(57)【要約】  本発明は、一定のコーティング組成と速度で連続的にコーティングが可能な装置及び方法を提供するものであり、一実施例として、基板に２以上の化合物又は元素をコーティングさせる蒸着装置であって、前記２以上の化合物又は元素を複数の固相体として供給する供給部と、前記供給部から供給される固相体を溶融及び蒸発させて蒸気を形成する加熱部と、前記加熱部に連結され、前記蒸気が留まって以前に発生した蒸気と混合されるバッファ部と、前記バッファ部に連結され、基板に向かって開口が形成されたノズルと、を含む、蒸着装置を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に２以上の化合物又は元素をコーティングさせる蒸着装置であって、
前記２以上の化合物又は元素を複数の固相体として供給する供給部と、
前記供給部から供給される固相体を溶融及び蒸発させて蒸気を形成する加熱部と、
前記加熱部に連結され、前記蒸気が留まって以前に発生した蒸気と混合されるバッファ部と、
前記バッファ部に連結され、基板に向かって開口が形成されたノズルと
を含む、蒸着装置。
【請求項２】
前記供給部は、供給管を介して前記加熱部に固相体を供給し、
前記供給管は、前記加熱部の溶湯内部まで延長する加熱部側端部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記供給管の加熱部側端部には、供給された固相体が前記溶湯により少なくとも一部溶融した後に前記供給管から抜け出るように、前記固相体の断面より小さい開口が形成されることを特徴とする、請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記加熱部はルツボを含み、
前記バッファ部は、前記ノズルと前記ルツボを連結する空間であり、前記ルツボの断面より前記開口の面積が小さいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記供給部は、第１固相体を供給する第１供給部と、
前記第１固相体と元素又は化合物が異なる第２固相体を供給する第２供給部と
を含むことを特徴とする、請求項２又は３に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記第１供給部と第２供給部は、一つの前記供給管を介して前記加熱部に固相体を供給することを特徴とする、請求項５に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記第１供給部と第２供給部は、前記加熱部より上側に位置して、前記供給管から前記固相体は自重によって加熱部に供給されることを特徴とする、請求項６に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記加熱部は、ルツボと、前記ルツボの内側又は外側に配置される電磁気コイルと、を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蒸着装置。
【請求項９】
前記電磁気コイルは、非浮揚型誘導加熱ユニットであることを特徴とする、請求項８に記載の蒸着装置。
【請求項１０】
前記電磁気コイルは、垂直方向に巻線されたことを特徴とする、請求項８に記載の蒸着装置。
【請求項１１】
前記第１固相体と前記第２固相体のそれぞれは、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、インジウム、銀、及び銅のうちいずれか一つ以上を含むことを特徴とする、請求項５に記載の蒸着装置。
【請求項１２】
２以上の固相体を同時に一つの加熱部に供給する供給段階と、
前記固相体を溶融及び蒸発させて蒸気を形成する蒸気形成段階と、
前記蒸気と以前に形成された蒸気とが混合される緩衝段階と、
混合された蒸気を基板に向かって噴射する噴射段階と
を含む、蒸着方法。
【請求項１３】
前記固相体は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、インジウム、銀、及び銅のうちいずれか一つ以上を含み、
前記混合された蒸気と前記固相体とは、互いに異なる組成を有することを特徴とする、請求項１２に記載の蒸着方法。
【請求項１４】
