JPH02194165A - Ionizing method in ion plating and ion plating device - Google Patents
Ionizing method in ion plating and ion plating deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、蒸発源から蒸発した蒸発物質と反応ガス、
あるいは反応ガスを用いない場合は蒸発物質をイオン化
して、被蒸着物に蒸着させるイオンプレーティングのイ
オン化方法と、その方法を実施するイオンプレーティン
グ装置に係り、特に、蒸発物質や反応ガスのイオン化を
促進させる方法と手段に特徴があるイオンプレーティン
グのイオン化方法と、イオンプレーティング装置に関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides an evaporation material and a reaction gas evaporated from an evaporation source,
Or, when a reactive gas is not used, the ion plating method of ionizing the evaporated substance and depositing it on the object to be evaporated, and the ion plating apparatus that implements the method, especially the ionization of the evaporated substance and the reactive gas. The present invention relates to an ion plating method and an ion plating apparatus characterized by a method and means for promoting ion plating.
［従来の技術］
従来のイオンプレーティング装置は、第２図のように構
成されている。[Prior Art] A conventional ion plating apparatus is configured as shown in FIG.
図において１は真空槽であり、その内部は、排気管２か
ら真空排気されることにより真空状態に保持され、反応
ガスを用いる場合はノズル３から反応ガスＧが供給され
る。この反応ガスＧは、例えば窒素や炭素などであり、
放電を生じさせるためにアルゴンなどの不活性ガスが混
合されることもある。In the figure, 1 is a vacuum chamber, the inside of which is maintained in a vacuum state by being evacuated through an exhaust pipe 2, and when a reaction gas is used, a reaction gas G is supplied from a nozzle 3. This reaction gas G is, for example, nitrogen or carbon,
An inert gas such as argon may also be mixed in to create an electrical discharge.
真空槽１内の底部には、蒸発源４が備えられている。こ
の蒸発源４は、蒸発材料５を所定の蒸気圧とするように
、温度でいえば融点よりも少し高い温度にまで加熱して
蒸発させるものである。本例の蒸発源４は、電子ビーム
Ｂを利用したいわゆる電子ビーム蒸発源であり、水冷さ
れたルツボ６内の蒸発材料５に、電子銃７からの電子ビ
ームＢを直接当てて加熱することによって、その蒸発材
料５を蒸発させる。８は電子銃７の電源である。An evaporation source 4 is provided at the bottom of the vacuum chamber 1 . This evaporation source 4 heats and evaporates the evaporation material 5 to a temperature slightly higher than its melting point so as to bring the evaporation material 5 to a predetermined vapor pressure. The evaporation source 4 in this example is a so-called electron beam evaporation source that uses an electron beam B, and heats the evaporation material 5 in the water-cooled crucible 6 by directly applying the electron beam B from the electron gun 7 to the evaporation material 5. , the evaporation material 5 is evaporated. 8 is a power source for the electron gun 7.
蒸発源４の上方位置には、放電用プローブ９が備えられ
ている。この放電用プローブ９は、プローブ用電源ｌＯ
によって、ルツボ６に対して正の電圧が印加される。こ
の放電用プローブ９は、モリブデン、タンタル、タング
ステンなどで形成されていて、蒸発源４から熱電子を放
出させ、その熱電子を、反応ガスＧやルツボ６から蒸発
した蒸発物質に衝突させる。これにより、反応ガスＧや
蒸発物質をイオン化あるいは励起させて、蒸着物質流Ｒ
をつくる。A discharge probe 9 is provided above the evaporation source 4 . This discharge probe 9 is powered by a probe power supply lO
As a result, a positive voltage is applied to the crucible 6. The discharge probe 9 is made of molybdenum, tantalum, tungsten, or the like, and emits thermoelectrons from the evaporation source 4, and causes the thermoelectrons to collide with the reaction gas G and the evaporation substance evaporated from the crucible 6. This ionizes or excites the reaction gas G and the evaporated material, and the evaporated material flow R.
Create.
