JPS621226Y2 - - Google Patents

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JPS621226Y2
JPS621226Y2 JP9336682U JP9336682U JPS621226Y2 JP S621226 Y2 JPS621226 Y2 JP S621226Y2 JP 9336682 U JP9336682 U JP 9336682U JP 9336682 U JP9336682 U JP 9336682U JP S621226 Y2 JPS621226 Y2 JP S621226Y2
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JP
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hearth
cooling water
electron beam
cooling
cooling chamber
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ハース内の蒸着材料を電子ビームの
照射によつて溶解して蒸発させ蒸着を行なう方式
の電子ビーム形蒸着装置の改良に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement of an electron beam type evaporation apparatus that performs evaporation by melting and evaporating the evaporation material in the hearth by irradiating it with an electron beam.

この種の蒸着装置においては、蒸着室の内方底
部に蒸着材料の蒸発部が設置されているが、この
蒸発部は電子ビームを射出する電子ビーム射出部
いわゆるビームガン部と蒸着材料を収容するハー
ス部いわゆるるつぼ炉部分とで構成される。この
場合電子ビームがハース内の蒸着材料に照射され
るとハース本体部は蒸着作業の進行につれて加熱
され高温にされるからハース本体部の冷却を行な
う必要がある。
In this type of evaporation apparatus, an evaporation section for the evaporation material is installed at the inner bottom of the evaporation chamber. It consists of a so-called crucible furnace section. In this case, when the electron beam is irradiated onto the vapor deposition material inside the hearth, the hearth main body is heated to a high temperature as the vapor deposition process progresses, so it is necessary to cool the hearth main body.

従来、この冷却のために、たとえば、実開昭49
−22144号〓陰極接地形蒸着装置における冷却装
置〓公報に代表的に示されるように、一定量の冷
却水をハース本体底部下方に垂設した供給パイプ
から噴出供給し巡回させる構造の冷却装置を使用
しているが、この方式はつぎのような欠点を有し
ている。すなわち、冷却効果が充分でなく特に給
水が停止されるとハース本体底部には冷却水がな
くなるので即座にハース本体部が過熱されてしま
う。他方蒸着作業開始時から多量の給水を行なう
と電子ビームによる加熱溶解が均一に行なわれる
までに時間を要し効率的でない。
Conventionally, for this cooling, for example,
No. 22144〓Cooling device for cathode grounded topography evaporation device〓As typically shown in the publication, a cooling device has a structure in which a certain amount of cooling water is sprayed and circulated from a supply pipe hung below the bottom of the hearth body. However, this method has the following drawbacks. That is, if the cooling effect is not sufficient and the water supply is stopped, there will be no cooling water at the bottom of the hearth body, and the hearth body will immediately become overheated. On the other hand, if a large amount of water is supplied from the start of the vapor deposition process, it will take time for uniform heating and melting by the electron beam to occur, which is not efficient.

本考案はこのような欠点を解決する電子ビーム
形蒸着装置を提供したものである。
The present invention provides an electron beam type evaporation apparatus that solves these drawbacks.

本考案の電子ビーム形蒸着装置は、蒸着材料を
収容するハース(容器)の底部の冷却を効率よく
行なう冷却装置を備え、この冷却装置はハース本
体底部下方に設けた空洞の冷却室と、この冷却室
中心部でハースの底部近傍にオーバーフロー面を
有する排水筒と、前記冷却室内へ冷却水を供給循
環させる手段とからなるオーバーフロー式冷却水
循環系と、この循環冷却水量をハース底部温度に
応じて制御する制御手段とを有し、ハース底部が
昇温するまでは冷却水量を抑制して蒸着材料を均
一にかつ迅速に溶解せしめ、ハース底部が高温に
なると冷却水量を増やして過熱を防止し適正なハ
ース底部の温度調節を保証する。
The electron beam evaporation apparatus of the present invention is equipped with a cooling device that efficiently cools the bottom of the hearth (container) that houses the evaporation material. An overflow type cooling water circulation system consisting of a drain pipe having an overflow surface near the bottom of the hearth in the center of the cooling chamber, and a means for supplying and circulating cooling water into the cooling chamber; Until the bottom of the hearth rises in temperature, the amount of cooling water is suppressed to uniformly and quickly melt the vapor deposition material, and when the bottom of the hearth reaches a high temperature, the amount of cooling water is increased to prevent overheating and maintain the proper temperature. Guarantees temperature regulation at the bottom of the hearth.