前記供給段階で供給される固相体全体の組成比は、目標コーティング層の組成比と一致することを特徴とする、請求項１３に記載の蒸着方法。
【請求項１５】
前記供給段階で前記固相体は、前記固相体が収容されて溶融及び蒸発するルツボの溶湯内部に延長した供給管を介して供給され、
前記蒸気形成段階で前記固相体は、少なくとも一部が溶融した後、前記供給管から抜け出て溶湯に混合されることを特徴とする、請求項１２に記載の蒸着方法。
【請求項１６】
前記固相体のそれぞれは、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、インジウム、銀、及び銅のうちいずれか一つのみを含み、
前記供給段階で供給される固相体全体の組成比は、目標コーティング層の組成比と一致することを特徴とする、請求項１２に記載の蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２以上の化合物又は元素をコーティングする蒸着装置及び蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着によるコーティングに関する技術は、１９８０年代から公知され始めた。公知された技術を見ると、大きく分けて、同時蒸着方式と順次蒸着後に熱処理する方式とに区分することができる。
【０００３】
同時蒸着方式の代表的な技術が特許文献１に公知されている。これは、蒸気圧が異なる２つの金属の合金をコーティングする蒸着装置であって、各金属（亜鉛及びマグネシウム）専用の蒸発槽を設置し、それぞれの蒸発槽の出口に蒸発する金属蒸気の流量を制御するスロットルバルブ（ｔｈｒｏｔｔｌｅ  ｖａｌｖｅ）が装着されている。亜鉛及びマグネシウム蒸発槽に装着されたスロットルバルブを用いて、それぞれの蒸発流量を調節することにより、コーティングされる合金の組成を制御する方式であって、それぞれの蒸発した金属が合流する部分において幅方向に均一に混合されなければならないが、流体の流動からして、非常に難しい部分である。このような弱点を克服するために、特許文献２では、金属蒸気の混合以前又は以後にチョーキング（ｃｈｏｋｉｎｇ）条件を保持することで、均一混合を試みたが、やはり現実的に限界がある。
【０００４】
順次蒸着後に熱処理する技術は、特許文献３に公知されている。湿式めっき又は真空蒸着方式で亜鉛をコーティングした後、マグネシウムを真空蒸着方式でコーティングして後熱処理することにより、亜鉛−マグネシウム合金コーティング層を形成する。上記技術は拡散を用いる技術であって、コーティング層の深さ方向の組成が均一でなく、また熱処理による母材と亜鉛間の合金が生成されるという欠点を有している。そして、合金コーティングのための工程の数が多くなるため経済性において限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−１２５８６６号公報
【特許文献２】欧州特許第１３０１６４９号明細書
【特許文献３】欧州特許第０７５６０２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は従来技術の問題を解決するためのものであって、一定のコーティング組成と速度で連続的にコーティング可能な装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記のような目的を達成するために、次のような蒸着装置及び蒸着方法を提供する。
【０００８】
本発明は、一実施例として、基板に２以上の化合物又は元素をコーティングさせる蒸着装置であって、上記２以上の化合物又は元素を複数の固相体として供給する供給部と、上記供給部から供給される固相体を溶融及び蒸発させて蒸気を形成する加熱部と、上記加熱部に連結され、上記蒸気が留まって以前に発生した蒸気と混合されるバッファ部と、上記バッファ部に連結され、基板に向かって開口が形成されたノズルと、を含む、蒸着装置を提供する。
【０００９】
本発明の一実施例において、上記供給部は供給管を介して上記加熱部に固相体を供給し、上記供給管は上記加熱部の溶湯内部まで延長する加熱部側端部を含むことができ、上記供給管の加熱部側端部には、供給された固相体が上記溶湯によって少なくとも一部溶融した後に上記供給管から抜け出るように上記固相体の断面より小さい開口が形成されることができる。
