(57)【要約】【課題】真空蒸着装置で使用するルツボを傾けることで、ルツボの中の溶融した金属を流出させる排出機構に加えて、更に積極的に溶融した金属を排出する機構を備えた装置を提供することを課題とする。【解決手段】ルツボ３を把持するルツボ把持手段４と、ルツボ把持手段を回転し停止することでルツボを傾けて保持することにより、ルツボの中から溶融した金属を流出させるルツボ把持手段回転機構２と、ルツボの中から溶融した金属を掻き出す掻き出し手段６と、を備えたルツボ清掃機構１０と、それらの各手段および機構を真空蒸着装置２０の中で移動する移動手段１２と、を備えており、掻き出し手段は、ルツボの中から溶融した金属を掻き出す掻き出し部５と、掻き出し部に連接しルツボの深さ方向と平行および直交する方向に駆動可能な掻き出し部駆動手段１と、を備えていることを特徴とする自動ルツボ清掃装置３０。【選択図】図１
2017190471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空蒸着装置に使用されるルツボから溶融した金属を排出する自動ルツボ清掃装置であって、
ルツボを把持するルツボ把持手段と、
ルツボ把持手段を回転し停止することでルツボを傾けて保持することにより、ルツボの中から溶融した金属を流出させるルツボ把持手段回転機構と、
ルツボの中から溶融した金属を掻き出す掻き出し手段と、を備えたルツボ清掃機構と、
それらの各手段および機構を真空蒸着装置の中で移動する移動手段と、を備えており、
掻き出し手段は、ルツボの中から溶融した金属を掻き出す掻き出し部と、掻き出し部に連接しルツボの深さ方向と平行および直交する方向に駆動可能な掻き出し部駆動手段と、を備えていることを特徴とする自動ルツボ清掃装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動ルツボ清掃装置を使用したことを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項３】
請求項１に記載の自動ルツボ清掃装置の運用方法であって、
前記移動手段が、前記自動ルツボ清掃機構を、前記ルツボを把持可能な位置に配置する工程と、
前記ルツボ把持手段が、ルツボを把持する工程と、
前記ルツボ把持手段回転機構が、ルツボ内の溶融した金属が流れ出る角度に傾けた状態でルツボを保持する工程と、
前記掻き出し手段が、ルツボ内の溶融した金属を掻き出す工程と、
前記移動手段が、ルツボを元の位置に配置する工程と、
前記移動手段が、金属が蒸着されない位置に前記自動ルツボ清掃機構を配置する工程と、を備えていることを特徴とする自動ルツボ清掃装置の運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空蒸着装置に使用するルツボの中の溶融した金属材料を自動的に排出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロール状に巻いたフィルム基材などにアルミニウムなどの金属薄膜を形成する場合、グラファイトなどの高融点で、電導性が高く、且つ蒸着材料と合金化などを起こさない材料で作製したルツボを高周波誘導加熱して蒸着する誘導加熱方式の真空蒸着装置が使用される場合がある。
【０００３】
そのような真空蒸着装置からルツボを取り出す際、蒸着材料がルツボ中で固化するとルツボが割れてしまう場合があるため、ルツボの中に溶融した状態で残留している蒸着材料をルツボの中から排出する必要がある。
【０００４】
ルツボから溶融した金属を排出する技術としては、例えば特許文献１に、連続真空蒸着装置を止めて、ルツボを取り出す場合に発生するルツボの割れを防止するが開示されている。その技術はルツボ内に貯留した蒸発材料の加熱を停止した後、蒸発材料が冷却して凝固する前に、蒸発材料の溶湯をルツボから排出してしまうルツボの割れ防止技術である。
【０００５】
この技術は、ルツボ内に貯留した溶湯を外部に排出する機構として、ルツボの底側部に備えた排出口から、溶湯自身の重力によって自然流出させる方法やルツボを傾けることによって、溶湯をルツボから注ぎ出す方法を採用している。
【０００６】
金属が融点以上に昇温することで液体状態になった溶湯は、その加熱を止めると、表面から急速に温度が低下し、溶湯の粘度が上がり、流動性が悪くなる。そのため、ルツボの中から溶湯を排出することが困難となる。特許文献１は、この現象を配慮しておらず、溶湯の温度低下が進まない内に、ルツボの内部から溶湯を排出することを前提とした技術であるが、どのようにして実現するかについては言及していない。
