JPS6318057A - 成膜装置 - 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」 この発明は、導電性材料からなる被処理物の表面に被膜
を形成するための成膜装置に関するものである。

「従来の技術」 この種の成膜装置としては、従来より真空蒸着装置、イ
オンブレーティング装置、スパッタリング装置等が知ら
れているが、これらのうち真空蒸着装置について第３図
を参照して説明する。

第３図は、長尺円筒状の金属製ロールを被処理物とする
真空蒸着装置の概略構成を示すものであり、図中符号Ｉ
は真空容器、２は被処理物、３は蒸発源装置である。蒸
発源装置３はルツボ４と電子銃５からなり、ルツボ４の
内部に充填した蒸発物質６に対して電子銃５から電子ビ
ーム７を照射することにより、その蒸発物質６を加熱し
て蒸発させるものである。この蒸発源装置３は真空容器
１を貫通しているビーム８の先端に取り付けられており
、このビーム８は、図示しない駆動源によって図中の矢
印で示すように被処理物２の長さ方向に沿って移動でき
るようになっている。符号９は気密保持用のシール部材
である。

この装置においては、被処理物２を図示しない支持装置
によって回転自在に支持してルツボ４の上方に配置し、
この被処理物２を回転させつつ、かつビーム８を駆動す
ることによってルツボ４を被処理物２の全長にわたって
移動させつつ蒸発物質６を蒸発させることにより、その
蒸気１０を被処理物２の表面全体に蒸着して被膜を形成
するようになっている。

また、この装置には被処理物２を加熱するための加熱装
置１１が備えられている。この加熱装置１１は、被処理
物２の近傍に配置した電気抵抗体１２（すなわち電気ヒ
ーター）を発熱体として用い、この抵抗体１２に電源装
置１３から電力を供給することにより発熱させるように
なっており、その電源としては５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ
の商用交流電源が利用されている。この加熱装置１１は
、被膜を形成するに際して被処理物２の表面温度を２０
０℃〜５００℃程度に高めることによって、形成される
被膜の性状を良好にならしめかつ被処理物２に対する被
膜の付着強度を高めるためのものである。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで上記従来の真空蒸着装置では、電気抵抗体１２
（電気ヒーター）による加熱装置１１を用いていること
から電力消費量が極めて大きく、運転費がかさむととも
に省エネルギの観点から難があった。また、上記の加熱
装置１１では加熱速度も遅く、被膜を形成するに先立っ
て被処理物２を所要温度に加熱するために長時間を要し
、操業時間の短縮を図る上での障害になっていた。

なお、以上のことは真空蒸着装置に限らず、蒸気をイオ
ン化して被処理物に衝突させることにより蒸着させるよ
うにしたイオンブレーティング装置や、ターゲツト材を
スパッタ蒸発させて蒸着させるようにしたスパッタリン
グ装置等の他の成膜装置においても、被処理物を電気抵
抗体によって加熱する場合には全く同様に生じる問題で
ある。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、電力消
費量を軽減して省エネルギを図ることができるとともに
、被処理物を短時間で加熱することのできる加熱装置を
備えた成膜装置を提供することを目的としている。

１問題点を解決するための手段」 この発明は、蒸発物質を蒸発させる蒸発源装置と、導電
性材料からなる被処理物を加熱する加熱装置とを備えて
なり、前記蒸発物質を蒸発させてその蒸気を加熱した被
処理物に蒸着させることによって前記被処理物の表面に
被膜を形成する成膜装置において、前記加熱装置として
、被処理物の近傍に配置した高周波加熱コイルに高周波
電流を流すことによってその被処理物を発熱させる誘導
加熱装置を用いてなることを特徴としている。前記高周
波加熱コイルおよび蒸発源装置を、被処理物に対して移
動自在に配設することが望ましい。

「作用　」 この発明の成膜装置における誘導加熱装置は、被処理物
自体を発熱させて加熱するものである。

すなわち、高周波加熱コイルに高周波電流を流すと高周
波磁場が発生し、そのコイルの近傍に配置されている被
処理物にはその磁場によって高周波の誘導電流が流れ、
導電性材料である被処理物にはその電気抵抗によってジ
ュール熱が発生する。

そして、その誘導電流は被処理物の表面を流れる傾向が
あるので、被処理物の表面が特に高温となる。

「実施例」 以下、この発明の実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

まず、第１図を参照して第１実施例の真空蒸着装置につ
いて説明する。この第１実施例の装置は、加熱装置を除
いて上述した従来の真空蒸着装置（第３図参照）と同様
に構成されているので、両者に共通の構成要素について
は第１図に第３図と同一符号を付してその説明は省略す
ることにする。

