなように、隔壁の上端から基板の搬送経路までの最短距離を蒸発容器の開口端面から基板の搬送経路までの最短距離よりも大きくすることによって、隔壁の影による膜厚の低下の影響を更に減らすことができた。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本明細書に開示された技術は、均一な厚さの蒸着膜を必要とする用途に採用できる。具体的には、デバイス及び機能性薄膜の製造に本明細書に開示された技術を採用できる。そのようなデバイスとしては、リチウムイオン二次電池用極板、電気化学キャパシタ用極板、コンデンサ、太陽電池、各種センサなどが挙げられる。機能性薄膜としては、透明電極フィルム、装飾フィルム、磁気テープ、ガスバリア膜、各種光学膜、硬質保護膜などが挙げられる。
【符号の説明】
【００７２】
２，２Ａ  蒸発容器
２ｐ  開口端面
３，８  ヒータ
６  隔壁
６  隔壁の上端
７ａ〜７ｃ  分割通路
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  蒸発源
１２  材料
２０，２０Ａ  基板搬送機構
２８  基板
１００  蒸着装置
ＬＤ  搬送方向
ＷＤ  幅方向
ＡＤ  特定方向
Ｏ  開口部の中心位置
【図１】
2014132102.tif 000003
【図２Ａ】
2014132102.tif 000004
【図２Ｂ】
2014132102.tif 000005
【図２Ｃ】
2014132102.tif 000006
【図２Ｄ】
2014132102.tif 000007
【図３】
2014132102.tif 000008
【図４Ａ】
2014132102.tif 000009
【図４Ｂ】
2014132102.tif 000010
【図５】
2014132102.tif 000011
【図６】
2014132102.tif 000012
【図７】
2014132102.tif 000013
【図８】
2014132102.tif 000014
【図９】
2014132102.tif 000015
【図１０】
2014132102.tif 000016
【図１１】
2014132102.tif 000017
【図１２】
2014132102.tif 000018
【図１３Ａ】
2014132102.tif 000019
【図１３Ｂ】
2014132102.tif 000020
【図１４】
2014132102.tif 000021
【図１５Ａ】
2014132102.tif 000022
【図１５Ｂ】
2014132102.tif 000023
【図１６】
2014132102.tif 000024
【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
2014132102.tif 000026
【図１８】
2014132102.tif 000027