JPH09143734A - 連続真空蒸着装置における無効蒸着物付着防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高融点の蒸発材料の無効蒸着物の付着防止板
を長時間連続使用可能とする。 【解決手段】 真空室内を連続走行する帯状の基板に蒸
発材料を蒸着させる連続真空蒸着装置において、蒸発材
料を収容するるつぼの上方を囲むように設けた無効蒸着
物の付着防止板と、該付着防止板の下方に設けられ、付
着防止板の表面を溶融滴下する滴下物を受ける受槽とか
らなり、付着防止板は、表面に、蒸発材料より低融点
で、かつ、蒸発材料と合金となったときにさらに融点が
低下する金属が付着しており、さらに付着防止板を加熱
するヒータが取り付けられていることを特徴とする無効
蒸着物付着防止装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は連続真空蒸着装置に
係り、特に真空室内に付着堆積する無効蒸着物を減少さ
せる無効蒸着物付着防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空蒸着(vacuum deposition) は、真空
中で金属を加熱して蒸発させ、蒸発材料を基板（被処理
材）の表面に蒸着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発材料を加熱するた
めに電子ビームを用い連続走行する帯状の基板に蒸発材
料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、２種類以上の金属の合金
被膜も容易にでき、かつ付着速度が大きい等の多くの長
所を有する。

【０００３】かかる従来の連続真空蒸着装置は、例えば
図４および図５に示すように、連続して走行する帯状の
基板ａと、電子ビームを放射する電子銃ｂ，ｂと、溶融
した蒸発材料を収容するるつぼｃ，ｃと、基板ａおよび
るつぼｃを内蔵し１０^-3〜１０^-5Ｔｏｒｒに真空排気さ
れた（排気装置は図示せず）真空室ｄとを備え、電子銃
ｂ，ｂにより電子ビームｅをそれぞれ放射し、図示しな
い磁界により電子ビームの方向を曲げてるつぼｃ，ｃ内
の蒸発材料を加熱して蒸発させ、蒸発材料を基板ａの表
面に蒸着させて被膜を作るようになっている。かかる蒸
着装置により例えば２種金属の合金被膜を走行基板上に
形成することができる。

【０００４】従来の連続真空蒸着装置では、図４および
図５に角度Ｂ₁ ，Ｂ₂ で示す広い範囲に蒸発した金属等
の蒸発材料が広がり、従って基板に蒸着せずにロスとな
るものが多いばかりでなく、ロスした蒸発材料は真空室
の壁面などに付着し、厚く堆積すると剥離したり、ごみ
を出すなど清浄なコーティングを阻害するので長時間の
連続運転が不可能になる。かかる無効蒸着物を減少させ
るため本願出願人は鋭意研究を行い、先に特許出願（特
願平４─２２９５５６、特開平６─７３５４３「連続真
空蒸着装置」）を行った。上記出願に開示された連続真
空蒸着装置は、図３に示すように、電子ビームｅを放射
する電子銃ｂと、溶融した被膜用蒸発材料ｈを収容する
るつぼｃと、図示しない排気装置により真空排気された
真空室ｄとを備え、電子銃ｂにより電子ビームｅを放射
し、図示しない偏向電磁石による磁界により電子ビーム
ｅの方向を曲げてるつぼｃの蒸発材料ｈを加熱して蒸発
させ、蒸発材料ｈを、図上、紙面と直角方向に連続して
走行する帯状の基板ａの表面に蒸着させて被膜を作るよ
うになっている。

【０００５】るつぼｃの周りには、るつぼｃを囲むよう
に無効蒸着物が基板ａの範囲外へ拡散するのをさえぎる
遮蔽板ｆおよび遮蔽板ｇが設けられている。なお、遮蔽
板ｆは基板ａを挟んでその両側に設けられ、遮蔽板ｇは
るつぼｃの上流側と下流側に設けられている。ｉはこの
遮蔽板ｆ，ｇの外面に配設された加熱器である。無効蒸
着物は、遮蔽板ｆ，ｇが高温になっているので溶融して
おり、表面に沿って滴下し、るつぼｃに戻る。なお、蒸
発材料ｈとしては、例えば亜鉛，錫，アルミニウム等が
使用される。

【０００６】しかしながら、上述した遮蔽板によれば、
亜鉛，錫，アルミニウムなど低融点の蒸発材料の場合に
は、溶融滴下するので問題ないが、チタンまたはジルコ
ニウムなど高融点の材料の場合には、遮蔽板の温度をそ
れらの融点である１７００°〜１９００°の高温度にし
なければならず、エネルギー的にも耐熱的にも困難であ
る。