この第１実施例の真空蒸着装置においては、被処理物２
を加熱するための加熱装置として誘導加熱装置２０が用
いられている。誘導加熱装置２０は、高周波加熱コイル
２１と、そのコイル２１が電気的に絶縁された状態で取
り付けられているビ−ム２２と、コイル２１に数ＫＨｚ
ないし数百に１−１　ｚの高周波電流を印加する高周波
電源２３により構成されている。コイル２１はその内径
が被処理物２であるロールの外径寸法よりやや大きくさ
れていて、その内方を僅かな隙間を確保した状態で被処
理物２が挿通できるようになっている。このコイル２１
は中空の鋼管によって形成されており、このコイル２１
を形成している鋼管はビーム２２内を通って真空容器１
外に導かれ、その端部には上記の高周波電源２３が接続
されているとともに、この鋼管の中空内部に冷却水２４
が通水されるようになっている。

また、上記のビーム２２と、蒸発源装置３を保持してい
るビーム８とは、コイル２１が蒸発源装置３のルツボ４
の斜め上方に位置する状態で連結部材２５により連結さ
れている。そして、これら両ビーム２２，８は図示しな
い駆動源（油圧／リンダ等）によって図中の矢印方向に
移動自在とされていて、したがってコイル２１と蒸発源
装置３は、同時に被処理物２の長さ方向に沿って移動で
きるようになっている。なお、符号２６は軸受け、２７
は気密保持用のシール部材である。

ここで、上記の誘導加熱装置２０の作用について説明す
る。コイル２１に高周波電流を印加するとそのコイル２
１には高周波磁場が発生し、その磁場によって導電性材
料（この例では金属）である被処理物２のコイル２１の
近傍の部分には高周波の誘導電流が流れ、被処理物２に
はその電気抵抗によってジュール熱が発生し、その部分
が瞬時に高温となる。しかも、高周波誘導電流の分布状
態は被処理物２の表面から内部に向かって指数関数的に
減少する傾向にあり、この傾向は印加される電流の周波
数が高くなるにつれて顕著になる。したがって、被処理
物２の材質や形状に対応させて電源周波数を適宜設定す
ることにより、高温にする必要のある表面のみを加熱す
ることができ、その必要のない被処理物２の内部はほと
んど加熱されることがない。すなわち、この誘導加熱装
置２０では、無駄なエネルギを消費することがなく極め
て効率的に被処理物２を加熱することができる。

次に、この第１実施例の真空蒸着装置の使用方法につい
て説明する。

まず、被処理物２を図示しない支持装置によってコイル
２１を挿通させた状態で回転自在に支持し、コイル２１
および蒸発源装置３を被処理物２の図において左端部側
に位置させ、真空容器ｌ内を所定の真空度（たとえばＩ
　Ｏ−１ｌＴｏｒｒ）に保持する。そして、被処理物２
を図中の矢印で示すように回転させるとともに、両ビー
ム２２．８を図において右方に徐々に移動させてコイル
２１が蒸発源装置３より先行する状態で移動させながら
、高周波電源２３によってコイル２１に高周波電流を印
加するととともに、電子銃５によってルツボ４内の蒸発
物質６に電子ビーム７を照射して蒸発させる。

こうすることにより、被処理物２のコイル２１の近傍の
部分は上述したように瞬時に高温となり、その高温とな
った部分にルツボ４から蒸発した蒸発物質６の蒸気ｌＯ
が蒸着して良好な被膜が形成される。そして、コイル２
１．蒸発源装置３が被＝８− 処理物２の図において右端に達すれば、被処理物２の外
周面全体に被膜が形成される。

以上で説明したように、この第１実施例の装置によれば
、誘導加熱装置２０によって被処理物２を加熱するよう
にし、またコイル２１と蒸発源装置３とをコイル２１が
蒸発源装置３に先行するようにして被処理物２の長さ方
向に沿って移動させるようにしたので、被膜を形成する
直前にその部分のみを、しかもその表面のみを瞬時に加
熱することができる。したがって、誘導加熱装置２０を
用いることにより、被処理物２を予め長時間をかけてそ
の全体に４つたって加熱する必要があるばかりでなく加
熱する必要のない内部までも加熱されてしまう抵抗加熱
式の加熱装置を用いる場合に比して、熱効率が格段に向
上し、エネルギ消費量を大幅に節減することができ、操
業時間を短縮することができる。

