JPS5842769A - 光ビ−ムを用いたイオンプレ−ティング装置 - Google Patents
光ビ−ムを用いたイオンプレ−ティング装置Info
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- JPS5842769A JPS5842769A JP14092381A JP14092381A JPS5842769A JP S5842769 A JPS5842769 A JP S5842769A JP 14092381 A JP14092381 A JP 14092381A JP 14092381 A JP14092381 A JP 14092381A JP S5842769 A JPS5842769 A JP S5842769A
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- 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
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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- 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
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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】
本発明は、蒸発源の加熱に光ビームを使用した新規なイ
オンブレーティング装置に関、するものである〇 一般に、イオンシレーティングは、ベルジャ内で発生さ
せたグロー放電によシ、蒸発した蒸着物質の、粒子が励
起、イオン化され、基板をとシ巻く強い電界によって加
速されて基板に射突し、付着するもので、従って、通常
の蒸着の場合に比較して基板への付着強度が強いという
特徴がある。
オンブレーティング装置に関、するものである〇 一般に、イオンシレーティングは、ベルジャ内で発生さ
せたグロー放電によシ、蒸発した蒸着物質の、粒子が励
起、イオン化され、基板をとシ巻く強い電界によって加
速されて基板に射突し、付着するもので、従って、通常
の蒸着の場合に比較して基板への付着強度が強いという
特徴がある。
ところで、従来のイオングレーティング装置では、蒸発
源の加熱方式が抵抗加熱、誘導加熱、電子ビーム加熱に
限られていた。このような加熱方式による装置で合金や
化合物の蒸着膜を得ようとすると、一般に構成元素の蒸
気圧に差異があるため分留過程が生じ、蒸発の進行と共
に蒸気の組成比が変動するので蒸着膜の組成がバルクの
それとは異なったものになるのは勿論、指定された組成
比を持つ蒸着膜を安定に、かつ連続的に得ることが困難
であるという欠点があった。
源の加熱方式が抵抗加熱、誘導加熱、電子ビーム加熱に
限られていた。このような加熱方式による装置で合金や
化合物の蒸着膜を得ようとすると、一般に構成元素の蒸
気圧に差異があるため分留過程が生じ、蒸発の進行と共
に蒸気の組成比が変動するので蒸着膜の組成がバルクの
それとは異なったものになるのは勿論、指定された組成
比を持つ蒸着膜を安定に、かつ連続的に得ることが困難
であるという欠点があった。
本発明は、上記従来例の欠点を解消するために、レーザ
ー光または太陽光を高密度に収束させた光ビームを導入
し、この光ビームをワイヤ状または４レツドに加工した
蒸着材料に照射してフラッシュ蒸発を行ない、所望の蒸
着膜を安定、かつ連続的に得ることのできる新規なイオ
ンシレーティング装置を提供するものである。以下、図
面により実施例を詳細に説明する。
ー光または太陽光を高密度に収束させた光ビームを導入
し、この光ビームをワイヤ状または４レツドに加工した
蒸着材料に照射してフラッシュ蒸発を行ない、所望の蒸
着膜を安定、かつ連続的に得ることのできる新規なイオ
ンシレーティング装置を提供するものである。以下、図
面により実施例を詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示したもので、１は内部
を真空、または不活性ガス、活性ガスのいずれか一方ま
たは両方を含む比較的低真空にしたベルジャ、２は供給
機３から連続的または断続的に送り出される蒸着材料、
４は蒸着膜を形成する基板または基板を装着した基板ホ
ルダ、５はし一ザー発振器で、電源６を備え、連続また
はパルス状にレーザー光７を発射する。８はレーザー光
７を集光するレンズ、９はレーザー光７をベルジャｌ内
