JP6753425B2 - Target feeder and surface treatment equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ターゲット供給装置および表面処理設備に関する。 The present invention relates to a target supply device and a surface treatment facility.

方向性電磁鋼板は、変圧器および発電機等の鉄心材料として用いられる軟磁性材料である。方向性電磁鋼板は、鉄の磁化容易軸である〈001〉方位が、鋼板の圧延方向に高度に揃った結晶組織を有することが特徴である。このような集合組織は、方向性電磁鋼板の製造工程において、いわゆるGoss方位と称される{110}〈001〉方位の結晶粒を優先的に巨大成長させる、仕上げ焼鈍を通じて形成される。方向性電磁鋼板の製品の磁気特性としては、磁束密度が高く、鉄損が低いことが要求される。 Electrical steel sheets are soft magnetic materials used as core materials for transformers, generators, and the like. The grain-oriented electrical steel sheet is characterized by having a crystal structure in which the <001> orientation, which is the axis for easily magnetizing iron, is highly aligned in the rolling direction of the steel sheet. Such an texture is formed through finish annealing in which crystal grains in the {110} <001> orientation, which are so-called Goss orientations, are preferentially grown in a large size in the manufacturing process of grain-oriented electrical steel sheets. As the magnetic characteristics of the product of grain-oriented electrical steel sheet, it is required that the magnetic flux density is high and the iron loss is low.

方向性電磁鋼板の磁気特性は、鋼板表面に引張応力(張力)を印加することによって良好になる。鋼板に引張応力を印加する従来技術としては、鋼板表面に厚さ2μm程度のフォルステライト被膜を形成し、その上に、厚さ2μm程度の珪リン酸塩を主体とする被膜を形成する技術が一般的である。
すなわち、鋼板と比べて低い熱膨張率を有する珪リン酸塩被膜を高温で形成し、それを室温まで低下させ、鋼板と珪リン酸塩被膜との熱膨張率の差によって、鋼板に引張応力を印加する。
この珪リン酸塩被膜は、方向性電磁鋼板に必須の絶縁被膜としても機能する。すなわち、絶縁によって、鋼板中の局部的な渦電流の発生が防止される。
The magnetic properties of grain-oriented electrical steel sheets are improved by applying tensile stress (tension) to the surface of the steel sheets. As a conventional technique for applying tensile stress to a steel sheet, a technique of forming a forsterite film having a thickness of about 2 μm on the surface of the steel sheet and then forming a film mainly composed of silicate phosphate having a thickness of about 2 μm is used. It is common.
That is, a silicate coating having a lower coefficient of thermal expansion than that of a steel sheet is formed at a high temperature, the temperature is lowered to room temperature, and the difference in the coefficient of thermal expansion between the steel sheet and the silicate coating causes tensile stress on the steel sheet. Is applied.
This silicate phosphate coating also functions as an essential insulating coating for grain-oriented electrical steel sheets. That is, insulation prevents the generation of local eddy currents in the steel sheet.

仕上げ焼鈍後の方向性電磁鋼板の表面を化学研磨または電解研磨により平滑化し、その後、鋼板上の被膜により引張応力を印加することにより、鉄損を大きく低下できる。
しかし、鋼板と珪リン酸塩被膜との間にあるフォルステライト被膜は、アンカー効果により鋼板に密着する。そのため、必然的に鋼板表面の平滑度は劣化する。また、珪リン酸塩と金属との密着性は低く、表面を鏡面化した鋼板に直接珪リン酸塩被膜を成膜できない。このように、従来の方向性電磁鋼板の被膜構造(鋼板/フォルステライト被膜/珪リン酸塩被膜)においては、鋼板の表面を平滑化することはできない。
The iron loss can be significantly reduced by smoothing the surface of the grain-oriented electrical steel sheet after finish annealing by chemical polishing or electrolytic polishing, and then applying tensile stress by the coating film on the steel sheet.
However, the forsterite film between the steel sheet and the silicate coating adheres to the steel sheet due to the anchor effect. Therefore, the smoothness of the steel sheet surface inevitably deteriorates. In addition, the adhesion between the silicate and the metal is low, and the silicate film cannot be directly formed on the steel sheet whose surface is mirror-surfaced. As described above, in the conventional film structure of grain-oriented electrical steel sheet (steel sheet / forsterite coating / silicate coating), the surface of the steel sheet cannot be smoothed.

そこで、特許文献1には、鋼板表面の平滑度を維持し、更に鋼板に大きな引張応力を印加するために、鋼板上に、CVD法またはPVD法を用いて、TiNなどからなるセラミックス被膜を成膜する技術が開示されている。特許文献2には、PVD法の1種であるイオンプレーティング法を用いて成膜するための設備が開示されている。 Therefore, in Patent Document 1, in order to maintain the smoothness of the surface of the steel sheet and further apply a large tensile stress to the steel sheet, a ceramic film made of TiN or the like is formed on the steel sheet by using the CVD method or the PVD method. The technique of filming is disclosed. Patent Document 2 discloses equipment for forming a film by using an ion plating method, which is one of the PVD methods.

特開平01−176034号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 01-176034 特開昭62−040368号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-040368

特許文献2においては、チャンバ内を搬送される被成膜材に対して、片面ずつ成膜している。片面側だけに成膜されることにより、被成膜材に反りが発生し、この反り等の影響から、成膜が不均一になる場合がある。
このため、被成膜材に連続的に成膜する場合、被成膜材の両面側から同時に成膜する技術は、製品の品質安定化等の観点から、非常に重要である。
そこで、本発明者らは、図1に示すように、PVD法に用いるターゲットを、チャンバ内を搬送される被成膜材の両面側に配置する態様を検討した。
In Patent Document 2, a film is formed on each side of the material to be filmed that is conveyed in the chamber. When the film is formed on only one side, the material to be filmed is warped, and the film may be non-uniform due to the influence of the warp or the like.
Therefore, in the case of continuously forming a film on the material to be filmed, a technique of simultaneously forming a film from both sides of the material to be filmed is very important from the viewpoint of stabilizing the quality of the product.
Therefore, as shown in FIG. 1, the present inventors examined an aspect in which the target used in the PVD method is arranged on both sides of the material to be filmed to be conveyed in the chamber.

図1は、ターゲットTを被成膜材Sの両面側に固定した態様を示す斜視図である。図1においては、金属帯などの被成膜材Sが、チャンバ(図示せず)の内部を、図1中右側から左側に向けて搬送されている。チャンバは、表面処理設備などの設備に、その一部として組み込まれている。
チャンバの内部には、搬送される被成膜材Sの上面側に配置された上面側部材C1と、搬送される被成膜材Sの下面側に配置された下面側部材C2とが固定的に設けられている。複数個のターゲットTが、被成膜材Sの搬送方向と直交する方向(被成膜材Sの幅方向)に沿って、上面側部材C1および下面側部材C2に埋設されて保持されている。こうして、ターゲットTは、搬送される被成膜材Sの両面側に固定されている。
図1に示す態様によれば、搬送される被成膜材Sに対して、両面側を同時に成膜でき、均一な被膜が得られる。
FIG. 1 is a perspective view showing a mode in which the target T is fixed on both side surfaces of the film-forming material S. In FIG. 1, a film-forming material S such as a metal band is conveyed inside a chamber (not shown) from the right side to the left side in FIG. The chamber is incorporated as part of equipment such as surface treatment equipment.
Inside the chamber, an upper surface side member C1 arranged on the upper surface side of the film-forming material S to be transported and a lower surface-side member C2 arranged on the lower surface side of the film-forming material S to be transported are fixed. It is provided in. A plurality of targets T are embedded and held in the upper surface side member C1 and the lower surface side member C2 along the direction orthogonal to the transport direction of the film-forming material S (the width direction of the film-forming material S). .. In this way, the target T is fixed to both sides of the material S to be filmed to be conveyed.
According to the aspect shown in FIG. 1, both sides of the material S to be filmed can be simultaneously filmed, and a uniform film can be obtained.