以上で第１実施例を説明したが、次に第２図を参照して
第２実施例を説明する。この第２実施例の装置は、導電
性材料の薄板（たとえば帯鋼）を被処理物とし、この被
処理物の両面に被膜を連続的に形成するための連続式真
空蒸着装置に本発明を適用したものである。

第２図において符号３０は前室、３１は加熱室、３２は
蒸着室、３３は後室であり、これら各室間および被処理
物３５の導入口、導出口には気密保持用のシールロール
３４・が設けられており、各室はそれぞれ図示しない真
空排気装置によって内部を所定の真空度に保持できるよ
うにされている。

そして、被処理物である帯鋼３５はアンコイラ３６から
引き出され、上記各室を順次通過してコイラ３７に巻き
取られるようになっている。

加熱室３１内には誘導加熱装置３８の高周波加熱コイル
３９が固定されて配設されており、このフィル３９の内
方を被処理物３５が通過するようになっている。この誘
導加熱装置３８は、第１実施例における誘導加熱装置２
０と同様のものであり、コイル３９に高周波電源４０か
ら高周波電流を印加することにより被処理物３５の表面
（上下両面）に誘導電流を発生させることによって、そ
の表面を高温とするものである。

また、蒸着室３２内には２つの蒸発源装置４１゜４１が
配設されている。これらの蒸発源装置４１゜４１は第１
実施例における蒸発源装置３と同様のものであって、前
段の装置４１は被処理物３５の下面に、また後段の装置
４Ｉはガイドローラ４２・によって反転した被処理物３
５の上面に対し、それぞれ蒸発物質４３の蒸気４４をこ
の被処理物３５の幅全体にわたって蒸着させるようにな
っている。

この第２実施例の連続式真空蒸着装置では、加熱室３１
において誘導加熱装置３８により被処理物３５の両面を
発熱させて高温とした後、蒸着室３２内においてその両
面に被膜を形成する。したがって、第１実施例と同様に
、被処理物３５を極めて短時間で、かつその表面のみを
効率的に高温とすることができるとともに、その後、速
やかに蒸気４４を蒸着させることによって良好な被膜を
形成できるものである。

以上でこの発明の詳細な説明したが、この発明は上記実
施例に限定されるものではない。たとえば上記の第１、
第２実施例はいずれも本発明を真空蒸着装置に適用した
ものであるが、それに限らず他の成膜装置、すなわちイ
オンブレーティング装置やスパッタリング装置等に対し
てもほぼ同様に適用できるものである。また、上記第１
実施例においては、被処理物が長尺のロールであるため
にコイルと蒸発源装置とを移動自在としたが、被処理物
の形状や大きさによっては必ずしもそうすることはなく
、それらを固定的に備えることでも良い。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、導電性
材料からなる被処理物を加熱する加熱装置として誘導加
熱装置を用いたので、被処理物の表面のみを瞬時に高温
とすることができる。したがって、従来の抵抗加熱式の
加熱装置に比して加熱効率が格段に向上し、エネルギ消
費量を大幅に削減でき、充分に省エネルギを図ることが
できるとともに、操業時間の短縮を図ることができると
いう効果を奏する。

また、誘導加熱装置のコイルと蒸発源装置とを被処理物
に対して移動自在とすれば、被処理物を部分的に順次加
熱していくことができ、被処理物が長尺等の大型の場合
に用いて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の実施例を示すもので、
第１図は第１実施例の真空蒸着装置の概略構成を示す断
面図、第２図は第２実施例の連続式真空蒸着装置の概略
構成を示す断面図である。 第３図は従来の成膜装置（真空蒸着装置）の概略構成を
示す断面図である。 ２．３５・・・・・被処理物、 ３．４１・・・・蒸発源装置、 ６．４３・・蒸発物質、 １０．４４・・・蒸気、 ２０．３８・　・誘導加熱装置、 ２１．３９・　高周波加熱コイル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸発物質を蒸発させる蒸発源装置と、導電性材料
   からなる被処理物を加熱する加熱装置とを備えてなり、
   前記蒸発物質を蒸発させてその蒸気を加熱した被処理物
   に蒸着させることによって前記被処理物の表面に被膜を
   形成する成膜装置において、前記加熱装置として、被処
   理物の近傍に配置した高周波加熱コイルに高周波電流を
   流すことによってその被処理物を発熱させる誘導加熱装
   置を用いてなることを特徴とする成膜装置。
2. （２）前記高周波加熱コイルおよび前記蒸発源装置を、
   被処理物に対して移動自在に配設してなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の成膜装置。