また、真空槽ｌ内の上方には、被蒸着物としての基板２
が配置されている。この基板１１には、基板電源１２に
よって、ルツボ６に対して負の電圧が印加される。１３
は電流検出器である。Further, above the vacuum chamber l, a substrate 2 as a material to be deposited is provided.
is located. A negative voltage is applied to this substrate 11 with respect to the crucible 6 by a substrate power supply 12 . 13
is a current detector.
このように構成されたイオンプレーティング装置におい
ては、電子ビームＢによって加熱された蒸発材料５が蒸
発物質となって真空槽１内に蒸発する。この時、蒸発源
４から放電用プローブ９に向けて放出される熱電子が蒸
発物質に衝突し、その蒸発物質から電子を弾き出して正
イオン化する。In the ion plating apparatus configured in this way, the evaporation material 5 heated by the electron beam B becomes an evaporation substance and evaporates into the vacuum chamber 1 . At this time, thermionic electrons emitted from the evaporation source 4 toward the discharge probe 9 collide with the evaporation material, eject electrons from the evaporation material, and turn it into positive ions.
熱電子は、同様にして反応ガスＧも正イオン化する。蒸
発物質と反応ガスＧは正イオン化されて蒸着物質流Ｒと
なり、電位の低い基板２に引かれて衝突し、化合して蒸
着膜を形成する。The hot electrons also positively ionize the reaction gas G in the same way. The evaporated substance and the reaction gas G are positively ionized and become a vapor deposition substance flow R, which is attracted to the substrate 2 having a low potential, collides with the substrate 2, and combines to form a vapor deposited film.
このように、従来のイオンプレーティング装置は、蒸発
物質と反応ガスＧ、あるいは反応ガスＧを用いない場合
は蒸発物質をイオン化させる手段として、電子銃７と放
電用プローブ９を用い、電子銃７によって蒸発材料５を
蒸発させると共に熱電子ｅ−を放出させている。つまり
、電子銃７は、蒸発材料５を蒸発させる機能と、熱電子
ｅ−を放出させてイオン化する機能とを兼有している。As described above, the conventional ion plating apparatus uses the electron gun 7 and the discharge probe 9 as means for ionizing the evaporated substance and the reaction gas G, or the evaporation substance when the reaction gas G is not used. As a result, the evaporation material 5 is evaporated and thermionic electrons e- are emitted. In other words, the electron gun 7 has both the function of evaporating the evaporation material 5 and the function of emitting and ionizing thermionic electrons e-.
し発明が解決しようとする課題］
上述したように、従来のイオンプレーティング装置は、
電子銃７が２つの機能を兼有していた。[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, the conventional ion plating apparatus has the following problems:
Electron gun 7 had two functions.
ところが、電子銃７に対して、蒸発材料５を蒸発させる
機能とイオン化させる機能の双方を求めて、それらの要
求を同時に満足させることは難しかった。特に、蒸発材
料５が溶解したときの温度変化の影響によって、熱電子
ｅ−の放出が不充分となり、蒸発物質や反応ガスのイオ
ン化率が低くなるという問題があった。However, the electron gun 7 is required to have both the function of evaporating the evaporation material 5 and the function of ionizing it, and it is difficult to satisfy these requirements at the same time. In particular, due to the effect of temperature change when the evaporation material 5 is melted, thermionic electrons e- are not sufficiently emitted, resulting in a problem that the ionization rate of the evaporation substance and the reaction gas becomes low.
この発明は、このような問題を解決課題とする。This invention aims to solve such problems.
［課題を解決す、るための手段］
（１）第１請求項に記載のイオンプレーティングにおけ
るイオン化方法は、
蒸発源から蒸発した蒸発物質をイオン化して、被蒸着物
に蒸着させるイオンプレーティングにおけるイオン化方
法において、
蒸発源から蒸発した蒸発物質に電子ビームを照射してイ
オン化を促進させることを特徴とする。[Means for solving the problem] (1) The ionization method in ion plating according to the first claim includes: ion plating in which the evaporated substance evaporated from the evaporation source is ionized and deposited on the object to be evaporated. The ionization method is characterized by irradiating the evaporated substance from the evaporation source with an electron beam to promote ionization.
