JPH0428861A - ホロカソード電子銃を用いた成膜装置 - Google Patents
ホロカソード電子銃を用いた成膜装置Info
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- JPH0428861A JPH0428861A JP13576490A JP13576490A JPH0428861A JP H0428861 A JPH0428861 A JP H0428861A JP 13576490 A JP13576490 A JP 13576490A JP 13576490 A JP13576490 A JP 13576490A JP H0428861 A JPH0428861 A JP H0428861A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は付着力の強い被膜を得るホロカソード型電子銃
を用いた成膜装置に関するものである。
を用いた成膜装置に関するものである。
炭化チタン（ＴｉＣ）−窒化チタン（ＴｉＮ）及び窒化
クロム（ＣｒＮ）等は高硬度を有するセラミックであり
、耐摩耗性被膜として利用されている。これらの膜は種
類や用途によりＣＶＤ（化学蒸着）法やイオンブレーテ
ィング法など、いくつかの方法で成膜されている。中で
もイオンブレーティング装置は、成膜の際の処理温度が
５００℃以下であって、付着強度も比較的良いという特
徴を有するため、工具への被覆等に利用されている。
クロム（ＣｒＮ）等は高硬度を有するセラミックであり
、耐摩耗性被膜として利用されている。これらの膜は種
類や用途によりＣＶＤ（化学蒸着）法やイオンブレーテ
ィング法など、いくつかの方法で成膜されている。中で
もイオンブレーティング装置は、成膜の際の処理温度が
５００℃以下であって、付着強度も比較的良いという特
徴を有するため、工具への被覆等に利用されている。
イオンブレーティング法は、蒸発粒子を雰囲気ガス中で
気体放電等によりイオン化させ、母材に堆積させるもの
であり、イオン化あるいは蒸発の方法によっていくつか
の方法が開発されている。
気体放電等によりイオン化させ、母材に堆積させるもの
であり、イオン化あるいは蒸発の方法によっていくつか
の方法が開発されている。
イオンブレーティング法の一種であるホロカソード法は
、低電圧、大電流の電子ビームの放出が可能なホロカソ
ード型電子銃を用いて物質を蒸発かつイオン化させる方
法で、堆積速度が速く、イオン化率が大きい等の特徴を
有している。
、低電圧、大電流の電子ビームの放出が可能なホロカソ
ード型電子銃を用いて物質を蒸発かつイオン化させる方
法で、堆積速度が速く、イオン化率が大きい等の特徴を
有している。
ホロカソード法を用いて被膜を形成するには。
ルツボに設置された金属を電子ビームで溶解しながら、
真空容器内に窒素やメタンなどの反応ガスを導入し、金
属と反応させて被膜を形成する。
真空容器内に窒素やメタンなどの反応ガスを導入し、金
属と反応させて被膜を形成する。
この時、蒸発した金属は大量の電子ビームによって２０
〜３０％がイオン化され、負のバイアス電位が印加され
た母材に高いエネルギを持って入射するため、真空蒸着
法や他のイオンブレーティング法に比べ付着力の強い膜
が得られる。
〜３０％がイオン化され、負のバイアス電位が印加され
た母材に高いエネルギを持って入射するため、真空蒸着
法や他のイオンブレーティング法に比べ付着力の強い膜
が得られる。
しかしながらホロカソード法は、アルゴンガスのイオン
化によって電子を発生させるため、電子と同時に発生し
たアルゴンイオンが負のノくイアスミ位が印加された母
材に照射されるにのため、高いバイアス電位を母材へ印
加するとアルゴンイオンによって形成された膜が損傷を
受けることがあり、母材に高いバイアス電位を印加する
のは無理である。
化によって電子を発生させるため、電子と同時に発生し
たアルゴンイオンが負のノくイアスミ位が印加された母
材に照射されるにのため、高いバイアス電位を母材へ印
加するとアルゴンイオンによって形成された膜が損傷を
受けることがあり、母材に高いバイアス電位を印加する
のは無理である。
被膜の付着力は、膜形成時の粒子のエネルギにも大きく
依存するため、ホロカソード法による被膜は成膜の際の
粒子のエネルギが高いイオンビームスパッタ法等に比べ
付着強度が劣るという欠点を有する。
依存するため、ホロカソード法による被膜は成膜の際の
粒子のエネルギが高いイオンビームスパッタ法等に比べ
付着強度が劣るという欠点を有する。
本発明は、上記した従来技術の欠点なくし、ホロカソー
ド型電子銃を用いた成膜装置において。
ド型電子銃を用いた成膜装置において。
母材に高いバイアス電位を印加し、密着性の良い被膜を
形成することである。
形成することである。
［発明の概要〕
本発明はホロカソード電子銃を用いた成膜装置において
