JPS62280357A - Ion plating using electron beam evaporation and apparatus therefor - Google Patents
Ion plating using electron beam evaporation and apparatus thereforInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
（技術分野）
この発明は、金属、セラミックス、有機ポリマー等の蒸
発源物質の蒸発法に関するものである。Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention relates to a method for evaporating evaporation source materials such as metals, ceramics, and organic polymers.
ざらに詳しくは、ホロカソードまたはプラズマガンとと
もに電子ビームをこれら物質に照射して蒸発を行う電子
ビーム蒸発イオンプレーティングに関する。More specifically, it relates to electron beam evaporation ion plating, in which these materials are evaporated by irradiating them with an electron beam together with a hollow cathode or a plasma gun.
（背景技術）
様々な形状と材質からなる物品の表面に、金属、合金、
無機物、カーボン、あるいは有機ポリマーなとの薄膜を
形成したものは、装飾、絶縁膜、保護膜、光学部品、電
子部品、半導体などの多様な分野への応用が期待されて
いるもので、すでに実用化されているものも少くない。(Background technology) Metals, alloys,
Thin films made of inorganic substances, carbon, or organic polymers are expected to be applied to a variety of fields such as decoration, insulating films, protective films, optical parts, electronic parts, and semiconductors, and are already in practical use. There are quite a few things that have been converted into
このような薄膜を形成するための方法、装置としては、
真空蒸発装置内に置いた蒸発源からの蒸発粒子をグロー
放電によってイオン化して行う、イオンプレーティング
技術が知られている。Methods and equipment for forming such thin films include:
Ion plating technology is known in which evaporated particles from an evaporation source placed in a vacuum evaporator are ionized by glow discharge.
このイオンプレーティングにはホロカソード型のものと
、高周波励起型のものとがあることも知られている。It is also known that there are two types of ion plating: a holocathode type and a high frequency excitation type.
これらのイオンプレーティング法は、薄膜の形成技術と
しては浸れたものではめるが、生産効率、薄膜の性能の
両面において依然として多くの問題が未解決の状態にあ
る。Although these ion plating methods are suitable for forming thin films, there are still many unresolved problems in terms of production efficiency and thin film performance.
また最近、圧力勾配型のプラズマガンを用いたイオンプ
レーティングも提案されているが、この方法についても
、実用技術としては改善すべき点が多い。Recently, ion plating using a pressure gradient plasma gun has been proposed, but this method also has many points to be improved as a practical technology.
特に、これまでのイオンプレーティング技術のうち、蒸
発粒子のイオン化率が高く、生産効率の面で優れている
といわれているホロカン−トイオンプレーティング、ま
た、これと類似していると考えられる圧力勾配型プラズ
マガンを用いてのイオンプレーティングには、プラズマ
の安定性に欠け、蒸発源物質の蒸発速度の制御が容易で
なく、このため、薄膜の性能の均一性を確実なものとす
ることが難しいという問題がおった。In particular, among the existing ion plating technologies, Holoquant ion plating is said to have a high ionization rate of evaporated particles and is said to be superior in terms of production efficiency, and pressure Ion plating using a gradient plasma gun lacks plasma stability and makes it difficult to control the evaporation rate of the source material, making it difficult to ensure uniformity of thin film performance. The problem was that it was difficult.
また、近年の薄膜形成技術の発展とあいまって、薄膜の
種類やその性能へのニーズは高まっているが、従来のイ
オンプレーティング技術においては、薄膜材料として関
心の高いプラスチック、セラミックスなどの絶縁性物質
の薄膜を形成することが容易ではなかった。In addition, with the recent development of thin film forming technology, the need for thin film types and their performance is increasing, but in conventional ion plating technology, the insulating properties of plastics, ceramics, etc., which are of high interest as thin film materials, are increasing. It has not been easy to form thin films of the material.
これまでのイオンプレーティングでは、蒸発源物質の蒸
発に抵抗加熱や高周波誘導加熱の手段を用いたものか多
いが、これら手段の場合には蒸発速度の制御が困難であ
り、この問題を解決するために、ホロカソードプラズマ
ガン、あるいは圧力勾配型プラズマガンのように、アル
ゴン（ハｒ）などの不活性ガスをイオン化し、このイオ
ン粒子を蒸発源物質に照射して、蒸発物質の蒸発とイオ
ン化を行っていた。Conventional ion plating methods often use resistance heating or high-frequency induction heating to evaporate the evaporation source material, but with these methods, it is difficult to control the evaporation rate, and we need to solve this problem. For this purpose, a hollow cathode plasma gun or a pressure gradient plasma gun ionizes an inert gas such as argon (Har) and irradiates the evaporation source material with these ion particles to evaporate and ionize the evaporated material. was going on.
しかしながら、このような手段は、蒸発源物質として絶
縁性物質を用いる場合には、アルゴン等のプラズマイオ
ンが絶縁物表面にチャージアップされてしまうために、
蒸発が困難でおった。However, when using an insulating material as an evaporation source material, such means cause plasma ions such as argon to be charged up on the surface of the insulating material.
