JP2001059159A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス用配管内に副生成物が付着又は堆積す
ることを抑制して安全性を高め、また装置洗浄時に水等
を配管の反応炉体の寸前まで充填して管内部を十分に洗
浄する。 【解決手段】 反応炉（２）内に、金属化合物をキャリ
ヤガスと共に供給用配管（１）を介して導入し、真空ポ
ンプ（３）で吸引しながら前記反応炉（２）内で真空蒸
着反応により被蒸着物（Ｓ）の表面に金属化合物膜を積
層する真空蒸着装置において、反応炉（２）から排出さ
れる反応済みの排ガスを外部へ排気する配管が、下向き
に勾配を有する傾斜配管（８）である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、真空雰囲気内に
おいて化学反応により被蒸着物の表面に高純度の金属化
合物膜又は単体の金属膜を形成する真空蒸着装置に係
り、特に反応済みの排ガスを排出する配管内壁に副生成
物が付着又は堆積することを抑制することができる真空
蒸着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、真空蒸着を行う装置は、図６
に示すように、原料となる有機金属や金属ハロゲン化物
を、供給用配管１を介してキャリヤガスと共に、被蒸着
物Ｓを入れた反応炉２の底部から流入するように構成し
た装置である。この反応炉２内は、真空ポンプ３により
真空状態にすると共に、この反応炉２内の加熱器４の加
熱等により前記有機金属や金属ハロゲン化物をガス化し
て反応炉２内で真空蒸着反応を完成させて被蒸着物Ｓの
表面に金属化合物膜又は単体の金属膜を積層する装置が
一般に用いられている。

【０００３】この真空蒸着装置は、その反応後に固形、
或いは液状の副生成物や余剰反応物の発生を伴うことが
ある。また、反応後の排ガスは、排ガス処理装置５で後
処理するために、反応炉２の上部から排ガス用配管６に
より排出処理していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の真
空蒸着装置では、原料となる有機金属や金属ハロゲン化
物からの排ガス等が、排ガス用配管６を通る際に温度の
低下等によって、この排ガス用配管６の内部において固
化し、又は液化してこの排ガス用配管６を詰まらせると
いう問題があった。

【０００５】また、図７に示すように、排ガス用配管６
が水平配置６ａから垂直配置６ｂに垂下するように配管
された位置は、この垂直配置６ｂの手前の水平配置６ａ
に滞留した副生成物Ｆがトラップバルブ７へ向けて落下
し、その衝撃により発火することがあった。

【０００６】なお、このような従来の真空蒸着装置の問
題を解消するために、例えば温度の低下を防止するため
に排ガス用配管６の周辺に加熱手段を設ける等の対策が
とられてきたが、このような手段はコスト負担が大き
く、しかも品質管理上の問題があった。

【０００７】一方、図８に示すように、真空蒸着装置の
排ガス用配管６内に水を充填して水洗浄する際に、従来
の水平配置６ａと垂直配置６ｂの排ガス用配管６との組
み合わせから成る装置では、垂直配置６ｂの排ガス用配
管６の下部から水分を充填していき、その管内部を洗浄
していた。しかし、反応炉２内は水分を嫌うため、排ガ
ス用配管６から水が浸入しないように、反応炉２の側面
から水平に突出した水平配置６ａの排ガス用配管６には
水を充填して洗浄することができず、その部分の洗浄が
不十分になるという問題もあった。

【０００８】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、本発明の目的は、排
ガス用配管内に副生成物が付着又は堆積することを抑制
して安全性を高め、また装置洗浄時に水等を配管の反応
炉体の寸前まで充填して管内部を十分に洗浄することが
できる真空蒸着装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、反応炉
（２）内に、金属化合物をキャリヤガスと共に供給用配
管（１）を介して導入し、真空ポンプ（３）で吸引しな
がら前記反応炉（２）内で真空蒸着反応により被蒸着物
（Ｓ）の表面に前記金属化合物膜を積層する真空蒸着装
置において、前記反応炉（２）から排出される反応済み
の排ガスを外部へ排気する配管が、勾配を有する傾斜配
管（８）であることを特徴とする真空蒸着装置が提供さ
れる。前記傾斜配管（８）は、トラップバルブ（７）へ
向けて下向きに勾配を有する配管である。

