JPS6123868B2 - - Google Patents
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- JPS6123868B2 JPS6123868B2 JP6896782A JP6896782A JPS6123868B2 JP S6123868 B2 JPS6123868 B2 JP S6123868B2 JP 6896782 A JP6896782 A JP 6896782A JP 6896782 A JP6896782 A JP 6896782A JP S6123868 B2 JPS6123868 B2 JP S6123868B2
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Classifications
-
- 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
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
- C23C14/30—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation by electron bombardment
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、真空蒸着またはイオンプレーテイ
ングによつて被処理物に薄膜を形成する装置に関
する。
ングによつて被処理物に薄膜を形成する装置に関
する。
従来、上記の薄膜形成装置には、真空槽内にボ
ートと被処理物とを対向するように配置し、ボー
トを抵抗加熱方式で加熱しておき、このボート上
に多元成分物質の粉末を落下させて瞬時に蒸発さ
せて被処理物に薄膜を形成させるものがあつた。
この装置では、多元成分物質が鉄、ニツケル等を
含んでいる場合、ボートがタングステン、タンタ
ル、モリブデン等で形成しているので、すぐに反
応して断線し、使えなくなるし、高融点の物質を
含む場合、蒸発しないという問題があつた。ま
た、ハース内に多元成分物質を充填し、これに電
子ビームを照射して蒸発させ被処理物に薄膜を形
成させる試みもされた。この場合、上記のような
問題は生じないが、作製された薄膜は蒸着状態が
悪く、組成比がバルクと大きくずれてしまうとい
う問題があつた。例えば、被処理物がガラスで、
多元成分物質が品種1991のガラス（48.1SiO2、
0.8B2O3、2.4Al2O3、0.2CaO、0.2MgO、
30.7PbO、0.5Li2O、5.0Na2O、12.1K2O……軟化
点496℃）の場合、被処理物の表面に形成された
薄膜は指先で軽くこするだけで取れていた。
ートと被処理物とを対向するように配置し、ボー
トを抵抗加熱方式で加熱しておき、このボート上
に多元成分物質の粉末を落下させて瞬時に蒸発さ
せて被処理物に薄膜を形成させるものがあつた。
この装置では、多元成分物質が鉄、ニツケル等を
含んでいる場合、ボートがタングステン、タンタ
ル、モリブデン等で形成しているので、すぐに反
応して断線し、使えなくなるし、高融点の物質を
含む場合、蒸発しないという問題があつた。ま
た、ハース内に多元成分物質を充填し、これに電
子ビームを照射して蒸発させ被処理物に薄膜を形
成させる試みもされた。この場合、上記のような
問題は生じないが、作製された薄膜は蒸着状態が
悪く、組成比がバルクと大きくずれてしまうとい
う問題があつた。例えば、被処理物がガラスで、
多元成分物質が品種1991のガラス（48.1SiO2、
0.8B2O3、2.4Al2O3、0.2CaO、0.2MgO、
30.7PbO、0.5Li2O、5.0Na2O、12.1K2O……軟化
点496℃）の場合、被処理物の表面に形成された
薄膜は指先で軽くこするだけで取れていた。
この発明は上記の問題を解決した薄膜形成装置
を提供することを目的とし、そのため真空槽内に
冷却したハースと被処理物とを対向配置し、ハー
ス内に蒸発しにくい物質を充填し、これに電子ビ
ームを照射し、そのビーム照射面に多元成分物質
の粉末を落下させるように構成したものである。
を提供することを目的とし、そのため真空槽内に
