JP3416173B2 - Electron beam heating type vapor deposition apparatus and vapor deposition method - Google Patents

Electron beam heating type vapor deposition apparatus and vapor deposition method

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JP3416173B2
JP3416173B2 JP27206592A JP27206592A JP3416173B2 JP 3416173 B2 JP3416173 B2 JP 3416173B2 JP 27206592 A JP27206592 A JP 27206592A JP 27206592 A JP27206592 A JP 27206592A JP 3416173 B2 JP3416173 B2 JP 3416173B2
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reactive gas
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敏郎 篠原
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、長尺フィルムを走行さ
せつつ、その表面に金属酸化物等の金属化合物を蒸着形
成するための電子ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam heating type vapor deposition apparatus and vapor deposition method for vapor deposition forming a metal compound such as a metal oxide on the surface of a long film while it is running.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子ビームで蒸着材料を加熱し、基材に
その薄膜を形成する電子ビーム加熱式蒸着法は、他の蒸
着方法に比して高融点材料の大量蒸発が容易で、しかも
高純度の膜を安定して蒸着できる方式であることから、
近年、樹脂製フィルムへの金属やセラミックス等の蒸着
に多用され始めている。
2. Description of the Related Art The electron beam heating type vapor deposition method, in which a vapor deposition material is heated by an electron beam to form a thin film on a substrate, is easier to mass-evaporate a high melting point material than other vapor deposition methods. Since it is a method that can stably deposit a pure film,
In recent years, it has begun to be widely used for vapor deposition of metals, ceramics and the like onto resin films.

【0003】フィルム用の電子ビーム加熱式蒸着装置
は、一般に、電子ビームを発生する電子ビーム発生機構
と、電子ビームの照射位置に蒸着材料を保持する蒸着材
料保持部と、この蒸着材料保持部に対し外周面の一部を
対向させて設けられ、駆動機により回転駆動される冷却
ドラムと、この冷却ドラムの前記外周面の一部にフィル
ムを巻回した状態でフィルムを走行させるフィルム走行
手段と、冷却ドラムと蒸着材料保持部との間に配置さ
れ、冷却ドラムのフィルム巻回部分の蒸着領域と対向し
て蒸気通過口が形成された隔壁と、以上の各機構を収容
する真空容器とを具備するものである。
An electron beam heating type vapor deposition apparatus for a film generally has an electron beam generating mechanism for generating an electron beam, a vapor deposition material holding section for holding a vapor deposition material at an electron beam irradiation position, and this vapor deposition material holding section. On the other hand, a cooling drum which is provided so that a part of its outer peripheral surface faces each other and is rotationally driven by a driving machine, and a film running means for running the film while the film is wound around a part of the outer peripheral surface of the cooling drum. A partition wall disposed between the cooling drum and the vapor deposition material holding portion, having a vapor passage opening formed opposite to the vapor deposition region of the film winding portion of the cooling drum, and a vacuum container accommodating each of the above mechanisms. It is equipped with.

【0004】ところで、近年、フィルムの耐食性やガス
不透過性等機能性を向上する等の目的で、フィルム上に
TiO2,SiO2,ZrO2,In23,SnO2,Y2
3などの金属酸化物や、金属窒化物、金属フッ化物を
蒸着することがしばしば行われている。このような金属
化合物を上記装置により蒸着するには2通りの方法が可
能である。
By the way, in recent years, TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , In 2 O 3 , SnO 2 and Y 2 are formed on the film for the purpose of improving the corrosion resistance and gas impermeability of the film.
It is often practiced to deposit metal oxides such as O 3 , metal nitrides, and metal fluorides. Two methods can be used to deposit such a metal compound using the above apparatus.

【0005】第1は、蒸着すべき金属化合物そのものを
蒸着材料として使用する方法であるが、上述した金属化
合物の高純度品は一般にきわめて高価であるうえ、金属
単体に比して融点が高いため、投入エネルギーが大き
く、フィルムへの輻射熱の問題や分解ガスによるスプラ
ッシュ(飛沫発生)等の問題があった。
The first is a method of using the metal compound itself to be vapor-deposited as a vapor deposition material. However, the above-mentioned high-purity metal compound is generally extremely expensive and has a high melting point as compared with a single metal. However, the input energy was large, and there were problems such as radiant heat to the film and splash (generation of splashes) due to decomposition gas.