しかし、PVD法を用いて成膜するためには、ターゲットTの裏側(被成膜材Sとは反対側)にプラズマ誘導用の磁石(図示せず)を設置するため、ターゲットTとして巨大な金属塊は使えず、比較的に小さいターゲットTを用いる。このため、ターゲットTの消耗が早くなり、ターゲットTの交換などのメンテナンスを頻繁に行なう必要がある。
更に、ターゲットTは、チャンバ内を減圧(真空を含む)かつ高温にした条件で使用される。このため、ターゲットTをメンテナンスするたびに、表面処理設備の操業を停止して、チャンバ内を開放したり冷却したりする必要がある。そうすると、表面処理設備の稼働率などが低下し、生産性が劣る。
However, in order to form a film using the PVD method, a magnet for plasma induction (not shown) is installed on the back side of the target T (the side opposite to the material S to be deposited), so that the target T is huge. Metal ingots cannot be used, and a relatively small target T is used. Therefore, the target T is consumed quickly, and it is necessary to frequently perform maintenance such as replacement of the target T.
Further, the target T is used under the condition that the inside of the chamber is depressurized (including vacuum) and heated to a high temperature. Therefore, every time the target T is maintained, it is necessary to stop the operation of the surface treatment equipment to open or cool the inside of the chamber. Then, the operating rate of the surface treatment equipment is lowered, and the productivity is inferior.

本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、PVD法に用いるターゲットを容易にメンテナンスできるターゲット供給装置およびこれを用いた表面処理設備を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a target supply device capable of easily maintaining a target used in the PVD method and a surface treatment facility using the target supply device.

本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を採用することにより、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of diligent studies, the present inventors have found that the above object can be achieved by adopting the following configuration, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の[1]〜[8]を提供する。
[1]PVD法に用いるターゲットをチャンバの内部に供給するターゲット供給装置であって、上記ターゲットを保持するターゲット保持部と、2個以上の上記ターゲット保持部を回転自在に支持し、1個の上記ターゲット保持部が上記チャンバの内部に位置するときに、別の上記ターゲット保持部を上記チャンバの外部に位置させる回転機構と、を備えるターゲット供給装置。
[2]上記回転機構が、2個以上の上記ターゲット保持部を有する回転基体と、上記回転基体を回転自在に支持する軸と、を備える、上記[1]に記載のターゲット供給装置。
[3]上記回転基体は、4個の上記ターゲット保持部を有する、上記[2]に記載のターゲット供給装置。
[4]搬送される被成膜材に対して、ターゲットを用いてPVD法により連続的に表面処理を施すためのチャンバと、上記ターゲットを保持するターゲット保持部と、2個以上の上記ターゲット保持部を回転自在に支持し、1個の上記ターゲット保持部が上記チャンバの内部に位置するときに、別の上記ターゲット保持部を上記チャンバの外部に位置させる回転機構と、を備える表面処理設備。
[5]上記回転機構が、2個以上の上記ターゲット保持部を有する回転基体と、上記回転基体を回転自在に支持する軸と、を備える、上記[4]に記載の表面処理設備。
[6]上記回転基体は、4個の上記ターゲット保持部を有する、上記[5]に記載の表面処理設備。
[7]上記被成膜材が、金属帯である、上記[4]〜[6]のいずれかに記載の表面処理設備。
[8]上記被成膜材が、フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板である、上記[4]〜[7]のいずれかに記載の表面処理設備。
That is, the present invention provides the following [1] to [8].
[1] A target supply device that supplies a target used in the PVD method to the inside of a chamber, and rotatably supports a target holding portion that holds the target and two or more target holding portions, and one unit. A target supply device including a rotation mechanism for locating another target holding portion outside the chamber when the target holding portion is located inside the chamber.
[2] The target supply device according to the above [1], wherein the rotation mechanism includes a rotation base having two or more target holding portions and a shaft for rotatably supporting the rotation base.
[3] The target supply device according to the above [2], wherein the rotating substrate has four target holding portions.
[4] A chamber for continuously surface-treating the material to be deposited by the PVD method using a target, a target holding portion for holding the target, and holding two or more targets. A surface treatment facility comprising a rotation mechanism that rotatably supports a portion and positions another target holding portion outside the chamber when one target holding portion is located inside the chamber.
[5] The surface treatment facility according to the above [4], wherein the rotation mechanism includes a rotation base having two or more target holding portions and a shaft for rotatably supporting the rotation base.
[6] The surface treatment facility according to [5] above, wherein the rotating substrate has four target holding portions.
[7] The surface treatment facility according to any one of [4] to [6] above, wherein the film-deposited material is a metal band.
[8] The surface treatment facility according to any one of [4] to [7] above, wherein the film-deposited material is a grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite film.

本発明によれば、PVD法に用いるターゲットを容易にメンテナンスできるターゲット供給装置およびこれを用いた表面処理設備を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a target supply device capable of easily maintaining a target used in the PVD method and a surface treatment facility using the target supply device.

ターゲットを被成膜材の両面側に固定した態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the aspect which fixed the target on both sides of the film-deposited material. ターゲット供給装置をチャンバと共に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the target supply device together with a chamber. 図2のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 表面処理設備を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematicly about the surface treatment equipment. 前処理室にターゲット供給装置を用いた態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode which used the target supply device in the pretreatment chamber. 実施例1の膜厚の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the film thickness of Example 1. 比較例1の膜厚の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the film thickness of the comparative example 1.

以下、本発明の一実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。まず、図2および図3に基づいて、本発明のターゲット供給装置の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments. First, an embodiment of the target supply device of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

[ターゲット供給装置]
図2は、ターゲット供給装置101をチャンバ201と共に示す模式図である。図3は、図2のA−A線断面図である。
[Target supply device]
FIG. 2 is a schematic view showing the target supply device 101 together with the chamber 201. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

図2および図3中の右側から左側に向けて、チャンバ201の内部を、被成膜材Sが、搬送されている。チャンバ201の内部では、搬送される被成膜材Sに対して、PVD法により、ターゲットTを用いて成膜などが行なわれる。成膜に際しては、チャンバ201の内部において、ターゲットTにスパッタリングやアーク放電が施される。ターゲット供給装置101は、チャンバ201の内部にターゲットTを供給する装置である。 The film-forming material S is conveyed inside the chamber 201 from the right side to the left side in FIGS. 2 and 3. Inside the chamber 201, a film is formed on the material S to be deposited by using the target T by the PVD method. At the time of film formation, the target T is subjected to sputtering or arc discharge inside the chamber 201. The target supply device 101 is a device that supplies the target T to the inside of the chamber 201.

