JPS63312968A

JPS63312968A - 溶解蒸発装置

Info

Publication number: JPS63312968A
Application number: JP14840087A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ono; 正博小野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-06-15
Filing date: 1987-06-15
Publication date: 1988-12-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は金属等の溶解・蒸発装置に係り、特に溶解容器
内に保持された被溶解・蒸発材料の液面レベルの監視を
容易に行うことができる溶解蒸発装置に関する。

［従来の技術］例えば金属等の蒸着装置などに用いられる金属等の溶解
・蒸発装置においては、容器等に保持された被溶解・蒸
発材料の液面位置の変動は発生蒸気の空間分布の変動を
引き起し、発生蒸気の利用に影響を与える。従って、被
溶解・蒸発材料の液面位置を監視し一定に制御する必要
がある。しかし、被溶解・蒸発材料は容器内で高温に保
持されており、特に蒸気の発生する液面は数千度に達し
ているため、従来液面位置の適切な監視方法がなかった
。接触式の監視方法では温度的に接触部が溶解する可能
性が高い。

また、非接触式の監視方法では、光、音波等の発生部、
受光・受信部が液面からの高熱発生蒸気にさらされるた
め装置の保守、管理が困難となる。

上記の問題を解決する手段として、第２図に示すような
特開昭５３−３０４３２に記載の方法がある。この方法
は、被溶解・蒸発材料７を保持する溶解客器４を囲む真
空容器１の外部に、該被溶解・蒸発材料を供給するため
の供給管１１を設置し、供給管１１を溶解容器４に連絡
させ、供給管１１内の上記材料をヒータ６で溶解状態に
保ち、供給管１１に不活性ガス１２を導入する。溶解容
器４内の液面レベルは供給管１１に導入される不活性ガ
ス１２の圧力を変えることにより制御される。供給管１
１内の液面のレベルはレベル検出装置１３によって検出
され、これによって、溶解容器４内の液面を間接的に監
視することができる。

［発明が解決しようとする問題点］上記の従来技術においては、溶解容器４内の液面のレベ
ルと供給管１１内の液面レベルとの関係は真空容器１内
の圧力と供給管１１内の圧力との差に依存するので、後
者の液面レベルの検出によって前者の液面レベルを知る
には、上記圧力差を測定する必要があるという面倒な問
題があり、また圧力は温度により変化するので温度変化
のしよう乱により圧力が変化することに対し配慮する必
要がある。また真空容器外の部分の材料を溶融状態に保
つためのヒータ６が酸化する等の問題がある。

本発明の目的は、上記の問題なしに、溶解容器内の被溶
解蒸発材料の液面レベルを監視できるようにした溶解蒸
発装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明の溶解蒸発装置は、被溶解蒸発材料を溶融状態に
保持する主容器と、該主容器へ上記材料を供給するため
の予備溶解容器と、上記主容器および予備溶解容器の底
部に接続された連通管と、上記予備溶解容器および連通
管内の上記材料を溶融状態に保つためのヒータと、を同
一真空容器内に設け、上記予備溶解容器内の上記材料の
液面レベルを監視することにより上記主容器内の上記材
料の液面レベルを監視するようにしたことを特徴とする
ものである。

［作用］被溶解蒸発材料を溶解、蒸発させるための前記主容器お
よびこの主容器へ溶融状態の該材料を供給するための前
記予備溶解容器の底部を前記連通管によって接続し、同
一真空チェンバー内に設置することにより主容器と予備
溶解容器内の材料の液面レベルはほぼ同一となる。これ
を数式によって示すと次のようになる。

ｇρ（ＴＩ）ｈｌ”Ｐ＋−ｇρ（ｒ２）ｈｚ÷Ｐ２・・
・・・・（１）ただし、ｇ：重力加速度 ρ（Ｔ）：温度Ｔの時の液体の密度ｈ：液面の高さＰ：雰囲気の圧力であり、添字１．２はそれぞれ主容器、予備溶解容器に
対応している。

上述したように、主容器と予備溶解容器を同一真空容器
内に設置することによりＰ、＝Ｐ、　　　　　　・・・・・・（２）となる。従
って（１）式はｇρ（ｙ＋）ｈｌ−ｇ゛ρ（ｒ２）ｈｌ　　　・・・・
・・　（３）となる。

