JPS6014100B2 - 電気的不導体サブストレ−トのためのイオンプレ−ティング方法および装置 - Google Patents
電気的不導体サブストレ−トのためのイオンプレ−ティング方法および装置Info
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- JPS6014100B2 JPS6014100B2 JP56194626A JP19462681A JPS6014100B2 JP S6014100 B2 JPS6014100 B2 JP S6014100B2 JP 56194626 A JP56194626 A JP 56194626A JP 19462681 A JP19462681 A JP 19462681A JP S6014100 B2 JPS6014100 B2 JP S6014100B2
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- 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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- C23C14/3435—Applying energy to the substrate during sputtering
- C23C14/345—Applying energy to the substrate during sputtering using substrate bias
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
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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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
- C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気的不導体または低伝導度物体へ真空状態に
おいてイオン作用をを利用してコーティングするイオン
プレーティングのための方法および装置に関する。
おいてイオン作用をを利用してコーティングするイオン
プレーティングのための方法および装置に関する。
イオンプレーティングすなわちイオン利用コーティング
の利点は、担体材質上のフィルムの特に良好な被着強度
が得られる導黄体サブトレートと同様に電気的不導体（
絶縁物）サブストレートにコーティングし得ることであ
る。電気的不導体がイオン利用真空法によってコーティ
ング可能であることは周知である。希ガスおよび反応ガ
スの両者または一考によって実際に保持されるプラズマ
中の荷電粒子は、負側にバイアスされたサブストレート
に向かって加速され、そしてその上に被着されるコーテ
ィング物質のイオン化粒子である。コーティング過程が
進行するにつれて、不導体サブストレートは、到達イオ
ンの電荷が放出されないため正電荷を得ることになり、
その結果イオン注入およびフィルム彼着強度のための効
果はサブストレート表面上の正電荷によって得られなく
なる。このような欠点はサブストレートを包囲して配設
された電子発生源の適用によって解消される（ＤＷＰ７
４９９８）。
の利点は、担体材質上のフィルムの特に良好な被着強度
が得られる導黄体サブトレートと同様に電気的不導体（
絶縁物）サブストレートにコーティングし得ることであ
る。電気的不導体がイオン利用真空法によってコーティ
ング可能であることは周知である。希ガスおよび反応ガ
スの両者または一考によって実際に保持されるプラズマ
中の荷電粒子は、負側にバイアスされたサブストレート
に向かって加速され、そしてその上に被着されるコーテ
ィング物質のイオン化粒子である。コーティング過程が
進行するにつれて、不導体サブストレートは、到達イオ
ンの電荷が放出されないため正電荷を得ることになり、
その結果イオン注入およびフィルム彼着強度のための効
果はサブストレート表面上の正電荷によって得られなく
なる。このような欠点はサブストレートを包囲して配設
された電子発生源の適用によって解消される（ＤＷＰ７
４９９８）。
表面は連続的に電子衝撃に曝されるから、電荷はコーテ
ィング物質および作用プラズマのイオンによって発生さ
れ中和される。電気的不導体サブストレートの表面の妨
害されない衝撃を保証することができる電子発生源は適
当に配談される。しかしながら、電子発生源の構造はい
ずれの場合にもサブトレートに適合する必要があり、こ
れは付加的かつ重要な支出増加をもたらす。さらに、技
術的に複雑なプロセスのためにいまいま必要とされるプ