本実施形態のターゲット供給装置101は、リング状の回転基体111を主体に構成されている。回転基体111は、搬送される被成膜材Sの下面側に配置されている。
回転基体111は、ターゲットTを保持するターゲット保持部121を有する。本実施形態のターゲット保持部121は、回転基体111を構成する板状の部材である。
本実施形態の回転基体111においては、4個のターゲット保持部121が円周方向に等間隔で設けられている。ターゲット保持部121の個数は、2個以上であればよく、個数は4個に限定されない。ターゲット保持部121の個数については、後述する。
The target supply device 101 of the present embodiment is mainly composed of a ring-shaped rotating base 111. The rotating substrate 111 is arranged on the lower surface side of the film-deposited material S to be conveyed.
The rotating base 111 has a target holding portion 121 that holds the target T. The target holding portion 121 of the present embodiment is a plate-shaped member constituting the rotating base 111.
In the rotating base 111 of the present embodiment, four target holding portions 121 are provided at equal intervals in the circumferential direction. The number of target holding portions 121 may be two or more, and the number is not limited to four. The number of target holding portions 121 will be described later.

ターゲット保持部121は、3個のターゲットTを保持している。例えば、板状のターゲット保持部121の一面側にターゲットTが取り付けられることにより、ターゲットTはターゲット保持部121に保持される。ターゲット保持部121ごとのターゲットTの個数は、3個に限定されない。
ターゲットTの形状は特に規定されないが、取り回しの自由度および原料の使用効率の観点から、丸型が好ましい。
The target holding unit 121 holds three targets T. For example, the target T is held by the target holding portion 121 by attaching the target T to one surface side of the plate-shaped target holding portion 121. The number of targets T for each target holding unit 121 is not limited to three.
The shape of the target T is not particularly specified, but a round shape is preferable from the viewpoint of freedom of handling and efficiency of use of raw materials.

回転基体111は、ターゲット保持部121どうしの間に、基部131を有する。基部131は、ターゲット保持部121と同様に、回転基体111を構成する板状の部材である。本実施形態の回転基体111においては、4個の基部131が円周方向に等間隔で設けられている。基部131の個数は、ターゲット保持部121の個数と同じであることが好ましい。 The rotating base 111 has a base 131 between the target holding portions 121. Like the target holding portion 121, the base portion 131 is a plate-shaped member constituting the rotating base 111. In the rotating base 111 of the present embodiment, four bases 131 are provided at equal intervals in the circumferential direction. The number of base portions 131 is preferably the same as the number of target holding portions 121.

回転基体111の中心には、軸151が設けられている。軸151は、例えば、チャンバ201の外面に固定された図示しない軸保持部材によって、保持されている。
回転基体111は、軸151を支点にして、回転自在に支持されている。このとき、回転基体111と軸151とが固定され、この軸151が軸保持部材に対して回転自在であってもよいし、軸151が軸保持部材に固定され、この軸151に対して回転基体111が回転自在であってもよい。
A shaft 151 is provided at the center of the rotating base 111. The shaft 151 is held, for example, by a shaft holding member (not shown) fixed to the outer surface of the chamber 201.
The rotating base 111 is rotatably supported with the shaft 151 as a fulcrum. At this time, the rotating base 111 and the shaft 151 are fixed, and the shaft 151 may be rotatable with respect to the shaft holding member, or the shaft 151 is fixed to the shaft holding member and rotates with respect to the shaft 151. The substrate 111 may be rotatable.

チャンバ201の本体202には、回転基体111と並行に、チャンバ201の内部と外部とを貫通する間隙203が形成されている。間隙203は、回転基体111が通り抜け自在な形状を有する。
回転基体111が軸151を中心に回転することにより、ターゲット保持部121がチャンバ201の内部に入ったり、チャンバ201の外部に出たりする。
In the main body 202 of the chamber 201, a gap 203 penetrating the inside and the outside of the chamber 201 is formed in parallel with the rotating base 111. The gap 203 has a shape that allows the rotating base 111 to pass through.
As the rotating base 111 rotates about the shaft 151, the target holding portion 121 enters the inside of the chamber 201 and exits the chamber 201.

こうして、回転基体111および軸151などによって、1個のターゲット保持部121(ターゲット保持部121c)がチャンバ201の内部に位置するときは、別のターゲット保持部121(ターゲット保持部121a)をチャンバ201の外部に位置させる回転機構が実現されている。 In this way, when one target holding portion 121 (target holding portion 121c) is located inside the chamber 201 by the rotating base 111, the shaft 151, or the like, another target holding portion 121 (target holding portion 121a) is used in the chamber 201. A rotation mechanism that is positioned outside the is realized.

このような構成において、まず、チャンバ201の外部(大気中)の位置P1にあるターゲット保持部121aに、ターゲットTを取り付ける。このとき、チャンバ201の内部の位置P3にあるターゲット保持部121cのターゲットTは、被成膜材Sに対する成膜に使用されている。チャンバ201の内部における位置P3を含む空間は、図示しない排気口によって排気され、かつ、位置P3にあるターゲットTは、図示しないヒータによって加熱される。 In such a configuration, first, the target T is attached to the target holding portion 121a at the position P1 outside the chamber 201 (in the atmosphere). At this time, the target T of the target holding portion 121c at the position P3 inside the chamber 201 is used for film formation on the film-deposited material S. The space including the position P3 inside the chamber 201 is exhausted by an exhaust port (not shown), and the target T at the position P3 is heated by a heater (not shown).

また、このとき、チャンバ201の間隙203は、基部131(基部131aおよび基部131d)によって塞がれている。これにより、チャンバ201の内部に間隙203から空気が流入すること、および、この空気の流入によりチャンバ201の内部の排気が困難になることが抑制される。
したがって、回転基体111において、基部131は、対向する一対のターゲット保持部121が位置P1および位置P3にあるときに、間隙203に挟まる位置に設けられている。基部131を含む回転基体111の形状(厚さなど)は、間隙203を、チャンバ201の内部の排気が困難になることを抑制できる程度に隙間なく埋める形状である。
Further, at this time, the gap 203 of the chamber 201 is closed by the base 131 (base 131a and base 131d). As a result, it is suppressed that air flows into the inside of the chamber 201 from the gap 203, and that the inflow of the air makes it difficult to exhaust the inside of the chamber 201.
Therefore, in the rotating base 111, the base 131 is provided at a position sandwiched between the gaps 203 when the pair of target holding portions 121 facing each other are at the positions P1 and P3. The shape (thickness, etc.) of the rotating base 111 including the base 131 is such that the gap 203 is filled without gaps to the extent that it is possible to suppress difficulty in exhausting the inside of the chamber 201.