【００１０】上記発明の構成によれば、反応後の排ガス
は、トラップバルブ（７）へ向けて下向きに傾斜した傾
斜配管（８）を経由して排気されるため、この傾斜配管
（８）内部において生成する副生成物（Ｆ）が、下方の
トラップバルブ（７）方向へ滑り落ちやすいので、この
副生成物（Ｆ）が管内壁に付着又は堆積することがな
い。なお、トラップバルブ（７）に副生成物（Ｆ）があ
る程度溜まったらこれを除去する。また、本発明の真空
蒸着装置は、従来の装置のように排ガス用配管が水平配
置と垂直配置との組み合わせではないため、水平配置の
配管に副生成物（Ｆ）が滞留、堆積することがなく、こ
の堆積した副生成物（Ｆ）が垂直配置の配管内を落下す
ることがない。この落下による衝撃で副生成物（Ｆ）が
爆発することがない。更に、真空蒸着装置を水洗浄する
ときは、傾斜配管（８）内に水を反応炉（２）の炉体寸
前まで充填しても、この水が反応炉（２）内へ浸入しな
いので、この傾斜配管（８）内を十分に水洗浄すること
ができる。

【００１１】また、連結する前記傾斜配管（８）の各傾
斜角の角度差（α）は、５０度以内になるようにする。
或いは、前記傾斜配管（８）を連結する部分（１０）は
カーブするように連結する。

【００１２】このように構成すれば、傾斜配管（８）の
連結部分（９）は、各傾斜角の角度差（α）が５０度以
内という緩やかな角度変化になるため、この折れ曲がっ
た連結部分（９）の管内壁面に副生成物（Ｆ）が衝突し
て付着、堆積することを抑制する。また、傾斜配管
（８）のカーブした連結する部分（１０）は、この曲が
った管内壁面を副生成物（Ｆ）が滑りやすいので、この
連結する部分（１０）に副生成物（Ｆ）が付着し堆積す
ることを抑制する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通
の部材には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図１は本発明の真空蒸着装置を示すものである。この図
に示すように、本発明の真空蒸着装置は、原料となる有
機金属や金属ハロゲン化物を、供給用配管１を介してキ
ャリヤガスと共に、被蒸着物Ｓを入れた反応炉２の底部
から流入するように構成した装置である。この反応炉２
内に設けた加熱器４の加熱等により有機金属や金属ハロ
ゲン化物をガス化して反応炉２内で真空蒸着反応を完成
させて被蒸着物Ｓの表面に金属化合物膜又は単体の金属
膜を積層する。

【００１４】このような反応後の排ガスは、排ガス処理
装置５で後処理するために、反応炉２の上部から排ガス
用の傾斜配管８により排出処理していた。本発明の傾斜
配管８をトラップバルブ７へ向けて下向きに傾斜して配
置した理由は、排ガスが固化又は液化して副生成物Ｆと
して管内部に付着したり、堆積していくことを抑制する
ためである。また、本発明では従来の装置のように垂直
配置の排ガス用配管を装置に組み込まないようにして管
内に滞留した副生成物Ｆの落下衝撃による発火を防止す
るためである。

【００１５】図１において、反応炉２の左側位置に垂直
方向に配置されているように図示された傾斜配管８は、
垂直状態ではなく図示面の表面から裏面方向（又はその
逆方向）にかけて勾配を有するように配管してある。同
様に、真空ポンプ３の右側の垂直方向に配置されている
ように図示された各傾斜配管８も垂直状態ではなく、図
示面の表面から裏面方向（又はその逆方向）にかけて勾
配を有するように配管されたものである。

【００１６】図２は傾斜配管の連結部分を示す部分拡大
断面図である。傾斜配管８の連結部分９は、各傾斜配管
８の傾斜角の角度差αが５０度以内になるように連結す
ることが望ましい。このように角度差αを５０度以内に
するのは、傾斜配管８の連結部分９の角度変化を緩やか
にすることにより、配管の曲がった連結部分９において
副生成物Ｆが管内壁面に衝突して付着し堆積することを
抑制するためである。なお、このような連結部分９の角
度差αは、真空蒸着装置の各装置の配置状態、排ガスの
種類、即ち真空蒸着する化合物の種類又は管内部におけ
る流速等の要因により決定される。

【００１７】図３は本発明の傾斜配管の他の実施の形態
を示す部分拡大断面図である。この図に示すように、こ
の傾斜配管８の勾配角度は、排気方向へ下向きに１０度
から８０度の勾配を持たせたものである。傾斜配管８の
傾斜角度は、排気方向へ水平に対して約１０度から８０
度程度までの傾斜角のいずれでもよい。これは傾斜配管
８を水平配置又は垂直配置に配管しなければよいことを
意味する。なお、傾斜配管８の勾配角は限定していない
が、トラップバルブ７方向へ下向きに勾配を持たせて配
管し、傾斜配管８内部において副生成物Ｆが滑りやすく
なり、この副生成物Ｆが付着又は堆積を抑制することが
できる角度であればよい。また、個々の傾斜配管８の傾
斜角度は、各装置の配置状態や排ガスの種類等の種々の
要因により決定される。

