JPS62146259A - イオンプレ−テイング装置 - 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】 （産業上の利用分野） イオンプレーティング装置の改良に関して、この明細書
で述べる技術内容は、方式を異にするイオンプレーティ
ング処理の相互関係につき、比較検討を適切に成就する
ための装置の開発成果を提案するところにある。

真空蒸着法のうちの物理的プロセスによる、いわゆるＰ
ＶＤ法としてのイオンプレーティング法は、１９６３年
に米国航空宇宙層（ＮＡＳＡ）のマトックス（ＭＡＴＴ
ＯＸ）により報告されて以来、現在までに数多くの研究
が進められた。

例エバ、ＭＡＴＴＯＸ法、電界蒸着法、カフ　−１’　
（ＨＣＤ）法、多陰極法、高周波励起（ＲＦ）法、活性
化反応蒸着法、クラスターイオンビーム法、など（金属
表面技術３５　（１９８４）　ｐ２５〜３１：大塚寿次
　参照）であり、それぞれイオン化手段、電極、蒸発源
などの仕様に特長があり、これらのイオンプレーティン
グ処理の結果は、直接的に比較され得ないため、Ｐυ゛
Ｄ法を、たとえば、けい素鋼板の絶碌被膜の形成に応用
しようとするとき、各方式相互間の（優劣評価に困難を
来たしていた。

（従来の技術） ＰＶＤ法の方式の違いによる性能評価に関しては、従来
の文献による報告はない。

（発明が解決しようとする問題点） 種々に方式の異なるＰＶＤ法について、それらの成膜物
性、とくに生成過程を含めた相互関係を比較検討して使
途への適合可否を適切に選択することができるイオンプ
レーティング装置を提案することがこの発明の目的であ
る。

（問題点を解決するための手段） この発明は、真空容器内の上部に蒸着処理部を有し、こ
の蒸着処理部の下部には、方式の異なる２以上の蒸着イ
オン発生装置を配設して成ることを特徴とするイオンプ
レーティング装置である。

ここに上記方式の異なる２以上の蒸着イオン発生装置は
、少なくともＲＦ方式蒸着イオン発生装置とＨＣＤ方式
蒸着イオン発生装置であることが望ましい。

第１図はこの発明に適合するイオンプレーティング装置
の一例を示す模式図であり、図中１は真空容器、２はサ
ブストレイト、３はシャッター、９４は加熱用ヒータ、
５はガス導入管、６はサブストレイト２をコイル状に巻
取る巻取り装置、７は通板ガイドローノベそして８は排
気管である。

またこの真空容器１内の蒸着処理部の下部には２つの扉
（Ａ）、（Ｂ）を設けてあり、この扉（Ａ）、（Ｂ）に
はそれぞれ方式の異なる蒸着イオン発生装置を備えであ
る。

第２図に上記扉（Ａ）および（Ｂ）の詳細を別個に示し
た。まず（八）はＲＦ方式蒸着イオン発生装置を備えた
例であって、図中９はるつぼ、１０は蒸着物質、１１は
２７０°偏向工レクトロンビーム発生装置、そして１２
はＲＦコイルである。

また（Ｂ）　はＨＣＤ方式蒸着イオン発生装置を備えた
例であって、図中１３はるつぼ、１４は蒸着物質そして
１５はＡｒガスを使用したＨＣＤＩである。

この例では、上記したそれぞれ方式の異なる蒸着イオン
発生装置を扉に備えて交互にイオンプレーティング処理
できる仕組としている。

このイオンプレーティング装置において、まずＲＦ方式
蒸着イオン発生装置を用いる場合には、第２図に示した
扉（Ａ）を、真空容器１内の蒸着処理部下方にセットす
る。次に図示はしないが真空ポンプで１０−４〜１Ｏ−
６ＴｏｒｒＯ高真空に排気する。充分な真空度を達成し
たのちに、２７０°偏向工レクトロンビーム発生装置１
１にて蒸着物質１０を蒸発させ、ＲＦコイル１２てイオ
ン化してサブストレイト２に処理を行う。この時サブス
トレイト２は、通板用ガイドロール７の誘導下に通板し
得るように、張力付加が可能な巻取り装置６に取付けて
あり、連続処理が行える。

次に、ＨＣＤ方式蒸着イオン発生装置によるイオンプレ
ーティング処理を行う場合には、扉（八）のエレクトロ
ンビームを止めて充分時間がたった後、真空容器１内に
空気を入れ、常圧にする。そして扉（八）と扉（Ｂ）　
　とを入替で、上述した手順に従い容器１内を高真空に
してイオンプレーティング処理を行う。

第３図は、真空容器１内に方式の異なる蒸着イオン発生
装置ｆ（ＲＦ方式：　（ａ）、　ＨＣＤ方式：（ｂ））
を各々独立に組込んだ場合のイオンプレーティング装置
の例であり、この場合にも、処理条件をほぼ同一のちと
に同時に、又は個別に操作してイオンプレーティング処
理を行うことができる。