ターゲットTの交換等のメンテナンスが必要なタイミングで、回転基体111を時計回りに90度だけ回転させる。この回転により、位置P2にあったターゲット保持部121bが位置P3に移動し、ターゲット保持部121bのターゲットTが成膜に使用され始める。このとき、ターゲット保持部121aは位置P2に移動し、基部131dおよび基部131cが間隙203に挟まれる。
チャンバ201の内部において、位置P2を含む空間は、位置P3を含む空間と界壁204によって隔たれている。位置P2を含む空間も、位置P3と同様に、図示しない排気口から排気され、かつ、図示しないヒータにより加熱されている。
もっとも、位置P2は、成膜前の位置であることから、位置P3よりも、排気量や加熱量は、弱くてもよい。
The rotating base 111 is rotated clockwise by 90 degrees at a timing that requires maintenance such as replacement of the target T. By this rotation, the target holding portion 121b at the position P2 moves to the position P3, and the target T of the target holding portion 121b begins to be used for film formation. At this time, the target holding portion 121a moves to the position P2, and the base portion 131d and the base portion 131c are sandwiched in the gap 203.
Inside the chamber 201, the space including the position P2 is separated from the space including the position P3 by the boundary wall 204. Similar to the position P3, the space including the position P2 is also exhausted from an exhaust port (not shown) and heated by a heater (not shown).
However, since the position P2 is the position before the film formation, the exhaust amount and the heating amount may be weaker than the position P3.

次に、ターゲットTの交換等のメンテナンスが必要なタイミングで、更に、回転基体111を時計回りに90度だけ回転させる。この回転により、位置P2にあったターゲット保持部121aが位置P3に移動し、ターゲット保持部121aのターゲットTが成膜に使用され始める。このとき、基部131cおよび基部131bが、間隙203を塞いでいる。 Next, at the timing when maintenance such as replacement of the target T is required, the rotating base 111 is further rotated clockwise by 90 degrees. By this rotation, the target holding portion 121a at the position P2 moves to the position P3, and the target T of the target holding portion 121a begins to be used for film formation. At this time, the base 131c and the base 131b close the gap 203.

その後、更に、回転基体111を時計回りに90度だけ回転させる。この回転により、位置P3にあったターゲット保持部121aは位置P4に移動し、基部131bおよび基部131aが間隙203に挟まれる。
位置P4を含む空間は、位置P3を含む空間と界壁205によって隔たれている。位置P4を含む空間は、排気されておらず大気圧条件であり、かつ、加熱されておらず、位置P4のターゲットTは冷却される。
After that, the rotating base 111 is further rotated clockwise by 90 degrees. By this rotation, the target holding portion 121a at the position P3 moves to the position P4, and the base portion 131b and the base portion 131a are sandwiched in the gap 203.
The space including the position P4 is separated from the space including the position P3 by the boundary wall 205. The space including the position P4 is not exhausted and is under atmospheric pressure conditions, and is not heated, and the target T at the position P4 is cooled.

そして、更に、回転基体111を時計回りに90度だけ回転させる。この回転により、位置P4にあったターゲット保持部121aは位置P1に戻り、基部131aおよび基部131dが間隙203を塞ぐ。位置P1に戻ったターゲット保持部121aに対して、ターゲットTの交換などのメンテナンスが行なわれる。
こうして、操業を停止することなしに、ターゲットTを容易にメンテナンスできる。
Then, the rotating base 111 is further rotated clockwise by 90 degrees. By this rotation, the target holding portion 121a at the position P4 returns to the position P1, and the base 131a and the base 131d close the gap 203. Maintenance such as replacement of the target T is performed on the target holding portion 121a that has returned to the position P1.
In this way, the target T can be easily maintained without stopping the operation.

上記効果を得るためには、少なくとも2個のターゲット保持部121が必要である。すなわち、成膜に使用されるターゲット保持部121(位置P3)と、メンテナンスされるターゲット保持部121(位置P1)とが必要である。 In order to obtain the above effect, at least two target holding portions 121 are required. That is, a target holding portion 121 (position P3) used for film formation and a target holding portion 121 (position P1) to be maintained are required.

本実施形態のように、4個のターゲット保持部121があると、位置P3での成膜の前に、位置P2にて、事前に予備的に排気および加熱を行なうことができる。更に、位置P1でのメンテナンスの前に、位置P4にて、事前に冷却を行なうことができる。これにより、よりスムーズにターゲットTを供給し、かつ、交換することができる。 If there are four target holding portions 121 as in the present embodiment, the exhaust and heating can be performed in advance at the position P2 before the film formation at the position P3. Further, prior cooling can be performed at position P4 prior to maintenance at position P1. As a result, the target T can be supplied and replaced more smoothly.

ターゲット保持部121の個数の上限は、特に限定されないが、30個以下が好ましい。この範囲であれば、メンテナンスの作業範囲が十分に確保され、作業性が良好である。 The upper limit of the number of target holding portions 121 is not particularly limited, but is preferably 30 or less. Within this range, a sufficient maintenance work range is secured and workability is good.

[表面処理設備]
次に、図4に基づいて、本発明の表面処理設備の一実施形態を説明する。
[Surface treatment equipment]
Next, an embodiment of the surface treatment facility of the present invention will be described with reference to FIG.

〈概要〉
図4は、表面処理設備1を概略的に示す模式図である。表面処理設備1は、ペイオフリール19を有する。ペイオフリール19には、被成膜材Sの通板前コイル11が掛けられている。ペイオフリール19から引き出された被成膜材Sは、表面処理設備1の各部を通板され、巻取りリール20で再び巻き取られて、通板後コイル18となる。
<Overview>
FIG. 4 is a schematic view schematically showing the surface treatment equipment 1. The surface treatment facility 1 has a payoff reel 19. The payoff reel 19 is hung with a coil 11 in front of the plate of the film-forming material S. The film-forming material S drawn out from the payoff reel 19 is passed through each part of the surface treatment equipment 1 and rewound by the take-up reel 20 to become a coil 18 after passing through the plate.

被成膜材Sの組成や材質は、特に限定されず、被成膜材Sとしては、例えば、金属帯、フィルム、半導体などが挙げられる。
本実施形態においては、被成膜材Sが、金属帯の1種である、仕上げ焼鈍後の方向性電磁鋼板である場合を例に説明する。すなわち、ペイオフリール19には、仕上げ焼鈍後の方向性電磁鋼板S(以下、単に「鋼板S」とも表記する)の通板前コイル11が掛けられている。
The composition and material of the film-forming material S are not particularly limited, and examples of the film-forming material S include metal bands, films, and semiconductors.
In the present embodiment, the case where the film-deposited material S is a grain-oriented electrical steel sheet after finish annealing, which is a kind of metal strip, will be described as an example. That is, the payoff reel 19 is hung with the pre-threading coil 11 of the grain-oriented electrical steel sheet S (hereinafter, also simply referred to as “steel sheet S”) after finish annealing.

仕上げ焼鈍を経た方向性電磁鋼板は、通常、フォルステライト被膜を有する。
以下では、通板前コイル11として巻き取られている仕上げ焼鈍後の方向性電磁鋼板Sは、フォルステライト被膜を有するものとして説明するが、フォルステライト被膜などの酸化物被膜を有しないものであってもよい。
後者の場合、後述する研磨設備13を省略できるため、低コスト化できる。前者の場合も、研磨設備13での研磨量を減らして低コスト化するためには、フォルステライト被膜などの酸化物被膜は極薄であることが好ましい。
The grain-oriented electrical steel sheet that has undergone finish annealing usually has a forsterite coating.
In the following, the grain-oriented electrical steel sheet S after finish annealing, which is wound as the coil 11 before passing through the plate, will be described as having a forsterite coating, but it does not have an oxide coating such as a forsterite coating. May be good.
In the latter case, the polishing equipment 13 described later can be omitted, so that the cost can be reduced. Also in the former case, in order to reduce the amount of polishing in the polishing facility 13 and reduce the cost, it is preferable that the oxide film such as the forsterite film is extremely thin.