【０００７】本発明は上記のような問題点に鑑み案出さ
れたもので、遮蔽板の温度をあまり上昇させることなし
に高融点の蒸発材料の無効蒸着物を溶融滴下させて処理
することにより、連続真空蒸着装置を長時間連続運転可
能にする無効蒸着物付着防止装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記目的を達成するた
め本発明の連続真空蒸着装置における無効蒸着物付着防
止装置は、電子ビームを放射する電子銃と、溶融した蒸
発材料を収容するるつぼと、上記電子銃およびるつぼを
収容し、真空に排気された真空室とを備え、電子銃より
放射された電子ビームによりるつぼ内の蒸発材料を加熱
して蒸発させ、真空室内を連続走行する帯状の基板に蒸
着させる連続真空蒸着装置において、上記るつぼの上方
を囲むように設けた無効蒸着物の付着防止板と、該付着
防止板の下方に設けられ、付着防止板の表面を溶融滴下
する滴下物を受ける受槽とからなり、付着防止板は、表
面に、蒸発材料より低融点で、かつ、蒸発材料と合金と
なったときにさらに融点が低下する金属が付着してお
り、さらに付着防止板を加熱するヒータが取り付けられ
ていることを特徴とする。

【０００９】次に作用を説明する。付着防止板の表面に
は蒸発材料より低融点で、かつ蒸発材料と合金となった
きさらに融点が低下する金属が張り合せや溶射により付
着している。また付着防止板の表面はヒータにより蒸発
材料と上記低融点金属の合金の融点の温度に加熱されて
いるので、蒸発材料が上記低融点金属の表面に付着し、
合金を作るとその合金は溶融し、付着防止板の表面に沿
って滴下し、受槽に流入する。付着防止板の表面の温度
は低融点金属の融点より低くなっているので、蒸発材料
と合金を作る表面のみが溶融滴下するので次々に新しい
表面が露出する。従って連続真空蒸着装置は長時間の連
続運転が可能になる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以下本発明の一実施形態
につき図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の連続
真空蒸着装置における無効蒸着物付着防止装置の正断面
図である。図２は合金を形成する２つの金属の平衡状態
図である。図１において１は電子銃で電子ビーム２を放
射する。電子ビーム２は図示しない電磁石により発生す
る磁界により曲げられるつぼ３内に収容される蒸発材料
Ｂを加熱し、蒸発させる。５は帯状の基板で、真空室４
内を連続走行している。電子ビーム２により加熱され蒸
発した蒸発材料Ｂは基板５に蒸着して蒸着被膜を形成す
る。６は付着防止板で、るつぼ３の上方を囲むように設
けられている。なお、るつぼ３の電子銃側に設けられた
付着防止板６ｃは電子ビーム２の放射に邪魔にならない
ように低くしてある。付着防止板６の本体６ａはタング
ステン等の耐熱材料で製作された平板で、図示しないブ
ラケットにより支持されている。付着防止板６の内側表
面には蒸発材料Ｂより低融点の低融点金属Ａが張り合せ
や溶射により付着している。また付着防止板の外面には
ヒータ６ｂが取り付けられている。ヒータ６ｂは付着防
止板６の表面の温度を所要の温度に保つように発熱量が
調整される。７は付着防止板６の表面を溶融滴下する滴
下物を受ける受槽である。８は付着防止板６の表面温度
を検出する熱電対などの温度検出器、９は温度調節器で
ある。温度検出器８と温度調節器９とにより温度制御装
置１０が構成される。