冷却したハースと被処理物とを対向配置し、ハー
ス内に蒸発しにくい物質を充填し、これに電子ビ
ームを照射し、そのビーム照射面に多元成分物質
の粉末を落下させるように構成したものである。
以下、この発明を図面を参照しながら詳細に説
明する。図において、２は真空槽で、真空ポンプ
（図示せず）によつて10-5乃至10-7Torr（望まし
くは10-6Torr）に排気されている。この真空槽
２内にはハース４が配置されており、このハース
４は内径が45乃至60mm、深さが15mmの容器状に形
成されており、真空槽２内に配置する前に常温の
水で冷却されている。このハース４内にはアルミ
ニウム、タンタル等の金属物質６が充填されてい
る。
明する。図において、２は真空槽で、真空ポンプ
（図示せず）によつて10-5乃至10-7Torr（望まし
くは10-6Torr）に排気されている。この真空槽
２内にはハース４が配置されており、このハース
４は内径が45乃至60mm、深さが15mmの容器状に形
成されており、真空槽２内に配置する前に常温の
水で冷却されている。このハース４内にはアルミ
ニウム、タンタル等の金属物質６が充填されてい
る。
ハース４の側方には、ハースの中央から距離
d1（50乃至80mm、望ましくは70mm）だけ隔てて
電子銃８が配置されている。電子銃８には８乃至
10KVの電圧が印加されており、出力が10KWの
場合に1A、16KWの場合に１乃至1.6A、3KWの
場合に0.3Aの出力電流を流して、金属物質６の
表面の５乃至30mm角、望ましくは30mm角の面積を
１秒間にｘ方向に500本、ｙ方向に50本の電子ビ
ーム走査を行なうことができるように構成されて
いる。この電子ビームの走査により、金属物質６
は溶融しているが、金属物質６であるアルミニウ
ム、タンチタルは熱伝導度がよく、かつハース４
を冷却しているので、ハース４にエネルギを奪わ
れて行き、温度が上らず蒸発は生じない。この電
子ビームの走査は、物質６が溶融した後も、持続
して行なわれる。なお、ハース４の水冷は物質６
が溶融した状態でハース４の周囲温度が100乃至
200℃となるように行なう。
d1（50乃至80mm、望ましくは70mm）だけ隔てて
電子銃８が配置されている。電子銃８には８乃至
10KVの電圧が印加されており、出力が10KWの
場合に1A、16KWの場合に１乃至1.6A、3KWの
場合に0.3Aの出力電流を流して、金属物質６の
表面の５乃至30mm角、望ましくは30mm角の面積を
１秒間にｘ方向に500本、ｙ方向に50本の電子ビ
ーム走査を行なうことができるように構成されて
いる。この電子ビームの走査により、金属物質６
は溶融しているが、金属物質６であるアルミニウ
ム、タンチタルは熱伝導度がよく、かつハース４
を冷却しているので、ハース４にエネルギを奪わ
れて行き、温度が上らず蒸発は生じない。この電
子ビームの走査は、物質６が溶融した後も、持続
して行なわれる。なお、ハース４の水冷は物質６
が溶融した状態でハース４の周囲温度が100乃至
200℃となるように行なう。
ハース４と対面するように被処理物であるガラ
ス１０が、高さH1（150mm乃至700mm、望ましく
は250mm）だけ隔てて配置されている。
ス１０が、高さH1（150mm乃至700mm、望ましく
は250mm）だけ隔てて配置されている。
ハース４の側方には、粉末材料供給器１２がハ
ース４の中央から距離d2（150mm）だけ離れて配
置されている。この粉末材料供給器１２は、５乃
至100メツシユの大きさの粉末材料１３、例えば
上述した品種1991のガラスを0.1乃至５c.c.／分の
流下量でかつ500Å／分乃至３μ／分の速度（被
処理物１０とハース４との距離が250mmの場合）
で樋１４を介して物質６の表面に落下させるもの
である。樋１４の上端部はハース４の上面から高
さH2（100mm乃至200mm、望ましくは200mm）に位
置し、その下端部はハース４の上面から高さH3
（30乃至50mm、望ましくは50mm）に位置し、水平
面に対してθ（30゜乃至75゜、望ましくは30゜）
の角度をなすように配置されている。
ース４の中央から距離d2（150mm）だけ離れて配
