JPS62177177A - イオンミキシング装置 - Google Patents
イオンミキシング装置Info
- Publication number
- JPS62177177A JPS62177177A JP1689086A JP1689086A JPS62177177A JP S62177177 A JPS62177177 A JP S62177177A JP 1689086 A JP1689086 A JP 1689086A JP 1689086 A JP1689086 A JP 1689086A JP S62177177 A JPS62177177 A JP S62177177A
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- Japan
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- ion
- ion source
- ions
- vapor deposition
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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】
（産業との利用分野）
本発明は試料（主としてドリルや切削工具類等）表面に
スパッタリング蒸着とイオン注入を繰り返し実施するこ
とにより、試料表面に任意の合金層を任意の厚みで形成
するイオンミキシング装置の改良に関するものである。
スパッタリング蒸着とイオン注入を繰り返し実施するこ
とにより、試料表面に任意の合金層を任意の厚みで形成
するイオンミキシング装置の改良に関するものである。
（従来の技術）
イオンミキシングによる試料の表面改質は、イオン注入
と真空蒸着を併用することにより試料の表面に試料の原
子と蒸着金属原子、及び注入イオンの混合層を形成し、
最表面に新物質（例えばＴｉＮ 、 ＢＮ ｅｔｃ ）
を形成する手法である。
と真空蒸着を併用することにより試料の表面に試料の原
子と蒸着金属原子、及び注入イオンの混合層を形成し、
最表面に新物質（例えばＴｉＮ 、 ＢＮ ｅｔｃ ）
を形成する手法である。
従来は例えば特開昭６０−１４１８６９号に記載されて
いるように、試料（ストリップスチール）表面に金属原
子を蒸着するために蒸着金属物質を電子ビームや加熱コ
イルを用いて加熱蒸発させ別配置されたイオン源からイ
オン注入を行いイオンミキシングを行っており、従来手
法では蒸着金属加熱用とイオン注入用の電源を別配置す
る必要があったため、真空槽が大きくなり膜形成装置が
犬がかりになり、装置の価格が高くなるという欠点があ
った。
いるように、試料（ストリップスチール）表面に金属原
子を蒸着するために蒸着金属物質を電子ビームや加熱コ
イルを用いて加熱蒸発させ別配置されたイオン源からイ
オン注入を行いイオンミキシングを行っており、従来手
法では蒸着金属加熱用とイオン注入用の電源を別配置す
る必要があったため、真空槽が大きくなり膜形成装置が
犬がかりになり、装置の価格が高くなるという欠点があ
った。
第３図に従来のイオンミキシング装置の構成例を示す。
真空ポンプ１にて真空引き（通常１ｏ−６〜１Ｏ−７Ｔ
ｏｒｒ ）された真空チャンバー２の内に該チャンバー
２外の回転駆動機構によって回転する試料ホルダー３を
設置し、該試料ホルダー３に密着するように試料４を固
定する。イオン注入は、電源装置６により制御され真空
チャンバー２内の下方に試料４と対峙して設けられたイ
オン源５から試料４に向かってイオンを加速して成され
る。一方試料４の表面への金属原子の蒸着は同じく真空
チャンバー２内の下方に設けられた電子ビーム発生装置
７より電子ビーム偏向用電磁石８を用いて蒸着金属１０
０表面に電子ビームを照射して蒸着金属１０の表面を加
熱して試料４に向って金属原子を蒸発させて行う。電子
ビームのエネルギーは蒸着用電源装置９により制御が行
なわれる。すなわち本発明は第３図に示す電子ビーム発
生装置７、電磁石８、蒸着用電源装置９を不要としたも
のである。
ｏｒｒ ）された真空チャンバー２の内に該チャンバー
２外の回転駆動機構によって回転する試料ホルダー３を
