DE1279425B - Vorrichtung zum lonenbeschuss und zur Vakuumbedampfung von Oberflaechen - Google Patents

Vorrichtung zum lonenbeschuss und zur Vakuumbedampfung von Oberflaechen

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DE1279425B DEG42767A DEG0042767A DE1279425B DE 1279425 B DE1279425 B DE 1279425B DE G42767 A DEG42767 A DE G42767A DE G0042767 A DEG0042767 A DE G0042767A DE 1279425 B DE1279425 B DE 1279425B
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Description

3 4 "
In der Zeichnung, auf die sich die folgende Be- 22 mit einem neutralen Gas (z B. Argon) zu speisen
Schreibung bezlent. ist ein Ausführunesblispiel des kann eine Röhre sich von der ,onenbeschußpistole 22
Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, das zu einem Dosienenm 3ö erstrecken welches, mt
einen L^fsstfmitt durch eine Vakuumkammer mit nachstehend erläutert werden wiro, in der Wexse em-
einer eingebauten, erfinduagsgemäßen lonenbeschuß- 5 gestellt ist, daß die IonenDeschußpistole 22 unter dem
pistole zeict & - zur Herstelluns einer Gluhentiadung zwischen der
Ίη der Zeichnung, die eine erfindungsgemäße Aus- Anode 34 und der Kathode 26 «forderlichen Druck fübrungrfonn darstellt, bezeichnet die Ziffer 10 eine sieht. Das entgegengesetzte Ende aes Dosierend s Vakuumkammer, die aus einer zweckentsprechenden 36 ist mit einer Quelle verbunden, die das neutrale Glasglocke oder, wie die Zeichnung wiedergibt, aas io Gas liefert. ^
gläsernen- miteinander verbundenen T-Stücken be- Voa der Bedampfung wu-d eine Unterlage 18 abstehen kann, die einen Innendurchmesser von etwa «ewaschen. damit überschüssige Verunreinigungen 15 cm und eine Gesamtlänge von etwa 46 cm besit- entfernt werden, und dann in der ν a|cuumkammer 10 zen. Eine Öffnung der Vakuumkammer 10 kann an dem Stab 14 befestigt. Danach wird die Vakuumdurch eine Endplatte 12 abeedichtet sein, durch die i5 pumpe 32 in Betrieb gesetzt und die Vakuumkammer ein Stab 14 zur Anbringung der Unterlage führt, 10 auf einen verhältnismäßig niedrigen Druck evakuwelcher aus einem elektrisch leitenden Material, z. B. iert. der für die Verfahrensbedingungen beim Aufaus Aluminium, besteht. Da die Endplatte 12 durch tragen unter Vakuum geeignet isi. Der Druck liest die gläserne Vakuumkammer 10 gegenüber den an- bei 10-« mm Hg oder weniger. Nachdem das entderen Bestandteilen der Vorrichtung elektrisch iso- ao sprechende Vakuum in der Kammer 10 erreicht ist. liert, ist es erforderlich, daß der Stab 14 gegen die wird ein Potential von annähernd f 500 bis + 1000 V Endplatte 12 isoliert wird. Während des Verfahrens durch einen Strombegrenzungswiderstand 43 einer werden die Innenwände der Vakuumkammer 10 über- Abzweigung 38 der Anode zugeführt. Der Abzweizogen und können verursachen, daß die Endplatte 12 gung 40 der Kathode wird ein Nullpotential und ein eine elektrische Leitfähigkeit zu anderen Bestand- a? Potential von annähernd -4000V der Abzweigung teilen der Vorrichtung entwickelt. Aus diesem Grund 42 zugeführt. Während die Vakuumpumpe 32 arbeisollte der Stab 14 durch einen geeigneten Isolator 16 tet, wird die lonenbeschußpistole 22 auf den der gegen die Endplatte 12 isoliert werden. Die Unter- Ionisation entsprechenden Druck gebracht, was mit lage 18 wird auf dem Stab 14 in der Kammer 10 be- Hilfe des Dosierventils 36 geschieht, welches leicht festigt. 30 geöffnet ist, so daß ein neutrales Gas in die Ionen-
An der gegenüberliegenden Öffnung und Dichtung beschußpistole 22 eintreten kann,
am Ende der Kammer 10 ist eine andere Endplatte Die Einführung eines neutralen Gases erhöht den
20 vorgesehen, in welche eine lonenbescliiußpistole Druck in der lonenbeschußpistole. Da aber die Va-
22 eingebaut ist, außerdem ein Paar elektrisch isolier- kuumpumpe 32 in Betrieb ist und die Austrittsöff-
ter Leiter, die den elektrischen Strom für ein Heiz- 35 nung in der Kathode 26 den Gasstiom einschränkt,
element 24 liefern und noch ein dritter elektrisch der die Vakuumkammer 10 erreicht, kann die Kam-
isolterier Leiter, der mit einer Kathode 26 der Ionen- mer 10 leicht auf dem zweckentsprechenden niedri-
beschußpistole 22 verbunden ist. gen Druck gehalten werden. Um eine Glühentladung
Die dritte öffnung der Vakuumkammer 10 wird zwischen der Anode 34 und der Kathode 26 der
