JPH09143697A - Formation of film with vacuum deposition device and device therefor - Google Patents
Formation of film with vacuum deposition device and device thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、連続して走行する
基板に蒸発材料を蒸着して被膜を成形する真空蒸着装置
の成膜方法および真空蒸着装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming method of a vacuum evaporation apparatus and a vacuum evaporation apparatus for forming a coating film by evaporating an evaporation material on a substrate which continuously runs.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Vacuum vapor deposition
Is a film forming process in which a metal is heated and evaporated in a vacuum, and the evaporated metal is solidified on the surface of a substrate (material to be processed) to form a film. In such a film forming process, a continuous vacuum vapor deposition apparatus has been conventionally known in which an electron beam is used to heat a metal for vapor deposition (evaporation material) and vapor deposits the metal on a strip-shaped substrate that continuously runs. This continuous vacuum vapor deposition apparatus has the advantages that it can vapor deposit nitrides, carbides, oxides, etc., which cannot be handled by ordinary wet plating, and has a high deposition rate.
【０００３】図６は従来の真空蒸着装置の全体構成図で
ある。図に示す真空蒸着装置は、入側と出側に設けられ
る真空シール装置、予備加熱室、成膜室などからなり、
大気圧でアンコイラーから巻き戻された鋼板などからな
るストリップ（基板１）を入側真空シール装置を通して
真空状態とし、予備加熱室で予備加熱した後、成膜室で
成膜し、成膜後に出側真空シール装置を通し真空状態を
解除して大気圧中に取り出し、リコイラーで巻き取るよ
うになっている。FIG. 6 is an overall configuration diagram of a conventional vacuum vapor deposition apparatus. The vacuum vapor deposition apparatus shown in the figure consists of a vacuum sealing device provided on the inlet and outlet sides, a preheating chamber, a film forming chamber, etc.
A strip (substrate 1) made of steel sheet or the like unwound from an uncoiler at atmospheric pressure is put into a vacuum state through an inlet-side vacuum seal device, preheated in a preheating chamber, then film-formed in the film-forming chamber, and then discharged after film-forming. The vacuum state is released through the side vacuum seal device, the vacuum state is taken out, and it is taken up by the recoiler.
【０００４】成膜室は、電子ビーム２を放射する電子銃
３と、蒸発材料４を収容する複数のルツボ５と、それら
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
からなり、その蒸発材料４の湯面に電子ビーム２を照射
して加熱、蒸発させて、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を蒸着して被膜
（以下、蒸着膜という）を成形している。なお、電子ビ
ーム２は、図示しない偏向磁極装置により発生する磁界
により、偏向されて蒸発材料４の湯面に照射されてい
る。The film forming chamber comprises an electron gun 3 for emitting an electron beam 2, a plurality of crucibles 5 for containing an evaporation material 4, and a vacuum chamber 6 containing these crucibles 5 and evacuated. The surface of the evaporation material 4 is irradiated with the electron beam 2 to be heated and evaporated, and the evaporation material 4 is vapor-deposited on the strip-shaped substrate 1 which continuously runs in the vacuum chamber 6 (hereinafter, referred to as an evaporation film). ) Is molded. The electron beam 2 is deflected by a magnetic field generated by a deflection magnetic pole device (not shown) and is applied to the molten metal surface of the evaporation material 4.
【０００５】[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、蒸着膜の膜厚の分布や蒸着膜の合金部におけ
る蒸発材料の混合割合は、電子銃の出力を変えたり、電
子ビームの照射位置、照射時間などのパターンを変えた
りすることにより調節していた。しかし、このように電
子ビームを制御する真空蒸着装置の成膜方法では、電子
ビームの変更により、蒸発材料の温度が変化し、蒸発材
料の蒸発量が変化し、蒸発材料の蒸気密度が変化し、よ
うやく蒸着膜が変化する、という段階を踏まなければ、
蒸着膜の膜厚の分布や蒸着膜の合金部における蒸発材料
の混合割合を調節することができなかった。したがっ
て、電子ビームの変更から蒸着膜が変化するまでの応答
時間が長く、さらに、その時々の蒸発材料の蒸気密度分
布により蒸着膜の状態は変化するため、その時の成り行
きに任せるしかなく、蒸着膜を制御できる範囲が非常に
狭い、などの問題点があった。In the above-described vacuum vapor deposition apparatus, the output of the electron gun is changed or the irradiation position of the electron beam is changed depending on the distribution of the thickness of the vapor deposition film and the mixing ratio of the evaporation material in the alloy portion of the vapor deposition film. , The irradiation time was adjusted by changing the pattern. However, in the film forming method of the vacuum evaporation apparatus that controls the electron beam in this way, the temperature of the evaporation material changes due to the change of the electron beam, the evaporation amount of the evaporation material changes, and the vapor density of the evaporation material changes. If you do not take the step that the deposited film changes at last,
It was not possible to control the distribution of the thickness of the vapor deposition film and the mixing ratio of the evaporation material in the alloy portion of the vapor deposition film. Therefore, the response time from the change of the electron beam to the change of the vapor deposition film is long, and furthermore, the state of the vapor deposition film changes depending on the vapor density distribution of the evaporation material at that time, so it can only be left to the outcome at that time, and the vapor deposition film There was a problem that the controllable range was very narrow.