表面処理設備1は、鋼板Sの搬送方向順に、入側ルーパー12、研磨設備13、水洗設備14、乾燥設備15、入側減圧設備21、前処理設備31、成膜設備41、出側減圧設備51、出側ルーパー16、および、シャー17を有する。
入側減圧設備21は、複数段の入側減圧室22を有する。前処理設備31は、前処理室32を有する。成膜設備41は、成膜室42を有する。出側減圧設備51は、複数段の出側減圧室52を有する。
入側減圧室22、前処理室32、成膜室42、および、出側減圧室52の内部を除き、鋼板Sは、大気圧雰囲気内を搬送される。
In the surface treatment equipment 1, the inlet looper 12, the polishing equipment 13, the washing equipment 14, the drying equipment 15, the inlet decompression equipment 21, the pretreatment equipment 31, the film forming equipment 41, and the outlet decompression equipment are arranged in the order of the conveying direction of the steel plate S. It has 51, an exit looper 16, and a shear 17.
The entry-side decompression facility 21 has a plurality of stages of entry-side decompression chambers 22. The pretreatment facility 31 has a pretreatment chamber 32. The film forming equipment 41 has a film forming chamber 42. The outlet decompression facility 51 has a plurality of stages of outlet decompression chambers 52.
Except for the inside of the inlet decompression chamber 22, the pretreatment chamber 32, the film forming chamber 42, and the outlet decompression chamber 52, the steel sheet S is conveyed in the atmospheric pressure atmosphere.

通板前コイル11から引き出されたフォルステライト被膜を有する鋼板Sは、入側ルーパー12を通り、研磨設備13に導入される。
研磨設備13は、導入された鋼板Sの表面を研磨する。この研磨によりフォルステライト被膜は除去され、鋼板Sは、フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板となる。
研磨設備13における研磨としては、特に限定されず、機械研磨、電解研磨および化学研磨のいずれを用いてもよく、これら研磨の2つ以上を組み合わせた研磨であってもよいが、研削などの機械研磨を最初に施すことが好ましい。そうすることにより、電解研磨および化学研磨では鋼板Sの地鉄より被研磨速度が遅い酸化物被膜を容易に除去でき、最終的な表面粗さを低減できる。研磨後の鋼板Sの表面粗さは、算術平均粗さRaで0.4μm以下が好ましい。
The steel plate S having the forsterite coating drawn from the coil 11 before passing through the plate passes through the inlet looper 12 and is introduced into the polishing facility 13.
The polishing facility 13 polishes the surface of the introduced steel sheet S. The forsterite coating is removed by this polishing, and the steel sheet S becomes a grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite coating.
The polishing in the polishing facility 13 is not particularly limited, and any of mechanical polishing, electrolytic polishing and chemical polishing may be used, and polishing may be a combination of two or more of these polishings, but a machine such as grinding may be used. It is preferable to apply polishing first. By doing so, in electrolytic polishing and chemical polishing, the oxide film having a slower polishing rate than the base iron of the steel sheet S can be easily removed, and the final surface roughness can be reduced. The surface roughness of the steel sheet S after polishing is preferably 0.4 μm or less in arithmetic average roughness Ra.

研磨設備13での研磨の際には、鋼板Sから研磨屑が発生する。水洗設備14および乾燥設備15は、鋼板Sを水洗した後に乾燥することにより、鋼板Sから発生した研磨屑を取り除く。水洗および乾燥には、従来公知の技術が用いられる。 During polishing with the polishing facility 13, polishing debris is generated from the steel plate S. The water washing facility 14 and the drying facility 15 remove the polishing debris generated from the steel sheet S by washing the steel sheet S with water and then drying it. Conventionally known techniques are used for washing with water and drying.

研磨屑が取り除かれた鋼板S(フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板)は、入側減圧設備21の入側減圧室22に導入される。複数段の入側減圧室22の内圧は、前処理室32および成膜室42に接近するに従い、段階的に減少する。こうして、鋼板Sにかかる圧が、大気圧から、前処理室32および成膜室42の内圧に近づく。
段階的に内圧を変化させることにより、圧力差による鋼板Sの蛇行を抑制できる。入側減圧室22の段数は、3段以上が好ましい。
The steel sheet S (oriented electrical steel sheet having no forsterite coating) from which polishing debris has been removed is introduced into the inlet decompression chamber 22 of the inlet decompression facility 21. The internal pressure of the multi-stage inlet decompression chamber 22 gradually decreases as it approaches the pretreatment chamber 32 and the film forming chamber 42. In this way, the pressure applied to the steel sheet S approaches the internal pressures of the pretreatment chamber 32 and the film forming chamber 42 from the atmospheric pressure.
By changing the internal pressure stepwise, meandering of the steel sheet S due to the pressure difference can be suppressed. The number of stages of the inlet decompression chamber 22 is preferably 3 or more.

入側減圧室22を通過した鋼板S(フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板)は、前処理設備31の前処理室32に導入され、減圧条件下で前処理が施されて、表面に付着した不純物が除去される。
前処理が施された鋼板S(フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板)は、成膜設備41の成膜室42に導入される。成膜室42を通板される鋼板Sの表面上に、減圧条件下で成膜が行なわれる。
The steel sheet S (oriented electrical steel sheet having no forsterite coating) that has passed through the inlet decompression chamber 22 is introduced into the pretreatment chamber 32 of the pretreatment facility 31 and pretreated under decompression conditions on the surface. Adhering impurities are removed.
The pretreated steel sheet S (oriented electrical steel sheet having no forsterite film) is introduced into the film forming chamber 42 of the film forming facility 41. A film is formed on the surface of the steel plate S through which the film forming chamber 42 is passed under reduced pressure conditions.

成膜後の鋼板Sは、出側減圧設備51の出側減圧室52に導入される。複数段の出側減圧室52の内圧は、成膜室42から離反するに従い、段階的に上昇する。こうして、鋼板Sにかかる圧が、前処理室32および成膜室42の内圧から、大気圧に戻される。
段階的に内圧を変化させることにより、圧力差による鋼板Sの蛇行を抑制できる。出側減圧室52の段数は、3段以上が好ましい。
The steel plate S after the film formation is introduced into the outlet decompression chamber 52 of the outlet decompression facility 51. The internal pressure of the multi-stage exit side decompression chamber 52 increases stepwise as it separates from the film forming chamber 42. In this way, the pressure applied to the steel sheet S is returned to atmospheric pressure from the internal pressures of the pretreatment chamber 32 and the film forming chamber 42.
By changing the internal pressure stepwise, meandering of the steel sheet S due to the pressure difference can be suppressed. The number of stages of the output side decompression chamber 52 is preferably 3 or more.