設置し、該試料ホルダー３に密着するように試料４を固
定する。イオン注入は、電源装置６により制御され真空
チャンバー２内の下方に試料４と対峙して設けられたイ
オン源５から試料４に向かってイオンを加速して成され
る。一方試料４の表面への金属原子の蒸着は同じく真空
チャンバー２内の下方に設けられた電子ビーム発生装置
７より電子ビーム偏向用電磁石８を用いて蒸着金属１０
０表面に電子ビームを照射して蒸着金属１０の表面を加
熱して試料４に向って金属原子を蒸発させて行う。電子
ビームのエネルギーは蒸着用電源装置９により制御が行
なわれる。すなわち本発明は第３図に示す電子ビーム発
生装置７、電磁石８、蒸着用電源装置９を不要としたも
のである。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、従来、イオンミキシングにおいて必要であっ
た上記蒸着金属加熱用の電源を不要とする装置構成を提
供するためになされたものである。
た上記蒸着金属加熱用の電源を不要とする装置構成を提
供するためになされたものである。
（問題点の解決手段）
本発明は上記問題点を解決するために発明されたもので
ある。すなわち本発明は真空チャンバー内にイオン源と
、該イオン源から引き出されるイオンの直進方向前方に
イオン直進方向に対して壬意の傾斜角をもって配置され
る蒸着金属物質と、該イオン源と該蒸着金属物質との間
に回動機構を有する試料ホルダーとを配置して、前記イ
オン源でイオン注入とスパッタリング蒸着とを行うこと
を特徴とするイオンミキシング装置にある。
ある。すなわち本発明は真空チャンバー内にイオン源と
、該イオン源から引き出されるイオンの直進方向前方に
イオン直進方向に対して壬意の傾斜角をもって配置され
る蒸着金属物質と、該イオン源と該蒸着金属物質との間
に回動機構を有する試料ホルダーとを配置して、前記イ
オン源でイオン注入とスパッタリング蒸着とを行うこと
を特徴とするイオンミキシング装置にある。
（作用）
以下図面を用いて本発明を実施するためのイオンミキシ
ング装置の構成例について詳細に説明する。
ング装置の構成例について詳細に説明する。
本発明装置構成例を第１図に示す。
真空ポンプ１にて真空引きされた真空チャンバー２の中
にイオン源５と蒸着金属１０を対向して配置した間に試
料４を保持して回動移動させるための回動駆動付ホルダ
ー３′を配置したものである。
にイオン源５と蒸着金属１０を対向して配置した間に試
料４を保持して回動移動させるための回動駆動付ホルダ
ー３′を配置したものである。
−例として板状の試料４を回動駆動付ホルダー３′に固
定した場合について説明する。初めに試料４を図の（ａ
）の真空チャンバー２のほぼ中央の水平位置に固定し、
電源装置６により真空チャンバー２内上方に設けたイオ
ン源５の内部で発生させたプラズマの中からイオン（例
えばＮ＋）を図の破線に示すように試料４０表面に垂直
に加速し引き出す。
定した場合について説明する。初めに試料４を図の（ａ
）の真空チャンバー２のほぼ中央の水平位置に固定し、
電源装置６により真空チャンバー２内上方に設けたイオ
ン源５の内部で発生させたプラズマの中からイオン（例
えばＮ＋）を図の破線に示すように試料４０表面に垂直
に加速し引き出す。
加速されたイオン（矢印）は試料４０表面をスパッタリ
ングし、試料表面の不純物をはじき飛ばし表面の清浄化
を行うと共に表面下に注入される。
ングし、試料表面の不純物をはじき飛ばし表面の清浄化
を行うと共に表面下に注入される。
その後試料４をのせたホルダー３′を図の（ｂ）の位置
迄回動移動させ真空チャンバー２内下方でイオン源５か
ら引き出されたイオンの進行方向前方で垂直軸に対して
任意の角度（θ）をもって支柱１２に固定配置された蒸
着金属物質（例えばＴｉ、Ｂ、Ａ１等）１０と対向させ
る。イオン源５で作られたイオンはイオン源５から引き
出されたイオンは直進して蒸着金属物質１０の表面をス
パッタリングし蒸着金属原子を試料４表面に向は放出さ
せ試料４の表面に金属原子が蒸着される。
迄回動移動させ真空チャンバー２内下方でイオン源５か
ら引き出されたイオンの進行方向前方で垂直軸に対して
任意の角度（θ）をもって支柱１２に固定配置された蒸
着金属物質（例えばＴｉ、Ｂ、Ａ１等）１０と対向させ