【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、蒸着膜の制御範囲を拡大
するとともに、蒸着膜が変化するまでの応答時間を短縮
することができる真空蒸着装置の成膜方法および真空蒸
着装置を提供することを目的とする。The present invention was created to solve the above problems. That is, it is an object of the present invention to provide a film forming method for a vacuum vapor deposition apparatus and a vacuum vapor deposition apparatus capable of expanding the control range of the vapor deposition film and shortening the response time until the vapor deposition film changes.
【０００７】[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複数のル
ツボと、それら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、その蒸発材料の湯面に電子ビームを
照射して加熱、蒸発させて、真空チャンバー内を連続し
て走行する帯状の基板に、蒸発材料を蒸着して被膜を成
形する真空蒸着装置の成膜方法において、上記複数のル
ツボをそれぞれ上記基板に接近または離反させることに
より、蒸着膜の膜厚を調節する、ことを特徴とする真空
蒸着装置の成膜方法が提供される。According to the present invention, there are provided an electron gun for emitting an electron beam, a plurality of crucibles for containing an evaporation material, and a vacuum chamber containing the crucibles and being evacuated. A film forming method of a vacuum vapor deposition apparatus for forming a coating film by vaporizing the vaporization material on a strip-shaped substrate that continuously travels in a vacuum chamber by irradiating the surface of the vaporization material with an electron beam to heat and vaporize it. In the above, there is provided a film forming method for a vacuum evaporation apparatus, characterized in that the film thickness of the evaporation film is adjusted by moving the plurality of crucibles toward or away from the substrate, respectively.
【０００８】上述の本発明の方法によれば、ルツボ自身
をそれぞれ基板に接近または離反させることにより、強
制的に基板下の蒸発材料の蒸気密度分布を瞬時に変化さ
せて、蒸着膜の膜厚を調節することができるため、蒸着
膜が変化するまでの応答時間を短縮することができ、蒸
着膜の制御範囲を拡大することもできる。According to the method of the present invention described above, the vapor density distribution of the vaporized material under the substrate is forcibly changed instantaneously by moving the crucible itself toward or away from the substrate, thereby making the film thickness of the vapor deposition film. Can be adjusted, so that the response time until the vapor deposition film changes can be shortened and the control range of the vapor deposition film can be expanded.
【０００９】また本発明によれば、電子ビームを放射す
る電子銃と、蒸発材料を収容する複数のルツボと、それ
ら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、その蒸発材料の湯面に電子ビームを照射して加
熱、蒸発させて、真空チャンバー内を連続して走行する
帯状の基板に、蒸発材料を蒸着して被膜を成形する真空
蒸着装置の成膜方法において、上記複数のルツボ同志を
接近または離反させることにより、蒸着膜の合金部にお
ける蒸発材料の混合割合を調節する、ことを特徴とする
真空蒸着装置の成膜方法が提供される。Further, according to the present invention, an electron gun for emitting an electron beam, a plurality of crucibles for containing the evaporation material, and a vacuum chamber in which these crucibles are built and which are evacuated are provided. In the film forming method of the vacuum evaporation apparatus, which irradiates a surface with an electron beam to heat and evaporate, and evaporates an evaporating material to form a film on a belt-shaped substrate that continuously runs in a vacuum chamber. There is provided a film forming method for a vacuum vapor deposition device, characterized in that the mixing ratio of the evaporation material in the alloy portion of the vapor deposition film is adjusted by bringing the crucibles close to or away from each other.
【００１０】上述の本発明の方法によれば、ルツボ同志
を積極的に接近または離反させることにより、基板下の
蒸発材料の混合割合を瞬時に強制的に変化させて、蒸着
膜の合金部における蒸発材料の混合割合を調節すること
ができるため、蒸着膜が変化するまでの応答時間を短縮
することができ、蒸着膜の制御範囲を拡大することもで
きる。According to the above-described method of the present invention, the crucibles are positively approached or separated from each other, thereby instantaneously and forcibly changing the mixing ratio of the evaporation material under the substrate, and in the alloy portion of the vapor deposition film. Since the mixing ratio of the evaporation material can be adjusted, the response time until the vapor deposition film changes can be shortened and the control range of the vapor deposition film can be expanded.
