JPH09143694A - 真空蒸着装置のルツボ加熱方法 - Google Patents
真空蒸着装置のルツボ加熱方法Info
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- JPH09143694A JPH09143694A JP29528195A JP29528195A JPH09143694A JP H09143694 A JPH09143694 A JP H09143694A JP 29528195 A JP29528195 A JP 29528195A JP 29528195 A JP29528195 A JP 29528195A JP H09143694 A JPH09143694 A JP H09143694A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 容量の小さい電子銃で、スプラッシュの発生
を抑制しつつ、幅の広い基板の成膜や高速成膜をするこ
とができる真空蒸着装置のルツボ加熱方法を提供する。 【解決手段】 電子ビーム２を放射する電子銃３と、蒸
発材料４を収容するルツボ５と、そのルツボ５を内蔵し
真空排気された真空チャンバー６とを備え、その真空チ
ャンバー６内を連続して走行する帯状の基板１に蒸発材
料４を蒸着させるべく、蒸発材料４の湯面に電子ビーム
２を照射して加熱するとともに、ルツボ５の内部に保護
管８により保護された棒状のヒータ７を埋設して蒸発材
料４をルツボ５の内面からも加熱することを特徴とす
る。
を抑制しつつ、幅の広い基板の成膜や高速成膜をするこ
とができる真空蒸着装置のルツボ加熱方法を提供する。 【解決手段】 電子ビーム２を放射する電子銃３と、蒸
発材料４を収容するルツボ５と、そのルツボ５を内蔵し
真空排気された真空チャンバー６とを備え、その真空チ
ャンバー６内を連続して走行する帯状の基板１に蒸発材
料４を蒸着させるべく、蒸発材料４の湯面に電子ビーム
２を照射して加熱するとともに、ルツボ５の内部に保護
管８により保護された棒状のヒータ７を埋設して蒸発材
料４をルツボ５の内面からも加熱することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空蒸着装置にお
いて、蒸発材料を蒸着させるべく加熱する真空蒸着装置
のルツボ加熱方法に関するものである。
いて、蒸発材料を蒸着させるべく加熱する真空蒸着装置
のルツボ加熱方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】真空蒸着（vacuum vapor deposition)
は、真空中で金属を加熱して蒸発させ、蒸発金属を基板
（被処理材）の表面に凝固させて被膜を作る成膜プロセ
スである。かかる成膜プロセスにおいて、蒸着用金属
（蒸発材料）を加熱するために電子ビームを用い、帯状
の連続して走行する基板に金属を蒸着させる連続真空蒸
着装置が従来から知られている。この連続真空蒸着装置
は、通常の湿式メッキでは扱えない窒化物、炭化物、酸
化物などの蒸着が可能であり、かつ付着速度が大きいな
どの長所を有している。
は、真空中で金属を加熱して蒸発させ、蒸発金属を基板
（被処理材）の表面に凝固させて被膜を作る成膜プロセ
スである。かかる成膜プロセスにおいて、蒸着用金属
（蒸発材料）を加熱するために電子ビームを用い、帯状
の連続して走行する基板に金属を蒸着させる連続真空蒸
着装置が従来から知られている。この連続真空蒸着装置
は、通常の湿式メッキでは扱えない窒化物、炭化物、酸
化物などの蒸着が可能であり、かつ付着速度が大きいな
どの長所を有している。
【０００３】かかる従来の真空蒸着装置は、例えば図４
に示すように、連続して走行する帯状の基板１（例えば
鋼板）と、電子ビーム２を放射する電子銃３と、溶解し
た蒸着用金属４（蒸発材料）を収容するルツボ１１と、
基板１およびルツボ１１を内蔵し真空排気された真空チ
ャンバー６とを備え、電子銃３により電子ビーム２を放
射し、図示しない磁界により電子ビーム２の方向を曲げ
てルツボ１１内の蒸発金属４を加熱・蒸発させ、蒸発金
属４を基板１の表面に凝固させて被膜を作るようになっ
ている。
に示すように、連続して走行する帯状の基板１（例えば
鋼板）と、電子ビーム２を放射する電子銃３と、溶解し
た蒸着用金属４（蒸発材料）を収容するルツボ１１と、
基板１およびルツボ１１を内蔵し真空排気された真空チ
ャンバー６とを備え、電子銃３により電子ビーム２を放
射し、図示しない磁界により電子ビーム２の方向を曲げ
てルツボ１１内の蒸発金属４を加熱・蒸発させ、蒸発金