（作　用） この発明におけるイオンプレーティング装置は、単一真
空容器１内の蒸着処理部の下部に、方式の異なる蒸着イ
オン発生装置を２以上備えていて、イオンプレーティン
グ処理を施すに際しては、これら方式の異なる蒸着イオ
ン発生装置を同時に操作するか、又は各々個別に操作す
る。

蒸着イオン発生装置を各々個別に操作して処理する場合
には、単一環境のもとに処理条件を設定してイオンプレ
ーティングができるので、それらの成膜物性などを含め
て相互関係を正確に比較、″、下価することができる。

他方、蒸着イオン発生装置の同時操作においては、各方
式に固有の処理条件を組合せたイオンプレーティング処
理が可能であり、とくに、より広範なイオン化率のもと
で、（尋られた成膜につき、その物性改善の影響などを
容易に検討できる。

ここで方式の異なる蒸着イオン発生装置として、ＲＦ方
式、ＨＣＤ方式を適用する場合について説明すると、ま
ずＲＦ方式は、蒸発物質として金属、半金属又はセラミ
ックなど種々処理できるけれども、イオン化率が１０〜
２５％程度であり、一方ＨＣＤ方式は、イオン化率が４
０〜６０％と極めて高いところ蒸着物質が限定される。

この発明によるイオンプレーティング装置に上記装置を
用いれば、これらの方式に共通な蒸着物質につき、より
広範なイオン化率が実現され（尋る。

（実施例） 第３図のイオンプレーティング装置を適用して、以下に
述べるような手順で製造した一方向性けい素鋼板の表面
にイオンプレーティングを施して、その絶縁被膜につき
、各方式相互間の比較評価を行った。

けい素鋼板の製造要領は次のとおりである。

Ｃ：　０．０４３％、Ｓｉ：３．３６％、Ｍｎ　：　０
．０６５％、Ｓｅ：　　０．０２３％、Ｍｏ　：　０．
０３０％およびＳｂ　：　０．０２５％を含有するけい
素鋼熱延板（２，２ｍｍ厚）を９５０℃で３分間の均一
化焼鈍後、９５０℃で３分間の中間焼鈍をはさんで２回
の冷間圧延を施して０．２０ｍｍ厚の最終冷延板とした
。その後８２０℃の湿水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を
施した後、Ａ１□０３（５０％）、、Ｍｇ０（２５％）
　、Ｚｒ０２（２０％）　、Ｔ１０２（５％）を主成分
とする焼鈍分１ｊ進剤を塗布してから８５０℃で５０時
間の２次再結晶焼鈍後、乾水累中で１２００℃、５時間
の純化焼鈍を施した。その後酸洗により表面の酸化物を
除去してから、電解研磨により鋼板表面を鏡面状態にし
た後、第３図のイオンプレーティング装置を用いて鋼板
表面上にＴｉＮを形成させた。まず最初にＨＣＤ法（加
速電圧−５０Ｖ、加速電流＝３ＯＡ）で０．８μｍ厚の
ＴｉＮ張力薄膜を鋼板表面上に形成させた。

次にＲＦ法（巳Ｂ電圧−１ＱｋＶ、加速電流−２５０ｍ
Ａ）で０．９μｍ厚のＴｉＮ張力薄膜を形成させた。な
おこのときの試料の加熱は両条件とも３００℃、また真
空度は２　Ｘ　１０−’ｍｍＨｇの同一条件で行なった
。

かくして得られた製品の磁気特性は次のとおりであった
。ＨＣＤ法ではＢ＋ｏ＝１．９２Ｔ、　Ｉｌｌ、７／５
ｏ＝０゜６８Ｗ／ｋｇ、またＲＦ法ではｅ＋ｏ＝１．９
２Ｔ、　ｌす１７／５Ｏ＝０゜５５Ｗ／ｋｇの良好な磁
気特性を示した。この実験を数回くりかえした結果では
磁束密度あるいは鉄損１直のそれぞれの偏差は３％以内
であった。

これに対してＨＣＤ法とＲＦ法の別々の装置での同一条
件下でのＴｉＮ膜生成後の磁気特性のそれぞれの偏差は
１０〜２５％であった。

この実施例では、イオンプレーティング装置の蒸着イオ
ン発生装置にＲＦ方式、ＨＣＤ方式を用いたが、これ以
外の蒸着イオン発生装置についても同様に適用できる。

（発明の効果） この発明によれば、方式の異なるイオンプレーティング
処理における相互関係の比較検討を行うことが可能であ
り、また、各方式ごとの固有な処理条件の組合せにて、
より広範なイオン化率のもとにイオンプレーティング処
理が可能であるため、被膜の特性改善の影響、比較評価
について詳細な実験を行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図はこの発明によるイオンプレ
ーティング装置の適用例である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空容器内の上部に蒸着処理部を有し、この蒸着処
   理部の下部には、方式の異なる２以上の蒸着イオン発生
   装置を配設して成ることを特徴とするイオンプレーティ
   ング装置。 ２、方式の異なる２以上の蒸着イオン発生装置が、少な
   くともＲＦ方式蒸着イオン発生装置とＨＣＤ方式蒸着イ
   オン発生装置であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のイオンプレーティング装置。