JP2647257B2 - セラミックコーティング形成装置 - Google Patents
セラミックコーティング形成装置Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、金属基板にセラミックコーティングを施
す装置に関する。更に具体的には、特に金属部品の表面
にセラミッコーティングを施すのに適している電子ビー
ム物理蒸着装置に関する。
す装置に関する。更に具体的には、特に金属部品の表面
にセラミッコーティングを施すのに適している電子ビー
ム物理蒸着装置に関する。
（従来の技術） セラミックコーティングは、ゴワード（Goward）他の
米国特許第4,248,940号、ストラングマン（Strangman）
の米国特許第4,321,311号、及びデマレイ（Demaray）の
米国特許第4,676,994号に述べられている。好例のセラ
ミックは、マグネシヤ、セリア、もしくはイットリアで
スタビライズされたジルコニアを含んでいる。その他の
型のセラミックコーティングもまた公知であって、例え
ば、Al2O3とMgO、TiNとSi3O4、及びSiCを含んでいる。
前記の特許に述べられているように、セラミックコーテ
ィングは金属コーティング層と複合して使用したり、或
いは基板表面に直接適用することができる。
米国特許第4,248,940号、ストラングマン（Strangman）
の米国特許第4,321,311号、及びデマレイ（Demaray）の
米国特許第4,676,994号に述べられている。好例のセラ
ミックは、マグネシヤ、セリア、もしくはイットリアで
スタビライズされたジルコニアを含んでいる。その他の
型のセラミックコーティングもまた公知であって、例え
ば、Al2O3とMgO、TiNとSi3O4、及びSiCを含んでいる。
前記の特許に述べられているように、セラミックコーテ
ィングは金属コーティング層と複合して使用したり、或
いは基板表面に直接適用することができる。
Gowardによって述べられている装置は、プラズマスプ
レイ技術によってセラミックコーティングを行い、Stra
ngmanとDemarayによって述べられている装置は、電子ビ
ーム物理蒸着技術によってセラミッルコーティングを施
す。
レイ技術によってセラミックコーティングを行い、Stra
ngmanとDemarayによって述べられている装置は、電子ビ
ーム物理蒸着技術によってセラミッルコーティングを施
す。
上記の装置及び技術を用いて施されるサーマルバリア
コーティングは種々の製造工業においてある程度の有用
性を示しているが、種々な用途に対しては更に改良が求
められている。本発明はこれらの必要性を満たすもので
ある。
コーティングは種々の製造工業においてある程度の有用
性を示しているが、種々な用途に対しては更に改良が求
められている。本発明はこれらの必要性を満たすもので
ある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、基板に対してセラミックコーティングを蒸
着するための改良された電子ビーム物理蒸着装置であ
る。該装置は、コーティングチャンバ、チャンバ内でセ
ラミックのコーティングターゲットを支持する装置、及
び電子ビームを発生し更にそのビームをターゲット上に
衝突させるための装置を具備する。該装置は更に、セラ
ミックの陰イオン成分をコーティングチャンバ内に導入
し、蒸着過程中に基板の周囲にこの陰イオン成分、及び
セラミックのコーティングターゲットに電子ビームを衝
突させることによって生じる蒸発物を閉じ込めるための
装置を具備する。
着するための改良された電子ビーム物理蒸着装置であ
る。該装置は、コーティングチャンバ、チャンバ内でセ
ラミックのコーティングターゲットを支持する装置、及