【００１０】
本発明の一実施例において、上記加熱部はルツボを含み、上記バッファ部は上記ノズルと上記ルツボを連結する空間であり、上記ルツボの断面より上記開口の面積が小さくてもよい。
【００１１】
本発明の一実施例において、上記供給部は、第１固相体を供給する第１供給部と、上記第１固相体とは元素又は化合物が異なる第２固相体を供給する第２供給部と、を含むことができる。この際、上記第１供給部と第２供給部は、単一の供給管を介して上記加熱部に固相体を供給することができる。
【００１２】
本発明の一実施例において、上記第１供給部と第２供給部は、上記加熱部より上側に位置して、上記供給管から上記固相体は自重によって加熱部に供給されることができる。
【００１３】
本発明の一実施例において、上記加熱部はルツボと、上記ルツボの内側又は外側に配置される電磁気コイルを含むことができ、上記電磁気コイルは、非浮揚型誘導加熱ユニットであってもよく、垂直方向に巻線されたものであってもよい。
【００１４】
一実施例において、上記第１固相体と上記第２固相体のそれぞれは、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、インジウム、銀、及び銅のうちいずれか一つ以上を含むことができる。
【００１５】
本発明は、他の実施例として、２以上の固相体を同時に一つの加熱部に供給する供給段階と、上記固相体を溶融及び蒸発させて蒸気を形成する蒸気形成段階と、上記蒸気と以前に形成された蒸気とが混合される緩衝段階と、混合された蒸気を被コーティング材に向かって噴射する噴射段階と、を含む、蒸着方法を提供する。
【００１６】
本発明の一実施例において、上記固相体は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、インジウム、銀、及び銅のうちいずれか一つを含み、且つ上記混合された蒸気と上記固相体とは互いに異なる組成を有することができる。
【００１７】
本発明の一実施例において、上記供給段階で供給される固相体全体の組成比は、目標コーティング層の組成比と一致することができる。上記供給段階では上記固相体がルツボの溶湯内部に延長した供給管を介して供給され、上記蒸気形成段階では上記固相体が溶融した後、上記供給管から抜け出て溶湯に混合されることができる。
【００１８】
本発明の一実施例において、上記固相体のそれぞれは、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、インジウム、銀、及び銅のうちいずれか一つのみを含み、上記供給段階で供給される固相体全体の組成比は、目標コーティング層の組成比と一致することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記のような構成によりコーティング組成と速度で連続的にコーティングすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図４】図３の実施例による電磁気コイルの変形例を示した図である。
【図５】図３の実施例において、電磁気コイルの種類が変更されたときのコーティング速度を示したグラフである。
【図６】図３の実施例によるバッファ部における蒸気の流れを模写した模写図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図３の実施例によるノズルの変形例を示した図である。
【図８】図３の実施例による供給管の端部の断面図である。
【図９】供給管の端部形状によるコーティング速度を示したグラフである。
【図１０】本発明の蒸着方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、図面を参考にして本発明の具体的な例について説明する。
【００２２】
図１には、本発明の蒸着装置の概略図が示されている。本発明の一実施例による蒸着装置は、基板Ｓに２以上の化合物又は元素をコーティングさせる蒸着装置１００であって、上記２以上の化合物又は元素を複数の固相体として供給する供給部１０と、上記供給部１０に連結され、上記固相体を溶融及び蒸発させて蒸気を形成する加熱部２０と、上記加熱部２０に連結され、上記蒸気が留まって以前に発生した蒸気と混合されるバッファ部３０と、上記バッファ部に連結され、基板Ｓに向かって開口が形成されたノズル５０と、を含む、蒸着装置１００である。