（２）第２請求項に記載のイオンプレーティングにおけ
るイオン化方法は、
蒸発源から蒸発した蒸発物質と、反応ガスをイオン化し
て、被蒸着物に蒸着させるイオンプレーティングにおけ
るイオン化方法において、蒸発源から蒸発した蒸発物質
と反応ガスに電子ビームを照射してイオン化を促進させ
ることを特徴とする。(2) The ionization method in ion plating according to the second claim is characterized in that the ionization method in ion plating ionizes the evaporation material evaporated from the evaporation source and the reaction gas and deposits it on the object to be evaporated. It is characterized by irradiating the evaporated substance and reaction gas with an electron beam to promote ionization.
（３）第３請求項に記載のイオンプレーティング装置は
、
蒸発源から蒸発した蒸発物質をイオン化して、被蒸着物
に蒸着させるイオンプレーティング装置において、
蒸発源と被蒸着物の間に、蒸発源から蒸発した蒸発物質
に電子ビームを照射してイオン化させる電子ビーム発生
手段を備えてことを特徴とする。(3) The ion plating apparatus according to the third aspect is an ion plating apparatus that ionizes the evaporation material evaporated from the evaporation source and deposits it on the object to be evaporated, wherein between the evaporation source and the object to be evaporated, It is characterized by comprising an electron beam generating means for ionizing the evaporated substance evaporated from the evaporation source by irradiating the electron beam with the evaporation material.
（４）第４請求項に記載のイオンプレーティング装置は
、
蒸発源から蒸発した蒸発物質と、反応ガスをイオン化し
て、被蒸着物に蒸着させるイオンプレーティング装置に
おいて、
蒸発源と被蒸着物の間に、蒸発源から蒸発した蒸発物質
と反応ガスに電子ビームを照射してイオン化させる電子
ビーム発生手段を備えたことを特徴とする。(4) The ion plating apparatus according to the fourth aspect is an ion plating apparatus that ionizes the evaporation material evaporated from the evaporation source and the reaction gas and deposits it on the evaporation target. The present invention is characterized by comprising an electron beam generating means for ionizing the evaporated substance and reaction gas evaporated from the evaporation source by irradiating the electron beam with the electron beam during the evaporation process.
［作用］
この発明のイオンプレーティングにおけるイオン化方法
は、蒸発源から蒸発した蒸発物質と反応ガス、あるいは
反応ガスを用いない場合は蒸発物質に電子ビームを照射
して、それらのイオン化を促進する。これにより、蒸発
物質の蒸発の制御とは全く別に、蒸発物質や反応ガスの
イオン化を制御して、制御性を増すと共にイオン化率を
上げる。[Operation] The ionization method in ion plating of the present invention promotes ionization by irradiating the evaporation material and the reaction gas evaporated from the evaporation source, or the evaporation material when no reaction gas is used, with an electron beam. As a result, the ionization of the evaporated substance and the reaction gas is controlled completely separately from the control of the evaporation of the evaporated substance, thereby increasing controllability and increasing the ionization rate.
また、この発明のイオンプレーティング装置は、蒸発源
と被蒸着物との間に備えた電子ビーム発生手段によって
、蒸発源から蒸発した蒸発物質と反応ガス、あるいは反
応ガスを用いない場合は蒸発物質に電子ビームを照射す
ることにより、それらのイオン化を促進する。In addition, the ion plating apparatus of the present invention uses electron beam generating means provided between the evaporation source and the object to be deposited to generate the evaporation material and reaction gas evaporated from the evaporation source, or the evaporation material when no reaction gas is used. By irradiating them with an electron beam, their ionization is promoted.
［実施例］
以下、この発明の一実施例を第１図に基づいて説明する
。なお、上述した第２図の従来例と同様の部分には同一
符号を付して説明を省略する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIG. 1. Note that the same parts as those in the conventional example shown in FIG.
