JPS591676A - イオンブレ−テイング装置 - Google Patents
イオンブレ−テイング装置Info
- Publication number
- JPS591676A JPS591676A JP11083282A JP11083282A JPS591676A JP S591676 A JPS591676 A JP S591676A JP 11083282 A JP11083282 A JP 11083282A JP 11083282 A JP11083282 A JP 11083282A JP S591676 A JPS591676 A JP S591676A
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- JP
- Japan
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- source
- evaporation source
- evaporating
- impressed
- inert gas
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- Pending
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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
- C23C14/228—Gas flow assisted PVD deposition
-
- 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
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
-
- 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
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
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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】
ものであり、特に話性な金属をイオンプレーティングす
るに於いて、該金属蒸発αｊ！の金属と使用する活性ガ
スとの反応を防止し、長時１？ＪＪにわたり安定的な蒸
発を維持する事が可能な蒸発源を持つイオンブレーティ
ング装置を提供するものである。
るに於いて、該金属蒸発αｊ！の金属と使用する活性ガ
スとの反応を防止し、長時１？ＪＪにわたり安定的な蒸
発を維持する事が可能な蒸発源を持つイオンブレーティ
ング装置を提供するものである。
真空装置内に於いて、活性な金属を蒸発させ、該装置内
に導入１〜だ活性ガス，とで反応させ、化合物を生成す
る反応性イオンプレーティングの手段については、多陰
極法、高周波励起法、ＤＣ法、熱電子引出し法等、その
他種々な方法がある。
に導入１〜だ活性ガス，とで反応させ、化合物を生成す
る反応性イオンプレーティングの手段については、多陰
極法、高周波励起法、ＤＣ法、熱電子引出し法等、その
他種々な方法がある。
何れの手段を用いた反応性イオンプレーティングに於い
ても、長時間、又は多回数の安定的な処理を行うにあた
り、障害となるのは、活性金属の蒸発源が変化し、金属
の蒸発量が不安定になってしまう事である。
ても、長時間、又は多回数の安定的な処理を行うにあた
り、障害となるのは、活性金属の蒸発源が変化し、金属
の蒸発量が不安定になってしまう事である。
これは、イオンプレーティング、プロセス中に於いて、
高温に熱せられた蒸発源の活性金属の近傍まで、、導入
された活性なガスが存在する事と、さらには、そのガス
が、イオンブレーティング手段によりプラズマ中で活性
に励起されでいるため、高温の活性金属表面に於いて、
その活性ガスと反応し、徐々に活性金属が化合物化する
ために起る溶融点の変化、蒸気圧の変化に起因すると考
えられる。
高温に熱せられた蒸発源の活性金属の近傍まで、、導入
された活性なガスが存在する事と、さらには、そのガス
が、イオンブレーティング手段によりプラズマ中で活性
に励起されでいるため、高温の活性金属表面に於いて、
その活性ガスと反応し、徐々に活性金属が化合物化する
ために起る溶融点の変化、蒸気圧の変化に起因すると考
えられる。
従来のイオンブレーティング装置に於いては、この現象
を防止するための手段を具備していなかったために、化
合物を多く含有した場合、その蒸発源を廃棄するか、研