出側減圧設備51を出た鋼板Sは、その後、出側ルーパー16を通り、シャー17に導入される。シャー17は、鋼板Sの端部を切り落とし整形する。整形後の鋼板Sは、巻取りリール20に巻き取られて、通板後コイル18となる。 The steel plate S that has exited the outlet decompression facility 51 is then introduced into the shear 17 through the exit looper 16. The shear 17 cuts off the end portion of the steel plate S and shapes it. The formed steel plate S is wound on a take-up reel 20 to become a coil 18 after passing through the plate.

次に、前処理設備31および成膜設備41をより詳細に説明する。先に成膜設備41を説明する。 Next, the pretreatment equipment 31 and the film forming equipment 41 will be described in more detail. The film forming equipment 41 will be described first.

〈成膜設備(成膜室)〉
成膜設備41の成膜室42の内部を通板される鋼板S(フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板)の表面上に、減圧条件下で、PVD(Physical Vapor Deposition)法により、成膜が行なわれる。
<Film formation equipment (deposition chamber)>
It is formed on the surface of a steel sheet S (oriented electrical steel sheet having no forsterite film) passed through the inside of the film forming chamber 42 of the film forming facility 41 by the PVD (Physical Vapor Deposition) method under reduced pressure conditions. The membrane is made.

成膜室42には、例えば、窒素ガスなどの成膜のための原料ガス(雰囲気ガス)が導入される。鋼板Sは、加熱され、窒化物被膜などの被膜が、鋼板Sの表面上に形成される。
鋼板Sを加熱する手段としては、成膜室42の内部が排気されて減圧条件にあることから、必然的にバーナーなどは使用できないが、代わりに、例えば、誘導加熱(IH)、電子ビーム照射、レーザー、赤外線などの酸素を必要としない手段であれば特に限定されず、適宜用いられる。
For example, a raw material gas (atmospheric gas) for film formation such as nitrogen gas is introduced into the film forming chamber 42. The steel sheet S is heated, and a film such as a nitride film is formed on the surface of the steel sheet S.
As a means for heating the steel sheet S, since the inside of the film forming chamber 42 is exhausted and the pressure is reduced, a burner or the like cannot be used inevitably, but instead, for example, induction heating (IH) or electron beam irradiation. , Laser, infrared rays, and other means that do not require oxygen are not particularly limited, and are appropriately used.

PVD法は、イオンプレーティング法が好ましい。成膜温度は、製造の都合上、300〜600℃が好ましく、成膜室42の内部の圧力(内圧)は、0.1〜100Paが好ましい。成膜に際しては、鋼板Sを陰極として−10〜−100Vのバイアス電圧を印加することが好ましい。原料のイオン化にプラズマを用いることにより、成膜速度を上げることができる。 The PVD method is preferably an ion plating method. The film formation temperature is preferably 300 to 600 ° C. for the convenience of production, and the internal pressure (internal pressure) of the film formation chamber 42 is preferably 0.1 to 100 Pa. At the time of film formation, it is preferable to apply a bias voltage of -10 to -100 V with the steel plate S as a cathode. By using plasma for ionizing the raw material, the film formation rate can be increased.

鋼板Sに成膜される被膜としては、窒化物被膜が好ましく、金属窒化物被膜がより好ましく、Zn、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ti、Y、Nb、Mo、Hf、Zr、WおよびTaからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属を含む金属窒化物被膜が更に好ましい。これらは岩塩型構造をとりやすく、鋼板Sの地鉄の体心立方格子と整合しやすいため、被膜の密着性を向上させることができる。
鋼板Sに成膜される被膜は、単層からなる被膜であってもよく、複数の層からなる被膜であってもよい。
As the coating film formed on the steel plate S, a nitride coating is preferable, and a metal nitride coating is more preferable, and Zn, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ti, Y, Nb, Mo, and Hf are preferable. A metal nitride coating containing at least one metal selected from the group consisting of, Zr, W and Ta is more preferred. Since these easily take a rock salt type structure and easily match with the body-centered cubic lattice of the base iron of the steel plate S, the adhesion of the coating film can be improved.
The film formed on the steel sheet S may be a film composed of a single layer or a film composed of a plurality of layers.

成膜室42においては、鋼板Sの表面での反応により生成するガス量、および、投入される原料ガス量などが支配的となる。一方、排気を強めすぎると、原料ガスが鋼板Sまで十分にたどり着かないことがある。これらの事項を考慮して、所望の内圧となるように排気する(前処理室32においても同様)。
成膜室42が有する排気口および原料ガスの投入口などは、図示を省略している(前処理室32においても同様)。
In the film forming chamber 42, the amount of gas generated by the reaction on the surface of the steel sheet S, the amount of raw material gas to be charged, and the like are dominant. On the other hand, if the exhaust gas is strengthened too much, the raw material gas may not sufficiently reach the steel plate S. In consideration of these matters, the air is exhausted so as to have a desired internal pressure (the same applies to the pretreatment chamber 32).
The exhaust port and the input port for the raw material gas included in the film forming chamber 42 are not shown (the same applies to the pretreatment chamber 32).

成膜に際しては、被膜の原料等になるターゲットが用いられる。
本実施形態においては、チャンバである成膜室42の内部にターゲットを供給する装置として、図2および図3に基づいて説明したターゲット供給装置101を用いる。成膜室42の内部を搬送される鋼板Sの下面側および上面側に、上述した回転基体111が、軸151を支点にして、回転自在に支持されている。
鋼板Sの下面側の回転基体111においては、ターゲット保持部121(図4では図示せず)の上面側に、ターゲットT(図4では図示せず)を取り付ける。一方、鋼板Sの上面側の回転基体111においては、ターゲット保持部121の下面側に、ターゲットTを取り付ける。こうして、鋼板Sの両面側から同時に成膜できる。
そして、適宜必要なタイミングで、回転基体111を回転させることにより、表面処理設備1の操業を停止することなしに、容易にターゲットTの交換等のメンテナンスをし、かつ、別のターゲットTを成膜室42の内部に供給できる。
At the time of film formation, a target used as a raw material for the film is used.
In the present embodiment, the target supply device 101 described with reference to FIGS. 2 and 3 is used as the device for supplying the target to the inside of the film forming chamber 42 which is a chamber. The above-mentioned rotating base 111 is rotatably supported on the lower surface side and the upper surface side of the steel plate S conveyed inside the film forming chamber 42 with the shaft 151 as a fulcrum.
In the rotating base 111 on the lower surface side of the steel plate S, the target T (not shown in FIG. 4) is attached to the upper surface side of the target holding portion 121 (not shown in FIG. 4). On the other hand, in the rotating base 111 on the upper surface side of the steel plate S, the target T is attached to the lower surface side of the target holding portion 121. In this way, the film can be formed simultaneously from both sides of the steel sheet S.
Then, by rotating the rotating base 111 at an appropriate timing, maintenance such as replacement of the target T can be easily performed without stopping the operation of the surface treatment facility 1, and another target T is formed. It can be supplied to the inside of the membrane chamber 42.

