JPH059628Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、イオンプレーテイング装置等におい
て、高電圧がかけられた状態で蒸着物が付着され
る、被蒸着基材の温度を測定するのに好適に用い
られる温度測定装置に関する。

「従来の技術」 第２図に、従来から知られているイオンプレー
テイング装置の一例を示す。図中符号１は図示し
ない真空ポンプに接続された真空容器である。こ
の真空容器１の内部上方には、直流電源２ａのマ
イナス側に接続された基板ホルダー２が配設さ
れ、この基板ホルダー２には、被蒸着物である基
板３が取り付けられている。また、前記真空容器
１内の床面１ａには蒸発物質４を貯留するルツボ
５が配設され、このルツボ５の近傍には、蒸発物
質４を加熱、蒸発させる電子銃が設けられてい
る。この電子銃から発せられた電子ビーム７は、
図示しない磁場によつて移動方向に曲げられて、
蒸発物質４に照射されるようになつている。

前記真空容器１内の基板ホルダー２とルツボ５
の間には、直流電源８ａのプラス側に接続された
イオン化電極８が配設されている。このイオン化
電極８と前記ルツボ５の間には、蒸発物質４の蒸
発によつてグロー放電域９が形成される。このグ
ロー放電域９は、蒸発物質４の蒸発の際に発生し
た熱電子等がイオン化電極８に移動することで形
成されるようになつている。すなわち、蒸発物質
４から発生した熱電子等によつてグロー放電域９
が形成され、このグロー放電域９によつて該蒸発
物質４がイオン化されるようになつている。そし
て、イオン化された該蒸発物質４は、負の電圧が
加えられた基板３に向かつて高速で衝突するよう
になつている。

一方、真空容器１の側部には、窒素等の反応ガ
スが供給されるガス導入管１０が設けられてい
る。このガス導入管１０によつて真空容器１内に
供給された反応ガスは、グロー放電域９でイオン
化されて陽イオンとなり、そして、前記蒸発物質
４から生じた陽イオンと反応して、該基板３の表
面に蒸着されるようになつている。なお、１１は
シヤツターを示す。

「考案が解決しようとする問題点」 ところで、被蒸着物である基板３の温度は、そ
の表面に形成される蒸着層に影響し、所望する蒸
着層を得るためには、基板３の温度を高精度で制
御する必要がある。

基板３の温度を高精度で制御するには、正確に
温度測定することが前提となる。従来、基板３の
温度測定は、同基板３に操業時において高電圧
（数百ボルトの電圧）がかかり危険であるという
理由から、例えば赤外線放射温度計のような非接
触式の温度計１２が用いられているのが通例であ
つた。

非接触式の温度計１２の場合、例えば放射熱線
を利用するものでは、測定対象物以外の物の表面
温度が外乱として入り易く、正確な温度測定がで
きにくい欠点がある。

また、例えば赤外線温度計等のように、温度計
本体の先端に取り付けたガラス窓部を通して温度
測定する構成の場合、ガラス窓部が操業につれて
蒸着されてしまい、被蒸着基材からの放射エネル
ギを減衰させることから、前記同様、正確な測定
ができにくい欠点がある。

本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、正
確かつ迅速な測定ができ、かつ、測定対象物に高
電圧がかかつている場合でも安全に温度測定が行
える温度測定装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本考案では、両先端部が互いに電気的に接続さ
れた熱電対素線と、該熱電対素線の先端接続部分
を覆うように設けられ、かつ熱伝導率が高い絶縁
性材料から作られた、温度測定対象物に接触され
る温度測定対象物接触部と、前記熱電対素線を覆
うよう設けられた保護管と、前記温度測定対象物
接触部の外周に設けられた絶縁性材料から作られ
たカバーとを備えて成り、前記カバーと前記保護
管との間には、一部に外方から見ることができな
い非露出部を有する屈曲溝が周方向に連続して形
成されていることを特徴としている。

「作用」 本考案の装置では、熱電対素線の先端に取り付
けられた絶縁性材料からなる部分を、温度測定対
象物に接触させることで、この部分を通して熱電
対素により温度測定が行える。

また、この装置を、例えばイオンプレーテイン
グ装置の真空容器内に挿入したままで蒸着作業を
進め、装置の外周に導電性材料から成る蒸着層が
形成されたとしても、当該装置には、予めカバー
と前記保護管との間に、一部に外方から見ること
ができない非露出部を有する屈曲溝が周方向に連
続して形成されているため、装置外周に形成され
た蒸着層の中間部分を電気的に遮断させることが
できる。