る。イオン源５で作られたイオンはイオン源５から引き
出されたイオンは直進して蒸着金属物質１０の表面をス
パッタリングし蒸着金属原子を試料４表面に向は放出さ
せ試料４の表面に金属原子が蒸着される。
試料表面に金属原子の蒸着が行なわれた後、再度試料４
を保持した試料ホルダー３′を図の（ａ）の水平位置迄
回動移動させ、イオンの進行方向に対して垂直の位置に
固定し、再びイオン源５より加速したイオンを引き出し
金属原子が蒸着された試料４０表面にイオンを注入する
。この一連の動作を繰り返すごとにより、試料４０表面
には第２図に示すように蒸着金属原子と試料原子及び注
入イオンとの混合層が形成され最表面部には新物質（第
２図の場合はＴｉＮ−）が形成される。このように、試
料４を保持したホルダー３′をイオン源５と蒸着金属物
質１０の間に配置して所定位置に回動移動させることに
より１個のイオン源で試料にイオン注入とスパッタリン
グ蒸着を行うことが出来るものである。
を保持した試料ホルダー３′を図の（ａ）の水平位置迄
回動移動させ、イオンの進行方向に対して垂直の位置に
固定し、再びイオン源５より加速したイオンを引き出し
金属原子が蒸着された試料４０表面にイオンを注入する
。この一連の動作を繰り返すごとにより、試料４０表面
には第２図に示すように蒸着金属原子と試料原子及び注
入イオンとの混合層が形成され最表面部には新物質（第
２図の場合はＴｉＮ−）が形成される。このように、試
料４を保持したホルダー３′をイオン源５と蒸着金属物
質１０の間に配置して所定位置に回動移動させることに
より１個のイオン源で試料にイオン注入とスパッタリン
グ蒸着を行うことが出来るものである。
金属原子の蒸着量は、第１図の１１に示すように蒸着金
属物質１０に対向して設けた薄膜検出器（例えば水晶振
動子）にて検出され、蒸着厚みの制御は可能であり、イ
オン注入量は、第１図に示すようにイオン源５の前方で
イオン進行方向に対して垂直位置に設けたイオン電流検
出器１２及び注入時間と試料表面積によシ制御可能であ
る。
属物質１０に対向して設けた薄膜検出器（例えば水晶振
動子）にて検出され、蒸着厚みの制御は可能であり、イ
オン注入量は、第１図に示すようにイオン源５の前方で
イオン進行方向に対して垂直位置に設けたイオン電流検
出器１２及び注入時間と試料表面積によシ制御可能であ
る。
又、蒸着金属物質１０は試料４の大きさに合せて支柱１
２に任意の角度で配置出来るようになっており試料４を
保持したホルダー３′は蒸着金属物質１ｏに対峙する所
定装置まで回動移動させればよい。さらに、試料４のサ
イズが大きい場合はイオン源５を試料４のサイズに合せ
複数個配置してもよい。
２に任意の角度で配置出来るようになっており試料４を
保持したホルダー３′は蒸着金属物質１ｏに対峙する所
定装置まで回動移動させればよい。さらに、試料４のサ
イズが大きい場合はイオン源５を試料４のサイズに合せ
複数個配置してもよい。
イオンミキシング装置の構成は図示の他、試料ホルダー
３′と蒸着金属物質１０を第１図とは左右反対に配置し
てもよく、さらに、イオン源５から加速して引き出され
たイオンが真空チャンバー内を下方から上方に直進する
ように、又、水平方向に直進するように、さらには斜め
方向に直進するように装置配置を構成してもよく、要は
イオン源５からイオンが直進する前方に回動機構を有す
る試料ホルダー３′とイオンの進行方向に対して任意の
角度に設定出来る蒸着金属原子１０を配置してイオンミ
キシング装置を構成すればよい。
３′と蒸着金属物質１０を第１図とは左右反対に配置し
てもよく、さらに、イオン源５から加速して引き出され
たイオンが真空チャンバー内を下方から上方に直進する
ように、又、水平方向に直進するように、さらには斜め
方向に直進するように装置配置を構成してもよく、要は
イオン源５からイオンが直進する前方に回動機構を有す
る試料ホルダー３′とイオンの進行方向に対して任意の
角度に設定出来る蒸着金属原子１０を配置してイオンミ
キシング装置を構成すればよい。
（発明の効果）
以上説明したように本発明のイオンミキシング装置機構
によれば、１個のイオン源でイオン注入と真空蒸着を行
うことが出来るので装置がコンパクトになり、安価で操
