JPH03115568A - 薄膜生成装置 - 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．バイブ等の筒体状の被処理材の内面に薄膜を
生成することを可能にした薄膜生成装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 一般に、真空中で薄膜を生成する装置としては、真空蒸
着装置、スパッタリング装置等が知られている。

前者の真空蒸着装置は、蒸発ルツボの上方に被処理基板
を配置して、高真空中でルツボ内の蒸着打粉を溶融蒸発
させて基板の表面に付着させるものである。一方、後者
のスパッタリング装置は、例えば窒素ガスを真空容器内
に導入して、真空中で金属ターゲットを陰極、被処理基
板を陽極として画電極を対向させ電極間にグロー放電を
起こさせる。すると、窒素イオンが金属ターゲットに衝
突して原子をたたき出し、これが対向する基板に付着し
て薄膜を生成するものである。

［発明が解決しようとする課！ｆｉ］ ところで、従来の薄膜の生成装置は、成膜すべき蒸着材
料の上方に被処理基板を設置又はスパッタ材と基板を対
向させて蒸発又は原子をたたき出して被処理基板に付着
させるために．バイブ等の筒体状の被処理材の内面に金
属を付着させるように金属を蒸発又は原子をたたき出す
ことが困難であるので、筒体状の被処理材の内面の薄膜
生成には不向きであった。

そこで、本発明は、上記課題を解決すべくなされたもの
で、筒体状の被処理物の内面に薄膜を生成することを可
能にした薄膜生成装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために．バイブ等の筒体
状の被処理材の内面に薄膜をコーティングする装置にお
いて、上記筒体状の被処理材を真空下に維持して収納す
る真空容器と、その真空容器内に収納された被処理材の
内部にその軸に沿ってイオンビームを照射するためのイ
オンビーム手段と、そのイオンビーム手段から照射され
るビームに臨ませて上記被処理材の内部にスパッタ材を
挿入すると共に被処理材の内面に薄膜が生成されるに従
って軸方向に移動させるためのスパッタ材移動装置とを
備えたものである。

［作用］ 上記構成によれば、真空容器内の筒体状の被処理材の内
部のスパッタ材に、イオンビーム手段からイオンビーム
を照射させると、スパッタ材から原子等がたなき出され
、これがスパッタ材のビム照射付近の被処理材の内面に
付着し、そこに薄膜が生成されることになる。また、ス
パッタ材がスパッタ材移動装置によって移動するために
、被処理材の内面にその移動方向に沿って薄膜が徐々に
生成されることになり、スパッタ材を被処理材の一端付
近から他端付近に移動させることで、被処理材の内面全
てに薄膜が生成されることになる。

［実施例］ 本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図において、１はバルブ２を介して真空ポンプ３に
より真空引きされる真空容器であり、この真空容器１内
には、支持体４を介してパイプ。

軸受等の筒体状の被処理材５が横設されている。

その真空容器１の側部には、容器１内の被処理材５の内
部にその軸に沿ってイオンビーム６を照射するためのイ
オンビーム手段７を構成するイオンビーム装置８が設け
られている。このイオンビーム族３！８は、窒素、アル
ゴン等のプラズマを作り、このうち陽イオンだけを取出
し、これを高電圧で加速させて、イオンビーム６が得ら
れるように構成され、このイオンビーム６は高指向性を
有する。

そのイオンビーム装置ｆ８と被処理材５との間の容器１
には開閉自在のゲートバルブ９が設けられ、このゲート
バルブ９によって容器１内がビーム室１０と蒸着室１１
とに区画形成されると共に、各室１０．１１にはそれぞ
れ真空ポンプ３及びそのバルブ２が接続されている。

また、真空容器１の蒸着室１１内には、先端が上記イオ
ンビーム装置８からのイオンビーム６に臨むようにスパ
γり材１２が設けられている。このスパッタ材１２は、
チタン（Ｔｌ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミナ（ＡＪ！
２０ｓ　）等からなり、被処理材５の内径より径が小さ
い円柱状に形成されていると共に、先端が円錐状に形成
されている。

尚、スパッタ材の先端は、イオンビームが照射されたと
きにスパッタ材からたたき出された原子等が被処理材の
内面に付着するならばどの様な形状でもよい、そのスパ
ッタ材１２の後端は、スパッタ材１２とほぼ同径の円柱
状のスパッタ材取付部材１３の先端に取付けられ、この
取付部材１３には、スパッタ材移動装置１４が設けられ
ている。

このスパッタ材移動装置１４は、スパッタ材１２を被処
理材５の内部に挿入させると共に被処理材５の内面に薄
膜が生成されるに従ってその軸方向に移動させるように
構成されている。また、スパッタ材１２が導電性材料の
場合、スパッタ材取付部材１３には、負の電圧が印加さ
れるようにスパッタ補助電源１５が接続されている。