【0006】第2の方法は、第1の方法の欠点を改善し
たもので、蒸着材料として金属化合物を構成する金属を
使用する一方、真空容器内に金属と結合させるべき反応
性ガスを一定の圧力、例えば1×10-2〜1Paで導入
しておく。こうすれば、蒸着材料から放射された金属蒸
気が反応性ガスに触れ、結合したのちフィルムに蒸着す
る。
The second method is an improvement over the drawbacks of the first method, in which a metal forming a metal compound is used as a vapor deposition material, while a reactive gas to be combined with the metal is kept in a vacuum chamber at a constant level. It is introduced at a pressure of, for example, 1 × 10 -2 to 1 Pa. In this way, the metal vapor emitted from the vapor deposition material comes into contact with the reactive gas, bonds with the reactive gas, and then deposits on the film.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、第2の金属蒸
気を反応性ガスと反応させる方法では、真空容器内の反
応性ガス圧力が希薄で、反応性ガスと金属蒸気との反応
速度が小さいため、金属蒸気の発生量を高めると未反応
の金属蒸気が残存し、金属化合物に金属が混在した状態
でフィルムに蒸着されるおそれがある。したがって、蒸
着フィルムの生産効率が高めにくいという問題があっ
た。
However, in the method of reacting the second metal vapor with the reactive gas, the pressure of the reactive gas in the vacuum vessel is low and the reaction rate between the reactive gas and the metal vapor is small. Therefore, if the amount of metal vapor generated is increased, unreacted metal vapor may remain, and the metal compound may be vapor-deposited on the film in a state where the metal is mixed. Therefore, there is a problem that it is difficult to increase the production efficiency of the vapor deposition film.

【0008】なお、真空容器内に導入する反応性ガスを
予め放電や電子線照射により電離させ、反応性ガスイオ
ンを発生させてから金属蒸気と反応させることも考えら
れるが、その場合には、装置が複雑化し、設備コストの
大幅な上昇を招く欠点がある。
It is also conceivable that the reactive gas introduced into the vacuum vessel is ionized in advance by discharge or electron beam irradiation to generate reactive gas ions and then reacted with the metal vapor, but in that case, There is a drawback that the device becomes complicated and the equipment cost increases significantly.

【0009】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、装置構成を複雑化することなく金属蒸気と反応性ガ
スとの反応効率を高め、蒸着フィルムの生産効率を向上
することを課題としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to improve the reaction efficiency between a metal vapor and a reactive gas without complicating the apparatus structure and improve the production efficiency of a vapor deposition film. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子ビーム
加熱式蒸着装置は、真空容器内に開口するノズルを備え
このノズルから真空容器内に反応性ガスを導入し得る反
応性ガス導入機構が設けられるとともに、前記ノズルは
ここから噴出されたガス流が前記蒸着材料へ至る電子ビ
ームの流路と交差し次いで蒸着材料からフィルムへと流
れる蒸気流と交差するように構成されていることを特徴
とする。
An electron beam heating type vapor deposition apparatus according to the present invention is provided with a nozzle that opens in a vacuum container and has a reactive gas introducing mechanism capable of introducing a reactive gas into the vacuum container from this nozzle. The nozzle is provided so that the gas flow ejected from the nozzle intersects a flow path of an electron beam reaching the vapor deposition material and then intersects a vapor flow flowing from the vapor deposition material to the film. And

【0011】一方、本発明に係る電子ビーム加熱式蒸着
方法は、真空容器中において冷却ドラムの外周面の一部
にフィルムを巻回した状態でフィルムを走行させつつ、
フィルム巻回部分と対向配置された蒸着材料に電子ビー
ムを照射し、蒸着材料から金属蒸気を発生させるととも
に、真空容器内に配置されたノズルから反応性ガスを1
×10-2〜1Paの圧力で導入し、この反応性ガス流を
前記蒸着材料へ至る前記電子ビームの流路と交差させた
後、さらにこの反応性ガスを、蒸着材料からフィルムへ
向かう蒸気流と交差させることにより、前記金属蒸気と
反応性ガスを反応させてフィルム表面に金属化合物膜を
形成することを特徴とする。
On the other hand, according to the electron beam heating type vapor deposition method of the present invention, the film is run while being wound around a part of the outer peripheral surface of the cooling drum in the vacuum container.
The vapor deposition material facing the film winding portion is irradiated with an electron beam to generate metal vapor from the vapor deposition material, and a reactive gas is emitted from the nozzle disposed in the vacuum container.
Introduced at a pressure of × 10 -2 to 1 Pa and intersecting the reactive gas flow with the electron beam flow path to the vapor deposition material, the reactive gas is further flowed from the vapor deposition material to the film. And a reactive gas are reacted with each other to form a metal compound film on the film surface.