以下図示実施例を説明する。 The illustrated embodiment will be described below.

図において、1は蒸着材料2の収容部1Hが形
成されたハース本体で、円柱状の脚部1Fを介し
て基台3に垂設されている。このハース内の蒸着
材料2に対してフイラメント部(ビームガン)7
からの電子ビームが矢印に示すように照射されて
材料2の加熱溶解が行なわれ、被蒸着物(図示省
略)に対する蒸着が行なわれる。
In the figure, reference numeral 1 denotes a hearth main body in which a storage portion 1H for a vapor deposition material 2 is formed, and is vertically installed on a base 3 via a cylindrical leg portion 1F. The filament part (beam gun) 7
The material 2 is heated and melted by being irradiated with an electron beam as shown by the arrow, and the material 2 is deposited onto an object to be deposited (not shown).

電子ビームはそのフイラメント部7に一定の電
圧が印加されることによつて電子が発生すること
により生じるが、フイラメント部7に対設された
それぞれの負電位の磁極11,12によつてビー
ムが大きく曲折されてハース1内の材料2に照射
される。
The electron beam is generated by the generation of electrons when a constant voltage is applied to the filament part 7. It is bent greatly and the material 2 inside the hearth 1 is irradiated.

8はフイラメント部7の保持具、9,10はそ
れぞれ磁極11,12を構成するためのコイルで
ある。コイル10はコイル9を挾持する状態で紙
面垂直方向に2個対置される。11,12は電磁
石の磁極を構成し、その磁力の大きさによつて電
子ビームの曲折度合が調整される。
8 is a holder for the filament portion 7, and 9 and 10 are coils for forming magnetic poles 11 and 12, respectively. Two coils 10 are placed opposite each other in a direction perpendicular to the plane of the drawing, with the coil 9 sandwiched between them. Reference numerals 11 and 12 constitute magnetic poles of an electromagnet, and the degree of bending of the electron beam is adjusted depending on the magnitude of the magnetic force.

既述のように、電子ビームが蒸着材料2に照射
されることにより材料2は表面部分から加熱され
溶解されそして全体が溶融されて蒸発される。こ
の電子ビームによる溶解が進行すると、ハース全
体が過熱されて破壊されるから、冷却を行なう必
要がある。
As described above, by irradiating the vapor deposition material 2 with the electron beam, the material 2 is heated and melted from the surface portion, and the entire material 2 is melted and vaporized. As the melting by the electron beam progresses, the entire hearth is overheated and destroyed, so it is necessary to cool it down.

本考案はこの冷却をきわめて効率よく行なうよ
うにしたものである。以下、その構成について説
明すると、ハース本体1と一体の円柱状脚部1F
は内方に空洞1Cが形成されていて、その上方は
円錐面1Kをなしハース1Hの底部に近い位置で
ハース1Hの底面に平行な頂上面を有している。
この空洞1Cは冷却水が充満されてハースの冷却
を行なう冷却室を形成するが、冷却水が漏出しな
いよう脚部1Fはシール部材6を介して基台3に
固定設置される。
The present invention is designed to perform this cooling extremely efficiently. The configuration will be explained below.The cylindrical leg 1F integrated with the hearth main body 1
A cavity 1C is formed inwardly, and the upper part thereof forms a conical surface 1K, and has a top surface parallel to the bottom surface of the hearth 1H at a position close to the bottom of the hearth 1H.
This cavity 1C is filled with cooling water to form a cooling chamber for cooling the hearth, but the leg portion 1F is fixed to the base 3 via a seal member 6 to prevent the cooling water from leaking.