に導入する窓、１０は蒸発した物質が窓９に付着するの
を防止するだめのスリット、１１は洩れたレーザービー
ムを吸収スるビームストッパーでちる。さらＫ、１２は
、蒸着材料２が蒸発したときその蒸気流が存在する領域
に配置された高周波電極で、高周波電源１３を備えてお
シ、また、基板４との間に直流電源１４を配置している
。
を真空、または不活性ガス、活性ガスのいずれか一方ま
たは両方を含む比較的低真空にしたベルジャ、２は供給
機３から連続的または断続的に送り出される蒸着材料、
４は蒸着膜を形成する基板または基板を装着した基板ホ
ルダ、５はし一ザー発振器で、電源６を備え、連続また
はパルス状にレーザー光７を発射する。８はレーザー光
７を集光するレンズ、９はレーザー光７をベルジャｌ内
に導入する窓、１０は蒸発した物質が窓９に付着するの
を防止するだめのスリット、１１は洩れたレーザービー
ムを吸収スるビームストッパーでちる。さらＫ、１２は
、蒸着材料２が蒸発したときその蒸気流が存在する領域
に配置された高周波電極で、高周波電源１３を備えてお
シ、また、基板４との間に直流電源１４を配置している
。
次に、本実施゛例の動作を説明する。まず、レーザー発
振器５から発射されたレーザー光７はレンズ８で集光さ
れ、その焦点付近に配置されたスリット１０を通過して
蒸着材料２の先端部に照射される。蒸滝材料２の先端部
はレーザー光７のエネルギーにより瞬時に蒸発するが、
蒸着材料２が供給機３から順次繰シ出されるので連続的
に蒸発が行なわれる。
振器５から発射されたレーザー光７はレンズ８で集光さ
れ、その焦点付近に配置されたスリット１０を通過して
蒸着材料２の先端部に照射される。蒸滝材料２の先端部
はレーザー光７のエネルギーにより瞬時に蒸発するが、
蒸着材料２が供給機３から順次繰シ出されるので連続的
に蒸発が行なわれる。
このとき、蒸気流の存在する領域に配置された高周波電
極１２に高周波電力が供給されると高周波グロー放電が
発生し、これによって蒸発粒子が励起、イオン化される
。一方、高周波電極１２と基板４との間に直流電圧が印
加されると直流電界が生じ、この電界によりイオン化さ
れた蒸発粒子が加速され、高いエネルギーをもって基板
４に射突し蒸着する。
極１２に高周波電力が供給されると高周波グロー放電が
発生し、これによって蒸発粒子が励起、イオン化される
。一方、高周波電極１２と基板４との間に直流電圧が印
加されると直流電界が生じ、この電界によりイオン化さ
れた蒸発粒子が加速され、高いエネルギーをもって基板
４に射突し蒸着する。
以上のように構成された本実施例では、光ビームの高エ
ネルギーによって蒸着材料２の先端部が瞬時に蒸発する
ので、従来例のような分留過程はなく、従って基板４上
にはバルクの組成とほとんど同じ組成を有する蒸着膜が
形成され、しかも蒸発粒子が加速された状態で基板４に
射突するので強い接着強度を有する蒸着膜を効率よく形
成することができる。また、本実施例では、デートやる
つぼ等の蒸発容器を使用していないので、蒸着容器から
の汚染が全くなく、純粋な膜が得られる〇蒸発粒子の一
部は光ビームの導入窓９の方向へも飛ぶが、レンズ８の
焦点付近に配置され、しかも光ビームの径にほぼ等しい
径を有するスリット１０によって蒸発粒子の通過を阻止
するので、窓９への付着を防止することができ、光ビー
ムのエネルギーを蒸発源に継続して供給することができ
る。蒸着材料２の先端部より洩れたレーザービームはビ
ームストツノ＃−１１で吸収し、散乱光を少なくするこ
とができる。
ネルギーによって蒸着材料２の先端部が瞬時に蒸発する
ので、従来例のような分留過程はなく、従って基板４上
にはバルクの組成とほとんど同じ組成を有する蒸着膜が
形成され、しかも蒸発粒子が加速された状態で基板４に
射突するので強い接着強度を有する蒸着膜を効率よく形
成することができる。また、本実施例では、デートやる
つぼ等の蒸発容器を使用していないので、蒸着容器から
の汚染が全くなく、純粋な膜が得られる〇蒸発粒子の一
部は光ビームの導入窓９の方向へも飛ぶが、レンズ８の
焦点付近に配置され、しかも光ビームの径にほぼ等しい
径を有するスリット１０によって蒸発粒子の通過を阻止
するので、窓９への付着を防止することができ、光ビー
ムのエネルギーを蒸発源に継続して供給することができ
る。蒸着材料２の先端部より洩れたレーザービームはビ
ームストツノ＃−１１で吸収し、散乱光を少なくするこ
とができる。
第２図は、本発明の他の実施例を示したもので、第１図
と同一符号のものは同一のものを示している（以下同じ
）。本発明は光ビームによる蒸着材料の加熱、蒸発を基
本としているから、第１図における高周波励起部を取り
除き、レーザー光７が照射される蒸発源近傍に設けた電