【0012】[0012]

【作用】本発明に係る電子ビーム加熱式蒸着装置および
蒸着方法では、ノズルから真空容器内に放出された反応
性ガスが、まず、蒸着材料加熱用の電子ビームと接触し
て電離し高活性の反応性ガスイオンを生じる。蒸着材料
加熱用の電子ビームは高出力で、しかもフィルムの幅寸
法に対応してその照射幅が設定されているので、フィル
ムの全幅に対応して反応性ガスを供給したとしても、反
応性ガスを効率よくかつ均一に電離させることが可能で
ある。電離により生じた反応性ガスイオンは金属蒸気に
対して高活性を有するから、次いで金属蒸気と接触する
と直ちにこれと結合し、生じた金属化合物蒸気がフィル
ム表面に蒸着され、均一な金属化合物膜が形成される。
In the electron beam heating type vapor deposition apparatus and vapor deposition method according to the present invention, the reactive gas released from the nozzle into the vacuum chamber first comes into contact with the electron beam for heating the vapor deposition material and is ionized to have high activity. This produces reactive gas ions. The electron beam for heating the vapor deposition material has a high output, and its irradiation width is set according to the width dimension of the film, so even if reactive gas is supplied corresponding to the entire width of the film, the reactive gas Can be efficiently and uniformly ionized. Reactive gas ions generated by ionization have a high activity for metal vapor, and when they are brought into contact with metal vapor, they are immediately bound to the metal vapor and the produced metal compound vapor is vapor-deposited on the film surface to form a uniform metal compound film. It is formed.

【0013】なお、反応性ガスの導入圧力が1×10-2
Pa未満では十分な反応効率が得られず、1Paより高
いと、導入ガスのため蒸着材料から発生する蒸気の平均
自由行程が短くなり、緻密な蒸着膜が形成できなくな
る。
The reactive gas introduction pressure is 1 × 10 -2.
If it is less than Pa, sufficient reaction efficiency cannot be obtained, and if it is higher than 1 Pa, the mean free path of vapor generated from the vapor deposition material is shortened due to the introduced gas, and a dense vapor deposition film cannot be formed.

【0014】[0014]

【実施例】図1は、本発明に係る電子ビーム加熱式蒸着
装置の一実施例を示す概略図である。図中符号1は真空
容器であり、図示しない真空ポンプにより内部が減圧さ
れる。真空容器1の内部中央には、金属等からなる円筒
状の冷却ドラム2が配置され、図示しない駆動装置によ
り回転駆動される。
1 is a schematic view showing an embodiment of an electron beam heating type vapor deposition apparatus according to the present invention. Reference numeral 1 in the figure is a vacuum container, and the inside pressure is reduced by a vacuum pump (not shown). A cylindrical cooling drum 2 made of metal or the like is arranged in the center of the inside of the vacuum container 1, and is rotationally driven by a driving device (not shown).

【0015】冷却ドラム2の外周面の一部には、長尺の
フィルムFがドラム周方向に向けて巻回され、アンコイ
ラ3およびリコイラ4の間で連続走行されるようになっ
ている。冷却ドラム2のフィルム巻回部と対向して蒸着
材料保持部6が配置され、その内部には、蒸着すべき金
属化合物を構成する金属の蒸着材料8が収容されてい
る。この蒸着材料8は必ずしも金属単体とは限らず、合
金であっても、一部が既に化合物化されていてもよい。
A long film F is wound around a part of the outer peripheral surface of the cooling drum 2 in the circumferential direction of the drum, and is continuously run between the uncoiler 3 and the chiller 4. A vapor deposition material holding portion 6 is arranged so as to face the film winding portion of the cooling drum 2, and a metal vapor deposition material 8 constituting a metal compound to be vapor deposited is accommodated inside the vapor deposition material holding portion 6. The vapor deposition material 8 is not necessarily a metal simple substance, and may be an alloy or a part thereof may already be compounded.