【００２３】
図１の実施例において、供給部１０は、第１固相体１３（図３参考）を供給する第１供給部１１と、第２固相体１４（図３参考）を供給する第２供給部１２と、を含む。本発明では、２以上の化合物又は元素を基板Ｓにコーティングするが、第１固相体と第２固相体としては、基板にコーティングされる目標コーティング層とは異なる組成を有する固相体を使用する。例えば、亜鉛とマグネシウム合金を特定の組成でコーティングする場合、第１固相体としては亜鉛を、第２固相体としてはマグネシウムを使用することができ、供給される固相体の量を調節することにより、亜鉛−マグネシウム合金の組成を調節することができる。
【００２４】
固相体は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、インジウム、銀、及び銅のうちいずれか一つ以上を含むことができ、一つの金属元素のみからなることもできる。本発明の一実施例では、互いに異なる組成比を有する２つの固相体により、さらに異なる組成比を有するコーティング層を形成することが可能である。特に、コーティング層の組成比と同じ組成比を有する固相体の場合には製作が容易ではないが、本発明では、複数の固相体全体として目標コーティング層の組成比を合わせればよいため、製作が容易な固相体をもって供給される量又は個数を調節することにより、目標コーティング層の組成比を合わせることが可能である。
【００２５】
一方、この実施例において、供給部１０は、第１及び第２固相体を同時に加熱部２０に提供する。ここで「同時に」とは、第１及び第２固相体が同じタイミングで供給されること、そして第１及び第２固相体が相次いで供給されて、実質的に一回のタイミングで第１及び第２固相体が供給されることを意味する。
【００２６】
加熱部２０は、供給された固相体が収容されて溶融／蒸発できるルツボと、上記ルツボ内部の固相体に熱を提供する加熱体と、を含む。この実施例では、連続的なコーティングが可能なように、加熱部２０のルツボには一定量の溶湯が保持されることが好ましく、上記溶湯により熱が固相体に伝達されて固相体が溶融する。加熱体は、加熱と同時に電磁気攪拌が可能なように電磁気コイルで構成されることができ、上記コイルはルツボ内部あるいは外部のどこに配置されてもよい。
【００２７】
上記加熱部２０で生成された蒸気は、バッファ部３０を通過した後、ノズル５０を介して基板Ｓ、例えば、ストリップに分散する。バッファ部３０は、上記加熱部で生成された蒸気が通過する経路上に備えられ、蒸気を保持する空間部として構成され、加熱部２０で生成されたばかりの蒸気と、その前に生成された蒸気とが混合されるようにする。この実施例では固相体が溶融及び蒸発するが、組成によっては固相体の溶融及び蒸発のタイミングが異なり得るため、一時的に目標とするコーティング層の組成比とは異なる蒸気が生成される可能性がある。
【００２８】
しかし、本発明で供給する全固相体の組成比は、目標コーティング層の組成比と同一であるため、供給された固相体がすべて蒸発すれば目標とする組成比と同様になり得る。
【００２９】
本発明の実施例において、バッファ部は、蒸気が直ぐにノズルを介して排出されるものではなく、一定時間留まって後続する蒸気と混合される。したがって、バッファ部を離れる蒸気は生成された蒸気とは異なり、一定の組成比をもってノズル部５０を通過できるようになる。
【００３０】
上記バッファ部３０は、バッファ部３０の内部の圧力が外部の圧力より高く保持されることにより、上記バッファ部３０に到達した蒸気は直ぐに排出されず、バッファ部３０の内部から後続する蒸気と混合されることができる。また、バッファ部３０の内部で蒸気が凝縮されないようにバッファ部３０の外部あるいは内部に熱源を備えることで、蒸気に熱を提供することもできる。
【００３１】
上記バッファ部３０はノズル５０に連結されている。ノズル５０は、開口を介してバッファ部３０を通過した蒸気を噴射し、ノズル５０から噴射された蒸気は、基板Ｓに蒸着してコーティング層を形成する。ノズル５０もバッファ部４０と同様に、通過する蒸気の凝縮を予防するように加熱され得る。
【００３２】
上記加熱部２０、バッファ部３０、及びノズル５０は、真空チャンバ内部に真空状態で配置される。