図において、２１はイオン化用電子銃（電子ビーム発生
手段）であり、ルツボ６寄りの蒸発材料５の蒸発流に向
かって電子ビームを照射するように備えられている。こ
のイオン化用電子銃２１は、例えばピアス型電子銃など
である。２２は、イオン化用電子銃２１の電源である。In the figure, reference numeral 21 denotes an ionization electron gun (electron beam generating means), which is provided so as to irradiate an electron beam toward the evaporation flow of the evaporation material 5 near the crucible 6. This ionization electron gun 21 is, for example, a piercing type electron gun. 22 is a power source for the ionization electron gun 21.
蒸着物質流Ｒを挟んでイオン化用電子銃２１の反対側に
は、アース接続された水冷式の電子ビーム受け２３が備
えられている。On the opposite side of the ionization electron gun 21 across the vapor deposition material flow R, a water-cooled electron beam receiver 23 connected to earth is provided.
このように構成されたイオンプレーティング装置の場合
、イオン化用電子銃２１から蒸発材料５の蒸発流に向か
って照射された電子ｅ−は、蒸発物質や反応ガスＧに衝
突して、これらをイオン化して蒸着物質流Ｒをつくる。In the case of the ion plating apparatus configured in this way, the electrons e- irradiated from the ionization electron gun 21 toward the evaporation flow of the evaporation material 5 collide with the evaporation substance and the reaction gas G to ionize them. to create a vapor deposition material flow R.
このように、イオン化用電子銃２１は、蒸発物質と反応
ガスＧをイオン化させるためのイオン化専用の電子銃と
して機能する。そのイオン化用電子銃２１の出力は、そ
の電源２２の出力を制御することによって、電子銃７と
は全く独立に制御できる。この結果、蒸発材料５の溶融
と、蒸発物質と反応ガスＧのイオン化を全く独立して制
御できることになる。In this way, the ionization electron gun 21 functions as an ionization-dedicated electron gun for ionizing the evaporated substance and the reaction gas G. The output of the ionization electron gun 21 can be controlled completely independently of the electron gun 7 by controlling the output of the power supply 22. As a result, the melting of the evaporation material 5 and the ionization of the evaporation substance and the reaction gas G can be controlled completely independently.
なお、反応ガスＧを用いないイオンプレーティングの場
合は、蒸発源４から蒸発した蒸発物質にイオン化用電子
銃２１の電子ビームを照射して、そのイオン化を促進す
る。In the case of ion plating without using the reactive gas G, the evaporation material evaporated from the evaporation source 4 is irradiated with an electron beam from the ionization electron gun 21 to promote its ionization.
［効果］
以上説明したように、この発明は、蒸発源から蒸発した
蒸発物質と反応ガス、あるいは反応ガスを用いない場合
は蒸発物質に電子ビームを照射して、それらのイオン化
を促進するから、次のような効果を奏することができる
。[Effect] As explained above, the present invention promotes ionization of the evaporated substance and the reaction gas evaporated from the evaporation source, or the evaporation substance when no reaction gas is used, by irradiating the evaporation substance with an electron beam. The following effects can be achieved.
■蒸発物質の蒸発と、蒸発物質や反応ガスのイオン化を
全く独立して制御できるため、イオンプレーティングの
制御性が増す。例えば、電子ビームの出力、電子ビーム
の方向、電子ビームの広がりあるいは絞りを調整するこ
とにより、蒸発物質や反応ガスをイオン化する際の制御
性を増すことができる。■The controllability of ion plating is improved because the evaporation of the evaporated substance and the ionization of the evaporated substance and reaction gas can be controlled completely independently. For example, by adjusting the output of the electron beam, the direction of the electron beam, and the spread or aperture of the electron beam, it is possible to increase the controllability when ionizing the evaporated substance or the reaction gas.
■電子ビームを照射することによって、蒸発物質や反応
ガスのイオン化率を上げ、被蒸着物に対して、密着性が
良くて緻密な蒸着膜を形成することができる。(2) By irradiating the electron beam, it is possible to increase the ionization rate of evaporated substances and reaction gases, and form a dense vapor deposited film with good adhesion to the object to be vapor deposited.
