JPH09157835A - 連続真空蒸着装置における予備加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続真空蒸着装置における基板の高速走行に
対応できる予備加熱装置を提供する。 【解決手段】 基板への真空蒸着が行われる成膜室と、
成膜室の入側に設けられ基板を真空状態にする入側真空
シール装置と、基板を真空状態から大気に開放する出側
真空シール装置とを有する連続真空蒸着装置において、
入側真空シール装置の最終シールロールはヒータが埋込
まれた加熱ロールとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は連続真空蒸着装置に
おいて、基板（被処理材）を蒸着に適した温度まで加熱
する予備加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蒸着装置 (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、異種の金属の多層蒸着が可能であり、かつ付着速度
が大きいなどの長所を有している。

【０００３】図４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８，１０、予備加熱室９、成膜室７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
板などのストリップ（基板１）を入側真空シール装置８
を通して真空状態とし、予備加熱室９で予備加熱した
後、成膜室７で成膜し、成膜後に出側真空シール装置１
０を通し真空状態を解除して大気中に取り出し、リコイ
ラーで巻き取るようになっている。なお予備加熱室内で
は基板１は電子ビーム２により加熱されている。

【０００４】成膜室７は、電子ビーム２を放射する電子
銃３と蒸発材料４を収容するるつぼ５と、それらを内蔵
し真空排気された真空チャンバ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６内を連続して走行する帯状の基板１
に、蒸発材料を蒸着して被膜（以下、蒸着膜という）を
形成している。なお、電子ビーム２は、図示しない偏向
電磁石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。

【０００５】図２は入側真空シール装置の側面図、図３
は図２の部分拡大側面図である。図２および図３に示す
ように入側真空シール装置８（出側真空シール装置もほ
ぼ同様の構造となっている）は上段および下段に配置さ
れた複数のシールロール１１と、各シールロール１１を
上下に挟んで設けられ、シールロール１１との間で狭い
隙間を形成するシールブロック１３とを有している。シ
ールブロック１３は、シールロール１１の基板１が巻き
掛けられた部分に対峙する移動シールブロック１３ａ
と、基板１が巻き掛けられていない部分に対峙する固定
シールブロック１３ｂとからなる。移動シールブロック
１３ａはシールロールの軸方向に複数に分割されてお
り、それぞれ、モータ１５とねじ機構１６とからなるア
クチュエータ１４により、ロッド１７を介してシールロ
ール１１に対して近接または離反するように移動し、基
板１の幅や厚さの変化に対応して隙間を調節する。な
お、１８はばねである。基板１は図２に示すように上段
シールロール１１ａ、下段シールロール１１ｂに巻き掛
けられて蛇行走行している。なお、最終シールロールを
１１ｃで示している。シールロール１１はケーシング１
２内に設けられており、ケーシング１２内はシールロー
ル１１とシールブロック１３とにより上流側の高圧室Ｈ
と下流側の低圧室Ｌに仕切られている。各低圧室Ｌは図
示しない真空ポンプにより真空引きされていて、順次真
空度を高めるようになっている。ケーシング１２は基板
の入口１２ａ、出口１２ｂに接続するトンネル部１９を
介して上方または下方のケーシング１２に接続されてい
る。

【０００６】一方予備加熱室９では、図４に示すよう
に、電子銃３から電子ビーム２を走行する基板１に照射
して基板１を蒸着に適する３００°〜４００℃の温度ま
で予備加熱している。なお、予備加熱は基板１に付着し
ている水分等の不純物を除去するためでもあり、予備加
熱により基板１と蒸着膜との接着力が向上する。

【０００７】電子ビーム２を用いた加熱装置は電子ビー
ム２の照射ポイントを自由に選択でき、加熱温度を各々
のポイントの滞在時間を調整することにより自由に調節
でき、かつ許容エネルギ密度が高いことから走行基板１
の狭い範囲で加熱できるため装置が小型化できるなど多
くの長所を有する。しかし基板１に照射された電子ビー
ム２の一部は反射され加熱に役立たず加熱効率が低い問
題がある。本願出願人はその問題点を解決すべく鋭意研
究し、特許出願（特願平４─２２９６４８、特開平６─
７３５４４「電子ビーム加熱装置」）を行った。この出
願によれば走行基板１が電子ビームを囲むように走行す
ることにより、反射した電子ビーム２を基板１の加熱に
有効利用しようとするものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図４に示すような従来
の予備加熱装置、または、上記出願に開示された電子ビ
ーム加熱装置は基本的にはスポット加熱であって、加熱
されるスポットとそのまわりは温度差があり、加熱位置
を移動させることにより基板１を全体に昇温させるもの
であるが、基板１の走行速度が早い場合には所定の温度
まで均一に昇温することが困難である。また図４に示す
ように予備加熱室９を入側真空シール装置８と成膜室７
との間に設けるとその分だけライン全体の長さが長くな
り、建物などのコストが上昇することになる。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑み案出されたもの
で、高速走行する基板を均一に所定の温度まで昇温する
ことができ、かつ、予備加熱装置を設置するためのスペ
ースが少い連続真空蒸着装置における予備加熱装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の連続真空蒸着装置における予備加熱装置は、真
空チャンバ内で蒸発材料を加熱・蒸発させ、真空チャン
バ内を連続走行する帯状の基板に蒸発材料を蒸着させて
蒸着被膜を形成する成膜室と、成膜室の入側に設けられ
大気圧下にある基板を真空状態にする入側真空シール装
置と、成膜室の出側に設けられ、真空状態にある基板を
大気圧下に解放する出側真空シール装置とを備えてな
り、入側真空シール装置は、上段および下段に配置され
た複数のシールロールと、各シールロールを上下に挟ん
で設けられ、シールロールとの間で狭い隙間を形成する
シールブロックとを有し、基板は上段および下段のシー
ルロールに巻き掛けられて蛇行して走行しており、各シ
ールロールの下流側に形成される低圧室を真空引きする
ことにより順次真空度を高めるようになっている連続真
空蒸着装置において、入側真空シール装置の最終シール
ロールは、ヒータが埋込まれた加熱ロールとなっている
ことを特徴とする。