【００１１】さらに本発明によれば、電子ビームを放射
する電子銃と、蒸発材料を収容する複数のルツボと、そ
れら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、その蒸発材料の湯面に電子ビームを照射して加
熱、蒸発させて、真空チャンバー内を連続して走行する
帯状の基板に、蒸発材料を蒸着して被膜を成形する真空
蒸着装置において、上記複数のルツボのそれぞれに設け
られ上記基板の進行方向と平行に移動させる水平アクチ
ュエータと、その各水平アクチュエータおよび各ルツボ
を支持するルツボ支持台と、その各ルツボ支持台を昇降
させる昇降アクチュエータと、その各昇降アクチュエー
タおよび各水平アクチュエータを制御する制御装置と、
を有する、ことを特徴とする真空蒸着装置が提供され
る。Further, according to the present invention, there are provided an electron gun for emitting an electron beam, a plurality of crucibles for containing the evaporation material, and a vacuum chamber in which the crucibles are built and which is evacuated to a vacuum. In a vacuum vapor deposition apparatus that irradiates an electron beam on the surface to heat and evaporate the vapor-deposited material onto a strip-shaped substrate that continuously runs in the vacuum chamber to form a film, in each of the plurality of crucibles. A horizontal actuator that is provided to move the substrate in parallel with the traveling direction of the substrate, a crucible support base that supports each horizontal actuator and each crucible, an elevating actuator that elevates and lowers each crucible support base, each elevating actuator and each horizontal A control device for controlling the actuator,
There is provided a vacuum evaporation apparatus characterized by comprising:
【００１２】上述の本発明の装置によれば、水平アクチ
ュエータにより、複数のルツボ同志を接近または離反さ
せることができ、さらに、昇降アクチュエータにより複
数のルツボをそれぞれ基板に接近または離反させること
ができる。したがって、蒸着膜の合金部における蒸発材
料の混合割合を調節することができ、蒸着膜の膜厚を調
節することができ、さらに、蒸着膜の制御範囲が拡大さ
れ、蒸着膜が変化するまでの応答時間が短縮される。According to the above-described apparatus of the present invention, the horizontal actuators can bring the plurality of crucibles close to or away from each other, and the lifting actuators can bring the plurality of crucibles close to or away from the substrate, respectively. Therefore, the mixing ratio of the evaporation material in the alloy portion of the vapor deposition film can be adjusted, the film thickness of the vapor deposition film can be adjusted, and the control range of the vapor deposition film can be expanded until the vapor deposition film changes. Response time is reduced.
【００１３】[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１から図５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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing, the same parts as those in the conventional art are designated by the same reference numerals and used.
【００１４】本発明の真空蒸着装置の成膜方法および真
空蒸着装置は、図６に示した従来の真空蒸着装置とほぼ
同様の真空蒸着装置に適用されるものであり（説明は省
略する）、蒸着膜の膜厚を調節したり、蒸着膜の合金部
における蒸発材料の混合割合を調節するときに、ルツボ
５自身を移動させることにより、蒸着膜の制御範囲を拡
大し、蒸着膜が変化するまでの応答時間を短縮しようと
するものである。The film forming method of the vacuum vapor deposition apparatus and the vacuum vapor deposition apparatus of the present invention are applied to a vacuum vapor deposition apparatus which is substantially the same as the conventional vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG. When the thickness of the vapor deposition film is adjusted or the mixing ratio of the evaporation material in the alloy portion of the vapor deposition film is adjusted, the crucible 5 itself is moved to expand the control range of the vapor deposition film and change the vapor deposition film. It is intended to shorten the response time up to.
【００１５】図１は、本発明の真空蒸着装置を示す構成
図である。なお、本図は図６で説明した真空蒸着装置の
真空チャンバー６内のみを図示したものである。図に示
す成膜装置は、２つのルツボ１０，１１に収容された蒸
発材料１２，１３の湯面に電子ビーム２を照射して加
熱、蒸発させて、真空チャンバー内を連続して走行する
帯状の基板１に、蒸発材料１２，１３を蒸着して被膜を
成形するものであって、ルツボ１０，１１のそれぞれに
設けられ基板１の進行方向と平行に移動させる水平アク
チュエータ１４，１５と、その水平アクチュエータ１
４，１５およびルツボ１０，１１を１セットずつ支持す
るルツボ支持台１６，１７と、そのルツボ支持台１６，
１７を昇降させる昇降アクチュエータ１８，１９と、水
平アクチュエータ１４，１５および昇降アクチュエータ
１８，１９をそれぞれ単独に制御することができる制御
装置と、を有するものである。なお、蒸発材料１２，１
３の蒸気の広がりを一点鎖線で示している。FIG. 1 is a block diagram showing a vacuum vapor deposition apparatus of the present invention. It should be noted that this drawing shows only the inside of the vacuum chamber 6 of the vacuum vapor deposition apparatus described in FIG. The film forming apparatus shown in the figure is a strip-shaped device that continuously elevates the vaporized materials 12 and 13 housed in the two crucibles 10 and 11 by irradiating the surface of the vaporized materials 12 and 13 with an electron beam 2 to heat and evaporate them. The horizontal actuators 14 and 15 are provided on each of the crucibles 10 and 11 to move in parallel to the traveling direction of the substrate 1, and the horizontal actuators 14 and 15 for forming the coating by vapor-depositing the evaporation materials 12 and 13 on the substrate 1. Horizontal actuator 1
Crucible supporting bases 16 and 17 for supporting the crucibles 4 and 15 and the crucibles 10 and 11 one by one, and the crucible supporting bases 16 and 17,
It has lifting actuators 18 and 19 for lifting and lowering 17, and a control device capable of independently controlling the horizontal actuators 14 and 15 and the lifting actuators 18 and 19, respectively. The evaporation material 12, 1
The vapor spread of No. 3 is shown by a dashed line.
