JP2567843B2 - ハイブリツドイオンプレ−テイング方法とその装置 - Google Patents
ハイブリツドイオンプレ−テイング方法とその装置Info
- Publication number
- JP2567843B2 JP2567843B2 JP61129453A JP12945386A JP2567843B2 JP 2567843 B2 JP2567843 B2 JP 2567843B2 JP 61129453 A JP61129453 A JP 61129453A JP 12945386 A JP12945386 A JP 12945386A JP 2567843 B2 JP2567843 B2 JP 2567843B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- high frequency
- ion plating
- vacuum chamber
- evaporation source
- thin film
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、ハイブリッドイオンプレーティング方法
に関するものである。さらに詳しくは、ホロカソードブ
ラズマ法と高周波励起プラズマ法とを複合化した、効率
的で、かつ、安定性に優れたプラズマ状態を作り、優れ
た品質の薄膜を形成することを可能としたハイブリッド
イオンプレーティング方法に関するものである。
に関するものである。さらに詳しくは、ホロカソードブ
ラズマ法と高周波励起プラズマ法とを複合化した、効率
的で、かつ、安定性に優れたプラズマ状態を作り、優れ
た品質の薄膜を形成することを可能としたハイブリッド
イオンプレーティング方法に関するものである。
（背景技術） プラスチック、金属、セラミックス等の様々の形状の
物品の表面に、金属、無機物、カーボン、あるいは有機
ポリマーやセラミックスなどの薄膜（蒸着膜）を形成し
たものは、導電性フィルム、絶縁膜、表示素子、光学フ
ィルム、電子デバイス、保護膜、装飾などの多様な用途
分野への応用が期待されているもので、すでに実用化さ
れているものも少くない。
物品の表面に、金属、無機物、カーボン、あるいは有機
ポリマーやセラミックスなどの薄膜（蒸着膜）を形成し
たものは、導電性フィルム、絶縁膜、表示素子、光学フ
ィルム、電子デバイス、保護膜、装飾などの多様な用途
分野への応用が期待されているもので、すでに実用化さ
れているものも少くない。
このような薄膜を形成するための方法、装置として
は、真空蒸着装置内に置いた蒸発源から蒸発粒子をグロ
ー放電によってイオン化して行うものが知られている。
イオンプレーティングと呼ばれている技術である。
は、真空蒸着装置内に置いた蒸発源から蒸発粒子をグロ
ー放電によってイオン化して行うものが知られている。
イオンプレーティングと呼ばれている技術である。
イオンプレーティングについては、ホロカソード型の
ものと、高周波励起型のものとがあることも知られてい
る。
ものと、高周波励起型のものとがあることも知られてい
る。
これらのイオンプレーティング法は薄膜形成技術とし
て優れたものではあるが、生産効率と薄膜の性能の両面
において優れた技術、装置としては依然として多くの問
題が未解決の現状にある。
て優れたものではあるが、生産効率と薄膜の性能の両面
において優れた技術、装置としては依然として多くの問
題が未解決の現状にある。
すなわち、ホロカソードの場合には、カソード部等の
装置の汚れ、損傷が避けられず、熱的安定性に欠け、薄
膜の性能の均一性を確実なものとすることが難しいとい
う問題がある。このため、優れた品質の薄膜を、連続的
な処理として実現することは困難であった。
装置の汚れ、損傷が避けられず、熱的安定性に欠け、薄
膜の性能の均一性を確実なものとすることが難しいとい
う問題がある。このため、優れた品質の薄膜を、連続的
な処理として実現することは困難であった。
また、高周波励起型のイオンプレーティングの場合に
は、優れた品質の薄膜を安定して得るためには極めて有
効であるものの、その薄膜を効率的に製造するための生
産性の点では若干の問題があった。
は、優れた品質の薄膜を安定して得るためには極めて有
効であるものの、その薄膜を効率的に製造するための生
産性の点では若干の問題があった。
（発明の目的） この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので
あって、優れた品質の薄膜を効率的に形成するための新
しいタイプのイオンプレーティングの方法を提供するこ
とを目的としている。
あって、優れた品質の薄膜を効率的に形成するための新
しいタイプのイオンプレーティングの方法を提供するこ
とを目的としている。
（発明の構成） この発明は、真空室と；この真空室の排気系と；真空
室へのガス導入系と；真空室内に配置した薄膜形成材料
