JPS61217571A - 薄膜形成装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、金属材料の表面に蒸着膜を形成するとともに
、イオン注入をおこなう薄膜形成装置に関する。

〔発明の背景〕

近年、金属切削工具用の超硬工具をうるために、金属材
料の表面に蒸着ＢＩ１．を形成するとともに、イオンビ
ームを用いてイオンを拡散させ、硬度の大きな薄膜をう
る方法が開発されている。このような蒸着膜の形成とイ
オンの注入とを同時におこなう薄膜形成装置は、特開昭
５８−２０２２号公報や特開昭５９−２０４６５号公報
に開示されているように、第４図のような構成となって
いる。

第４図において真空容器１０は、排気装置１２が接続さ
れており、内部−，高真空にできるようになっている。

そして、真空容器１０の下部には、蒸着装置１４が配設
されるとともに、イオン源１６が傾むけて設けられてい
る。蒸着装置１４の上方には、試料保持台１８が蒸着装
置１４とイオン源１６とを臨むように傾むいて配置され
、この試料保持台１８に試料２０が下向きに付けられる
。

試料保持台１８は、駆動装置２２により矢印２４に示す
如く回転するようになっている。また、試料ン◇の表面
に近く膜厚計２６と７アラデイカツプ２８とが設けであ
る。ファラデイカツブ２８は、イオンビ・−ム３０内に
配置され、イオンビーム３０の強度を検出する。

上記の如く構成しである従来の薄膜形成装置においては
、排気装置１２により真空容器１０内を排気し、試料が
２０を装着した保持台１８を駆動装置２２により回転す
る。そして、試料２０の表。

面に蒸着装置１４により蒸着膜を形成するとともに、イ
オン源１６からイオンビーム３０ｔ−試料２０の表面に
照射し、イオンの注入をおこなう。

しかし、従来の薄膜形成装置においては、試料２０に蒸
着蒸気とイオンビームとを同時に供給するようにしであ
るため、蒸着装置１４とイオン源１６とを近接して設け
なければならず、次のような欠点を生ずる。

装置が大型化するのに伴ｈ１イオンビーム３０の一部が
蒸着装置１４に妨げられ、試料２０にイオンビーム３０
ｉ一様に照射することができない。

そして、イオンビーム３０と蒸着装置１４との干渉を避
けるため、蒸着装置１４とイオン源１６との距離を大き
くすると、試料２０へのイオンビーム３０と蒸着蒸気の
試料２０への入射角度が斜め入射となり、効率が悪くな
る。また、蒸着蒸気とイオンビーム３０とを同時に試料
２０への表面に供給しているため、イオンビーム３０と
蒸着蒸気との相互干渉により、ファラデイカツブ２８に
よるイオンビーム３０の精密な測定や、膜厚計２６によ
る膜厚の精密な測定が困難となる欠点があつ六。

〔発明の目的〕

本発明は、大きな試料に対しても効率よく薄膜を形成す
ることができる薄膜形成装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

本発明は、蒸着膜の形成とイオンの注入とを交互におこ
なっても、蒸着膜の形成とイオンの注入とを同時におこ
なった場合と同一の膜を形成することができる点に注目
してなされたもので、試料″ｔ−ｇ着蒸気中、（イオン
ビーム中とを交互に移動させ、試料表面に蒸着蒸気とイ
オンビームとが垂直に入射できるようにして、大型の試
料であっても効率よく薄膜を形成できるように構成した
ものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係る薄膜形成装置の好ましい実施例を、添付図
面に従って詳説する。なお、前記従来技術において説明
した部分に対応する部分については、同一の符号を付し
、その説明を省略する。

第１図は、本発明に係る薄膜形成装置の実施例の概略構
成図である。

第１図において、円板状をなす大型の試料保持台１８は
、回転面が水平となるように配置されており、この試料
保持台１８の下面周縁部に複数の試料２０が装着しであ
る。真空容器１０の底部には、蒸着装置１４とイオン源
１６とが設けである。