したがつて、外周に蒸着膜が形成された当該装
置を、イオンプレーテイング装置の高電圧がかけ
られる蒸着基板に接触されたとしても、当該装置
を介して蒸着基板から測定基側あるいは真空容器
電気が流れることがない。

「実施例」 以下、本考案の一実施例を第１図を参照して説
明する。

この実施例は、イオンプレーテイング装置の蒸
着基板の温度測定を行なう場合に、本考案の装置
を用いた場合を示す。

図中符号２１は真空容器の側壁である。この側
壁２１には本考案に係る温度測定装置Ｓが、貫通
状態でかつ側壁２１に直交する方向に移動自在に
配設されており、この測定装置Ｓによつて測定対
象物である蒸着基板３の温度が測定される。

上記温度測定装置Ｓについて詳しく説明する
と、符号２２はほぼ円筒状に形成された保護管
で、その内部中央には絶縁材２３を介して熱電対
素線２４ａ，２４ｂが埋め込まれている。熱電対
素線２４ａ，２４ｂは両先端が互いに電気的に接
続されていて、その先端接続部分は、耐電圧があ
りしかも熱伝導率の高い絶縁材料からなる部材
（接触部）２５の外表面２５ａから若干内側へ入
つた位置に埋め込まれている。

上記部材２５は、測定時において当該装置が図
中左方へ移動された際に、際測定対象物である蒸
着基板３に直接接触されるものである。この部材
２５の外周には、耐電圧がある絶縁材料から作ら
れた有底円筒状のカバー２６が、その底部２６ａ
を嵌合されて前記保護管２２に対して同心状に取
り付けられている。また、カバー２６の円筒部２
６ｂは保護管２２側に延在されていて、該円筒部
２６ｂと保護管２２の先端小径部２２ａとの間に
は、全周に亙つてクリアランスＣが形成されてい
る。

すなわち、カバー２６と保護管２２との間に
は、一部に外方から見ることができない非露出部
２７ａを有する屈曲溝２７が周方向に連続して形
成されて成るクリアランスＣが設けられており、
両者間は、沿面距離が長いラビリンス構造となつ
ている。

また、本考案に係る測定装置Ｓが貫通する真空
容器の側壁２１には厚肉部２８が形成されるとと
もに、該厚肉部２８の内周にはシール部材２９が
２連に嵌合され、これにより測定装置Ｓの真空容
器続側壁貫通部分のシール性が確保されている。
さらに、厚肉部２８の内部にはリング状のウオー
タジヤケツト３０が形成され、このウオータジヤ
ケツト３０には、冷却器（図示せず）経過後の適
宜温度に冷却された水が、循環供給されるように
なつている。すなわち、耐熱性の面からも十分に
シール性が確保できるよう考慮されている。

また、前記真空容器の側壁２１には厚肉部２８
から側壁内方に向かつて円筒部３１が形成され、
これにより、測定装置Ｓの真空容器側壁貫通部か
ら内方へ所定距離挿入された部分が覆われるよう
になつている。このように、側壁に円筒部３１を
形成したのは、これがないと、保護管２２の外周
に次第に蒸着物が付着堆積して保護管２２の外径
が大となり、ひいては、測定装置側壁貫通部の良
好なシール性が確保されなくなるおそれがあるた
めである。

なお、熱電対素線２４ａ，２４ｂの基端部に
は、周知の如く補償導線等を介して、温度表示器
や被付着対象物の温度を自動制御するための制御
系が接続されている。

次に、上記測定装置Ｓを用いて被対象物の温度
測定をする場合について説明する。

測定装置Ｓは、測定をしないときには図に示す
ように、先端が測定対象物である蒸着基板３から
距離Ｌ離れた位置に待機されている。

蒸着基板３の温度を測定する場合には、手動に
よりあるいは図示せぬ適宜駆動手段によつて測定
装置Ｓを真空容器内に押し込み、測定装置Ｓ先端
の部材２５を蒸着基板３に接触させる。

このとき、測定装置Ｓの移動量は僅かの距離Ｌ
で足りる。このことは、通常測定装置を真空容器
外に配置しておき、測定のときだけ真空容器内に
挿入させたり、あるいは同測定装置を真空容器側
壁近傍位置に待機させたりする場合に比べ、測定
装置Ｓの移動時間を短くすることができ、測定時
間を短縮できる点で有利である。