び電子ビームを発生し更にそのビームをターゲット上に
衝突させるための装置を具備する。該装置は更に、セラ
ミックの陰イオン成分をコーティングチャンバ内に導入
し、蒸着過程中に基板の周囲にこの陰イオン成分、及び
セラミックのコーティングターゲットに電子ビームを衝
突させることによって生じる蒸発物を閉じ込めるための
装置を具備する。
用語「陰イオン成分」は、コーティングターゲットが
電子ビームで蒸発させられた時に形成される陰イオンに
対応するガス状の化学種と規定する。例えば、コーティ
ングターゲットがジルコニアである場合は、形成される
陰イオンは、O-2であり、陰イオン成分は酸素ガス、ま
たは酸素原子を供給きる化合物である。同様に、コーテ
ィングターゲットが窒化チタンである場合には陰イオン
は、N-1であり、陰イオン成分が窒素ガスまたは、窒素
原子を供給できる化合物である。
電子ビームで蒸発させられた時に形成される陰イオンに
対応するガス状の化学種と規定する。例えば、コーティ
ングターゲットがジルコニアである場合は、形成される
陰イオンは、O-2であり、陰イオン成分は酸素ガス、ま
たは酸素原子を供給きる化合物である。同様に、コーテ
ィングターゲットが窒化チタンである場合には陰イオン
は、N-1であり、陰イオン成分が窒素ガスまたは、窒素
原子を供給できる化合物である。
本発明は、低分圧の陰イオン成分で特徴付けらる環境
内でセラミックのコーティングターゲットが蒸発させら
れる時に、準化学量論的状態に反応するようなタイプの
セラミックコーティングの蒸着において特に有用であ
る。この種のセラミックの例はジルコニアである。この
材料は低圧チャンバ内における電子ビーム物理蒸着過程
の間に、反応して準化学量論的な化学種ZrO2-Xを形成す
る。
内でセラミックのコーティングターゲットが蒸発させら
れる時に、準化学量論的状態に反応するようなタイプの
セラミックコーティングの蒸着において特に有用であ
る。この種のセラミックの例はジルコニアである。この
材料は低圧チャンバ内における電子ビーム物理蒸着過程
の間に、反応して準化学量論的な化学種ZrO2-Xを形成す
る。
本発明の一実施例では、陰イオン成分が、蒸着チャン
バの外に配置されている陰イオン成分供給源と流体的に
通じている管を介して、コーティングを施される部品に
向けて蒸着チャンバ内へ流入させられる。蒸着チャンバ
内には、コーティングを施される部品を近くに取り囲ん
でいる外被が設けられており、この外被とその中に配置
されている部品とはコーティングターゲットの上方に配
置される。上記の管は、陰イオン成分を直接上記の外被
内へ流し込む。この外被はまた、少なくとも１個の開口
を備え、電子ビームがコーティングターゲットに衝突す
ることによって生じた蒸発物が通過できるようになって
いる。外被内に入った蒸発物は部品表面に凝縮し、上記
の外被は陰イオン成分をコーティングされている部品の
周囲に閉じ込めて、高品質コーティングを形成させるこ
とになる。
バの外に配置されている陰イオン成分供給源と流体的に
通じている管を介して、コーティングを施される部品に
向けて蒸着チャンバ内へ流入させられる。蒸着チャンバ
内には、コーティングを施される部品を近くに取り囲ん
でいる外被が設けられており、この外被とその中に配置
されている部品とはコーティングターゲットの上方に配
置される。上記の管は、陰イオン成分を直接上記の外被
内へ流し込む。この外被はまた、少なくとも１個の開口
を備え、電子ビームがコーティングターゲットに衝突す
ることによって生じた蒸発物が通過できるようになって
いる。外被内に入った蒸発物は部品表面に凝縮し、上記
の外被は陰イオン成分をコーティングされている部品の
周囲に閉じ込めて、高品質コーティングを形成させるこ
とになる。
本発明の上記及びその他の目的、特徴、及び利点は、
