JPH0673544A - 電子ビーム加熱装置 - Google Patents

電子ビーム加熱装置

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JPH0673544A
JPH0673544A JP4229648A JP22964892A JPH0673544A JP H0673544 A JPH0673544 A JP H0673544A JP 4229648 A JP4229648 A JP 4229648A JP 22964892 A JP22964892 A JP 22964892A JP H0673544 A JPH0673544 A JP H0673544A
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electron beam
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traveling
electron
substrate
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Kiyoshi Nehashi
清 根橋
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Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子銃を用いて走行基板を加熱する際の加熱
効率が高い電子ビーム加熱装置を提供する。 【構成】 真空中で連続的に走行する走行基板1に電子
ビーム3を照射して加熱する電子ビーム加熱装置におい
て、走行基板は、その走行方向に沿って電子ビームを少
なくとも部分的に囲んで走行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビーム加熱装置に
係わり、更に詳しくは、真空蒸着、スパッタ蒸着、イオ
ンプレーティング、CVD(化学的気相蒸着法)等の連
続真空処理設備において電子ビームにより走行基板を加
熱する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】真空蒸着(vacuum deposition) 、スパッ
タ蒸着(sputter deposition)、イオンプレーティング(i
on plating) 、或いは化学蒸着(chemical vapor deposi
tion,CVD) 等の成膜プロセスにおいて連続した薄板
状の走行基板を加熱するために電子ビームを用いた電子
ビーム加熱装置が従来から用いられている。かかる電子
ビーム加熱装置は、電子ビームの照射ポイントを自由に
選択でき、加熱温度を各々のポイントの滞在時間を調整
することにより、自由に調整できることから、所定の範
囲内の任意の場所に、任意の温度分布で短時間で加熱で
き、かつ許容エネルギー密度が高いため、走行基板の狭
い範囲で加熱できるため装置が小型になる、等の多くの
長所を有する。従って、電子ビーム加熱装置は、予熱用
に、例えば成膜前に走行基板を加熱して表面に付着した
不純物を蒸発して清浄するため、又は成膜した膜と走行
基板の密着性を向上させるために用いられ、かつ、後熱
用に、例えば、成膜後に膜と走行基板との密着性を熱拡
散によって更に向上させるため、又は成膜後の多層膜、
複合膜、あるいは膜と走行基板の合金化のために用いら
れている。
【0003】かかる従来の電子ビーム加熱装置は、例え
ば図5に示すように、10-3〜10 -5Torrに真空排
気された(排気装置は示さず)真空チャンバー15と、
薄板状の走行基板11を水平に案内するガイドローラー
16と、電子ビーム13を照射しこれを前後、左右にス
イープ(掃射)させる電子銃12とを備え、走行する薄
板状の走行基板11に電子銃12より電子ビーム13を
照射し、走行基板11を加熱するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電子ビ
ーム加熱装置は、前述した多くの長所を有するにもかか
わらず、加熱効率が低い問題点があった。すなわち図5
に示した装置において、走行基板11に入射した電子ビ
ーム13の一部(例えば1/3以上)が走行基板表面で
反射(後方散乱)し、後方散乱した電子は真空チャンバ
ー15の壁に衝突したり、一部は相互に干渉或いは衝突
して散乱してしまい加熱に用いられなかった。そのた
め、高価な電子銃を用いて走行基板を加熱してもロスが
多いため加熱効率が悪くなる問題点があった。
【0005】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明は、無駄に消