【００１６】図に示すように、ルツボ１０，１１は基板
１の進行方向の上流側と下流側とに平行に設置されてお
り、例えば、その上流側のルツボ１１には蒸発材料１３
として密着性のよいアルミニウムが収容されており、下
流側のルツボ１０には蒸発材料１２として耐食性の高い
アルミマンガンが収容されている。したがって、図の三
角形斜線部ではアルミニウムとアルミマンガンの蒸気が
混合しており、基板１にはアルミニウムとアルミマンガ
ンの合金膜が蒸着する。As shown in the figure, the crucibles 10 and 11 are installed in parallel to the upstream side and the downstream side of the traveling direction of the substrate 1. For example, the evaporation material 13 is provided in the crucible 11 on the upstream side.
As the evaporation material 12, aluminum manganese having high corrosion resistance is stored in the crucible 10 on the downstream side. Therefore, aluminum and aluminum-manganese vapor are mixed in the shaded area in the figure, and an alloy film of aluminum and aluminum-manganese is deposited on the substrate 1.
【００１７】上記水平アクチュエータ１４，１５の先端
は、それぞれルツボ１０，１１の側面に連結されてお
り、水平アクチュエータ１４，１５の本体は、上記ルツ
ボ支持台１６，１７上に固定されている。ルツボ１０，
１１は、水平アクチュエータ１４，１５の作動により基
板１の進行方向と平行にルツボ支持台１６，１７上を摺
動して移動する。この水平アクチュエータ１４，１５の
設置数は、その出力やルツボ１０，１１の重量などの諸
条件により、１つのルツボ１０，１１に対して１つでも
よいし、複数でもよい。The tips of the horizontal actuators 14 and 15 are connected to the side surfaces of the crucibles 10 and 11, respectively, and the main bodies of the horizontal actuators 14 and 15 are fixed on the crucible support bases 16 and 17, respectively. Crucible 10,
11 is slidably moved on the crucible support bases 16 and 17 in parallel with the traveling direction of the substrate 1 by the operation of the horizontal actuators 14 and 15. The number of horizontal actuators 14 and 15 to be installed may be one or more for each crucible 10 and 11 depending on various conditions such as the output thereof and the weight of the crucibles 10 and 11.
【００１８】また上記昇降アクチュエータ１８，１９の
先端は、それぞれルツボ１０，１１の下面に連結されて
おり、昇降アクチュエータ１８，１９の本体は、図示し
ない支持台により、真空チャンバー内に固定されてい
る。この昇降アクチュエータ１８，１９の設置数は、そ
の出力やルツボ１０，１１と水平アクチュエータ１４，
１５の重量、ルツボ支持台１６，１７の大きさなどの諸
条件により、１つのルツボ支持台１６，１７に対して１
つでもよいし、複数でもよい。Further, the tips of the elevating actuators 18 and 19 are connected to the lower surfaces of the crucibles 10 and 11, respectively, and the main bodies of the elevating actuators 18 and 19 are fixed in the vacuum chamber by a support not shown. . The number of the lifting actuators 18 and 19 installed is the output, the crucibles 10 and 11 and the horizontal actuators 14,
Depending on various conditions such as the weight of the crucibles 15 and the sizes of the crucible supporting bases 16 and 17, one crucible supporting base 16 and 17 is 1
One or more may be used.
【００１９】上述した水平アクチュエータ１４，１５お
よび昇降アクチュエータ１８，１９は、パソコンなどの
制御装置によりそれぞれ単独に制御することができるよ
うになっている。なお、この制御装置は真空チャンバー
外に設置されている。The horizontal actuators 14 and 15 and the lifting actuators 18 and 19 described above can be independently controlled by a control device such as a personal computer. The controller is installed outside the vacuum chamber.
【００２０】続いて、図２から図５に本発明の成膜装置
の作用について説明する。なお、図１に示すルツボ１
０，１１の位置を基準とし、制御装置は省略する。図２
は、昇降アクチュエータ１８，１９のみを作動させて、
２つのルツボ１０，１１を共に上昇させ基板１に接近さ
せたときの図である。図示するようにルツボ１０，１１
を基板１に接近させると、基板１下の蒸発材料１２，１
３の蒸気密度分布を瞬時に変化させることができ、膜厚
の厚い蒸着膜が成形できるとともに、その膜厚が変化す
るまでの応答時間を短縮することができる。また、図示
しないが、ルツボ１０，１１を基板１から離反させれば
薄い蒸着膜を成形することができる。このルツボ１０，
１１の接近および離反の距離を大きく変化させれば、蒸
着膜の制御範囲を拡大することもできる。なお、ルツボ
１０，１１の移動に伴い、電子ビーム２を偏向させる偏
向磁極装置（図示せず）も移動し、さらに電子銃から放
射される電子ビーム２の放射方向を変化させて、移動後
の蒸発材料１２，１３の湯面に電子ビーム２を照射して
いる。Next, the operation of the film forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. The crucible 1 shown in FIG.