〈前処理設備(前処理室)〉
次に、成膜設備41(成膜室42)の上流側に配置された前処理設備31(前処理室32)を説明する。
入側減圧室22を経た鋼板Sは、前処理設備31の前処理室32に導入され、減圧条件下で、鋼板Sの表面上に付着した酸化物等の不純物を除去する前処理が施される。
成膜前に前処理することにより、成膜設備41で形成される被膜(例えば、窒化物被膜)の鋼板Sに対する密着性が顕著に向上する。このため、前処理設備31は、必須の設備ではないが、設けることが好ましい。
前処理の方法としては、イオンスパッタリングが好ましい。イオンスパッタリングの場合、使用するイオン種としては、アルゴンおよび窒素などの不活性ガスのイオン、または、TiおよびCrなどの金属のイオンを用いることが好ましい。
前処理室32の内部は減圧され、スパッタリングイオンの平均自由工程を上げるために、前処理室32の内圧は0.0001〜1Paが好適である。
鋼板Sを陰極として、−100〜−1000Vのバイアス電圧を印加することが好ましい。
<Pretreatment equipment (pretreatment room)>
Next, the pretreatment equipment 31 (pretreatment chamber 32) arranged on the upstream side of the film formation equipment 41 (deposition chamber 42) will be described.
The steel sheet S that has passed through the inlet decompression chamber 22 is introduced into the pretreatment chamber 32 of the pretreatment facility 31, and is subjected to pretreatment to remove impurities such as oxides adhering to the surface of the steel sheet S under decompression conditions. To.
By pretreating before the film formation, the adhesion of the film (for example, the nitride film) formed in the film forming facility 41 to the steel sheet S is remarkably improved. Therefore, the pretreatment facility 31 is not essential, but is preferably provided.
Ion sputtering is preferable as the pretreatment method. In the case of ion sputtering, it is preferable to use an inert gas ion such as argon and nitrogen or a metal ion such as Ti and Cr as the ion species to be used.
The inside of the pretreatment chamber 32 is depressurized, and the internal pressure of the pretreatment chamber 32 is preferably 0.0001 to 1 Pa in order to increase the mean free path of sputtering ions.
It is preferable to apply a bias voltage of -100 to −1000 V with the steel plate S as a cathode.

図5は、前処理室32にターゲット供給装置101を用いた態様を示す模式図である。図5においては、表面処理設備1の一部の図示を省略している。
前処理室32での前処理に、TiおよびCrなどの金属のイオンを用いる場合、金属のターゲットを用いて、PVD法により前処理できる。この場合、図5に示すように、チャンバである前処理室32の内部にターゲットを供給する装置として、図2および図3に基づいて説明したターゲット供給装置101を用いることができる。
図5においては、前処理室32の内部を搬送される鋼板Sの下面側および上面側に、上述した回転基体111が、軸151を支点にして、回転自在に支持されている。
鋼板Sの下面側の回転基体111においては、ターゲット保持部121(図5では図示せず)の上面側に、ターゲットT(図5では図示せず)を取り付ける。一方、鋼板Sの上面側の回転基体111においては、ターゲット保持部121の下面側に、ターゲットTを取り付ける。こうして、鋼板Sの両面側から同時に前処理できる。
そして、適宜必要なタイミングで、回転基体111を回転させることにより、表面処理設備1の操業を停止することなしに、容易にターゲットTの交換等のメンテナンスをし、かつ、別のターゲットTを前処理室32の内部に供給できる。
FIG. 5 is a schematic view showing an embodiment in which the target supply device 101 is used in the pretreatment chamber 32. In FIG. 5, a part of the surface treatment equipment 1 is not shown.
When metal ions such as Ti and Cr are used for the pretreatment in the pretreatment chamber 32, the pretreatment can be performed by the PVD method using a metal target. In this case, as shown in FIG. 5, the target supply device 101 described with reference to FIGS. 2 and 3 can be used as the device for supplying the target to the inside of the pretreatment chamber 32 which is a chamber.
In FIG. 5, the above-mentioned rotating base 111 is rotatably supported on the lower surface side and the upper surface side of the steel plate S conveyed inside the pretreatment chamber 32 with the shaft 151 as a fulcrum.
In the rotating base 111 on the lower surface side of the steel plate S, the target T (not shown in FIG. 5) is attached to the upper surface side of the target holding portion 121 (not shown in FIG. 5). On the other hand, in the rotating base 111 on the upper surface side of the steel plate S, the target T is attached to the lower surface side of the target holding portion 121. In this way, pretreatment can be performed simultaneously from both sides of the steel sheet S.
Then, by rotating the rotating base 111 at an appropriate timing, maintenance such as replacement of the target T can be easily performed without stopping the operation of the surface treatment facility 1, and another target T can be moved forward. It can be supplied to the inside of the processing chamber 32.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.

<実施例1>
仕上げ焼鈍後の方向性電磁鋼板S(板厚:0.23mm)の通板前コイル11(総質量8t)を、図4に基づいて説明した表面処理設備1に供し、成膜した。鋼板Sの搬送速度は30m/minとした。
より詳細には、研磨設備13にて機械研磨によりフォルステライト被膜を除去した後、前処理室32にてArイオンスパッタリングにより表面の不純物を除去し、次いで、成膜室42にてPVD法によりTiN被膜を、膜厚が0.3μmとなるように成膜した。PVD法は、イオンプレーティング法とし、成膜温度は400℃とした。
<Example 1>
The pre-sheet coil 11 (total mass 8t) of the grain-oriented electrical steel sheet S (plate thickness: 0.23 mm) after finish annealing was applied to the surface treatment facility 1 described with reference to FIG. 4 to form a film. The transport speed of the steel plate S was 30 m / min.
More specifically, after removing the forsterite film by mechanical polishing in the polishing facility 13, surface impurities are removed by Ar ion sputtering in the pretreatment chamber 32, and then TiN is removed by the PVD method in the film formation chamber 42. The film was formed so that the film thickness was 0.3 μm. The PVD method was an ion plating method, and the film formation temperature was 400 ° C.

実施例1においては、図4に示すように、成膜室42にターゲット供給装置101を設置した。ターゲットT(図4では図示せず)の形状は、φ100mm、高さ50mmとした。このようなターゲットTを、鋼板Sの幅方向に3個並ぶように、回転基体111のターゲット保持部121(図4では図示せず)に取り付けた。8時間に一度、回転基体111を回転させて、ターゲットTを交換した。 In Example 1, as shown in FIG. 4, the target supply device 101 was installed in the film forming chamber 42. The shape of the target T (not shown in FIG. 4) was φ100 mm and a height of 50 mm. Three such targets T were attached to the target holding portion 121 (not shown in FIG. 4) of the rotating base 111 so as to line up three such targets T in the width direction of the steel plate S. The rotating base 111 was rotated once every 8 hours to replace the target T.

成膜室42の出側にて、鋼板Sの両面側に形成されたTiN被膜の膜厚を検査した。膜厚は、蛍光X線でTi強度を測定することにより検査した。
図6は、実施例1の膜厚の時間変化を示すグラフである。鋼板Sに表裏の区別はないが、通板後コイル18として巻き取った際の外側の面をA面、内側の面をB面とした。図6のグラフに示すように、全体として膜厚の変動が非常に少なかった。
1000時間の試験を行なったが、その間に、成膜室42の内部を開放したり冷却したりするほどのメンテナンスは不要であった。このため、試験中の表面処理設備1の稼働率を極限まで高めることができた。具体的には、稼働率は98%程度であった。
On the exit side of the film forming chamber 42, the film thickness of the TiN coating formed on both side surfaces of the steel sheet S was inspected. The film thickness was inspected by measuring the Ti intensity with fluorescent X-rays.
FIG. 6 is a graph showing the time change of the film thickness of Example 1. There is no distinction between the front and back of the steel plate S, but the outer surface when wound as the coil 18 after passing the plate is the A surface, and the inner surface is the B surface. As shown in the graph of FIG. 6, the fluctuation of the film thickness was very small as a whole.
The test was carried out for 1000 hours, during which maintenance was not required to open or cool the inside of the film forming chamber 42. Therefore, the operating rate of the surface treatment facility 1 under test could be increased to the utmost limit. Specifically, the operating rate was about 98%.