【0016】蒸着材料保持部6の側方には、電子銃等の
電子ビーム発生機構(図示略)が配置され、この電子ビ
ーム発生機構から電子ビーム12が発生される。この電
子ビーム12は、蒸着材料保持部6の反対側に設置され
た磁界発生機構10が発生する磁界により曲げられて蒸
着材料8に照射され、電子ビーム12により蒸着材料8
が加熱され、その蒸気14が冷却ドラム2に向けて放射
される。
An electron beam generating mechanism (not shown) such as an electron gun is arranged on the side of the vapor deposition material holder 6, and the electron beam 12 is generated from this electron beam generating mechanism. The electron beam 12 is bent by the magnetic field generated by the magnetic field generation mechanism 10 installed on the opposite side of the vapor deposition material holding unit 6 and irradiated on the vapor deposition material 8, and the electron beam 12 causes the vapor deposition material 8 to be irradiated.
Is heated and its steam 14 is radiated toward the cooling drum 2.

【0017】なお、形成すべき蒸着膜の幅が大きけれ
ば、電子ビーム発生機構をフィルムFの幅方向へ走査さ
せる走査機構を設けてもよい。また、電子ビーム発生機
構は図示の位置に限定されるものではなく、電子ビーム
12を磁界により適宜曲げて蒸着材料8に照射できれ
ば、設置位置は任意に変更してよい。
If the vapor deposition film to be formed has a large width, a scanning mechanism for scanning the electron beam generating mechanism in the width direction of the film F may be provided. Further, the electron beam generating mechanism is not limited to the illustrated position, and the installation position may be arbitrarily changed as long as the electron beam 12 can be appropriately bent by the magnetic field to irradiate the vapor deposition material 8.

【0018】冷却ドラム2と蒸着材料保持部6との間に
は、蒸着範囲を規制するための隔壁16が設けられてい
る。この隔壁16は、冷却ドラム2を収容する半円筒状
部分16Aを有し、この半円筒状部分16Aの内周面
と、冷却ドラム2のフィルム巻回部の外周面との間には
一定の間隙が形成されている。半円筒状部分16Aに
は、蒸着材料保持部6と対向する位置に、長方形状の蒸
気通過口18が冷却ドラム2の軸線方向へ向けて形成さ
れている。この蒸気通過口18はフィルムFの蒸着幅と
同じ全長を有する。
A partition wall 16 is provided between the cooling drum 2 and the vapor deposition material holder 6 to regulate the vapor deposition range. The partition wall 16 has a semi-cylindrical portion 16A for accommodating the cooling drum 2, and a constant space is provided between the inner peripheral surface of the semi-cylindrical portion 16A and the outer peripheral surface of the film winding portion of the cooling drum 2. A gap is formed. In the semi-cylindrical portion 16A, a rectangular vapor passage opening 18 is formed in a position facing the vapor deposition material holding portion 6 in the axial direction of the cooling drum 2. The vapor passage port 18 has the same overall length as the vapor deposition width of the film F.

【0019】また、電子ビーム発生機構と同じ側には、
ガス導入機構(図示略)のノズル20が配置され、この
ノズル20から真空容器1内に反応性ガスが導入される
ようになっている。ノズル20は、フィルムFの蒸着幅
程度の幅を有する帯状にガスを噴出するものであっても
よいし、あるいはフィルムFの幅方法一列に並んだ複数
の噴出口を有し、これら噴出口からガスを一斉に噴出す
るものであってもよい。反応性ガスとしては、Ar,N
e,Kr,Xe,He,H2,N2,O2,F2から選択さ
れる1種または2種以上のガスが使用可能である。
On the same side as the electron beam generating mechanism,
A nozzle 20 of a gas introduction mechanism (not shown) is arranged, and the reactive gas is introduced into the vacuum container 1 from the nozzle 20. The nozzle 20 may eject gas in a strip shape having a width about the vapor deposition width of the film F, or may have a plurality of ejection openings arranged in a line in the width direction of the film F, and from these ejection openings. The gas may be jetted all at once. As the reactive gas, Ar, N
e, Kr, Xe, He, H 2, N 2, O 2, 1 or more kinds of gas selected from F 2 can be used.

【0020】ノズル20から放出された反応性ガス22
は、初めに電子ビーム12の進路と交差したうえ、次に
蒸着材料8から放出された金属蒸気14の流路と交差す
るように進路を設定されている(図2参照)。このよう
に進路を設定することにより、反応性ガス22は電子ビ
ーム12により少なくとも一部がイオン化され、金属蒸
気14と接触して金属蒸気14と結合する。
Reactive gas 22 emitted from nozzle 20
Has a path set so that it first intersects the path of the electron beam 12 and then intersects the path of the metal vapor 14 emitted from the vapor deposition material 8 (see FIG. 2). By setting the path in this manner, at least a part of the reactive gas 22 is ionized by the electron beam 12, and the reactive gas 22 comes into contact with the metal vapor 14 and is bonded to the metal vapor 14.