以下に図面を添付して説明される好ましい実施例の詳細
な説明によって更に明らかになると考える。
以下に図面を添付して説明される好ましい実施例の詳細
な説明によって更に明らかになると考える。
（実施例） 本発明を実施するための最適モードについて説明す
る。
る。
一般的に言って、この発明は、部品の表面にセラミッ
クコーティングを施すのに特に適している電子ビーム物
理蒸着（EB−PVD）装置に関する。
クコーティングを施すのに特に適している電子ビーム物
理蒸着（EB−PVD）装置に関する。
この発明の鍵となる観点は、被コーティング部品の表
面を直接囲んでいる空間に、セラミックの陰イオン成分
を閉じ込める外被の使用に関する。上述のように、用語
陰イオン成分は、コーティングターゲットが電子ビーム
によって蒸発させられた時に形成される陰イオンに対応
するガス状の種と規定することを意味する。この陰イオ
ン成分は、電子ビームの干渉及び電子ビームの劣化を最
小化し、従って、被コーティング部品上への蒸発物凝結
との干渉を最小化するような技法で蒸着チャンバ内へ導
入される。
面を直接囲んでいる空間に、セラミックの陰イオン成分
を閉じ込める外被の使用に関する。上述のように、用語
陰イオン成分は、コーティングターゲットが電子ビーム
によって蒸発させられた時に形成される陰イオンに対応
するガス状の種と規定することを意味する。この陰イオ
ン成分は、電子ビームの干渉及び電子ビームの劣化を最
小化し、従って、被コーティング部品上への蒸発物凝結
との干渉を最小化するような技法で蒸着チャンバ内へ導
入される。
上記の目的は、添付の図面を引用して説明される方法
で構成される装置によって最も良く満たされる。特に、
第１図はEB−PVD蒸着装置５を示しており、装置５は、
壁11で区切られているシールされた蒸着チャンバ10及び
蒸着チャンバ10を真空化する装置12を具備する。装置５
は更に、電子ビーム銃14、セラミックのコーティングタ
ーゲット16、及び蒸着チャンバ10の内部に１個以上の被
コーティング部品20を支持する装置を具備する。これら
の装置はすべて当該産業における在来型である。第１図
は分かり易くするために、電子ビーム銃14、コーティン
グターゲット16、及び真空ポンプ12を１台づつしか示し
ていない。これらの各構成品が２個以上使用可能である
ことは当然理解されるものと考える。
で構成される装置によって最も良く満たされる。特に、
第１図はEB−PVD蒸着装置５を示しており、装置５は、
壁11で区切られているシールされた蒸着チャンバ10及び
蒸着チャンバ10を真空化する装置12を具備する。装置５
は更に、電子ビーム銃14、セラミックのコーティングタ
ーゲット16、及び蒸着チャンバ10の内部に１個以上の被
コーティング部品20を支持する装置を具備する。これら
の装置はすべて当該産業における在来型である。第１図
は分かり易くするために、電子ビーム銃14、コーティン
グターゲット16、及び真空ポンプ12を１台づつしか示し
ていない。これらの各構成品が２個以上使用可能である
ことは当然理解されるものと考える。
セラミックの陰イオン成分は１個又はそれ以上の導管
即ち管22を介して蒸着チャンバ10の内部へ導かれる。管
22は陰イオン成分の供給源26から延びている。供給源26
は好ましくはチャンバ10の外部に配置される。夫々の管
22は１個又はそれ以上の管出口端28で終端している。夫
々の管22は、その出口端28を介して、陰イオン成分を被
コーティング部品20に向けて流すように構成されてい
る。第１図から分かるように、夫々の出口端28は、部品
20とコーティングターゲット16の間に位置している。陰
イオン成分は、夫々の出口端28を通って部品20に向けて
流れる。その移流方向は蒸発物がコーティングターゲッ