<比較例1>
成膜室42にターゲット供給装置101を設置せずにターゲットTを成膜室42の内部に固定した以外は、実施例1と同様にして成膜を行ない、成膜室42の出側にて、鋼板Sの両面側に形成されたTiN被膜の膜厚を検査した。
図7は、比較例1の膜厚の時間変化を示すグラフである。図7のグラフに示すように、成膜の初期は両面で膜厚の差はほとんど見られず均一に被膜を形成できたが、成膜の開始から約8時間で膜厚が減少し始め、10時間でほぼ成膜されなくなった。つまり、ターゲットTを成膜室42の内部に固定した比較例1においては、8時間ごとにメンテナンスを要することが分かった。
1000時間の試験を行なったが、8時間ごとのメンテナンスに際しては、成膜室42の開放および冷却に約3時間、再排気および再加熱に約5時間を要したことから、試験中の表面処理設備1の稼働率は、50%程度であった。
<Comparative example 1>
The film was formed in the same manner as in Example 1 except that the target T was fixed inside the film forming chamber 42 without installing the target supply device 101 in the film forming chamber 42, and the film was formed on the exit side of the film forming chamber 42. , The film thickness of the TiN coating film formed on both sides of the steel plate S was inspected.
FIG. 7 is a graph showing the time change of the film thickness of Comparative Example 1. As shown in the graph of FIG. 7, at the initial stage of film formation, there was almost no difference in film thickness on both sides and the film could be formed uniformly, but the film thickness began to decrease about 8 hours after the start of film formation. Almost no film was formed in 10 hours. That is, it was found that in Comparative Example 1 in which the target T was fixed inside the film forming chamber 42, maintenance was required every 8 hours.
The test was conducted for 1000 hours, but during maintenance every 8 hours, it took about 3 hours to open and cool the film forming chamber 42, and about 5 hours to re-exhaust and reheat. Therefore, the surface treatment during the test was performed. The operating rate of equipment 1 was about 50%.

1:表面処理設備
11:通板前コイル
12:入側ルーパー
13:研磨設備
14:水洗設備
15:乾燥設備
16:出側ルーパー
17:シャー
18:通板後コイル
19:ペイオフリール
20:巻取りリール
21:入側減圧設備
22:入側減圧室
31:前処理設備
32:前処理室(チャンバ)
41:成膜設備
42:成膜室(チャンバ)
51:出側減圧設備
52:出側減圧室
101:ターゲット供給装置
111:回転基体
121:ターゲット保持部
121a、121b、121c、121d:ターゲット保持部
131:基部
131a、131b、131c、131d:基部
151:軸
201:チャンバ
202:本体
203:間隙
C1:上面側部材
C2:下面側部材
S:被成膜材、仕上げ焼鈍後の方向性電磁鋼板
T:ターゲット
P1、P2、P3、P4:位置
1: Surface treatment equipment 11: Coil before plate passing 12: Incoming looper 13: Polishing equipment 14: Washing equipment 15: Drying equipment 16: Outer looper 17: Shear 18: Coil after plate passing 19: Payoff reel 20: Winding reel 21: Incoming decompression equipment 22: Incoming decompression chamber 31: Pretreatment equipment 32: Pretreatment chamber (chamber)
41: Film formation equipment 42: Film formation chamber (chamber)
51: Decompression equipment on the exit side 52: Decompression chamber on the outlet side 101: Target supply device 111: Rotating base 121: Target holding portions 121a, 121b, 121c, 121d: Target holding portion 131: Base 131a, 131b, 131c, 131d: Base 151 : Shaft 201: Chamber 202: Main body 203: Gap C1: Upper surface side member C2: Lower surface side member S: Material to be filmed, grain-oriented electrical steel sheet after finish annealing T: Targets P1, P2, P3, P4: Position

Claims (8)

PVD法に用いるターゲットをチャンバの内部に供給するターゲット供給装置であって、
前記ターゲットを保持するターゲット保持部と、
2個以上の前記ターゲット保持部を回転自在に支持し、1個の前記ターゲット保持部が前記チャンバの内部に位置するときに、別の前記ターゲット保持部を前記チャンバの外部に位置させる回転機構と、を備えるターゲット供給装置。
A target supply device that supplies the target used in the PVD method to the inside of the chamber.
A target holding unit that holds the target and
A rotating mechanism that rotatably supports two or more target holding portions and, when one target holding portion is located inside the chamber, positions another target holding portion outside the chamber. A target feeder equipped with.
前記回転機構が、2個以上の前記ターゲット保持部を有する回転基体と、前記回転基体を回転自在に支持する軸と、を備える、請求項1に記載のターゲット供給装置。 The target supply device according to claim 1, wherein the rotation mechanism includes a rotation base having two or more target holding portions, and a shaft that rotatably supports the rotation base. 前記回転基体は、4個の前記ターゲット保持部を有する、請求項2に記載のターゲット供給装置。 The target supply device according to claim 2, wherein the rotating substrate has four target holding portions. 搬送される被成膜材に対して、ターゲットを用いてPVD法により連続的に表面処理を施すためのチャンバと、
前記ターゲットを保持するターゲット保持部と、
2個以上の前記ターゲット保持部を回転自在に支持し、1個の前記ターゲット保持部が前記チャンバの内部に位置するときに、別の前記ターゲット保持部を前記チャンバの外部に位置させる回転機構と、を備える表面処理設備。
A chamber for continuously surface-treating the material to be deposited by the PVD method using a target,
A target holding unit that holds the target and
A rotating mechanism that rotatably supports two or more target holding portions and, when one target holding portion is located inside the chamber, positions another target holding portion outside the chamber. A surface treatment facility equipped with.
前記回転機構が、2個以上の前記ターゲット保持部を有する回転基体と、前記回転基体を回転自在に支持する軸と、を備える、請求項4に記載の表面処理設備。 The surface treatment facility according to claim 4, wherein the rotating mechanism includes a rotating base having two or more target holding portions and a shaft that rotatably supports the rotating base. 前記回転基体は、4個の前記ターゲット保持部を有する、請求項5に記載の表面処理設備。 The surface treatment facility according to claim 5, wherein the rotating substrate has four target holding portions. 前記被成膜材が、金属帯である、請求項4〜6のいずれか1項に記載の表面処理設備。 The surface treatment facility according to any one of claims 4 to 6, wherein the film-deposited material is a metal band. 前記被成膜材が、フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板である、請求項4〜7のいずれか1項に記載の表面処理設備。 The surface treatment facility according to any one of claims 4 to 7, wherein the material to be filmed is a grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite film.
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