第１図は、この発明の一実施例を説明するための概略構
成図である。
第２図は、従来例を説明するための概略構成図である。
・・・・・・真空槽、 ４・・・・・・蒸発源、・・・
・・・蒸発材料、 ６・・・・・・ルツボ、・・・・
・・電子銃、 ９・・・・・・放電用プローブ、ｌ・・
・・・・基板（被蒸着物）、
！・・・・・・・イオン化用電子銃（電子ビーム発生手
段）２・・・・・・電子銃用電源、
Ｂ・・・・・・電子ビーム、 Ｒ・・・・・・蒸着物質
流。
出願人 石川島播磨重工業株式会社
粥！FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional example. ... Vacuum chamber, 4 ... Evaporation source, ...
... Evaporation material, 6... Crucible, ...
...electron gun, 9...discharge probe, l...
...Substrate (deposition target), ! ...... Electron gun for ionization (electron beam generating means) 2... Power source for the electron gun, B... Electron beam, R... Vapor deposition material flow. Applicant Ishikawajima Harima Heavy Industries Co., Ltd. Congee!
Claims (4)
蒸着物に蒸着させるイオンプレーティングにおけるイオ
ン化方法において、 蒸発源から蒸発した蒸発物質に電子ビームを照射してイ
オン化を促進させることを特徴とするイオンプレーティ
ングにおけるイオン化方法。(1) An ionization method in ion plating in which the evaporated substance evaporated from the evaporation source is ionized and deposited on the object to be evaporated, characterized by irradiating the evaporation substance evaporated from the evaporation source with an electron beam to promote ionization. Ionization method in ion plating.
ン化して、被蒸着物に蒸着させるイオンプレーティング
におけるイオン化方法において、蒸発源から蒸発した蒸
発物質と反応ガスに電子ビームを照射してイオン化を促
進させることを特徴とするイオンプレーティングにおけ
るイオン化方法。(2) In the ionization method in ion plating, in which the evaporated substance and reaction gas evaporated from the evaporation source are ionized and deposited on the object to be evaporated, the evaporation substance and reaction gas evaporated from the evaporation source are irradiated with an electron beam. An ionization method in ion plating characterized by promoting ionization.
蒸着物に蒸着させるイオンプレーティング装置において
、 蒸発源と被蒸着物の間に、蒸発源から蒸発した蒸発物質
に電子ビームを照射してイオン化させる電子ビーム発生
手段を備えてことを特徴とするイオンプレーティング装
置。(3) In an ion plating device that ionizes the evaporation material evaporated from the evaporation source and deposits it on the evaporation target, an electron beam is irradiated onto the evaporation material evaporated from the evaporation source between the evaporation source and the evaporation target. An ion plating apparatus characterized by comprising an electron beam generating means for ionizing the electron beam.
ン化して、被蒸着物に蒸着させるイオンプレーティング
装置において、 蒸発源と被蒸着物の間に、蒸発源から蒸発した蒸発物質
と反応ガスに電子ビームを照射してイオン化させる電子
ビーム発生手段を備えたことを特徴とするイオンプレー
ティング装置。(4) In an ion plating device that ionizes the evaporation material from the evaporation source and the reaction gas and deposits it on the evaporation target, the evaporation material evaporated from the evaporation source reacts with the evaporation material between the evaporation source and the evaporation target. An ion plating apparatus characterized by comprising an electron beam generating means for ionizing gas by irradiating it with an electron beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1164789A JPH02194165A (en) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | Ionizing method in ion plating and ion plating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1164789A JPH02194165A (en) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | Ionizing method in ion plating and ion plating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02194165A true JPH02194165A (en) | 1990-07-31 |
Family
ID=11783745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1164789A Pending JPH02194165A (en) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | Ionizing method in ion plating and ion plating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02194165A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05295527A (en) * | 1991-08-08 | 1993-11-09 | Rikagaku Kenkyusho | Ion plating device |
| JPH06158293A (en) * | 1992-11-30 | 1994-06-07 | Jeol Ltd | Ion plating device |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1164789A patent/JPH02194165A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05295527A (en) * | 1991-08-08 | 1993-11-09 | Rikagaku Kenkyusho | Ion plating device |
| JPH06158293A (en) * | 1992-11-30 | 1994-06-07 | Jeol Ltd | Ion plating device |
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