極１５と基板４との間に直流電圧を印加して直流電界を
発生させるのみで、放電を起こさせ、蒸発粒子を励起、
イオン化することができる。イオン化した蒸着粒子は直
流電界により加速さ詐、基板４に射突して付着する。
と同一符号のものは同一のものを示している（以下同じ
）。本発明は光ビームによる蒸着材料の加熱、蒸発を基
本としているから、第１図における高周波励起部を取り
除き、レーザー光７が照射される蒸発源近傍に設けた電
極１５と基板４との間に直流電圧を印加して直流電界を
発生させるのみで、放電を起こさせ、蒸発粒子を励起、
イオン化することができる。イオン化した蒸着粒子は直
流電界により加速さ詐、基板４に射突して付着する。
蒸着材料２が導電性を有する場合、第３図に示したよう
に、蒸着材料２そのものを一方の電極とし、この蒸着材
料２と基板４との間に直流電界を発生させるようにして
もよい。
に、蒸着材料２そのものを一方の電極とし、この蒸着材
料２と基板４との間に直流電界を発生させるようにして
もよい。
第４図は、本発明のさらに他の実施例を示したもので、
第１図の実施例から直流電界を取り除き、高周波励起の
みで蒸発粒子にエネルギーを与えるようにしたものであ
る。励起、イオン化した蒸発粒子は、エネルギーの付与
によって加速され、基板４に衝突、付着する。
第１図の実施例から直流電界を取り除き、高周波励起の
みで蒸発粒子にエネルギーを与えるようにしたものであ
る。励起、イオン化した蒸発粒子は、エネルギーの付与
によって加速され、基板４に衝突、付着する。
第１図の実施例では、高周波電極１２に高周波と直流と
を重畳させるようにした示、第５図の実施例では、蒸発
源近傍に直流電界を発生させるだめのｉ極１５を、高周
波電極１２とは切離して設。
を重畳させるようにした示、第５図の実施例では、蒸発
源近傍に直流電界を発生させるだめのｉ極１５を、高周
波電極１２とは切離して設。
けだものである・
さらに、蒸着材料２が導電性の場合は、第６図に示した
ように、蒸着材料２自体を直流電界を形成するための一
方の電極としてもよいことは明らかである。
ように、蒸着材料２自体を直流電界を形成するための一
方の電極としてもよいことは明らかである。
以上の各実施例においても、第１図の実施例と同様に、
イオンシレーティングによる蒸着膜を形成することがで
き、特に、合金や化合物の蒸着に好適である。
イオンシレーティングによる蒸着膜を形成することがで
き、特に、合金や化合物の蒸着に好適である。
なお、蒸着材料の形状は、第７図に示したように、（Ａ
）ワイヤ状、（Ｂ）＜びれを有する形状、（Ｃ）ヘレッ
トを糸状材料でつないだもの等が好ましい０〈びれを有
することの効果は、高融点材料を蒸発させるときに材料
の熱伝導による熱の散逸を阻止することにより集光部の
材料温度を上げ、蒸気組成の均一性を確保するために有
効である。蒸発した物質が窓９に付着するのを防止する
スリッ）１０の代りに、同様の機−能を有する他の装置
を設けてもよい。実施例では、蒸着材料をベルジャ内に
設置した供給機により順次送り出し、その先端部をレー
ザビーム中に供給するようにしたが、供給機はベルツヤ
の外に置かれても構わ々い。また、実施例ではいずれも
レーザビームを使用して説明したが、太陽光を収束して
用いてもよい。この場合、太陽追尾装置および光強度を
調節する機構を付加して用いる。
）ワイヤ状、（Ｂ）＜びれを有する形状、（Ｃ）ヘレッ
トを糸状材料でつないだもの等が好ましい０〈びれを有
することの効果は、高融点材料を蒸発させるときに材料
の熱伝導による熱の散逸を阻止することにより集光部の
材料温度を上げ、蒸気組成の均一性を確保するために有
効である。蒸発した物質が窓９に付着するのを防止する
スリッ）１０の代りに、同様の機−能を有する他の装置
を設けてもよい。実施例では、蒸着材料をベルジャ内に
設置した供給機により順次送り出し、その先端部をレー
ザビーム中に供給するようにしたが、供給機はベルツヤ
の外に置かれても構わ々い。また、実施例ではいずれも
レーザビームを使用して説明したが、太陽光を収束して
用いてもよい。この場合、太陽追尾装置および光強度を
調節する機構を付加して用いる。
以上説明したように、本発明によれば、光ビームを用い
て蒸着材料を瞬時に蒸発させることができるので、合金
や化合物を蒸着材料とした場合でもバルクに極めて近い
組成の蒸着膜を、安定にかつ連続的に形成させることが
できる。しかも蒸発粒子を励起、イオン化し、加速して
基板に射突、付着させるので、接着強度の大きい蒸着膜
を得ることができる。
て蒸着材料を瞬時に蒸発させることができるので、合金
や化合物を蒸着材料とした場合でもバルクに極めて近い