、電子ビームと共に発生するアルゴンイオンを捕捉して
母材に加速入射するアルゴンイオンの量を減少させるこ
とにより、損傷の少ない付着力の強い被膜が得られるよ
うにしたことを特徴とするものである。
、電子ビームと共に発生するアルゴンイオンを捕捉して
母材に加速入射するアルゴンイオンの量を減少させるこ
とにより、損傷の少ない付着力の強い被膜が得られるよ
うにしたことを特徴とするものである。
本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。真空容
器１３内には、ホロカソード電子銃ｌ、金属を蒸発させ
るためのルツボ２及びイオン化した蒸発粒子が加速して
入射するように負のバイアス電位を印加した母材ホルダ
３が設置されている。またホロカソード電子銃１の先端
部には、該電子銃１から放出されるアルゴンイオンを捕
捉するために、負の電位が印加されたイオンコレクタ１
２が設置されている。
器１３内には、ホロカソード電子銃ｌ、金属を蒸発させ
るためのルツボ２及びイオン化した蒸発粒子が加速して
入射するように負のバイアス電位を印加した母材ホルダ
３が設置されている。またホロカソード電子銃１の先端
部には、該電子銃１から放出されるアルゴンイオンを捕
捉するために、負の電位が印加されたイオンコレクタ１
２が設置されている。
本実施例で被膜を形成するには、酸素などの不純物の混
入を減らすために真空容器内を１Ｏ−４Ｐａ台まで排気
し、その後ガス導入口４から流量１０〜３０５ ＣＣＭ
のアルゴンガスを電子銃１に導入する。ルツボ２には、
蒸発金属６を設置しておき、電子ビーム７は電磁石８に
よって軌道を制御され金属６に照射される。この際、電
子銃１の先端部に絶縁されて取り付けられたイオンコレ
クタ１２に負の電位を印加することにより、電子銃から
放出されるアルゴンイオンを捕捉する。電子ビーム７に
よって蒸発した金属は、上方に設置され最大−２００Ｖ
の負のバイアス電位が印加された母材ホルダ３に取り付
けられた母材１１の上に堆積し、反応ガスと反応し被膜
を形成する。
入を減らすために真空容器内を１Ｏ−４Ｐａ台まで排気
し、その後ガス導入口４から流量１０〜３０５ ＣＣＭ
のアルゴンガスを電子銃１に導入する。ルツボ２には、
蒸発金属６を設置しておき、電子ビーム７は電磁石８に
よって軌道を制御され金属６に照射される。この際、電
子銃１の先端部に絶縁されて取り付けられたイオンコレ
クタ１２に負の電位を印加することにより、電子銃から
放出されるアルゴンイオンを捕捉する。電子ビーム７に
よって蒸発した金属は、上方に設置され最大−２００Ｖ
の負のバイアス電位が印加された母材ホルダ３に取り付
けられた母材１１の上に堆積し、反応ガスと反応し被膜
を形成する。
蒸発金属にチタン、反応ガスに窒素を用いて本成膜法で
作成したＴｉＮ膜の付着力と母材に印加したバイアス電
位の関係を第２図に示す。イオンコレクタ１２を使用し
ない場合には母材バイアス−１００Ｖで膜の剥離が見ら
れるが、イオンコレクタ１２に一１５Ｖ印加して成膜を
行うと膜の剥離は見られない。また、この時の付着強度
は、スクラッチ試験機による測定で臨界荷重１５Ｎとバ
イアス電位が一５０Ｖ以下の時に比べて高い値になって
いる。
作成したＴｉＮ膜の付着力と母材に印加したバイアス電
位の関係を第２図に示す。イオンコレクタ１２を使用し
ない場合には母材バイアス−１００Ｖで膜の剥離が見ら
れるが、イオンコレクタ１２に一１５Ｖ印加して成膜を
行うと膜の剥離は見られない。また、この時の付着強度
は、スクラッチ試験機による測定で臨界荷重１５Ｎとバ
イアス電位が一５０Ｖ以下の時に比べて高い値になって
いる。
この様に、成膜の際に真空容器１３内にイオンコレクタ
１２を設置し、負の電位を印加し、アルゴンイオンを捕
捉することによって母材１１に高いバイアス電位を印加
しても剥離が見られず、付着力の強い被膜を得られるよ
うになる。
１２を設置し、負の電位を印加し、アルゴンイオンを捕
捉することによって母材１１に高いバイアス電位を印加
しても剥離が見られず、付着力の強い被膜を得られるよ
うになる。
本発明によれば、ホロカソード電子銃を用いた成膜装置
において被膜を作成する際、真空容器内にアルゴンイオ
ンを捕捉するための負の電位を印加した電極を設置する
ことにより、付着力の強い膜を形成することができる。
において被膜を作成する際、真空容器内にアルゴンイオ
ンを捕捉するための負の電位を印加した電極を設置する
ことにより、付着力の強い膜を形成することができる。
この方法を用いることにより、今まで無理であったホロ
カソード法による付着力の強い被膜を得ることができ、
苛酷な条件で使用される部品等へのセラミック被膜の被
覆が可能となり、広範囲にわたる摩耗部品の寿命及び性
能の向上という効果を奏することができる。
カソード法による付着力の強い被膜を得ることができ、
苛酷な条件で使用される部品等へのセラミック被膜の被