この蒸着装置１４とイオン源１６とは、イオンビーム３
０と蒸着蒸気３２との中心軸が試料２０と直交するよう
に、試料保持台１８に装着した試料上記の如く構成した
実施例の作用は次の通シである。まず、試料保持台１８
の下面所定位置に試料２０を装着し、真空容器１０内を
排気装置１２により排気する。そして、駆動装置２２に
より矢印２４に示す如く試料保持台１８を回転させ、真
空容器１０の底部に設けた蒸着装置１４により、試料２
０の表面に蒸着蒸気３２を供給し、蒸着膜を形成する。

一方、イオン源１６は、試料２０の表面にイオンビーム
３０を入射する。試料保持台１８に装着された試料２０
は、試料保持台１８の回転に伴い、蒸着蒸気３２中とイ
オンビーム３゜中とを交互に通過し、薄膜の形成とイオ
ン注−人とがおこなわれる。

このように、本実施例においては、蒸着装置１４とイオ
ン源１６とが離れた位置に設けられ、イオンビーム３０
と蒸着蒸気３２との中心線が平行しているため、蒸着蒸
気３２とイオンビーム３０との干渉がなく、膜厚計２６
による蒸着膜の測定や、ファラデイカツブ２８によるイ
オンビームの測定を精度よくおこなうことができる。し
かも、蒸着蒸気３２とイオンビーム３０とは、試料２０
に対し垂直に入射するようにしであるため、大きな試料
に対しても１専膜の形成を効率よくおこなうことができ
、装置の大型化が可能となる。

第２図は、本発明に係る薄膜形成装置の他の実施例を示
したものである。第２図に示し六実施例は、試料２０が
ロール状のものを処理するのに好適である。すなわち、
ロール状の試料２０を回転させるとともに、蒸着蒸気３
２を試料２０の下方から供給し、イオンビーム３０１＆
：蒸着蒸気３２の軸線に直交させて、すなわち横方向か
ら照射するようにしている。このように、イオン源１６
を真空容器１０の側部に設けたととによシ、ゴミやスパ
ッタがイオン源１６内に落下しに〈〈なり、イオン源１
６の寿命を延ばすことができるとともに、ロール状試料
２０に対して信頼性の高い能率的な薄膜による表面処理
をおこなうことができる。なお、イオン源１６は、第２
図の２点鎖線に示す如く、真空容器１０の上部に設けて
もよい。

第３図は、本発明に係る薄膜形成装置のさらに他の実施
例を示したものである。本実施例においては、ガイドロ
ール３４，３６．３８が設けられており、このガイドロ
ール３４，３６．３８により帯状の試料２０が案内、搬
送される。そして、試料２０は、ガイドロール３６によ
りＵ字状に曲げられ、Ｕ字部４０が形成されている。さ
らに、試料２０のＵ字部４０の両側、またはいずれか一
方にイオン源１６が横向きに設けられている。

このように構成することにより帯状の試料２０を連続的
に処理することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上に説明した如く、本発明によれば、大きな試料に対
しても効率よく薄＠を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る薄膜形成装置の実施例を示す概略
構成図、第２図および第３図は本発明に係る薄膜形成装
置の他の実施例の説明図、′Ｘ４図は従来の薄膜形成装
置の概略構成図である。 １０・・・真空容器、１２・・・排気装置、１４・・・
蒸着装置、１６・・・イオン源、１８・・・試料保持台
、２０・・・試料、２２・・・駆動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空容器内を排気する排気手段と、前記真空容器内
   の試料表面にイオンビームを照射するイオン源と、前記
   試料表面に蒸着膜を形成する薄膜蒸着手段とを有する薄
   膜形成装置において、前記試料表面を前記イオンビーム
   中と前記薄膜蒸着手段の発する蒸着蒸気中とを交互に通
   過させる試料移動手段を設けたことを特徴とする薄膜形
   成装置。 ２、前記イオンビームの中心軸と前記蒸着蒸気の中心軸
   とは、平行していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の薄膜形成装置。 ３、前記イオンビームの中心軸と前記蒸着蒸気の中心軸
   とは直交していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の薄膜形成装置。 ４、前記試料移動手段は、回転円板であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の薄膜形
   成装置。 ５、前記試料移動手段は、ロールであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第３項に記載の薄膜形成
   装置。