JPH01172565A - イオンプレーティング装置 - Google Patents

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） 本発明は中空熱陰極プラズマ銃を用いるイオンプレーテ
ィング装置に関する。

（従来の技術） イオンプレーティングはプラズマ雰囲気で行なう真空蒸
着法であり、特開昭５６−１５８８６１号により一例が
開示されている。近年、このイオンプレーティング技術
は、種々の被処理材のコーティングに応用され、密着性
、成膜速度、つき回りの良さ等で着目されている。イオ
ンプレーティングにはプラズマの発生と蒸発源の型式に
よりいくつかの方式があるが、その中でも中空熱陰極プ
ラズマ銃を用いる方式は、装置構成が比較的単純なこと
、イオン化率が高いことなどの理由で使用されている。

第６図はかかる従来の装置を示す概略図であって、真空
容器１内で中空熱陰極プラズマ電子銃２と蒸発源３の間
にプラズマ放電を起させ、蒸発源を蒸発させるとともに
イオン化させる。基板４に負バイアスをかけ、イオン化
された粒子は電位差によって加速され基板４に衝突して
強固な膜を生成する。このときＮ　２．　Ｃ２１（２な
どのガスをガス導入口５より真空容器１内へ導入して、
蒸発イオン粒子と反応させ基板４に反応生成物を成膜さ
せる反応性イオンプレーティングも行なうことができる
。

（発明か解決しようとする問題点） 従来技術ては以下のような問題か生じていた。

（Ａ）第７図で示すように、るっぽ６内の蒸発源３の一
部分にプラズマ電子銃２からのプラズマ電子Ｉｉ７か集
中するため、溶融面８の沈下及び不安定現象による蒸発
速度のハラつきかある。

（Ｂ）蒸着速度を上げるため投入電力を増大させると、
蒸発面８の不安定現象、蒸発源中に含まれる不純分やガ
ス巻込みによる突沸現象、スプラッシュ発生等が生じて
投入電力か制限され蒸着速度に限界かある。

（Ｃ）長時間蒸着を続けると、真空容器１内や中空熱陰
極プラズマ電子銃２の表面に蒸着物か堆積して短絡を起
こし異常放電か発生して蒸着か続けられなくなったり、
蒸発源３の周辺部に難融性の反応物かたまり、溶融面８
が次第に°小さくなって蒸着速度か低下する。

（Ｄ）第６図に示すように蒸発源３か一個の場合、基板
４上の膜厚分布は（イ）の様に分布する。このため広幅
物を蒸着するためには、第８図で示す様に長手方向に数
個の蒸着源３を設置するか、第９図に示す様に蒸着源３
を機械的に移動させる事か考えられるが、数個の蒸着源
を設置した場合は、各蒸発源の蒸発速度イオン化率を制
御する事が難しく均一な膜厚及び膜質等が得にくいこと
、設備のメインテナンス量か増加することが問題となり
、又、蒸発源３を機械的に移動させる方法は、移動速度
が大きくなると、るつぼ６内の溶融面８が振動してるつ
ぼ６外にこぼれる等の問題か生じる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前述の問題点をすべて解決し蒸着速度が高く、
かつ広幅物を均一に蒸着する事の可能なイオンプレーテ
ィング装置である。その要旨は真空容器内で中空熱陰極
プラズマ電子銃より蒸発源へ放電させ、発生したイオン
化蒸発物質を前記真空容器内に配置した基板に蒸着させ
るイオンプレーティング装置において、真空容器内に、
移動装置に連設した部材を配設し、該部材に不活性ガス
の配管を設置させるとともに部材に中空熱陰極プラズマ
電子銃２を連設し、該部材の進退により中空熱陰極プラ
ズマ電子銃を、蒸発源の一面に沿って移動可能にしてな
ることを特徴とするイオンプレーティング装置にある。

（作用） 前記中空熱陰極プラズマ銃を走行移動させることにより
、横長蒸発源上に連続した溶融面を形成し、広幅物体へ
の均一て蒸着速度の高い成膜を可能にするものである。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図によって説明する。

真空容器１内に部材１０を配設している。この部材１０
は例えばシリンダを用い、該部材１０を真空容器の外部
に設置した電動シリンダ２２等により往復動する移動装
置２０に連設し、第１図中矢印（ロ）＝（ロ）て示すよ
うに、チタン等の全屈あるいはセラミック等の蒸発源９
の一面に沿って進退可能としている。部材１０の内部に
はアルゴン等の不活性ガスを流通させる配管１２を収納
している。又、部材１０には、タルタン又はランタンヘ
キサポライドなどの材料てつくった中空熱陰極プラズマ
銃２を下方へ向は配設し、蒸発源９との間に放電を発生
させる。そして本例においては放電用電線２１および集
束コイル用電線（図示しない）か配管１２と同様に部材
１０に設置されている。

