KR20070011544A

KR20070011544A - 코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20070011544A
Application number: KR1020067024956A
Authority: KR
Inventors: 루츠 고트스만; 울프 세이페르트; 베른트-디이터 벤젤; 레인하르트 예거
Original assignee: 폰 아르데네 안라겐테크닉 게엠베하
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2005-04-16
Publication date: 2007-01-24
Also published as: JP2007534844A; WO2005106066A3; CN1946872A; US20080193636A1; CN1946872B; KR100892474B1; DE102004041846A1; DE102004041846B4; CA2564269A1; WO2005106066A2; EP1743046A2

Abstract

본 발명은 증착 장치의 일부로서 진공 챔버 내에 배치되는, 코팅 재료를 기화시키는 장치에 관한 것이며, 상기 코팅 재료는 기화 목적을 위해서 도가니 내에 배열된다. 본 발명의 목적은 연속 열 진공 증착 공정 내에 이용되는 코팅 재료를 기화시키는 방법 또는 기화 장치를 생성시켜서, 정지 시간은 감소하며 세정 및 유지 간격이 연장된다. 본 발명의 목적은 진공 밸브를 통해 로딩 챔버에 연결되는 증발 챔버를 갖춘 기화 장치를 제공함으로써 달성되며, 상기 로딩 챔버는 코팅 재료로 충진될 수 있는 도가니를 포함하는 증발기가 증발 챔버에 배치되면서 비워질 수 있다. 상기 증발기는 증기 배출 단부, 즉 제 1 증기 차단 밸브를 통해 상기 진공 챔버쪽 단부에서 상기 증발 챔버에 연결된다.

Description

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치 및 방법 {VAPORIZING DEVICE AND METHOD FOR VAPORIZING COATING MATERIAL}

본 발명은 증착 장치의 일부로서 진공 챔버 내에 배열되는, 코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치에 관한 것이며, 코팅 재료는 기화 목적을 위해서 충진될 수 있는 도가니 내에 배열된다.

게다가, 본 발명은 열 진공 증착 방법을 위한 진공 챔버 내의 기판의 증착을 위해 이용되는 코팅 재료를 기화시키기 위한 방법에 관한 것이다.

다양한 증착 시스템 및 증착 방법이 진공에서의 열 기상 증착용으로 공지된다. 예를 들어, EP 0 735 157호에는 마그네슘(Mg)을 기화시키기 위한 방법을 기재되어 있다. 본 발명의 방법에 따라서, Mg 소오스는 좁은 개구 및 개구 외측에 배열되는 반사기 판을 갖춘 용기 내에 수용된다. 용기는 670℃ 내지 770℃의 온도에서 가열되며, Mg 소오스는 용해되며 이 공정에서 Mg는 기화된다. 유출량의 경우에, 클러스터 및 스플래시는 500℃ 이상에서 반사기 판 상에서 파괴되며, Mg 증기는 용기에서 덕트 출구에 위치되는 기판 시트로 연장하여 500℃ 이상에서 가열되는 덕트에 의해 지향된다.

일반적으로, 고정 방법의 시스템과 연속 방법의 시스템으로 구별된다. 반면 에, 고정 방법에서, 기판 공급부는 비연속 방식으로 영향을 받으며, 정기적인 기판 변화는 후속적인 증착 공정에 있어서 새로운 코팅 재료로 쌓일 수 있으며, 연속적 방법에서, 기판은 증착 장치를 통해 끊임없이 운반된다. 이러한 연속적 증착 시스템은 일반적으로, 센치미터 스케일에서 미터 스케일로 밴드폭을 갖춘 밴드형 강 기판을 코팅하기 위해 이용된다. 연속 공정을 중단하지 않기 위해서, 이러한 시스템의 상업적 이용이 가능할 수 있으며, 하나 이상의 기판 유닛을 코팅하기에 충분한 범위로, 예를 들어, 연속된 릴로 증착 장치를 코팅 재료로 쌓아올릴 필요가 있다.

기화 장치는 일반적으로, 기상 증착 장치로 통합되며 단일 챔버 원리로 작동된다. 결국, 기화 장치는 진공 챔버 내의 증발 챔버에 직접 연결된다. 코팅 재료의 축적이 기화 장치 내에서 소비된다면, 전체 진공 챔버는 환기되며 개방된다. 기화 장치를 충진시킨 후에, 진공 챔버는 패쇄, 비워짐 및 가열되며, 코팅 재료는 기화된다. 전체 진공 챔버의 개방은 중단시간의 비율이 특히, 공정 상태의 조절에 이르기까지 긴 주기로 인해, 상대적으로 높음을 의미한다.