ト16から部品20へ移動する方向と同じ向き（即ち逆流し
ない向き）の方向である。
即ち管22を介して蒸着チャンバ10の内部へ導かれる。管
22は陰イオン成分の供給源26から延びている。供給源26
は好ましくはチャンバ10の外部に配置される。夫々の管
22は１個又はそれ以上の管出口端28で終端している。夫
々の管22は、その出口端28を介して、陰イオン成分を被
コーティング部品20に向けて流すように構成されてい
る。第１図から分かるように、夫々の出口端28は、部品
20とコーティングターゲット16の間に位置している。陰
イオン成分は、夫々の出口端28を通って部品20に向けて
流れる。その移流方向は蒸発物がコーティングターゲッ
ト16から部品20へ移動する方向と同じ向き（即ち逆流し
ない向き）の方向である。
第２図にも示されているように、管22は外被30内へ直
接的に陰イオン成分を流し込む。外被30（以下反応チャ
ンバと呼ぶ）は蒸着チャンバ10の内部においてコーティ
ングターゲット16の上方に支持されている。反応チャン
バ30内において、夫々の被コーティング部品20は、以下
に詳述するような方法で懸吊されている。反応チャンバ
30は、夫々の管出口端28に対してほぼ対向した関係で部
品20の背方表面21に近接して離隔された少くとも１個の
壁40（以下頂壁40と呼ぶ）を具備する。（部品20の背方
表面21は、コーティングターゲット16から遠く離れてい
る方の表面である）。図面に示されるように、頂壁40
は、蒸着チャンバ壁11と部品20の背方表面21との間にあ
る。電子ビームがコーティングターゲット16に衝突する
ことによって発生した蒸発物はコーティングターゲット
16から離隔してある底壁42の開口46を通って反応チャン
バ30内に流入する。
接的に陰イオン成分を流し込む。外被30（以下反応チャ
ンバと呼ぶ）は蒸着チャンバ10の内部においてコーティ
ングターゲット16の上方に支持されている。反応チャン
バ30内において、夫々の被コーティング部品20は、以下
に詳述するような方法で懸吊されている。反応チャンバ
30は、夫々の管出口端28に対してほぼ対向した関係で部
品20の背方表面21に近接して離隔された少くとも１個の
壁40（以下頂壁40と呼ぶ）を具備する。（部品20の背方
表面21は、コーティングターゲット16から遠く離れてい
る方の表面である）。図面に示されるように、頂壁40
は、蒸着チャンバ壁11と部品20の背方表面21との間にあ
る。電子ビームがコーティングターゲット16に衝突する
ことによって発生した蒸発物はコーティングターゲット
16から離隔してある底壁42の開口46を通って反応チャン
バ30内に流入する。
反応チャンバ30は更に側壁32を備え、側壁32は頂壁4
0、及び底壁42と共にコーティングを施される夫々の部
品を取り囲む外被を形成する。反応チャンバ30の寸法
は、蒸着チャンバ10の寸法よりも小さい。その結果、反
応チャンバ30は蒸着チャンバ10の内包容積よりも小さい
内包容積を画成する。頂壁40は開口52を備え、コーティ
ング実施中に反応チャンバ内に流入した陰イオン成分の
１部が反応チャンバ30から外方へ出ることができるよう
いなっている。頂壁の開口52及び底壁の開口46は、それ
ぞれ、実質的にコーティングターゲット16の直上に垂直
に整合して配列されている。
0、及び底壁42と共にコーティングを施される夫々の部
品を取り囲む外被を形成する。反応チャンバ30の寸法
は、蒸着チャンバ10の寸法よりも小さい。その結果、反
応チャンバ30は蒸着チャンバ10の内包容積よりも小さい
内包容積を画成する。頂壁40は開口52を備え、コーティ
ング実施中に反応チャンバ内に流入した陰イオン成分の
１部が反応チャンバ30から外方へ出ることができるよう
いなっている。頂壁の開口52及び底壁の開口46は、それ