冷却室1Cには基台3に穿孔された供給口3R
より給水パイプ16を介して冷却水が供給され
る。4はこの冷却室1Cの中央位置において基台
3上に垂設された排水筒であり、その上端面がオ
ーバーフロー面を構成し冷却室1Cの底部から供
給された冷却水がこのオーバーフロー面よりオー
バーフローして排水筒4より排水される。5はこ
の排水筒4の固定ねじである。排水筒4の高さは
オーバーフロー面をハースの底部に近接させるよ
う高く設定される。これは後述のように給水が断
たれた時における危険を最小限にするためであ
る。
The cooling chamber 1C has a supply port 3R drilled in the base 3.
Cooling water is supplied via the water supply pipe 16. Reference numeral 4 denotes a drainage pipe installed vertically on the base 3 at the central position of the cooling chamber 1C, and its upper end surface constitutes an overflow surface, and the cooling water supplied from the bottom of the cooling chamber 1C overflows from this overflow surface. The water is then drained from the drain pipe 4. 5 is a fixing screw for this drain pipe 4. The height of the drain pipe 4 is set high so that the overflow surface is close to the bottom of the hearth. This is to minimize the danger when the water supply is cut off, as will be explained later.

排水筒4の下方は基台3に穿孔された排水口3
Pに接続され、オーバーフローした冷却水は排水
口3Pより排水パイプ17へと排出される。18
は圧力計、19は流量計である。
Below the drain pipe 4 is a drain port 3 drilled in the base 3.
P, and overflow cooling water is discharged from the drain port 3P to the drain pipe 17. 18
is a pressure gauge, and 19 is a flowmeter.

このように冷却水はハースの底部下方にオーバ
ーフロー面を有する排水筒を有するオーバーフロ
ー式冷却水循環系によつてハース本体下方に循環
されハース底部の冷却を行なうのである。したが
つて、供給口3Rから供給された冷却水は冷却室
1Cの円錐面1K位置まで常時充填された状態が
形成され、ハース底部近傍位置まで冷却水が常時
充填されるのでハース底部の冷却が充分に行なえ
る。しかも冷却水循環系における送水ポンプ(図
示省略)等が停電などにより停止して供給が中止
されても冷却水はオーバーフローしないだけで一
応冷却室1C内に充填されているので、冷却効果
は一定時間維持され電子ビームによるハース底部
の溶解、破壊が即座に起る危険は阻止される。
In this way, the cooling water is circulated below the hearth body by the overflow type cooling water circulation system which has a drain pipe with an overflow surface below the bottom of the hearth, thereby cooling the bottom of the hearth. Therefore, the cooling water supplied from the supply port 3R is always filled up to the conical surface 1K position of the cooling chamber 1C, and the cooling water is always filled up to the position near the bottom of the hearth, so that the bottom of the hearth cannot be cooled. I can do it enough. In addition, even if the water supply pump (not shown) in the cooling water circulation system stops due to a power outage or other reason, the cooling water will not overflow and will remain in the cooling chamber 1C, so the cooling effect will be maintained for a certain period of time. This prevents the risk of immediate melting and destruction of the bottom of the hearth due to the electron beam.