이러한 공정 순서에서, 잔여 가스 코팅 재료는 환기 및 식음(cooling down)의 각각의 경우 동안 전체 진공 챔버의 벽 상에 증착되어 세정 및 유지를 위해 상당한 비용을 발생시킨다. 불가피한 유지 기간은 중단시간의 비율을 증가시키기도 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 중단시간이 감소되고 세정 및 유지 간격이 연장되도록, 열 진공 증착을 위해 코팅 재료를 기화시키기 위한 방법 및 기화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 본 발명의 목적은 진공 밸브를 통해 로딩 챔버에 연결되는 증발 챔버를 갖춘 기화 장치를 제공함으로써 달성되며, 로딩 챔버는 코팅 재료로 충진될 수 있는 도가니를 채우는 증발기가 증발 챔버 내에 배열되면서 비워질 수 있다. 상기 증발기는 증기 배출 단부, 즉, 제 1 증기 차단 밸브를 통해 증착 시스템쪽 단부에서 기화 챔버에 연결된다.

비워질 수 있는 로딩 챔버는 증발 챔버에 연결될 수 있기 때문에, 새로운 코팅 재료를 쌓기 위한 증발 챔버의 환기는 필요하지 않으며, 이는 대기로부터 기화 장치의 오염이 상당히 방지될 수 있으며 유지 필요성이 이러한 계량의 결과로서 감소될 수 있음을 의미한다. 본 발명에 따라서, 충진을 위해, 진공 밸브의 개방을 통해서, 증발 챔버의 비워짐이 적용될 수 있다면 새로운 코팅 재료를 구비한, 진공 로딩 챔버에 미친다.

기화와 기상 증착 장치 사이의 증기의 운반을 수반하지 않는 이러한 영역 내로 로딩 챔버를 통한 증발 챔버의 충진은, 공기 및 공정 가스만이 이 영역 내에서 차단되며, 코팅 재료를 기화시키지 않기 때문에 진공 밀봉 밸브의 배열만을 허용한다. 이러한 중요한 특징은 기상 코팅 재료가 거의 완전히 증발기 내에서 유지되며, 증발 챔버 내측으로 빠져나오지 않기 때문에, 증발 챔버 내의 증발기의 본 발명에 따른 배열 및 증기 발생 및 기상 증착의 동적 시스템으로부터 야기되는 증기 운반 방향으로 인해 보증된다. 본 발명의 목적을 위해서, 청구범위 제 1 항에 따라서, 증발기는 코팅 재료를 갖춘 도가니를 에워싸는 증발 챔버 내의 증발 챔버의 부분적인 영역을 형성한다.

증발기는 충진 단부, 즉, 로딩 챔버쪽 단부에서 제 2 증기 차단 밸브를 구비하는 바람직한 실시예에 의해 이점이 증가한다. 해결책으로, 증발기는 로킹 상태에서 작동되며 증발된 코팅 재료가 증발 챔버에 들어가지 않도록 방습식으로 증발 챔버로부터 물리적으로 분리됨을 보장한다.

모든 경우에서, 본 발명에 따른 배열은 증발 챔버의 외부 벽 상에 코팅 재료의 증착물의 상당한 감소를 허용한다. 재-쌓임과 관련된 기화 장치의 식음은 재료 증착물을 확실히 안내하지만, 증발기의 후속적인 가열 중에 다시 기화되며, 증발기의 벽 상에 현저하게 생성되어, 제 2 증기 차단 밸브를 갖춘 충진 단부에서 증발기의 대안적인 밀봉이 보다 낳은 말봉을 할 수 있게 한다.

이를 달성하기 위해서, 제 2 증기 차단 밸브는 응축물이 증발기 내에만 형성되도록 증발기가 식은 후에 새로운 코팅 재료로 충진되기 위해 개방되지 않으며 기화된 재료가 에워싸는 증발 챔버 내측으로 나오지 않도록 가열 전에 다시 폐쇄된다.

다른 적합한 이점은 증발기가 관형 디자인이라는 것이다. 이에 대해, 관형 증발기의 길이방향 연장부는 직경에 비해 크다. 게다가, 증발기의 내경은 내부에 도입될 수 있는 도가니의 외부 치수에 적합하며, 즉, 증발기는 도가니를 밀접하게 에워싼다. 결과적으로, 증발기는 가능한 작으며 따라서 효율적으로 가열될 수 있다.

일 실시예에서, 설비는 로킹 플레이트로서 디자인될 증발기의 제 2 증기 차단 밸브용으로 제조된다. 로킹 플레이트는 증발기를 도가니가 관통하여 연결될 수 있는 개구에서 바람직하게는, 증발기가 도가니를 이미 완전히 채울 때 위치에서 로킹시킨다.