The position of 0 and 11 is used as a reference, and the control device is omitted. FIG.
Activates only the lift actuators 18 and 19,
FIG. 3 is a diagram when the two crucibles 10 and 11 are both raised and brought close to the substrate 1. As shown, crucibles 10 and 11
Of the evaporation material 12, 1 below the substrate 1
The vapor density distribution of No. 3 can be changed instantaneously, a vapor-deposited film having a large film thickness can be formed, and the response time until the film thickness changes can be shortened. Although not shown, a thin vapor deposition film can be formed by separating the crucibles 10 and 11 from the substrate 1. This crucible 10,
The control range of the vapor deposition film can be expanded by greatly changing the distance of approach and separation of 11. Note that, along with the movement of the crucibles 10 and 11, a deflection magnetic pole device (not shown) for deflecting the electron beam 2 also moves, and further, the emission direction of the electron beam 2 emitted from the electron gun is changed so that the electron beam 2 is moved after the movement. The electron beam 2 is applied to the molten metal surface of the evaporation materials 12 and 13.
【００２１】図３は、ルツボ１０，１１と基板１の距離
と、蒸気の原子数密度を比較したグラフであり、横軸に
基板の中央からの距離を示し、縦軸にルツボと基板の距
離が３５０ｍｍのときの基板の中央における原子数密度
（個／ｍ3 ）を１としたときの原子数密度比を示してい
る。このデータは、図２に示すように、昇降アクチュエ
ータ１８，１９のみを作動させて、２つのルツボ１０，
１１を共に上昇させ基板１に接近（または離反）させた
ときのものである。なお、電子銃の出力は８０ＫＷであ
り、ルツボの端部の温度は中央部に比べて約６００℃高
くなっている。グラフを見て分かるように、ルツボ１
０，１１と基板１の距離が３５０ｍｍ（実線）のときを
基準とすると、ルツボ１０，１１と基板１の距離を２５
０ｍｍ（一点鎖線）に接近させると、その原子数密度は
約１．５倍になり、ルツボ１０，１１と基板１の距離を
４５０ｍｍ（破線）に離反させると、その原子数密度は
約０．６倍になっている。蒸着膜の膜厚は、蒸気密度分
布つまり原子数密度に比例して変化するため、ルツボ１
０，１１を移動させて基板１との距離を変化させるだけ
で、蒸発材料１２，１３の温度や蒸発量の変化などの物
理現象を介在させることなく原子数密度を変化させるこ
とができるため、ルツボ１０，１１の移動から蒸着膜の
膜厚が変化するまでの応答時間を大幅に短縮することが
できる。しかも、グラフに示すように、ルツボ１０，１
１を１００ｍｍ上下させるだけで、蒸着膜の膜厚を約
０．６倍から約１．５倍にまで変化させることができ、
従来の電子ビーム２の制御に比較して、容易に蒸着膜の
膜厚を変化させることができるだけでなく、その制御範
囲をも拡大することができる。FIG. 3 is a graph comparing the distance between the crucibles 10 and 11 and the substrate 1 and the atomic number density of the vapor, with the horizontal axis indicating the distance from the center of the substrate and the vertical axis indicating the distance between the crucible and the substrate. Shows the atomic number density ratio when the atomic number density (number / m 3 ) in the center of the substrate when is 350 mm is 1. As shown in FIG. 2, this data is obtained by operating only the lifting actuators 18 and 19 and activating the two crucibles 10,
11 is raised together to approach (or separate from) the substrate 1. The output of the electron gun is 80 KW, and the temperature at the end of the crucible is about 600 ° C. higher than that at the center. As you can see from the graph, crucible 1
When the distance between 0 and 11 and the substrate 1 is 350 mm (solid line), the distance between the crucibles 10 and 11 and the substrate 1 is 25.
The atomic number density becomes about 1.5 times as close to 0 mm (dashed line), and when the distance between the crucibles 10 and 11 and the substrate 1 is separated as 450 mm (broken line), the atomic number density becomes about 0. It is 6 times. The thickness of the vapor deposition film changes in proportion to the vapor density distribution, that is, the atomic number density.
