JPS61170564A - 加工物の表層改質方法および装置 - Google Patents
加工物の表層改質方法および装置Info
- Publication number
- JPS61170564A JPS61170564A JP1080385A JP1080385A JPS61170564A JP S61170564 A JPS61170564 A JP S61170564A JP 1080385 A JP1080385 A JP 1080385A JP 1080385 A JP1080385 A JP 1080385A JP S61170564 A JPS61170564 A JP S61170564A
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- Japan
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- particles
- workpiece
- work
- sample
- ions
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- Pending
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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、加工物の表層改質方法および装置に係り、特
にイオン注入および真空蒸着の併用による表層改質に好
適な加工物の表層改質方法および装置に関するものであ
る。
にイオン注入および真空蒸着の併用による表層改質に好
適な加工物の表層改質方法および装置に関するものであ
る。
従来の方法には例えば、特開昭５９−２０４６５号公報
に記載のように、イオン源において生成されたイオンが
質量分析系に導入され、その後加速されて所定の運動エ
ネルギーと質量をもフたイオンにされて、加工物の大き
さ又はスキャン幅に合わせた径のビームスポットになる
ように集束系で調整され、偏向して加工物に照射し、一
方それと同時に蒸着源からは膜成形試料を蒸着させる方
法がある。
に記載のように、イオン源において生成されたイオンが
質量分析系に導入され、その後加速されて所定の運動エ
ネルギーと質量をもフたイオンにされて、加工物の大き
さ又はスキャン幅に合わせた径のビームスポットになる
ように集束系で調整され、偏向して加工物に照射し、一
方それと同時に蒸着源からは膜成形試料を蒸着させる方
法がある。
上記方法によれば加工物の無ひずみ処理ができる。また
、イオン量と膜成長速度とを制御して混在層の変化をコ
ントロールでき、イオンの種類と蒸発した試料粒子とを
選択して硬度を制御できろ。
、イオン量と膜成長速度とを制御して混在層の変化をコ
ントロールでき、イオンの種類と蒸発した試料粒子とを
選択して硬度を制御できろ。
また、イオンと前記試料粒子とが加工物の近傍で同雰囲
気に有り、反応蒸着と同様に化合物が簡単に作れ、しか
も高い運動エネルギーを持つイオンが照射されるため、
試料粒子やイオンが加工物中に注入されて混在層を形成
し、付着強度も大とな−る利点がある。
気に有り、反応蒸着と同様に化合物が簡単に作れ、しか
も高い運動エネルギーを持つイオンが照射されるため、
試料粒子やイオンが加工物中に注入されて混在層を形成
し、付着強度も大とな−る利点がある。
しかし、蒸着に対しては膜成長速度の制御である試料粒
子の量を変えるだけで、試料粒子の蒸着方向醗こは何の
考慮もされておらず、試料粒子の雰囲気中をビーム化し
たイオンが飛んで加工物に照射されるので、蒸着物質の
雰囲気中において、イオンが試料粒子に衝突してイオン
と試料粒子とが飛散し、加工物へのイオンの注入量や蒸
着量が減るという問題があり、合わせて飛散した試料粒
子は装置の真空室の内壁および真空室内に設けられた機
器に付着して、真空室を汚染するという問題があった。
子の量を変えるだけで、試料粒子の蒸着方向醗こは何の
考慮もされておらず、試料粒子の雰囲気中をビーム化し
たイオンが飛んで加工物に照射されるので、蒸着物質の
雰囲気中において、イオンが試料粒子に衝突してイオン
と試料粒子とが飛散し、加工物へのイオンの注入量や蒸
着量が減るという問題があり、合わせて飛散した試料粒
子は装置の真空室の内壁および真空室内に設けられた機
器に付着して、真空室を汚染するという問題があった。
また、蒸着膜を短時間で成膜させるために試料粒子の量
を増やすと、イオンの衝突する量が増えて、加工物の表
層を改質するのに効果のあるイオン量は逆に減少して、
混在効果が小さくなって良好な混在層を形成することが
困難になるという問題がある。
を増やすと、イオンの衝突する量が増えて、加工物の表
層を改質するのに効果のあるイオン量は逆に減少して、
混在効果が小さくなって良好な混在層を形成することが
困難になるという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は蒸発した試料の粒子とイオンとの衝突飛
散を防ぎ、無ひずみ処理で結合力の良い−成膜の得られ
るイオン注入法および真空蒸着法の併用による表層改質