해결 의도는 정확하게 두 개의 물리적으로 분리된 개구를 갖는 증발기를 위해서이며, 제 1 개구는 증기 배출부에서 배열되며 제 2 개구는 이 반대, 충진 단부, 및 냉각 측면 상에서 배열된다. 제 1 증기 차단 밸브는 증기 배출 단부 개구에서 배열되며, 제 2 증기 차단 밸브는 충진 단부 개구에서 배열되며, 이들의 기능은 보다 더 양호한 충진을 위해 로킹 플레이트에 의해 수행된다. 도가니가 증발기 내측으로 도입되는 상태에서, 도가니는 한 단부에서 다른 단부로 대부분 연장한다. 도가니 상의 로딩 챔버 단부에 배열되는 로킹 플레이트는 증발기 부재의 베이스에 대부분 대응하며, 즉, 예를 들어, 중공 실린더 또는 중공 프리즘으로서 디자인된다.

다른 유리한 실시예에서, 설비는 증발 챔버의 충진 단부를 향해 두 개의 챔버의 측면 축선에 평행하거나 길이방향 축선에 평행한 방향으로 서로 배열될 로딩 챔버를 위해 제조된다. 이러한 방식으로, 직선 진행(straight-line travel)의 도가니는 진행의 가장 짧은 거리로 달성될 수 있다

다른 이점은 가열 장치가 증발기 둘레에 배열되어, 증발기의 내부에 열 공급을 제공한다는 점이다. 가열 장치는 열 방사선 손실이 최소화되도록 코팅 재료 및 도가니에가능한 밀접하게 배열된다. 게다가, 예를 들어, 가열 장치는 바람직하게는, 양호한 조정성으로 인해 전기적으로 작동할 수 있다.

본 발명의 다른 유리한 변형은 증발기가 증발기 운반 장치 및/또는 도가니 운반 장치를 갖추고 있으며, 게다가, 증발기 운반 장치에 의해서 도가니를 갖춘 증발기 또는 도가니 운반 장치에 의해서, 자체 도가니가 로딩 챔버의 배열 방향으로 양방향 이동할 수 있으며, 증발 챔버 및 로딩 챔버의 채택된 정지 위치와 관련하여 증발기 내에 가변적으로 위치된다. 이러한 방식으로, 도가니 또는 증발기의 크기에 따라서, 그리고 공간 상태에 따라서, 도가니 단독 또는 도가니를 갖춘 증발기는 증발 챔버와 로딩 챔버 사이에서 정확히 이동되며 위치된다. 도가니 운반 장치의 존재와 관련 없이, 증발 챔버로부터 전체 증발기의 제거는 예를 들어, 증발기의 완전한 대체 또는 유지 목적을 위해서 유리할 수 있다.

다른 실시예는 도가니 운반 장치에 의해, 도가니가 로딩 챔버의 배열에 십자형으로 양방향 이동할 수 있으며, 증발기 및 로딩 챔버 내의 채택된 정지 위치와 관련하여 가변적으로 위치될 수 있는, 이러한 결과로서, 예를 들어, 하나 이상의 도가니의 위치의 수정 또는 변형은 각각의 챔버 내에서 일어날 수 있다는 사실에 의해 두드러진다.

다른 이점은 로킹 플레이트가 도가니 또는 도가니 운반 장치 상에 배열되는 실시예로부터 발생하며, 충진 단부에서, 증발기의 개구는 로킹 플레이트에 의해 로킹될 수 있으며, 동시에 도가니의 위치설정과 같이, 로딩 챔버에서 방습식으로 증발기를 로킹시킨다.

부가적인 실시예의 디자인은 증발기 운반 장치 또는 도가니 운반 장치가 로딩 챔버 내의 도가니 및/또는 증발기의 이동 위치설정을 위해 슬라이드 레일 및/또는 슬라이드 롤러를 가지며, 증발기 및/또는 로딩 챔버는 도가니 운반 장치의 위치설정을 위해 슬라이드 레일 및/또는 슬라이드 롤러를 갖는 방식으로 실행된다. 이러한 슬라이드 롤러 및/또는 슬라이드 레일에 의해서, 각각의 운반 장치의 선형 진행이 로딩 챔버로부터 증발기로 연장하는, 도가니의 운반 영역 내에서 실행된다. 이러한 방식으로 디자인된 각각의 운반 장치는 도가니의 대부분 평탄하며 정확한 운반을 보장한다.