ロセス工程の変化はイオン流に対して度々電子放射を与
えることが要求される。
ィング物質および作用プラズマのイオンによって発生さ
れ中和される。電気的不導体サブストレートの表面の妨
害されない衝撃を保証することができる電子発生源は適
当に配談される。しかしながら、電子発生源の構造はい
ずれの場合にもサブトレートに適合する必要があり、こ
れは付加的かつ重要な支出増加をもたらす。さらに、技
術的に複雑なプロセスのためにいまいま必要とされるプ
ロセス工程の変化はイオン流に対して度々電子放射を与
えることが要求される。
装置を障害ないこ有効に作動させるためには複雑な制御
が行なわれなければならない。さらに、高周波交流電圧
を適用することによってイオン利用コーティング技術の
ために絶縁体サブトレートの電荷を除去することはかな
り以前から知られている。
が行なわれなければならない。さらに、高周波交流電圧
を適用することによってイオン利用コーティング技術の
ために絶縁体サブトレートの電荷を除去することはかな
り以前から知られている。
スパッタ法においていまいま使用されるこの方法は電荷
の排除を確実にし、その結果高信頼性コーティングが保
証される。しかしながら、高効率高周波発生器、アダプ
タおよび電源装置が譲露率および寸法の大幅に異なるサ
ブストレートに対してそれぞれ必要となり、装置に要す
る支出がさらに増大する。本発明の目的は技術的に単純
な手法によってイオン利用コーティングすなわちイオン
プレーテイングを達成しかつ装置費用の増大を防止する
構成を提供することである。
の排除を確実にし、その結果高信頼性コーティングが保
証される。しかしながら、高効率高周波発生器、アダプ
タおよび電源装置が譲露率および寸法の大幅に異なるサ
ブストレートに対してそれぞれ必要となり、装置に要す
る支出がさらに増大する。本発明の目的は技術的に単純
な手法によってイオン利用コーティングすなわちイオン
プレーテイングを達成しかつ装置費用の増大を防止する
構成を提供することである。
３本発明の課題は、イオンまた
はプラズマの作用を利用することによって電気的不導体
上に確実なコーティングを行ない、この種技術の利点を
保ちながらサブストレートに対して格別のアダプタおよ
び供給装置を必要としないような方法および装４層を提
供することである。この課題は、陽極電圧供給源に配設
された公知のプラズマ源を有し、熱陰極および正極アノ
ード格子、直列抵抗、および容器内部の与えられた作勤
圧力によって決定される静電容量を有しかつ陽極と陰極
との間に接続されたキャパシタ（コンデンサ）とから構
成される本発明によって解消される。
はプラズマの作用を利用することによって電気的不導体
上に確実なコーティングを行ない、この種技術の利点を
保ちながらサブストレートに対して格別のアダプタおよ
び供給装置を必要としないような方法および装４層を提
供することである。この課題は、陽極電圧供給源に配設
された公知のプラズマ源を有し、熱陰極および正極アノ
ード格子、直列抵抗、および容器内部の与えられた作勤
圧力によって決定される静電容量を有しかつ陽極と陰極
との間に接続されたキャパシタ（コンデンサ）とから構
成される本発明によって解消される。
このプラズマ源は同０構造または同様に平板構造とする
ことができ、後者の場合は実施すべきプロセスに応じて
１以上のプラズマ源が配設される。このプロセスは、イ
オン利用コーティングのために必要なプラズマ源が連続
的順序で交互に作動せしめられ、電荷のイオン化および
中性化の状態がサブストレート上に交互に形成され、同
時に熱陰極の電子放射が安定に維持される点に特徴があ
る。
ことができ、後者の場合は実施すべきプロセスに応じて
１以上のプラズマ源が配設される。このプロセスは、イ
オン利用コーティングのために必要なプラズマ源が連続
的順序で交互に作動せしめられ、電荷のイオン化および
中性化の状態がサブストレート上に交互に形成され、同
時に熱陰極の電子放射が安定に維持される点に特徴があ
る。
約１〜１ｏｐａ（パスカル）のような比較的高いガス圧
の自続放電は、プラズマおよびイオン発生における中断
の期間においてサブストレート上に形成される正電荷の
中和のために必要な電子を陰極に供給する必要がある。
ＩＰａから１０‐２Ｐａまでの低い圧力は、電子の放電
効果を維持し、いわゆる非自続ガス放電を維持するため
に役立つ。プロセスの作動周波数、すなわち状態の連続
的変化は電荷のイオン化および中性化が確実にかつ効率
的に行い得る範囲であれよし、。一般に数ｋＨｚから数
百ｋ比の範囲内が望ましく、そして真空室内の与えられ
た放電圧力における放電の開始電圧Ｕｚおよび消滅電圧
ＵＬならびに低抗ＲおよびコンデンサＣの特定のデータ
によって次式によって与えられる。ｒ＝Ｒ‐Ｃ‐仇帯三
母 ここに、Ｕｏはプラズマ源における可能最大電圧である
。
の自続放電は、プラズマおよびイオン発生における中断