置されている。この粉末材料供給器１２は、５乃
至100メツシユの大きさの粉末材料１３、例えば
上述した品種1991のガラスを0.1乃至５c.c.／分の
流下量でかつ500Å／分乃至３μ／分の速度（被
処理物１０とハース４との距離が250mmの場合）
で樋１４を介して物質６の表面に落下させるもの
である。樋１４の上端部はハース４の上面から高
さH2（100mm乃至200mm、望ましくは200mm）に位
置し、その下端部はハース４の上面から高さH3
（30乃至50mm、望ましくは50mm）に位置し、水平
面に対してθ（30゜乃至75゜、望ましくは30゜）
の角度をなすように配置されている。
このように落下させた場合、溶融した金属物質
６が表面張力によつて上方に向つて凸面をなして
おり、そのうえに粉末材料１３が落下する。電子
ビームの走査は、物質６が溶融した後も持続して
行なわれているので、粉末材料１３に電子ビーム
が照射される。粉末材料１３は粉末状であり、か
つ熱伝導度が小さいので、瞬時に著しく昇温して
蒸発し、被処理物１０の表面に薄膜を形成する。
このようにして4000Åの厚さの薄膜を形成した場
合、ピンセツトで強くこすつても剥離しない付着
強度の大きな透明な膜となつた。
６が表面張力によつて上方に向つて凸面をなして
おり、そのうえに粉末材料１３が落下する。電子
ビームの走査は、物質６が溶融した後も持続して
行なわれているので、粉末材料１３に電子ビーム
が照射される。粉末材料１３は粉末状であり、か
つ熱伝導度が小さいので、瞬時に著しく昇温して
蒸発し、被処理物１０の表面に薄膜を形成する。
このようにして4000Åの厚さの薄膜を形成した場
合、ピンセツトで強くこすつても剥離しない付着
強度の大きな透明な膜となつた。
なお、さらに膜質のよい薄膜を形成するには、
ハース４に対して30乃至100Vの正電圧を印加し
たイオン化電極１６を、ハース４の内縁部の上方
にハース４の上面から高さH4（５mm乃至50mm、
望ましくは30mm）の位置に設けて、蒸発物をイオ
ン化すればよい。イオン化電極は高さ寸法30mm、
幅寸法70mm、厚さ寸法５mmの板状体である。１８
はイオン化用電源である。また、蒸発温度が低
く、蒸発物からの熱電子放射がほとんど零の場
合、ハース４の近辺に熱電子放射用フイラメント
２０を設け、0.1乃至1mA程度の熱電子を放射し
て、粉末材料１３の蒸発物をイオン化すればよ
い。２２は熱電子放射用電源である。さらに一層
良質の薄膜を形成する場合、被処理物１０に−50
乃至−1000Vの負電圧を印加してやればよい。２
４は負電圧印加用電源である。また、真空槽２内
にガスを導入して、これと蒸発させた粉末材料１
３と反応させ、この反応物を被処理物１０の表面
に被着させてもよい。この場合、ガスとしてはチ
ツ素、アセチレン、酸素等を使用でき、例えばチ
ツ素を用い、粉末材料１３にFe，Coの混合物を
用いた場合、Fe4N＋Coの膜を形成できる。この
ようにガスを導入した場合、ガスは導入前
10-6Torrである真空槽２内の圧力が10-4Torrに
なるように供給する。２６はガス導入管、２８は
流量制御弁である。
ハース４に対して30乃至100Vの正電圧を印加し
たイオン化電極１６を、ハース４の内縁部の上方
にハース４の上面から高さH4（５mm乃至50mm、
望ましくは30mm）の位置に設けて、蒸発物をイオ
ン化すればよい。イオン化電極は高さ寸法30mm、
幅寸法70mm、厚さ寸法５mmの板状体である。１８
はイオン化用電源である。また、蒸発温度が低
く、蒸発物からの熱電子放射がほとんど零の場
合、ハース４の近辺に熱電子放射用フイラメント
２０を設け、0.1乃至1mA程度の熱電子を放射し
て、粉末材料１３の蒸発物をイオン化すればよ
い。２２は熱電子放射用電源である。さらに一層
良質の薄膜を形成する場合、被処理物１０に−50
乃至−1000Vの負電圧を印加してやればよい。２
４は負電圧印加用電源である。また、真空槽２内
にガスを導入して、これと蒸発させた粉末材料１
３と反応させ、この反応物を被処理物１０の表面
に被着させてもよい。この場合、ガスとしてはチ
ツ素、アセチレン、酸素等を使用でき、例えばチ
ツ素を用い、粉末材料１３にFe，Coの混合物を