부가적인 실시예의 추가의 디자인은 위치설정 유닛이 도가니 운반 장치 상에 배열된다는 점에서 실행된다. 위치설정 유닛은 로딩 챔버와 증발기 사이에 배열된 밸브가 진공 기밀 로킹 기능에 의해 손상되지 않는 방식으로 디자인된다. 이를 위해서, 위치설정 장치는 진공 윤활제로 그리스처리되어, 윤활제의 탈기체화가 진공 작동에서 방지된다. 게다가, 위치설정 유닛은 증발 온도에 따라서 열 로드 성능을 갖는다.

다른 이점은 증발 챔버가 냉각 장치를 갖는다는 점이다. 증발 챔버는 외부에 냉각 장치를 구비하고 있다. 냉각 장치는 증발 챔버 둘레에 배열되어 있다. 냉각을 위해서 냉각 수 또는 다른 냉각 액체가 냉각 장치를 통해 흐른다. 따라서, 진공 챔버 내의 열은 신속히 방산되며, 식음 공정은 새로운 코팅 기판으로 충진의 목적을 위해 형성된 방식으로 가속되고 제어되어야만 한다.

다른 유용한 디자인은 진공 밀봉 방식으로 로킹될 수 있는 개구 및/또는 하나 이상의 환기 장치를 갖춘 로딩 챔버의 실행에 의해 표현된다. 고체 또는 액체 코팅 재료를 갖춘 도가니를 충진시키기 위해서, 공기가 상류방향 밸브에 의해서 비워진 로딩 챔버로 수용될 수 있다. 이러한 보충 후에, 신속한 충진은 로딩 챔버에서의 시간 소비 분해 및 조립 작업 없이 진공 밀봉 방식으로 로킹될 수 있는 개구를 통해 영향을 받는다.

하나 이상의 다른 증발기가 기화 장치에서의 다른 유리한 디자인으로 구비되며, 선택적으로 다른 로딩 챔버가 이러한 증발기에 구비된다면, 본 발명에 따른 기화 장치는 전술된 바와 같이, 기화 장치가 축적을 위해 환기되지 않으며 제 2 증기 차단 밸브로 선택적으로 폐쇄되는 증발기의 내부만이 기상 증착 장치에 연결되기 때문에, 연속 증착 공정에서 충진을 위해서만 적합할 수 있다. 모든 증발기가 단일 로딩 챔버에 의해 충진되는 정도는 대부분 이용가능한 공간 및 도가니 또는 증발기용으로 이용되는 운반 시스템에 의해 좌우된다.

게다가, 동시 작동을 하는 몇몇의 증발기는 높은 기화율 및 그에 따른 보다 큰 기판의 증착 또는 보다 높은 운반 속도가 가능할 수 있다.

본 발명의 문제점에 있어서 방법 관련 해결책은 청구범위 제 20항에 따른 방법에 의해 달성된다.

해결책의 원리는 증발 챔버 내부의 응축물의 형성을 방지하면서 각각의 코팅 재료를 위해 요구되는 기화율을 달성하기 위해서이며, 분리된 영역에서 실행될, 시스템의 개구를 필요로 하며, 로딩 챔버의 분리된 영역인 진공 밀봉 방식으로 증발 챔버로부터 분리될 수 있는, 분리된 증발기 내에 가열될 코팅 재료 및 새로운 재료로 실제 충진을 위해서 유용할 수 있다.

이러한 방식으로, 충진은 코팅 재료가 기화되며, 기상 코팅 재료로 인해 진공 밀봉 방식으로 기상 증착 장치로부터 분리될 수 없는, 기화 장치의 부분을 대기 상태에서 노출시키지 않고 가능할 수 있다.

응축물 형성의 물리적 제한 및 이러한 응축물의 재기화의 가능성에 의한 증발기 배열의 전술된 이점 이외에, 기화로부터 물리적으로 분리되는 충진은 실제 충진 공정을 감소시키며, 기화 장치 내의 최소 간격으로 인해 공정 상태의 회복 및 보존에 긍정적인 영향을 미친다. 모든 측면 상의 코팅 재료의 가열이 본 발명의 방법 일 실시예에 따른 분리된 공간으로서 증발기 내의 모든 측면 상의 코팅 재료를 가열함으로써 보장된다면 특히 적합하다.

이러한 이점은 특히, 청구범위 제 22 항의 특징에 따른 방법의 특히 유리한 실시예로 이용되며, 특히, 불가피한 응축물의 형성은 제 2 증기 차단 밸브에 의해 증발기에 물리적으로 제한된다.