の期間においてサブストレート上に形成される正電荷の
中和のために必要な電子を陰極に供給する必要がある。
ＩＰａから１０‐２Ｐａまでの低い圧力は、電子の放電
効果を維持し、いわゆる非自続ガス放電を維持するため
に役立つ。プロセスの作動周波数、すなわち状態の連続
的変化は電荷のイオン化および中性化が確実にかつ効率
的に行い得る範囲であれよし、。一般に数ｋＨｚから数
百ｋ比の範囲内が望ましく、そして真空室内の与えられ
た放電圧力における放電の開始電圧Ｕｚおよび消滅電圧
ＵＬならびに低抗ＲおよびコンデンサＣの特定のデータ
によって次式によって与えられる。ｒ＝Ｒ‐Ｃ‐仇帯三
母 ここに、Ｕｏはプラズマ源における可能最大電圧である
。
本発明にかかる装置の動作態様は以下の通りである。
プラズマ源に電源電圧が印加されると熱陰極は放出温度
に加熱され、そして放電回路に並列接続されたコンデン
サは直列抵抗を介して充電される。
に加熱され、そして放電回路に並列接続されたコンデン
サは直列抵抗を介して充電される。
放電開始電圧Ｕ２に達すると放電が始まる。この場合放
電空間を流れる電流は、直列抵抗によって低減されてい
るコンデンサの充電電流よりも大きいためコンデンサは
放電し、そして陽極における電圧は放電消滅電圧ＵＬよ
りも降下し、その結果真空室内の放電は中断される。こ
の場合、コンデンサは再び放電が生ずるまでの間充電さ
れ、その結果いわゆる弛緩発振が達成される。放電開始
期の間放電によって発生される腸イオンは、負にバイア
スされたサブストレートホルダ一に向って加速され、ホ
ルダー上に配列された電気的不導体サブストレートが荷
電される。引続く放電消滅期の間、このような好ましか
らざる放電は熱陰極によって連続的に放出される電子に
よって除去される。このような電子は放電消滅電圧以下
であるが、存続している放電の陽極電圧降下によって加
速され、そしてこれらの電子はサブストレートに衝突す
る。 Ｚなお、このような放
電開始期と放電消滅期との繰り返し頻度すなわち上記発
振の周波数は、上述の式のように放電に関する諸条件に
よって変化することが確かめられているが、その周波数
範囲は、数ｋ批から数百ｋＨｚが適当である。実際にサ
ブストレート表面の荷電および中性化が過不足なく確実
に行い得るのは、この周波数が２肌Ｈｚないし４００ｋ
Ｈｚの範囲であり、特に有利にイオンプレーティング処
理が実施できることが確められた。コーティング物質は
容器内で原子化または蒸発せしめられて真空容器内へガ
スの形で供給され、プラズマ源においてイオン自体また
は部分的にイオン化用によって分離され、そしてサブス
トレート表面に高品位フィルムとして被着される。１以
上のプラズマ源が配設された場合、全ての可能プラズマ
源は交互に平行して作動させることができる。
電空間を流れる電流は、直列抵抗によって低減されてい
るコンデンサの充電電流よりも大きいためコンデンサは
放電し、そして陽極における電圧は放電消滅電圧ＵＬよ
りも降下し、その結果真空室内の放電は中断される。こ
の場合、コンデンサは再び放電が生ずるまでの間充電さ
れ、その結果いわゆる弛緩発振が達成される。放電開始
期の間放電によって発生される腸イオンは、負にバイア
スされたサブストレートホルダ一に向って加速され、ホ
ルダー上に配列された電気的不導体サブストレートが荷
電される。引続く放電消滅期の間、このような好ましか
らざる放電は熱陰極によって連続的に放出される電子に
よって除去される。このような電子は放電消滅電圧以下
であるが、存続している放電の陽極電圧降下によって加
速され、そしてこれらの電子はサブストレートに衝突す
る。 Ｚなお、このような放
電開始期と放電消滅期との繰り返し頻度すなわち上記発
振の周波数は、上述の式のように放電に関する諸条件に
よって変化することが確かめられているが、その周波数
範囲は、数ｋ批から数百ｋＨｚが適当である。実際にサ
ブストレート表面の荷電および中性化が過不足なく確実
に行い得るのは、この周波数が２肌Ｈｚないし４００ｋ
Ｈｚの範囲であり、特に有利にイオンプレーティング処
理が実施できることが確められた。コーティング物質は
容器内で原子化または蒸発せしめられて真空容器内へガ
スの形で供給され、プラズマ源においてイオン自体また
は部分的にイオン化用によって分離され、そしてサブス
トレート表面に高品位フィルムとして被着される。１以
上のプラズマ源が配設された場合、全ての可能プラズマ
源は交互に平行して作動させることができる。
しかしプラズマ源はパルス状に異なる作動周期で作動さ
せるほか異なる作動周期以外に同時に作動させることも
可能である。以下実施例を示す添付図を参照して本発明
を詳述する。
せるほか異なる作動周期以外に同時に作動させることも
可能である。以下実施例を示す添付図を参照して本発明
を詳述する。
第１図は真空発生装置２およびガス導入装置３を備えた