摩、切削等により化合物の混入拡散した部分だけを取り
除かなければならなかった。
を防止するための手段を具備していなかったために、化
合物を多く含有した場合、その蒸発源を廃棄するか、研
摩、切削等により化合物の混入拡散した部分だけを取り
除かなければならなかった。
この場合希少であって高価な物質をも廃棄しなければな
らず、大変な無駄を求められ、研摩切削等による余分な
作業負荷を強いられていた。
らず、大変な無駄を求められ、研摩切削等による余分な
作業負荷を強いられていた。
本発明は、上記反応性イオンブレーティングに於いて蒸
発源の金属蒸気発生部に、円筒状の蒸発源保瞳カバーを
設ける事により、イオンブレーティング中の金属蒸気の
蒸気分圧と、蒸発源保護カバー内部に設けた不活性ガス
導入孔より噴出した、不活性ガスのガス分圧とにより、
蒸発源活性金属近傍への活性ガスの流入を防ぎ、蒸発源
活性金、属の化合物生成を防止し、長時間、多回数にわ
たる安定した蒸発を維持することが出来る。
発源の金属蒸気発生部に、円筒状の蒸発源保瞳カバーを
設ける事により、イオンブレーティング中の金属蒸気の
蒸気分圧と、蒸発源保護カバー内部に設けた不活性ガス
導入孔より噴出した、不活性ガスのガス分圧とにより、
蒸発源活性金属近傍への活性ガスの流入を防ぎ、蒸発源
活性金、属の化合物生成を防止し、長時間、多回数にわ
たる安定した蒸発を維持することが出来る。
第１図は、本発明に基づくイオンブレーティング装置の
断面図であり、１は、排気系統（図示せず）によって、
１０ ’Ｔｏｒｒ 程度迄排気可能なペルジャーである
。２は、イオン加速用電源３と接続して陰極電圧を印加
出来・、る基板ボルダ−であり、４は、基板ホルダーク
に取り付けられた被覆される部品である。
断面図であり、１は、排気系統（図示せず）によって、
１０ ’Ｔｏｒｒ 程度迄排気可能なペルジャーである
。２は、イオン加速用電源３と接続して陰極電圧を印加
出来・、る基板ボルダ−であり、４は、基板ホルダーク
に取り付けられた被覆される部品である。
５は、電源乙によって陽極の印加されるイオン化電極で
、７は後述する蒸発源ソース１５の加熱用電子ビーム供
給電源を示す。８は、生成する被覆の目的により導入す
る反応用の活性ガス導入ノズルである。
、７は後述する蒸発源ソース１５の加熱用電子ビーム供
給電源を示す。８は、生成する被覆の目的により導入す
る反応用の活性ガス導入ノズルである。
次に本発明の要旨と云うべき金属蒸気発生部分について
、第１図により説明する。
、第１図により説明する。
９は、円筒状の蒸発源保護カバーで、銅で製作されてお
り、その側壁に電子ビームの通過孔１゜が設けられ、且
つ、円筒内側に向は開口した不活性ガス導入孔２１を持
ち外部と接続されたパイプ１１が、円筒部の上端に清っ
て固定され、加熱防止用には、送排パイプ１２により外
部と接続された銅パイプ１３が巻き付けである。
り、その側壁に電子ビームの通過孔１゜が設けられ、且
つ、円筒内側に向は開口した不活性ガス導入孔２１を持
ち外部と接続されたパイプ１１が、円筒部の上端に清っ
て固定され、加熱防止用には、送排パイプ１２により外
部と接続された銅パイプ１３が巻き付けである。
又、１４は、蒸発源保護カバー９の下端に配通された水
冷されたルツボで、１５は電子ビームにより加熱される
蒸発源ソースである。１６は金属蒸気が飛行する範囲を
示しである。
冷されたルツボで、１５は電子ビームにより加熱される
蒸発源ソースである。１６は金属蒸気が飛行する範囲を
示しである。
尚、第１薗の実施例では、蒸発源保護カバー９を銅製に
て製作しているが、第２図の断面図の如く、耐熱金属、
Ｗ、Ｍｏ、Ｔ ａ、Ｔ ｉ等、又はそレラノ合金、その
他セラミックスを蒸発源保護カバーの材料として用いれ
は、水冷をしな（ても可能である。機能としては、第１
図の蒸発源保護カバーとほぼ同じであるが、他に、水冷
しない゛効果として金属蒸気の励起に対する効果、蒸発
物質の付着が少ない等の効果もある。これは蒸発源保護
カバーが高温になるためである。
て製作しているが、第２図の断面図の如く、耐熱金属、
Ｗ、Ｍｏ、Ｔ ａ、Ｔ ｉ等、又はそレラノ合金、その
他セラミックスを蒸発源保護カバーの材料として用いれ
は、水冷をしな（ても可能である。機能としては、第１
図の蒸発源保護カバーとほぼ同じであるが、他に、水冷
しない゛効果として金属蒸気の励起に対する効果、蒸発
物質の付着が少ない等の効果もある。これは蒸発源保護
カバーが高温になるためである。
１７は円筒状蒸発課保内力ご（−で、材質はＴａ、Ｗ、
セラミックス等、１８は、第１図の説明で前述した機能
を有するステンレス製の不活性ガス導入パイプ、１９は
