JPS61284567A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種機械部品ならびに建材、自動車外板等の表
面に金属ならびにセラミックスをコーティングする真空
蒸着装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の真空蒸着装置においては、コーティングする蒸発
物質を抵抗加熱電子線加熱等の加熱手段によって蒸発さ
せ、この時の蒸気粒子を上方に設置した被蒸着体の表面
に飛散させ蒸着によるコーティングを行っている。飛散
している蒸気粒子は放射状に飛散しておシ、何ら制限、
手段が加えられていないため、多くの場合、以下のよう
な問題がある。

〔発−明が解決しようとする問題点〕

従来の真空蒸着法においては、飛散している蒸気粒子の
一部は被蒸着体の表面に蒸着して有効であるが、大部分
の蒸気粒子は被蒸着体外の空間に飛散しており、コーテ
ィングには無効となっている。従って、蒸着歩留が極め
て低い。

さらに、無効となった蒸気粒子は真空容器の内壁および
付属の関連機器に蒸着して堆積するため、次第に装置の
正常な作動が不可能になる。

−このため、頻繁に装置を停止して、堆積物の除去作業
を行う必要があシ生産性、経済性に問題がある。

従って、真空蒸着の分野においては、以上のような問題
の解決がなされていないため、連続長時間の操業が可能
な工業的大規模の真空蒸着装置の稼動がなされていない
。さらに、ムｕ、Ａ＆ｐｆ　　といった貴金属の蒸着に
おムては、前記の歩留低下が大きく、コスト高になって
いる。

なお、本発明者等は上記従来装置の歩留低下を防止する
装置としてＺｎの真空蒸着装置を先に提案した。この装
置は、ダクト内部にヒータを設置し、ダクト内面を４５
０〜５００°ｏ　（ｚｎが充分に蒸発する温度）に加熱
し、ｚｎ蒸気の堆積を防止し、同時に外部へのｚｎ蒸気
の漏洩を防止して歩留向上を行っている。（参考歩留９
９．５チ） このダクト内部のヒータ設置はｚｎのように高蒸気圧の
金属に対しては４５０〜ｓ　ｏ　ｏ　’ａの低温に加熱
するのみで容易であるが、ム４　　Ｏｒ。

Ｎｉ、　　Ｆθ　等低蒸気圧の金属の場合１０００°０
〜１３００°Ｃに加熱する必要があシ、抵抗加熱方式で
は対応できない。

〔本発明の目的〕

本発明は、上記問題点を解消することを目的とし、詳細
には、蒸着歩留の向上と蒸発物質の蒸気粒子のイオン化
によって蒸着によるコーティングの密着性の向上を意図
する真空蒸着装置を提供することを目的とする。

〔本発明の構成〕

すなわち、本発明は、蒸発源容器とその上方に設置した
被蒸着体との間に１金属または必要に応じてセラミック
製の導管を設け、蒸発物質の蒸気粒子の漏洩が少なくな
る構造に前記蒸発源容器と被蒸着体を接続し、さらに、
前記導管の内側において、放電の発生によるエツチング
が可能な電極を前記導管の外側外周に設け、さらに、前
記放電のためのガス供給口を設けたことを特徴とする真
空蒸発装置である。

〔本発明の作用〕

蒸着歩留向上のため単に簡易な導管を連結した場合、蒸
着に際して、蒸気粒子は目的とする被蒸着体以外に導管
の内壁にも蒸着し、この蒸着が時間の経過と伴に次第に
成長し、堆積層を形成し、蒸気粒子の飛行を妨害し、蒸
着操作が不可能に到る。

本発明の導管はガス供給口からＡｒを供給しながら、導
管外側の外周に設置した電極から例えば、周波数１工５
６　Ｍ　ＨＨのような高周波または直流高電圧を印加す
れば、導管内部で放電が発生し、前記Ａｒがイオン化し
、導管内壁く形成している堆積層をスパッタエツチング
し、堆積層の成長を防止する作用がある。さらに１前記
放電によって、導管内部の蒸気粒子の一部はイオン化し
、化学的に活性となって、被蒸着体との密着性を向上さ
せる作用がある。

導管の材質は金属製の場合、直流高圧を印加する場合に
有効であり、セラミックス製の場合は高周波印加の場合
に効果がある。また、導管と下部の容器との間は電気的
に絶縁を施すことが望ましい。さらに、導管と上部被蒸
着体との間はムｒガスの流出を可能にし、機器の駆動が
可能な最小限の空隙が必要である。

〔実施例〕

第１図は本発明の蒸着部の主要な機器構成の縦断面図で
ある。なお、この実施例では、蒸発物質をλｌとし、こ
れを加熱して蒸発させる手段として電子線加熱方式を採
用し、エツチング方式は高周波スパッタエツチング方式
を採用した。