【００３３】
図２には、本発明の他の実施例が示されている。図２の実施例は、図１の実施例と加熱部２０、バッファ部３０、及びノズル５０の構成が同一ではあるが、供給部１０の第１供給部１１と第２供給部１２は固相体を加熱部２０に別途供給せず、第１供給部１１の固相体と第２供給部１２の固相体が一つの経路を介して加熱部２０に供給されるように構成される。
【００３４】
この場合には、第１供給部及び第２供給部１１、１２の固相体のうちいずれか一つが先に加熱部２０に供給されてから、相次いで他の供給部の固相体が供給されるようになり、先に供給された固相体が溶融する際、溶湯の組成比が変動するため、生成された蒸気の組成比が目標コーティング層の組成比と一致しない可能性がある。しかし、この実施例では、バッファ部３０を配置することにより生成された蒸気が直ぐに排出されず、後に供給された固相体が溶融／蒸発して混合されるまで保持されるため、供給される蒸気の組成比は一定になり得る。
【００３５】
図３には、図２の実施例の断面図が示されている。図３に示されるように、供給部１０は、真空チャンバ１の外部に配置され、第１固相体１３を供給する第１供給部１１と第２固相体１４を供給する第２供給部１２及び上記第１供給部１１と第２供給部１２に連結され、真空チャンバ１を貫通して非伝導性のルツボ２１の溶湯内部まで延長する供給管１６を含む。供給管１６は、供給管１６に供給された固相体１３、１４が自重によって加熱部側に移動できるように鉛直方向に形成されている。供給管１６の加熱部側端部１７には開口１９が形成されている。これについては、図８及び図９を参考にして説明する。
【００３６】
図８には、供給管１６の加熱部側端部１７の断面図が示されており、図９では、上記供給管１６を使用した場合と一般の供給管を使用した場合が比較されている。図８に示されるように、供給管１６の加熱部側端部１７には下面及び側面に開口１９ａ、１９ｂが形成され、この際、開口１９ａ、１９ｂは第１及び第２固相体１３、１４の断面より小さく形成されて上記端部１７に固相体１３、１４が到達したとき、直ぐに開口１９ａ、１９ｂに抜け出ないようにする。開口１９ａ、１９ｂは複数個備えられることもでき、サイズが互いに異なるように備えられることも可能である。
【００３７】
溶湯２９は開口１９ａ、１９ｂを介して流出入が可能であるため、端部１７の内部には溶湯２９が満たされており、溶湯２９によって固相体１３、１４が溶融するようになる。したがって、固相体１３、１４は、溶湯２９に液体状態あるいは小さいサイズの固体状態で溶融し、混入過程で溶湯２９の温度及び体積が急激に変化することを防止できる。
【００３８】
図９においてＡは、図８の開口により固相体が供給された場合であり、Ｂは、供給管１６の端部が開放されて固相体が直に溶湯２９に混入した場合である。固相体としては、亜鉛とマグネシウムが使用され、４５秒間隔で亜鉛固相体とマグネシウム固相体を供給した。誘導加熱ユニット２５は、同一の誘導加熱ユニットを使用した。
【００３９】
図９に示されるように、Ａの場合は周波数の変動幅が小さかったが、Ｂの場合には、周波数が大幅に変動することが確認できる。また、Ａの場合は、供給周期とは関係なく周波数が一定範囲で変動したが、Ｂの場合には、供給周期ごとに大幅に周波数が変動することが確認できる。誘導加熱ユニットの周波数は、溶湯２９の体積に応じて変動するため、Ａの場合、溶湯２９の体積変動の幅が大きくないことが分かる。したがって、溶湯２９の表面積と温度の変化が少なく、一定の蒸発量を提供していることが分かる。
【００４０】
図３に戻り、加熱部２０は真空チャンバ１の内部に位置し、非伝導性の容器であるルツボ２１と、上記ルツボ２１の外側に配置され、ルツボ２１を中心として巻き取られた誘導加熱ユニット２５と、を含む。ルツボ２１の内部には、動作中に第１及び第２固相体１３、１４が溶融した一定量の溶湯２９が保持され、上記供給管１６の加熱部側端部１７は上記溶湯２９内まで延長し、少なくとも開口１９が上記溶湯に浸かるように配置される。
【００４１】