【0021】次に、上記装置を用いた蒸着方法を説明す
る。真空容器1内を減圧しつつ、ノズル20から一定流
量で反応性ガス22を噴出させ、真空容器1内の圧力を
1×10-2〜1Pa、より好ましくは5×10-2〜5×
10-1Paで平衡させる。真空容器1内の平衡圧力が1
×10-2Pa未満では反応性ガスイオン濃度が希薄にな
って反応効率が不十分になり、1Paより高いと、蒸着
材料8から発生する金属蒸気14がガス分子22により
平均自由行程が短くなり、緻密な蒸着膜が形成できなく
なる。
Next, a vapor deposition method using the above apparatus will be described. While depressurizing the inside of the vacuum container 1, the reactive gas 22 is jetted from the nozzle 20 at a constant flow rate so that the pressure inside the vacuum container 1 is 1 × 10 −2 to 1 Pa, more preferably 5 × 10 −2 to 5 ×.
Equilibrate at 10 -1 Pa. Equilibrium pressure in the vacuum vessel 1 is 1
If it is less than × 10 -2 Pa, the reactive gas ion concentration becomes dilute and the reaction efficiency becomes insufficient. If it is higher than 1 Pa, the metal vapor 14 generated from the vapor deposition material 8 has a short mean free path due to the gas molecules 22. , A dense vapor deposition film cannot be formed.

【0022】一方、電子ビーム発生機構および磁界発生
機構10を作動させ、蒸着材料8に電子ビーム12を照
射して加熱し、ここから連続的に蒸気14を発生させる
とともに、アンコイラ3からリコイラ4へとフィルムF
を走行させる。
On the other hand, the electron beam generating mechanism and the magnetic field generating mechanism 10 are operated to irradiate the vapor deposition material 8 with the electron beam 12 to heat it, and vapor 14 is continuously generated from the vapor deposition material 8. And film F
Run.

【0023】すると、ノズル20から噴出した反応性ガ
ス22は、初めに電子ビーム12と接触して電離し、反
応性ガスイオンを含むガス流となったうえ、蒸着材料8
から放射状に放出された金属蒸気14と接触する。反応
性ガスイオンは高活性を有し、反応性に富むため、接触
した金属蒸気14と直ちに結合し、金属蒸気14は金属
化合物の蒸気となってフィルムFに蒸着される。
Then, the reactive gas 22 ejected from the nozzle 20 is first contacted with the electron beam 12 and ionized to form a gas flow containing the reactive gas ions, and the vapor deposition material 8 is also added.
It comes into contact with the metal vapor 14 emitted radially from the. Since the reactive gas ions have high activity and are highly reactive, they are immediately combined with the metal vapor 14 in contact therewith, and the metal vapor 14 becomes a vapor of a metal compound and is deposited on the film F.

【0024】このように、この電子ビーム加熱式蒸着装
置および方法では、ノズルから噴出させた反応性ガス
を、まず蒸着材料加熱用の電子ビーム12と接触させて
高活性の反応性ガスイオンを生成させたうえ、この反応
性ガスイオンを金属蒸気14と接触させるので、反応性
ガス22の導入圧力が低くとも、金属蒸気14と反応性
ガスとの反応効率が高く、均一な金属化合物膜の形成が
可能で、フィルムFの処理効率が向上できる。
As described above, in this electron beam heating type vapor deposition apparatus and method, the reactive gas ejected from the nozzle is first contacted with the electron beam 12 for heating the vapor deposition material to generate highly active reactive gas ions. In addition, since the reactive gas ions are brought into contact with the metal vapor 14, even if the introduction pressure of the reactive gas 22 is low, the reaction efficiency between the metal vapor 14 and the reactive gas is high, and a uniform metal compound film is formed. The processing efficiency of the film F can be improved.

【0025】また、蒸着材料加熱用の電子ビーム12は
高出力で、かつフィルムFの幅寸法に対応してその照射
幅が設定されているから、フィルムFの全幅に対応して
反応性ガス22を供給したとしても、この反応性ガス2
2を効率よく均一に電離させることが可能であるうえ、
装置の構成も簡単で済む。
Further, since the electron beam 12 for heating the vapor deposition material has a high output and its irradiation width is set in accordance with the width dimension of the film F, the reactive gas 22 corresponds to the entire width of the film F. This reactive gas 2
2 can be efficiently and uniformly ionized, and
The configuration of the device is simple.

