JPS63463A - 蒸着方法 - 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〉 本発明は蒸発粒子をイオン化させて基材に析出させるイ
オンブレーティング法の蒸着方法に関する。

〈従来の技術〉 近年、各覆の部材や製品の表面処理方法と゛、して、真
空雰囲気中で被膜を形成する方法が様々な分野で広（用
いられている。そめ中でも、被膜形成操作が比較的単純
で且つ短時間の内に被膜を形成することができる物理気
相蒸着方法（例えば真空蒸着法、イオンブレーティング
法等）が多用されているが、ここ最近では被膜の密着性
や質の向上を狙ってイオンブレーティング法による蒸着
方法の採用が急増している。

イオンブレーティング法による蒸着方法は蒸発粒子のイ
オン化方式により糎々あるが、その−例として高周波励
起方式のものを第２図に基づいて説明する。チャンバ１
内を真空に保ち、電子＃Ａ２を用いてろっぽ３内の蒸着
物４を加熱して蒸発させると共に、ガス導入口５からＡ
ｒ等の不活性ガス６をチャンバ１内に導入する。そして
、蒸着物４からの蒸発粒子３８及び不活性ガス６を高周
波コイル７によりイオン化し、負電位を与えられている
基材９に向かって蒸発粒子３８を加速させてこの基材９
上に析出させるのである。

他のイオンブレーティング法も基本的には上記と同じ構
成であり、蒸発粒子をイオン化させ、負電位を与えた基
材に加速した蒸発粒子を析出するものである。すなわち
、イオンブレーティング法は蒸発粒子を加速させること
に意義があり、これによって被膜と基材との密着性を向
上させると共に被膜の結晶構造を制御できろものである
。

〈発明が解決しようとする問題点・〉 従来のイオンブレーティング法による蒸着方法にあって
は、蒸発粒子と共に不活性ガスも加速されるため、この
不活性ガスによって基材に析出しつつある被膜が叩かれ
て被膜に欠陥や損傷が生じ、品質の高い被膜が得られな
いという問題があった。更に、加速電圧が比較的大きい
場合には、被膜のスパッタリング現象が生じ、被膜生成
速度が著しく低下するという問題があった。

また、チャンバ内に酸化性ガスを導入する反応性イオン
ブレーティング法においては、基材と同極の負にイオン
化したガスが基材近傍に存在することが困難なため、十
分な反応が達成されず、良質な酸化膜を得ることができ
ないという問題があった。

また、最近の皮膜形成技術の動向である長尺の基材への
被膜形成に従来のイオンブレーティング法を用いる場合
には、蒸発粒子の加速電圧を得るために基材が接触する
ロール頭金てに絶縁対策を施さなければならず、装置が
非常に高価になってしまうという問題があった。更に、
このような絶縁対策を施した場合にあっても、時として
蒸着物が絶縁部に付着して絶縁効果が損なわれ、安定し
た加速電圧が得られないという問題があった。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、上記問
題点を解決した蒸着方法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の蒸着方法は、真空容器内で蒸発源を加熱するこ
とにより発生した蒸発粒子をイオン化して基材に析出さ
せろ蒸着方法において、基材又は基材支持台を接地する
と共に、蒸発源に正電位を与え、イオン化した蒸発粒子
を加速させて基材に析出させることを特徴とする。

く作　　　用〉 基材側を接地することにより、真空容器内に導入されて
正極にイオン化される不活性ガスの加速電圧を小さくし
、基材上の被膜の損傷を防止する。また、負極にイオン
化するガスを真空容器内に導入する反応性イオンブレー
ティング法においては、正極の蒸発源近傍でのイオン化
ガス濃度が高く且つ基材近傍でのイオン化ガスの離散が
なくなり、十分な反応が得られろ。

また、基材側は接地すれば良いので、長尺の基材を用い
ろ場合等にあっても別設の絶縁対策を要しない。

く実　施　例〉 本発明の一実施例を説明する。

まず、本発明を実施する装置を第１図に基づいて説明す
る。同図において、１はチャンバ、２は電子銃、３はろ
つぼ、４は蒸着物、５はガス導入口、７は高周波コイル
、９１才基材、１０は基材支持台、１１は高周波電源、
１３は電源であり、６はＡｒ等の不活性ガス、８は蒸着
物４からの蒸発粒子、１２は電子銃２からの電子線をそ
れぞれ示している。そして、チャンバ１、基材支持台１
０及びこの基材支持台１０に支持された基材９は接地さ
れており、ろっぽ３及び蒸着物４ば電源１３ｆζより正
電位が与えられている。尚、高周波コイル７は高周波電
源１１に接続され、電子銃２は電源１３に接続されてい
る。ここで、基材９の接地について、基材９が絶縁体の
場合には基材支持台１０を接地すれば良い。また、るっ
ぽ３及び蒸着物４からなる蒸発源の印加について、るっ
ぽ３を導電体として直接的１ζ正電位を与えるのが好ま
しい。

上記構成の装置において本発明は次のように実施される
。チャンバ１内を真空に保ち、電子線１２によりるつぼ
３内の′Ｓ着物４を加熱して蒸発させると共に、ガス導
入口５から不活性ガス６をチャンバ１内に導入する。そ
して、蒸着物４からの蒸発粒子８及び不活性ガス６を高
周波コイル７によりイオン化し、接地された基材９に向
かって蒸発粒子８を加速させてこの基材９上に析出させ
、被膜を得る。

