中古蒸着機の在庫・価格

蒸着機(真空蒸着装置)は、真空容器内で成膜材料を加熱して蒸発・昇華させ、その蒸気を向かい合った基板表面で凝縮させて薄膜を作る装置で、物理蒸着(PVD)の中で最も基本的な方式にあたる。大気中で加熱すると材料は酸化し、蒸気も周りの気体分子に阻まれて基板まで届かない。減圧すると気体分子の平均自由行程が伸び、25℃の空気では1Paで約7mm、10^-2Paで約70cm、10^-3Paで約7mになる。蒸発源と基板の距離より十分長くなるため、蒸発粒子はほぼ直進して基板に届く。成膜は一般に10^-2〜10^-4Pa程度の高真空域で行い、残留ガスの膜への取り込みを減らす狙いもある。
装置は主に、真空排気系、蒸発源、基板ホルダー、膜厚モニタと制御系でできている。排気系は油回転ポンプやドライポンプで粗引きし、必要に応じてルーツポンプを併用する。高真空側には拡散ポンプやクライオポンプなどを使う。樹脂基板のように水分を多く放出する場合は、水の排気速度が大きいクライオポンプや、-120〜-150℃程度のコールドトラップを併用すると排気時間を短くできる。
蒸発源の代表は抵抗加熱式と電子ビーム式である。抵抗加熱式は、タングステン、タンタル、モリブデンなどの高融点金属や、カーボン、BNコンポジット製のボート・フィラメントに大電流を流し、ジュール熱で材料を蒸発させる。構造が簡単で安価だが、高融点材料には向かない。電子ビーム式は、フィラメントから出た熱電子を高電圧で加速し、磁界で偏向・収束・走査して、水冷るつぼ内の材料表面を局所的に加熱する。高融点金属や酸化物も蒸発でき、工業用装置の多くがこの方式を採る。電子銃は蒸気で汚れないよう蒸発面より下に置き、180°偏向形や270°偏向形が一般的である。複数のるつぼを回転で切り替えれば、異なる材料の多層膜も1回の真空サイクルで作れる。このほか高周波誘導加熱やレーザー加熱もある。
蒸発粒子は直進するため、蒸発源から見えない面には膜が付きにくい。そこで平板やドーム状の基板ホルダーを回転またはプラネタリ回転させ、膜厚分布をそろえる。膜厚と成膜速度は水晶振動子式膜厚計で監視し、シャッターの開閉で膜厚を管理するのが一般的である。スパッタリングより成膜速度が速く装置も簡単だが、到達粒子のエネルギーが小さいため付着力や膜の緻密さは劣りやすく、段差の被覆も苦手である。蒸発源が点に近いため、大面積を均一に成膜するには配置と基板の動かし方の工夫が要る。
代表的な用途は光学薄膜で、レンズの反射防止膜、眼鏡やカメラ用の光学多層膜、ミラー、色分離フィルタ、光通信用の波長分離フィルタなどがある。ほかに、樹脂部品へのアルミニウムの装飾メタライジングがある。食品・医薬品包装用のガスバリアフィルムでは、アルミニウムや酸化ケイ素・アルミナをロールからロールへ巻き取りながら成膜する。有機ELの低分子有機層や陰極金属膜、プラズマディスプレイの酸化マグネシウム保護膜、研究室での電極・試料作製にも広く使われる。研究用の小型機から量産用のバッチ機、巻取機まで規模の幅は大きい。選定では、到達圧力と排気時間、蒸発源の種類と数、基板サイズと回転機構、膜厚制御の方式が要点になる。