作も容易に彦る等効果金有するものである。
によれば、１個のイオン源でイオン注入と真空蒸着を行
うことが出来るので装置がコンパクトになり、安価で操
作も容易に彦る等効果金有するものである。
第１図は本発明のイオンミキシング装置の説明図、
第２図は蒸着金属原子と試料原子及び注入・ｆオンとの
混合層、最表面部の新物質の層の状態を示す説明図、 第３図は従来のイオンミキシング装置の説明図である。 １・・・真空ポンプ ２・・・真空チャンバー３．
３′・・・試料ホルダー ４・・・試料５・・・イオン
源 ６・・・電源装置７・・・電子ビーム発生
８・・・電子ビーム偏向用型装置 磁石 ９・・・蒸着用電源装置 １０・・・蒸着金属１１・・
・薄膜検出器 １２・・・支柱第１図 第２図 注入イオン（Ｎ＋） 第３図
混合層、最表面部の新物質の層の状態を示す説明図、 第３図は従来のイオンミキシング装置の説明図である。 １・・・真空ポンプ ２・・・真空チャンバー３．
３′・・・試料ホルダー ４・・・試料５・・・イオン
源 ６・・・電源装置７・・・電子ビーム発生
８・・・電子ビーム偏向用型装置 磁石 ９・・・蒸着用電源装置 １０・・・蒸着金属１１・・
・薄膜検出器 １２・・・支柱第１図 第２図 注入イオン（Ｎ＋） 第３図
Claims (1)
- 真空チャンバー内にイオン源と、該イオン源から引き出
されるイオンの直進方向前方にイオン直進方向に対して
任意の傾斜角をもって配置される蒸着金属物質と、該イ
オン源と該蒸着金属物質との間に回動機構を有する試料
ホルダーとを配置して、前記イオン源でイオン注入とス
パッタリング蒸着とを行うことを特徴とするイオンミキ
シング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1689086A JPS62177177A (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | イオンミキシング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1689086A JPS62177177A (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | イオンミキシング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62177177A true JPS62177177A (ja) | 1987-08-04 |
| JPH0372154B2 JPH0372154B2 (ja) | 1991-11-15 |
Family
ID=11928757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1689086A Granted JPS62177177A (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | イオンミキシング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62177177A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170001326A1 (en) * | 2009-05-15 | 2017-01-05 | The Gillette Company Llc | Razor blade coating |
-
1986
- 1986-01-30 JP JP1689086A patent/JPS62177177A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170001326A1 (en) * | 2009-05-15 | 2017-01-05 | The Gillette Company Llc | Razor blade coating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372154B2 (ja) | 1991-11-15 |
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