Since only 0 and 11 are moved to change the distance from the substrate 1, the atomic number density can be changed without intervening physical phenomena such as changes in the temperature and evaporation amount of the evaporation materials 12 and 13. The response time from the movement of the crucibles 10 and 11 to the change of the film thickness of the vapor deposition film can be significantly shortened. Moreover, as shown in the graph, the crucibles 10, 1
The film thickness of the vapor deposition film can be changed from about 0.6 times to about 1.5 times simply by moving 1 up and down by 100 mm,
Compared with the conventional control of the electron beam 2, not only the film thickness of the vapor deposition film can be changed easily, but also the control range can be expanded.
【００２２】次に、図４は、水平アクチュエータ１４，
１５のみを作動させてルツボ１０，１１同志を互いに接
近させたときの図である。図示するようにルツボ１０，
１１同志を互いに接近させると、基板１下の蒸発材料１
２，１３の蒸気が混合する領域（図の三角形斜線部）を
瞬時に拡大することができ、蒸着膜の合金部を厚くする
ことができる。また、図示しないが、ルツボ１０，１１
同志を互いに離反させれば、蒸気が混合する領域が縮小
されて蒸着膜の合金部を薄くすることができる。このよ
うにルツボ１０，１１同志を互いに接近または離反させ
ることにより、基板１下の蒸発材料１２，１３の蒸気が
混合する領域（図の三角形斜線部）を強制的に変化させ
ることができ、蒸発材料１２，１３の温度や蒸発量の変
化などの物理現象を介在させる必要がなく、蒸着膜が変
化するまでの応答時間を短縮することができる。また、
このルツボ１０，１１の接近および離反の距離を大きく
変化させれば、蒸着膜の制御範囲を拡大することもでき
る。なお、ルツボ１０，１１の一方のみを、他方のルツ
ボ１０，１１に接近または離反させて蒸気が混合する領
域を変化させてもよい。Next, FIG. 4 shows the horizontal actuator 14,
It is a figure when only 15 is operated and crucibles 10 and 11 are made to approach each other. As shown, crucible 10,
11 When the two are brought close to each other, the evaporation material 1 under the substrate 1
The area where the vapors 2 and 13 are mixed (triangle hatched portion in the figure) can be instantly enlarged, and the alloy portion of the vapor deposition film can be thickened. Although not shown, the crucibles 10 and 11
When the two are separated from each other, the area where the vapor is mixed is reduced, and the alloy portion of the vapor deposition film can be thinned. By bringing the crucibles 10 and 11 close to or away from each other in this way, it is possible to forcibly change the region where the vapors of the evaporation materials 12 and 13 under the substrate 1 are mixed (triangle hatched portion in the figure), and evaporation is performed. It is not necessary to intervene a physical phenomenon such as a change in the temperature of the materials 12 and 13 or a change in the amount of evaporation, and the response time until the vapor deposition film changes can be shortened. Also,
If the distance between the crucibles 10 and 11 approaching and separating is greatly changed, the control range of the deposited film can be expanded. Note that only one of the crucibles 10 and 11 may be moved toward or away from the other crucible 10 and 11 to change the region where the vapor is mixed.
【００２３】次に、図５は、一方の昇降アクチュエータ
１９のみを作動させて、一方のルツボ１１のみを上昇さ
せ基板１に接近させたときの図である。図示するように
ルツボ１１のみを基板１に接近させると、基板１下の蒸
発材料１３の蒸気密度分布を瞬時に変化させることがで
き、蒸発材料１３の蒸着膜の膜厚を厚くした蒸着膜が成
形できる。また、図示しないが、一方のルツボ１１のみ
を基板１から離反させれば、蒸発材料１３の蒸着膜の膜
厚を薄くした蒸着膜を成形することができる。さらに、
図示する状態で、水平アクチュエータ１４，１５の一方
または両方を作動させて、ルツボ１０，１１同志を接近
または離反させることにより、基板１下の蒸発材料１
２，１３の蒸気が混合する領域（図の三角形斜線部）を
変化させることもできる。なお、他方の昇降アクチュエ
ータ１８のみを作動させて、他方のルツボ１０のみを上
昇させ基板１に接近または離反させるようにしてもよい
のは言うまでもない。このようにルツボ１０，１１の一
方または両方を基板１に接近または離反させることによ
り、所望の蒸発材料１２，１３の蒸着膜の膜厚を容易に
変化させて基板１に蒸着膜を成形することができるた
め、蒸着膜の制御範囲を大幅に拡大することができる。Next, FIG. 5 is a diagram when only one elevating actuator 19 is operated to raise only one crucible 11 to bring it closer to the substrate 1. As shown in the drawing, when only the crucible 11 is brought close to the substrate 1, the vapor density distribution of the evaporation material 13 under the substrate 1 can be instantly changed, and the vapor deposition film in which the vapor deposition film of the vaporization material 13 is thickened is formed. Can be molded. Although not shown, if only one of the crucibles 11 is separated from the substrate 1, it is possible to form a vapor deposition film in which the vapor deposition film of the evaporation material 13 is thin. further,
In the illustrated state, one or both of the horizontal actuators 14 and 15 are actuated to move the crucibles 10 and 11 close to or away from each other, so that the evaporation material 1 under the substrate 1 is
It is also possible to change the region where the vapors 2 and 13 are mixed (triangle hatched portion in the figure). Needless to say, only the other elevating actuator 18 may be operated so that only the other crucible 10 is raised to move toward or away from the substrate 1. As described above, by moving one or both of the crucibles 10 and 11 toward or away from the substrate 1, the film thickness of the vapor deposition film of the desired evaporation material 12 or 13 can be easily changed to form the vapor deposition film on the substrate 1. Therefore, the control range of the deposited film can be greatly expanded.