Evaporation was difficult.
このため、抵抗、加熱等の外部手段を設けｔことしても
、優れた性能の薄膜を均一に形成するだめの必須の条件
である蒸発速度の均一制御はできなかった。For this reason, even if external means such as resistance and heating were provided, it was not possible to uniformly control the evaporation rate, which is an essential condition for uniformly forming a thin film with excellent performance.
（発明の目的）
この発明は、以上のような事情を鑑みてなされたもので
あり、近年、そのニーズが高まっている絶縁物簿膜の形
成を含めた、優れた性能のａ膜を均一に、かつ効率的に
形成するためのイオンプレーティングとそのための装置
を提供することを目的としている。(Purpose of the Invention) This invention was made in view of the above circumstances, and is intended to uniformly form an a film with excellent performance, including the formation of an insulating film, for which needs have been increasing in recent years. The purpose of the present invention is to provide ion plating and an apparatus therefor for efficient formation.
さらに詳しくは、蒸発物質の予熱、蒸発速度の制御と、
絶縁物の蒸発をも容易としたイオンプレーティングにお
ける蒸発手段を提供することを目的としている。More specifically, preheating the evaporative substance, controlling the evaporation rate,
The object of the present invention is to provide an evaporation means for ion plating that facilitates the evaporation of insulators.
（発明の構成）
この発明の方法は、上記の目的を達成するために、蒸発
粒子をイオン化することによって薄膜を形成するイオン
プレーティングにおいて、蒸発源物質にホロカソードま
たはプラズマガンとともに電子ビームを照射して蒸発を
行うことを特徴としている。またこの発明の装置は、こ
のイオンプレーティングのための電子ビームの照射手段
を設けたことを特徴としている。(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the method of the present invention involves irradiating an evaporation source material with an electron beam together with a hollow cathode or a plasma gun in ion plating that forms a thin film by ionizing evaporated particles. The feature is that evaporation is carried out using Further, the apparatus of the present invention is characterized in that it is provided with an electron beam irradiation means for this ion plating.
添附した図面に沿って、この発明の方法と装置について
説明する。The method and apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図は従来のホロカソードプラズマガンによる蒸発部
を示したものである。また第２図は、これと類似の圧力
勾配型のプラズマガンを用いた蒸発部を示している。こ
れらの方法と装置においては、ベルジャ（１）によって
真空に保った真空雫（２）内に、ハース（３）に保持さ
れた蒸発源物質（４〉に対してアルゴン（△ｒ）、ヘリ
ウム（Ｈｅ ） ’、；；どの不活性ガスのイオン化粒
子（５）を照射するようにホロカソードプラズマガン（
６）または圧力勾配型プラズマガン（７）を設けている
。FIG. 1 shows the evaporation section of a conventional hollow cathode plasma gun. Further, FIG. 2 shows an evaporation section using a pressure gradient type plasma gun similar to this. In these methods and devices, argon (△r), helium ( He) ', ; ; Holo cathode plasma gun (
6) or a pressure gradient type plasma gun (7).
これに対して、この発明は、第３図に示しＬこように、
電子ビーム発生装置（８）によって生成させた電子ビー
ム（９）を電界もしくは磁界の印ｈａによって偏向ざゼ
で蒸発源物質（４）に照射覆る。On the other hand, the present invention is as shown in FIG.
An electron beam (9) generated by an electron beam generator (8) is deflected by applying an electric or magnetic field to irradiate the evaporation source material (4).
あるいは第４図に示したように、電子ビーム発生装置（
８）から、電子ピームシＡｌツーとして蒸発源物質に電
子ビーム（９）を照射する。Alternatively, as shown in Figure 4, an electron beam generator (
8), the evaporation source material is irradiated with an electron beam (9) as an electron beam beam (Al2).
この電子ビームの照射については、格別、通常のイオン
プレーティングの際の条件変更は必要ない。真空゛至内
の圧力（よ１０−２〜１０’Ｔｏｒｒ程度とし、アルゴ
ン、ヘリウム、あるいは水素、右機モツマ−１酸素など
の不活性または反応性のガスを導入することができる。Regarding this electron beam irradiation, there is no particular need to change the conditions for normal ion plating. The pressure within the vacuum chamber (approximately 10-2 to 10' Torr) can be set, and an inert or reactive gas such as argon, helium, hydrogen, or oxygen can be introduced.
基板には加速電界を加えてもよいし、加えなくてもよい
。An accelerating electric field may or may not be applied to the substrate.
電子ビームのパワーは、たとえば１ ＫＷ〜数１数量０
間い範囲とすることができる。The power of the electron beam is, for example, 1 KW to several 1 quantity 0
It can be a long range.