属４を基板１の表面に凝固させて被膜を作るようになっ
ている。
【０００４】さらに、基板にできるだけ均一に蒸発材料
を蒸着させるための方法として、例えば、特願平６−３
０００５２「真空蒸着装置のルツボ温度制御方法」など
が提案されている。この提案によれば、ルツボの長手方
向の両端部に電子ビームを照射し、中央部より高温に加
熱して蒸発させることにより、基板の幅方向にほぼ均一
に蒸発原子が移動し、基板上の密度分布を幅方向にほぼ
均一にすることができる。
を蒸着させるための方法として、例えば、特願平６−３
０００５２「真空蒸着装置のルツボ温度制御方法」など
が提案されている。この提案によれば、ルツボの長手方
向の両端部に電子ビームを照射し、中央部より高温に加
熱して蒸発させることにより、基板の幅方向にほぼ均一
に蒸発原子が移動し、基板上の密度分布を幅方向にほぼ
均一にすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した真空蒸着装置
において、従来よりも幅の広い基板に成膜する場合や、
基板を高速で走行させて成膜する場合には、ルツボを大
きくして蒸発金属の蒸気の広がりを大きくしたり、蒸着
室における蒸発金属の蒸気の原子数密度を高める必要が
ある。したがって、蒸発金属の加熱を増す必要がある。
しかし、上述したような電子ビームのみによる加熱で
は、大型の電子銃が必要となるため、真空蒸着装置も大
型化し、設備コストもかかる。また、必要な容量の電子
銃が存在していない。さらに、強力な電子ビームを集中
して照射すると、蒸発金属の湯面と内部との温度差が大
きくなり、いわゆる突沸した状態になり、スプラッシュ
が発生しやすい、などの問題点がある。
において、従来よりも幅の広い基板に成膜する場合や、
基板を高速で走行させて成膜する場合には、ルツボを大
きくして蒸発金属の蒸気の広がりを大きくしたり、蒸着
室における蒸発金属の蒸気の原子数密度を高める必要が
ある。したがって、蒸発金属の加熱を増す必要がある。
しかし、上述したような電子ビームのみによる加熱で
は、大型の電子銃が必要となるため、真空蒸着装置も大
型化し、設備コストもかかる。また、必要な容量の電子
銃が存在していない。さらに、強力な電子ビームを集中
して照射すると、蒸発金属の湯面と内部との温度差が大
きくなり、いわゆる突沸した状態になり、スプラッシュ
が発生しやすい、などの問題点がある。
【０００６】本発明は、上記課題を解決するために創案
されたものである。すなわち、容量の小さい電子銃で、
スプラッシュの発生を抑制しつつ、幅の広い基板の成膜
や高速成膜をすることができる真空蒸着装置のルツボ加
熱方法を提供することを目的とする。
されたものである。すなわち、容量の小さい電子銃で、
スプラッシュの発生を抑制しつつ、幅の広い基板の成膜
や高速成膜をすることができる真空蒸着装置のルツボ加
熱方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電子ビ
ームを放射する電子銃と、蒸発材料を収容するルツボ
と、そのルツボを内蔵し真空排気された真空チャンバー
とを備え、その真空チャンバー内を連続して走行する帯
状の基板に蒸発材料を蒸着させるべく、蒸発材料の湯面
に電子ビームを照射して加熱するとともに、ルツボの内
部にヒータを設けて蒸発材料をルツボの内面からも加熱
する、ことを特徴とする真空蒸着装置のルツボ加熱方法
が提供される。
ームを放射する電子銃と、蒸発材料を収容するルツボ
と、そのルツボを内蔵し真空排気された真空チャンバー
とを備え、その真空チャンバー内を連続して走行する帯
状の基板に蒸発材料を蒸着させるべく、蒸発材料の湯面
に電子ビームを照射して加熱するとともに、ルツボの内
部にヒータを設けて蒸発材料をルツボの内面からも加熱
する、ことを特徴とする真空蒸着装置のルツボ加熱方法
が提供される。
【０００８】この真空蒸着装置のルツボ加熱方法によれ
ば、ルツボの内部に設けられたヒータによりルツボの全
体を均一に加熱して蒸発材料を内面からも加熱するた
め、ルツボの幅方向端部の局所的な部分に電子ビームを
照射するだけで、幅の広い基板の成膜や高速成膜をする
のに十分な加熱をすることができる。また、蒸発材料の
湯面と内部との温度差を小さくするこができるため、突
沸しにくく、スプラッシュの発生を防止することができ
る。
ば、ルツボの内部に設けられたヒータによりルツボの全
体を均一に加熱して蒸発材料を内面からも加熱するた
め、ルツボの幅方向端部の局所的な部分に電子ビームを
照射するだけで、幅の広い基板の成膜や高速成膜をする
