JPS63137163A - レ−ザ蒸着式複合膜形成装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は１例えばＣ０２レーザを用いて、異種類のセ
ラミックス等を基材に蒸着させ複合膜を形成させるレー
ザ蒸着式複合膜形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

基材に膜を形成させる技術としては、物理蒸着（ＰＶＤ
）法、化学蒸着（ＣＶ　Ｄ）　Ｂ、　ｍＭｉＬなど様々
な方法があり２例えば特開昭５９−１１６３７３号公報
に、レーザ蒸着装置について記載されている。これらの
成膜法で、２種以上の物質を複合して膜形成を行う方法
としては、成膜後熱処理を施し拡散による複合膜を形成
する方法、成膜したい２種以上の物質を同時に基板に供
給する方法がある。

成膜後熱処理を施す場合、膜中の原子と、他の膜あるい
は基板中の原子とが十分に相互拡散して混ざり合うこと
ができる温度域に保持することにより、複合膜を形成さ
せることができる。

成膜したい２種以上の物質を同時に基板に供給する場合
は蒸着物質供給源を、２種以上の物質の混合物として、
同時に蒸発させ、基板上に供給する方法、２つ以上の蒸
発物質供給源を用いて２種以上の物質を別々に蒸発させ
、これらを基板上に同時に供給する方法があり、同時に
供給する物質の比率を制御することによって任意の複合
膜を形成させることができる。

上記のような方法のうち、成膜後熱処理を施す方法では
、膜及び基材を原子の相互拡散が所要な範囲でＳこり得
る高温域（セラミックスρｊえばＴｉＣであれば１３０
０’ｃ程度）に保持する必要があり、膜及び基材の質（
例えば結晶構造）や特性（例えば強度〕などが変化して
しまう場合がある。

また、できた複合膜の組成や組成分布を制御できない。

成膜したい２種以上の物質を、同時に基板に供給する方
法では、蒸着物質供給源を２種以上の物質の混合物とし
た場合、所要の組成及び膜質の複合膜を得られる様に蒸
着物質供給源の混合物を組成を変えて作らなければなら
ない。

これらの方法に比べて、基板に蒸着したい物質を同時に
保給する方法のうち、２つ以上の蒸発物質供給源を用い
て、蒸発したい物質を別々に蒸発させ、これらを基板上
に同時に供給する方法は。

蒸発物質供給源の物質が単一組成で良いこと、成膜後の
熱処理が必要でなく、蒸発速度や供給速度を制御すれば
組性及び組成分布が制御できることから、複合膜の形成
方法としては最も膜質を制御できる方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、２種以上の蒸着物質供給源を１つのチャ
ンバー内に設置すると、装！構成が複雑かつ高コストに
なり、蒸着条件９例えば蒸着雰囲気の制御が複雑になる
。蒸着させることができる物質が蒸発物質の生成法及び
蒸着雰囲気によって制限される。適時、任意の比率で蒸
発物質を基板上に供給させる制御法が複雑になるといっ
た問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、簡略かつ低コストで、多種類の複合膜が容易に制御
良く形成できるレーザ蒸着式複合膜形成装置を得ること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のレーザ蒸着式複合膜形成装置は、真空雰囲気
中で被照射材にレーザビームを集光照射し、被照射材の
粒子を蒸発さ電その粒子が蒸着される位置に配置した基
材に、その粒子の蒸着膜を形成させるものに８いて、異
種類の被照射材をレーザビームによってそれぞれ蒸発さ
せ、同時に蒸着することによって複合膜を形成するよう
にしたことを特徴とするものである。

〔作　用〕

この発明においては、レーザビームを、同時に蒸着させ
たい被照射材に集光照射することにより。

複合膜の種類を制御することができ、装置が極めて簡略
となる。

また、被照射材としては高融点のセラミックスを含む広
い範囲の物質を使うことができることにより１例えば金
属とセラミックス、セラミックスとセラミックスといっ
た広い種類の複合膜の形成が可能になる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、この発明の一実施例の構成図であり図に２い
てｆｉｌ　＋２１は、別々の発振Ｂ（ダ１えばｃｏ２レ
ーザ発振器）より発振されたレーザ光、　＋３１１４１
はレーザ光ｆｌｌ＋２１を集光する集光レンズ、　１Ｆ
５１ｆ６１は＋３１　＋４１で集光されたレーザ光を真
空チャンバＧ［ｌ内に導く透過窓、　＋７１＋８１は（
５１１６１により導かれた集光されたレーザ光を照射さ
れる各々異種類の第１．第２被照射材、（９）はレーザ
光の集光照射により（７）（８）より蒸発した粒子を付
着・堆積させる基材である。