さらに、真空容器１にガス導入口５と真空排気口１９か
配設され、真空容器１内を進退する部材１０は０リンク
あるいはオイルシール等の密閉機構１１によりシール性
を保っている。又本例においては中空熱陰極プラズマ銃
２よりのプラズマ流７を集束させ密度を高めるため、第
４図に示すように集束コイル１３を中空熱陰極プラズマ
銃２の周囲に配設している。また放電用電線２１および
不活性ガスを流通させる配管１２に接続された配管２５
は両方ともに可撓性をもたせ、部材１０の進退および旋
回させる場合にも妨げとならないようにしている。旋回
の機能をもたせる場合には部材１０の端部に山車２３を
介して旋回用モータ２４を設置し、部材１０を第２図で
示す矢印（ハ）−（ハ）の方向へ旋回させる。

而して本発明において基板４はヒータ１４により加熱す
ることかてきる。蒸着前にガス導入口５よりアルゴン等
の不活性ガスを導入し、基板４にバイアスをかけ、イオ
ンボンバードにより基板４の表面のクリーニンクを行な
う。そして中空熱陰極プラズマ銃２を進退させ又必要に
応じて旋回させることによって、中空熱陰極プラズマ銃
２からのプラズマ電子流７を蒸発源９の上方面に沿って
走査させることかてきる。

プラズマ電子銃２を蒸発源９の上方を進退つまり往復運
動させるのて、溶融保持時間以内に中空熱陰極プラズマ
銃２が戻ってくるよう往復時間を設定すれば、往復距離
に相当する横長連続溶融面８が形成され、広幅物ても均
一な蕪着か可能となる。この場合往復移動速度は蒸発源
の状況によって変化させることもてき、例えば蒸発源９
の端部ては移動速度を遅くし、蒸発源中央部分ては速く
するなどして、均一な蒸発分布を得るように制御するこ
とも可能である。又進退移動と旋回を組合わせて第５図
のような種々の走査パターンも可能てあり、これらの進
退および旋回の移動制御は、移動装置２０にＮＧ制御装
置（図面しない）を組込み行なうことかできる。

第３図は他の実施例を示すものて、中空熱陰極プラズマ
電子銃２と蒸発源９の中間に偏向磁場１５をかけること
により、中空熱陰極プラズマ電子銃２を蒸発源９から遠
ざけて、蒸発粒子による中空熱陰極プラズマ電子銃２の
損傷が防止てきる。又コイル状基板１６をローラ１７を
介して真空容器内へ導入し差圧シール１８によって密閉
をはかれば、コイル状基板１６に対しても均一にしかも
連続蒸着か可能となる。

（発明の効果） 以上のように本発明は中空熱陰極プラズマ電子銃２を横
長蒸発源９の一面に沿って移動させる事によって、 ■蒸発源９の部分にプラズマ電子流７か集中しないのて
、溶融面８の沈下及び不安定現象による蒸発速度のハラ
つきかなくなる。

■前記の不安定現象、突廓現象、スプラッシュ発生等が
防止されるために、投入電力か増加でき蒸着速度を増大
てきる。

■プラズマ電子銃２は常に移動させているので、摺動面
２６に蒸着した蒸着物かけずり落とされて堆積しないた
め、短絡による異常放電がなくなり長時間蒸着が可能に
なる。

■横長連続溶融面８か形成されるため、広幅物体に対し
て均一な蒸着が可能となる。

等の特徴によって実生産に多大な効果をもたらすもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概念図、第２図は側面図、
第３図は本発明の他の実施例の概念図、第４図はプラズ
マ電子銃の詳細図、第５図ａ〜ｄはプラズマ電子銃の走
査パターンを示す。第６図、第７図、第８図、第９図は
従来の実施例の概念図である。 １・・・真空容器、２・・・中空熱陰極プラズマ電子銃
、４・・・基板、５・・・ガス導入口、７・・・プラズ
マ電子流、８・・・溶融面、９・・・蒸発源、１０・・
・部材、１２・・・不活性ガス配管、１３・・・集束コ
イル、１９・・・真空排気口、２０・・・移動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　真空容器内で中空熱陰極プラズマ電子銃より蒸発源へ
   放電させ発生したイオン化蒸発物質を前記真空容器内に
   配置した基板に蒸着させるイオンプレーティング装置に
   おいて、 真空容器１内に部材１０を配設し、該部材１０を移動装
   置２０に連設し進退自在とし、該部材１０に不活性ガス
   の配管１２を設置させるとともに部材１０に中空熱陰極
   プラズマ電子銃２を連設し、該部材１０の進退により中
   空熱陰極プラズマ電子銃２を蒸発源９の一面に沿って移
   動可能にしてなることを特徴とするイオンプレーティン
   グ装置。