ぞれ、実質的にコーティングターゲット16の直上に垂直
に整合して配列されている。
反応チャンバ30の目的は、上に述べたように、陰イオ
ン成分を、被コーティング部品を直接取り囲んでいる空
間へ閉じ込めることである。反応チャンバ30は、部品20
の周囲に陰イオン成分の高分圧を生じさせる。蒸発物が
反応チャンバに流入して部品の表面に衝突した時に、蒸
発物はこの部品表面に凝結してコーティングを形成す
る。陰イオン成分が更にこの凝結物に衝突すると、コー
ティングに陰イオン欠損があれば化学反応が生じて、こ
の凝結物と結合し、それによって化学量論的（もしくは
近化学量論的）コーティングが形成される。
ン成分を、被コーティング部品を直接取り囲んでいる空
間へ閉じ込めることである。反応チャンバ30は、部品20
の周囲に陰イオン成分の高分圧を生じさせる。蒸発物が
反応チャンバに流入して部品の表面に衝突した時に、蒸
発物はこの部品表面に凝結してコーティングを形成す
る。陰イオン成分が更にこの凝結物に衝突すると、コー
ティングに陰イオン欠損があれば化学反応が生じて、こ
の凝結物と結合し、それによって化学量論的（もしくは
近化学量論的）コーティングが形成される。
反応チャンバ30は、陰イオン成分が凝結物と衝突する
確率を増大させる。一般的に言うと、チャンバ内の陰イ
オン成分は反応チャンバ30の壁で次々に跳ね返り、最終
的には凝結物と衝突して反応するか、もしくは反応チャ
ンバ30の開口から飛び出る。従って、反応チャンバ30
は、陰イオン成分が部品20の周囲に滞在する時間を増加
させる。
確率を増大させる。一般的に言うと、チャンバ内の陰イ
オン成分は反応チャンバ30の壁で次々に跳ね返り、最終
的には凝結物と衝突して反応するか、もしくは反応チャ
ンバ30の開口から飛び出る。従って、反応チャンバ30
は、陰イオン成分が部品20の周囲に滞在する時間を増加
させる。
反応チャンバ30の開口52の主たる機能は、反応チャン
バ30から陰イオン成分を吐き出し、それによって、蒸発
物の部品表面への凝結に対する陰イオン成分の干渉を最
小にすることである。開口52は余剰陰イオン成分を反応
チャンバ30からコーティングターゲット16に衝突する電
子ビームと交差或いは干渉しない方向へ向ける。開口52
の好ましい構造例は第２図に示されている。コーティン
グターゲット16から遠ざかる方向に向かって延びている
壁54及び58は開口52に隣接し、煙突状構造56を形成して
いる。
バ30から陰イオン成分を吐き出し、それによって、蒸発
物の部品表面への凝結に対する陰イオン成分の干渉を最
小にすることである。開口52は余剰陰イオン成分を反応
チャンバ30からコーティングターゲット16に衝突する電
子ビームと交差或いは干渉しない方向へ向ける。開口52
の好ましい構造例は第２図に示されている。コーティン
グターゲット16から遠ざかる方向に向かって延びている
壁54及び58は開口52に隣接し、煙突状構造56を形成して
いる。
反応チャンバ30内で被コーティング部品を保持する手
段48は、部品を垂直軸その他の軸回りに回転或るいは並
進させることのできる構造であることが望ましい。コー
ティング実施中における部品20の反応チャンバ30内にお
ける移動（例えば、回転、並進、または傾斜）は、部品
の表面全体に一様な厚さのコーティングを形成させるこ
とを増進する。
段48は、部品を垂直軸その他の軸回りに回転或るいは並
進させることのできる構造であることが望ましい。コー
ティング実施中における部品20の反応チャンバ30内にお
ける移動（例えば、回転、並進、または傾斜）は、部品
の表面全体に一様な厚さのコーティングを形成させるこ
とを増進する。
コーティングサイクル中に、陰イオン成分を反応チャ
ンバ30内へ導入するための管22は反応チャンバ壁32を貫