、電子ビームの通過孔である。
セラミックス等、１８は、第１図の説明で前述した機能
を有するステンレス製の不活性ガス導入パイプ、１９は
、電子ビームの通過孔である。
以下第１図に示した本発明の装置による実施例について
述べる。
述べる。
装ｈ’ｘ内の蒸発源ソース１５には、予め、高純度チタ
ンを充填し、本装置を］ Ｘ ］ ０”−’ｉ、’ ｏ
ｒ ｒ迄排気後、不活性ガス専大孔２１より、アルゴ
ンガスを導入し、アルゴンガスの流・１：と排気系を調
整して、ｌＸｌ０−２Ｔｏｒｒに保ち、電縣６により基
板ホルダー２に取り付けられた時開用外装部品に−５（
１０Ｖを印加し、グロー放電、を発生させ維持し、１０
分間の表面清浄化処理を行った。次にアルゴンガス導入
、及び電源乙による電力の一供給を中止後、再びｌＸｌ
０−’ＴＯｒｒ迄排気を行った。
ンを充填し、本装置を］ Ｘ ］ ０”−’ｉ、’ ｏ
ｒ ｒ迄排気後、不活性ガス専大孔２１より、アルゴ
ンガスを導入し、アルゴンガスの流・１：と排気系を調
整して、ｌＸｌ０−２Ｔｏｒｒに保ち、電縣６により基
板ホルダー２に取り付けられた時開用外装部品に−５（
１０Ｖを印加し、グロー放電、を発生させ維持し、１０
分間の表面清浄化処理を行った。次にアルゴンガス導入
、及び電源乙による電力の一供給を中止後、再びｌＸｌ
０−’ＴＯｒｒ迄排気を行った。
さらに電源７により、電子ビーム２０を発生させ高純度
チタンの加熱を開始すると同時に、再度、不活性ガス導
入孔２１によりアルゴンガスを導入し、前記同様に９Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒに保った。高純度チタンの金属蒸気が
発生するまで高純度チタンの温度を上昇させ、その時点
で、篭諒６により、イオン化電極５に、−１−１００Ｖ
の１７ｆ、圧を印加、プラズマを発生させた。徐々に活
性カス導入ノズル８より窒素ガスを導入し、最終的に５
０ｃｃ／ｍｍの流量を保った。
チタンの加熱を開始すると同時に、再度、不活性ガス導
入孔２１によりアルゴンガスを導入し、前記同様に９Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒに保った。高純度チタンの金属蒸気が
発生するまで高純度チタンの温度を上昇させ、その時点
で、篭諒６により、イオン化電極５に、−１−１００Ｖ
の１７ｆ、圧を印加、プラズマを発生させた。徐々に活
性カス導入ノズル８より窒素ガスを導入し、最終的に５
０ｃｃ／ｍｍの流量を保った。
この状態で基板ホルダーに取り付けた部品に一２００Ｖ
を印加し、シャッター（図省略）を開け、この状態を保
ちながら３０分間の、窒化チタン被膜生成の反応性イオ
ンブレーティングを行った。
を印加し、シャッター（図省略）を開け、この状態を保
ちながら３０分間の、窒化チタン被膜生成の反応性イオ
ンブレーティングを行った。
この条件を繰返ｌ−ながら、反復生産実験を８０回実施
したが、８０回共、反応性イオンブレーティング条件は
安定した。さらに処理した時計用外装部品は、その目的
の装飾効果を充分満足する結果であり、且つ、処理した
８０回のバッチ間での色調差も見られなかった。
したが、８０回共、反応性イオンブレーティング条件は
安定した。さらに処理した時計用外装部品は、その目的
の装飾効果を充分満足する結果であり、且つ、処理した
８０回のバッチ間での色調差も見られなかった。
ところで、本発明の蒸発源保護カバ〜を具備しない装か
１′での、前述同様の繰返し反復生産実験の結果では、
３０回以上になると処理条件のコントロールが不安定に
なり、又、処理した時計用外装部品は、バッチ間での色
調査も大きく品質的にも不安定であった。
１′での、前述同様の繰返し反復生産実験の結果では、
３０回以上になると処理条件のコントロールが不安定に
なり、又、処理した時計用外装部品は、バッチ間での色
調査も大きく品質的にも不安定であった。
この様に本発明は今後展開される反応性イオングレーテ
ィングを用いた量産に於いて、すばらしく安定した生産
を提供するもので、実施例では窒化チタンの反応性イオ
ンブレーティングについて説明したが、自然、活性金恥
ルのＴ ｉ 、 Ｚ ｒ 、 Ｉ−１ｆ、Ｃｒ、の反応
性イオンブレーティングにも応用可能で、この場合の使
用するガ、ス種類については、Ｎ３．０□、ＮｌＩ４、
ＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、等、何れも可能である。
ィングを用いた量産に於いて、すばらしく安定した生産
を提供するもので、実施例では窒化チタンの反応性イオ
ンブレーティングについて説明したが、自然、活性金恥