のに十分な加熱をすることができる。また、蒸発材料の
湯面と内部との温度差を小さくするこができるため、突
沸しにくく、スプラッシュの発生を防止することができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図１から図３を参照して説明する。なお、各図にお
いて従来と共通する部分には同一の符号を付して使用す
る。
態を図１から図３を参照して説明する。なお、各図にお
いて従来と共通する部分には同一の符号を付して使用す
る。
【００１０】図１は、本発明による方法を適用する真空
蒸着装置の構成図である。図に示す真空蒸着装置１０
は、電子ビーム２を放射する電子銃３と、蒸発材料４を
収容するルツボ５と、そのルツボ５を内蔵し真空排気さ
れた真空チャンバー６とを備え、その真空チャンバー６
内を連続して走行する帯状の基板１に蒸発材料４を蒸着
させるべく、蒸発材料４の湯面に電子ビーム２を照射し
て加熱するものである。かかる構成は、図４に示した従
来の真空蒸着装置と同様であるが、本発明においては、
図２に示すルツボ５を採用している。
蒸着装置の構成図である。図に示す真空蒸着装置１０
は、電子ビーム２を放射する電子銃３と、蒸発材料４を
収容するルツボ５と、そのルツボ５を内蔵し真空排気さ
れた真空チャンバー６とを備え、その真空チャンバー６
内を連続して走行する帯状の基板１に蒸発材料４を蒸着
させるべく、蒸発材料４の湯面に電子ビーム２を照射し
て加熱するものである。かかる構成は、図４に示した従
来の真空蒸着装置と同様であるが、本発明においては、
図２に示すルツボ５を採用している。
【００１１】図２は本発明の方法で使用するルツボを示
す図であり、（Ａ）はその幅方向の断面図であり、
（Ｂ）はその長手方向の断面図である。これらの図にお
いて、ルツボ５の内部には、その長手方向と平行に棒状
のヒータ７を複数本埋設し、これらを図示しない耐熱性
を有する導線で相互に連結し、いわゆる抵抗加熱により
ルツボ５を加熱している。図２（Ｂ）では、ヒータ７を
埋設した場合を図示しているが、ルツボ５に孔を設けて
ヒータ７を挿入するようにしてもよい。また、これらの
ヒータ７は、それぞれ溶融金属に耐え得る保護管８によ
り保護されており、ルツボ５に割れが生じたりして溶融
金属が漏れたときの、溶融金属の接触によるヒータ７の
損傷を防止している。ヒータ７としては、カーボンヒー
タやモリブデンヒータなどを使用するのが好ましく、保
護管８としては、インコネル、ハストロイ、ＳＵＳ３１
０などの耐熱金属からなる密封管であるのが好ましい。
なお、図示していないが、誘導加熱を利用してルツボ５
を加熱するようにしてもよい。
す図であり、（Ａ）はその幅方向の断面図であり、
（Ｂ）はその長手方向の断面図である。これらの図にお
いて、ルツボ５の内部には、その長手方向と平行に棒状
のヒータ７を複数本埋設し、これらを図示しない耐熱性
を有する導線で相互に連結し、いわゆる抵抗加熱により
ルツボ５を加熱している。図２（Ｂ）では、ヒータ７を
埋設した場合を図示しているが、ルツボ５に孔を設けて
ヒータ７を挿入するようにしてもよい。また、これらの
ヒータ７は、それぞれ溶融金属に耐え得る保護管８によ
り保護されており、ルツボ５に割れが生じたりして溶融
金属が漏れたときの、溶融金属の接触によるヒータ７の
損傷を防止している。ヒータ７としては、カーボンヒー
タやモリブデンヒータなどを使用するのが好ましく、保
護管８としては、インコネル、ハストロイ、ＳＵＳ３１
０などの耐熱金属からなる密封管であるのが好ましい。
なお、図示していないが、誘導加熱を利用してルツボ５
を加熱するようにしてもよい。
【００１２】このように、ルツボ５の内部にヒータ７を
設けることにより、ルツボ５の全体を均一に加熱するこ
とができる。したがって、ルツボ５の長手方向の両端部
に電子ビーム２を局部的に照射するだけで、蒸着に必要
な熱量が十分に得られるとともに、ルツボ５の長手方向
の両端部を中央部より高温に加熱して蒸発させることに
より、基板１の幅方向にほぼ均一に蒸発原子が移動し、
基板１上の密度分布を幅方向にほぼ均一にすることがで
き、基板１に均一に蒸発材料４を蒸着させることができ
る。
設けることにより、ルツボ５の全体を均一に加熱するこ
とができる。したがって、ルツボ５の長手方向の両端部
に電子ビーム２を局部的に照射するだけで、蒸着に必要
な熱量が十分に得られるとともに、ルツボ５の長手方向
の両端部を中央部より高温に加熱して蒸発させることに
より、基板１の幅方向にほぼ均一に蒸発原子が移動し、
基板１上の密度分布を幅方向にほぼ均一にすることがで