通し、コーティングサイクル中に陰イオン成分の流れを
夫々の部品20の方に向けるように配置されている。好ま
しくは、管22は陰イオン成分を部品表面に向かって直接
流すように配置される。最も好ましくは、夫々の管22が
多数の直径が小さく密な間隔で配置された開口58を備
え、開口58が水平に対して約45°の角度で部品表面に向
けて陰イオン成分を流す。これらの管は、その開口が少
なくとも部分的に、反応チャンバ30に入ってくる蒸発物
からシールドされるような角度に向けられる。この構造
により、蒸発物が開口58に凝結し開口58を著しく狭める
ことを防ぐ。
ンバ30内へ導入するための管22は反応チャンバ壁32を貫
通し、コーティングサイクル中に陰イオン成分の流れを
夫々の部品20の方に向けるように配置されている。好ま
しくは、管22は陰イオン成分を部品表面に向かって直接
流すように配置される。最も好ましくは、夫々の管22が
多数の直径が小さく密な間隔で配置された開口58を備
え、開口58が水平に対して約45°の角度で部品表面に向
けて陰イオン成分を流す。これらの管は、その開口が少
なくとも部分的に、反応チャンバ30に入ってくる蒸発物
からシールドされるような角度に向けられる。この構造
により、蒸発物が開口58に凝結し開口58を著しく狭める
ことを防ぐ。
反応チャンバ30内で２個以上の部品がコーティングさ
れる場合には、チャンバは好ましくは夫々のコンパート
メント60、62に分割され、その中に各個の被コーティン
グ部品が保持される。コンパートメント60及び62は隔壁
64によって区切られ、隔壁64は壁54にほぼ平行に壁58と
58の間を反応チャンバ30の長さに沿って延びる。隔壁64
は、反応チャンバ30内において陰イオン成分が跳ね返る
面の面積を増加する。
れる場合には、チャンバは好ましくは夫々のコンパート
メント60、62に分割され、その中に各個の被コーティン
グ部品が保持される。コンパートメント60及び62は隔壁
64によって区切られ、隔壁64は壁54にほぼ平行に壁58と
58の間を反応チャンバ30の長さに沿って延びる。隔壁64
は、反応チャンバ30内において陰イオン成分が跳ね返る
面の面積を増加する。
反応チャンバ30は、チャンバの内部寸法が被コーティ
ング部品（１個または複数個）の寸法よりも僅かだけ大
きくなるように作られる必要がある。このような構造
は、陰イオン成分を、部品の極く近傍の空間領域に閉じ
込めることになる。
ング部品（１個または複数個）の寸法よりも僅かだけ大
きくなるように作られる必要がある。このような構造
は、陰イオン成分を、部品の極く近傍の空間領域に閉じ
込めることになる。
上述のタイプの反応チャンバが制作され、ニッケルベ
ース合金製部品の表面に柱状粒イットリア安定化ジルコ
ニアをコーティングするために有用であることが示され
た。チャンバ及び管はオーステナイトステンレススチー
ル合金で作られた。管には、直径0.75mmの開口が間隔6.
5mmでチャンバ内の長さ約10cmに亙って施された。上記
の開口は、水平に対して約45°の向きで、図に示されて
いるように、夫々の被コーティング試料の中心線に向け
らた。チャンバは長さ約25cm、幅約25cm、高さ約12cmで
あった。煙突56はチャンバの頂面から上方へ約7.5cm突
出し頂面のほぼ中心に位置していた。頂面及び底面の開
口はコーティングターゲットに対して垂直方向で整合さ
れた。被コーティング部品は頂壁と底壁のほぼ中間に位
置し、管は底壁とほぼ同レベルの高さでチャンバ内に入
っている。
ース合金製部品の表面に柱状粒イットリア安定化ジルコ
ニアをコーティングするために有用であることが示され
た。チャンバ及び管はオーステナイトステンレススチー
ル合金で作られた。管には、直径0.75mmの開口が間隔6.