また本考案においては、ハース本体1の外方よ
りハース底部位置に細孔1Sが穿設され熱電対1
5が挿入されており、ハース底面1Tにおけるハ
ースの温度が検出されるようになつている。ハー
ス底部温度に応じた熱電対15の熱起動力(信
号)は信号整形回路14に入力されハース底部温
度に応じたパルス幅制御または振幅制御された出
力が給水パイプ16に介設した流量制御弁13に
供給される。信号整形回路14は電源回路に接続
されていてその電力により流量制御弁13を駆動
するが、信号整形回路14はその供給電力の大き
さをハース底部温度に応じるよう調整する機能を
有する。さらに図示は省略してあるが、フイラメ
ント部7へ一定の電圧を印加して電子ビームを発
生させるのと同時に信号整形回路14に信号が入
力されて信号整形回路14が動作を開始するよう
にしている。もちろん電子ビームの発生開始時は
ハース内の材料2はそれ程溶解されていないの
で、ハース底部温度は昇温しておらず、冷却水の
供給は少量に制御され経済的な冷却水の供給が行
なわれる。
In addition, in the present invention, a pore 1S is bored at the bottom of the hearth from the outside of the hearth body 1, and the thermocouple 1 is
5 is inserted so that the temperature of the hearth at the bottom surface 1T of the hearth can be detected. The thermal activation force (signal) of the thermocouple 15 corresponding to the temperature at the bottom of the hearth is input to the signal shaping circuit 14, and the output is controlled in pulse width or amplitude according to the temperature at the bottom of the hearth through a flow control valve installed in the water supply pipe 16. 13. The signal shaping circuit 14 is connected to the power supply circuit and uses its power to drive the flow rate control valve 13, but the signal shaping circuit 14 has a function of adjusting the magnitude of the supplied power in accordance with the hearth bottom temperature. Further, although not shown in the figure, a constant voltage is applied to the filament section 7 to generate an electron beam, and at the same time, a signal is input to the signal shaping circuit 14, so that the signal shaping circuit 14 starts operating. There is. Of course, when the electron beam starts to be generated, the material 2 inside the hearth is not melted that much, so the temperature at the bottom of the hearth is not rising, and the supply of cooling water is controlled to a small amount, making it possible to supply cooling water economically. It will be done.

本考案によれば、電子ビームによる材料の加熱
溶解開始時流量制御弁13は信号整形回路14か
らの信号が小さいため冷却水の供給量を少量に制
御する。そして電子ビームの発生継続によつて蒸
着材料2が溶解されはじめハース底部温度が上昇
してくると、それに応じて冷却水の供給量が徐々
に増大する。たゞしハース底部が破壊されない程
度に昇温するように冷却水が制御されるから材料
2が均一に溶解され、材料2の溶解・蒸発が効果
的に行なわれる。したがつて冷却水量も電力供給
も最少限ですみ経済的である。
According to the present invention, since the signal from the signal shaping circuit 14 is small, the flow rate control valve 13 controls the supply amount of cooling water to a small amount when heating and melting of the material by the electron beam starts. As the electron beam continues to be generated, the vapor deposition material 2 begins to melt and the temperature at the bottom of the hearth rises, and the amount of cooling water supplied gradually increases accordingly. Since the cooling water is controlled so that the temperature rises to such an extent that the bottom of the hearth is not destroyed, the material 2 is uniformly dissolved, and the material 2 is effectively dissolved and evaporated. Therefore, the amount of cooling water and power supply are kept to a minimum, making it economical.

本考案は図示実施例に限定されるものではな
い。例えばハースの形状は円形状に限定されず、
また冷却室の形状も図示例は冷却効果にすぐれて
いて好ましいがこの形状に限定されない。
The invention is not limited to the illustrated embodiment. For example, the shape of a hearth is not limited to a circular shape,
Further, the shape of the cooling chamber is preferably shown in the illustrated example since it has an excellent cooling effect, but is not limited to this shape.

冷却水供給量を制御する手段としての流量制御
弁の駆動方法も図示例のような信号整形回路から
の出力信号による方式に限定されるものではな
い。温度検出を行なう熱電対の設置方法、位置も
図示例には限定されない。流量制御弁の動作開始
を電子ビーム発生開始と同期させることは好まし
いが、この方法に限定されない。流量計、圧力計
の設置も必須要件ではない。
The method of driving the flow rate control valve as a means for controlling the amount of cooling water supplied is not limited to the method using the output signal from the signal shaping circuit as shown in the illustrated example. The installation method and position of the thermocouple for temperature detection are not limited to the illustrated example. Although it is preferable to synchronize the start of operation of the flow control valve with the start of electron beam generation, the method is not limited to this method. Installation of flow meters and pressure gauges is also not an essential requirement.