一定のコーティング組成と速度の合金／化合物コーティングを行うために、特に蒸気圧の異なる２つの元素が均一な組成の蒸発をなすためには、蒸気圧の差を克服できるように溶湯２９の攪拌が必要であり、ルツボ２１に収容された溶湯２９を攪拌しながら誘導加熱されるように、上記誘導加熱ユニット２５が備えられる。誘導加熱ユニット２５の電磁気攪拌によって溶湯２９の蒸発面において上部と内部の組成比が等しく保持されることができる。このような誘導加熱ユニット２５は、真空内部に位置することも可能であり、誘導加熱ユニット２５とルツボ２１との間に電気的不導体として隔壁を設置することで誘導加熱ユニット２５が大気中に位置することも可能である。
【００４２】
一般に、電磁気コイルにより発生する電磁気力は、内部に位置する金属を加熱、攪拌、及び浮揚させる特性がある。この実施例の誘導加熱ユニット２５において重要な機能は、電磁気力による合金溶湯２９の加熱と攪拌であり、浮揚機能は重要ではない。したがって、本発明の誘導加熱ユニット２５としては、浮揚型電磁気コイルではなく、非浮揚型電磁気コイルを採用することも可能である。
【００４３】
非浮揚型誘導加熱ユニット２５の形状が図４に示されている。図４で示されるように、垂直型、Ｖ型など、様々な種類が使用されることができ、巻線数も２ターン、５ターンなど、多様であり、巻線の方法も単方向巻線型と両方向巻線型など、多様な形態を使用することができる。
【００４４】
一方、浮揚型誘導加熱ユニットは、韓国特許２００９−００９２６２７に提示されているように、浮揚機能を付与するために下部に行くほど巻線の直径が減少し、最下部の巻線の直径を極めて狭く形成することができる。このような浮揚型誘導加熱ユニットには、浮揚のための電磁気力の下部集中により溶湯２９の加熱効率が低く、下部の狭い巻線の直径により電磁気コイル内部の冷却水の流れが円滑にならず、高い電流を印加することができないという欠点がある。したがって、実質的なコーティング性能の観点から非浮揚型誘導加熱ユニットを適用することが有利である。
【００４５】
図５は、非浮揚型誘導加熱ユニットと浮揚型誘導加熱ユニットを用いて基板をコーティングした動的コーティング速度を比較した結果である。コーティング層は亜鉛−マグネシウム合金である。誘導加熱ユニット２５の上部直径は１８０ｍｍと同一であり、浮揚型誘導加熱ユニットは図４（ａ）の形状であり、非浮揚型誘導加熱ユニットは下部直径が減少した形状である。図５で示されるように、浮揚型誘導加熱ユニットに印加する高周波電流に対して遥かに低い電流を印加したにもかかわらず、非浮揚型誘導加熱ユニットを適用した事例においてコーティング速度が遥かに高いことが確認できる。したがって、本発明の実施例では、高いコーティング速度を提供するために非浮揚型誘導加熱ユニットを使用した。
【００４６】
また図３に戻り、上記ルツボ２１の上部にバッファ部３０が位置する。バッファ部３０は、一定の空間を有する空間部として形成され、且つ内部の圧力が外部の圧力より高く構成される。本実施例では、基板Ｓが鉛直方向に立っているため、ノズル５０は水平方向に蒸気を噴射するように配置され、ルツボ２１の上部に配置されるバッファ部３０は「┐」形状を有する空間部として形成される。
【００４７】
バッファ部３０において、内部の圧力が外部の圧力より高く構成されるように、上記溶湯２９の蒸発面積である上部表面積、すなわち、ルツボ２１の断面積よりノズル５０の開口５１の面積が小さくなるように構成される。開口５１の面積が蒸発面積より小さいため、発生した蒸気は直ぐに排出されず、バッファ部３０に一定時間滞留するようになる。
【００４８】
図６は、バッファ部３０を通過してノズル５０に移動する蒸気の流れを模写した模写図であって、加熱部２０を離れた蒸気はバッファ部３０の内部で旋回することが確認できる。したがって、先に生成された蒸気と後で生成された蒸気とが混合されて一定の組成比が保持できる。
【００４９】
最後に、上記バッファ部３０はノズル５０に連結される。ノズル５０は、多様な形態の開口５１を有することができ、対象基板あるいは条件に応じて適切な形状を採択することができる。開口５１は、前述のように全体面積が蒸発面積より小さくなければならない。
【００５０】
図７には、ノズルの多様な形状が示されている。図７で示されたように、基板の幅方向あるいは高さ方向に形成されるスリット形状の開口５１、５３（図７（ａ）及び（ｃ）を参考）や、一定間隔に離隔して配置される円形状の開口５２（図７（ｂ）を参考）も可能である。
【００５１】