真空容器１を示すものである。真空容器１内には、０．
３側のタンタル線から成る熱陰極４およびこの熱陰極４
に対して１０仇吻の間隔に配設されている０．１肌タン
グステン線を円筒状に巻いた陽極５とが配設される。熱
陰極４および陽極５から成るプラズマ源は電圧供給ユニ
ット６に接続される。陽極回路には、１００オームの低
抗７および放電空間に対して充分な耐電圧の４ゆＦのコ
ンデンサ８が並列に接続される。真空容器１においては
、さらにコーティング装置９ならぴにこれに対向して配
設され＋分な負電圧供Ｖ給源１ １に接続されたサブス
トレートホルダ一１０がある。
真空容器１を示すものである。真空容器１内には、０．
３側のタンタル線から成る熱陰極４およびこの熱陰極４
に対して１０仇吻の間隔に配設されている０．１肌タン
グステン線を円筒状に巻いた陽極５とが配設される。熱
陰極４および陽極５から成るプラズマ源は電圧供給ユニ
ット６に接続される。陽極回路には、１００オームの低
抗７および放電空間に対して充分な耐電圧の４ゆＦのコ
ンデンサ８が並列に接続される。真空容器１においては
、さらにコーティング装置９ならぴにこれに対向して配
設され＋分な負電圧供Ｖ給源１ １に接続されたサブス
トレートホルダ一１０がある。
真空発生装置２、ガス導入装置３およびコープィング装
置９は本実施例に合わせて選択される。
置９は本実施例に合わせて選択される。
本実施例よりも経済的な実現化のためにはコープイング
装置９として横方向に配設された電子ビームェバポレー
タを使用する。アルゴンの導入によって、１０‐やａの
作動圧力が縛られる。熱陰極４には約３Ｍの加熱電流が
供給され、そして陽極には２５０Ｙの電圧が与えられる
。このような作動パラメータは、陽イオンによって荷電
されているサブストレートホルダ‐１０上に固定された
絶縁体サブストレート１２に向って加速される作動ガス
がイオン化され、グリッド・陽極５の周囲に電子振動を
伴なう電子の十分な放出をもたらす。プラズマ源から取
出されたイオン流は供給加速電圧−．８００Ｖにおいて
い・ｍ−２であり、プラズマ電流は１．少であり、そし
て作動周波数は１５０ｋ位である。
装置９として横方向に配設された電子ビームェバポレー
タを使用する。アルゴンの導入によって、１０‐やａの
作動圧力が縛られる。熱陰極４には約３Ｍの加熱電流が
供給され、そして陽極には２５０Ｙの電圧が与えられる
。このような作動パラメータは、陽イオンによって荷電
されているサブストレートホルダ‐１０上に固定された
絶縁体サブストレート１２に向って加速される作動ガス
がイオン化され、グリッド・陽極５の周囲に電子振動を
伴なう電子の十分な放出をもたらす。プラズマ源から取
出されたイオン流は供給加速電圧−．８００Ｖにおいて
い・ｍ−２であり、プラズマ電流は１．少であり、そし
て作動周波数は１５０ｋ位である。
第１図は平面に配穀された電極による本発明の実施例の
説明図である。 図中において主な参照符号の対応は次の通りである。 １：真空容器、２：真空発生装置、３：ガス導入装置、
４：熱陰極、５：グリッド・陽極、６：電源ユニット、
７：低抗、８：コンデンサ、９：コーティング装置、１
０：サブストレートホルダ一、１ １：電源ユニット、
１２：絶縁体サブストレート。 第１図
説明図である。 図中において主な参照符号の対応は次の通りである。 １：真空容器、２：真空発生装置、３：ガス導入装置、
４：熱陰極、５：グリッド・陽極、６：電源ユニット、
７：低抗、８：コンデンサ、９：コーティング装置、１
０：サブストレートホルダ一、１ １：電源ユニット、
１２：絶縁体サブストレート。 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空容器内に配設されたプラズマ源により電気的不
導体サブストレートにイオンプレーテイングする方法に
おいて、熱陰極４及び陽極５から成る前記プラズマ源の
陽極電圧が、２０ｋＨｚないし４００ｋＨｚの周波数に
おいて放電開始電圧Ｕ＿２と放電消滅電圧Ｕ＿Ｌとの間
を交互に変動せしめられること、および、前記熱陰極４
の電子放出が連続的に維持されることを特徴とする方法
。 ２ 真空発生装置およびガス導入装置に接続された真空
容器と該真空容器内に配設された熱陰極および陽極から
成るプラズマ源ならびにコーテイング装置と、前記真空
容器内にあって前記プラズマ源ならびにコーテイング装
置に対向して配設されたサブトレート保持用のホルダー
とを有する電気的不導体サブストレートのためのイオン
プレーテイング装置において、前記プラズマ源の陽極回
路に抵抗器Ｒが直列に接続されこと、および、前記プラ
ズマ源の放電空間と並列にコンデンサＣが接続されるこ
と、を特徴とするイオンプレーテイング装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23C/225718 | 1980-12-04 | ||