また、測定装置Ｓの先端部材２５等が予め蒸着
基板３近傍の雰囲気温度になつており、先端部材
２５を蒸着基板３に接触させた際、同先端部材２
５の温度が蒸着基板３の表面温度に達するまでの
時間が短く、この点からも、測定時間の短縮化が
図れる。

また、測定装置Ｓの先端に取り付けている部材
２５を熱伝導率の高い材料で作つていること、ま
た実際に測定を行なう熱電対素線２４ａ，２４ｂ
の接続された部分が部材先端２５ａ近くに埋め込
まれていることも、測定時間の短縮化並びに測定
精度の向上に寄与する。

また、温度測定のときには、通常安全性確保の
ため蒸着基板３へ高電圧をかけるのを停止する
が、そのとき、同時に基板加熱用のヒータも停止
するため、蒸着基板３の温度は序々に低下してし
まう。したがつて、蒸着基板３に対する正確な温
度測定はむづかしくなるが、上記装置の場合、前
述したように蒸着基板３の温度測定時間を短くし
得るため、操業時に近い状態の基板温度測定が行
なえることとなる。

また、蒸着を繰り返しているうちに、測定装置
Ｓの真空容器内に挿入されている部分の外周には
次第に蒸着物Ｇが堆積することとなる。該蒸着物
Ｇが導電性材料である場合、誤つて蒸着基板３に
高電圧をかけた際に、上記蒸着物Ｇによつて放電
が起こるおそれがある。

しかしながら、上記測定装置の場合、カバー２
６と保護管２２との間が、全周にクリアランスＣ
が形成されたラビリンス構造となつており、測定
装置外周の沿面距離を長くしているため、上記の
如く温度測定中において誤つて蒸着基板３に高電
圧をかけた場合でも、蒸着物Ｇの電気的接触が絶
たれ、該蒸着物Ｇを介して蒸着基板３から真空容
器側へ電気が流れることはない。したがつて、安
全性の面で優れる。なお、十分に安全に留意すれ
ば、操業中（つまり、蒸着基板３に高電圧をかけ
たままの状態）の蒸着基板３の温度測定も可能と
なる。

「考案の効果」 以上説明した本考案によれば、以下の優れた効
果を奏する。

測定装置のカバーと保護管との間に、一部に
外方から見ることができない非露出部を有する
屈曲溝が周方向に連続して形成されて、ラビリ
ンス構造が形成されているため、イオンプレー
テイング装置内に配置した状態で操業し、当該
測定装置の外周に導電性材料が蒸着したとして
も、該蒸着した導電性材料を電気的に遮断させ
た状態にすることができる。したがつて、測定
中において測定対象物に電圧がかかつても安全
性が確保できる。

上記のように、測定装置をイオンプレーテイ
ング装置内に挿入した状態のままで操業ができ
ることから、測定装置を測定対象物に接近した
状態のままの操業が可能となる。測定装置を測
定対象物に接近させ得ることは、測定に際し測
定装置自体の移動距離が短くなること、測定装
置が予め測定対象物近傍の雰囲気温度になつて
いることから、測定時間の短縮化が図れ、ひい
ては、温度が変化し易い対象物を比較的正確に
温度測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図はイオンプレーテイング装置における基板の温
度測定の一従来例を示す図である。 ２２……保護管、２４ａ，２４ｂ……熱電対素
線、２５……部材（接触部）、２６……カバー、
２７ａ……非露出部、２７……屈曲溝、Ｃ……ク
リアランス、Ｇ……蒸着物。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両先端部が互いに電気的に接続された熱電対素
   線２４ａ，２４ｂと、該熱電対素線の先端接続部
   分を覆うように設けられ、かつ熱伝導率が高い絶
   縁性材料から作られた、温度測定対象物に接触さ
   れる温度測定対象物接触部２５と、前記熱電対素
   線を覆うよう設けられた保護管２２と、前記温度
   測定対象物接触部の外周に設けられた絶縁性材料
   から作られたカバー２６とを備えて成り、前記カ
   バーと前記保護管との間には、一部に外方から見
   ることができない非露出部２７ａを有する屈曲溝
   ２７が周方向に連続して形成されていることを特
   徴とする温度測定装置。