本考案の電子ビーム形蒸着装置は以上のような
ハース冷却構造を有するものであるから、冷却水
量および供給電力の消費を最少限にすることがで
き省エネルギー化を図ることができる。また蒸着
材料はハース底部が冷却しすぎて全体の均一な溶
解が困難な従来の欠点は完全に解消され、材料全
体が均一に溶解されて表面温度の変動が少なく、
したがつて平衡状態が安定し、しかも平衡状態に
達する時間を短縮することができる。ハース内の
蒸着材料の均一、安定した溶解が行なわれること
から均一な蒸着膜を得ることができ、またその再
現性も良好であるなどすぐれた効果を有する。
Since the electron beam vapor deposition apparatus of the present invention has the hearth cooling structure as described above, the amount of cooling water and the consumption of supplied power can be minimized, and energy saving can be achieved. In addition, the conventional drawback that the bottom of the hearth is too cool and it is difficult to melt the entire material uniformly has been completely eliminated, and the entire material is melted uniformly, with less fluctuation in surface temperature.
Therefore, the equilibrium state is stabilized, and the time required to reach the equilibrium state can be shortened. Since the vapor deposition material in the hearth is uniformly and stably dissolved, a uniform vapor deposited film can be obtained, and the reproducibility thereof is also excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本考案の一実施例の概略構成図である。 1……ハース本体、1C……冷却室、1F……
円筒状脚部、1T……ハース底面、1K……円錐
面、2……蒸着材料、3……基台、4……排水
筒、7……フイラメント部、8……保持具、9,
10……コイル、11,12……磁極、13……
流量制御弁、14……信号整形回路、15……熱
電対、16……給水パイプ、17……排水パイ
プ。
The drawing is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. 1... Hearth body, 1C... Cooling room, 1F...
Cylindrical leg part, 1T... Hearth bottom surface, 1K... Conical surface, 2... Vapor deposition material, 3... Base, 4... Drain tube, 7... Filament part, 8... Holder, 9,
10... Coil, 11, 12... Magnetic pole, 13...
Flow rate control valve, 14...signal shaping circuit, 15...thermocouple, 16...water supply pipe, 17...drainage pipe.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 電子ビームによつてハースにおける蒸着材料を
溶解し蒸着させるようにした電子ビーム形の蒸着
装置において、ハース本体底部下方に設けた空洞
の冷却室とこの冷却室中心部でハースの底部近傍
にオーバーフロー面を有する排水筒と前記冷却室
内へ冷却水を供給循環させる手段とからなるオー
バーフロー式冷却水循環系と、ハース本体の底部
位置の温度に応じて冷却水循環量を制御する制御
手段とを設けたことを特徴とする電子ビーム形蒸
着装置。
In an electron beam type evaporation device that uses an electron beam to melt and evaporate the evaporation material in the hearth, there is a hollow cooling chamber provided below the bottom of the hearth body, and an overflow surface near the bottom of the hearth in the center of the cooling chamber. An overflow type cooling water circulation system consisting of a drainage pipe having a drain pipe and a means for supplying and circulating cooling water into the cooling chamber, and a control means for controlling the amount of cooling water circulation according to the temperature at the bottom of the hearth body. Features: Electron beam type evaporation equipment.
JP9336682U 1982-06-21 1982-06-21 Electron beam vapor deposition equipment Granted JPS59458U (en)

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JPS59458U JPS59458U (en) 1984-01-05
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JPH0319592Y2 (en) * 1984-10-13 1991-04-25

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JPS59458U (en) 1984-01-05

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