用いた場合、Fe4N＋Coの膜を形成できる。この
ようにガスを導入した場合、ガスは導入前
10-6Torrである真空槽２内の圧力が10-4Torrに
なるように供給する。２６はガス導入管、２８は
流量制御弁である。
このように構成した薄膜形成装置では、ハース
４内に蒸発しにくい金属物質６を充填し、これを
電子ビームで走査した状態で、金属物質６上に粉
末材料１３を落下させ、これを電子ビームで蒸発
させて被処理物１０に付着させているので、強固
に被着した薄膜を形成することができる。
４内に蒸発しにくい金属物質６を充填し、これを
電子ビームで走査した状態で、金属物質６上に粉
末材料１３を落下させ、これを電子ビームで蒸発
させて被処理物１０に付着させているので、強固
に被着した薄膜を形成することができる。
上記の実施例では、金属物質６としてタンタル
とアルミニウムを示したが、熱伝導の良い物質で
溶融状態にあるもの、例えば銀、銅あるいは高融
点物質、例えばタングステン、モリブデンを使用
することができる。また粉末材料１３としてはガ
ラスの他に強磁性体合金、多元合金、ニツケル、
クロム、二酸化ケイ素等の混合物を用いることも
できる。
とアルミニウムを示したが、熱伝導の良い物質で
溶融状態にあるもの、例えば銀、銅あるいは高融
点物質、例えばタングステン、モリブデンを使用
することができる。また粉末材料１３としてはガ
ラスの他に強磁性体合金、多元合金、ニツケル、
クロム、二酸化ケイ素等の混合物を用いることも
できる。
図はこの発明による薄膜形成装置の概略図であ
る。 ２……真空槽、４……ハース、６……物質、８
……電子銃、１０……被処理物、１２……粉末材
料供給器、１３……粉末材料。
る。 ２……真空槽、４……ハース、６……物質、８
……電子銃、１０……被処理物、１２……粉末材
料供給器、１３……粉末材料。
Claims (1)
- １ 内部を排気した真空槽と、この真空槽内に配
置されており冷却されているハースと、このハー
ス内に充填した蒸発しにくい金属物質と、上記物
質の表面を電子ビームで走査する電子銃と、上記
ハースと所定距離を隔てて対面するように配置し
た被処理物と、上記金属物質の上記電子ビーム走
査面に上記金属物質よりも蒸発しやすい粉末状の
多元成分物質を落下させる装置とを具備する薄膜
形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6896782A JPS58185769A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6896782A JPS58185769A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58185769A JPS58185769A (ja) | 1983-10-29 |
| JPS6123868B2 true JPS6123868B2 (ja) | 1986-06-07 |
Family
ID=13388948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6896782A Granted JPS58185769A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58185769A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3801957A1 (de) * | 1987-04-23 | 1988-11-10 | Hochvakuum Dresden Veb | Verfahren und einrichtung zur verdampfung mittels bogenentladungsverdampfer |
-
1982
- 1982-04-23 JP JP6896782A patent/JPS58185769A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58185769A (ja) | 1983-10-29 |
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