| DD80225718A DD161137A3 (de) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Verfahren und einrichtung zur ionengestuetzten beschichtung elektrisch isolierender substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57120666A JPS57120666A (en) | 1982-07-27 |
| JPS6014100B2 true JPS6014100B2 (ja) | 1985-04-11 |
Family
ID=5527616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56194626A Expired JPS6014100B2 (ja) | 1980-12-04 | 1981-12-04 | 電気的不導体サブストレ−トのためのイオンプレ−ティング方法および装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4419380A (ja) |
| JP (1) | JPS6014100B2 (ja) |
| AT (1) | AT375408B (ja) |
| CH (1) | CH648356A5 (ja) |
| CS (1) | CS240416B1 (ja) |
| DD (1) | DD161137A3 (ja) |
| DE (1) | DE3142900A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8713986D0 (en) * | 1987-06-16 | 1987-07-22 | Shell Int Research | Apparatus for plasma surface treating |
| CH689767A5 (de) | 1992-03-24 | 1999-10-15 | Balzers Hochvakuum | Verfahren zur Werkstueckbehandlung in einer Vakuumatmosphaere und Vakuumbehandlungsanlage. |
| DE4412906C1 (de) * | 1994-04-14 | 1995-07-13 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Einrichtung für die ionengestützte Vakuumbeschichtung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3010314C2 (de) * | 1980-03-18 | 1982-01-07 | Beerwald, Hans, Dr.Rer.Nat., 5370 Kall | Verfahren zur innenbeschichtung von elektrisch nicht leitfähigen Rohren mittels Gasentladungen |
-
1980
- 1980-12-04 DD DD80225718A patent/DD161137A3/de not_active IP Right Cessation
-
1981
- 1981-09-08 AT AT0388581A patent/AT375408B/de not_active IP Right Cessation
- 1981-10-14 CS CS817535A patent/CS240416B1/cs unknown
- 1981-10-29 DE DE19813142900 patent/DE3142900A1/de active Granted
- 1981-11-03 US US06/317,817 patent/US4419380A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-12-03 CH CH7745/81A patent/CH648356A5/de not_active IP Right Cessation
- 1981-12-04 JP JP56194626A patent/JPS6014100B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH648356A5 (de) | 1985-03-15 |
| ATA388581A (de) | 1983-12-15 |
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