ホロカソードプラズマ、圧力勾配型プラズマ、あるいは
ざらに高周波励起プラズマイオンプレーティングもしく
はこれらの複合方法の適宜なものに、この電子ビーム蒸
発法を用いることができることはいうまでもない。It goes without saying that this electron beam evaporation method can be used in any suitable method such as hollow cathode plasma, pressure gradient plasma, or radio frequency excited plasma ion plating or a combination thereof.
操作条件は通常の範囲から、薄膜形成材料の種類、装置
の能力に応じて、適宜に定めることができる。The operating conditions can be determined as appropriate from normal ranges depending on the type of thin film forming material and the capacity of the apparatus.
また、たとえば、絶縁物によるチャージアップをざらに
効果的に防ぐために、被処理物と蒸発源との間にグリッ
ドを置いてもよい。Further, for example, a grid may be placed between the object to be processed and the evaporation source in order to more effectively prevent charge-up due to the insulator.
蒸発源物質としては、金属、合金、セラミックス、金属
化合物、有機プラスチック等の良導性の、おるいは絶縁
性の物質のいずれのものも使用することができる。As the evaporation source material, any material with good conductivity or insulation, such as metals, alloys, ceramics, metal compounds, and organic plastics, can be used.
（発明の効果）
この発明の方法、装置によって、蒸発物質の蒸発速度の
制御が著しく容易になり、その予熱も可能となる。また
、なによりも、蒸発源物質が絶縁物の場合であっても、
イオンのみによるチャージアップを防ぐことができるの
で、その蒸発を可能とする。(Effects of the Invention) According to the method and apparatus of the present invention, it becomes extremely easy to control the evaporation rate of the evaporated substance, and it also becomes possible to preheat it. Moreover, above all, even if the evaporation source material is an insulator,
Since charge-up caused only by ions can be prevented, their evaporation is enabled.
このような優れた効果は、電子ビーム蒸発法を併用する
この発明によってはじめて実現することができる。Such excellent effects can only be achieved by the present invention, which also uses electron beam evaporation.
第１図および第２図は、従来のイオンプレーティングの
場合の蒸発部を示したものである。
第３図および第４図は、この発明の電子ビーム蒸発の例
を示している。
図中の番号は次のものを示している。
１・・・ベルジャ
２・・・真空室
３・・・ハース
４・・・蒸発源物質
６・・・ホロカソードプラズマガン
７・・・圧力勾配型プラズマガン
８・・・電子ビーム発生装置
９・・・電子ビーム
代理人 弁理士 西 澤 利 夫第 １
図
第２図FIGS. 1 and 2 show an evaporation section in conventional ion plating. 3 and 4 show examples of electron beam evaporation of the present invention. The numbers in the figure indicate the following. 1... Belljar 2... Vacuum chamber 3... Hearth 4... Evaporation source material 6... Holo cathode plasma gun 7... Pressure gradient plasma gun 8... Electron beam generator 9. ...Electron Beam Agent Patent Attorney Toshio Nishizawa 1st
Figure 2
Claims (2)
するイオンプレーティングにおいて、蒸発源物質にホロ
カソードまたはプラズマガンとともに電子ビームを照射
して蒸発を行うことを特徴とする電子ビーム蒸発イオン
プレーティング。(1) In ion plating in which a thin film is formed by ionizing evaporated particles, electron beam evaporation ion plating is characterized in that evaporation is performed by irradiating an evaporation source material with an electron beam together with a hollow cathode or a plasma gun.
源物質の蒸発のための電子ビーム照射手段を真空ベルジ
ャ内に設けたことを特徴とする電子ビーム蒸発イオンプ
レーティング装置。(2) An electron beam evaporation ion plating apparatus characterized in that, together with a hollow cathode or a plasma gun, an electron beam irradiation means for evaporating an evaporation source material is provided in a vacuum bell jar.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61123099A JPH0816263B2 (en) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | Electron beam evaporation ion plating and its equipment |
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|---|---|---|---|
| JP61123099A JPH0816263B2 (en) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | Electron beam evaporation ion plating and its equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62280357A true JPS62280357A (en) | 1987-12-05 |
| JPH0816263B2 JPH0816263B2 (en) | 1996-02-21 |
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ID=14852174
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| JP61123099A Expired - Fee Related JPH0816263B2 (en) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | Electron beam evaporation ion plating and its equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0816263B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62290865A (en) * | 1986-06-07 | 1987-12-17 | Kawasaki Steel Corp | Ion plating apparatus |
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| JPS6030114A (en) * | 1983-07-28 | 1985-02-15 | Taiyo Yuden Co Ltd | Thin film forming apparatus |
| JPS6199670A (en) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | Jeol Ltd | Ion plating device |
-
1986
- 1986-05-28 JP JP61123099A patent/JPH0816263B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS62290865A (en) * | 1986-06-07 | 1987-12-17 | Kawasaki Steel Corp | Ion plating apparatus |
| JPH0258350B2 (en) * | 1986-06-07 | 1990-12-07 | Kawasaki Steel Co |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0816263B2 (en) | 1996-02-21 |
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