【0026】なお、本発明は上記各実施例のみに限定さ
れるものではなく、必要に応じて新たな構成を追加して
もよい。例えば、電子ビーム発生機構をフィルムFの幅
方向へ走査する場合、ガス供給機構のノズル20も電子
ビーム発生機構に追従して走査し、反応性ガス22が常
に電子ビーム12と交差するようにして、イオン化効率
を高めてもよい。また、電子ビーム発生機構と反応性ガ
ス噴出ノズルを一体化する構成も可能である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and new constitutions may be added as necessary. For example, when the electron beam generating mechanism is scanned in the width direction of the film F, the nozzle 20 of the gas supply mechanism is also scanned following the electron beam generating mechanism so that the reactive gas 22 always intersects with the electron beam 12. The ionization efficiency may be increased. Further, a configuration in which the electron beam generating mechanism and the reactive gas ejection nozzle are integrated is also possible.

【0027】[0027]

【実験例】次に、実験例を挙げて本発明の効果を実証す
る。図1に示す電子ビーム加熱式蒸着装置を作成し、反
応性ガス噴出ノズルの位置を図2に示すように5通りに
変更してそれぞれ蒸着フィルムを作成し、蒸着膜の品質
を比較した。すなわち、実験例では図示のノズル20か
ら反応性ガスとして酸素ガス22を噴出し、まず電子ビ
ーム12、次に金属蒸気14と交差させた。
[Experimental Example] Next, the effect of the present invention will be demonstrated with reference to an experimental example. The electron beam heating type vapor deposition apparatus shown in FIG. 1 was produced, the positions of the reactive gas ejection nozzles were changed to five ways as shown in FIG. 2, vapor deposition films were produced, and the quality of the vapor deposition film was compared. That is, in the experimental example, the oxygen gas 22 was ejected from the illustrated nozzle 20 as the reactive gas, and the oxygen beam 22 was crossed first with the electron beam 12 and then with the metal vapor 14.

【0028】これに対し、比較例1〜4では、ノズル2
0とは反対側に設置したノズル30から、図示a〜dの
各方向へ向けてそれぞれ酸素ガス22を噴出させた。す
なわち、aは蒸気通過口18に向かう方向、bは金属蒸
気14と直交する方向、cはまず金属蒸気14と交差し
次に電子ビーム12と交差する方向、dは蒸着材料8に
向かう方向である。
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, the nozzle 2
From the nozzle 30 installed on the side opposite to 0, the oxygen gas 22 was ejected in each of the directions a to d in the drawing. That is, a is a direction toward the vapor passage port 18, b is a direction orthogonal to the metal vapor 14, c is a direction first intersecting with the metal vapor 14 and then the electron beam 12, and d is a direction toward the vapor deposition material 8. is there.

【0029】いずれの場合も、実験条件は以下の通りに
統一した。 フィルムF:厚さ25μm、幅500mm、PET製 蒸着材料8:Ti 蒸着膜厚:1000オングストローム 酸素導入圧力:1×10-1Pa 電子ビーム発生機構:電子衝撃陰極式自己加速型電子銃
(90゜偏向) 加速電圧:30kV エミッション電流:2A 電子銃のスキャン幅:500mm 蒸着材料保持部6とフィルムF間の距離:250mm 冷却ドラム2の外径:400mm フィルムFの走行速度:10m/分
In each case, the experimental conditions were unified as follows. Film F: thickness 25 μm, width 500 mm, PET vapor deposition material 8: Ti vapor deposition film thickness: 1000 Å oxygen introduction pressure: 1 × 10 −1 Pa electron beam generating mechanism: electron impact cathode type self-accelerating electron gun (90 ° Deflection) Acceleration voltage: 30 kV Emission current: 2 A Scan width of electron gun: 500 mm Distance between vapor deposition material holder 6 and film F: 250 mm Outer diameter of cooling drum 2: 400 mm Travel speed of film F: 10 m / min

【0030】一方、従来例として、真空容器1内に単に
酸素ガスを1×10-1Paの圧力で導入しながら、フィ
ルムFの走行速度を2m/分、エミッション電流を1.
2Aに変え、他は上記と同一条件で蒸着を行った。走行
速度およびエミッション電流を低下させたのは、この場
合、これらの値を上昇させるとTi蒸気が十分に酸化さ
れなくなるためである。
On the other hand, as a conventional example, while the oxygen gas is simply introduced into the vacuum container 1 at a pressure of 1 × 10 -1 Pa, the traveling speed of the film F is 2 m / min and the emission current is 1.
Instead of 2 A, vapor deposition was performed under the same conditions as above. The reason why the traveling speed and the emission current are decreased is that, in this case, if these values are increased, the Ti vapor is not sufficiently oxidized.