き、基板１に均一に蒸発材料４を蒸着させることができ
る。
【００１３】図３は本発明の方法によりルツボを加熱し
たときのルツボの長手方向の温度分布を示した図であ
り、縦軸はルツボ５内の蒸発材料４の温度を示し、横軸
はルツボ５の長手方向の左端からの距離を示している。
図３において、ルツボ５の全体を一点鎖線で示すように
均一（温度β）にヒータ７で加熱し、さらにルツボ５の
両端部の蒸発材料４の湯面に電子ビーム２を局部的に照
射し、ルツボ５の両端部を温度αまで加熱した状態を図
示している。このとき、電子ビーム２による加熱によ
り、ルツボ５の中間部では温度γまで上昇している。ヒ
ータ７の加熱による温度上昇（β）と、電子ビーム２の
加熱による温度上昇（α−β）との割合は、およそβ：
α−β＝３：７程度となるように調節するのが好まし
い。例えば、蒸発材料４としてアルミニウムを使用する
場合には、温度αは１２００℃前後であり、温度γは１
０００℃前後である。したがって、ヒータ７のみでルツ
ボ５を加熱したときに、蒸発材料４であるアルミの温度
βが３５０℃前後となるように調節するのが好ましい。
なお、蒸発材料４やルツボ５の材質などにより、その融
点や熱伝導率が異なるため、ヒータ７は１０００℃ぐら
いまで加熱できるもの（例えば、上述したカーボンヒー
タやモリブデンヒータなど）を使用するのが好ましい。
たときのルツボの長手方向の温度分布を示した図であ
り、縦軸はルツボ５内の蒸発材料４の温度を示し、横軸
はルツボ５の長手方向の左端からの距離を示している。
図３において、ルツボ５の全体を一点鎖線で示すように
均一（温度β）にヒータ７で加熱し、さらにルツボ５の
両端部の蒸発材料４の湯面に電子ビーム２を局部的に照
射し、ルツボ５の両端部を温度αまで加熱した状態を図
示している。このとき、電子ビーム２による加熱によ
り、ルツボ５の中間部では温度γまで上昇している。ヒ
ータ７の加熱による温度上昇（β）と、電子ビーム２の
加熱による温度上昇（α−β）との割合は、およそβ：
α−β＝３：７程度となるように調節するのが好まし
い。例えば、蒸発材料４としてアルミニウムを使用する
場合には、温度αは１２００℃前後であり、温度γは１
０００℃前後である。したがって、ヒータ７のみでルツ
ボ５を加熱したときに、蒸発材料４であるアルミの温度
βが３５０℃前後となるように調節するのが好ましい。
なお、蒸発材料４やルツボ５の材質などにより、その融
点や熱伝導率が異なるため、ヒータ７は１０００℃ぐら
いまで加熱できるもの（例えば、上述したカーボンヒー
タやモリブデンヒータなど）を使用するのが好ましい。
【００１４】上述したように、本発明の真空蒸着装置の
ルツボ加熱方法では、蒸発材料４の湯面に電子ビーム２
を照射して加熱するとともに、ルツボ５の内部にヒータ
７を設けて蒸発材料４をルツボ５の内面からも加熱して
いるため、基板１の膜厚をほぼ均一にするために、ルツ
ボ５の長手方向の両端部に電子ビーム２を照射して、中
央部より高温に加熱して蒸発させるために必要な電子銃
３の容量を小さくすることができる。また、幅の広い基
板１に成膜する場合や、基板１を高速で走行させて成膜
する場合に、ヒータ７の加熱により、蒸発材料４の湯面
と内部との温度差を小さくすることができるため、いわ
ゆる突沸現象を抑制することができ、スプラッシュを防
止することができる。
ルツボ加熱方法では、蒸発材料４の湯面に電子ビーム２
を照射して加熱するとともに、ルツボ５の内部にヒータ
７を設けて蒸発材料４をルツボ５の内面からも加熱して
いるため、基板１の膜厚をほぼ均一にするために、ルツ
ボ５の長手方向の両端部に電子ビーム２を照射して、中
央部より高温に加熱して蒸発させるために必要な電子銃
３の容量を小さくすることができる。また、幅の広い基
板１に成膜する場合や、基板１を高速で走行させて成膜
する場合に、ヒータ７の加熱により、蒸発材料４の湯面
と内部との温度差を小さくすることができるため、いわ
ゆる突沸現象を抑制することができ、スプラッシュを防
止することができる。
【００１５】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】上述したように、本発明の真空蒸着装置
のルツボ加熱方法は、ルツボの内部に設けられたヒーに
よりルツボの全体を均一に加熱して蒸発材料をルツボの
内面からも加熱するため、ルツボの幅方向端部の局所的
な部分に電子ビームを照射するだけで、幅の広い基板の
成膜や高速成膜をするのに十分な加熱をすることができ
る。したがって、電子銃の容量を小さくすることができ