上記のように構成されたレーザ蒸着式複合膜形成装置に
おいては例えばｔＯｔｏｒｒに排気された真空雰囲気中
で、レーザ光（１１は集光レンズ（３）により集光され
、透過窓（５）より真空チャンバーα〔内に導かれ第１
被照射材（７）に集光照射され、第１被照射材（７）の
粒子が蒸発する。同様にレーザ光（２）は集光レンズ１
４）により集光され透過窓（６）より真空チャンバー０
１内に導かれ、第２被照射材（８１に集光照射され、第
２被照射材（８）の粒子が蒸発する。第１被照射材（７
）及び第２被照射材（８）は、蒸発する粒子が基材（９
）の方向へ向かう様な角変に傾けてあり、蒸発した粒子
は基材（９）上に同時に蒸着される。

蒸発する粒子の蒸発ｊ！（蒸発速腐）は、第１゜第２被
照射材ｔｅｌ　［８１に集光照射するレーザ光の出力。

すなわちレーザ光（１）（２）の出力を制御することに
より、適時、変えることができる。よって、レーザ光ｆ
ｌ＋＋２１の出力比、すなわち蒸発する粒子の蒸発量（
蒸発速度〕比を適時変えることにより、蒸着複合膜の組
成を一定にすることも、変化させていくこともできるの
で、膜組成が自由に制御可能である。

なお、上記実施例では、被照射材の蒸発度（蒸発速度）
比はレーザ光ｆｉ＋　１２１の出力比を変えることによ
って変えているが、集光レンズ＋３１　＋４１の位置を
移動し、被照射材に照射されるレーザ光のパワー密度（
Ｗ／７）を変えることにより蒸発粒子の蒸発量を制御す
ることもできる。第２図は、この発明の他の実施例のレ
ーザ蒸着式複合膜形成装置の構成図であり、上記−例で
あり、集光レンズ＋３１　＋４１が上下に可動になって
Ｓす、この位置を変えることにより、レーザ光の焦点位
置を変え、被照射材上でのレーザ光のパワー密ＩＩ’　
（Ｗ／ｃ７Ｉｔ）を制御する。

また、上記実施例では、２本のビームは別々の発振器よ
り得ているが、第２図に示すように、１基のレーザ発振
５０３．　Ｆ！ＩＩえばＣ０２レーザ発振器より発振さ
れたレーザ光０着を、ビームスプリッタ−０３によりレ
ーザ光ｉｌ＋及びレーザ光（２）に分光し。

透過させた方のレーザ光（ＩＩは９反射鏡ａｌｌで光路
転換して、２本のレーザ光を真空チャンバー内に導くよ
うにしてもよい。この方法を用いれば、ビームスプリッ
タ−を使って１本のレーザ光をい（っにも分光できるの
で、１基のレーザ発振器だけで２種以上の被照射材をい
くつでも同時に蒸発させることができるため、複合膜形
成装置として極めて合理的である。

なお、レーザ光としては、ｃｏ２レーザ以外にＹＡＧレ
ーザ等を用いてもよい。

又、被照射材としては９例えば種々のセラミックスおよ
び種々の金属等広い種類の材料を用いることができる。

〔発明の効果〕

この発明は９以上説明したと８つ、真空雰囲気中で被照
射材にレーザビームを集光照射し、被照射材の粒子を蒸
発さ電その粒子が蒸着される位置に配置した基材に、そ
の粒子の蒸着膜を形成させるものにおいて、異種類の被
照射材をレーザビームによってそれぞれ蒸発させ、同時
に蒸着することによって複合膜を形成するようにしたこ
とを特徴とするものを用いることにより、簡略かつ低コ
ストで、多種類の複合膜が容易に制御長（形成できるレ
ーザ蒸着式複合膜形成装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成図、第２図はこの発
明の他の実施例の構成図である。 図において、　＋ＩＩ、　＋２１はレーザ光、（７ン、
（８）は第１゜第２被照射材、（９）は基材、αＱは真
空チャンバーである。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１真空雰囲気中で被照射材にレーザビームを集光照
   射し、被照射材の粒子を蒸発さ電その粒子が蒸着される
   位置に配置した基材に、その粒子の蒸着膜を形成させる
   ものにおいて、異種類の被照射材をレーザビームによつ
   てそれぞれ蒸発させ、 同時に蒸着することによつて複合膜を形成するようにし
   たことを特徴とするレーザ蒸着式複合膜形成装置。 （２）それぞれの被照射材に照射するレーザビーム密度
   を制御することにより、それぞれの被照射材の蒸発量の
   比率を制御する特許請求の範囲第１項記載のレーザ蒸着
   式複合膜形成装置。 （３）レーザビームの密度の制御は、レーザビームの焦
   点位置を制御することにより行なう特許請求の範囲第２
   項記載のレーザ蒸着式複合膜形成装置。