【0031】次に、得られた6種類の蒸着フィルムに対
し、自記分光光度計を使用し、波長550nmでの反射
率(%)と透過率(%)をそれぞれ測定した。金属Ti
は550nmの光を吸収するため、蒸着膜中に金属Ti
が残存していれば、反射率と透過率の合計が100%に
ならない。その結果を表1に示す。なお、ノズル位置は
図2中のノズル符号および噴出方向で表わしている。
Next, the reflectance (%) and the transmittance (%) at a wavelength of 550 nm were measured for each of the obtained six kinds of vapor-deposited films by using a self-recording spectrophotometer. Metal Ti
Absorbs light of 550 nm, the metal Ti
If is left, the sum of reflectance and transmittance does not reach 100%. The results are shown in Table 1. The nozzle position is represented by the nozzle code and the ejection direction in FIG.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】上表から明らかなように、実験例ではTi
の酸化効率が良好で、高純度のTiO2からなる蒸着膜
が形成できた。また、従来例に比してフィルムの処理効
率が5倍になった。一方、ノズルの向きが異なる比較例
1〜4では、いずれも実験例に比して酸化効率が低下
し、蒸着膜中に金属Tiが残存しており、TiO2膜と
しての性能が得られないことが明かである。
As is clear from the above table, in the experimental example, Ti
The oxidation efficiency was good, and a vapor-deposited film made of high-purity TiO 2 could be formed. In addition, the processing efficiency of the film is five times that of the conventional example. On the other hand, in each of Comparative Examples 1 to 4 in which the nozzle orientation is different, the oxidation efficiency is lower than that in the experimental example, and metal Ti remains in the deposited film, so that the performance as a TiO 2 film cannot be obtained. It is clear.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子
ビーム加熱式蒸着装置および蒸着方法によれば、ノズル
から噴出させた反応性ガスをまず蒸着材料加熱用の電子
ビームと接触させて高活性の反応性ガスイオンを生成さ
せたうえ、この反応性ガスイオンを金属蒸気と接触させ
るので、反応性ガスの供給圧力が低くても、金属蒸気の
反応効率を十分に高め、均一な金属化合物膜の形成が可
能であるとともに、フィルムの処理効率を向上すること
ができる。
As described above, according to the electron beam heating type vapor deposition apparatus and vapor deposition method according to the present invention, the reactive gas ejected from the nozzle is first contacted with the electron beam for heating the vapor deposition material to increase the temperature. Since active reactive gas ions are generated and the reactive gas ions are contacted with the metal vapor, even if the reactive gas supply pressure is low, the reaction efficiency of the metal vapor is sufficiently enhanced and a uniform metal compound is obtained. A film can be formed and the processing efficiency of the film can be improved.

【0035】また、蒸着材料加熱用の電子ビームは高出
力で、かつフィルムの幅寸法に対応してその照射幅が設
定されているから、フィルムの全幅に対応して反応性ガ
スを供給したとしても、反応性ガスを効率よく均一に電
離させることが可能で、装置の構成も簡単で済む。
Further, since the electron beam for heating the vapor deposition material has a high output and its irradiation width is set corresponding to the width dimension of the film, it is assumed that the reactive gas is supplied corresponding to the entire width of the film. In addition, the reactive gas can be efficiently and uniformly ionized, and the configuration of the device can be simple.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る電子ビーム加熱式蒸着装置の一実
施例を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of an electron beam heating type vapor deposition device according to the present invention.

【図2】実験例および比較例の装置を示す要部の断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of essential parts showing devices of an experimental example and a comparative example.