組成の蒸着膜を、安定にかつ連続的に形成させることが
できる。しかも蒸発粒子を励起、イオン化し、加速して
基板に射突、付着させるので、接着強度の大きい蒸着膜
を得ることができる。
本発明は、光ビームによる蒸発方式を採用しているので
、従来のイオンシレーティング装置のように高周波電極
を蒸着物質と基板または基板ホルダとの中間に置くとい
うことが必ずしも必要ではなく、蒸発源を含む位置に置
くこともできるので、高密度の高周波励起が可能となる
。蒸発源近傍に高周波エネルギーを集中することの利点
は、基板と高周波エネルギー源との分離が明確になり、
基板に対する直接的な高周波ロスの影響も著しく減少さ
せることができることである。従って、基板と蒸発源と
の距離を短かくすることができる。また、元ビームによ
る蒸発方式では、るつぼ等の蒸発器を用いなくてもよい
から、蒸発器からの汚染がなく純粋な膜、が得られると
ともに、蒸発源からの熱輻射が小さく、この点からも“
基板と蒸発源との距離を短かくすることができる。
、従来のイオンシレーティング装置のように高周波電極
を蒸着物質と基板または基板ホルダとの中間に置くとい
うことが必ずしも必要ではなく、蒸発源を含む位置に置
くこともできるので、高密度の高周波励起が可能となる
。蒸発源近傍に高周波エネルギーを集中することの利点
は、基板と高周波エネルギー源との分離が明確になり、
基板に対する直接的な高周波ロスの影響も著しく減少さ
せることができることである。従って、基板と蒸発源と
の距離を短かくすることができる。また、元ビームによ
る蒸発方式では、るつぼ等の蒸発器を用いなくてもよい
から、蒸発器からの汚染がなく純粋な膜、が得られると
ともに、蒸発源からの熱輻射が小さく、この点からも“
基板と蒸発源との距離を短かくすることができる。
第１図は、本発明の一実施例の構成図、第２図ないし第
６図は、それぞれ第１図の変形実施例の構成図、第７図
は、本発明で使用する蒸発材料の形状別図である。 １・・・ベルツヤ、２・・・蒸着材料、３・・・供給機
、４・・・基板または基板ホルダ、５・・・レーザー発
振器、８・・・レンズ、９・・・窓、１０・・・スリッ
ト、１２・・・高周波電極、１３・・・高周波電源、１
４・・・直流電源、１５・・・電極。
６図は、それぞれ第１図の変形実施例の構成図、第７図
は、本発明で使用する蒸発材料の形状別図である。 １・・・ベルツヤ、２・・・蒸着材料、３・・・供給機
、４・・・基板または基板ホルダ、５・・・レーザー発
振器、８・・・レンズ、９・・・窓、１０・・・スリッ
ト、１２・・・高周波電極、１３・・・高周波電源、１
４・・・直流電源、１５・・・電極。
Claims (6)
- （１） 真空容器内、または不活性ガス、活性ガスの
いずれか一方または両方を含む比較的低真空容器内にレ
ーザー光または太陽光の光ビームを導入し、該ビームを
蒸着物質に照射して蒸発させる手段と、前記蒸着物質の
蒸気流が存在する領域でグロー放電を起こし、前記蒸着
物質の蒸発粒子を励起、イオン化する手段とを具備し、
イオン化した前記蒸発粒子を加速して基板上に射突、蒸
着することを特徴とする光ビームを用いたイオンル−テ
ィング装置。 - （２） 前記蒸発粒子を励起、イオン化する手段は、
蒸発源近傍に配置した高周波電極を有する高周波励起手
段からなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の光ビームを用いたイオンブレーティング装置。 - （３）前記蒸発粒子を励起、イオン化する手段は、蒸発
源近傍に配置した電極と基板または基板ホルダとの間に
直流電圧を印加して直流電界を発生する直流励起手段か
らなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
の光ビームを用いたイオンブレーティング装置。 - （４）前記直流励起手段は、蒸着材料が導電性の場合、
その蒸着材料自体を一方の電極にすることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載の元ビームを用いたイオンブ
レーティング装置。 - （５）真空容器内、または不活性ガス、活性ガスのいず
れか一方または両方を含む比較的低真空容器内にレーザ
ー光または太陽光の光ビームを導入し、該ビームを蒸着
物質に照射して蒸発させる手段と、蒸発源近傍に配置さ
れた高周波電極により前記蒸着物質の蒸気流が存在する
領域でグロー放電を起こし、前記蒸着物質の蒸発粒子を
励起、イオン化する高周波励起手段と、蒸発源近傍に配
置された電極と基板または基板ホルダ間に直流電圧を印
加して直流電界を発生する手段とを具備し、イオン化し
た前記蒸発粒子を前記直流電界により加速して基板上に