5mmでチャンバ内の長さ約10cmに亙って施された。上記
の開口は、水平に対して約45°の向きで、図に示されて
いるように、夫々の被コーティング試料の中心線に向け
らた。チャンバは長さ約25cm、幅約25cm、高さ約12cmで
あった。煙突56はチャンバの頂面から上方へ約7.5cm突
出し頂面のほぼ中心に位置していた。頂面及び底面の開
口はコーティングターゲットに対して垂直方向で整合さ
れた。被コーティング部品は頂壁と底壁のほぼ中間に位
置し、管は底壁とほぼ同レベルの高さでチャンバ内に入
っている。
本発明は詳細な実施例に関して図示及び説明したが、
本発明の精神及び請求範囲から逸脱することなく、その
形式及び細部に関して種々な変更を行うことができるこ
とは当業者の当然とするところである。例えば、反応チ
ャンバ内へ陰イオン成分を導入するために２個以上の管
を用い、もしくは、図面に示されているのとは異なる位
置に管を設けることができる。その他、陰イオン成分を
被コーティング部品を取り囲む局部的な空間に閉じ込め
る装置から逸脱しない他の種々の変化も考えられる。
本発明の精神及び請求範囲から逸脱することなく、その
形式及び細部に関して種々な変更を行うことができるこ
とは当業者の当然とするところである。例えば、反応チ
ャンバ内へ陰イオン成分を導入するために２個以上の管
を用い、もしくは、図面に示されているのとは異なる位
置に管を設けることができる。その他、陰イオン成分を
被コーティング部品を取り囲む局部的な空間に閉じ込め
る装置から逸脱しない他の種々の変化も考えられる。
第１図は、この発明による電子ビーム物理蒸着装置の単
純化された概略図である。 第２図は、部分断面によって反応チャンバの実施例を示
している透視図である。 （符号の説明） 10…コーティングチャンバ 12…排気装置 14…電子ビーム銃 16…コーティングターゲット 20…コーティングを施される部品 22…管 26…陰イオン成分供給源 28…陰イオン成分出口端 30…反応チャンバ 40…頂壁 46…開口 52…開口 56…煙突状構造 58…陰イオン成分放出開口
純化された概略図である。 第２図は、部分断面によって反応チャンバの実施例を示
している透視図である。 （符号の説明） 10…コーティングチャンバ 12…排気装置 14…電子ビーム銃 16…コーティングターゲット 20…コーティングを施される部品 22…管 26…陰イオン成分供給源 28…陰イオン成分出口端 30…反応チャンバ 40…頂壁 46…開口 52…開口 56…煙突状構造 58…陰イオン成分放出開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニコラス・ユージーン・ユリオン アメリカ合衆国コネチカット州06447, マールボロ，ストーニー・ブルック・ド ライブ 11 (56)参考文献 特開 平２−197560（ＪＰ，Ａ)
Claims (13)
- 【請求項１】第１の容積を画成する第１のチャンバと、 前記第１のチャンバ内のセラミックのコーティングター
ゲットと、 前記第１のチャンバ内の前記コーティングターゲットに
電子ビームを衝突させることによって前記コーティング
ターゲットを蒸発させるための装置と、 を含んで構成される部品表面にコーティングを施すため
の電子ビーム物理蒸着装置において、 前記第１のチャンバの内部に第２のチャンバを設け、 前記第２のチャンバがその内部に、前記第１の容積より
も小さい第２の容積を画成し、前記コーティングを施さ
れる部品を保持するための装置を具備し、 前記第２のチャンバがセラミックの陰イオン成分、及び
前記コーティングターゲット上への前記電子ビームの衝
突によって発生させられる蒸発物を前記第２のチャンバ
内へ受け入れるための装置を具備し、 陰イオンを受け入れるための前記装置が、前記第１のチ
ャンバの外部に配置される前記陰イオン成分の供給源と
流体的に連通している装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の装置において、 前記部品を保持するための装置が前記コーティングを施
される部品をその軸の回りに回転させるための装置を具
備する装置。 - 【請求項３】第１の容積を画成する第１のチャンバと、 前記第１のチャンバ内のセラミックのコーティングター
ゲットと、 前記第１のチャンバ内の前記コーティングターゲットに
電子ビームを衝突させることによって前記コーティング
ターゲットを蒸発させるための装置と、 を含んで構成される部品表面にコーティングを施すため
の電子ビーム物理蒸着装置において、 前記第１のチャンバの内部に第２のチャンバを設け、 前記第２のチャンバがその内部において、前記第１の容
積よりも小さい第２の容積を画成し、かつ前記コーティ
ングを施される部品を保持して前記部品を軸の回りに回
転させるための装置を具備し、 前記第２のチャンバが、更に、 前記コーティングターゲット上への前記電子ビームの衝
突によって発生される蒸発物を受け入れるための開口
と、前記第１のチャンバの外部に配置される陰イオン成
分の供給源からセラミックの陰イオン成分を受け入れる