【００１１】さらに上記加熱ロールの上流側に走行基板
を挟んで設けられ、輻射熱により基板を加熱する板状の
ヒータを有するようにしてもよい。

【００１２】次に本発明の作用を説明する。加熱ロール
は埋込まれたヒータにより一様な温度になっており、基
板との間で熱伝導により熱の授受がなされる。加熱ロー
ルの材質としては熱伝導率のよい銅などを用いるのがよ
く、基板の走行速度に対応して加熱ロールの径を大きく
してやることにより接触時間を長くし、十分な加熱を行
なうことができる。また加熱ロールの上流のトンネル部
に基板を挟むように板状のヒータを設けて、輻射熱によ
り基板を加熱してやれば、基板の走行速度をさらに上昇
させても十分な加熱を行なうことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態につい
て、図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の連続真
空蒸着装置における予備加熱装置の側面概略図であり、
従来技術として説明したものと同じ部分については同一
の符号を用いており説明を省略する。図１において、２
０は加熱ロールである。加熱ロール２０は、図２に示す
入側真空シール装置の最終ロール１１ｃの位置に設けら
れている。加熱ロール２０は銅など熱伝導のよい素材で
できたロール本体２０ａ内部に複数の軸方向の穴を明け
その中に棒状ヒータ２０ｂを埋込んである。棒状ヒータ
２０ｂはカーボンなどの抵抗発熱体を耐熱性絶縁材の鞘
内に封入したものであり、各棒状ヒータ２０ｂは互いに
耐熱性の導線（図示せず）で連結されており、導線は軸
２０ｅの内部を通ってスリップリング２０ｃに連結され
ている。２０ｄはスリップリング２０ｃと接触するブラ
シで、加熱ロール用電源２２ａとケーブル２５を介して
連結している。

【００１４】２１は加熱ロール２０の上流側で走行する
基板１を挟んで設けられた１対の板状ヒータである。板
状ヒータ２１は抵抗加熱等による発熱体を有し、発熱体
からの輻射熱により、基板１を加熱する。２２ｂは板状
ヒータ用電源であり、ケーブル２５を介して板状ヒータ
２１と連結している。２３は輻射温度計、２４は温度制
御装置である。

【００１５】次に本実施形態の作用を説明する。加熱ロ
ール２０は埋込まれた棒状ヒータにより一様な温度にな
っており、基板１との間で熱伝導により熱の授受がなさ
れる。基板１は入側真空シール装置８内に設けられた上
記加熱ロール２０および板状ヒータ２１により加熱さ
れ、成膜に適した温度（３００°〜４００℃）に昇温し
た後成膜室７に入り、蒸着が行われる。基板１の温度は
輻射温度計２３により検知される。輻射温度計は温度信
号を温度制御器２４に送り、温度制御器２４は基板１の
温度が所定の温度になるように加熱ロール用電源２２ａ
および板状ヒータ用電源２２ｂに指令信号を送り、それ
ぞれの電流値を制御する。

【００１６】本発明は以上述べた実施形態に限定される
ものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可
能である。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように本発明の連続真空蒸着
装置における予備加熱装置は入側真空シール装置内に加
熱ロール単独または加熱ロールと板状ヒータとを設け、
基板を成膜に適する温度まで予備加熱するようにしたの
で、高速走行する基板を所定の温度まで均一に昇温でき
ると共に、従来の予備加熱室が不要になるので蒸着ライ
ンの長さを短くできコストの削減をすることができるな
ど優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の連続真空蒸着装置における予備加熱装
置の側面概要図である。

【図２】入側真空シール装置の側面図である。

【図３】入側真空シール装置の部分拡大側面図である。

【図４】従来の連続真空蒸着装置の全体側面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ４ 蒸発材料 ６ 真空チャンバ ７ 成膜室 ８ 入側真空シール装置 １０ 出側真空シール装置 １１ シールロール １１ｃ 最終シールロール １３ シールブロック ２０ 加熱ロール ２０ｂ ヒータ ２１ 板状ヒータ Ｌ 低圧室

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 川島播磨重工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 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニヤリ ングセンター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバ内で蒸発材料を加熱・蒸発
   させ、真空チャンバ内を連続走行する帯状の基板に蒸発
   材料を蒸着させて蒸着被膜を形成する成膜室と、成膜室
   の入側に設けられ大気圧下にある基板を真空状態にする
   入側真空シール装置と、成膜室の出側に設けられ、真空
   状態にある基板を大気圧下に解放する出側真空シール装
   置とを備えてなり、入側真空シール装置は、上段および
   下段に配置された複数のシールロールと、各シールロー
   ルを上下に挟んで設けられ、シールロールとの間で狭い
   隙間を形成するシールブロックとを有し、基板は上段お
   よび下段のシールロールに巻き掛けられて蛇行して走行
   しており、各シールロールの下流側に形成される低圧室
   を真空引きすることにより順次真空度を高めるようにな
   っている連続真空蒸着装置において、入側真空シール装
   置の最終シールロールは、ヒータが埋込まれた加熱ロー
   ルとなっていることを特徴とする連続真空蒸着装置にお
   ける予備加熱装置。
2. 【請求項２】 上記加熱ロールの上流側に走行する基板
   を挟んで設けられ、輻射熱により基板を加熱する板状ヒ
   ータを有する請求項１記載の連続真空蒸着装置における
   予備加熱装置。