る。また、蒸発材料の湯面と内部との温度差を小さくす
るこができるため、突沸しにくく、スプラッシュの発生
を防止することができる、などの優れた効果を有する。
のルツボ加熱方法は、ルツボの内部に設けられたヒーに
よりルツボの全体を均一に加熱して蒸発材料をルツボの
内面からも加熱するため、ルツボの幅方向端部の局所的
な部分に電子ビームを照射するだけで、幅の広い基板の
成膜や高速成膜をするのに十分な加熱をすることができ
る。したがって、電子銃の容量を小さくすることができ
る。また、蒸発材料の湯面と内部との温度差を小さくす
るこができるため、突沸しにくく、スプラッシュの発生
を防止することができる、などの優れた効果を有する。
【図１】本発明による方法を適用する真空蒸着装置の構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の方法で使用するルツボを示す図であ
り、（Ａ）はその幅方向の断面図であり、（Ｂ）はその
長手方向の断面図である。
り、（Ａ）はその幅方向の断面図であり、（Ｂ）はその
長手方向の断面図である。
【図３】本発明の方法によりルツボを加熱したときのル
ツボの長手方向の温度分布を示した図である。
ツボの長手方向の温度分布を示した図である。
【図４】従来の真空蒸着装置の全体構成図である。
１ 基板 ２ 電子ビーム ３ 電子銃 ４ 蒸発材料 ５ ルツボ ６ 真空チャンバー ７ ヒータ ８ 保護管 １０ 真空蒸着装置 １１ ルツボ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 昭博 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重業株式会社技術研究所内 (72)発明者 松田 至康 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重業株式会社横浜エンジニアリン グセンター内
Claims (1)
- 【請求項１】 電子ビームを放射する電子銃と、蒸発材
料を収容するルツボと、そのルツボを内蔵し真空排気さ
れた真空チャンバーとを備え、その真空チャンバー内を
連続して走行する帯状の基板に蒸発材料を蒸着させるべ
く、蒸発材料の湯面に電子ビームを照射して加熱すると
ともに、ルツボの内部にヒータを設けて蒸発材料をルツ
ボの内面からも加熱する、ことを特徴とする真空蒸着装
置のルツボ加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29528195A JPH09143694A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 真空蒸着装置のルツボ加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29528195A JPH09143694A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 真空蒸着装置のルツボ加熱方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09143694A true JPH09143694A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=17818577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29528195A Pending JPH09143694A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 真空蒸着装置のルツボ加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09143694A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291330A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Ideal Star Inc | 気化装置、及び、気化装置を備えたプラズマ処理装置 |
| JP2009287089A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Dainippon Printing Co Ltd | 真空成膜装置 |
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