ための装置を具備することを特徴とする蒸着装置。 - 【請求項４】部品表面にセラミックコーティングを蒸着
するための装置であって、 チャンバ壁で画成されるコーティングチャンバと、 前記コーティングチャンバ内のセラミックのコーティン
グターゲットと、 前記コーティングターゲットに電子ビームを衝突させる
装置と、 前記コーティングターゲットと部品との中間に配置され
る出口端を有する管系を介して前記コーティングチャン
バ内にセラミックの陰イオン成分を流入させる装置と、 前記コーティングチャンバ内にあって前記コーティング
チャンバの壁面から隔離される少なくとも１個の壁とを
含んで成り、 前記壁は前記出口端と実質的に対向する関係にあり、 前記蒸着装置が、更に、部品を、前記コーティングチャ
ンバ内で実質的に前記コーティングターゲットの上方で
前記壁と前記出口端との中間で保持するための装置を具
備することを特徴とする蒸着装置。 - 【請求項５】請求項４に記載の装置において、 前記部品を保持するための装置が前記コーティングを施
される部品をその軸回りに回転させるための装置を具備
する装置。 - 【請求項６】請求項４に記載の装置において、 前記管系が、前記コーティングターゲットと部品との中
間にそれぞれ配置される複数個の出口端を有する装置。 - 【請求項７】部品表面にセラミックコーティングを蒸着
するための装置であって、 第１の容積を画成するチャンバ壁を備えるコーティング
チャンバと、 前記コーティングチャンバ内のセラミックのコーティン
グターゲットと、 前記コーティングターゲットに電子ビームを衝突させる
装置と、 前記コーティングチャンバ内にあって部品を取り囲む外
被と、 を含んで構成され、 前記外被は、前記第１の容積よりも小さい第２の容積を
画成し、その内部にコーティングされる部品を保持する
装置を備え、 前記外被は、対向する底壁及び頂壁を含んで構成され、 前記底壁は前記コーティングターゲットから離隔され、 前記頂壁及び底壁が共に前記コーティングターゲットと
実質的に垂直方向に整合された開口を備え、 前記蒸着装置は更に、 前記コーティングチャンバの外部に配置される陰イオン
成分供給源と流体的に連通する管系を介して前記外被の
内部にセラミックの陰イオン成分を流入させるための装
置を具備し、 前記管系は前記コーティングターゲットと部品との中間
に配置される出口端を有し、 前記頂壁は実質的に前記出口端と対向する関係にあり、 部品は前記頂壁と前記出口端との中間に配置されること
を特徴とする蒸着装置。 - 【請求項８】請求項７に記載の装置において、 前記外被が前記頂壁及び底壁と一体化した側壁を具備す
る装置。 - 【請求項９】請求項７に記載の装置において、 前記部品を前記外被内に保持する装置が部品を軸の回り
に回転させる装置を具備する装置。 - 【請求項１０】請求項９に記載の装置において、 前記部品を保持する前記装置が部品を軸の回りで並進さ
せる装置を装備する装置。 - 【請求項１１】請求項10に記載の装置において、 前記管系が複数の出口端を有する装置。
- 【請求項１２】請求項11に記載の装置において、 前記出口端が管系に密な間隔で設けられた複数の開口で
ある装置。 - 【請求項１３】請求項12に記載の装置において、 前記開口が、陰イオン成分を前記外被内への蒸発物の流
入方向と実質的に同一の方向で前記外被内に流入させる
ように配列されている装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US389216 | 1989-08-03 | ||
| US07/389,216 US5601652A (en) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | Apparatus for applying ceramic coatings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07145477A JPH07145477A (ja) | 1995-06-06 |
| JP2647257B2 true JP2647257B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=23537338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2800038A Expired - Fee Related JP2647257B2 (ja) | 1989-08-03 | 1990-07-24 | セラミックコーティング形成装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5601652A (ja) |
| JP (1) | JP2647257B2 (ja) |
| DE (1) | DE4018665C2 (ja) |
| GB (1) | GB2414741B (ja) |
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