【００２４】上述したように、本発明の真空蒸着装置の
成膜方法および装置では、ルツボ１０，１１を上下左右
に移動させることにより、積極的かつ強制的に蒸発材料
１２，１３の蒸気密度分布および基板１下の蒸発材料１
２，１３の蒸気が混合する領域を変化させているため、
蒸発材料１２，１３の温度や蒸発量の変化などの物理現
象を介在させる必要がなく、蒸着膜が変化するまでの応
答時間を短縮することができるとともに、蒸着膜の制御
範囲を大幅に拡大することができる。As described above, in the film forming method and apparatus of the vacuum evaporation apparatus of the present invention, the vapor density distribution of the evaporation materials 12 and 13 is positively and forcibly moved by moving the crucibles 10 and 11 vertically and horizontally. And evaporation material 1 under the substrate 1
Since the area where the steam of 2 and 13 is mixed is changed,
It is not necessary to intervene physical phenomena such as changes in the temperature and evaporation amount of the evaporation materials 12 and 13, and it is possible to shorten the response time until the vapor deposition film is changed and to greatly expand the control range of the vapor deposition film. be able to.
【００２５】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。The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
【００２６】[0026]
【発明の効果】上述したように、本発明の真空蒸着装置
の成膜方法および装置によれば、昇降アクチュエータに
よりルツボ自身を基板に接近または離反させることによ
り、強制的に基板下の蒸発材料の蒸気密度分布を瞬時に
変化させているため、蒸発材料の温度や蒸発量の変化な
どの物理現象を介在させる必要がなく、ルツボの移動か
ら蒸着膜の膜厚が変化するまでの応答時間を大幅に短縮
することができる。さらに、ルツボの移動する距離を大
きくすれば、蒸着膜の膜厚の制御範囲を大幅に拡大する
ことができる。また、水平アクチュエータによりルツボ
同志を接近または離反させることにより、基板下の蒸発
材料の蒸気が混合する領域を変化させ、所望の蒸発材料
の蒸着膜の合金部における混合割合を容易に変化させて
基板に蒸着膜を成形することができるため、蒸着膜の制
御範囲を大幅に拡大することができる。さらに、蒸発材
料の温度や蒸発量の変化などの物理現象の介在が消滅す
るため、蒸着膜の合金部における蒸発材料の混合割合が
変化するまでの応答時間を短縮することができる、など
の優れた効果を有する。As described above, according to the film forming method and apparatus of the vacuum vapor deposition apparatus of the present invention, the crucible itself is moved toward or away from the substrate by the elevating actuator to forcibly remove the evaporation material under the substrate. Since the vapor density distribution is changed instantaneously, there is no need to intervene physical phenomena such as changes in the temperature and evaporation amount of the evaporation material, and the response time from the movement of the crucible to the change of the film thickness of the deposited film is greatly increased. Can be shortened to Further, if the moving distance of the crucible is increased, the control range of the film thickness of the vapor deposition film can be greatly expanded. In addition, by moving the crucibles close to or away from each other by the horizontal actuator, the area where the vapor of the evaporation material under the substrate is mixed is changed, and the mixing ratio of the desired evaporation material in the alloy portion of the vapor deposition film is easily changed to change the substrate. Since the vapor deposition film can be formed on the substrate, the control range of the vapor deposition film can be greatly expanded. Furthermore, since the interposition of physical phenomena such as changes in the temperature and evaporation amount of the evaporation material disappears, it is possible to shorten the response time until the mixing ratio of the evaporation material in the alloy portion of the vapor deposition film changes. Have the effect.
【図１】本発明の真空蒸着装置を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a vacuum vapor deposition device of the present invention.
【図２】昇降アクチュエータのみを作動させて、２つの
ルツボを共に上昇させ基板に接近させたときの図であ
る。FIG. 2 is a diagram when only the elevating actuator is operated to raise two crucibles together to bring them closer to the substrate.
【図３】ルツボと基板の距離と、蒸気の原子数密度を比
較したグラフである。FIG. 3 is a graph comparing the distance between the crucible and the substrate and the atomic number density of vapor.
【図４】水平アクチュエータのみを作動させてルツボ同
志を互いに接近させたときの図である。FIG. 4 is a diagram when only the horizontal actuator is operated to bring the crucibles close to each other.