【０００７】
そのため、ルツボの内部の溶湯を、溶湯自身の重量によって排出するだけでなく、更に積極的に排出する機構を備えた溶湯の排出機構が待望されていた。更に、人手によってルツボの内部の溶湯を排出する作業は、非常に危険であるため、溶湯の温度低下が進まない一定の時間内で自動的に溶湯の排出作業を完了できる排出機構が待望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１４３６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の事情に鑑み、本発明は真空蒸着装置で使用するルツボを傾けることで、ルツボの中の溶融した金属を流出させる排出機構に加えて、更に積極的に溶融した金属を排出する機構を備えた自動排出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、真空蒸着装置に使用されるルツボから溶融した金属を排出する自動ルツボ清掃装置であって、
ルツボを把持するルツボ把持手段と、
ルツボ把持手段を回転し停止することでルツボを傾けて保持することにより、ルツボの中から溶融した金属を流出させるルツボ把持手段回転機構と、
ルツボの中から溶融した金属を掻き出す掻き出し手段と、を備えたルツボ清掃機構と、
それらの各手段および機構を真空蒸着装置の中で移動する移動手段と、を備えており、
掻き出し手段は、ルツボの中から溶融した金属を掻き出す掻き出し部と、掻き出し部に連接しルツボの深さ方向と平行および直交する方向に駆動可能な掻き出し部駆動手段と、を備えていることを特徴とする自動ルツボ清掃装置である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動ルツボ清掃装置を使用したことを特徴とする真空蒸着装置である。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の自動ルツボ清掃装置の運用方法であって、
前記移動手段が、前記自動ルツボ清掃機構を、前記ルツボを把持可能な位置に配置する工程と、
前記ルツボ把持手段が、ルツボを把持する工程と、
前記ルツボ把持手段回転機構が、ルツボ内の溶融した金属が流れ出る角度に傾けた状態でルツボを保持する工程と、
前記掻き出し手段が、ルツボ内の溶融した金属を掻き出す工程と、
前記移動手段が、ルツボを元の位置に配置する工程と、
前記移動手段が、金属が蒸着されない位置に前記自動ルツボ清掃機構を配置する工程と、を備えていることを特徴とする自動ルツボ清掃装置の運用方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の自動ルツボ清掃装置は、ルツボ中の溶融した金属を、ルツボを傾ける事によってルツボから流出させる事に加え、積極的に掻き出す機構を備えており、更にそれらの作業をルツボの数に応じて複数のルツボを同時処理できる機構を備えている。そのため、全てのルツボにおいて、溶融した金属の温度が低下する前に強制的に掻き出すことができ、ルツボが割れる虞を低減することができる。
また、溶融した金属が入っている高温のルツボを装置によって自動的に実施可能であるため、人手によって実施する場合の危険性を回避することが可能である。
【００１４】
また、本発明の真空蒸着装置は、本発明の自動ルツボ清掃装置を使用しているため、ルツボの中の溶融した金属を自動的に排出可能である。また、複数のルツボに対して同時に行う事ができるため、ルツボの中の溶融した金属を確実に排出することが可能である。以上のことにより、ルツボの中の溶融した金属の排出を自動的に実施でき安全であることに加え、より確実に溶融した金属の排出が可能となる。
【００１５】
また、本発明の自動ルツボ清掃装置の運用方法によれば、自動ルツボ清掃装置およびそれを使用した真空蒸着装置の運用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の自動ルツボ清掃機構の一例を説明する説明図であって、（ａ）は自動ルツボ清掃機構のルツボ把持手段が２つのルツボを把持した状態、（ｂ）はルツボ把持手段が把持したルツボを、ルツボ中の溶融した金属を流し出せる角度までルツボ把持手段回転機構が回転させた状態、をそれぞれ例示している。
【図２】本発明の自動ルツボ清掃機構の一例を説明する説明図である。