図１０には、本発明の一実施例による蒸着方法の順序図が示されている。本発明の蒸着方法は、２以上の固相体を同時に一つの加熱部に供給する供給段階Ｓ１００と、上記固相体を溶融及び蒸発させて蒸気を形成する蒸気形成段階Ｓ１１０と、上記蒸気と以前に形成された蒸気とが混合される緩衝段階Ｓ１２０と、混合された蒸気を基板に噴射する噴射段階Ｓ１３０と、を含む。
【００５２】
上記供給段階Ｓ１００において、固相体は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、インジウム、銀、及び銅のうちいずれか一つ以上を含むことができ、一つの金属元素のみからなることもできる。したがって、互いに異なる組成比を有する２つの固相体により、さらに異なる組成比を有するコーティング層を形成することが可能である。上記供給段階Ｓ１００では、供給される固相体全体の組成比が、目標コーティング層の組成比と一致するように固相体を供給する。
【００５３】
また、上記供給段階Ｓ１００において、上記固相体は、固相体が収容されて溶融及び蒸発するルツボの溶湯内部に延長した供給管を介して供給され、上記蒸気形成段階Ｓ１１０において、上記固相体は少なくとも一部が溶融した後、上記供給管から抜け出て溶湯に混合される。
【００５４】
蒸気形成段階Ｓ１１０では、溶湯の攪拌と加熱が同時に行われることが、一定の調整比で蒸発させる上で有利である。したがって、誘導加熱ユニットをルツボの外部に配置して、溶湯の攪拌と加熱を同時に行うことが好ましいが、これに制限されず、攪拌ユニットと加熱ユニットを別途に構成することもできることは言うまでもない。
【００５５】
緩衝段階Ｓ１２０は、蒸気形成段階Ｓ１１０で生成された蒸気が以前に生成された蒸気と混合される段階であって、外部の圧力より内部の圧力を高くして、蒸気がノズルを介して直ぐに抜け出ずに、装置内に留まって混合されるようにする段階である。緩衝段階Ｓ１２０により固相体の溶融／蒸発の際に発生する組成比の偏差が緩衝され、一定の組成比の蒸気によりコーティング層を形成することが可能である。
【００５６】
噴射段階Ｓ１３０は、蒸着装置のノズルを介して混合された蒸気が噴射され、基板に上記蒸気が蒸着されることにより、基板にコーティング層を形成させる段階である。噴射段階は、上記緩衝段階Ｓ１２０で混合された蒸気が供給されるため、一定の組成比でコーティング層が形成される。
【００５７】
＜実施例＞
図３の実施例の装置をもって実験した結果は、次のとおりである。固相体としては、純亜鉛と純マグネシウムの２種類を使用し、目標コーティング層は、亜鉛とマグネシウム（重量比：１０．８ｗｔ％Ｍｇ）合金コーティングである。
【００５８】
ルツボ２１としては、セラミック材質の非伝導性容器を使用し、初期に亜鉛−マグネシウム合金２ｋｇを容器に入れて誘導加熱ユニット２５を用いて誘導加熱することで溶湯を形成した。容器の内径は１４０ｍｍとし、蒸気が噴射されるノズル５０の開口５１の断面積は総７，０００ｍｍ２となるようにし、バッファ部３０で蒸気が混合できるように構成した。また、ノズル５０及びバッファ部３０の周辺は、ヒーターを使用して８００℃以上となるように加熱した。
【００５９】
蒸発により消耗する合金溶湯を補うために、６１．２ｇの純亜鉛固相体２個と１４．８ｇの純マグネシウム固相体１個を供給部１０を介して溶湯２９の内部に供給する。総３個の固相体（純亜鉛２個＋純マグネシウム１個）は１バッチずつ連続して投入され、投入時間の間隔は約１３．５秒として投入した。このような蒸着装置１００と方式を用いることで、亜鉛とマグネシウム合金を均一な組成かつ１０ｇ／ｓの均一な速度で基板に連続的にコーティングすることが可能となる。
【００６０】
非伝導性容器に投入する初期合金の組成は、コーティング組成とは関係がなく、供給される原料の組成さえコーティング組成と同一であれば、コーティングの初期には他の組成がコーティングされ得るが、時間が経つにつれて直ぐに安定して所望する組成のコーティングを均一な速度で行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図７（ｃ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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