の蒸発源と、必要に応じて設ける抵抗加熱または高周波
誘導加熱による蒸発源物質の蒸発手段と、蒸発源に対向
するホロカソードプラズマガンと、被処理物と蒸発源物
質との間に設けた高周波励起手段と、被処理物の保持手
段とを備えた装置を用いて、蒸発粒子のイオン化励起に
より被処理物表面に薄膜を形成するイオンプレーティン
グ方法であって、前記ホロカソードプラズマガンによる
プラズマによって蒸発源物質の蒸発と蒸発粒子のイオン
化を行うとともに、蒸発粒子を前記高周波励起手段によ
る高周波電界によってイオン化励起することを特徴とす
るハイブリッドイオンプレーティング方法を提供する。
室へのガス導入系と；真空室内に配置した薄膜形成材料
の蒸発源と、必要に応じて設ける抵抗加熱または高周波
誘導加熱による蒸発源物質の蒸発手段と、蒸発源に対向
するホロカソードプラズマガンと、被処理物と蒸発源物
質との間に設けた高周波励起手段と、被処理物の保持手
段とを備えた装置を用いて、蒸発粒子のイオン化励起に
より被処理物表面に薄膜を形成するイオンプレーティン
グ方法であって、前記ホロカソードプラズマガンによる
プラズマによって蒸発源物質の蒸発と蒸発粒子のイオン
化を行うとともに、蒸発粒子を前記高周波励起手段によ
る高周波電界によってイオン化励起することを特徴とす
るハイブリッドイオンプレーティング方法を提供する。
そしてまた、この発明は、上記の方法において、ガス
導入系より導入した反応性ガスを蒸発粒子とともに高周
波電界によりイオン化励起することや、真空室内には、
被処理物の保持手段とともに移動手段を備えること等を
その態様として提供する。
導入系より導入した反応性ガスを蒸発粒子とともに高周
波電界によりイオン化励起することや、真空室内には、
被処理物の保持手段とともに移動手段を備えること等を
その態様として提供する。
もちろん、個々の技術的手段としてはホロカソード法
によるイオンプレーティングも高周波励起によるイオン
プレーティングもこれまでに知られている公知のもので
ある。
によるイオンプレーティングも高周波励起によるイオン
プレーティングもこれまでに知られている公知のもので
ある。
しかしながら、このホロカソード法と高周波励起法と
は、本質的に別異なものとして、プラズマの生成そのも
のにおいて、プラズマの生成条件において、さらには生
成される薄膜の品質とその制御において異質なものであ
り、直流グロー放電によるホロカソードプラズマ法と高
周波励起プラズマ法とは、むしろ常識的に併用ハイブリ
ッド化することが全く考えられなかったものである。
は、本質的に別異なものとして、プラズマの生成そのも
のにおいて、プラズマの生成条件において、さらには生
成される薄膜の品質とその制御において異質なものであ
り、直流グロー放電によるホロカソードプラズマ法と高
周波励起プラズマ法とは、むしろ常識的に併用ハイブリ
ッド化することが全く考えられなかったものである。
この発明は、このような先験性とでも言うべき通念を
打破し、ホロカソード法と高周波励起法とのハイブリッ
ド化が予想に反して極めて優れた作用効果を実現するこ
とを見出して完成されたものである。直流イオンプレー
ティングのうちのホロカソード法のみが、上記ハイブリ
ッド化に有効であって、このことが、これまでにない作
用効果を実現するのである。
打破し、ホロカソード法と高周波励起法とのハイブリッ
ド化が予想に反して極めて優れた作用効果を実現するこ
とを見出して完成されたものである。直流イオンプレー
ティングのうちのホロカソード法のみが、上記ハイブリ
ッド化に有効であって、このことが、これまでにない作
用効果を実現するのである。
以下、添附した図面に沿って、この発明の方法を説明
する。
する。
図は、この発明の一例を示したものであって、この具
体例にこの発明の方法が限定されるものでないことはい
うまでもない。
体例にこの発明の方法が限定されるものでないことはい
うまでもない。
第１図に例示したこの発明の方法のための装置では、
真空室（１）は、ベルジャ（２）によって気密に保たれ
ている。真空室（１）は真空ポンプによって排気する。
ベルジャ（２）には、真空排気口（３）とともに、導入
ガス導入口（４）を設ける。また、ベルジャ（２）の内
部には、蒸発原料物質のハース（５）、ホロカソードプ
ラズマガン（６）および高周波励起手段（７）とを設け
る。被処理物（８）は、保持手段（９）によって支持す
る。
真空室（１）は、ベルジャ（２）によって気密に保たれ
ている。真空室（１）は真空ポンプによって排気する。
ベルジャ（２）には、真空排気口（３）とともに、導入
ガス導入口（４）を設ける。また、ベルジャ（２）の内
部には、蒸発原料物質のハース（５）、ホロカソードプ
ラズマガン（６）および高周波励起手段（７）とを設け
る。被処理物（８）は、保持手段（９）によって支持す
る。
ホロカソードプラズマガンには、DC20〜100V、100〜