【図３】本発明の真空蒸着装置の運用方法の一例を示す説明図であって、（ａ）は蒸着実施時における自動ルツボ清掃機構の配置を例示しており、自動ルツボ清掃機構に蒸発材料が蒸着されない位置に配置されている状態、（ｂ）は蒸着が終了後、自動ルツボ清掃機構をルツボの位置まで移動させ、ルツボを把持した状態、（ｃ）は自動ルツボ清掃機構が把持したルツボを溶融した金属を流し出せる角度まで回転させ傾けた状態、をそれぞれ例示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜真空蒸着装置＞
まず、本発明の自動ルツボ清掃装置が使用される真空蒸着装置について、図３（ａ）を用いて説明する。
真空蒸着装置２０のチャンバー１１の内部は、例えば、巻き出しロール９や巻き取りロール８を収容する巻き出し・巻き取り室１７とルツボ３と成膜ロール１３の蒸着がなされる部位が露出している成膜室１６に分離されている。巻き出し・巻き取り室１７と成膜室１６は、仕切り板１５で仕切られている。また、巻き出し・巻き取り室１７と成膜室１６には、それぞれ真空ポンプ７によって排気される。巻き出し・巻き取り室１７には、空気中に保管されていた巻き出しロール９を収容する。空気中で保管されていた巻き出しロール９のフィルム１４には水分や空気が含まれているため、１０−３Ｐａ以下の高真空まで排気することが実用上困難なため、通常は１０−２Ｐａ以下の圧力まで排気した状態にする。一方、成膜室１６は１０−３〜１０−４Ｐａ程度の高真空まで排気した状態で、真空蒸着が行われる。そのため、巻き出し・巻き取り室１７と成膜室１６の排気に使用する真空ポンプ７は、それぞれ異なるものが使用されるのが通常である。例えば、巻き出し・巻き取り室１７の排気には、油回転真空ポンプ、メカニカルブースターポンプなどが使用される。また成膜室１６の排気には、油拡散ポンプ、ソープションポンプ、クライオポンプなどが使用される。ただしこれらに限定するものではなく、使用する圧力領域において、最も排気速度が高いポンプを使い分ければ良い。
【００１８】
ルツボ３としては、アルミナ製、窒化ホウ素製、カーボン製、グラファイト製などが使用されている。金属材料を加熱する方法としては、電子ビーム加熱方式や高周波誘導加熱方式などが使用されている。
【００１９】
このような真空蒸着装置の中に、本発明の自動ルツボ清掃装置３０が備えられることにより、本発明の真空蒸着装置２０となる。蒸着作業を実施している間は、ルツボ３が加熱され、その中に入れてある金属材料が溶融した状態になっているが、蒸着作業が終了した場合やルツボ３を取り出す場合、本発明の真空蒸着装置２０においては、自動ルツボ清掃装置３０により、ルツボ３の中にある溶融した金属を自動的に排出させることができる。
【００２０】
＜自動ルツボ清掃装置＞
次に、本発明の自動ルツボ清掃装置について説明する。
図１は、本発明の自動ルツボ清掃装置の自動ルツボ清掃機構１０についての説明図である。
本発明の自動ルツボ清掃装置３０は、真空蒸着装置２０に使用されるルツボ３から溶融した金属を排出する自動ルツボ清掃装置である（図３（ａ）参照）。
【００２１】
本発明の自動ルツボ清掃装置は、図２に示したように、ルツボを把持するルツボ把持手段４と、ルツボ把持手段４を回転し停止することでルツボ３を傾けて保持する（図１（ｂ）参照）ことにより、ルツボ３の中から溶融した金属を流出させるルツボ把持手段回転機構２と、ルツボの中から溶融した金属を掻き出す掻き出し手段６と、を備えた自動ルツボ清掃機構１０と、それらの各手段および機構を真空蒸着装置２０の中で移動する移動手段１２と、を備えている（図３（ａ）参照）。
【００２２】
掻き出し手段６は、ルツボの中から溶融した金属を掻き出す掻き出し部５と、掻き出し
部５に連接しルツボの深さ方向と平行および直交する方向に駆動可能な掻き出し部駆動手段１と、を備えている。
【００２３】
この掻き出し部５を掻き出し部駆動手段１によって、ルツボ３の中にある溶融した金属をルツボ３から掻き出し、排出する。掻き出し部駆動手段１は、図示していない駆動手段に連接されており、ルツボ３の深さ方向と平行な方向および直交する方向に駆動可能である。このことにより、ルツボ３を図１（ｂ）のように溶融した金属がルツボ３から流れ出すような角度に傾けた状態で、掻き出し部駆動手段１に連接した掻き出し部５によって、溶融した金属を掻き出すことができる。
【００２４】