を、効率良（行える加工物の表層改質方法および装置を
提供することにある。
散を防ぎ、無ひずみ処理で結合力の良い−成膜の得られ
るイオン注入法および真空蒸着法の併用による表層改質
を、効率良（行える加工物の表層改質方法および装置を
提供することにある。
本発明は、加工物に注入するイオンを発生させるイオン
ビーム発生手段と、試料を蒸発させる蒸発手段と、蒸発
した試料の粒子をイオン化するイオン化手段と、イオン
化した試料の粒子を収束させて加工物に放出するイオン
化粒子放出手段と、加工物を支持し移動可能にした移動
手段とから成ることを特徴とする装置によって、イオン
ビームを加工物に照射すると共に、試料を蒸発させて粒
子にし、前記粒子をイオン化して収束、加速させ、加工
物に蒸着させることを特徴とし、蒸発した試料の粒子と
イオンとの衝突飛散を防ぎ、無ひずみ処理で結合力の良
い成膜の得られるイオン注入法および真空蒸着法の併用
による表層改質を、効率良く行えるようにしたものであ
る。
ビーム発生手段と、試料を蒸発させる蒸発手段と、蒸発
した試料の粒子をイオン化するイオン化手段と、イオン
化した試料の粒子を収束させて加工物に放出するイオン
化粒子放出手段と、加工物を支持し移動可能にした移動
手段とから成ることを特徴とする装置によって、イオン
ビームを加工物に照射すると共に、試料を蒸発させて粒
子にし、前記粒子をイオン化して収束、加速させ、加工
物に蒸着させることを特徴とし、蒸発した試料の粒子と
イオンとの衝突飛散を防ぎ、無ひずみ処理で結合力の良
い成膜の得られるイオン注入法および真空蒸着法の併用
による表層改質を、効率良く行えるようにしたものであ
る。
以下、本発明の一実施例を第１図と第２図とにより説明
する。
する。
真空室１０には真空ポンプ（９）とイオンビーム発生手
段テするイオンビーム発生装置ｔ３０と蒸着粒子ビーム
発生装置間と加−工物凹を支持するハンドリング装置７
０を設ける。真空ポンプ加は真空室１０とイオンビーム
発生装置□□□との内部を１０−５〜１０−’Ｔｏｒｒ
程度に真空吸引する。電源を除いた蒸着粒子ビーム発生
装置団とハンドリング装置ｔ７０とは真空室１０内部に
設ける。
段テするイオンビーム発生装置ｔ３０と蒸着粒子ビーム
発生装置間と加−工物凹を支持するハンドリング装置７
０を設ける。真空ポンプ加は真空室１０とイオンビーム
発生装置□□□との内部を１０−５〜１０−’Ｔｏｒｒ
程度に真空吸引する。電源を除いた蒸着粒子ビーム発生
装置団とハンドリング装置ｔ７０とは真空室１０内部に
設ける。
イオンビーム発生装置Ｉは真空室１０に連結し、真空室
１０に向ってフィラメント加熱電源３１とガス導入口ｎ
を有するイオンガンおとイオン発生部Ｕとイオン加速部
あとゲートバルブあと、収束レンズ蕊と収束電源あとで
成るイオン収束室訂とが直列に並んで成る。
１０に向ってフィラメント加熱電源３１とガス導入口ｎ
を有するイオンガンおとイオン発生部Ｕとイオン加速部
あとゲートバルブあと、収束レンズ蕊と収束電源あとで
成るイオン収束室訂とが直列に並んで成る。
蒸着粒子ビーム発生装置父は、蒸着試料Ｂを入れるるつ
ぼ箕とるつぼ泌の側部に設けたフィラメント５７とるつ
ぼ間の側部で且つフィラメント郭の上部に設けた偏向電
極間とから成る蒸発手段と、加速型ｌｆ！６１を支持し
てるつぼ郭に取付けた電極５９と加速電極６１の外側に
設けたフィラメントωと該フィラメントωの上部に設け
た加速電極６２とから成るイオン化粒子放出手段と、フ
ィラメント５７を加熱する加熱電源５１と、偏向電極部
とフィラメント５７との間に電位差を与える加速電源５
２と、フィラメントωを加熱する加熱電源斗と、加速電
極６１とフィラメントωとの間に電位差を与える加速電
源団と、加速電極６２と電極５９との間に電位差を与え
るイオン加速電源５とから成る。イオン化手段はフィラ
メントωと加速電極６１とから成る。
ぼ箕とるつぼ泌の側部に設けたフィラメント５７とるつ
ぼ間の側部で且つフィラメント郭の上部に設けた偏向電
極間とから成る蒸発手段と、加速型ｌｆ！６１を支持し
てるつぼ郭に取付けた電極５９と加速電極６１の外側に
設けたフィラメントωと該フィラメントωの上部に設け
た加速電極６２とから成るイオン化粒子放出手段と、フ
ィラメント５７を加熱する加熱電源５１と、偏向電極部
とフィラメント５７との間に電位差を与える加速電源５
２と、フィラメントωを加熱する加熱電源斗と、加速電
極６１とフィラメントωとの間に電位差を与える加速電
源団と、加速電極６２と電極５９との間に電位差を与え
るイオン加速電源５とから成る。イオン化手段はフィラ
メントωと加速電極６１とから成る。
上記構成において、真空吸引されたイオンビーム発生装
置１３０の内部で、イオンガン羽の中に設けであるフィ
ラメントをフィラメント加熱電源３１によって加熱し、
同時にアルゴンガスまたは窒素ガス等の加工物（資）に
注入したい導入ガスを、ガス導入０諺からイオンガンお
に導入して導入ガスをプラズマ化してイオンを発生させ
る。発生したイオン中の陽イオンをイオン発生部あで引
き出し、イオン加速部あで加速して、さらにイオン収束
室３７で収束電源間の高電圧を印加した収束レンズによ