覆が可能となり、広範囲にわたる摩耗部品の寿命及び性
能の向上という効果を奏することができる。
第１図は本発明による成膜装置の一実施例を示す縦断面
図、第２図は本発明及び従来方法で形成されたＴｉＮ膜
の付着力を示すグラフである。 図において、１はホロカソード電子銃、２はルツボ、３
は母材ホルダ、４，５はガス導入口、６は金属、７は電
子ビーム、８は電磁石、９は真空ポンプ、１０はシャッ
タ、１１は母材、１２はイオンコレクター、１３は真空
容器、１４は碍子である。 特許出願人の名称 日立工機株式会社 才 を 図
図、第２図は本発明及び従来方法で形成されたＴｉＮ膜
の付着力を示すグラフである。 図において、１はホロカソード電子銃、２はルツボ、３
は母材ホルダ、４，５はガス導入口、６は金属、７は電
子ビーム、８は電磁石、９は真空ポンプ、１０はシャッ
タ、１１は母材、１２はイオンコレクター、１３は真空
容器、１４は碍子である。 特許出願人の名称 日立工機株式会社 才 を 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 先端が真空容器内に突出したホロカソード型電子銃と、
真空容器内に設置され、電子銃に対して所定の正電位が
印加されるルツボと、真空容器内に設置され、接地電位
に対して所定の負電位が印加される母材ホルダと、真空
容器内に反応ガスを導入するガス導入口とを備え、前記
ルツボに金属を載置すると共に前記母材ホルダに母材を
支持させた状態で、電子銃からの電子ビームにより前記
金属を溶融蒸発させ、前記ガス導入口から反応ガスを導
入しながら蒸発粒子を母材に堆積させる成膜装置におい
て、 前記ホロカソード電子銃から放出されるアルゴンイオン
を補足するために、所定の負電位が印加される電極を真
空容器中に設けたことを特徴とするホロカソード電子銃
を用いた成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13576490A JPH0428861A (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | ホロカソード電子銃を用いた成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13576490A JPH0428861A (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | ホロカソード電子銃を用いた成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428861A true JPH0428861A (ja) | 1992-01-31 |
Family
ID=15159318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13576490A Pending JPH0428861A (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | ホロカソード電子銃を用いた成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0428861A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5451112A (en) * | 1992-11-06 | 1995-09-19 | Star Micronics Co., Ltd. | Printer and method of switching ribbon tracks of ink ribbon |
| JP2009280843A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Nachi Fujikoshi Corp | 成膜装置 |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP13576490A patent/JPH0428861A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5451112A (en) * | 1992-11-06 | 1995-09-19 | Star Micronics Co., Ltd. | Printer and method of switching ribbon tracks of ink ribbon |
| JP2009280843A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Nachi Fujikoshi Corp | 成膜装置 |
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