【符号の説明】 F フィルム 1 真空容器 2 冷却ドラム 3 アンコイラ(フィルム走行手段) 4 リコイラ(フィルム走行手段) 6 蒸着材料保持部 8 蒸着材料 12 電子ビーム 14 金属蒸気 16 隔壁 18 蒸気通過口 20 ノズル 22 反応性ガス流 30 比較例のノズル[Explanation of symbols] F film 1 vacuum container 2 cooling drum 3 Uncoiler (Film traveling means) 4 Recoiler (Film traveling means) 6 Vapor deposition material holder 8 evaporation materials 12 electron beam 14 Metal vapor 16 partitions 18 Steam passage port 20 nozzles 22 Reactive gas flow 30 Nozzle of Comparative Example

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−213033(JP,A) 特開 昭62−103851(JP,A) 特開 昭58−134414(JP,A) 特開 昭49−52186(JP,A) 特開 昭52−47582(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-59-213033 (JP, A) JP-A-62-103851 (JP, A) JP-A-58-134414 (JP, A) JP-A-49- 52186 (JP, A) JP-A-52-47582 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 14 / 00-14 / 58

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電子ビームを発生させる電子ビーム発生機
構と、前記電子ビームの照射位置に蒸着材料を保持する
蒸着材料保持部と、この蒸着材料保持部に対し外周面の
一部を対向して設けられ、駆動機により回転駆動される
冷却ドラムと、この冷却ドラムの前記外周面の一部にフ
ィルムを巻回した状態でフィルムを走行させるフィルム
走行手段と、以上の各機構を収容する真空容器とを具備
する電子ビーム加熱式蒸着装置において、 前記真空容器内に開口するノズルを前記蒸着材料に対し
て前記電子ビーム発生機構と同じ側に備えこのノズルか
ら真空容器内に反応性ガスを導入し得るガス導入機構が
設けられるとともに、前記ノズルは、ここから噴出され
た反応性ガスの流路が前記蒸着材料へ至る前記電子ビー
ムの流路と交差し、次いで蒸着材料から放出された蒸気
流と交差するように構成されていることを特徴とする電
子ビーム加熱式蒸着装置。
1. An electron beam generating mechanism for generating an electron beam, a vapor deposition material holding portion for holding a vapor deposition material at the electron beam irradiation position, and a part of an outer peripheral surface facing the vapor deposition material holding portion. A cooling drum provided with a cooling drum that is driven to rotate by a driving machine, a film running unit that runs the film while the film is wound around a part of the outer peripheral surface of the cooling drum, and a vacuum container that houses each of the above mechanisms. In the electron beam heating type vapor deposition apparatus comprising: a nozzle that opens in the vacuum container for the vapor deposition material.
And a gas introduction mechanism that is provided on the same side as the electron beam generation mechanism and that can introduce a reactive gas from this nozzle into the vacuum container, and the nozzle has a flow path of the reactive gas ejected from the nozzle. An electron beam heating-type vapor deposition device, characterized in that it intersects with a flow path of the electron beam reaching the vapor deposition material, and then intersects with a vapor flow emitted from the vapor deposition material.
【請求項2】真空容器中において冷却ドラムの外周面の
一部にフィルムを巻回した状態でフィルムを走行させつ
つ、フィルム巻回部分と対向配置された蒸着材料に電子
ビームを照射し、蒸着材料から金属蒸気を発生させると
ともに、真空容器内において前記蒸着材料に対して前記
電子ビーム照射源と同じ側に配置されたノズルから反応
性ガスを1×10−2〜1Paの圧力で導入し、この反
応性ガス流を前記蒸着材料へ至る前記電子ビームの流路
と交差させた後、さらにこの反応性ガスを、蒸着材料か
らフィルムへ向かう蒸気流と交差させることにより、前
記金属蒸気と反応性ガスイオンを結合させてフィルム表
面に金属化合物膜を形成することを特徴とする電子ビー
ム加熱式蒸着方法。
2. A vapor deposition material, which is arranged to face a film winding portion, is irradiated with an electron beam while the film is running in a vacuum container while the film is wound around a part of an outer peripheral surface of a cooling drum. together to generate a metal vapor from the material, the relative Oite the deposition material in a vacuum chamber
A reactive gas is introduced at a pressure of 1 × 10 −2 to 1 Pa from a nozzle arranged on the same side as the electron beam irradiation source, and this reactive gas flow is made to intersect the flow path of the electron beam reaching the vapor deposition material. After that, the reactive gas is further crossed with a vapor flow from the vapor deposition material toward the film to combine the metal vapor with the reactive gas ions to form a metal compound film on the film surface. Electron beam heating type vapor deposition method.
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