ルのＴ ｉ 、 Ｚ ｒ 、 Ｉ−１ｆ、Ｃｒ、の反応
性イオンブレーティングにも応用可能で、この場合の使
用するガ、ス種類については、Ｎ３．０□、ＮｌＩ４、
ＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、等、何れも可能である。
第１図は本発明のイオンブレーティング装置の断面図、
第２図は本発明による蒸発源保設カバーの他の実施例の
断面図である。 １・・・・・・ペルジャー、 ９．１７・・・・・・蒸発源保護カバー、１０．１９・
・・・・・通過孔、 １１．１８・・・・・・パイプ、 １５ｚ・・・・・蒸発源ソース、 ２１・・・・・・不活性ガス導入孔。
第２図は本発明による蒸発源保設カバーの他の実施例の
断面図である。 １・・・・・・ペルジャー、 ９．１７・・・・・・蒸発源保護カバー、１０．１９・
・・・・・通過孔、 １１．１８・・・・・・パイプ、 １５ｚ・・・・・蒸発源ソース、 ２１・・・・・・不活性ガス導入孔。
Claims (1)
- 活性ガスと不活性ガスの混合ガス零囲気中で、蒸発源か
ら活性金属を蒸発させ、反応性イオンブレーティング法
により該活性ガスと、活性金属との化合物膜を形成する
装置において、前記蒸発源の金属蒸気発生部に円筒状の
蒸発源保護カバーを設け、さらに該蒸発源保護″カバー
の内部に開口する不活性ガス導入孔を設けたことを特徴
とするイオンブレーティング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083282A JPS591676A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | イオンブレ−テイング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083282A JPS591676A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | イオンブレ−テイング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS591676A true JPS591676A (ja) | 1984-01-07 |
Family
ID=14545790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11083282A Pending JPS591676A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | イオンブレ−テイング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS591676A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1436441A2 (en) * | 2001-09-10 | 2004-07-14 | University Of Virginia Patent Foundation | Method and apparatus application of metallic alloy coatings |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP11083282A patent/JPS591676A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1436441A2 (en) * | 2001-09-10 | 2004-07-14 | University Of Virginia Patent Foundation | Method and apparatus application of metallic alloy coatings |
| EP1436441A4 (en) * | 2001-09-10 | 2004-11-24 | Univ Virginia | METHOD AND APPARATUS FOR APPLYING METAL ALLOY COATINGS |
| US10260143B2 (en) | 2001-09-10 | 2019-04-16 | University Of Virginia Patent Foundation | Method and apparatus for application of metallic alloy coatings |
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