mit einer Endplatte 28 abgedeckt und abgedichtet, 40 lonenpistole 22 herbeizuführen, muß der Druck in
durch die sich eine Leitung 30 erstreckt, welche mit der lonenpistole verhältnismäßig hoch sein und aii-
einer Vakuumpumpe 32 verbunden ist. nähernd 10~3 bis ΙΟ"2 mm Hg betragen. Falls ge-
Wie bereits erläutert wurde, reicht die Ionen- wünscht, kann dieser Dreck in der Ionenbeschuß-
beschußpistole 22 durch die Endplatte 20, so daß pistole 22 durch Verbindung einer Druckregelvor-
däe Kathode 26 in der Vakuumkammer 10 liegt. Die 45 richtung mit der Innenkammer oder der Öffnung der
lonenbeschußpistole 22 kann aus jedem beliebigen, lonenbeschußpistole 22 bestimmt werden oder kann
elektrisch isolierenden Material, z. B. aus einer Glas- noch einfacher durch eine Verstärkung des Gasstro-
röhre, bestehen und muß hinreichend stark sein, da- mes erreicht werden, zu welchem Zweck das Dosxer-
mit sie niedrigen Drücken wiedeistehen kann. Das ventil 36 weiter geöffnet wird, bis ein Anodenstrom
Ende der Ionenbeschußpistole innerhalb der Vakuum- so auf einem Milliamperemeter 37 abgelesen wird, das
kammer 10 wird mit einer elektrisch leitenden, me- zwischen der Anode 34 und deren Kraftquelle ein-
tallischen Kappe oder der Kathodenelektrode 26 ab- geschaltet ist. Wird ein Anodenstrom festgestellt, so
gedeckt, welche ein kleines Loch oder eine Austritts- ist dieser das Anzeichen dafür, daß die Ionisation in
öffnung besitzt, deren Durchmesser durch die Ka- der Ionenbeschußpisiole eingesetzt hat und zwischen
pazität der Vakuumpumpe, den in der Kammer ge- 55 der Anode 34 und der Kathode 26 ein ständiger
wünschten Druck und den lonenfluß bestimmt wird. Strom fließt. Einige der positiven Ionen, die in der
Technisch kommt ein Durchmesser von annähernd Pistole gebildet werden, entweichen durch die Aus-
0,5 mm in Frage. Eine anodische Elektrode 34 er- trittsöfmung in der Kathode 26 und werden durch das
streckt sich durch diese mittig angebrachte öffnung hohe negative Potential, das dem Stab 14 zugeführt
der lonenbeschußpistole mit einem Abstand von etwa 60 wird, in Richtung auf die Unterlage 18, die als Ziel-
6 mm von der Kathode. Die Anode kann; ein Stab scheibe dient, beschleunigt. Gewöhnlich kollidieren
aus einem beliebigen elektrisch leitenden Material diese Ionen gar nicht oder kaum mit den Molekü-
sein. Obwohl entscheidend ist, daß die Anode 34 Jen des neutralen Gases in der Vakuumkammer 10,
elektrisch leitend sein muß, müssen darüber hinaus da ein verhältnismäßig niedriger Druck herrscht, und
die Wärmeausdehriungseigenschaften der Anode be- Sg erreichen folglich eine sehr hohe Geschwindigkeit,
rücksichtigt werden, da sich diese durch die Umhül- Wenn diese Ionen die Oberfläche der Unterlage 18
lung der lonenbeschußpistole 22 erstreckt und mit streifen oder auf diese auftreffen, dann wird ihre
ihr dicht verbunden ist. Um die Ionenbeschußpistole Energie und Bewegungsgröße auf die Atome oder
Moleküle an der Oberfläche der Unterlage übertragen, wodurch diese von der Oberfläche abgestoßen oder zerstäubt werden. Die Oberfläche der Unterlage 18 wird auf diese Weise von jedem verunreinigenden Film beireit.
Obwohl die Unterlage 18 durch das Bombardement mit Ionen aus der Ionenbeschußpistols 22 gereinigt wird, kann der Heizkörper 24 angestellt werden, so daß so viel Wärme erzeugt wird, daß eine geringe Menge des Überzugsstoffes verdampft wird, welcher unmittelbar aus dem Heizkörper 24 stammt oder in sehr enger Berührung mit diesem steht. Wenn der (joerzugsstoff zum Sieden und Verdampfen gebracht wurde, kann das Druckventil 36 geschlossen werden und sämtliche Spaniiungspotentiale von den entsprechenden Abzweigungen getrennt werden. Der Metalldampf, welcher durch Sieden des überzugsstoffes erzeugt wurde, wird dann gleichmäßig auf die Oberfläche der Unterlage 18 niedergeschlagen.
Man hat herausgefunden, daß festhaftende Filme so aus Aluminium auf mikroskopische Objektträger, die nicht vorher chemisch gereinigt worden waren, durch Bombardieren mit Ionen gereinigt und innerhalb von einer Gesaratzeit von 4 Minuten mit einem aufgedampften Überzug versehen wurden. Die be- as kannten Verfahren benötigten eine Gesamtdauer von mehreren Stunden.