1,000A、また高周波による励起は、400KHz〜100MHz程度
の条件を採用することが好ましい。被処理物基板には、
DC30〜100Vの直流電圧を印加することもできる。
1,000A、また高周波による励起は、400KHz〜100MHz程度
の条件を採用することが好ましい。被処理物基板には、
DC30〜100Vの直流電圧を印加することもできる。
真空室の圧力は、これまでの知識ではホロカソード法
にとっては好ましくなく、ホロカソード直流グロー放電
プラズマの生成が困難になると考えられていた圧力範囲
（10-3Torr以上）よりもさらに低圧の10-4〜10-5Torrの
高真空条件とする。
にとっては好ましくなく、ホロカソード直流グロー放電
プラズマの生成が困難になると考えられていた圧力範囲
（10-3Torr以上）よりもさらに低圧の10-4〜10-5Torrの
高真空条件とする。
この高真空域において、ホロカソードと高周波励起と
のハイブリッド化がはじめて可能となる。
のハイブリッド化がはじめて可能となる。
高周波励起については、Ｌ結合、Ｃ結合のいずれのも
のでもよく、さらにはたとえば、第２図に示したような
被処理物の連続的移動手段を設けるなどして、ベルジャ
の構造を適宜に変更することができる。なお、第２図に
おいては、第１図と同等部分には同一の符号を付してい
る。
のでもよく、さらにはたとえば、第２図に示したような
被処理物の連続的移動手段を設けるなどして、ベルジャ
の構造を適宜に変更することができる。なお、第２図に
おいては、第１図と同等部分には同一の符号を付してい
る。
導入ガスには、アルゴン、ヘリウム、水素、酸素、窒
素、有機モノマーなどの不活性、あるいは反応性のガス
の適宜なものを用いることができる。
素、有機モノマーなどの不活性、あるいは反応性のガス
の適宜なものを用いることができる。
このハイブリッドイオンプレーティングにおいては、
通常のホロカソード法では蒸発粒子のイオン化率が高い
といわれているが、高周波励起を複合化することによっ
て、プラズマ密度がさらに高くなり、イオン化率がさら
に大きくなる。
通常のホロカソード法では蒸発粒子のイオン化率が高い
といわれているが、高周波励起を複合化することによっ
て、プラズマ密度がさらに高くなり、イオン化率がさら
に大きくなる。
いま高周波励起によって、より低圧条件で、かつ安定
に放電を維持することもできるので、薄膜の品質は著し
く向上し、均一性も増大する。ホロカソード法の特長で
ある効率性も充分に生かすことができる。
に放電を維持することもできるので、薄膜の品質は著し
く向上し、均一性も増大する。ホロカソード法の特長で
ある効率性も充分に生かすことができる。
たとえば、表１に例示したように、各種の薄膜生成に
おいて、この発明の方法は、従来のホロカソード法では
実現できなかったグロー放電の安定化による連続的な薄
膜形成を10倍以上の長時間可能とし、薄膜の付着強度、
その品質の均一性を大きく向上させることがわかる。
おいて、この発明の方法は、従来のホロカソード法では
実現できなかったグロー放電の安定化による連続的な薄
膜形成を10倍以上の長時間可能とし、薄膜の付着強度、
その品質の均一性を大きく向上させることがわかる。
また、高周波励起のみによる方法に比べて薄膜生成の
効率が向上することもわかる。
効率が向上することもわかる。
（発明の効果） この発明のハイブリッドイオンプレーティングによっ
て、ホロカソードプラズマ法および高周波励起プラズマ
法の各々の方法によっては実現することのできなかっ
た、イオンプレーティング反応の効率性、プラズマの安
定性、生成する薄膜の物性の均一性と、その品質の向上
などの優れた効果が得られる。
て、ホロカソードプラズマ法および高周波励起プラズマ
法の各々の方法によっては実現することのできなかっ
た、イオンプレーティング反応の効率性、プラズマの安
定性、生成する薄膜の物性の均一性と、その品質の向上
などの優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は、この発明の方法と装置の例を示
したものである。 図中の番号は次のものを示している。 １……真空室 ２……ベルジャ ５……ハース ６……ホロカソードプラズマガン ７……高周波励起手段
したものである。 図中の番号は次のものを示している。 １……真空室 ２……ベルジャ ５……ハース ６……ホロカソードプラズマガン ７……高周波励起手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 洋一 東京都新宿区下落合３丁目17番44 ドム ス目白304 (56)参考文献 特開 昭55−100975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−42771（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−99670（ＪＰ，Ａ) 麻蒔立男「薄膜作成の基礎」（昭52− １−30）日刊工業新聞社Ｐ．119−122