費される電子ビームを低減することにより、電子銃を用
いて走行基板を加熱する際の加熱効率が高い電子ビーム
加熱装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、真空中
で連続的に走行する走行基板に電子ビームを照射して加
熱する電子ビームの加熱装置において、前記走行基板
は、走行基板の走行方向に沿って前記電子ビームを少な
くとも部分的に囲む、ことを特徴とする電子ビーム加熱
装置が提供される。
【0007】本発明の好ましい実施例によれば、前記走
行基板の少なくとも一部は走行基板自体により囲まれる
凹部を形成するように走行し、前記電子ビームは前記凹
部の内部に照射される。前記走行基板の凹部は、軸線が
互いに平行でかつ台形状に配列された少なくとも4つの
ガイドローラーにより案内された走行基板により形成さ
れ、前記台形の上辺は前記凹部の入口開口部を構成し、
台形の下辺は前記電子ビームに対向しており、かつ台形
の底角が鋭角である、ことが好ましい。更に、前記台形
の底角を構成するガイドローラはそれぞれ2つであり、
前記凹部の内側に配置されたガイドローラは前記電子ビ
ームが直接当たらないように走行基板の背後に配置され
ている、ことが好ましい。
【0008】更に、本発明によれば、真空中で連続的に
走行する走行基板に電子ビームを照射して加熱する電子
ビームの加熱装置において、走行基板の走行方向に直交
する両側部の電子ビームの照射側に、走行基板と鋭角を
なして配置された電子反射板を備え、該電子反射板は原
子番号40以上の元素を少なくとも主成分とする、こと
を特徴とする電子ビームの加熱装置が提供される。本発
明の好ましい実施例によれば、前記電子反射板は、モリ
ブデン、タンタル、タングステンのいずれかを少なくと
も主成分とする。
【0009】
【作用】本発明は、走行基板で反射(後方散乱)した電
子を再度積極的に再利用し、これにより電子ビームのロ
スを低減し加熱効率を高めるものである。更に、本発明
は、原子番号が40以上の元素は後方散乱される電子の
比率が高いことに着目し、かかる元素を少なくとも主成
分とする反射板を用いて、後方散乱した電子を積極的に
再利用しようとするものである。
【0010】すなわち、上記本発明の構成によれば、走
行基板が走行基板の走行方向に沿って電子ビームを少な
くとも部分的に囲んで走行するので、走行基板で後方散
乱した電子を走行基板自体に再度照射することができ、
電子ビームのロスを低減することができる。又、走行基
板の走行方向に直交する両側部の電子ビームの照射側
に、走行基板と鋭角をなして配置された電子反射板を備
え、この電子反射板が原子番号40以上の元素を少なく
とも主成分とするので、走行基板で後方散乱し電子反射
板に照射された電子の多くを走行基板に再度後方散乱さ
せることができ、これにより電子ビームのロスを低減し
加熱効率を高めることができる。
【0011】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1は本発明による電子ビーム加熱装置の全体
構成図であり、図2は同装置の別の部分構成図である。
図2ではガイドローラの配列のみを示している。図1及
び図2において、本発明による電子ビーム加熱装置は、
連続した薄板状の走行基板1の走行を案内する複数のガ
イドローラ6と、走行基板1に電子ビーム3を照射する
電子銃2と、これらの機器を内部に密閉して囲むチャン
バー5とを備えている。走行基板1は、本装置の後工程
又は前工程で真空蒸着、スパッタ蒸着、イオンプレーテ
ィング、或いは化学蒸着をする帯状の鋼板、ステンレス
鋼板、フィルム等である。電子ビーム3は電子銃2に設
けられた直交する可変磁界により走行基板1の全面を照
射できるようになっている。かかる前後、左右の電子ビ
ームの照射をスイープと呼ぶ。チャンバー5は、真空ポ
ンプ(図示せず)により内部を通常10-3〜10-5To
rr(トール)の真空に維持されている。又、チャンバ
ー5は内部容積を最小にして高真空を維持しやすいよう
に、図示のように各機器に密接して設けるのが良い。
【0012】ガイドローラー6は、走行基板1が電子銃
2の電子ビーム3を走行基板1の走行方向に沿って少な
くとも部分的に囲んで走行するように配置される。すな
わち、電子銃2からの電子ビーム3が走行基板1に直接
当たり、更に、反射(後方散乱)した電子4も走行基板
1にそのほとんどが当たるように配置する。走行基板1
の少なくとも一部が走行基板自体により囲まれる凹部9
を形成し、電子ビーム3をこの凹部9の内部に照射する
のが良い。
【0013】又、図1及び図2に示すように、凹部9