射突、蒸着することを特徴とする光ビームを用いたイオ
ンシレーティング装置。 - （６） 前記直流電界を発生する手段は、蒸着材料が
導電性の場合、その蒸−着材料自体を一方の電極にする
ことを特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載の光ビ
ームを用いたイオングレーティング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14092381A JPS5842769A (ja) | 1981-09-09 | 1981-09-09 | 光ビ−ムを用いたイオンプレ−ティング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14092381A JPS5842769A (ja) | 1981-09-09 | 1981-09-09 | 光ビ−ムを用いたイオンプレ−ティング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842769A true JPS5842769A (ja) | 1983-03-12 |
Family
ID=15279952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14092381A Pending JPS5842769A (ja) | 1981-09-09 | 1981-09-09 | 光ビ−ムを用いたイオンプレ−ティング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842769A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2594853A1 (fr) * | 1986-02-25 | 1987-08-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif de traitement d'un materiau par effet thermo-ionique en vue d'en modifier ses proprietes physico-chimiques |
| JPH09241405A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 高反応性活性種の放出方法と固体表面の改質方法 |
| WO2020089180A3 (de) * | 2018-10-31 | 2020-06-25 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Beschichtungsvorrichtung, prozesskammer, sowie verfahren zum beschichten eines substrats und substrat beschichtet mit zumindest einer materialschicht |
-
1981
- 1981-09-09 JP JP14092381A patent/JPS5842769A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2594853A1 (fr) * | 1986-02-25 | 1987-08-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif de traitement d'un materiau par effet thermo-ionique en vue d'en modifier ses proprietes physico-chimiques |
| JPH09241405A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 高反応性活性種の放出方法と固体表面の改質方法 |
| WO2020089180A3 (de) * | 2018-10-31 | 2020-06-25 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Beschichtungsvorrichtung, prozesskammer, sowie verfahren zum beschichten eines substrats und substrat beschichtet mit zumindest einer materialschicht |
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