Claims (3)
- 【請求項１】真空室と；この真空室の排気系と；真空室
へのガス導入系と；真空室内に配置した薄膜形成材料の
蒸発源と、必要に応じて設ける抵抗加熱または高周波誘
導加熱による蒸発源物質の蒸発手段と、蒸発源に対向す
るホロカソードプラズマガンと、被処理物と蒸発源物質
との間に設けた高周波励起手段と、被処理物の保持手段
とを備えた装置を用いて、蒸発粒子のイオン化励起によ
り被処理物表面に薄膜を形成するイオンプレーティング
方法であって、前記ホロカソードプラズマガンによるプ
ラズマによって蒸発源物質の蒸発と蒸発粒子のイオン化
を行うとともに、蒸発粒子を前記高周波励起手段による
高周波電界によってイオン化励起することを特徴とする
ハイブリッドイオンプレーティング方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、ガス導入系より導入した反応性ガスを蒸発粒子とと
もに高周波電界によりイオン化励起することを特徴とす
るハイブリッドイオンプレーティング方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
方法において、真空室内には被処理物の保持手段ととも
にその移動手段を備えていることを特徴とするハイブリ
ッドイオンプレーティング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61129453A JP2567843B2 (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | ハイブリツドイオンプレ−テイング方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61129453A JP2567843B2 (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | ハイブリツドイオンプレ−テイング方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62287066A JPS62287066A (ja) | 1987-12-12 |
| JP2567843B2 true JP2567843B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=15009857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61129453A Expired - Lifetime JP2567843B2 (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | ハイブリツドイオンプレ−テイング方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2567843B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2593198B2 (ja) * | 1988-03-26 | 1997-03-26 | 川崎製鉄株式会社 | 一方向性珪素鋼板の磁気特性向上方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55100975A (en) * | 1979-01-23 | 1980-08-01 | Citizen Watch Co Ltd | Hcd type ion plating device |
| JPS5842771A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | イオンプレ−テイング装置 |
| JPS6199670A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | Jeol Ltd | イオンプレ−テイング装置 |
-
1986
- 1986-06-04 JP JP61129453A patent/JP2567843B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 麻蒔立男「薄膜作成の基礎」（昭５２−１−３０）日刊工業新聞社Ｐ．１１９−１２２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62287066A (ja) | 1987-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
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