【００１８】図４は傾斜配管内に水を充填して洗浄する
状態を示す部分拡大断面図である。真空蒸着装置を水洗
浄する際に、本発明の傾斜配管８は従来の水平配置と垂
直配置の配管といった区別がなくなり、水分を嫌う反応
炉２の炉体の寸前まで、傾斜配管８の下部から水分を充
填していくことができるため、この傾斜配管８を十分に
水洗浄することができる。

【００１９】図５は傾斜配管の連結部分をカーブした状
態を示す部分拡大断面図である。傾斜配管８を連結する
部分１０は、カーブするように連結することもできる。
このように連結する部分１０に緩やかなカーブを形成す
ると、副生成物Ｆが管内を円滑に移動できるため、副生
成物Ｆの付着や堆積を抑制することができる。なお、連
結する部分１０のカーブ曲率についても、真空蒸着装置
の各装置の配置状態、排ガスの種類や管内部における流
速等の要因により決定される。

【００２０】なお、上記発明の実施の形態では、真空蒸
着装置の排ガス処理用の配管について、その内壁面に副
生成物が付着又は堆積することを抑制するために傾斜配
管を採用した構成について説明してある。しかし、各種
プラントにおいて排ガスを処理する直前の配管であっ
て、副生成物が付着又は堆積しやすい化学工学装置であ
れば、上述した真空蒸着反応の装置に限定されない。

【００２１】

【発明の効果】上述したように、本発明の真空蒸着装置
は、排気方向へ傾斜した傾斜配管の内部において副生成
物が下方へ滑り落ちやすくしてあるため、これらの配管
内壁面に副生成物が付着し堆積することを抑制すること
ができる。しかも、このように副生成物が滞留して堆積
することがないので、副生成物が配管内を落下してその
衝撃で爆発することがなく安全性が高い。

【００２２】また、本発明の真空蒸着装置を水洗浄する
際に、反応炉に損傷を加えることなく、この反応炉体の
寸前までの配管内部を水洗浄することができるので、化
学反応を安定した状態で実施することができる。

【００２３】更に、傾斜配管の連結部分を緩やかな角度
変化又はカーブするように連結したものは、副生成物の
管内壁面への衝突による付着又は堆積を抑制することが
できる、等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の傾斜配管を有する真空蒸着装置の全体
構成図である。

【図２】勾配を有する傾斜配管の連結部分を示す部分拡
大断面図である。

【図３】傾斜配管内を副生成物が滑り落ちる状態を示す
部分拡大断面図である。

【図４】傾斜配管内に水を充填して洗浄する状態を示す
部分拡大断面図である。

【図５】傾斜配管の連結部分をカーブした状態を示す部
分拡大断面図である。

【図６】従来の水平配置と垂直配置の配管の組み合わせ
から成る真空蒸着装置の全体構成図である。

【図７】従来の副生成物が水平配置の配管の途中で堆積
し、また垂直配置の配管内を落下する状態を示す部分拡
大断面図である。

【図８】従来の垂直配置の配管のみに水を充填して洗浄
する状態を示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 供給用配管 ２ 反応炉 ３ 真空ポンプ ７ トラップバルブ ８ 傾斜配管 Ｓ 被蒸着物 Ｆ 副生成物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 裕茂 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター基盤技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応炉（２）内に、金属化合物をキャリ
   ヤガスと共に供給用配管（１）を介して導入し、真空ポ
   ンプ（３）で吸引しながら前記反応炉（２）内で真空蒸
   着反応により被蒸着物（Ｓ）の表面に前記金属化合物膜
   を積層する真空蒸着装置において、 前記反応炉（２）から排出される反応済みの排ガスを外
   部へ排気する配管が、勾配を有する傾斜配管（８）であ
   ることを特徴とする真空蒸着装置。
2. 【請求項２】 前記傾斜配管（８）が、トラップバルブ
   （７）へ向けて下向きに勾配を有する配管であることを
   特徴とする請求項１の真空蒸着装置。
3. 【請求項３】 連結する前記傾斜配管（８）の傾斜角の
   角度差（α）が、５０度以内であることを特徴とする請
   求項１又は２の真空蒸着装置。
4. 【請求項４】 前記傾斜配管（８）を連結する部分（１
   ０）が、カーブしていることを特徴とする請求項１又は
   ２の真空蒸着装置。