본 발명 문제점의 방법 관련 해결책의 변형은 증발 공정이 증발기 내에서 발생하며, 로딩 챔버를 통한 이와 관련된 충진이 다른 로딩 챔버 내의 관련 충진 작동으로 다른 증발기 내에서 개개의 증발 공정으로 분류된다고 언급되어 있다. 본 실시예와 관련하여, 새로운 코팅 재료로의 연속 충진 및 특히, 기상 증착 장치로의 증기 유입은, 중단 또는 변동이 다른 증발기에 의해 보상되기 때문에 보장된다.

이러한 관점에서, 분류된 증발 공정은 순차적으로 및/또는 동시에 및/또는 시간 중복으로 실행된다면 유리함이 입증된다.

다른 실시예에서, 증발 챔버는 코팅 재료로 도가니를 충진시키기 위해 유리하게 냉각된다. 대기 상태가 로딩 챔버에 미치기 전에 요구되는 증발 챔버의 식음은, 가열 장치가 예를 들어, 순환 액체 냉각에 의해, 증발 챔버의 활동적으로 냉각된 내부 벽으로의 열 교환을 통해 차단된 후에 본 실시예에서 실행된다. 따라서, 식음은 상당히 가속되며, 냉각 공정 및/또는 냉각제를 통해 목표 방식으로 제어될 수 있다.

특정 실시예는 코팅 재료로 도가니를 충진시키기 위해서, 가스가 증발 챔버 및/또는 증발기 내측으로 유입되며 그리고/또는 가스가 로딩 챔버를 개방시키기 위해서 계량된 방식으로 로딩 챔버 내측으로 유입된다는 점에서 유리하게 실현된다. 가스가 로딩 챔버를 개방시키기 위해 계량된 방식으로 로딩 챔버 내측으로 주입된다면, 로딩 챔버와 대기 사이의 압력 응축물은 제어가능할 수 있는 방식으로 가속되거나 구성된다. 이를 위한 계량은 주입 중에 팽창하는 가스의 온도에 따라서 실행되며 팽창의 결과로서 식는다. 공기는 예를 들어, 주입된 가스용으로 가능할 수 있다.

진공 및 온도 및 밸브의 개방 및 폐쇄 및 도가니 운반 장치 및 각각의 가스 유입은 다른 방법 관련 디자인을 위해 제공되는 바와 같은 제어 장치에 의해 제어된다면 유리할 수도 있다. 따라서, 개개의 코팅 재료를 위해 요구되는 증착률에서 작동을 위해 외부 조건이 목표 방식으로 조절된다. 센서에 의해 기록되는 계량 값은 제어 장치에 수집된다. 제어 장치에 의해서, 개개의 조건은 자동화 또는 수동 방식으로 미리 선택되며 실현된다.

본 발명은 실시예를 기초로 하여 이후에 더 상세히 기재되어 있다. 두 개의 도면이 있다.

도 1은 기화 상태에서의 본 발명에 따른 기화 장치(1)의 횡단면도이며,

도 2는 충진 상태에서의 본 발명에 따른 기화 장치(1)의 횡단면도이다.

본 발명의 목적에 관하여:

도 1 및 도 2는 증발 챔버(2), 증발 챔버(2) 내에 배열된 증발기(3), 증기 배출 단부에 배열되는 제 1 증기 차단 밸브(4), 코팅 재료로 충진될 수 있는 도가니(6) 및 도가니 운반 장치(7)뿐만 아니라 로딩 챔버(8) 및 로딩 챔버(8)와 증발 챔버(2) 사이에 삽입되는 진공 밸브(9)를 구비한 본 발명에 따른 기화 장치(1)를 도시하고 있다.

긴 입방형 로딩 챔버(8) 및 증발 챔버(2)는 비워질 수 있으며, 로딩 챔버(8)는 로딩 챔버(8) 내측으로 도가니(6)를 충진시키기 위한 진공 밀봉 방식으로 로킹될 수 있는 도시되지 않은 개구를 상부에 구비하고 있다(도 2). 게다가, 증발 챔버(2)는 물이 냉각제 액체로서 관통하여 흐르는 냉각 장치(10)에 의해 외측면 상에서 에워싸인다.