また、以上の動作は予め設定した動作プログラムに従って掻き出し手段駆動部１を駆動することにより、一定の時間で掻き出し動作を自動的に完了させることが可能である。そのため、ルツボ３の加熱を止めた時点から、ルツボ３の中の溶融した金属を掻き出す作業が完了するまでの時間を一定に設定する事が可能である。このようにすることで、ルツボ３の中の溶融した金属の温度をある温度以上にした状態で、掻き出し作業を完了させることが可能となる。
【００２５】
＜自動ルツボ清掃装置の運用方法＞
次に、本発明の自動ルツボ清掃装置の運用方法について、図３を用いて説明する。
本発明の自動ルツボ清掃装置３０の運用方法は、移動手段１２が、自動ルツボ清掃機構１０を、ルツボ３を把持可能な位置に配置する工程と、ルツボ把持手段が、ルツボ３を把持する工程と、ルツボ把持手段回転機構が回転してから停止することにより、ルツボ３をルツボ内の溶融した金属が流れ出る角度に傾けた状態に保持する工程と、掻き出し手段が、ルツボ内の溶融した金属を掻き出す工程と、移動手段１２がルツボ３を元の位置に配置する工程と、移動手段１２が自動ルツボ清掃機構１０を金属が蒸着されない位置に配置する工程と、を備えている。
【００２６】
図３（ａ）は、真空蒸着装置２０が蒸着を実施中の状態を例示した説明図である。巻き出しロール９から巻き出されたフィルム１４が成膜ロール１３を通る時に、ルツボ３から蒸発した金属（アルミニウム、亜鉛、錫、など）の薄膜がフィルム１４上に形成された後、巻き取りロール８に巻き取られる。
【００２７】
上記の様にして１本のロールの蒸着が完了すると、次の巻き出しロール９を真空蒸着装置２０に装着して、次の蒸着を開始する。
このような作業を繰り返して、蒸着が終了した場合、金属材料がルツボ３の中に残留した状態でルツボ３の加熱を止めると、金属材料の固化により、ルツボ３が割れてしまうため、ルツボ３から、溶融した金属を排出する。
【００２８】
図３（ｂ）は、ルツボ３から溶融した金属を排出するため、まず、自動ルツボ清掃機構１０を、自動ルツボ清掃機構１０を移動させる移動手段１２により、図３（ａ）に示した位置から、図３（ｂ）に示したルツボ３を把持できる位置に、移動させた状態を示している。
【００２９】
自動ルツボ清掃機構１０を移動させる移動手段１２としては、特に限定する必要は無く、従来の移動手段を好適に使用することができる。例えば、ある位置から、ある位置までは、レールやガイドに沿って自動ルツボ清掃機構１０を移動させる機構であっても良い。またロボットアームによって、移動させる機構であっても良い。それらを組み合わせた機構を使用することもできる。
【００３０】
図３（ｃ）は、自動ルツボ清掃機構１０を、ルツボ３を把持できる位置まで移動させた
後、自動ルツボ清掃機構１０に備えられているルツボ把持手段４により、ルツボ３を把持する。次に、図１（ｂ）にも例示したように、ルツボ把持手段回転機構２を回転させ、ルツボ３の中の溶融した金属が自重によって流れ出る角度に傾ける。
このことにより、ルツボ３の中の溶融した金属が流れ出る。
【００３１】
更に、自動ルツボ清掃機構１０に備えられている掻き出し手段６（図２参照）の掻き出し部５を、掻き出し部駆動手段１を駆動することによって、ルツボ３の深さ方向に挿入する。
次に、掻き出し部駆動手段１によって、掻き出し部５をルツボ３の深さ方向と直交する方向に、ルツボ３の内壁面に当接させるように移動させる。
次に、掻き出し部駆動手段１により、掻き出し部５をルツボ３の開口側に戻る方向に移動させることによって、ルツボの中の溶融した金属を掻き出す。以上の様にして、ルツボ３中に残留していた溶融した金属の排出を実施することが可能である。掻き出し部５をルツボ３の内壁面の全周に亘って掻き出しても良いし、重力により傾けたルツボ３の低い内壁面側に溜まった溶融した金属を掻き出す動作としても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・掻き出し手段駆動部
２・・・ルツボ把持手段回転機構
３・・・ルツボ
４・・・ルツボ把持手段
５・・・掻き出し部
６・・・掻き出し手段
７・・・真空ポンプ
８・・・巻き取りロール
９・・・巻き出しロール
１０・・・自動ルツボ清掃機構
１１・・・真空チャンバー
１２・・・移動手段
１３・・・成膜ロール
１４・・・フィルム
２０・・・真空蒸着装置
３０・・・自動ルツボ清掃装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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