【図５】一方の昇降アクチュエータのみを作動させて、
一方のルツボのみを上昇させ基板に接近させたときの図
である。FIG. 5: Only one lifting actuator is operated,
It is a figure when only one crucible is raised and it is made to approach a substrate.
【図６】従来の真空蒸着装置の全体構成図である。FIG. 6 is an overall configuration diagram of a conventional vacuum vapor deposition device.
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 １０，１１ ルツボ １２，１３ 蒸発材料 １４，１５ 水平アクチュエータ １６，１７ ルツボ支持台 １８，１９ 昇降アクチュエータ 1 substrate 2 electron beam 3 electron gun 4 evaporation material 5 crucible 6 vacuum chamber 10,11 crucible 12,13 evaporation material 14,15 horizontal actuator 16,17 crucible support 18, 19 lift actuator
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiro Nomura No. 1 Shin-Nakahara-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Ishi Kawashima Harima Heavy Industries Co., Ltd. Technical Research Institute (72) Innovator, Yoshida Matsuda New Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nakahara Town No. 1 Ishikawajima Harima Heavy Industries Co., Ltd. Yokohama Engineering Center
Claims (3)
料を収容する複数のルツボと、それらのルツボを内蔵し
真空排気された真空チャンバーとを備え、その蒸発材料
の湯面に電子ビームを照射して加熱、蒸発させて、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
料を蒸着して被膜を成形する真空蒸着装置の成膜方法に
おいて、 上記複数のルツボをそれぞれ上記基板に接近または離反
させることにより、蒸着膜の膜厚を調節する、ことを特
徴とする真空蒸着装置の成膜方法。1. An electron gun for radiating an electron beam, a plurality of crucibles for containing evaporation material, and a vacuum chamber which is provided with these crucibles and is evacuated to vacuum. In a film forming method of a vacuum vapor deposition apparatus for forming a coating film by vaporizing an evaporation material on a belt-shaped substrate which is irradiated, heated and evaporated, and continuously runs in a vacuum chamber, the plurality of crucibles are respectively formed on the substrate. A film forming method for a vacuum evaporation apparatus, characterized in that the film thickness of the evaporated film is adjusted by moving the film toward or away from the film.
料を収容する複数のルツボと、それらのルツボを内蔵し
真空排気された真空チャンバーとを備え、その蒸発材料
の湯面に電子ビームを照射して加熱、蒸発させて、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
料を蒸着して被膜を成形する真空蒸着装置の成膜方法に
おいて、 上記複数のルツボ同志を接近または離反させることによ
り、蒸着膜の合金部における蒸発材料の混合割合を調節
する、ことを特徴とする真空蒸着装置の成膜方法。2. An electron gun for radiating an electron beam, a plurality of crucibles for containing an evaporation material, and a vacuum chamber which is provided with these crucibles and is evacuated to vacuum. In a film forming method of a vacuum evaporation apparatus for forming a film by evaporating an evaporation material on a belt-shaped substrate which is irradiated, heated, evaporated, and continuously running in a vacuum chamber, the plurality of crucibles are brought close to each other or A method for forming a film in a vacuum vapor deposition apparatus, wherein the mixing ratio of the evaporation material in the alloy portion of the vapor deposition film is adjusted by separating them.
料を収容する複数のルツボと、それらのルツボを内蔵し
真空排気された真空チャンバーとを備え、その蒸発材料
の湯面に電子ビームを照射して加熱、蒸発させて、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
料を蒸着して被膜を成形する真空蒸着装置において、 上記複数のルツボのそれぞれに設けられ上記基板の進行
方向と平行に移動させる水平アクチュエータと、その各
水平アクチュエータおよび各ルツボを支持するルツボ支
持台と、その各ルツボ支持台を昇降させる昇降アクチュ
エータと、その各昇降アクチュエータおよび各水平アク
チュエータを制御する制御装置と、を有する、ことを特
徴とする真空蒸着装置。3. An electron gun for radiating an electron beam, a plurality of crucibles for containing an evaporation material, and a vacuum chamber in which the crucibles are built and which are evacuated, and the electron beam is applied to a molten metal surface of the evaporation material. In a vacuum vapor deposition apparatus that irradiates, heats and evaporates, vapor-deposits evaporation material onto a strip-shaped substrate that continuously runs in a vacuum chamber to form a coating film. A horizontal actuator that moves parallel to the traveling direction, a crucible support that supports each horizontal actuator and each crucible, an elevating actuator that elevates each crucible support, and a control that controls each elevating actuator and each horizontal actuator A vacuum vapor deposition apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30127695A JPH09143697A (en) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | Formation of film with vacuum deposition device and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30127695A JPH09143697A (en) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | Formation of film with vacuum deposition device and device therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09143697A true JPH09143697A (en) | 1997-06-03 |
Family
ID=17894879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30127695A Pending JPH09143697A (en) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | Formation of film with vacuum deposition device and device therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09143697A (en) |
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-
1995
- 1995-11-20 JP JP30127695A patent/JPH09143697A/en active Pending
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