Claims (5)

Patentansprüche: 30
1. Vorrichtung zum lonenbeschuß und zur Vakuumbedampfung von Oberflächen, mit einer Vakuumkammer, in der sich eine elektrische Heizeinrichtung zur Verdampfung eines Beschichtuugsmaterials befindet, gekennzeichnet durch eine Ionenbeschußpistole (22Λ die mit einer Öffnung für den Ionenaustritt ic die Vakuumkammer (10) versehen iss und unter einem IonisierungMiruck arbeitet, während die Vakuumkammer (10) unter einem Vakuumbedampfungsd; uck sieht, der niedriger ist als der lonisierungsdrack.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenbeschußpistoie (22) mit einer Einrichtung (36) zur Steuerung des in ihr auftretenden Ionisiertingsdruckes versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lonenbeschußpistole (22) mit einer Anode (34) und einer Kathode (26) ausgestattet ist. in der sich die öffnung für den ionenaustritt in die Vakuumkammer (10)" befindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lonenbeschuSpisioie (22) mit der Kathode. (26). durch die eine Endwand (20) in die Vakuumkammer (10) hineinragt, an deren gegenüberliegender Endwand (12) der Körper (18) mit der zu behandelnden Oberfläche angeordnet ist, der negativ aufgeladen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenbeschußpistole (22) ein an eine lonisierungsgasleitung angeschlossenes, rohrförmig« Gehäuse aufweist, das an seinem einen Ende vor der in der Gehäuselängsachse gelagerten Anode (34) durchstoßen und an seinem anderen Ende von der Kathode (26) abgedeckt ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Aasiegeschrift Nr. 1162410;
schweizerische Patentschrift Nr 288438;
französische Patentschrift Nr. 1 294 562.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
80S e 19.'4£B 9.6» t·} BuRilesdnicksrci Berlin
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