증발기(3)는 두 개의 단부에서 플랜지를 갖는 관형 긴 채널로서 디자인된다. 따라서, 증발기(3)는 두 개의 대향 개구를가지며, 제 1 증기 차단 밸브(4)는 기상 증착 챔버쪽 증기 배출 단부에서 개구에 적용되며, 제 2 대향 개구는 도가니(6)를 도입시키기 위해 이용된다. 적합한 가열 장치(11)는 증발기 부재(3) 둘레에 적용된다. 코팅 재료(5), 예를 들어, 고체 마그네슘으로 충진되는 도가니(6)는 도가니 운반 장치(7) 상에 놓인다. 이는 증기 배출 단부에서, 돌출부 상에 놓이는 도가니(6)를 갖는다. 위치설정 유닛(12)은 슬라이딩 베이스가 로딩 챔버 단부에서 배열되는 바와 같이 디자인된다. 로킹 플레이트(13)의 직경은 로딩 챔버에서 증발기(3)의 개구에 대응하며, 도가니 지지부와 위치설정 유닛(12) 사이에 적용된다. 중앙 레일(14)은 길이에 따라서 증발기(3)의 바닥 상에 배열되며, 레일 상의 도가니 운반 장치(7)의 돌출부는 하부측면 상에 배열되는 베어링 롤러를 통해 지지된다. 이러한 중앙 레일(14)은 로딩 챔버(8) 내에 적용되기도 하며 돌출부의 진행을 지속시킨다. 이에 대해, 로딩 챔버(8)와 증발 챔버(2) 사이에 배열되는 진공 밸브(9)의 기능은 레일의 연속성에 의해 영향을 받지 않는다. 위치설정 유닛(12)은 몇몇의 롤러를 갖춘 로딩 챔버(8) 내에 배열되는 두 개의 레일(15) 상에 장착된다. 이동은 로딩 챔버를 통해 세로로 진행하는 스핀들(16)을 갖춘 스핀들 구동부를 통해 영향을 받는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 로딩 챔버 단부에서 증발기(3)의 개구는 도가니가 증발기(3) 내측으로 도입되는 상태로 로킹 플레이트(13)에 의해 로킹된다. 로킹은 방습식이어서, 본질적으로, 증발기 부재(3)로부터 기화된 코팅 재료(5)는 증발 챔버(2) 또는 로딩 챔버(8)를 통과할 수 없다.

방법에 관하여:

도 1은 기화 상태에서의 본 발명에 따른 기화 장치(1)를 도시하고 있다. 이를 달성하기 위해서, 도가니 운반 장치(7) 상에 놓이는 도가니(6)는 충진 개구의 패쇄, 10^-3 mbar 이상의 증발 챔버(2) 내에서와 같이 동일한 압력에서 로딩 챔버(8)의 진공, 및 진공 밸브(9)의 개방 후에, 도 2에 도시된 충진 위치로부터 증발기(3) 내측으로 도입된다. 이러한 공정에서, 로딩 챔버 단부에서 증발기(3)의 개구는 도가니 운반 장치(7)의 로킹 플레이트(3)에 의해 방습식으로 로킹된다.

도 1에 도시된 기화 위치에서, 증발기(3) 둘레에 배열되는 가열 장치(11)는 즉시, 가동되어 코팅 재료(5), 예를 들어, 고체 마그네슘은 약 600℃로 가열된다. 이러한 공정에서, 고체 마그네슘은 가스형 마그네슘을 형성하기 위해서 기화된다. 제 1 증기 차단 밸브(4)는 개방되며 가스형 코팅 재료(5)가 빠져나오며 증착을 위해 제거된다. 약 10^-1 mbar의 공정 압력이 증발기(3)에서 설정된다. 이를 달성하기 위해서, 증발기(3)는 바람직한 기화율이 증발기(3) 내부의 응축물의 형성을 방지하면서 코팅 재료(5)로 충진되는 도가니 내에서 달성되는 방식으로 공정 상태 하에서 가열된다. 진공 및 온도 및 제 1 증기 차단 밸브(4)의 개방 및 폐쇄는 컴퓨터 원용 제어 장치에 의해 제어된다.

충진을 위해서, 증발기(3)는 최소 기화율이 증발기(3) 외부 대기로 유입되는 가스형 코팅 재료(5) 없이 제 1 증기 차단 밸브(4)의 폐쇄 후에 증발 챔버(2) 내의 대기에서 증발기(3)의 개방을 가능할 수 있게 달성되는 방식으로 식는다. 식음은 초기에 가열 장치(11)의 불활성화 및 냉각 장치(11)의 순환수 냉각에 의해 증발 챔버(2)의 냉각을 통해 일어난다. 열 보충은 대부분, 열 방사선을 통해 실행되며 증발 챔버(2) 내의 물질(matter)을 통해 운반되며 냉각 수에 의해 방산된다.

다음, 도가니(6)는 도가니 운반 장치(7)를 충진 위치로 초래하며(도 2), 진공 밸브(9)는 폐쇄된다. 충진 개구를 개방시키기 위해서, 공기는 압력 응축물을 위해 약간 계량된 방식으로 로딩 챔버에 도입되며, 압력 응축물이 달성될 때, 코팅 개구가 개방된다.