は、軸線が互いに平行でかつ台形状に配列された少なく
とも4つのガイドローラー6により案内された走行基板
1により形成され、台形の上辺は凹部9の入口開口部を
構成し、台形の下辺は電子ビーム3に対向しており、か
つ台形の底角は鋭角である。台形の底角は、好ましくは
60°以内、更に好ましくは45°以内であるのが良
い。
【0014】なお、図1に示すように、台形の底角を構
成するガイドローラ6をそれぞれ2つずつ備え、凹部9
の内側に配置されたガイドローラ(特に6aで示す)に
電子ビームが直接当たらないようにガイドローラ6aを
走行基板1の背後に配置するのが良い。すなわち、図示
のようにガイドローラ6aを台形の底角を構成する別の
ガイドローラ6よりも電子銃2から離れた位置に配置す
ることにより、ガイドローラ6aに電子ビームが直接当
たるのを回避することができる。
【0015】又、図2に示すように、4つのガイドロー
ラ6により台形を構成しても良い。この場合、凹部9の
内側に配置されたガイドローラ6は電子ビームが直接当
たらないようにこのガイドローラ6を電子ビーム3の照
射範囲の外側に配置するか、図示のように遮蔽板8を備
えるのが良い。かかる構成により、ガイドローラの数が
少なくなり、より簡単な構造とすることができる。
【0016】図3は図1のA−Aにおける断面図であ
る。この図において、本発明による電子ビーム加熱装置
は、走行基板1の走行方向に直交する両側部の電子ビー
ムの照射側に、走行基板1と鋭角をなして配置された電
子反射板7を備えている。この電子反射板7は原子番号
40以上の元素を少なくとも主成分とする。これによ
り、走行基板1に当たって反射(後方散乱)した電子ビ
ームを積極的に再反射させて、走行基板の加熱に貢献さ
せることができ、電子ビームのロスを低減し加熱効率を
高めることができる。また、電子反射板7は、例えばモ
リブデン(MO 、原子番号42、融点2610°C)、
タンタル(Ta 、同73、2996°C)、タングステ
ン(W、同74、3410°C)等の高融点元素を少な
くとも主成分とする材料で製作し、かつ冷却を行わない
のが良い。これにより、電子ビームにより加熱された電
子反射板7自体が、輻射によっても走行基板1を加熱す
ることができる。なお、図3の構成は、図2の加熱装置
についても同様に適用できることはいうまでもない。
【0017】次に、原子番号40以上の元素を少なくと
も主成分とする電子反射板7を使用する理由を説明す
る。図4は、元素の原子番号と入射電子の反射率(%)
との関係を示した図である。この図から明らかなよう
に、走行基板に入射した電子は元素によって異なるが、
大なり小なり、一旦走行基板に入射しても、再度反射
(後方散乱)される。従来のチャンバー壁は、ニッケル
メッキした鋼板又はステンレスでできており、ニッケル
及び鉄の原子番号がそれぞれ28、26であるため、電
子の反射率は30%前後にすぎなかった。上述したよう
に、本発明による電子反射板7は原子番号40以上の元
素、例えば、モリブデン(MO )、タンタル(Ta )、
タングステン(W)、鉛(Pb、原子番号82)を少な
くとも主成分とする材料で製造する。これにより、入射
電子の反射率(%)を40%以上にすることができ、走
行基板1に当たって反射(後方散乱)した電子ビームを
積極的に再反射させて、走行基板の加熱に貢献させるこ
とができる。
【0018】以上に説明したように、本発明は、走行基
板で反射(後方散乱)した電子を再度積極的に再利用
し、これにより電子ビームのロスを低減し加熱効率を高
めるものである。更に、本発明は、原子番号が40以上
の元素は後方散乱される電子の比率が高いことに着目
し、かかる元素を少なくとも主成分とする反射板を用い
て、後方散乱した電子を積極的に再利用しようとするも
のである。
【0019】すなわち、上述した本発明の構成によれ
ば、走行基板が走行基板の走行方向に沿って電子ビーム
を少なくとも部分的に囲んで走行するので、走行基板で
後方散乱した電子を走行基板自体に再度照射することが
でき、電子ビームのロスを低減することができる。又、
走行基板の走行方向に直交する両側部の電子ビームの照
射側に、走行基板と鋭角をなして配置された電子反射板
を備え、該電子反射板は原子番号40以上の元素を少な
くとも主成分とするので、走行基板で後方散乱し電子反
射板に照射された電子の多くを走行基板に再度後方散乱
させることができ、これにより電子ビームのロスを低減
し加熱効率を高めることができる。
【0020】
【発明の効果】従って、本発明によれば、(1)反射電
子を走行基板に再照射することができ、(2)走行基板