って収束して、イオンビーム伯にして加工物別に目掛け
て照射する。
置１３０の内部で、イオンガン羽の中に設けであるフィ
ラメントをフィラメント加熱電源３１によって加熱し、
同時にアルゴンガスまたは窒素ガス等の加工物（資）に
注入したい導入ガスを、ガス導入０諺からイオンガンお
に導入して導入ガスをプラズマ化してイオンを発生させ
る。発生したイオン中の陽イオンをイオン発生部あで引
き出し、イオン加速部あで加速して、さらにイオン収束
室３７で収束電源間の高電圧を印加した収束レンズによ
って収束して、イオンビーム伯にして加工物別に目掛け
て照射する。
同時に蒸着粒子ビーム発生装置（資）では、フィラメン
ト５７を加熱電源５１１こよって加熱し、フィラメント
５９から熱電子を発生させ、該熱電子を加速電源５２に
よってフィラメント５７により高電位に印加した偏向電
極部によって、フィラメント５７から引き離し電子ビー
ムＱにして、さらに偏向電極間によって電子ビーム６の
方向を偏向して、るつぼ１１に入れた蒸着試料６３に照
射する。照射した電子ビーム０は、蒸着試料６３を部分
的に熱し蒸着試料Ｂを蒸発させる。蒸発した蒸着試料Ｂ
は蒸発粒子６となって、電極５９の穴部を通って加速電
極６１の方へ上って行く。加速電極６１には電極９を介
して加速電源＆の電圧を印加しフィラメント印より高い
電位にして、加熱型＃（によって加熱されたフィラメン
ト印から発生する熱電子を、加速電極６１によって蒸発
粒子田の通る内側に引き出し加速して、蒸発粒子師に電
子鍾をぶっつけて、蒸発粒子６をイオン化し正の電荷与
える。蒸発粒子団をイオン化することによって蒸発粒子
δは、加速電源５によって高電圧を印加した電極５９と
アースされた加速電極６２との間の電位差を与えられて
加速電極６２に引張られて、加速電極６２の穴を通って
一定の大ム栃の照射部と同箇所に目掛けて照射する。る
っぽ郭の上面と加速電極６２との間はできるだけ短食し
て、るつぼ％から蒸発粒子６の発散を少なくする。
ト５７を加熱電源５１１こよって加熱し、フィラメント
５９から熱電子を発生させ、該熱電子を加速電源５２に
よってフィラメント５７により高電位に印加した偏向電
極部によって、フィラメント５７から引き離し電子ビー
ムＱにして、さらに偏向電極間によって電子ビーム６の
方向を偏向して、るつぼ１１に入れた蒸着試料６３に照
射する。照射した電子ビーム０は、蒸着試料６３を部分
的に熱し蒸着試料Ｂを蒸発させる。蒸発した蒸着試料Ｂ
は蒸発粒子６となって、電極５９の穴部を通って加速電
極６１の方へ上って行く。加速電極６１には電極９を介
して加速電源＆の電圧を印加しフィラメント印より高い
電位にして、加熱型＃（によって加熱されたフィラメン
ト印から発生する熱電子を、加速電極６１によって蒸発
粒子田の通る内側に引き出し加速して、蒸発粒子師に電
子鍾をぶっつけて、蒸発粒子６をイオン化し正の電荷与
える。蒸発粒子団をイオン化することによって蒸発粒子
δは、加速電源５によって高電圧を印加した電極５９と
アースされた加速電極６２との間の電位差を与えられて
加速電極６２に引張られて、加速電極６２の穴を通って
一定の大ム栃の照射部と同箇所に目掛けて照射する。る
っぽ郭の上面と加速電極６２との間はできるだけ短食し
て、るつぼ％から蒸発粒子６の発散を少なくする。
イオンビーム旬とイオン化粒子６７との加工物圓への照
射方法は、′Ｍ２図に示すように加工物閏の同一箇所に
同時ｌこ照射したり、第３図に示すように加工物（資）
にイオン化粒子６７を先に蒸着させて、その上から引き
続きイオンビーム荀を照射させて、イオン注入したり、
また逆にイオンビームφを先に照射してイオン注入し、
その上から引き続きイオン化粒子釘を蒸着させたりして
１層を重ねて成膜する方法がある。これらの方法は共に
、イオンビーム和とイオン化粒子６７とを照射しながら
、ハンドリング装置７０によって加工物（資）を回転さ
せながら軸方向に移動させることによって、加工物（資
）の加工面ｌニ一様にイオン注入と蒸着との混在層を成
膜する。
射方法は、′Ｍ２図に示すように加工物閏の同一箇所に
同時ｌこ照射したり、第３図に示すように加工物（資）
にイオン化粒子６７を先に蒸着させて、その上から引き
続きイオンビーム荀を照射させて、イオン注入したり、
また逆にイオンビームφを先に照射してイオン注入し、
その上から引き続きイオン化粒子釘を蒸着させたりして
１層を重ねて成膜する方法がある。これらの方法は共に
、イオンビーム和とイオン化粒子６７とを照射しながら
、ハンドリング装置７０によって加工物（資）を回転さ
せながら軸方向に移動させることによって、加工物（資
）の加工面ｌニ一様にイオン注入と蒸着との混在層を成
膜する。
以上本実施例によれば、イオン化粒子６７を加工物（資
）の方向に収束、加速させて指向性を与えているので、
イオン化粒子６７が加工物閏の加工面に蒸着スルまで、
イオンビームφの干渉を受けることがな々、イオン化粒
子６７の蒸着粒子とイオンビー膜することができる。混
在膜にはイオンが注入されており、加工物（資）の加工
面にもイオン注入されているので、母材である加工物（
資）との結合力が強い膜となる。
）の方向に収束、加速させて指向性を与えているので、