【００１１】次に作用を説明する。るつぼ３から蒸発し
た蒸発材料Ｂの大部分は、基板５に蒸着するが、残りの
蒸発材料Ｂは無効蒸着物となって真空室４内を浮遊し、
るつぼ３上方を囲む付着防止板６に付着する。付着防止
板６の表面には蒸発材料Ｂより融点の低い低融点金属Ａ
が付着しており、蒸着した蒸発材料Ｂと合金を形成す
る。図２は蒸発材料（金属）Ｂと低融点金属Ａとの平衡
状態図であり、横軸は合金（Ａ＋Ｂ）におけるＡおよび
Ｂの割合を示し（両端はそれぞれ１００％）、縦軸は温
度（°Ｃ）を示す。また曲線Ｄの上方が液体、下方が固
体である。今、低融点金属Ａの融点をＣ₁ 、蒸発金属Ｂ
の融点をＣ₃ 、合金（Ａ＋Ｂ）の融点をＣ ₂ とし、付着
防止板６の表面温度をＣ₂ よりわずかに高く保ってお
く。この状態では低融点金属Ａは当然固体である。蒸発
金属Ｂが付着防止板６に蒸着して、合金を形成するが、
蒸着量が増加して合金（Ａ＋Ｂ）中のＢの割合が増加し
て来ると合金（Ａ＋Ｂ）の融点が次第に低下し、図２で
示すＣ₂ 付近まで達すると合金（Ａ＋Ｂ）は溶融し、付
着防止板６の表面に沿って滴下し、受槽７に流入する。
付着防止板６の表面の温度は低融点金属Ａの融点Ｃ₁ よ
り低くなっており、蒸発金属Ｂと合金を作る表面のみが
溶融滴下するので、次々に新しい表面が露出する。従っ
て付着防止板６は付着したすべての低融点金属Ａが滴下
するまで長時間の使用に耐えることができ、連続真空蒸
着装置は長時間の連続運転が可能になる。

【００１２】

【実施例】蒸発材料Ｂとしてジルコニウム（Ｚｒ，融点
１８５２°Ｃ）、低融点金属として鉄（Ｆｅ，融点１５
３５°Ｃ）を選び、付着防止板６の表面を１０００°Ｃ
位に保っておく。ＺｒがＦｅの表面に蒸着し、Ｚｒ７６
％、残Ｆｅの組成で、融点９４７±５°ＣのＦｅＺｒ₃
が溶融し、滴下する。なお、％は原子％を示す。

【００１３】蒸発材料としてチタン（Ｔｉ，融点１６７
５°Ｃ）、低融点金属として銅（Ｃｕ，融点１０８５°
Ｃ）を選び、付着防止板６の表面を９００°Ｃ位に保っ
ておく。ＴｉがＣｕの表面に蒸着し、Ｔｉ２３％、残Ｃ
ｕの組成で、融点８８０°ＣのＴｃ₂ Ｃｕ₇ が溶融し、
滴下する。

【００１４】本発明は以上述べた実施形態に限られるも
のではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能
である。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように本発明の連続真空蒸着
装置における無効蒸着物付着防止装置は、付着防止板の
表面に蒸発材料よりも低融点で蒸発材料と合金を形成し
たときにさらに融点が低下する低融点金属を付着させて
いて、付着防止板の表面温度を上記合金の融点より高
く、低融点金属の融点より低く保っているので、無効蒸
着物は低融点金属と次々に合金を形成して溶融滴下する
ので高融点の蒸発材料の蒸着を行う際に長期間使用する
ことができ、真空蒸着装置を長期間連続運転することが
できるなど優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の連続真空蒸着装置における無効蒸着物
付着防止装置の正断面図である。

【図２】２種の金属の平衡状態図である。

【図３】従来の無効蒸着物付着防止装置の正断面図であ
る。

【図４】従来の連続真空蒸着装置の側断面図である。

【図５】従来の連続真空蒸着装置の正断面図である。

【符号の説明】

１ 電子銃 ２ 電子ビーム ３ るつぼ ４ 真空室 ５ 基板 ６ 付着防止板 ７ 受槽 １０ 温度制御装置 Ａ 低融点金属 Ｂ 蒸発材料（金属）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームを放射する電子銃と、溶融し
   た蒸発材料を収容するるつぼと、上記電子銃およびるつ
   ぼを収容し、真空に排気された真空室とを備え、電子銃
   より放射された電子ビームによりるつぼ内の蒸発材料を
   加熱して蒸発させ、真空室内を連続走行する帯状の基板
   に蒸着させる連続真空蒸着装置において、上記るつぼの
   上方を囲むように設けた無効蒸着物の付着防止板と、該
   付着防止板の下方に設けられ、付着防止板の表面を溶融
   滴下する滴下物を受ける受槽とからなり、付着防止板
   は、表面に、蒸発材料より低融点で、かつ、蒸発材料と
   合金となったときにさらに融点が低下する金属が付着し
   ており、さらに付着防止板を加熱するヒータが取り付け
   られていることを特徴とする連続真空蒸着装置における
   無効蒸着物付着防止装置。
2. 【請求項２】 上記ヒータには付着防止板の表面温度を
   制御する温度制御装置が接続されている請求項１記載の
   連続真空蒸着装置における無効蒸着物の付着防止装置。