上記のような本発明による蒸着方法では、加速電圧（バ
イアス電圧）自体を前述した従来のものと同じ電位とし
ても、この加速電圧は蒸発粒子８に多く与えられてイオ
ン化した不活性ガス６にはこの加速電圧の効果はさほど
ない。このため、不活性ガス６はほとんど加速されず、
基材９上に形成されろ被膜の不活性ガス６による損傷が
激減して高品質の被膜が得られる。因に、基材９が負極
となるよう加速電圧を設定した従来の方法では、正極に
イオン化した不活性ガス６が基材９に向かって大きく加
速されて極めて大きな速度をもって被膜に衝突すること
となるため、被膜の大きな損傷が生じてしまう。ここで
また、基材９を正極に設定すれば正極にイオン化した不
活性ガスの被膜への衝突は防止できるが、同じく正極（
ζイオン化した蒸発粒子８も基材９に到達しなくなるた
め、イオンブレーティングの効果が全くなくなって被膜
生成速度が極端に低下してしまう。尚、本発明において
、蒸発粒子８の加速度を上げてイオンブレーティングの
効果を上げるためにはなるべく蒸発源の近くで蒸発粒子
８をイオン化させるのが好ましく、そのためには、正極
の蒸発源に対して安定した性能を発揮する電子ｎ１２を
用いて蒸発源を加熱するのが好ましい。

また、本発明においてチャンバｌ内に負極にイオン化す
る酸化性ガスを導入して反応性イオンブレーティング法
を実施した場合には、蒸発源が正極であることから蒸発
源近傍でのイオン化した酸化性ガスの濃度が非常に高く
且つ基材９が接地されていることから基材９近傍でもイ
オン化した酸化性ガスの離散がないため、十分な反応性
が達成されて高品質の被膜が得られる。このような被膜
形成に際しても、イオン化した酸化性ガスの加速電圧に
よる加速作用はほとんどなく、これによって被膜が損傷
することはない。因に、従来の蒸着方法では、基材９と
イオン化した酸化性ガスとが共に負極となるため、基材
９近傍でイオン化した酸化性ガスが離散により極端に減
少し、更に蒸発源がチャンバ１と同電位の接地となって
いることから蒸発源近傍でのイオン化した酸化性ガスの
濃度があまり高くならないため、反応性が乏しくなって
高品質の被膜が得られない。

また、基材９に金属テープのような長尺のものを用いる
場合、従来の蒸着方法ではこの金属テープを負極Ｃζ保
つために金属テープζζ接触する全てのロール類を絶縁
する必要があったが、本発明ではこのような絶縁対策：
よ不要である。このため、装置全体としての１８縁箇所
が減ることから、設備費が大巾に削減できると共に、加
速電圧の安定化及びメンテナスの容品化が図られて高品
質の被膜が得られる。

す下に本発明の比較実験結果を示す。

（実験例１） 第１図に示した装置を用いた本発明による方法、第２図
に示した装置を用いた従来の方法及び真空蒸着法により
、アセトンで洗浄したガラス基材上に表１に示す条件で
ＡＩ被被膜施した。これによゆ得られた３つのサンプル
に粘着テープによるピーリングテストを実施した結果、
真空蒸着法によるサンプルには剥離が認められたが、イ
オンブレーティング法による２つのサンプルには剥離は
認められなかった。また、これら３つのサンプルについ
てＡＩ被被膜硬度を測定した結果、本発明のイオンブレ
ーティング法では、真空蒸着並みの膜損傷の無い低い硬
度値が得られた。これらの結果より、本発明のイオンブ
レーティング方法は、従来のイオンブレーティング法と
同様の高い密着性が得られると共に被膜の欠陥が非常に
少ないことが判る。

０印：剥離ナシ ×印：剥離アリ （実験例２） 第１図に示した装置を用いた本発明による方法と、第２
図に示した装置を用いた従来の方法とにより、アセトン
で洗浄したガラス基材上に表２に示す条件でＡｌ２Ｏ３
被膜を施した。

尚、Ａｌ２Ｏ３被膜の形成は蒸着物としてＡｊを用いた
。これにより得られた２つのサンプルについてＡｌ２Ｏ
３被膜の硬度を測定した結果、従来のイオンブレーティ
ング法ではＨＫ：１７００ｋｇ　／　ｗｅ”と低く、本
発明のイオンブレーティング法ではＨＫ：　２２００　
ｋｇ／　ｍ２と非常に高い値が得られた。また、被膜の
透明度にも差が認められ、従来法ではやや黄色味があっ
たが、本発明法では無色透明であった。これらの結果、
本発明により高品質の被膜が得られることが判る。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、基材のＭ類は金属、セラミック、樹脂等なんでも良く
、更には、蒸発源の加熱方式、蒸着物の種類、蒸発粒子
のイオン化方式、チャンバ内へ導入するガスの種類及び
その有無等についても特段の制限はない。

〈発明の効果〉 本発明の蒸着方法によれば、加速電圧の印加方式として
基材側を接地すると共に蒸発源に正電位を与えるように
しているため、基材との密着性が優れ且つ損傷の少ない
高品質な被膜を得ることができろ。更に、長尺の基材へ
の被膜形成に本発明を適用すると、設備費を低減しつつ
も高品質な被膜を得ることができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る蒸着方法を実施するた
めの装置を表す構成図、第２図は従来の蒸着方法を実施
するための装置を表す構成図である。 図面中、 １はチャンバ、 ２は電子銃、 ３はるつぼ、 ４は蒸着物、 ７は高周波コイル、 ８は蒸発粒子、 ９は基材、 １０は基材支持台、 １２は電子線である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器内で蒸発源を加熱することにより発生し
   た蒸発粒子をイオン化して基材に析出させる蒸着方法に
   おいて、基材又は基材支持台を接地すると共に、蒸発源
   に正電位を与え、イオン化した蒸発粒子を加速させて基
   材に析出させることを特徴とする蒸着方法。
2. （２）電子線により蒸発源を加熱することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の蒸着方法。
3. （３）基材が長尺の金属テープであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の蒸着方法。