イオン化粒子６７が加工物閏の加工面に蒸着スルまで、
イオンビームφの干渉を受けることがな々、イオン化粒
子６７の蒸着粒子とイオンビー膜することができる。混
在膜にはイオンが注入されており、加工物（資）の加工
面にもイオン注入されているので、母材である加工物（
資）との結合力が強い膜となる。
本発明によれば、蒸発させた試料の粒子を収束。
加速させて加工物に放出でき、イオンビームとの干渉に
よる試料の粒子とイオンとの衡突飛散を防く゛ことがで
きるので、無ひずみ処理で結合力の良い成膜の得られる
イオン注入法および真空蒸着法ノ併用による！Ｉ！層改
質を効率良（行うことができるという効果がある。
よる試料の粒子とイオンとの衡突飛散を防く゛ことがで
きるので、無ひずみ処理で結合力の良い成膜の得られる
イオン注入法および真空蒸着法ノ併用による！Ｉ！層改
質を効率良（行うことができるという効果がある。
１層１図は本発明の一実施例であるイオン注入および真
空蒸着併用による表層改質方法を説明する装置の全体構
成図、第２図および第３図は第１図のＡ部詳細図である
。 菊・・・・・・イオンビーム発生装置、団・・・・・・
蒸着粒子ビーム発生装置 ゛・、−）′ 牙１図
空蒸着併用による表層改質方法を説明する装置の全体構
成図、第２図および第３図は第１図のＡ部詳細図である
。 菊・・・・・・イオンビーム発生装置、団・・・・・・
蒸着粒子ビーム発生装置 ゛・、−）′ 牙１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオンビームを加工物に照射すると共に、試料を蒸
発させて粒子にし、前記粒子をイオン化して収束、加速
させ、加工物に蒸着させることを特徴とする加工物の表
層改質方法。 ２、加工物に注入するイオンを発生させるイオンビーム
発生手段と、試料を蒸発させる蒸発手段と、蒸発した試
料の粒子をイオン化するイオン化手段と、イオン化した
試料の粒子を収束させて加工物に放出するイオン化粒子
放出手段と、加工物を支持し移動可能にした移動手段と
から成ることを特徴とする加工物の表層改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080385A JPS61170564A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 加工物の表層改質方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080385A JPS61170564A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 加工物の表層改質方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170564A true JPS61170564A (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=11760495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1080385A Pending JPS61170564A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 加工物の表層改質方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170564A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100181A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-05-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 表面処理装置 |
| JP2016138299A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 株式会社昭和真空 | 成膜装置と成膜方法 |
-
1985
- 1985-01-25 JP JP1080385A patent/JPS61170564A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100181A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-05-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 表面処理装置 |
| JPH0791642B2 (ja) * | 1986-10-15 | 1995-10-04 | 石川島播磨重工業株式会社 | 表面処理装置 |
| JP2016138299A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 株式会社昭和真空 | 成膜装置と成膜方法 |
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