主要機器構成とその作用について説明する。

１辻蒸発物質のムｌであシ、２はこれを収容する容器で
ある。３は電子線であり、フライメント４から発して蒸
発物質のム１１に衝射し、蒸発物質のＡＩ！１を加熱し
て蒸発させる０この蒸発に際して、ム１１の蒸気粒子は
矢印５のように飛行して上方に設置して、矢印６の一方
向に回転しているロール７に沿って走行している帯鋼板
８の表面に到達し、この表面に蒸着する。また、前記蒸
気粒子の一部は導管９の内壁にも蒸着してムｌの堆積層
１０を形成し、この状態で放置すると、この堆積層１０
が次第に成長し、好ましくない。本発明は堆積層１０の
成長を防止するため、ガスの供給口１１を設けて人ｒガ
スを供給し、さらに１導管９の外側外周に付設し念高周
波スパッタエツチングの電極１２から高周波を印加し、
導管９の内部に放電を発生させて堆積層１０をエツチン
グし、堆積層１ｏの成長を防止する。一方、導管９の内
部においては放電によって蒸気粒子の一部がイオン化し
、化学的に活性化するため、帯鋼板８の表面に強力な密
着力で蒸着したコーティングが行われる。

さらに、前記ムｒガスとともに反応ガスを供給すれば蒸
気粒子と反応ガスで化合物を蒸着することも期待できる
。例えば↑Ｊ、ガスを供給すればム７Ｎが形成される。

く具体例１〉 蒸発物質のムｌをα０５Ｆ！／ｃｒＩ・ｓｅｃの速度で
蒸発させ、予め導管の内壁に厚さ０．１Ｈの人ｌ　の堆
積層を形成させておき、続いて、ムｒを供給して、導管
と容器、さらにロールに沿った帯鋼板に囲まれた空間の
圧力を５　Ｘ　１０−４　ＴＯｒｒ　　に維持して、外
部電極から周波数１３．５６　Ｍｎ２　、出力１．２Ｋ
Ｗの高周波を印加し、３０分間、帯鋼表面にＡｊを蒸着
した結果、ムｌの蒸発量に対し、帯鋼表面のムｌの蒸着
量は９８２％であシ、導管がない従来法の１１．８％よ
りはるかに高歩留であった。また、導管内壁に予め形成
していたムｌの堆積層の厚さは若干増大したが、高周波
出力の調整により改善できる。人ｌの蒸着膜の密着性は
帯鋼板の温度１００’０、蒸着厚さ５μｍで従来法と比
較した結果、本発明法が良好であった。

く具体例２〉 蒸発物質のＡｊをα０３　＃／７”ＳｅＣの速度で蒸発
させ、予め導管の内壁に厚さＱ、ｏａｍのＡｊの堆積層
を形成させておき、続いて、Ｎ、をムｌの蒸発速度に化
学量論的に適合する量供給し、導管と容器、さらにロー
ルに沿った帯鋼板に囲まれた空間の圧力を５　Ｘ　ｆ　
Ｏ−’　ＴＯｒｒ　［維持して、外部電極から周波数Ｉ
Ａ５６ＭＨ２，出力（Ｌ８　ＫＷの高周波を印加し、３
０分間蒸着した結果、帯鋼板表面１ｃ　Ａｌ！Ｎが形成
された。

〔本発明の効果〕

本発明は、以上詳記したように１本発明の導管とその外
周に設けたスパッタエツチングの電極の作用効果によシ
、蒸着歩留は９＆２チの高歩留を可能にすることができ
、生産性、経済性に有効であり、さらに１窒化物のよう
な反応性蒸着を可能となって、装買の機能性を拡大する
効果が生ずるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸着部の主要な機器構成の縦断面図で
ある。 １・・・蒸発物質、２・・嗜容器、３・φ・電子線、４
番Φ畳フィラメント、５・・・蒸気粒子の飛行、６・・
・回転方向、７・φ・ロール、８・骨・帯鋼、９・・・
導管、１０・・・堆積層、１１・・・ガス供給口、１２
・−拳電極０ 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸発源容器とその上方に設置した被蒸着体との間に、金
   属または必要に応じてセラミックス製の導管を設け、蒸
   発物質の蒸気粒子の漏洩が少なくなる構造に前記蒸発源
   容器と被蒸着体を接続し、さらに、前記導管の内側にお
   いて放電の発生によるエッチングが可能な電極を前記導
   管の外側外周に設け、さらに、前記放電のためのガス供
   給口を設けたことを特徴とする真空蒸発装置。