次に本実施例の作用について説明する。

先ず、真空容器１内にパイプ、軸受等の筒体状の被処理
材５を配置すると共に、スパッタ材１２の先端が被処理
材５のイオンビーム装置８側の端部付近に配置した後、
バルブ２を介して真空ポンプ３によりその圧力を１０−
’Ｔｏｒｒ以下に維持させる。

次に、イオンビーム装置８に高電圧を印加させて、イオ
ンビーム６をスパッタ材１２の先端に照射する。すると
、ビーム６の照射すなわち衝突によりスパッタ材１２の
先端から原子等がたなき出されて、これがビーム装置８
側端部付近の被処理材５の内面に付着する。このとき、
スパッタ材１２の先端が円錐状に形成されているために
、スパッタ材１２から原子等がビーム装置８側端部付近
の被処理材５の内面に向かってたたきだされることにな
るので、その金属原子が被処理材５の内面に付着し易く
なり、ビーム装置８側端部付近の被処理材５の内面に薄
膜が生成されることになる。

この薄膜は、スパッタ材１２からの原子等によって生成
されるので、被処理材５への密着強度が高い。

また、スパッタ材１２をスパッタ材移動装置１４によっ
てビーム装置８側端部付近の被処理材５の内面に薄膜が
生成されるに従ってビーム６照射方向に沿って移動させ
る。すると、スパッタ材１２の移動と共に原子等が付着
する内面もビーム６照射方向に移動するなめに、被処理
材５の内面はビーム装置８側端部から徐々に薄膜が生成
されることになる。尚、ビーム装置と反対側端部から薄
膜を生成するようにスパッタ材をスパッタ材移動装置に
よってビーム照射方向と反対方向に移動させて、被処理
材の内面のビーム装置と反対側端部から徐々に薄膜を生
成させるようにしてもよい。

したがって、スパッタ材１２にイオンビーム６を照射し
ながらスパッタ材１２を被処理材５内の−ｔ＠部付近か
ら他端部付近に移動させることにより．バイブ、軸受等
の筒体状の被処理材５の内面全てに密着強度が高い薄膜
が生成されることになる。

例えば．バイブの内面に窒化チタン（ＴｉＮ）膜を生成
させるのに、イオンビーム装置８のイオン種に窒素（Ｎ
）を用いると共に、チタン（Ｔ１）からなるスパッタ材
１２を用いると、スパッタ材１２からたたき出されたチ
タン原子が窒素と反応を起こし、この反応生成物（ＴＩ
Ｎ）がパイプの内面に付着してＴｉＮ膜がコーティング
されることになる。このため、ＴｉＮ膜が耐摩耗性及び
耐腐蝕性に優れるなめに、ＴｉＮ膜をプラント等の腐蝕
性流体が流れる配管及び原子炉内の配管等の内面に生成
させることができるので、プラントや原子炉等の配管の
安全性が向上することになる。

また、スパッタ補助電源１５によりスパッタ材１２に負
の電圧を印加させると、イオンビーム６が陽イオンであ
るために、電気的にイオンビーム６がスパッタ材１２に
引込まれる。このため、イオンビーム６が確実にスパッ
タ材１２に照射されるために、スパッタ材１２から十分
に金属原子がたたき出されるので、筒体状の被処理材５
の内面に薄膜が確実に生成されることになる。

さらに、真空容器１内がゲートバルブ９によってビーム
室１０と蒸着室１１とに区画形成されていることにより
、ゲートパルプ９を閉めると各室１０．１１がそれぞれ
減圧下に維持されるために、蒸着室１１だけを大気に解
放させて被処理材５の交換等を行えるので、真空容器１
内を再び真空にさせるのに蒸着室１１のみを真空にすれ
ばよい。

このため、真空容器１内を真空にするのに時間が掛から
ないので、多数の筒体状の被処理材５の内面に余り時間
を欠けることなく薄膜を生成させられる。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば．バイブ等の筒体状の被処
理材の内面に薄膜を生成できるという優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。 図中、１は真空容器、５は被処理材、６はイオンビーム
、７はイオンビーム手段、１２はスパッタ材、１４はス
パッタ材移動装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．バイブ等の筒体状の被処理材の内面に薄膜をコーテ
   ィングする装置において、上記筒体状の被処理材を真空
   下に維持して収納する真空容器と、該真空容器内に収納
   された被処理材の内部にその軸に沿ってイオンビームを
   照射するためのイオンビーム手段と、該イオンビーム手
   段から照射されるビームに臨ませて上記被処理材の内部
   にスパッタ材を挿入すると共に被処理材の内面に薄膜が
   生成されるに従って軸方向に移動させるためのスパッタ
   材移動装置とを備えたことを特徴とする薄膜生成装置。