코팅 재료를 기화시키는 기화 장치 및 방법

도면 부호 목록

1 기화 장치

2 증발 챔버

3 증발기

4 제 1 증기 차단 밸브

5 코팅 재료

6 도가니

7 운반 장치

8 로딩 챔버

9 진공 밸브

10 냉각 장치

11 가열 장치

12 위치설정 유닛

13 로킹 플레이트(제 2 증기 차단 밸브)

14 중앙 레일

15 레일

16 스핀들

Claims

증착 장치의 일부로서 진공 챔버 내에 배열되며, 기화 목적을 위해서 충진될 수 있는 도가니 내에 배열되는 코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치에 있어서,

상기 기화 장치(1)는 진공 밸브(9)를 통해 로딩 챔버(8)에 연결되는 증발 챔버(2)를 가지며, 코팅 재료(5)로 충진될 수 있는 도가니(6)를 포함하는 증발기(3)가 상기 증발 챔버(2) 내에 배열되어 있는 동안 로딩 챔버가 비워질 수 있으며,

상기 증발기는 제 1 증기 차단 밸브(4)를 통해, 증기 배출 단부, 즉, 상기 기상 증착 챔버쪽 단부에서 기화 챔버에 연결되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 증발기(3)는 상기 충진 단부, 즉 상기 로딩 챔버(8)쪽 단부에 제 2 증기 차단 밸브(13)를 제공하는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 증발기(3)의 상기 제 2 증기 차단 밸브(13)가 로킹 플레이트(13)로서 디자인되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로딩 챔버(8)는 상기 증발 챔버(2)의 충진 단부에서 상기 두 개의 챔버의 길이방향 축선에 평행한 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로딩 챔버(8)는 상기 증발 챔버(2)의 충진 단부에서 상기 두 개의 챔버의 측면 축선에 평행한 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 증발기(3) 둘레에 가열 장치(11)가 배열되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 증발기(3)는 증발기 운반 장치 및/또는 도가니 운반 장치(7)를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 증발기 운반 장치(7)에 의해, 상기 도가니(6)를 갖춘 상기 증발기(3)는 상기 로딩 챔버(8)의 배열 방향으로 양방향 이동할 수 있으며, 상기 증발 챔버(2) 및 상기 로딩 챔버(8) 내의 채택된 정지 위치와 관련하여 가변적으로 위치되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

도가니 운반 장치(7)에 의해, 상기 도가니(6)는 상기 로딩 챔버(8)의 배열 방향으로 양방향 이동할 수 있으며, 상기 증발기(3) 및 상기 로딩 챔버(8) 내에 채택된 정치 위치와 관련하여 가변적으로 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 7 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 도가니 운반 장치(7)에 의해, 상기 도가니(6)는 상기 로딩 챔버(8)의 배열 방향에 십자형으로 양방향 이동할 수 있으며, 상기 증발기(3) 및 로딩 챔버(8) 내에 채택된 정치 위치와 관련하여 가변적으로 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 기화 장치.
제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로킹 플레이트(13)는 상기 도가니(6) 또는 상기 도가니 운반 장치(7) 상에 배열되며, 상기 충진 단부의 상기 증발기(3) 개구가 상기 로킹 플레이트(13)에 의해 로킹될 수 있는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 장치.
제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도가니 운반 장치(7) 및/또는 상기 증발기 운송 장치(7)는 상기 로딩 챔버(8) 내의 증발기(3) 및/또는 상기 도가니(6) 위치설정의 이동을 위해 슬라이드 롤러 및/또는 슬라이드 레일(14)을 갖는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 장치.
제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 증발기(3) 및/또는 로딩 챔버(8)는 상기 도가니 운반 장치(7)의 위치설정을 위한 슬라이드 롤러 및/또는 슬라이드 레일(14)을 갖는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 장치.
제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

위치설정 유닛(12)은 상기 도가니 운반 장치(7) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 증발 챔버(2)는 냉각 장치(10)를 갖는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로딩 챔버(8)는 상기 도가니(6)를 충진시키기 위해서 진공 밀봉 방식으로 로킹될 수 있는 개구를 갖는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로딩 챔버(8)는 하나 이상의 환기 장치를 갖는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

하나 이상의 부가적인 증발기(3)가 상기 기화 장치(1) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 장치.
제 18 항에 있어서,