の縁部側に反射した(後方散乱した)電子の一部を電子
反射板により再反射させて走行基板の加熱に貢献させる
ことができるため、加熱効率を高めることができる。さ
らに、(3)電子反射板の材質として元素の原子番号が
40以上の元素あるいはこれらの元素を主成分とする材
料を使用することにより、電子反射板からの反射率を上
げることができ、また(4)原子番号が大きく、かつ高
融点の材料を使用することにより、電子反射板自体の加
熱による輻射によって、更に走行基板を加熱でき、より
加熱効率を高めることができる。
【0021】要約すれば、本発明により、従来無駄に消
費された電子ビームを低減することができ、電子銃を用
いて走行基板を加熱する際の加熱効率が高い電子ビーム
加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電子ビーム加熱装置の全体構成図
である。
【図2】本発明による電子ビーム加熱装置の別の部分構
成図である。
【図3】図1のA−Aにおける断面図である。
【図4】種々の元素に電子を照射した場合に入射電子が
反射(後方散乱)される割合を示す図である。
【図5】従来の電子ビーム加熱装置の全体構成図であ
る。
【符号の説明】
1 走行基板 2 電子銃 3 電子ビーム 4 反射電子(後方散乱電子) 5 チャンバー 6 ガイドローラ 7 電子反射板 8 遮蔽板 9 凹部 11 走行基板 12 電子銃 13 電子ビーム 14 反射電子(後方散乱電子) 15 チャンバー 16 ガイドローラ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空中で連続的に走行する走行基板に電
    子ビームを照射して加熱する電子ビーム加熱装置におい
    て、 前記走行基板は、走行基板の走行方向に沿って前記電子
    ビームを少なくとも部分的に囲む、ことを特徴とする電
    子ビーム加熱装置。
  2. 【請求項2】 前記走行基板の少なくとも一部は走行基
    板自体により囲まれる凹部を形成するように走行し、前
    記電子ビームは前記凹部の内部に照射される、ことを特
    徴とする請求項1に記載の電子ビーム加熱装置。
  3. 【請求項3】 前記走行基板の凹部は、軸線が互いに平
    行でかつ台形状に配列された少なくとも4つのガイドロ
    ーラーにより案内された走行基板により形成され、 前記台形の上辺は前記凹部の入口開口部を構成し、台形
    の下辺は前記電子ビームに対向しており、かつ台形の底
    角が鋭角である、ことを特徴とする請求項2に記載の電
    子ビーム加熱装置。
  4. 【請求項4】 前記台形の底角を構成するガイドローラ
    はそれぞれ2つであり、前記凹部の内側に配置されたガ
    イドローラは前記電子ビームが直接当たらないように走
    行基板の背後に配置されている、ことを特徴とする請求
    項3に記載の電子ビーム加熱装置。
  5. 【請求項5】 真空中で連続的に走行する走行基板に電
    子ビームを照射して加熱する電子ビーム加熱装置におい
    て、 走行基板の走行方向に直交する両側部の電子ビームの照
    射側に、走行基板と鋭角をなして配置された電子反射板
    を備え、該電子反射板は原子番号40以上の元素を少な
    くとも主成分とする、ことを特徴とする電子ビーム加熱
    装置。
  6. 【請求項6】 前記電子反射板は、モリブデン、タンタ
    ル、タングステンのいずれかを少なくとも主成分とす
    る、ことを特徴とする請求項5に記載の電子ビーム加熱
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0967664A (ja) * 1995-08-28 1997-03-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 連続真空蒸着装置における鋼板の予備加熱方法及び装置
JP2004140346A (ja) * 2002-10-16 2004-05-13 Nawotec Gmbh 材料表面を集束電子ビーム誘導化学反応によってエッチングするための方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0967664A (ja) * 1995-08-28 1997-03-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 連続真空蒸着装置における鋼板の予備加熱方法及び装置
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