従って、ρ（ＴＩ）・ρ（Ｔ２）であれば物理的現象と
して必然的にｈｌ　−ｈｌとなり、主容器及び予備溶解
容器内の液面は同一となる。液体の密度は温度によりて
大きくは変わらず高々数％程度変化するだけであり、従
フて温度差を考慮してもｈ１警ｈ２となる。

従って、予備溶解容器内の液面レベルを監視することに
より、主容器内の液面レベルを圧力の影習なしに、監視
することができる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図に示すように、排気系２によって真空に保たれた
真空容器１内に、蒸着用金属材料７を溶解・蒸発状態に
保持する主客器４と、この主客器４へ供給する金属材料
をあらかじめ溶解しておくための予備溶解容器５とを設
置し、この２つの容器の底部を連通バイブ８により接続
しである。予備溶解容器５および連通バイブ８にはヒー
タ６が設けである。主客器４内の金属材料７は蒸発させ
る必要があるため例えば高エネルギ密度、高出力の電子
銃１０の電子ビーム３によって加熱され、主客器４内の
金属材料の液面及び液面近傍の温度はかなり高温となる
。

これに対して、予備溶解容器５内の金属材料は溶解させ
ておくだけで蒸発させる必要はないので、ヒータ６によ
って予備溶解容器５および連通管８内の金属材料はその
材料の融点以上に保持される。したがって、主容器内の
材料の液面温度よりも予備溶解容器内の材料の液面温度
は低く保たれている。

主客器４と予備溶解容器５とが同一真空容器１内におい
て連通バイブ８で連絡されているので、同容器４．５内
の溶融金属材料の液面レベルは同じになる。（尤も、主
客器４内の金属材料の温度と予備溶解容器５内の金属材
料の温度とは前記のように差があるので、液面レベルに
も該温度差に応じた若干の差があるが、それは任かであ
り、液面レベルはほぼ同じになる。）従って、予備溶解
容器５内に挿入した熱電対９の温度変化から、予備溶解
容器５内の、従って主客器４内の液面レベルを検知する
ことができる。この場合、前述のように、予備溶解容器
５内の材料の温度は主容器内のそれよりも低く保たれて
いるので、熱電対９の損傷の恐れはない。また、ヒータ
６は真空容器１内にあるので酸化の恐れはない。

［発明の効果］本発明によれば、連通管で連絡された主容器および予備
溶解容器が同一真空容器内にあるので、両容器内の溶融
材料の液面レベルは同じになり、圧力差の問題なしに、
予備溶解容器内の液面レベルを監視することにより主容
器内の液面レベルを容易に監視することができる。また
予備溶解容器および連通管内の材料を溶融状態に保つた
めのヒータは真空容器内にあるため酸化の恐れがない。

また、主容器内の材料の温度に比べて予備溶解容器内の
材料の温度を低く保つことによって、予備溶解容器内の
液面レベルを検出する検出器の損傷や保守・管理の問題
を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である溶解蒸発装置の断面図
、第２図は公知例の溶解蒸発装置の断面図である。１・・・真空容器　　　　２・・・排気系３・・・電子
ビーム４・・・溶解・蒸発用の主容器５・・・予備溶解容器　　６・・・ヒータ７・・・被溶
解・蒸発材料８・・・連通バイブ　　　９・・・熱電対１０・・・電
子銃　　　　１１・・・供給管１２・・・不活性ガス　
　１３・・・レベル検出装置第１図１−真空容器４−主容器５−子漏り容Ｎｇ４６−ヒルター７−８器内の材爬

Claims

【特許請求の範囲】

被溶解蒸発材料を溶融状態に保持する主容器と、該主容
器へ上記材料を供給するための予備溶解容器と、上記主
容器および予備溶解容器の底部に接続された連通管と、
上記予備溶解容器および連通管内の上記材料を溶融状態
に保つためのヒータと、を同一真空容器内に設け、上記
予備溶解容器内の上記材料の液面レベルを監視すること
により上記主容器内の上記材料の液面レベルを監視する
ようにしたことを特徴とする溶解蒸発装置。