부가적인 로딩 챔버(8)는 상기 부가적인 증발기(3)에 구비되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키기 위한 장치.
기화 장치의 비워진 증발 장치 내에서, 도가니(6) 내에 존재하는 코팅 재료가 가열 및 기화되고 상기 증발 챔버는 새로운 코팅 재료로 충진을 수행하도록 상기 증발 공정이 종료된 후 식는, 기화 장치 내의 코팅 재료를 기화시키는 방법에 있어서,

상기 코팅 재료(5)는, 상기 증발 챔버(2) 내에 배열되며 상기 증발 챔버(2)의 비워진 부분적 영역을 형성하며 상기 코팅 재료(5)를 구비한 상기 도가니(6)를 에워싸는, 증발기(3)의 가열을 통해 간접적으로 가열되며,

상기 증발기(3)가 상기 증발 공정의 종료 후에 다시 식으며, 상기 증발 챔버(2)가 비워진 로딩 챔버(8)를 통해 새로운 코팅 재료(5)로 충진되며,

상기 로딩 챔버는 진공 밀봉 밸브(9)의 개방 및 폐쇄를 통해 상기 증발 챔버(2)로 연결되고 진공 밀봉 방식으로 다시 분리되며,

상기 도가니는 분리되어 환기되는 로딩 챔버(8)에서 충진되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 20 항에 있어서,

상기 코팅 재료(5)는 상기 증발 챔버(2), 증발기(3) 내의 분리된 공간 내의 상기 가동 도가니(6) 내에 존재하며, 모든 측면 상에서 가열되어 기화되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 기화 공정은 상기 존재하는 코팅 재료(5)가 가열되는 방식으로 디자인되며, 상기 코팅 재료(5)의 발생 증기는 기화가 완료될 때까지 제 1 증기 차단 밸브(4)를 통해 상기 증발기(3)로부터 제거되며,

이러한 증기의 제거는 방습의 제 1 증기 차단 밸브(4)에 의해 방지되며,

상기 증발기(3)의 가열이 후속적으로 중단되어 상기 증발 챔버(2)가 식으며,

상기 비워진 로딩 챔버(8)의 내부는 이에 영향받는 개구를 통해 연결 진공 밸브(9)를 통해 상기 증발 챔버(2)에 물리적으로 연결되어, 상기 진공 밸브(9)에 대향 위치되는 상기 증발기(3)의 제 2 증기 차단 밸브(13)를 개방시킨 후에, 상기 도가니(6)가 로딩 챔버(8) 내에서 채워지며, 상기 로딩 챔버(8)는 상기 로딩 챔버(8)의 환기 및 진공 밀봉 방식으로 로킹될 수 있는 상기 진공 밸브(9)의 폐쇄 후에, 코팅 재료(5)로 충진되며,

상기 로딩 챔버(8)의 내부가 비워진 후에, 상기 로딩 챔버(8)의 내부는 상기 진공 밸브(9)의 재개방을 통해 상기 증발기(3)에 연결되며, 상기 코팅 재료(5)를 갖춘 상기 도가니(6)는 상기 증발기(3) 내에 위치되며, 상기 증발기(3)의 상기 제 2 증기 차단 밸브(13)를 로킹시킨 후에, 새로운 코팅 재료(5)가 상기 증발기(3) 내에서 가열되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,

상기 도가니(6)는 상기 증발기(3)와 함께 상기 로딩 챔버(8)로 이동되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도가니(6) 또는 상기 증발기(3)는 운반 장치에 의해 상기 로딩 챔버(8)와 상기 증발 챔버(2) 사이에서 이동되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로딩 챔버(8)를 통해 관련된 충진을 하면서 상기 증발기(3) 내에서 발생하는 상기 기화 공정은 다른 증발기(3) 내의 동일한 증발 공정과 다른 로딩 챔버(8) 내의 관련 충진 작동으로 분할되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 25 항에 있어서,

상기 분할된 증발 공정은 순차적으로 및/또는 동시에 및/또는 시간 중복으로 실행되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 20 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 증발 챔버(2)는 상기 코팅 재료(5)로 상기 도가니(6)의 충진을 위해 냉각되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 20 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 코팅 재료(5)로 상기 도가니(6)를 충진시키기 위해서, 상기 증발 챔버(2) 및/또는 상기 증발기(3)로 가스가 유입되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 20 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로딩 챔버(8)를 개방시키기 위해 계량된 방식으로 상기 로딩 챔버(8)로 가스가 유입되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.
제 20 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 진공 및 상기 온도, 상기 밸브의 상기 개방 및 폐쇄, 및 상기 도가니 운반 장치(7) 및 상기 개개의 가스 유입을 제어하기 위해 제어 장치가 이용되는 것을 특징으로 하는,

코팅 재료를 기화시키는 방법.